JP3705555B2 - Piezoelectric transformer power supply - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電振動子を回路基板及びカバーの間に線状導体パターンを有する可撓性絶縁シート（ＦＰＣ）を介在させて収納し、一表面からのみ電力を取り出す構造の圧電トランス電源に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、圧電トランスは圧電振動子としての圧電セラミック矩形板を応用したデバイスとして知られている。このような圧電振動子の材料には、近年では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い。
【０００３】
図３は、従来の圧電トランスの一例に係る外観構成を斜視図により示したものである。
【０００４】
この圧電トランスは、圧電セラミック矩形板１２の表面，裏面と一端面とにそれぞれ電力を供給，取り出しするための一対の入力電極１３ａ，１３ｂと出力電極１４とが形成され、更に各電極には直接半田付けにより電力の供給，取り出し用にそれぞれ入力用リード線３１ａ，３１ｂと出力用リード線３２とが接続されて成っている。
【０００５】
図４は、従来の圧電トランスの他例に係る外観構成を斜視図により示したものである。
【０００６】
この圧電トランスは、図３に示したものと比べ、一対の入力用リード線３１ａ，３１ｂと出力用リード線３２とに代えてそれぞれ一対の入力用板バネ４１ａ，４１ｂと出力用板バネ４２とを設けた点が相違しており、その他は同様な構成になっている。
【０００７】
ところで、一般にこうした圧電トランスを用いた圧電トランス電源には信頼性が高いものであることの他、小形化，低背化，低コスト化の要求が非常に強いが、上述した図３や図４に示した圧電トランスの構成ではリード線や板バネによる接続を要するため、圧電トランス電源における小形化，低背化を計っても実装面積，組み立て工数が増大して上述した種々要求を十分に満足できないという欠点がある。
【０００８】
そこで、こうした問題を回避し得る圧電トランス電源として、最近では図５に示されるような構成のものが提案されている。
【０００９】
この圧電トランス電源は、入力電極１３ａ，１３ｂと出力電極１４とが形成された圧電セラミック矩形板１２を用いて、この圧電セラミック矩形板１２を回路基板１９と所定箇所に挿入ピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃが設けられたカバー１１との間に複数の線状導体パターンとしての接続ランド１７ａ，１７ｂ，１８を短手方向に有する可撓性絶縁シート１５を回路基板１９側に介在させて収納し、回路基板１９上に可撓性絶縁シート１５，圧電セラミック矩形板１２，及びカバー１１の各部をこの順で配置固定して成っている。
【００１０】
このうち、可撓性絶縁シート１５及び回路基板１９の間における固定に供される部分を示す固定部として、可撓性絶縁シート１５と回路基板１９とには、それぞれ挿入ピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃを挿入するための開口部１６ａ，１６ｂ，１６ｃと開口部１９ａ，１９ｂ，１９ｃとが設けられている。尚、回路基板１９の開口部１９ａ，１９ｂ，１９ｃの周辺にはそれぞれ導電性パターンに接続された導電性パッドが設けられている。
【００１１】
この構造の圧電トランス電源の場合、圧電セラミック矩形板１２の一対の入力電極１３ａ，１３ｂ及び出力電極１４が可撓性絶縁シート１５の接続ランド１７ａ，１７ｂ，１８を介して回路基板１９の導電性パッドに接触されることで電気的導通が得られるようになっている。
【００１２】
このような圧電トランス電源では、構造上において小形化，低背化を計り得る上、実装面積が増大せず、組み立て工数もかからないという利点がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した圧電トランス電源の場合、カバーの挿入ピンと可撓性絶縁シート及び回路基板の開口部との配置及び挿入嵌合によって得られる可撓性絶縁シート及び回路基板の間における固定に供される部分を示す固定部が可撓性絶縁シートにおける線状導体パターンであって、圧電セラミック矩形板に対する接触部（接続ランド）に隣接して設けられているため、１波長モードの振動による最大変位点が圧電セラミック矩形板の両端となって出力側部分が振動を妨げられ、これによって特性の劣化を来し易い構造になっている。又、入力側部分は振動の節点で接続されているが、ここでも振動漏れが生じた場合にはその振動を逃がすことができないので、同様に特性劣化を招いてしまう。
【００１４】
このように、図５に示す圧電トランス電源は構造的に特性の劣化を来し易いという欠点がある。
【００１５】
本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、その技術的課題は、小形化，低背化を計り得る上、実装面積が増大せず、組み立てが容易で特性劣化を来し難い圧電トランス電源を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、電力を供給するための少なくとも一対の入力電極と電力を取り出すための出力電極とが形成された圧電振動子による圧電トランスを複数のランドを形成した回路基板と絶縁性のカバーとの間に、該複数のランドのそれぞれと接続される複数の線状導体パターンを有する可撓性絶縁シートを該回路基板側に介在させて収納し、該回路基板上に該可撓性絶縁シート，該圧電振動子，及び該カバーをこの順で配置固定して成る圧電トランス電源において、可撓性絶縁シート及び回路基板の間における固定に供される部分を示す固定部は、該可撓性絶縁シートにおける線状導体パターンに含まれる圧電振動子に対する接触部から隔てて設けられた圧電トランス電源が得られる。
【００１７】
又、本発明によれば、上記圧電トランス電源において、固定部は、該可撓性絶縁シートの長手方向において接触部から圧電振動子の長さ寸法の１／１６以上隔てられた圧電トランス電源が得られる。
【００１８】
【作用】
本発明の圧電トランス電源では、複数のランドを形成した回路基板と複数のランドのそれぞれと接続される複数の線状導体パターンを有する可撓性絶縁シートとの間における固定に供される部分を示す固定部を可撓性絶縁シートにおける線状導体パターンに含まれる圧電振動子に対する接触部から隔てて設けた構成としているため、圧電セラミック矩形板の振動を拘束することが無く、特性的に十分に信頼性を確保できる上、小形化，低背化が計られ、しかも実装面積が増大せず、組み立てが容易となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に実施例を挙げ、本発明の圧電トランス電源について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施例に係る圧電トランス電源の基本構成を分解斜視図により示したものである。
【００２１】
この圧電トランス電源は、基本構成上は図５に示した従来の圧電トランスとほぼ同様であり、一対の入力電極１３ａ，１３ｂと電力を取り出すための出力電極１４とが形成された圧電セラミック矩形板１２の圧電振動子による圧電トランスを、複数のランドを形成した回路基板１９と所定箇所に挿入ピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが設けられたカバー１１との間に、複数のランドのそれぞれと接続される複数の線状導体パターンを有する可撓性絶縁シート１５を回路基板１９側に介在させて収納することにより、回路基板１９上に可撓性絶縁シート１５，圧電セラミック矩形板１２，及びカバー１１の各部をこの順で配置固定して成っている。
【００２２】
又、この圧電トランス電源においても、可撓性絶縁シート１５及び回路基板１９の間における固定に供される部分を示す固定部として、可撓性絶縁シート１５と回路基板１９とには、それぞれ挿入ピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを挿入するための開口部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄと開口部１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄとが設けられている。
【００２３】
但し、可撓性絶縁シート１５の開口部１６ａ，１６ｂ，１６ｃと回路基板１９の開口部１９ａ，１９ｂ，１９ｃとは、線状導体パターンに含まれて圧電セラミック矩形板１２の各電極に対する接触部となる接続ランド１７ａ，１７ｂ，１８からは隔てて設けられている。これらの固定部は、可撓性絶縁シート１５の長手方向において接触部である接続ランド１７ａ，１７ｂ，１８から圧電セラミック矩形板１２のの長さ寸法の１／１６以上隔てられている。尚、ここでの可撓性絶縁シート１５の開口部１６ｄの周辺には線状導体パターンが設けられていないが、回路基板１９の開口部１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄの周辺にはそれぞれ導電性パッドが設けられている。
【００２４】
即ち、この圧電トランス電源では、特性劣化を来し難い構造とするため、カバー１１の挿入ピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃと可撓性絶縁シート１５の開口部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ及び回路基板１９の開口部１９ａ，１９ｂ，１９ｃとの配置及び挿入嵌合によって得られる固定部を可撓性絶縁シート１５における線状導体パターンに含まれる圧電セラミック矩形板１２の各電極に対する接触部である接続ランド１７ａ，１７ｂ，１８から隔てて設けているため、圧電セラミック矩形板１２の振動を拘束することが無く、特性劣化を十分に防止できる。又、図５に示した従来のものと同様に小形化，低背化されており、実装面積が増大せず、組み立てが容易なものとなっている。
【００２５】
図２は、この圧電トランス電源における１波長モード使用時における圧電セラミック矩形板１２の振動特性を示したもので、同図（ａ）は無振動状態に関するもの，同図（ｂ）は振動状態の変位分布に関するもの，同図（ｃ）は振動状態の応力分布に関するものである。
【００２６】
図２（ａ）〜（ｃ）からは、振動の節点２１ａ，２１ｂが対称に現れており、振動の応力分布も対称性を有しており、圧電セラミック矩形板１２の振動が拘束されていないことが判る。
【００２７】
そこで、以下はこの圧電トランス電源の製造工程について説明する。先ず圧電セラミック矩形板１２内部の複数の内部電極と交互にそれぞれ電気的接続を持たせてその表面，裏面に一対の入力電極１３ａ，１３ｂ（側面の一部の接続電極を含む）を形成し、端面に出力電極１４を形成する。ここで圧電セラミック矩形板１２の寸法としては５０ｍｍ×６ｍｍ×１．５ｍｍとする。又、圧電セラミック矩形板１２の材料にはＰＺＴ系セラミックスを用い、内部電極はＡｇ／Ｐｂを一体焼結し、外部電極（入力電極１３ａ，１３ｂ及び出力電極１４）はＡｇを焼き付けして形成した。
【００２８】
次に、圧電セラミック矩形板１２上に被せて振動節点で支持固定するための挿入ピン１１ａ〜１１ｄを有するカバー１１を樹脂の射出成形により形成した。更に、圧電セラミック矩形板１２との接続ランド１７ａ，１７ｂ，１８と開口部１６ａ〜１６ｄとを有する可撓性絶縁シート１５を形成し、圧電セラミック矩形板１２の入力電極１３ａ，１３ｂ及び出力電極１４と可撓性絶縁シート１５の接続ランド１７ａ，１７ｂ，１８とをそれぞれ一対一で電気的に接続することにより、圧電セラミック矩形板１２の電力を回路基板１９と接続し、引き続いて挿入ピン１１ａ〜１１ｄを可撓性絶縁シート１５の開口部１６ａ〜１６ｄに挿入し、それらの先端をそれぞれ回路基板１９の開口部１９ａ〜１９ｄに挿入固定した。
【００２９】
ここで、回路基板１９の開口部１９ａ〜１９ｄは圧電セラミック矩形板１２の周縁から３ｍｍの位置に形成されている。
【００３０】
表１は図１で説明した可撓性絶縁シート１５を用いた一実施例（本発明）の圧電トランス電源，図５で説明した可撓性絶縁シート１５を用いた従来の圧電トランス電源，従来のリード線を使用した圧電トランスを備えた圧電トランス電源に関してそれぞれ品質特性を比較した結果を示したもので、表２は同様にこれらの各圧電トランス電源に関してそれぞれ入力電圧２０Ｖとした場合の電気特性を比較した結果を示したものである。
【００３１】
【表１】

【表２】

但し、何れの圧電トランス電源においても、圧電セラミック矩形板１２は一体積層品（１０層）であり、口径φが２ｍｍで長さが２００ｍｍの冷陰極管を用いている。
【００３２】
表１及び表２からは、同じ可撓性絶縁シート１５を用いた構造であっても、従来のものは振動が拘束されていて機械品質係数Ｑｍが低下し、そのために昇圧比も下がって発熱が大きくなっているのに対し、一実施例の構造の場合には固定部（可撓性絶縁シート１５及び回路基板１９の間における固定に供される部分を示す）を可撓性絶縁シート１５における圧電セラミック矩形板１２に対する接触部（接続ランド１７ａ，１７ｂ，１８）から離しているので振動を拘束すること無く、機械品質係数Ｑｍ，昇圧比，素子温度の何れにおいても特性が劣化しておらず、リード線を用いた構造のものと比べて各特性が遜色無いものとなっていることが判る。
【００３３】
一方、表３は、図１で説明した一実施例の圧電トランス電源のエージング特性の結果を示したものである。
【００３４】
【表３】

表３からは、一実施例の圧電トランス電源の場合、５００時間，１０００時間と経過しても殆ど電気特性が劣化せず、信頼性が確保されることが判る。
【００３５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の圧電トランス電源によれば、特性劣化を来さないように従来の構造を改良し、複数のランドを形成した回路基板と複数のランドのそれぞれと接続される複数の線状導体パターンを有する可撓性絶縁シートとの間における固定に供される部分を示す固定部を可撓性絶縁シートにおける線状導体パターンに含まれる圧電振動子に対する接触部から隔てて設けることにより、圧電セラミック矩形板（圧電振動素子）の振動を拘束することが無く、容易に電気信号を回路基板と接続できるため、特性的に十分に信頼性が確保され、可撓性絶縁シートを用いた場合の長所であった小形化や低背化の具現，並びに実装面積が増大せずに組み立てが容易であるという簡便さがそのまま維持されて実用的効果が非常に大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る圧電トランス電源の基本構成を示した分解斜視図である。
【図２】図１に示す圧電トランス電源における１波長モード使用時における圧電セラミック矩形板の振動特性を示したもので、（ａ）は無振動状態に関するもの，（ｂ）は振動状態の変位分布に関するもの，（ｃ）は振動状態の応力分布に関するものである。
【図３】従来の圧電トランスの一例に係る外観構成を示した斜視図である。
【図４】従来の圧電トランスの他例に係る外観構成を示した斜視図である。
【図５】従来の圧電トランス電源の基本構成を示した分解斜視図である。
【符号の説明】
１１ カバー
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ 挿入ピン
１２ 圧電セラミック矩形板
１３ａ，１３ｂ 入力電極
１４ 出力電極
１５ 可撓性絶縁シート（ＦＰＣ）
１７ａ，１７ｂ，１８ 接続ランド
１９ 回路基板
１６ａ〜１６ｄ，１９ａ〜１９ｄ 開口部
２１ａ，２１ｂ 振動節点
３１ａ，３１ｂ 入力用リード線
３２ 出力用リード線
４１ａ，４１ｂ 入力用板バネ
４２ 出力用板バネ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a piezoelectric transformer power supply having a structure in which a piezoelectric vibrator is housed between a circuit board and a cover with a flexible insulating sheet (FPC) having a linear conductor pattern interposed, and power is taken out from only one surface.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a piezoelectric transformer is known as a device using a piezoelectric ceramic rectangular plate as a piezoelectric vibrator. In recent years, ceramics and lithium niobate single crystals are often used as materials for such piezoelectric vibrators.
[0003]
FIG. 3 is a perspective view showing an external configuration according to an example of a conventional piezoelectric transformer.
[0004]
In this piezoelectric transformer, a pair of input electrodes 13a, 13b and an output electrode 14 for supplying and extracting electric power are respectively formed on the front surface, the back surface, and one end surface of the piezoelectric ceramic rectangular plate 12, and each electrode is directly connected to each other. The input lead wires 31a and 31b and the output lead wire 32 are connected to each other for supplying and taking out power by soldering.
[0005]
FIG. 4 is a perspective view showing an external configuration according to another example of a conventional piezoelectric transformer.
[0006]
Compared with the piezoelectric transformer shown in FIG. 3, the pair of input leaf springs 41 a and 41 b and the output leaf spring 42, respectively, instead of the pair of input lead wires 31 a and 31 b and the output lead wire 32. Are different, and the others have the same configuration.
[0007]
By the way, in general, a piezoelectric transformer power source using such a piezoelectric transformer is highly reliable, and there are very strong demands for downsizing, low profile, and low cost. Since the piezoelectric transformer configuration shown in Fig. 1 requires connection with lead wires or leaf springs, the mounting area and assembly man-hours are increased and the above-mentioned various requirements are sufficiently satisfied even if the piezoelectric transformer power supply is reduced in size and height. There is a disadvantage that it can not.
[0008]
Therefore, recently, a piezoelectric transformer power supply capable of avoiding such problems has been proposed as shown in FIG.
[0009]
This piezoelectric transformer power supply uses a piezoelectric ceramic rectangular plate 12 on which input electrodes 13a and 13b and an output electrode 14 are formed. The piezoelectric ceramic rectangular plate 12 is inserted into a circuit board 19 and a predetermined location with pins 11a, 11b and 11c. A flexible insulating sheet 15 having connection lands 17a, 17b, and 18 as a plurality of linear conductor patterns in the short direction is interposed between the cover 11 and the circuit board 19 so as to be accommodated. The flexible insulating sheet 15, the piezoelectric ceramic rectangular plate 12, and the cover 11 are arranged and fixed in this order on the substrate 19.
[0010]
Among these, as the fixing portion indicating the portion used for fixing between the flexible insulating sheet 15 and the circuit board 19, the insertion pins 11 a, 11 b, and 11 c are provided on the flexible insulating sheet 15 and the circuit board 19, respectively. Are provided with openings 16a, 16b, 16c and openings 19a, 19b, 19c. A conductive pad connected to the conductive pattern is provided around the openings 19a, 19b, and 19c of the circuit board 19, respectively.
[0011]
In the case of the piezoelectric transformer power supply having this structure, the pair of input electrodes 13a and 13b and the output electrode 14 of the piezoelectric ceramic rectangular plate 12 are electrically connected to the circuit board 19 through the connection lands 17a, 17b and 18 of the flexible insulating sheet 15. Electrical continuity can be obtained by contacting the pad.
[0012]
Such a piezoelectric transformer power supply is advantageous in that it can be reduced in size and height in structure, and does not increase the mounting area and does not require assembly man-hours.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the piezoelectric transformer power supply described above, the portion provided for fixing between the flexible insulating sheet and the circuit board obtained by the placement and insertion fitting of the insertion pin of the cover, the flexible insulating sheet, and the opening of the circuit board. a linear conductor pattern fixing part in a flexible insulating sheet indicating the order provided adjacent to the contact portion to the piezoelectric ceramic rectangular plate (connecting lands), the maximum displacement point due to vibration of one wavelength mode The piezoelectric ceramic rectangular plate serves as both ends of the piezoelectric ceramic rectangular plate so that the output side portion is prevented from being vibrated, thereby causing characteristic deterioration. In addition, although the input side portions are connected at the vibration nodes, if vibration leakage occurs again, the vibration cannot be released, and the characteristics are similarly deteriorated.
[0014]
As described above, the piezoelectric transformer power source shown in FIG. 5 has a drawback that the characteristics are easily deteriorated structurally.
[0015]
The present invention has been made to solve such problems, and its technical problem is that it can be reduced in size and height, and does not increase the mounting area, and is easy to assemble and deteriorates its characteristics. It is an object to provide a piezoelectric transformer power source that is difficult to perform.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a piezoelectric transformer formed of a piezoelectric vibrator in which at least a pair of input electrodes for supplying power and an output electrode for extracting power are formed, and a circuit board having a plurality of lands and an insulating cover A flexible insulating sheet having a plurality of linear conductor patterns connected to each of the plurality of lands is interposed on the side of the circuit board and stored on the circuit board. In the piezoelectric transformer power source in which the sheet, the piezoelectric vibrator, and the cover are arranged and fixed in this order, a fixing portion that indicates a portion used for fixing between the flexible insulating sheet and the circuit board is the flexible The piezoelectric transformer power supply provided separately from the contact part with respect to the piezoelectric vibrator contained in the linear conductor pattern in the conductive insulating sheet is obtained.
[0017]
Further, according to the present invention, in the piezoelectric transformer power supply, solid tough, the piezoelectric transformer power spaced 1/16 or more the length of the piezoelectric vibrator from the contact portion in the longitudinal direction of the flexible insulation sheet Is obtained.
[0018]
[Action]
In the piezoelectric transformer power supply according to the present invention, a portion provided for fixing between a circuit board on which a plurality of lands are formed and a flexible insulating sheet having a plurality of linear conductor patterns connected to each of the plurality of lands is provided. The fixed part shown is separated from the contact part with respect to the piezoelectric vibrator included in the linear conductor pattern in the flexible insulating sheet. In addition, the reliability can be ensured, the size and the height can be reduced, the mounting area is not increased, and the assembly is facilitated.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The piezoelectric transformer power supply according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a basic configuration of a piezoelectric transformer power source according to an embodiment of the present invention.
[0021]
This piezoelectric transformer power supply is basically the same as the conventional piezoelectric transformer shown in FIG. 5 in terms of basic configuration, and is a piezoelectric ceramic rectangular plate on which a pair of input electrodes 13a and 13b and an output electrode 14 for taking out electric power are formed. A piezoelectric transformer composed of 12 piezoelectric vibrators is connected to each of a plurality of lands between a circuit board 19 on which a plurality of lands are formed and a cover 11 provided with insertion pins 11a, 11b, 11c, and 11d at predetermined positions. by a flexible insulating sheet 15 child the housing by interposing the circuit board 19 side having a plurality of linear conductive pattern, the flexible insulating sheet 15 on the circuit board 19, a piezoelectric ceramic rectangular plate 12 and, Each part of the cover 11 is arranged and fixed in this order.
[0022]
Also in this piezoelectric transformer power supply, the flexible insulating sheet 15 and the circuit board 19 are respectively inserted into the flexible insulating sheet 15 and the circuit board 19 as fixing parts indicating the portions used for fixing between the flexible insulating sheet 15 and the circuit board 19. Openings 16a, 16b, 16c, and 16d for inserting the pins 11a, 11b, 11c, and 11d and openings 19a, 19b, 19c, and 19d are provided.
[0023]
However, the openings 16a, 16b, and 16c of the flexible insulating sheet 15 and the openings 19a, 19b, and 19c of the circuit board 19 are included in the linear conductor pattern and are contact portions with respect to the respective electrodes of the piezoelectric ceramic rectangular plate 12. The connection lands 17a, 17b and 18 are separated from each other. These solid tough, the connecting lands 17a which is a contact portion in the longitudinal direction of the flexible insulating sheet 15, are separated 17b, 18 1/16 or more the length of the piezoelectric ceramic rectangular plate 12 from. Here, the linear conductor pattern is not provided around the opening 16d of the flexible insulating sheet 15, but the conductive material is provided around the openings 19a, 19b, 19c, 19d of the circuit board 19, respectively. A pad is provided.
[0024]
That is, in this piezoelectric transformer power supply, the insertion pins 11a, 11b, and 11c of the cover 11 and the openings 16a, 16b, and 16c of the flexible insulating sheet 15 and the opening of the circuit board 19 are formed in order to prevent the characteristic deterioration. part 19a, 19b, a contact to the electrodes of the piezoelectric ceramic rectangular plate 12 included a solid tough that obtained by the arrangement and the insertion fitting between 19c to the linear conductor pattern in a flexible insulating sheet 15 connecting land Since they are provided apart from 17a, 17b, and 18, vibrations of the piezoelectric ceramic rectangular plate 12 are not constrained, and characteristic deterioration can be sufficiently prevented. Further, the size and the height are reduced in the same manner as the conventional one shown in FIG. 5, so that the mounting area does not increase and the assembly is easy.
[0025]
2A and 2B show vibration characteristics of the piezoelectric ceramic rectangular plate 12 when the piezoelectric transformer power source uses the one-wavelength mode. FIG. 2A shows the vibration-free state, and FIG. 2B shows the vibration state. FIG. 4C relates to the displacement distribution, and relates to the stress distribution in the vibration state.
[0026]
2A to 2C, the vibration nodes 21a and 21b appear symmetrically, the vibration stress distribution is symmetrical, and the vibration of the piezoelectric ceramic rectangular plate 12 is not constrained. I understand that.
[0027]
Therefore, the manufacturing process of this piezoelectric transformer power source will be described below. First, a plurality of internal electrodes in the piezoelectric ceramic rectangular plate 12 are alternately electrically connected to each other to form a pair of input electrodes 13a and 13b (including some connection electrodes on the side surfaces) on the front and back surfaces, The output electrode 14 is formed on the end face. Here, the dimension of the piezoelectric ceramic rectangular plate 12 is 50 mm × 6 mm × 1.5 mm. The piezoelectric ceramic rectangular plate 12 is made of PZT ceramic, the internal electrodes are integrally sintered with Ag / Pb, and the external electrodes (input electrodes 13a, 13b and output electrode 14) are formed by baking Ag. .
[0028]
Next, a cover 11 having insertion pins 11a to 11d for covering and fixing the piezoelectric ceramic rectangular plate 12 at vibration nodes was formed by resin injection molding. Further, a flexible insulating sheet 15 having connection lands 17a, 17b, 18 with the piezoelectric ceramic rectangular plate 12 and openings 16a to 16d is formed, and the input electrodes 13a, 13b and the output electrode 14 of the piezoelectric ceramic rectangular plate 12 are formed. And the connecting lands 17a, 17b, and 18 of the flexible insulating sheet 15 are electrically connected in a one-to-one relationship to connect the electric power of the piezoelectric ceramic rectangular plate 12 to the circuit board 19 and subsequently to the insertion pins 11a to 11a. 11 d was inserted into the openings 16 a to 16 d of the flexible insulating sheet 15, and their tips were inserted and fixed in the openings 19 a to 19 d of the circuit board 19, respectively.
[0029]
Here, the openings 19 a to 19 d of the circuit board 19 are formed at a position 3 mm from the periphery of the piezoelectric ceramic rectangular plate 12.
[0030]
Table 1 shows a piezoelectric transformer power source of one embodiment (the present invention) using the flexible insulating sheet 15 described in FIG. 1, a conventional piezoelectric transformer power source using the flexible insulating sheet 15 described in FIG. Table 2 shows the results of comparing the quality characteristics of the piezoelectric transformer power supplies including the piezoelectric transformer using the lead wires, and Table 2 shows the electrical characteristics when the input voltage is 20 V for each of these piezoelectric transformer power supplies. It shows the result of comparing.
[0031]
[Table 1]

[Table 2]

However, in any piezoelectric transformer power source, the piezoelectric ceramic rectangular plate 12 is an integrally laminated product (10 layers), and a cold cathode tube having a diameter φ of 2 mm and a length of 200 mm is used.
[0032]
From Table 1 and Table 2, even if the structure using the same flexible insulating sheet 15 is used, the conventional one is restrained in vibration and the mechanical quality factor Qm is lowered. flexible insulation sheet whereas the larger, one solid in the case of the structure of example tough (indicating the portion to be subjected to fixing between the flexible insulating sheet 15 and the circuit board 19) 15 is separated from the contact portion (connecting lands 17a, 17b, 18) with respect to the piezoelectric ceramic rectangular plate 12, so that the characteristics deteriorate in any of the mechanical quality factor Qm, the step-up ratio, and the element temperature without restraining the vibration. It can be seen that each characteristic is comparable to that of a structure using lead wires.
[0033]
On the other hand, Table 3 shows the results of the aging characteristics of the piezoelectric transformer power source of the embodiment described with reference to FIG.
[0034]
[Table 3]

From Table 3, it can be seen that in the case of the piezoelectric transformer power source of one embodiment, even when 500 hours and 1000 hours have elapsed, the electrical characteristics hardly deteriorate and the reliability is ensured.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the piezoelectric transformer power source of the present invention, the conventional structure is improved so as not to deteriorate the characteristics, and the circuit board on which a plurality of lands are formed is connected to each of the plurality of lands. A fixing portion indicating a portion to be fixed to a flexible insulating sheet having a plurality of linear conductor patterns is separated from a contact portion with respect to a piezoelectric vibrator included in the linear conductor pattern in the flexible insulating sheet. By providing this, the vibration of the piezoelectric ceramic rectangular plate (piezoelectric vibration element) is not constrained, and an electric signal can be easily connected to the circuit board. Therefore, sufficient reliability is ensured characteristically, and a flexible insulating sheet The advantages of using a small size and low profile, as well as the ease of assembly without increasing the mounting area, are maintained, and the practical effect is very large. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a basic configuration of a piezoelectric transformer power supply according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B show vibration characteristics of the piezoelectric ceramic rectangular plate when the one-wavelength mode is used in the piezoelectric transformer power source shown in FIG. 1, where FIG. 2A shows the vibration-free state, and FIG. 2B shows the vibration state displacement distribution; (C) relates to the stress distribution in the vibration state.
FIG. 3 is a perspective view showing an external configuration according to an example of a conventional piezoelectric transformer.
FIG. 4 is a perspective view showing an external configuration according to another example of a conventional piezoelectric transformer.
FIG. 5 is an exploded perspective view showing a basic configuration of a conventional piezoelectric transformer power supply.
[Explanation of symbols]
11 Cover 11a, 11b, 11c, 11d Insertion pin 12 Piezoelectric ceramic rectangular plates 13a, 13b Input electrode 14 Output electrode 15 Flexible insulating sheet (FPC)
17a, 17b, 18 Connection land 19 Circuit boards 16a-16d, 19a-19d Openings 21a, 21b Vibration nodes 31a, 31b Input lead wires 32 Output lead wires 41a, 41b Input leaf springs 42 Output leaf springs

Claims (2)

電力を供給するための少なくとも一対の入力電極と電力を取り出すための出力電極とが形成された圧電振動子による圧電トランスを複数のランドを形成した回路基板と絶縁性のカバーとの間に、該複数のランドのそれぞれと接続される複数の線状導体パターンを有する可撓性絶縁シートを該回路基板側に介在させて収納し、該回路基板上に該可撓性絶縁シート，該圧電振動子，及び該カバーをこの順で配置固定して成る圧電トランス電源において、前記可撓性絶縁シート及び前記回路基板の間における固定に供される部分を示す固定部は、該可撓性絶縁シートにおける前記線状導体パターンに含まれる前記圧電振動子に対する接触部から隔てて設けられたことを特徴とする圧電トランス電源。At least between the pair of input electrodes and the circuit board and the insulating cover having a plurality of lands of the piezoelectric transformer by the piezoelectric vibrator and are formed output electrode for taking out power for supplying power, the A flexible insulating sheet having a plurality of linear conductor patterns connected to each of a plurality of lands is accommodated on the circuit board side, and the flexible insulating sheet and the piezoelectric vibrator are disposed on the circuit board. , And the piezoelectric transformer power source in which the cover is arranged and fixed in this order, the fixing portion indicating the portion used for fixing between the flexible insulating sheet and the circuit board is provided in the flexible insulating sheet. A piezoelectric transformer power supply, which is provided apart from a contact portion with respect to the piezoelectric vibrator included in the linear conductor pattern. 請求項１記載の圧電トランス電源において、前記固定部は、該可撓性絶縁シートの長手方向において前記接触部から前記圧電振動子の長さ寸法の１／１６以上隔てられていることを特徴とする圧電トランス電源。In the piezoelectric transformer power supply according to claim 1, before Symbol solid tough is that from the contact portion in the longitudinal direction of the flexible insulating sheet are separated 1/16 or more the length of the piezoelectric vibrator A featured piezoelectric transformer power supply.

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