JPH04209579A - Mounting method for piezoelectric transformer - Google Patents
Mounting method for piezoelectric transformerInfo
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Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
Description
[0001] [0001]
【産業上の利用分野】本発明は、圧電トランスを電子機
器等の装置や専用のパッケージ等に実装する際の方法に
関する。
[0002]圧電トランスは、高電圧を必要とするが消
費電力の少ない機器の高圧発生部への使用に適している
。例えば、次のような使用用途を上げることができる。
[0003]■TV受像機のCRT用高圧電源。
■電子複写機のトナー帯電用電源。
■静電記録印刷用の高圧電源。
■圧電アクチュエータ用電源。
**■電子顕微鏡やX線装置の高電圧発生部。
[0004]ところで、 圧電トランスは小型・軽量化
が可能であり、リーケージフラックスが存在しないので
電磁ノイズを発生しない。
[0005]そのため、軽薄短小化要求が高まっている
電子機器への利用・搭載を睨んで、実用化研究が活発に
行われている。
[0006]−船釣に、圧電トランスの昇圧比は、圧電
効果の電気機械結合係数および機械的Qの大きさに比例
する。
[0007]Lかし、機械的Qの大きさは、超音波励振
されている圧電トランスを支持・固定する実装の方法に
よって影響を受け、低下する。
[0008]そのため、高効率の圧電トランスを得る為
に、機械的Qの大きさの低下が少ない実装方法が求めら
れている。
[0009]BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for mounting a piezoelectric transformer in a device such as an electronic device or a special package. [0002] Piezoelectric transformers are suitable for use in high voltage generating parts of devices that require high voltage but consume little power. For example, it can be used for the following purposes: [0003] ■High voltage power supply for CRT of TV receiver. ■Power supply for toner charging of electronic copying machines. ■High voltage power supply for electrostatic printing. ■Power supply for piezoelectric actuators.
**■High voltage generator of electron microscopes and X-ray equipment. [0004] By the way, piezoelectric transformers can be made smaller and lighter, and since there is no leakage flux, they do not generate electromagnetic noise. [0005] For this reason, research into practical application is being actively conducted with a view to use and installation in electronic equipment, where demands for lightness, thinness, and miniaturization are increasing. [0006] - In boat fishing, the step-up ratio of a piezoelectric transformer is proportional to the electromechanical coupling coefficient of the piezoelectric effect and the magnitude of the mechanical Q. [0007] The magnitude of L and mechanical Q is influenced and reduced by the mounting method for supporting and fixing the piezoelectric transformer being ultrasonically excited. [0008] Therefore, in order to obtain a highly efficient piezoelectric transformer, there is a need for a mounting method that reduces the decrease in the magnitude of mechanical Q. [0009]
【従来の技術】図5は、圧電トランスを説明する図で、
(a)は圧電トランスの斜視図、(b)は(a)を同図
正面側の側面から見た図、である。
[00101図5の圧電トランスは、横効果縦振動モー
ドを利用した圧電トランスであり、同圧電トランスは、
東北大学の中村温良および本発明者等によって発明され
、すでに本出願人等によって特許出願されている。ちな
みに、同図の圧電トランスは、入力電極側および出力電
極側において共に横効果を利用していることから、横−
横効果型トランスに相当する。
[00111横効果縦振動モードを利用した圧電トラン
スは、−様に分極した圧電基板lを使用するため、大振
幅の励振にも耐えて高効率で作動し、信頼性も高い。
[0012]ちなみに、図5の圧電トランスは、半波長
共振モードで作動する圧電トランスであり、圧電基板1
の両面に、振動の節15を中心にして入力電極2a、
2bと出力電極3a、 3bとを形成して成る。
[0013]尚、定在波5は、図5(b)に破線で示し
たように発生する。 また、本圧電トランスの昇圧比は
、入力電極2a、 2bに印加する電圧をVl、出力電
極3a、 3bに現れる電圧をVoとすると、次式(1
)で示すことができる。
[0014]
但し、KI、 K。は入力部および出力部の圧電効果の
電気機械結合係数であり、Qは当該圧電トランスの機械
的振動のQ、 L、 、 L+ は入力部および出力
部における電極間の距離、である。
[0015]したがって、KI 、 K。、L。、L+
が−定の値であるとするならば、昇圧比はQの値に比
例する。
[0016]ちなみに、Qの値は、圧電セラミックでは
2000〜3000程度の値であり、圧電単結晶では1
0000程度である。
[0017]ところで、圧電トランスを実際に使用する
ためには、入出力電極2a、 2b、 3a、 3bを
形成した圧電基板1を支持・固定し、該入出力電極2a
、 2b、 3a、 3bからリード線を引き出して配
線を行う必要がある。
[0018]図5の圧電トランスでは、振動の節15に
最も近い入力電極2bの端部に支持部4を接着・固定し
、また、振動の節15に最も近い入出力電極2a、 2
b、 3a、 3bからノード線を引き出し、該支持部
4およびリード線が圧電基板1の振動に影響を与えない
ようにしている。
[0019][Prior Art] FIG. 5 is a diagram illustrating a piezoelectric transformer.
(a) is a perspective view of a piezoelectric transformer, and (b) is a view of (a) seen from the front side of the figure. [00101 The piezoelectric transformer shown in Fig. 5 is a piezoelectric transformer that utilizes the transverse effect longitudinal vibration mode, and the piezoelectric transformer is
It was invented by Atsushi Nakamura of Tohoku University and the present inventors, and a patent application has already been filed by the present applicant and others. By the way, the piezoelectric transformer shown in the same figure uses transverse effects on both the input electrode side and the output electrode side, so the transverse
Corresponds to a transverse effect type transformer. [00111 A piezoelectric transformer using a transverse effect longitudinal vibration mode uses a piezoelectric substrate l polarized in a negative direction, so it can withstand large amplitude excitation, operates with high efficiency, and has high reliability. [0012] Incidentally, the piezoelectric transformer shown in FIG. 5 is a piezoelectric transformer that operates in a half-wavelength resonance mode, and the piezoelectric substrate 1
On both sides of the input electrodes 2a, centered around the vibration node 15,
2b and output electrodes 3a and 3b. [0013] Note that the standing wave 5 is generated as shown by the broken line in FIG. 5(b). Further, the step-up ratio of this piezoelectric transformer is calculated by the following formula (1
) can be shown. [0014] However, KI, K. is the electromechanical coupling coefficient of the piezoelectric effect of the input section and the output section, Q is the mechanical vibration Q of the piezoelectric transformer, L, , L+ is the distance between the electrodes at the input section and the output section. [0015] Therefore, KI, K. ,L. ,L+
If is a constant value, the boost ratio is proportional to the value of Q. [0016] By the way, the value of Q is about 2000 to 3000 for piezoelectric ceramics, and 1 for piezoelectric single crystals.
It is about 0000. [0017] By the way, in order to actually use the piezoelectric transformer, the piezoelectric substrate 1 on which the input/output electrodes 2a, 2b, 3a, and 3b are formed is supported and fixed, and the input/output electrodes 2a
, 2b, 3a, and 3b for wiring. [0018] In the piezoelectric transformer of FIG. 5, the support part 4 is bonded and fixed to the end of the input electrode 2b closest to the vibration node 15, and the input/output electrodes 2a, 2 closest to the vibration node 15 are attached.
Node wires are drawn out from nodes b, 3a, and 3b so that the support portion 4 and the lead wires do not affect the vibration of the piezoelectric substrate 1. [0019]
【発明が解決しようとする課題】しかし、圧電トランス
の機械的振動のQは、該圧電トランス(圧電基板1)を
どのように支持・固定し、かつ、どのように配線を行う
かによって大きく左右され、低下する。
[0020]Qの低下は、圧電基板1の材料として圧電
セラミックを使用している間は殆ど問題とならなかった
が、圧電単結晶を使用するようになってから重要問題と
して浮上してきた。
[0021]すなわち、Qの値が2000〜3000程
度の圧電セラミックでは、圧電基板1の支持・固定によ
るQの低下率は小さく、無視できる程度であった。しか
し、Qの値が10000程度の圧電単結晶では、Qの低
下率が大きく、無視できない。
[0022]また、Qの低下は入力電極2a、 2bお
よび出力電極3a、 3bからリード線を引き出す際に
も発生し、Qの値が大きい程その低下率も大きくなり、
無視できない
[0023]つまり、Qの値が大きいという圧電単結晶
の優れた特性を、十分に活かすことができなくなるので
ある。
[0024]したがって、Qの値が10000以上の圧
電トランスについては、該圧電トランスの特性を活かし
た支持・固定方法およびリード線の引き出し方法、すな
わち実装方法の公知例は無い。
[0025]本発明の技術的課題は、圧電トランスにお
ける以上のような問題を解消し、Qの低下の少ない実装
方法を確立することによって、昇圧比が大きく効率の高
い圧電トランスを実現することにある。
[0026][Problem to be Solved by the Invention] However, the Q of mechanical vibration of a piezoelectric transformer is greatly influenced by how the piezoelectric transformer (piezoelectric substrate 1) is supported and fixed, and how it is wired. and decrease. [0020] The decrease in Q was hardly a problem while piezoelectric ceramic was used as the material for the piezoelectric substrate 1, but it has emerged as an important problem since piezoelectric single crystals have been used. [0021] That is, in a piezoelectric ceramic having a Q value of about 2000 to 3000, the rate of decrease in Q due to support and fixation of the piezoelectric substrate 1 was small and negligible. However, in a piezoelectric single crystal with a Q value of about 10,000, the rate of decrease in Q is large and cannot be ignored. [0022] Also, a decrease in Q occurs when the lead wires are drawn out from the input electrodes 2a, 2b and the output electrodes 3a, 3b, and the larger the value of Q, the greater the rate of decrease.
This cannot be ignored [0023] In other words, the excellent property of the piezoelectric single crystal, which has a large Q value, cannot be fully utilized. [0024] Therefore, for a piezoelectric transformer with a Q value of 10,000 or more, there is no known example of a supporting/fixing method and a method of drawing out lead wires, that is, a mounting method that takes advantage of the characteristics of the piezoelectric transformer. [0025] The technical problem of the present invention is to solve the above-mentioned problems in piezoelectric transformers and to establish a mounting method with less Q drop, thereby realizing a piezoelectric transformer with a large step-up ratio and high efficiency. be. [0026]
【課題を解決するための手段】図1は、本発明の基本原
理を説明する図で、(a)は圧電トランスを一方の面か
ら見た図、(b)は(a)の反対側の面から見た図、(
C)は(a)を側面から見た図、(d)は圧電トランス
を実装した状態を説明する図、である。
[0027]本発明の実装方法は、配線用の電極と支持
用の部材とを兼用させたところに特徴がある。
[0028] (1)支持部材と配線部材とを兼用さ
せる実装方法
本実装方法は、横効果縦振動だけを利用し、かつ、半波
長共振モードで作動する圧電トランスを実装する方法で
、振動の節15となる位置に間隙部6を残し、圧電基板
1aの両面に入力電極2c、2dと出力電極3c、3d
とを形成した圧電トランスを前提にする。
[0029]そして、圧電基板1aの一方の面の前記間
隙部6に2つの島状電極7b、7dを形成し、該島状電
極7b、7dの1つを同面の入力@t?M2dに接続し
、該島状型17b、 7dの他方を同面の出力電極3d
に接続する。
[00301他方、前記2つの島状電極7b、 7dに
対向する位置に配線用の部材12を備えた支持/配線部
材9を用意する。
[00311そして、前記圧電トランスの島状@1I7
b、 7dと前記支持/配線部材9の配線用部材12と
を、導電性の固定手段8で接続する実装方法である。
[0032] (2)リード線を接続する実装方法前
記(1)の実装方法において、圧電基板1aの他方の面
の間隙部6にも2つの島状型1i7a、7cを形成し、
該島状電極7a、 7cの1つを同面の入力@frM2
cに接続し、該島状電極7a、 7cの他方を同面の出
力電極3cに接続する。
[0033]そして、前記島状電極7a、 7cにリー
ド線10を接続する圧電トランスの実装方法である。
[0034] (3)島状電極が対向しないようにす
る実装方法
前記(2)の実装方法において、圧電基板1aの一方の
面に形成する島状電極7b、 7dの配設位置と、他方
の面に形成する島状電極7a、7cの配設位置とを、該
圧電基板1aを挟んで対向しない位置に配設する圧電ト
ランスの実装方法である。
[0035][Means for Solving the Problems] Fig. 1 is a diagram explaining the basic principle of the present invention, in which (a) is a view of a piezoelectric transformer seen from one side, and (b) is a view of the piezoelectric transformer seen from one side. View from the side, (
C) is a side view of (a), and (d) is a diagram illustrating a state in which a piezoelectric transformer is mounted. [0027] The mounting method of the present invention is characterized in that the electrode for wiring and the member for support are used as both. [0028] (1) Mounting method that uses both a support member and a wiring member This mounting method utilizes only transverse effect longitudinal vibration and is a method of mounting a piezoelectric transformer that operates in a half-wavelength resonance mode, which reduces vibration. Input electrodes 2c, 2d and output electrodes 3c, 3d are formed on both sides of the piezoelectric substrate 1a, leaving a gap 6 at the position of the node 15.
It is assumed that a piezoelectric transformer is formed. [0029] Then, two island-like electrodes 7b and 7d are formed in the gap 6 on one surface of the piezoelectric substrate 1a, and one of the island-like electrodes 7b and 7d is connected to the input @t? on the same surface. M2d, and the other of the island-shaped molds 17b and 7d is connected to the output electrode 3d on the same surface.
Connect to. [00301] On the other hand, a support/wiring member 9 having a wiring member 12 at a position facing the two island-like electrodes 7b and 7d is prepared. [00311 And the island shape of the piezoelectric transformer @1I7
This is a mounting method in which the wiring member 12 of the support/wiring member 9 is connected to the wiring member 12 of the support/wiring member 9 using conductive fixing means 8. [0032] (2) Mounting method for connecting lead wires In the mounting method of (1) above, two island-shaped molds 1i7a and 7c are also formed in the gap 6 on the other surface of the piezoelectric substrate 1a,
One of the island electrodes 7a and 7c is connected to the input @frM2 on the same plane.
c, and the other of the island electrodes 7a, 7c is connected to the output electrode 3c on the same surface. [0033] And, there is a method of mounting a piezoelectric transformer in which lead wires 10 are connected to the island-shaped electrodes 7a and 7c. [0034] (3) Mounting method to prevent island-shaped electrodes from facing each other In the mounting method of (2) above, the arrangement positions of island-shaped electrodes 7b and 7d formed on one surface of piezoelectric substrate 1a and the other This is a piezoelectric transformer mounting method in which the island-like electrodes 7a and 7c formed on the surface are arranged at positions that do not face each other with the piezoelectric substrate 1a in between. [0035]
【作用】(1)支持部材と配線部材とを兼用させる実装
方法間隙部6は、圧電基板1aの振動の節15となって
いる。すなわち、該間隙部6の中心位置では振動を生じ
ていない。
[0036]したがって、間隙部6に設けた島状電極7
b、 7dで圧電基板1aを支持・固定することで、該
支持・固定が振動に影響を与えることはない。そのため
、圧電トランス(圧電基板1a)のQの低下量は僅少と
なる。
[0037]ところで、前記間隙部6の中心位置から、
図上方向の左側あるいは右側へ離れるにしたがって縦振
動が現れ、その振動振幅の大きさは離れるにしたがって
徐々に増大する。尚、該左右位置相互間においては振動
の位相は1800異なっている。
[0038]すなわち、実際には島状電極7b、 7d
は有限の面積を有しているために、前記縦振動の影響を
受けることになる。
[0039]Lかし、前記島状電極7b、 7d内にお
いて、前記左右方向に分布する縦振動の位相が180°
異なっているため、該島状電極7b、7d内の振動の合
成値はO(ゼロ)となり、該島状電極7b、 7dが圧
電基板1aから剥離する心配はない。
[00401また。前記島状電極7b、 7dと、配線
用部材12を備えた支持/配線部材9との接続に導電性
の固定手段8を使用している。
[00411そのため、導電性固定手段8と支持/配線
部材9の配線用部材12とを介して、入力@’rTA2
dと出力電極3dとの配線も併せて行うことができる。
[0042]尚、間隙部6は、入力電極2c、2dと出
力電極3c 、 3dとの間の電気的アイソレーション
を確保するために、−船釣に設けるものである。
[0043] (2)リード線を接続する実装方法本
方法は、リード線を接続する際の実装方法であり、その
基本的原理および作用は前記(1)と共通する。
[0044]すなわち、間隙部6に設けた島状型ti7
a,7cを介してリード線10を接続することによって
、圧電トランス(圧電基板1a、)のQの低下量を僅少
にすることができる。
[0045]尚、入出力電極2c、 2d、 3c、
3dを圧電基板1aの両面に設けているので、前記(1
)の実装方法と本実装方法とを用いて、1つの圧電トラ
ンスの実装が完成することになる。
[0046] (3)島状電極が対向しないようにす
る実装方法
間隙部6に設けた一方の面の島状型ti7b、7dと他
方の面の島状電極7a、 7cとが、圧電基板1aを挟
んで対向すると、該対向部の圧電基板1aにも入力電圧
あるいは出力電圧による電界が加わる。
[0047]そのため、前記対向部の圧電基板1aにも
圧電効果による振動が発生し、該振動はスプリアス振動
として圧電トランスの効率を低下させる要因となる。
[0048]すなわち、本実装方法のように島状電極7
a、 7b、 7c、 7dが対向しないように配設す
ることによって、スプリアス振動の発生を抑止すること
ができる。
[0049][Function] (1) Mounting method that serves both as a support member and a wiring member The gap 6 serves as a vibration node 15 of the piezoelectric substrate 1a. That is, no vibration occurs at the center position of the gap 6. [0036] Therefore, the island-shaped electrode 7 provided in the gap 6
By supporting and fixing the piezoelectric substrate 1a with points b and 7d, the support and fixation do not affect vibration. Therefore, the amount of decrease in Q of the piezoelectric transformer (piezoelectric substrate 1a) is small. [0037] By the way, from the center position of the gap 6,
Longitudinal vibration appears as it moves away from the left or right side in the upward direction of the figure, and the magnitude of the vibration amplitude gradually increases as it moves away from the figure. Note that the phase of vibration differs by 1800 between the left and right positions. [0038] That is, actually the island-shaped electrodes 7b, 7d
Since it has a finite area, it will be affected by the longitudinal vibration. [0039] In the L-shaped electrodes 7b and 7d, the phase of the longitudinal vibration distributed in the left-right direction is 180°.
Since they are different, the combined value of the vibrations within the island electrodes 7b and 7d is O (zero), and there is no fear that the island electrodes 7b and 7d will peel off from the piezoelectric substrate 1a. [00401 Again. A conductive fixing means 8 is used to connect the island-like electrodes 7b, 7d to a support/wiring member 9 having a wiring member 12. [00411 Therefore, via the conductive fixing means 8 and the wiring member 12 of the support/wiring member 9, the input @'rTA2
Wiring between d and the output electrode 3d can also be performed at the same time. [0042] The gap portion 6 is provided in order to ensure electrical isolation between the input electrodes 2c, 2d and the output electrodes 3c, 3d. [0043] (2) Mounting method for connecting lead wires This method is a mounting method for connecting lead wires, and its basic principle and operation are the same as in (1) above. [0044] That is, the island-shaped ti7 provided in the gap 6
By connecting the lead wire 10 via a and 7c, the amount of decrease in Q of the piezoelectric transformer (piezoelectric substrate 1a) can be minimized. [0045] In addition, input/output electrodes 2c, 2d, 3c,
3d is provided on both sides of the piezoelectric substrate 1a, the above (1)
) and this mounting method, the mounting of one piezoelectric transformer is completed. [0046] (3) Mounting method to prevent island-shaped electrodes from facing each other The island-shaped electrodes ti7b, 7d on one side provided in the gap 6 and the island-shaped electrodes 7a, 7c on the other side are connected to the piezoelectric substrate 1a. When the piezoelectric substrates 1a are opposed to each other, an electric field due to the input voltage or the output voltage is also applied to the piezoelectric substrate 1a of the opposing portion. [0047] Therefore, vibrations due to the piezoelectric effect also occur in the piezoelectric substrate 1a of the opposing portion, and the vibrations become spurious vibrations that reduce the efficiency of the piezoelectric transformer. [0048] That is, as in this mounting method, the island-shaped electrode 7
By arranging the elements a, 7b, 7c, and 7d so that they do not face each other, it is possible to suppress the generation of spurious vibrations. [0049]
【実施例】次に、本発明による実装方法を実際上どのよ
うに具体化できるかを、実施例で説明する。
[00501図2は、実施例−1を説明する図で、圧電
トランスの構成を示しいる。尚、(a)は圧電トランス
を一方の面から見た図、(b)は(a)の反対側の面か
ら見た図、(c)は(a)を側面から見た図、(d)は
ランド形状を説明する図、である。
[00511また、図3も実施例−1を説明する図で、
圧電トランスの実装状態を示している。尚、(a)は圧
電トランスの長辺側の側面から見た図、(b)は圧電ト
ランスの短辺側の側面から見た図、(c)はプリント基
板側のランドと圧電トランス側のランドとの位置関係を
説明する図、である。
[0052] (1)圧電トランスの構成(図2)圧
電基板1bとして、LiNbO3単結晶の1400回転
Y板を使用した。そして、その寸法は、長さLl を3
0mm 、幅L2を7mm、厚さL3 を0.5mm
に設計した。ちなみに、前記設計値において目標とした
半波長共振周波数は100KHzである。
[0053]また、入力電極2e、2f と出力電極3
e、3fとが隔てる間隙部6aの幅は1mmであり、該
間隙部6aは長さL1方向の中心位置に設ける。
[0054]他方、入力電極2e、2fと出力電極3e
、3f、および各入出力電極2e、 2f、 3e、
3fに繋がるランド7e、7f。
7g、 7hは、真空蒸着法により同時に形成する。
[0055]尚、入力電極2eに繋がるランド7eと出
力電極3eに繋がるランド7gとの間隔L4は3mmで
あり、入力電極2fに繋がるランド7fと出力電極3r
に繋がるランド7hとの間隔りうは1mmである。また
、各ランド7e、 7f、 7g、 7hを正方形の形
状とし、各辺の長さLうは30071mとした。
[0056]そして、前記各入出力電極2e、 2f、
3e、 3fおよびランド7e、 7 f、 7g、
7hの形成工程は、第1にNiCrを厚さ30nmで
形成した後、第2に前記NiCr層の上にAuを厚さ1
00 nmで形成して完了する。
[0057] (2)圧電トランスのプリント基板へ
の実装(図3)
本実施例は、前記(1)に示した圧電トランスを、パタ
ーン12a、 12bを形成したプリント基板11にハ
ンダ付けして実装し、該圧電トランスの配線と支持・固
定を併せて行う。
[0058]尚、該プリント基板11上には、圧電トラ
ンスのランド7f、7h ピッチL5 に合わせて形成
したランド13a、 13bを設けてあり、該ランド1
3a、 L3bからパターン12a、 12bを引き出
している。
[0059]すなわち、圧電トランスのランド7rとプ
リント基板11のランド13aをハンダ8aを用いてハ
ンダ付けし、圧電トランスのランド7hとプリント基板
11のランド13bをハンダ8aを用いてハンダ付けす
る。
[00601その結果、圧電トランスはプリント基板1
1に支持・固定されると同時に、パターン12a、 1
2bを介して入力電極2fと出力電極3fの配線が完了
する。
[00611他方、入力電極2eと出力電極3eの配線
は、Au線10a、 10bを使用して行う。すなわち
、Au線10aを圧電トランスのランド7eにポンディ
ングし、Au線10bを圧電トランスのランド7gにポ
ンディングする。尚、ポンディングはハンダ付けでも良
い。
[0062]尚、ハンダ8aに代えて、図1に示した導
電性ペースト8bや導電性接着剤8Cを使用することも
可能である。
[0063] (3)実装結果
前記(1)の圧電トランスを前記(2)によって実装し
た結果、圧電トランスの出力側に倍電圧整流回路を設け
、負荷抵抗を100MΩ 負荷容量を4700 P F
とした場合の昇圧比は約800となった。また、圧電ト
ランスのQは10000以上を達成した。
[00641前記測定値は、圧電単結晶を使用した圧電
トランスを、実際の使用状況に則して実装した測定値と
しては、極めて優れた値である。
[0065] (4)その他の実施例図4は、実施例
−2を説明する図で、(a)は実施例−1のハンダ付け
の場合を説明する図、(b)は実施例−2を説明する図
で絶縁性の接着剤で支持・固定した場合を説明する図、
である。尚、(a)は(b)の実施例−2と比較するた
めに図示している。
[0066]本実施例−2は、実施例−1のハンダ8a
に代えて、絶縁性接着剤14を使用する。
[0067]すなわち、実施例−1では、圧電トランス
のランド7f(7h)とプリント基板のランド13a
(13b)との接続は、等簡約にハンダ8aの抵抗分子
)によって接続され、実質的にrn ≠0である。
[0068]他方、本実施例−2では絶縁性接着剤14
を使用するので、圧電トランスのランド7f(7h)と
プリント基板のランド13a(13b)との接続は、等
簡約に絶縁性接着剤14を誘電体とする静電容量分(コ
ンデンサ分)Csによって接続される。
[0069]したがって、圧電トランスを駆動するイン
ピーダンスZd および圧電トランスの負荷インピーダ
ンスZL に対して、圧電トランスの駆動周波数すなわ
ち圧電トランスの共振周波数におけるCsのリアクタン
スの値Xcを、1710以下の値にすることによって電
気的に十分な接続を行うことができる。
[00701本実施例−2は、導電性の固定手段を使用
しないが、前記条件を満足することによって、導電性固
定手段と同等の作用を得ることができる。
[0071]ちなみに、圧電トランスの駆動周波数を3
MHz 、 ZdおよびZt の値を50Ωに設計した
場合、Csの値を104 PFにすればよい。
[0072][Example] Next, how the mounting method according to the present invention can be practically implemented will be explained using an example. [00501 FIG. 2 is a diagram for explaining Example-1, and shows the configuration of a piezoelectric transformer. (a) is a view of the piezoelectric transformer viewed from one side, (b) is a view of the piezoelectric transformer viewed from the opposite side of (a), (c) is a view of (a) viewed from the side, (d) ) is a diagram explaining the land shape. [00511 In addition, FIG. 3 is also a diagram for explaining Example-1,
This shows the mounting state of the piezoelectric transformer. In addition, (a) is a view seen from the long side side of the piezoelectric transformer, (b) is a view seen from the short side side of the piezoelectric transformer, and (c) is a view of the land on the printed circuit board side and the side view on the piezoelectric transformer side. FIG. 3 is a diagram illustrating the positional relationship with the land. [0052] (1) Structure of piezoelectric transformer (FIG. 2) A 1400 rotation Y plate of LiNbO3 single crystal was used as the piezoelectric substrate 1b. And its dimensions are length Ll = 3
0mm, width L2 is 7mm, thickness L3 is 0.5mm
It was designed to. Incidentally, the target half-wavelength resonance frequency in the design value is 100 KHz. [0053] In addition, the input electrodes 2e, 2f and the output electrode 3
The width of the gap 6a separated by e and 3f is 1 mm, and the gap 6a is provided at the center position in the length L1 direction. [0054] On the other hand, input electrodes 2e, 2f and output electrode 3e
, 3f, and each input/output electrode 2e, 2f, 3e,
Lands 7e and 7f connect to 3f. 7g and 7h are formed simultaneously by vacuum evaporation. [0055] Note that the distance L4 between the land 7e connected to the input electrode 2e and the land 7g connected to the output electrode 3e is 3 mm, and the distance L4 between the land 7e connected to the input electrode 2e and the land 7g connected to the output electrode 3e is 3 mm.
The distance between the land 7h and the land 7h connected to the land 7h is 1 mm. Further, each of the lands 7e, 7f, 7g, and 7h had a square shape, and the length L of each side was 30071 m. [0056] And each of the input/output electrodes 2e, 2f,
3e, 3f and lands 7e, 7f, 7g,
In the 7h formation step, first, NiCr is formed to a thickness of 30 nm, and then Au is formed to a thickness of 1 on the NiCr layer.
00 nm to complete the formation. [0057] (2) Mounting a piezoelectric transformer on a printed circuit board (FIG. 3) In this example, the piezoelectric transformer shown in (1) above is mounted by soldering onto a printed circuit board 11 on which patterns 12a and 12b are formed. Then, the piezoelectric transformer is also wired, supported, and fixed. [0058] Note that lands 13a and 13b are provided on the printed circuit board 11, and are formed to match the pitch L5 of the lands 7f and 7h of the piezoelectric transformer.
Patterns 12a and 12b are extracted from 3a and L3b. [0059] That is, the land 7r of the piezoelectric transformer and the land 13a of the printed circuit board 11 are soldered using the solder 8a, and the land 7h of the piezoelectric transformer and the land 13b of the printed circuit board 11 are soldered using the solder 8a. [00601 As a result, the piezoelectric transformer is connected to the printed circuit board 1
At the same time, the pattern 12a, 1
Wiring between the input electrode 2f and the output electrode 3f is completed via the input electrode 2b. [00611] On the other hand, the wiring between the input electrode 2e and the output electrode 3e is performed using Au wires 10a and 10b. That is, the Au wire 10a is bonded to the land 7e of the piezoelectric transformer, and the Au wire 10b is bonded to the land 7g of the piezoelectric transformer. Note that the bonding may be done by soldering. [0062] In place of the solder 8a, it is also possible to use the conductive paste 8b or conductive adhesive 8C shown in FIG. [0063] (3) Mounting result As a result of mounting the piezoelectric transformer of (1) above according to (2) above, a voltage doubler rectifier circuit was provided on the output side of the piezoelectric transformer, the load resistance was 100 MΩ, and the load capacity was 4700 P F
In this case, the boost ratio was approximately 800. In addition, the Q of the piezoelectric transformer achieved over 10,000. [00641 The above measurement value is an extremely excellent value as a measurement value obtained by mounting a piezoelectric transformer using a piezoelectric single crystal in accordance with actual usage conditions. [0065] (4) Other Examples FIG. 4 is a diagram for explaining Example-2, (a) is a diagram for explaining the case of soldering in Example-1, and (b) is a diagram for explaining Example-2. A diagram explaining the case where it is supported and fixed with an insulating adhesive,
It is. Note that (a) is illustrated for comparison with Example-2 in (b). [0066] This Example-2 is based on the solder 8a of Example-1.
Instead, an insulating adhesive 14 is used. [0067] That is, in Example-1, the land 7f (7h) of the piezoelectric transformer and the land 13a of the printed circuit board
The connection with (13b) is made by the resistive molecule of the solder 8a in an equisimplified manner, and substantially rn≠0. [0068] On the other hand, in this Example-2, the insulating adhesive 14
Therefore, the connection between the land 7f (7h) of the piezoelectric transformer and the land 13a (13b) of the printed circuit board is simply made by the capacitance (capacitor) Cs using the insulating adhesive 14 as the dielectric. Connected. [0069] Therefore, with respect to the impedance Zd that drives the piezoelectric transformer and the load impedance ZL of the piezoelectric transformer, the reactance value Xc of Cs at the driving frequency of the piezoelectric transformer, that is, the resonant frequency of the piezoelectric transformer, should be set to a value of 1710 or less. A sufficient electrical connection can be made. [00701 This Example-2 does not use conductive fixing means, but by satisfying the above conditions, it is possible to obtain the same effect as the conductive fixing means. [0071] By the way, the drive frequency of the piezoelectric transformer is 3
When the values of MHz, Zd, and Zt are designed to be 50Ω, the value of Cs may be set to 104 PF. [0072]
【発明の効果】以上のように本発明の実装方法によれば
、圧電トランスを実装する際のQの低下を少なくするこ
とができる。特に、圧電単結晶を圧電基板として使用す
る場合に顕著な効果を得ることができる。
[0073]その結果、昇圧比が大きく、かつ、効率の
高い圧電トランスを実現することができる。As described above, according to the mounting method of the present invention, it is possible to reduce the decrease in Q when mounting a piezoelectric transformer. In particular, remarkable effects can be obtained when a piezoelectric single crystal is used as a piezoelectric substrate. [0073] As a result, a piezoelectric transformer with a large step-up ratio and high efficiency can be realized.
【図1】本発明の基本原理を説明する図で、(a)は圧
電トランスを一方の面から見た図、(b)は(a)の反
対側の面から見た図、(C)は(a)を側面から見た図
、(d)は圧電トランスを実装した状態を説明する図、
である。FIG. 1 is a diagram explaining the basic principle of the present invention, (a) is a view of a piezoelectric transformer seen from one side, (b) is a view seen from the opposite side of (a), (C) (a) is a side view of (a), (d) is a diagram explaining the state in which the piezoelectric transformer is mounted,
It is.
【図2】実施例−1を説明する図で、圧電トランスの構
成を示しいる。尚、(a)は圧電トランスを一方の面か
ら見た図、(b)は(a)の反対側の面から見た図、(
C)は(a)を側面から見た図、(d)はランド形状を
説明する図、である。FIG. 2 is a diagram for explaining Example-1, showing the configuration of a piezoelectric transformer. In addition, (a) is a diagram of the piezoelectric transformer seen from one side, (b) is a diagram of the piezoelectric transformer seen from the opposite side of (a), (
C) is a side view of (a), and (d) is a diagram illustrating the land shape.
【図3】実施例−1を説明する図で、圧電トランスの実
装状態を示している。尚、(a)は圧電トランスの長辺
側の側面から見た図、(b)は圧電トランスの短辺側の
側面から見た図、(C)はプリント基板側のランドと圧
電トランス側のランドとの位置関係を説明する図、であ
る。FIG. 3 is a diagram for explaining Example-1, showing a mounting state of a piezoelectric transformer. In addition, (a) is a view seen from the side of the long side of the piezoelectric transformer, (b) is a view seen from the side of the short side of the piezoelectric transformer, and (C) is a view of the land on the printed circuit board side and the side view of the piezoelectric transformer side. FIG. 3 is a diagram illustrating the positional relationship with the land.
【図4】実施例−2を説明する図で、(a)は図3にお
いて説明した実施例−1のハンダ付けの場合を説明する
図、(b)は実施例−2を説明する図で絶縁性の接着剤
で支持・固定した場合を説明する図、である。4A and 4B are diagrams for explaining Example-2, (a) is a diagram for explaining the soldering of Example-1 explained in FIG. 3, and (b) is a diagram for explaining Example-2. FIG. 3 is a diagram illustrating a case where the device is supported and fixed with an insulating adhesive.
【図5】圧電トランスを説明する図で、(a)は圧電ト
ランスの斜視図、(b)は(a)を同図正面側の側面か
ら見た図、である。FIG. 5 is a diagram illustrating a piezoelectric transformer, in which (a) is a perspective view of the piezoelectric transformer, and (b) is a view of (a) seen from the front side of the figure.
1 、 la、 1b
2a、 2b、 2c、 2d、 2e、 2f3a、
3b、 3c、 3d、 3e、 3f7a、 7b
、 7c、 7d
7e、7f、7g、7h
a
b
C
12a、 12b
13a、 13b
圧電基板
入力電極
出力電極
島状電極
ランド
ハンダ
導電性ペースト
導電性接着剤
プリント基板
配線用部材
パターン
ランド
振動の節1, la, 1b 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f3a,
3b, 3c, 3d, 3e, 3f7a, 7b
, 7c, 7d 7e, 7f, 7g, 7h a b C 12a, 12b 13a, 13b Piezoelectric board Input electrode Output electrode Island electrode Land solder Conductive paste Conductive adhesive Printed circuit board wiring member pattern Land Vibration node
【図1】[Figure 1]
【図5】[Figure 5]
Claims (3)
共振モードで作動する圧電トランスを実装する方法であ
って、振動の節(15)となる位置に間隙部(6)を残
し、圧電基板(1a)の両面に入力電極(2c,2d)
と出力電極(3c,3d)とを形成した圧電トランスに
おいて、圧電基板(1a)の一方の面の前記間隙部(6
)に2つの島状電極(7b,7d)を形成し、該島状電
極(7b,7d)の1つを同面の入力電極(2d)に接
続し、該島状電極(7b,7d)の他方を同面の出力電
極(3d)に接続し、他方、前記2つの島状電極(7b
,7d)に対向する位置に配線用の部材(12)を備え
た支持/配線部材(9)を用意し、前記圧電トランスの
島状電極(7b,7d)と前記支持/配線部材(9)の
配線用部材(12)とを、導電性の固定手段(8)で接
続すること、を特徴とする圧電トランスの実装方法。Claim 1: A method of mounting a piezoelectric transformer that utilizes only transverse effect longitudinal vibration and operates in a half-wavelength resonance mode, leaving a gap (6) at a position where a vibration node (15) is to be formed. , input electrodes (2c, 2d) on both sides of the piezoelectric substrate (1a)
In the piezoelectric transformer in which output electrodes (3c, 3d) are formed, the gap (6) on one surface of the piezoelectric substrate (1a)
), one of the island electrodes (7b, 7d) is connected to the input electrode (2d) on the same surface, and the island electrode (7b, 7d) is connected to the input electrode (2d) on the same surface. The other one is connected to the output electrode (3d) on the same surface, and the other one is connected to the output electrode (3d) on the same surface, and
, 7d) is prepared, and a supporting/wiring member (9) having a wiring member (12) is provided at a position opposite to the piezoelectric transformer's island electrodes (7b, 7d) and the supporting/wiring member (9). A method for mounting a piezoelectric transformer, comprising: connecting a wiring member (12) with a conductive fixing means (8).
おいて、 圧電基板(1a)の他方の面の間隙部(6)
にも2つの島状電極(7a,7c)を形成し、該島状電
極(7a,7c)の1つを同面の入力電極(2c)に接
続し、該島状電極(7a,7c)の他方を同面の出力電
極(3c)に接続し、前記島状電極(7a,7c)にリ
ード線(10)を接続すること、を特徴とする圧電トラ
ンスの実装方法。2. The piezoelectric transformer mounting method according to claim 1, further comprising: a gap (6) on the other surface of the piezoelectric substrate (1a);
Two island electrodes (7a, 7c) are formed on the same surface, one of the island electrodes (7a, 7c) is connected to the input electrode (2c) on the same surface, and the island electrode (7a, 7c) is connected to the input electrode (2c) on the same surface. A piezoelectric transformer mounting method characterized in that the other of the piezoelectric transformers is connected to an output electrode (3c) on the same surface, and a lead wire (10) is connected to the island-like electrodes (7a, 7c).
おいて、圧電基板(1a)の一方の面に形成する島状電
極(7b,7d)の配設位置と、他方の面に形成する島
状電極(7a,7c)の配設位置とを、該圧電基板(1
a)を挟んで対向しない位置に配設したこと、を特徴と
する圧電トランスの実装方法。3. In the piezoelectric transformer mounting method according to claim 2, the location of the island electrodes (7b, 7d) formed on one surface of the piezoelectric substrate (1a) and the island formed on the other surface are determined. The placement positions of the shaped electrodes (7a, 7c) are set to the piezoelectric substrate (1).
A method for mounting a piezoelectric transformer, characterized in that: (a) the piezoelectric transformer is disposed at positions that do not face each other across the piezoelectric transformer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2400205A JPH04209579A (en) | 1990-12-03 | 1990-12-03 | Mounting method for piezoelectric transformer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2400205A JPH04209579A (en) | 1990-12-03 | 1990-12-03 | Mounting method for piezoelectric transformer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04209579A true JPH04209579A (en) | 1992-07-30 |
Family
ID=18510120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2400205A Withdrawn JPH04209579A (en) | 1990-12-03 | 1990-12-03 | Mounting method for piezoelectric transformer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04209579A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06204582A (en) * | 1992-12-31 | 1994-07-22 | Nec Corp | Piezoelectric transformer |
-
1990
- 1990-12-03 JP JP2400205A patent/JPH04209579A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06204582A (en) * | 1992-12-31 | 1994-07-22 | Nec Corp | Piezoelectric transformer |
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---|---|---|---|
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