JP3712806B2

JP3712806B2 - 圧電トランス電源

Info

Publication number: JP3712806B2
Application number: JP33348196A
Authority: JP
Inventors: 幸一岡本; 克典熊坂; 良明布田
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 1996-12-13
Filing date: 1996-12-13
Publication date: 2005-11-02
Anticipated expiration: 2016-12-13
Also published as: JPH10173250A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電トランスを用いた圧電トランス電源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
圧電セラミック矩形板を応用したデバイスとして圧電トランスが知られている。現在、圧電トランスに用いる振動子としてセラミックやニオブ酸リチウム単結晶を用いることが多く、一般的な構造としては、図５や図６の概略図に示すように圧電振動子（セラミック矩形板）１１の表面あるいは側面にそれぞれ電力を入力、出力できる入力用外部電極１２ａ，１２ｂと出力電極１３が形成されて、かつ電力の取り出しは、前記振動子上に形成された電極にリード線４１ａ，４１ｂ，４２を直接半田付けするか、入力用板バネ（バネ状の導体）５１ａ，５１ｂ，５２で取り出す方法が一般的であった。
【０００３】
一般に圧電トランスは、信頼性が高く、小形化、低背化、低コスト化の要求が非常に強いが、従来の圧電トランスの構成では、これらの要求を十分に満足できなかったという欠点があった。
【０００４】
すなわち、図５、図６に示したように圧電トランスにリード線等により接続するため、圧電トランスの小形、低背化を図っても実装面積、工数が膨大となった。これに代わるものとして、図７に示したような圧電トランスを複数の線状のパターン導体２３ａ〜２３ｄを有する可撓性絶縁シートを介して回路基板上に固定した構造がある。この構造は、小形、低背化が可能で組立工数もかからないという利点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、圧電トランスと可撓性絶縁シートとの電気的接続点２２ａ〜２２ｄは、圧電トランスの側面で行われており、可撓性絶縁シートの導電パターンは素子の外側に形成されている。そのため、さらなる小形化の要求を満足することができないという問題点があった。
【０００６】
そこで、本発明の技術的課題は、小形化の要求を満足できる圧電トランス電源を得ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、複数の線状のパターン導体を一面に設けた可撓性絶縁シートを介して回路基板上に配された、電力を入力するための少なくとも１組の入力用電極と電力を取り出すための少なくとも１つの出力用電極とを有する圧電トランスを備え、前記入力用電極及び前記出力用電極が、前記複数の線状パターン導体で各々電気的に接続され、前記圧電トランス、前記可撓性絶縁シート、及び前記回路基板を一体化かつ固定するように覆うための絶縁カバーをさらに備え、前記可撓性絶縁シートの一面は、圧電トランスの外形寸法よりも小さくしたことを特徴とする圧電トランス電源が得られる。
【０００８】
【作用】
電力の取り出しをするのに、線状のパターン導体を有する可撓性絶縁シートを用いている。可撓性絶縁シートの一面は、圧電トランスの外形寸法よりも小さいので、厚み側面ではなく、一面からのみ電力が取り出せる。これにより、信頼性が高く、小形、低背化が実現される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態による圧電トランス電源では、可撓性絶縁シートと圧電トランスの電気的接続を圧電トランス形状内に配置されており、回路基板のスルーホールを介して回路基板との電気的接続がなされる。これにより、圧電トランスの幅とほぼ等しい回路基板が使用される。この結果、十分に信頼性を確保し、低背化、低コスト化が図れた圧電トランス電源を供給することができる。
【００１０】
以下に実施例を挙げることにより、本発明の圧電トランスの実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
【実施例】
図１および図２は本発明の実施例に係る圧電トランスの一実施例を示す上面図と底面図である。図３は本発明の実施例に用いた圧電トランスの概略図である。図１に示すように圧電トランスは圧電振動子すなわちセラミック矩形板１１の内部に複数の入力用内部電極１５ａ，１５ｂ（図４）を有し、内部電極と交互にそれぞれ電気的接続を持たせた１組の入力用外部電極１２ａ，１２ｂを形成し、出力用外部電極１３，１４ａ，１４ｂもセラミック矩形板１１の端面に形成した。ここで圧電トランスの外形すなわちセラミック矩形板１１の寸法は５０ｍｍ×６ｍｍ×１．５ｍｍであり、ＰＺＴ系セラミックスを用い、内部電極はＡｇ／Ｐｄを一体焼結し、外部電極はＡｇを焼き付けにて形成した。
【００１２】
次に、圧電トランスとの接続用ランド２２ａ〜ｄを有する可撓性絶縁シート（ＦＰＣ）２１を形成する。圧電トランスの入力用外部電極１２ａ，１２ｂ、出力用外部電極１３，１４ａ，１４ｂに対して、ＦＰＣ２１でのランド２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを各々一対一に電気的に接続する。ＦＰＣ２１のランド２２ａ，２２ｃ，２２ｄはスルーホール３４ａ〜３４ｄを介して、回路基板３１の裏側のランド３３ａ〜３３ｄと電気的に接続されている。さらに、圧電トランスの振動の節点周辺を、絶縁性の収縮チューブ３５ａ，３５ｂを用いて、圧電トランスと絶縁性可撓性シート（ＦＰＣ）２１と回路基板を一体化した。ＦＰＣ２１を用いた本発明の実施例と、従来のＦＰＣ２１を用いた構造の従来例と、リード線を用いた構造の比較例との圧電トランス電源の特性比較を表１に示す。このとき、圧電トランスは、図４に示したような一体積層品（１０層）であり、φ２×２００ｍｍの冷陰極管を用いた。表１、から解るとおり、本発明の実施例の圧電トランス電源は同じＦＰＣを用いた従来例やリード線を用いた比較例と比較して、大幅な小形化を実現しつつ、同特性が得られている。
【００１３】
【表１】

【００１４】
表２に本実施例の圧電トランス電源のエージングの結果を示すが、１０００時間経過してもほとんど特性が劣化せず、信頼性を確保していることが分かる。
【００１５】
【表２】

【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の圧電トランス電源を用いれば、従来の特性を維持しつつ、圧電トランスの幅とほぼ等しい回路基板を使うことできるので、さらなる小形化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る圧電トランス電源の上面図である。
【図２】図１の圧電トランス電源の底面図である。
【図３】本発明の実施例に係る圧電トランス斜視図である。
【図４】図３の圧電トランス電源の断面図である。
【図５】従来の圧電トランスの斜視図である。
【図６】バネ状の導体を用いた圧電トランスの比較例の斜視図である。
【図７】ＦＰＣを用いた圧電トランスの従来例の上面図である。
【符号の説明】
１１圧電振動子（セラミック矩形板）
１２ａ，１２ｂ入力用外部電極
１３出力用外部電極（高電圧側）
１４ａ，１４ｂ出力用外部電極（ＧＮＤ側）
１５ａ，１５ｂ入力用内部電極
１６ｂ出力用外部電極（高電圧側）
１７ｂ出力用外部電極（ＧＮＤ側）
２１可撓性絶縁シート（ＦＰＣ）
２２ａ〜２２ｄ圧電トランスとの電気的接続のために可撓性絶縁シート２１に設けられたランド（圧電トランスと可撓性絶縁シートとの電気的接続点）
２３ａ〜２３ｄ導電パターン
３１回路基板
３２出力用コネクタ
３３ａ〜３３ｄ可撓性絶縁シート２１のランド２２ａ，２２ｃ，２２ｄと電気的接続のために回路基板３１の裏面に設けられたランド
３４ａ〜３４ｄスルーホール
３５ａ，３５ｂ絶縁性収縮チューブ
４１ａ，４１ｂ入力用リード線
４２出力用リード線
５１ａ，５１ｂ入力用板バネ（バネ状の導体）
５２出力用板バネ

Claims

複数の線状のパターン導体を一面に設けた可撓性絶縁シートを介して回路基板上に配された、電力を入力するための少なくとも１組の入力用電極と電力を取り出すための少なくとも１つの出力用電極とを有する圧電トランスを備え、
前記入力用電極及び前記出力用電極が、前記複数の線状パターン導体で各々電気的に接続され、
前記圧電トランス、前記可撓性絶縁シート、及び前記回路基板を一体化かつ固定するように覆うための絶縁カバーをさらに備え、
前記可撓性絶縁シートの一面は、圧電トランスの外形寸法よりも小さくしたことを特徴とする圧電トランス電源。
請求項１の圧電トランス電源において、前記可撓性絶縁シートと前記圧電トランスとの電気的接続部は、回路基板と対向する前記圧電トランスの一面上に配置したことを特徴とする圧電トランス電源。
請求項２の圧電トランス電源において、前記回路基板は、前記可撓性絶縁シートと電気的接続をするためのランドを備え、このランドにスルーホールを設けたことを特徴とする圧電トランス電源。
請求項２の圧電トランス電源において、前記可撓性絶縁シートは、前記圧電トランスと電気的接続するためのランドを備え、このランドにスルーホールを設けたことを特徴とする圧電トランス電源。