TWI403087B - Piezoelectric element packaging device - Google Patents

Description

壓電元件封裝裝置

本發明係有關一種壓電元件封裝裝置，特別是關於一種可避免壓電元件連接於電路上因運作所產生的震動而發生鬆脫、斷裂情況之封裝裝置。

按，壓電陶瓷片(簡稱『壓電片』)之運作乃係受高壓脈波之激發，而將機械能轉換為電能，以應用於電源組件上，或者能將電能轉換成聲能，其除了可應用在電話免持聽筒之聲音組件(麥克風)外，亦可應用在超音波技術，以及水底影像之探測；也由於，壓電片在運作時會因為受電流導通之作用而產生震盪，因此壓電片與電路板之間必須具有極為穩固之電路連結構造，以避免壓電片之震盪而造成電路之鬆脫、斷裂。

然而，壓電片所使用之電路連結構造主要係在壓電片之電壓輸入、輸出端設有接腳(節點)，再利用一導電線一端與各接腳相互焊接，另一端連結於電路板上的組件或線路。當高壓脈波輸入，使電流經由導電線傳送至壓電片時，會讓壓電片產生上、下、左、右之激烈震盪，又由於導電線非常細的緣故，因此受到壓電片的激烈震盪，容易使導電線受損或折斷，進而導致壓電片的運作功能不佳或失去作用。

有鑑於此，本發明遂提出一種壓電元件封裝裝置，以改善存在於先前技術中之該些缺失。

本發明的主要目的在於提供一種壓電元件封裝裝置，係利用封裝裝置內的彈性體作為緩衝，以有效保護其內之壓電元件，故可防止壓電元件運作時所造成的震動衝擊問題。

本發明之另一目的係提供一種壓電元件封裝裝置，其更設有固定件，用以對應卡合固定於一電路板之卡槽上，可縮小整個電路板厚度，而讓最終產品尺寸達到薄型化之優點，極具有市場競爭優勢。

本發明之又一目的係提供一種壓電元件封裝裝置，封裝裝置可視壓電元件之厚度來調整封裝整體高度。

為達到上述目的，本發明提供一種壓電元件封裝裝置，包括上蓋中間設有一第一孔洞，上蓋內緣且於第一孔洞周緣設有一第一凹槽，用以嵌設一環形狀之第一彈性體。下蓋中間設有一第二孔洞，下蓋內緣且於第二孔洞周緣設有一第二凹槽，用以嵌設一環形狀之第二彈性體，將上蓋對應固定於下蓋以形成一容置空間，且壓電元件係設置於容置空間內。壓電元件之上、下表面分別設有一節點，於上蓋與下蓋之外表面上分別設置一第一導電片與第二導電片，第一導電片與第二導電片之彎折延伸部，如第一圓柱導電體第二圓柱導電體分別穿透上蓋、下蓋之第一孔洞、第二孔洞，以及第一凹槽、第一凹槽內嵌之第一彈性體及第二彈性體，並延伸且利用焊接方式連接至壓電元件之上、下表面的節點上，使壓電元件介於第一彈性體與第二彈性體之間。因此，壓電元件運作時，可利用第一彈性體對第一凹槽及第一圓柱導電體之反撥彈性以及第二彈性體對第二凹槽及第二圓柱導電體之反撥彈性作為上、下、左、右之緩衝作用，以解決震動衝擊的情況，進而達到360度防震的功效。

底下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

請一併參閱第一圖及第二圖，分別為本發明之立體圖及立體分解圖。在第二圖中，壓電元件封裝裝置包含上蓋11及下蓋12，中間分別設有一第一孔洞111及第二孔洞121，上蓋11及下蓋12外表面分別設有一第一容置槽112及一第二容置槽122，分別用以容置第一導電片15及第二導電片16。第一導電片15及第二導電片16係為一導電薄片，且第一導電片15及第二導電片16之彎折延伸部分別係為一第一圓柱導電體151及一第二圓柱導電體161。上蓋11內緣且於第一孔洞111周緣設有一第一凹槽113，用以嵌設一環形狀之第一彈性體13。下蓋12內緣且於第二孔洞121周緣設有一第二凹槽123，用以嵌設一環形狀之第二彈性體14。將一壓電元件17設置於第一彈性體13及第二彈性體14之間，其中壓電元件17之上、下表面分別設有對應第一彈性體13及第二彈性體14之第一節點171及第二節點172。第一導電片15之第一圓柱導電體151係穿透第一孔洞111與第一彈性體13並延伸且連接於第一節點171上，第二導電片16之第二圓柱導電體161係穿透第二孔洞121與第二彈性體14並延伸且連接於第二節點172上，其中連接方式係為焊接方式。於上蓋11之一水平線內緣圓周邊上設有一第一卡合組，即複數個凸塊114，於下蓋12之水平線外緣圓周邊上設有一第二卡合組，即複數個凹槽124。如第一圖所示，當上蓋11之此些凸塊114對應卡合固定於下蓋12之此些凹槽124，可形成一容置空間，且壓電元件17設置於容置空間內。此外，此些凹槽124更包含不同水平高度之複數個第一卡合元件，即複數個凹槽，且凹槽124可依據壓電元件17之厚度，以供凸塊114對應卡合固定，藉此可視壓電元件17之厚度來調整封裝整體高度之優點。由上述可得知，當壓電元件17運作時，可利用第一彈性體13對第一凹槽113及第一圓柱導電體151之反撥彈性以及第二彈性體14對第二凹槽123及第二圓柱導電體161之反撥彈性作為上、下、左、右之緩衝作用，以解決震動衝擊的情況，進而達到360度防震的功效。其中第一彈性體13與第二彈性體14之材質係為矽膠、橡膠或塑膠，故具有彈性恢復力、耐壓縮永久變形性、應力鬆弛性、耐熱性及疲勞抗性等優點。

為進一步瞭解壓電元件17運作時，可利用第一彈性體13及第二彈性體14之反撥彈性達到306度之緩衝作用，請一併參閱第三圖、第四(A)圖及第四(B)圖，第三圖為第一圖沿A-A’剖面線所取之剖視圖，第四(A)圖為第三圖之壓電元件上下震動狀態之示意圖。如第四(A)圖所示，壓電元件17運作而產生上、下震動時，若壓電元件17往上震動，會讓第一彈性體13受擠壓變形，並利用第一彈性體13之反撥彈性特性使壓電元件17復位。反之，若壓電元件17往下震動，會讓第二彈性體14受擠壓變形(圖中未顯示)，並利用第二彈性體14之反撥彈性特性使壓電元件17復位。藉此，當壓電元件17往覆地作上、下震動時，第一彈性體13對第一凹槽113及壓電元件17之上表面做反撥彈性以及第二彈性體14對第二凹槽123及壓電元件17之下表面之反撥彈性，以達到緩衝功效。

如第四(B)圖所示，為第三圖之壓電元件左右震動狀態之示意圖。壓電元件17運作而產生左、右震動時，若壓電元件17往左震動，會讓第一彈性體13受擠壓變形，並利用第一彈性體13之反撥彈性特性使壓電元件17復位。反之，若壓電元件17往右震動，會讓第二彈性體14受擠壓變形(圖中未顯示)，並利用第二彈性體14之反撥彈性特性使壓電元件17復位。藉此，當壓電元件17往覆地作左、右震動時，第一彈性體13對第一凹槽113及第一圓柱導電體151做反撥彈性以及第二彈性體14對第二凹槽123及第二圓柱導電體16之反撥彈性，以達到緩衝功效。由上述可得知，本發明可以解決震動衝擊的情況，進而達到上、下、左、右之360度防震的功效。

接續，如第五(A)圖所示，本發明可嵌設於一電路板30上，本實施例與第一圖不同在於上蓋11周緣設有至少一第二卡合元件，如於120度、240度及360度的位置各延伸有一凸部115，下蓋12之底部直徑係大於或等於上蓋11周緣之凸部115。當上蓋11之凸塊114對應卡合固定於下蓋12之凹槽124，可形成一容置空間，且壓電元件17設置於容置空間內，藉此可組裝成一「工」字型的壓電元件封裝裝置1。電路板30具有一卡槽301，係用以對應嵌設壓電元件封裝裝置1，卡槽301周緣設有凹部302，用以對應上蓋11之凸部115。當壓電元件封裝裝置1及其上蓋11之凸部115對應嵌入於電路板30之卡槽301及凹部302內後，可使下蓋12之底部固定於電路板30之上表面，而上蓋11之凸部115穿透至電路板30之下表面，再旋轉壓電元件封裝裝置1，使上蓋11之凸部115脫離電路板30之凹部302，即可將上蓋11之凸部115固定於電路板30之下表面。如第五(B)圖所示，由第五(A)圖之操作方式，即可將壓電元件封裝裝置1穩固的卡合固定於電路板30上。當然，若再次旋轉壓電元件封裝裝置1，使上蓋11之凸部115對應電路板30之凹部302，即可將壓電元件封裝裝置1自電路板30上卸除。

除了上述第五(A)及第五(B)圖之實施方式外，本發明用以嵌設於一電路板30上，如第六(A)圖所示，更可於下蓋12周緣設有至少一第三卡合元件，如於120度、240度及360度的位置各延伸有一凸部125，上蓋11之底部直徑係大於或等於下蓋12周緣之凸部125。當上蓋11之凸塊114對應卡合固定於下蓋12之凹槽124，可形成一容置空間，且壓電元件17設置於容置空間內，藉此可組裝成一倒「工」字型的壓電元件封裝裝置1。當壓電元件封裝裝置1及其下蓋12之凸部125對應嵌入於電路板30之卡槽301及凹部302內後，可使上蓋11之底部固定於電路板30之上表面，而下蓋12之凸部125穿透至電路板30之下表面，再旋轉壓電元件封裝裝置1，使下蓋12之凸部125脫離電路板30之凹部302，即可將下蓋12之凸部125固定於電路板30之下表面。如第六(B)圖所示，由第六(A)圖之操作方式，即可將壓電元件封裝裝置1穩固的卡合固定於電路板30上。

此外，如第七圖所示，壓電元件封裝裝置1之上蓋11及下蓋12更可分別周緣設有至少一凸部115及凸部125，用以對應嵌入於電路板30之卡槽301及其周緣凹部302內。旋轉壓電元件封裝裝置1，使上蓋11及下蓋12之凸部115及凸部125脫離電路板30之凹部302，即可將上蓋11及下蓋12之凸部115及凸部125分別固定於電路板30之上、下表面上。

綜上所述，本發明之壓電元件封裝裝置1嵌設於電路板30上後，上蓋11及下蓋12外表面之第一容置槽112及第二容置槽122內分別容置有第一導電片15及第二導電片16，係分別連接於電路板30之上下表面的元件或線路，可縮小整個電路板厚度，而讓最終產品尺寸達到薄型化之優點，極具有市場競爭優勢。更進一步而言，利用第一彈性體13對第一凹槽113及第一圓柱導電體151之反撥彈性以及第二彈性體14對第二凹槽123及第二圓柱導電體161之反撥彈性作為上、下、左、右之緩衝來達到360度防震目的，可有效保護其內之壓電元件17，故可防止壓電元件17運作時所造成的震動衝擊問題，可解決先前技術因運作所產生的震動，而使壓電元件嵌設於電路板上的元件或線路發生鬆脫或斷裂情況。

以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

1．．．壓電元件封裝裝置

11．．．上蓋

111．．．第一孔洞

112．．．第一容置槽

113．．．第一凹槽

114．．．凸塊

115．．．凸部

12．．．下蓋

121．．．第二孔洞

122．．．第二容置槽

123．．．第二凹槽

124．．．凹槽

125．．．凸部

13．．．第一彈性體

14．．．第二彈性體

15．．．第一導電片

151．．．第一圓柱導電體

16．．．第二導電片

161．．．第二圓柱導電體

17．．．壓電元件

171．．．第一節點

172．．．第二節點

30．．．電路板

301．．．卡槽

302．．．凹部

第一圖為本發明之立體圖。

第二圖為本發明之立體分解圖。

第三圖為第一圖沿A-A’剖面線所取之剖視圖。

第四(A)圖為第三圖之壓電元件上下震動狀態之示意圖。

第四(B)圖為第三圖之壓電元件左右震動狀態之示意圖。

第五(A)圖為本發明嵌設於電路板前之第一實施例示意圖。

第五(B)圖為本發明嵌設於電路板後之第一實施例示意圖。

第六(A)圖為本發明嵌設於電路板前之第二實施例示意圖。

第六(B)圖為本發明嵌設於電路板後之第二實施例示意圖。

第七圖為本發明嵌設於電路板上之第三實施例示意圖。

11．．．上蓋

111．．．第一孔洞

112．．．第一容置槽

113．．．第一凹槽

114．．．凸塊

12．．．下蓋

121．．．第二孔洞

122．．．第二容置槽

123．．．第二凹槽

124．．．凹槽

13．．．第一彈性體

14．．．第二彈性體

15．．．第一導電片

151．．．第一圓柱導電體

16．．．第二導電片

161．．．第二圓柱導電體

17．．．壓電元件

171．．．第一節點

172．．．第二節點

Claims (10)

1. 一種壓電元件封裝裝置，包括：一上蓋，其中間設有一第一孔洞，該上蓋內緣且於該第一孔洞周緣設有一第一凹槽，該第一凹槽係嵌設一第一彈性體；一下蓋，其中間設有一第二孔洞，該下蓋內緣且於該第二孔洞周緣設有一第二凹槽，該第二凹槽用以嵌設一第二彈性體，該下蓋係對應固定於該上蓋以形成一容置空間；一壓電元件，係設置該容置空間內，且介於該第一彈性體與該第二彈性體之間，該壓電元件之上、下表面分別設有一節點；以及二導電片，分別位於該上、下蓋之外表面上，該二導電片之彎折延伸部係分別穿透該第一孔洞及該第二孔洞，並分別連接於該節點。
2. 如申請專利範圍第1項所述之壓電元件封裝裝置，其中該上蓋及該下蓋之外表面分別設有一第一容置槽及一第二容置槽，分別係設置該二導電片。
3. 如申請專利範圍第1項所述之壓電元件封裝裝置，其中該二導電片係為一導電薄片，且其該彎折延伸部係為一圓柱導電體。
4. 如申請專利範圍第1項所述之壓電元件封裝裝置，其中該上蓋周緣設有一第一卡合組，係對應卡合固定於該下蓋周緣之一第二卡合組。
5. 如申請專利範圍第4項所述之壓電元件封裝裝置，其中該第二卡合組包含不同水平高度之複數個第一卡合元件，該些第一卡合元件係依據該壓電元件之厚度以供該第一卡合組對應卡合固定。
6. 如申請專利範圍第1項所述之壓電元件封裝裝置，其中該第一彈性體及該第二彈性體之材質係為矽膠、橡膠或塑膠。
7. 如申請專利範圍第1項所述之壓電元件封裝裝置，其中該第一彈性體及該第二彈性體係為一環形狀，係供該二導電片之該彎折延伸部分別穿透該第一孔洞、該第一彈性體及該第二孔洞、該第二彈性體，以連接於該壓電元件之該上、下表面的該節點上。
8. 如申請專利範圍第1項所述之壓電元件封裝裝置，其中該上蓋或下蓋周緣更設有至少一第二卡合元件，係卡合固定於一電路板上。
9. 如申請專利範圍第8項所述之壓電元件封裝裝置，其中該電路板具有一卡槽，係供該第二卡合元件卡合固定。
10. 如申請專利範圍第1項所述之壓電元件封裝裝置，其中該第一彈性體及該第二彈性體係緩衝該壓電元件作360度之震動狀態。