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公開番号2025007462
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023108883
出願日2023-06-30
発明の名称振動発電デバイス、振動発電デバイスの製造方法及びセンサモジュール
出願人京セラ株式会社,国立大学法人東北大学,仙台スマートマシーンズ株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02N 2/18 20060101AFI20250109BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】接続線と基板の接続における接着強度を高めることが可能な振動発電デバイス、振動発電デバイスの製造方法及びセンサモジュールが提供される。
【解決手段】振動発電デバイスは、第1平面と第2平面とを有する基板(12)と、第1平面にある第1圧電部及び第1接続部(19A)と、第2平面にある第2圧電部及び第2接続部(19B)と、を備え、第2接続部は、平面視で第1接続部と重ならないように設けられて、第1接続部及び第2接続部のそれぞれは、基板の第1平面又は第2平面に設けられ、第1圧電部又は第2圧電部と電気的に接続される電極層(31)と、導電性樹脂を含み、電極層と電気的に接続される樹脂層(32)と、負荷と接続される接続線の一部を含み、樹脂層と電気的に接続される接続線層(33)と、を含む。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
第１平面と前記第１平面と反対の面である第２平面とを有する基板と、
前記第１平面に設けられ、圧電体を備える第１圧電部と、
前記第２平面に設けられ、圧電体を備える第２圧電部と、
前記第１平面の領域であって、前記第１圧電部の圧電体で生じた電力を前記基板の外部の負荷に供給するための電気的な接続が行われる第１接続部と、
前記第２平面の領域であって、前記第２圧電部の圧電体で生じた電力を前記負荷に供給するための電気的な接続が行われる第２接続部と、を備え、
前記第２接続部は、平面視で前記第１接続部と重ならないように設けられて、
前記第１接続部及び前記第２接続部のそれぞれは、
前記基板の前記第１平面又は前記第２平面に設けられ、前記第１圧電部又は前記第２圧電部と電気的に接続される電極層と、
導電性樹脂を含み、前記電極層と電気的に接続される樹脂層と、
前記負荷と接続される接続線の一部を含み、前記樹脂層と電気的に接続される接続線層と、を含む、振動発電デバイス。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記樹脂層は、前記電極層と前記接続線層との間で前記導電性樹脂が圧着されて形成される、請求項１に記載の振動発電デバイス。
【請求項３】
前記基板は、金属基板又は樹脂基板である、請求項１又は２に記載の振動発電デバイス。
【請求項４】
前記導電性樹脂は、導電性粒子を含む樹脂であり、
前記電極層は複数の接続端子を含み、
前記複数の接続端子のうちの１つと隣接する接続端子との距離は、前記導電性粒子の粒径より大きい、請求項１又は２に記載の振動発電デバイス。
【請求項５】
前記複数の接続端子のそれぞれの前記第１平面又は前記第２平面からの高さは、前記導電性粒子の粒径より大きい、請求項４に記載の振動発電デバイス。
【請求項６】
前記第１接続部と前記第２接続部とは前記基板に対して対称である、請求項１又は２に記載の振動発電デバイス。
【請求項７】
第１平面と前記第１平面と反対の面である第２平面とを有する基板と、前記第１平面に設けられ、圧電体を備える第１圧電部と、前記第２平面に設けられ、圧電体を備える第２圧電部と、前記第１平面の領域であって、前記第１圧電部の圧電体で生じた電力を前記基板の外部の負荷に供給するための電気的な接続が行われる第１接続部と、前記第２平面の領域であって、前記第２圧電部の圧電体で生じた電力を前記負荷に供給するための電気的な接続が行われる第２接続部と、を備える、振動発電デバイスの製造方法であって、
前記第２接続部を、平面視で前記第１接続部と重ならないように設定するステップと、
前記第１接続部及び前記第２接続部のそれぞれにおいて、前記基板の前記第１平面又は前記第２平面に設けられ、前記第１圧電部又は前記第２圧電部と電気的に接続される電極層と、前記負荷と接続される接続線の一部を含む接続線層と、の間で、導電性樹脂を含む樹脂層を圧着によって形成するステップと、を含む、振動発電デバイスの製造方法。
【請求項８】
第１平面と前記第１平面と反対の面である第２平面とを有する基板と、
前記第１平面に設けられ、圧電体を備える第１圧電部と、
前記第２平面に設けられ、圧電体を備える第２圧電部と、
前記第１平面の領域であって、前記第１圧電部の圧電体で生じた電力を前記基板の外部
の負荷に供給するための電気的な接続が行われる第１接続部と、
前記第２平面の領域であって、前記第２圧電部の圧電体で生じた電力を前記負荷に供給するための電気的な接続が行われる第２接続部と、を備え、
前記第２接続部は、平面視で前記第１接続部と重ならないように設けられて、
前記第１接続部及び前記第２接続部のそれぞれは、
前記基板の前記第１平面又は前記第２平面に設けられ、前記第１圧電部又は前記第２圧電部と電気的に接続される電極層と、
導電性樹脂を含み、前記電極層と電気的に接続される樹脂層と、
前記負荷と接続される接続線の一部を含み、前記樹脂層と電気的に接続される接続線層と、を含む、センサモジュール。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、振動発電デバイス、振動発電デバイスの製造方法及びセンサモジュールに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
周囲環境の振動エネルギーから電気エネルギーを発生させる振動発電デバイスと、振動発電デバイスを利用したセンサモジュールが知られている。例えば特許文献１は、複数の板状可撓体と重錘部体とを組み合わせた構造の発電素子を開示する。また、例えば特許文献２は、複数の圧電素子と複数の圧電素子を連結する連結部材とを備え、振動エネルギーを効率よく電気エネルギーに変換できる発電デバイスを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－１０３１７０号公報
特開２０２０－０６１９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、振動発電デバイスでは、基板が振動するため、電力を外部の負荷に供給するための接続線を金属ペーストによって基板に接着する手法では接着強度が不十分な場合がある。
【０００５】
かかる事情に鑑みてなされた本開示の目的は、接続線と基板の接続における接着強度を高めることが可能な振動発電デバイス、振動発電デバイスの製造方法及びセンサモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本開示の一実施形態に係る振動発電デバイスは、
第１平面と前記第１平面と反対の面である第２平面とを有する基板と、
前記第１平面に設けられ、圧電体を備える第１圧電部と、
前記第２平面に設けられ、圧電体を備える第２圧電部と、
前記第１平面の領域であって、前記第１圧電部の圧電体で生じた電力を前記基板の外部の負荷に供給するための電気的な接続が行われる第１接続部と、
前記第２平面の領域であって、前記第２圧電部の圧電体で生じた電力を前記負荷に供給するための電気的な接続が行われる第２接続部と、を備え、
前記第２接続部は、平面視で前記第１接続部と重ならないように設けられて、
前記第１接続部及び前記第２接続部のそれぞれは、
前記基板の前記第１平面又は前記第２平面に設けられ、前記第１圧電部又は前記第２圧電部と電気的に接続される電極層と、
導電性樹脂を含み、前記電極層と電気的に接続される樹脂層と、
前記負荷と接続される接続線の一部を含み、前記樹脂層と電気的に接続される接続線層と、を含む。
【０００７】
（２）本開示の一実施形態として、（１）において、
前記樹脂層は、前記電極層と前記接続線層との間で前記導電性樹脂が圧着されて形成される。
【０００８】
（３）本開示の一実施形態として、（１）又は（２）において、
前記基板は、金属基板又は樹脂基板である。
【０００９】
（４）本開示の一実施形態として、（１）から（３）のいずれかにおいて、
前記導電性樹脂は、導電性粒子を含む樹脂であり、
前記電極層は複数の接続端子を含み、
前記複数の接続端子のうちの１つと隣接する接続端子との距離は、前記導電性粒子の粒径より大きい。
【００１０】
（５）本開示の一実施形態として、（４）において、
前記複数の接続端子のそれぞれの前記第１平面又は前記第２平面からの高さは、前記導電性粒子の粒径より大きい。
（【００１１】以降は省略されています）

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