JPH04323884A - 圧電トランス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は圧電トランスに関する。 詳しくは、圧電単結晶，　たとえば、ニオブ酸リチウム
（ＬｉＮｂＯ３）単結晶の回転Ｙ板を用い、大きな負荷
電流が得られて，　しかも、安定性の高い圧電トランス
の引き出し端子部の構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】陰極線管（ＣＲＴ）　の電子線の偏向や
静電印刷における光導電ドラムの帯電，　さらには、Ｄ
Ｃコンバータの電圧変換用トランスなど、数ｋＶ以上の
高電圧を必要とする機器が多くある。現在、一般的には
電磁トランスを使用しているが、小型・軽量でソリッド
ステートなデバイスとして圧電トランスが注目され一部
に具体的に提案されている。

【０００３】図２は従来の圧電トランスの構成例を示す
図で、本発明者らがすでに提案している横−横効果型の
例である（特願平２−２４９５７４号）。なお、同図（
イ）は斜視図，同図（ロ）は引き出し端子パッド部分の
拡大平面図である。

【０００４】図中、１は圧電体基板，　たとえば、ニオ
ブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）単結晶板で　Ｚ軸方向に
一様に分極処理を行った単結晶から切り出された，　た
とえば、回転　Ｙカット板（１４０　°回転　Ｙカット
板）で表面を鏡面研磨してある。

【０００５】２は入力電極で圧電体基板１の中央から左
側の半分の両面に、たとえば，Ａｕ／ＮｉＣｒの２層膜
によって形成され、３は出力電極で圧電体基板１の中央
から右側の半分の両面に、同様にＡｕ／ＮｉＣｒの２層
膜によって形成されている。

【０００６】図では入出力電極は両面とも分離して形成
してあるが、一方の側，たとえば、下面側を一枚の連続
した共通電極として形成しても構わない。また、図中、
圧電体基板１の側端面に図示した矢印ｐ　は分極方向を
概念的に示したものである。

【０００７】いま、図示してない交流発振電源から入力
電極２に長さ方向の寸法で決まる共振周波数の入力電圧
　Ｖｉ　を印加すると、長さ方向の振動（たとえば、基
本振動）が励起され、圧電横効果を介して出力電極３に
高電圧Ｖｏが発生するので，たとえば、ハイインピ−ダ
ンスの交流電圧計でそれを測定すれば昇圧比（　Ｖｏ　
／　　Ｖｉ　）　を求めることができる。

【０００８】この場合、振動が有効に励起されるように
圧電体基板１は振動の節，すなわち、図示した例では中
央部（一点鎖線ＡＢで図示してある）を支点として支え
るように，たとえば、図示してないパッケージのベース
あるいはプリンド配線板の上に接続搭載する。

【０００９】そして、入出力電極２，３の間のスペース
部分に両電極の引き出し端子パッド２０，３０を，たと
えば、図示したごとく形成し、これを前記支点を兼ねて
、たとえば，はんだ４の小片やはんだバンプなどで図示
してないパッケージのベースあるいはプリンド配線板の
接続パッドに融着接続している。

【００１０】なお、２２，３３は引き出し端子パッド２
０，３０と入出力電極２，３のそれぞれを結ぶ接続配線
部である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の圧電トラン
スのはんだ４による接続は電気的接続と機械的接続の両
方を同時に行うことができる利点があるが、溶融したは
んだ４が引き出し端子パッド２０，３０の上にだけ止ま
らず接続配線部２２，３３を伝わって入出力電極２，３
の中に流れ出してしまうことがある。

【００１２】図２の■は、たとえば，出力電極３の中に
大きく流れ出したはんだ４の状態を模式的に図示したも
のであり、このようなはんだ４の流れ出しは機械的Ｑを
悪化させて（たとえば、１／３以下に）圧電トランス特
性の劣化を来すばかりでなく、時には素子の支点支持機
能さえも消失するといった問題があり、その解決が求め
られている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、圧電体基
板１に入力電極２と出力電極３とを設け、両電極間のス
ペース部分に両電極の引き出し端子パッド２０，３０を
配設した圧電トランスにおいて、前記圧電体基板１の表
面を粗研磨状態に仕上げ、前記引き出し端子パッド２０
，３０へ融着されるはんだ４の入出力電極２，３への流
れ出しを抑止した圧電トランスによって解決することが
できる。

【００１４】また、前記引き出し端子パッド２０，３０
と入出力電極２，３のそれぞれを結ぶ接続配線部２２，
３３の長さを大きくしたり、あるいは，前記接続配線部
２２，３３上にはんだ流れストッパ５を設け、前記引き
出し端子パッド２０，３０へ融着されるはんだ４の入出
力電極２，３への流れ出しを抑止した圧電トランスによ
って一層効果的に解決することができる。

【００１５】

【作用】本発明によれば、引き出し端子パッド２０，３
０から入出力電極２，３へのはんだ４の流れ出しに対す
る抵抗を増加させているので、入出力電極２，３が影響
を受けることがなく機械的Ｑの低下も招かないのである
。

【００１６】

【実施例】図１は本発明の実施例を示す図で、同図（１
），（２）および（３）はそれぞれ異なる３つの例であ
る。

【００１７】図中、５ははんだ流れストッパであり、Ａ
，Ｂの一点鎖線は振動の節のラインである。なお、前記
の諸図面で説明したものと同等の部分については同一符
号を付し、かつ、同等部分についての説明は省略する。

【００１８】また、（２）および（３）についてはいず
れも圧電体基板１の図示を省略してある。圧電体基板１
としてはニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）単結晶板で
　Ｚ軸方向に一様に分極処理を行った単結晶から切り出
された大きさ６×１２ｍｍ，厚さ０．５ｍｍの回転　Ｙ
カット板（１４０°回転　Ｙカット板）を使用した。

【００１９】２および３の入出力電極は中央部に巾０．
５　ｍｍのスペースを開けて両面に厚さ３０ｎｍのＮｉ
Ｃｒを下地にし、その上に厚さ１２０ｎｍのＡｕを何れ
も真空蒸着により形成した。

【００２０】中央部のスペース部分には大きさ０．３　
×０．３　ｍｍの引き出し端子パッド２０，３０と、引
き出し端子パッド２０，３０と入出力電極２，３のそれ
ぞれを結ぶ巾０．１　ｍｍの接続配線部２２，３３を入
出力電極２，３と同時形成した。

【００２１】なお、これら電極パターンは公知のホトリ
ソグラフィ技術を用いてウエーハ上に多素子を一括形成
した。先ず，（１）の実施例では、従来圧電体基板１は
表面を鏡面に研磨仕上げしていたのに対して、粗研磨，
たとえば、＃１２００〜２０００程度の粗い砥粒で研磨
した状態に仕上げてある点が異なっている。

【００２２】従来の鏡面仕上げ面の場合は、入出力電極
２，３や引き出し端子パッド２０，３０と接続配線部２
２，３３の表面も全て鏡面をなしており、はんだ４を引
き出し端子パッド２０，３０へ融着する際に接続配線部
２２，３３を通って入出力電極２，３の方まではんだ４
が容易に流れ出すことが多かった〔図２（ロ）の■参照
〕。

【００２３】これに対して本実施例では圧電体基板１の
表面が粗い状態にされているので、入出力電極２，３や
引き出し端子パッド２０，３０と接続配線部２２，３３
の表面も全て粗い状態をなしている。したがって、はん
だ４を引き出し端子パッド２０，３０へ融着する際には
んだ流れに対する抵抗が大きくなり、はんだの流れ出し
■は図示したごとくほゞ接続配線部２２，３３の範囲に
止まり入出力電極２，３の領域にまで及ぶことはなくな
った。

【００２４】この結果、素子の機械的Ｑの低下はなくな
り圧電トランス特性は良好に維持された。なお、圧電体
基板１の表面は上記程度の粗面であれば圧電トランス特
性への影響はほとんどなかった。

【００２５】次に，（２）の実施例は、引き出し端子パ
ッド２０，３０と入出力電極２，３のそれぞれを結ぶ接
続配線部２２，３３の長さを大きくした例である。たと
えば、従来は入出力電極２，３と引き出し端子パッド２
０，３０とを最短距離で結ぶように接続配線部２２，３
３を形成していたが、図示したごとく引き出し端子パッ
ド２０，３０から振動の節のラインＡ−Ｂに沿って引き
出し、ある距離で曲げて入出力電極２，３へと接続する
。たとえば、本実施例では接続配線部２２，３３の長さ
を従来の４倍にすることができ、引き出し端子パッド２
０，３０へ融着されるはんだ４の入出力電極２，３への
流れ出しが抑止された。

【００２６】さらに、（３）の実施例は、接続配線部２
２，３３上にはんだ流れストッパ５を設ける。はんだ流
れストッパ５としては，たとえば、図示したごとく接続
配線部２２，３３の上を覆う小さい領域にホトリソグラ
フィ技術を用いてはんだレジストパターンを形成すれば
よい。これにより、引き出し端子パッド２０，３０へ融
着されるはんだ４の入出力電極２，３への流れ出しは完
全に抑止される。

【００２７】なお、はんだ流れストッパ５ははんだレジ
ストのほかに耐熱接着剤やゴム系ネガレジストなどを使
用してもよい。また、圧電体基板１や入出力電極２，３
などの材料，素子寸法などは例を示したものであり、本
発明はこれに限定されるものではなく他の類似の材料や
その他の寸法のものを用いてもよいことは言うまでもな
い。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば引
き出し端子パッド２０，３０から入出力電極２，３への
はんだ４の流れ出しに対する抵抗を増加させているので
、入出力電極２，３が影響を受けることがなく機械的Ｑ
の低下も招かず、圧電トランスの品質，信頼性ならびに
歩留りの向上に寄与するところが極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す図である。

【図２】従来の圧電トランスの構成例を示す図である。

【符号の説明】

１は圧電体基板、 ２は入力電極、 ３は出力電極、 ４ははんだ、 ５ははんだ流れストッパ、 ２０，３０は引き出し端子パッド、 ２２，３３は接続配線部、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　圧電体基板（１）に入力電極（２）と
   出力電極（３）とを設け、両電極間のスペース部分に両
   電極の引き出し端子パッド（２０，３０）を配設した圧
   電トランスにおいて、前記圧電体基板（１）の表面を粗
   研磨状態に仕上げ、前記引き出し端子パッド（２０，３
   ０）へ融着されるはんだ（４）の入出力電極（２，３）
   への流れ出しを抑止することを特徴とした圧電トランス
   。
2. 【請求項２】　　前記引き出し端子パッド（２０，３０
   ）と入出力電極（２，３）のそれぞれを結ぶ接続配線部
   （２２，３３）の長さを大きくし、前記引き出し端子パ
   ッド（２０，３０）へ融着されるはんだ（４）の入出力
   電極（２，３）への流れ出しを抑止することを特徴とし
   た圧電トランス。
3. 【請求項３】　　前記接続配線部（２２，３３）上には
   んだ流れストッパ（５）を設け、前記引き出し端子パッ
   ド（２０，３０）へ融着されるはんだ（４）の入出力電
   極（２，３）への流れ出しを抑止することを特徴とした
   圧電トランス。