JP3148036B2 - プリント配線板および超音波モータ - Google Patents

プリント配線板および超音波モータ

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JP3148036B2 JP03648393A JP3648393A JP3148036B2 JP 3148036 B2 JP3148036 B2 JP 3148036B2 JP 03648393 A JP03648393 A JP 03648393A JP 3648393 A JP3648393 A JP 3648393A JP 3148036 B2 JP3148036 B2 JP 3148036B2
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28Applying non-metallic protective coatings
    • H05K3/281Applying non-metallic protective coatings by means of a preformed insulating foil
    • HELECTRICITY
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    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3447Lead-in-hole components

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
  • Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気部品の接続電極と
電気的、および機械的に接続されるプリント配線板、お
よび超音波モータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】棒状超音波モータは、棒形状をなす振動
子と、該振動子の駆動面に押圧されるロータを有し、該
振動子に形成する直交する2方向の屈曲振動の合成によ
り振動子の駆動面の表面粒子に、円又はだ円運動を励振
させ、ロータを摩擦駆動するようにしている。
【0003】振動子は、図5にその一部を示すように、
導電性の振動弾性体101と、金属材料からなる導電性
の押え体104との間に、例えばPZTで構成される電
気−機械エネルギー変換素子としての駆動用圧電素子1
05〜108と、振動子の振動状態を検出するための機
械−電気エネルギー変換素子としてのセンサー用圧電素
子109が、電極板110〜115を図示のように介装
した状態で加圧挟持している。
【0004】圧電素子105〜109は、例えば直径部
分を境にして異なる方向に分極処理が施されており、圧
電素子105と106とは同位相に、圧電素子107と
108とは同位相で、かつ圧電素子105と106とは
90°の位相差を有して配置されている。
【0005】電極板110,111,112は圧電素子
105,106に交流電圧(以下A相交流電圧と称す)
を供給し、また電極板112,113,114は圧電素
子107,108に該A相交流電圧と位相差を有した交
流電圧を供給する。また、電極板114,115はセン
サ用圧電素子109からの電気信号を取り出すためのも
のである。なお、電極板110,112,114は全て
アース電極であり、不図示の導通経路により導通してい
る。
【0006】これらの電極板110〜115は、圧電素
子に接触する電極本体から端子部が延出されていて、駆
動信号の給電、あるいはセンサー信号を制御回路に伝達
するためのフレキシブルプリント配線板(以下フレキと
略す)116に半田付により電気的、機械的に接続され
るようになっている。
【0007】フレキ116は、図6に示すように、ポリ
イミド等の樹脂フィルムを材質とするベース材201の
片面に、接着層202を介して銅箔203が貼り合わさ
れた状態で銅箔203をエッチングし、所望の配線パタ
ーンを形成している。
【0008】また、ベース材201、接着層202およ
び銅箔からなるフレキ116の第1層には、各電極板1
10,111,113,115の端子部110A,11
1A,113A,115Aが挿通するための開口部30
5〜308が形成され、これら各開口部305〜308
の周囲に、銅箔203により形成される上記各端部11
0A,111A,113A,115Aと半田付されるた
めの配線パターン203A,203B,203C,20
3Dが形成されている。
【0009】一方、銅箔203の上面には、あらかじめ
該配線パターン203A,203B,203C,203
Dの中央部分を露出するようにしたサイズの開口部30
1〜304の形成された樹脂フィルムを材質とするカバ
ー材204が接着層205を介して貼り合わされてい
る。
【0010】そして、上記構成によるフレキ116と、
該各端子部110A,111A,113A,115Aと
を接続する際には、端子部110A,111A,113
A,115Aをフレキ116の第1層側の対応する開口
部305〜308に差し込み、カバー材204側からの
半田付けによって各端子部と配線パターンとを半田付け
接合する。
【0011】なお、上記した超音波モータは、超小型、
例えば人間の手の小指よりも小さい形状とすることがで
きる。
【0012】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら通
常、棒状超音波モータの電極の厚さは弾性振動体101
の振動を妨げる事のない様できるだけ薄くしてあり、例
えば0.05mm程度の厚さのリン青銅板が使われてい
る。一方、フレキ116の第1層側の開口部305〜3
08は、プレス抜き型の耐久等の制約により最小で0.
6mm程度が量産の限界と言われており、できれば1m
m程度以上が望ましい。したがって電極板の端子部を該
開口部に差し込んで接続する際電極に対する開口部面積
が大きく、端子部の周囲にかなり大きな隙間ができてし
まうため、以下の様な問題点が発生する場合があった。
【0013】(1)半田の供給量が少ないと、図6にお
ける端子部111Aの例に示すように、端子部111A
と半田Hがつながらず穴が開いてしまい、導通不良とな
ってしまう。
【0014】(2)あるいは半田の供給量が多いと図5
における端子部113Aの例に示すように、接続裏面側
に半田Hが吸い込まれてしまい、各端子部間や他の導通
部とのショートの原因となってしまう。あるいは流れ込
んだ半田Hによる剛性のため、弾性振動体101の振動
に影響してしまい、棒状超音波モータそのものの性能を
劣化させ、最悪の場合棒状超音波モータが起動できなく
なってしまう。
【0015】(3)電極とフレキシブルプリント板(つ
まりは電気部品本体とフレキシブルプリント板)との相
対位置が決まらず、フレキ116の機械的接続位置が大
きくばらついてしまい、電気部品を電子機器(例えば交
換レンズ)の狭いスペース内に組み込んだ時、フレキが
他部品と干渉してしまう。
【0016】本発明は、このような従来の問題を解決し
たプリント配線板および超音波モータを提供することを
目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明の目的を実現する
プリント配線板は、基板上に配線パターンが形成された
第1層を少なくとも有する複層構造のプリント配線板で
あって、複数の層には電気部品の接続用電極部が差し込
まれる空隙が連通状態に形成され、該第1層の空隙に対
して他層を構成する部材の一部オーバーラップさせ、
前記第1層の空隙と前記他層の空隙との重なった部分を
前記電気部品の接続用電極部の差し込み部の面積とし、
該接続用電極部の差し込み部の大きさを前記各空隙より
小さくすることを特徴とする。
【0018】また、本発明の目的を実現する超音波モー
タは、上述した構成のプリント配線板を信号伝達用とし
て使用したことを特徴とする。
【0019】
【実施例】以下、図を参照しながら本発明の実施例につ
いて説明する。
【0020】図1は本発明による第1実施例のプリント
配線板を表わす図である。図中、1はベース材11に接
着層14を介して銅箔12を貼り合わせた第1層と銅箔
12の上に接着層15を介してカバー材13が貼り合わ
された第2層とにより構成されたフレキシブルプリント
配線板(以下フレキと略す)である。フレキ1は銅箔1
2がベース材11と接着層14によって貼り合わされた
状態でエッチングされ所望の配線パターンに形成されて
おり、ベース材11、接着層14、銅箔12を貫通する
開口部51〜54が設けられている。
【0021】一方、カバー材13及び接着層15にもあ
らかじめ開口部55〜58が設けられており、前述のベ
ース材11、接着層14、銅箔12に重ねて開口部51
〜54の一部とカバー材13及び接着層15の一部がオ
ーバーラップする様に貼り合わされている。このため電
極板110,111,113,115の各端部110
A,111A,113A,115Aを差し込む開口部の
面積は開口部51〜54と開口部55〜58とが重なっ
た部分の面積となり、必要最小限の大きさとすることが
でき、開口部55〜58より、片側に大きく露出してい
る銅箔部とそれぞれの端子部とを半田付けによって接続
することができる。
【0022】すなわち、第1層の開口部51〜54の開
口面積を大きくしても、カバー材13と接着層15から
なる第2層に形成される開口部55〜58をずらし、該
第2層の一部で該第1層の開口部を覆い、端子部の貫通
する孔部の大きさを実質的に小さくすることができるこ
とになる。
【0023】また、半田を流し込む第2層の開口部55
〜58の大きさも特に小さくする必要がないため、半田
付作業に何等支障がなく、しかも端子部に対して片側に
半田を流し込むだけなので、端子部の他側に隣接する他
の配線パターン等に半田が廻り込むこともない。
【0024】図2は、本発明の第2実施例を示してい
る。
【0025】本実施例は、ベース材21の片側に、接着
層24を介して銅箔22が貼り合わされ、銅箔22の上
に接着層25を介してカバー材23が貼り合わされると
共に、ベース材21の他側に補強材26が接着層27を
介して貼り合わされている。なお、補強材26として
は、ポリイミド、ポリエステル、ガラスエポキシ基材等
の材質が用いられる。
【0026】本実施例での開口部は3種類あり、ベース
材21、接着層24、銅箔22からなる第1層に設けら
れた開口部59〜62、接着層25、カバー材23から
なる第2層に設けられた開口部63〜66、及び補強材
26、接着層27からなる第3層に設けられた開口部6
7〜70であり、第1層の開口部59〜62と第3層の
開口部67〜70とのずれによって電極板110,11
1,113,115の各端子部110A,111A,1
13A,115Aの差し込まれる開口部面積が必要最小
限の大きさに決められ、第2層の開口部63〜66より
露出している銅箔部とそれぞれの電極の端子部とが半田
付けされる。なお、補強材26に金属板を使用したい時
は各開口部間を切断して独立に設けるようにすれば良
い。
【0027】上記2つの実施例ではともに各層に設けら
れる開口部の大きさは従来と同等の大きさに保ち、量産
性を確保しながらも各電極の端子部の差し込まれる開口
部面積を必要最小限の大きさとすることができ、従来例
で説明したような半田の吸い込みによる各端子部間及び
他の導通部とのショート等の問題を心配する必要がなく
なるため、半田供給量を多めに設定することも可能であ
り、導通不良の発生もなくなる。
【0028】特に、棒状超音波モータに適用した場合に
は半田吸い込みがないためモータ性能の劣化及び不作動
等の不良も未然に防止することが可能となる。
【0029】また、開口部と各電極の端子部との大きさ
にそれ程差がないため、それぞれの位置関係の自由度が
小さくなり、電気部品本体に対するフレキシブルプリン
ト配線板の取付け位置のバラツキを充分小さくすること
が可能となり、電子機器の狭いスペース内にも余裕をも
って組み込むことができるようになる。
【0030】尚、上記の各実施例では薄板状の板端子部
について説明したが、これに限定するものではなく例え
ば図3の(a)に示す円形断面の端子部についても、例
えば第1実施例に応用すると、第1層の開口部5と第2
層の開口部6との組み合わせにより、端子部3の周囲に
同心に形成した従来方式の開口部4より小さな開口を作
ることができる。
【0031】また、特にフレキシブルプリント配線板に
限定する必要もなく、例えば図4に示すように、ガラス
エポキシ基材から成るベース層7、ベース層7に張られ
ており所望の配線パターンにエッチングされた銅箔8、
ベース7における銅箔8の反対側面に接着層9を介して
張り合わされている他の層10によって構成された硬質
プリント配線板も本発明の適用例となる。このように構
成された硬質プリント配線板に、本体11a及び本体よ
り突出した複数の電極11bを持つ電気部品11を接続
する場合、ベース7と銅箔8からなる第1層の開口部7
aに対し、他の層10の一部を覆うことで、電極11b
の嵌通する開口部を実質的に小さくできるので、やはり
半田付け性及び電気部品11の取付け位置精度の向上を
計ることができる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
接続電極部を有する超音波モータ等の電気部品と電気的
及び機械的に接続されるプリント配線板は、量産性を犠
牲にすることなく接続信頼性及び機械的位置精度の高い
接続を可能とすることができる。
【0033】また、本発明のプリント配線板を超音波モ
ータの信号伝達用に使用することで、振動への影響を少
なくでき、性能の向上が図れると共に、プリント配線板
との取付精度が向上し、他の装置に組付ける際の支障が
少ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す図。
【図2】本発明の第2実施例を示す図。
【図3】本発明の第3実施例を示す図。
【図4】本発明の第4実施例を示す図。
【図5】従来の超音波モータ用プリント配線を示す図。
【図6】図5の詳細を示す図。
【符号の説明】
1,2,116…フレキシブルプリント配線板(フレ
キ) 11,21,201…ベース材 13,23,204…カバー材 26…補強材 110A,111A,113A,115A…端子部 51〜70…開口部

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に配線パターンが形成された第1
    層を少なくとも有する複層構造のプリント配線板であっ
    て、 複数の層には電気部品の接続用電極部が差し込まれる空
    隙が連通状態に形成され、該第1層の空隙に対して他層
    を構成する部材の一部オーバーラップさせ、前記第1
    層の空隙と前記他層の空隙との重なった部分を前記電気
    部品の接続用電極部の差し込み部の面積とし、該接続用
    電極部の差し込み部の大きさを前記各空隙より小さくす
    ことを特徴とするプリント配線板。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のプリント配線板を信号
    伝達用として有することを特徴とする超音波モータ。
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