CN208257660U - 压电振动器件、压电变压器模块、压电振子安装用柔性基板和压电变压器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种压电振动器件、压电变压器模块、压电振子安装用柔性基板和压电变压器。本实用新型具备压电变压器(1A、1B)、柔性基板(2)以及壳体(3)。柔性基板(2)具备连接压电变压器(1A、1B)的外部电极的元件安装用端子和与布线基板(200)连接的外部连接用端子。壳体(3)具有向布线基板(200)固定的固定部(32S)和顶部,固定部(32S)在向布线基板(200)安装的安装状态下,在顶部与布线基板(200)之间形成容纳压电变压器(1A、1B)和柔性基板(2)的空间。压电变压器(1A、1B)经由保持构件而悬挂于壳体(3)的顶部。由此,提供一种抑制了由压电振子的位置偏移、引线端子的按压力的变动造成的特性劣化的压电振动器件。

Description

压电振动器件、压电变压器模块、压电振子安装用柔性基板和 压电变压器
技术领域
本实用新型涉及压电振动器件,特别是,涉及安装在布线基板的压电振动器件。
背景技术
在压电变压器等的压电振动器件中,考虑压电振子的机械振动阻碍的抑制、小型化、制造的容易性等来设计压电振子和壳体的构造。例如,专利文献1所示的压电变压器具备压电振子和具有容纳该压电振子的腔的树脂壳体。在树脂壳体的腔底面形成有枕部,在压电振子容纳于腔内的状态下,压电振子的机械振动的节点被上述枕部所支承。此外,可挠性板簧状引线端子与压电振子的输入输出电极相接从而被电连接。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2002-26414号公报
实用新型内容
实用新型要解决的课题
但是,在如专利文献1所示的以往的压电振动器件中,若压电振子相对于壳体的搭载位置偏移,或者由引线端子造成的按压力从设计值偏移,则压电振动元件的机械振动被妨碍,压电振动器件的特性劣化。例如,在压电变压器的情况下,电力变换效率会下降。
本实用新型的目的在于,提供一种抑制了由压电振子的位置偏移、引线端子的按压力的变动造成的特性劣化的压电振动器件。
用于解决课题的手段
(1)本实用新型的压电振动器件的特征在于,
具备压电振子、柔性基板以及壳体,
所述压电振子具有压电元件和形成在所述压电元件的表面的外部电极,
所述柔性基板具备:元件安装用端子,连接所述压电振子的所述外部电极;以及外部连接用端子,与布线基板连接,
所述壳体具有向所述布线基板固定的固定部和顶部,
所述固定部在向所述布线基板安装的安装状态下,在所述顶部与所述布线基板之间形成容纳所述压电振子和所述柔性基板的空间,
所述压电振子的所述外部电极与所述柔性基板的所述元件安装用端子连接,所述压电振子经由保持构件而在所述壳体内悬挂于所述壳体的所述顶部。
通过上述结构,压电振子在电气方面经由柔性基板而与安装目的地的布线基板连接,在机械方面经由保持构件而悬挂于壳体的顶部。因此,相对于压电振子对柔性基板的安装位置的偏移的、对机械振动阻碍的影响少,因此相对于安装位置的偏差的特性的偏差少。此外,固定部在向压电振动器件的布线基板安装的安装状态下,在壳体的顶部与布线基板之间形成容纳压电振子和柔性基板的空间,因此尽管只有柔性基板介于压电振子与布线基板之间,也可抑制压电振子的机械振动阻碍。
(2)优选地,在上述(1)中,所述外部电极形成在所述压电元件的第一面,所述压电元件的与所述第一面对置的第二面被保持在所述壳体的所述顶部。由此,壳体的顶部与柔性基板平行地配置,可得到低矮的压电振动器件。
(3)优选地,在上述(2)中,所述保持构件配置在所述压电振子的机械振动的节点与所述顶部之间。由此,可有效地抑制压电振子的机械振动阻碍。
(4)优选地,在上述(2)或(3)中,所述外部电极在所述第一面中机械振动的节点处经由导电性接合材料而与所述元件安装用端子连接。由此,可有效地抑制压电振子的机械振动阻碍。
(5)优选地,在上述(1)至(4)中的任一项中,所述壳体由具有所述顶部的第一壳体部和具有所述固定部的第二壳体部构成,所述第一壳体部被保持在所述第二壳体部。由此,能够用适合于顶部以及固定部的各个部的材料来构成壳体。
(6)优选地,在上述(5)中,所述第一壳体部为树脂成型体,所述第二壳体部为金属成型体。由此,通过第一壳体部可容易地确保第一壳体部与压电振子的电绝缘。
(7)在上述(1)至(6)中的任一项中,所述压电振子例如为压电变压器。由此,能够构成电力变换效率高的变压电路。
(8)优选地,在上述(7)中,所述压电变压器在长方体形状的压电元件的长边方向的一方具备输入振动部,在另一方具备输出振动部,所述压电振子以纵向振动模式进行振动。由此,对于输入振动部和输出振动部两方,能够容易地将外部电极形成在压电元件的第一面。
(9)优选地,在上述(1)至(8)中的任一项中,所述柔性基板具有框架和从所述框架引出的引出部,所述元件安装用端子形成在所述引出部,所述外部连接用端子形成在所述框架。由此,虽然是面积受限的柔性基板,但是不会覆盖外部连接用端子,压电振子的安装变得容易。此外,外部连接用端子能够配置在柔性基板的外周部,因此柔性基板的外部连接用端子相对于布线基板的连接变得容易。
(10)优选地,在上述(9)中,所述引出部在根部处与所述框架连接,所述元件安装用端子形成在所述引出部的前端部。由此,可抑制机械振动阻碍。
(11)本实用新型的压电变压器模块的特征在于,具备:
第一压电变压器;以及
第二压电变压器,
柔性基板具有夹着对称轴而设置的所述第一压电变压器的第一安装区域和所述第二压电变压器的第二安装区域,
所述第一压电变压器以及所述第二压电变压器各自的外部电极具有一次侧第一外部电极、一次侧第二外部电极以及二次侧外部电极,并安装于所述柔性基板,使得所述一次侧第一外部电极、所述一次侧第二外部电极以及所述二次侧外部电极的形成位置关于所述对称轴成为线对称,
所述柔性基板的元件安装用端子具有:
第一安装电极,连接所述第一压电变压器的所述一次侧第一外部电极;
第二安装电极,连接所述第一压电变压器的所述一次侧第二外部电极;
第三安装电极,连接所述第一压电变压器的所述二次侧外部电极;
第四安装电极,连接所述第二压电变压器的所述一次侧第一外部电极;
第五安装电极,连接所述第二压电变压器的所述一次侧第二外部电极;以及
第六安装电极,连接所述第二压电变压器的所述二次侧外部电极,
所述第一安装电极与第四安装电极关于所述对称轴呈线对称地设置,
所述第二安装电极与第五安装电极关于所述对称轴呈线对称地设置,
所述第三安装电极与第六安装电极关于所述对称轴呈线对称地设置。
在该结构中,能够使靠近的第一压电变压器的电极与第二压电变压器的电极的极性相同。因此,无需将第一压电变压器和第二压电变压器分开排列。其结果,能够在确保两个压电变压器的电极间的绝缘的同时抑制大型化。
(12)本实用新型的压电振子安装用柔性基板是安装压电振子的柔性基板,其特征在于,具备:
框架;
第一引出部,从所述框架引出;
第二引出部,从所述框架引出;
第一元件安装用端子,形成在所述第一引出部,并连接所述压电振子的第一外部电极;以及
第二元件安装用端子,形成在所述第二引出部,并连接所述压电振子的第二外部电极,
与所述框架连接的所述第一引出部的第一根部比所述第一元件安装用端子更靠近所述第二元件安装用端子。
通过上述结构,能够加长柔性基板的第一引出部的长度,从第一引出部的根部到压电振子的第一外部电极的弹性高。因此,可抑制压电振子的机械振动阻碍。
(13)本实用新型的压电变压器通过对设置在压电体的第一外部电极、第二外部电极、第三外部电极以及第四外部电极中的、所述第一外部电极以及所述第二外部电极、或所述第三外部电极以及所述第四外部电极的一方施加电压,从而在另一方激发电压,其特征在于,具备:
压电元件,具有矩形的第一面;
多个第一内部电极,设置在所述压电元件内,并与所述第一外部电极连接;
多个第二内部电极,设置在所述压电元件内,并与所述第二外部电极连接;
多个第三内部电极,设置在所述压电元件内,并与所述第三外部电极连接;以及
多个第四内部电极,设置在所述压电元件内,并与所述第四外部电极连接,
所述第一外部电极、所述第二外部电极、所述第三外部电极以及所述第四外部电极相互绝缘地设置在所述压电元件的所述第一面,
所述第一外部电极以及所述第二外部电极沿着所述压电元件的所述第一面的一边方向排列,
所述第三外部电极以及所述第四外部电极沿着所述压电元件的所述第一面的所述一边方向排列,
所述第一外部电极以及所述第三外部电极沿着所述压电元件的所述第一面的与所述一边方向正交的方向排列,
所述第二外部电极以及所述第四外部电极沿着所述压电元件的所述第一面的与所述一边方向正交的方向排列。
在该结构中,第一外部电极以及第二外部电极和第三外部电极以及第四外部电极分隔开地配置,因此能够确保电极间的绝缘。此外,因为各电极形成在压电体的同一面,所以压电变压器的安装变得容易。
(14)本实用新型的压电变压器的特征在于,具备:
压电体,形成有被极化的输入部、被极化的输出部以及配置在所述输入部与所述输出部之间的绝缘部;
输入侧第一内部电极以及输入侧第二内部电极,设置在所述输入部,并相互对置;以及
输出侧第一内部电极以及输出侧第二内部电极,设置在所述输出部,并相互对置,
所述输入侧第二内部电极是与输入侧基准电位连接的电极,至少一部分位于比所述输入侧第一内部电极更靠所述绝缘部侧,
所述输出侧第二内部电极是与输出侧基准电位连接的电极,至少一部分位于比所述输出侧第一内部电极更靠所述绝缘部侧。
在该结构中,能够增大形成在输入侧第二内部电极与输出侧第二内部电极之间的杂散电容,并减小形成在输入侧第一内部电极与输出侧第一内部电极之间的杂散电容。由此,能够抑制由施加电压的输入侧第一内部电极与输出电压的输出侧第一内部电极的杂散电容造成的耦合。其结果,能够抑制经由杂散电容在输入侧第一内部电极与输出侧第一内部电极之间传输无用信号的可能性。
此外,假设在输入侧基准电位为接地且输出侧基准电位为搭载了压电变压器的设备内的基准电位的情况下,输出侧基准电位从输入侧基准电位观察成为浮置的状态。在该状态下,在用户碰到了(操作了)与压电变压器的输出部侧(输出侧第一内部电极)连接的负载的情况下,存在输出侧基准电位变动的情况。因此,通过设为上述结构,从而使输入侧第二内部电极与输出侧第二内部电极通过形成在其间的杂散电容进行耦合。由此,能够减小施加在连接输出侧第二内部电极的输出侧基准电位与连接输入侧第二内部电极的输入侧基准电位之间的交流的电位差。因此,输出侧基准电位稳定化,其结果,能够防止负载的误动作。
实用新型效果
根据本实用新型,可避免由压电振子的位置偏移、用于保持压电振子的按压力的变动造成的特性劣化的问题,可得到特性稳定的压电振动器件。
附图说明
图1是示出本实用新型的第一实施方式涉及的压电变压器模块和安装该压电变压器模块的布线基板的结构的立体图。
图2是示出压电变压器模块对于布线基板的安装构造的立体图。
图3是柔性基板的俯视图。
图4(A)以及图4(B)是压电变压器的立体图。
图5(A)、图5(B)、图5(C)、图5(D)以及图5(E)是示出压电变压器模块的制造时的各工序中的构造的立体图。
图6是示出压电变压器模块的、外部连接用端子与两个压电变压器的连接关系的图。
图7是示出压电变压器模块及其安装构造的纵剖视图。
图8是压电变压器模块对于布线基板的安装状态下的、固定部部分的剖视图。
图9是示出压电变压器模块及其安装构造的部分剖视图。
图10(A)是压电变压器的俯视图,图10(B)是透视地表示了其内部的构造的立体图。
图11是用于说明输入振动部以及输出振动部的振动方向的图。
图12是本实用新型的第二实施方式涉及的压电变压器模块具备的柔性基板的俯视图。
图13(A)是第三实施方式涉及的压电变压器模块的俯视图,图13 (B)是压电变压器模块的主视图。
图14(A)是柔性基板的俯视图,图14(B)是图14(A)的IIB-IIB 线处的剖视图。
图15是压电变压器的俯视图。
图16是用于说明将压电变压器安装在柔性基板的情况下的布线的图。
图17是用于说明压电变压器的制造方法的图。
图18是用于说明压电变压器的制造方法的图。
图19是输入输出端子为三个的情况下的压电变压器的俯视图。
图20是安装图19的压电变压器的柔性基板的俯视图。
图21是第四实施方式涉及的柔性基板的俯视图。
图22是压电变压器的立体图。
图23(A)以及图23(B)是示出柔性基板对于布线基板的连接部的构造、以及压电变压器1与布线基板的位置关系的部分剖视图。
图24(A)是压电变压器的俯视图,图24(B)是透视地表示了其内部的构造的立体图。
图25是用于说明输入振动部以及输出振动部的振动方向的图。
图26是第五实施方式涉及的柔性基板的俯视图。
图27是第六实施方式涉及的柔性基板的俯视图。
图28(A)是第七实施方式涉及的压电变压器的俯视图,图28(B) 是图28(A)的IB-IB线的剖视图,图28(C)是图28(A)的IC-IC线的剖视图。
图29是用于说明输入区域以及输出区域的振动方向的图。
图30是示出在基板安装了压电变压器的压电变压器器件的图。
图31(A)是第八实施方式涉及的压电变压器的俯视图,图31(B) 是立体图。
图32(A)是图31(A)的VA-VA线的剖视图,图32(B)是图31 (A)的VB-VB线的剖视图,图32(C)是图31(A)的VC-VC线的剖视图,图32(D)是图31(A)的VD-VD线的剖视图。
图33是用于说明裂纹进入压电元件的理由的图。
图34是第九实施方式涉及的压电变压器的立体图。
图35是示出第十实施方式涉及的压电变压器的结构的图。
图36(A)是示出第十一实施方式涉及的压电变压器的结构的立体图,图36(B)是图36(A)的II-II线处的剖视图。
图37是示出第十二实施方式涉及的压电变压器模块的图。
图38是示出第十三实施方式涉及的压电变压器模块的图。
图39是第十四实施方式涉及的AC适配器的电路图。
具体实施方式
《第一实施方式》
图1是示出本实用新型的实施方式涉及的压电变压器模块101和安装该压电变压器模块101的布线基板200的结构的立体图。图2是示出压电变压器模块101对于布线基板200的安装构造300的立体图。在图1、图2中,省略了形成在柔性基板2的各种端子、导体图案的图示。
压电变压器模块101具备压电变压器1A、1B、柔性基板2、以及保持压电变压器1A、1B和柔性基板2的壳体3。压电变压器1A、1B是本实用新型涉及的“压电振子”的一个例子。压电变压器模块101是本实用新型涉及的“压电振动器件”的一个例子。
压电变压器1A、1B具有压电元件和形成在该压电元件的表面的外部电极(后面详细说明),柔性基板2具备连接压电变压器1A、1B的外部电极的元件安装用端子和与布线基板200连接的外部连接用端子。
壳体3具有向布线基板200固定的固定部32S和顶部(后面详细说明),固定部32S在向布线基板200安装的安装状态下,在顶部与布线基板200之间形成容纳压电变压器1A、1B和柔性基板2的空间。
壳体3由具有上述顶部的第一壳体部31和具有固定部32S的第二壳体部32构成,第一壳体部31保持在第二壳体部32。
在布线基板200形成有插入上述固定部32S的插槽232S。此外,在布线基板200形成有连接形成在柔性基板2的外部连接用端子的连接端子 (连接盘)225A、225B、226、227A、227B、228。
在布线基板200的连接端子225A、225B、226、227A、227B、228 印刷涂敷膏状焊料,将压电变压器模块101的固定部32S插入到布线基板200的插槽232S,并通过回流焊法进行焊接,由此构成图2所示的压电变压器模块101的安装构造300。
图3是柔性基板2的俯视图。柔性基板2具备连接压电变压器1A、 1B的外部电极的元件安装用端子21A、21B、22A、22B、23A、23B、24A、 24B和与布线基板连接的外部连接用端子25A、25B、26、27A、27B、28。
柔性基板2具有矩形框状的框架20F和从框架20F向内侧呈L字状弯曲并且延伸的多个引出部20L,元件安装用端子21A、21B、22A、22B、 23A、23B、24A、24B形成在引出部20L。在本实施方式中,引出部20L 在根部20R处与框架20F连接,元件安装用端子21A、21B、22A、22B、 23A、23B、24A、24B形成在引出部20L的前端部。即,元件安装用端子21A、21B、22A、22B、23A、23B、24A、24B形成在不易阻碍柔性基板2的机械振动的位置。
在柔性基板2的框架20F形成有外部连接用端子25A、25B、26、27A、 27B、28。在本实施方式中,特别是,在框架20F的外周部形成有外部连接用端子25A、25B、26、27A、27B、28。
图4(A)以及图4(B)是压电变压器1A的立体图。图4(A)是将压电变压器1A的第一面S1作为上表面的立体图,图4(B)是将压电变压器1A的第二面S2作为上表面的立体图。
压电变压器1A具备长方体形状的压电元件10和沿着该压电元件10 的第一面S1的相互对置的两个边而形成的外部电极11、12、13、14。外部电极11、12是输入振动部(以下,称为输入区域)的外部电极,外部电极13、14是输出振动部(以下,称为输出区域)的外部电极。在压电变压器1A的与第一面S1对置的第二面S2设置有两个保持构件4。该保持构件4是能够吸收压电振子的振动的弹性构件,例如是微小的双面粘合胶带。保持构件4粘附在后面示出的压电变压器1A的机械振动的节点。在压电变压器1B的结构中,外部电极的极性与压电变压器1A处于镜像对称的关系。其他结构相同。
图5(A)、图5(B)、图5(C)、图5(D)以及图5(E)是示出上述压电变压器模块101的制造时的各工序中的构造的立体图。在图5 (A)~图5(E)中,省略了形成在柔性基板2的各种端子、导体图案的图示。
图5(A)是柔性基板2的立体图,图5(B)是在柔性基板安装了压电变压器1A、1B的状态下的立体图。压电变压器1A、1B以它们的第一面S1面对柔性基板2的状态进行连接。具体地,在柔性基板2的元件安装用端子21A、21B、22A、22B、23A、23B、24A、24B印刷涂敷膏状焊料,将压电变压器1A、1B搭载在柔性基板2,并通过回流焊法进行连接。此时,元件安装用端子21A、22A、23A、24A优选与压电变压器1A 的机械振动的节点连接。同样地,元件安装用端子21B、22B、23B、24B 优选与压电变压器1B的机械振动的节点连接。
图5(C)是在压电变压器1A、1B的第二面S2粘附了保持构件4的状态。
图5(D)是在柔性基板2的上部被覆了第一壳体部31的状态。第一壳体部31具有顶板部31T和四个腿部31S。在柔性基板2的上部被覆了第一壳体部31的状态下,在顶板部31T的内表面(第一壳体部31的顶部)与柔性基板2的上表面之间构成容纳压电变压器1A、1B的空间。
通过在柔性基板2的上部被覆第一壳体部31,从而压电变压器1A、1B的第二面S2经由保持构件4粘附于第一壳体部31的顶部。
图5(E)是在第一壳体部31被覆了第二壳体部32的状态。第二壳体部32具有顶板部32T和四个固定部32S。关于第二壳体部32,两个固定部32F弯折为环抱第一壳体部31,从而与第一壳体部31一体化。
通过组装以上所示的部件,从而构成图1所示的压电变压器模块101。
图6是示出压电变压器模块101的、外部连接用端子与两个压电变压器1A、1B的连接关系的图。在柔性基板2安装了压电变压器1A、1B的状态下,压电变压器1A的输入区域的外部电极11、12分别与外部连接用端子26、25A连接,压电变压器1A的输出区域的外部电极13、14分别与外部连接用端子28、27A连接。压电变压器1B的输入区域的外部电极11、12分别与外部连接用端子26、25B连接,压电变压器1B的输出区域的外部电极13、14分别与外部连接用端子28、27B连接。
本实施方式的压电变压器模块101,若在外部连接用端子26与外部连接用端子25A、25B之间分别输入电压,则从外部连接用端子28与外部连接用端子27A、27B之间分别输出电压。
图7是压电变压器模块101的纵剖视图。像该图表示的那样,压电变压器1A的第一面S1经由焊料5而与柔性基板2的元件安装用端子接合。压电变压器1A的第二面S2经由保持构件4而粘附于第一壳体部31的顶部31C。
图8是压电变压器模块101对于布线基板200的安装状态下的、固定部32S部分的剖视图。
第二壳体部32的固定部32S在其前端具有被弯曲的卡合部32E。通过将固定部32S插入到插槽232S,从而柔性基板2载置于布线基板200,卡合部32E与布线基板200的插槽232S卡合。在该状态下,固定部32S 在布线基板200的下表面进行焊接。
像这样,在向布线基板200安装了压电变压器模块101的状态下,在第一壳体部31的顶部31C与布线基板200之间形成高度为H1的空间。在该高度为H1的空间容纳压电变压器1A、1B和柔性基板2。
图9是示出柔性基板2对于布线基板200的连接部的构造、以及压电变压器1A与布线基板200的位置关系的部分剖视图。
在柔性基板2,在上下表面形成有保护膜2P。此外,柔性基板2通过形成在框架的周围的外部连接用端子(25A等)而与布线基板200上的连接端子(225A等)连接。因此,在连接有压电变压器1A等的柔性基板2的下表面与布线基板200之间产生间隙,元件安装用端子(21A、22A 等)不易阻碍机械振动。因此,不易阻碍压电变压器1A的机械振动。
图10(A)是压电变压器1A的俯视图,图10(B)是透视地表示了其内部的构造的立体图。
在压电元件10的第一面S1设置有输入侧第一外部电极11、输入侧第二外部电极12、输出侧第一外部电极13以及输出侧第二外部电极14。任一个外部电极11、12、13、14均为具有由短边以及长边构成的面的矩形。而且,外部电极11、12、13、14设置在压电元件10的第一面S1,使得长边与X轴方向一致,且短边与Y轴方向一致。
在输入区域10A设置有多个输入侧第一内部电极111和多个输入侧第二内部电极121。输入侧第一内部电极111具有圆形的主面,并与输入侧第一外部电极11导通。输入侧第二内部电极121具有圆形的主面,并与输入侧第二外部电极12导通。
输入侧第一内部电极111与输入侧第二内部电极121沿着X轴方向交替地设置,使得主面的法线方向成为X轴方向。
在输出区域10B设置有多个输出侧第一内部电极131和多个输出侧第二内部电极141。输出侧第一内部电极131具有圆形的主面,并与输出侧第一外部电极13导通。输出侧第二内部电极141具有圆形的主面,并与输出侧第二外部电极14导通。
输出侧第一内部电极131与输出侧第二内部电极141沿着X轴方向交替地设置,使得主面的法线方向成为X轴方向。
图11是用于说明输入区域10A以及输出区域10B的振动方向的图。图11所示的箭头是输入区域10A以及输出区域10B中的压电元件10的伸缩方向。虚线示出压电元件10的应力分布。此外,图11的下部所示的实线的波形示出振动的压电元件10的位移分布。
若对输入侧第一外部电极11和输入侧第二外部电极12施加交流电压,则在输入侧第一内部电极111与输入侧第二内部电极121之间产生电场。即,在输入区域10A中,在极化方向上施加电场。此时,例如,夹着输入侧第一内部电极111,X轴方向的正方向侧与负方向侧相互在相反方向上被施加电场。而且,通过逆压电效应,激励出将极化方向,即,沿着压电元件10的第一面S1的X轴方向作为厚度的厚度纵向振动,如图 11的箭头所示,输入区域10A在X轴方向上伸缩。
若激励出纵向振动,则在输出区域10B中在X轴方向(极化方向) 上产生机械应变,如图11的箭头所示,输出区域10B在X轴方向上伸缩。因为是2λ/2振动模式,所以输入区域10A与输出区域10B的伸缩方向相反。而且,通过压电纵向效应,在输出侧第一内部电极131与输出侧第二内部电极141之间产生电位差,从输出侧第一外部电极13以及输出侧第二外部电极14输出电压。
输入区域10A中的振动位移最小的第一节点N1处于输入侧第一外部电极11以及输入侧第二外部电极12的形成范围内。此外,输出区域10B 中的振动位移最小的第二节点N2处于输出侧第一外部电极13以及输出侧第二外部电极14的形成范围内。在安装压电变压器1A的情况下,通过在振动位移最小的位置(节点N1、N2)对压电变压器1A进行支承,从而可抑制压电变压器1A的振动阻碍。对于压电变压器1B也是同样的。
《第二实施方式》
图12是本实用新型的第二实施方式涉及的压电变压器模块具备的柔性基板的俯视图。引出部20L的形状与在第一实施方式中图3所示的柔性基板不同。
本实施方式的柔性基板具有矩形框状的框架20F和从框架20F引出到内侧的多个引出部20L,元件安装用端子21A、21B、22A、22B、23A、 23B、24A、24B形成在引出部20L。其他结构与第一实施方式相同。
在本实施方式中,引出部20L从框架20F向内侧呈直线状延伸。因此,元件安装用端子21A、22A、23A、24A也有时会连接到从压电变压器1A的机械振动的节点偏移的位置。同样地,元件安装用端子21B、22B、 23B、24B也有时会连接到从压电变压器1B的机械振动的节点偏移的位置。但是,因为作为柔性基板的一部分的引出部20L具有柔软性,所以不易阻碍压电变压器1A、1B的机械振动。
另外,第一实施方式~第二实施方式涉及的压电振动器件的安装构造的结构不限定于说明过的结构,只要具有以下的特征即可。
也就是说,压电振动器件的安装构造只要是如下结构即可,即,其特征在于,具备:
压电振动器件,具有压电振子、柔性基板以及壳体;以及
布线基板,安装所述压电振动器件,
所述压电振子具有压电元件和形成在所述压电元件的表面的外部电极,
所述柔性基板具备:
元件安装用端子,连接所述压电振子的所述外部电极;以及
外部连接用端子,与所述布线基板上的电极连接,
所述壳体具有向所述布线基板固定的固定部和顶部,
所述固定部在向所述布线基板安装的安装状态下,在所述顶部与所述布线基板之间形成容纳所述压电振子和所述柔性基板的空间,
所述压电振子的所述外部电极与所述柔性基板的所述元件安装用端子连接,所述压电振子经由保持构件而在所述壳体内悬挂于所述壳体的所述顶部。
通过该结构,可得到特性的偏差少且抑制了压电振子的机械振动阻碍的压电振动器件的安装构造。
在以下说明的第三实施方式中,对在第一实施方式以及第二实施方式的压电变压器模块中能够在确保多个压电变压器的电极间的绝缘的同时抑制大型化的结构进行说明。
《第三实施方式》
图13(A)是第三实施方式涉及的压电变压器模块101的俯视图,图 13(B)是压电变压器模块101的主视图。在该例子中,关于压电变压器模块101具备的壳体(图1的壳体3),省略图示及其说明。
压电变压器模块101具备压电变压器1A、1B和安装压电变压器1A、 1B的柔性基板2。压电变压器1A是本实用新型涉及的“第一压电变压器”的一个例子,压电变压器1B是本实用新型涉及的“第二压电变压器”的一个例子。
柔性基板2在俯视下具有由长边以及短边构成的大致矩形的主面。以下,将其主面的长边方向设为X轴方向,将短边方向设为Y轴方向,将基板的厚度方向设为Z轴方向。在此,在俯视柔性基板2的主面时,对称轴AS通过柔性基板2的Y轴方向上的中心。
关于压电变压器1A、1B,虽然详细的构造将在后面详细叙述,但具有压电元件和形成在压电元件的相同的表面的多个外部电极(未图示)。压电变压器1A、1B以其表面为柔性基板2侧而焊接并安装于柔性基板2。压电元件为在一个方向上长的长方体形状。而且,压电变压器1A、1B使压电元件的长边方向与X轴方向一致,并沿着Y轴方向平行地排列。此时,压电变压器1A、1B在俯视柔性基板2的主面时关于对称轴AS实质上呈线对称地配置。
柔性基板2具有在俯视柔性基板2的主面时关于对称轴AS实质上线对称的构造。该柔性基板2具备连接压电变压器1A、1B的外部电极的多个元件安装用端子(未图示)、例如与母基板连接的外部连接用端子25A、 25B、26、27A、27B、28、以及导体图案。外部连接用端子25A、25B、 26、27A、27B、28是横跨柔性基板2的表面和背面的两个主面而形成的电极。导体图案对元件安装用端子和外部连接用端子25A、25B、26、27A、 27B、28进行连接。
外部连接用端子25A、25B、27A、27B设置在柔性基板2的沿着X 轴方向的边,外部连接用端子25A、27A与外部连接用端子25B、27B在俯视柔性基板2的主面时关于对称轴AS实质上呈线对称地配置。此外,外部连接用端子26、28位于对称轴AS上,设置在柔性基板2的沿着Y 轴方向的边,且在X轴方向上对置。
外部连接用端子26是本实用新型涉及的“第一外部端子电极”的一个例子。外部连接用端子28是本实用新型涉及的“第二外部端子电极”的一个例子。
在本实施方式涉及的压电变压器模块101中,外部连接用端子25A、 25B、26作为压电变压器模块101的输入侧(一次侧)端子,外部连接用端子27A、27B、28作为输出侧(二次侧)端子。而且,设压电变压器模块101对从外部连接用端子25A、25B、26输入的电压进行降压,并从外部连接用端子27A、27B、28输出。
此外,设外部连接用端子25A、25B与一次侧的基准电位连接,外部连接用端子27A、27B与二次侧的基准电位连接。设外部连接用端子26 与电源等的输出部连接,外部连接用端子28与负载连接。即,外部连接用端子25A、27A、25B、27B与外部连接用端子26、28是极性不同的电极。
图14(A)是柔性基板2的俯视图,图14(B)是图14(A)的IIB-IIB 线处的剖视图。如前所述,柔性基板2成为在俯视柔性基板2的主面时关于对称轴AS实质上线对称的构造。
柔性基板2具有框架20F,通过框架20F形成有在俯视柔性基板2的主面时关于对称轴AS实质上线对称的空间2S1、2S2。在空间2S1的部分形成有安装压电变压器1A的安装区域1AS,在空间2S2的部分形成有安装压电变压器1B的安装区域1BS。
安装区域1AS是本实用新型涉及的“第一安装区域”的一个例子。安装区域1BS是本实用新型涉及的“第二安装区域”的一个例子。
柔性基板2具有从框架20F引出到空间2S1、2S2内的多个引出部20L。形成在安装区域1AS内的引出部20L和形成在安装区域1BS内的引出部 20L具有在俯视柔性基板2的主面时关于对称轴AS实质上成为线对称的形状。
在多个引出部20L的前端部,形成有连接压电变压器1A、1B的外部电极的元件安装用端子21A、22A、23A、24A、21B、22B、23B、24B。即,元件安装用端子21A、22A、23A、24A、21B、22B、23B、24B形成在柔性基板2的能够进行机械振动的位置。因此,即使是在柔性基板2 安装了压电变压器1A、1B的情况,压电变压器1A、1B的振动也不会被阻碍。
元件安装用端子21A、22A、23A、24A形成在安装区域1AS内,并连接压电变压器1A的外部电极。元件安装用端子21B、22B、23B、24B 设置在安装区域1BS内,并连接压电变压器1B的外部电极。设置在安装区域1AS的元件安装用端子21A、22A、23A、24A和设置在安装区域1BS 的元件安装用端子21B、22B、23B、24B在俯视柔性基板2的主面时关于对称轴AS实质上呈线对称地设置。
具体地,在沿着Y轴方向的同一直线上,依次形成有元件安装用端子21A、22A、22B、21B。而且,元件安装用端子21A、21B形成在俯视柔性基板2的主面时关于对称轴AS实质上成为线对称的位置,元件安装用端子22A、22B形成在关于对称轴AS实质上成为线对称的位置。
同样地,在沿着Y轴方向的同一直线上,依次形成有元件安装用端子23A、24A、24B、23B。而且,元件安装用端子23A、23B形成在俯视柔性基板2的主面时关于对称轴AS实质上成为线对称的位置,元件安装用端子24A、24B形成在关于对称轴AS实质上成为线对称的位置。
元件安装用端子21A是本实用新型涉及的“第一安装电极”的一个例子。元件安装用端子22A是本实用新型涉及的“第二安装电极”的一个例子。元件安装用端子23A、24A是本实用新型涉及的“第三安装电极”的一个例子。元件安装用端子21B是本实用新型涉及的“第四安装电极”的一个例子。元件安装用端子22B是本实用新型涉及的“第五安装电极”的一个例子。元件安装用端子23B、24B是本实用新型涉及的“第六安装电极”的一个例子。
这些元件安装用端子21A、22A、23A、24A、21B、22B、23B、24B 通过设置在引出部20L的导体图案而与外部连接用端子25A、25B、26、 27A、27B、28连接。
详细地,元件安装用端子21A、21B通过公共的导体图案26A而与外部连接用端子26连接。元件安装用端子22A通过导体图案26B而与外部连接用端子25A连接。元件安装用端子22B通过导体图案26C而与外部连接用端子25B连接。
元件安装用端子23A、23B通过公共的导体图案26D而与外部连接用端子28连接。元件安装用端子24A通过导体图案26E而与外部连接用端子27A连接。元件安装用端子24B通过导体图案26F而与外部连接用端子27B连接。
导体图案26A是本实用新型涉及的“第一导体图案”的一个例子。导体图案26D是本实用新型涉及的“第二导体图案”的一个例子。
另外,各导体图案26A~26F相互不交叉地形成在柔性基板2的同一层,并被未图示的绝缘膜所覆盖。通过在同一层形成各导体图案26A~ 26F,从而导体图案26A~26F不会交叉,因此导体图案26A~26F的形成变得容易。
如前所述,在输入侧,外部连接用端子25A、25B与外部连接用端子 26极性不同。因此,连接于外部连接用端子26的元件安装用端子21A、 21B与连接于外部连接用端子25A、25B的元件安装用端子22A、22B极性也不同。在本实施方式中,在沿着Y轴方向的直线上,元件安装用端子22A、22B配置在内侧,元件安装用端子21A、21B配置在外侧。虽然元件安装用端子22A、22B被靠近配置,但是极性相同,因此不需要元件安装用端子22A、22B间的绝缘。因此,无需将元件安装用端子22A、22B 彼此分开。
同样地,在输出侧,外部连接用端子27A、27B与外部连接用端子 28极性也不同。因此,连接于外部连接用端子28的元件安装用端子23A、 23B与连接于外部连接用端子27A、27B的元件安装用端子24A、24B极性也不同。在本实施方式中,在沿着Y轴方向的直线上,元件安装用端子24A、24B配置在内侧,元件安装用端子23A、23B配置在外侧。虽然元件安装用端子24A、24B被靠近配置,但是极性相同,因此不需要元件安装用端子24A、24B间的绝缘。因此,无需将元件安装用端子24A、24B 彼此分开。
像这样,元件安装用端子22A、22B彼此、元件安装用端子24A、24B 彼此极性分别相同,因此能够靠近配置。因此,相反极性的电极不会靠近,因此无需为了确保绝缘性而分开形成安装区域1AS、1BS,能够抑制柔性基板2的大型化。
此外,元件安装用端子21A、22A、23A、24A设置在成为被安装的压电变压器1A的节点的位置。元件安装用端子21B、22B、23B、24B设置在成为被安装的压电变压器1B的节点的位置。因此,柔性基板2在节点对压电变压器1A、1B进行支承,因此不会阻碍压电变压器1A、1B的振动。
图15是压电变压器1A、1B的俯视图。图15是从压电变压器1A、 1B的第一面S1侧观察到的俯视图,是透视地表示了内部的构造的图。第一面S1是安装于柔性基板2的安装面。
另外,压电变压器1A、1B在安装到柔性基板2时具有如下构造,即,在俯视柔性基板2的主面时关于对称轴AS实质上成为线对称。以下,对压电变压器1A进行说明。
压电变压器1A具备在一方长的长方体形状的压电元件10。压电元件 10例如层叠PZT类陶瓷片而形成。压电元件10在长边方向上形成有输入区域(一次侧)10A和输出区域(二次侧)10B。
沿着压电元件10的第一面S1的相互对置的两个边而形成有外部电极11、12、13、14。外部电极11是形成在输入区域10A的输入侧的外部电极,是本实用新型涉及的“一次侧第一外部电极”的一个例子。外部电极12是形成在输入区域10A的输入侧的外部电极,是本实用新型涉及的“一次侧第二外部电极”的一个例子。外部电极13、14是形成在输出区域10B的输出侧的外部电极,是本实用新型涉及的“二次侧外部电极”的一个例子。
外部电极11、12设置在输入区域10A中的包含振动位移最小的节点的位置。此外,外部电极13、14设置在输出区域10B中的包含振动位移最小的节点的位置。
这些外部电极11、12、13、14是具有由短边以及长边构成的面的矩形。外部电极11、12、13、14设置在压电元件10的第一面S1,使得长边与X轴方向一致,且短边与Y轴方向一致。
在输入区域10A设置有多个内部电极111和多个内部电极121。内部电极111、121具有主面,并与外部电极11、12导通。内部电极111、121 沿着X轴方向交替地设置,使得主面的法线方向成为X轴方向。
在输出区域10B设置有多个内部电极131和多个内部电极141。内部电极131、141具有主面,并与外部电极13、14导通。内部电极131、141 沿着X轴方向交替地设置,使得主面的法线方向成为X轴方向。
另外,如前所述,压电变压器1B的结构关于对称轴AS实质上成为线对称的关系。即,各电极的极性关于对称轴AS实质上与压电变压器 1A处于镜像对称的关系。其他结构相同。
该压电变压器1A、1B通过安装在柔性基板2的安装区域1AS、1BS,从而被布线。图16是用于说明将压电变压器1A、1B安装在柔性基板2 的情况下的布线的图。
如前所述,压电变压器1A、1B的外部电极11、12设置在输入区域 10A的包含节点P1的位置,外部电极13、14设置在输出区域10B的包含节点P2的位置。而且,压电变压器1A、1B在振动位移最小的节点P1、 P2处焊接于柔性基板2,从而被支承以及布线。由此,压电变压器1A、 1B不会阻碍振动,此外,能够防止在安装后由于压电元件10的位移而造成连接可靠性下降。
在柔性基板2安装压电变压器1A、1B的情况下,压电变压器1A的外部电极11与元件安装用端子21A(参照图2)被焊接,且压电变压器 1B的外部电极11与元件安装用端子21B被焊接。因为元件安装用端子 21A、21B通过导体图案26A而与外部连接用端子26连接,所以压电变压器1A、1B各自的外部电极11经由导体图案26A而与外部连接用端子 26连接。
压电变压器1A的外部电极12焊接于元件安装用端子22A,并经由导体图案26B而与外部连接用端子25A连接。压电变压器1B的外部电极12焊接于元件安装用端子22B,并经由导体图案26C而与外部连接用端子25B连接。
压电变压器1A的外部电极13焊接于元件安装用端子23A,压电变压器1B的外部电极13焊接于元件安装用端子23B。而且,压电变压器 1A、1B各自的外部电极13经由导体图案26D而与外部连接用端子28连接。
压电变压器1A的外部电极14焊接于元件安装用端子24A,并经由导体图案26E而与外部连接用端子27A连接。压电变压器1B的外部电极 14焊接于元件安装用端子24B,并经由导体图案26F而与外部连接用端子27B连接。
通过像这样将压电变压器1A、1B安装在柔性基板2,从而压电变压器模块101成为压电变压器1A、1B被并联连接的构造。通过将压电变压器1A、1B并联连接,从而能够从压电变压器模块101得到高输出。此外,这样的压电变压器模块101能够作为二次侧的输出阻抗低(输出电流容量大)的电路来利用。
此外,外部连接用端子25A、25B与基准电位连接,因此压电变压器1A的外部电极12与压电变压器1B的外部电极12为相同极性。同样地,压电变压器1A的外部电极14与压电变压器1B的外部电极14也为相同极性。而且,在排列了两个压电变压器1A、1B的情况下,因为靠近的外部电极11、14为相同极性,所以无需为了确保绝缘性而使安装区域1AS、 1BS分开排列,能够抑制压电变压器模块101的大型化。
此外,通过将两个压电变压器1A、1B安装在柔性基板2,从而输入输出端子的数目能够从压电变压器1A、1B具有的共计8个输入输出端子减为柔性基板2具有的共计6个输入输出端子。其结果,将压电变压器模块101例如安装到母基板等时的焊接作业、布线作业等变得容易。
另外,在图14(A)、图14(B)所示的柔性基板2中,引出部20L 的结构也设为在俯视柔性基板2的主面时关于对称轴AS实质上线对称的结构,但是也可以不设为线对称。例如,也可以将安装区域1AS、1BS 各自的引出部20L设为非对称,使视觉确认性变好,使得容易知道压电变压器1A、1B的安装方向等。
以下,对压电变压器1A、1B的制造方法进行说明。
图17以及图18是用于说明压电变压器1A、1B的制造方法的图。
首先,层叠多个压电陶瓷生片和多个内部电极401、402、403、404,然后进行烧结,从而形成陶瓷坯体400。内部电极401、402在陶瓷坯体 400的层叠方向的上部(附图上方向)交替地层叠。内部电极403、404 在陶瓷坯体400的层叠方向的下部(附图下方向)交替地层叠。在本实施方式中,设陶瓷坯体400的层叠方向的上部成为制造后的压电变压器的高电压侧,层叠方向的下部成为低电压侧。因此,内部电极401、402是压电变压器的高电压侧,通过层叠以使其电极间的距离变长,从而减小电容,内部电极403、404是压电变压器的低电压侧,通过层叠以使其电极间的距离变短,从而增大电容。
接着,在陶瓷坯体400的一面形成外部电极411、412、413、414。外部电极411、412、413、414为具有由长边以及短边构成的主面的矩形,形成为长边与陶瓷坯体400的层叠方向一致。
此外,外部电极411、412沿着与层叠方向正交的方向交替地配置,使得与内部电极401、402重叠。此时,形成为外部电极411与内部电极 401导通,外部电极412与内部电极402导通。
外部电极413、414沿着与层叠方向正交的方向交替地配置,使得与内部电极403、404重叠。此时,形成为外部电极413与内部电极403导通,外部电极214与内部电极204导通。
接着,对外部电极411、412施加电压,并对外部电极413、414施加电压,从而使陶瓷坯体400极化。此时,例如在外部电极411的情况下,虽然外部电极411形成有多个,但是只要对多个外部电极411中的一个施加电压即可。这是因为,一个外部电极411通过内部电极401而与其他外部电极411导通,因此只要对一个外部电极411施加电压,就等同于经由内部电极401对其他外部电极411也施加了电压。
极化后,将陶瓷坯体400在与形成了外部电极的一个面垂直的方向上进行分割。此时,进行分割,使得将各外部电极411、412、413、414分为两部分。被分为两部分的外部电极411成为压电变压器1A、1B的外部电极11。同样地,外部电极412、413、414分别成为压电变压器1A、1B 的外部电极12、13、14。此外,各内部电极401、402、403、404成为压电变压器1A、1B的内部电极111、121、131、141。
由此,分割后的相邻的个体分别成为压电变压器1A、1B。通过像这样进行制造,从而能够通过一次的制造工序将两个压电变压器1A、1B同时制造多个。此外,因为将外部电极分为两部分,所以能够将外部电极形成至压电元件10的第一面S1的边缘的极限。
在第三实施方式中,设压电变压器1A、1B具有四个输入输出端子而进行了说明,但是压电变压器1A、1B具有的输入输出端子也可以是三个。
图19是输入输出端子为三个的情况下的压电变压器1C、1D的俯视图。
该例子的压电变压器1C、1D是将输入区域10A和输出区域10B连接到公共的基准电位的结构。压电变压器1C、1D将图15所示的压电变压器1A、1B的外部电极12、14做成为一个外部电极15。在该情况下,压电变压器1C、1D具有外部电极11、13、15这三个输入输出端子。
在该例子中,外部电极11是本实用新型涉及的“一次侧第一外部电极”的一个例子。外部电极15是本实用新型涉及的“一次侧第二外部电极”的一个例子。外部电极13是本实用新型涉及的“二次侧外部电极”的一个例子。
图20是安装图19的压电变压器1C、1D的柔性基板2的俯视图。
该例子的柔性基板2是未设置图14(A)所示的外部连接用端子27A、 27B、导体图案26E、26F、形成导体图案26E、26F的引出部20L、以及元件安装用端子24A、24B的结构。
在该例子中,元件安装用端子21A是本实用新型涉及的“第一安装电极”的一个例子。元件安装用端子22A是本实用新型涉及的“第二安装电极”的一个例子。元件安装用端子23A是本实用新型涉及的“第三安装电极”的一个例子。元件安装用端子21B是本实用新型涉及的“第四安装电极”的一个例子。元件安装用端子22B是本实用新型涉及的“第五安装电极”的一个例子。元件安装用端子23B是本实用新型涉及的“第六安装电极”的一个例子。
即使是这样的结构,因为靠近的元件安装用端子22A、22B以及外部电极11、15是相同极性,所以也无需为了确保绝缘性而将安装区域1AS、 1BS分开形成,能够抑制压电变压器模块的大型化。
另外,输入输出端子为三个的压电变压器可以是罗森(ROSEN)型的压电变压器。此外,压电变压器的多个外部电极可以形成在压电体的不同的表面,例如可以形成在压电体的两侧面。
第三实施方式涉及的压电变压器模块的结构及其制造方法不限定于说明过的内容,只要具有以下的特征即可。
(特征1)
一种压电变压器模块,具备:
第一压电变压器;
第二压电变压器;以及
电路基板,安装了所述第一压电变压器以及所述第二压电变压器,
所述电路基板具有夹着对称轴而设置的所述第一压电变压器的第一安装区域和所述第二压电变压器的第二安装区域,
所述第一压电变压器以及所述第二压电变压器在压电体表面设置有一次侧第一外部电极、一次侧第二外部电极以及二次侧外部电极,并安装在所述电路基板,使得所述一次侧第一外部电极、所述一次侧第二外部电极以及所述二次侧外部电极的形成位置关于所述对称轴成为线对称,
所述电路基板具有:
第一安装电极,连接所述第一压电变压器的所述一次侧第一外部电极;
第二安装电极,连接所述第一压电变压器的所述一次侧第二外部电极;
第三安装电极,连接所述第一压电变压器的所述二次侧外部电极;
第四安装电极,连接所述第二压电变压器的所述一次侧第一外部电极;
第五安装电极,连接所述第二压电变压器的所述一次侧第二外部电极;以及
第六安装电极,连接所述第二压电变压器的所述二次侧外部电极,
所述第一安装电极与第四安装电极关于所述对称轴呈线对称地设置,
所述第二安装电极与第五安装电极关于所述对称轴呈线对称地设置,
所述第三安装电极与第六安装电极关于所述对称轴呈线对称地设置。
(特征2)
根据特征1所述的压电变压器模块,其中,
所述电路基板具有连接所述第一安装电极和第四安装电极的第一导体图案。
(特征3)
根据特征2所述的压电变压器模块,其中,
所述电路基板具有第一外部端子电极,
所述第一导体图案与所述第一外部端子电极连接。
(特征4)
根据特征1至3中的任一项所述的压电变压器模块,其中,
所述电路基板具有连接所述第三安装电极和第六安装电极的第二导体图案。
(特征5)
根据特征4所述的压电变压器模块,其中,
所述电路基板具有第二外部端子电极,
所述第二导体图案与所述第二外部端子电极连接。
(特征6)
根据特征1至5中的任一项所述的压电变压器模块,其中,
所述电路基板具有多个导体图案,
所述多个导体图案设置在所述电路基板的一层。
(特征7)
一种压电变压器模块的制造方法,是特征1至6中的任一项所述的压电变压器模块的制造方法,具备:
在与多个陶瓷生片和多个内部电极被层叠以及烧结而成的陶瓷坯体的层叠方向平行的所述陶瓷坯体的一个面,形成与所述内部电极连接的外部电极的工序;
对所述外部电极施加电压,使所述陶瓷坯体极化的工序;以及
将极化后的所述陶瓷坯体在与一个面垂直的方向上进行分割,从而形成多个压电变压器的工序。
在以下说明的第四实施方式~第六实施方式中,压电变压器的数目、柔性基板的结构与第一实施方式以及第二实施方式不同。在第四实施方式~第六实施方式中,对确保支承压电振子的支承部的弹性从而抑制由压电振子的机械振动阻碍造成的特性劣化的压电振子安装用柔性基板以及具备该压电振子安装用柔性基板的压电振动器件进行说明。
《第四实施方式》
图21是第四实施方式涉及的柔性基板2A的俯视图。在该柔性基板 2A安装压电变压器1。在图21中,仅用轮廓线表示压电变压器1。该压电变压器1是本实用新型涉及的“压电振子”的一个例子。
柔性基板2A具备框架(支承构造体)20F1、和从框架20F1引出到内侧的输入侧第一引出部20L1、输入侧第二引出部20L2。框架20F1具有相互平行的第一支承部BM1以及第二支承部BM2,输入侧第一引出部 20L1从第一支承部BM1朝第二支承部BM2方向呈L字状弯曲并且延伸,输入侧第二引出部20L2从第二支承部BM2朝第一支承部BM1方向呈L 字状弯曲并且延伸。
在输入侧第一引出部20L1形成有输入侧第一元件安装用端子21A,在输入侧第二引出部20L2形成有输入侧第二元件安装用端子22A。在框架20F1的外周部形成有输入侧第一外部连接用端子29A、输入侧第二外部连接用端子29B。此外,在输入侧第一引出部20L1形成有对输入侧第一元件安装用端子21A和输入侧第一外部连接用端子29A进行电连接的输入侧第一导体图案26G。同样地,在输入侧第二引出部20L2形成有对输入侧第二元件安装用端子22A和输入侧第二外部连接用端子29B进行电连接的输入侧第二导体图案26H。
与框架20F1连接的输入侧第一引出部20L1的输入侧第一根部20R1 比输入侧第一元件安装用端子21A更靠近输入侧第二元件安装用端子 22A。与框架20F1连接的输入侧第二引出部20L2的输入侧第二根部20R2 比输入侧第二元件安装用端子22A更靠近输入侧第一元件安装用端子 21A。
以上叙述的包括第一引出部20L1、第二引出部20L2、第一元件安装用端子21A、第二元件安装用端子22A、第一外部连接用端子29A、第二外部连接用端子29B、第一导体图案26G以及第二导体图案26H的压电振子连接构造体是关于与压电变压器的输入侧(一次侧)的连接部的构造体。如下所述那样,关于与压电变压器的输出侧(二次侧)的连接部的构造体的结构也是同样的。
柔性基板2A具备从框架20F1引出到内侧的输出侧第一引出部 20L3、输出侧第二引出部20L4。输出侧第一引出部20L3从第一支承部 BM1朝第二支承部BM2方向呈L字状弯曲并且延伸,输出侧第二引出部 20L4从第二支承部BM2朝第一支承部BM1方向呈L字状弯曲并且延伸。
在输出侧第一引出部20L3形成有输出侧第一元件安装用端子23A,在输出侧第二引出部20L4形成有输出侧第二元件安装用端子24A。在框架20F1的外周部形成有输出侧第一外部连接用端子29C、输出侧第二外部连接用端子29D。此外,在输出侧第一引出部20L3形成有对输出侧第一元件安装用端子23A和输出侧第一外部连接用端子29C进行电连接的输出侧第一导体图案26I。同样地,在输出侧第二引出部20L4形成有对输出侧第二元件安装用端子24A和输出侧第二外部连接用端子29D进行电连接的输出侧第二导体图案26J。
与框架20F1连接的输出侧第一引出部20L3的输出侧第一根部20R3 比输出侧第一元件安装用端子23A更靠近输出侧第二元件安装用端子 24A。与框架20F1连接的输出侧第二引出部20L4的输出侧第二根部20R4 比输出侧第二元件安装用端子24A更靠近输出侧第一元件安装用端子 23A。
另外,外部连接用端子29E、29F是不与压电变压器连接的非连接端子,是用于安装到布线基板的端子。
图22是压电变压器1的立体图。图22是使压电变压器1的第一面 S1为上表面的立体图。
压电变压器1具备长方体形状的压电元件10和沿着该压电元件10 的第一面S1的相互对置的两个边而形成的外部电极11、12、13、14。外部电极11、12是输入区域的外部电极,外部电极13、14是输出区域的外部电极。
在图21所示的柔性基板2A安装压电变压器1时,在柔性基板2A的元件安装用端子21、22、23、24涂敷焊料膏,使第一面S1为下表面地将压电变压器1搭载在柔性基板2A,并通过回流焊法进行焊接。此时,压电变压器1搭载为,压电变压器1的节点(后述的N1、N2)与元件安装用端子21、22、23、24连接。
图23(A)以及图23(B)是示出柔性基板2A对于布线基板200的连接部的构造、以及压电变压器1与布线基板200的位置关系的部分剖视图。图23(A)是图21中的Y-Y部分处的剖视图,图23(B)是图21 中的X-X部分处的剖视图。
压电变压器1经由焊料5而与柔性基板2A的元件安装用端子21A、22A等接合。在柔性基板2A,在上下表面形成有保护膜2P。此外,关于柔性基板2A,形成在框架20F1的周围的外部连接用端子29A、29B等焊接于布线基板200上的连接端子225、226等。因此,如图23(A)所表示的那样,在安装有压电变压器1等的柔性基板2A的下表面与布线基板 200之间产生间隙,元件安装用端子21A、22A等能够进行机械振动。因此,安装在其上的压电变压器1的机械振动不会被阻碍。
如图23(B)所表示的那样,在柔性基板2A的框架20F1,在其上下表面形成有保护膜2P,因此框架20F1的刚性高。即,框架20F1的弹性模量大。相对于此,引出部20L1、20L2、20L3、20L4的总厚度薄,因此弹性高。在此,所谓“弹性”,是指由对元件安装用端子21A、22A、23A、 24A的载荷造成的位移容易度的性质。换言之,与框架20F1相比较,引出部20L1、20L2、20L3、20L4的弹性模量小。
如图21所示,因为引出部20L1、20L2、20L3、20L4呈L字状弯曲,所以不仅是Z轴方向,在X轴方向、Y轴方向中的任一方向上弹性均高。
图24(A)是压电变压器1的俯视图,图24(B)是透视地表示了其内部的构造的立体图。
在压电元件10的第一面S1设置有输入侧第一外部电极11、输入侧第二外部电极12、输出侧第一外部电极13以及输出侧第二外部电极14。任一个外部电极11、12、13、14均为具有由短边以及长边构成的面的矩形。而且,外部电极11、12、13、14设置在压电元件10的第一面S1,使得长边与X轴方向一致,且短边与Y轴方向一致。
在输入区域10A设置有多个输入侧第一内部电极111和多个输入侧第二内部电极121。输入侧第一内部电极111具有圆形的主面,并与输入侧第一外部电极11导通。输入侧第二内部电极121具有圆形的主面,并与输入侧第二外部电极12导通。
输入侧第一内部电极111与输入侧第二内部电极121沿着X轴方向交替地设置,使得主面的法线方向成为X轴方向。
在输出区域10B设置有多个输出侧第一内部电极131和多个输出侧第二内部电极141。输出侧第一内部电极131具有圆形的主面,并与输出侧第一外部电极13导通。输出侧第二内部电极141具有圆形的主面,并与输出侧第二外部电极14导通。
输出侧第一内部电极131与输出侧第二内部电极141沿着X轴方向交替地设置,使得主面的法线方向成为X轴方向。
图25是用于说明输入区域10A以及输出区域10B的振动方向的图。图25所示的箭头是输入区域10A以及输出区域10B中的压电元件10的伸缩方向。虚线示出压电元件10的应力分布。此外,图25的下部所示的实线的波形示出振动的压电元件10的位移分布。
若对输入侧第一外部电极11和输入侧第二外部电极12施加交流电压,则在输入侧第一内部电极111与输入侧第二内部电极121之间产生电场。即,在输入区域10A中,在极化方向上施加电场。此时,例如,夹着输入侧第一内部电极111,X轴方向的正方向侧和负方向侧相互在相反方向上被施加电场。而且,通过逆压电效应,激励出将极化方向,即,沿着压电元件10的第一面S1的X轴方向作为厚度的厚度纵向振动,如图 25的箭头所示,输入区域10A在X轴方向上伸缩。
若激励出纵向振动,则在输出区域10B中在X轴方向(极化方向) 上产生机械应变,如图25的箭头所示,输出区域10B在X轴方向上伸缩。因为是2λ/2振动模式,所以输入区域10A与输出区域10B的伸缩方向相反。而且,通过压电纵向效应,在输出侧第一内部电极131与输出侧第二内部电极141之间产生电位差,从输出侧第一外部电极13以及输出侧第二外部电极14输出电压。
输入区域10A中的振动位移最小的第一节点N1处于输入侧第一外部电极11以及输入侧第二外部电极12的形成范围内。此外,输出区域10B 中的振动位移最小的第二节点N2处于输出侧第一外部电极13以及输出侧第二外部电极14的形成范围内。在安装压电变压器1的情况下,通过在振动位移最小的位置(节点N1、N2)对压电变压器1进行支承,从而可抑制压电变压器1的振动阻碍。
根据本实施方式,虽然输入侧第二导体图案26H与输出侧第二导体图案26J的间隔窄,但是只要使输入侧第二外部连接用端子29B以及输出侧第二外部连接用端子29D均为接地电位,则在输入侧第二导体图案 26H与输出侧第二导体图案26J之间就没有电位差,就不会产生绝缘距离的问题。相对于此,由于输入侧第一导体图案26G与输出侧第一导体图案26I的间隔大,因此可确保输入侧与输出侧之间的绝缘距离。换言之,由柔性基板2A和安装在该柔性基板2A的压电变压器1构成的压电模块的小型化变得容易。
《第五实施方式》
在第五实施方式中,示出引出部的形状与第四实施方式的柔性基板不同的例子。
图26是第五实施方式涉及的柔性基板2B的俯视图。在该柔性基板 2B安装压电变压器1。在图26中,仅用轮廓线表示压电变压器1。
引出部20L3、20L4的形状与在第四实施方式中图21所示的柔性基板2A不同。在第四实施方式的柔性基板2A中,输出侧第一引出部20L3 和输出侧第二引出部20L4的配置相对于输入侧第一引出部20L1和输入侧第二引出部20L2的配置处于上下线对称的关系。在本实施方式的柔性基板2B中,输出侧第一引出部20L3和输出侧第二引出部20L4的配置与输入侧第一引出部20L1和输入侧第二引出部20L2的配置全等,处于180°旋转对称的关系。
《第六实施方式》
在第六实施方式中,示出框架的形状与第四实施方式、第五实施方式的柔性基板不同的例子。
图27是第六实施方式涉及的柔性基板2C的俯视图。在该柔性基板 2C安装压电变压器1。在图27中,仅用轮廓线表示压电变压器1。
在第四实施方式中图21所示的柔性基板2A、第五实施方式中图26 所示的柔性基板2B中,示出了具备矩形框状的框架的例子。在图27所示的柔性基板2C中,具备H字形状的框架20F2。其他结构与在第五实施方式中示出的柔性基板2B相同。
像这样,关于柔性基板的框架,只要是通过它们来支承引出部的支承构造体即可,也可以不是框状。
根据以上所示的各实施方式,达到如下的效果。
(1)不需要与压电振子连接的特殊的引线布线,压电振子的安装变得容易。
(2)能够在将柔性基板整体的外形尺寸保持为小型的状态下确保具有弹性的引出部的长度,因此可抑制压电振子的振动阻碍。此外,由压电振子与柔性基板、以及柔性基板与布线基板的热膨胀系数之差造成的热应力被引出部吸收,因此应力不集中于焊点,可靠性提高。
第四实施方式~第六实施方式涉及的柔性基板以及安装在该柔性基板的压电变压器的结构不限定于说明过的内容,只要具有以下的特征即可。
(特征1)
一种压电振子安装用柔性基板,是安装压电振子的柔性基板,其特征在于,具备:
框架;
第一引出部,从所述框架引出;
第二引出部,从所述框架引出;
第一元件安装用端子,形成在所述第一引出部,并连接所述压电振子的第一外部电极;以及
第二元件安装用端子,形成在所述第二引出部,并连接所述压电振子的第二外部电极,
与所述框架连接的所述第一引出部的第一根部比所述第一元件安装用端子更靠近所述第二元件安装用端子。
(特征2)
根据特征1所述的压电振子安装用柔性基板,其中,
与所述框架连接的所述第二引出部的第二根部比所述第二元件安装用端子更靠近所述第一元件安装用端子。
(特征3)
根据特征2所述的压电振子安装用柔性基板,其中,
所述第一引出部从所述第一根部朝所述第二根部的方向弯曲并且延伸。
(特征4)
根据特征2或3所述的压电振子安装用柔性基板,其中,
所述第二引出部从所述第二根部朝所述第一根部的方向弯曲并且延伸。
(特征5)
根据特征1至4中的任一项所述的压电振子安装用柔性基板,其中,具备:
第一外部连接用端子,形成在所述框架;以及
第一导体图案,形成在所述第一引出部,对所述第一元件安装用端子和所述第一外部连接用端子进行电连接,
所述第一外部连接用端子配置在所述框架的外周部。
(特征6)
根据特征1至5中的任一项所述的压电振子安装用柔性基板,其中,具备:
第二外部连接用端子,形成在所述框架;以及
第二导体图案,形成在所述第二引出部,对所述第二元件安装用端子和所述第二外部连接用端子进行电连接,
所述第二外部连接用端子配置在所述框架的外周部。
(特征7)
根据特征1至6中的任一项所述的压电振子安装用柔性基板,其中,
在所述柔性基板的除了形成有所述第一元件安装用端子的区域以外的区域形成了保护膜。
(特征8)
根据特征1至7中的任一项所述的压电振子安装用柔性基板,其中,
在所述柔性基板的除了形成有所述第二元件安装用端子的区域以外的区域形成了保护膜。
(特征9)
根据特征1至8中的任一项所述的压电振子安装用柔性基板,其中,
具备多组包括所述第一引出部、所述第二引出部、所述第一元件安装用端子以及所述第二元件安装用端子的压电振子连接构造体的组。
(特征10)
一种压电振动器件,具备:
特征1至9中的任一项所述的压电振子安装用柔性基板;以及
所述压电振子,安装在所述压电振子安装用柔性基板。
(特征11)
一种压电振动器件,具备:
特征9所述的压电振子安装用柔性基板;以及
所述压电振子,安装在所述压电振子安装用柔性基板,
所述压电振子是压电变压器。
(特征12)
根据特征10或11所述的压电振动器件,其中,
所述第一外部电极以及所述第二外部电极在机械振动的节点处与所述第一元件安装用端子以及所述第二元件安装用端子连接。
在以下说明的第七实施方式~第九实施方式中,压电变压器模块的结构与第一实施方式以及第二实施方式不同。在第七实施方式~第九实施方式中说明的压电变压器模块能够在确保多个压电变压器的电极间的绝缘的同时抑制大型化。
《第七实施方式》
图28(A)是第七实施方式涉及的压电变压器1C的俯视图,图28 (B)是图28(A)的IB-IB线的剖视图,图28(C)是图28(A)的IC-IC 线的剖视图。另外,图28(A)是对压电元件10的内部进行了透视的图。
压电变压器1C具备在一方长的长方体形状的压电元件10。压电元件 10例如层叠PZT类陶瓷片而形成。以下,将长边方向设为X轴方向,将宽度方向设为Y轴方向(相当于本实用新型涉及的“一边方向”),并将厚度方向设为Z轴方向。设本实施方式涉及的压电变压器1C以(2λ/2) 谐振模式在长度方向上振动。在此,λ是X轴方向上的振动的一个波长。因此,压电元件10的X轴方向上的长度设为(2λ/2)。
在压电元件10,沿着X轴方向形成有一次侧的输入区域10A以及二次侧的输出区域10B。本实施方式涉及的压电变压器1C是如下的变压器,即,从输入区域10A输入交流电压,对该电压进行降压,并从输出区域 10B输出。即,输入区域10A成为高压侧,输出区域10B成为低压侧。输入区域10A以及输出区域10B分别在X轴方向上被极化。另外,极化方向在输入区域10A和输出区域10B中可以为相同方向,也可以为相反方向。
在输入区域10A的沿着X-Y轴方向的第一面S1,设置有输入侧第一外部电极11A、输入侧第二外部电极12A、输出侧第一外部电极13A、和输出侧第二外部电极14A。设置了这些电极11A、12A、13A、14A的第一面S1成为压电变压器1的安装面。输入侧第一外部电极11A是本实用新型涉及的“第一外部电极”的一个例子,输入侧第二外部电极12A是本实用新型涉及的“第二外部电极”的一个例子。此外,输出侧第一外部电极13A是本实用新型涉及的“第三外部电极”的一个例子,输出侧第二外部电极14A是本实用新型涉及的“第四外部电极”的一个例子。此外,输入侧第一外部电极11A和输入侧第二外部电极12A是本实用新型涉及的“一次侧电极对”的一个例子,输出侧第一外部电极13A和输出侧第二外部电极14A是本实用新型涉及的“二次侧电极对”的一个例子。
输入侧第一外部电极11A、输入侧第二外部电极12A、输出侧第一外部电极13A以及输出侧第二外部电极14A是具有由长边以及短边构成的主面的矩形。各电极11A、12A、13A、14A设置在压电元件10的第一面 S1,使得长边与X轴方向一致,且短边与Y轴方向一致。
详细地,输入侧第一外部电极11A以及输出侧第一外部电极13A沿着压电元件10的第一面S1的一个长边而设置。输入侧第二外部电极12A 以及输出侧第二外部电极14沿着压电元件10的第一面S1的另一个长边而设置。此外,输入侧第一外部电极11A以及输入侧第二外部电极12A 沿着Y轴方向而对置。输出侧第一外部电极13A以及输出侧第二外部电极14A沿着Y轴方向而对置。
输入侧第一外部电极11A、输入侧第二外部电极12A、输出侧第一外部电极13A以及输出侧第二外部电极14A如前述那样配置,从而容易使高压侧的输入侧第一外部电极11A以及输入侧第二外部电极12A和低压侧的输出侧第一外部电极13A以及输出侧第二外部电极14A分隔开,能够确保电极间的绝缘。此外,通过在压电元件10的同一面形成外部电极 11A、12A、13A、14A,从而容易将压电变压器1C安装在基板(未图示)。
在输入区域10A设置有多个输入侧第一内部电极111A和多个输入侧第二内部电极121A。如图28(B)所示,输入侧第一内部电极111A具有圆形的主面,并与输入侧第一外部电极11A导通。即,输入侧第一外部电极11A以及输入侧第一内部电极111A形成相同电位的电极。如图 28(C)所示,输入侧第二内部电极121A具有圆形的主面,并与输入侧第二外部电极12A导通。即,输入侧第二外部电极12A以及输入侧第二内部电极121A形成相同电位的电极。另外,输入侧第一内部电极111A 的圆形的主面与输入侧第二内部电极121A的圆形的主面为大致相同的大小。输入侧第一内部电极111A与输入侧第二内部电极121A沿着X轴方向交替地设置,使得主面的法线方向成为X轴方向。
在输出区域10B设置有多个输出侧第一内部电极131A和多个输出侧第二内部电极141A。虽然未图示,但是输出侧第一内部电极131A是与输入侧第一内部电极111A相同的形状(参照图28(B)),并与输出侧第一外部电极13A导通。即,输出侧第一外部电极13A以及输出侧第一内部电极131A形成相同电位的电极。虽然未图示,但是输出侧第二内部电极141A是与输入侧第二内部电极121A相同的形状(参照图28(C)),并与输出侧第二外部电极14A导通。即,输出侧第二外部电极14A以及输出侧第二内部电极141A形成相同电位的电极。输出侧第一内部电极 131A与输出侧第二内部电极141A沿着X轴方向交替地设置,使得主面的法线方向成为X轴方向。
如前所述,输入区域10A为高压侧,输出区域10B为低压侧。因此,输入侧第一内部电极111A与输入侧第二内部电极121A的电极间的距离比输出侧第一内部电极131A与输出侧第二内部电极141A的电极间的距离长。另外,各电极111A、121A、131A、141A的数目不限定于图28(A) 所示的数目。
图29是用于说明输入区域10A以及输出区域10B的振动方向的图。图29所示的箭头是输入区域10A以及输出区域10B中的压电元件10的伸缩方向。虚线示出压电元件10的应力分布。此外,图29的下部所示的波形示出振动的压电元件10的位移分布。
若对输入侧第一外部电极11A和输入侧第二外部电极12A施加交流电压,则在输入侧第一内部电极111A与输入侧第二内部电极121A之间产生电场。即,在输入区域10A中,在极化方向上施加电场。此时,例如,夹着输入侧第一内部电极111A,X轴方向的正方向侧与负方向侧相互在相反方向上被施加电场。而且,通过逆压电效应,激励出将极化方向,即,沿着压电元件10的第一面S1的X轴方向作为厚度的厚度纵向振动,如图29的箭头所示,输入区域10A在X轴方向上伸缩。
若激励出纵向振动,则在输出区域10B中在X轴方向(极化方向) 上产生机械应变,如图29的箭头所示,输出区域10B在X轴方向上伸缩。因为是2λ/2振动模式,所以输入区域10A与输出区域10B的伸缩方向相反。而且,通过压电纵向效应,在极化方向上产生电位差。即,在输出侧第一内部电极131A与输出侧第二内部电极141A之间产生电位差。此时,例如,夹着输出侧第一内部电极131A,X轴方向的正方向侧与负方向侧相互在相反方向上感应出电压。而且,从输出侧第一外部电极13A以及输出侧第二外部电极14A输出被变压(降压)后的电压。
另外,输入侧第一外部电极11A以及输入侧第二外部电极12A设置在输入区域10A中的与振动位移最小的第一节点P1一致的位置。此外,输出侧第一外部电极13A以及输出侧第二外部电极14A设置在输出区域 10B中的与振动位移最小的第二节点P2一致的位置。在安装压电变压器 1C的情况下,通过在振动位移最小的位置(节点P1、P2)处对压电变压器1C进行支承以及布线,从而不会阻碍压电变压器1C的振动,此外,能够防止在安装后由于压电元件10的位移而造成连接可靠性下降。
图30是示出在基板100安装了压电变压器1C的压电变压器器件1C1 的图。
压电变压器器件1C1在基板100安装压电变压器1C而成。在基板 100设置有安装电极100A、100B、100C、100D。安装电极100A、100B 与未图示的输出交流电压的输出电路等连接。安装电极100C、100D与对电压进行整流平滑的输出侧整流平滑电路等连接。
输入侧第一外部电极11A、输入侧第二外部电极12A、输出侧第一外部电极13A以及输出侧第二外部电极14A分别焊接于安装电极100A、 100B、100C、100D。此时,各电极11A、12A、13A、14A在图30中说明过的节点P1、P2被焊接。通过在节点P1、P2进行焊接,从而即使向基板100安装压电变压器1,也不会阻碍压电元件10的振动。
安装电极100A是本实用新型涉及的“第一安装电极”的一个例子,安装电极100B是本实用新型涉及的“第二安装电极”的一个例子。此外,安装电极100C是本实用新型涉及的“第三安装电极”的一个例子,安装电极100D是本实用新型涉及的“第四安装电极”的一个例子。
《第八实施方式》
第八实施方式涉及的压电变压器,设置在压电元件10的输入区域 10A的内部电极的形状与第七实施方式不同。以下,对其不同点进行说明。
图31(A)是第八实施方式涉及的压电变压器1D的俯视图,图31 (B)是立体图。图32(A)是图31(A)的VA-VA线的剖视图,图32 (B)是图31(A)的VB-VB线的剖视图,图32(C)是图31(A)的 VC-VC线的剖视图,图32(D)是图31(A)的VD-VD线的剖视图。另外,图31(A)以及图31(B)是对压电元件10的内部进行了透视的图。
在输入区域10A的第一面S1设置有输入侧第一外部电极11B、输入侧第二外部电极12B、输出侧第一外部电极13B、以及输出侧第二外部电极14B。输入侧第一外部电极11B、输入侧第二外部电极12B、输出侧第一外部电极13B以及输出侧第二外部电极14B是具有由短边以及长边构成的主面的矩形。而且,各电极11B、12B、13B、14B设置在压电元件 10的第一面S1,使得长边与X轴方向一致,且短边与Y轴方向一致。
各电极11B、12B、13B、14B的配置与第七实施方式涉及的电极11A、 12A、13A、14A相同。由此,容易使输入侧第一外部电极11B以及输入侧第二外部电极12B和输出侧第一外部电极13B以及输出侧第二外部电极14B分隔开,能够确保电极间的绝缘。此外,通过在压电元件10的同一面形成外部电极,从而容易将压电变压器1D安装在基板(未图示)。
在输入区域10A设置有多个输入侧第一内部电极111B和多个输入侧第二内部电极121B。如图32(A)所示,输入侧第一内部电极111B具有与压电元件10的剖面形状大致相同的形状的主面,并与输入侧第一外部电极11B导通。即,输入侧第一外部电极11B以及输入侧第一内部电极 111B形成相同电位的电极。此外,在输入侧第二外部电极12B与输入侧第一内部电极111B之间设置有介电常数比压电元件10的介电常数低的绝缘膜(例如,玻璃构件)25。如图32(B)所示,输入侧第二内部电极 121B具有与压电元件10的剖面形状大致相同的形状的主面,并与输入侧第二外部电极12B导通。即,输入侧第二外部电极12B以及输入侧第二内部电极121B形成相同电位的电极。此外,在输入侧第一外部电极11B 与输入侧第二内部电极121B之间设置有绝缘膜(例如,玻璃构件)26。
输入侧第一内部电极111B与输入侧第二内部电极121B沿着X轴方向交替地设置,使得主面的法线方向成为X轴方向。
在输出区域10B设置有多个输出侧第一内部电极131B和多个输出侧第二内部电极141B。如图32(C)所示,输出侧第一内部电极131B具有圆形的主面,并与输出侧第一外部电极13B导通。即,输出侧第一外部电极13B以及输出侧第一内部电极131B形成相同电位的电极。如图32 (D)所示,输出侧第二内部电极141B具有圆形的主面,并与输出侧第二外部电极14B导通。即,由输出侧第二外部电极14B以及输出侧第二内部电极141B形成相同电位的电极。另外,输出侧第一内部电极131B 的圆形的主面与输出侧第二内部电极141B的圆形的主面是大致相同的大小。
输入侧第一内部电极111B与输入侧第二内部电极121B沿着X轴方向交替地设置,使得主面的法线方向成为X轴方向。
在本实施方式中,将设置在高压侧的输入区域10A的内部电极111B、 121B的主面设为与压电元件10的剖面形状大致相同的形状,将设置在低压侧的输出区域10B的内部电极131B、141B的主面设为圆形。由此,裂纹不易进入输入区域10A以及输出区域10B各自的陶瓷坯体。以下,对其理由进行说明。
图33是用于说明裂纹进入压电元件的理由的图。图33的空心箭头示出压电元件的伸缩方向,黑箭头示出电场方向。此外,图33示出一般的压电变压器的输入区域或输出区域的构造。
在压电变压器的压电元件内交替地排列有多个平板状的内部电极 107、108。多个内部电极107与公共的电极106A连接,多个内部电极108 与公共的电极106B连接。在该结构为例如输入区域的情况下,若在公共的电极106A、106B之间施加电压,则在内部电极107、108之间产生电场。其结果,如空心箭头所示,图33所示的压电元件的区域A通过逆压电效应而在极化方向上拉伸。
此外,在内部电极107与电极106B之间的区域B、D以及内部电极 108与电极106A之间的区域C也产生电场。其结果,如空心箭头所示,压电元件的区域B、C、D通过逆压电效应而在极化方向上收缩。像这样,因为在区域A与区域B、C、D中在相反方向上伸缩,所以容易在压电元件产生裂纹。另外,在图33的结构为输出区域的情况下也是同样的。
在此,本实施方式涉及的压电变压器1的输出区域10B是低压侧。因此,设置在输出区域10B的内部电极131B、141B的电极间的距离短。即,图33所示的区域A中的电极107、108间的距离短。因为电极107、 108间的距离短,所以即使缩短区域B、C、D的电极间的距离,电场也不易集中在区域B、C、D的电极间。
因为内部电极131B、141B的主面为圆形,所以输出侧第一内部电极 131B与输出侧第二外部电极14B的距离(参照图32(C))、以及输出侧第二内部电极141B与输出侧第一外部电极13B的距离(参照图32(D)) 比电极107、108间的距离长。如前所述,在低压侧,区域B、C、D的电极间的距离即使缩短,也不会在压电元件产生裂纹,能够将内部电极 131B、141B的主面设为电场分布不易局部地集中的圆形。
压电变压器1D的输入区域10A是高压侧。因此,设置在输入区域 10A的内部电极111B、121B的电极间的距离长。即,图33所示的区域 A中的电极107、108的距离长。若电极107、108间的距离长,则电场强度变低,因此电场有可能集中在区域B、C、D。因此,需要加长区域B、 C、D的电极间的距离,但是若加长区域B、C、D的电极间的距离,则电极107、108的对置面积会变得过小。因此,在压电变压器1D的作为高压侧的输入区域10A中,使内部电极111B、121B的主面与压电元件 10的剖面大致相同,在输入侧第二外部电极12B与输入侧第一内部电极 111B、121B之间设置介电常数比压电元件10的介电常数低的绝缘膜(例如,玻璃构件)151、152。通过设置低介电常数的绝缘膜151、152,从而能够抑制电场集中在输入侧第二外部电极12B与输入侧第一内部电极 111B、121B之间。其结果,能够抑制在区域B、C、D产生裂纹。由此,能够实现元件强度优异的压电变压器1D。
《第九实施方式》
图34是第九实施方式涉及的压电变压器1E的立体图。图34是对压电元件10的内部进行了透视的图。本实施方式涉及的压电变压器1E将第八实施方式涉及的压电变压器1D对称地设置而形成。
设压电变压器1E以(4λ/2)谐振模式在长度方向(以下,设为X轴方向)上振动。在此,λ是X轴方向上的振动的一个波长。因此,压电变压器1E具备的压电元件10的X轴方向上的长度设为(4λ/2)。
在压电元件10形成有一次侧的输入区域10A、10C以及二次侧的输出区域10B、10D。详细地,沿着压电元件10的X轴方向,依次排列有输出区域10B、输入区域10A、输入区域10C、和输出区域10D。本实施方式涉及的压电变压器1E,从输入区域10A、10C输入交流电压,对该电压进行变压,并从输出区域10B、10D输出。即,输入区域10A、10C 成为一次侧,输出区域10B、10D成为二次侧。输入区域10A、10C以及输出区域10B、10D分别在X轴方向上被极化。另外,极化方向可以是相同方向,也可以是相反方向。
输入区域10A是本实用新型涉及的“第一一次侧部”的一个例子。输出区域10B是本实用新型涉及的“第一二次侧部”的一个例子。输入区域10C是本实用新型涉及的“第二一次侧部”的一个例子。输出区域 10D是本实用新型涉及的“第二二次侧部”的一个例子。
在压电元件10的输入区域10A中的沿着X-Y轴方向的第一面,形成有输入侧第一外部电极11C以及输入侧第二外部电极12C。在输出区域 10B的第一面,形成有输出侧第一外部电极13C以及输出侧第二外部电极14C。在输入区域10C的第一面,形成有输入侧第三外部电极15C以及输入侧第四外部电极16C。在输出区域10D的第一面,形成有输出侧第三外部电极17C以及输出侧第四外部电极18C。
各外部电极11C~18C是具有由长边以及短边构成的主面的矩形。各电极11C~18C设置在压电元件10的第一面,使得长边与X轴方向一致,且短边与Y轴方向一致。详细地,外部电极13C、11C、15C、17C沿着压电元件10的第一面的一个长边而设置。外部电极14C、12C、16C、18C 沿着压电元件10的第一面的另一个长边而设置。此外,外部电极13C、 14C彼此、外部电极11C、12C彼此、外部电极15C、16C彼此、外部电极17C、18C彼此分别沿着Y轴方向而对置。
通过如前述那样配置各电极,从而容易使一次侧的外部电极11C、 12C、15C、16C和二次侧的外部电极13C、14C、17C、18C分隔开,能够确保电极间的绝缘。此外,通过在压电元件10的同一面形成外部电极 11C~18C,从而容易将压电变压器1E安装在基板(未图示)。
此外,如前述那样配置的各电极与实施方式1同样地,设置在压电元件10的与振动位移最小的节点一致的位置。而且,在安装压电变压器1E 的情况下,通过在振动位移最小的位置(节点)处对压电变压器1E进行支承以及布线,从而不会阻碍压电变压器1E的振动,此外,能够防止在安装后由于压电元件10的位移而造成连接可靠性下降。
输入侧第一外部电极11C是本实用新型涉及的“第一外部电极”的一个例子,输入侧第二外部电极12C是本实用新型涉及的“第二外部电极”的一个例子。输出侧第一外部电极13C是本实用新型涉及的“第三外部电极”的一个例子,输出侧第二外部电极14C是本实用新型涉及的“第四外部电极”的一个例子。输入侧第三外部电极15C是本实用新型涉及的“第五外部电极”的一个例子。输入侧第四外部电极16C是本实用新型涉及的“第六外部电极”的一个例子。输出侧第三外部电极17C 是本实用新型涉及的“第七外部电极”的一个例子。输出侧第四外部电极 18C是本实用新型涉及的“第八外部电极”的一个例子。
在输入区域10A设置有多个输入侧第一内部电极111C和多个输入侧第二内部电极121C。输入侧第一内部电极111C与输入侧第一外部电极 11C导通,并通过绝缘膜19B而与输入侧第二外部电极12C绝缘。输入侧第二内部电极121C与输入侧第二外部电极12C导通,并通过绝缘膜 19A而与输入侧第一外部电极11C绝缘。输入侧第一内部电极111C以及输入侧第二内部电极121C是与第八实施方式涉及的压电变压器1D的输入侧第一内部电极111B以及输入侧第二内部电极121B相同的形状。而且,输入侧第一内部电极111C以及输入侧第二内部电极121C沿着X轴方向交替地设置,使得主面的法线方向成为X轴方向。
在输出区域10B设置有多个输出侧第一内部电极131C和多个输出侧第二内部电极141C。输出侧第一内部电极131C与输出侧第一外部电极 13C导通,输出侧第二内部电极141C与输出侧第二外部电极14C导通。输出侧第一内部电极131C以及输出侧第二内部电极141C是与第八实施方式涉及的压电变压器1D的输出侧第一内部电极131C以及输出侧第二内部电极141C相同的形状。而且,输出侧第一内部电极131C以及输出侧第二内部电极141C沿着X轴方向交替地设置,使得主面的法线方向成为X轴方向。
在输入区域10C设置有多个输入侧第三内部电极151C和多个输入侧第四内部电极161C。输入侧第三内部电极151C与输入侧第三外部电极 15C导通,并通过绝缘膜19D而与输入侧第四外部电极16C绝缘。输入侧第四内部电极161C与输入侧第四外部电极16C导通,并通过绝缘膜 19C而与输入侧第三外部电极15C绝缘。输入侧第三内部电极151C以及输入侧第四内部电极161C是与输入侧第一内部电极111C以及输入侧第二内部电极121C相同的形状。而且,输入侧第三内部电极151C以及输入侧第四内部电极161C沿着X轴方向交替地设置,使得主面的法线方向成为X轴方向。
在输出区域10D设置有多个输出侧第三内部电极171C和多个输出侧第四内部电极181C。输出侧第三内部电极171C与输出侧第三外部电极 17C导通,输出侧第四内部电极181C与输出侧第四外部电极18C导通。输出侧第三内部电极171C以及输出侧第四内部电极181C是与输出侧第一内部电极131C以及输出侧第二内部电极141C相同的形状。而且,输出侧第三内部电极171C以及输出侧第四内部电极181C沿着X轴方向交替地设置,使得主面的法线方向成为X轴方向。
输入侧第一内部电极111C是本实用新型涉及的“第一内部电极”的一个例子。输入侧第二内部电极121C是本实用新型涉及的“第二内部电极”的一个例子。输出侧第一内部电极131C是本实用新型涉及的“第三内部电极”的一个例子。输出侧第二内部电极141C是本实用新型涉及的“第四内部电极”的一个例子。输入侧第三内部电极151C是本实用新型涉及的“第五内部电极”的一个例子。输入侧第四内部电极161C是本实用新型涉及的“第六内部电极”的一个例子。输出侧第三内部电极171C 是本实用新型涉及的“第七内部电极”的一个例子。输出侧第四内部电极 181C是本实用新型涉及的“第八内部电极”的一个例子。
该压电变压器1E,若对输入侧第一外部电极11C以及输入侧第二外部电极12C和输入侧第三外部电极15C以及输入侧第四外部电极16C施加交流电压,则从输出侧第一外部电极13C以及输出侧第二外部电极14C 和输出侧第三外部电极17C以及输出侧第四外部电极18C输出被变压(降压)后的电压。
像这样,本实施方式涉及的压电变压器1E构成为振动以压电元件10 的中央部为中心而成为左右对称。而且,通过将输入区域10A、10C配置在内侧,从而能够将输入区域10A、10C的振动能量高效率地传递给输出区域10B、10D。其结果,压电变压器1E能够进行高效率的变压。
第七实施方式~第九实施方式涉及的压电变压器以及压电变压器器件的结构不限定于说明过的结构,只要具有以下的特征即可。
(特征1)
一种压电变压器,通过对设置在压电体的第一外部电极、第二外部电极、第三外部电极以及第四外部电极中的、所述第一外部电极以及所述第二外部电极、或所述第三外部电极以及所述第四外部电极中的一方施加电压,从而在另一方激发电压,在所述压电变压器中,具备:
所述压电体,具有矩形的第一面;
多个第一内部电极,设置在所述压电体内,并与所述第一外部电极连接;
多个第二内部电极,设置在所述压电体内,并与所述第二外部电极连接;
多个第三内部电极,设置在所述压电体内,并与所述第三外部电极连接;以及
多个第四内部电极,设置在所述压电体内,并与所述第四外部电极连接,
所述第一外部电极、所述第二外部电极、所述第三外部电极以及所述第四外部电极相互绝缘地设置在所述压电体的所述第一面,
所述第一外部电极以及所述第二外部电极沿着所述压电体的所述第一面的一边方向排列,
所述第三外部电极以及所述第四外部电极沿着所述压电体的所述第一面的所述一边方向排列,
所述第一外部电极以及所述第三外部电极沿着所述压电体的所述第一面的与所述一边方向正交的方向排列,
所述第二外部电极以及所述第四外部电极沿着所述压电体的所述第一面的与所述一边方向正交的方向排列。
(特征2)
根据特征1所述的压电变压器,其中,
所述第一内部电极、所述第二内部电极、所述第三内部电极以及所述第四内部电极是面状电极,所述面状电极的主面的法线方向一致。
(特征3)
根据特征2所述的压电变压器,其中,
所述压电体是在所述主面的所述法线方向上具有长边的长方体形状。
(特征4)
根据特征3所述的压电变压器,其中,
所述第一外部电极以及所述第二外部电极为高电压侧电极,
所述第三外部电极以及所述第四外部电极为低电压侧电极,
所述第一内部电极以及所述第二内部电极是具有与所述压电体的正交于所述长边的剖面相同的形状的主面的面状电极,
所述第三内部电极以及所述第四内部电极是具有圆形的主面的面状电极。
(特征5)
根据特征1至4中的任一项所述的压电变压器,其中,
所述第一外部电极与所述第二外部电极是一次侧电极对,
所述第三外部电极与所述第四外部电极是二次侧电极对。
(特征6)
根据特征5所述的压电变压器,其中,
所述压电体具有在沿着所述第一面的所述一边方向的方向上排列的第一二次侧部、第一一次侧部、第二一次侧部以及第二二次侧部,
所述第一内部电极、所述第二内部电极、所述第一外部电极以及所述第二外部电极设置在所述压电体的所述第一一次侧部,
所述第三内部电极、所述第四内部电极、所述第三外部电极以及所述第四外部电极设置在所述压电体的所述第一二次侧部,
所述压电变压器还具备:
第五外部电极以及第六外部电极,设置在所述压电体的位于所述第二一次侧部的所述第一面;
第七外部电极以及第八外部电极,设置在所述压电体的位于所述第二二次侧部的所述第一面;
多个第五内部电极,设置在所述压电体的所述第二一次侧部,并与所述第五外部电极连接;
多个第六内部电极,设置在所述压电体的所述第二一次侧部,并与所述第六外部电极连接;
多个第七内部电极,设置在所述压电体的所述第二二次侧部,并与所述第七外部电极连接;以及
多个第八内部电极,设置在所述压电体的所述第二二次侧部,并与所述第八外部电极连接,
所述第五外部电极以及所述第六外部电极沿着所述压电体的所述第一面的所述一边方向排列,
所述第七外部电极以及所述第八外部电极沿着所述压电体的所述第一面的所述一边方向排列,
所述第五外部电极以及所述第七外部电极沿着所述压电体的所述第一面的与所述一边方向正交的方向排列,
所述第六外部电极以及所述第八外部电极沿着所述压电体的所述第一面的与所述一边方向正交的方向排列。
(特征7)
一种压电变压器器件,具备:特征1至6中的任一项所述的压电变压器,
所述压电体以将沿着所述第一面的方向作为厚度的厚度纵向振动模式进行振动,
所述压电变压器器件还具备安装所述压电体的基板,
所述基板具有:
第一安装电极,安装所述第一外部电极;
第二安装电极,安装所述第二外部电极;
第三安装电极,安装所述第三外部电极;以及
第四安装电极,安装所述第四外部电极,
所述第一安装电极、所述第二安装电极、所述第三安装电极以及所述第四安装电极各自的一部分与被安装的所述压电体振动时的节点一致。
(特征8)
根据特征7所述的压电变压器器件,其中,
所述第一安装电极以及所述第二安装电极形成在与第一节点一致的位置,
所述第三安装电极以及所述第四安装电极形成在与第二节点一致的位置。
在以下说明的第十实施方式~第十四实施方式中,压电变压器以及压电变压器模块的结构与上述的实施方式不同。在第十实施方式~第十四实施方式中说明的压电变压器以及压电变压器模块,能够不在绝缘的输入部与输出部之间传输无用信号。
《第十实施方式》
图35是示出第十实施方式涉及的压电变压器1F的结构的图。
压电变压器1F具备长方体形状的压电元件10。压电元件10例如层叠PZT类陶瓷片而形成。以下,将长边方向设为X轴方向,将宽度方向设为Y轴方向,并将厚度方向设为Z轴方向。在压电元件10,沿着X轴方向形成有输入区域10A1、输出区域10B1以及绝缘区域10C1。更详细地,输入区域10A1以及输出区域10B1夹着绝缘区域10C1而设置在压电元件10的两端部侧。即,输入区域10A1与输出区域10B1被绝缘区域 10C1绝缘。
输入区域10A1以及输出区域10B1分别在X轴方向上被极化。作为极化处理的方法,例如可举出将压电元件10在170℃的绝缘油中施加2kV/mm的电压的方法等。另外,极化方向在输入区域10A1与输出区域 10B1中可以是相同方向,也可以是相反方向。
在输入区域10A1的Z轴方向上对置的上下表面,设置有输入侧第一外部电极11D和输入侧第二外部电极12D。输入侧第一外部电极11D连接未图示的交流电压输出电路,被施加交流电压。输入侧第二外部电极 12D与输入侧基准电位连接。
在输入侧第一外部电极11D设置有多个面状的输入侧第一内部电极 111D、111E。即,输入侧第一外部电极11D与输入侧第一内部电极111D、 111E为相同电位。此外,在输入侧第二外部电极12D设置有多个面状的输入侧第二内部电极121D、121E。即,输入侧第二外部电极12D与输入侧第二内部电极121D、121E为相同电位。
输入侧第一内部电极111D、111E与输入侧第二内部电极121D、121E 为大致相同的大小,且与作为极化方向的X轴方向正交地设置。此外,输入侧第一内部电极111D、111E与输入侧第二内部电极121D、121E沿着X轴方向交替地配置。详细地,沿着X轴方向,从绝缘区域10C1起依次排列有输入侧第二内部电极121D、输入侧第一内部电极111D、输入侧第二内部电极121E、和输入侧第一内部电极111E。
在输出区域10B1的Z轴方向上对置的上下表面,设置有输出侧第一外部电极13D和输出侧第二外部电极14D。在输出侧第一外部电极13D 连接未图示的负载。输出侧第二外部电极14D与输出侧基准电位连接。另外,与输出侧第一外部电极13D连接的负载以输出侧基准电位为基准进行动作。此外,输出侧基准电位与输入侧基准电位不同。
在输出侧第一外部电极13D连接有多个面状的输出侧第一内部电极 131D~131G。即,输出侧第一外部电极13D与输出侧第一内部电极 131D~131G为相同电位。此外,在输出侧第二外部电极14D连接有多个面状的输出侧第二内部电极141D~141G。即,输出侧第二外部电极14D 与输出侧第二内部电极141D~141G为相同电位。
输出侧第一内部电极131D~131G与输出侧第二内部电极141D~ 141G为大致相同的大小,且与作为极化方向的X轴方向正交地设置。此外,输出侧第一内部电极131D~131G与输出侧第二内部电极141D~141G沿着X方向交替地配置。详细地,沿着X方向,从绝缘区域10C1 起依次排列有输出侧第二内部电极141D、输出侧第一内部电极131D、输出侧第二内部电极141E、输出侧第一内部电极131E、输出侧第二内部电极141F、输出侧第一内部电极131F、输出侧第二内部电极141G、和输出侧第一内部电极131G。
在该结构的压电变压器1中,若在输入侧第一外部电极11D与输入侧第二外部电极12D之间施加电压,则在输入侧第一内部电极111D、111E 与输入侧第二内部电极121D、121E之间产生电场。即,在输入区域10A1,在极化方向上被施加电场。此时,例如,输入侧第一内部电极111D与输入侧第二内部电极121E之间、和输入侧第一内部电极111E与输入侧第二内部电极121E之间相互在相反方向上极化。而且,通过逆压电效应,在极化方向,即,压电元件10的X轴方向上激励出纵向振动。
若激励出纵向振动,则在输出区域10B1中在X轴方向(极化方向) 上产生机械应变,通过压电纵向效应而在极化方向上产生电位差。即,在输出侧第一内部电极131D~131G与输出侧第二内部电极141D~141G之间产生电位差。此时,例如,输出侧第一内部电极131D与输出侧第二内部电极141D之间、和输出侧第一内部电极131D与输出侧第二内部电极141E之间相互在相反方向上极化。而且,从输出侧第一外部电极13D输出低电压。
在该压电变压器1中,能够确保输入区域10A1与输出区域10B1的绝缘性,能够抑制在输入侧第一内部电极111D与输出侧第一内部电极 131D之间传输噪声等无用信号。以下,对其理由进行说明。
输入侧第二内部电极121D和输出侧第二内部电极141D介于对置的输入侧第一内部电极111D与输出侧第一内部电极131D之间。通过该输入侧第二内部电极121D以及输出侧第二内部电极141D,来抑制在输入侧第一内部电极111D与输出侧第一内部电极131D之间形成杂散电容。
假设在输入侧第一内部电极111D与输出侧第一内部电极131D之间形成了杂散电容的情况下,两个电极121D、141D进行电容耦合。因此,若在施加于输入侧第一外部电极11D的交流电压上叠加了噪声等无用信号,则经由电容耦合而无用信号从输入侧第一内部电极111D向输出侧第一内部电极131D传输。而且,无用信号从与输出侧第一内部电极131D 相同电位的输出侧第一外部电极13D向与输出侧第一外部电极13D连接的负载输出。
因此,作为上述的结构,通过抑制输入侧第一内部电极111D与输出侧第一内部电极131D之间的杂散电容的产生,从而能够抑制在输入侧第一内部电极111D与输出侧第一内部电极131D之间传输噪声等无用信号。
此外,该压电变压器1F能够抑制输出侧基准电位的变动。以下,对其理由进行说明。
例如,在输入侧基准电位为接地且在输入侧基准电位与输出侧基准电位产生电位差的情况下,输出侧基准电位从输入侧基准电位(接地)观察成为浮置的状态。在该状态下,在用户碰到了(操作了)与输出侧第一外部电极13D连接的负载的情况下,经由用户以及接地而流过电流,因此有时输出侧基准电位会变动。在该情况下,成为与输出侧第一外部电极13D连接的负载的误动作的原因。
因此,在本实施方式中,配置为,使输入侧第二内部电极121D与输出侧第二内部电极141D之间的距离比输入侧第一内部电极111D与输出侧第一内部电极131D的距离短。由此,在输入侧第二内部电极121D与输出侧第二内部电极141D之间形成杂散电容C1。通过该杂散电容C1,输入侧第二内部电极121D与输出侧第二内部电极141D进行电容耦合,施加在输入侧第二外部电极12D与输出侧第二外部电极14D之间的交流的电位差变小。即,输出侧基准电位被稳定化。其结果,能够防止上述的与输出侧第一外部电极13D连接的负载的误动作。
另外,虽然本实施方式涉及的压电变压器1F构成为输入侧第二内部电极121D与输出侧第二内部电极141D的距离比输入侧第一内部电极 111D与输出侧第一内部电极131D的距离短,但是不限定于此。只要构成为形成在输入侧第二内部电极121D与输出侧第二内部电极141D之间的杂散电容大于形成在输入侧第一内部电极111D与输出侧第一内部电极131D之间的杂散电容即可。
《第十一实施方式》
图36(A)是示出第十一实施方式涉及的压电变压器1G的结构的立体图,图36(B)是图36(A)的II-II线处的剖视图。
压电变压器1G具备长方体形状的压电元件10。压电元件10例如层叠PZT类陶瓷片而形成。以下,将长边方向设为X轴方向,将宽度方向设为Y轴方向,并将厚度方向设为Z轴方向。在压电元件10,沿着X轴方向形成有输入区域10A2、输出区域10B2以及绝缘区域10C2。更详细地,输入区域10A2以及输出区域10B2夹着绝缘区域10C2而设置在压电元件10的两端部侧。即,输入区域10A2与输出区域10B2被绝缘。
输入区域10A2以及输出区域10B2分别在Z轴方向上被极化。
在输入区域10A2的Y轴方向上对置的两侧面,设置有输入侧第一外部电极11E和输入侧第二外部电极12E。在输入侧第一外部电极11E连接未图示的交流电压输出电路,被施加交流电压。输入侧第二外部电极 12E与输入侧基准电位连接。
在输入侧第一外部电极11E连接有多个面状的输入侧第一内部电极 111F。即,输入侧第一外部电极11D与输入侧第一内部电极111F为相同电位。此外,在输入侧第二外部电极12E连接有多个面状的输入侧第二内部电极121F。即,输入侧第二外部电极12E与输入侧第二内部电极121F 为相同电位。
输入侧第一内部电极111F和输入侧第二内部电极121F与作为极化方向的Z轴方向正交地设置。此外,输入侧第一内部电极111F与输入侧第二内部电极121F沿着Z轴方向交替地配置。X轴方向上的输入侧第二内部电极121F的长度比输入侧第一内部电极111F的长度长。而且,在X 方向上,输入侧第二内部电极121F位于比输入侧第一内部电极111F更靠绝缘区域10C2侧。
在此,若分别用G11表示从X方向上的绝缘区域10C2侧的输入侧第一内部电极111F的端部到输入侧第二内部电极121F的端部为止的距离,并用G12表示输入侧第一内部电极111F与输入侧第二内部电极121F 的层间距离,则输入侧第一内部电极111F与输入侧第二内部电极121F 设置为满足G11>G12。
在输出区域10B1的Z轴方向上对置的上下表面,设置有输出侧第一外部电极13E和输出侧第二外部电极14E。在输出侧第一外部电极13E 连接未图示的负载。输出侧第二外部电极14E与输出侧基准电位连接。另外,与输出侧第一外部电极13E连接的负载以输出侧基准电位为基准进行动作。此外,输出侧基准电位与输入侧基准电位不同。
在输出侧第一外部电极13E设置有多个面状的输出侧第一内部电极 131H。即,输出侧第一外部电极13E与输出侧第一内部电极131H为相同电位。此外,在输出侧第二外部电极14E设置有多个面状的输出侧第二内部电极141H。即,输出侧第二外部电极14E与输出侧第二内部电极 141H为相同电位。
输出侧第一内部电极131H和输出侧第二内部电极141H与作为极化方向的Z轴方向正交地设置。此外,输出侧第一内部电极131H与输出侧第二内部电极141H沿着Z轴方向交替地配置。X轴方向上的输出侧第二内部电极141H的长度比输出侧第一内部电极131H的长度长。而且,在 X方向上,输出侧第二内部电极141H位于比输出侧第一内部电极131H 更靠绝缘区域10C2侧。
另外,输出侧第二内部电极141H形成在与输入侧第二内部电极121F 相同的层。即,输入侧第二内部电极121F与输出侧第二内部电极141H 位于同一平面上。
在此,若分别用G21表示从X方向上的绝缘区域10C2侧的输出侧第一内部电极131H的端部到输出侧第二内部电极141H的端部为止的距离,并用G22表示输出侧第一内部电极131H与输出侧第二内部电极141H 的层间距离,则输出侧第一内部电极131H与输出侧第二内部电极141H 设置为满足G21>G22。
在该结构的压电变压器1G中,若对输入侧第一外部电极11E施加电压,则在与输入侧第一外部电极11E相同电位的输入侧第一内部电极111F 和输入侧第二内部电极121F之间产生电场。即,在输入区域10A2,在极化方向上被施加电场。而且,通过逆压电效应,在与极化方向正交的方向上,即,在压电元件10的X轴方向上激励出振动。
若在X轴方向上激励出振动,则在输出区域10B2中在Z轴方向(极化方向)上产生机械应变,通过压电横向效应而在极化方向上产生电位差。通过该电位差,输出区域10B2成为低电压部,从输出侧第一外部电极13E 输出低电压。
而且,与第十实施方式中的说明同样地,使输入侧第一内部电极111F 与输出侧第一内部电极131H的距离分开,来减小形成在其间的杂散电容,从而能够防止电极111F、131H的耦合。由此,能够抑制噪声等无用信号在输入侧第一内部电极111F与输出侧第一内部电极131H之间传输。此外,输入侧第一内部电极111F与输出侧第一内部电极131H在面中不对置,因此能够使形成的杂散电容更小,能够防止电极111F、131H的耦合。
此外,在输入侧第二内部电极121F与输出侧第二内部电极141H之间形成杂散电容C2。电极121F、141H形成在同一平面上,在它们之间形成杂散电容C2。通过该杂散电容C2,输入侧第二内部电极121F与输出侧第一内部电极131H进行电容耦合,施加在输入侧第二外部电极12E 与输出侧第二外部电极14E之间的交流的电位差变小。即,输出侧基准电位被稳定化。其结果,能够防止上述的与输出侧第一外部电极13E连接的负载的误动作。
《第十二实施方式》
在第十二实施方式中,对具备两个压电变压器的压电变压器模块进行说明。
图37是示出第十二实施方式涉及的压电变压器模块101A的图。
压电变压器模块101A具备输入部101A1、101A2和输出部101A3、 101A4。在输入部101A1输入交流电压。输入部101A2与输入侧基准电位连接。输出部101A3与未图示的负载连接,输出部101A4与输出侧基准电位连接。
压电变压器模块101A具备两个第十实施方式涉及的压电变压器1F。图37所示的箭头示出极化方向。如图所示,压电变压器1F的输入侧(图 35的输入区域10A1)与输出侧(图35的输出区域10B1)在相同方向上被极化。
两个压电变压器1各自的输入侧第一外部电极11D与输入部101A1 连接。此外,输入侧第二外部电极12D与输入部101A2连接。即,压电变压器1F的输入侧成为相对于输入部101A1并联连接的结构,在两个压电变压器1F的各个压电变压器施加相同大小的电压。由此,两个压电变压器1F平衡良好地进行驱动。
此外,压电变压器1F的输出侧第一外部电极13D与输出部101A3 连接,输出侧第二外部电极14D与输出部101A4连接。
在该结构的压电变压器模块101A中,若从输入部101A1输入交流电压,则在压电变压器1F的输入侧第一外部电极11D施加电压,并从输出侧第一外部电极13D输出低电压。而且,电压向与输出部101A3连接的负载输出。
如在第十实施方式中说明过的那样,通过抑制压电变压器1F的输入侧第一外部电极11D与输出侧第一外部电极13D的电容耦合,来确保绝缘性,从而能够抑制噪声等无用信号在输入侧第一外部电极11D与输出侧第一外部电极13D之间传输。也就是说,即使在从输入部101A1输入的交流电压上叠加了噪声等无用信号,也不会从输出部101A3输出。由此,能够防止与输出部101A3连接的负载的误动作。
此外,如在第十实施方式中说明过的那样,因为压电变压器1F的输入侧第二外部电极12D与输出侧第二外部电极14D通过杂散电容C1进行电容耦合,所以输出侧基准电位与输入侧基准电位在交流上成为大致相同的电位。由此,能够抑制输出侧基准电位的变动,输出侧基准电位稳定。
进而,在本实施方式中,在输入部101A2与输出部101A4之间成为并联连接了杂散电容C1的结构。由此,能够减小输入侧基准电位与输出侧基准电位的电位差,因此输出侧基准电位更稳定。
此外,压电变压器模块101A通过使用两个压电变压器1F,从而能够增大压电变压器模块101A能够处理的电力。
《第十三实施方式》
图38是示出第十三实施方式涉及的压电变压器模块101B的图。
压电变压器模块101B具备输入部101B1、101B2和输出部101B3、 101B4、101B5。在输入部101B1输入交流电压。输入部101B2与输入侧基准电位连接。输出部101B3、101B4与未图示的负载连接,输出部101B5 与输出侧基准电位连接。
压电变压器模块101B具备压电变压器1F、1F1。压电变压器1F1是与压电变压器1F大致相同的结构,但是极化方向(图37所示的箭头) 不同。详细地,压电变压器1F1的输入侧(图35的输入区域10A1)与输出侧(图35的输出区域10B1)在相反方向上被极化。
压电变压器1F、1F1各自的输入侧第一外部电极11D与输入部101B1 连接。此外,输入侧第二外部电极12D与输入部101B2连接。即,压电变压器1F的输入侧成为相对于输入部101B1并联连接的结构,在两个压电变压器1F、1F1的各个压电变压器施加相同大小的电压。由此,压电变压器1F、1F1平衡良好地进行驱动。
此外,压电变压器1F的输出侧第一外部电极13D与输出部101B3 连接,压电变压器1F1的输出侧第一外部电极13D与输出部101B4连接。压电变压器1F、1F1各自的输出侧第二外部电极14D与输出部101B5连接。
在该结构的压电变压器模块101B中,若从输入部101B1输入交流电压,则对压电变压器1F、1F1的输入侧第一外部电极11D施加电压,从输出侧第一外部电极13D输出低电压。此时,因为压电变压器1F、1F1 的输出侧的极化方向相反,所以从压电变压器1F、1F1各自的输出侧第一外部电极13D输出反相的电压。即,压电变压器模块101B能够输出差动电压。
此外,在本实施方式涉及的压电变压器模块101B中,与第十二实施方式同样地,即使在从输入部101B1输入的交流电压上叠加了噪声等无用信号,也不会从输出部101B3、101B4输出。由此,能够防止与输出部 101B3连接的负载的误动作。进而,在本实施方式涉及的压电变压器模块 101B中,能够抑制输出侧基准电位的变动,能够使输出侧基准电位稳定。
此外,在本实施方式中,在输入部101B2与输出部101B4之间成为并联连接了杂散电容C1的结构。由此,能够减小输入侧基准电位与输出侧基准电位的电位差,因此输出侧基准电位更稳定。
进而,压电变压器模块101B通过使用两个压电变压器1F、1F1,从而能够增大压电变压器模块101B能够处理的电力。
《第十四实施方式》
图39是第十四实施方式涉及的AC适配器101C的电路图。
AC适配器101C具备:输入部IN1、IN2,与商用电源CP连接,并从商用电源CP输入交流电压;和输出部OUT1、OUT2,与负载RL连接,并向该负载RL输出直流电压。输入部IN1、IN2是本实用新型涉及的“商用电源输入部”的一个例子。
在输入部IN1、IN2连接有二极管桥DB11。在二极管桥DB11的输出侧连接有平滑电容器C11。从输入部IN1、IN2输入的交流电压通过二极管桥DB11以及平滑电容器C11而被整流平滑。二极管桥DB11以及平滑电容器C11是本实用新型涉及的“输入侧整流平滑电路”的一个例子。
在二极管桥DB11以及平滑电容器C11连接有被串联连接的开关元件 Q1、Q2。在图39中,虽然开关元件Q1、Q2设为n型MOS-FET,但是也可以是IGBT或双极性晶体管等。被二极管桥DB11等整流平滑后的电压通过开关元件Q1、Q2的开关而变换为矩形波的电压。被串联连接的开关元件Q1、Q2是本实用新型涉及的“开关电路”的一个例子。
在开关元件Q1、Q2的栅极连接有控制器51。控制器51通过反馈控制,视与输出部OUT1、OUT2连接的负载RL的轻重,而与其相应地设定开关元件Q1、Q2的开关频率,使得向负载RL供给的供给电压恒定。控制器51生成栅极电压并施加到开关元件Q1、Q2,以设定的周期对开关元件Q1、Q2进行接通断开。
在开关元件Q1、Q2连接有第十实施方式涉及的压电变压器1F。压电变压器1F的输入侧第一外部电极11经由电感器L11而与开关元件Q1、 Q2的连接点连接。压电变压器1F的输入侧第二外部电极12D与后述的基准电位(接地)连接。
压电变压器1F的输出侧第一外部电极13D与二极管D11连接。在二极管D11连接平滑电容器C12,进而,与输出部OUT1连接。二极管D11 以及平滑电容器C12是“输出侧整流平滑电路”的一个例子。
在设置于压电变压器1F的输入侧第一外部电极11D与开关元件Q1、 Q2之间的电感器L11附加了辅助绕组53。该辅助绕组53的输出电压通过辅助电源电路52而被整流平滑,从而生成控制器51用的直流电源电压。由此,控制器51动作。
该AC适配器101C使用压电变压器1F而实现了小型化。而且,压电变压器1F能够如在第十实施方式中说明过的那样抑制噪声等无用信号在输入侧与输出侧之间传输。因此,即使是从开关元件Q1、Q2输出了开关噪声的情况,也能够避免该噪声向负载RL输出的可能性。此外,能够将输出侧基准电位固定为输入侧基准电位以使输出侧基准电位稳定,因此能够防止负载RL的误动作。
另外,在图39中,由开关元件Q1、Q2的开关电路、压电变压器1F、二极管D11、平滑电容器C12构成的电路相当于本实用新型涉及的“DC-DC转换器”。此外,由二极管桥DB11、开关元件Q1、Q2的开关电路、压电变压器1F、二极管D11、平滑电容器C12构成的电路是本实用新型涉及的“AC-DC转换器”的一个例子。
第十实施方式~第十四实施方式涉及的压电变压器以及压电变压器模块、具备它们的DC-DC转换器、AC-DC转换器、AC适配器的结构不限定于说明过的结构,只要具有以下的特征即可。
(特征1)
一种压电变压器,具备:
压电体,形成有被极化的输入部、被极化的输出部、以及配置在所述输入部与所述输出部之间的绝缘部;
输入侧第一内部电极以及输入侧第二内部电极,设置在所述输入部,并相互对置;以及
输出侧第一内部电极以及输出侧第二内部电极,设置在所述输出部,并相互对置,
所述输入侧第二内部电极是与输入侧基准电位连接的电极,至少一部分位于比所述输入侧第一内部电极更靠所述绝缘部侧,
所述输出侧第二内部电极是与输出侧基准电位连接的电极,至少一部分位于比所述输出侧第一内部电极更靠所述绝缘部侧。
(特征2)
根据特征1所述的压电变压器,其中,
所述输入部以及所述输出部在所述输入部与所述输出部对置的方向上被极化,
所述输入侧第一内部电极、所述输入侧第二内部电极、所述输出侧第一内部电极以及所述输出侧第二内部电极分别是具有主面的面状电极,所述主面相对于所述输入部与所述输出部对置的方向而正交地配置。
(特征3)
根据特征1所述的压电变压器,其中,
所述输入部以及所述输出部在与所述输入部和所述输出部对置的方向正交的方向上被极化,
所述输入侧第一内部电极、所述输入侧第二内部电极、所述输出侧第一内部电极以及所述输出侧第二内部电极分别是具有主面的面状电极,所述主面相对于所述输入部与所述输出部对置的方向而平行地配置。
(特征4)
根据特征3所述的压电变压器,其中,
所述输入部与所述输出部对置的方向上的所述输入侧第二内部电极的长度比所述输入侧第一内部电极长。
(特征5)
根据特征3或4所述的压电变压器,其中,
所述输入部与所述输出部对置的方向上的所述输出侧第二内部电极的长度比所述输出侧第一内部电极长。
(特征6)
根据特征3~5中的任一项所述的压电变压器,其中,
用G11表示在所述输入部与所述输出部对置的方向上所述输入侧第一内部电极的所述绝缘部侧的端部与所述输入侧第二内部电极的所述绝缘部侧的端部之间的距离,并且
用G12表示在所述输入部与所述输出部对置的方向上所述输入侧第一内部电极与所述输入侧第二内部电极的层间距离,在该情况下,
满足G11>G12。
(特征7)
根据特征3~6中的任一项所述的压电变压器,其中,
用G21表示在所述输入部与所述输出部对置的方向上所述输出侧第一内部电极的所述绝缘部侧的端部与所述输出侧第二内部电极的所述绝缘部侧的端部之间的距离,并且
用G22表示在所述输入部与所述输出部对置的方向上所述输出侧第一内部电极与所述输出侧第二内部电极的层间距离,在该情况下,
满足G21>G22。
(特征8)
一种压电变压器,具备:
压电体,形成有被极化的输入部、被极化的输出部、以及配置在所述输入部与所述输出部之间的绝缘部;
输入侧第一内部电极以及输入侧第二内部电极,设置在所述输入部,并相互对置;以及
输出侧第一内部电极以及输出侧第二内部电极,设置在所述输出部,并相互对置,
所述输入侧第二内部电极是与输入侧基准电位连接的电极,
所述输出侧第二内部电极是与输出侧基准电位连接的电极,
形成在所述输入侧第二内部电极与所述输出侧第二内部电极之间的电容大于形成在所述输入侧第一内部电极与所述输出侧第一内部电极之间的电容。
(特征9)
一种压电变压器模块,具备两个压电变压器,在压电变压器模块中,
所述压电变压器具备:
压电体,形成有被极化的输入部、被极化的输出部、以及配置在所述输入部与所述输出部之间的绝缘部;
输入侧第一内部电极以及输入侧第二内部电极,设置在所述输入部,并相互对置;以及
输出侧第一内部电极以及输出侧第二内部电极,设置在所述输出部,并相互对置,
所述输入侧第二内部电极是与输入侧基准电位连接的电极,至少一部分位于比所述输入侧第一内部电极更靠所述绝缘部侧,
所述输出侧第二内部电极是与输出侧基准电位连接的电极,至少一部分位于比所述输出侧第一内部电极更靠所述绝缘部侧,
所述两个压电变压器各自的所述输入侧第二内部电极是与输入侧基准电位连接的电极,
所述两个压电变压器各自的所述输出侧第二内部电极是与输出侧基准电位连接的电极。
(特征10)
根据特征9所述的压电变压器模块,其中,
在所述两个压电变压器的一方中,所述压电体的所述输入部与所述输出部的极化方向相同,
所述两个压电变压器的另一方中,所述压电体的所述输入部与所述输出部的极化方向相反。
(特征11)
一种DC-DC转换器,具备:
开关电路,对开关元件进行接通断开,将直流电压变换为交流电压;
压电变压器,具有连接所述开关电路的输入部、以及对输入到所述输入部的电压进行变压并输出的输出部;以及
输出侧整流平滑电路,对从所述输出部输出的电压进行整流平滑,
所述压电变压器具备:
压电体,形成有被极化的输入部、被极化的输出部、以及配置在所述输入部与所述输出部之间的绝缘部;
输入侧第一内部电极以及输入侧第二内部电极,设置在所述输入部,并相互对置;以及
输出侧第一内部电极以及输出侧第二内部电极,设置在所述输出部,并相互对置,
所述输入侧第二内部电极是与输入侧基准电位连接的电极,至少一部分位于比所述输入侧第一内部电极更靠所述绝缘部侧,
所述输出侧第二内部电极是与输出侧基准电位连接的电极,至少一部分位于比所述输出侧第一内部电极更靠所述绝缘部侧。
(特征12)
一种AC-DC转换器,具备:
输入侧整流平滑电路,将交流电压变换为直流电压;
开关电路,对开关元件进行接通断开,将来自所述输入侧整流平滑电路的直流电压变换为交流电压;
压电变压器,具有连接所述开关电路的输入部、以及将输入到所述输入部的电压进行变压并输出的输出部;以及
输出侧整流平滑电路,对从所述输出部输出的电压进行整流平滑,
所述压电变压器具备:
压电体,形成有被极化的输入部、被极化的输出部、以及配置在所述输入部与所述输出部之间的绝缘部;
输入侧第一内部电极以及输入侧第二内部电极,设置在所述输入部,并相互对置;以及
输出侧第一内部电极以及输出侧第二内部电极,设置在所述输出部,并相互对置,
所述输入侧第二内部电极是与输入侧基准电位连接的电极,至少一部分位于比所述输入侧第一内部电极更靠所述绝缘部侧,
所述输出侧第二内部电极是与输出侧基准电位连接的电极,至少一部分位于比所述输出侧第一内部电极更靠所述绝缘部侧。
(特征13)
一种AC适配器,具备:
商用电源输入部,与商用电源连接,输入来自所述商用电源的电压;
输入侧整流平滑电路,对从所述商用电源输入部输入的电压进行整流平滑;
开关电路,将通过所述输入侧整流平滑电路整流平滑的电压变换为交流电压;
压电变压器,具有连接所述开关电路的输入部、以及将输入到所述输入部的电压进行变压并输出的输出部;
输出侧整流平滑电路,对从所述输出部输出的电压进行整流平滑;
控制器,控制所述开关电路;以及
辅助电源电路,设置在所述商用电源输入部与所述压电变压器的所述输入部之间,对所述控制器供给电力,
所述压电变压器具备:
压电体,形成有被极化的输入部、被极化的输出部、以及配置在所述输入部与所述输出部之间的绝缘部;
输入侧第一内部电极以及输入侧第二内部电极,设置在所述输入部,并相互对置;以及
输出侧第一内部电极以及输出侧第二内部电极,设置在所述输出部,并相互对置,
所述输入侧第二内部电极是与输入侧基准电位连接的电极,至少一部分位于比所述输入侧第一内部电极更靠所述绝缘部侧,
所述输出侧第二内部电极是与输出侧基准电位连接的电极,至少一部分位于比所述输出侧第一内部电极更靠所述绝缘部侧。
最后,上述的实施方式的说明在所有的方面均为例示,不是限制性的。对本领域技术人员而言,能够适当地进行变形以及变更。例如,能够进行在不同的实施方式中示出的结构的部分置换或组合。本实用新型的范围不是由上述的实施方式示出,而是由权利要求书示出。进而,在本实用新型的范围中,意图包括与权利要求书等同的意思以及范围内的所有的变更。
附图标记说明
AS:对称轴;
A、B、C、D:区域;
BM1:第一支承部;
BM2:第二支承部;
C1:杂散电容;
C11、C12:平滑电容器;
C2:杂散电容;
CP:商用电源;
D11:二极管;
DB11:二极管桥;
IN1、IN2:输入部;
L11:电感器;
OUT1、OUT2:输出部;
P1、P2:节点;
Q1、Q2:开关元件;
RL:负载;
S1:第一面;
S2:第二面;
1、1A、1B、1C、1D、1E、1F、1F1、1G:压电变压器;
1AS、1BS:安装区域;
1C1:压电变压器器件;
2、2A、2B、2C:柔性基板;
2P:保护膜;
2S1、2S2:空间;
3:壳体;
4:保持构件;
10:压电元件;
10A、10A1、10A2、10C:输入区域;
10B、10B1、10B2、10D:输出区域;
10C1、10C2:绝缘区域;
11、11A、11B、11C、11D、11E:输入侧第一外部电极;
12、12A、12B、13C、12D、12E:输入侧第二外部电极;
13、13A、13B、13C、13D、13E:输出侧第一外部电极;
14、14A、14B、14C、14D、14E:输出侧第二外部电极;
15C:输入侧第三外部电极;
16C:输入侧第四外部电极;
17C:输出侧第三外部电极;
18C:输出侧第四外部电极;
19A、19B、19C、19D:绝缘膜;
20F、20F1、20F2:框架;
20L:引出部;
20L1:输入侧第一引出部;
20L2:输入侧第二引出部;
20L3:输出侧第一引出部;
20L4:输出侧第二引出部;
20R:根部;
20R1:输入侧第一根部;
20R2:输入侧第二根部;
20R3:输出侧第一根部;
20R4:输出侧第二根部;
21、21A、21B:元件安装用端子;
22、22A、22B:元件安装用端子;
23、23A、23B:元件安装用端子;
24、24A、24B:元件安装用端子;
25A、25B、26、27A、27B、28:外部连接用端子;
26A、26B、26C、26D、26E、26F:导体图案;
26G:输入侧第一导体图案;
26H:输入侧第二导体图案;
26I:输出侧第一导体图案;
26J:输出侧第二导体图案;
29A、29B、29C、29D、29E、29F:外部连接用端子;
31:第一壳体部;
31C:顶部;
31S32T:顶板部腿部;
31T、32T:顶板部;
32:第二壳体部;
32E:卡合部;
32F、32S:固定部;
51:控制器;
52:辅助电源电路;
53:辅助绕组;
100:基板;
100A、100B、100C、100D:安装电极;
101、101A、101B:压电变压器模块;
101A1、101A2:输入部;
101A3、101A4:输出部;
101B1、101B2:输入部;
101B3、101B4、101B5:输出部;
101C:AC适配器;
106A、106B:电极;
107、108:内部电极;
111、111A、111B、111C、111D、111E、111F:输入侧第一内部电极;
121、12lA、121B、121C、121D、121E、121F:输入侧第二内部电极;
131、131A、131B、131C、131D、131E、131F、131G、131H:输出侧第一内部电极;
141、141A、141B、141C、141D、141E、141F、141G、141H:输出侧第二内部电极;
151、152:绝缘膜;
151C:第三内部电极;
161C:第四内部电极;
171C:第三内部电极;
181C:第四内部电极;
200:布线基板;
204:内部电极;
214:外部电极;
225、226:连接端子;
225A、225B、226、227A、227B、228:连接端子;
232S:插槽;
300:安装构造;
400:陶瓷坯体;
401、402、403、404:内部电极;
411、412、413、414:外部电极。

Claims (14)

1.一种压电振动器件,其特征在于,
具备压电振子、柔性基板以及壳体,
所述压电振子具有压电元件和形成在所述压电元件的表面的外部电极,
所述柔性基板具备:
元件安装用端子,连接所述压电振子的所述外部电极;以及
外部连接用端子,与布线基板连接,
所述壳体具有向所述布线基板固定的固定部和顶部,
所述固定部在向所述布线基板安装的安装状态下,在所述顶部与所述布线基板之间形成容纳所述压电振子和所述柔性基板的空间,
所述压电振子的所述外部电极与所述柔性基板的所述元件安装用端子连接,所述压电振子经由保持构件而在所述壳体内悬挂于所述壳体的所述顶部。
2.根据权利要求1所述的压电振动器件,其特征在于,
所述外部电极形成在所述压电元件的第一面,所述压电元件的与所述第一面对置的第二面被保持在所述壳体的所述顶部。
3.根据权利要求2所述的压电振动器件,其特征在于,
所述保持构件配置在所述压电振子的机械振动的节点与所述顶部之间。
4.根据权利要求2或3所述的压电振动器件,其特征在于,
所述外部电极在所述第一面中机械振动的节点处经由导电性接合材料而与所述元件安装用端子连接。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的压电振动器件,其特征在于,
所述壳体由具有所述顶部的第一壳体部和具有所述固定部的第二壳体部构成,
所述第一壳体部被保持在所述第二壳体部。
6.根据权利要求5所述的压电振动器件,其特征在于,
所述第一壳体部为树脂成型体,所述第二壳体部为金属成型体。
7.根据权利要求1至3中的任一项所述的压电振动器件,其特征在于,
所述压电振子是压电变压器。
8.根据权利要求7所述的压电振动器件,其特征在于,
所述压电变压器在长方体形状的压电元件的长边方向的一方具备输入振动部,在另一方具备输出振动部,所述压电振子以纵向振动模式进行振动。
9.根据权利要求1至3中的任一项所述的压电振动器件,其特征在于,
所述柔性基板具有框架和从所述框架引出的引出部,
所述元件安装用端子形成在所述引出部,所述外部连接用端子形成在所述框架。
10.根据权利要求9所述的压电振动器件,其特征在于,
所述引出部在根部处与所述框架连接,
所述元件安装用端子形成在所述引出部的前端部。
11.一种压电变压器模块,其特征在于,具备:
第一压电变压器;以及
第二压电变压器,
柔性基板具有夹着对称轴而设置的所述第一压电变压器的第一安装区域和所述第二压电变压器的第二安装区域,
所述第一压电变压器以及所述第二压电变压器各自的外部电极具有一次侧第一外部电极、一次侧第二外部电极以及二次侧外部电极,并安装于所述柔性基板,使得所述一次侧第一外部电极、所述一次侧第二外部电极以及所述二次侧外部电极的形成位置关于所述对称轴成为线对称,
所述柔性基板的元件安装用端子具有:
第一安装电极,连接所述第一压电变压器的所述一次侧第一外部电极;
第二安装电极,连接所述第一压电变压器的所述一次侧第二外部电极;
第三安装电极,连接所述第一压电变压器的所述二次侧外部电极;
第四安装电极,连接所述第二压电变压器的所述一次侧第一外部电极;
第五安装电极,连接所述第二压电变压器的所述一次侧第二外部电极;以及
第六安装电极,连接所述第二压电变压器的所述二次侧外部电极,
所述第一安装电极与第四安装电极关于所述对称轴呈线对称地设置,
所述第二安装电极与第五安装电极关于所述对称轴呈线对称地设置,
所述第三安装电极与第六安装电极关于所述对称轴呈线对称地设置。
12.一种压电振子安装用柔性基板,是安装压电振子的柔性基板,其特征在于,具备:
框架;
第一引出部,从所述框架引出;
第二引出部,从所述框架引出;
第一元件安装用端子,形成在所述第一引出部,并连接所述压电振子的第一外部电极;以及
第二元件安装用端子,形成在所述第二引出部,并连接所述压电振子的第二外部电极,
与所述框架连接的所述第一引出部的第一根部比所述第一元件安装用端子更靠近所述第二元件安装用端子。
13.一种压电变压器,通过对设置在压电体的第一外部电极、第二外部电极、第三外部电极以及第四外部电极中的、所述第一外部电极以及所述第二外部电极、或所述第三外部电极以及所述第四外部电极的一方施加电压,从而在另一方激发电压,其特征在于,具备:
压电元件,具有矩形的第一面;
多个第一内部电极,设置在所述压电元件内,并与所述第一外部电极连接;
多个第二内部电极,设置在所述压电元件内,并与所述第二外部电极连接;
多个第三内部电极,设置在所述压电元件内,并与所述第三外部电极连接;以及
多个第四内部电极,设置在所述压电元件内,并与所述第四外部电极连接,
所述第一外部电极、所述第二外部电极、所述第三外部电极以及所述第四外部电极相互绝缘地设置在所述压电元件的所述第一面,
所述第一外部电极以及所述第二外部电极沿着所述压电元件的所述第一面的一边方向排列,
所述第三外部电极以及所述第四外部电极沿着所述压电元件的所述第一面的所述一边方向排列,
所述第一外部电极以及所述第三外部电极沿着所述压电元件的所述第一面的与所述一边方向正交的方向排列,
所述第二外部电极以及所述第四外部电极沿着所述压电元件的所述第一面的与所述一边方向正交的方向排列。
14.一种压电变压器,其特征在于,具备:
压电体,形成有被极化的输入部、被极化的输出部以及配置在所述输入部与所述输出部之间的绝缘部;
输入侧第一内部电极以及输入侧第二内部电极,设置在所述输入部,并相互对置;以及
输出侧第一内部电极以及输出侧第二内部电极,设置在所述输出部,并相互对置,
所述输入侧第二内部电极是与输入侧基准电位连接的电极,至少一部分位于比所述输入侧第一内部电极更靠所述绝缘部侧,
所述输出侧第二内部电极是与输出侧基准电位连接的电极,至少一部分位于比所述输出侧第一内部电极更靠所述绝缘部侧。
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