JP2002190626A

JP2002190626A - 電源回路装置

Info

Publication number: JP2002190626A
Application number: JP2000387525A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Sawada; 新一沢田; Naoki Tanaka; 直樹田中; Hajime Handa; 肇半田
Original assignee: Sharp Corp; Sharp Niigata Electronics Corp
Current assignee: Sharp Corp; Sharp Niigata Electronics Corp
Priority date: 2000-12-20
Filing date: 2000-12-20
Publication date: 2002-07-05

Abstract

(57)【要約】【課題】圧電トランスの振動を阻害することなく容易
に基板実装することが可能で、作業数を軽減した電源回
路装置を提供する。【解決手段】圧電トランス１０に形成された複数の入
出力電極１１と、フレキシブル基板２０に形成された複
数の接続端子２１とを接触部分１２で半田付けする。接
続端子２１は、圧電トランス１０の入出力電極１１と接
触するように、入出力電極１１に対応する部分をコの字
型に切り起こして形成されており、柔軟性を有する接続
端子２１によってフレキシブル基板２０に振動可能に保
持される。これによって、圧電トランスの振動を阻害す
ることなく容易に基板実装することが可能で、接続信頼
性の高い電源回路装置が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電素子をフレキ
シブル基板に実装した電源回路装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在の電源回路装置は、小型化および薄
型化を実現するために、圧電素子を用いたトランス（圧
電トランス）を使用している。

【０００３】圧電トランスは、表面に形成した電極に電
圧を印加することで素子が機械的に振動する圧電素子の
特性を利用して入出力の電圧変換を行っている。この振
動方向は電極の位置および駆動モードなどによって異な
り、一つの圧電トランスは複数の振動方向を有してお
り、変位がゼロの部分を振動節部と呼ぶ。圧電トランス
を基板に実装する際には、この振動を阻害しないように
実装する必要がある。このような特性を考慮して圧電ト
ランスを基板に実装する方法には下記のような方法があ
る。

【０００４】図５は、圧電トランス１０を実装した従来
の電源回路装置１の斜視図である。圧電トランス１０の
入出力電極１１と回路基板３０の接続用端子３１とがリ
ード線３２によって電気的に接続される。このとき、圧
電トランス１０の振動節部を、ループ状の弾性体３３で
固定することで振動を阻害せずに接続および実装を行っ
ている。また、半田付けは、リード線３２と、圧電トラ
ンス１０の入出力電極１１および回路基板３０の接続端
子３１とで必要となるため、圧電トランス１０の入出力
電極１１の数×２箇所の半田付けを行うことになる。図
５の場合、入出力電極数が３であるので、半田付け箇所
＝３×２＝６箇所の半田付けが必要となる。また、リー
ド線３２の入出力電極１１への半田付けの位置決めは非
常に困難である。

【０００５】図６は、従来の他の電源回路装置１の組立
図である。まず、圧電トランス１０をケース４０に収納
する。圧電トランス１０の入出力端子１１は、ケース４
０にインジェクション形成されたばね端子４１と接続さ
れ、ケースのばね端子４１と回路基板３０の接続端子３
１とが接続されるように実装される。半田付けは、上記
と同様に１つの電極に対し、２箇所必要である。図６の
場合、入出力端子１１の数が４であるので、半田付け箇
所＝４×２＝８箇所の半田付けが必要となる。また、入
出力電極１１への半田付けの位置決めは、ケース４０と
インジェクション形成されたばね端子３１によって固定
される。

【０００６】図７は、圧電トランス１０を実装した従来
の電源回路装置１の断面図である。ケース４０を使用す
る場合は、圧電トランス１０とケース４０とが、振動節
部で接着剤４２によって接着され固定される（Ａ）。回
路基板３０に直接実装する場合は、圧電トランス１０と
回路基板３０とが、弾性体３３と同じ位置で接着剤３４
によって接着され固定される（Ｂ）。

【０００７】特開平１０−９３１５７号公報記載の圧電
トランスは、圧電トランスとフレキシブル基板とを接続
し、フレキシブル基板を少なくとも１回以上折り曲げる
ことで圧電トランスの振動を妨げること無く容易に実装
することを可能としている。また、フレキシブル基板が
突出部を有し、この突出部と圧電トランスの電極とを接
続している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】弾性体３３で固定する
場合、弾性体の劣化が懸念されるとともに、リード線の
接続は、位置決めが困難であることから生産効率が低く
なってしまう。ケース４０を用いる場合、ケース分のコ
ストアップが大きいとともに、ケース分の高さがアップ
してしまい、圧電インバータの特徴である低背（薄型）
化が図れない。

【０００９】特開平１０−９３１５７号公報記載の圧電
トランスは、上記の課題の一部を克服しているが、折り
曲げおよび突出部が必要となるため、実装に必要な面積
より大きなフレキシブル基板が必要となってしまう。

【００１０】また、上記の従来技術では、圧電トランス
の１つの電極に対して、圧電トランス電極側と基板の端
子側の２箇所の半田付けが必要となる。

【００１１】本発明の目的は、圧電トランスの振動を阻
害することなく容易に基板実装することが可能で、作業
数を軽減した電源回路装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、圧電素子をフ
レキシブル基板に搭載した電源回路装置において、前記
フレキシブル基板は、前記圧電素子の入出力電極に対応
する部分を切り起こして形成した複数の接続端子を有
し、前記圧電素子は、前記接続端子に接続されることに
よって、前記フレキシブル基板に振動可能に保持される
ことを特徴とする電源回路装置である。

【００１３】本発明に従えば、圧電素子は、入出力電極
に対応する部分のフレキシブル基板を切り起こして形成
した複数の接続端子によって、フレキシブル基板に振動
可能に保持されるので、圧電トランスの振動を阻害する
ことなく容易に基板実装することが可能で、接続信頼性
が高く、より薄型の電源回路装置を実現することができ
る。

【００１４】また本発明は、フレキシブル基板上に、圧
電素子の駆動用回路部品を搭載することを特徴とする。

【００１５】本発明に従えば、フレキシブル基板上に、
圧電素子の駆動用回路部品を搭載するので、ケースおよ
びリード線などを必要とせず、半田付け作業数を軽減す
ることができる。

【００１６】また本発明は、圧電素子を保持するフレキ
シブル基板を、前記圧電素子の駆動回路部品を搭載した
回路基板に実装することを特徴とする。

【００１７】本発明に従えば、圧電素子を保持するフレ
キシブル基板を、圧電素子の駆動回路部品を搭載した回
路基板に実装するので、剛性を有する基板であっても接
続信頼性が高く、より薄型の電源回路装置を実現するこ
とができる。

【００１８】また本発明は、インバータまたはコンバー
タとして使用することを特徴とする。

【００１９】本発明に従えば、電源回路装置をインバー
タまたはコンバータとして使用することができる。

【００２０】また本発明は、フレキシブル基板は、ポリ
イミド系樹脂からなることを特徴とする。

【００２１】本発明に従えば、フレキシブル基板とし
て、ポリイミド系樹脂を使用することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態で
ある電源回路装置１の斜視図である。電源回路装置１
は、圧電素子である圧電トランス１０とフレキシブル基
板２０と有し、圧電トランス１０に形成された複数の入
出力電極１１と、フレキシブル基板２０に形成された複
数の接続端子２１とが接触部分１２で半田付けされてい
る。接続端子２１は、圧電トランス１０の入出力電極１
１と接触するように、入出力電極１１に対応する部分を
切り起こして形成されており、柔軟性を有する接続端子
２１によってフレキシブル基板２０に振動可能に保持さ
れる。これによって、圧電トランスの振動を阻害するこ
となく容易に基板実装することが可能で、接続信頼性の
高い電源回路装置が得られる。

【００２３】接続端子２１の形状は、たとえば図１に示
すように、コの字型に切り込みを入れ、その端部を起こ
した形状となっている。

【００２４】フレキシブル基板２０は、ポリイミドなど
の樹脂膜を積層し、その間および表面に銅箔などによっ
て回路が形成されている。接続端子２１の入出力端子１
１との接触部分は、電気的導通が可能となるように表面
に銅箔などで端子が形成され、基板表面および内部の回
路と接続している。

【００２５】図２は、本発明の他の実施形態である電源
回路装置１の組立図である。電源回路装置１は、圧電ト
ランス１０と圧電トランスの駆動用回路部品を搭載した
フレキシブル基板２０と有し、圧電トランス１０に形成
された複数の入出力電極１１と、フレキシブル基板２０
に形成された複数の接続端子２１とを接触部分１２で半
田付けする。接続端子２１は、圧電トランス１０の入出
力電極１１と接触するように、入出力電極１１に対応す
る部分を切り起こして形成されており、柔軟性を有する
接続端子２１によってフレキシブル基板２０に振動可能
に保持される。本実施形態では、ケース、リード線およ
びばね端子などを必要としないので、半田付けの箇所が
入出力端子１１の数だけでよく、接続信頼性を高め、か
つ作業数を軽減した低価格な電源回路装置を実現するこ
とができる。

【００２６】フレキシブル基板２０に搭載されている駆
動用回路部品としては、コンデンサ、抵抗、インダク
タ、ノイズフィルタおよび電源コントローラなどが用い
られる。これらの部品を用いることで、電源回路装置１
をインバータまたはコンバータとして使用することがで
きる。

【００２７】図３は、本発明の他の実施形態である電源
回路装置１の組立図である。電源回路装置１は、圧電ト
ランス１０と配線引出用のフレキシブル基板２０と圧電
トランスの駆動用回路部品を搭載した回路基板３０とを
有している。まず、圧電トランス１０に形成された複数
の入出力電極１１と、フレキシブル基板２０に形成され
た複数の接続端子２１とを接触部分１２で半田付けす
る。次に、フレキシブル基板２０に形成された配線引出
用端子２２と回路基板３０に形成された接続端子３１と
を半田付けすることで電源回路装置１が得られる。接続
端子２１と配線引出用端子２２とはフレキシブル基板２
０の表面および内部に形成された回路によって電気的に
導通されており、配線引出用のフレキシブル基板２０を
介して圧電トランス１０と回路基板３０上の駆動用回路
部品とが接続される。

【００２８】回路基板３０は、ガラスエポキシおよび紙
フェノールなどからなる剛性を有する基板であり、その
表面にコンデンサ、抵抗、インダクタ、ノイズフィルタ
および電源コントローラなどの駆動用回路部品を搭載し
ている。本実施形態では、柔軟性を有する接続端子２１
によって圧電トランス１０を保持するフレキシブル基板
２０を配線引出用基板として使用することで、剛性を有
する回路基板３０に圧電トランス１０を実装する場合に
おいても、接続信頼性が高く、より薄型な電源回路装置
が実現できる。

【００２９】図４は、図１のＡ−Ａ’面における電源回
路装置１の断面図である。圧電トランス１０の底面は、
シリコン系ゴム状またはゲル状の接着剤２３などによっ
て振動節部でフレキシブル基板２０と接着させ固定す
る。ただし、固定箇所およびその数は、必ずしも図４の
限りではない。また、図２および図３に示す電源回路装
置１においても、圧電トランス１０とフレキシブル基板
２０とは、接着剤２３によって振動節部で接着され固定
されている。

【００３０】以上のように、圧電トランス１０がフレキ
シブル基板２０の一部を切り起こして形成された接続端
子２１によって保持されるので、圧電トランスの振動を
阻害せずに容易に実装することができる。フレキシブル
基板２０に圧電トランス１０の駆動回路用部品を搭載す
ることで、半田付け箇所の数が従来の半分になり、作業
数を軽減することができる。また、本発明の電源回路装
置は、圧電トランス１０のどの駆動モードにおいても適
応可能である。

【００３１】なお、上述の実施形態において、フレキシ
ブル基板２０をコの字型に切り起こした形状の接続端子
２１について説明したが、形状はこれに限らず圧電トラ
ンス１０と電気的に接続し、圧電トランス１０を振動可
能に保持する形状であればよい。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、圧電トラ
ンスの振動を阻害することなく容易に基板実装すること
が可能で、接続信頼性が高く、より薄型の電源回路装置
を実現することができる。

【００３３】また本発明によれば、ケースおよびリード
線などを必要とせず、半田付け作業数を軽減することが
できる。

【００３４】また本発明によれば、剛性を有する基板で
あっても接続信頼性が高く、より薄型の電源回路装置を
実現することができる。

【００３５】また本発明によれば、電源回路装置をイン
バータまたはコンバータとして使用することができる。

【００３６】また本発明によれば、フレキシブル基板と
して、ポリイミド系樹脂を使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態である電源回路装置１の
斜視図である。

【図２】本発明の他の実施形態である電源回路装置１の
組立図である。

【図３】本発明の他の実施形態である電源回路装置１の
組立図である。

【図４】図１のＡ−Ａ’面における電源回路装置１の断
面図である。

【図５】圧電トランス１０を実装した従来の電源回路装
置１の斜視図である。

【図６】従来の他の電源回路装置１の組立図である。

【図７】圧電トランス１０を実装した従来の電源回路装
置１の断面図である。

【符号の説明】

１電源回路装置１０圧電トランス１１入出力電極２０フレキシブル基板２１，３１接続端子２２配線引出用端子２３，３４，４２接着剤３０回路基板３２リード線３３弾性体４０ケース４１ばね端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中直樹新潟県白根市大字上八枚1310番地シャープ新潟電子工業株式会社内 (72)発明者半田肇新潟県白根市大字上八枚1310番地シャープ新潟電子工業株式会社内Ｆターム(参考） 5H730 AA00 AA08 BB21 EE48 ZZ04 ZZ12 ZZ19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電素子をフレキシブル基板に搭載した
電源回路装置において、前記フレキシブル基板は、前記圧電素子の入出力電極に
対応する部分を切り起こして形成した複数の接続端子を
有し、前記圧電素子は、前記接続端子に接続されることによっ
て、前記フレキシブル基板に振動可能に保持されること
を特徴とする電源回路装置。
【請求項２】前記フレキシブル基板上に、圧電素子の
駆動用回路部品を搭載することを特徴とする請求項１記
載の電源回路装置。
【請求項３】前記圧電素子を保持するフレキシブル基
板を、前記圧電素子の駆動回路部品を搭載した回路基板
に実装することを特徴とする請求項１記載の電源回路装
置。
【請求項４】インバータまたはコンバータとして使用
することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記
載の電源回路装置。
【請求項５】前記フレキシブル基板は、ポリイミド系
樹脂からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
１つに記載の電源回路装置。