WO2017043223A1 - 圧電振動デバイス - Google Patents

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浅野宏志
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Definitions

  • the present invention relates to a piezoelectric vibration device, and particularly to a piezoelectric vibration device mounted on a wiring board.
  • a piezoelectric transformer disclosed in Patent Document 1 includes a piezoelectric vibrator and a resin case having a cavity for housing the piezoelectric vibrator.
  • a pillow portion is formed on the bottom surface of the cavity of the resin case, and a mechanical vibration node of the piezoelectric vibrator is supported by the pillow portion in a state where the piezoelectric vibrator is accommodated in the cavity.
  • the flexible plate spring-like lead terminals are in contact with the input / output electrodes of the piezoelectric vibrator, thereby being electrically connected.
  • An object of the present invention is to provide a piezoelectric vibration device in which deterioration of characteristics due to displacement of a piezoelectric vibrator and fluctuation of a pressing force of a lead terminal is suppressed.
  • the piezoelectric vibration device of the present invention has a piezoelectric vibrator, flexible substrate and case,
  • the piezoelectric vibrator has a piezoelectric element and an external electrode formed on the surface of the piezoelectric element
  • the flexible board includes an element mounting terminal to which the external electrode of the piezoelectric vibrator is connected, and an external connection terminal to be connected to a wiring board
  • the case has a fixing part to the wiring board, and a ceiling part,
  • the fixing portion forms a space for accommodating the piezoelectric vibrator and the flexible substrate between the ceiling portion and the wiring substrate in a mounted state on the wiring substrate,
  • the external electrode of the piezoelectric vibrator is connected to the element mounting terminal of the flexible substrate, and the piezoelectric vibrator is suspended from the ceiling of the case in the case via a holding member.
  • the piezoelectric vibrator is electrically connected to the wiring board on the mounting destination via a flexible substrate, and mechanically suspended from the ceiling of the case via a holding member. Therefore, since the influence on the mechanical vibration inhibition with respect to the displacement of the mounting position of the piezoelectric vibrator on the flexible substrate is small, there is little variation in characteristics with respect to the variation in mounting position.
  • the fixed portion forms a space for accommodating the piezoelectric vibrator and the flexible substrate between the ceiling of the case and the wiring board when the piezoelectric vibration device is mounted on the wiring board, the piezoelectric vibrator and the wiring Although only the flexible substrate is interposed between the substrate and the substrate, the mechanical vibration inhibition of the piezoelectric vibrator is suppressed.
  • the external electrode is formed on the first surface of the piezoelectric element, and a second surface opposite to the first surface of the piezoelectric element is held on the ceiling portion of the case. It is preferable. Thereby, the ceiling of the case and the flexible substrate are arranged in parallel, and a low-profile piezoelectric vibration device is obtained.
  • the holding member is preferably disposed between a mechanical vibration node of the piezoelectric vibrator and the ceiling portion. Thereby, mechanical vibration inhibition of the piezoelectric vibrator is effectively suppressed.
  • the external electrode is connected to the element mounting terminal via a conductive bonding material at a mechanical vibration node in the first surface. preferable. Thereby, mechanical vibration inhibition of the piezoelectric vibrator is effectively suppressed.
  • the case includes a first case portion having the ceiling portion and a second case portion having the fixing portion, and the first case.
  • the part is preferably held by the second case part.
  • the first case portion is a resin molded body and the second case is a metal molded body. Thereby, electrical insulation between the first case portion and the piezoelectric vibrator is easily ensured by the first case portion.
  • the piezoelectric vibrator is, for example, a piezoelectric transformer.
  • a transformer circuit with high power conversion efficiency can be constituted.
  • the piezoelectric transformer includes an input vibration unit on one side of a longitudinal direction of a rectangular parallelepiped piezoelectric element and an output vibration unit on the other side, and the piezoelectric vibrator vibrates in a longitudinal vibration mode. .
  • an external electrode can be easily formed in the 1st surface of a piezoelectric element about both an input vibration part and an output vibration part.
  • the flexible substrate has a frame and a lead-out portion drawn out from the frame, and the element mounting terminal is formed in the lead-out portion,
  • the external connection terminal is preferably formed on the frame. Accordingly, it is easy to mount the piezoelectric vibrator without covering the external connection terminals, although the flexible substrate has a limited area.
  • the external connection terminals can be arranged on the outer peripheral portion of the flexible substrate, it is easy to connect the external connection terminals of the flexible substrate to the wiring substrate.
  • the lead portion is connected to the frame at a root portion, and the element mounting terminal is formed at a tip portion of the lead portion. Thereby, mechanical vibration inhibition is suppressed.
  • the piezoelectric vibrator is a piezoelectric transformer, A first piezoelectric transformer; A second piezoelectric transformer; With The flexible substrate has a first mounting region of the first piezoelectric transformer and a second mounting region of the second piezoelectric transformer, which are provided across a symmetry axis.
  • the external electrode of each of the first piezoelectric transformer and the second piezoelectric transformer includes a primary side first external electrode, a primary side second external electrode, and a secondary side external electrode, and the primary side first external electrode
  • the electrode, the primary side second external electrode, and the formation position of the secondary side external electrode are mounted on the flexible substrate so as to be line symmetric with respect to the symmetry axis
  • the element mounting terminal of the flexible substrate is: A first mounting electrode to which the primary first external electrode of the first piezoelectric transformer is connected; A second mounting electrode to which the primary second external electrode of the first piezoelectric transformer is connected; A third mounting electrode to which the secondary external electrode of the first piezoelectric transformer is connected; A fourth mounting electrode to which the primary first external electrode of the second piezoelectric transformer is connected; A fifth mounting electrode to which the primary second external electrode of the second piezoelectric transformer is connected; A sixth mounting electrode to which the secondary external electrode of the second piezoelectric transformer is connected; Have The first mounting electrode and the fourth mounting electrode are provided in line
  • the polarities of the electrodes of the first and second piezoelectric transformers adjacent to each other can be made the same. For this reason, it is not necessary to arrange the first piezoelectric transformer and the second piezoelectric transformer apart from each other. As a result, an increase in size can be suppressed while ensuring insulation between the electrodes of the two piezoelectric transformers.
  • the flexible substrate is A frame, a first drawer drawn from the frame, a second drawer drawn from the frame, A first element mounting terminal formed on the first lead portion and connected to the first external electrode of the piezoelectric vibrator, and a second external electrode formed on the second lead portion and connected to the second external electrode of the piezoelectric vibrator.
  • a second element mounting terminal, With A first root portion of the first lead portion connected to the frame is closer to the second element mounting terminal than the first element mounting terminal; It may be configured.
  • the length of the first lead portion of the flexible substrate can be increased, and the spring property from the root portion of the first lead portion to the first external electrode of the piezoelectric vibrator is high. Therefore, mechanical vibration inhibition of the piezoelectric vibrator is suppressed.
  • the external electrode includes a first external electrode, a second external electrode, a third external electrode, and a fourth external electrode
  • the piezoelectric vibrator is a piezoelectric transformer
  • the piezoelectric transformer is The piezoelectric element having a rectangular first surface; A plurality of first internal electrodes provided in the piezoelectric element and connected to the first external electrodes; A plurality of second internal electrodes provided in the piezoelectric element and connected to the second external electrodes; A plurality of third internal electrodes provided in the piezoelectric element and connected to the third external electrodes; A plurality of fourth internal electrodes provided in the piezoelectric element and connected to the fourth external electrodes; With The first external electrode, the second external electrode, the third external electrode, and the fourth external electrode are insulated from each other and provided on the first surface of the piezoelectric element; The first external electrode and
  • the piezoelectric vibrator is a piezoelectric transformer
  • the piezoelectric element is A polarized input part, a polarized output part, and an insulating part disposed between the input part and the output part are formed
  • the piezoelectric transformer is An input-side first internal electrode and an input-side second internal electrode that are provided in the input unit and face each other; An output-side first internal electrode and an output-side second internal electrode that are provided in the output unit and face each other;
  • the input-side second internal electrode is An electrode connected to the input-side reference potential, at least a part of which is located closer to the insulating portion than the input-side first internal electrode;
  • the output-side second internal electrode is The electrode is connected to the output side reference potential, at least a part is located on the insulating portion side than the output side first internal electrode, It may be configured.
  • the stray capacitance formed between the input-side second internal electrode and the output-side second internal electrode is increased, and formed between the input-side first internal electrode and the output-side first internal electrode.
  • the stray capacitance can be reduced.
  • bonding by the stray capacitance with the input side 1st internal electrode to which a voltage is applied, and the output side 1st internal electrode which outputs a voltage can be suppressed.
  • the output-side reference potential is in a floating state as viewed from the input-side reference potential. Become. In this state, when the user touches (operates) a load connected to the output section side (output side first internal electrode) of the piezoelectric transformer, the output side reference potential may fluctuate.
  • the input-side second internal electrode and the output-side second internal electrode are coupled by a stray capacitance formed therebetween.
  • the AC potential difference between the output-side reference potential to which the output-side second internal electrode is connected and the input-side reference potential to which the input-side second internal electrode is connected can be reduced. Therefore, the output side reference potential is stabilized, and as a result, malfunction of the load can be prevented.
  • the problem of characteristic deterioration due to displacement of the piezoelectric vibrator and fluctuation of the pressing force for holding the piezoelectric vibrator is avoided, and a piezoelectric vibration device having stable characteristics can be obtained.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a piezoelectric transformer module according to a first embodiment of the present invention and a wiring board on which the piezoelectric transformer module is mounted.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the mounting structure of the piezoelectric transformer module on the wiring board.
  • FIG. 3 is a plan view of the flexible substrate.
  • 4A and 4B are perspective views of the piezoelectric transformer.
  • FIG. 5A, FIG. 5B, FIG. 5C, FIG. 5D, and FIG. 5E are perspective views showing the structure in each step when manufacturing the piezoelectric transformer module.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a connection relationship between an external connection terminal and two piezoelectric transformers in the piezoelectric transformer module.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a piezoelectric transformer module according to a first embodiment of the present invention and a wiring board on which the piezoelectric transformer module is mounted.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the mounting
  • FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing the piezoelectric transformer module and its mounting structure.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the fixed portion in a state where the piezoelectric transformer module is mounted on the wiring board.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing the piezoelectric transformer module and its mounting structure.
  • FIG. 10A is a plan view of the piezoelectric transformer, and FIG. 10B is a perspective view showing the structure inside the piezoelectric transformer.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the vibration directions of the input vibration unit and the output vibration unit.
  • FIG. 12 is a plan view of a flexible substrate provided in a piezoelectric transformer module according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13A is a plan view of the piezoelectric transformer module according to the third embodiment, and FIG. 13B is a front view of the piezoelectric transformer module.
  • 14A is a plan view of the flexible substrate, and FIG. 14B is a cross-sectional view taken along line IIB-IIB in FIG.
  • FIG. 15 is a plan view of the piezoelectric transformer.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining wiring when a piezoelectric transformer is mounted on a flexible substrate.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining a method of manufacturing a piezoelectric transformer.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining a method of manufacturing a piezoelectric transformer.
  • FIG. 19 is a plan view of a piezoelectric transformer when there are three input / output terminals.
  • FIG. 19 is a plan view of a piezoelectric transformer when there are three input / output terminals.
  • FIG. 20 is a plan view of a flexible substrate on which the piezoelectric transformer of FIG. 19 is mounted.
  • FIG. 21 is a plan view of a flexible substrate according to the fourth embodiment.
  • FIG. 22 is a perspective view of the piezoelectric transformer.
  • FIG. 23A and FIG. 23B are partial cross-sectional views showing the structure of the connection portion of the flexible substrate to the wiring substrate and the positional relationship between the piezoelectric transformer 1 and the wiring substrate.
  • FIG. 24A is a plan view of the piezoelectric transformer
  • FIG. 24B is a perspective view showing the structure inside the piezoelectric transformer.
  • FIG. 25 is a diagram for explaining the vibration directions of the input vibration unit and the output vibration unit.
  • FIG. 26 is a plan view of a flexible substrate according to the fifth embodiment.
  • FIG. 27 is a plan view of a flexible substrate according to the sixth embodiment.
  • 28A is a plan view of the piezoelectric transformer according to the seventh embodiment
  • FIG. 28B is a cross-sectional view taken along the line IB-IB in FIG. 28A
  • FIG. 28C is a plan view of FIG. It is sectional drawing of an IC-IC line.
  • FIG. 29 is a diagram for explaining the vibration directions of the input area and the output area.
  • FIG. 30 is a diagram illustrating a piezoelectric transformer device in which a piezoelectric transformer is mounted on a substrate.
  • FIG. 31A is a plan view of the piezoelectric transformer according to the eighth embodiment
  • FIG. 31B is a perspective view.
  • FIG. 32A is a cross-sectional view taken along line VA-VA in FIG. 31A
  • FIG. 32B is a cross-sectional view taken along line VB-VB in FIG. 31A
  • FIG. 31A is a cross-sectional view taken along line VC-VC in FIG. 31A
  • FIG. 32D is a cross-sectional view taken along line VD-VD in FIG.
  • FIG. 33 is a diagram for explaining the reason why a crack occurs in the piezoelectric element.
  • FIG. 34 is a perspective view of the piezoelectric transformer according to the ninth embodiment.
  • FIG. 35 is a diagram illustrating a configuration of a piezoelectric transformer according to the tenth embodiment.
  • FIG. 36A is a perspective view showing the configuration of the piezoelectric transformer according to the eleventh embodiment
  • FIG. 36B is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
  • FIG. 37 is a diagram showing a piezoelectric transformer module according to the twelfth embodiment.
  • FIG. 38 is a diagram illustrating a piezoelectric transformer module according to a thirteenth embodiment.
  • FIG. 39 is a circuit diagram of an AC adapter according to the fourteenth embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a piezoelectric transformer module 101 according to an embodiment of the present invention and a wiring board 200 on which the piezoelectric transformer module 101 is mounted.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a mounting structure 300 of the piezoelectric transformer module 101 with respect to the wiring board 200. 1 and 2, illustration of various terminals and conductor patterns formed on the flexible substrate 2 is omitted.
  • the piezoelectric transformer module 101 includes piezoelectric transformers 1A and 1B, a flexible substrate 2, and a case 3 that holds the piezoelectric transformers 1A and 1B and the flexible substrate 2.
  • the piezoelectric transformers 1A and 1B are examples of the “piezoelectric vibrator” according to the present invention.
  • the piezoelectric transformer module 101 is an example of the “piezoelectric vibration device” according to the present invention.
  • the piezoelectric transformers 1A and 1B have a piezoelectric element and external electrodes (details will be described later) formed on the surface of the piezoelectric element, and the flexible substrate 2 is an element to which the external electrodes of the piezoelectric transformers 1A and 1B are connected.
  • a mounting terminal and an external connection terminal connected to the wiring board 200 are provided.
  • the case 3 has a fixing part 32S to the wiring board 200 and a ceiling part (details will be described later).
  • the fixing part 32S is mounted between the ceiling part and the wiring board 200 when mounted on the wiring board 200.
  • a space for accommodating the piezoelectric transformers 1A and 1B and the flexible substrate 2 is formed.
  • the case 3 includes a first case part 31 having the ceiling part and a second case part 32 having a fixing part 32S, and the first case part 31 is held by the second case part 32.
  • the wiring board 200 is formed with a slot 232S into which the fixing portion 32S is inserted. Further, connection terminals (lands) 225A, 225B, 226, 227A, 227B, and 228 to which external connection terminals formed on the flexible substrate 2 are connected are formed on the wiring board 200.
  • Cream solder is printed and applied to the connection terminals 225A, 225B, 226, 227A, 227B, and 228 of the wiring board 200, and the fixing portion 32S of the piezoelectric transformer module 101 is inserted into the slot 232S of the wiring board 200 and soldered by the reflow soldering method.
  • the mounting structure 300 of the piezoelectric transformer module 101 shown in FIG. 2 is configured.
  • FIG. 3 is a plan view of the flexible substrate 2.
  • the flexible substrate 2 includes element mounting terminals 21A, 21B, 22A, 22B, 23A, 23B, 24A, and 24B to which external electrodes of the piezoelectric transformers 1A and 1B are connected, and external connection terminals 25A and 25B that are connected to the wiring board. 25B, 26, 27A, 27B, and 28.
  • the flexible substrate 2 has a frame 20F having a rectangular frame shape and a plurality of lead portions 20L extending from the frame 20F while being bent in an L-shape, and includes element mounting terminals 21A, 21B, 22A, 22B, and 23A. , 23B, 24A, 24B are formed in the lead-out portion 20L.
  • the lead portion 20L is connected to the frame 20F at the root portion 20R, and the element mounting terminals 21A, 21B, 22A, 22B, 23A, 23B, 24A, and 24B are formed at the distal end portion of the lead portion 20L. Yes.
  • the element mounting terminals 21 ⁇ / b> A, 21 ⁇ / b> B, 22 ⁇ / b> A, 22 ⁇ / b> B, 23 ⁇ / b> A, 23 ⁇ / b> B, 24 ⁇ / b> A, 24 ⁇ / b> B are formed at positions where mechanical vibrations of the flexible substrate 2 are hardly hindered.
  • External connection terminals 25A, 25B, 26, 27A, 27B, and 28 are formed on the frame 20F of the flexible substrate 2.
  • the external connection terminals 25A, 25B, 26, 27A, 27B, and 28 are formed particularly on the outer periphery of the frame 20F.
  • FIG. 4 (A) and 4 (B) are perspective views of the piezoelectric transformer 1A.
  • 4A is a perspective view with the first surface S1 of the piezoelectric transformer 1A as the top surface
  • FIG. 4B is a perspective view with the second surface S2 of the piezoelectric transformer 1A as the top surface.
  • the piezoelectric transformer 1A includes a rectangular parallelepiped piezoelectric element 10 and external electrodes 11, 12, 13, and 14 formed along two opposite sides of the first surface S1 of the piezoelectric element 10.
  • the external electrodes 11 and 12 are external electrodes of an input vibration part (hereinafter referred to as an input area), and the external electrodes 13 and 14 are external electrodes of an output vibration part (hereinafter referred to as an output area).
  • Two holding members 4 are provided on the second surface S2 facing the first surface S1 of the piezoelectric transformer 1A.
  • the holding member 4 is an elastic member that can absorb the vibration of the piezoelectric vibrator, and is, for example, a fine double-sided adhesive tape.
  • the holding member 4 is attached to a mechanical vibration node of the piezoelectric transformer 1A described later.
  • the configuration of the piezoelectric transformer 1B is such that the polarity of the external electrode is mirror-symmetric with the piezoelectric transformer 1A. Other configurations are the same.
  • FIG. 5A, FIG. 5B, FIG. 5C, FIG. 5D, and FIG. 5E are perspective views showing the structure in each step during the manufacture of the piezoelectric transformer module 101.
  • FIG. is there. 5A to 5E, illustration of various terminals and conductor patterns formed on the flexible substrate 2 is omitted.
  • FIG. 5A is a perspective view of the flexible substrate 2
  • FIG. 5B is a perspective view in a state where the piezoelectric transformers 1A and 1B are mounted on the flexible substrate.
  • the piezoelectric transformers 1 ⁇ / b> A and 1 ⁇ / b> B are connected with their first surfaces S ⁇ b> 1 facing the flexible substrate 2.
  • cream solder is printed and applied to the element mounting terminals 21A, 21B, 22A, 22B, 23A, 23B, 24A, and 24B of the flexible substrate 2, and the piezoelectric transformers 1A and 1B are mounted on the flexible substrate 2 and reflowed. Connect by soldering.
  • the element mounting terminals 21A, 22A, 23A, and 24A are preferably connected to a mechanical vibration node of the piezoelectric transformer 1A.
  • the element mounting terminals 21B, 22B, 23B, and 24B are preferably connected to a mechanical vibration node of the piezoelectric transformer 1B.
  • FIG. 5C shows a state in which the holding member 4 is pasted on the second surface S2 of the piezoelectric transformers 1A and 1B.
  • FIG. 5 (D) shows a state in which the first case portion 31 is placed on the flexible substrate 2.
  • the first case portion 31 has a top plate portion 31T and four leg portions 31S.
  • a space for accommodating the piezoelectric transformers 1A and 1B between the inner surface of the top plate portion 31T (the ceiling of the first case portion 31) and the upper surface of the flexible substrate 2 with the first case portion 31 covered on the upper portion of the flexible substrate 2. Is configured.
  • the second case S2 of the piezoelectric transformers 1A and 1B is attached to the ceiling of the first case part 31 via the holding member 4 by covering the upper part of the flexible substrate 2 with the first case part 31.
  • FIG. 5E shows a state in which the first case portion 31 is covered with the second case portion 32.
  • the second case portion 32 includes a top plate portion 32T and four fixing portions 32S.
  • the second case part 32 is bent so that the two fixing parts 32 ⁇ / b> F hold the first case part 31, and is integrated with the first case part 31.
  • the piezoelectric transformer module 101 shown in FIG. 1 is configured by assembling the components shown above.
  • FIG. 6 is a diagram showing a connection relationship between the external connection terminal and the two piezoelectric transformers 1A and 1B of the piezoelectric transformer module 101.
  • the external electrodes 11 and 12 in the input region of the piezoelectric transformer 1A are connected to the external connection terminals 26 and 25A, respectively, and the external electrodes 13 in the output region of the piezoelectric transformer 1A. , 14 are connected to external connection terminals 28, 27A, respectively.
  • the external electrodes 11 and 12 in the input region of the piezoelectric transformer 1B are connected to the external connection terminals 26 and 25B, respectively, and the external electrodes 13 and 14 in the output region of the piezoelectric transformer 1B are connected to the external connection terminals 28 and 27B, respectively. .
  • the piezoelectric transformer module 101 of the present embodiment when a voltage is input between the external connection terminal 26 and the external connection terminals 25A and 25B, the external connection terminal 28 and the external connection terminals 27A and 27B Each voltage is output from between.
  • FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the piezoelectric transformer module 101. As shown in this figure, the first surface S1 of the piezoelectric transformer 1A is joined to the element mounting terminal of the flexible substrate 2 via the solder 5. The second surface S2 of the piezoelectric transformer 1A is affixed to the ceiling portion 31C of the first case portion 31 via the holding member 4.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the fixed portion 32S portion when the piezoelectric transformer module 101 is mounted on the wiring board 200.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the fixed portion 32S portion when the piezoelectric transformer module 101 is mounted on the wiring board 200.
  • the fixing part 32S of the second case part 32 has an engaging part 32E bent at the tip thereof.
  • a space of height H1 is formed between the ceiling part 31C of the first case part 31 and the wiring board 200.
  • the piezoelectric transformers 1A and 1B and the flexible substrate 2 are accommodated in the space of the height H1.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing the structure of the connection portion of the flexible substrate 2 with respect to the wiring substrate 200 and the positional relationship between the piezoelectric transformer 1A and the wiring substrate 200.
  • the protective film 2P is formed on the upper and lower surfaces of the flexible substrate 2. Further, the flexible substrate 2 is connected to connection terminals (225A, etc.) on the wiring board 200 by external connection terminals (25A, etc.) formed around the frame. Therefore, a gap is generated between the lower surface of the flexible substrate 2 to which the piezoelectric transformer 1A and the like are connected and the wiring substrate 200, and the element mounting terminals (21A, 22A and the like) are unlikely to hinder mechanical vibration. Therefore, the mechanical vibration of the piezoelectric transformer 1A is not easily inhibited.
  • FIG. 10A is a plan view of the piezoelectric transformer 1A
  • FIG. 10B is a perspective view illustrating the internal structure thereof.
  • An input side first external electrode 11, an input side second external electrode 12, an output side first external electrode 13 and an output side second external electrode 14 are provided on the first surface S1 of the piezoelectric element 10.
  • Any of the external electrodes 11, 12, 13, 14 has a rectangular shape having a surface composed of a short side and a long side.
  • the external electrodes 11, 12, 13, and 14 are provided on the first surface S ⁇ b> 1 of the piezoelectric element 10 so that the long sides coincide with the X-axis direction and the short sides coincide with the Y-axis direction.
  • a plurality of input side first internal electrodes 111 and a plurality of input side second internal electrodes 121 are provided in the input region 10A.
  • the input side first internal electrode 111 has a circular main surface and is electrically connected to the input side first external electrode 11.
  • the input side second internal electrode 121 has a circular main surface and is electrically connected to the input side second external electrode 12.
  • the input side first internal electrodes 111 and the input side second internal electrodes 121 are alternately provided along the X-axis direction so that the normal direction of the main surface is the X-axis direction.
  • a plurality of output side first internal electrodes 131 and a plurality of output side second internal electrodes 141 are provided in the output region 10B.
  • the output-side first internal electrode 131 has a circular main surface and is electrically connected to the output-side first external electrode 13.
  • the output-side second internal electrode 141 has a circular main surface and is electrically connected to the output-side second external electrode 14.
  • the output side first internal electrodes 131 and the output side second internal electrodes 141 are alternately provided along the X-axis direction so that the normal direction of the main surface is the X-axis direction.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the vibration directions of the input area 10A and the output area 10B.
  • the arrow shown in FIG. 11 is the expansion / contraction direction of the piezoelectric element 10 in the input region 10A and the output region 10B.
  • a broken line indicates the stress distribution of the piezoelectric element 10.
  • the solid line waveform shown at the bottom of FIG. 11 shows the displacement distribution of the vibrating piezoelectric element 10.
  • an electric field is generated between the input side first internal electrode 111 and the input side second internal electrode 121. That is, an electric field is applied to the input region 10A in the polarization direction.
  • the electric field is applied in the opposite direction between the positive direction side and the negative direction side in the X-axis direction with the input side first internal electrode 111 interposed therebetween.
  • a thickness longitudinal vibration having a thickness in the polarization direction that is, the X-axis direction along the first surface S1 of the piezoelectric element 10 is excited by the inverse piezoelectric effect, and the input region 10A has X as shown by an arrow in FIG. It expands and contracts in the axial direction.
  • the first node N1 having the smallest vibration displacement in the input region 10A is within the formation range of the input-side first external electrode 11 and the input-side second external electrode 12.
  • the second node N2 having the smallest vibration displacement in the output region 10B is within the formation range of the output-side first external electrode 13 and the output-side second external electrode 14.
  • FIG. 12 is a plan view of a flexible substrate provided in a piezoelectric transformer module according to the second embodiment of the present invention.
  • the shape of the lead portion 20L is different from the flexible substrate shown in FIG. 3 in the first embodiment.
  • the flexible substrate of the present embodiment has a rectangular frame-shaped frame 20F and a plurality of lead portions 20L drawn inward from the frame 20F, and includes element mounting terminals 21A, 21B, 22A, 22B, 23A, 23B, 24A and 24B are formed in the lead portion 20L.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the lead portion 20L is linearly extended inward from the frame 20F.
  • the element mounting terminals 21A, 22A, 23A, and 24A may be connected to positions displaced from the mechanical vibration node of the piezoelectric transformer 1A.
  • the element mounting terminals 21B, 22B, 23B, and 24B may be connected to positions displaced from the mechanical vibration node of the piezoelectric transformer 1B.
  • the lead portion 20L which is a part of the flexible substrate, is flexible, mechanical vibrations of the piezoelectric transformers 1A and 1B are not easily inhibited.
  • the configuration of the piezoelectric vibration device mounting structure according to the first to second embodiments is not limited to that described above, and may have the following characteristics.
  • the mounting structure of the piezoelectric vibration device is A piezoelectric vibration device having a piezoelectric vibrator, a flexible substrate and a case, and a wiring board on which the piezoelectric vibration device is mounted;
  • the piezoelectric vibrator has a piezoelectric element and an external electrode formed on the surface of the piezoelectric element,
  • the flexible substrate includes an element mounting terminal to which the external electrode of the piezoelectric vibrator is connected, and an external connection terminal to be connected to an electrode on the wiring board
  • the case has a fixing part to the wiring board, and a ceiling part,
  • the fixing portion forms a space for accommodating the piezoelectric vibrator and the flexible substrate between the ceiling portion and the wiring substrate in a mounted state on the wiring substrate,
  • the external electrode of the piezoelectric vibrator is connected to the element mounting terminal of the flexible substrate, and the piezoelectric vibrator is suspended from the ceiling of the case in the case via a holding member. Any feature may be used.
  • FIG. 13A is a plan view of the piezoelectric transformer module 101 according to the third embodiment
  • FIG. 13B is a front view of the piezoelectric transformer module 101.
  • illustration and description of the case (case 3 in FIG. 1) included in the piezoelectric transformer module 101 are omitted.
  • the piezoelectric transformer module 101 includes piezoelectric transformers 1A and 1B and a flexible substrate 2 on which the piezoelectric transformers 1A and 1B are mounted.
  • the piezoelectric transformer 1A is an example of a “first piezoelectric transformer” according to the present invention
  • the piezoelectric transformer 1B is an example of a “second piezoelectric transformer” according to the present invention.
  • the flexible substrate 2 has a substantially rectangular main surface composed of long sides and short sides in plan view.
  • the long side direction of the main surface is the X-axis direction
  • the short side direction is the Y-axis direction
  • the thickness direction of the substrate is the Z-axis direction.
  • the symmetry axis AS passes through the center of the flexible substrate 2 in the Y-axis direction.
  • the piezoelectric transformers 1A and 1B will be described in detail later, but have a piezoelectric element and a plurality of external electrodes (not shown) formed on the same surface of the piezoelectric element.
  • the piezoelectric transformers 1 ⁇ / b> A and 1 ⁇ / b> B are mounted by being soldered to the flexible substrate 2 with the surface thereof facing the flexible substrate 2.
  • the piezoelectric element has a rectangular parallelepiped shape that is long in one direction.
  • the piezoelectric transformers 1A and 1B are arranged in parallel along the Y-axis direction with the longitudinal direction of the piezoelectric elements coincided with the X-axis direction. At this time, the piezoelectric transformers 1A and 1B are disposed substantially line-symmetrically with respect to the symmetry axis AS in plan view on the main surface of the flexible substrate 2.
  • the flexible substrate 2 has a substantially line-symmetric structure with respect to the symmetry axis AS in plan view on the main surface of the flexible substrate 2.
  • the flexible substrate 2 includes a plurality of element mounting terminals (not shown) to which the external electrodes of the piezoelectric transformers 1A and 1B are connected, and external connection terminals 25A, 25B, 26, 27A connected to the mother substrate, for example. 27B, 28 and a conductor pattern.
  • the external connection terminals 25 ⁇ / b> A, 25 ⁇ / b> B, 26, 27 ⁇ / b> A, 27 ⁇ / b> B, 28 are electrodes formed across both main surfaces on the back and front of the flexible substrate 2.
  • the conductor pattern connects the element mounting terminals and the external connection terminals 25A, 25B, 26, 27A, 27B, and 28.
  • the external connection terminals 25A, 25B, 27A, and 27B are provided on the sides along the X-axis direction of the flexible substrate 2, and the external connection terminals 25A and 27A and the external connection terminals 25B and 27B are provided on the flexible substrate 2.
  • the main surface is arranged substantially line-symmetrically with respect to the symmetry axis AS in plan view.
  • the external connection terminals 26 and 28 are located on the axis of symmetry AS, provided on the side of the flexible substrate 2 along the Y-axis direction, and face each other in the X-axis direction.
  • the external connection terminal 26 is an example of the “first external terminal electrode” according to the present invention.
  • the external connection terminal 28 is an example of the “second external terminal electrode” according to the present invention.
  • the external connection terminals 25A, 25B, and 26 are input side (primary side) terminals of the piezoelectric transformer module 101, and the external connection terminals 27A, 27B, and 28 are output side (2 Next side) terminal.
  • the piezoelectric transformer module 101 steps down the voltage input from the external connection terminals 25A, 25B, and 26 and outputs the voltage from the external connection terminals 27A, 27B, and 28.
  • the external connection terminals 25A and 25B are connected to the primary side reference potential, and the external connection terminals 27A and 27B are connected to the secondary side reference potential.
  • the external connection terminal 26 is connected to an output unit such as a power source, and the external connection terminal 28 is connected to a load. That is, the external connection terminals 25A, 27A, 25B, and 27B and the external connection terminals 26 and 28 are electrodes having different polarities.
  • FIG. 14A is a plan view of the flexible substrate 2
  • FIG. 14B is a cross-sectional view taken along the line IIB-IIB in FIG.
  • the flexible substrate 2 has a substantially line-symmetric structure with respect to the symmetry axis AS in plan view on the main surface of the flexible substrate 2.
  • the flexible substrate 2 has a frame 20F, and the frame 20F forms spaces 2S1 and 2S2 that are substantially line-symmetric with respect to the symmetry axis AS in plan view on the main surface of the flexible substrate 2.
  • a mounting area 1AS for mounting the piezoelectric transformer 1A is formed in the space 2S1
  • a mounting area 1BS for mounting the piezoelectric transformer 1B is formed in the space 2S2.
  • the mounting area 1AS is an example of the “first mounting area” according to the present invention.
  • the mounting area 1BS is an example of the “second mounting area” according to the present invention.
  • the flexible substrate 2 has a plurality of lead portions 20L drawn from the frame 20F into the spaces 2S1 and 2S2.
  • the lead portion 20L formed in the mounting region 1AS and the lead portion 20L formed in the mounting region 1BS have shapes that are substantially line symmetric with respect to the symmetry axis AS in plan view of the main surface of the flexible substrate 2. Have.
  • Element mounting terminals 21A, 22A, 23A, 24A, 21B, 22B, 23B, and 24B to which external electrodes of the piezoelectric transformers 1A and 1B are connected are formed at the leading ends of the plurality of lead portions 20L. That is, the element mounting terminals 21A, 22A, 23A, 24A, 21B, 22B, 23B, and 24B are formed at positions where the flexible substrate 2 can be mechanically vibrated. For this reason, even when the piezoelectric transformers 1A and 1B are mounted on the flexible substrate 2, the vibrations of the piezoelectric transformers 1A and 1B are not inhibited.
  • the element mounting terminals 21A, 22A, 23A, and 24A are formed in the mounting area 1AS, and are connected to the external electrodes of the piezoelectric transformer 1A.
  • the element mounting terminals 21B, 22B, 23B, and 24B are provided in the mounting area 1BS, and are connected to the external electrodes of the piezoelectric transformer 1B.
  • the element mounting terminals 21A, 22A, 23A, 24A provided in the mounting area 1AS and the element mounting terminals 21B, 22B, 23B, 24B provided in the mounting area 1BS are planar views of the main surface of the flexible substrate 2. And substantially symmetrical with respect to the axis of symmetry AS.
  • the device mounting terminals 21A, 22A, 22B, and 21B are formed in this order on the same straight line along the Y-axis direction.
  • the element mounting terminals 21A and 21B are formed at positions where the main surface of the flexible substrate 2 is substantially line-symmetric with respect to the symmetry axis AS in plan view, and the element mounting terminals 22A and 22B are substantially with respect to the symmetry axis AS. It is formed in the position which becomes line symmetrical.
  • the element mounting terminals 23A, 24A, 24B, and 23B are formed in this order on the same straight line along the Y-axis direction.
  • the element mounting terminals 23A and 23B are formed at positions where the main surface of the flexible substrate 2 is substantially line symmetric with respect to the symmetry axis AS in plan view, and the element mounting terminals 24A and 24B are substantially with respect to the symmetry axis AS. It is formed in the position which becomes line symmetrical.
  • the element mounting terminal 21A is an example of the “first mounting electrode” according to the present invention.
  • the element mounting terminal 22A is an example embodiment that corresponds to the “second mounting electrode” according to the present invention.
  • the element mounting terminals 23A and 24A are examples of the “third mounting electrode” according to the present invention.
  • the element mounting terminal 21B is an example of the “fourth mounting electrode” according to the present invention.
  • the element mounting terminal 22B is an example of the “fifth mounting electrode” according to the present invention.
  • the element mounting terminals 23B and 24B are examples of the “sixth mounting electrode” according to the present invention.
  • These element mounting terminals 21A, 22A, 23A, 24A, 21B, 22B, 23B, and 24B are connected to the external connection terminals 25A, 25B, 26, 27A, 27B, and 28 by a conductor pattern provided in the lead portion 20L. is doing.
  • the element mounting terminals 21A and 21B are connected to the external connection terminal 26 by a common conductor pattern 26A.
  • the element mounting terminal 22A is connected to the external connection terminal 25A by a conductor pattern 26B.
  • the element mounting terminal 22B is connected to the external connection terminal 25B by a conductor pattern 26C.
  • the element mounting terminals 23A and 23B are connected to the external connection terminal 28 by a common conductor pattern 26D.
  • the element mounting terminal 24A is connected to the external connection terminal 27A by a conductor pattern 26E.
  • the element mounting terminal 24B is connected to the external connection terminal 27B by a conductor pattern 26F.
  • the conductor pattern 26A is an example of the “first conductor pattern” according to the present invention.
  • the conductor pattern 26D is an example of the “second conductor pattern” according to the present invention.
  • the conductor patterns 26A to 26F are formed in the same layer of the flexible substrate 2 without crossing each other, and are covered with an insulating film (not shown). By forming the conductor patterns 26A to 26F in the same layer, the conductor patterns 26A to 26F do not cross each other, so that the conductor patterns 26A to 26F can be easily formed.
  • the polarities of the external connection terminals 25A and 25B and the external connection terminal 26 are different on the input side. Therefore, the polarity of the element mounting terminals 21A and 21B connected to the external connection terminal 26 is different from that of the element mounting terminals 22A and 22B connected to the external connection terminals 25A and 25B.
  • the element mounting terminals 22A and 22B are arranged on the inner side, and the element mounting terminals 21A and 21B are arranged on the outer side.
  • the element mounting terminals 22A and 22B are arranged close to each other, since the polarities are the same, insulation between the element mounting terminals 22A and 22B is not necessary. Therefore, it is not necessary to separate the element mounting terminals 22A and 22B.
  • the polarities of the external connection terminals 27A and 27B and the external connection terminal 28 are different on the output side.
  • the polarities of the element mounting terminals 23A and 23B connected to the external connection terminal 28 and the element mounting terminals 24A and 24B connected to the external connection terminals 27A and 27B are different.
  • the element mounting terminals 24A and 24B are arranged on the inner side, and the element mounting terminals 23A and 23B are arranged on the outer side.
  • the element mounting terminals 24A and 24B are arranged close to each other, since the polarities are the same, insulation between the element mounting terminals 24A and 24B is not necessary. Therefore, it is not necessary to separate the element mounting terminals 24A and 24B.
  • the element mounting terminals 22A and 22B and the element mounting terminals 24A and 24B have the same polarity, they can be arranged close to each other. Therefore, since electrodes having opposite polarities do not come close to each other, it is not necessary to form the mounting regions 1AS and 1BS apart from each other in order to ensure insulation, and an increase in size of the flexible substrate 2 can be suppressed.
  • the element mounting terminals 21A, 22A, 23A, and 24A are provided at positions that become node points of the mounted piezoelectric transformer 1A.
  • the element mounting terminals 21B, 22B, 23B, and 24B are provided at positions that become node points of the piezoelectric transformer 1B to be mounted. For this reason, since the flexible substrate 2 supports the piezoelectric transformers 1A and 1B at the node points, vibrations of the piezoelectric transformers 1A and 1B are not hindered.
  • FIG. 15 is a plan view of the piezoelectric transformers 1A and 1B.
  • FIG. 15 is a plan view seen from the first surface S1 side of the piezoelectric transformers 1A and 1B and is a view seen through the internal structure.
  • the first surface S1 is a mounting surface that is mounted on the flexible substrate 2.
  • the piezoelectric transformers 1A and 1B have a structure in which the main surface of the flexible substrate 2 is substantially line-symmetric with respect to the symmetry axis AS in plan view when mounted on the flexible substrate 2.
  • the piezoelectric transformer 1A will be described.
  • the piezoelectric transformer 1A has a long rectangular parallelepiped piezoelectric element 10 on one side.
  • the piezoelectric element 10 is formed by stacking, for example, PZT ceramic sheets.
  • the piezoelectric element 10 is formed with an input region (primary side) 10A and an output region (secondary side) 10B in the longitudinal direction.
  • External electrodes 11, 12, 13, and 14 are formed along two opposite sides of the first surface S1 of the piezoelectric element 10.
  • the external electrode 11 is an input-side external electrode formed in the input region 10A, and is an example of the “primary-side first external electrode” according to the present invention.
  • the external electrode 12 is an input-side external electrode formed in the input region 10A, and is an example of the “primary-side second external electrode” according to the present invention.
  • the external electrodes 13 and 14 are output-side external electrodes formed in the output region 10B, and are examples of the “secondary-side external electrode” according to the present invention.
  • External electrodes 11 and 12 are provided at a position including a node point having the smallest vibration displacement in the input region 10A. Further, the external electrodes 13 and 14 are provided at positions including the node point where the vibration displacement is the smallest in the output region 10B.
  • These external electrodes 11, 12, 13, and 14 have a rectangular shape having a surface composed of a short side and a long side.
  • the external electrodes 11, 12, 13, and 14 are provided on the first surface S1 of the piezoelectric element 10 so that the long side coincides with the X-axis direction and the short side coincides with the Y-axis direction.
  • a plurality of internal electrodes 111 and a plurality of internal electrodes 121 are provided in the input region 10A.
  • the internal electrodes 111 and 121 have a main surface and are electrically connected to the external electrodes 11 and 12.
  • the internal electrodes 111 and 121 are alternately provided along the X-axis direction so that the normal direction of the main surface is the X-axis direction.
  • a plurality of internal electrodes 131 and a plurality of internal electrodes 141 are provided in the output region 10B.
  • the internal electrodes 131 and 141 have a main surface and are electrically connected to the external electrodes 13 and 14.
  • the internal electrodes 131 and 141 are alternately provided along the X-axis direction so that the normal direction of the main surface is the X-axis direction.
  • the configuration of the piezoelectric transformer 1B is substantially line-symmetric with respect to the symmetry axis AS. That is, the polarity of each electrode is substantially mirror-symmetric with the piezoelectric transformer 1A with respect to the symmetry axis AS. Other configurations are the same.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining wiring when the piezoelectric transformers 1 ⁇ / b> A and 1 ⁇ / b> B are mounted on the flexible substrate 2.
  • the external electrodes 11 and 12 of the piezoelectric transformers 1A and 1B are provided at positions including the node point P1 of the input area 10A, and the external electrodes 13 and 14 are positioned at positions of including the node point P2 of the output area 10B. Is provided.
  • the piezoelectric transformers 1A and 1B are supported and wired by soldering to the flexible substrate 2 at the node points P1 and P2 having the smallest vibration displacement. Thereby, the piezoelectric transformers 1A and 1B can prevent the connection reliability from being lowered due to the displacement of the piezoelectric element 10 after mounting without being disturbed by vibration.
  • the external electrode 11 of the piezoelectric transformer 1A and the element mounting terminal 21A are soldered, and the external electrode 11 of the piezoelectric transformer 1B and the element mounting terminal are soldered. 21B is soldered. Since the element mounting terminals 21A and 21B are connected to the external connection terminal 26 by the conductor pattern 26A, the external electrodes 11 of the piezoelectric transformers 1A and 1B are connected to the external connection terminal 26 through the conductor pattern 26A. Is done.
  • the external electrode 12 of the piezoelectric transformer 1A is soldered to the element mounting terminal 22A and connected to the external connection terminal 25A via the conductor pattern 26B.
  • the external electrode 12 of the piezoelectric transformer 1B is soldered to the element mounting terminal 22B and is connected to the external connection terminal 25B through the conductor pattern 26C.
  • the external electrode 13 of the piezoelectric transformer 1A is soldered to the element mounting terminal 23A, and the external electrode 13 of the piezoelectric transformer 1B is soldered to the element mounting terminal 23B.
  • the external electrodes 13 of the piezoelectric transformers 1A and 1B are connected to the external connection terminal 28 via the conductor pattern 26D.
  • the external electrode 14 of the piezoelectric transformer 1A is soldered to the element mounting terminal 24A and connected to the external connection terminal 27A via the conductor pattern 26E.
  • the external electrode 14 of the piezoelectric transformer 1B is soldered to the element mounting terminal 24B and is connected to the external connection terminal 27B through the conductor pattern 26F.
  • the piezoelectric transformer module 101 By mounting the piezoelectric transformers 1A and 1B on the flexible substrate 2 in this manner, the piezoelectric transformer module 101 has a structure in which the piezoelectric transformers 1A and 1B are connected in parallel. High output can be obtained from the piezoelectric transformer module 101 by connecting the piezoelectric transformers 1A and 1B in parallel. In addition, such a piezoelectric transformer module 101 can be used as a circuit having a low output impedance on the secondary side (a large output current capacity).
  • the external connection terminals 25A and 25B are connected to the reference potential, the external electrode 12 of the piezoelectric transformer 1A and the external electrode 12 of the piezoelectric transformer 1B have the same polarity.
  • the external electrode 14 of the piezoelectric transformer 1A and the external electrode 14 of the piezoelectric transformer 1B have the same polarity.
  • the adjacent external electrodes 11 and 14 have the same polarity. Therefore, it is not necessary to arrange the mounting regions 1AS and 1BS apart from each other in order to ensure insulation. An increase in size of the transformer module 101 can be suppressed.
  • the number of input / output terminals can be changed from eight input / output terminals included in the piezoelectric transformers 1A and 1B to a total of six inputs included in the flexible substrate 2. Can be reduced to output terminals. As a result, soldering work, wiring work, and the like when mounting the piezoelectric transformer module 101 on, for example, a mother board are facilitated.
  • the configuration of the lead-out portion 20L is also substantially line-symmetric with respect to the symmetry axis AS in plan view, but may not be line-symmetric.
  • the lead-out portions 20L of the mounting areas 1AS and 1BS may be asymmetrical so that visibility can be bathed so that the mounting orientation of the piezoelectric transformers 1A and 1B can be easily understood.
  • 17 and 18 are diagrams for explaining a method of manufacturing the piezoelectric transformers 1A and 1B.
  • a plurality of piezoelectric ceramic green sheets and a plurality of internal electrodes 401, 402, 403, 404 are laminated, and then sintered, thereby forming a ceramic body 400.
  • the internal electrodes 401 and 402 are alternately stacked on the upper part (upward in the drawing) of the ceramic element body 400 in the stacking direction.
  • the internal electrodes 403 and 404 are alternately stacked at the lower part of the ceramic body 400 in the stacking direction (downward in the drawing).
  • the upper part of the ceramic body 400 in the stacking direction is the high voltage side of the manufactured piezoelectric transformer, and the lower part of the stacking direction is the low voltage side.
  • the internal electrodes 401 and 402 are on the high voltage side of the piezoelectric transformer, and the capacitance is reduced by stacking so that the distance between the electrodes is long, and the internal electrodes 403 and 404 are on the low voltage side of the piezoelectric transformer, The capacitance is increased by stacking the electrodes so that the distance between the electrodes is shortened.
  • external electrodes 411, 412, 413 and 414 are formed on one surface of the ceramic body 400.
  • the external electrodes 411, 412, 413, and 414 have a rectangular shape having a major surface composed of long sides and short sides, and are formed so that the long sides coincide with the stacking direction of the ceramic body 400.
  • the external electrodes 411 and 412 are alternately arranged so as to overlap with the internal electrodes 401 and 402 along the direction orthogonal to the stacking direction. At this time, the external electrode 411 is formed to conduct to the internal electrode 401, and the external electrode 412 is formed to conduct to the internal electrode 402.
  • the external electrodes 413 and 414 are alternately arranged so as to overlap with the internal electrodes 403 and 404 along the direction orthogonal to the stacking direction. At this time, the external electrode 413 is formed to conduct to the internal electrode 403, and the external electrode 214 is formed to conduct to the internal electrode 204.
  • the ceramic body 400 is polarized by applying a voltage to the external electrodes 411 and 412 and applying a voltage to the external electrodes 413 and 414.
  • a voltage may be applied to one of the plurality of external electrodes 411. This is because one external electrode 411 is electrically connected to another external electrode 411 by the internal electrode 401, and therefore, when a voltage is applied to the one external electrode 411, the external electrode 411 is connected to the other external electrode 411 through the internal electrode 401. This is because the voltage is the same as when a voltage is applied.
  • the ceramic body 400 is divided in a direction perpendicular to the one surface on which the external electrodes are formed.
  • the external electrodes 411, 412, 413, and 414 are divided into two parts.
  • the divided external electrode 411 becomes the external electrode 11 of the piezoelectric transformers 1A and 1B.
  • the external electrodes 412, 413, 414 become the external electrodes 12, 13, 14 of the piezoelectric transformers 1 ⁇ / b> A, 1 ⁇ / b> B, respectively.
  • the internal electrodes 401, 402, 403, 404 become the internal electrodes 111, 121, 131, 141 of the piezoelectric transformers 1A, 1B.
  • the adjacent individuals after the division become the piezoelectric transformers 1A and 1B, respectively.
  • the external electrode can be formed up to the limit of the edge of the first surface S1 of the piezoelectric element 10.
  • the piezoelectric transformers 1A and 1B are described as having four input / output terminals, but the piezoelectric transformers 1A and 1B may have three input / output terminals.
  • FIG. 19 is a plan view of the piezoelectric transformers 1C and 1D when there are three input / output terminals.
  • the piezoelectric transformers 1C and 1D in this example are configured to connect the input region 10A and the output region 10B to a common reference potential.
  • the piezoelectric transformers 1C and 1D have three input / output terminals of external electrodes 11, 13, and 15.
  • the external electrode 11 is an example of the “primary side first external electrode” according to the present invention.
  • the external electrode 15 is an example embodiment that corresponds to the “primary second external electrode” according to the present invention.
  • the external electrode 13 is an example embodiment that corresponds to the “secondary external electrode” according to the present invention.
  • FIG. 20 is a plan view of the flexible substrate 2 on which the piezoelectric transformers 1C and 1D shown in FIG. 19 are mounted.
  • the flexible substrate 2 of this example is provided with external connection terminals 27A and 27B, conductor patterns 26E and 26F, lead portions 20L on which the conductor patterns 26E and 26F are formed, and element mounting terminals 24A and 24B shown in FIG. It is not configured.
  • the element mounting terminal 21A is an example of the “first mounting electrode” according to the present invention.
  • the element mounting terminal 22A is an example embodiment that corresponds to the “second mounting electrode” according to the present invention.
  • the element mounting terminal 23A is an example of the “third mounting electrode” according to the present invention.
  • the element mounting terminal 21B is an example of the “fourth mounting electrode” according to the present invention.
  • the element mounting terminal 22B is an example of the “fifth mounting electrode” according to the present invention.
  • the element mounting terminal 23B is an example embodiment that corresponds to the “sixth mounting electrode” according to the present invention.
  • the adjacent element mounting terminals 22A and 22B and the external electrodes 11 and 15 have the same polarity. Therefore, it is necessary to form the mounting regions 1AS and 1BS apart from each other in order to ensure insulation. Therefore, the increase in size of the piezoelectric transformer module can be suppressed.
  • the piezoelectric transformer having three input / output terminals may be a Rosen-type piezoelectric transformer.
  • the plurality of external electrodes of the piezoelectric transformer may be formed on different surfaces of the piezoelectric body, for example, may be formed on both side surfaces of the piezoelectric body.
  • the configuration of the piezoelectric transformer module according to the third embodiment and the manufacturing method thereof are not limited to those described, and may have the following characteristics.
  • the first piezoelectric transformer and the second piezoelectric transformer are: A primary-side first external electrode, a primary-side second external electrode, and a secondary-side external electrode are provided on the surface of the piezoelectric body.
  • the secondary external electrode is formed on the circuit board so that the formation position of the secondary external electrode is line symmetric with respect to the symmetry axis
  • the circuit board is A first mounting electrode to which the primary first external electrode of the first piezoelectric transformer is connected; A second mounting electrode to which the primary second external electrode of the first piezoelectric transformer is connected; A third mounting electrode to which the secondary external electrode of the first piezoelectric transformer is connected; A fourth mounting electrode to which the primary first external electrode of the second piezoelectric transformer is connected; A fifth mounting electrode to which the primary second external electrode of the second piezoelectric transformer is connected; A sixth mounting electrode to which the secondary external electrode of the second piezoelectric transformer is connected; Have The first mounting electrode and the fourth mounting electrode are provided in line symmetry with respect to the symmetry axis, The second mounting electrode and the fifth mounting electrode are provided in line symmetry with respect to the symmetry axis, The third mounting electrode and the sixth mounting electrode are provided in line
  • Piezoelectric transformer module The circuit board is A first conductor pattern connecting the first mounting electrode and the fourth mounting electrode; have, The piezoelectric transformer module according to Feature 1.
  • the circuit board has a first external terminal electrode; The first conductor pattern is connected to the first external terminal electrode.
  • the circuit board is A second conductor pattern connecting the third mounting electrode and the sixth mounting electrode; have, 4.
  • the circuit board has a second external terminal electrode; The second conductor pattern is connected to the second external terminal electrode; The piezoelectric transformer module according to Feature 4.
  • the circuit board has a plurality of conductor patterns, The plurality of conductor patterns are provided on one layer of the circuit board, The piezoelectric transformer module according to any one of features 1 to 5.
  • (Feature 7) A method of manufacturing a piezoelectric transformer module according to any one of features 1 to 6, Forming an external electrode connected to the internal electrode on one surface of the ceramic body parallel to a stacking direction of the ceramic body in which a plurality of ceramic green sheets and a plurality of internal electrodes are laminated and sintered; When, Applying a voltage to the external electrode to polarize the ceramic body; Dividing the ceramic body after polarization in a direction perpendicular to one surface to form a plurality of piezoelectric transformers; A method for manufacturing a piezoelectric transformer module.
  • the number of piezoelectric transformers and the configuration of the flexible substrate are different from those of the first and second embodiments.
  • the piezoelectric vibrator mounting flexible in which the spring property of the support portion that supports the piezoelectric vibrator is ensured and the characteristic deterioration due to the mechanical vibration inhibition of the piezoelectric vibrator is suppressed.
  • a substrate and a piezoelectric vibration device including the substrate will be described.
  • FIG. 21 is a plan view of a flexible substrate 2A according to the fourth embodiment.
  • the piezoelectric transformer 1 is mounted on the flexible substrate 2A.
  • the piezoelectric transformer 1 is represented only by a contour line.
  • the piezoelectric transformer 1 is an example of a “piezoelectric vibrator” according to the present invention.
  • the flexible substrate 2A includes a frame (support structure) 20F1, an input-side first lead-out portion 20L1 and an input-side second lead-out portion 20L2 that are pulled out from the frame 20F1.
  • the frame 20F1 has a first support part BM1 and a second support part BM2 that are parallel to each other, and the input-side first lead-out part 20L1 extends while bending in an L shape from the first support part BM1 toward the second support part BM2.
  • the input-side second lead portion 20L2 extends while bending in an L shape from the second support portion BM2 toward the first support portion BM1.
  • the input side first lead portion 20L1 is formed with an input side first element mounting terminal 21A
  • the input side second lead portion 20L2 is formed with an input side second element mounting terminal 22A
  • An input side first external connection terminal 29A and an input side second external connection terminal 29B are formed on the outer periphery of the frame 20F1.
  • the input-side first lead portion 20L1 is formed with an input-side first conductor pattern 26G that electrically connects the input-side first element mounting terminal 21A and the input-side first external connection terminal 29A.
  • the input-side second lead portion 20L2 is formed with an input-side second conductor pattern 26H that electrically connects the input-side second element mounting terminal 22A and the input-side second external connection terminal 29B. Yes.
  • the input side first root portion 20R1 of the input side first lead portion 20L1 connected to the frame 20F1 is closer to the input side second element mounting terminal 22A than the input side first element mounting terminal 21A.
  • the input side second base portion 20R2 of the input side second lead portion 20L2 connected to the frame 20F1 is closer to the input side first element mounting terminal 21A than the input side second element mounting terminal 22A.
  • the piezoelectric vibrator connection structure including the first conductor pattern 26G and the second conductor pattern 26H is a structure for a connection portion with the input side (primary side) of the piezoelectric transformer.
  • the structure of the connecting portion with the output side (secondary side) of the piezoelectric transformer is the same as described below.
  • the flexible substrate 2A includes an output-side first lead-out portion 20L3 and an output-side second lead-out portion 20L4 that are drawn inward from the frame 20F1.
  • the output side first lead portion 20L3 extends while bending in an L shape from the first support portion BM1 toward the second support portion BM2, and the output side second lead portion 20L4 extends from the second support portion BM2 to the first support portion BM1. Stretch while bending in an L shape.
  • the output side first lead portion 20L3 has an output side first element mounting terminal 23A
  • the output side second lead portion 20L4 has an output side second element mounting terminal 24A
  • An output side first external connection terminal 29C and an output side second external connection terminal 29D are formed on the outer periphery of the frame 20F1.
  • the output side first lead portion 20L3 is formed with an output side first conductor pattern 26I that electrically connects the output side first element mounting terminal 23A and the output side first external connection terminal 29C.
  • the output-side second lead portion 20L4 is formed with an output-side second conductor pattern 26J that electrically connects the output-side second element mounting terminal 24A and the output-side second external connection terminal 29D. Yes.
  • the output side first root portion 20R3 of the output side first lead portion 20L3 connected to the frame 20F1 is closer to the output side second element mounting terminal 24A than the output side first element mounting terminal 23A.
  • the output-side second root portion 20R4 of the output-side second lead portion 20L4 connected to the frame 20F1 is closer to the output-side first element mounting terminal 23A than the output-side second element mounting terminal 24A.
  • the external connection terminals 29E and 29F are non-connect terminals that are not connected to the piezoelectric transformer, and are terminals for mounting on the wiring board.
  • FIG. 22 is a perspective view of the piezoelectric transformer 1.
  • FIG. 22 is a perspective view in which the first surface S1 of the piezoelectric transformer 1 is the top surface.
  • the piezoelectric transformer 1 includes a rectangular parallelepiped piezoelectric element 10 and external electrodes 11, 12, 13, and 14 formed along two opposite sides of the first surface S 1 of the piezoelectric element 10.
  • the external electrodes 11 and 12 are external electrodes in the input region, and the external electrodes 13 and 14 are external electrodes in the output region.
  • the solder paste is applied to the element mounting terminals 21, 22, 23, 24 of the flexible substrate 2A, and the piezoelectric transformer 1 with the first surface S1 as the lower surface. Is mounted on the flexible substrate 2A and soldered by a reflow soldering method. At this time, the piezoelectric transformer 1 is mounted such that nodes (N1, N2 to be described later) of the piezoelectric transformer 1 are connected to the element mounting terminals 21, 22, 23, 24.
  • FIG. 23A and 23B are partial cross-sectional views showing the structure of the connection portion of the flexible substrate 2A with respect to the wiring substrate 200 and the positional relationship between the piezoelectric transformer 1 and the wiring substrate 200.
  • FIG. 23A is a cross-sectional view taken along the line YY in FIG. 21, and
  • FIG. 23B is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG.
  • the piezoelectric transformer 1 is joined to the element mounting terminals 21A and 22A of the flexible substrate 2A via the solder 5.
  • a protective film 2P is formed on the upper and lower surfaces of the flexible substrate 2A.
  • the external connection terminals 29A, 29B and the like formed around the frame 20F1 are soldered to the connection terminals 225, 226 and the like on the wiring substrate 200. Therefore, as shown in FIG. 23A, a gap is generated between the lower surface of the flexible substrate 2A on which the piezoelectric transformer 1 and the like are mounted and the wiring substrate 200, and the element mounting terminals 21A and 22A are mechanically Vibration is possible. Therefore, the mechanical vibration of the piezoelectric transformer 1 mounted thereon is not hindered.
  • the rigidity of the frame 20F1 is high. That is, the elastic modulus of the frame 20F1 is large.
  • the lead portions 20L1, 20L2, 20L3, and 20L4 have high spring properties because the total thickness is thin.
  • the “spring property” refers to the property of being easily displaced by a load applied to the element mounting terminals 21A, 22A, 23A, and 24A.
  • the drawer portions 20L1, 20L2, 20L3, and 20L4 have a smaller elastic modulus than the frame 20F1.
  • the spring property is high not only in the Z-axis direction but also in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • FIG. 24A is a plan view of the piezoelectric transformer 1
  • FIG. 24B is a perspective view illustrating the internal structure thereof.
  • An input side first external electrode 11, an input side second external electrode 12, an output side first external electrode 13 and an output side second external electrode 14 are provided on the first surface S1 of the piezoelectric element 10.
  • Any of the external electrodes 11, 12, 13, 14 has a rectangular shape having a surface composed of a short side and a long side.
  • the external electrodes 11, 12, 13, and 14 are provided on the first surface S ⁇ b> 1 of the piezoelectric element 10 so that the long sides coincide with the X-axis direction and the short sides coincide with the Y-axis direction.
  • a plurality of input side first internal electrodes 111 and a plurality of input side second internal electrodes 121 are provided in the input region 10A.
  • the input side first internal electrode 111 has a circular main surface and is electrically connected to the input side first external electrode 11.
  • the input side second internal electrode 121 has a circular main surface and is electrically connected to the input side second external electrode 12.
  • the input side first internal electrodes 111 and the input side second internal electrodes 121 are alternately provided along the X-axis direction so that the normal direction of the main surface is the X-axis direction.
  • a plurality of output side first internal electrodes 131 and a plurality of output side second internal electrodes 141 are provided in the output region 10B.
  • the output-side first internal electrode 131 has a circular main surface and is electrically connected to the output-side first external electrode 13.
  • the output-side second internal electrode 141 has a circular main surface and is electrically connected to the output-side second external electrode 14.
  • the output side first internal electrodes 131 and the output side second internal electrodes 141 are alternately provided along the X-axis direction so that the normal direction of the main surface is the X-axis direction.
  • FIG. 25 is a diagram for explaining the vibration directions of the input area 10A and the output area 10B.
  • the arrows shown in FIG. 25 are the expansion / contraction directions of the piezoelectric element 10 in the input region 10A and the output region 10B.
  • a broken line indicates the stress distribution of the piezoelectric element 10.
  • the solid line waveform shown at the bottom of FIG. 25 indicates the displacement distribution of the vibrating piezoelectric element 10.
  • the first node N1 having the smallest vibration displacement in the input region 10A is within the formation range of the input-side first external electrode 11 and the input-side second external electrode 12.
  • the second node N2 having the smallest vibration displacement in the output region 10B is within the formation range of the output-side first external electrode 13 and the output-side second external electrode 14.
  • the distance between the input-side second conductor pattern 26H and the output-side second conductor pattern 26J is narrow, but the input-side second external connection terminal 29B and the output-side second external connection terminal 29D are either If the ground potential is also used, there is no potential difference between the input-side second conductor pattern 26H and the output-side second conductor pattern 26J, and the problem of the insulation distance does not occur.
  • the distance between the input side first conductor pattern 26G and the output side first conductor pattern 26I is large, an insulation distance between the input side and the output side is ensured. In other words, it is easy to reduce the size of the piezoelectric module composed of the flexible substrate 2A and the piezoelectric transformer 1 mounted thereon.
  • FIG. 26 is a plan view of the flexible substrate 2B according to the fifth embodiment.
  • the piezoelectric transformer 1 is mounted on the flexible substrate 2B.
  • the piezoelectric transformer 1 is represented only by a contour line.
  • the shape of the lead-out portions 20L3 and 20L4 is different from the flexible substrate 2A shown in FIG. 21 in the fourth embodiment.
  • the arrangement of the output-side first extraction portion 20L3 and the output-side second extraction portion 20L4 is relative to the arrangement of the input-side first extraction portion 20L1 and the input-side second extraction portion 20L2. Therefore, they are symmetrical with respect to the vertical line.
  • the arrangement of the output-side first drawer 20L3 and the output-side second drawer 20L4 is the same as the arrangement of the input-side first drawer 20L1 and the input-side second drawer 20L2. There is a 180 ° rotationally symmetric relationship.
  • the sixth embodiment shows an example in which the shape of the frame is different from that of the flexible substrate of the fourth and fifth embodiments.
  • FIG. 27 is a plan view of the flexible substrate 2C according to the sixth embodiment.
  • the piezoelectric transformer 1 is mounted on the flexible substrate 2C.
  • the piezoelectric transformer 1 is represented only by a contour line.
  • the flexible substrate 2A shown in FIG. 21 in the fourth embodiment and the flexible substrate 2B shown in FIG. 26 in the fifth embodiment an example in which a rectangular frame-like frame is provided is shown.
  • the flexible substrate 2C shown in FIG. 27 includes an H-shaped frame 20F2.
  • Other configurations are the same as those of the flexible substrate 2B shown in the fifth embodiment.
  • the frame of the flexible substrate does not have to be a frame shape as long as it is a support structure that supports the drawer portion by them.
  • a special lead wiring connected to the piezoelectric vibrator is not required, and mounting of the piezoelectric vibrator becomes easy.
  • the configurations of the flexible substrate according to the fourth to sixth embodiments and the piezoelectric transformer mounted thereon are not limited to those described above, and may have the following characteristics.
  • a flexible substrate on which a piezoelectric vibrator is mounted A frame, a first drawer drawn from the frame, a second drawer drawn from the frame, A first element mounting terminal formed on the first lead portion and connected to the first external electrode of the piezoelectric vibrator, and a second external electrode formed on the second lead portion and connected to the second external electrode of the piezoelectric vibrator.
  • a second element mounting terminal With A flexible substrate for mounting a piezoelectric vibrator, wherein a first base portion of the first lead portion connected to the frame is closer to the second element mounting terminal than the first element mounting terminal .
  • (Feature 5) A first external connection terminal formed on the frame; a first conductor pattern formed on the first lead portion and electrically connecting the first element mounting terminal and the first external connection terminal; , With The flexible substrate for mounting a piezoelectric vibrator according to any one of features 1 to 4, wherein the first external connection terminal is disposed on an outer peripheral portion of the frame.
  • (Feature 6) A second external connection terminal formed on the frame; a second conductor pattern formed on the second lead portion and electrically connecting the second element mounting terminal and the second external connection terminal; , With The flexible substrate for mounting a piezoelectric vibrator according to any one of features 1 to 5, wherein the second external connection terminal is disposed on an outer peripheral portion of the frame.
  • a piezoelectric vibration device comprising: the piezoelectric vibrator mounting flexible board according to any one of features 1 to 9; and the piezoelectric vibrator mounted on the piezoelectric vibrator mounting flexible board.
  • a piezoelectric vibration device comprising: the piezoelectric vibrator mounting flexible substrate according to Feature 9; and the piezoelectric vibrator mounted on the piezoelectric vibrator mounting flexible board, wherein the piezoelectric vibrator is a piezoelectric transformer.
  • the configuration of the piezoelectric transformer module is different from those of the first and second embodiments.
  • the piezoelectric transformer modules described in the seventh to ninth embodiments can suppress an increase in size while ensuring insulation between the electrodes of the plurality of piezoelectric transformers.
  • FIG. 28A is a plan view of the piezoelectric transformer 1C according to the seventh embodiment
  • FIG. 28B is a cross-sectional view taken along line IB-IB in FIG. 28A
  • FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of the IC-IC line.
  • FIG. 28A is a view seen through the inside of the piezoelectric element 10.
  • the piezoelectric transformer 1C includes a long rectangular parallelepiped piezoelectric element 10 on one side.
  • the piezoelectric element 10 is formed by stacking, for example, PZT ceramic sheets.
  • the longitudinal direction is the X-axis direction
  • the width direction is the Y-axis direction (corresponding to the “one side direction” according to the present invention)
  • the thickness direction is the Z-axis direction.
  • the piezoelectric transformer 1C according to the present embodiment is assumed to vibrate in the length direction in the (2 ⁇ / 2) resonance mode.
  • is one wavelength of vibration in the X-axis direction.
  • the length of the piezoelectric element 10 in the X-axis direction is (2 ⁇ / 2).
  • the piezoelectric element 10 has a primary-side input area 10A and a secondary-side output area 10B formed along the X-axis direction.
  • the piezoelectric transformer 1C according to the present embodiment is a transformer that receives an AC voltage from the input region 10A, steps down the voltage, and outputs the voltage from the output region 10B. That is, the input region 10A is on the high voltage side, and the output region 10B is on the low voltage side.
  • the input area 10A and the output area 10B are each polarized in the X-axis direction.
  • the polarization direction may be the same in the input region 10A and the output region 10B, or may be in the opposite direction.
  • the first surface S1 on which these electrodes 11A, 12A, 13A, and 14A are provided is a mounting surface of the piezoelectric transformer 1.
  • the input-side first external electrode 11A is an example of the “first external electrode” according to the present invention
  • the input-side second external electrode 12A is an example of the “second external electrode” according to the present invention.
  • the output-side first external electrode 13A is an example of a “third external electrode” according to the present invention
  • the output-side second external electrode 14A is an example of a “fourth external electrode” according to the present invention.
  • the input side first external electrode 11A and the input side second external electrode 12A are examples of the “primary side electrode pair” according to the present invention
  • the output side first external electrode 13A and the output side second external electrode. 14A is an example of a “secondary electrode pair” according to the present invention.
  • the input-side first external electrode 11A, the input-side second external electrode 12A, the output-side first external electrode 13A, and the output-side second external electrode 14A have a rectangular shape having a main surface composed of a long side and a short side.
  • Each electrode 11A, 12A, 13A, 14A is provided on the first surface S1 of the piezoelectric element 10 so that the long side coincides with the X-axis direction and the short side coincides with the Y-axis direction.
  • the input-side first external electrode 11A and the output-side first external electrode 13A are provided along one long side of the first surface S1 of the piezoelectric element 10.
  • the input-side second external electrode 12A and the output-side second external electrode 14 are provided along the other long side of the first surface S1 of the piezoelectric element 10.
  • the input side first external electrode 11A and the input side second external electrode 12A face each other along the Y-axis direction.
  • the output-side first external electrode 13A and the output-side second external electrode 14A face each other along the Y-axis direction.
  • the input side first external electrode 11A, the input side second external electrode 12A, the output side first external electrode 13A, and the output side second external electrode 14A are arranged as described above, so that the input side first external on the high voltage side is arranged.
  • the electrode 11A and the input-side second external electrode 12A can be easily separated from the low-voltage side output-side first external electrode 13A and the output-side second external electrode 14A, and insulation between the electrodes can be maintained.
  • the piezoelectric transformer 1C can be easily mounted on a substrate (not shown).
  • the input area 10A is provided with a plurality of input side first internal electrodes 111A and a plurality of input side second internal electrodes 121A.
  • the input-side first internal electrode 111A has a circular main surface and is electrically connected to the input-side first external electrode 11A. That is, the input side first external electrode 11A and the input side first internal electrode 111A form electrodes of the same potential.
  • the input-side second internal electrode 121A has a circular main surface and is electrically connected to the input-side second external electrode 12A. That is, the input side second external electrode 12A and the input side second internal electrode 121A form electrodes of the same potential.
  • the circular main surface of the input-side first internal electrode 111A and the circular main surface of the input-side second internal electrode 121A have substantially the same size.
  • the input-side first internal electrodes 111A and the input-side second internal electrodes 121A are alternately provided along the X-axis direction so that the normal direction of the main surface is the X-axis direction.
  • the output region 10B is provided with a plurality of output-side first internal electrodes 131A and a plurality of output-side second internal electrodes 141A.
  • the output-side first internal electrode 131A has the same shape as the input-side first internal electrode 111A (see FIG. 28B) and is electrically connected to the output-side first external electrode 13A. That is, the output-side first external electrode 13A and the output-side first internal electrode 131A form electrodes having the same potential.
  • the output-side second internal electrode 141A has the same shape as the input-side second internal electrode 121A (see FIG. 28C) and is electrically connected to the output-side second external electrode 14A.
  • the output-side second external electrode 14A and the output-side second internal electrode 141A form electrodes having the same potential.
  • the output-side first internal electrodes 131A and the output-side second internal electrodes 141A are alternately provided along the X-axis direction so that the normal direction of the main surface is the X-axis direction.
  • the input region 10A is on the high voltage side, and the output region 10B is on the low voltage side. Accordingly, the distance between the input side first internal electrode 111A and the input side second internal electrode 121A is longer than the distance between the output side first internal electrode 131A and the output side second internal electrode 141A. Note that the number of the electrodes 111A, 121A, 131A, and 141A is not limited to the number shown in FIG.
  • FIG. 29 is a diagram for explaining the vibration directions of the input area 10A and the output area 10B.
  • the arrow shown in FIG. 29 is the expansion / contraction direction of the piezoelectric element 10 in the input region 10A and the output region 10B.
  • a broken line indicates the stress distribution of the piezoelectric element 10.
  • the waveform shown in the lower part of FIG. 29 shows the displacement distribution of the vibrating piezoelectric element 10.
  • the input-side first external electrode 11A and the input-side second external electrode 12A are provided at positions that coincide with the first node point P1 having the smallest vibration displacement in the input region 10A.
  • the output-side first external electrode 13A and the output-side second external electrode 14A are provided at positions that coincide with the second node point P2 having the smallest vibration displacement in the output region 10B.
  • FIG. 30 is a diagram showing a piezoelectric transformer device 1C1 in which the piezoelectric transformer 1C is mounted on the substrate 100. As shown in FIG.
  • Piezoelectric transformer device 1C1 is formed by mounting piezoelectric transformer 1C on substrate 100.
  • the substrate 100 is provided with mounting electrodes 100A, 100B, 100C, and 100D.
  • the mounting electrodes 100A and 100B are connected to an output circuit or the like that outputs an AC voltage (not shown).
  • the mounting electrodes 100C and 100D are connected to an output side rectifying / smoothing circuit that rectifies and smoothes the voltage.
  • the input side first external electrode 11A, the input side second external electrode 12A, the output side first external electrode 13A, and the output side second external electrode 14A are soldered to the mounting electrodes 100A, 100B, 100C, and 100D, respectively.
  • the electrodes 11A, 12A, 13A, and 14A are soldered at the node points P1 and P2 described with reference to FIG.
  • soldering at the node points P ⁇ b> 1 and P ⁇ b> 2 even if the piezoelectric transformer 1 is mounted on the substrate 100, vibration of the piezoelectric element 10 is not hindered.
  • the mounting electrode 100A is an example of a “first mounting electrode” according to the present invention
  • the mounting electrode 100B is an example of a “second mounting electrode” according to the present invention
  • the mounting electrode 100C is an example of a “third mounting electrode” according to the present invention
  • the mounting electrode 100D is an example of a “fourth mounting electrode” according to the present invention.
  • the piezoelectric transformer according to the eighth embodiment is different from the seventh embodiment in the shape of the internal electrode provided in the input region 10A of the piezoelectric element 10. Hereinafter, the difference will be described.
  • FIG. 31A is a plan view of a piezoelectric transformer 1D according to the eighth embodiment
  • FIG. 31B is a perspective view
  • 32A is a cross-sectional view taken along line VA-VA in FIG. 31A
  • FIG. 32B is a cross-sectional view taken along line VB-VB in FIG. 31A
  • FIG. 31A is a cross-sectional view taken along line VC-VC in FIG. 31A
  • FIG. 32D is a cross-sectional view taken along line VD-VD in FIG.
  • FIGS. 31A and 31B are perspective views of the inside of the piezoelectric element 10.
  • An input side first external electrode 11B, an input side second external electrode 12B, an output side first external electrode 13B, and an output side second external electrode 14B are provided on the first surface S1 of the input region 10A. Yes.
  • the input-side first external electrode 11B, the input-side second external electrode 12B, the output-side first external electrode 13B, and the output-side second external electrode 14B have a rectangular shape having a main surface composed of short sides and long sides.
  • the electrodes 11B, 12B, 13B, and 14B are provided on the first surface S1 of the piezoelectric element 10 so that the long side coincides with the X-axis direction and the short side coincides with the Y-axis direction.
  • the arrangement of the electrodes 11B, 12B, 13B, and 14B is the same as that of the electrodes 11A, 12A, 13A, and 14A according to the seventh embodiment.
  • the input side first external electrode 11B and the input side second external electrode 12B can be easily separated from the output side first external electrode 13B and the output side second external electrode 14B, and insulation between the electrodes can be maintained.
  • the piezoelectric transformer 1D can be easily mounted on a substrate (not shown).
  • the input area 10A is provided with a plurality of input side first internal electrodes 111B and a plurality of input side second internal electrodes 121B.
  • the input-side first internal electrode 111B has a main surface that is substantially the same shape as the cross-sectional shape of the piezoelectric element 10, and is electrically connected to the input-side first external electrode 11B. That is, the input-side first external electrode 11B and the input-side first internal electrode 111B form electrodes having the same potential.
  • An insulating film 25 (for example, a glass member) having a dielectric constant lower than that of the piezoelectric element 10 is provided between the input-side second external electrode 12B and the input-side first internal electrode 111B. As shown in FIG.
  • the input-side second internal electrode 121B has a main surface that is substantially the same shape as the cross-sectional shape of the piezoelectric element 10, and is electrically connected to the input-side second external electrode 12B. That is, the input-side second external electrode 12B and the input-side second internal electrode 121B form electrodes having the same potential.
  • An insulating film (for example, a glass member) 26 is provided between the input side first external electrode 11B and the input side second internal electrode 121B.
  • the input-side first internal electrodes 111B and the input-side second internal electrodes 121B are alternately provided along the X-axis direction so that the normal direction of the main surface is the X-axis direction.
  • the output region 10B is provided with a plurality of output side first internal electrodes 131B and a plurality of output side second internal electrodes 141B.
  • the output-side first internal electrode 131B has a circular main surface and is electrically connected to the output-side first external electrode 13B. That is, the output-side first external electrode 13B and the output-side first internal electrode 131B form electrodes having the same potential.
  • the output-side second internal electrode 141B has a circular main surface and is electrically connected to the output-side second external electrode 14B. That is, the output-side second external electrode 14B and the output-side second internal electrode 141B form the same potential electrode. Note that the circular main surface of the output-side first internal electrode 131B and the circular main surface of the output-side second internal electrode 141B have substantially the same size.
  • the input-side first internal electrodes 111B and the input-side second internal electrodes 121B are alternately provided along the X-axis direction so that the normal direction of the main surface is the X-axis direction.
  • the main surfaces of the internal electrodes 111B and 121B provided in the high-voltage side input region 10A have substantially the same shape as the cross-sectional shape of the piezoelectric element 10, and the main electrodes 131B and 141B provided in the low-voltage side output region 10B.
  • the surface is circular. This makes it difficult for cracks to enter the ceramic bodies of the input region 10A and the output region 10B. The reason will be described below.
  • FIG. 33 is a diagram for explaining the reason why a crack occurs in the piezoelectric element.
  • the white arrow in FIG. 33 indicates the expansion / contraction direction of the piezoelectric element, and the black arrow indicates the electric field direction.
  • FIG. 33 shows the structure of the input area or output area of a general piezoelectric transformer.
  • a plurality of plate-like internal electrodes 107 and 108 are alternately arranged in the piezoelectric element of the piezoelectric transformer.
  • the plurality of internal electrodes 107 are connected to a common electrode 106A
  • the plurality of internal electrodes 108 are connected to a common electrode 106B.
  • this configuration is, for example, an input region
  • an electric field is generated between the internal electrodes 107 and 108 when a voltage is applied between the common electrodes 106A and 106B.
  • the region A of the piezoelectric element shown in FIG. 33 extends in the polarization direction due to the inverse piezoelectric effect, as indicated by the white arrow.
  • the output region 10B of the piezoelectric transformer 1 according to the present embodiment is on the low pressure side. For this reason, the distance between the electrodes of the internal electrodes 131B and 141B provided in the output region 10B is short. That is, the distance between the electrodes 107 and 108 in the region A shown in FIG. 33 is short. Since the distance between the electrodes 107 and 108 is short, even if the distance between the electrodes in the regions B, C, and D is shortened, the electric field is unlikely to concentrate between the electrodes in the regions B, C, and D.
  • the distance between 141B and the output-side first external electrode 13B (see FIG. 32D) is longer than the distance between the electrodes 107 and.
  • the piezoelectric element does not crack, and the electric field distribution is locally concentrated on the main surfaces of the internal electrodes 131B and 141B. It is possible to make it difficult to form a circle.
  • the input area 10A of the piezoelectric transformer 1D is on the high voltage side. For this reason, the distance between the electrodes of the internal electrodes 111B and 121B provided in the input region 10A is long. That is, the distance between the electrodes 107 and 108 in the region A shown in FIG. 33 is long. If the distance between the electrodes 107 and 108 is long, the electric field strength becomes low, so that the electric field may concentrate on the regions B, C, and D. Therefore, it is necessary to increase the distance between the electrodes in the regions B, C, and D. However, if the distance between the electrodes in the regions B, C, and D is increased, the facing area of the electrodes 107 and 108 becomes too small.
  • the main surfaces of the internal electrodes 111B and 121B are made substantially the same as the cross section of the piezoelectric element 10, and the input side second external electrode 12B and the input side first internal electrode 111B.
  • insulating films for example, glass members
  • 151, 152 having a dielectric constant lower than that of the piezoelectric element 10 are provided.
  • FIG. 34 is a perspective view of a piezoelectric transformer 1E according to the ninth embodiment.
  • FIG. 34 is a perspective view of the inside of the piezoelectric element 10.
  • the piezoelectric transformer 1E according to the present embodiment is formed by providing symmetrically the piezoelectric transformer 1D according to the eighth embodiment.
  • the piezoelectric transformer 1E is assumed to vibrate in the length direction (hereinafter referred to as the X-axis direction) in the (4 ⁇ / 2) resonance mode.
  • is one wavelength of vibration in the X-axis direction. Therefore, the length of the piezoelectric element 10 included in the piezoelectric transformer 1E in the X-axis direction is (4 ⁇ / 2).
  • the piezoelectric element 10 is formed with primary-side input areas 10A and 10C and secondary-side output areas 10B and 10D. Specifically, the output region 10B, the input region 10A, the input region 10C, and the output region 10D are arranged in this order along the X-axis direction of the piezoelectric element 10.
  • the piezoelectric transformer 1E receives AC voltage from the input areas 10A and 10C, transforms the voltage, and outputs it from the output areas 10B and 10D. That is, the input areas 10A and 10C are the primary side, and the output areas 10B and 10D are the secondary side.
  • the input areas 10A and 10C and the output areas 10B and 10D are each polarized in the X-axis direction.
  • the polarization direction may be the same direction or the reverse direction.
  • the input area 10A is an example of the “first primary side” according to the present invention.
  • the output region 10B is an example of the “first secondary side” according to the present invention.
  • the input area 10C is an example of the “second primary side” according to the present invention.
  • the output region 10D is an example of the “second secondary side” according to the present invention.
  • the input side first external electrode 11C and the input side second external electrode 12C are formed on the first surface along the XY axis direction in the input region 10A of the piezoelectric element 10.
  • An output side first external electrode 13C and an output side second external electrode 14C are formed on the first surface of the output region 10B.
  • An input side third external electrode 15C and an input side fourth external electrode 16C are formed on the first surface of the input region 10C.
  • An output side third external electrode 17C and an output side fourth external electrode 18C are formed on the first surface of the output region 10D.
  • Each of the external electrodes 11C to 18C has a rectangular shape having a main surface composed of a long side and a short side.
  • Each of the electrodes 11C to 18C is provided on the first surface of the piezoelectric element 10 so that the long side coincides with the X-axis direction and the short side coincides with the Y-axis direction.
  • the external electrodes 13C, 11C, 15C, and 17C are provided along one long side of the first surface of the piezoelectric element 10.
  • the external electrodes 14 ⁇ / b> C, 12 ⁇ / b> C, 16 ⁇ / b> C, 18 ⁇ / b> C are provided along the other long side of the first surface of the piezoelectric element 10.
  • the external electrodes 13C and 14C, the external electrodes 11C and 12C, the external electrodes 15C and 16C, and the external electrodes 17C and 18C are opposed to each other along the Y-axis direction.
  • the primary-side external electrodes 11C, 12C, 15C, and 16C can be easily separated from the secondary-side external electrodes 13C, 14C, 17C, and 18C, and insulation between the electrodes can be achieved. Can keep. Further, by forming the external electrodes 11C to 18C on the same surface of the piezoelectric element 10, the piezoelectric transformer 1E can be easily mounted on a substrate (not shown).
  • each electrode arranged as described above is provided at a position that coincides with the node point where the vibration displacement of the piezoelectric element 10 is the smallest, as in the first embodiment.
  • the piezoelectric transformer 1E When the piezoelectric transformer 1E is mounted, the piezoelectric transformer 1E is supported and wired at the position (node point) where the vibration displacement is the smallest, so that the piezoelectric element 1E is not hindered and the piezoelectric element 10 is mounted after the mounting. It is possible to prevent the connection reliability from being deteriorated due to the displacement of.
  • the input-side first external electrode 11C is an example of a “first external electrode” according to the present invention
  • the input-side second external electrode 12C is an example of a “second external electrode” according to the present invention
  • the output-side first external electrode 13C is an example of a “third external electrode” according to the present invention
  • the output-side second external electrode 14C is an example of a “fourth external electrode” according to the present invention.
  • the input-side third external electrode 15C is an example embodiment that corresponds to the “fifth external electrode” according to the present invention.
  • the input-side fourth external electrode 16C is an example of the “sixth external electrode” according to the present invention.
  • the output-side third external electrode 17C is an example embodiment that corresponds to the “seventh external electrode” according to the present invention.
  • the output-side fourth external electrode 18C is an example embodiment that corresponds to the “eighth external electrode” according to the present invention.
  • the input area 10A is provided with a plurality of input side first internal electrodes 111C and a plurality of input side second internal electrodes 121C.
  • the input-side first internal electrode 111C is electrically connected to the input-side first external electrode 11C, and is insulated from the input-side second external electrode 12C by an insulating film 19B.
  • the input-side second internal electrode 121C is electrically connected to the input-side second external electrode 12C, and is insulated from the input-side first external electrode 11C by an insulating film 19A.
  • the input-side first internal electrode 111C and the input-side second internal electrode 121C have the same shape as the input-side first internal electrode 111B and the input-side second internal electrode 121B of the piezoelectric transformer 1D according to the eighth embodiment.
  • the input-side first internal electrodes 111C and the input-side second internal electrodes 121C are alternately provided along the X-axis direction so that the normal direction of the main surface is the X-axis direction.
  • the output region 10B is provided with a plurality of output-side first internal electrodes 131C and a plurality of output-side second internal electrodes 141C.
  • the output-side first internal electrode 131C is electrically connected to the output-side first external electrode 13C
  • the output-side second internal electrode 141C is electrically connected to the output-side second external electrode 14C.
  • the output-side first internal electrode 131C and the output-side second internal electrode 141C have the same shape as the output-side first internal electrode 131C and the output-side second internal electrode 141C of the piezoelectric transformer 1D according to the eighth embodiment.
  • the output-side first internal electrodes 131C and the output-side second internal electrodes 141C are alternately provided along the X-axis direction so that the normal direction of the main surface is the X-axis direction.
  • the input region 10C is provided with a plurality of input side third internal electrodes 151C and a plurality of input side fourth internal electrodes 161C.
  • the input-side third internal electrode 151C is electrically connected to the input-side third external electrode 15C, and is insulated from the input-side fourth external electrode 16C by an insulating film 19D.
  • the input-side fourth internal electrode 161C is electrically connected to the input-side fourth external electrode 16C, and is insulated from the input-side third external electrode 15C by an insulating film 19C.
  • the input-side third internal electrode 151C and the input-side fourth internal electrode 161C have the same shape as the input-side first internal electrode 111C and the input-side second internal electrode 121C.
  • the input-side third internal electrodes 151C and the input-side fourth internal electrodes 161C are alternately provided along the X-axis direction so that the normal direction of the main surface is the X-axis direction.
  • the output region 10D is provided with a plurality of output side third internal electrodes 171C and a plurality of output side fourth internal electrodes 181C.
  • the output-side third internal electrode 171C is electrically connected to the output-side third external electrode 17C
  • the output-side fourth internal electrode 181C is electrically connected to the output-side fourth external electrode 18C.
  • the output side third internal electrode 171C and the output side fourth internal electrode 181C have the same shape as the output side first internal electrode 131C and the output side second internal electrode 141C.
  • the output-side third internal electrode 171C and the output-side fourth internal electrode 181C are alternately provided along the X-axis direction so that the normal direction of the main surface is the X-axis direction.
  • the input-side first internal electrode 111C is an example of the “first internal electrode” according to the present invention.
  • the input-side second internal electrode 121C is an example embodiment that corresponds to the “second internal electrode” according to the present invention.
  • the output-side first internal electrode 131C is an example of the “third internal electrode” according to the present invention.
  • the output-side second internal electrode 141C is an example embodiment that corresponds to the “fourth internal electrode” according to the present invention.
  • the input-side third internal electrode 151C is an example embodiment that corresponds to the “fifth internal electrode” according to the present invention.
  • the input-side fourth internal electrode 161C is an example embodiment that corresponds to the “sixth internal electrode” according to the present invention.
  • the output-side third internal electrode 171C is an example embodiment that corresponds to the “seventh internal electrode” according to the present invention.
  • the output-side fourth internal electrode 181C is an example of the “eighth internal electrode” according to the present invention.
  • the piezoelectric transformer 1E When an AC voltage is applied to the input-side first external electrode 11C and the input-side second external electrode 12C, and the input-side third external electrode 15C and the input-side fourth external electrode 16C, the piezoelectric transformer 1E outputs the first output-side first electrode.
  • the transformed voltage is output from the external electrode 13C and the output-side second external electrode 14C, and from the output-side third external electrode 17C and the output-side fourth external electrode 18C.
  • the piezoelectric transformer 1E is configured such that the vibrations are symmetrical with respect to the central portion of the piezoelectric element 10.
  • the vibration energy of the input areas 10A and 10C can be efficiently transmitted to the output areas 10B and 10D.
  • the piezoelectric transformer 1E can be efficiently transformed.
  • the configurations of the piezoelectric transformer and the piezoelectric transformer device according to the seventh to ninth embodiments are not limited to those described, and may have the following characteristics.
  • the piezoelectric transformer in which the voltage is excited on the other by applying a voltage to one of the four external electrodes, The piezoelectric body having a rectangular first surface; A plurality of first internal electrodes provided in the piezoelectric body and connected to the first external electrodes; A plurality of second internal electrodes provided in the piezoelectric body and connected to the second external electrodes; A plurality of third internal electrodes provided in the piezoelectric body and connected to the third external electrodes; A plurality of fourth internal electrodes provided in the piezoelectric body and connected to the fourth external electrodes; With The first external electrode, the second external electrode, the third external electrode and the fourth external electrode are insulated from each other and provided on the first surface of the piezoelectric body; The first external electrode and the second external electrode are arranged along one side direction of the
  • Piezoelectric transformer The first internal electrode, the second internal electrode, the third internal electrode, and the fourth internal electrode are planar electrodes, and the normal directions of the principal surfaces of the planar electrodes coincide with each other.
  • the piezoelectric transformer according to Feature 1. (Feature 3) The piezoelectric body has a rectangular parallelepiped shape having a long side in the normal direction of the main surface.
  • the first external electrode and the second external electrode are high-voltage side electrodes, The third external electrode and the fourth external electrode are low-voltage side electrodes, The first internal electrode and the second internal electrode are planar electrodes having a main surface having the same shape as a cross section orthogonal to the long side of the piezoelectric body, The third internal electrode and the fourth internal electrode are planar electrodes having a circular main surface, The piezoelectric transformer according to Feature 3. (Feature 5) The first external electrode and the second external electrode are a primary electrode pair, The third external electrode and the fourth external electrode are secondary electrode pairs. 5. The piezoelectric transformer according to any one of features 1 to 4.
  • the piezoelectric body includes a first secondary side, a first primary side, a second primary side, and a second secondary arranged in a direction along the one side direction of the first surface.
  • the first internal electrode, the second internal electrode, the first external electrode, and the second external electrode are provided on the first primary side portion of the piezoelectric body
  • the third internal electrode, the fourth internal electrode, the third external electrode, and the fourth external electrode are provided on the first secondary side portion of the piezoelectric body,
  • a fifth external electrode and a sixth external electrode provided on the first surface located on the second primary side of the piezoelectric body;
  • a seventh external electrode and an eighth external electrode provided on the first surface located on the second secondary side of the piezoelectric body;
  • the piezoelectric transformer according to Feature 5 The piezoelectric transformer according to any one of features 1 to 6;
  • the piezoelectric body vibrates in a thickness longitudinal vibration mode having a thickness along a direction along the first surface, A substrate on which the piezoelectric body is mounted; Further comprising The substrate is A first mounting electrode on which the first external electrode is mounted; A second mounting electrode on which the second external electrode is mounted; A third mounting electrode on which the third external electrode is mounted; A fourth mounting electrode on which the fourth external electrode is mounted;
  • Have A part of each of the first mounting electrode, the second mounting electrode, the third mounting electrode, and the fourth mounting electrode is: Coincides with the node point when the mounted piezoelectric body vibrates, Piezoelectric transformer device.
  • the first mounting electrode and the second mounting electrode are formed at positions that coincide with the first node point, The third mounting electrode and the fourth mounting electrode are formed at positions that coincide with the second node point.
  • the piezoelectric transformer device according to Feature 7. In the tenth to fourteenth embodiments described below, the configurations of the piezoelectric transformer and the piezoelectric transformer module are different from the above-described embodiments. The piezoelectric transformer and the piezoelectric transformer module described in the tenth to fourteenth embodiments can prevent unnecessary signals from propagating between the insulated input unit and output unit.
  • FIG. 35 is a diagram illustrating a configuration of a piezoelectric transformer 1F according to the tenth embodiment.
  • the piezoelectric transformer 1F includes a rectangular parallelepiped piezoelectric element 10.
  • the piezoelectric element 10 is formed by stacking, for example, PZT ceramic sheets.
  • the longitudinal direction is the X-axis direction
  • the width direction is the Y-axis direction
  • the thickness direction is the Z-axis direction.
  • an input region 10A1, an output region 10B1, and an insulating region 10C1 are formed along the X-axis direction. More specifically, the input region 10A1 and the output region 10B1 are provided on both ends of the piezoelectric element 10 with the insulating region 10C1 interposed therebetween. That is, the input region 10A1 and the output region 10B1 are insulated by the insulating region 10C1.
  • the input area 10A1 and the output area 10B1 are each polarized in the X-axis direction.
  • Examples of the polarization treatment method include a method of applying a voltage of 2 kV / mm to the piezoelectric element 10 in insulating oil at 170 ° C.
  • the polarization direction may be the same in the input region 10A1 and the output region 10B1, or may be in the opposite direction.
  • the input side first external electrode 11D and the input side second external electrode 12D are provided on the upper and lower surfaces facing the Z-axis direction of the input region 10A1.
  • An AC voltage output circuit (not shown) is connected to the input-side first external electrode 11D, and an AC voltage is applied.
  • the input-side second external electrode 12D is connected to the input-side reference potential.
  • the input side first external electrode 11D is provided with a plurality of planar input side first internal electrodes 111D, 111E. That is, the input-side first external electrode 11D and the input-side first internal electrodes 111D and 111E are at the same potential.
  • the input-side second external electrode 12D is provided with a plurality of planar input-side second internal electrodes 121D and 121E. That is, the input-side second external electrode 12D and the input-side second internal electrodes 121D and 121E have the same potential.
  • the input-side first internal electrodes 111D and 111E and the input-side second internal electrodes 121D and 121E are substantially the same size and are provided orthogonal to the X-axis direction that is the polarization direction.
  • the input side first internal electrodes 111D and 111E and the input side second internal electrodes 121D and 121E are alternately arranged along the X-axis direction. Specifically, along the X-axis direction, the input side second internal electrode 121D, the input side first internal electrode 111D, the input side second internal electrode 121E, and the input side first internal electrode 111E are arranged in this order from the insulating region 10C1. ing.
  • the output side first external electrode 13D and the output side second external electrode 14D are provided on the upper and lower surfaces facing the Z-axis direction of the output region 10B1.
  • a load (not shown) is connected to the output-side first external electrode 13D.
  • the output-side second external electrode 14D is connected to the output-side reference potential. Note that the load connected to the output-side first external electrode 13D operates based on the output-side reference potential. Further, the output side reference potential and the input side reference potential are different.
  • a plurality of planar output-side first internal electrodes 131D to 131G are connected to the output-side first external electrode 13D. That is, the output-side first external electrode 13D and the output-side first internal electrodes 131D to 131G are at the same potential.
  • the output-side second external electrode 14D is connected to a plurality of planar output-side second internal electrodes 141D to 141G. That is, the output-side second external electrode 14D and the output-side second internal electrodes 141D to 141G have the same potential.
  • the output-side first internal electrodes 131D to 131G and the output-side second internal electrodes 141D to 141G have substantially the same size and are provided orthogonal to the X-axis direction that is the polarization direction. Further, the output side first internal electrodes 131D to 131G and the output side second internal electrodes 141D to 141G are alternately arranged along the X direction.
  • the output-side second internal electrode 141D, the output-side first internal electrode 131D, the output-side second internal electrode 141E, the output-side first internal electrode 131E, and the output-side second The internal electrode 141F, the output side first internal electrode 131F, the output side second internal electrode 141G, and the output side first internal electrode 131G are arranged in this order.
  • the piezoelectric transformer 1 having this configuration, when a voltage is applied between the input-side first external electrode 11D and the input-side second external electrode 12D, the input-side first internal electrodes 111D and 111E and the input-side second internal electrode An electric field is generated between the electrodes 121D and 121E. That is, an electric field is applied to the input region 10A1 in the polarization direction.
  • the polarization between the input-side first internal electrode 111D and the input-side second internal electrode 121E and between the input-side first internal electrode 111E and the input-side second internal electrode 121E are opposite to each other.
  • longitudinal vibration is excited in the polarization direction, that is, the X-axis direction of the piezoelectric element 10 by the inverse piezoelectric effect.
  • the insulation between the input region 10A1 and the output region 10B1 is ensured, and unnecessary signals such as noise are propagated between the input-side first internal electrode 111D and the output-side first internal electrode 131D. Can be suppressed. The reason will be described below.
  • an input side second internal electrode 121D and an output side second internal electrode 141D are interposed between the opposing input side first internal electrode 111D and output side first internal electrode 131D.
  • the input-side second internal electrode 121D and the output-side second internal electrode 141D suppress the formation of stray capacitance between the input-side first internal electrode 111D and the output-side first internal electrode 131D.
  • the two electrodes 121D and 141D are capacitively coupled. For this reason, if an unnecessary signal such as noise is superimposed on the AC voltage applied to the input-side first external electrode 11D, the input-side first internal electrode 111D is connected to the output-side first internal electrode 131D via capacitive coupling. Unnecessary signals are propagated to Then, an unnecessary signal is output from the output-side first external electrode 13D having the same potential as the output-side first internal electrode 131D to the load connected to the output-side first external electrode 13D.
  • this piezoelectric transformer 1F can suppress fluctuations in the output side reference potential. The reason will be described below.
  • the output-side reference potential when the input-side reference potential is ground and a potential difference occurs between the input-side reference potential and the output-side reference potential, the output-side reference potential is in a floating state as viewed from the input-side reference potential (ground). In this state, when the user touches (operates) the load connected to the output-side first external electrode 13D, the output-side reference potential may fluctuate because current flows through the user and the ground. In this case, it causes a malfunction of the load connected to the output-side first external electrode 13D.
  • the distance between the input-side second internal electrode 121D and the output-side second internal electrode 141D is shorter than the distance between the input-side first internal electrode 111D and the output-side first internal electrode 131D. It is arranged to be.
  • the stray capacitance C1 is formed between the input-side second internal electrode 121D and the output-side second internal electrode 141D.
  • the input-side second internal electrode 121D and the output-side second internal electrode 141D are capacitively coupled, and an alternating current applied between the input-side second external electrode 12D and the output-side second external electrode 14D.
  • the potential difference becomes smaller. That is, the output side reference potential is stabilized. As a result, the malfunction of the load connected to the output-side first external electrode 13D can be prevented.
  • the distance between the input-side second internal electrode 121D and the output-side second internal electrode 141D is the distance between the input-side first internal electrode 111D and the output-side first internal electrode 131D.
  • the present invention is not limited to this.
  • a stray capacitance formed between the input-side second internal electrode 121D and the output-side second internal electrode 141D is a stray capacitance formed between the input-side first internal electrode 111D and the output-side first internal electrode 131D. What is necessary is just to be comprised so that it may become larger.
  • FIG. 36A is a perspective view showing the configuration of the piezoelectric transformer 1G according to the eleventh embodiment
  • FIG. 36B is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
  • the piezoelectric transformer 1G includes a rectangular parallelepiped piezoelectric element 10.
  • the piezoelectric element 10 is formed by stacking, for example, PZT ceramic sheets.
  • the longitudinal direction is the X-axis direction
  • the width direction is the Y-axis direction
  • the thickness direction is the Z-axis direction.
  • an input region 10A2, an output region 10B2, and an insulating region 10C2 are formed along the X-axis direction. More specifically, the input region 10A2 and the output region 10B2 are provided on both ends of the piezoelectric element 10 with the insulating region 10C2 interposed therebetween. That is, the input area 10A2 and the output area 10B2 are insulated.
  • the input area 10A2 and the output area 10B2 are each polarized in the Z-axis direction.
  • the input side first external electrode 11E and the input side second external electrode 12E are provided on both side surfaces of the input region 10A2 facing in the Y-axis direction.
  • An AC voltage output circuit (not shown) is connected to the input-side first external electrode 11E, and an AC voltage is applied.
  • the input side second external electrode 12E is connected to the input side reference potential.
  • a plurality of planar input-side first internal electrodes 111F are connected to the input-side first external electrode 11E. That is, the input-side first external electrode 11D and the input-side first internal electrode 111F are at the same potential.
  • a plurality of planar input-side second internal electrodes 121F are connected to the input-side second external electrode 12E. That is, the input side second external electrode 12E and the input side second internal electrode 121F have the same potential.
  • the input-side first internal electrode 111F and the input-side second internal electrode 121F are provided orthogonal to the Z-axis direction that is the polarization direction.
  • the input side first internal electrodes 111F and the input side second internal electrodes 121F are alternately arranged along the Z-axis direction.
  • the length of the input-side second internal electrode 121F in the X-axis direction is longer than the length of the input-side first internal electrode 111F.
  • the input-side second internal electrode 121F is located closer to the insulating region 10C2 than the input-side first internal electrode 111F.
  • the distance from the end of the input-side first internal electrode 111F on the insulating region 10C2 side in the X direction to the end of the input-side second internal electrode 121F is G11, and the input-side first internal electrode 111F and the input-side first
  • the input side first internal electrode 111F and the input side second internal electrode 121F are provided so as to satisfy G11> G12.
  • the output side first external electrode 13E and the output side second external electrode 14E are provided on the upper and lower surfaces facing the Z-axis direction of the output region 10B1.
  • a load (not shown) is connected to the output-side first external electrode 13E.
  • the output-side second external electrode 14E is connected to the output-side reference potential. Note that the load connected to the output-side first external electrode 13E operates based on the output-side reference potential. Further, the output side reference potential and the input side reference potential are different.
  • the output side first external electrode 13E is provided with a plurality of planar output side first internal electrodes 131H. That is, the output-side first external electrode 13E and the output-side first internal electrode 131H are at the same potential.
  • the output-side second external electrode 14E is provided with a plurality of planar output-side second internal electrodes 141H. That is, the output-side second external electrode 14E and the output-side second internal electrode 141H are at the same potential.
  • the output-side first internal electrode 131H and the output-side second internal electrode 141H are provided orthogonal to the Z-axis direction that is the polarization direction.
  • the output side first internal electrodes 131H and the output side second internal electrodes 141H are alternately arranged along the Z-axis direction.
  • the length of the output-side second internal electrode 141H in the X-axis direction is longer than the length of the output-side first internal electrode 131H.
  • the output-side second internal electrode 141H is located closer to the insulating region 10C2 than the output-side first internal electrode 131H.
  • the output-side second internal electrode 141H is formed in the same layer as the input-side second internal electrode 121F. That is, the input-side second internal electrode 121F and the output-side second internal electrode 141H are located on the same plane.
  • the distance from the end of the output-side first internal electrode 131H on the insulating region 10C2 side in the X direction to the end of the output-side second internal electrode 141H is G21, and the output-side first internal electrode 131H and the output-side first The output side first internal electrode 131H and the output side second internal electrode 141H are provided so as to satisfy G21> G22 when the interlayer distance between the two internal electrodes 141H is represented by G22.
  • the piezoelectric transformer 1G having this configuration, when a voltage is applied to the input-side first external electrode 11E, the input-side first internal electrode 111F and the input-side second internal electrode 121F having the same potential as the input-side first external electrode 11E. An electric field is generated between That is, an electric field is applied to the input region 10A2 in the polarization direction. Then, vibration is excited in the direction orthogonal to the polarization direction by the inverse piezoelectric effect, that is, in the X-axis direction of the piezoelectric element 10.
  • the distance between the input-side first internal electrode 111F and the output-side first internal electrode 131H is increased, and the stray capacitance formed therebetween is reduced, so that the electrode The coupling
  • the formed stray capacitance can be further reduced, and the coupling of the electrodes 111F and 131H can be prevented.
  • a stray capacitance C2 is formed between the input-side second internal electrode 121F and the output-side second internal electrode 141H.
  • the electrodes 121F and 141H are formed on the same plane, and a stray capacitance C2 is formed between them.
  • the input-side second internal electrode 121F and the output-side first internal electrode 131H are capacitively coupled, and an AC-like current is applied between the input-side second external electrode 12E and the output-side second external electrode 14E.
  • the potential difference becomes smaller. That is, the output side reference potential is stabilized. As a result, the malfunction of the load connected to the output-side first external electrode 13E can be prevented.
  • FIG. 37 shows a piezoelectric transformer module 101A according to the twelfth embodiment.
  • the piezoelectric transformer module 101A includes input units 101A1 and 101A2 and output units 101A3 and 101A4. An AC voltage is input to the input unit 101A1.
  • the input unit 101A2 is connected to the input side reference potential.
  • the output unit 101A3 is connected to a load (not shown), and the output unit 101A4 is connected to the output side reference potential.
  • the piezoelectric transformer module 101A includes two piezoelectric transformers 1F according to the tenth embodiment.
  • the arrows shown in FIG. 37 indicate the polarization direction.
  • the input side (input region 10A1 in FIG. 35) and the output side (output region 10B1 in FIG. 35) of the piezoelectric transformer 1F are polarized in the same direction.
  • the input side first external electrodes 11D of the two piezoelectric transformers 1 are connected to the input unit 101A1.
  • the input-side second external electrode 12D is connected to the input unit 101A2. That is, the input side of the piezoelectric transformer 1F is configured to be connected in parallel to the input unit 101A1, and the same voltage is applied to each of the two piezoelectric transformers 1F. As a result, the two piezoelectric transformers 1F are driven in a balanced manner.
  • the output-side first external electrode 13D of the piezoelectric transformer 1F is connected to the output unit 101A3, and the output-side second external electrode 14D is connected to the output unit 101A4.
  • the input-side second external electrode 12D and the output-side second external electrode 14D of the piezoelectric transformer 1F are capacitively coupled by the stray capacitance C1, so that the output-side reference potential is input. It becomes substantially the same potential in terms of alternating current with the side reference potential. Thereby, the fluctuation
  • the stray capacitance C1 is connected in parallel between the input unit 101A2 and the output unit 101A4. As a result, the potential difference between the input-side reference potential and the output-side reference potential can be reduced, so that the output-side reference potential is more stable.
  • the piezoelectric transformer module 101A can increase the power that can be handled by the piezoelectric transformer module 101A by using two piezoelectric transformers 1F.
  • FIG. 38 is a diagram illustrating a piezoelectric transformer module 101B according to the thirteenth embodiment.
  • the piezoelectric transformer module 101B includes input units 101B1 and 101B2 and output units 101B3, 101B4, and 101B5. An AC voltage is input to the input unit 101B1.
  • the input unit 101B2 is connected to the input side reference potential.
  • the output units 101B3 and 101B4 are connected to a load (not shown), and the output unit 101B5 is connected to the output side reference potential.
  • the piezoelectric transformer module 101B includes piezoelectric transformers 1F and 1F1.
  • the piezoelectric transformer 1F1 has substantially the same configuration as the piezoelectric transformer 1F, but has a different polarization direction (arrows shown in FIG. 37). Specifically, the input side (input region 10A1 in FIG. 35) and the output side (output region 10B1 in FIG. 35) of the piezoelectric transformer 1F1 are polarized in opposite directions.
  • the input side first external electrodes 11D of the piezoelectric transformers 1F and 1F1 are connected to the input unit 101B1.
  • the input-side second external electrode 12D is connected to the input unit 101B2. That is, the input side of the piezoelectric transformer 1F is configured to be connected in parallel to the input unit 101B1, and the same voltage is applied to each of the two piezoelectric transformers 1F and 1F1. Thereby, the piezoelectric transformers 1F and 1F1 are driven with good balance.
  • the output-side first external electrode 13D of the piezoelectric transformer 1F is connected to the output unit 101B3, and the output-side first external electrode 13D of the piezoelectric transformer 1F1 is connected to the output unit 101B4.
  • the output-side second external electrodes 14D of the piezoelectric transformers 1F and 1F1 are connected to the output unit 101B5.
  • the piezoelectric transformer module 101B having this configuration, when an AC voltage is input from the input unit 101B1, a voltage is applied to the input first external electrode 11D of the piezoelectric transformers 1F and 1F1, and a low voltage is output from the output first external electrode 13D. Is output. At this time, since the polarization directions on the output side of the piezoelectric transformers 1F and 1F1 are opposite, voltages of opposite phases are output from the output-side first external electrodes 13D of the piezoelectric transformers 1F and 1F1, respectively. That is, the piezoelectric transformer module 101B can output a differential voltage.
  • the piezoelectric transformer module 101B As in the twelfth embodiment, even if an unnecessary signal such as noise is superimposed on the AC voltage input from the input unit 101B1, the output units 101B3 and 101B4 It is never output. Thereby, malfunction of the load connected to the output unit 101B3 can be prevented. Furthermore, in the piezoelectric transformer module 101B according to the present embodiment, fluctuations in the output side reference potential can be suppressed, and the output side reference potential can be stabilized.
  • the stray capacitance C1 is connected in parallel between the input unit 101B2 and the output unit 101B4. As a result, the potential difference between the input-side reference potential and the output-side reference potential can be reduced, so that the output-side reference potential is more stable.
  • the piezoelectric transformer module 101B can increase the power that can be handled by the piezoelectric transformer module 101B by using the two piezoelectric transformers 1F and 1F1.
  • FIG. 39 is a circuit diagram of an AC adapter 101C according to the fourteenth embodiment.
  • the AC adapter 101C is connected to a commercial power supply CP, and has input sections IN1 and IN2 for inputting an AC voltage from the commercial power supply CP, and output sections OUT1 and OUT2 to which a load RL is connected and outputs a DC voltage to the load RL.
  • the input units IN1 and IN2 are examples of the “commercial power input unit” according to the present invention.
  • the diode bridge DB11 is connected to the input sections IN1 and IN2.
  • a smoothing capacitor C11 is connected to the output side of the diode bridge DB11.
  • the AC voltage input from the input units IN1 and IN2 is rectified and smoothed by the diode bridge DB11 and the smoothing capacitor C11.
  • the diode bridge DB11 and the smoothing capacitor C11 are examples of the “input-side rectifying and smoothing circuit” according to the present invention.
  • Switching elements Q1 and Q2 connected in series are connected to the diode bridge DB11 and the smoothing capacitor C11.
  • the switching elements Q1 and Q2 are n-type MOS-FETs, but may be IGBTs or bipolar transistors.
  • the voltage rectified and smoothed by the diode bridge DB11 or the like is converted into a rectangular wave voltage by switching of the switching elements Q1 and Q2.
  • the switching elements Q1 and Q2 connected in series are an example of the “switching circuit” according to the present invention.
  • a controller 51 is connected to the gates of the switching elements Q1 and Q2.
  • the controller 51 looks at the weight of the load RL connected to the output units OUT1 and OUT2 by feedback control, and accordingly, the switching frequency of the switching elements Q1 and Q2 is constant so that the supply voltage to the load RL becomes constant. Set.
  • the controller 51 generates a gate voltage and applies it to the switching elements Q1 and Q2, and turns on and off the switching elements Q1 and Q2 at a set cycle.
  • the piezoelectric transformer 1F according to the tenth embodiment is connected to the switching elements Q1, Q2.
  • the input-side first external electrode 11 of the piezoelectric transformer 1F is connected to the connection point of the switching elements Q1, Q2 via the inductor L11.
  • the input-side second external electrode 12D of the piezoelectric transformer 1F is connected to a reference potential (ground) described later.
  • the output side first external electrode 13D of the piezoelectric transformer 1F is connected to the diode D11.
  • a smoothing capacitor C12 is connected to the diode D11, and is further connected to the output unit OUT1.
  • the diode D11 and the smoothing capacitor C12 are examples of an “output-side rectifying and smoothing circuit”.
  • the auxiliary winding 53 is added to the inductor L11 provided between the input side first external electrode 11D of the piezoelectric transformer 1F and the switching elements Q1, Q2.
  • the output voltage of the auxiliary winding 53 is rectified and smoothed by the auxiliary power supply circuit 52, and a DC power supply voltage for the controller 51 is generated. Thereby, the controller 51 operates.
  • the AC adapter 101C is miniaturized using the piezoelectric transformer 1F. Then, as described in the tenth embodiment, the piezoelectric transformer 1F can suppress propagation of unnecessary signals such as noise between the input side and the output side. Therefore, even when switching noise is output from the switching elements Q1, Q2, it is possible to avoid the possibility that the noise is output to the load RL. Further, since the output side reference potential can be stabilized by fixing the output side reference potential to the input side reference potential, malfunction of the load RL can be prevented.
  • the circuit composed of the switching circuit of the switching elements Q1 and Q2, the piezoelectric transformer 1F, the diode D11, and the smoothing capacitor C12 corresponds to the “DC-DC converter” according to the present invention.
  • the circuit including the diode bridge DB11, the switching circuit of the switching elements Q1 and Q2, the piezoelectric transformer 1F, the diode D11, and the smoothing capacitor C12 is an example of the “AC-DC converter” according to the present invention.
  • the configurations of the piezoelectric transformer and the piezoelectric transformer module according to the tenth to fourteenth embodiments, the DC-DC converter, the AC-DC converter, and the AC adapter including the same are not limited to those described, and have the following characteristics. It only has to be.
  • a piezoelectric body formed with a polarized input section, a polarized output section, and an insulating section disposed between the input section and the output section; An input-side first internal electrode and an input-side second internal electrode that are provided in the input unit and face each other; An output-side first internal electrode and an output-side second internal electrode that are provided in the output unit and face each other; With The input-side second internal electrode is An electrode connected to the input-side reference potential, at least a part of which is located closer to the insulating portion than the input-side first internal electrode; The output-side second internal electrode is The electrode is connected to the output side reference potential, at least a part is located on the insulating portion side than the output side first internal electrode, Piezoelectric transformer.
  • the input unit and the output unit are The input unit and the output unit are polarized in opposite directions,
  • the input side first internal electrode, the input side second internal electrode, the output side first internal electrode, and the output side second internal electrode are:
  • Each is a planar electrode having a main surface, and the main surface is arranged orthogonal to the direction in which the input portion and the output portion face each other.
  • the input unit and the output unit are The input part and the output part are polarized in a direction orthogonal to the facing direction,
  • the input side first internal electrode, the input side second internal electrode, the output side first internal electrode, and the output side second internal electrode are: Each is a planar electrode having a main surface, and the main surface is arranged in parallel with the direction in which the input unit and the output unit face each other.
  • the piezoelectric transformer according to Feature 1. (Feature 4) A length of the input-side second internal electrode in a direction in which the input unit and the output unit face each other is longer than the input-side first internal electrode;
  • the piezoelectric transformer according to feature 3 or 4. In a direction in which the input unit and the output unit face each other, between the end of the input side first internal electrode on the insulating unit side and the end of the input side second internal electrode on the insulating unit side The distance is represented by G11, When the distance between the input side first internal electrode and the input side second internal electrode is represented by G12 in the direction in which the input unit and the output unit face each other, G11> G12 is satisfied, 6.
  • a piezoelectric body formed with a polarized input section, a polarized output section, and an insulating section disposed between the input section and the output section; An input-side first internal electrode and an input-side second internal electrode that are provided in the input unit and face each other; An output-side first internal electrode and an output-side second internal electrode that are provided in the output unit and face each other; With The input-side second internal electrode is An electrode connected to the input side reference potential, The output-side second internal electrode is An electrode connected to the output side reference potential, The capacitance formed between the input side second internal electrode and the output side second internal electrode is larger than the capacitance formed between the input side first internal electrode and the output side first internal electrode. large, Piezoelectric transformer.
  • the piezoelectric transformer is A piezoelectric body formed with a polarized input section, a polarized output section, and an insulating section disposed between the input section and the output section; An input-side first internal electrode and an input-side second internal electrode that are provided in the input unit and face each other; An output-side first internal electrode and an output-side second internal electrode that are provided in the output unit and face each other; With The input-side second internal electrode is An electrode connected to the input-side reference potential, at least a part of which is located closer to the insulating portion than the input-side first internal electrode; The output-side second internal electrode is An electrode connected to the output-side reference potential, at least a part of which is located closer to the insulating portion than the output-side first internal electrode; The input-side second internal electrode of each of the two piezoelectric transformers is an electrode connected to an input-side reference potential, The output-side second internal electrode of each of the two piezoelectric transformers is an electrode connected to an input-side reference potential, The output-
  • Piezoelectric transformer module (Feature 10) One of the two piezoelectric transformers is The polarization directions of the input portion and the output portion of the piezoelectric body are the same, The other of the two piezoelectric transformers is The polarization direction of the input part and the output part of the piezoelectric body is opposite, The piezoelectric transformer module according to Feature 9.
  • a switching circuit that turns on and off the switching element and converts a DC voltage into an AC voltage;
  • a piezoelectric transformer having an input unit to which the switching circuit is connected, and an output unit that transforms and outputs a voltage input to the input unit;
  • An output side rectifying / smoothing circuit for rectifying and smoothing a voltage output from the output unit;
  • the piezoelectric transformer is A piezoelectric body formed with a polarized input section, a polarized output section, and an insulating section disposed between the input section and the output section;
  • An input-side first internal electrode and an input-side second internal electrode that are provided in the input unit and face each other;
  • An output-side first internal electrode and an output-side second internal electrode that are provided in the output unit and face each other;
  • the input-side second internal electrode is An electrode connected to the input-side reference potential, at least a part of which is located closer to the insulating portion than the input-side first internal electrode;
  • the output-side second internal electrode is The
  • An input side rectifying / smoothing circuit for converting an AC voltage into a DC voltage;
  • a switching circuit that turns on and off the switching element and converts a DC voltage from the input-side rectifying and smoothing circuit into an AC voltage;
  • a piezoelectric transformer having an input unit to which the switching circuit is connected, and an output unit that transforms and outputs a voltage input to the input unit;
  • An output side rectifying / smoothing circuit for rectifying and smoothing a voltage output from the output unit;
  • the piezoelectric transformer is A piezoelectric body formed with a polarized input section, a polarized output section, and an insulating section disposed between the input section and the output section;
  • An input-side first internal electrode and an input-side second internal electrode that are provided in the input unit and face each other;
  • An output-side first internal electrode and an output-side second internal electrode that are provided in the output unit and face each other;
  • the input-side second internal electrode is An electrode connected to the input-side reference potential, at
  • a commercial power supply input unit connected to a commercial power supply for inputting a voltage from the commercial power supply;
  • An input side rectifying / smoothing circuit for rectifying and smoothing a voltage input from the commercial power input unit;
  • a switching circuit that converts the voltage rectified and smoothed by the input-side rectifying and smoothing circuit into an AC voltage;
  • a piezoelectric transformer having an input unit to which the switching circuit is connected, and an output unit that transforms and outputs a voltage input to the input unit;
  • An output side rectifying / smoothing circuit for rectifying and smoothing a voltage output from the output unit;
  • a controller for controlling the switching circuit;
  • An auxiliary power circuit that is provided between the commercial power input unit and the input unit of the piezoelectric transformer and supplies power to the controller;
  • the piezoelectric transformer is A piezoelectric body formed with a polarized input section, a polarized output section, and an insulating section disposed between the input section and the output section;
  • Piezoelectric transformer devices 2A, 2B, 2C Flexible substrate 2P ... Protective films 2S1, 2S2 ... Space 3 ... Case 4 ... Holding member 10 ... Piezoelectric Elements 10A, 10A1, 10A2, 10C ... Input areas 10B, 10B1, 10B2, 10D ... Output areas 10C1, 10C2 ... Edge regions 11, 11A, 11B, 11C, 11D, 11E ... Input-side first external electrodes 12, 12A, 12B, 13C, 12D, 12E ... Input-side second external electrodes 13, 13A, 13B, 13C, 13D, 13E ...

Abstract

圧電トランス(1A,1B)、フレキシブル基板(2)およびケース(3)を備える。フレキシブル基板(2)は、圧電トランス(1A,1B)の外部電極が接続される素子実装用端子と、配線基板(200)に接続される外部接続用端子と、を備える。ケース(3)は配線基板(200)への固定部(32S)と天井部とを有し、固定部(32S)は、配線基板(200)への実装状態で、天井部と配線基板(200)との間に、圧電トランス(1A,1B)とフレキシブル基板(2)とを収容する空間を形成する。圧電トランス(1A,1B)は保持部材を介してケース(3)の天井部に吊り下げられる。これにより、圧電振動子の位置ずれやリード端子の押圧力の変動による特性劣化が抑制された圧電振動デバイスを提供する。

Description

圧電振動デバイス
 本発明は、圧電振動デバイスに関し、特に、配線基板に実装される圧電振動デバイスに関する。
 圧電トランス等の圧電振動デバイスにおいては、圧電振動子の機械的振動阻害の抑制、小型化、製造の容易性等を考慮して圧電振動子とケースの構造が設計される。例えば特許文献1に示される圧電トランスは、圧電振動子と、これを収容するキャビティを有する樹脂ケースとを備える。樹脂ケースのキャビティ底面には枕部が形成されていて、キャビティ内に圧電振動子が収容された状態で、圧電振動子の機械的振動のノードが上記枕部で支持される。また、圧電振動子の入出力電極に可撓性板バネ状リード端子が接することにより電気的に接続される。
特開2002-26414号公報
 しかし、特許文献1に示されるような従来の圧電振動デバイスにおいては、ケースに対する圧電振動子の搭載位置がずれたり、リード端子による押圧力が設計値からずれたりすると、圧電振動素子の機械的振動が妨げられ、圧電振動デバイスの特性が劣化する。例えば圧電トランスの場合には電力変換効率が低下してしまう。
 本発明の目的は、圧電振動子の位置ずれやリード端子の押圧力の変動による特性劣化が抑制された圧電振動デバイスを提供することにある。
(1)本発明の圧電振動デバイスは、
 圧電振動子、フレキシブル基板およびケースを備え、
 前記圧電振動子は、圧電素子と、前記圧電素子の表面に形成された外部電極とを有し、
 前記フレキシブル基板は、前記圧電振動子の前記外部電極が接続される素子実装用端子と、配線基板に接続される外部接続用端子と、を備え、
 前記ケースは前記配線基板への固定部と、天井部と、を有し、
 前記固定部は、前記配線基板への実装状態で、前記天井部と前記配線基板との間に、前記圧電振動子と前記フレキシブル基板とを収容する空間を形成し、
 前記圧電振動子の前記外部電極は前記フレキシブル基板の前記素子実装用端子に接続され、前記圧電振動子は保持部材を介して、前記ケース内で前記ケースの前記天井部に吊り下げられたことを特徴とする。
 上記構成により、圧電振動子は、電気的にはフレキシブル基板を介して、実装先の配線基板に接続され、機械的には保持部材を介してケースの天井に吊り下げられる。したがって、フレキシブル基板への圧電振動子の実装位置のずれに対する機械的振動阻害への影響が少ないので、実装位置のばらつきに対する特性のばらつきが少ない。また、固定部は、圧電振動デバイスの配線基板への実装状態で、ケースの天井と配線基板との間に、圧電振動子とフレキシブル基板とを収容する空間を形成するので、圧電振動子と配線基板との間にフレキシブル基板だけが介在するにもかかわらず、圧電振動子の機械的振動阻害が抑制される。
(2)上記(1)において、前記外部電極は前記圧電素子の第1面に形成されており、前記圧電素子の前記第1面に対向する第2面が前記ケースの前記天井部に保持されることが好ましい。これにより、ケースの天井とフレキシブル基板とは平行に配置され、低背の圧電振動デバイスが得られる。
(3)上記(2)において、前記保持部材は前記圧電振動子の機械的振動のノードと前記天井部との間に配置されることが好ましい。これにより、圧電振動子の機械的振動阻害が効果的に抑制される。
(4)上記(2)または(3)において、前記外部電極は、前記第1面のうち、機械的振動のノードで導電性接合材を介して前記素子実装用端子に接続されていることが好ましい。これにより、圧電振動子の機械的振動阻害が効果的に抑制される。
(5)上記(1)から(4)のいずれかにおいて、前記ケースは、前記天井部を有する第1ケース部と、前記固定部を有する第2ケース部と、で構成され、前記第1ケース部は前記第2ケース部に保持されることが好ましい。これにより、天井部および固定部のそれぞれに適した材料でケースを構成できる。
(6)上記(5)において、前記第1ケース部は樹脂成形体であり、前記第2ケースは金属成形体であることが好ましい。これにより、第1ケース部によって第1ケース部と圧電振動子との電気的絶縁が容易に確保される。
(7)上記(1)から(6)のいずれかにおいて、前記圧電振動子は例えば圧電トランスである。これにより、電力変換効率の高い変圧回路が構成できる。
(8)上記(7)において、前記圧電トランスは直方体形状の圧電素子の長手方向の一方に入力振動部、他方に出力振動部を備え、前記圧電振動子は縦振動モードで振動することが好ましい。これにより、入力振動部と出力振動部の両方について、外部電極を圧電素子の第1面に容易に形成できる。
(9)上記(1)から(8)のいずれかにおいて、前記フレキシブル基板はフレームと、前記フレームから引き出された引出部とを有し、前記素子実装用端子は前記引出部に形成され、前記外部接続用端子は前記フレームに形成されることが好ましい。これにより、限られた面積のフレキシブル基板でありながら、外部接続用端子を覆うことなく圧電振動子の実装が容易となる。また、外部接続用端子はフレキシブル基板の外周部に配置できるので、配線基板に対するフレキシブル基板の外部接続用端子の接続が容易となる。
(10)上記(9)において、前記引出部は、根元部で前記フレームに接続され、前記素子実装用端子は前記引出部の先端部に形成されることが好ましい。これにより、機械的振動阻害が抑制される。
(11)上記(1)において、
 前記圧電振動子は圧電トランスであり、
 第1圧電トランスと、
 第2圧電トランスと、
 を備え、
 前記フレキシブル基板は、対称軸を挟んで設けられた、前記第1圧電トランスの第1実装領域と、前記第2圧電トランスの第2実装領域とを有し、
 前記第1圧電トランス及び前記第2圧電トランスそれぞれの前記外部電極は、1次側第1外部電極、1次側第2外部電極及び2次側外部電極を有し、前記1次側第1外部電極、前記1次側第2外部電極及び前記2次側外部電極の形成位置が、前記対称軸に関して線対称となるように前記フレキシブル基板に実装され、
 前記フレキシブル基板の前記素子実装用端子は、
 前記第1圧電トランスの前記1次側第1外部電極が接続される第1実装電極と、
 前記第1圧電トランスの前記1次側第2外部電極が接続される第2実装電極と、
 前記第1圧電トランスの前記2次側外部電極が接続される第3実装電極と、
 前記第2圧電トランスの前記1次側第1外部電極が接続される第4実装電極と、
 前記第2圧電トランスの前記1次側第2外部電極が接続される第5実装電極と、
 前記第2圧電トランスの前記2次側外部電極が接続される第6実装電極と、
 を有し、
 前記第1実装電極と第4実装電極とは、前記対称軸に関して線対称に設けられ、
 前記第2実装電極と第5実装電極とは、前記対称軸に関して線対称に設けられ、
 前記第3実装電極と第6実装電極とは、前記対称軸に関して線対称に設けられている、
 構成でもよい。
 この構成では、近接する第1圧電トランスの電極と第2圧電トランスの電極との極性を同じにすることができる。このため、第1圧電トランスと第2圧電トランスとを離して配列させる必要がない。その結果、2つの圧電トランスの電極間の絶縁を確保しつつ、大型化を抑制することができる。
(12)上記(1)において、前記フレキシブル基板は、
 フレームと、前記フレームから引き出された第1引出部と、前記フレームから引き出された第2引出部と、
 前記第1引出部に形成され、前記圧電振動子の第1外部電極が接続される第1素子実装用端子と、前記第2引出部に形成され、前記圧電振動子の第2外部電極が接続される第2素子実装用端子と、
を備え、
 前記フレームに接続される前記第1引出部の第1根元部は、前記第1素子実装用端子よりも前記第2素子実装用端子に近接する、
 構成でもよい。
 上記構成により、フレキシブル基板の第1引出部の長さを長くでき、第1引出部の根元部から圧電振動子の第1外部電極までのばね性が高い。そのため、圧電振動子の機械的振動阻害が抑制される。
(13)上記(1)において、前記外部電極は、第1外部電極、第2外部電極、第3外部電極及び第4外部電極を有し、前記圧電振動子は圧電トランスであり、前記第1外部電極及び前記第2外部電極、又は、前記第3外部電極及び前記第4外部電極の一方に電圧が印加されることで、他方に電圧が励起され、
 前記圧電トランスは、
 矩形状の第1面を有する前記圧電素子と、
 前記圧電素子内に設けられ、前記第1外部電極に接続する複数の第1内部電極と、
 前記圧電素子内に設けられ、前記第2外部電極に接続する複数の第2内部電極と、
 前記圧電素子内に設けられ、前記第3外部電極に接続する複数の第3内部電極と、
 前記圧電素子内に設けられ、前記第4外部電極に接続する複数の第4内部電極と、
 を備え、
 前記第1外部電極、前記第2外部電極、前記第3外部電極及び前記第4外部電極は、互いに絶縁されて前記圧電素子の前記第1面に設けられ、
 前記第1外部電極及び前記第2外部電極は、前記圧電素子の前記第1面の一辺方向に沿って配列され、
 前記第3外部電極及び前記第4外部電極は、前記圧電素子の前記第1面の前記一辺方向に沿って配列されて、
 前記第1外部電極及び前記第3外部電極は、前記圧電素子の前記第1面の前記一辺方向に直交する方向に沿って配列され、
 前記第2外部電極及び前記第4外部電極は、前記圧電素子の前記第1面の前記一辺方向に直交する方向に沿って配列される、
 構成でもよい。
 この構成では、第1外部電極及び第2外部電極と、第3外部電極及び第4外部電極とは、離間して配置されるため、電極間の絶縁を保つことができる。また、各電極は圧電体の同一面に形成されているため、圧電トランスの実装が容易となる。
(14)上記(1)において、前記圧電振動子は圧電トランスであり、
 前記圧電素子は、
 分極された入力部、分極された出力部、及び前記入力部と前記出力部との間に配置された絶縁部が形成され、
 前記圧電トランスは、
 前記入力部に設けられ、互いに対向する入力側第1内部電極及び入力側第2内部電極と、
 前記出力部に設けられ、互いに対向する出力側第1内部電極及び出力側第2内部電極と、
 を備え、
 前記入力側第2内部電極は、
 入力側基準電位に接続される電極であり、少なくとも一部が前記入力側第1内部電極よりも前記絶縁部側に位置し、
 前記出力側第2内部電極は、
 出力側基準電位に接続される電極であり、少なくとも一部が前記出力側第1内部電極よりも前記絶縁部側に位置している、
 構成でもよい。
 この構成では、入力側第2内部電極と出力側第2内部電極との間に形成される浮遊容量を大きくし、入力側第1内部電極と出力側第1内部電極との間に形成される浮遊容量を小さくできる。これにより、電圧が印加される入力側第1内部電極と、電圧を出力する出力側第1内部電極との浮遊容量による結合を抑えることができる。その結果、浮遊容量を介して、入力側第1内部電極と出力側第1内部電極との間で不要信号が伝搬するおそれを抑制できる。
 また、仮に、入力側基準電位がグランドであり、出力側基準電位が、圧電トランスを搭載した機器内の基準電位である場合、出力側基準電位は、入力側基準電位から見て浮いた状態となる。この状態で、圧電トランスの出力部側(出力側第1内部電極)に接続される負荷にユーザが触れた(操作した)場合、出力側基準電位が変動する場合がある。そこで、前記構成とすることで、入力側第2内部電極と出力側第2内部電極とを、その間に形成される浮遊容量により結合させる。これにより、出力側第2内部電極が接続される出力側基準電位と、入力側第2内部電極が接続される入力側基準電位との間にかかる交流的な電位差を小さくできる。したがって、出力側基準電位は安定化し、その結果、負荷の誤動作を防止できる。
 本発明によれば、圧電振動子の位置ずれや圧電振動子の保持のための押圧力の変動による特性劣化の問題が回避され、特性の安定した圧電振動デバイスが得られる。
図1は本発明の第1の実施形態に係る圧電トランスモジュールと、それが実装される配線基板の構成を示す斜視図である。 図2は配線基板に対する圧電トランスモジュールの実装構造を示す斜視図である。 図3はフレキシブル基板の平面図である。 図4(A)および図4(B)は圧電トランスの斜視図である。 図5(A)、図5(B)、図5(C)、図5(D)および図5(E)は、圧電トランスモジュールの製造時の各工程での構造を示す斜視図である。 図6は、圧電トランスモジュールの、外部接続用端子と2つの圧電トランスとの接続関係を示す図である。 図7は圧電トランスモジュールおよびその実装構造を示す縦断面図である。 図8は、配線基板に対する圧電トランスモジュールの実装状態での、固定部部分の断面図である。 図9は、圧電トランスモジュールおよびその実装構造を示す部分断面図である。 図10(A)は、圧電トランスの平面図、図10(B)はその内部の構造を透視して表した斜視図である。 図11は、入力振動部および出力振動部の振動方向を説明するための図である。 図12は本発明の第2の実施形態に係る圧電トランスモジュールが備えるフレキシブル基板の平面図である。 図13(A)は、第3の実施形態に係る圧電トランスモジュールの平面図、図13(B)は、圧電トランスモジュールの正面図である。 図14(A)はフレキシブル基板の平面図、図14(B)は、(A)のIIB-IIB線での断面図である。 図15は、圧電トランスの平面図である。 図16は、圧電トランスをフレキシブル基板に実装した場合の配線を説明するための図である。 図17は、圧電トランスの製造方法を説明するための図である。 図18は、圧電トランスの製造方法を説明するための図である。 図19は、入出力端子が3つの場合の圧電トランスの平面図である。 図20は、図19の圧電トランスを実装するフレキシブル基板の平面図である。 図21は第4の実施形態に係るフレキシブル基板の平面図である。 図22は圧電トランスの斜視図である。 図23(A)および図23(B)は、配線基板に対するフレキシブル基板の接続部の構造、および圧電トランス1と配線基板との位置関係を示す部分断面図である。 図24(A)は、圧電トランスの平面図、図24(B)はその内部の構造を透視して表した斜視図である。 図25は、入力振動部および出力振動部の振動方向を説明するための図である。 図26は第5の実施形態に係るフレキシブル基板の平面図である。 図27は第6の実施形態に係るフレキシブル基板の平面図である。 図28(A)は、第7の実施形態に係る圧電トランスの平面図、図28(B)は、(A)のIB-IB線の断面図、図28(C)は、(A)のIC-IC線の断面図である。 図29は、入力領域及び出力領域の振動方向を説明するための図である。 図30は、圧電トランスが基板に実装された圧電トランスデバイスを示す図である。 図31(A)は、第8の実施形態に係る圧電トランスの平面図、図31(B)は斜視図である。 図32(A)は、図31(A)のVA-VA線の断面図、図32(B)は、図31(A)のVB-VB線の断面図、図32(C)は、図31(A)のVC-VC線の断面図、図32(D)は、図31(A)のVD-VD線の断面図である。 図33は、圧電素子にクラックが入る理由を説明するための図である。 図34は、第9の実施形態に係る圧電トランスの斜視図である。 図35は、第10の実施形態に係る圧電トランスの構成を示す図である。 図36(A)は、第11の実施形態に係る圧電トランスの構成を示す斜視図であり、図36(B)は、図36(A)のII-II線での断面図である。 図37は、第12の実施形態に係る圧電トランスモジュールを示す図である。 図38は、第13の実施形態に係る圧電トランスモジュールを示す図である。 図39は、第14の実施形態に係るACアダプタの回路図である。
《第1の実施形態》
 図1は本発明の実施形態に係る圧電トランスモジュール101と、それが実装される配線基板200の構成を示す斜視図である。図2は配線基板200に対する圧電トランスモジュール101の実装構造300を示す斜視図である。図1、図2では、フレキシブル基板2に形成されている各種端子や導体パターンの図示は省略している。
 圧電トランスモジュール101は、圧電トランス1A,1Bと、フレキシブル基板2と、圧電トランス1A,1Bおよびフレキシブル基板2を保持するケース3とを備える。圧電トランス1A,1Bは本発明に係る「圧電振動子」の一例である。圧電トランスモジュール101は本発明に係る「圧電振動デバイス」の一例である。
 圧電トランス1A,1Bは、圧電素子と、この圧電素子の表面に形成された外部電極(詳細は後述)とを有し、フレキシブル基板2は、圧電トランス1A,1Bの外部電極が接続される素子実装用端子と、配線基板200に接続される外部接続用端子と、を備える。
 ケース3は、配線基板200への固定部32Sと天井部(詳細は後述)とを有し、固定部32Sは、配線基板200への実装状態で、天井部と配線基板200との間に、圧電トランス1A,1Bとフレキシブル基板2とを収容する空間を形成する。
 ケース3は、上記天井部を有する第1ケース部31と、固定部32Sを有する第2ケース部32とで構成され、第1ケース部31は第2ケース部32に保持される。
 配線基板200には、上記固定部32Sが挿入されるスロット232Sが形成されている。また、配線基板200には、フレキシブル基板2に形成されている外部接続用端子が接続される接続端子(ランド)225A,225B,226,227A,227B,228が形成されている。
 配線基板200の接続端子225A,225B,226,227A,227B,228にクリームはんだを印刷塗布し、配線基板200のスロット232Sに圧電トランスモジュール101の固定部32Sを挿入し、リフローはんだ法ではんだ付けすることにより、図2に示した、圧電トランスモジュール101の実装構造300が構成される。
 図3はフレキシブル基板2の平面図である。フレキシブル基板2は、圧電トランス1A,1Bの外部電極が接続される素子実装用端子21A,21B,22A,22B,23A,23B,24A,24Bと、配線基板に接続される外部接続用端子25A,25B,26,27A,27B,28と、を備える。
 フレキシブル基板2は、矩形枠状のフレーム20Fと、フレーム20Fから内側にL字状に曲がりながら延伸された複数の引出部20Lとを有し、素子実装用端子21A,21B,22A,22B,23A,23B,24A,24Bは、引出部20Lに形成されている。本実施形態では、引出部20Lは、根元部20Rでフレーム20Fに接続され、素子実装用端子21A,21B,22A,22B,23A,23B,24A,24Bは引出部20Lの先端部に形成されている。すなわち、素子実装用端子21A,21B,22A,22B,23A,23B,24A,24Bは、フレキシブル基板2の機械的振動を阻害しにくい位置に形成されている。
 フレキシブル基板2のフレーム20Fには外部接続用端子25A,25B,26,27A,27B,28が形成されている。本実施形態では特にフレーム20Fの外周部に外部接続用端子25A,25B,26,27A,27B,28が形成されている。
 図4(A)および図4(B)は圧電トランス1Aの斜視図である。図4(A)は圧電トランス1Aの第1面S1を上面にした斜視図であり、図4(B)は圧電トランス1Aの第2面S2を上面にした斜視図である。
 圧電トランス1Aは、直方体形状の圧電素子10と、この圧電素子10の第1面S1の、互いに対向する2辺に沿って形成された外部電極11,12,13,14を備える。外部電極11,12は入力振動部(以下、入力領域という)の外部電極、外部電極13,14は出力振動部(以下、出力領域という)の外部電極である。圧電トランス1Aの第1面S1に対向する第2面S2には2つの保持部材4が設けられている。この保持部材4は、圧電振動子の振動を吸収し得る弾性部材であり、例えば微小な両面粘着テープである。保持部材4は、後に示す圧電トランス1Aの機械的振動のノードに貼付される。圧電トランス1Bの構成は、外部電極の極性が圧電トランス1Aとは鏡対称の関係にある。その他の構成は同じである。
 図5(A)、図5(B)、図5(C)、図5(D)および図5(E)は、上記圧電トランスモジュール101の製造時の各工程での構造を示す斜視図である。図5(A)~(E)では、フレキシブル基板2形成されている各種端子や導体パターンの図示は省略している。
 図5(A)はフレキシブル基板2の斜視図であり、図5(B)は、フレキシブル基板に圧電トランス1A,1Bを実装した状態での斜視図である。圧電トランス1A,1Bは、それらの第1面S1がフレキシブル基板2に対面する状態で接続される。具体的には、フレキシブル基板2の素子実装用端子21A,21B,22A,22B,23A,23B,24A,24Bにクリームはんだを印刷塗布し、フレキシブル基板2に圧電トランス1A,1Bを搭載し、リフローはんだ法によって接続する。この際、素子実装用端子21A,22A,23A,24Aは圧電トランス1Aの機械的振動のノードに接続されることが好ましい。同様に、素子実装用端子21B,22B,23B,24Bは圧電トランス1Bの機械的振動のノードに接続されることが好ましい。
 図5(C)は、圧電トランス1A,1Bの第2面S2に保持部材4を貼付した状態である。
 図5(D)はフレキシブル基板2の上部に第1ケース部31を被せた状態である。第1ケース部31は天板部31Tと4つの脚部31Sを有する。フレキシブル基板2の上部に第1ケース部31を被せた状態で、天板部31Tの内面(第1ケース部31の天井)とフレキシブル基板2の上面との間に圧電トランス1A,1Bを収める空間が構成される。
 フレキシブル基板2の上部に第1ケース部31を被せることによって、圧電トランス1A,1Bの第2面S2は保持部材4を介して第1ケース部31の天井に貼付される。
 図5(E)は、第1ケース部31に第2ケース部32が被せられた状態である。第2ケース部32は天板部32Tと4つの固定部32Sを有する。第2ケース部32は、2つの固定部32Fが第1ケース部31を抱えるように折り曲げられて、第1ケース部31と一体化される。
 以上に示した部品を組み立てることにより、図1に示した圧電トランスモジュール101が構成される。
 図6は、圧電トランスモジュール101の、外部接続用端子と2つの圧電トランス1A,1Bとの接続関係を示す図である。フレキシブル基板2に圧電トランス1A,1Bを実装した状態で、圧電トランス1Aの入力領域の外部電極11,12は外部接続用端子26,25Aにそれぞれ接続され、圧電トランス1Aの出力領域の外部電極13,14は外部接続用端子28,27Aにそれぞれ接続される。圧電トランス1Bの入力領域の外部電極11,12は外部接続用端子26,25Bにそれぞれ接続され、圧電トランス1Bの出力領域の外部電極13,14は外部接続用端子28,27Bにそれぞれ接続される。
 本実施形態の圧電トランスモジュール101は、外部接続用端子26と外部接続用端子25A,25Bとの間にそれぞれ電圧が入力されると、外部接続用端子28と外部接続用端子27A,27Bとの間からそれぞれ電圧が出力される。
 図7は圧電トランスモジュール101の縦断面図である。この図に表れているように、圧電トランス1Aの第1面S1は、はんだ5を介してフレキシブル基板2の素子実装用端子に接合されている。圧電トランス1Aの第2面S2は、保持部材4を介して第1ケース部31の天井部31Cに貼付されている。
 図8は、配線基板200に対する圧電トランスモジュール101の実装状態での、固定部32S部分の断面図である。
 第2ケース部32の固定部32Sは、その先端に屈曲された係合部32Eを有する。固定部32Sをスロット232Sに挿入することで、フレキシブル基板2が配線基板200に載置され、係合部32Eは配線基板200のスロット232Sに係合する。この状態で、固定部32Sは配線基板200の下面ではんだ付けされる。
 このように、圧電トランスモジュール101を配線基板200へ実装した状態で、第1ケース部31の天井部31Cと配線基板200との間に高さH1の空間が形成される。この高さH1の空間に、圧電トランス1A,1Bとフレキシブル基板2が収容される。
 図9は、配線基板200に対するフレキシブル基板2の接続部の構造、および圧電トランス1Aと配線基板200との位置関係を示す部分断面図である。
 フレキシブル基板2には上下面に保護膜2Pが形成されている。また、フレキシブル基板2はフレームの周囲に形成された外部接続用端子(25A等)で配線基板200上の接続端子(225A等)に接続される。そのため、圧電トランス1A等が接続されているフレキシブル基板2の下面と配線基板200との間に間隙が生じ、素子実装用端子(21A,22A等)は機械的振動を阻害しにくい。したがって、圧電トランス1Aの機械的振動が阻害されにくい。
 図10(A)は、圧電トランス1Aの平面図、図10(B)はその内部の構造を透視して表した斜視図である。
 圧電素子10の第1面S1には、入力側第1外部電極11、入力側第2外部電極12、出力側第1外部電極13および出力側第2外部電極14が設けられている。いずれの外部電極11,12,13,14も、短辺および長辺からなる面を有する矩形状である。そして、外部電極11,12,13,14は、長辺がX軸方向、短辺がY軸方向に一致するように、圧電素子10の第1面S1に設けられている。
 入力領域10Aには、複数の入力側第1内部電極111と、複数の入力側第2内部電極121とが設けられている。入力側第1内部電極111は、円形状の主面を有し、入力側第1外部電極11と導通している。入力側第2内部電極121は、円形状の主面を有し、入力側第2外部電極12と導通している。
 入力側第1内部電極111と入力側第2内部電極121とは、主面の法線方向がX軸方向となるように、X軸方向に沿って交互に設けられている。
 出力領域10Bには、複数の出力側第1内部電極131と,複数の出力側第2内部電極141とが設けられている。出力側第1内部電極131は、円形状の主面を有し、出力側第1外部電極13と導通している。出力側第2内部電極141は、円形状の主面を有し、出力側第2外部電極14と導通している。
 出力側第1内部電極131と出力側第2内部電極141とは、主面の法線方向がX軸方向となるように、X軸方向に沿って交互に設けられている。
 図11は、入力領域10Aおよび出力領域10Bの振動方向を説明するための図である。図11に示す矢印は、入力領域10Aおよび出力領域10Bにおける圧電素子10の伸縮方向である。破線は、圧電素子10の応力分布を示す。また、図11の下部に示す実線の波形は、振動する圧電素子10の変位分布を示す。
 入力側第1外部電極11と入力側第2外部電極12とに交流電圧が印加されると、入力側第1内部電極111と入力側第2内部電極121との間に電界が生じる。すなわち、入力領域10Aには分極方向に電界が加えられる。このとき、例えば、入力側第1内部電極111を挟んで、X軸方向のプラス方向側とマイナス方向側とは互いに反対方向に電界が印加される。そして、逆圧電効果により分極方向、すなわち、圧電素子10の第1面S1に沿ったX軸方向を厚みとする厚み縦振動が励振され、図11の矢印に示すように、入力領域10AはX軸方向に伸縮する。
 縦振動が励振されると、出力領域10BではX軸方向(分極方向)に機械的歪みが生じ、図11の矢印に示すように、出力領域10BはX軸方向に伸縮する。2λ/2振動モードであるので、入力領域10Aと出力領域10Bの伸縮方向は逆である。そして、圧電縦効果により、出力側第1内部電極131と出力側第2内部電極141との間に電位差が生じ、出力側第1外部電極13および出力側第2外部電極14から電圧が出力される。
 入力領域10Aにおける振動変位が最も小さい第1ノードN1は入力側第1外部電極11および入力側第2外部電極12の形成範囲内にある。また、出力領域10Bにおける振動変位が最も小さい第2ノードN2は出力側第1外部電極13および出力側第2外部電極14の形成範囲内にある。圧電トランス1Aを実装する場合、振動変位が最も小さい位置(ノード点N1,N2)で圧電トランス1Aが支持されることで、圧電トランス1Aの振動阻害が抑制される。圧電トランス1Bについても同様である。
《第2の実施形態》
 図12は本発明の第2の実施形態に係る圧電トランスモジュールが備えるフレキシブル基板の平面図である。第1の実施形態で図3に示したフレキシブル基板とは引出部20Lの形状が異なる。
 本実施形態のフレキシブル基板は、矩形枠状のフレーム20Fと、フレーム20Fから内側に引き出された複数の引出部20Lとを有し、素子実装用端子21A,21B,22A,22B,23A,23B,24A,24Bは、引出部20Lに形成されている。その他の構成は第1の実施形態と同じである。
 本実施形態では、引出部20Lはフレーム20Fから内側に直線状に延伸されている。そのため、素子実装用端子21A,22A,23A,24Aは圧電トランス1Aの機械的振動のノードからずれた位置に接続されることもある。同様に、素子実装用端子21B,22B,23B,24Bは圧電トランス1Bの機械的振動のノードからずれた位置に接続されることもある。しかし、フレキシブル基板の一部である引出部20Lは柔軟性があるので、圧電トランス1A,1Bの機械的振動は阻害されにくい。
 なお、第1~第2の実施形態に係る圧電振動デバイスの実装構造の構成は、説明したものに限定されず、以下の特徴を有していればよい。
 すなわち、圧電振動デバイスの実装構造は、
 圧電振動子、フレキシブル基板およびケースを有する圧電振動デバイスと、前記圧電振動デバイスが実装される配線基板とを備え、
 前記圧電振動子は、圧電素子と、前記圧電素子の表面に形成された外部電極とを有し、
 前記フレキシブル基板は、前記圧電振動子の前記外部電極が接続される素子実装用端子と、前記配線基板上の電極に接続される外部接続用端子と、を備え、
 前記ケースは前記配線基板への固定部と、天井部と、を有し、
 前記固定部は、前記配線基板への実装状態で、前記天井部と前記配線基板との間に、前記圧電振動子と前記フレキシブル基板とを収容する空間を形成し、
 前記圧電振動子の前記外部電極は前記フレキシブル基板の前記素子実装用端子に接続され、前記圧電振動子は保持部材を介して、前記ケース内で前記ケースの前記天井部に吊り下げられたことを特徴とする、ものであればよい。
 この構成により、特性のばらつきが少なく、圧電振動子の機械的振動阻害が抑制された、圧電振動デバイスの実装構造が得られる。
 以下に説明する、第3の実施形態では、第1の実施形態及び第2の実施形態の圧電トランスモジュールにおいて、複数の圧電トランスの電極間の絶縁を確保しつつ、大型化を抑制できる構成について説明する。
《第3の実施形態》
 図13(A)は、第3の実施形態に係る圧電トランスモジュール101の平面図、図13(B)は、圧電トランスモジュール101の正面図である。この例では、圧電トランスモジュール101が備えるケース(図1のケース3)は、図示及びその説明を省略する。
 圧電トランスモジュール101は、圧電トランス1A,1Bと、圧電トランス1A,1Bが実装されるフレキシブル基板2を備えている。圧電トランス1Aは、本発明に係る「第1圧電トランス」の一例であり、圧電トランス1Bは、本発明に係る「第2圧電トランス」の一例である。
 フレキシブル基板2は、平面視で、長辺及び短辺からなる略矩形状の主面を有する。以下では、その主面の長辺方向をX軸方向、短辺方向をY軸方向、基板の厚み方向をZ軸方向とする。ここで、フレキシブル基板2の主面を平面視したとき、フレキシブル基板2のY軸方向における中心を対称軸ASが通る。
 圧電トランス1A,1Bは、詳細な構造は後に詳述するが、圧電素子と、圧電素子の同じ表面に形成された複数の外部電極(不図示)とを有している。圧電トランス1A,1Bは、その表面をフレキシブル基板2側にして、フレキシブル基板2に半田付けされて実装される。圧電素子は一方向に長い直方体形状である。そして、圧電トランス1A,1Bは、圧電素子の長手方向をX軸方向に一致させ、Y軸方向に沿って平行に配列されている。このとき、圧電トランス1A,1Bは、フレキシブル基板2の主面を平面視で対称軸ASに関して実質的に線対称に配置される。
 フレキシブル基板2は、フレキシブル基板2の主面を平面視で対称軸ASに関して実質的に線対称の構造を有している。このフレキシブル基板2は、圧電トランス1A,1Bの外部電極が接続される複数の素子実装用端子(不図示)と、例えば、マザー基板に接続される外部接続用端子25A,25B,26,27A,27B,28と、導体パターンとを備える。外部接続用端子25A,25B,26,27A,27B,28は、フレキシブル基板2の裏表の両主面に跨って形成された電極である。導体パターンは、素子実装用端子と、外部接続用端子25A,25B,26,27A,27B,28とを接続する。
 外部接続用端子25A,25B,27A,27Bは、フレキシブル基板2のX軸方向に沿った辺に設けられ、外部接続用端子25A,27Aと、外部接続用端子25B,27Bは、フレキシブル基板2の主面を平面視で対称軸ASに関して実質的に線対称に配置されている。また、外部接続用端子26,28は、対称軸AS上に位置し、フレキシブル基板2のY軸方向に沿った辺に設けられ、かつ、X軸方向において対向している。
 外部接続用端子26は、本発明に係る「第1外部端子電極」の一例である。外部接続用端子28は、本発明に係る「第2外部端子電極」の一例である。
 本実施形態に係る圧電トランスモジュール101では、外部接続用端子25A,25B,26は、圧電トランスモジュール101の入力側(1次側)端子、外部接続用端子27A,27B,28は出力側(2次側)端子とする。そして、圧電トランスモジュール101は、外部接続用端子25A,25B,26から入力される電圧を降圧して、外部接続用端子27A,27B,28から出力するものとする。
 また、外部接続用端子25A,25Bは、1次側の基準電位に接続され、外部接続用端子27A,27Bは、2次側の基準電位に接続されるものとする。外部接続用端子26は電源等の出力部に接続され、外部接続用端子28は負荷に接続されるものとする。すなわち、外部接続用端子25A,27A,25B,27Bと、外部接続用端子26,28とは極性が異なる電極である。
 図14(A)はフレキシブル基板2の平面図、図14(B)は、(A)のIIB-IIB線での断面図である。前記のように、フレキシブル基板2は、フレキシブル基板2の主面を平面視で対称軸ASに関して実質的に線対称の構造となっている。
 フレキシブル基板2はフレーム20Fを有していて、フレーム20Fによって、フレキシブル基板2の主面を平面視で対称軸ASに関して実質的に線対称の空間2S1,2S2が形成されている。空間2S1の部分には、圧電トランス1Aを実装する実装領域1ASが形成され、空間2S2の部分には、圧電トランス1Bを実装する実装領域1BSが形成されている。
 実装領域1ASは、本発明に係る「第1実装領域」の一例である。実装領域1BSは、本発明に係る「第2実装領域」の一例である。
 フレキシブル基板2は、フレーム20Fから空間2S1,2S2内に引き出された複数の引出部20Lを有している。実装領域1AS内に形成される引出部20Lと、実装領域1BS内に形成される引出部20Lとは、フレキシブル基板2の主面を平面視で対称軸ASに関して実質的に線対称となる形状を有している。
 複数の引出部20Lの先端部には、圧電トランス1A,1Bの外部電極が接続される素子実装用端子21A,22A,23A,24A,21B,22B,23B,24Bが形成されている。すなわち、素子実装用端子21A,22A,23A,24A,21B,22B,23B,24Bは、フレキシブル基板2の機械的振動可能な位置に形成されている。このため、フレキシブル基板2に圧電トランス1A,1Bを実装した場合であっても、圧電トランス1A,1Bの振動は阻害されない。
 素子実装用端子21A,22A,23A,24Aは、実装領域1AS内に形成され、圧電トランス1Aの外部電極が接続される。素子実装用端子21B,22B,23B,24Bは、実装領域1BS内に設けられ、圧電トランス1Bの外部電極が接続される。実装領域1ASに設けられた素子実装用端子21A,22A,23A,24Aと、実装領域1BSに設けられた素子実装用端子21B,22B,23B,24Bとは、フレキシブル基板2の主面を平面視で対称軸ASに関して実質的に線対称に設けられている。
 具体的には、Y軸方向に沿った同一直線上に、素子実装用端子21A,22A,22B,21Bの順に形成されている。そして、素子実装用端子21A,21Bが、フレキシブル基板2の主面を平面視で対称軸ASに関して実質的に線対称となる位置に形成され、素子実装用端子22A,22Bが対称軸ASに関して実質的に線対称となる位置に形成されている。
 同様に、Y軸方向に沿った同一直線上に、素子実装用端子23A,24A,24B,23Bの順に形成されている。そして、素子実装用端子23A,23Bが、フレキシブル基板2の主面を平面視で対称軸ASに関して実質的に線対称となる位置に形成され、素子実装用端子24A,24Bが対称軸ASに関して実質的に線対称となる位置に形成されている。
 素子実装用端子21Aは、本発明に係る「第1実装電極」の一例である。素子実装用端子22Aは、本発明に係る「第2実装電極」の一例である。素子実装用端子23A,24Aは、本発明に係る「第3実装電極」の一例である。素子実装用端子21Bは、本発明に係る「第4実装電極」の一例である。素子実装用端子22Bは、本発明に係る「第5実装電極」の一例である。素子実装用端子23B,24Bは、本発明に係る「第6実装電極」の一例である。
 これら素子実装用端子21A,22A,23A,24A,21B,22B,23B,24Bは、引出部20Lに設けられた導体パターンにより、外部接続用端子25A,25B,26,27A,27B,28と接続している。
 詳しくは、素子実装用端子21A,21Bは、共通の導体パターン26Aにより外部接続用端子26に接続している。素子実装用端子22Aは、導体パターン26Bにより外部接続用端子25Aに接続している。素子実装用端子22Bは、導体パターン26Cにより外部接続用端子25Bに接続している。
 素子実装用端子23A,23Bは、共通の導体パターン26Dにより外部接続用端子28に接続している。素子実装用端子24Aは、導体パターン26Eにより外部接続用端子27Aに接続している。素子実装用端子24Bは、導体パターン26Fにより外部接続用端子27Bに接続している。
 導体パターン26Aは、本発明に係る「第1導体パターン」の一例である。導体パターン26Dは、本発明に係る「第2導体パターン」の一例である。
 なお、各導体パターン26A~26Fは、互いに交差することなくフレキシブル基板2の同一層に形成されていて、不図示の絶縁膜により覆われている。各導体パターン26A~26Fを同一層に形成することで、導体パターン26A~26Fは交差することがないため、導体パターン26A~26Fの形成が容易となる。
 前記したように、入力側において、外部接続用端子25A,25Bと、外部接続用端子26とは極性が異なる。このため、外部接続用端子26に接続される素子実装用端子21A,21Bと、外部接続用端子25A,25Bに接続される素子実装用端子22A,22Bとも極性が異なる。本実施形態では、Y軸方向に沿った直線上において、素子実装用端子22A,22Bは内側に配置され、素子実装用端子21A,21Bは外側に配置されている。素子実装用端子22A,22Bは近接配置されるが、極性が同じであるため、素子実装用端子22A,22B間の絶縁は必要ない。したがって、素子実装用端子22A,22B同士を離す必要がない。
 同様に、出力側において、外部接続用端子27A,27Bと、外部接続用端子28とも極性が異なる。このため、外部接続用端子28に接続される素子実装用端子23A,23Bと、外部接続用端子27A,27Bに接続される素子実装用端子24A,24Bとも極性が異なる。本実施形態では、Y軸方向に沿った直線上において、素子実装用端子24A,24Bは内側に配置され、素子実装用端子23A,23Bは外側に配置されている。素子実装用端子24A,24Bは近接配置されるが、極性が同じであるため、素子実装用端子24A,24B間の絶縁は必要ない。したがって、素子実装用端子24A,24B同士を離す必要がない。
 このように、素子実装用端子22A,22B同士、素子実装用端子24A,24B同士はそれぞれ極性が同じであるため、近接配置させることができる。したがって、逆極性の電極が近接することがないため、絶縁性を確保するために実装領域1AS,1BSを離して形成する必要がなく、フレキシブル基板2の大型化を抑制できる。
 また、素子実装用端子21A,22A,23A,24Aは、実装される圧電トランス1Aのノード点となる位置に設けられている。素子実装用端子21B,22B,23B,24Bは、実装される圧電トランス1Bのノード点となる位置に設けられている。このため、フレキシブル基板2は、ノード点で圧電トランス1A,1Bを支持するため、圧電トランス1A,1Bの振動を阻害することがない。
 図15は、圧電トランス1A,1Bの平面図である。図15は、圧電トランス1A,1Bの第1面S1側から視た平面図であり、内部の構造を透視して表した図である。第1面S1は、フレキシブル基板2に実装する実装面である。
 なお、圧電トランス1A,1Bは、フレキシブル基板2に実装されたときに、フレキシブル基板2の主面を平面視で対称軸ASに関して実質的に線対称となる構造を有している。以下では、圧電トランス1Aについて説明する。
 圧電トランス1Aは、一方に長い直方体形状の圧電素子10を備えている。圧電素子10は、例えばPZT系セラミックスシートが積層されて形成されている。圧電素子10は、長手方向において、入力領域(1次側)10Aと出力領域(2次側)10Bとが形成されている。
 圧電素子10の第1面S1の、互いに対向する2辺に沿って、外部電極11,12,13,14が形成されている。外部電極11は入力領域10Aに形成された入力側の外部電極であり、本発明に係る「1次側第1外部電極」の一例である。外部電極12は入力領域10Aに形成された入力側の外部電極であり、本発明に係る「1次側第2外部電極」の一例である。外部電極13,14は出力領域10Bに形成された出力側の外部電極であり、本発明に係る「2次側外部電極」の一例である。
 外部電極11,12は、入力領域10Aにおける振動変位が最も小さいノード点を含む位置に設けられている。また、外部電極13,14は、出力領域10Bにおける振動変位が最も小さいノード点を含む位置に設けられている。
 これら外部電極11,12,13,14は、短辺及び長辺からなる面を有する矩形状である。外部電極11,12,13,14は、長辺がX軸方向、短辺がY軸方向に一致するように、圧電素子10の第1面S1に設けられている。
 入力領域10Aには、複数の内部電極111と、複数の内部電極121とが設けられている。内部電極111,121は、主面を有し、外部電極11,12と導通している。内部電極111,121は、主面の法線方向がX軸方向となるように、X軸方向に沿って交互に設けられている。
 出力領域10Bには、複数の内部電極131と、複数の内部電極141とが設けられている。内部電極131,141は、主面を有し、外部電極13,14と導通している。内部電極131,141は、主面の法線方向がX軸方向となるように、X軸方向に沿って交互に設けられている。
 なお、前記のように、圧電トランス1Bの構成は、対称軸ASに関して実質的に線対称の関係となる。すなわち、各電極の極性が、対称軸ASに関して実質的に圧電トランス1Aとは鏡対称の関係にある。その他の構成は同じである。
 この圧電トランス1A,1Bは、フレキシブル基板2の実装領域1AS,1BSに実装されることで、配線される。図16は、圧電トランス1A,1Bをフレキシブル基板2に実装した場合の配線を説明するための図である。
 前記のように、圧電トランス1A,1Bの外部電極11,12は、入力領域10Aのノード点P1を含む位置に設けられ、外部電極13,14は、出力領域10Bのノード点P2を含む位置に設けられている。そして、圧電トランス1A,1Bは、振動変位が最も小さいノード点P1,P2でフレキシブル基板2に半田付けされて、支持及び配線される。これにより、圧電トランス1A,1Bは、振動を阻害されることなく、また、実装後に圧電素子10の変位により接続信頼性が低下することを防止できる。
 フレキシブル基板2に圧電トランス1A,1Bを実装する場合、圧電トランス1Aの外部電極11と素子実装用端子21A(図2参照)とが半田付けされ、圧電トランス1Bの外部電極11と素子実装用端子21Bとが半田付けされる。素子実装用端子21A,21Bは、導体パターン26Aにより外部接続用端子26に接続されているため、圧電トランス1A,1Bそれぞれの外部電極11は、導体パターン26Aを介して外部接続用端子26に接続される。
 圧電トランス1Aの外部電極12は素子実装用端子22Aに半田付けされ、導体パターン26Bを介して外部接続用端子25Aに接続される。圧電トランス1Bの外部電極12は素子実装用端子22Bに半田付けされ、導体パターン26Cを介して外部接続用端子25Bに接続される。
 圧電トランス1Aの外部電極13は素子実装用端子23Aに半田付けされ、圧電トランス1Bの外部電極13は素子実装用端子23Bに半田付けされる。そして、圧電トランス1A,1Bそれぞれの外部電極13は、導体パターン26Dを介して外部接続用端子28に接続される。
 圧電トランス1Aの外部電極14は素子実装用端子24Aに半田付けされ、導体パターン26Eを介して外部接続用端子27Aに接続される。圧電トランス1Bの外部電極14は素子実装用端子24Bに半田付けされ、導体パターン26Fを介して外部接続用端子27Bに接続される。
 このように圧電トランス1A,1Bをフレキシブル基板2に実装することで、圧電トランスモジュール101は、圧電トランス1A,1Bが並列接続された構造となる。圧電トランス1A,1Bを並列接続することで、圧電トランスモジュール101から高出力を得ることができる。また、このような、圧電トランスモジュール101は、2次側の出力インピーダンスが低い(出力電流容量の大きい)回路として用いることができる。
 また、外部接続用端子25A,25Bは基準電位に接続されるため、圧電トランス1Aの外部電極12と、圧電トランス1Bの外部電極12とは同極性である。同様に、圧電トランス1Aの外部電極14と、圧電トランス1Bの外部電極14とも同極性である。そして、2つの圧電トランス1A,1Bを配列した場合、近接する外部電極11,14は同極性であるため、絶縁性を確保するために実装領域1AS,1BSを離して配列させる必要がなく、圧電トランスモジュール101の大型化を抑制できる。
 また、2つの圧電トランス1A,1Bをフレキシブル基板2に実装することで、入出力端子の数は、圧電トランス1A,1Bが有する計8つの入出力端子から、フレキシブル基板2が有する計6つの入出力端子に減らすことができる。この結果、圧電トランスモジュール101を、例えばマザー基板等に実装する際の半田付け作業、配線作業等が容易となる。
 なお、図14に示すフレキシブル基板2において、引出部20Lの構成も、フレキシブル基板2の主面を平面視で対称軸ASに関して実質的に線対称の構成としているが、線対称としなくてもよい。例えば、実装領域1AS,1BSそれぞれの引出部20Lを非対称として、視認性を浴して、圧電トランス1A,1Bの実装向き等を分かり易くするようにしてもよい。
 以下に、圧電トランス1A,1Bの製造方法について説明する。
 図17及び図18は、圧電トランス1A,1Bの製造方法を説明するための図である。
 まず、複数の圧電セラミックグリーンシートと複数の内部電極401,402,403,404とを積層し、その後焼結することで、セラミック素体400を形成する。内部電極401,402は、セラミック素体400の積層方向の上部(図面上方向)で交互に積層される。内部電極403,404は、セラミック素体400の積層方向の下部(図面下方向)で交互に積層される。本実施形態では、セラミック素体400の積層方向の上部が、製造後の圧電トランスの高電圧側となり、積層方向の下部が低電圧側となるものとする。したがって、内部電極401,402は圧電トランスの高電圧側であり、その電極間の距離が長くなるよう積層することで容量を小さくし、内部電極403,404は圧電トランスの低電圧側であり、その電極間の距離が短くなるよう積層することで容量を大きくしている。
 次に、セラミック素体400の一面に、外部電極411,412,413,414を形成する。外部電極411,412,413,414は、長辺及び短辺からなる主面を有する矩形状であり、長辺がセラミック素体400の積層方向に一致するよう形成される。
 また、外部電極411,412は、積層方向に直交する方向に沿って、内部電極401,402と重なるように交互に配置される。このとき、外部電極411は内部電極401に導通し、外部電極412は内部電極402に導通するよう形成される。
 外部電極413,414は、積層方向に直交する方向に沿って、内部電極403,404と重なるように交互に配置される。このとき、外部電極413は内部電極403に導通し、外部電極214は内部電極204に導通するよう形成される。
 次に、外部電極411,412に電圧を印加し、外部電極413,414に電圧を印加することにより、セラミック素体400を分極する。このとき、例えば、外部電極411の場合、外部電極411は複数形成されているが、複数の外部電極411のうち一つに対して電圧を印加すればよい。なぜならば、一の外部電極411は、内部電極401により他の外部電極411と導通しているため、一の外部電極411に電圧を印加すれば、内部電極401を介して他の外部電極411にも電圧が印加されたことと同じとなるからである。
 分極後、セラミック素体400を、外部電極を形成した一の面と垂直な方向に分割する。このとき、各外部電極411,412,413,414を二分するように分割する。二分された外部電極411は、圧電トランス1A,1Bの外部電極11となる。同様に、外部電極412,413,414はそれぞれ、圧電トランス1A,1Bの外部電極12,13,14となる。また、各内部電極401,402,403,404は、圧電トランス1A,1Bの内部電極111,121,131,141となる。
 これにより、分割後の隣り合う個体は、それぞれ圧電トランス1A,1Bとなる。このように製造することで、一回の製造工程で、2つの圧電トランス1A,1Bを同時に複数製造することができる。また、外部電極を二分するため、圧電素子10の第1面S1のエッジの極限まで外部電極を形成することができる。
 第3の実施形態では、圧電トランス1A,1Bは4つの入出力端子を有しているものとして説明したが、圧電トランス1A,1Bが有する入出力端子は3つであってもよい。
 図19は、入出力端子が3つの場合の圧電トランス1C,1Dの平面図である。
 この例の圧電トランス1C,1Dは、入力領域10Aと出力領域10Bとを共通の基準電位に接続する構成である。圧電トランス1C,1Dは、図15に示す圧電トランス1A,1Bの外部電極12,14を一つの外部電極15としている。この場合、圧電トランス1C,1Dは、外部電極11,13,15の3つの入出力端子を有する。
 この例では、外部電極11は、本発明に係る「1次側第1外部電極」の一例である。外部電極15は、本発明に係る「1次側第2外部電極」の一例である。外部電極13は、本発明に係る「2次側外部電極」の一例である。
 図20は、図19の圧電トランス1C,1Dを実装するフレキシブル基板2の平面図である。
 この例のフレキシブル基板2は、図14に示す外部接続用端子27A,27B、導体パターン26E,26F、導体パターン26E,26Fが形成される引出部20L、及び素子実装用端子24A,24Bが設けられていない構成である。
 この例では、素子実装用端子21Aは、本発明に係る「第1実装電極」の一例である。素子実装用端子22Aは、本発明に係る「第2実装電極」の一例である。素子実装用端子23Aは、本発明に係る「第3実装電極」の一例である。素子実装用端子21Bは、本発明に係る「第4実装電極」の一例である。素子実装用端子22Bは、本発明に係る「第5実装電極」の一例である。素子実装用端子23Bは、本発明に係る「第6実装電極」の一例である。
 このような構成であっても、近接する素子実装用端子22A,22B及び外部電極11,15は同極性であるため、絶縁性を確保するために実装領域1AS,1BSを離して形成する必要がなく、圧電トランスモジュールの大型化を抑制できる。
 なお、入出力端子が3つの圧電トランスは、ローゼン型の圧電トランスであってもよい。また、圧電トランスの複数の外部電極は圧電体の異なる表面に形成されていてもよく、例えば圧電体の両側面に形成されていてもよい。
 第3の実施形態に係る圧電トランスモジュールの構成、および、その製造方法は、説明したものに限定されず、以下の特徴を有していればよい。
(特徴1)
 第1圧電トランスと、
 第2圧電トランスと、
 前記第1圧電トランス及び前記第2圧電トランスが実装された回路基板と、
 を備え、
 前記回路基板は、
 対称軸を挟んで設けられた、前記第1圧電トランスの第1実装領域と、前記第2圧電トランスの第2実装領域とを有し、
 前記第1圧電トランス及び前記第2圧電トランスは、
 圧電体表面に、1次側第1外部電極、1次側第2外部電極及び2次側外部電極が設けられ、前記1次側第1外部電極、前記1次側第2外部電極及び前記2次側外部電極の形成位置が、前記対称軸に関して線対称となるように前記回路基板に実装され、
 前記回路基板は、
 前記第1圧電トランスの前記1次側第1外部電極が接続される第1実装電極と、
 前記第1圧電トランスの前記1次側第2外部電極が接続される第2実装電極と、
 前記第1圧電トランスの前記2次側外部電極が接続される第3実装電極と、
 前記第2圧電トランスの前記1次側第1外部電極が接続される第4実装電極と、
 前記第2圧電トランスの前記1次側第2外部電極が接続される第5実装電極と、
 前記第2圧電トランスの前記2次側外部電極が接続される第6実装電極と、
 を有し、
 前記第1実装電極と第4実装電極とは、前記対称軸に関して線対称に設けられ、
 前記第2実装電極と第5実装電極とは、前記対称軸に関して線対称に設けられ、
 前記第3実装電極と第6実装電極とは、前記対称軸に関して線対称に設けられている、
 圧電トランスモジュール。
(特徴2)
 前記回路基板は、
 前記第1実装電極と第4実装電極とを接続する第1導体パターン、
 を有している、
 特徴1に記載の圧電トランスモジュール。
(特徴3)
 前記回路基板は第1外部端子電極を有し、
 前記第1導体パターンは、前記第1外部端子電極に接続されている、
 特徴2に記載の圧電トランスモジュール。
(特徴4)
 前記回路基板は、
 前記第3実装電極と第6実装電極とを接続する第2導体パターン、
 を有している、
 特徴1から3の何れかに記載の圧電トランスモジュール。
(特徴5)
 前記回路基板は第2外部端子電極を有し、
 前記第2導体パターンは、前記第2外部端子電極に接続されている、
 特徴4に記載の圧電トランスモジュール。
(特徴6)
 前記回路基板は複数の導体パターンを有し、
 前記複数の導体パターンは、前記回路基板の一層に設けられている、
 特徴1から5の何れかに記載の圧電トランスモジュール。
(特徴7)
 特徴1から6の何れかに記載の圧電トランスモジュールの製造方法であって、
 複数のセラミックグリーンシートと複数の内部電極とが積層及び焼結されたセラミック素体の積層方向と平行な前記セラミック素体の一の面において、前記内部電極に接続される外部電極を形成する工程と、
 前記外部電極に電圧を印加し、前記セラミック素体を分極する工程と、
 分極後の前記セラミック素体を一の面と垂直な方向に分割して、複数の圧電トランスを形成する工程と、
 を備える圧電トランスモジュールの製造方法。
 以下に説明する、第4の実施形態~第6の実施形態では、圧電トランスの数、フレキシブル基板の構成が第1の実施形態及び第2の実施形態と相違する。第4の実施形態~第6の実施形態では、圧電振動子を支持する支持部のばね性を確保して、圧電振動子の機械的振動阻害による特性劣化が抑制される圧電振動子実装用フレキシブル基板およびそれを備える圧電振動デバイスについて説明する。
《第4の実施形態》
 図21は第4の実施形態に係るフレキシブル基板2Aの平面図である。このフレキシブル基板2Aに圧電トランス1が実装される。図1においては、圧電トランス1を輪郭線でのみ表している。この圧電トランス1は、本発明に係る「圧電振動子」の一例である。
 フレキシブル基板2Aは、フレーム(支持構造体)20F1と、フレーム20F1から内側に引き出された入力側第1引出部20L1、入力側第2引出部20L2とを備える。フレーム20F1は互いに平行な第1支持部BM1および第2支持部BM2を有し、入力側第1引出部20L1は第1支持部BM1から第2支持部BM2方向へL字状に曲がりながら延伸し、入力側第2引出部20L2は第2支持部BM2から第1支持部BM1方向へL字状に曲がりながら延伸する。
 入力側第1引出部20L1には入力側第1素子実装用端子21Aが形成されていて、入力側第2引出部20L2には入力側第2素子実装用端子22Aが形成されている。フレーム20F1の外周部には、入力側第1外部接続用端子29A、入力側第2外部接続用端子29Bが形成されている。また、入力側第1引出部20L1には、入力側第1素子実装用端子21Aと入力側第1外部接続用端子29Aとを電気的に接続する入力側第1導体パターン26Gが形成されている。同様に、入力側第2引出部20L2には、入力側第2素子実装用端子22Aと入力側第2外部接続用端子29Bとを電気的に接続する入力側第2導体パターン26Hが形成されている。
 フレーム20F1に接続される入力側第1引出部20L1の入力側第1根元部20R1は、入力側第1素子実装用端子21Aよりも入力側第2素子実装用端子22Aに近接している。フレーム20F1に接続される入力側第2引出部20L2の入力側第2根元部20R2は、入力側第2素子実装用端子22Aよりも入力側第1素子実装用端子21Aに近接している。
 以上に述べた、第1引出部20L1、第2引出部20L2、第1素子実装用端子21A、第2素子実装用端子22A、第1外部接続用端子29A、第2外部接続用端子29B、第1導体パターン26Gおよび第2導体パターン26Hを含む、圧電振動子接続構造体は、圧電トランスの入力側(1次側)との接続部についての構造体である。圧電トランスの出力側(2次側)との接続部についての構造体の構成も、次に述べるように同様である。
 フレキシブル基板2Aは、フレーム20F1から内側に引き出された出力側第1引出部20L3、出力側第2引出部20L4を備える。出力側第1引出部20L3は第1支持部BM1から第2支持部BM2方向へL字状に曲がりながら延伸し、出力側第2引出部20L4は第2支持部BM2から第1支持部BM1方向へL字状に曲がりながら延伸する。
 出力側第1引出部20L3には出力側第1素子実装用端子23Aが形成されていて、出力側第2引出部20L4には出力側第2素子実装用端子24Aが形成されている。フレーム20F1の外周部には、出力側第1外部接続用端子29C、出力側第2外部接続用端子29Dが形成されている。また、出力側第1引出部20L3には、出力側第1素子実装用端子23Aと出力側第1外部接続用端子29Cとを電気的に接続する出力側第1導体パターン26Iが形成されている。同様に、出力側第2引出部20L4には、出力側第2素子実装用端子24Aと出力側第2外部接続用端子29Dとを電気的に接続する出力側第2導体パターン26Jが形成されている。
 フレーム20F1に接続される出力側第1引出部20L3の出力側第1根元部20R3は、出力側第1素子実装用端子23Aよりも出力側第2素子実装用端子24Aに近接している。フレーム20F1に接続される出力側第2引出部20L4の出力側第2根元部20R4は、出力側第2素子実装用端子24Aよりも出力側第1素子実装用端子23Aに近接している。
 なお、外部接続用端子29E,29Fは圧電トランスとは接続されないノンコネクト端子であり、配線基板への実装用の端子である。
 図22は圧電トランス1の斜視図である。図22は圧電トランス1の第1面S1を上面にした斜視図である。
 圧電トランス1は、直方体形状の圧電素子10と、この圧電素子10の第1面S1の、互いに対向する2辺に沿って形成された外部電極11,12,13,14を備える。外部電極11,12は入力領域の外部電極、外部電極13,14は出力領域の外部電極である。
 図21に示したフレキシブル基板2Aに圧電トランス1を実装する際、フレキシブル基板2Aの素子実装用端子21,22,23,24にはんだペーストを塗布し、第1面S1を下面にして圧電トランス1をフレキシブル基板2Aに搭載し、リフローはんだ法によりはんだ付けする。このとき、圧電トランス1は、圧電トランス1のノード(後述するN1,N2)が素子実装用端子21,22,23,24に接続されるように搭載する。
 図23(A)および図23(B)は、配線基板200に対するフレキシブル基板2Aの接続部の構造、および圧電トランス1と配線基板200との位置関係を示す部分断面図である。図23(A)は、図21におけるY-Y部分での断面図、図23(B)は図21におけるX-X部分での断面図である。
 圧電トランス1は、はんだ5を介してフレキシブル基板2Aの素子実装用端子21A,22A等に接合されている。フレキシブル基板2Aには上下面に保護膜2Pが形成されている。また、フレキシブル基板2Aはフレーム20F1の周囲に形成された外部接続用端子29A,29B等は配線基板200上の接続端子225,226等にはんだ付けされる。そのため、図23(A)に表れているように、圧電トランス1等が実装されているフレキシブル基板2Aの下面と配線基板200との間に間隙が生じ、素子実装用端子21A,22A等は機械的振動可能である。したがって、その上に実装されている圧電トランス1の機械的振動が阻害されることはない。
 図23(B)に表れているように、フレキシブル基板2Aのフレーム20F1には、その上下面に保護膜2Pが形成されているので、フレーム20F1の剛性は高い。つまり、フレーム20F1の弾性率は大きい。それに対して引出部20L1,20L2,20L3,20L4は総厚みが薄いため、ばね性が高い。ここで「ばね性」とは、素子実装用端子21A,22A,23A,24Aへの荷重による変位のし易さの性質を指す。言い換えると、引出部20L1,20L2,20L3,20L4は、フレーム20F1と比較して弾性率が小さい。
 図21に示したように、引出部20L1,20L2,20L3,20L4はL字状に曲がっているので、Z軸方向だけでなく、X軸方向、Y軸方向のいずれにもばね性が高い。
 図24(A)は、圧電トランス1の平面図、図24(B)はその内部の構造を透視して表した斜視図である。
 圧電素子10の第1面S1には、入力側第1外部電極11、入力側第2外部電極12、出力側第1外部電極13および出力側第2外部電極14が設けられている。いずれの外部電極11,12,13,14も、短辺および長辺からなる面を有する矩形状である。そして、外部電極11,12,13,14は、長辺がX軸方向、短辺がY軸方向に一致するように、圧電素子10の第1面S1に設けられている。
 入力領域10Aには、複数の入力側第1内部電極111と、複数の入力側第2内部電極121とが設けられている。入力側第1内部電極111は、円形状の主面を有し、入力側第1外部電極11と導通している。入力側第2内部電極121は、円形状の主面を有し、入力側第2外部電極12と導通している。
 入力側第1内部電極111と入力側第2内部電極121とは、主面の法線方向がX軸方向となるように、X軸方向に沿って交互に設けられている。
 出力領域10Bには、複数の出力側第1内部電極131と,複数の出力側第2内部電極141とが設けられている。出力側第1内部電極131は、円形状の主面を有し、出力側第1外部電極13と導通している。出力側第2内部電極141は、円形状の主面を有し、出力側第2外部電極14と導通している。
 出力側第1内部電極131と出力側第2内部電極141とは、主面の法線方向がX軸方向となるように、X軸方向に沿って交互に設けられている。
 図25は、入力領域10Aおよび出力領域10Bの振動方向を説明するための図である。図25に示す矢印は、入力領域10Aおよび出力領域10Bにおける圧電素子10の伸縮方向である。破線は、圧電素子10の応力分布を示す。また、図25の下部に示す実線の波形は、振動する圧電素子10の変位分布を示す。
 入力側第1外部電極11と入力側第2外部電極12とに交流電圧が印加されると、入力側第1内部電極111と入力側第2内部電極121との間に電界が生じる。すなわち、入力領域10Aには分極方向に電界が加えられる。このとき、例えば、入力側第1内部電極111を挟んで、X軸方向のプラス方向側とマイナス方向側とは互いに反対方向に電界が印加される。そして、逆圧電効果により分極方向、すなわち、圧電素子10の第1面S1に沿ったX軸方向を厚みとする厚み縦振動が励振され、図25の矢印に示すように、入力領域10AはX軸方向に伸縮する。
 縦振動が励振されると、出力領域10BではX軸方向(分極方向)に機械的歪みが生じ、図25の矢印に示すように、出力領域10BはX軸方向に伸縮する。2λ/2振動モードであるので、入力領域10Aと出力領域10Bの伸縮方向は逆である。そして、圧電縦効果により、出力側第1内部電極131と出力側第2内部電極141との間に電位差が生じ、出力側第1外部電極13および出力側第2外部電極14から電圧が出力される。
 入力領域10Aにおける振動変位が最も小さい第1ノードN1は入力側第1外部電極11および入力側第2外部電極12の形成範囲内にある。また、出力領域10Bにおける振動変位が最も小さい第2ノードN2は出力側第1外部電極13および出力側第2外部電極14の形成範囲内にある。圧電トランス1を実装する場合、振動変位が最も小さい位置(ノードN1,N2)で圧電トランス1が支持されることで、圧電トランス1の振動阻害が抑制される。
 本実施形態によれば、入力側第2導体パターン26Hと出力側第2導体パターン26Jとの間隔が狭いが、入力側第2外部接続用端子29Bおよび出力側第2外部接続用端子29Dをいずれもグランド電位とすれば、入力側第2導体パターン26Hと出力側第2導体パターン26Jとの間に電位差は無く、絶縁距離の問題は生じない。対して、入力側第1導体パターン26Gと出力側第1導体パターン26Iとの間隔が大きいので、入力側と出力側との間の絶縁距離が確保される。言い換えると、フレキシブル基板2Aと、それに実装された圧電トランス1とで構成される圧電モジュールの小型化が容易である。
《第5の実施形態》
 第5の実施形態では、第4の実施形態のフレキシブル基板とは引出部の形状が異なる例を示す。
 図26は第5の実施形態に係るフレキシブル基板2Bの平面図である。このフレキシブル基板2Bに圧電トランス1が実装される。図26においては、圧電トランス1を輪郭線でのみ表している。
 第4の実施形態で図21に示したフレキシブル基板2Aとは、引出部20L3,20L4の形状が異なる。第4の実施形態のフレキシブル基板2Aでは、出力側第1引出部20L3と出力側第2引出部20L4の配置は、入力側第1引出部20L1と入力側第2引出部20L2との配置に対して上下線対称の関係にある。本実施形態のフレキシブル基板2Bにおいては、出力側第1引出部20L3と出力側第2引出部20L4の配置が、入力側第1引出部20L1と入力側第2引出部20L2との配置と合同であり、180°回転対称の関係にある。
《第6の実施形態》
 第6の実施形態では、第4、第5の実施形態のフレキシブル基板とはフレームの形状が異なる例を示す。
 図27は第6の実施形態に係るフレキシブル基板2Cの平面図である。このフレキシブル基板2Cに圧電トランス1が実装される。図7においては、圧電トランス1を輪郭線でのみ表している。
 第4の実施形態で図21に示したフレキシブル基板2Aや、第5の実施形態で図26に示したフレキシブル基板2Bでは矩形枠状のフレームを備える例を示した。図27に示すフレキシブル基板2Cでは、H字形状のフレーム20F2を備える。その他の構成は第5の実施形態で示したフレキシブル基板2Bと同じである。
 このように、フレキシブル基板のフレームは、それらによって引出部を支持する支持構造体であれば、枠状で無くてもよい。
 以上に示した各実施形態によれば、次のような効果を奏する。
(1)圧電振動子に接続する特別なリード配線が不要となり、圧電振動子の実装が容易となる。
(2)フレキシブル基板全体の外形サイズを小型に保ったまま、ばね性を有する引出部の長さを確保できるので、圧電振動子の振動阻害が抑制される。また、引出部によって、圧電振動子とフレキシブル基板、および、フレキシブル基板と配線基板との熱膨張係数の差による熱応力が吸収されるので、はんだ点に応力が集中せず、信頼性が向上する。
 第4~第6の実施形態に係るフレキシブル基板、および、それに実装される圧電トランスの構成は、説明したものに限定されず、以下の特徴を有していればよい。
(特徴1)
 圧電振動子が実装されるフレキシブル基板であって、
 フレームと、前記フレームから引き出された第1引出部と、前記フレームから引き出された第2引出部と、
 前記第1引出部に形成され、前記圧電振動子の第1外部電極が接続される第1素子実装用端子と、前記第2引出部に形成され、前記圧電振動子の第2外部電極が接続される第2素子実装用端子と、
を備え、
 前記フレームに接続される前記第1引出部の第1根元部は、前記第1素子実装用端子よりも前記第2素子実装用端子に近接することを特徴とする、圧電振動子実装用フレキシブル基板。
(特徴2)
 前記フレームに接続される前記第2引出部の第2根元部は、前記第2素子実装用端子よりも前記第1素子実装用端子に近接する、特徴1に記載の圧電振動子実装用フレキシブル基板。
(特徴3)
 前記第1引出部は前記第1根元部から前記第2根元部の方向へ曲がりながら延伸する、特徴2に記載の圧電振動子実装用フレキシブル基板。
(特徴4)
 前記第2引出部は前記第2根元部から前記第1根元部の方向へ曲がりながら延伸する、特徴2または3に記載の圧電振動子実装用フレキシブル基板。
(特徴5)
 前記フレームに形成された第1外部接続用端子と、前記第1引出部に形成され、前記第1素子実装用端子と前記第1外部接続用端子とを電気的に接続する第1導体パターンと、
を備え、
 前記第1外部接続用端子は前記フレームの外周部に配置されている、特徴1から4のいずれかに記載の圧電振動子実装用フレキシブル基板。
(特徴6)
 前記フレームに形成された第2外部接続用端子と、前記第2引出部に形成され、前記第2素子実装用端子と前記第2外部接続用端子とを電気的に接続する第2導体パターンと、
を備え、
 前記第2外部接続用端子は前記フレームの外周部に配置されている、特徴1から5のいずれかに記載の圧電振動子実装用フレキシブル基板。
(特徴7)
 前記フレキシブル基板の前記第1素子実装用端子が形成された領域を除いた領域に保護膜が形成された、特徴1から6のいずれかに記載の圧電振動子実装用フレキシブル基板。
(特徴8)
 前記フレキシブル基板の前記第2素子実装用端子が形成された領域を除いた領域に保護膜が形成された、特徴1から7のいずれかに記載の圧電振動子実装用フレキシブル基板。
(特徴9)
 前記第1引出部、前記第2引出部、前記第1素子実装用端子および前記第2素子実装用端子を含む、圧電振動子接続構造体の組を複数組備える、特徴1から8のいずれかに記載の圧電振動子実装用フレキシブル基板。
(特徴10)
 特徴1から9のいずれかに記載の圧電振動子実装用フレキシブル基板と、前記圧電振動子実装用フレキシブル基板に実装された前記圧電振動子と、を備えた圧電振動デバイス。
(特徴11)
 特徴9に記載の圧電振動子実装用フレキシブル基板と、前記圧電振動子実装用フレキシブル基板に実装された前記圧電振動子と、を備え、前記圧電振動子は圧電トランスである、圧電振動デバイス。
(特徴12)
 前記第1外部電極および前記第2外部電極は、機械的振動のノードで前記第1素子実装用端子および前記第2素子実装用端子に接続されている、特徴10または11に記載の圧電振動デバイス。
 以下に説明する、第7の実施形態~第9の実施形態では、圧電トランスモジュールの構成が第1の実施形態及び第2の実施形態と相違する。第7の実施形態~第9の実施形態で説明する圧電トランスモジュールは、複数の圧電トランスの電極間の絶縁を確保しつつ、大型化を抑制できる。
《第7の実施形態》
 図28(A)は、第7の実施形態に係る圧電トランス1Cの平面図、図28(B)は、(A)のIB-IB線の断面図、図28(C)は、(A)のIC-IC線の断面図である。なお、図28(A)は、圧電素子10の内部を透視した図である。
 圧電トランス1Cは、一方に長い直方体形状の圧電素子10を備えている。圧電素子10は、例えばPZT系セラミックスシートが積層されて形成されている。以下では、長手方向をX軸方向、幅方向をY軸方向(本発明に係る「一辺方向」に相当)、厚み方向をZ軸方向とする。本実施形態に係る圧電トランス1Cは、(2λ/2)共振モードで長さ方向に振動するものとする。ここで、λはX軸方向の振動の1波長である。従って、圧電素子10のX軸方向の長さは(2λ/2)としている。
 圧電素子10には、1次側の入力領域10A及び2次側の出力領域10BがX軸方向に沿って形成されている。本実施形態に係る圧電トランス1Cは、入力領域10Aから交流電圧が入力され、その電圧を降圧して、出力領域10Bから出力するトランスである。すなわち、入力領域10Aは高圧側、出力領域10Bは低圧側となる。入力領域10A及び出力領域10Bは、それぞれX軸方向に分極されている。なお、分極方向は、入力領域10Aと出力領域10Bとで同方向であってもよいし、逆方向であってもよい。
 入力領域10AのX-Y軸方向に沿った第1面S1には、入力側第1外部電極11Aと、入力側第2外部電極12Aと、出力側第1外部電極13Aと、出力側第2外部電極14Aとが設けられている。これら電極11A,12A,13A,14Aが設けられた第1面S1は、圧電トランス1の実装面となる。入力側第1外部電極11Aは、本発明に係る「第1外部電極」の一例であり、入力側第2外部電極12Aは、本発明に係る「第2外部電極」の一例である。また、出力側第1外部電極13Aは、本発明に係る「第3外部電極」の一例であり、出力側第2外部電極14Aは、本発明に係る「第4外部電極」の一例である。また、入力側第1外部電極11Aと入力側第2外部電極12Aとは、本発明に係る「1次側電極対」の一例であり、出力側第1外部電極13Aと出力側第2外部電極14Aとは、本発明に係る「2次側電極対」の一例である。
 入力側第1外部電極11A、入力側第2外部電極12A、出力側第1外部電極13A及び出力側第2外部電極14Aは、長辺及び短辺からなる主面を有する矩形状である。各電極11A,12A,13A,14Aは、長辺がX軸方向、短辺がY軸方向と一致するように、圧電素子10の第1面S1に設けられている。
 詳しくは、入力側第1外部電極11A及び出力側第1外部電極13Aは、圧電素子10の第1面S1の一の長辺に沿って設けられている。入力側第2外部電極12A及び出力側第2外部電極14は、圧電素子10の第1面S1の他の長辺に沿って設けられている。また、入力側第1外部電極11A及び入力側第2外部電極12Aは、Y軸方向に沿って対向している。出力側第1外部電極13A及び出力側第2外部電極14Aは、Y軸方向に沿って対向している。
 入力側第1外部電極11A、入力側第2外部電極12A、出力側第1外部電極13A及び出力側第2外部電極14Aが前記のように配置されることで、高圧側の入力側第1外部電極11A及び入力側第2外部電極12Aと、低圧側の出力側第1外部電極13A及び出力側第2外部電極14Aとを離間させやすく、電極間の絶縁を保つことができる。また、外部電極11A,12A,13A,14Aを圧電素子10の同一面に形成することで、圧電トランス1Cを基板(不図示)に実装し易くなる。
 入力領域10Aには、複数の入力側第1内部電極111Aと,複数の入力側第2内部電極121Aとが設けられている。入力側第1内部電極111Aは、図28(B)に示すように、円形状の主面を有し、入力側第1外部電極11Aと導通している。すなわち、入力側第1外部電極11A及び入力側第1内部電極111Aは同電位の電極を形成する。入力側第2内部電極121Aは、図28(C)に示すように、円形状の主面を有し、入力側第2外部電極12Aと導通している。すなわち、入力側第2外部電極12A及び入力側第2内部電極121Aは同電位の電極を形成する。なお、入力側第1内部電極111Aの円形状の主面と入力側第2内部電極121Aの円形状の主面とは、略同じ大きさである。入力側第1内部電極111Aと、入力側第2内部電極121Aとは、主面の法線方向がX軸方向となるように、X軸方向に沿って交互に設けられている。
 出力領域10Bには、複数の出力側第1内部電極131Aと,複数の出力側第2内部電極141Aとが設けられている。出力側第1内部電極131Aは、図示しないが、入力側第1内部電極111Aと同形状(図28(B)参照)であり、出力側第1外部電極13Aと導通している。すなわち、出力側第1外部電極13A及び出力側第1内部電極131Aは同電位の電極を形成する。出力側第2内部電極141Aは、図示しないが、入力側第2内部電極121Aと同形状(図28(C)参照)であり、出力側第2外部電極14Aと導通している。すなわち、出力側第2外部電極14A及び出力側第2内部電極141Aは同電位の電極を形成する。出力側第1内部電極131Aと、出力側第2内部電極141Aとは、主面の法線方向がX軸方向となるように、X軸方向に沿って交互に設けられている。
 前記のように、入力領域10Aは高圧側であり、出力領域10Bは低圧側である。したがって、入力側第1内部電極111Aと入力側第2内部電極121Aとの電極間の距離は、出力側第1内部電極131Aと出力側第2内部電極141Aとの電極間の距離よりも長い。なお、各電極111A,121A,131A,141Aの数は、図28(A)に示す数に限定されない。
 図29は、入力領域10A及び出力領域10Bの振動方向を説明するための図である。図29に示す矢印は、入力領域10A及び出力領域10Bにおける圧電素子10の伸縮方向である。破線は、圧電素子10の応力分布を示す。また、図29の下部に示す波形は、振動する圧電素子10の変位分布を示す。
 入力側第1外部電極11Aと入力側第2外部電極12Aとに交流電圧が印加されると、入力側第1内部電極111Aと入力側第2内部電極121Aとの間に電界が生じる。すなわち、入力領域10Aには分極方向に電界が加えられる。このとき、例えば、入力側第1内部電極111Aを挟んで、X軸方向のプラス方向側とマイナス方向側とは互いに反対方向に電界が印加される。そして、逆圧電効果により分極方向、すなわち、圧電素子10の第1面S1に沿ったX軸方向を厚みとする厚み縦振動が励振され、図29の矢印に示すように、入力領域10AはX軸方向に伸縮する。
 縦振動が励振されると、出力領域10BではX軸方向(分極方向)に機械的歪みが生じ、図29の矢印に示すように、出力領域10BはX軸方向に伸縮する。2λ/2振動モードであるので、入力領域10Aと出力領域10Bの伸縮方向は逆である。そして、圧電縦効果により分極方向に電位差が発生する。すなわち、出力側第1内部電極131Aと出力側第2内部電極141Aとの間に電位差が生じる。このとき、例えば、出力側第1内部電極131Aを挟んで、X軸方向のプラス方向側とマイナス方向側とは互いに反対方向に電圧が誘起される。そして、出力側第1外部電極13A及び出力側第2外部電極14Aから変圧(降圧)された電圧が出力される。
 なお、入力側第1外部電極11A及び入力側第2外部電極12Aは、入力領域10Aにおける振動変位が最も小さい第1ノード点P1と一致する位置に設けられている。また、出力側第1外部電極13A及び出力側第2外部電極14Aは、出力領域10Bにおける振動変位が最も小さい第2ノード点P2と一致する位置に設けられている。圧電トランス1Cを実装する場合、振動変位が最も小さい位置(ノード点P1,P2)で圧電トランス1Cを支持及び配線することで、圧電トランス1Cの振動を阻害することなく、また、実装後に圧電素子10の変位により接続信頼性が低下することを防止できる。
 図30は、圧電トランス1Cが基板100に実装された圧電トランスデバイス1C1を示す図である。
 圧電トランスデバイス1C1は、基板100に圧電トランス1Cが実装されてなる。基板100には、実装電極100A,100B,100C,100Dが設けられている。実装電極100A,100Bは、不図示の交流電圧を出力する出力回路等に接続される。実装電極100C,100Dは、電圧を整流平滑する出力側整流平滑回路等に接続される。
 入力側第1外部電極11A、入力側第2外部電極12A、出力側第1外部電極13A及び出力側第2外部電極14Aはそれぞれ、実装電極100A,100B,100C,100Dにはんだ付けされる。このとき、各電極11A,12A,13A,14Aは、図30で説明した、ノード点P1,P2にてはんだ付けされる。ノード点P1,P2ではんだ付けすることで、基板100へ圧電トランス1を実装しても、圧電素子10の振動を阻害することがない。
 実装電極100Aは、本発明に係る「第1実装電極」の一例であり、実装電極100Bは、本発明に係る「第2実装電極」の一例である。また、実装電極100Cは、本発明に係る「第3実装電極」の一例であり、実装電極100Dは、本発明に係る「第4実装電極」の一例である。
《第8の実施形態》
 第8の実施形態に係る圧電トランスは、圧電素子10の入力領域10Aに設けられた内部電極の形状が、第7の実施形態と相違する。以下、その相違点について説明する。
 図31(A)は、第8の実施形態に係る圧電トランス1Dの平面図、図31(B)は斜視図である。図32(A)は、図31(A)のVA-VA線の断面図、図32(B)は、図31(A)のVB-VB線の断面図、図32(C)は、図31(A)のVC-VC線の断面図、図32(D)は、図31(A)のVD-VD線の断面図である。なお、図31(A)及び図31(B)は、圧電素子10の内部を透視した図である。
 入力領域10Aの第1面S1には、入力側第1外部電極11Bと、入力側第2外部電極12Bと、出力側第1外部電極13Bと、出力側第2外部電極14Bとが設けられている。入力側第1外部電極11B、入力側第2外部電極12B、出力側第1外部電極13B及び出力側第2外部電極14Bは、短辺及び長辺からなる主面を有する矩形状である。そして、各電極11B,12B,13B,14Bは、長辺がX軸方向、短辺がY軸方向に一致するように、圧電素子10の第1面S1に設けられている。
 各電極11B,12B,13B,14Bの配置は、第7の実施形態に係る電極11A,12A,13A,14Aと同じである。これにより、入力側第1外部電極11B及び入力側第2外部電極12Bと、出力側第1外部電極13B及び出力側第2外部電極14Bとを離間させやすく、電極間の絶縁を保つことができる。また、外部電極を圧電素子10の同一面に形成することで、圧電トランス1Dを基板(不図示)に実装し易くなる。
 入力領域10Aには、複数の入力側第1内部電極111Bと,複数の入力側第2内部電極121Bとが設けられている。入力側第1内部電極111Bは、図32(A)に示すように、圧電素子10の断面形状と略同形状の主面を有し、入力側第1外部電極11Bと導通している。すなわち、入力側第1外部電極11B及び入力側第1内部電極111Bは同電位の電極を形成する。また、入力側第2外部電極12Bと入力側第1内部電極111Bとの間には圧電素子10の誘電よりも低い誘電率の絶縁膜(例えば、ガラス部材)25が設けられている。入力側第2内部電極121Bは、図32(B)に示すように、圧電素子10の断面形状と略同形状の主面を有し、入力側第2外部電極12Bと導通している。すなわち、入力側第2外部電極12B及び入力側第2内部電極121Bは同電位の電極を形成する。また、入力側第1外部電極11Bと入力側第2内部電極121Bとの間には絶縁膜(例えば、ガラス部材)26が設けられている。
 入力側第1内部電極111Bと入力側第2内部電極121Bとは、主面の法線方向がX軸方向となるように、X軸方向に沿って交互に設けられている。
 出力領域10Bには、複数の出力側第1内部電極131Bと,複数の出力側第2内部電極141Bとが設けられている。出力側第1内部電極131Bは、図32(C)に示すように、円形状の主面を有し、出力側第1外部電極13Bと導通している。すなわち、出力側第1外部電極13B及び出力側第1内部電極131Bは同電位の電極を形成する。出力側第2内部電極141Bは、図32(D)に示すように、円形状の主面を有し、出力側第2外部電極14Bと導通している。すなわち、出力側第2外部電極14B及び出力側第2内部電極141Bで同電位の電極を形成する。なお、出力側第1内部電極131Bの円形状の主面と出力側第2内部電極141Bの円形状の主面とは、略同じ大きさである。
 入力側第1内部電極111Bと、入力側第2内部電極121Bとは、主面の法線方向がX軸方向となるように、X軸方向に沿って交互に設けられている。
 本実施形態では、高圧側の入力領域10Aに設ける内部電極111B,121Bの主面を、圧電素子10の断面形状と略同形状とし、低圧側の出力領域10Bに設ける内部電極131B,141Bの主面を、円形状としている。これにより、入力領域10A及び出力領域10Bそれぞれのセラミック素体にクラックが入り難くなる。以下、その理由について説明する。
 図33は、圧電素子にクラックが入る理由を説明するための図である。図33の白抜き矢印は、圧電素子の伸縮方向を示し、黒矢印は電界方向を示す。また、図33は、一般的な圧電トランスの入力領域又は出力領域の構造を示している。
 圧電トランスの圧電素子内には、複数の平板状の内部電極107,108が交互に配列されている。複数の内部電極107は共通の電極106Aに接続され、複数の内部電極108は共通の電極106Bに接続されている。この構成が、例えば入力領域である場合、共通の電極106A,106Bの間に電圧が印加されると、内部電極107,108の間に電界が生じる。その結果、図33に示す圧電素子の領域Aは、白抜き矢印に示すように、逆圧電効果により分極方向に伸びる。
 また、内部電極107と電極106Bとの間の領域B,D、及び、内部電極108と電極106Aとの間の領域Cにも電界が生じる。その結果、圧電素子の領域B,C,Dは、白抜き矢印に示すように、逆圧電効果により分極方向に縮む。このように、領域Aと、領域B,C,Dとで反対方向に伸縮するため、圧電素子にクラックが生じやすい。なお、図33の構成が出力領域である場合も同様である。
 ここで、本実施形態に係る圧電トランス1の出力領域10Bは低圧側である。このため、出力領域10Bに設けられた内部電極131B,141Bの電極間の距離は短い。すなわち、図33に示す領域Aでの電極107,108間の距離は短い。電極107,108間の距離が短いため、領域B,C,Dの電極間の距離を短くしても、領域B,C,Dの電極間に電界が集中しにくい。
 内部電極131B,141Bの主面は円形状であるため、出力側第1内部電極131Bと出力側第2外部電極14Bとの距離(図32(C)参照)、及び、出力側第2内部電極141Bと出力側第1外部電極13Bとの距離(図32(D)参照)は、電極107,108間の距離に比べて長い。前記のように、低圧側では領域B,C,Dの電極間の距離は短くしても圧電素子にクラックが生じることがなく、内部電極131B,141Bの主面を電界分布が局所的に集中しにくい円形状とすることができる。
 圧電トランス1Dの入力領域10Aは高圧側である。このため、入力領域10Aに設けられた内部電極111B,121Bの電極間の距離は長い。すなわち、図33に示す領域Aでの電極107,108の距離は長い。電極107,108間の距離が長いと電界強度が低くなるため、領域B,C,Dに電界が集中するおそれがある。そのため、領域B,C,Dの電極間の距離を長くする必要があるが、領域B,C,Dの電極間の距離を長くすると、電極107,108の対向面積が小さくなり過ぎる。このため、圧電トランス1Dの高圧側である入力領域10Aでは、内部電極111B,121Bの主面を圧電素子10の断面と略同じにし、入力側第2外部電極12Bと入力側第1内部電極111B、121Bとの間には圧電素子10の誘電よりも低い誘電率の絶縁膜(例えば、ガラス部材)151,152を設けている。低誘電率の絶縁膜151,152を設けることで、入力側第2外部電極12Bと入力側第1内部電極111B,121Bとの間に電界が集中することを抑えることができる。その結果、領域B,C,Dでクラックが生じることを抑制できる。これにより、素子強度に優れた圧電トランス1Dを実現できる。
《第9の実施形態》
 図34は、第9の実施形態に係る圧電トランス1Eの斜視図である。図34は、圧電素子10の内部を透視した図である。本実施形態に係る圧電トランス1Eは、第8の実施形態に係る圧電トランス1Dを対称に設けて形成してなる。
 圧電トランス1Eは、(4λ/2)共振モードで長さ方向(以下、X軸方向とする)に振動するものとする。ここで、λはX軸方向の振動の1波長である。従って、圧電トランス1Eが備える圧電素子10のX軸方向の長さは(4λ/2)としている。
 圧電素子10には、1次側の入力領域10A,10C及び2次側の出力領域10B,10Dが形成されている。詳しくは、圧電素子10のX軸方向に沿って、出力領域10B、入力領域10A、入力領域10C、出力領域10Dの順に配列されている。本実施形態に係る圧電トランス1Eは、入力領域10A,10Cから交流電圧が入力され、その電圧を変圧して、出力領域10B,10Dから出力する。すなわち、入力領域10A,10Cは1次側、出力領域10B,10Dは2次側となる。入力領域10A,10C及び出力領域10B,10Dは、それぞれX軸方向に分極されている。なお、分極方向は、同方向であってもよいし、逆方向であってもよい。
 入力領域10Aは、本発明に係る「第1の1次側部」の一例である。出力領域10Bは、本発明に係る「第1の2次側部」の一例である。入力領域10Cは、本発明に係る「第2の1次側部」の一例である。出力領域10Dは、本発明に係る「第2の2次側部」の一例である。
 圧電素子10の入力領域10AにおけるX-Y軸方向に沿った第1面には、入力側第1外部電極11C及び入力側第2外部電極12Cが形成されている。出力領域10Bの第1面には、出力側第1外部電極13C及び出力側第2外部電極14Cが形成されている。入力領域10Cの第1面には、入力側第3外部電極15C及び入力側第4外部電極16Cが形成されている。出力領域10Dの第1面には、出力側第3外部電極17C及び出力側第4外部電極18Cが形成されている。
 各外部電極11C~18Cは、長辺及び短辺からなる主面を有する矩形状である。各電極11C~18Cは、長辺がX軸方向、短辺がY軸方向と一致するように、圧電素子10の第1面に設けられている。詳しくは、外部電極13C,11C,15C,17Cは、圧電素子10の第1面の一の長辺に沿って設けられている。外部電極14C,12C,16C,18Cは、圧電素子10の第1面の他の長辺に沿って設けられている。また、外部電極13C,14C同士、外部電極11C,12C同士、外部電極15C,16C同士、外部電極17C,18C同士それぞれは、Y軸方向に沿って対向している。
 前記のように各電極を配置することで、1次側の外部電極11C,12C,15C,16Cと、2次側の外部電極13C,14C,17C,18Cとを離間させやすく、電極間の絶縁を保つことができる。また、外部電極11C~18Cを圧電素子10の同一面に形成することで、圧電トランス1Eを基板(不図示)に実装し易くなる。
 また、前記のように配置された各電極は、実施形態1と同様、圧電素子10の振動変位が最も小さいノード点と一致する位置に設けられている。そして、圧電トランス1Eを実装する場合、振動変位が最も小さい位置(ノード点)で圧電トランス1Eを支持及び配線することで、圧電トランス1Eの振動を阻害することなく、また、実装後に圧電素子10の変位により接続信頼性が低下することを防止できる。
 入力側第1外部電極11Cは、本発明に係る「第1外部電極」の一例であり、入力側第2外部電極12Cは、本発明に係る「第2外部電極」の一例である。出力側第1外部電極13Cは、本発明に係る「第3外部電極」の一例であり、出力側第2外部電極14Cは、本発明に係る「第4外部電極」の一例である。入力側第3外部電極15Cは、本発明に係る「第5外部電極」の一例である。入力側第4外部電極16Cは、本発明に係る「第6外部電極」の一例である。出力側第3外部電極17Cは、本発明に係る「第7外部電極」の一例である。出力側第4外部電極18Cは、本発明に係る「第8外部電極」の一例である。
 入力領域10Aには、複数の入力側第1内部電極111Cと,複数の入力側第2内部電極121Cとが設けられている。入力側第1内部電極111Cは入力側第1外部電極11Cと導通し、入力側第2外部電極12Cとは絶縁膜19Bにより絶縁されている。入力側第2内部電極121Cは入力側第2外部電極12Cと導通し、入力側第1外部電極11Cとは絶縁膜19Aにより絶縁されている。入力側第1内部電極111C及び入力側第2内部電極121Cは、第8の実施形態に係る圧電トランス1Dの入力側第1内部電極111B及び入力側第2内部電極121Bと同形状である。そして、入力側第1内部電極111C及び入力側第2内部電極121Cは、主面の法線方向がX軸方向となるように、X軸方向に沿って交互に設けられている。
 出力領域10Bには、複数の出力側第1内部電極131Cと,複数の出力側第2内部電極141Cとが設けられている。出力側第1内部電極131Cは出力側第1外部電極13Cと導通し、出力側第2内部電極141Cは出力側第2外部電極14Cと導通している。出力側第1内部電極131C及び出力側第2内部電極141Cは、第8の実施形態に係る圧電トランス1Dの出力側第1内部電極131C及び出力側第2内部電極141Cと同形状である。そして、出力側第1内部電極131C及び出力側第2内部電極141Cは、主面の法線方向がX軸方向となるように、X軸方向に沿って交互に設けられている。
 入力領域10Cには、複数の入力側第3内部電極151Cと,複数の入力側第4内部電極161Cとが設けられている。入力側第3内部電極151Cは入力側第3外部電極15Cと導通し、入力側第4外部電極16Cとは絶縁膜19Dにより絶縁されている。入力側第4内部電極161Cは入力側第4外部電極16Cと導通し、入力側第3外部電極15Cとは絶縁膜19Cにより絶縁されている。入力側第3内部電極151C及び入力側第4内部電極161Cは、入力側第1内部電極111C及び入力側第2内部電極121Cと同形状である。そして、入力側第3内部電極151C及び入力側第4内部電極161Cは、主面の法線方向がX軸方向となるように、X軸方向に沿って交互に設けられている。
 出力領域10Dには、複数の出力側第3内部電極171Cと,複数の出力側第4内部電極181Cとが設けられている。出力側第3内部電極171Cは出力側第3外部電極17Cと導通し、出力側第4内部電極181Cは出力側第4外部電極18Cと導通している。出力側第3内部電極171C及び出力側第4内部電極181Cは、出力側第1内部電極131C及び出力側第2内部電極141Cと同形状である。そして、出力側第3内部電極171C及び出力側第4内部電極181Cは、主面の法線方向がX軸方向となるように、X軸方向に沿って交互に設けられている。
 入力側第1内部電極111Cは、本発明に係る「第1内部電極」の一例である。入力側第2内部電極121Cは、本発明に係る「第2内部電極」の一例である。出力側第1内部電極131Cは、本発明に係る「第3内部電極」の一例である。出力側第2内部電極141Cは、本発明に係る「第4内部電極」の一例である。入力側第3内部電極151Cは、本発明に係る「第5内部電極」の一例である。入力側第4内部電極161Cは、本発明に係る「第6内部電極」の一例である。出力側第3内部電極171Cは、本発明に係る「第7内部電極」の一例である。出力側第4内部電極181Cは、本発明に係る「第8内部電極」の一例である。
 この圧電トランス1Eは、入力側第1外部電極11C及び入力側第2外部電極12Cと、入力側第3外部電極15C及び入力側第4外部電極16Cとに交流電圧を印加すると、出力側第1外部電極13C及び出力側第2外部電極14Cと、出力側第3外部電極17C及び出力側第4外部電極18Cとから変圧(降圧)された電圧が出力される。
 このように、本実施形態に係る圧電トランス1Eは、圧電素子10の中央部を中心に振動が左右対称となるように構成されている。そして、入力領域10A,10Cを内側に配置することで、入力領域10A,10Cの振動エネルギーを効率よく出力領域10B,10Dに伝えることができる。その結果、圧電トランス1Eは効率のよい変圧が可能となる。
 第7~第9の実施形態に係る圧電トランス及び圧電トランスデバイスの構成は、説明したものに限定されず、以下の特徴を有していればよい。
(特徴1)
 圧電体に設けられた第1外部電極、第2外部電極、第3外部電極及び第4外部電極のうち、前記第1外部電極及び前記第2外部電極、又は、前記第3外部電極及び前記第4外部電極の一方に電圧が印加されることで、他方に電圧が励起される圧電トランスにおいて、
 矩形状の第1面を有する前記圧電体と、
 前記圧電体内に設けられ、前記第1外部電極に接続する複数の第1内部電極と、
 前記圧電体内に設けられ、前記第2外部電極に接続する複数の第2内部電極と、
 前記圧電体内に設けられ、前記第3外部電極に接続する複数の第3内部電極と、
 前記圧電体内に設けられ、前記第4外部電極に接続する複数の第4内部電極と、
 を備え、
 前記第1外部電極、前記第2外部電極、前記第3外部電極及び前記第4外部電極は、互いに絶縁されて前記圧電体の前記第1面に設けられ、
 前記第1外部電極及び前記第2外部電極は、前記圧電体の前記第1面の一辺方向に沿って配列され、
 前記第3外部電極及び前記第4外部電極は、前記圧電体の前記第1面の前記一辺方向に沿って配列されて、
 前記第1外部電極及び前記第3外部電極は、前記圧電体の前記第1面の前記一辺方向に直交する方向に沿って配列され、
 前記第2外部電極及び前記第4外部電極は、前記圧電体の前記第1面の前記一辺方向に直交する方向に沿って配列される、
 圧電トランス。
(特徴2)
 前記第1内部電極、前記第2内部電極、前記第3内部電極及び前記第4内部電極は、面状電極であり、前記面状電極の主面の法線方向は一致する、
 特徴1に記載の圧電トランス。
(特徴3)
 前記圧電体は、前記主面の前記法線方向に長辺を有する直方体形状である、
 特徴2に記載の圧電トランス。
(特徴4)
 前記第1外部電極及び前記第2外部電極は高電圧側電極であり、
 前記第3外部電極及び前記第4外部電極は低電圧側電極であり、
 前記第1内部電極及び前記第2内部電極は、前記圧電体の前記長辺に直交する断面と同形状の主面を有する面状電極であり、
 前記第3内部電極及び前記第4内部電極は、円形状の主面を有する面状電極である、
 特徴3に記載の圧電トランス。
(特徴5)
 前記第1外部電極と前記第2外部電極とは1次側電極対であり、
 前記第3外部電極と前記第4外部電極とは2次側電極対である、
 特徴1から4のいずれかに記載の圧電トランス。
(特徴6)
 前記圧電体は、前記第1面の前記一辺方向に沿った方向に配列された第1の2次側部、第1の1次側部、第2の1次側部及び第2の2次側部を有し、
 前記第1内部電極、前記第2内部電極、前記第1外部電極及び前記第2外部電極は、前記圧電体の前記第1の1次側部に設けられ、
 前記第3内部電極、前記第4内部電極、前記第3外部電極及び前記第4外部電極は、前記圧電体の前記第1の2次側部に設けられ、
 前記圧電体の前記第2の1次側部に位置する前記第1面に設けられた第5外部電極及び第6外部電極と、
 前記圧電体の前記第2の2次側部に位置する前記第1面に設けられた第7外部電極及び第8外部電極と、
 前記圧電体の前記第2の1次側部に設けられ、前記第5外部電極に接続する複数の第5内部電極と、
 前記圧電体の前記第2の1次側部に設けられ、前記第6外部電極に接続する複数の第6内部電極と、
 前記圧電体の前記第2の2次側部に設けられ、前記第7外部電極に接続する複数の第7内部電極と、
 前記圧電体の前記第2の2次側部に設けられ、前記第8外部電極に接続する複数の第8内部電極と、
 をさらに備え、
 前記第5外部電極及び前記第6外部電極は、前記圧電体の前記第1面の前記一辺方向に沿って配列され、
 前記第7外部電極及び前記第8外部電極は、前記圧電体の前記第1面の前記一辺方向に沿って配列されて、
 前記第5外部電極及び前記第7外部電極は、前記圧電体の前記第1面の前記一辺方向に直交する方向に沿って配列され、
 前記第6外部電極及び前記第8外部電極は、前記圧電体の前記第1面の前記一辺方向に直交する方向に沿って配列されている、
 特徴5に記載の圧電トランス。
(特徴7)
 特徴1から6の何れかに記載の圧電トランスと、
 前記圧電体は、前記第1面に沿った方向を厚みとする厚み縦振動モードで振動し、
 前記圧電体が実装される基板、
 をさらに備え、
 前記基板は、
 前記第1外部電極が実装される第1実装電極と、
 前記第2外部電極が実装される第2実装電極と、
 前記第3外部電極が実装される第3実装電極と、
 前記第4外部電極が実装される第4実装電極と、
 を有し、
 前記第1実装電極、前記第2実装電極、前記第3実装電極及び前記第4実装電極のそれぞれの一部は、
 実装された前記圧電体が振動する際のノード点と一致する、
 圧電トランスデバイス。
(特徴8)
 前記第1実装電極及び前記第2実装電極とは、第1ノード点と一致する位置に形成され、
 前記第3実装電極及び前記第4実装電極は、第2ノード点と一致する位置に形成されている、
 特徴7に記載の圧電トランスデバイス。
 以下に説明する、第10の実施形態~第14の実施形態では、圧電トランスおよび圧電トランスモジュールの構成が上述の実施形態と相違する。第10の実施形態~第14の実施形態で説明する圧電トランスおよび圧電トランスモジュールは、絶縁した入力部と出力部との間で不要信号を伝搬させないことができる。
《第10の実施形態》
 図35は、第10の実施形態に係る圧電トランス1Fの構成を示す図である。
 圧電トランス1Fは直方体形状の圧電素子10を備えている。圧電素子10は、例えばPZT系セラミックスシートが積層されて形成されている。以下では、長手方向をX軸方向、幅方向をY軸方向、厚み方向をZ軸方向とする。圧電素子10には、X軸方向に沿って、入力領域10A1、出力領域10B1及び絶縁領域10C1が形成されている。より詳しくは、入力領域10A1及び出力領域10B1は、絶縁領域10C1を挟んで、圧電素子10の両端部側に設けられている。すなわち、入力領域10A1と出力領域10B1とは、絶縁領域10C1により絶縁されている。
 入力領域10A1及び出力領域10B1は、それぞれX軸方向に分極されている。分極処理の方法としては、例えば、圧電素子10を170℃の絶縁油中で2kV/mmの電圧を印加する方法等が挙げられる。なお、分極方向は、入力領域10A1と出力領域10B1とで同方向であってもよいし、逆方向であってもよい。
 入力領域10A1のZ軸方向に対向する上下面には、入力側第1外部電極11Dと、入力側第2外部電極12Dとが設けられている。入力側第1外部電極11Dは、不図示の交流電圧出力回路が接続され、交流電圧が印加される。入力側第2外部電極12Dは、入力側基準電位に接続される。
 入力側第1外部電極11Dには、複数の面状の入力側第1内部電極111D,111Eが設けられている。すなわち、入力側第1外部電極11Dと入力側第1内部電極111D,111Eとは同電位である。また、入力側第2外部電極12Dには、複数の面状の入力側第2内部電極121D,121Eが設けられている。すなわち、入力側第2外部電極12Dと入力側第2内部電極121D,121Eとは同電位である。
 入力側第1内部電極111D,111Eと入力側第2内部電極121D,121Eとは、略同じ大きさであって、分極方向であるX軸方向に直交して設けられている。また、入力側第1内部電極111D,111Eと入力側第2内部電極121D,121Eとは、X軸方向に沿って交互に配置されている。詳しくは、X軸方向に沿って、絶縁領域10C1から、入力側第2内部電極121D、入力側第1内部電極111D、入力側第2内部電極121E、入力側第1内部電極111Eの順に配列されている。
 出力領域10B1のZ軸方向に対向する上下面には、出力側第1外部電極13Dと、出力側第2外部電極14Dとが設けられている。出力側第1外部電極13Dには、不図示の負荷が接続される。出力側第2外部電極14Dは、出力側基準電位に接続される。なお、出力側第1外部電極13Dに接続される負荷は、出力側基準電位を基準に動作する。また、出力側基準電位と入力側基準電位とは異なる。
 出力側第1外部電極13Dには、複数の面状の出力側第1内部電極131D~131Gが接続されている。すなわち、出力側第1外部電極13Dと出力側第1内部電極131D~131Gとは同電位である。また、出力側第2外部電極14Dには、複数の面状の出力側第2内部電極141D~141Gが接続されている。すなわち、出力側第2外部電極14Dと出力側第2内部電極141D~141Gとは同電位である。
 出力側第1内部電極131D~131Gと出力側第2内部電極141D~141Gとは、略同じ大きさであって、分極方向であるX軸方向に直交して設けられている。また、出力側第1内部電極131D~131Gと出力側第2内部電極141D~141Gとは、X方向に沿って交互に配置されている。詳しくは、X方向に沿って、絶縁領域10C1から、出力側第2内部電極141D、出力側第1内部電極131D、出力側第2内部電極141E、出力側第1内部電極131E、出力側第2内部電極141F、出力側第1内部電極131F、出力側第2内部電極141G、出力側第1内部電極131Gの順に配列されている。
 この構成の圧電トランス1において、入力側第1外部電極11Dと入力側第2外部電極12Dとの間に電圧が印加されると、入力側第1内部電極111D,111Eと、入力側第2内部電極121D,121Eとの間に電界が生じる。すなわち、入力領域10A1には分極方向に電界が加えられる。このとき、例えば、入力側第1内部電極111Dと入力側第2内部電極121Eとの間と、入力側第1内部電極111Eと入力側第2内部電極121Eとの間とは互いに反対方向に分極する。そして、逆圧電効果により分極方向、すなわち、圧電素子10のX軸方向に縦振動が励振される。
 縦振動が励振されると、出力領域10B1ではX軸方向(分極方向)に機械的歪みが生じ、圧電縦効果により分極方向に電位差が発生する。すなわち、出力側第1内部電極131D~131Gと出力側第2内部電極141D~141Gとの間に電位差が生じる。このとき、例えば、出力側第1内部電極131Dと出力側第2内部電極141Dとの間と、出力側第1内部電極131Dと出力側第2内部電極141Eとの間とは互いに反対方向に分極する。そして、出力側第1外部電極13Dから低電圧が出力される。
 この圧電トランス1では、入力領域10A1と出力領域10B1との絶縁性を確保し、入力側第1内部電極111Dと出力側第1内部電極131Dとの間でノイズ等の不要信号が伝搬されることを抑えることができる。以下、その理由について説明する。
 対向する入力側第1内部電極111Dと出力側第1内部電極131Dとの間には、入力側第2内部電極121Dと出力側第2内部電極141Dとが介在している。この入力側第2内部電極121D及び出力側第2内部電極141Dにより、入力側第1内部電極111Dと出力側第1内部電極131Dとの間に浮遊容量が形成されることを抑制している。
 仮に、入力側第1内部電極111Dと出力側第1内部電極131Dとの間に浮遊容量が形成された場合、2つの電極121D,141Dは容量結合する。このため、入力側第1外部電極11Dに印加される交流電圧にノイズ等の不要信号が重畳していると、容量結合を介して、入力側第1内部電極111Dから出力側第1内部電極131Dへ不要信号が伝搬される。そして、出力側第1内部電極131Dと同電位の出力側第1外部電極13Dから、出力側第1外部電極13Dに接続される負荷へ、不要信号が出力される。
 そこで、前記の構成として、入力側第1内部電極111Dと出力側第1内部電極131Dとの間の浮遊容量の発生を抑制することで、入力側第1内部電極111Dと出力側第1内部電極131Dとの間でノイズ等の不要信号が伝搬されることを抑えることができる。
 また、この圧電トランス1Fは、出力側基準電位の変動を抑えることができる。以下、その理由について説明する。
 例えば、入力側基準電位がグランドであり、入力側基準電位と出力側基準電位とに電位差が生じる場合、出力側基準電位は、入力側基準電位(グランド)から見て浮いた状態となる。この状態で、出力側第1外部電極13Dに接続される負荷をユーザが触れた(操作した)場合、ユーザ及びグランドを介して電流が流れるため出力側基準電位が変動することがある。この場合、出力側第1外部電極13Dに接続される負荷の誤動作の原因となる。
 そこで、本実施形態では、入力側第2内部電極121Dと出力側第2内部電極141Dとの間の距離を、入力側第1内部電極111Dと出力側第1内部電極131Dとの距離よりも短くなるよう配置している。これにより、入力側第2内部電極121Dと出力側第2内部電極141Dとの間には、浮遊容量C1が形成される。この浮遊容量C1により、入力側第2内部電極121Dと出力側第2内部電極141Dとは容量結合し、入力側第2外部電極12Dと出力側第2外部電極14Dとの間にかかる交流的な電位差は小さくなる。すなわち、出力側基準電位は安定化される。その結果、前記した、出力側第1外部電極13Dに接続される負荷の誤動作を防止できる。
 なお、本実施形態に係る圧電トランス1Fは、入力側第2内部電極121Dと出力側第2内部電極141Dとの距離が、入力側第1内部電極111Dと出力側第1内部電極131Dとの距離よりも短くなるように構成しているが、これに限定されない。入力側第2内部電極121Dと出力側第2内部電極141Dとの間に形成される浮遊容量が、入力側第1内部電極111Dと出力側第1内部電極131Dとの間に形成される浮遊容量よりも大きくなるように構成されていればよい。
《第11の実施形態》
 図36(A)は、第11の実施形態に係る圧電トランス1Gの構成を示す斜視図であり、図36(B)は、図36(A)のII-II線での断面図である。
 圧電トランス1Gは直方体形状の圧電素子10を備えている。圧電素子10は、例えばPZT系セラミックスシートが積層されて形成されている。以下では、長手方向をX軸方向、幅方向をY軸方向、厚み方向をZ軸方向とする。圧電素子10には、X軸方向に沿って、入力領域10A2、出力領域10B2及び絶縁領域10C2が形成されている。より詳しくは、入力領域10A2及び出力領域10B2は、絶縁領域10C2を挟んで、圧電素子10の両端部側に設けられている。すなわち、入力領域10A2と出力領域10B2とは絶縁されている。
 入力領域10A2及び出力領域10B2は、それぞれZ軸方向に分極されている。
 入力領域10A2のY軸方向に対向する両側面には、入力側第1外部電極11Eと、入力側第2外部電極12Eとが設けられている。入力側第1外部電極11Eには、不図示の交流電圧出力回路が接続され、交流電圧が印加される。入力側第2外部電極12Eは、入力側基準電位に接続される。
 入力側第1外部電極11Eには、複数の面状の入力側第1内部電極111Fが接続されている。すなわち、入力側第1外部電極11Dと入力側第1内部電極111Fとは同電位である。また、入力側第2外部電極12Eには、複数の面状の入力側第2内部電極121Fが接続されている。すなわち、入力側第2外部電極12Eと入力側第2内部電極121Fとは同電位である。
 入力側第1内部電極111Fと入力側第2内部電極121Fとは、分極方向であるZ軸方向に直交して設けられている。また、入力側第1内部電極111Fと入力側第2内部電極121Fとは、Z軸方向に沿って交互に配置されている。X軸方向における入力側第2内部電極121Fの長さは、入力側第1内部電極111Fの長さよりも長い。そして、X方向において、入力側第2内部電極121Fは、入力側第1内部電極111Fよりも絶縁領域10C2側に位置している。
 ここで、X方向における絶縁領域10C2側の入力側第1内部電極111Fの端部から、入力側第2内部電極121Fの端部までの距離をG11、入力側第1内部電極111Fと入力側第2内部電極121Fとの層間距離をG12でそれぞれ表すと、G11>G12を満たすよう、入力側第1内部電極111Fと入力側第2内部電極121Fとは設けられている。
 出力領域10B1のZ軸方向に対向する上下面には、出力側第1外部電極13Eと、出力側第2外部電極14Eとが設けられている。出力側第1外部電極13Eには、不図示の負荷が接続される。出力側第2外部電極14Eは、出力側基準電位に接続される。なお、出力側第1外部電極13Eに接続される負荷は、出力側基準電位を基準に動作する。また、出力側基準電位と入力側基準電位とは異なる。
 出力側第1外部電極13Eには、複数の面状の出力側第1内部電極131Hが設けられている。すなわち、出力側第1外部電極13Eと出力側第1内部電極131Hとは同電位である。また、出力側第2外部電極14Eには、複数の面状の出力側第2内部電極141Hが設けられている。すなわち、出力側第2外部電極14Eと出力側第2内部電極141Hとは同電位である。
 出力側第1内部電極131Hと出力側第2内部電極141Hとは、分極方向であるZ軸方向に直交して設けられている。また、出力側第1内部電極131Hと出力側第2内部電極141Hとは、Z軸方向に沿って交互に配置されている。X軸方向における出力側第2内部電極141Hの長さは、出力側第1内部電極131Hの長さよりも長い。そして、X方向において、出力側第2内部電極141Hは、出力側第1内部電極131Hよりも絶縁領域10C2側に位置している。
 なお、出力側第2内部電極141Hは、入力側第2内部電極121Fと同一層に形成されている。すなわち、入力側第2内部電極121Fと出力側第2内部電極141Hとは同一平面上に位置している。
 ここで、X方向における絶縁領域10C2側の出力側第1内部電極131Hの端部から、出力側第2内部電極141Hの端部までの距離をG21、出力側第1内部電極131Hと出力側第2内部電極141Hとの層間距離をG22でそれぞれ表すと、G21>G22を満たすよう、出力側第1内部電極131Hと出力側第2内部電極141Hとは設けられている。
 この構成の圧電トランス1Gにおいて、入力側第1外部電極11Eに電圧が印加されると、入力側第1外部電極11Eと同電位の入力側第1内部電極111Fと、入力側第2内部電極121Fとの間に電界が生じる。すなわち、入力領域10A2には分極方向に電界が加えられる。そして、逆圧電効果により分極方向に直交する方向、すなわち、圧電素子10のX軸方向に振動が励振される。
 X軸方向に振動が励振されると、出力領域10B2ではZ軸方向(分極方向)に機械的歪みが生じ、圧電横効果により分極方向に電位差が発生する。この電位差により出力領域10B2が低電圧部となり、出力側第1外部電極13Eから低電圧が出力される。
 そして、第10の実施形態での説明と同様に、入力側第1内部電極111Fと出力側第1内部電極131Hとの距離を離して、その間に形成される浮遊容量を小さくすることで、電極111F,131Hの結合を防ぐことができる。これにより、入力側第1内部電極111Fと出力側第1内部電極131Hとの間でノイズ等の不要信号が伝搬されることを抑えることができる。また、入力側第1内部電極111Fと出力側第1内部電極131Hとは、面で対向しないため、形成される浮遊容量をより小さくでき、電極111F,131Hの結合を防ぐことができる。
 また、入力側第2内部電極121Fと出力側第2内部電極141Hとの間には浮遊容量C2が形成される。電極121F,141Hは同一平面上に形成され、それらの間には浮遊容量C2が形成される。この浮遊容量C2により、入力側第2内部電極121Fと出力側第1内部電極131Hとは容量結合し、入力側第2外部電極12Eと出力側第2外部電極14Eとの間にかかる交流的な電位差は小さくなる。すなわち、出力側基準電位は安定化される。その結果、前記した、出力側第1外部電極13Eに接続される負荷の誤動作を防止できる。
《第12の実施形態》
 第12の実施形態では、2つの圧電トランスを備えた圧電トランスモジュールについて説明する。
 図37は、第12の実施形態に係る圧電トランスモジュール101Aを示す図である。
 圧電トランスモジュール101Aは、入力部101A1,101A2と、出力部101A3,101A4とを備えている。入力部101A1には交流電圧が入力される。入力部101A2は、入力側基準電位に接続される。出力部101A3は、不図示の負荷に接続され、出力部101A4は出力側基準電位に接続される。
 圧電トランスモジュール101Aは、第10の実施形態に係る圧電トランス1Fを2つ備えている。図37に示す矢印は、分極方向を示す。図示のように、圧電トランス1Fの入力側(図35の入力領域10A1)と出力側(図35の出力領域10B1)とは同方向に分極されている。
 2つの圧電トランス1それぞれの入力側第1外部電極11Dは入力部101A1に接続されている。また、入力側第2外部電極12Dは入力部101A2に接続されている。すなわち、圧電トランス1Fの入力側は、入力部101A1に対し並列接続された構成となり、2つの圧電トランス1Fそれぞれには、同じ大きさの電圧が印加される。これにより、2つの圧電トランス1Fはバランスよく駆動する。
 また、圧電トランス1Fの出力側第1外部電極13Dは出力部101A3に接続され、出力側第2外部電極14Dは出力部101A4に接続されている。
 この構成の圧電トランスモジュール101Aにおいて、入力部101A1から交流電圧が入力されると、圧電トランス1Fの入力側第1外部電極11Dに電圧が印加され、出力側第1外部電極13Dから低電圧が出力される。そして、出力部101A3に接続される負荷へ、電圧が出力される。
 第10の実施形態で説明したように、圧電トランス1Fの入力側第1外部電極11Dと出力側第1外部電極13Dと容量結合を抑制することで、絶縁性を確保して、入力側第1外部電極11Dと出力側第1外部電極13Dとの間でノイズ等の不要信号が伝搬されることを抑えることができる。すなわち、入力部101A1から入力される交流電圧にノイズ等の不要信号が重畳していても、出力部101A3から出力されることはない。これにより、出力部101A3に接続される負荷の誤動作を防止できる。
 また、第10の実施形態で説明したように、圧電トランス1Fの入力側第2外部電極12Dと出力側第2外部電極14Dとは、浮遊容量C1により容量結合するため、出力側基準電位は入力側基準電位と交流的に略同電位となる。これにより、出力側基準電位の変動を抑えることができ、出力側基準電位は安定する。
 さらに、本実施形態では、入力部101A2と出力部101A4との間で、浮遊容量C1が並列接続された構成となる。これにより、入力側基準電位と出力側基準電位との電位差を小さくできるため、出力側基準電位はより安定する。
 また、圧電トランスモジュール101Aは2つの圧電トランス1Fを用いることで、圧電トランスモジュール101Aが扱うことができる電力を大きくすることができる。
《第13の実施形態》
 図38は、第13の実施形態に係る圧電トランスモジュール101Bを示す図である。
 圧電トランスモジュール101Bは、入力部101B1,101B2と、出力部101B3,101B4,101B5とを備えている。入力部101B1には交流電圧が入力される。入力部101B2は、入力側基準電位に接続される。出力部101B3,101B4は、不図示の負荷に接続され、出力部101B5は出力側基準電位に接続される。
 圧電トランスモジュール101Bは、圧電トランス1F,1F1を備えている。圧電トランス1F1は、圧電トランス1Fと略同じ構成であるが、分極方向(図37に示す矢印)が異なっている。詳しくは、圧電トランス1F1の入力側(図35の入力領域10A1)と出力側(図35の出力領域10B1)は反対方向に分極されている。
 圧電トランス1F,1F1それぞれの入力側第1外部電極11Dは入力部101B1に接続されている。また、入力側第2外部電極12Dは入力部101B2に接続されている。すなわち、圧電トランス1Fの入力側は、入力部101B1に対し並列接続された構成となり、2つの圧電トランス1F,1F1それぞれには、同じ大きさの電圧が印加される。これにより、圧電トランス1F,1F1はバランスよく駆動する。
 また、圧電トランス1Fの出力側第1外部電極13Dは出力部101B3に接続され、圧電トランス1F1の出力側第1外部電極13Dは出力部101B4に接続されている。圧電トランス1F,1F1それぞれの出力側第2外部電極14Dは出力部101B5に接続されている。
 この構成の圧電トランスモジュール101Bにおいて、入力部101B1から交流電圧が入力されると、圧電トランス1F,1F1の入力側第1外部電極11Dに電圧が印加され、出力側第1外部電極13Dから低電圧が出力される。このとき、圧電トランス1F,1F1の出力側の分極方向は反対であるため、圧電トランス1F,1F1それぞれの出力側第1外部電極13Dからは、逆相の電圧が出力される。すなわち、圧電トランスモジュール101Bは差動電圧を出力することができる。
 また、本実施形態に係る圧電トランスモジュール101Bでは、第12の実施形態と同様に、入力部101B1から入力される交流電圧にノイズ等の不要信号が重畳していても、出力部101B3,101B4から出力されることはない。これにより、出力部101B3に接続される負荷の誤動作を防止できる。さらに、本実施形態に係る圧電トランスモジュール101Bでは、出力側基準電位の変動を抑えることができ、出力側基準電位を安定させることができる。
 また、本実施形態では、入力部101B2と出力部101B4との間で、浮遊容量C1が並列接続された構成となる。これにより、入力側基準電位と出力側基準電位との電位差を小さくできるため、出力側基準電位はより安定する。
 さらに、圧電トランスモジュール101Bは2つの圧電トランス1F,1F1を用いることで、圧電トランスモジュール101Bが扱うことができる電力を大きくすることができる。
《第14の実施形態》
 図39は、第14の実施形態に係るACアダプタ101Cの回路図である。
 ACアダプタ101Cは、商用電源CPに接続され、商用電源CPから交流電圧を入力する入力部IN1,IN2と、負荷RLが接続され、その負荷RLへ直流電圧を出力する出力部OUT1,OUT2とを備えている。入力部IN1,IN2は、本発明に係る「商用電源入力部」の一例である。
 入力部IN1,IN2には、ダイオードブリッジDB11が接続されている。ダイオードブリッジDB11の出力側には、平滑コンデンサC11が接続されている。入力部IN1,IN2から入力される交流電圧は、ダイオードブリッジDB11及び平滑コンデンサC11によって、整流平滑される。ダイオードブリッジDB11及び平滑コンデンサC11は、本発明に係る「入力側整流平滑回路」の一例である。
 ダイオードブリッジDB11及び平滑コンデンサC11には、直列接続されたスイッチング素子Q1,Q2が接続されている。図39では、スイッチング素子Q1,Q2はn型MOS-FETとしているが、IGBT又はバイポーラトランジスタ等であってもよい。ダイオードブリッジDB11等で整流平滑された電圧は、スイッチング素子Q1,Q2のスイッチングにより、矩形波の電圧に変換される。直列接続されたスイッチング素子Q1,Q2は、本発明に係る「スイッチング回路」の一例である。
 スイッチング素子Q1,Q2のゲートには、コントローラ51が接続されている。コントローラ51は、フィードバック制御により、出力部OUT1,OUT2に接続される負荷RLの軽重を視て、それに応じて、負荷RLへの供給電圧が一定となるように、スイッチング素子Q1,Q2のスイッチング周波数を設定する。コントローラ51は、ゲート電圧を生成してスイッチング素子Q1,Q2に印加し、設定した周期でスイッチング素子Q1,Q2をオンオフする。
 スイッチング素子Q1,Q2には、第10の実施形態に係る圧電トランス1Fが接続されている。圧電トランス1Fの入力側第1外部電極11は、インダクタL11を介して、スイッチング素子Q1,Q2の接続点に接続されている。圧電トランス1Fの入力側第2外部電極12Dは、後述の基準電位(グランド)に接続されている。
 圧電トランス1Fの出力側第1外部電極13Dは、ダイオードD11に接続されている。ダイオードD11には平滑コンデンサC12が接続され、さらに、出力部OUT1に接続されている。ダイオードD11及び平滑コンデンサC12は、「出力側整流平滑回路」の一例である。
 圧電トランス1Fの入力側第1外部電極11Dと、スイッチング素子Q1,Q2との間に設けられたインダクタL11には補助巻線53が付加されている。この補助巻線53の出力電圧は、補助電源回路52によって整流平滑され、コントローラ51用の直流電源電圧が生成される。これにより、コントローラ51は動作する。
 このACアダプタ101Cは、圧電トランス1Fを用いて小型化を実現している。そして、圧電トランス1Fは、第10の実施形態で説明したように、入力側と出力側との間でノイズ等の不要信号が伝搬されることを抑えることができる。したがって、スイッチング素子Q1,Q2からスイッチングノイズが出力された場合であっても、そのノイズが負荷RLへ出力されるおそれを回避できる。また、出力側基準電位を入力側基準電位に固定して、出力側基準電位を安定させることができるため、負荷RLの誤動作を防ぐことができる。
 なお、図39において、スイッチング素子Q1,Q2のスイッチング回路、圧電トランス1F、ダイオードD11、平滑コンデンサC12からなる回路は、本発明に係る「DC-DCコンバータ」に相当する。また、ダイオードブリッジDB11、スイッチング素子Q1,Q2のスイッチング回路、圧電トランス1F、ダイオードD11、平滑コンデンサC12からなる回路は、本発明に係る「AC-DCコンバータ」の一例である。
 第10~第14の実施形態に係る圧電トランス及び圧電トランスモジュール、これらを備えるDC-DCコンバータ、AC-DCコンバータ、ACアダプタの構成は、説明したものに限定されず、以下の特徴を有していればよい。
(特徴1)
 分極された入力部、分極された出力部、及び前記入力部と前記出力部との間に配置された絶縁部が形成された圧電体と、
 前記入力部に設けられ、互いに対向する入力側第1内部電極及び入力側第2内部電極と、
 前記出力部に設けられ、互いに対向する出力側第1内部電極及び出力側第2内部電極と、
 を備え、
 前記入力側第2内部電極は、
 入力側基準電位に接続される電極であり、少なくとも一部が前記入力側第1内部電極よりも前記絶縁部側に位置し、
 前記出力側第2内部電極は、
 出力側基準電位に接続される電極であり、少なくとも一部が前記出力側第1内部電極よりも前記絶縁部側に位置している、
 圧電トランス。
(特徴2)
 前記入力部及び前記出力部は、
 前記入力部と前記出力部とが対向する方向に分極されていて、
 前記入力側第1内部電極、前記入力側第2内部電極、前記出力側第1内部電極及び前記出力側第2内部電極は、
 それぞれ主面を有する面状電極であり、前記入力部と前記出力部とが対向する方向に対し前記主面が直交して配置されている、
 特徴1に記載の圧電トランス。
(特徴3)
 前記入力部及び前記出力部は、
 前記入力部と前記出力部とが対向する方向に直交する方向に分極されていて、
 前記入力側第1内部電極、前記入力側第2内部電極、前記出力側第1内部電極及び前記出力側第2内部電極は、
 それぞれ主面を有する面状電極であり、前記入力部と前記出力部とが対向する方向に対し前記主面が平行に配置されている、
 特徴1に記載の圧電トランス。
(特徴4)
 前記入力部と前記出力部とが対向する方向における前記入力側第2内部電極の長さは、前記入力側第1内部電極よりも長い、
 特徴3に記載の圧電トランス。
(特徴5)
 前記入力部と前記出力部とが対向する方向における前記出力側第2内部電極の長さは、前記出力側第1内部電極よりも長い、
 特徴3または4に記載の圧電トランス。
(特徴6)
 前記入力部と前記出力部とが対向する方向において、前記入力側第1内部電極の前記絶縁部側の端部と、前記入力側第2内部電極の前記絶縁部側の端部との間の距離をG11で表し、
 前記入力部と前記出力部とが対向する方向において、前記入力側第1内部電極と前記入力側第2内部電極との層間距離をG12で表した場合、
 G11>G12を満たす、
 特徴3~5のいずれか1項に記載の圧電トランス。
(特徴7)
 前記入力部と前記出力部とが対向する方向において、前記出力側第1内部電極の前記絶縁部側の端部と、前記出力側第2内部電極の前記絶縁部側の端部との間の距離をG21で表し、
 前記入力部と前記出力部とが対向する方向において、前記出力側第1内部電極と前記出力側第2内部電極との層間距離をG22で表した場合、
 G21>G22を満たす、
 特徴3~6のいずれか1項に記載の圧電トランス。
(特徴8)
 分極された入力部、分極された出力部、及び前記入力部と前記出力部との間に配置された絶縁部が形成された圧電体と、
 前記入力部に設けられ、互いに対向する入力側第1内部電極及び入力側第2内部電極と、
 前記出力部に設けられ、互いに対向する出力側第1内部電極及び出力側第2内部電極と、
 を備え、
 前記入力側第2内部電極は、
 入力側基準電位に接続される電極であり、
 前記出力側第2内部電極は、
 出力側基準電位に接続される電極であり、
 前記入力側第2内部電極と前記出力側第2内部電極との間に形成される容量は、前記入力側第1内部電極と前記出力側第1内部電極との間に形成される容量よりも大きい、
 圧電トランス。
(特徴9)
 2つの圧電トランスを備えた圧電トランスモジュールにおいて、
 前記圧電トランスは、
 分極された入力部、分極された出力部、及び前記入力部と前記出力部との間に配置された絶縁部が形成された圧電体と、
 前記入力部に設けられ、互いに対向する入力側第1内部電極及び入力側第2内部電極と、
 前記出力部に設けられ、互いに対向する出力側第1内部電極及び出力側第2内部電極と、
 を備え、
 前記入力側第2内部電極は、
 入力側基準電位に接続される電極であり、少なくとも一部が前記入力側第1内部電極よりも前記絶縁部側に位置し、
 前記出力側第2内部電極は、
 出力側基準電位に接続される電極であり、少なくとも一部が前記出力側第1内部電極よりも前記絶縁部側に位置し、
 前記2つの圧電トランスそれぞれの前記入力側第2内部電極は、入力側基準電位に接続される電極であり、
 前記2つの圧電トランスそれぞれの前記出力側第2内部電極は、出力側基準電位に接続される電極である、
 圧電トランスモジュール。
(特徴10)
 前記2つの圧電トランスの一方は、
 前記圧電体の前記入力部と前記出力部との分極方向が同じであり、
 前記2つの圧電トランスの他方は、
 前記圧電体の前記入力部と前記出力部との分極方向が反対である、
 特徴9に記載の圧電トランスモジュール。
(特徴11)
 スイッチング素子をオンオフし、直流電圧を交流電圧に変換するスイッチング回路と、
 前記スイッチング回路が接続されている入力部、及び、前記入力部に入力される電圧を変圧して出力する出力部を有する圧電トランスと、
 前記出力部から出力される電圧を整流平滑する出力側整流平滑回路と、
 を備え、
 前記圧電トランスは、
 分極された入力部、分極された出力部、及び前記入力部と前記出力部との間に配置された絶縁部が形成された圧電体と、
 前記入力部に設けられ、互いに対向する入力側第1内部電極及び入力側第2内部電極と、
 前記出力部に設けられ、互いに対向する出力側第1内部電極及び出力側第2内部電極と、
 を備え、
 前記入力側第2内部電極は、
 入力側基準電位に接続される電極であり、少なくとも一部が前記入力側第1内部電極よりも前記絶縁部側に位置し、
 前記出力側第2内部電極は、
 出力側基準電位に接続される電極であり、少なくとも一部が前記出力側第1内部電極よりも前記絶縁部側に位置している、
 DC-DCコンバータ。
(特徴12)
 交流電圧を直流電圧に変換する入力側整流平滑回路と、
 スイッチング素子をオンオフし、前記入力側整流平滑回路からの直流電圧を交流電圧に変換するスイッチング回路と、
 前記スイッチング回路が接続されている入力部、及び、前記入力部に入力される電圧を変圧して出力する出力部を有する圧電トランスと、
 前記出力部から出力される電圧を整流平滑する出力側整流平滑回路と、
 を備え、
 前記圧電トランスは、
 分極された入力部、分極された出力部、及び前記入力部と前記出力部との間に配置された絶縁部が形成された圧電体と、
 前記入力部に設けられ、互いに対向する入力側第1内部電極及び入力側第2内部電極と、
 前記出力部に設けられ、互いに対向する出力側第1内部電極及び出力側第2内部電極と、
 を備え、
 前記入力側第2内部電極は、
 入力側基準電位に接続される電極であり、少なくとも一部が前記入力側第1内部電極よりも前記絶縁部側に位置し、
 前記出力側第2内部電極は、
 出力側基準電位に接続される電極であり、少なくとも一部が前記出力側第1内部電極よりも前記絶縁部側に位置している、
 AC-DCコンバータ。
(特徴13)
 商用電源に接続され、前記商用電源からの電圧を入力する商用電源入力部と、
 前記商用電源入力部から入力される電圧を整流平滑する入力側整流平滑回路と、
 前記入力側整流平滑回路により整流平滑される電圧を交流電圧に変換するスイッチング回路と、
 前記スイッチング回路が接続されている入力部、及び、前記入力部に入力される電圧を変圧して出力する出力部を有する圧電トランスと、
 前記出力部から出力される電圧を整流平滑する出力側整流平滑回路と、
 前記スイッチング回路を制御するコントローラと、
 前記商用電源入力部と、前記圧電トランスの前記入力部との間に設けられ、前記コントローラに電力を供給する補助電源回路と、
 を備え、
 前記圧電トランスは、
 分極された入力部、分極された出力部、及び前記入力部と前記出力部との間に配置された絶縁部が形成された圧電体と、
 前記入力部に設けられ、互いに対向する入力側第1内部電極及び入力側第2内部電極と、
 前記出力部に設けられ、互いに対向する出力側第1内部電極及び出力側第2内部電極と、
 を備え、
 前記入力側第2内部電極は、
 入力側基準電位に接続される電極であり、少なくとも一部が前記入力側第1内部電極よりも前記絶縁部側に位置し、
 前記出力側第2内部電極は、
 出力側基準電位に接続される電極であり、少なくとも一部が前記出力側第1内部電極よりも前記絶縁部側に位置している、
 ACアダプタ。
 最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。例えば、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
AS…対称軸
A,B,C,D…領域
BM1…第1支持部
BM2…第2支持部
C1…浮遊容量
C11,C12…平滑コンデンサ
C2…浮遊容量
CP…商用電源
D11…ダイオード
DB11…ダイオードブリッジ
IN1,IN2…入力部
L11…インダクタ
OUT1,OUT2…出力部
P1,P2…ノード点
Q1,Q2…スイッチング素子
RL…負荷
S1…第1面
S2…第2面
1,1A,1B,1C,1D,1E,1F,1F1,1G…圧電トランス
1AS,1BS…実装領域
1C1…圧電トランスデバイス
2,2A,2B,2C…フレキシブル基板
2P…保護膜
2S1,2S2…空間
3…ケース
4…保持部材
10…圧電素子
10A,10A1,10A2,10C…入力領域
10B,10B1,10B2,10D…出力領域
10C1,10C2…絶縁領域
11,11A,11B,11C,11D,11E…入力側第1外部電極
12,12A,12B,13C,12D,12E…入力側第2外部電極
13,13A,13B,13C,13D,13E…出力側第1外部電極
14,14A,14B,14C,14D,14E…出力側第2外部電極
15C…入力側第3外部電極
16C…入力側第4外部電極
17C…出力側第3外部電極
18C…出力側第4外部電極
19A,19B,19C,19D…絶縁膜
20F,20F1,20F2…フレーム
20L…引出部
20L1…入力側第1引出部
20L2…入力側第2引出部
20L3…出力側第1引出部
20L4…出力側第2引出部
20R…根元部
20R1…入力側第1根元部
20R2…入力側第2根元部
20R3…出力側第1根元部
20R4…出力側第2根元部
21,21A,21B…素子実装用端子
22,22A,22B…素子実装用端子
23,23A,23B…素子実装用端子
24,24A,24B…素子実装用端子
25A,25B,26,27A,27B,28…外部接続用端子
26A,26B,26C,26D,26E,26F…導体パターン
26G…入力側第1導体パターン
26H…入力側第2導体パターン
26I…出力側第1導体パターン
26J…出力側第2導体パターン
29A,29B,29C,29D,29E,29F…外部接続用端子
31…第1ケース部
31C…天井部
31S32T…天板部脚部
31T,32T…天板部
32…第2ケース部
32E…係合部
32F,32S…固定部
51…コントローラ
52…補助電源回路
53…補助巻線
100…基板
100A,100B,100C,100D…実装電極
101,101A,101B…圧電トランスモジュール
101A1,101A2…入力部
101A3,101A4…出力部
101B1,101B2…入力部
101B3,101B4,101B5…出力部
101C…ACアダプタ
106A,106B…電極
107,108…内部電極
111,111A,111B,111C,111D,111E,111F…入力側第1内部電極
121,121A,121B,121C,121D,121E,121F…入力側第2内部電極
131,131A,131B,131C,131D,131E,131F,131G,131H…出力側第1内部電極
141,141A,141B,141C,141D,141E,141F,141G,141H…出力側第2内部電極
151,152…絶縁膜
151C…第3内部電極
161C…第4内部電極
171C…第3内部電極
181C…第4内部電極
200…配線基板
204…内部電極
214…外部電極
225,226…接続端子
225A,225B,226,227A,227B,228…接続端子
232S…スロット
300…実装構造
400…セラミック素体
401,402,403,404…内部電極
411,412,413,414…外部電極

Claims (14)

  1.  圧電振動子、フレキシブル基板およびケースを備え、
     前記圧電振動子は、圧電素子と、前記圧電素子の表面に形成された外部電極とを有し、
     前記フレキシブル基板は、前記圧電振動子の前記外部電極が接続される素子実装用端子と、配線基板に接続される外部接続用端子と、を備え、
     前記ケースは、前記配線基板への固定部と、天井部と、を有し、
     前記固定部は、前記配線基板への実装状態で、前記天井部と前記配線基板との間に、前記圧電振動子と前記フレキシブル基板とを収容する空間を形成し、
     前記圧電振動子の前記外部電極は前記フレキシブル基板の前記素子実装用端子に接続され、前記圧電振動子は保持部材を介して、前記ケース内で前記ケースの前記天井部に吊り下げられた、圧電振動デバイス。
  2.  前記外部電極は前記圧電素子の第1面に形成されており、前記圧電素子の前記第1面に対向する第2面が前記ケースの前記天井部に保持される、請求項1に記載の圧電振動デバイス。
  3.  前記保持部材は前記圧電振動子の機械的振動のノードと前記天井部との間に配置される、請求項2に記載の圧電振動デバイス。
  4.  前記外部電極は、前記第1面のうち、機械的振動のノードで導電性接合材を介して前記素子実装用端子に接続される、請求項2または3に記載の圧電振動デバイス。
  5.  前記ケースは、前記天井部を有する第1ケース部と、前記固定部を有する第2ケース部と、で構成され、
     前記第1ケース部は前記第2ケース部に保持される、請求項1から4のいずれかに記載の圧電振動デバイス。
  6.  前記第1ケース部は樹脂成形体であり、前記第2ケース部は金属成形体である、請求項5に記載の圧電振動デバイス。
  7.  前記圧電振動子は圧電トランスである、請求項1から6のいずれかに記載の圧電振動デバイス。
  8.  前記圧電トランスは直方体形状の圧電素子の長手方向の一方に入力振動部、他方に出力振動部を備え、前記圧電振動子は縦振動モードで振動する、請求項7に記載の圧電振動デバイス。
  9.  前記フレキシブル基板はフレームと、前記フレームから引き出された引出部とを有し、
     前記素子実装用端子は前記引出部に形成され、前記外部接続用端子は前記フレームに形成された、請求項1から8のいずれかに記載の圧電振動デバイス。
  10.  前記引出部は、根元部で前記フレームに接続され、
     前記素子実装用端子は前記引出部の先端部に形成された、請求項9に記載の圧電振動デバイス。
  11.  前記圧電振動子は圧電トランスであり、
     第1圧電トランスと、
     第2圧電トランスと、
     を備え、
     前記フレキシブル基板は、対称軸を挟んで設けられた、前記第1圧電トランスの第1実装領域と、前記第2圧電トランスの第2実装領域とを有し、
     前記第1圧電トランス及び前記第2圧電トランスそれぞれの前記外部電極は、1次側第1外部電極、1次側第2外部電極及び2次側外部電極を有し、前記1次側第1外部電極、前記1次側第2外部電極及び前記2次側外部電極の形成位置が、前記対称軸に関して線対称となるように前記フレキシブル基板に実装され、
     前記フレキシブル基板の前記素子実装用端子は、
     前記第1圧電トランスの前記1次側第1外部電極が接続される第1実装電極と、
     前記第1圧電トランスの前記1次側第2外部電極が接続される第2実装電極と、
     前記第1圧電トランスの前記2次側外部電極が接続される第3実装電極と、
     前記第2圧電トランスの前記1次側第1外部電極が接続される第4実装電極と、
     前記第2圧電トランスの前記1次側第2外部電極が接続される第5実装電極と、
     前記第2圧電トランスの前記2次側外部電極が接続される第6実装電極と、
     を有し、
     前記第1実装電極と第4実装電極とは、前記対称軸に関して線対称に設けられ、
     前記第2実装電極と第5実装電極とは、前記対称軸に関して線対称に設けられ、
     前記第3実装電極と第6実装電極とは、前記対称軸に関して線対称に設けられている、
     請求項1に記載の圧電振動デバイス。
  12.  前記フレキシブル基板は、
     フレームと、前記フレームから引き出された第1引出部と、前記フレームから引き出された第2引出部と、
     前記第1引出部に形成され、前記圧電振動子の第1外部電極が接続される第1素子実装用端子と、前記第2引出部に形成され、前記圧電振動子の第2外部電極が接続される第2素子実装用端子と、
    を備え、
     前記フレームに接続される前記第1引出部の第1根元部は、前記第1素子実装用端子よりも前記第2素子実装用端子に近接する、
     請求項1に記載の圧電振動デバイス。
  13.  前記外部電極は、第1外部電極、第2外部電極、第3外部電極及び第4外部電極を有し、
     前記圧電振動子は圧電トランスであり、前記第1外部電極及び前記第2外部電極、又は、前記第3外部電極及び前記第4外部電極の一方に電圧が印加されることで、他方に電圧が励起され、
     前記圧電トランスは、
     矩形状の第1面を有する前記圧電素子と、
     前記圧電素子内に設けられ、前記第1外部電極に接続する複数の第1内部電極と、
     前記圧電素子内に設けられ、前記第2外部電極に接続する複数の第2内部電極と、
     前記圧電素子内に設けられ、前記第3外部電極に接続する複数の第3内部電極と、
     前記圧電素子内に設けられ、前記第4外部電極に接続する複数の第4内部電極と、
     を備え、
     前記第1外部電極、前記第2外部電極、前記第3外部電極及び前記第4外部電極は、互いに絶縁されて前記圧電素子の前記第1面に設けられ、
     前記第1外部電極及び前記第2外部電極は、前記圧電素子の前記第1面の一辺方向に沿って配列され、
     前記第3外部電極及び前記第4外部電極は、前記圧電素子の前記第1面の前記一辺方向に沿って配列されて、
     前記第1外部電極及び前記第3外部電極は、前記圧電素子の前記第1面の前記一辺方向に直交する方向に沿って配列され、
     前記第2外部電極及び前記第4外部電極は、前記圧電素子の前記第1面の前記一辺方向に直交する方向に沿って配列される、
     請求項1に記載の圧電振動デバイス。
  14.  前記圧電振動子は圧電トランスであり、
     前記圧電素子は、
     分極された入力部、分極された出力部、及び前記入力部と前記出力部との間に配置された絶縁部が形成され、
     前記圧電トランスは、
     前記入力部に設けられ、互いに対向する入力側第1内部電極及び入力側第2内部電極と、
     前記出力部に設けられ、互いに対向する出力側第1内部電極及び出力側第2内部電極と、
     を備え、
     前記入力側第2内部電極は、
     入力側基準電位に接続される電極であり、少なくとも一部が前記入力側第1内部電極よりも前記絶縁部側に位置し、
     前記出力側第2内部電極は、
     出力側基準電位に接続される電極であり、少なくとも一部が前記出力側第1内部電極よりも前記絶縁部側に位置している、
     請求項1に記載の圧電振動デバイス。
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