JP2007081276A - Piezoelectric ceramic composite and piezoelectric actuator, piezoelectric horn or piezoelectric buzzer composed of the composite - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は積層セラミックシートによって構成されたプラス、マイナス極導電回路をもつ圧電セラミックス複合体を提案している。その複合体を利用して作る圧電アクチュエータ、圧電ラッパ及び圧電ブザーの製造技術も本発明の範疇に含まれるものとする。 The present invention proposes a piezoelectric ceramic composite having positive and negative conductive circuits constituted by laminated ceramic sheets. Manufacturing techniques of a piezoelectric actuator, a piezoelectric wrapper, and a piezoelectric buzzer made using the composite are also included in the scope of the present invention.
旧式の圧電アクチュエータ、圧電ラッパ及び圧電ブザーはいずれも一つの圧電式制御チップを使ってプラス、マイナス極の信号を刺激（Ｓｔｉｍｕｌａｔｅ）して音声を出す仕組みを採っている。
しかも、旧式の制御チップは金属板の端面に単層セラミックシート（Ｃｅｒａｍｉｃ ｓｈｅｅｔ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｌａｙｅｒ）を貼り付けて作られるもので、剥きだし状態の各セラミックシートの両端にはそれぞれ電極層となる導電材がコーティングされており、信号発信源のプラス極信号導線と半田接着されている。そして、金属板は信号発信源のマイナス極信号導線に半田接着され、それによって共振現象を起こし、音声を放つことのできる圧電アクチュエータ、圧電ラッパまたは圧電ブザーを形成する。
しかし、上述の金属板の両面に粘着されているセラミックシートは単層構造であるため、比較的に高い駆動電圧を加えないと必要とする音效が出ない。つまり、信号発信源に入力された信号電圧が弱すぎると、単層セラミックシートと金属板の間に望ましい共振音效が得られないことが一つの問題点となっている。
Old piezoelectric actuators, piezoelectric wrappers, and piezoelectric buzzers all use a single piezoelectric control chip to stimulate the positive and negative signals to produce sound.
In addition, the old control chip is made by attaching a single layer ceramic sheet (ceramic sheet of single layer) to the end face of the metal plate, and the conductive material serving as an electrode layer on each end of each exposed ceramic sheet. Is coated and soldered to the positive electrode signal conductor of the signal transmission source. The metal plate is solder-bonded to the negative electrode signal wire of the signal transmission source, thereby causing a resonance phenomenon and forming a piezoelectric actuator, a piezoelectric wrapper, or a piezoelectric buzzer that can emit sound.
However, since the ceramic sheet adhered to both surfaces of the metal plate has a single layer structure, the necessary sound effect cannot be obtained unless a relatively high driving voltage is applied. That is, if the signal voltage input to the signal transmission source is too weak, it is a problem that a desirable resonance sound effect cannot be obtained between the single-layer ceramic sheet and the metal plate.
本発明の主な目的は比較的に低い電圧で駆動できる圧電セラミックス複合体を提供することである。
上述の目的を達成するため、本発明の複合体は一つの最上層、一つの底層及び最低一つ以上の中層セラミックシートを重ねた構造となっており、熱水加圧と高温焼結により作られている。
The main object of the present invention is to provide a piezoelectric ceramic composite that can be driven at a relatively low voltage.
In order to achieve the above object, the composite of the present invention has a structure in which one top layer, one bottom layer, and at least one middle layer ceramic sheet are stacked, and is made by hot water pressing and high temperature sintering. It has been.
各セラミックシートの接合面にはそれぞれ銀パラジウム合金がコーティングされ、それがプラス、マイナス極の導電層となる。その銀パラジウム合金は一定の割合の銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）合金によって形成されたもので、その中に含まれる銀の導電性は良好だが、融点は僅か９６１Ｃしかないため、導電性が良く、しかも融点が１５５４Ｃであるパラジウムと併せて銀パラジウム合金とすることで、各セラミックシートを１１５０Ｃの高温で焼結する時、高い耐熱特性を発揮し、各層のセラミックシートは順調にセラミック複合体として焼結される。
さらに、各セラミックシート間にはそれぞれ導通したプラス、マイナス極貫通穴があり、その最上層、底層セラミックシートの外側には銀ペーストが被覆され、それぞれが所属するプラスまたはマイナス極貫通穴に埋め込まれている。各層の銀パラジウム合金と銀ペーストには絶縁穴が設けられ、各層のプラスまたはマイナス極貫通穴の外周を囲み、複合体の内側のプラス、マイナス極回路を形成している。この仕組みにより、プラス、マイナス極の信号電圧が連結し、複合体内部の何層もの絶縁用セラミックシートと銀ペースト、銀パラジウム合金層の導電回路隔離作用により、駆動電圧を下げる目的を達成している。
The joining surface of each ceramic sheet is coated with a silver-palladium alloy, which becomes a positive and negative conductive layer. The silver-palladium alloy is formed by a certain proportion of silver (Ag) and palladium (Pd) alloy, and the conductivity of silver contained therein is good, but the melting point is only 961C, so the conductivity is low. By using a palladium-palladium alloy in combination with palladium having a melting point of 1554C, each ceramic sheet exhibits high heat resistance when sintered at a high temperature of 1150C. Sintered as
In addition, there are positive and negative pole through-holes between each ceramic sheet, and the top and bottom ceramic sheets are covered with silver paste and embedded in the plus or minus pole through-holes to which each belongs. ing. Insulating holes are provided in the silver palladium alloy and silver paste of each layer, and surround the outer periphery of the positive or negative electrode through hole of each layer to form a positive and negative electrode circuit inside the composite. This mechanism connects the positive and negative signal voltages, and achieves the purpose of lowering the drive voltage due to the conductive circuit isolation action of the insulating ceramic sheets, silver paste, and silver palladium alloy layers inside the composite. Yes.
本発明のもう一つの目的は上述の複合体を利用して比較的に低い駆動電圧で駆動できる、生産性の高い、導線剥き出しによる縺れを防止できる一種の圧電アクチュエータを開発することである。この目的を達成するため、本発明は最低一つ以上の複合体の底層銀ペーストを一枚の金属板の端面に粘着し、圧電式制御チップを形成している。その圧電式制御チップは内側にプラス、マイナス極導電パーツを備えた絶縁ユニットと共に圧電アクチュエータを組成している。
本発明のもう一つの目的は上述の制御チップを用いて比較的に低い駆動電圧で駆動できる、生産性の高い、導線剥き出しによる縺れを防止できる一種の圧電アラッパを作ることである。この目的を達成するため、本発明は一つのダンピングマットを利用して制御チップを駆動電子回路チップを内蔵した絶縁ユニットに粘着することで圧電ラッパを形成している。
Another object of the present invention is to develop a kind of piezoelectric actuator that can be driven at a relatively low driving voltage by using the above-described composite, and that can prevent twisting due to stripping of the conductive wire. In order to achieve this object, the present invention forms a piezoelectric control chip by adhering at least one composite bottom layer silver paste to the end face of one metal plate. The piezoelectric control chip constitutes a piezoelectric actuator together with an insulating unit having positive and negative electrode conductive parts on the inside.
Another object of the present invention is to produce a kind of piezoelectric wrapper that can be driven with a relatively low driving voltage by using the above-described control chip and that can prevent twisting due to stripping of the conductive wire. In order to achieve this object, the present invention forms a piezoelectric wrapper by adhering a control chip to an insulating unit containing a drive electronic circuit chip using a single damping mat.
本発明のもう一つの目的は上述の制御チップを用いて比較的に低い駆動電圧で駆動できる、生産性の高い一種の圧電ブザーを作ることである。この目的を達成するため、 本発明は最低一つ以上の制御チップを凹溝をもった筐体の内側にシリコンで粘着固定し、圧電ブザーを形成する。また、制御チップを螺旋リングをもった筐体に装着し、その結合部分をシリコンで固定することもできる。 Another object of the present invention is to produce a kind of high-productivity piezoelectric buzzer that can be driven with a relatively low driving voltage using the above-described control chip. In order to achieve this object, the present invention forms a piezoelectric buzzer by adhering and fixing at least one control chip with silicon inside a housing having a concave groove. It is also possible to attach the control chip to a housing having a spiral ring and fix the bonding portion with silicon.
本発明における圧電アクチュエータ、圧電ラッパ及び圧電ブザーはいずれも信号端子間の接続方式のシンプル化、導線剥き出し防止、低駆動電圧による素晴らしい共振音效等の特長をもっている。 The piezoelectric actuator, piezoelectric wrapper, and piezoelectric buzzer of the present invention all have features such as simplification of the connection method between signal terminals, prevention of stripping of the conductive wire, and excellent resonance sound effect due to a low drive voltage.
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１が示すように、本発明の第一実施例における圧電セラミックス複合体１１及びそれによって構成されている制御チップ１は矩形をした一枚の最上層セラミックシート１１１、一枚の底層セラミックシート１１３と最低一枚以上の中層セラミックシート１１２を積み重ねて、熱水加圧と高温焼結により作られたものである。 As shown in FIG. 1, the piezoelectric ceramic composite body 11 and the control chip 1 constituted by the piezoelectric ceramic composite body 11 in the first embodiment of the present invention have a rectangular top layer ceramic sheet 111 and a bottom layer ceramic sheet 113. And at least one or more middle-layer ceramic sheets 112 are stacked and made by hot water pressing and high-temperature sintering.
その最上層セラミックシート１１１と中層セラミックシート１１２の接合面には第一銀パラジウム合金層３１（図１を参照）がコーティングされ、中層セラミックシート１１２と底層セラミックシート１１３の接合面の間には第二銀パラジウム合金層３２がコーティングされている。銀パラジウム合金層３１及び３２は銀パラジウム合金を被覆したもので、各セラミックシートはこの銀パラジウム合金層の働きとて高温焼結によってより緊密な構造をもったセラミック複合体となり、しかも各銀パラジウム合金層はセラミックシートによって仕切られ、互いに絶縁状態（図２を参照）となっている。 The first silver palladium alloy layer 31 (see FIG. 1) is coated on the joint surface between the uppermost ceramic sheet 111 and the middle ceramic sheet 112, and the second ceramic sheet 111 and the bottom ceramic sheet 113 are joined between the joint surfaces. A bisilver palladium alloy layer 32 is coated. The silver-palladium alloy layers 31 and 32 are coated with a silver-palladium alloy, and each ceramic sheet becomes a ceramic composite having a tighter structure by high-temperature sintering due to the action of the silver-palladium alloy layer. The alloy layers are partitioned by a ceramic sheet and insulated from each other (see FIG. 2).
上述の各銀パラジウム合金層にも最低一つの絶縁穴が設けられている。本実施例では、第一銀パラジウム合金層３１には第一絶縁穴３１１、第二銀パラジウム合金層３２上には第二絶縁穴３２１が設置され、さらに各セラミックシートのには互いに連結したプラス極貫通穴１３及びマイナス極貫通穴１４が設けられている（図２を参照）。 Each silver palladium alloy layer described above is also provided with at least one insulating hole. In this embodiment, the first silver-palladium alloy layer 31 is provided with a first insulating hole 311, and the second silver-palladium alloy layer 32 is provided with a second insulating hole 321. A pole through hole 13 and a negative pole through hole 14 are provided (see FIG. 2).
プラス極貫通穴１３は最上層セラミックシート１１１の最上面に一つのプラス極最上面穴１３１を形成し、それは最上層セラミックシート１１１、中層セラミックシート１１２、第二銀パラジウム合金層３２及び底層セラミックシート１１３を次々と貫通し、底層セラミックシート１１３の底にプラス極底穴１３２を形成している。そのプラス極貫通穴１３は第一絶縁穴３１１を貫通して第一銀パラジウム合金層３１と絶縁を形成している。そして、マイナス極貫通穴１４は最上層セラミックシート１１１の最上面に一つのマイナス極最上面穴１４１を形成し、それは最上層セラミックシート１１１、中層セラミックシート１１２、第一銀パラジウム合金層３１及び底層セラミックシート１１３を次々と貫通し、底層セラミックシート１１３の底にマイナス極底穴１４２を形成している。そのマイナス極貫通穴１４は第二絶縁穴３２１を貫通して第二銀パラジウム合金層３２と絶縁を形成している。 The positive electrode through hole 13 forms one positive electrode upper surface hole 131 on the uppermost surface of the uppermost layer ceramic sheet 111, which includes the uppermost layer ceramic sheet 111, the intermediate layer ceramic sheet 112, the second silver palladium alloy layer 32, and the bottom layer ceramic sheet. 113 are successively passed through, and a positive pole bottom hole 132 is formed in the bottom of the bottom ceramic sheet 113. The positive electrode through hole 13 penetrates the first insulating hole 311 and forms insulation with the first silver palladium alloy layer 31. The negative electrode through hole 14 forms one negative electrode uppermost surface hole 141 on the uppermost surface of the uppermost layer ceramic sheet 111, which includes the uppermost layer ceramic sheet 111, the intermediate layer ceramic sheet 112, the first silver palladium alloy layer 31, and the bottom layer. The ceramic sheet 113 is passed through one after another, and a negative pole bottom hole 142 is formed at the bottom of the bottom ceramic sheet 113. The negative electrode through hole 14 penetrates through the second insulating hole 321 to form insulation with the second silver palladium alloy layer 32.
上述複合体の仕掛品１１ａが出来上がった後、最上層セラミックシート１１１の最上面に最上層銀ペースト２１（図３を参照）をコーティングし、底層セラミックシート１１３の底に底層銀ペースト２２をコーティングすることができる。銀ペースト２１及び２２はコーティング加工によりそれぞれプラス極貫通穴１３とマイナス極貫通穴１４の内側に充填だれ、しかも最上層銀ペースト２１はマイナス極最上面穴１４１の外周に最上層絶縁穴２１１を形成し、最上層銀ペースト２１とマイナス極最上面穴１４１の内側の銀ペーストの絶縁を保っている。これと同様に底層銀ペースト２２はプラス極底穴１３２の外周に底層絶縁穴２２１を形成し、底層銀ペースト２２とプラス極底穴１３２の内側の銀ペーストの絶縁を保っている。この仕組みにより、最上層銀ペースト２１と第二銀パラジウム合金層３２の間は銀メタルを充填したプラス極貫通穴１３によって導通し、プラス極回路１３０を形成し、底層銀ペースト２２と第一銀パラジウム合金層３１の間は銀メタルを充填したマイナス極貫通穴１４によって導通し、マイナス極回路１４０が形成され、圧電セラミックス複合体１１を構成している。この時、最上層銀ペースト２１はプラス極回路１３０の剥き出し接触端として、底層銀ペースト２２はマイナス極回路１４０の剥き出し接触端として利用される。 After the above-described composite work-in-progress 11a is completed, the top layer silver paste 21 (see FIG. 3) is coated on the top surface of the top layer ceramic sheet 111, and the bottom layer silver paste 22 is coated on the bottom of the bottom layer ceramic sheet 113. be able to. The silver pastes 21 and 22 are filled inside the positive electrode through hole 13 and the negative electrode through hole 14 respectively by coating, and the uppermost silver paste 21 forms the uppermost layer insulating hole 211 on the outer periphery of the negative electrode upper surface hole 141. Insulation between the uppermost silver paste 21 and the silver paste inside the negative pole uppermost hole 141 is maintained. Similarly, the bottom layer silver paste 22 forms a bottom layer insulating hole 221 on the outer periphery of the plus pole bottom hole 132 to keep the bottom layer silver paste 22 and the silver paste inside the plus pole bottom hole 132 insulated. By this mechanism, the uppermost silver paste 21 and the second silver palladium alloy layer 32 are electrically connected by the positive electrode through hole 13 filled with silver metal to form a positive electrode circuit 130, and the bottom layer silver paste 22 and the first silver paste The palladium alloy layer 31 is electrically connected by the negative electrode through hole 14 filled with silver metal, and a negative electrode circuit 140 is formed to constitute the piezoelectric ceramic composite 11. At this time, the uppermost silver paste 21 is used as the exposed contact end of the positive electrode circuit 130, and the lower layer silver paste 22 is used as the exposed contact end of the negative electrode circuit 140.
本発明は一つ若しくは二つの複合体１１を使用して、その底層銀ペースト２２を矩型金属板１２の片側または両端に貼付け（図１と図４を参照）、金属板１２にはマイナス極の接続部として最低一つの剥き出し端部１２１を有し、二つの複合体１１の最上層銀ペースト２１をプラス極に接続し、少なくとも片側に複合体１１をもった圧電式制御チップ１を構成するものである。 In the present invention, one or two composites 11 are used, and the bottom silver paste 22 is applied to one or both ends of the rectangular metal plate 12 (see FIGS. 1 and 4). The piezoelectric control chip 1 having at least one exposed end portion 121 as the connecting portion, connecting the uppermost silver paste 21 of the two composite bodies 11 to the positive electrode, and having the composite body 11 on at least one side. Is.
上述の制御チップ１を使用する時、両端の最上層銀ペースト２１にプラス極信号電源を半田接着し、金属板１２の剥き出し端部１２１にマイナス極信号電源（図４を参照）を半田接着すると、プラス極回路１３０を通じて最上層銀ペースト２１と第二銀パラジウム合金層３２に同時にプラス極信号電圧、マイナス極回路１４０を通じて金属板１２、底層銀ペースト２２及び第一銀パラジウム合金層３１に同時にマイナス極信号電圧が流れて、各層のセラミックシートと金属板１２の間にプラス、マイナス極信号電圧に隣接した導電回路が形成され、駆動電圧を低く抑えることができ、より高品質な音效が得られる。 When the control chip 1 described above is used, a positive pole signal power supply is soldered to the uppermost silver paste 21 at both ends, and a negative pole signal power supply (see FIG. 4) is soldered to the bare end portion 121 of the metal plate 12. The positive pole signal voltage is simultaneously applied to the uppermost silver paste 21 and the second silver palladium alloy layer 32 through the positive pole circuit 130, and the negative voltage is simultaneously applied to the metal plate 12, the bottom layer silver paste 22 and the first silver palladium alloy layer 31 through the negative pole circuit 140. When the polar signal voltage flows, a conductive circuit adjacent to the plus and minus pole signal voltages is formed between the ceramic sheet and the metal plate 12 of each layer, and the drive voltage can be kept low, and a higher quality sound effect can be obtained. .
本発明における第二実施例は最低一つの圧電制御チップ１を使って圧電アクチュエータを作る技術を提示している（図５を参照）。その構造は絶縁ユニット４の内部にプラス極導電パーツ４１及びマイナス極導電パーツ４２を設置に、最低一つの制御チップ１をユニット４に装着している（図６、図７を参照）。
そのプラス極導電パーツ４１には三つの触圧端４１１（図６を参照）があり、それぞれ制御チップ１の最上層銀ペースト２１と結合している。また、そのプラス極導電パーツ４１は絶縁ユニット４の最上部、底部及び片側の外接部４１３、４１４、４１２に三つの剥き出し外接部をもっている。
The second embodiment of the present invention presents a technique for making a piezoelectric actuator using at least one piezoelectric control chip 1 (see FIG. 5). The structure is such that a positive electrode conductive part 41 and a negative electrode conductive part 42 are installed inside the insulating unit 4, and at least one control chip 1 is mounted on the unit 4 (see FIGS. 6 and 7).
The positive electrode conductive part 41 has three contact pressure ends 411 (see FIG. 6), which are respectively coupled to the uppermost silver paste 21 of the control chip 1. Further, the positive electrode conductive part 41 has three exposed circumscribing portions on the uppermost portion, the bottom portion and one circumscribed portion 413, 414, 412 of the insulating unit 4.
マイナス極導電パーツ４２には二つの挟み口４２１（図７を参照）が設けられ、上述の二つの制御チップ１の金属板１２の剥き出し端部１２１に接続されている。また、そのプラス極導電パーツ４２は絶縁ユニット４の最上部、底部及び片側の外接部４２３、４２４、４２２に剥き出しになっている三つの外接部をもっている。 The negative electrode conductive part 42 is provided with two sandwiching openings 421 (see FIG. 7), and is connected to the exposed end portion 121 of the metal plate 12 of the two control chips 1 described above. Further, the positive electrode conductive part 42 has three circumscribed portions that are exposed at the uppermost portion, the bottom portion, and the circumscribed portions 423, 424, and 422 on one side of the insulating unit 4.
これにより、コネクター５を圧電アクチュエータ片側の外接部４１２、４２２に接続し（図５を参照）、コネクター５の供給信号電圧を受けることができるほか、外接部４１４、４２４を利用して基板６の対応するソケット６１に（図８を参照）差し込んで 基板６の電子回路６２の供給信号電圧を受け取り、圧電アクチュエータに共振を発生させ音声を放送することもできる。 As a result, the connector 5 is connected to the circumscribed portions 412 and 422 on one side of the piezoelectric actuator (see FIG. 5), and the supply signal voltage of the connector 5 can be received, and the circumscribed portions 414 and 424 are used to It can also be inserted into the corresponding socket 61 (see FIG. 8) to receive the supply signal voltage of the electronic circuit 62 of the substrate 6, generate resonance in the piezoelectric actuator, and broadcast audio.
また、圧電アクチュエータ用の駆動電子回路をチップ７（Ｄｉｃｅ）形式にして、 圧電アクチュエータと組み合わせることができる（図９を参照）。
その駆動電子回路は一つのＤＣコンバータ（ＤＣ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）とアンプ（ＡＭＰ）を組み合わせてできた整合電子回路（ＩＣ）であり、チップ７の入力ポートには音声プラス極端（Ｖ＋）７１、音声マイナス極端（Ｖ−）７２、信号入力端子（Ｓｉｇｎａｌ Ｉｎｐｕｔ、ＳＩ）７３とスタンバイ端（Ｓｔａｎｄｂｙ ｍｏｄｅ、ＳＭ）７４等の導線が外接されており、チップ７の出力ポートは直接（ｍｏｕｎｔ）ユニット４最上面の外接部４１３、４２３に装着され、信号電圧を圧電アクチュエータに伝送するために使われている。
In addition, the driving electronic circuit for the piezoelectric actuator can be combined with the piezoelectric actuator in a chip 7 (Dice) format (see FIG. 9).
The driving electronic circuit is a matching electronic circuit (IC) formed by combining one DC converter (DC converter) and an amplifier (AMP). The input port of the chip 7 has a voice plus extreme (V +) 71 and a voice minus extreme. (V-) 72, a signal input terminal (Signal Input, SI) 73 and a standby end (Standby mode, SM) 74 and the like are externally connected, and the output port of the chip 7 is directly mounted on the uppermost surface of the unit 4 It is attached to the circumscribed portions 413 and 423 and used to transmit a signal voltage to the piezoelectric actuator.
本発明における第三実施例は一種の圧電ラッパ（図１０を参照）の製造技術を提案するものである。その構造は最低一つの円形制御チップ１０を有し、その上には上述の複合技術を利用した複合体１１０及び金属板１２０があり、金属板１２０には最低１箇所の剥き出し端部１２２が設けられ、剥き出し端部１２２には低周波の音效品質を改善するためのダンピングマット８が一つ設置されている。ダンピングマット８はダンピング抵抗の高い、粘性を有する接着材で作られたものを使用する。圧電ラッパに使われている円形制御チップ１０の金属板１２０には片側に粘着できる一つの複合体１１０を装着する。 The third embodiment of the present invention proposes a technique for manufacturing a kind of piezoelectric wrapper (see FIG. 10). The structure has at least one circular control chip 10 on which a composite 110 and a metal plate 120 using the above-described composite technology are provided, and the metal plate 120 is provided with at least one exposed end 122. In addition, a single damping mat 8 is installed at the exposed end portion 122 to improve the low frequency sound quality. The damping mat 8 is made of a viscous adhesive material having high damping resistance. One composite 110 that can be adhered to one side is attached to the metal plate 120 of the circular control chip 10 used in the piezoelectric wrapper.
さらに、その圧電ラッパは上述と同じ音声プラス極端、音声マイナス極端、信号入力端子及びスタンバイ端子を備えた駆動電子回路チップ７０（図１１を参照）を形成することができる。 チップ７０の出力ポートには軟性基板６０（ＦＰＣ）が設けられ、その中のプラス、マイナス極出力端子６０１及び６０２はそれぞれ二つの多層圧電セラミックス複合体１１０の最上層銀ペースト２１０と金属板１２０に接続され、これにより駆動電子回路チップ７０と圧電ラッパユニットが一体化する。 Further, the piezoelectric wrapper can form the driving electronic circuit chip 70 (see FIG. 11) having the same sound plus extreme, sound minus extreme, signal input terminal and standby terminal as described above. The output port of the chip 70 is provided with a flexible substrate 60 (FPC), and the positive and negative electrode output terminals 601 and 602 therein are respectively connected to the uppermost silver paste 210 and the metal plate 120 of the two multilayer piezoelectric ceramic composites 110. Thus, the driving electronic circuit chip 70 and the piezoelectric wrapper unit are integrated.
その他の手法として、上述の駆動電子回路チップ７０の圧電ラッパを絶縁ユニット４０の装着穴４０１の内側（図１２、１３を参照）に粘着固定することで、上述の実施例と同じ構造を形成することができる。 As another method, the piezoelectric wrapper of the drive electronic circuit chip 70 described above is adhesively fixed inside the mounting hole 401 of the insulating unit 40 (see FIGS. 12 and 13), thereby forming the same structure as the above-described embodiment. be able to.
本発明における第四実施例は一種の圧電ブザー（図１４を参照）の製造技術を提案するものである。その構造は円形圧電セラミックス複合体１１０の底層銀ペースト２２０を円形金属板１２０の端面に粘着することで圧電式制御チップ１０ａを形成し、その金属板１２０には最低一つの剥き出し端部１２２があり、端部１２２を利用して制御チップ１０を凹槽９１１をもつ筐体９に貼付け、シリコン９４を用いて端部１２２と凹槽９１１を固定している。筐体９の片側には音声穴９２が形成され、制御チップ１０ａから発せられた音声は音声穴９２を伝って放たれる。筐体９のもう片方には基板６ａが装着され、基板６ａには複合体１１０の最上層銀ペースト２１０と繋がったプラス極出力端子６０３と金属板１２０の剥き出し端部１２２と繋がったマイナス極出力端子６０４があり、さらに基板６ａはプラス極入力端子９３１とマイナス極入力端子９３２をもち、それらを利用してプラス、マイナス極信号電源を外接することで圧電ブザーに共振を起こさせ音声を発する仕組みとなっている。 The fourth embodiment of the present invention proposes a manufacturing technique for a kind of piezoelectric buzzer (see FIG. 14). The structure is that the bottom layer silver paste 220 of the circular piezoelectric ceramic composite 110 is adhered to the end face of the circular metal plate 120 to form the piezoelectric control chip 10a, and the metal plate 120 has at least one exposed end 122. The control chip 10 is affixed to the housing 9 having the concave tank 911 using the end 122, and the end 122 and the concave tank 911 are fixed using silicon 94. A sound hole 92 is formed on one side of the housing 9, and sound emitted from the control chip 10 a is released through the sound hole 92. A substrate 6 a is mounted on the other side of the housing 9, and a positive electrode output terminal 603 connected to the uppermost silver paste 210 of the composite 110 and a negative electrode output connected to the exposed end 122 of the metal plate 120 are attached to the substrate 6 a. There is a terminal 604, and the board 6a further has a positive pole input terminal 931 and a negative pole input terminal 932, and by using these to externally connect a plus / minus pole signal power supply, the piezoelectric buzzer is caused to resonate and emit sound. It has become.
基板６ａのプラス、マイナス極出力端子６０３、６０４（図１５を参照）とプラス、マイナス極入力端子９３１、９３２の間に音声プラス極と音声マイナス極をもった駆動電子回路チップ７０ａを形成し、チップ７０ａの音声プラス極は基板６ａのプラス極入力端子９３１に、チップ７０ａの音声マイナス極は基板６ａのマイナス極入力端子９３２にそれぞれ接続されている。また、チップ７０ａの出力ポートは基板６ａのプラス極出力端子６０４及びマイナス極出力端子６０４と連結している。同様の実施例として、端部１２２を用いて圧電制御チップ１０ａを螺旋リング９１２をもった筐体９０に取り付け（図１５を参照）、端部１２２と螺旋リング９１２をシリコン９４で粘着固定することもできる。 A drive electronic circuit chip 70a having an audio positive pole and an audio negative pole is formed between the positive and negative pole output terminals 603 and 604 (see FIG. 15) and the positive and negative pole input terminals 931 and 932 of the substrate 6a, The sound plus pole of the chip 70a is connected to the plus pole input terminal 931 of the board 6a, and the voice minus pole of the chip 70a is connected to the minus pole input terminal 932 of the board 6a. The output port of the chip 70a is connected to the positive electrode output terminal 604 and the negative electrode output terminal 604 of the substrate 6a. As a similar embodiment, the piezoelectric control chip 10a is attached to the housing 90 having the spiral ring 912 using the end portion 122 (see FIG. 15), and the end portion 122 and the spiral ring 912 are adhesively fixed with silicon 94. You can also.
上記は本発明の最良実施例であり、本発明の請求範囲を限定するものではない。本発明に掲示された精神から離脱せずに完成した同等効力或いは置換も、全部本発明の請求範囲に含まれている。 The above is the best embodiment of the present invention and does not limit the scope of the present invention. All equivalent effects or substitutions which have been completed without departing from the spirit posted in the present invention are also included in the claims of the present invention.
１ 制御チップ
１１ 複合体
１１ａ 仕掛品
１１０ 複合体
１１１ 最上層セラミックシート
１１２ 中層セラミックシート
１１３ 底層セラミックシート
１２ 矩型金属板
１２０ 金属板
１２１ 剥き出し端部
１２２ 剥き出し端部
１３ プラス極貫通穴
１３０ プラス極回路
１３１ プラス極最上面穴
１３２ プラス極底穴
１４ マイナス極貫通穴
１４０ マイナス極回路
１４１ マイナス極最上面穴
１４２ マイナス極底穴
２１ 最上層銀ペースト
２１０ 最上層銀ペースト
２１１ 最上層絶縁穴
２２ 底層銀ペースト
２２０ 底層銀ペースト
２２１ 底層絶縁穴
３１ 第一銀パラジウム合金層
３１１ 第一絶縁穴
３２ 第二銀パラジウム合金層
３２１ 第二絶縁穴
４ 絶縁ユニット
４０ 絶縁ユニット
４１ プラス極導電パーツ
４０１ 装着穴
４１１ 触圧端
４１２ 外接部
４１３ 外接部
４１４ 外接部
４２ マイナス極導電パーツ
４２１ 挟み口
４２２ 外接部
４２３ 外接部
４２４ 外接部
５ コネクター
６ 基板
６ａ 基板
６０ 軟性基板
６１ ソケット
６０１ マイナス極出力端子
６０２ マイナス極出力端子
６０３ プラス極出力端子
６０４ マイナス極出力端子
６２ 電子回路
７ チップ
７０ 駆動電子回路チップ
７０ａ チップ
７１ 音声プラス極端
７２ 音声マイナス極端
７３ 信号入力端子
７４ スタンバイ端
８ ダンピングマット
９ 筐体
９０ 筐体
９１１ 凹層
９１２ 螺旋リング
９２ 音声穴
９３１ プラス極入力端子
９３２ マイナス極入力端子
９４ シリコン
１０ 円形制御チップ
１０ａ 圧電制御チップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control chip 11 Composite 11a Work-in-progress 110 Composite 111 Top layer ceramic sheet 112 Middle layer ceramic sheet 113 Bottom layer ceramic sheet 12 Rectangular metal plate 120 Metal plate 121 Exposed end 122 Exposed end 13 Positive electrode through hole 130 Positive electrode circuit 131 plus pole top hole 132 plus pole bottom hole 14 minus pole through hole 140 minus pole circuit 141 minus pole top hole 142 minus pole bottom hole 21 top layer silver paste 210 top layer silver paste 211 top layer insulating hole 22 bottom layer silver paste 220 Bottom layer silver paste 221 Bottom layer insulation hole 31 First silver palladium alloy layer 311 First insulation hole 32 Second silver palladium alloy layer 321 Second insulation hole 4 Insulation unit 40 Insulation unit 41 Positive electrode conductive part 401 Mounting hole 411 Contact end 412 Outside part 413 Outside Part 414 Outer part 42 Negative electrode conductive part 421 Nipping port 422 Outer part 423 Outer part 424 Outer part 5 Connector 6 Board 6a Board 60 Flexible board 61 Socket 601 Negative pole output terminal 602 Negative pole output terminal 603 Positive pole output terminal 604 Negative pole Output terminal 62 Electronic circuit 7 Chip 70 Drive electronic circuit chip 70a Chip 71 Audio plus extreme 72 Audio minus extreme 73 Signal input terminal 74 Standby end 8 Dumping mat 9 Case 90 Case 911 Concave layer 912 Spiral ring 92 Audio hole 931 Positive pole Input terminal 932 Negative electrode input terminal 94 Silicon 10 Circular control chip 10a Piezoelectric control chip
Claims (10)
上層セラミックシート一枚、底層セラミックシート一枚及び一枚以上の中層セラミックシートを積み重ねて、熱水加圧と高温焼結で作られたもの。
各セラミックシートの間には互いに繋がるプラス極貫通穴及びマイナス極貫通穴があり、しかも各セラミックシートの接合面には銀パラジウム合金がコーティングされており、プラス極とマイナス極の銀パラジウム合金層を仕切っている。
各銀パラジウム合金層には最低一つの絶縁穴があり、プラス極とマイナス極の貫通穴、マイナス極とプラス極の貫通穴の絶縁を保っている。
上層セラミックシートの最上面には銀ペーストがプラス極貫通穴の中に充填され、シルバーを含んだプラス極回路が形成されている。それが上層の銀ペーストとプラス極銀パラジウム合金層を導通させる働きをしている。
また、底層セラミックシートの底にも銀ペーストがマイナス極貫通穴貫通穴の中に充填され、シルバーを含んだマイナス極回路を形成し、底層銀ペーストとマイナス極銀パラジウム合金層を導通させる働きをしている。
上述の構成により、最上層銀ペーストをプラス極回路の的剥き出し接触端、 底層銀ペーストをマイナス極回路の剥き出し接触端として、プラス、マイナス極の信号電源を接続すると、各セラミックシートの間にプラス、マイナス極信号電圧の隣接した導電回路が形成される。 It is a kind of piezoelectric ceramic composite and contains the following units.
One top layer ceramic sheet, one bottom layer ceramic sheet, and one or more middle layer ceramic sheets are stacked and made by hot water pressurization and high temperature sintering.
Between each ceramic sheet, there is a positive electrode through hole and a negative electrode through hole connected to each other, and the joint surface of each ceramic sheet is coated with silver palladium alloy, and the silver palladium alloy layer of the positive electrode and the negative electrode is formed. Partitioning.
Each silver-palladium alloy layer has at least one insulating hole, which maintains the insulation between the positive and negative through holes, and the negative and positive through holes.
On the uppermost surface of the upper ceramic sheet, a silver paste is filled in a positive electrode through hole to form a positive electrode circuit containing silver. This serves to connect the upper silver paste and the positive silver palladium alloy layer.
Also, the bottom ceramic sheet is filled with silver paste in the negative electrode through hole, forming a negative electrode circuit containing silver, and the bottom silver paste and the negative silver palladium alloy layer are electrically connected. is doing.
With the above configuration, when the positive and negative electrode signal power supplies are connected with the top layer silver paste as the positive contact end of the positive pole circuit and the bottom layer silver paste as the negative contact end of the negative pole circuit, the positive electrode is connected between the ceramic sheets. A conductive circuit adjacent to the negative pole signal voltage is formed.
その複合体は最上層セラミックシート一枚、底層セラミックシート一枚及び最低一枚の中層セラミックシートをを重ねて、熱水加圧と高温焼結により作られたもの。
各セラミックシートの間には互いに通じるプラス極とマイナス極の貫通穴があり、さらに各セラミックシートの接合面には銀パラジウム合金ががコーティングされており、プラス極とマイナス極の銀パラジウム合金層を仕切っている。
各銀パラジウム合金層には最低一つの絶縁穴があり、プラス極とマイナス極の貫通穴、マイナス極とプラス極の貫通穴の絶縁を保っている。
上層セラミックシートの最上面には銀ペーストがプラス極貫通穴の中に充填され、シルバーを含んだプラス極回路が形成されている。それが上層の銀ペーストとプラス極銀パラジウム合金層を導通させる働きをしている。
また、底層セラミックシートの底にも銀ペーストがマイナス極貫通穴貫通穴の中に充填され、シルバーを含んだマイナス極回路を形成し、底層銀ペーストとマイナス極銀パラジウム合金層を導通させる働きをしている。
上述の組合せにより、プラス、マイナス極導電回路をもつ圧電セラミックス複合体が形成させる。
その複合体の底層銀ペーストは金属板のある端面に接着され、マイナス極回路を金属板に導いている。また、その金属板にはマイナス極回路の接触端子となる剥き出し部があり、その最上層の銀ペーストをプラス極回路の剥き出し接触端子として、一つの制御チップを構成している。
また、その絶縁ユニットの内部には最低一つのプラス極導電パーツとマイナス極導電パーツが装着され、それらを上述の制御チップと組み合わせることで、最上層の銀ペーストとプラス極導電パーツ、金属板の剥き出し部とマイナス極の導電パーツが互いに結合する。さらに、そのプラス、マイナス極導電パーツには絶縁ユニットの外側に伸びる最低一つの外接部剥き出し部があり、それを利用してプラス、マイナス極の信号電源を接続し、圧電アクチュエータに共振を起こして音声を発する仕組みとなっている。 A piezoelectric actuator composed of a kind of piezoelectric ceramic composite. A piezoelectric actuator composed of one piezoelectric control chip that combines at least one composite and one metal plate, and one control chip mounted on an insulating unit. Its characteristics are shown below.
The composite is made by laminating one top ceramic sheet, one bottom ceramic sheet, and at least one middle ceramic sheet, and applying hot water pressure and high temperature sintering.
Between each ceramic sheet is a positive and negative through-hole that communicates with each other, and the joint surface of each ceramic sheet is coated with silver palladium alloy, and the positive and negative silver palladium alloy layers are Partitioning.
Each silver-palladium alloy layer has at least one insulating hole, which maintains the insulation between the positive and negative through holes, and the negative and positive through holes.
On the uppermost surface of the upper ceramic sheet, a silver paste is filled in a positive electrode through hole to form a positive electrode circuit containing silver. This serves to connect the upper silver paste and the positive silver palladium alloy layer.
Also, the bottom ceramic sheet is filled with silver paste in the negative electrode through hole, forming a negative electrode circuit containing silver, and the bottom silver paste and the negative silver palladium alloy layer are electrically connected. is doing.
By the above combination, a piezoelectric ceramic composite having positive and negative conductive circuits is formed.
The bottom silver paste of the composite is bonded to an end face of the metal plate, and the negative electrode circuit is led to the metal plate. In addition, the metal plate has a bare portion that becomes a contact terminal of the negative pole circuit, and the uppermost silver paste is used as a bare contact terminal of the positive pole circuit to constitute one control chip.
In addition, at least one positive electrode conductive part and negative electrode conductive part are mounted inside the insulation unit, and by combining them with the control chip described above, the uppermost silver paste, the positive electrode conductive part, and the metal plate The exposed part and the negative electrode conductive part are connected to each other. In addition, the positive and negative electrode conductive parts have at least one externally exposed part that extends to the outside of the insulation unit. By using this, a positive and negative signal power source is connected to cause resonance in the piezoelectric actuator. It is a mechanism that emits sound.
その複合体は最上層セラミックシート一枚、底層セラミックシート一枚及び最低一枚の中層セラミックシートを重ねて、熱水加圧と高温焼結により作られたもの。
各セラミックシートの間には互いに通じるプラス極とマイナス極の貫通穴があり、さらに各セラミックシートの接合面には銀パラジウム合金ががコーティングされており、プラス極とマイナス極の銀パラジウム合金層を仕切っている。
各銀パラジウム合金層には最低一つの絶縁穴があり、プラス極とマイナス極の貫通穴、マイナス極とプラス極の貫通穴の絶縁を保っている。
上層セラミックシートの最上面には銀ペーストがプラス極貫通穴の中に充填され、シルバーを含んだプラス極回路が形成されている。それが上層の銀ペーストとプラス極銀パラジウム合金層を導通させる働きをしている。
また、底層セラミックシートの底にも銀ペーストがマイナス極貫通穴貫通穴の中に充填され、シルバーを含んだマイナス極回路を形成し、底層銀ペーストとマイナス極銀パラジウム合金層を導通させる働きをしている。
上述の組合せにより、プラス、マイナス極導電回路をもつ圧電セラミックス複合体が形成させる。
その複合体の底層銀ペーストは金属板のある端面に接着され、マイナス極回路を金属板に導いている。また、その金属板にはマイナス極回路の接触端子となる剥き出し部があり、その最上層の銀ペーストをプラス極回路の剥き出し接触端子として、制御チップを構成している。
さらに、その金属板の剥き出し部には一つのダンピングマットが装着され、それらが圧電ラッパを形成している。 A piezoelectric wrapper composed of a kind of piezoelectric ceramic composite, and at least one composite and one metal plate constitute a piezoelectric control chip. The piezoelectric wrapper is composed of at least one control chip. Its characteristics are shown below.
The composite is made by stacking one top layer ceramic sheet, one bottom layer ceramic sheet and at least one middle layer ceramic sheet, and applying hot water pressure and high temperature sintering.
Between each ceramic sheet is a positive and negative through-hole that communicates with each other, and the joint surface of each ceramic sheet is coated with silver palladium alloy, and the positive and negative silver palladium alloy layers are Partitioning.
Each silver-palladium alloy layer has at least one insulating hole, which maintains the insulation between the positive and negative through holes, and the negative and positive through holes.
On the uppermost surface of the upper ceramic sheet, a silver paste is filled in a positive electrode through hole to form a positive electrode circuit containing silver. This serves to connect the upper silver paste and the positive silver palladium alloy layer.
Also, the bottom ceramic sheet is filled with silver paste in the negative electrode through hole, forming a negative electrode circuit containing silver, and the bottom silver paste and the negative silver palladium alloy layer are electrically connected. is doing.
By the above combination, a piezoelectric ceramic composite having positive and negative conductive circuits is formed.
The bottom silver paste of the composite is bonded to an end face of the metal plate, and the negative electrode circuit is led to the metal plate. Further, the metal plate has an exposed portion that becomes a contact terminal of the negative electrode circuit, and the uppermost silver paste is used as an exposed contact terminal of the positive electrode circuit to constitute a control chip.
Furthermore, one damping mat is mounted on the exposed portion of the metal plate, and these form a piezoelectric wrapper.
その複合体は上層セラミックシート一枚、底層セラミックシート一枚及び一枚以上の中層セラミックシートを重ねて、熱水加圧と高温焼結で作られたもの。
各セラミックシートの間には互いに繋がるプラス極貫通穴及びマイナス極貫通穴があり、しかも各セラミックシートの接合面には銀パラジウム合金がコーティングされており、プラス極とマイナス極の銀パラジウム合金層を仕切っている。
各銀パラジウム合金層には最低一つの絶縁穴があり、プラス極とマイナス極の貫通穴、マイナス極とプラス極の貫通穴の絶縁を保っている。
上層セラミックシートの最上面には銀ペーストがプラス極貫通穴の中に充填され、シルバーを含んだプラス極回路が形成されている。それが上層の銀ペーストとプラス極銀パラジウム合金層を導通させる働きをしている。
また、底層セラミックシートの底にも銀ペーストがマイナス極貫通穴貫通穴の中に充填され、シルバーを含んだマイナス極回路を形成し、底層銀ペーストとマイナス極銀パラジウム合金層を導通させる働きをしている。
上述の組合せにより、プラス、マイナス極導電回路をもつ圧電セラミックス複合体が形成させる。
その複合体の底層銀ペーストは金属板のある端面に接着され、マイナス極回路を金属板に導いている。また、その金属板にはマイナス極回路の接触端子となる剥き出し部があり、その最上層の銀ペーストをプラス極回路の剥き出し接触端子として、制御チップを構成している。
そして、その筐体の内部には一枚の基板と一つ以上の制御チップが装着されている。その基板は複合体の最上層の銀ペーストと連結したプラス極出力端子及び金属板の剥き出し部と連結したマイナス極出力端子、さらにプラス、マイナス極の信号電源を外接するためのプラス、マイナス入力端子も備えているため、それらの働きによって圧電ブザーに共振現象が起こり、音声を発する仕組みとなっている。 A type of piezoelectric buzzer composed of a piezoelectric ceramic composite, a piezoelectric control chip that combines at least one composite and one metal plate, and a piezoelectric buzzer by mounting one or more control chips on the housing Is forming. The characteristics are shown below.
The composite is made by laminating one upper ceramic sheet, one bottom ceramic sheet and one or more middle ceramic sheets, and applying hot water pressure and high temperature sintering.
Between each ceramic sheet, there is a positive electrode through hole and a negative electrode through hole connected to each other, and the joint surface of each ceramic sheet is coated with silver palladium alloy, and the silver palladium alloy layer of the positive electrode and the negative electrode is formed. Partitioning.
Each silver-palladium alloy layer has at least one insulating hole, which maintains the insulation between the positive and negative through holes, and the negative and positive through holes.
On the uppermost surface of the upper ceramic sheet, a silver paste is filled in a positive electrode through hole to form a positive electrode circuit containing silver. This serves to connect the upper silver paste and the positive silver palladium alloy layer.
Also, the bottom ceramic sheet is filled with silver paste in the negative electrode through hole, forming a negative electrode circuit containing silver, and the bottom silver paste and the negative silver palladium alloy layer are electrically connected. is doing.
By the above combination, a piezoelectric ceramic composite having positive and negative conductive circuits is formed.
The bottom silver paste of the composite is bonded to an end face of the metal plate, and the negative electrode circuit is led to the metal plate. Further, the metal plate has an exposed portion that becomes a contact terminal of the negative electrode circuit, and the uppermost silver paste is used as an exposed contact terminal of the positive electrode circuit to constitute a control chip.
A single board and one or more control chips are mounted inside the housing. The substrate is a positive electrode output terminal connected to the uppermost silver paste of the composite, a negative electrode output terminal connected to the exposed portion of the metal plate, and a positive and negative input terminal for externally connecting the positive and negative signal power sources. Therefore, the resonance phenomenon occurs in the piezoelectric buzzer due to their function, and the sound is emitted.
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