JPH0779027A - 圧電トランス及び圧電トランスの電極形成方法 - Google Patents
圧電トランス及び圧電トランスの電極形成方法Info
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- JPH0779027A JPH0779027A JP5172556A JP17255693A JPH0779027A JP H0779027 A JPH0779027 A JP H0779027A JP 5172556 A JP5172556 A JP 5172556A JP 17255693 A JP17255693 A JP 17255693A JP H0779027 A JPH0779027 A JP H0779027A
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Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 他の電子部品との短絡事故等が生じず、また
製造工数が少なく、製造の自動化に適しかつ全体として
小型化が可能な圧電トランスを提供するとともに、当該
圧電トランスの製造に適し、分極効率が高く、量産性の
高い電極形成方法並びに分極方法を提供する。 【構成】 圧電セラミック素子は板厚方向に分極処理が
施され、表裏主面に入力電極が設けられた駆動部１Ａ
と、長手方向端部には出力電極１３が設けられ、表面の
振動の節領域Ｎ２部分に引出電極１４が設けられた発電
部１Ｂとからなる。この圧電セラミック素子１を支持部
２１，２２，３１，３２が設けられた上絶縁板２、下絶
縁板３で挟み込み。これら支持部には外部導出電極が設
けられるとともに、圧電セラミック素子の振動の節に対
応する位置に対応して設けられている。
製造工数が少なく、製造の自動化に適しかつ全体として
小型化が可能な圧電トランスを提供するとともに、当該
圧電トランスの製造に適し、分極効率が高く、量産性の
高い電極形成方法並びに分極方法を提供する。 【構成】 圧電セラミック素子は板厚方向に分極処理が
施され、表裏主面に入力電極が設けられた駆動部１Ａ
と、長手方向端部には出力電極１３が設けられ、表面の
振動の節領域Ｎ２部分に引出電極１４が設けられた発電
部１Ｂとからなる。この圧電セラミック素子１を支持部
２１，２２，３１，３２が設けられた上絶縁板２、下絶
縁板３で挟み込み。これら支持部には外部導出電極が設
けられるとともに、圧電セラミック素子の振動の節に対
応する位置に対応して設けられている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子機器等において交
流電圧を変圧する圧電トランスに関するものである。
流電圧を変圧する圧電トランスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】圧電トランスは、巻線型の電磁トランス
に比べて、（１）構造が簡単で小型化が可能である。
（２）出力側の短絡事故に対し、自動的に入力抵抗が増
大し、焼損等の危険性がない。（３）昇圧比が高くとれ
る。（４）電磁誘導がない。等の利点を有しており、近
年実用化に向けての開発が進んでいる。
に比べて、（１）構造が簡単で小型化が可能である。
（２）出力側の短絡事故に対し、自動的に入力抵抗が増
大し、焼損等の危険性がない。（３）昇圧比が高くとれ
る。（４）電磁誘導がない。等の利点を有しており、近
年実用化に向けての開発が進んでいる。
【０００３】図１２に示すように、代表的な圧電トラン
スとしてローゼン型の圧電トランスが挙げられるが、圧
電セラミック素子８は矩形板状で、この素子の長手方向
の主面片側半分８Ａには厚み方向の一対の入力電極８
１，８２を形成し、他の半分８Ｂはその端面に出力電極
８３を形成している。前者は厚み方向に、後者は長手方
向にそれぞれ分極されている。一般に厚み方向に入力電
極が形成された部分を駆動部、出力電極が形成された他
の半分を発電部と称している。この電極形成された圧電
セラミック素子に交流電圧を印加すると、駆動部では厚
み方向に縦振動が励振され、発電部では長手方向に振動
が励振され、全体として、例えばλモードと称される全
波長振動では、図１３に示すような振動変位を有する強
い機械振動が起こる。なお、図１４は平面でみた振動の
節領域を示す図である。これにより発電部の出力電極で
は圧電効果で高い交流電圧を得ることができる。なお、
振動モードとしてλモードを示したが、λ／２モード、
３／２λモードでも共振することが知られており、これ
ら各モードにより振動変位分布、振動の節領域が異なっ
ている。λモードの場合、従来では図１２に示すよう
に、この節領域を樹脂、ゴム等の弾性体９１，９２で支
持し、各々の電極に金属線Ａ，Ｂ，Ｃをボンディングし
て電気的入力を行っていた。
スとしてローゼン型の圧電トランスが挙げられるが、圧
電セラミック素子８は矩形板状で、この素子の長手方向
の主面片側半分８Ａには厚み方向の一対の入力電極８
１，８２を形成し、他の半分８Ｂはその端面に出力電極
８３を形成している。前者は厚み方向に、後者は長手方
向にそれぞれ分極されている。一般に厚み方向に入力電
極が形成された部分を駆動部、出力電極が形成された他
の半分を発電部と称している。この電極形成された圧電
セラミック素子に交流電圧を印加すると、駆動部では厚
み方向に縦振動が励振され、発電部では長手方向に振動
が励振され、全体として、例えばλモードと称される全
波長振動では、図１３に示すような振動変位を有する強
い機械振動が起こる。なお、図１４は平面でみた振動の
節領域を示す図である。これにより発電部の出力電極で
は圧電効果で高い交流電圧を得ることができる。なお、
振動モードとしてλモードを示したが、λ／２モード、
３／２λモードでも共振することが知られており、これ
ら各モードにより振動変位分布、振動の節領域が異なっ
ている。λモードの場合、従来では図１２に示すよう
に、この節領域を樹脂、ゴム等の弾性体９１，９２で支
持し、各々の電極に金属線Ａ，Ｂ，Ｃをボンディングし
て電気的入力を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成では電気的接続を金属線で行っているため、この圧電
トランスをプリント配線基板上に搭載した場合、全体と
して占有面積が大きくなり、他の電子部品と接触するこ
と等により、短絡事故あるいは断線事故が生じることが
あった。また、圧電トランスの製造面においても圧電セ
ラミック素子の支持体あるいは金属線との接続を別個に
行っているので、製造工数が多くなり、また製造の自動
化を行いにくいという問題を有していた。
成では電気的接続を金属線で行っているため、この圧電
トランスをプリント配線基板上に搭載した場合、全体と
して占有面積が大きくなり、他の電子部品と接触するこ
と等により、短絡事故あるいは断線事故が生じることが
あった。また、圧電トランスの製造面においても圧電セ
ラミック素子の支持体あるいは金属線との接続を別個に
行っているので、製造工数が多くなり、また製造の自動
化を行いにくいという問題を有していた。
【０００５】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、他の電子部品との短絡事故等が生じず、ま
た製造工数が少なく、製造の自動化に適しかつ全体とし
て小型化が可能な圧電トランスを提供するとともに、当
該圧電トランスの製造に適し、分極効率が高く、量産性
の高い電極形成方法並びに分極方法を提供することを目
的とする。
れたもので、他の電子部品との短絡事故等が生じず、ま
た製造工数が少なく、製造の自動化に適しかつ全体とし
て小型化が可能な圧電トランスを提供するとともに、当
該圧電トランスの製造に適し、分極効率が高く、量産性
の高い電極形成方法並びに分極方法を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明による圧電トランスは、特許請求項第１項
に示すように、板状圧電セラミック素子の主面片側半分
を駆動部、他半分を発電部とし、前記駆動部を厚み方向
に分極するとともに表裏両主面に入力電極を形成し、前
記発電部を前記入力電極から発電部端面へ向かう方向に
分極するとともにこの端面に出力電極を形成し、振動の
節を支持してなる圧電トランスにおいて、前記出力電極
を少なくとも１つの主面の出力電極近傍の振動の節領域
まで延出した引出電極を形成し、この引出電極部分で支
持体と電気的機械的接続したことを特徴とするものであ
る。また、特許請求項第２項に示すように上記構成に付
加して、入力電極においても他の振動の節領域で支持体
と電気的機械的接続してもよい。
めに、本発明による圧電トランスは、特許請求項第１項
に示すように、板状圧電セラミック素子の主面片側半分
を駆動部、他半分を発電部とし、前記駆動部を厚み方向
に分極するとともに表裏両主面に入力電極を形成し、前
記発電部を前記入力電極から発電部端面へ向かう方向に
分極するとともにこの端面に出力電極を形成し、振動の
節を支持してなる圧電トランスにおいて、前記出力電極
を少なくとも１つの主面の出力電極近傍の振動の節領域
まで延出した引出電極を形成し、この引出電極部分で支
持体と電気的機械的接続したことを特徴とするものであ
る。また、特許請求項第２項に示すように上記構成に付
加して、入力電極においても他の振動の節領域で支持体
と電気的機械的接続してもよい。
【０００７】このような圧電トランスの電極は、特許請
求項第３項に示すように、矩形板状のセラミックウェー
ハーの主面片側半分の表裏面の各々のほぼ全面に入力電
極を形成するとともに、出力電極側の振動の節となる主
面領域に所定の間隔で引出電極を形成し、かつ主面他半
分の端面のほぼ全面に出力電極を形成する工程と、これ
ら入力電極と出力電極間に直流の高電圧を印加すること
により、入力電極から出力電極に向かう方向に分極を行
う工程と、入力電極間に直流の高電圧を印加することに
より、入力電極間を厚み方向に分極する工程と、前記出
力電極と前記引出電極とを電気的に接続する工程と、こ
のセラミックウェハーを所定の間隔で切断し、一対の入
力電極と出力電極、引出電極を有する圧電セラミック素
子を複数得る工程により電極形成並び分極を行えばよ
い。
求項第３項に示すように、矩形板状のセラミックウェー
ハーの主面片側半分の表裏面の各々のほぼ全面に入力電
極を形成するとともに、出力電極側の振動の節となる主
面領域に所定の間隔で引出電極を形成し、かつ主面他半
分の端面のほぼ全面に出力電極を形成する工程と、これ
ら入力電極と出力電極間に直流の高電圧を印加すること
により、入力電極から出力電極に向かう方向に分極を行
う工程と、入力電極間に直流の高電圧を印加することに
より、入力電極間を厚み方向に分極する工程と、前記出
力電極と前記引出電極とを電気的に接続する工程と、こ
のセラミックウェハーを所定の間隔で切断し、一対の入
力電極と出力電極、引出電極を有する圧電セラミック素
子を複数得る工程により電極形成並び分極を行えばよ
い。
【０００８】支持構成の具体例として、特許請求項第４
項に示すように、λモード以上の振動モードで駆動する
板状圧電セラミック素子の主面片側半分を駆動部、他半
分を発電部とし、前記駆動部を厚み方向に分極するとと
もに表裏両主面に入力電極を形成し、前記発電部を前記
入力電極から発電部端面に向かう方向に分極するととも
にこの端面に出力電極を形成し、この出力電極から少な
くとも１つの主面の出力電極近傍の振動の節領域まで延
出した引出電極を形成した板状圧電セラミック素子と、
前記板状圧電セラミック素子の節領域に対応する位置に
形成され、少なくとも表面が導体からなる複数の支持部
を有するとともに、これら支持部の導体を外部に導出す
る外部導出電極を有する上絶縁板と下絶縁板とからなる
圧電トランスにおいて、前記圧電セラミック素子の振動
の節領域に形成された入力電極、引出電極と前記支持部
とを電気的機械的接続したことを特徴とする構成が挙げ
られる。また、特許請求項第５項に示すように、絶縁板
の短手方向寸法が圧電セラミック素子の当該寸法より大
きく、外部導出電極を短手方向の一方端のみで、各絶縁
板の支持部のない主面に引き出し、この一方端のみで搭
載されるべき基板と電気的機械的接合した構成としても
よい。
項に示すように、λモード以上の振動モードで駆動する
板状圧電セラミック素子の主面片側半分を駆動部、他半
分を発電部とし、前記駆動部を厚み方向に分極するとと
もに表裏両主面に入力電極を形成し、前記発電部を前記
入力電極から発電部端面に向かう方向に分極するととも
にこの端面に出力電極を形成し、この出力電極から少な
くとも１つの主面の出力電極近傍の振動の節領域まで延
出した引出電極を形成した板状圧電セラミック素子と、
前記板状圧電セラミック素子の節領域に対応する位置に
形成され、少なくとも表面が導体からなる複数の支持部
を有するとともに、これら支持部の導体を外部に導出す
る外部導出電極を有する上絶縁板と下絶縁板とからなる
圧電トランスにおいて、前記圧電セラミック素子の振動
の節領域に形成された入力電極、引出電極と前記支持部
とを電気的機械的接続したことを特徴とする構成が挙げ
られる。また、特許請求項第５項に示すように、絶縁板
の短手方向寸法が圧電セラミック素子の当該寸法より大
きく、外部導出電極を短手方向の一方端のみで、各絶縁
板の支持部のない主面に引き出し、この一方端のみで搭
載されるべき基板と電気的機械的接合した構成としても
よい。
【０００９】特許請求項第６項に示すように、このよう
な圧電トランスにおいて、一方の入力電極を上絶縁板板
側に導出し、他方の入力電極を下絶縁板側に導出し、各
々導出電極を形成するとともに、引出電極を少なくとも
一方の絶縁板に導出し外部導出電極を形成し、これら外
部導出電極に電気的に接続され、かつ上絶縁板並びに下
絶縁板を挟持する金属板端子を取り付けた構成とするこ
とにより表面実装化された圧電トランスが得られる。
な圧電トランスにおいて、一方の入力電極を上絶縁板板
側に導出し、他方の入力電極を下絶縁板側に導出し、各
々導出電極を形成するとともに、引出電極を少なくとも
一方の絶縁板に導出し外部導出電極を形成し、これら外
部導出電極に電気的に接続され、かつ上絶縁板並びに下
絶縁板を挟持する金属板端子を取り付けた構成とするこ
とにより表面実装化された圧電トランスが得られる。
【００１０】なお、特許請求項第７項に示すように、支
持部に導電エラストマーを用いてもよい。
持部に導電エラストマーを用いてもよい。
【００１１】
【作用】特許請求項第１項によれば、出力電極を圧電セ
ラミック素子の節領域の一つに延出し、引出電極を形成
しており、この部分を導体で支持しているので圧電セラ
ミック素子の振動を阻害することなく、極めて簡便な方
法で電気的機械的接続を同時に行うことができる。ま
た、特許請求項第２項によれば、圧電セラミック素子の
表裏主面に形成された入力電極の振動の節領域において
も同様の支持形態をとることにより、より簡便な電気的
機械的接続が行える。
ラミック素子の節領域の一つに延出し、引出電極を形成
しており、この部分を導体で支持しているので圧電セラ
ミック素子の振動を阻害することなく、極めて簡便な方
法で電気的機械的接続を同時に行うことができる。ま
た、特許請求項第２項によれば、圧電セラミック素子の
表裏主面に形成された入力電極の振動の節領域において
も同様の支持形態をとることにより、より簡便な電気的
機械的接続が行える。
【００１２】特許請求項第３項によれば、大きなセラミ
ックウェハーから複数個の圧電セラミック素子を得るこ
とができ、また、引出電極が分極時には出力電極と電気
的に接続していないので、意図した条件での分極が行え
る。
ックウェハーから複数個の圧電セラミック素子を得るこ
とができ、また、引出電極が分極時には出力電極と電気
的に接続していないので、意図した条件での分極が行え
る。
【００１３】特許請求項第４項によれば、振動の節領域
に対応した支持部を有する上下絶縁板で圧電セラミック
素子の主面を覆っており、また支持部の導体で各電極と
電極接続を行っているので、振動を阻害することがな
く、かつ占有面積を必要以上に大きくすることなく、圧
電セラミック素子を保護することができる。特許請求項
第５項によれば、圧電トランスの一方端に外部導出電極
を導出しているので、複雑な導出電極構成を必要とせず
に搭載されるべきプリント配線基板との電気的機械的接
続が行える。
に対応した支持部を有する上下絶縁板で圧電セラミック
素子の主面を覆っており、また支持部の導体で各電極と
電極接続を行っているので、振動を阻害することがな
く、かつ占有面積を必要以上に大きくすることなく、圧
電セラミック素子を保護することができる。特許請求項
第５項によれば、圧電トランスの一方端に外部導出電極
を導出しているので、複雑な導出電極構成を必要とせず
に搭載されるべきプリント配線基板との電気的機械的接
続が行える。
【００１４】特許請求項第６項によれば、上下絶縁板に
取り付けられた金属端子板が入出力端子となり、表面実
装化された圧電トランスを得ることができる。
取り付けられた金属端子板が入出力端子となり、表面実
装化された圧電トランスを得ることができる。
【００１５】特許請求項第７項によれば、圧電セラミッ
ク素子の振動の節領域の接続が導電性のエラストマー
（弾性体）で行うことになるので、支持部分で多少の振
動漏れが生じた場合でも、圧電セラミック素子の振動を
外部に伝えにくくし、また、逆に外部からの衝撃が加わ
った場合でも、その衝撃が緩和されて圧電セラミック素
子に伝わる。
ク素子の振動の節領域の接続が導電性のエラストマー
（弾性体）で行うことになるので、支持部分で多少の振
動漏れが生じた場合でも、圧電セラミック素子の振動を
外部に伝えにくくし、また、逆に外部からの衝撃が加わ
った場合でも、その衝撃が緩和されて圧電セラミック素
子に伝わる。
【００１６】
【実施例】本発明による実施例を図面とともに説明す
る。 第１の実施例 第１の実施例をλモードで振動する圧電トランスを例に
とり説明する。図１は圧電トランスに使用する圧電セラ
ミック素子の平面図、図２は圧電セラミック素子の電極
形成方法を説明する図、図３はこの圧電セラミック素子
を用いたパッケージング構成例を示す分解斜視図であ
る。圧電セラミック素子１は長方形板状に切断加工され
ている。この圧電セラミック素子の長手方向中央部を境
にして、駆動部１Ａと発電部１Ｂとに分けられ、λモー
ドで振動した場合、振動の節領域Ｎ１とＮ２ができる。
駆動部１Ａは板厚方向に分極処理が施され、表裏主面に
は銀等の入力電極１１，１２が設けられている。発電部
１Ｂの長手方向端部には出力電極１３が設けられるとと
もに、表面の振動の節領域Ｎ２部分には引出電極１４が
設けられ、連結電極１５により前記出力電極１３と電気
的に接続されている。この引出電極は表裏両面に設けら
れていてもよいが、片面でも外部との電極接続構成によ
っては問題のない場合がある。
る。 第１の実施例 第１の実施例をλモードで振動する圧電トランスを例に
とり説明する。図１は圧電トランスに使用する圧電セラ
ミック素子の平面図、図２は圧電セラミック素子の電極
形成方法を説明する図、図３はこの圧電セラミック素子
を用いたパッケージング構成例を示す分解斜視図であ
る。圧電セラミック素子１は長方形板状に切断加工され
ている。この圧電セラミック素子の長手方向中央部を境
にして、駆動部１Ａと発電部１Ｂとに分けられ、λモー
ドで振動した場合、振動の節領域Ｎ１とＮ２ができる。
駆動部１Ａは板厚方向に分極処理が施され、表裏主面に
は銀等の入力電極１１，１２が設けられている。発電部
１Ｂの長手方向端部には出力電極１３が設けられるとと
もに、表面の振動の節領域Ｎ２部分には引出電極１４が
設けられ、連結電極１５により前記出力電極１３と電気
的に接続されている。この引出電極は表裏両面に設けら
れていてもよいが、片面でも外部との電極接続構成によ
っては問題のない場合がある。
【００１７】このような圧電セラミック素子の電極形成
あるいは分極方法は、次のように行うとより効率よく行
うことができる。 ．図２に示すように、大きな矩形板状のセラミックウ
ェハーＷの主面片側半分ＷＡ（駆動部群）の表裏面の各
々に入力電極Ｗ１，Ｗ２（Ｗ２は図示せず）を形成し、
出力電極側（発電部側）の振動の節となる主面領域に所
定の間隔で複数の引出電極１３を形成し、また主面の他
半分ＷＢ（発電部群）の端面のほぼ全面に出力電極Ｗ３
を形成する。これら電極形成はスクリーン印刷を用いた
メタライズ等により行えばよい。 ．上記形成した表裏両面の入力電極を短絡し、これら
入力電極Ｗ１，Ｗ２と出力電極Ｗ３との間に直流の高電
圧（例えば４ｋＶ／ｍｍ2，０．５時間）を印加する。
これにより、入力電極から出力電極に向かう方向に分極
する。 ．次に、入力電極Ｗ１，Ｗ２間に上記と同程度の条件
で直流の高電圧を印加することにより、入力電極間を厚
み方向に分極する。 ．前記出力電極Ｗ３と引出電極１４との間を連結電極
により電気的に接続する。この電極の形成は蒸着等の手
段により行えばよい。あるいは、これら電極間を導電性
の接合材で電気的接続してもよい。 ．以上のように電極形成、分極処理されたセラミック
ウェハーを所定の間隔で切断し、一対の入力電極、出力
電極、引出電極を有する圧電セラミック素子を複数個得
ることができる。
あるいは分極方法は、次のように行うとより効率よく行
うことができる。 ．図２に示すように、大きな矩形板状のセラミックウ
ェハーＷの主面片側半分ＷＡ（駆動部群）の表裏面の各
々に入力電極Ｗ１，Ｗ２（Ｗ２は図示せず）を形成し、
出力電極側（発電部側）の振動の節となる主面領域に所
定の間隔で複数の引出電極１３を形成し、また主面の他
半分ＷＢ（発電部群）の端面のほぼ全面に出力電極Ｗ３
を形成する。これら電極形成はスクリーン印刷を用いた
メタライズ等により行えばよい。 ．上記形成した表裏両面の入力電極を短絡し、これら
入力電極Ｗ１，Ｗ２と出力電極Ｗ３との間に直流の高電
圧（例えば４ｋＶ／ｍｍ2，０．５時間）を印加する。
これにより、入力電極から出力電極に向かう方向に分極
する。 ．次に、入力電極Ｗ１，Ｗ２間に上記と同程度の条件
で直流の高電圧を印加することにより、入力電極間を厚
み方向に分極する。 ．前記出力電極Ｗ３と引出電極１４との間を連結電極
により電気的に接続する。この電極の形成は蒸着等の手
段により行えばよい。あるいは、これら電極間を導電性
の接合材で電気的接続してもよい。 ．以上のように電極形成、分極処理されたセラミック
ウェハーを所定の間隔で切断し、一対の入力電極、出力
電極、引出電極を有する圧電セラミック素子を複数個得
ることができる。
【００１８】この圧電セラミック素子を支持する具体例
を図３とともに説明する。圧電セラミック素子１を上下
面から挟み込む上絶縁板２、下絶縁板３はアルミナ等の
セラミックス、樹脂等からなり、圧電セラミック素子の
外形よりやや大きい寸法に設計されている。これら絶縁
板は、それぞれ圧電セラミック素子を挟持する面に支持
部２１，２２，３１，３２が設けられている。これら支
持部は圧電セラミック素子のλモードの振動の節に対応
する位置に対応して設けられている。支持部は少なくと
もその表面が導体で構成されており、例えば、金属、導
電ゴム等の導電エラストマ、あるいは導電性樹脂等から
なる。これら支持部からは外部導出電極２１ａ，２２
ａ，３１ａ，３２ａが導出されており、各絶縁板の裏面
（支持部の存しない面）に引き出されている。このよう
な上下絶縁板２，３で圧電セラミック素子を挟み、導電
性接合材（図示せず）で各支持部と各入力電極そして各
引出電極と接合する。このとき各支持部は圧電セラミッ
ク素子の振動の節領域と接触していることは言うまでも
ない。なお、絶縁板の外形寸法は必ずしも圧電セラミッ
ク素子より大きい必要はなく、使用状態によっては外形
寸法が小さくてもよい。
を図３とともに説明する。圧電セラミック素子１を上下
面から挟み込む上絶縁板２、下絶縁板３はアルミナ等の
セラミックス、樹脂等からなり、圧電セラミック素子の
外形よりやや大きい寸法に設計されている。これら絶縁
板は、それぞれ圧電セラミック素子を挟持する面に支持
部２１，２２，３１，３２が設けられている。これら支
持部は圧電セラミック素子のλモードの振動の節に対応
する位置に対応して設けられている。支持部は少なくと
もその表面が導体で構成されており、例えば、金属、導
電ゴム等の導電エラストマ、あるいは導電性樹脂等から
なる。これら支持部からは外部導出電極２１ａ，２２
ａ，３１ａ，３２ａが導出されており、各絶縁板の裏面
（支持部の存しない面）に引き出されている。このよう
な上下絶縁板２，３で圧電セラミック素子を挟み、導電
性接合材（図示せず）で各支持部と各入力電極そして各
引出電極と接合する。このとき各支持部は圧電セラミッ
ク素子の振動の節領域と接触していることは言うまでも
ない。なお、絶縁板の外形寸法は必ずしも圧電セラミッ
ク素子より大きい必要はなく、使用状態によっては外形
寸法が小さくてもよい。
【００１９】このようにして構成された圧電トランスを
例えばプリント配線基板に平置きする場合、入力電極の
一方（例えば１２）と出力電極（引出電極）は下絶縁板
３を介して基板の電極パッドと直接接触させることがで
きる。他の入力電極については金属線を外部導出電極と
基板の電極パッド間に架設する必要がある。
例えばプリント配線基板に平置きする場合、入力電極の
一方（例えば１２）と出力電極（引出電極）は下絶縁板
３を介して基板の電極パッドと直接接触させることがで
きる。他の入力電極については金属線を外部導出電極と
基板の電極パッド間に架設する必要がある。
【００２０】第２の実施例 図４に示すように、圧電トランスの外部導出電極３３
ａ，３４ａ等（これ以外の導出電極については図示して
いない）を絶縁板の短手方向の一方端にのみ引き出し、
この外部導出電極をプリント配線基板ＰＢに接して設置
してもよい。この構成により、すべての引き出し端子を
プリント配線基板の電極パッドと直接接触させることが
できるので、金属線による接続の必要はなくなる。
ａ，３４ａ等（これ以外の導出電極については図示して
いない）を絶縁板の短手方向の一方端にのみ引き出し、
この外部導出電極をプリント配線基板ＰＢに接して設置
してもよい。この構成により、すべての引き出し端子を
プリント配線基板の電極パッドと直接接触させることが
できるので、金属線による接続の必要はなくなる。
【００２１】第３の実施例 図５に示すように、圧電トランスの外部導出電極３３
ａ，３４ａ等の形成された部分に予め切り欠き３ａ，３
ｂを設けておく構成としてもよい。これにより、この部
分の表面積が増加するとともに、表面張力が生じ易くな
り、半田等の導電性接合材を用いたプリント配線基板Ｐ
Ｂとの接合の信頼性が向上する。
ａ，３４ａ等の形成された部分に予め切り欠き３ａ，３
ｂを設けておく構成としてもよい。これにより、この部
分の表面積が増加するとともに、表面張力が生じ易くな
り、半田等の導電性接合材を用いたプリント配線基板Ｐ
Ｂとの接合の信頼性が向上する。
【００２２】第４の実施例 第４の実施例を図６，図７，図８とともに説明する。図
６は分解斜視図、図７は図６を組み込んだときのＡ−Ａ
断面図、図８は上下絶縁板の圧電セラミック素子対向面
の構成を示す図である。圧電セラミック素子１の構成は
第１の実施例と同じである。図８に示すように、上下絶
縁板２，３に形成された支持部２１，２２，３１，３２
はセラミックからなり、入力電極に対応する部分には電
極（導体）が部分的に形成されている。すなわち、上絶
縁板２の支持部２１はほぼ中央部分から一端部まで電極
２１ｂが形成され、この電極２１ｂは、上絶縁板の側面
をとおり上面（支持部形成面の反対面）に延びる外部導
出電極２１ａにつながっている。また、下絶縁板３の支
持部３１はほぼ中央部分から他端部まで電極３１ｂが形
成され、この電極３１ｂは、下絶縁板の側面をとおり下
面（支持部形成面の反対面）に延びる外部導出電極３１
ａにつながっている。引出電極１４については、少なく
とも支持部２２，３２に形成されているいずれかの電極
２２ｂ，３２ｂが支持部形成面の反対面に延びる外部導
出電極２２ａ，３２ａにつながっていればよい。実施例
においては、すべての電極２２ｂ，３２ｂが外部導出電
極２２ａ，３２ａにつながっている。図７，図８に示す
ように、このような外部導出電極に、断面がコ型の金属
端子板６１，６２，６３，６４を上下絶縁板を挟む形で
取り付け、導電性接合材（図示せず）で接合する。これ
により、外部導出電極２１ａ，３１ａはそれぞれ金属端
子板６１，６２と電気的につながり、外部導出電極２２
ａ，３２ａはそれぞれ金属端子板６３と６４とに電気的
につながる。よって、これにより表面実装化された圧電
トランスが得られる。
６は分解斜視図、図７は図６を組み込んだときのＡ−Ａ
断面図、図８は上下絶縁板の圧電セラミック素子対向面
の構成を示す図である。圧電セラミック素子１の構成は
第１の実施例と同じである。図８に示すように、上下絶
縁板２，３に形成された支持部２１，２２，３１，３２
はセラミックからなり、入力電極に対応する部分には電
極（導体）が部分的に形成されている。すなわち、上絶
縁板２の支持部２１はほぼ中央部分から一端部まで電極
２１ｂが形成され、この電極２１ｂは、上絶縁板の側面
をとおり上面（支持部形成面の反対面）に延びる外部導
出電極２１ａにつながっている。また、下絶縁板３の支
持部３１はほぼ中央部分から他端部まで電極３１ｂが形
成され、この電極３１ｂは、下絶縁板の側面をとおり下
面（支持部形成面の反対面）に延びる外部導出電極３１
ａにつながっている。引出電極１４については、少なく
とも支持部２２，３２に形成されているいずれかの電極
２２ｂ，３２ｂが支持部形成面の反対面に延びる外部導
出電極２２ａ，３２ａにつながっていればよい。実施例
においては、すべての電極２２ｂ，３２ｂが外部導出電
極２２ａ，３２ａにつながっている。図７，図８に示す
ように、このような外部導出電極に、断面がコ型の金属
端子板６１，６２，６３，６４を上下絶縁板を挟む形で
取り付け、導電性接合材（図示せず）で接合する。これ
により、外部導出電極２１ａ，３１ａはそれぞれ金属端
子板６１，６２と電気的につながり、外部導出電極２２
ａ，３２ａはそれぞれ金属端子板６３と６４とに電気的
につながる。よって、これにより表面実装化された圧電
トランスが得られる。
【００２３】上記実施例について、絶縁板に形成される
支持部の例を図９，図１０，図１１とともに説明する。
図９は絶縁板の短手方向の断面図であるが、クリップ状
の金属端子７１で絶縁板を挟み込む構成をとっている。
絶縁板に金属端子を設置するための溝を予め設けておく
と、より金属端子の接続固定が容易になる。このような
構成により、金属端子は支持部となると同時に、絶縁板
の裏面に回り込んでいるので、外部導出電極を新たに設
ける必要はない。また図１０に示すように、先端が曲率
を持った形状の支持部３５，３６としてもよい。曲率を
持たせることにより、圧電セラミック素子の振動の節領
域との接触面積が小さくなり、振動の損失を抑えること
ができる。また図１１に示すように、先端部分を凹形状
にした支持部３７，３８にしてもよい。この形状により
圧電セラミック素子に形成された電極との接合において
接合材が溜まり易くなり、良好な接合が行える。図１
０，図１１に示す構成は導電性の樹脂で形成してもよ
い。
支持部の例を図９，図１０，図１１とともに説明する。
図９は絶縁板の短手方向の断面図であるが、クリップ状
の金属端子７１で絶縁板を挟み込む構成をとっている。
絶縁板に金属端子を設置するための溝を予め設けておく
と、より金属端子の接続固定が容易になる。このような
構成により、金属端子は支持部となると同時に、絶縁板
の裏面に回り込んでいるので、外部導出電極を新たに設
ける必要はない。また図１０に示すように、先端が曲率
を持った形状の支持部３５，３６としてもよい。曲率を
持たせることにより、圧電セラミック素子の振動の節領
域との接触面積が小さくなり、振動の損失を抑えること
ができる。また図１１に示すように、先端部分を凹形状
にした支持部３７，３８にしてもよい。この形状により
圧電セラミック素子に形成された電極との接合において
接合材が溜まり易くなり、良好な接合が行える。図１
０，図１１に示す構成は導電性の樹脂で形成してもよ
い。
【００２４】なお、上記実施例において、振動モードと
して２つの節領域の存在するλモードを示したが、それ
以上つの振動の節を有するモード（例えば３／２λモー
ド）でも適用することができる。
して２つの節領域の存在するλモードを示したが、それ
以上つの振動の節を有するモード（例えば３／２λモー
ド）でも適用することができる。
【００２５】
【発明の効果】本発明の各特許請求項によれば次のよう
な効果を得ることができる。特許請求項第１項によれ
ば、出力電極を圧電セラミック素子の節領域の一つに延
出し、引出電極を形成しており、この部分を導体で支持
しているので圧電セラミック素子の振動を阻害すること
なく、極めて簡便な方法で電気的機械的接続を同時に行
うことができる。よって、従来のように機械的支持以外
に金属線によって電気的接続を行う必要がなくなる。
な効果を得ることができる。特許請求項第１項によれ
ば、出力電極を圧電セラミック素子の節領域の一つに延
出し、引出電極を形成しており、この部分を導体で支持
しているので圧電セラミック素子の振動を阻害すること
なく、極めて簡便な方法で電気的機械的接続を同時に行
うことができる。よって、従来のように機械的支持以外
に金属線によって電気的接続を行う必要がなくなる。
【００２６】特許請求項第２項によれば、圧電セラミッ
ク素子の表裏主面に形成された入力電極の振動の節領域
においても同様の支持形態をとることにより、より簡便
な電気的機械的接続が行える。
ク素子の表裏主面に形成された入力電極の振動の節領域
においても同様の支持形態をとることにより、より簡便
な電気的機械的接続が行える。
【００２７】特許請求項第３項によれば、大きなセラミ
ックウェハーから複数個の圧電セラミック素子を得るこ
とができ、また、引出電極が分極時には出力電極と電気
的に接続していないので、意図した比率での分極が行え
る。よって、圧電トランスとしての電気的特性に優れた
圧電セラミック素子を、容易に量産することができる。
ックウェハーから複数個の圧電セラミック素子を得るこ
とができ、また、引出電極が分極時には出力電極と電気
的に接続していないので、意図した比率での分極が行え
る。よって、圧電トランスとしての電気的特性に優れた
圧電セラミック素子を、容易に量産することができる。
【００２８】特許請求項第４項によれば、振動の節領域
に対応した支持部を有する上下絶縁板で圧電セラミック
素子の主面を覆っており、また支持部の導体で各電極と
電極接続を行っているので、振動を阻害することがな
く、かつ占有面積を必要以上に大きくすることなく、圧
電セラミック素子を保護することができる。また、放熱
性にも優れているので、圧電トランスの変換効率を低下
させることもない。
に対応した支持部を有する上下絶縁板で圧電セラミック
素子の主面を覆っており、また支持部の導体で各電極と
電極接続を行っているので、振動を阻害することがな
く、かつ占有面積を必要以上に大きくすることなく、圧
電セラミック素子を保護することができる。また、放熱
性にも優れているので、圧電トランスの変換効率を低下
させることもない。
【００２９】特許請求項第５項によれば、圧電トランス
の一方端に外部導出電極を導出しているので、複雑な導
出電極構成を必要とせずに搭載されるべきプリント配線
基板との電気的機械的接続が行える。
の一方端に外部導出電極を導出しているので、複雑な導
出電極構成を必要とせずに搭載されるべきプリント配線
基板との電気的機械的接続が行える。
【００３０】特許請求項第６項によれば、上下絶縁板に
取り付けられた金属端子板が入出力端子となり、極めて
簡単に表面実装化された圧電トランスを得ることができ
る。また、放熱性にも優れている。
取り付けられた金属端子板が入出力端子となり、極めて
簡単に表面実装化された圧電トランスを得ることができ
る。また、放熱性にも優れている。
【００３１】特許請求項第７項によれば、圧電セラミッ
ク素子の振動の節領域の接続が導電性のエラストマー
（弾性体）で行うことになるので、振動の損失が少なく
なり、電気的特性に優れた圧電トランスを得ることがで
きる。
ク素子の振動の節領域の接続が導電性のエラストマー
（弾性体）で行うことになるので、振動の損失が少なく
なり、電気的特性に優れた圧電トランスを得ることがで
きる。
【図１】本発明に使用する圧電セラミック素子の平面
図。
図。
【図２】図１の圧電セラミック素子の電極形成方法を示
す図
す図
【図３】第１の実施例の支持形態を示す図
【図４】第２の実施例を示す斜視図
【図５】第３の実施例を示す斜視図
【図６】第４の実施例を示す分解斜視図
【図７】図６を組み上げたときのＡ−Ａ断面図
【図８】第４の実施例に使用する上下絶縁板を示す図
【図９】絶縁板の支持部の例を示す断面図
【図１０】絶縁板の支持部の他の例を示す断面図
【図１１】絶縁板の支持部の他の例を示す断面図
【図１２】従来例を示す斜視図
【図１３】振動モードを示す図
【図１４】振動の節領域を示す図
１、８ 圧電セラミック素子 １１，１２，８１，８２ 入力電極 １３，８３ 出力電極 ２ 上絶縁板 ３ 下絶縁板 ２１，２２，３１，３２ 支持部
Claims (7)
- 【請求項１】 板状圧電セラミック素子の主面片側半分
を駆動部、他半分を発電部とし、前記駆動部を厚み方向
に分極するとともに表裏両主面に入力電極を形成し、前
記発電部を前記入力電極から発電部端面へ向かう方向に
分極するとともにこの端面に出力電極を形成し、振動の
節を支持してなる圧電トランスにおいて、前記出力電極
を少なくとも１つの主面の出力電極近傍の振動の節領域
まで延出した引出電極を形成し、この引出電極部分で支
持体と電気的機械的接続したことを特徴とする圧電トラ
ンス。 - 【請求項２】 板状圧電セラミック素子の主面片側半分
を駆動部、他半分を発電部とし、前記駆動部を厚み方向
に分極するとともに表裏両主面に入力電極を形成し、前
記発電部を前記入力電極から発電部端面の向かう方向に
分極するとともにこの端面に出力電極を形成し、λモー
ド以上の波長で励振させる圧電トランスにおいて、前記
出力電極を少なくとも１つの主面の出力電極近傍の振動
の節領域まで延出した引出電極を形成し、この引出電極
部分で支持体と電気的機械的接続するとともに、入力電
極においても他の振動の節領域で支持体と電気的機械的
接続したことを特徴とする圧電トランス。 - 【請求項３】 矩形板状のセラミックウェーハーの主面
片側半分の表裏面の各々のほぼ全面に入力電極を形成す
るとともに、出力電極側の振動の節領域となる主面領域
に所定の間隔で引出電極を形成し、かつ主面他半分の端
面のほぼ全面に出力電極を形成する工程と、これら入力
電極と出力電極間に直流の高電圧を印加することによ
り、入力電極から出力電極に向かう方向に分極を行う工
程と、入力電極間に直流の高電圧を印加することによ
り、入力電極間を厚み方向に分極する工程と、前記出力
電極と前記引出電極とを電気的に接続する工程と、この
セラミックウェハーを所定の間隔で切断し、一対の入力
電極と出力電極、引出電極を有する圧電セラミック素子
を複数得る工程を具備する圧電トランスの電極形成方
法。 - 【請求項４】 λモード以上の振動モードで駆動する板
状圧電セラミック素子の主面片側半分を駆動部、他半分
を発電部とし、前記駆動部を厚み方向に分極するととも
に表裏両主面に入力電極を形成し、前記発電部を前記入
力電極から発電部端面に向かう方向に分極するとともに
この端面に出力電極を形成し、この出力電極から少なく
とも１つの主面の出力電極近傍の振動の節領域まで延出
した引出電極を形成した板状圧電セラミック素子と、前
記板状圧電セラミック素子の節領域に対応する位置に形
成され、少なくとも表面が導体からなる複数の支持部を
有するとともに、これら支持部の導体を外部に導出する
外部導出電極を有する上絶縁板と下絶縁板とからなる圧
電トランスにおいて、前記圧電セラミック素子の振動の
節領域に形成された入力電極、引出電極と前記支持部と
を電気的機械的接続したことを特徴とする圧電トラン
ス。 - 【請求項５】 特許請求項第４項において、絶縁板の短
手方向寸法が圧電セラミック素子の当該寸法より大き
く、外部導出電極を短手方向の一方端のみで、各絶縁板
の支持部のない外主面に引き出し、この一方端のみで搭
載されるべき基板と導電性接合材により電気的機械的接
合したことを特徴とする圧電トランス。 - 【請求項６】 特許請求項第４項において、一方の入力
電極を上絶縁板板側に導出し、他方の入力電極を下絶縁
板側に導出し、各々外部導出電極を形成するとともに、
引出電極を少なくとも一方の絶縁板に導出し外部導出電
極を形成し、これら外部導出電極に電気的に接続され、
かつ上絶縁板並びに下絶縁板を挟持する金属板端子を取
り付けたことを特徴とする圧電トランス。 - 【請求項７】 特許請求項第４項、第５項、第６項にお
いて、支持部が導電エラストマであることを特徴とする
圧電トランス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5172556A JP2967562B2 (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 圧電トランス及び圧電トランスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5172556A JP2967562B2 (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 圧電トランス及び圧電トランスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0779027A true JPH0779027A (ja) | 1995-03-20 |
| JP2967562B2 JP2967562B2 (ja) | 1999-10-25 |
Family
ID=15944049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5172556A Expired - Fee Related JP2967562B2 (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 圧電トランス及び圧電トランスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2967562B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997043791A1 (en) * | 1996-05-15 | 1997-11-20 | Tokin Corporation | Piezoelectric transformer |
| EP0898314A1 (en) * | 1997-08-19 | 1999-02-24 | Tokin Corporation | Piezoelectric transformer and power supply including the same |
-
1993
- 1993-06-17 JP JP5172556A patent/JP2967562B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997043791A1 (en) * | 1996-05-15 | 1997-11-20 | Tokin Corporation | Piezoelectric transformer |
| EP0898314A1 (en) * | 1997-08-19 | 1999-02-24 | Tokin Corporation | Piezoelectric transformer and power supply including the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2967562B2 (ja) | 1999-10-25 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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