CN1202579C

CN1202579C - 压电变压器装置

Info

Publication number: CN1202579C
Application number: CNB971978476A
Authority: CN
Inventors: 石川胜之; 藤村健; 外山正明; 片冈昌子; 江崎彻; 山川孝宏; 井上嘉和
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1996-07-12
Filing date: 1997-07-10
Publication date: 2005-05-18
Anticipated expiration: 2017-07-10
Also published as: ATE248438T1; TW432730B; WO1998002927A1; HK1031272A1; DE69724437D1; KR100317749B1; DE69724437T2; EP0914681B1; EP0914681A1; US6172447B1; CN1230292A; KR20000023735A

Abstract

在压电变压器装置(36)中，多个内部电极在其左侧互相堆叠在一起。这些内部电极经由内层连接导体彼此交替连接以构成两个内部电极群组。一个次要输出电极以网状成型在右侧接近装置端部份(36)中。只有连接到两个内部电极群组的主要输入电极(1，2)、一个次要输出电极(40)、及网状的次要输出电极的引线电极暴露在装置的同一表面。

Description

压电变压器装置

技术领域

本发明涉及压电变压器装置，比如罗森(Rosen)式具有多重结构的压电变压器装置。

背景技术

近来，液晶显示板广泛的使用在易于携带的笔记本型个人电脑的显示单元上。此种液晶显示板结合冷式阴极管以用作对面板作背景照明的后照光用。为照射此冷式阴极管，大约需要1kV或更多的高电压。为保持此光的发射，必须使用大约数百伏特的电压。

因此种笔记本型个人电脑及类似产品的特性，对背景照明用的紧密、小功率消耗的升压模块有高度的需求。为满足此需求，使用具有单面结构的一种称为罗森式压电变压器装置。根据使用具有单面结构压电变压器装置的电源模块，当与具有类似输出能力的绕组式变压器比较时可以使此模块的大小及重量减少。

但是，举例而言在一种长约30mm，宽约3mm，且厚度约2mm的单面结构压电变压器装置中，升压比例(输出电压对输入电压之比)在如2W的输出的高负载时大约为4-6。即，理想的升压比例不能达到。因此，一种紧密绕组式变压器需连接到压电变压器装置的输入级中。

近年来，具有多层结构可达成大升压比例的压电变压器装置已被提出在如日本公开专利申请案4-338685，7-79027，及7-131088中。此种具有多层结构的压电变压器装置相当于将具有单层结构的多个压电变压器装置互相连接起来，以设计成可得到高升压比例。例如，此装置有一输入区，其中含有厚度大约为50到300μm彼此互相堆叠的陶瓷压电部件及内部电极。这些相堆叠的内部电极互相交错及电性地连接起来以构成两个彼此电性绝缘的内部电极群组。此两个内部电极群组电性地连接到输入区上部表面及下部表面上的两个外部电极。(日本公开专利申请案号7-302938)。

图1到图5展示具有多层结构的压电变压器装置结构图。

图1是具有一般多层结构的压电变压器装置透视图。图2是图1压电变压器装置的前视图。图4是图1压电变压器装置的平面图。

此压电变压器装置具有如图1，2，及4的外部形状。此装置的左半部及右半部区域在后将分别被当成第二及第一区。

当做主要(输入)电极的外部电极101及102在第一区的上部表面及下部表面中成型。多个内部电极101a及102a在外部电极101及102中间交错堆叠，而此内部电极间的空间填入压电单元106。当做次要(输出)电极的外部电极103在第二区的右端部份中成型。导线105以焊接部份104连接到外部电极101，102，及103。

接着将讨论第一区的内部结构。图3是图1压电变压器装置沿着A-A’的剖视图。图5是图1压电变压器装置沿着B-B’的剖视图。

如图3及图5所示，在第一区中，多个内部电极101a经柱状导体(其后将称为中间层连接导体)107a相互连接，多个内部电极102a经中间层连接导体107b相互连接。圆形孔(之后将称为洞)位于内部电极101a及102a以使内部电极101a及102a并不经中间层连接导体107a和107b相互连接。

具有以上多层结构的压电变压器装置将被如下驱动。首先，将高电压加在内部电极101及102间以沿垂直方向(厚度方向)极化第一区。然后将预定的电压加在内部电极101或102及内部电极间以沿纵向方向极化第二区。当A C电压以极化状态使用在装置内部电极101及102之间，根据压电单元所特有的压电物质常数，共振特性以及装置的总体尺寸，第一区的压电单元106会机械地振动。此机械振动将由第二区的压电单元转换成电压。结果，升压后的高电压可自外部电极103处获得。

当本发明者制造一以25个压电零件每个零件厚度约80μm堆叠而成的长30mm，宽3mm，及厚2mm的多层式压电变压器装置，经测试此装置在2W输出的情况下获得约80的极高升压比例。

然而，在具有以上结构的压电变压器装置，因多个内层电极暴露在压电变压器装置的侧表面，暴露在侧表面的内部电极间会发生放电而造成不良的电极化，特别是压电变压器装置在空气中电极化时。因此，本发明者提出一日本专利申请案号8-52553所披露的具有多层结构的压电变压器装置。在此结构下，内部电极未暴露在装置的侧表面，而是向先前所成型于压电构件中拟堆叠内部电极的位置处的孔填入导体，以使内部电极间互相电连接。

但是，如图1所示的传统压电变压器装置，导线105拟焊接的内部电极成型在装置的上表面，下表面，及纵向端表面三个表面上。即，外部电极不在同一平面。因此，在用工业机器人自动组装的程序中，焊接步骤等是复杂的。

此外，以上传统的压电变压器装置具有内部电极及外部电极暴露在装置表面上的结构。因此，压电变压器装置类似于具有单层结构的压电变压器装置，需装在一包含如绝缘物质的盒子(未显示)中以策安全。考虑到装置的连接部份的体积，需要一个较具有此结构的压电变压器装置为大的盒子以箝入此装置。箝入装置到盒中的制造步骤本身使得自动组装程序复杂化。

进一步，为了自具有多层结构的压电单元106取得经升压的高AC电压，使用外部电极101或102及外部电极103。因此，与一般绕组式变压器不同的是外部电极101或102用作由主要(输入)及次要(输出)边所共用的共同电极。因此，上述具有多层结构的压电变压器装置不能使用在要求主要及次要边间相隔离的电路。

进一步，具有多层结构的压电变压器装置的转换效率，即由输出功率除以输入功率所得数值，大约为70％到80％，此较具有单板结构的压电变压器装置的转换效率(大约为90％或更高)为低。

在FERROELECTRICS，1990，UK，101卷，ISSN 0015-0193，第193-200页中，揭示一个使用PZT-G的单石压电变压器装置。在该文件中，变压器装置包含一主要侧边(驱动部份)其中陶瓷压电片和用作电极和操作的内部电极互相堆叠且在约960℃下烧结。在变换器装置的主要侧边上，采用银/钯＝80/20的合金作内部电极。

在PATENT ABSTRACT OF JAPAN，第015卷，200期(E-1070)，1991年5月22日 & JP-A-03 054878中，揭示具有含高低阻抗零件对的外部电极的压电变压器装置。在此变压器装置中，外部电极连接至与压电层交替的叠层的每两电极层。银-钯合金使用在变压器装置的内部电极。

美国专利揭示一压电陶瓷变压器，包括一高阻抗部份，该高阻抗部份具有内部电极层，其在压电陶瓷盘的径向中央部份中的厚度方向上互相相对。在此陶瓷变压器中，银-钯合金使用在变压器的内部电极层。

在PATENT ABSTRACT OF JAPAN的第096卷第007期，1996年7月31日 & JP-A-08 069890(1996年3月12日)中，揭示包含有交替层压电体的多层压电变压器。在此变压器中，输入外部电极分别连接至层状输入内部电极。

发明内容

本发明的目的在于提供一确保安全，易于操作，及展示良好变压器性能的压电变压器装置。

本发明的另一目的在于提供一有良好转换效率的压电变压器装置。

本发明的另一目的在于提供一在操作方面适于自动制造程序的压电变压器装置。

本发明的另一目的在于提供一主要及次要侧边相互绝缘的压电变压器装置。

为达成上述目的，所述压电变压器装置的特性如下：

提供一个具有输入区的压电变压器装置，其中陶瓷压电构件与内部电极彼此交替堆叠，每个内部电极厚度为1到5μm且基本上由钯占20-80wt％的银-钯混合物所构成。借助于这种安排，因内部电极所造成的电极构件振动衰减被压抑，因此造成良好的转换性能。

例如，最好多个内部电极包含在压电变压器装置中，并经包含在压电变压器装置内的至少两个柱状导体相互连接，而柱状导体基本上由直径不大于200μm、钯占20-80wt％的银-钯混合物所构成。藉由此种安排，因内部电极所造成的电极构件和柱状导体的振动衰减被压抑，因此造成良好的转换性能。

此外，为达成上述目的，压电变压器装置的特性如下：

提供一压电变压器装置，具有极化在厚度方向的第一区且有主要电极形成在内，具有极化在纵向方向的第二区且有次要电极形成在内，及多个堆叠构件彼此堆叠，它包括整理成多个压电构件间的主要电极并包含在第一区中的多个第一内部电极，整理成多个压电构件间的次要电极并包含在第二区中的多个第二内部电极，成型在压电变压器装置的表面以将电压施加到多个第一内部电极的第一外部电极，成型在压电变压器装置的表面以取出经多个第二内部电极施加电压而产生在压电变压器装置中的电压的第二外部电极。经由此种安排，暴露在装置表面的金属部份可以尽可能减少。

例如，第一及第二外部电极形成于压电变压器装置的同一平面上。经过这种安排，实现了至外部构件的连接。

例如，此装置的特征在于多个第二内部电极经由第二区的柱状导体以网状互相连结。经由这种安排，次要电极在具有多层结构的压电变压器装置中成型。

多个第一内部电极最好经由第一区的至少两个柱状导体交替连结由此构成两个电极群组。

具体而言，此装置最好包含一与第一和第二内部电极以及第一和第二外部电极相绝缘的第三外部电极并且该第三外部电极形成为第一区平面上的次要电极的另一个电极。经由此种安排，主要及次要边相互绝缘以得到作为变压器应有的好性能。

在有以上安排的装置中，第一外部电极和/或第三外部电极最好形成在对应于压电变压器装置驱动振动模式节点的位置，且两个柱状导体形成在对应于压电变压器装置驱动振动模式节点的位置以避免装置的振动衰减。

进一步，为了达成以上目的，本发明的压电变压器装置的特征在于具有如下结构。

提供一压电变压器装置，具有极化在厚度方向的第一区而具有形成于其中的主要电极，极化在纵向方向的第二区而具有形成于其中的次要电极，以及相互堆叠的多个压电单元，包含整理成第一区中多个压电构件间的主要电极的多个内部电极，形成在压电变压器装置表面以将电压施加在多个内部电极中的多个第一外部电极，作为次要电极而在第二区末端部份成型的第二外部电极，以及与多个内部电极及第一和第二外部电极绝缘并作为次要电极的另一电极成型在压电变压器装置第一区的其上形成有第一外部电极的表面上的第三外部电极。经由此种结构，主要及次要边相互隔绝以获得变压器应有的良好性能，

本发明的其他特色及优点将参照附图说明而明了，在所有附图中以类似参考符号表示相同或类似零件。

附图说明

图1显示具有一般多层结构的压电变压器装置之立体图；

图2是图1压电变压器装置的前视图；

图3是图1压电变压器装置沿着A-A’的剖面图；

图4是图1压电变压器装置的平面图；

图5是图1压电变压器装置沿着B-B’的剖面图；

图6显示一个根据本发明之第一实施例具有一般多层结构的压电变压器装置之立体图；

图7是根据图6本发明之第一实施例的压电变压器装置平面图；

图8是根据图7本发明之第一实施例压电变压器装置沿着C-C’的剖面图；

图9是根据图7本发明之第一实施例压电变压器装置沿着D-D’的剖面图；

图10是根据图7本发明之第一实施例压电变压器装置沿着E-E’的剖面图；

图11是根据本发明箝入盒中之第一实施例之压电变压器装置剖面图；

图12显示根据本发明之第一实施例具有多层结构压电变压器装置的立体图；

图13A是用作解释根据本发明第一实施例压电变压器装置的制造程序剖面图；

图13B是用作解释根据本发明第一实施例压电变压器装置的制造程序剖面图；

图13C是用作解释根据本发明第一实施例压电变压器装置的制造程序剖面图；

图13D是用作解释根据本发明第一实施例压电变压器装置’的制造程序剖面图；

图14显示根据本发明之第二实施例具有多层结构压电变压器装置的立体图；

图15是根据图14本发明之第二实施例的压电变压器装置平面图；

图16是根据图15本发明之第二实施例压电变压器装置沿着G-G’的剖面图；

图17是根据图15本发明之第二实施例压电变压器装置沿着F-F’的剖面图；

图18显示根据本发明之第三实施例具有多层结构压电变压器装置的立体图；

图19是根据图18本发明之第三实施例的压电变压器装置平面图；

图20是根据图19本发明之第三实施例压电变压器装置沿着H-H’的剖面图；

图21是根据图19本发明之第三实施例压电变压器装置沿着I-I’的剖面图；

图22是根据本发明箝入盒中之第三实施例的压电变压器装置剖面图；

图23显示具有一般多层结构的压电变压器装置而本发明第四实施例内部电极物质可用在此装置的立体图；

图24显示具有一般多层结构的压电变压器装置的纵向截面图而本发明第四实施例的中间层连接导体和内部电极的材料可用在此装置中；

图25是沿着图24压电变压器装置的中间层连接导体在宽度方向所截取的截面图；

图26是表示其中形成有用于图24和25压电变压器装置的孔的压电陶瓷的平面图；

图27是对于图24和25所示用于压电变压器装置而言，中间层连接导体糊状物填入压电陶瓷带的孔中的状态的部份截面图；

图28是对于图24和25压电变压器装置而言，在内部电极印刷于其上后压电陶瓷带的平面图；

图29是对于图24和25压电变压器装置而言，在内部电极印刷于其上后压电陶瓷带的平面图；

图30是显示本发明第四实施方案实例及其比较例数据的列表；及

图31是显示本发明第四实施例实例及其比较例有关数据的表格。

具体实施方式

根据本发明的较佳实施例具有多层结构的压电变压器装置参考附图解释于后。

在其后所描述的实施例，压电变压器装置被驱动在λ模式。但本发明并不限制在λ模式。例如，很显然，压电变压器装置可使用在λ/2及3λ/2模式。很显然，本发明的压电变压器装置的内部电极数目并不限制只能为附图所示的1个；所示内部电极只是为图解方便。

[第一实施例]

首先参考图6到图12以解释本发明的第一实施例。

图6显示根据本发明的第一实施例具有多层结构的压电变压器装置的立体图；图7是图6压电变压器装置的平面图。

本实施例的压电变压器装置具有类似图6及图7所示的外部形状。此后此结构的右半边及左半边将分别描述成第二及第一区。当作主要(输入)电极的外部电极1及2成型在电极基元6的第一区的上表面。当作次要输出引线电极的外部电极3成型在第二区的上表面。即，根据本实施例的压电变压器装置，只有这些外部电极是暴露并成型在相同表面，而后续的内部电极及其相似物乃包含在电极单元6之中。

接着，将描述本实施例的压电变压器装置内部结构。图8是根据图7压电变压器装置沿着C-C’的断面图。图9是根据图7压电变压器装置沿着D-D’的断面图。图10是根据图7压电变压器装置沿着E-E’的断面图。

如图8及图9所示，多个内部电极1a及2a交替堆叠在第一区中，且内部电极间的空间填入电极基元6。圆形孔(其后简称为孔)成型在插于内部电极1a(2a)的柱状导体(其后简称为中间层连接导体)8b(8a)的周围，使得内部电极1a和2a不经中间层连接导体8a(其结构下文详细加以描述)而相互连结。很显然，每个孔不一定需要为圆形。

多个内部电极1a经由中间层连接导体8a而相互连结。中间层连接导体8a往第一区的上层表面延伸而连接到外部电极1。

同样的，多个内部电极2a经由中间层连接导体8b而相互连结。中间层连接导体8b往第一区的上层表面延伸而连接到外部电极2。

如图8及图10所示，多个内部电极3a互相堆叠在第二区接近纵向尾端部分的位置，且内部电极间的空间填入电极基元6。多个内部电极3a经由中间层连接导体8c及多个中间层连接导体9而以网状相互连接。中间层连接导体8c往第二区的上层表面延伸而连接到外部电极3。即，在本实施例，压电变压器装置之次要(输出)电极由内部电极3a，中间层连接导体8d，以及以网状连接的中间层连接导体9所构成。升压后的高AC电压经由具有引线电极形式的内部电极3而得以提取。

下面将描述成型于本装置的次要电极。本实施例的具有多层结构的压电变压器装置将参考图12而描述于后。因此，输出电极不能形成如图1外部103电极所示的板状电极，其原因在于此装置的制造方法。然而，假如由该装置中的中间层连接导体9、中间层连接导体8c以及内部电极3a所构成的网在形成后在宽度方向具有比本装置大5％或以上的剖面面积，那么此电极适当地作为输出电极。

以下描述外部电极1及2成型所在的位置。当内部电压将经由压电变压器装置升压，连接输入及输出电极引线的端子位置不需特别限制。然而理论上，对应到装置机械振动节点的位置是固定点。假如连接输入及输出电极引线的端子成型在相应于振动节点的位置，可免除因振动而对引线或装置本身的剥除，移除等。亦可免除振动的衰减。更确切的说，从各纵向尾端部分起对应于四分之一装置长度的位置变成固定点。因此，在此实施例，当压电单元6在纵向方向的长度为L，外部电极1及2的中心及中间层连接导体8a及8b的中心位于对应于第一区尾端部份算起L/4的位置，即，对应于压电变压器装置驱动振动模式节点的位置。

依照本发明者在对该装置作极化处理后所执行的驱动测试，本装置展示与传统装置相当的性能。

本实施例压电变压器装置的结构及其制造步骤将参考图12及图13A到图13D而说明于后。

图12展示根据本发明第一实施例具有多层结构的压电变压器装置。图13A到13D解释制造根据本发明第一实施例压电变压器装置的步骤。每个图13A到图13D都是压电陶瓷调带(以下称为调带)6A的中间层连接导体部份沿着宽度方向的切面图。以下描述图12压电变压器装置之制造步骤。

1)每个条带6A事先成型如下。以Pb(Zr，Ti)-O₃-为基的压电物质粉末藉由使用球形制粉机而与水及粘合剂相混和以制成膏剂。然后调带经刮片方法自此膏剂而成型。

2)通孔根据与中间层连接导体(8a，8b，8c，9)在调带堆叠之时所处地点相应的位置在各调带6A中成型。注意中间层连接导体8a及8b的孔皆有相同的直径，且中间层连接导体8c的孔亦皆有相同的直径。

3)调带6A的孔填以银-钯糊剂以作为中间层连接导体用(在此情形下，填充物的数量设定成使每一个糊剂部份以外凸状自每个调带6A的表面凸出来)。

4)内部电极1a或2a被印刷在每个调带6A上表层的根据堆叠状态的第一区所定的位置上(图12的左侧)，且内部电极3a被印刷在根据堆叠状态的第二区所定的位置上(图12的右侧)。此内部电极由银-钯糊剂形成。在本实施例，很显然，为实现各内部电极所包含的结构，其为本实施例压电变压器装置的特色所在，因此成型在每个调带6A上的内部电极1a，2a及3a经设定以使其边缘部份位于调带6A边缘部份的内侧处。

内部电极1a及2a的形状将描述于后。内部电极1a及2a经成型以使直径上较其填入于调带6A孔的主要侧边上的两个中间层连接导体为大的孔根据内部电极是否连接到中间层连接导体而成型在电极上。更确切的说，当某给定内部电极印刷在具有填以中间层连接导体的孔的调带6A上时，直径大于其填入于调带6A孔的主要侧边中间层连接导体的孔根据未连接到内部电极的一个中间层连接导体的上层部份而成型在该内部电极中。没有孔成型在内部电极中对应于与该内部电极相连的其它中间层连接导体的上层部份的位置。图13B及13C展示此状态。

5)具有经历以上处理的期望数目调带6A互相堆叠。例如，图13D展示了图13B及图13C的调带6A的堆叠状态。实际上，多个调带如图13D堆叠在此结构的较上及较下表面。

上述由步骤1)及3)所得的调带6A堆叠再由调带6A所构成多层结构的最上层部位。在其上印刷有未与中间层连接导体8a连接的内部电极2a以及内部电极3a的调带6A如图12的第二调带6A那样自底部堆叠。进一步，其上印刷有不具有孔的内部电极1a及3a的调带6A与图12的最底层调带6A相同地，堆叠在所产生结构的较底层表面上。

6)接下来由步骤5)所得的调带6A在1，150℃下做热压缩接合并煅烧。如图13B及图13C所示，空洞形成在位于内部电极的孔所形成处部位的所述凸出中间层连接导体周围。然而因为当调带经热压缩接合而互相堆叠时，空洞被填充以堆叠在中间层连接导体上的调带6A的压电构件，空洞被移除。

7)自银膏(paste)形成的外部电极1、2及3以煅烧及700℃的烘烤而印刷在煅烧结构的上表面上。由此程序，外部电极1及2经由填入调带6A内孔中的中间层连接导体8a或8b而与堆叠其下的内部电极1a及2a相连接。同样的，外部电极3经由填入调带6A内孔中的中间层连接导体8c而与堆叠在外部电极之下的内部电极3a及中间层连接导体9相连接。

8)本实施例的压电变压器装置通过极化经以上步骤获得的压电变压器装置而获得。

如上所示，根据本发明的压电变压器装置。可实现只有外部电极1，2，及3暴露在装置的同一表面的结构，亦可实现包括在日本专利申请案号8-52553所发表的各内部电极结构。此外，因这些外部电极用作输入/输出电压的端子，与传统压电变压器装置(图1)的外部电极不同，所以每个引线的面积可减少到可实行焊接的程度。因此，基本上本结构不需要装在一个盒中，因此只要对实际使用时各外部电极和周围的接触加以适当考虑便很容易处理。

此外，本发明的压电变压器装置具有排列在同一表面上的各外部电极。因此，在使用此装置制造电源模块或类似的程序时，装置可直接箝入在印刷版或其类似而不用连接引线在各外部电极之间。此避免因不慎接触而发生的触电。此外，使用本装置可减少产品大小，且制造过程可简化，并方便自动组装。

图11是一剖面图，展示根据本发明第一实施例装在一盒中的压电变压器装置。此剖面图与图9自同一位置而得。如图11所示，当压电变压器装置装在盒7中，引线5及焊接部份4不出现在装置的较低侧。虽然未显示，外部电极3与外部电极1及2出现在同一平面上。因此，例如，而与传统压电变压器装置(图1)不同的是，盒子的厚度及长度可减少。

[第二实施例]

参考图14到图17以解释本发明之第二实施例于后。

图14显示一根据本发明第一实施例具有多层结构之压电变压器装置的立体图；图15是图14压电变压器装置的平面图。

本实施例的压电变压器装置具有类似图14及图15所示的外部形状。此后此结构的右半边及左半边将分别描述成第二及第一区。当作主要电极的外部电极21及当作次要电极的外部电极20成型在电极基元25的第一区的上表面。当作主要(输入)电极的外部电极22成型在第一区的上表面。当作次要输出引线电极的外部电极23成型在第二区的上表面。

因外部电极20与当成次要电极的外部电极23结合使用，外部电极20的外形及面积不需特别限制。在此实施例，因考虑到电极对流通其上的电流的电阻，所以外部电极20是在第一区的整个表面上。

接着，将描述本实施例的压电变压器装置内部结构。图16是根据图15压电变压器装置沿着G-G’的断面图。图17是根据图15压电变压器装置沿着F-F’的断面图。图17亦显示在某给定时间点上压电单元的极化方向。

如图16及图17所示，多个内部电极21a及22a相互堆叠在第一区中，且内部电极间的空间填入电极元件25。注意，圆形孔成型在内部电极21a及22a中，如同第一实施例，且因此内部电极21a及22a并不经中间层连接导体24a及24b互相连接在一起。

多个内部电极21a经由中间层连接导体24a而互相连接在一起。中间层连接导体24a往第一区的较上层扩展而连接到外部电极21。同样地，多个内部电极22a经由中间层连接导体24b而互相连接在一起。中间层连接导体24b往第一区的较上层扩展而连接到外部电极22。经由此结构，尽管电压施加在外部电极21及22之间，外部电极20与最上层内部电极21a之间的区域并未极化，如图17所示。

在此实施例，因外部电极20与主要侧边上的外部电极21及22相绝缘，尽管极化外部电极20及最上层内部电极间的区域，并无明显的问题发生。然而，当极化外部电极20及最上层内部电极间的区域，则此区域基于第一区之振动产生电压，而所产生之电压会出现在次要侧边的外部电极20及23上而形成噪声。因此，最好此区域不被极化。

因本实施例的压电变压器装置与图12压电变压器装置在第一区的多层结构、制造程序、及每个电极的材料上都几乎是相同的，因此略去其详细描述。然而，第二实施例的装置与第一实施例的装置的不同在以下几点。内部电极21a及22a在宽度方向上够大以便暴露在装置的侧表面。外部电极22成型在装置的最低部份。因外部电极23是一板状电极，所以在其上形成有内部电极21a及22a的压电陶瓷调带相互堆叠并煅烧之后，外部电极23才形成在第二区的终点部份。

接下来将描述外部电极21所成型的位置。在此实施例，为避免因振动而对引线或装置本身的剥除、移除等且为避除振动的衰减，外部电极20的中心及中间层连接导体24a及24b的中心被置在对应于第一区尾端部份算起L/4的位置(L是纵向方向压电单元25的长度)，即，对应于压电变压器装置驱动振动模式节点的位置。

根据前述本实施例的压电变压器装置，主要侧边的外部电极21和22与次要侧边的外部电极22和23相互绝缘以避免产生在主要侧边产生的噪声影响到次要侧边，由此以得到良好的变压器提升性能。

在此实施例，内部电极21a及22a暴露在压电变压器装置上。然而很显然，此些内部电极可如第一实施例地包含在压电变压器装置之内。

[第三实施例]

参考图18到图22解释本发明第三实施例于后。

图18显示根据本发明第一实施例具有多层结构的压电变压器装置的立体图；图19是图18压电变压器装置的平面图。

本实施例的压电变压器装置具有类似图18及图19所示的外部形状。此后此结构的右半边及左半边将分别描述成第二及第一区。当作主要电极的外部电极31，32及当作次要电极的外部电极40成型在压电单元36的第一区的上表面。当作次要电极的外部电极33成型在第二区接近尾端的部份。

因外部电极40与外部电极33结合以当成次要电极使用，外部电极40的外形及区域不需特别限制。在此实施例，与第二实施例不同地，外部电极40有与每个外部电极31几乎一样的尺寸大小以减少自压电单元36中暴露的电极部份。

接着，将描述本实施例的压电变压器装置内部结构。图20是根据图19压电变压器装置沿着H-H’的断面图。图21是根据图19压电变压器装置沿着I-I’的断面图。

如图20及图21所示，多个内部电极31a及32a交替堆叠在第一区中，且内部电极间的空间填入电极单元36。如同第一实施例，圆形孔成型在内部电极31a及32a中，且因此内部电极31a及32a并不经由中间层连接导体38a及38b互相连接在一起。

多个内部电极31a经由中间层连接导体38a而互相连接在一起。中间层连接导体38a往第一区的较上表面扩展而连接到外部电极31。

同样地，多个内部电极32a经由中间层连接导体38b而互相连接在一起。中间层连接导体32b往第一区的较上层表面扩展而连接到外部电极32。

类似图9第一实施例的结构，以网状构成的次要电极，中间层连接导体，以及作为引线电极以取得升压后的高A C电压的外部电极33(其详细描述及图例将略去)都形成在第二区中接近纵向端部的位置。

因本实施例的压电变压器装置与图12压电变压器装置在第一区的多层结构、制造程序、及每个电极的材料上都几乎是相同的，因此略去其详细描述。注意外部电极40可以在具有内部电极31a及32a成型其上的压电陶瓷调带相互堆叠并经煅烧之后，在形成外部电极21a及22a的步骤中制成。

接下来将描述外部电极31，32及40所成型的位置。在此实施例，与第一实施例相同地，为避免对引线或装置本身的剥除、移除等且为避除振动的衰减，外部电极31，32，及40的中心以及中间层连接导体28a及28b的中心定位于对应于第一区尾端部分算起L/4的位置(L是纵向方向压电单元36的长度)，即，对应于压电变压器装置驱动振动模式节点的位置。

图22是根据本发明箝入盒中的第三实施例的压电变压器装置剖面图。图22的部份与图21的相同。如图22所示，当压电变压器装置箝入盒37中，如图11所示结构，没有引线或焊接部份出现在装置的较低层边上。如果该装置的使用是在如此置于盒中的情况下进行的，因考虑到外部电极40对流过其上的电流的电阻，外部电极40可用H形式成型在第一区的整个表面上，而不会接触外部电极31和32。

如上所述，根据本实施例的压电变压器装置，可实现只有外部电极31，32，40，及33被暴露在装置的同一表面的结构。因此，除了第一实施例的效果(优点)，此第三实施例可达到第二实施例的效果，因为主要侧边的外部电极31及32可与次要侧边的外部电极33及40电绝缘。即，可实现具有良好性能的易处理压电变压器装置。

[第四实施例]

根据本发明的发现，在如前实施例所述具有中间层连接导体的压电变压器装置中，与内部电极类似地，中间层连接导体试图衰减压电变压器装置的振动并减少升压比例(转换效率)。因此在此实施例，具有高硬度的内部电极及中间层连接导体可以用在具有上述每个实施例结构的压电变压器装置之中，且每个中间层连接导体的直径设成一个预定值或比之小的数值，由此抑制压电变压器装置机械振动的衰减。在本实施例中下文将有所描述的内部电极和中间层连接导体的材料可应用在具有一般多层结构的压电变压器装置中。

由此，在对第四实施例的材料作出说明之前，将在下文结合附图23-29描述具有一般多层结构的压电变压器装置的结构和方法。然后，再结合图30和31说明第四实施例的材料问题。

<具有一般多层结构的压电变压器装置结构示例>

首先参考图23到25而描述本实施例内部电极材料可应用其上的一般压电变压器装置结构。

图23显示一具有一般多层结构的压电变压器装置而本发明第四实施例的内部电极物质可应用在此装置的立体图。此装置是罗森型压电变压器装置的例子。

具有多层结构的压电变压器装置51，其外型如图23所示。在图23，此后此结构的右半边及左半边将分别描述成第二及第一区。

在第一区中，陶瓷压电构件57及内部电极56a及56b交替堆叠。注意所堆叠的陶瓷压电构件数目较内部电极数目大1个。作为主要电极的外部电极54成型在第一区的较上层及较下层表面上。作为次要电极的外部电极55成型在第二区的终端部份。第一区极化在厚度方向(图23的垂直方向)，第二区极化在纵向方向(图23的水平方向)。

在第一区中，内部电极56a及56b的连接方法与上述实施例所述方法相同。即，交互堆叠的内部电极56a及56b属于电连接，因而形成彼此绝缘的两个内部电极群组。此二个内部电极群组分别电连接至在第一区上表面及下表面上的电极54。

在压电变压器装置51的第一区，内部电极56a及56b和陶瓷压电构件皆有相同的平滑外型，且内部电极56a及56b暴露在装置的侧表面。用于连结多个中间层连接导体56a及56b以成为两个内部电极群组的中间层连接导体58成型在第一区终端部份的两个角落部份处。在此情形下，在终端部份的两个角落部份处，每个内部电极56a及56b中两个角落的其中一个雕刻成直角三角形的形式(显然地，雕刻形状不限为直角三角形)，而内部电极56a及56b中经雕刻的角落系位于相反方向。因此，只有具有角落部份的内部电连接到中间层连接导体58。每个中间层连接导体58电连接到对应的外部电极54。由此种结构，内部电极56a及56b构成两个内部电极群组。

此实施例中将在下文描述的内部电极材料(其将说明于下)不仅可用在具有图23结构的压电变压器装置，而且可用在具有下述结构的压电变压器装置。

图24是一具有多层结构的压电变压器装置而本发明第四实施例的中间层连接导体和内部电极的材料可用在此装置的纵向剖面图(注意本剖面图是沿着中间层连接导体59)。图25是图24的压电变压器装置在宽度方向沿着中间层连接导体59的剖面图。

在图24及25中外部电极54及内部电极56a’及56b’是按照与前述图23所示压电变压器装置的相同方法相互电连接。注意在中间层连接导体59、各内部电极、及相应外部电极之间的连接结构与图23的不同。这种连接结构将在以下描述。

在第一区中，两个中间层连接导体59成型在装置之内，而在各自层面的内部电极56a’及56b’连接到中间层连接导体59。如图25所示，内部电极56a’及56b’交替堆叠，且相同类型的内部电极，即交互层，经由中间层连接导体59而彼此连接。孔成型在个别的内部电极中。经由此种结构，形成两个内部电极群组。注意此二中间层连接导体59最好如每个前实施例所述成型在对应于压电变压器装置驱动振动模式节点的位置上。

压电变压器装置的共振频率因振动方向的材料及长度而定。当具有对应于共振频率之频率的电压施加在具有以上多层结构的压电变压器装置的两个外部电极54之间时，会因为逆压电效应而使压电变压器装置机械地以共振频率共振，藉此产生驻波。当压电变压器装置在λ模式下振动，驻波(静止波)的节点处于对应于第一区尾端部份算起L/4的位置(L系纵向方向压电单元25的长度)。因为驻波所产生的压电效应，AC电压产生在外部电极54及外部电极55之间。一般的压电变压器装置经形成以使输入电极及输出电极间的距离较输入电极的距离为大。因此，在输入电极及输出电极间所产生的电压较输入电极间的电压为大。

结合图23-25描述的具有多层结构的压电变压器装置，其尺寸与一般装置尺寸相同，即长度约10到50nm，宽度约2到15mm，而厚度约0.3到5mm。在第一区，约有5到50个压电层，每个厚度约50到300μm，而相互堆叠。

<具有一般多层结构的压电变压器装置的制造方法示例>

产生具有以上结构压电变压器装置的方法并不特别限制。然而，此装置最好以制造低温煅烧多层陶瓷基片的已知方法来制造。在以下将简略描述利用制造低温煅烧多层陶瓷基片方法并结合附图23-25说明的制造压电变压器装置的方法。

首先将描述展示在图23所示的压电变压器装置制造程序。当内部电极以如图23所示的中间层连接导体(中间层连接导体58)来彼此地电连接时，压电陶瓷调带首先藉由刮片方法等而成型，然后加以切割以形成具有期望平面大小的装置。在此情形之下，每个压电陶瓷调带的切割大小可设定成在大量生产时具有期望数目的压电变压器装置的阵列总长度，以切割由多个压电陶瓷调带所堆叠的多层结构而得到多个压电变压器装置。

用作内部电极的导体糊剂(paste)借助于使用网罩而以前述内部电极的形式印刷在每个压电陶瓷调带表面。在如图23所示压电变压器装置的例中，一直角三角形的带凹槽部份成型在每个内部电极中压电变压器装置第一区经线尾端的一角落部份。很显然，在图23所示的压电变压器装置，内部电极具有由在角落部份不同位置开槽而形成的两种类型的带凹槽的图案。

具有此二图案的内部电极被印刷其上的压电陶瓷调带是以期望的数目互相堆叠起来。其上未印刷内部电极的压电陶瓷调带堆叠在所得多层结构的上表层上。具有堆叠内部电极的压电陶瓷调带予以热压缩接合及煅烧(calcine)。

接着，将所合成的结构依需要施以如切割及磨光之类的处理，而使银糊剂烘焙。经由此程序，内部电极54，55及中间位准连接导体54形成了，而后进行极化。

由以上制造程序，得到图23所示具有多层结构的压电变压器装置。

以下描述图24及25所示压电变压器装置的制造程序。在图24及25的各个内部电极经中间层连接导体相互连接的结构情况下，压电陶瓷调带首先经由刮片(doctor blade)方法等成型，而后经切割以得到具有期望平面尺寸的装置。此外，孔成型在各个调带的以中间层连接导体填入的部分。在此情形之下，每个压电陶瓷调带的切割大小可设定成为大量生产时由期望数目的压电变压器装置组成的阵列总长度，以通过切割由多个压电陶瓷调带所堆叠的多层结构而得到多个压电变压器装置。

图26显示了对于图24和25所示的压电变压器装置而言，其中形成有孔的压电陶瓷带的情况。参考图26，8个孔61成对地形成在压电陶瓷调带60之中。因此假如，获自堆叠多个压电陶瓷调带60的多层结构经煅烧而予以切割，可获得4个压电变压器装置。

一中间层连接导体糊剂被以印刷方法利用金属罩等而填入每个孔。图27展示此状态。图27是对于图24和25所示的压电变压器装置而言，在每个压电陶瓷带60中填入中间层连接导体糊剂62的状态的部份截面图。

接着，一内部电极糊剂藉由使用网罩而以内部电极56a’或56b’的形式印刷在每个压电陶瓷调带之上。图28及29展示此状态。

图28及29展示了对于图24和25所示的压电变压器装置而言，于压电陶瓷调带60之上印刷内部电极56a’及56b’的状态。如图28及29所示，圆形孔成型在内部电极56a’及56b’中以使中间层连接导体不与对应的内部电极相连接。例如图28所示，因孔成型在每个内部电极56a’的上部左侧部分，因此内部电极56a’及中间层连接导体62之间的绝缘可维持。孔成型在每个内部电极56a’的上部右侧部分。因此当此内部电极印刷在调带60之上时，内部电极连接在中间层连接导体62的此部位。

前述图28及29的多个压电陶瓷调带经制造而交替堆叠起来。当装置完成之后一孔成型在合成多层结构的最上表面内以允许与内部电极相连接，而其上未印刷有内部电极的压电陶瓷调带被堆叠在此结构上。

堆叠好的压电陶瓷调带予以热压缩接合及煅烧。接着，将合成结构依需要施以如切割及磨光的处理。而后使银糊剂烘焙。经由此程序，外部电极54，55，而使合成结构极化。

采取以上制造程序，可以获得一如图24及25所示具有多层结构的压电变压器装置。注意每个实施例的压电变压器装置可藉由使用以上制造程序作为基本程序而批量生产。

<第四实施例材料的示例>

(内部电极材料)

当陶瓷压电构件彼此相互堆叠，银、银-钯混合物、银-铂混合物、钯、铂、铜、镍等用作为压电材料。然而，当以P_b为基的压电材料(P_b(Z_r、T_i)O₃)而用作压电变压器装置时，此压电材料需在氧气环境下以1000℃或更高的温度来煅烧。因此，假如电极材料与此种压电材料一起煅烧，则银、铜、及镍不可使用。因铂昂贵，此材料较少单独使用，而一般使用如银-钯混合物或银-铂混合物的导体。

在此实施例，每个内部电极56a及56b由包含20到80wt％钯的银-钯混合物所构成。

每个内部电极的厚度影响Qm(机械品质系数)。虽然影响的程度与压电变压器装置本身的大小及内部电极所堆叠的数目有关，使用以上一般内部电极大小及堆叠数的本实施例中，每个内部电极的厚度设为1到5μm间。

以下叙述Qm。压电变压器装置的转换效率与装置的Qm有密切的关连。即，当Qm增加而其他参数不变时，能量损失减少，而转换效率增加。这种能量损失及Qm间的关连可由罗森式压电变压器装置升压比公式所得。

Qm亦代表对某振动衰减的阻尼。当某振动衰减的阻力增加，则维持振动所需的能量减少。结果，转换效率增加。

具有高Qm的材料一般用于压电变压器装置中作为每个压电构件的材料所用。若例如，使用以PZT为基的压电陶瓷材料，可有增加微量的铁或锰到陶瓷材料中以获得具有高Qm的压电材料。

(陶瓷压电构件)

例如，以锆钛酸铅为基(PZT为基础)的陶瓷材料一般用作压电单元的陶瓷材料。然而，在本实施例，则使用银-钯混合物以增加转换效率(升压比例)。一般，银-钯混合物较银-铂混合物为坚硬。然而，假如银-钯混合物中钯的重量比例小于20％，因每个中间层连接导体(电极)的硬度较差而使Qm减少。结果使转换效率的上升趋势受压抑。当钯的重量比例超过80％，经煅烧的导体密度将减少。结果，Qm减少，而因此不能使转换效率增加。

在此实施例，银-钯混合物包含20％到80％比重的钯，该混合物用做陶瓷压电构件的材料。

假如银-钯导体填入于陶瓷压电构件之间，Qm基本上较单独陶瓷压电构件为减少。在具有以上大小及内部电极数目的压电变压器装置中，假如每个中间层连接导体厚于5μm，Qm的减少不可忽略，而转换效率的减少将掉到可允许的范围之外。相反的，假设每个内部电极薄于1μm。在此情况下，当多个内部电极与陶瓷压电构件一起煅烧，因表面张力的原因内部电极材料倾向成圆形。结果，内部电极材料变成网状，而连续板状导体将不可获得。假如使用这种状态的内部电极，均匀电场不能加在各内部电极间的陶瓷压电构件中。因而，不能获得足量的电子-机械能量转换功能，而使转换功效受挫。

(中间层连接导体)

当各自内部电极(两个内部电极群组)的电连接藉由使用中间层连接导体所实现时，此装置(陶瓷压电构件)的振动被中间层连接导体所衰减，而与前述内部电极情形相同的原因转换效率因而减少。另外，假如每个中间层连接导体的直径增加，每个陶瓷压电单元的振动将更容易被衰减。相反的，假如每个中间层连接导体的直径减少，每个中间层连接导体本身的电阻变得太大以至于不可忽略，而使整体陶瓷压电构件的阻抗增加。结果，Qm值减少，因此转换效率亦减少。

在此实施例，中间层连接导体59本身包括一个钯占20％到80％比重的银-钯混合物，而其直径为20μm或较小。

当中间层连接导体以上述方法而将内部电极彼此连接，则中间层连接导体可放置在压电变压器装置第一区平面内的任何位置处。然而，中间层连接导体最好放在对应于装置振动节点的位置。藉由放置中间层连接导体在装置中最小振动的位置，可最小化因中间层连接导体而对装置造成的振动衰减。

<范例描述>

下面将描述图23所示压电变压器装置和图24和25所示压电变压器装置的非限制性实例和比较实例。

图23的压电变压器装置的范例1至5和比较范例将参照图30加以说明。

(范例1-5)

1百份重量的Pb(Zr，Ti)-O₃-为基的压电物质粉末与25份重量的水及10份重量的乳胶式丙稀酸-为基的接合剂共同混合而由使用球状磨制装置制出泥状物。将泥状物以刮片装置制出调带，其经风干后厚度为130μm，而经煅烧后厚度为100μm。

合成调带经切割成100mm长及100mm宽的长方形。之后，调带黏贴在印刷框中，而包含具有图30重量比的银及钯的内部电极经利用屏蔽罩而印在对应于压电变压器装置第一区的调带部份。注意，内部电极的印刷是以两种形式的图案为依据的，适当带凹槽的部分以直角三角形的形式形成在每个内部电极中，其具有在经过堆叠内部电极、将堆叠结构煅烧、及切割结构后而得的多层结构的第一区的纵向端部分的一个角落部份中具有两个2-mm长度的侧边。

此外，改变屏蔽罩的乳剂厚度及糊剂的固态成分的同时，印刷出内部电极，由此在煅烧后形成具有图30中预定厚度的内部电极。

接着，其上印刷有以上两种形式图案的内部电极的调带各自交替堆叠10层，而类似上述其上未印刷内部电极的调带的压电陶瓷调带堆叠在内部电极暴露其上的合成结构表面上。

合成结构在100℃及30Mpa的热压缩接合，并在空气中以1，150℃以煅烧两小时。

所得煅烧结构切成长度48mm宽度10mm，且第一区上表面及下表面的外部电极54以及第二区纵向尾端部份的外部电极55与银糊剂一起印刷并烘焙在700℃。对外部电极54而言形成直角三角形的同样的带凹槽部份以使各相邻内部电极有在水平上相反的模型。此外，与每个外部电极54及55相似地，在宽度及纵向方向皆为1mm宽的中间层连接导体58与银糊剂在700℃印刷在厚度方向第一区纵向结尾部份两个角落部份的整个外部部分。

经过图23所示的处理，获得具有与外部电极相连的内部电极在极化之前的装置。

此装置在极化之前的第一区在空气中以250℃及电场强度3MV/m(300V/100μm)极化。在第二区中，输入电极(外部电极54)在空气中被短路并以250℃及电场强度0.8MV/m(19Kv/24mm)极化。

由以上处理，得到根据图23实施例的多层式压电变压器装置。

一个50kΩ的负载电阻、一安培计、及一电压计连结到得自此实施例的每个多层式压电变压器装置的输出边，而一个电源、一安培计、及一电压计连接到输入边。在此状况下，输入功率及输出功率的测量在预定输出保持在2W时测量，由此算出转换性能。图30展示此结果。

在对转换性能测量之后，每个具有多层结构的压电变压器装置被切割，并测量每个内部电极的厚度。结果，可以确认每个内部电极具有先前决定之值。

(比较例1-5)

具有多层结构的压电变压器装置以与范例相同的方法采用图30的银/钯混合比例而制成，以便内部电极具有图30的内部电极厚度。

各装置的转换效率与范例中的内部电极厚度一起测量。图30显示其结果。

如图30的结果所清楚所示，当内部电极的银/钯比例在80/20到20/80之间，且厚度在1到5μm之间时，压电变压器装置的变换效率达到85％或更多。明显的，与前述值在前示范围之外的比较例相比较可达成转换性能的改进。

展示在图24及25的压电变压器装置范例6至12以及比较例6至12将参考图31而描述在后。

(范例6至12)

1百份重量的Pb(Zr，Ti)-O₃-为基的压电物质粉末与25份重量的水及10份重量的乳胶型丙稀酸-为基的接合剂共同混合而使用球状磨制机制出泥状物。将泥状物经风干而以刮片装置切成厚度为130μm的调带，而经煅烧后的厚度为100μm。

合成调带经切割成100mm长及100mm宽的长方形。之后，调带黏贴在印刷框中，而拟填入中间层连接导体的圆形孔经使用打孔装置而形成在调带先前决定的位置处，以便各个孔在煅烧后具有图31的直径。在煅烧及切割后所述孔在自装置纵向结尾部份12mm算起的位置处按间隔2mm排列，该位置即对应以λ模式振动的振动节点。

上述孔被填充以使用金属罩印刷方法而将有机接合剂等以图31的不同组成比例添加到银-钯混合物所获得的中间层连接导体糊剂。由此所得的结构被风干。以与中间层连接导体相同的银/钯比例而构成的内部电极经使用屏蔽罩而印刷在具有填以中间层连接导体糊剂的孔的压电陶瓷调带上，以使内部电极不会自切割调带的侧表面凸出来。在图28和29，每个内部电极经印刷以使电极在煅烧之后长23.5mm而宽9mm，且具有一与对应中间层连接导体相同中心的圆孔，且在直径上较中间层连接导体长1mm。

接着，在改变屏蔽罩的乳剂厚度及糊剂的固态成分的同时，印刷内部电极，由此在煅烧后形成图31具有先前决定厚度的内部电极。

如图29所示的十个图案及如图28所示的9个图案彼此交替堆叠而使构成内部电极的表面成为上表面而如图29的图案成为最上表面。只有一中间层连接导体在其右侧边上成型(没有内部电极印刷其上)的压电陶瓷调带被堆叠在多层结构的最上表面。如图28所示其上在侧边没有形成中间层连接导体的压电陶瓷调带被堆叠在多层结构的最下层表面。

每个多层结构在100℃及30Mpa下热压缩接合，并在空气中以1，150℃以煅烧两小时。

此样本再切割成长度48mm宽度10mm以使内部电极不暴露在侧表面上。与银糊剂相混后，外部电极54印刷在每个样本第一区的最上及最下表面，而外部电极55印刷在第二区的纵向尾端部份。合成结构在700℃下烘焙。结果，得到极化前的压电变压器装置，其每个都具有如图24及25的结构。

在极化之前每个装置的第一区(多层侧边)在空气中以250℃及电场强度3MV/m(300V/100μm)处理。在第二区中，输入电极(外部电极54)被短路并在空气中以250℃及电场强度0.8MV/m(19Kv/24mm)极化。

经以上处理，得到根据图24及25实施例的多层式压电变压器装置。

一个50-kΩ负载电阻、1安培计、及1电压计连结到得自此实施例的每个多层式压电变压器装置的输出边，而一电源、一安培计、及一电压计连接到输入边。在此状况下，输入功率及输出功率的测量在预定输出量保持在2W时进行，由此算出转换效率。图31展示此结果。

在转换性能测量之后，每个具有多层结构的压电变压器装置被切割，并测量每个孔的直径和每个内部电极的厚度。结果，可以确认每个内部电极具有先前决定之值。

(比较例6-13)

具有多层结构的压电变压器装置以与范例6到12的相同方法利用图31的银/钯混合比例而制成以便内部电极具有图31的内部电极厚度。

范例6到12中各个装置的转换效率与孔的直径以及内部电极厚度一起测量。图31显示其结果。

如图31的结果所清楚显示，当内部电极的银/钯比例在80/20到20/80之间，且厚度在1到5μm之间而中间层连接导体的直径在50到200μm之间时，压电变压器装置的转换效率为85％或更多。明显的，与比较例中前述值在前示范围之外相比时可明显提高转换效率。

如前所述，假如在此实施例的具有多层结构的压电变压器装置使用内部电极材料及中间层连接导体而成型，可实现具有良好转换性能(升压)的压电变压器装置。因此当与具有类似输出容量的传统压电变压器装置相比较时本装置可在尺寸上减少。

显然地，本发明并不限制于每个参考附图所描述的实施例，且实施例的组合亦包括在本发明的范围内。

如前所述，根据本发明，提供一个可确保安全、易于操作、并展示作为变压器所能具备的良好性能的压电变压器装置。

而且，提供具有高转换性能的压电变压器装置、在自动生产处理时易于处理的压电变压器装置、以及主要和次要边互相绝缘并展示良好转换性能的压电变压器装置。

本发明的许多明显而广泛的不同实施例可在不违反其精神及范围下而制作，需了解除了在后附权利要求书的有关定义之外，本发明不限制于其各个实施例。

Claims

1.压电变压器装置，具有极化在厚度方向的第一区以及成型在第一区中的主要电极，具有极化在纵向方向的第二区以及成型在第二区中的次要电极，以及相互堆叠的多个压电构件(6a)，其包含：

多个第一内部电极(1a，2a)，其排列成在多个压电构件(6A)间的所述主要电极并包括在该第一区中；

多个第二内部电极(3a)，其排列成在多个压电构件(6A)间的次要电极并包括在该第二区中；

第一外部电极(1，2)，其成型在该压电变压器装置的一表面上以将电压施加到该多个第一内部电极(1a，2a)中；

第二外部电极(3)，其成型在该压电变压器装置的一表面上以取得经该多个第二内部电极(3a)施加电压而产生于该压电变压器装置中的电压，

其中该第一和第二外部电极(1，2，3)成型在该压电变压器装置的同一表面上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于该多个第二内部电极(3a)经多个包含在该第二区的柱状导体(8c，9)而以网状相互连接。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于该第一外部电极(1，2)成型在该压电变压器装置中对应于驱动振动模式节点的位置。

4.根据权利要求1或3所述的装置，其特征在于该多个第一内部电极(1a，2a)经包含在第一区的至少两个柱状导体(8a，8b)而交替连接，由此构成两个内部电极群组。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于该至少两个柱状导体(8a，8b)成型在该压电变压器装置中对应于驱动振动模式节点的位置。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述由所述多个第二内部电极(3a)及该柱状导体(8c，9)所构成的网状次要电极在宽度方向不超过该压电变压器装置5％的横截面面积。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于进一步包括一个与该第一及第二内部电极(31a，32a，33a)和第一及第二外部电极(31，32，33)相绝缘的第三外部电极(40)并且构成为在该第一区的同一平面上的所述次要电极的另一电极。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于处于该第三外部电极(40)及该第一内部电极(31a)间的所述多个压电构件中最接近该第一内部电极的一个构件未被极化。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于该第三外部电极(40)成型在该压电变压器装置中对应于驱动振动模式节点的位置。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于每个所述的第一内部电极(1a，2a，31a，32a)和/或所述的第二内部电极(3a，33a)基本上由钯重量占20-80％的银-钯混合物所构成并具有1-5μm的厚度。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于该柱状导体(8a，8b，38a，38b)基本上由重量上包含20-80％钯的银-钯混合物所构成并在直径上不超过200μm。

12.根据权利要求1所述的装置，其中该第一和第二外部电极只是暴露在该压电变压器装置的表面上，并且

该多个第一和第二内部电极被包括在所述压电变压器装置中。