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JP2967564B2 - Piezoelectric transformer - Google Patents
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JP2967564B2 - Piezoelectric transformer - Google Patents

Piezoelectric transformer

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JP2967564B2
JP2967564B2 JP5172558A JP17255893A JP2967564B2 JP 2967564 B2 JP2967564 B2 JP 2967564B2 JP 5172558 A JP5172558 A JP 5172558A JP 17255893 A JP17255893 A JP 17255893A JP 2967564 B2 JP2967564 B2 JP 2967564B2
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electrode
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terminal
output
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英一 亀田
拓也 國井
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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子機器等において交
流電圧を変圧する圧電トランスに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric transformer for transforming an AC voltage in electronic equipment and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】圧電トランスは、巻線型の電磁トランス
に比べて、(1)構造が簡単で小型化が可能である。
(2)出力側の短絡事故に対し、自動的に入力抵抗が増
大し、焼損等の危険性がない。(3)昇圧比が高くとれ
る。(4)電磁誘導がない。等の利点を有しており、近
年実用化に向けての開発が進んでいる。
2. Description of the Related Art Piezoelectric transformers have the following advantages.
(2) In response to a short circuit accident on the output side, the input resistance is automatically increased, and there is no danger of burning or the like. (3) The boost ratio can be increased. (4) No electromagnetic induction. And the like, and development for practical use has been advanced in recent years.

【0003】図9に示すように代表的な圧電トランスと
してローゼン型の圧電トランスが挙げられるが、圧電素
子8は矩形板状で、この素子の長手方向の主面片側半分
8Aには厚み方向の一対の入力電極81,82を形成
し、他の半分8Bはその端面に出力電極83を形成して
いる。前者は厚み方向に、後者は長手方向にそれぞれ分
極されている。一般に厚み方向に入力電極が形成された
部分を駆動部、出力電極が形成された他の半分を発電部
と称している。この電極形成された圧電素子に交流電圧
を印加すると、全体として、図10に示すようなλモー
ドと称される振動変位を有する強い機械振動が起こる。
なお、図11は平面でみた節部領域を示す図である。こ
れにより発電部の出力電極では圧電効果で高い交流電圧
を得ることができる。なお、振動モードとしてλモード
を示したが、λ/2モード、3/2λモードでも共振す
ることが知られており、これら各モードにより振動変位
分布、振動の節部領域が異なっている。λモードの場
合、従来では図9に示すように、この節部領域を樹脂、
ゴム等の弾性体91,92で支持し、各々の電極に金属
線A,B,Cをボンディングして電気的入力を行ってい
た。
As shown in FIG. 9, a Rosen type piezoelectric transformer is exemplified as a typical piezoelectric transformer. A piezoelectric element 8 has a rectangular plate shape, and one half 8A of a main surface in a longitudinal direction of the element has a thickness direction. A pair of input electrodes 81 and 82 are formed, and the other half 8B forms an output electrode 83 on the end face. The former is polarized in the thickness direction, and the latter is polarized in the longitudinal direction. In general, the portion where the input electrode is formed in the thickness direction is called a driving portion, and the other half where the output electrode is formed is called a power generation portion. When an AC voltage is applied to the piezoelectric element on which the electrodes are formed, a strong mechanical vibration having a vibration displacement called a λ mode occurs as a whole as shown in FIG.
FIG. 11 is a diagram showing a node region as viewed on a plane. As a result, a high AC voltage can be obtained at the output electrode of the power generation unit by the piezoelectric effect. Although the λ mode is shown as the vibration mode, it is known that resonance also occurs in the λ / 2 mode and the 3 / 2λ mode, and the vibration displacement distribution and the nodal region of the vibration differ depending on each mode. In the case of the λ mode, conventionally, as shown in FIG.
It is supported by elastic bodies 91 and 92 such as rubber, and metal wires A, B and C are bonded to the respective electrodes for electrical input.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成では外部との電気的接続を金属線で行っているため、
この圧電トランスをプリント配線基板上に搭載した場
合、全体として占有面積が大きくなり、他の電子部品と
接触すること等により、短絡事故あるいは断線事故が生
じることがあった。また、圧電トランスの製造面におい
ても圧電素子の支持体あるいは金属線との接続を別個に
行っているので、製造工数が多くなり、また製造の自動
化を行いにくいという問題を有していた。
However, in the above configuration, the electrical connection with the outside is made by a metal wire.
When this piezoelectric transformer is mounted on a printed wiring board, the occupied area as a whole increases, and a short circuit accident or a disconnection accident may occur due to contact with other electronic components. In addition, since the connection of the piezoelectric element to the support or the metal wire is performed separately also on the manufacturing side of the piezoelectric transformer, there are problems that the number of manufacturing steps is increased and that it is difficult to automate the manufacturing.

【0005】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、他の電子部品との短絡事故等が生じず、ま
た製造工数が少なく、製造の自動化に適しかつ全体とし
て小型化、表面実装化が可能な圧電トランスを提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and does not cause a short circuit accident with other electronic parts, has a small number of man-hours, is suitable for automation of manufacture, and has a small size and a small surface. An object of the present invention is to provide a piezoelectric transformer that can be mounted.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明による圧電トランスは、圧電素子は駆動領
域と発電領域とを具備しており、前記駆動領域は厚み方
向に分極され、その表裏面に入力電極が形成され、前記
発電領域は長さ方向に分極され、その側面端部に出力電
極が形成されるとともに、当該出力電極を主面上の振動
節部領域、または長手方向の側面上の振動節部領域まで
延出する引出電極が形成されており、構造体は、前記圧
電素子の入力電極の振動節部近傍、及び前記引出電極を
支持し、外部端子と導通を施す端子が埋設されてなり、
前記構造体に前記圧電素子を挿入して相互に一体化する
とともに、前記圧電素子の各電極と端子とがそれぞれ電
気的に接続されてなることを特徴とする。
In order to solve the above problems, in a piezoelectric transformer according to the present invention, a piezoelectric element has a driving region and a power generation region, and the driving region is polarized in a thickness direction. An input electrode is formed on the front and back surfaces, the power generation region is polarized in the length direction, an output electrode is formed on an end of the side surface, and the output electrode is connected to the vibrating node region on the main surface or in the longitudinal direction. An extraction electrode is formed to extend to a vibration node region on the side surface of the piezoelectric element, and the structure supports the vicinity of the vibration node of the input electrode of the piezoelectric element and the extraction electrode, and conducts with the external terminal. The terminal is buried,
The piezoelectric element is inserted into the structure and integrated with each other, and each electrode and terminal of the piezoelectric element are electrically connected to each other.

【0007】そして、構造体の具体的な構造として、構
造体の電極支持部には板バネ端子が対向して埋設し、前
記板バネ端子には圧電素子と接する凸部を設け、構造体
の前記凸部対応部分には透孔が設け、この透孔から導電
性接合材を注入し、少なくとも板バネ端子と圧電素子の
入力電極と引出電極との電気的な接続が施されているこ
とを特徴とする。
[0007] As a specific structure of the structure, a leaf spring terminal is buried facing the electrode support portion of the structure, and a projection in contact with the piezoelectric element is provided on the leaf spring terminal. A through-hole is provided in the portion corresponding to the convex portion, and a conductive bonding material is injected from the through-hole, and at least the leaf spring terminal and the input electrode and the extraction electrode of the piezoelectric element are electrically connected. Features.

【0008】また、圧電素子は駆動領域と発電領域とを
具備しており、前記駆動領域は厚み方向に分極され、そ
の表裏面に入力電極が形成され、前記発電領域は長さ方
向に分極され、その側面端部に出力電極が形成されると
ともに、当該出力電極を主面上の端部へ延出する引出電
極が形成されており、前記圧電素子の入出力電極の振動
節部近傍で支持し、外部端子と導通を施す端子が埋設さ
れた構造体とが有り、前記構造体に前記圧電素子を挿入
して相互に一体化されている圧電トランスにおいて、前
記入力側構造体は、圧電素子の入力電極と電気的に接続
される凸部を具備した板バネ端子が対向して埋設されて
おり、当該入力側構造体の前記凸部対応部分には、透孔
が設けられ、この透孔から導電性接合材を注入し、少な
くとも板バネ端子と圧電素子の入力電極との電気的な接
続が施されており、前記出力側構造体は、板バネ端子の
一部が構造体の外部に露出して埋設されており、この露
出部と圧電素子の出力電極とがリード線、またはボンデ
ィングワイヤーを介して電気的に接続されてなることを
特徴とする。
The piezoelectric element has a drive region and a power generation region. The drive region is polarized in the thickness direction, input electrodes are formed on the front and back surfaces, and the power generation region is polarized in the length direction. An output electrode is formed at an end of the side surface, and a lead-out electrode is formed to extend the output electrode to an end on the main surface. The output electrode is supported near the vibrating node of the input / output electrode of the piezoelectric element. There is a structure in which a terminal that conducts with the external terminal is embedded, and the piezoelectric element is inserted into the structure and integrated with each other. In the piezoelectric transformer, the input-side structure is a piezoelectric element. A leaf spring terminal having a convex portion electrically connected to the input electrode is buried facing each other, and a through-hole is provided in a portion corresponding to the convex portion of the input-side structure. Inject conductive bonding material from at least leaf spring terminal An electrical connection with an input electrode of the piezoelectric element is made, and the output-side structure has a part of a leaf spring terminal exposed and embedded outside the structure. Is electrically connected to the output electrode through a lead wire or a bonding wire.

【0009】また、前記構造体は、入力節部支持部分と
出力節部支持部分との二部分を有する一体型の構造体で
あってもよい。
Further, the structure may be an integrated structure having two portions, an input node support portion and an output node support portion.

【0010】[0010]

【作用】特許請求項第1項によれば、引出電極により構
造体の端子との電気的接続を確実かつ容易にし、極めて
製造性の高いものとなる。さらに、この引出電極が振動
節部領域まで延出することにより、構造体の取付位置に
おいて、電気的接続と機械的接続が同時に行え、しかも
圧電トランスの振動を全く阻害することがなく、極めて
簡便な構成の圧電トランスを得ることができる。
According to the first aspect of the present invention, the electrical connection with the terminal of the structure is made reliable and easy by the extraction electrode, and the productivity is extremely high. Further, since the extraction electrode extends to the vibration node portion area, electrical connection and mechanical connection can be simultaneously performed at the mounting position of the structure, and the vibration of the piezoelectric transformer is not hindered at all, which is extremely simple. A piezoelectric transformer having a simple configuration can be obtained.

【0011】特許請求項第2項によれば、上記作用効果
に加え、圧電素子を、凸部を設けた板バネ端子を貫通配
置した構造体に設置し、引出電極と構造体内に突出した
板バネ端子とを導電性接合材により電気的機械的な接続
しているので、圧電素子の振動が阻害されることがさら
になくなり、より信頼性の高い電気的接続が得られると
ともに極めて簡便な構成の圧電トランスを得ることがで
きる。
According to the second aspect of the present invention, in addition to the above-mentioned functions and effects, the piezoelectric element is installed on a structure in which a leaf spring terminal provided with a convex portion is disposed so as to penetrate therethrough. Since the spring terminal is electrically and mechanically connected by a conductive bonding material, the vibration of the piezoelectric element is further prevented from being hindered, and a more reliable electrical connection can be obtained, and an extremely simple configuration is achieved. A piezoelectric transformer can be obtained.

【0012】特許請求項3項によれば、圧電素子の引出
電極と外部に露出した板バネ端子とを、リード線、また
はボンディングワイヤー等の導体を用いて、同一主面上
で、簡潔かつ確実に電気的な接続をすることができ、圧
電素子の振動が阻害されることがなく、極めて簡便な構
成の圧電トランスを得ることができる。
According to the third aspect, the lead electrode of the piezoelectric element and the leaf spring terminal exposed to the outside are simply and reliably formed on the same main surface by using a conductor such as a lead wire or a bonding wire. Thus, a piezoelectric transformer having a very simple configuration can be obtained without obstructing the vibration of the piezoelectric element.

【0013】特許請求項第4項によれば、上記作用効果
に加えて、前記構造体は、入力節部支持部分と出力節部
支持部分との二部分を有する一体型の構造体であるた
め、圧電素子を構造体へ設置する際の前記圧電素子振動
節部からの構造体のずれ、あるいは回路基板に搭載する
際のパッドからの端子ずれがなく、組立設置精度がよく
なり自動化対応がさせやすくなった。
According to the fourth aspect of the present invention, in addition to the above operation and effect, the structure is an integrated structure having two portions, an input node support portion and an output node support portion. There is no displacement of the structure from the vibration element portion of the piezoelectric element when the piezoelectric element is installed on the structure, or terminal displacement from the pad when the piezoelectric element is mounted on the circuit board. It became easier.

【0014】[0014]

【実施例】本発明による第1の実施例を図面とともに説
明する。図1は本発明の実施例を示す分解斜視図であ
り、図2は図1の構造体の断面図である。また、図3は
本発明の実施例を示す斜視図であり、図4は図3の断面
図である。尚、他の実施例と同様の部分については同番
号を付し、同様の説明については省略した。本発明の圧
電素子1は長方形板状に切断加工されている。この圧電
素子1の長手方向中央部を境にして、駆動部1Aと発電
部1Bとに分けられ、λモードで振動した場合、振動の
節部領域ができる。駆動部1Aは板厚方向に分極処理が
施され、表裏主面には銀等により入力電極11,12が
設けられている。発電部1Bの長手方向端部には出力電
極13が設けられるとともに、振動の節部領域の上面に
は引出電極13aが設けられ、連結電極14により前記
出力電極13と電気的に接続されている。また、この引
出電極は下面に設けられていてもよく、あるいは上面と
下面の両面に設けられてもよいが、片面でも外部との電
極接続構成によっては問題のない場合がある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of the structure of FIG. FIG. 3 is a perspective view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a sectional view of FIG. The same parts as in the other embodiments are denoted by the same reference numerals, and the same description is omitted. The piezoelectric element 1 of the present invention is cut into a rectangular plate. The piezoelectric element 1 is divided into a driving section 1A and a power generation section 1B with a center in the longitudinal direction of the piezoelectric element 1 as a boundary, and when vibrating in the λ mode, a node region of the vibration is formed. The driving section 1A is subjected to polarization processing in the thickness direction, and input electrodes 11 and 12 made of silver or the like are provided on the front and back main surfaces. An output electrode 13 is provided at an end in the longitudinal direction of the power generation unit 1B, and an extraction electrode 13a is provided on the upper surface of the vibration node region, and is electrically connected to the output electrode 13 by a connection electrode 14. . Further, the extraction electrode may be provided on the lower surface, or may be provided on both the upper surface and the lower surface, but there is a case where there is no problem even on one surface depending on the electrode connection configuration with the outside.

【0015】このような圧電素子の電極形成あるいは分
極方法は、次のように行うとより効率よく行うことがで
きる。 .図示していないが、大きな矩形板状のセラミックウ
ェハーWの主面片側半分(駆動部群)の表裏面の各々に
入力電極を形成し、主面の他半分(発電部群)の端面の
ほぼ全面に出力電極を形成する。これら電極形成はスク
リーン印刷を用いたメタライズ等により行えばよい。 .上記形成した表裏両面の入力電極を短絡し、これら
入力電極と出力電極との間に直流の高電圧(例えば4K
V/mm,0.5時間)を印加する。これにより、入力
電極から出力電極に向かう方向が分極される。 .次に、入力電極間に上記と同程度の条件で直流の高
電圧を印加することにより、入力電極間を厚み方向に分
極される。 .以上のように電極形成、分極処理されたセラミックウ
ェハーを所定の間隔で切断し、一対の入力電極と出力電
極を有する圧電素子を複数個得る。 .圧電素子の上面で振動の節部に対応する位置に窓が
形成された蒸着マスクを、分極処理された複数の圧電素
子の上下に配置し、真空蒸着法により引出電極及び連結
電極を形成する。この窓を介して蒸着金属が圧電素子に
付着する。
Such an electrode forming or polarizing method of the piezoelectric element can be more efficiently performed as follows. . Although not shown, an input electrode is formed on each of the front and back surfaces of one half of the main surface (the drive unit group) of the large rectangular plate-shaped ceramic wafer W, and the end surface of the other half of the main surface (the power generation unit group) is substantially formed. An output electrode is formed on the entire surface. These electrodes may be formed by metallization using screen printing or the like. . The input electrodes on both sides are short-circuited and a high DC voltage (for example, 4K) is applied between these input and output electrodes.
V / mm, 0.5 hours). Thereby, the direction from the input electrode to the output electrode is polarized. . Next, by applying a high DC voltage between the input electrodes under the same conditions as above, the input electrodes are polarized in the thickness direction. The ceramic wafer having the electrodes formed and polarized as described above is cut at predetermined intervals to obtain a plurality of piezoelectric elements having a pair of input electrodes and output electrodes. . An evaporation mask having windows formed at positions corresponding to nodes of vibration on the upper surface of the piezoelectric element is arranged above and below the plurality of polarized piezoelectric elements, and an extraction electrode and a connection electrode are formed by a vacuum evaporation method. Through this window, the deposited metal adheres to the piezoelectric element.

【0016】この圧電素子1を支持する構造体の説明を
する。構造体21A,22Aは、例えば、樹脂等の絶縁
体からなり、圧電素子1の短手方向断面の外形寸法より
大となる内形寸法を有する貫通部21a,22aと、こ
の貫通部21a,22a上面と下面に所定の間隔で対向
して貫通配置されたそれぞれ2本の金属リード端子2
3,24、及び25,26からなる。これら金属リード
端子23,24及び25,26は貫通部内部において互
いに近接する方向に若干湾曲しているとともに圧電素子
に形成された入力電極あるいは引出電極に対応する位置
に凸部23a,24a及び25a(一部のみ図示)が形
成されており、これら凸部は少なくとも一部に透孔が設
けられている。また、これら凸部に対応する構造体の部
分に透孔23b,24b及び26b(一部のみ図示)が
形成されている。このような構造体21,22は樹脂モ
ールド成形技術により容易に製造することができる。そ
して、構造体21A,22Aの貫通部内に圧電素子を挿
入し、振動節部を前記凸部で挟持するよう設置し、導電
性接合材3を前記透孔部分から注入し、入力電極及び引
出電極と構造体内に突出した金属リード端子とを導電性
接合材により電気的接合を施す。
A structure for supporting the piezoelectric element 1 will be described. The structures 21A and 22A are made of, for example, an insulator such as a resin, and have through-holes 21a and 22a having inner dimensions larger than the outer dimensions of the cross section in the lateral direction of the piezoelectric element 1, and the through-holes 21a and 22a. Two metal lead terminals 2 respectively penetratingly arranged on the upper surface and the lower surface facing each other at a predetermined interval
3, 24, and 25, 26. These metal lead terminals 23, 24 and 25, 26 are slightly curved in the direction approaching each other inside the penetrating portion, and have protrusions 23a, 24a, 25a at positions corresponding to input electrodes or extraction electrodes formed on the piezoelectric element. (Only a part is shown), and at least a part of these projections is provided with a through hole. In addition, through holes 23b, 24b and 26b (only some of which are shown) are formed in the portions of the structure corresponding to these convex portions. Such structures 21 and 22 can be easily manufactured by a resin molding technique. Then, a piezoelectric element is inserted into the penetrating portions of the structures 21A and 22A, and the vibrating nodes are set so as to be sandwiched by the convex portions. The conductive bonding material 3 is injected from the through-hole portions, and the input electrode and the extraction electrode are provided. And the metal lead terminal protruding into the structure is electrically connected with a conductive bonding material.

【0017】第2の実施例 第2の実施例を図5、図6とともに説明する。図5は第
2の実施例を示す分解斜視図、図6は図5の圧電素子を
搭載した状態の斜視図である。この実施例の構造体2B
は、第1の実施例の構造体21A,22Aを一体成形し
たもので、振動節部支持部分21B,22Bを有する構
成となっている。この構造体2Bも前記実施例と同様に
樹脂等の絶縁体からなり、その支持部分21B,22B
には圧電素子1の短手方向断面の外形寸法より大となる
内形寸法を有する貫通部231a,232aと、この貫
通部231a,232aの上面と下面に所定の間隔で対
向して貫通配置されたそれぞれ2本の金属リード端子2
3,24、及び25,26からなる。これら金属リード
端子23,24及び25,26は貫通部内部において互
いに近接する方向に若干湾曲しているとともに圧電素子
に形成された入力電極あるいは引出電極に対応する位置
に凸部23a及び25a(一部のみ図示)が形成されて
おり、これら凸部は少なくとも一部に透孔が設けられて
いる。また、これら凸部に対応する支持部分21B,2
2Bに透孔24c,26c(一部のみ図示)が形成され
ている。このような構造体2Bは樹脂モールド成形技術
により容易に製造することができる。そして、構造体2
Bの貫通部内に圧電素子を挿入し、振動節部を前記凸部
で挟持するよう設置し、導電性接合材を前記透孔部分か
ら注入し、入力電極及び引出電極と構造体内に突出した
金属リード端子とを導電性接合材により電気的接合を施
す。前記構造体2Bは、第1の実施例の構造体21A,
22Aを一体型の構造体に形成したため、圧電素子を構
造体へ設置する際の前記圧電素子振動節部からの構造体
のずれ、あるいは回路基板に搭載する際のパッドからの
端子ずれがなく、組立設置精度がよくなり自動化にも対
応させやすくなる。
Second Embodiment A second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is an exploded perspective view showing the second embodiment, and FIG. 6 is a perspective view showing a state where the piezoelectric element of FIG. 5 is mounted. Structure 2B of this embodiment
Is obtained by integrally molding the structures 21A and 22A of the first embodiment, and has a configuration having vibration node supporting portions 21B and 22B. This structure 2B is also made of an insulator such as a resin as in the above-described embodiment, and its supporting portions 21B, 22B
Are provided with penetrating portions 231a and 232a having an inner dimension larger than the outer dimension of the cross section in the transverse direction of the piezoelectric element 1, and penetratingly disposed at predetermined intervals on the upper and lower surfaces of the penetrating portions 231a and 232a. 2 metal lead terminals 2 each
3, 24, and 25, 26. These metal lead terminals 23, 24 and 25, 26 are slightly curved in the direction approaching each other inside the penetrating portion, and have protrusions 23a, 25a (one) at positions corresponding to input electrodes or extraction electrodes formed on the piezoelectric element. Portions are shown), and at least a part of these convex portions is provided with a through hole. In addition, the supporting portions 21B, 2 corresponding to these convex portions
Through holes 24c and 26c (only some are shown) are formed in 2B. Such a structure 2B can be easily manufactured by a resin molding technique. And the structure 2
A piezoelectric element is inserted into the penetrating portion of B, and the vibrating node portion is set so as to be sandwiched by the convex portion. A conductive bonding material is injected from the through-hole portion, and the input electrode and the extraction electrode and the metal protruding into the structure. The lead terminals are electrically connected to each other by a conductive bonding material. The structure 2B includes a structure 21A of the first embodiment,
Since 22A is formed as an integrated structure, there is no displacement of the structure from the piezoelectric element vibration node when the piezoelectric element is installed on the structure, or no terminal displacement from the pad when mounted on the circuit board, Accuracy in assembling and installation is improved, making it easier to respond to automation.

【0018】第3の実施例 発電部側の構造体の金属リード端子は上記実施例に限定
されるものではない。例えば図7、図8とともに説明す
ると、第3の実施例の構造体2Cは、振動節部支持部分
21B,233を有する構成となっている。この構造体
2Cも前記実施例と同様に樹脂等の絶縁体からなり、そ
の支持部分21B,233には圧電素子7の短手方向断
面の外形寸法より大となる内形寸法を有する貫通部23
1a,233aが設けらている。そして駆動部側の支持
部分21Bは、前記実施例と同様に貫通部231aの上
面と下面に所定の間隔で対向して貫通配置されたそれぞ
れ2本の金属リード端子23,24からなり、前記金属
リード端子23,24は貫通部内部において互いに近接
する方向に若干湾曲しているとともに圧電素子に形成さ
れた入力電極に対応する位置に凸部23a(一部のみ図
示)が形成されている。そしてこれら凸部は少なくとも
一部に透孔が設けられている。また、これら凸部に対応
する支持部分21Bに透孔24c(一部のみ図示)が形
成されている。また、発電部側の支持部分233は、貫
通配置された金属リード端子27からなり、前記金属リ
ード端子27は少なくとも支持部分233上面で外部に
露出するように構成されている。このような構造体2C
は樹脂モールド成形技術により容易に製造することがで
きる。そして、圧電素子7は駆動部の表裏面に入力電極
51,52が形成され、発電部の長手方向端部に出力電
極6が形成されるとともに、その主面端部に引き出され
た主面端部引き出し電極61が形成されている。この圧
電素子7を構造体2Cの貫通部内に挿入し、入力電極側
の振動節部を前記凸部で挟持するよう設置し、導電性接
合材を前記透孔部分から注入し、入力電極と構造体内に
突出した金属リード端子とを導電性接合材により電気的
接合を施すとともに、主面端部引き出し電極61と金属
リード端子27とをボンディングワイヤー等の導体4に
より電気的接続を施した。
Third Embodiment The metal lead terminals of the structure on the power generation unit side are not limited to those in the above embodiment. For example, with reference to FIGS. 7 and 8, the structure 2C of the third embodiment has a configuration in which the vibration node supporting portions 21B and 233 are provided. This structure 2C is also made of an insulator such as a resin as in the above-described embodiment, and its support portions 21B and 233 have through-holes 23 having an inner dimension larger than the outer dimension of the cross section in the lateral direction of the piezoelectric element 7.
1a and 233a are provided. The supporting portion 21B on the driving portion side is composed of two metal lead terminals 23 and 24, which are respectively disposed through the upper surface and the lower surface of the through portion 231a so as to face each other at a predetermined interval as in the above-described embodiment. The lead terminals 23 and 24 are slightly curved in a direction approaching each other inside the penetrating portion, and have a protrusion 23a (only a part is shown) at a position corresponding to an input electrode formed on the piezoelectric element. And these convex parts are provided with a through hole at least in part. Further, a through hole 24c (only part of which is shown) is formed in the support portion 21B corresponding to these convex portions. Further, the supporting portion 233 on the power generation unit side is formed of a metal lead terminal 27 which is arranged to penetrate, and the metal lead terminal 27 is configured to be exposed to the outside at least on the upper surface of the supporting portion 233. Such a structure 2C
Can be easily manufactured by a resin molding technique. The piezoelectric element 7 has input electrodes 51 and 52 formed on the front and back surfaces of the drive unit, an output electrode 6 formed on the longitudinal end of the power generation unit, and a main surface end drawn out from the main surface end. A partial lead electrode 61 is formed. The piezoelectric element 7 is inserted into the through portion of the structure 2C, and the vibration node on the input electrode side is set so as to be sandwiched by the protrusion. The metal lead terminal projecting into the body was electrically connected with a conductive bonding material, and the main surface end lead-out electrode 61 and the metal lead terminal 27 were electrically connected with the conductor 4 such as a bonding wire.

【0019】第4の実施例 また、図示していないが、入力電極各々及び出力電極を
それぞれの振動の節領域のいずれかの側面に延出して引
出電極を形成した圧電セラミック素子を、金属リード端
子を貫通配置した構造体内に設置し、引出電極各々と構
造体内に突出した金属リード端子を電気的機械的接続す
ることにより、前記金属リード端子の厚み分をなくすた
め、構造体をより一層薄型化できる。
Fourth Embodiment Although not shown, a piezoelectric ceramic element in which each input electrode and each output electrode are extended to either side of each vibration node area to form an extraction electrode is formed by a metal lead. The terminals are placed in a structure through which the terminals are arranged, and the metal lead terminals protruding into the structure are electrically and mechanically connected to each of the extraction electrodes, thereby eliminating the thickness of the metal lead terminals. Can be

【0020】尚、本発明の実施例では、構造体の材質と
して樹脂を挙げたが、ゴム等の弾性体を用いてもよい。
In the embodiment of the present invention, a resin is used as the material of the structure, but an elastic material such as rubber may be used.

【0021】また、上記実施例において、振動モードと
して2つの節部領域の存在するλモードを示したが、そ
れ以上の振動の節を有するモード(例えば3/2λモー
ド)でも適用することができる。
In the above-described embodiment, the λ mode having two nodal regions is shown as the vibration mode. However, a mode having more nodes than the vibration (for example, 3 / 2λ mode) can be applied. .

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明の各特許請求項によれば次のよう
な効果を得ることができる。特許請求項第1項によれ
ば、引出電極により構造体の端子との電気的接続を確実
かつ容易にし、極めて製造性の高いものとなる。さら
に、この引出電極が振動節部領域まで延出することによ
り、構造体の取付位置において、電気的接続と機械的接
続が同時に行え、しかも圧電トランスの振動を全く阻害
することがなく、極めて簡便な構成の圧電トランスを得
ることができる。従って、製造時の作業性の向上、ある
いは自動化に対応させやすくなった。また、本発明の圧
電トランスによる回路基板への搭載は、構造体の端子を
介して電気的接続と機械的接続が一度に行えるために取
り扱いが容易で、表面実装化も容易になった。
According to each claim of the present invention, the following effects can be obtained. According to the first aspect of the present invention, the electrical connection with the terminal of the structure is reliably and easily made by the extraction electrode, and the productivity is extremely high. Further, since the extraction electrode extends to the vibration node portion area, electrical connection and mechanical connection can be simultaneously performed at the mounting position of the structure, and the vibration of the piezoelectric transformer is not hindered at all, which is extremely simple. A piezoelectric transformer having a simple configuration can be obtained. Therefore, workability at the time of manufacturing can be improved or automation can be easily performed. In addition, mounting on a circuit board by the piezoelectric transformer of the present invention is easy to handle because electrical connection and mechanical connection can be performed at once through terminals of the structure, and surface mounting is also facilitated.

【0023】特許請求項第2項によれば、上記作用効果
に加え、圧電素子を、凸部を設けた板バネ端子を貫通配
置した構造体に設置し、引出電極と構造体内に突出した
板バネ端子とを導電性接合材により電気的機械的な接続
しているので、圧電素子の振動が阻害されることがさら
になくなり、より信頼性の高い電気的接続が得られると
ともに極めて簡便な構成の圧電トランスを得ることがで
きる。
According to the second aspect of the present invention, in addition to the above-mentioned functions and effects, the piezoelectric element is installed on a structure in which a leaf spring terminal provided with a convex portion is disposed so as to penetrate therethrough. Since the spring terminal is electrically and mechanically connected by a conductive bonding material, the vibration of the piezoelectric element is further prevented from being hindered, and a more reliable electrical connection can be obtained, and an extremely simple configuration is achieved. A piezoelectric transformer can be obtained.

【0024】特許請求項3項によれば、圧電素子の引出
電極と外部に露出した板バネ端子とを、リード線、また
はボンディングワイヤー等の導体を用いて、同一主面上
で、簡潔かつ確実に電気的な接続をすることができ、圧
電素子の振動が阻害されることがなく、極めて簡便な構
成の圧電トランスを得ることができる。従って、製造時
の作業性の向上、あるいは自動化に対応させやすくなっ
た。また、本発明の圧電トランスによる回路基板への搭
載は、構造体の端子を介して電気的接続と機械的接続が
一度に行えるために取り扱いが容易で、表面実装化も容
易になった。
According to the third aspect of the present invention, the lead electrode of the piezoelectric element and the leaf spring terminal exposed to the outside are simply and reliably formed on the same main surface by using a conductor such as a lead wire or a bonding wire. Thus, a piezoelectric transformer having a very simple configuration can be obtained without obstructing the vibration of the piezoelectric element. Therefore, workability at the time of manufacturing can be improved or automation can be easily performed. In addition, mounting on a circuit board by the piezoelectric transformer of the present invention is easy to handle because electrical connection and mechanical connection can be performed at once through terminals of the structure, and surface mounting is also facilitated.

【0025】特許請求項第4項によれば、上記作用効果
に加えて、前記構造体は、入力節部支持部分と出力節部
支持部分との二部分を有する一体型の構造体であるた
め、圧電素子を構造体へ設置する際の前記圧電素子振動
節部からの構造体のずれ、あるいは回路基板に搭載する
際のパッドからの端子ずれがなく、組立設置精度がよく
なった。従って、製造時のより一層の作業性の向上、あ
るいはより一層の自動化対応がさせやすくなった。
According to the fourth aspect, in addition to the above-mentioned functions and effects, the structure is an integrated structure having two parts, an input node support portion and an output node support portion. Also, there was no displacement of the structure from the vibrating node of the piezoelectric element when the piezoelectric element was mounted on the structure, or there was no terminal deviation from the pad when the piezoelectric element was mounted on the circuit board. Therefore, it has become easier to further improve workability at the time of manufacturing or to cope with further automation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示す分解斜視図であ
る。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の構造体の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the structure of FIG.

【図3】本発明の第1の実施例を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a first embodiment of the present invention.

【図4】図3の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of FIG. 3;

【図5】本発明の第2の実施例を示すの分解斜視図であ
る。
FIG. 5 is an exploded perspective view showing a second embodiment of the present invention.

【図6】図5の圧電素子を搭載した状態の斜視図であ
る。
6 is a perspective view showing a state where the piezoelectric element of FIG. 5 is mounted.

【図7】第3の実施例を示す分解斜視図である。FIG. 7 is an exploded perspective view showing a third embodiment.

【図8】図7の圧電素子を搭載した状態の斜視図であ
る。
8 is a perspective view showing a state where the piezoelectric element of FIG. 7 is mounted.

【図9】従来例を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing a conventional example.

【図10】振動モードを示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a vibration mode.

【図11】振動の節部領域を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a node region of vibration.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、7、8・・・圧電素子 11,12,51,52,81,82・・・入力電極 6,13,83・・・出力電極 13a・・・引出電極 14・・・連結電極 21A,22A,2B,2C・・・構造体 23,24,25,26,27・・・金属リード端子 3・・・導電性接合材 1, 7, 8 ... piezoelectric element 11, 12, 51, 52, 81, 82 ... input electrode 6, 13, 83 ... output electrode 13a ... extraction electrode 14 ... connection electrode 21A, 22A, 2B, 2C: Structure 23, 24, 25, 26, 27: Metal lead terminal 3: Conductive bonding material

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−334235(JP,A) 実開 平1−167718(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 41/107 Continuation of the front page (56) References JP-A-6-334235 (JP, A) JP-A-1-167718 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 41 / 107

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 圧電素子は駆動領域と発電領域とを具備
しており、 前記 駆動領域は厚み方向に分極されその表裏面に入力
電極形成され前記 発電領域は長さ方向に分極されその側面端部に出
力電極形成されるとともに、当該出力電極を主面上の
振動節部領域、または長手方向の側面上の振動節部領域
まで延出する引出電極が形成されており、 構造体は、 前記圧電素子の入力電極の振動節部近傍
び前記引出電極を支持し、外部端子と導通を施す端子が
埋設されてなり、 前記構造体に前記圧電素子を挿入して相互に一体化する
とともに、前記圧電素子の各電極と端子とがそれぞれ電
気的に接続されてなることを特徴とする圧電トランス。
The piezoelectric element has a drive area and a power generation area.
And is, the driving region is polarized in the thickness direction, the front and back to the input electrodes are formed, the power generation region is polarized in the longitudinal direction, with an output electrode is formed on a side end portion, the output Electrode on main surface
Vibrating node area or vibrating node area on the longitudinal side
Are formed lead electrode extending to the structure, said vibration node portions near the input electrode of the piezoelectric element, and the extraction electrode support made is embedded a terminal subjected to conduction with external terminals, said with <br/> be integrated with each other by inserting the piezoelectric element to the structure, the piezoelectric transformer and the electrode and the terminal of the piezoelectric element is characterized by comprising electrically connected.
【請求項2】 前記構造体の電極支持部には板バネ端子
が対向して埋設されており、前記板バネ端子には圧電素
子と接する凸部を設け、構造体の前記凸部対応部分には
透孔が設けられ、この透孔から導電性接合材を注入し、
少なくとも板バネ端子と圧電素子の電極との電気的な接
続が施されていることを特徴とする請求項第1項記載の
圧電トランス。
2. A leaf spring terminal is buried opposite to an electrode supporting portion of the structure, and a projection in contact with a piezoelectric element is provided on the leaf spring terminal, and a portion corresponding to the projection of the structure is provided. Is provided with a through-hole, a conductive bonding material is injected from this through-hole,
2. The piezoelectric transformer according to claim 1, wherein at least an electrical connection is made between a leaf spring terminal and an electrode of the piezoelectric element.
【請求項3】 圧電素子は駆動領域と発電領域とを具備
しており、 前記 駆動領域は厚み方向に分極されその表裏面に入力
電極形成され前記 発電領域は長さ方向に分極されその側面端部に出
力電極形成されるとともに、当該出力電極を主面上の
端部へ延出する引出電極が形成されており、 前記圧電素子の入出力電極の振動節部近傍で支持し、外
部端子と導通を施す端子が埋設された構造体とが有り、
前記構造体に前記圧電素子を挿入して相互に一体化され
ている圧電トランスにおいて、 前記入力側構造体は、圧電素子の入力電極と電気的に接
続される凸部を具備した板バネ端子が対向して埋設され
ており、当該入力側構造体の前記凸部対応部分には、透
孔が設けられ、この透孔から導電性接合材を注入し、少
なくとも板バネ端子と圧電素子の入力電極との電気的な
接続が施されており、 前記出力側構造体は、板バネ端子の一部が構造体の外部
に露出して埋設されており、この露出部と圧電素子の出
力電極とがリード線、またはボンディングワイヤーを介
して電気的に接続されてなることを特徴とする圧電トラ
ンス。
3. The piezoelectric element has a drive area and a power generation area.
And is, the driving region is polarized in the thickness direction, the front and back to the input electrodes are formed, the power generation region is polarized in the longitudinal direction, with an output electrode is formed on a side end portion, the output Electrode on main surface
An extraction electrode extending to the end is formed, and there is a structure in which a terminal for supporting near the vibration node portion of the input / output electrode of the piezoelectric element and having a terminal for conducting with an external terminal is embedded.
In the piezoelectric transformer in which the piezoelectric element is inserted into the structure and integrated with each other, the input-side structure has a leaf spring terminal having a projection electrically connected to an input electrode of the piezoelectric element. The input-side structure has a transparent portion at the portion corresponding to the convex portion.
Holes are provided, and a conductive bonding material is injected from the through holes to reduce
The electrical connection between the leaf spring terminal and the input electrode of the piezoelectric element
The output-side structure is embedded in the output-side structure such that a part of the leaf spring terminal is exposed to the outside of the structure, and the exposed portion and the output electrode of the piezoelectric element are connected to a lead wire or a bonding wire. A piezoelectric transformer, which is electrically connected via a wire.
【請求項4】 前記構造体は入力節部支持部分と出力節
部支持部分との二部分を有する一体型の構造体であるこ
とを特徴とする請求項第1項、第2項、第3項記載の圧
電トランス。
4. The structure according to claim 1, wherein said structure is an integrated structure having two portions, an input node support portion and an output node support portion. The piezoelectric transformer according to the item.
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