JP4815753B2 - Piezoelectric actuator wiring method and flexible substrate - Google Patents
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Description
本発明は配線方法及び配線基板に関し、特にバイモルフ型の圧電アクチュエータの配線方法及び当該圧電アクチュエータに導通接続するためのフレキシブル基板に適用して好適なものである。 The present invention relates to a wiring method and a wiring board, and is particularly suitable for application to a wiring method of a bimorph type piezoelectric actuator and a flexible substrate for conductive connection to the piezoelectric actuator.
従来、この種のバイモルフ型の圧電アクチュエータ1は、図9に示すように、2枚のセラミック材の薄板からなる圧電セラミックス2A、2Bの間に、導電材からなる中間電極3を挟み込んで貼り合わせた構成からなり、当該各圧電セラミックス2A、2Bの外側表面にそれぞれ形成された導電材でなる表面電極4A、4Bと中間電極3とが互いに逆向きに分極するように配線されている。
Conventionally, as shown in FIG. 9, this type of bimorph type
この圧電アクチュエータ1においては、外部の電源(図示せず)から駆動電圧が印加されると、双方の圧電セラミックス2A、2Bには分極方向と同一方向に電流が流れる一方、中間電極3には分極方向と逆方向に電流が流れることから、各圧電セラミックス2A、2Bが長手方向に沿って伸長又は短縮することにより、圧電アクチュエータ1全体が印加電圧に比例した歪みを矢印a方向又はこれと逆方向に発生するようになされている。
In this
ここで従来の圧電アクチュエータ1は、図9との対応部分に同一符号を付した図10に示すように、各圧電セラミックス2A、2Bの外側表面にそれぞれ貼り付けておいた銅箔でなる表面電極4A、4Bの所定部位からジャンパとしてリード線5A、5Bを引き出すと共に、中間電極3の一端からリード線6を引き出して、これらのリード線5A、5B、6の束を単一のコネクタ7にまとめて接続する手法が慣例となっている。(例えば、特許文献1参照)。
ところで、この図10に示す圧電アクチュエータ1においては、各圧電セラミックス2A、2Bの外部表面に貼り付けられた表面電極5A、5Bの所定部位からリード線6A、6Bを結線するには、当該表面電極5A、5Bの部位上にリード線6A、6Bの端部をはんだ付けするのが一般的である。
By the way, in the
しかし、このようなはんだ付けの手法では、量産性を考慮すると非常に生産効率が悪いという問題があった。また圧電セラミックス2A、2Bの外部表面に貼り付けられた表面電極5A、5Bである銅箔パターンからリード線6A、6Bが剥離するおそれもあった。
However, such a soldering method has a problem that the production efficiency is very poor in view of mass productivity. Further, the lead wires 6A and 6B may be peeled off from the copper foil pattern which is the surface electrodes 5A and 5B attached to the external surfaces of the
さらに複数の圧電アクチュエータを用いて振動機能ユニットを構築する場合、各圧電セラミックスの撓み方向は印加電圧の極性に対して決定されていることが大部分であるため、当該各圧電セラミックスを全て表裏方向を同一となるように配置する必要があった。 Furthermore, when constructing a vibration functional unit using a plurality of piezoelectric actuators, the bending direction of each piezoelectric ceramic is mostly determined with respect to the polarity of the applied voltage. Need to be arranged to be the same.
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、製品の信頼性及び生産効率を格段と向上し得る圧電アクチュエータの配線方法及びフレキシブル基板を提案しようとするものである。 The present invention has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to propose a wiring method of a piezoelectric actuator and a flexible substrate that can remarkably improve product reliability and production efficiency.
かかる課題を解決するため本発明においては、圧電アクチュエータに対してフレキシブル基板を導通接続させるための当該圧電アクチュエータの配線方法において、フレキシブル基板の一部に、上記圧電アクチュエータの一端部分を両面側から挟み込み可能な形状を有し、当該圧電アクチュエータの一端部分の両面に形成された複数の駆動電極に対応してそれぞれ端子電極が形成された挟持部を設ける第1の工程と、フレキシブル基板の挟持部を圧電アクチュエータの一端部分を両面側から挟み込ませると同時に、各駆動電極を、それぞれ端子電極に対応させて導通接続する第2の工程とを設け、第1の工程では、フレキシブル基板の挟持部として、圧電アクチュエータの両面とそれぞれ対向する対向面を有し、当該各対向面に圧電アクチュエータの各駆動電極に対応する端子電極がそれぞれ形成された第1及び第2の基板部分を設けておき、第2の工程では、挟持部に設定した所定の折り返し線を基準として、上記第1の基板部分を上記第2の基板部分に折り返して接合させ、さらに第1の工程では、挟持部に、折り返し線に一致する一辺を有するダミー端子電極を形成しておくようにした。 In order to solve this problem, in the present invention, in the wiring method of the piezoelectric actuator for electrically connecting the flexible substrate to the piezoelectric actuator, one end portion of the piezoelectric actuator is sandwiched from both sides of the flexible substrate. A first step of providing a holding portion having terminal shapes corresponding to a plurality of driving electrodes formed on both surfaces of one end portion of the piezoelectric actuator, and a holding portion of the flexible substrate, At the same time as sandwiching one end portion of the piezoelectric actuator from both sides, each driving electrode is provided with a second step of conducting connection corresponding to each terminal electrode, and in the first step, as a sandwiching portion of the flexible substrate, The piezoelectric actuator has opposing surfaces opposite to both surfaces of the piezoelectric actuator, and the piezoelectric actuators are provided on the opposing surfaces. First and second substrate portions each having a terminal electrode corresponding to each drive electrode of the data are provided, and in the second step, the first fold line is set with reference to a predetermined fold line set in the holding portion. The first substrate portion is folded and bonded to the second substrate portion, and in the first step, a dummy terminal electrode having one side coincident with the folding line is formed in the sandwiching portion .
この結果この圧電アクチュエータの配線方法では、従来のようなジャンパ線を引き出す手法と比較して、圧電アクチュエータに対するフレキシブル基板の剥離強度を格段と高くすることができる。 As a result, in this piezoelectric actuator wiring method, the peel strength of the flexible substrate with respect to the piezoelectric actuator can be remarkably increased as compared with the conventional method of drawing a jumper wire.
また本発明においては、圧電アクチュエータの一端部分を両面側から挟み込み可能な形状を有し、当該圧電アクチュエータの一端部分の両面に形成された複数の駆動電極に対応してそれぞれ端子電極が形成された挟持部を設け、挟持部は、圧電アクチュエータの両面とそれぞれ対向する対向面を有し、当該各対向面に圧電アクチュエータの各駆動電極に対応する端子電極がそれぞれ形成された第1及び第2の基板部分からなり、接合時には挟持部に設定した所定の折り返し線を基準として、第1の基板部分を第2の基板部分に折り返して用い、さらに挟持部には、折り返し線に一致する一辺を有するダミー端子電極が形成されているようにした。 In the present invention, one end portion of the piezoelectric actuator has a shape that can be sandwiched from both sides, and terminal electrodes are respectively formed corresponding to the plurality of drive electrodes formed on both surfaces of the one end portion of the piezoelectric actuator. A sandwiching portion is provided , and the sandwiching portion has opposing surfaces that respectively oppose both surfaces of the piezoelectric actuator, and first and second terminal electrodes corresponding to the respective drive electrodes of the piezoelectric actuator are formed on the opposing surfaces. The first substrate portion is used by being folded back to the second substrate portion with reference to a predetermined folding line set in the clamping portion at the time of joining, and the clamping portion has one side that coincides with the folding line. dummy terminal electrodes are in so that have been formed.
この結果このフレキシブル基板では、従来のようなジャンパ線を引き出す手法と比較して、格段と高い剥離強度を容易に得ることができる。 As a result, in this flexible substrate, a remarkably high peel strength can be easily obtained as compared with a conventional method of drawing a jumper wire.
上述のように本発明の圧電アクチュエータの配線方法によれば、圧電アクチュエータに対するフレキシブル基板の剥離強度を格段と高くすることができ、かくして製品の信頼性及び生産効率を格段と向上し得る圧電アクチュエータの配線方法を実現できる。 As described above, according to the piezoelectric actuator wiring method of the present invention , the peel strength of the flexible substrate with respect to the piezoelectric actuator can be remarkably increased, and thus the reliability and production efficiency of the product can be remarkably improved. A wiring method can be realized.
また本発明のフレキシブル基板によれば、格段と高い剥離強度を容易に得ることができ、かくして製品の信頼性及び生産効率を格段と向上し得るフレキシブル基板を実現できる。 Further, according to the flexible substrate of the present invention , a remarkably high peel strength can be easily obtained, and thus a flexible substrate that can remarkably improve the reliability and production efficiency of the product can be realized.
以下図面について、本願発明の一実施の形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(1)本実施の形態による携帯情報端末の構成
図1において、10は全体として本実施の形態による携帯情報端末を示し、表示部11及びタッチパネル12間に介挿された複数の圧電アクチュエータ13A〜13Dを、当該タッチパネル12に接触するユーザの接触状態に応じて振動制御するようにして、かかるユーザにクリック感やストローク感等の擬似触覚感をフィードバックさせるようになされている。
(1) Configuration of portable information terminal according to the present embodiment In FIG. 1,
この携帯情報端末10は、全体として略方形板状でなる本体部14を有し、表面側の中央上段部には、画像や文字等を表示するLCD(liquid Crystal Display)でなる表示部11にタッチパネル12が重畳して設けられ、また中央下段部には、各種の機能が割り当てられた押圧式のボタン群でなる操作部15が設けられている。
The
また本体部14には、図2に示すように、表面に複数の圧電アクチュエータ13A〜13Dが固定保持された枠体でなる保持フレーム17が表示部11を露出させるように取り付けられ、さらに当該保持フレーム17上の各圧電アクチュエータ13A〜13Dを覆うようにタッチパネル12が重ねて貼り付けられている。
As shown in FIG. 2, a
このタッチパネル12は、透明導電膜(ITO)を短冊状に所定の厚みで蒸着させた薄型のポリエステルフィルムでなり、2枚の当該ポリエステルフィルムを、導電膜の短冊方向が互いに垂直関係となり、かつ電気的な絶縁性を保つように非接触で貼り合わせるようにして形成されている。
The
このタッチパネル12の周側部には、導電材でなる薄板状の枠体12Aが2枚のポリエステルフィルムの導電膜との間の導電路として形成され、当該枠体12Aの一端から引き出されたフレキシブル基板12Bを介して電流源(図示せず)と導電接続されている。このタッチパネル12が外部接触を受けると、双方のポリエステルフィルムの導電膜の対応部位に電流が流れることから、当該接触位置を表示部11の画面を2次元座標系とした座標位置として認識することができる。
A thin plate-
この保持フレーム17は、方形状でなる枠体17Fの表面に、双方の長手方向に沿ってそれぞれ2つの保持部17FA及び17FC、17FB及び17FDが所定間隔で形成され、当該各保持部17FA〜17FDに圧電アクチュエータ13A〜13Dがそれぞれ接着剤(図示せず)を介して固定保持されている。
The
具体的に図3(A)及び(B)に示すように、保持フレーム17は、枠体17Fの表面では、複数の圧電アクチュエータ13A〜13Dが露出した状態で固定保持されているが(図3(A))、当該枠体17Fの裏面では、その枠体17Fの双方の短手方向に沿って所定形状の一対のフレキシブル基板(以下、これらを第1及び第2のフレキシブル基板と呼ぶ)18、19が貼着されており、枠体17F内の開口部分を介して互いに対向する圧電アクチュエータ同士(13A及び13B、13C及び13D)がそれぞれ第1及び第2のフレキシブル基板18、19に導通接続されている(図3(B))。
Specifically, as shown in FIGS. 3A and 3B, the
ここで圧電アクチュエータ13A〜13Dは、バイモルフ型でなり、図4(A)〜(C)に示すように構成されている。すなわち圧電アクチュエータ13A〜13Dは、2枚のセラミック材の薄板からなる圧電セラミックス20A、20Bの間に、導電材からなる中間電極21を挟み込んでエポキシ系接着剤等で貼り合わせた構成からなり、当該各圧電セラミックス20A、20Bの外側表面にそれぞれ形成された導電材でなる表面電極22A、22Bと、一方の圧電セラミックス20Aのみ露出された中間電極(例えばSUS301)21とが互いに逆向きに分極するように配線されている。なお、図4(A)は上面図を示し、図4(B)は側面図を示し、図4(C)は下面図を示す。
Here, the
具体的に各圧電セラミックス20A、20Bでは、外側表面をそれぞれ一端部分を除いて表面電極22A、22Bを覆うようにコーティング剤(例えばUSR−2G(タムラ化研株式会社))23A、23Bを塗布しておくことにより、当該一端部分のみ表面電極22A、22Bが露出するようになされている。そして双方の圧電セラミックス20A、20Bの外側表面の一端部分では、片側半分のみ表面電極22A、22Bの一部(以下、これをセラミックス電極と呼ぶ)22AX、22BXが形成されており、他方の片側半分には、一方の圧電セラミックス20Bのみ中間電極21の一部が表面電極22Bと電気的に絶縁された状態で露出されている(以下、この中間電極21の一部をシム電極21Xと呼ぶ)のに対して、他方の圧電セラミックス20Aには何も施されていない(以下、この部位を無電極部20ANと呼ぶ)。
Specifically, in each of the
また図4(B)のA−A´線を断面にとって示す図5のように、圧電アクチュエータ13A〜13Dにおける各圧電セラミックス20A、20Bは、1層が例えば0.05〔mm〕でなる5層ずつの多層構造で構成されると共に、中間電極21は例えば0.1〔mm〕で構成されている。一般的に圧電セラミックスは、その厚みに比例して発生する屈曲力が増大する特性を有する反面、その厚みに比例して一定電圧で得られる電界の大きさが低減する特性を有することから、双方の特性を考慮して、多層構造を形成することにより、全体として屈曲力及び単位電圧当たりの電界の大きさを実用上十分に確保し得るようになされている。
Further, as shown in FIG. 5 showing a cross section taken along the line AA ′ of FIG. 4B, each of the
ここで図6に上述した第1及び第2のフレキシブル基板18、19を示す。この第1及び第2のフレキシブル基板18、19は、銅箔等でなる所定の配線パターンが所定形状のポリイミドフィルムにエッチング処理により張着されて構成されており、その形状及び配線パターンが互いに線対称関係となるように予め設計されている。
FIG. 6 shows the first and second
具体的に第1及び第2のフレキシブル基板18、19は、全体として略長線形状でなり、一端及び中央にそれぞれ圧電アクチュエータ13A〜13Dを挟持するためのT字型挟持部18A、19A及び十字型挟持部18B、19Bが成形されると共に、他端に接続端子18C、19Cが形成されている。
Specifically, the first and second
T字型挟持部18A、19Aは、フレキシブル基板18、19の一部として成形され、点線Aを折り返し基準とした部分的な線対称形状でなり、固定側の基板部分(以下、これを固定基板部と呼ぶ)18AF、19AFに対して可動側の基板部分(以下、これを可動基板部と呼ぶ)18AM、19AMを点線A1、B1を折り返し線として矢印R1、R2方向に折り返して用いるようになされている。
The T-shaped
このT字型挟持部18A、19Aは、固定基板部18AF、19AF及び可動基板部18AM、19AMの各一端に、圧電アクチュエータ13A、13Cの表裏面に形成された各セラミック電極22AX、22BX、シム電極21X及び無電極部20ANに対応してそれぞれ端子電極が形成されている。
The T-shaped
このうち固定基板部18AF、19AFでは、セラミック電極22BXに対応する端子電極(以下、これをセラミック端子電極と呼ぶ)30Tとシム電極21Xに対応する端子電極(以下、これをシム端子電極と呼ぶ)31Tとはともに配線パターンに導通接続されている。これに対して、可動基板部18AM、19AMでは、セラミック電極22AXに対応するセラミック端子電極32Tは配線パターンに導通接続されているが、無電極部20ANに対応する端子電極は配線パターンに接続されることなく電気的に絶縁した状態にある(以下、これをダミー端子電極33Dと呼ぶ)。
Among these, in the fixed substrate portions 18AF and 19AF, terminal electrodes corresponding to the ceramic electrodes 22BX (hereinafter referred to as ceramic terminal electrodes) 30T and terminal electrodes corresponding to the
さらにT字型挟持部18A、19Aでは、固定基板部18AF、19AFに圧電アクチュエータ13A、13Cを位置決めした状態で、可動基板部18AM、19AMを点線A1、A2を折り返し線として折り返した際に、固定基板部18AF、19AF及び可動基板部18AM、19AMの各端子電極同士(セラミック端子電極30T及びダミー端子電極33D同士、並びにシム端子電極31T及びセラミック端子電極32T同士)が重なり合うように予め形状及びランドパターンが設計されている。
Further, the T-shaped
また十字型挟持部18B、19Bも、T字型挟持部18A、19Aと同様に、フレキシブル基板18、19の一部として成形され、点線A1、A2と平行な点線B1、B2を折り返し基準とした部分的な線対称形状でなり、固定基板部18BF、19BFに対して可動基板部18BM、19BMを点線B1、B2を折り返し線として矢印R3、R4方向に折り返して用いるようになされている。
Similarly to the T-shaped
この十字型挟持部18B、19Bは、固定基板部18BF、19BF及び可動基板部18BM、19BMの各一端には、圧電アクチュエータ13B、13Dの表裏面に形成された各セラミック電極22AX、22BX、シム電極21X及び無電極部20ANに対応してそれぞれ端子電極が形成されている。
The
このうち固定基板部18BF、19BFでは、セラミック電極22BXに対応するセラミック端子電極35Tとシム電極21Xに対応するシム端子電極36Tとはともに配線パターンに導通接続されている。これに対して、可動基板部18BM、19BMでは、セラミック電極22AXに対応するセラミック端子電極37Tは配線パターンに導通接続されているが、無電極部20ANに対応するダミー端子電極38Dは配線パターンに接続されることなく電気的に絶縁した状態にある。
Among these, in the fixed substrate portions 18BF and 19BF, the ceramic
さらに十字型挟持部18B、19Bでは、固定基板部18BF、19BFに圧電アクチュエータ13B、13Dを位置決めした状態で、可動基板部18BM、19BMを点線B1、B2を折り返し線として折り返した際に、固定基板部18BF、19BF及び可動基板部18BM、19BMの各端子電極同士(セラミック端子電極35T及びダミー端子電極38D同士、並びにシム端子電極36T及びセラミック端子電極37T同士)が重なり合うように予め形状及びランドパターンが設計されている。
Further, in the
なお第1及び第2のフレキシブル基板18、19のT字型挟持部18A、19A及び十字型挟持部18B、19Bにおいて、可動基板部18AM、18BM、19AM、19BMに形成されたダミー端子電極33D、38Dは、当該可動基板部18AM、18BM、19AM、19BMの折り返し線(点線A1、A2、B1及びB2)の近傍で、略方形状のランド部分33DL、38DLが比較的大きく形成されている。この結果、当該ランド部分33DL、38DLの一辺を折り返し線(点線A1、A2、B1及びB2)に一致させておけば、可動基板部18AM、18BM、19AM、19BMを矢印R1、R2、R3及びR4方向に折り返したときに、硬度の高いランド部分33DL、38DLの一辺を基準として自然と折り返されることにより、ランド部分33DL、38DLが何も形成されていない場合と比較して格段と容易に可動基板部18AM、18BM、19AM、19BMを所望部位を基準として折り返すことができる。
The
この第1のフレキシブル基板18は、T字型挟持部18Aにおける各セラミック端子電極30T、32Tに共通に導通接続された配線L1Aとシム端子電極31Tに導通接続された配線L2Aとの2本分と、十字型挟持部18Bにおける各セラミック端子電極35T、37Tに共通に導通接続された配線L3Aとシム端子電極36Tに導通接続された配線L4Aとの2本分との合わせた4本分の配線L1A〜L4Aが、他端の接続端子18Cにまとめて束ねられている。
The first
また第2のフレキシブル基板19は、T字型挟持部19Aにおける各セラミック端子電極30T、32Tに共通に導通接続された配線L1Bとシム端子電極31Tに導通接続された配線L2Bとの2本分と、十字型挟持部19Bにおける各セラミック端子電極35T、37Tに共通に導通接続された配線L3Bとシム端子電極36Tに導通接続された配線L4Bとの2本分との合わせた4本分の配線L1A〜L4Bが、他端の接続端子19Cにまとめて束ねられている。
The second
第1及び第2のフレキシブル基板18、19は、それぞれ他端の接続端子18C、19Cを形成する4本の配線L1A〜L4A、L1B〜L4Bが、携帯情報端末10の本体部14(図1)に設けられたコネクタ50、51に導通接続されている。
The first and second
本実施の形態では、第1のフレキシブル基板18の配線パターンのうちT字型挟持部18A及び十字型挟持部18Bにおける各セラミック端子電極30T、32T、35T、37Tに導通する配線L1A、L3Aと、第2のフレキシブル基板19の配線パターンのうちT字型挟持部19A及び十字型挟持部19Bにおけるシム端子電極31T、36Tに導通する配線L2B、L4Bとがコネクタ50を介して本体部14内の第1のコネクタ端52Aと導通接続されている。
In the present embodiment, wires L1A and L3A that are electrically connected to the ceramic
また第1のフレキシブル基板18の配線パターンのうちT字型挟持部18A及び十字型挟持部18Bにおけるシム端子電極31T、36Tに導通する配線L2A、L4Aと、第2のフレキシブル基板19の配線パターンのうちT字型挟持部19A及び十字型挟持部19Bにおける各セラミック端子電極30T、32T、35T、37Tに導通する配線L1B、L3Bとがコネクタ51を介して本体部14内の第2のコネクタ端52Bと導通接続されている。
Further, among the wiring patterns of the first
この本体部14では、第1及び第2のコネクタ端52A、52Bにパルス発生部(図示せず)の入出力端を接続しておくようにして、第1及び第2のパルス出力端52A、52B間に所定レベル(例えば18〔V〕)でかつ所定幅(例えば45〔ms〕)の交流パルスを印加し得るようになされている。
In the
具体的には、本体部14内のCPU(Central Processing Unit)は、第1及び第2のパルス出力端52A、52Bのプラス(+)又はマイナス(−)の差動波形が最適な出力タイミングとなるように、パルス発生部内のブリッジドライバ(図示せず)にタイムラグのない同じパルス幅でなる2種類のパルス信号を与える。この場合、最適とは、タッチパネル12(図1)に触れたユーザの指があたかもボタンを押圧したかのような感触が得られる状態をいう。そしてブリッジドライバは、2種類のパルス信号に基づいて駆動することにより、1周期の交流パルスを第1及び第2のパルス出力端52A、52B間に印加する。
Specifically, the CPU (Central Processing Unit) in the
このようにして第1及び第2のフレキシブル基板18、19は、基板形状が線対称でかつ配線パターンが表裏逆向きに形成されていることから、パルス発生部(図示せず)から発生される交流パルスが互いに逆位相となるように印加される。この結果、第1のフレキシブル基板18側の各圧電アクチュエータ13A、13Bと、第2のフレキシブル基板19側の各圧電アクチュエータ13C、13Dとを、常に全て同一方向に歪ませることができる。かくして携帯情報端末10では、タッチパネル12全体を常に一体的に同一の撓み方向に振動させることができる。
In this way, the first and second
(2)各圧電アクチュエータに対する第1及び第2のフレキシブル基板の接続工程
実際にかかる各圧電アクチュエータ13A〜13Dに対して第1及び第2のフレキシブル基板18、19を接続する際には、それぞれ図7に示すような配線接続処理手順RT1をステップSP0からステップSP4まで実行するようになされている。この配線接続処理手順RT1では、各圧電アクチュエータ13A、13Bに対して第1のフレキシブル基板18を接続する場合について述べることにする。
(2) Step of connecting first and second flexible boards to each piezoelectric actuator When connecting the first and second
まず第1のフレキシブル基板18について、T字型挟持部18A及び十字型挟持部18Bの各セラミック端子電極30T、32T、35T、37T、シム端子電極31T、36T及びダミー端子電極33D、38Dにそれぞれはんだ付け処理を施すと共に、各可動基板部18AM、18BM(又は各固定基板部18AF、18BF)における折り返し時の接合面のうち電極を除く部位に両面接着紙等の接着材を貼り付けておく(ステップSP1)。
First, with respect to the first
続いて第1のフレキシブル基板18のT字型挟持部18A及び十字型挟持部18Bにおいて、図示しない治具を用いて、各圧電アクチュエータ13A、13Bを固定基板部18AF、18BF及び可動基板部18AM、18BM間に導通可能な状態で挟み込ませる(ステップSP2)。
Subsequently, in the T-shaped
すなわち第1のフレキシブル基板18におけるT字型挟持部18A及び十字型挟持部18Bの各固定基板部18AF、18BFに各圧電アクチュエータ13A、13Bの一端を、セラミック電極22BX及びシム電極21Xがそれぞれセラミック端子電極30T、35T及びシム端子電極31T、36Tに位置決めして当接させた後、可動基板部18AM、18BMを折り返し線A1、B1を基準としてそれぞれ矢印R1、R3方向に折り返して、各圧電アクチュエータ13A、13Bの無電極部20AN及びセラミック電極22AXがそれぞれダミー端子電極33D、38D及びセラミック端子電極32T、37Tに位置決めして当接させる。
That is, one end of each of the
次に第1のフレキシブル基板18のT字型挟持部18A及び十字型挟持部18Bについて、固定基板部18AF、18BF及び可動基板部18AM、18BM間でそれぞれ圧電アクチュエータ13A、13Bを挟持したまま熱溶着処理を施すようにして、当該圧電アクチュエータ13A、13Bの各電極を第1のフレキシブル基板18の各端子電極にそれぞれ対応させて導通させた状態で接合することができる(ステップSP3)。
Next, the T-shaped
(3)本実施の形態による動作及び効果
以上の構成において、この携帯情報端末10の本体部14に取り付けられる保持フレーム17に複数の圧電アクチュエータ13A〜13Dを固定保持する前の工程として、当該各圧電アクチュエータ13A〜13Dを第1及び第2のフレキシブル基板18、19に導通接続させる。
(3) Operation and effect according to the present embodiment In the above configuration, as a step before the plurality of
まず第1及び第2のフレキシブル基板18、19では、それぞれ固定基板部18AF、18BF、19AF、19BF及び可動基板部18AM、18BM、19AM、19BMからなるT字型挟持部18A、19A及び十字型挟持部18B、19Bを形成しておく一方、当該固定基板部18AF、18BF、19AF、19BF及び可動基板部18AM、18BM、19AM、19BMの同一面に、各圧電アクチュエータ13A〜13Dの一端部分の両面にそれぞれ形成された各電極に対応してそれぞれ端子電極を形成しておく。
First, in the first and second
そして第1及び第2のフレキシブル基板18、19のT字型挟持部18A、19A及び十字型挟持部18B、19Bでは、それぞれ固定基板部18AF、18BF、19AF、19BFに対して可動基板部18AM、18BM、19AM、19BMを折り返すようにして各圧電アクチュエータ13A〜13Dを挟み込むように接合させるようにしたことにより、従来のようなジャンパ線を引き出す手法と比較して、格段と高い剥離強度を容易に得ることができ、この結果、自己の振動による経時変化に対する信頼性を格段と向上させることができる。
In the T-shaped
さらに第1及び第2のフレキシブル基板18、19を、その基板形状が線対称関係となるように成形すると共に配線パターンが表裏逆向きとなるように配設したことにより、複数の圧電アクチュエータ13A〜13Dを全て表裏方向を同一となるように配置した場合に、第1及び第2のフレキシブル基板18、19に逆位相の交流パルスを印加するだけで、全ての圧電アクチュエータ13A〜13Dを常に同一方向に振動させることができ、この結果、携帯情報端末10においてタッチパネル12全体を常に一体的に同一の撓み方向に振動させることができる。また第1及び第2のフレキシブル基板18、19について設計の自由度が増し、かつ配線を容易に引くことができるのみならず、組み立て設備や作業及び部品の共通化を図ることができる。
Further, the first and second
以上の構成によれば、この携帯情報端末10の本体部14に取り付けられる保持フレーム17では、第1及び第2のフレキシブル基板18、19のT字型挟持部18A、19A及び十字型挟持部18B、19Bにおいて、それぞれ対応する圧電アクチュエータ13A〜13Dの一端部分を、固定基板部18AF、18BF、19AF、19BFに対して可動基板部18AM、18BM、19AM、19BMを折り返すようにして両面側から挟み込むように接合させるようにしたことにより、従来のようなジャンパ線を引き出す手法と比較して格段と高い剥離強度を容易に得ることができ、かくして製品の信頼性及び生産効率を格段と向上することができる。
According to the above configuration, in the holding
(4)他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、本発明による圧電アクチュエータの配線方法を、図1に示すような携帯情報端末10の本体部14に取り付けられる保持フレーム17に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は、タッチパネルの振動制御等に圧電アクチュエータを使用するものであれば、これ以外にもリモートコマンダ、LCDモニタ、電子手帳、携帯電話、画面搭載固定電話、キャッシュディスペンサ、パーソナルコンピュータ及び家電製品等の種々の入出力装置に広く適用することができる。
(4) Other Embodiments In the above-described embodiments, the piezoelectric actuator wiring method according to the present invention is applied to the holding
また上述の実施の形態においては、第1及び第2のフレキシブル基板18、19の一部に、圧電アクチュエータ13A〜13Dの一端部分を両面側から挟み込み可能な形状を有し、当該圧電アクチュエータ13A〜13Dの一端部分の両面に形成されたセラミックス電極22BX、22AX、シム電極21X及び無電極部20AN(複数の駆動電極)に対応してそれぞれセラミック端子電極30T、32T、シム端子電極31T及びダミー端子電極33D(端子電極)が形成されたT字型挟持部18A、19A及び十字型挟持部18B、19B(挟持部)を設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は、各圧電アクチュエータ13A〜13Dの一端部分を両面側から挟み込んで接合することができれば、この他種々の構成からなる挟持部に広く適用することができる。
Further, in the above-described embodiment, the first and second
本実施の形態の場合、第1及び第2のフレキシブル基板18、19のT字型挟持部18A、19A及び十字型挟持部18B、19B(挟持部)として、圧電アクチュエータ13A〜13Dの両面とそれぞれ対向する対向面を有し、当該各対向面に圧電アクチュエータ13A〜13Dのセラミックス電極22BX、22AX、シム電極21X及び無電極部20AN(駆動電極)に対応するセラミック端子電極30T、32T、シム端子電極31T及びダミー端子電極33D(端子電極)がそれぞれ形成された第1及び第2の基板部分として、可動基板部18AM、18BM、19AM、19BM及び固定基板部18AF、18BF、19AF、19BFを適用し、T字型挟持部18A、19A及び十字型挟持部18B、19B(挟持部)に設定した所定の折り返し線A1、A2、B1、B2を基準として、可動基板部(第1の基板部分)18AM、18BM、19AM、19BMを固定基板部(第2の基板部分)18AF、18BF、19AF、19BFに折り返して接合させるようにしたが、各圧電アクチュエータ13A〜13Dを挟み込むように接合させることができれば、第1及び第2の基板部分としてはこの他種々の構成のものを適用するようにしても良い。
In the case of the present embodiment, the T-shaped
さらに上述の実施の形態においては、第1及び第2のフレキシブル基板18、19のT字型挟持部18A、19A及び十字型挟持部18B、19B(挟持部)を圧電アクチュエータ13A〜13Dの一端部分を両面側から挟み込ませると同時に、セラミックス電極22BX、22AX、シム電極21X及び無電極部20AN(駆動電極)を、それぞれセラミック端子電極30T、32T、シム端子電極31T及びダミー端子電極33D(端子電極)に対応させてはんだ付けによる熱溶融処理によって導通接続するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、各駆動電極及び対応する端子電極間の導通させた状態で接合することができれば、この他種々の手法を用いるようにしても良い。
Further, in the above-described embodiment, the T-shaped
本発明は、圧電アクチュエータの配線方法及びフレキシブル基板において、携帯情報端末の他、タッチパネルの振動制御を圧電アクチュエータを用いて行う種々の入出力装置に広く適用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely applied to various input / output devices that use a piezoelectric actuator to control vibration of a touch panel, in addition to a portable information terminal, in a piezoelectric actuator wiring method and a flexible substrate.
1、13A〜13D……圧電アクチュエータ、2A、2B、20A、20B……圧電セラミックス、3、21……中間電極、4A、4B、22A、22B……表面電極、10……携帯情報端末、11……表示部、12……タッチパネル、14……本体部、15……操作部、17……保持フレーム、18……第1のフレキシブル基板、19……第2のフレキシブル基板、22AX、22BX……セラミックス電極、21X……シム電極、20AN……無電極部、18A、19A……T字型挟持部、18AF、18BF、19AF、19BF……固定基板部、18AM、18BM、19AM、19BM……可動基板部、18B、19B……十字型挟持部、35T、37T……セラミック端子電極、36T……シム端子電極、38D……ダミー端子電極、50、51……コネクタ、52A……第1のコネクタ端、52B……第2のコネクタ端、L1A〜L4A、L1B〜L4B……配線、RT1……配線接続処理手順。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
上記フレキシブル基板の一部に、上記圧電アクチュエータの一端部分を両面側から挟み込み可能な形状を有し、当該圧電アクチュエータの一端部分の両面に形成された複数の駆動電極に対応してそれぞれ端子電極が形成された挟持部を設ける第1の工程と、
上記フレキシブル基板の上記挟持部を上記圧電アクチュエータの上記一端部分を両面側から挟み込ませると同時に、各上記駆動電極を、それぞれ上記端子電極に対応させて導通接続する第2の工程と
を具え、
上記第1の工程では、
上記フレキシブル基板の上記挟持部として、上記圧電アクチュエータの両面とそれぞれ対向する対向面を有し、当該各対向面に上記圧電アクチュエータの各上記駆動電極に対応する上記端子電極がそれぞれ形成された第1及び第2の基板部分を設けておき、
上記第2の工程では、
上記挟持部に設定した所定の折り返し線を基準として、上記第1の基板部分を上記第2の基板部分に折り返して接合させ、
さらに上記第1の工程では、
上記挟持部に、上記折り返し線に一致する一辺を有するダミー端子電極を形成しておく
圧電アクチュエータの配線方法。 In the wiring method of the piezoelectric actuator for electrically connecting the flexible substrate to the piezoelectric actuator,
A part of the flexible substrate has a shape in which one end portion of the piezoelectric actuator can be sandwiched from both sides, and terminal electrodes respectively correspond to a plurality of drive electrodes formed on both surfaces of the one end portion of the piezoelectric actuator. A first step of providing the formed clamping part;
A second step of sandwiching the one end portion of the piezoelectric actuator from both sides of the sandwiching portion of the flexible substrate and simultaneously connecting the driving electrodes to the terminal electrodes, respectively ,
In the first step,
As the sandwiching portion of the flexible substrate, a first surface having opposing surfaces respectively opposed to both surfaces of the piezoelectric actuator, and the terminal electrodes corresponding to the drive electrodes of the piezoelectric actuator are formed on the opposing surfaces, respectively. And providing a second substrate portion,
In the second step,
The first substrate portion is folded and joined to the second substrate portion with reference to a predetermined fold line set in the clamping portion,
Furthermore, in the first step,
A method of wiring a piezoelectric actuator, wherein a dummy terminal electrode having one side that coincides with the folding line is formed on the clamping portion .
上記ダミー端子電極の一部分である方形状のランド部分の一片が上記折り返し線に一致するように上記ダミー端子電極を形成しておく
請求項1に記載の圧電アクチュエータの配線方法。 In the first step,
2. The method of wiring a piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the dummy terminal electrode is formed so that one piece of a square land portion which is a part of the dummy terminal electrode coincides with the folding line .
上記挟持部は、
上記圧電アクチュエータの両面とそれぞれ対向する対向面を有し、当該各対向面に上記圧電アクチュエータの各上記駆動電極に対応する上記端子電極がそれぞれ形成された第1及び第2の基板部分からなり、
接合時には上記挟持部に設定した所定の折り返し線を基準として、上記第1の基板部分を上記第2の基板部分に折り返して用い、
さらに上記挟持部には、上記折り返し線に一致する一辺を有するダミー端子電極が形成されている
フレキシブル基板。 The piezoelectric actuator has a shape in which one end portion can be sandwiched from both sides, and includes a sandwiching portion in which terminal electrodes are respectively formed corresponding to a plurality of drive electrodes formed on both surfaces of the one end portion of the piezoelectric actuator ,
The clamping part is
The first and second substrate portions each having a facing surface respectively opposed to both surfaces of the piezoelectric actuator, wherein the terminal electrodes corresponding to the drive electrodes of the piezoelectric actuator are formed on the facing surfaces, respectively.
At the time of joining, the first substrate portion is folded back to the second substrate portion using a predetermined fold line set in the holding portion as a reference,
Furthermore, the flexible board | substrate with which the dummy terminal electrode which has one side which corresponds to the said folding line is formed in the said clamping part .
方形状のランド部分を有し、当該ランド部分の一片が上記折り返し線に一致するよう形成されている
請求項3に記載のフレキシブル基板。 The dummy terminal electrode is
The flexible substrate according to claim 3, wherein the flexible substrate has a rectangular land portion, and one piece of the land portion is formed to coincide with the folding line .
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