JPH079440B2 - 光電圧センサ及びその製造方法 - Google Patents
光電圧センサ及びその製造方法Info
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- JPH079440B2 JPH079440B2 JP3069527A JP6952791A JPH079440B2 JP H079440 B2 JPH079440 B2 JP H079440B2 JP 3069527 A JP3069527 A JP 3069527A JP 6952791 A JP6952791 A JP 6952791A JP H079440 B2 JPH079440 B2 JP H079440B2
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Landscapes
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば送電線網や配
電線網あるいは変電所等において、故障点や故障区間を
検出するのに用いる光電圧センサおよびその製造方法に
関するものである。
電線網あるいは変電所等において、故障点や故障区間を
検出するのに用いる光電圧センサおよびその製造方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電力系統における故障点を自動的
に検出するものとして、例えばLiNb03等の電気光学結晶
を用いた光電圧センサが提案されている。この種、光電
圧センサにおいては、一般に電気光学結晶に対してその
光の透過方向とほぼ直交する方向に検出電圧を印加し、
検出電圧によって電気光学結晶を透過する光の偏光状態
が変化するのを検出して、電力系統の故障を判別するよ
うにしている。
に検出するものとして、例えばLiNb03等の電気光学結晶
を用いた光電圧センサが提案されている。この種、光電
圧センサにおいては、一般に電気光学結晶に対してその
光の透過方向とほぼ直交する方向に検出電圧を印加し、
検出電圧によって電気光学結晶を透過する光の偏光状態
が変化するのを検出して、電力系統の故障を判別するよ
うにしている。
【0003】上述した光電圧センサにおいては、電気光
学結晶に検出電圧を印加するために、該電気光学結晶の
表面に電極を設ける必要があると共に、この電極にリー
ドを接続する必要がある。このような電極の形成および
リードのボンディング技術としては、例えば応用物理第
40巻第9号(1971)pp991〜994に、オプ
トエレクトロニクス用として電極形成では、透明電極、
導電塗料電極、接着電極が提示されており、またリード
のボンディングでは熱圧着ボンディング、超音波ボンデ
ィング、導電性接着剤による接着ボンディング、低融点
ロウ付けによるボンディングが提示されている。
学結晶に検出電圧を印加するために、該電気光学結晶の
表面に電極を設ける必要があると共に、この電極にリー
ドを接続する必要がある。このような電極の形成および
リードのボンディング技術としては、例えば応用物理第
40巻第9号(1971)pp991〜994に、オプ
トエレクトロニクス用として電極形成では、透明電極、
導電塗料電極、接着電極が提示されており、またリード
のボンディングでは熱圧着ボンディング、超音波ボンデ
ィング、導電性接着剤による接着ボンディング、低融点
ロウ付けによるボンディングが提示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光電圧センサにおいては、電気光学結晶の表面上で電極
にリードをボンディングするようにしているため、熱圧
着ボンディングでは電気光学結晶に熱および応力を与え
ることになり、超音波ボンディングでは機械的歪みを与
えることになり、低融点ロウ付けでは熱を与えることに
なって、電気光学結晶の性能および信頼性が低下すると
いう問題がある。また、接着ボンディングでは、ボンデ
ィング部の膨張、収縮が電極に与える影響を考慮して、
導電性接着剤が硬化するまで細いリードを電極中心部か
らできるだけ離れた位置に保持して位置決めする必要が
あるため、作業性が悪くなるという問題がある。
光電圧センサにおいては、電気光学結晶の表面上で電極
にリードをボンディングするようにしているため、熱圧
着ボンディングでは電気光学結晶に熱および応力を与え
ることになり、超音波ボンディングでは機械的歪みを与
えることになり、低融点ロウ付けでは熱を与えることに
なって、電気光学結晶の性能および信頼性が低下すると
いう問題がある。また、接着ボンディングでは、ボンデ
ィング部の膨張、収縮が電極に与える影響を考慮して、
導電性接着剤が硬化するまで細いリードを電極中心部か
らできるだけ離れた位置に保持して位置決めする必要が
あるため、作業性が悪くなるという問題がある。
【0005】この発明は、このような従来の問題点に着
目してなされたもので、その第1の目的は、電気光学結
晶に何ら悪影響を与えることなく、リードを簡単にボン
ディングできるよう適切に構成した光電圧センサを提供
することにある。また、この発明の第2の目的は、電気
光学結晶に何ら悪影響を与えることなく、光電圧センサ
を容易に製造できる方法を提供することにある。
目してなされたもので、その第1の目的は、電気光学結
晶に何ら悪影響を与えることなく、リードを簡単にボン
ディングできるよう適切に構成した光電圧センサを提供
することにある。また、この発明の第2の目的は、電気
光学結晶に何ら悪影響を与えることなく、光電圧センサ
を容易に製造できる方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段および作用】上記第1の目
的を達成するため、この発明の光電圧センサにおいて
は、電気光学結晶にその結晶中を透過する光の方向とほ
ぼ直交する方向に検出電圧を印加するための電極を、前
記電気光学結晶の表面に導電性接着剤を介して接着した
金属箔と、この金属箔を接着した前記電気光学結晶の表
面から突出して前記金属箔に一体に形成したリード部と
をもって形成し、このリード部の前記電気光学結晶の表
面から突出した部分にリードをボンディングして前記検
出電圧を印加するようにする。また、上記第2の目的を
達成するため、この発明の光電圧センサの製造方法にお
いては、金属箔の端部から突出させてリード部を一体に
形成した電極を、電気光学結晶の光を透過する方向とほ
ぼ直交する表面に、該表面から前記リード部が突出する
ように導電性接着剤を介して接着した後、前記リード部
の前記電気光学結晶の表面から突出した部分にリードを
接続する。さらに、この発明の光電圧センサの製造方法
においては、金属箔の端部から突出させてリード部を一
体に形成した電極の前記リード部にリードを接続した
後、該電極を電気光学結晶の光を透過する方向とほぼ直
交する表面に、該表面から前記リード部が突出するよう
に導電性接着剤を介して接着する。
的を達成するため、この発明の光電圧センサにおいて
は、電気光学結晶にその結晶中を透過する光の方向とほ
ぼ直交する方向に検出電圧を印加するための電極を、前
記電気光学結晶の表面に導電性接着剤を介して接着した
金属箔と、この金属箔を接着した前記電気光学結晶の表
面から突出して前記金属箔に一体に形成したリード部と
をもって形成し、このリード部の前記電気光学結晶の表
面から突出した部分にリードをボンディングして前記検
出電圧を印加するようにする。また、上記第2の目的を
達成するため、この発明の光電圧センサの製造方法にお
いては、金属箔の端部から突出させてリード部を一体に
形成した電極を、電気光学結晶の光を透過する方向とほ
ぼ直交する表面に、該表面から前記リード部が突出する
ように導電性接着剤を介して接着した後、前記リード部
の前記電気光学結晶の表面から突出した部分にリードを
接続する。さらに、この発明の光電圧センサの製造方法
においては、金属箔の端部から突出させてリード部を一
体に形成した電極の前記リード部にリードを接続した
後、該電極を電気光学結晶の光を透過する方向とほぼ直
交する表面に、該表面から前記リード部が突出するよう
に導電性接着剤を介して接着する。
【0007】
【実施例】図1はこの発明の光電圧センサの一例の構成
を示すものである。この光電圧センサにおいては、送信
器1からの出射光を偏光子2を経てLiNb03より成る電気
光学結晶3に入射させ、その透過光を位相差板4および
検光子5を経て受信器6で受光するようにする。また、
電気光学結晶3の対向する側面には、それぞれ導電性接
着剤7aおよび7bを介して電極8aおよび8bを設
け、これら電極8aおよび8bにそれぞれAgあるいは
Cuより成る低抵抗のリード9aおよび9bをボンディ
ングして、検出電圧10をリード9a,9bおよび電極
8a,8bを介して電気光学結晶3にその結晶中を透過
する光の方向とほぼ直交する方向に印加するようにす
る。このようにして、検出電圧10によって電気光学結
晶3を透過する光の偏光状態が変化するのを受信器6の
出力に基づいて検出して、検出電圧を検知するようにす
る。
を示すものである。この光電圧センサにおいては、送信
器1からの出射光を偏光子2を経てLiNb03より成る電気
光学結晶3に入射させ、その透過光を位相差板4および
検光子5を経て受信器6で受光するようにする。また、
電気光学結晶3の対向する側面には、それぞれ導電性接
着剤7aおよび7bを介して電極8aおよび8bを設
け、これら電極8aおよび8bにそれぞれAgあるいは
Cuより成る低抵抗のリード9aおよび9bをボンディ
ングして、検出電圧10をリード9a,9bおよび電極
8a,8bを介して電気光学結晶3にその結晶中を透過
する光の方向とほぼ直交する方向に印加するようにす
る。このようにして、検出電圧10によって電気光学結
晶3を透過する光の偏光状態が変化するのを受信器6の
出力に基づいて検出して、検出電圧を検知するようにす
る。
【0008】上記構成において、この実施例では、検出
電圧10を印加するための電極8aを、電気光学結晶3
の表面に導電性接着剤7aを介して接着した金属箔11
aと、この金属箔11aを接着した表面から突出して該
金属箔11aに一体に形成したリード部12aとをもっ
て形成し、このリード部12aの上記表面から突出した
部分にリード9aをボンディングする。同様に、電極8
bも、電気光学結晶3の表面に導電性接着剤7bを介し
て接着した金属箔11bと、この金属箔11bを接着し
た表面から突出して該金属箔11bに一体に形成したリ
ード部12bとをもって形成し、このリード部12bの
上記表面から突出した部分にリード9bをボンディング
する。なお、導電性接着剤7aおよび7bは、例えば常
温硬化型あるいは熱硬化型のもので、Ag等の導電性フ
ィラーを含むエポキシ系、アクリル系のものを用い、こ
れを予め金属箔11aおよび11bに塗布して電気光学
結晶3に圧着した後、硬化させる。
電圧10を印加するための電極8aを、電気光学結晶3
の表面に導電性接着剤7aを介して接着した金属箔11
aと、この金属箔11aを接着した表面から突出して該
金属箔11aに一体に形成したリード部12aとをもっ
て形成し、このリード部12aの上記表面から突出した
部分にリード9aをボンディングする。同様に、電極8
bも、電気光学結晶3の表面に導電性接着剤7bを介し
て接着した金属箔11bと、この金属箔11bを接着し
た表面から突出して該金属箔11bに一体に形成したリ
ード部12bとをもって形成し、このリード部12bの
上記表面から突出した部分にリード9bをボンディング
する。なお、導電性接着剤7aおよび7bは、例えば常
温硬化型あるいは熱硬化型のもので、Ag等の導電性フ
ィラーを含むエポキシ系、アクリル系のものを用い、こ
れを予め金属箔11aおよび11bに塗布して電気光学
結晶3に圧着した後、硬化させる。
【0009】ここで、リード部12a(12b)の形状
は、熱伝導および引張強度を考慮して任意の形状とする
ことができるが、例えばこの実施例におけるように矩形
に形成する場合には、図2に示すようにリード部12a
(12b)の長さをL[cm]、幅をD[cm]、厚さ
をT[cm]とするとき、電極接着部の剪断強度A[K
g]およびリードボンディング時の処理熱によって電気
光学結晶3が仕様温度になる熱量B[cal]の関係
が、好適には下記の条件を満たすように形成する。 A≦α×D×T B≧β×ΔK×t×D×T/L ただし、α:使用金属箔の面積当たりの引張強度[Kg
/cm2 ] β:1秒当たりの熱伝導率[cal/cm・K] ΔK:(リードボンディング時処理温度−常温)[K] t:リードボンディング処理時間[秒]
は、熱伝導および引張強度を考慮して任意の形状とする
ことができるが、例えばこの実施例におけるように矩形
に形成する場合には、図2に示すようにリード部12a
(12b)の長さをL[cm]、幅をD[cm]、厚さ
をT[cm]とするとき、電極接着部の剪断強度A[K
g]およびリードボンディング時の処理熱によって電気
光学結晶3が仕様温度になる熱量B[cal]の関係
が、好適には下記の条件を満たすように形成する。 A≦α×D×T B≧β×ΔK×t×D×T/L ただし、α:使用金属箔の面積当たりの引張強度[Kg
/cm2 ] β:1秒当たりの熱伝導率[cal/cm・K] ΔK:(リードボンディング時処理温度−常温)[K] t:リードボンディング処理時間[秒]
【0010】以下、具体例について説明する。電気光学
結晶3として、重量:0.37g、比熱:22.9ca
l/mol・K(at300K)、1mol:147.8
gのLiNb03を用い、この電気光学結晶3に予め導電性フ
ィラー(Ag)を含む熱硬化型エポキシ系導電性接着剤
(接着剪断強度70Kg/cm2 )7a,7bを塗布し
た電極8a,8bを張りつけて、導電性接着剤7a,7
bを80℃、90分で硬化させる。なお、電極8a,8
bは、厚さ(T)0.02cmのAg箔テープを用い、
金属箔11a,11bの部分が0.5cm×0.5c
m、リード部12a,12bの幅(D)が0.3cm、
長さ(L)が0.3cmとなるように形成する。その
後、リード部12a,12bの端部にそれぞれ任意長の
Cuより成るリード9a,9bを、所要時間約1秒で低
融点(120℃)ロウ付けする。
結晶3として、重量:0.37g、比熱:22.9ca
l/mol・K(at300K)、1mol:147.8
gのLiNb03を用い、この電気光学結晶3に予め導電性フ
ィラー(Ag)を含む熱硬化型エポキシ系導電性接着剤
(接着剪断強度70Kg/cm2 )7a,7bを塗布し
た電極8a,8bを張りつけて、導電性接着剤7a,7
bを80℃、90分で硬化させる。なお、電極8a,8
bは、厚さ(T)0.02cmのAg箔テープを用い、
金属箔11a,11bの部分が0.5cm×0.5c
m、リード部12a,12bの幅(D)が0.3cm、
長さ(L)が0.3cmとなるように形成する。その
後、リード部12a,12bの端部にそれぞれ任意長の
Cuより成るリード9a,9bを、所要時間約1秒で低
融点(120℃)ロウ付けする。
【0011】この場合、電極接着部の剪断強度A[K
g]は、 A=0.5×0.5×70=17.5[Kg] となり、常温(25℃)に対して電気光学結晶3がリー
ドボンディング時の熱処理によって仕様温度(80℃)
となる熱量B[cal]は、 B=22.9×0.37/147.8×(80−25)
≒3.15[cal] となる。また、 α×D×T=2959×0.3×0.02≒17.8
[Kg] β×ΔK×t×D×T/L=1.01×(120−2
5)×1×0.3×0.02/0.3≒1.92[ca
l] となる。したがって、A≦α×D×TおよびB≧β×Δ
K×t×D×T/Lを満足するものとなる。
g]は、 A=0.5×0.5×70=17.5[Kg] となり、常温(25℃)に対して電気光学結晶3がリー
ドボンディング時の熱処理によって仕様温度(80℃)
となる熱量B[cal]は、 B=22.9×0.37/147.8×(80−25)
≒3.15[cal] となる。また、 α×D×T=2959×0.3×0.02≒17.8
[Kg] β×ΔK×t×D×T/L=1.01×(120−2
5)×1×0.3×0.02/0.3≒1.92[ca
l] となる。したがって、A≦α×D×TおよびB≧β×Δ
K×t×D×T/Lを満足するものとなる。
【0012】上記の製造例においては、電気光学結晶3
に電極8a,8bを設けてから、そのリード部12a,
12bにリード9a,9bをボンディングするようにし
たが、この発明の他の製造例においては予めリード9
a,9bを電極8a,8bのリード部12a,12bに
ボンディングしてから、該電極8a,8bを導電性接着
剤7a,7bを介して電気光学結晶3にはりつけて、導
電性接着剤7a,7bを熱硬化させる。このようにすれ
ば、リードボンディング時の電気光学結晶3に対する悪
影響を完全に防止することができる。
に電極8a,8bを設けてから、そのリード部12a,
12bにリード9a,9bをボンディングするようにし
たが、この発明の他の製造例においては予めリード9
a,9bを電極8a,8bのリード部12a,12bに
ボンディングしてから、該電極8a,8bを導電性接着
剤7a,7bを介して電気光学結晶3にはりつけて、導
電性接着剤7a,7bを熱硬化させる。このようにすれ
ば、リードボンディング時の電気光学結晶3に対する悪
影響を完全に防止することができる。
【0013】なお、この発明は上述した実施例にのみ限
定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能で
ある。例えば、上述した実施例では、電気光学結晶とし
てLiNb03を用いたが、LiTa03等の他の電気光学結晶を用
いることもできる。また、電極を構成する金属箔やリー
ド部の形状も矩形に限らず、任意の形状にすることがで
きると共に、リード部の形成位置も金属箔の隅部に限ら
ず、例えば図3に示すように端部中央部に形成すること
もできる。
定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能で
ある。例えば、上述した実施例では、電気光学結晶とし
てLiNb03を用いたが、LiTa03等の他の電気光学結晶を用
いることもできる。また、電極を構成する金属箔やリー
ド部の形状も矩形に限らず、任意の形状にすることがで
きると共に、リード部の形成位置も金属箔の隅部に限ら
ず、例えば図3に示すように端部中央部に形成すること
もできる。
【0014】
【発明の効果】以上のように、この発明の光電圧センサ
によれば、電気光学結晶に検出電圧を印加するための電
極を、電気光学結晶の表面に導電性接着剤を介して接着
した金属箔と、この金属箔を接着した電気光学結晶の表
面から突出して金属箔に一体に形成したリード部とをも
って形成して、このリード部の前記電気光学結晶の表面
から突出した部分にリードをボンディングするようにし
たので、電気光学結晶に何ら悪影響を与えることなく、
リードを簡単にボンディングでき、したがって電気光学
特性および信頼性に優れた光電圧センサを得ることがで
きる。また、この発明の光電圧センサの製造方法によれ
ば、金属箔の端部から突出させてリード部を一体に形成
した電極を、電気光学結晶の表面にリード部が突出する
ように導電性接着剤を介して接着した後、リード部にリ
ードをボンディングするか、あるいは金属箔の端部から
突出させてリード部を一体に形成した電極のリード部に
リードを接続した後、該電極を電気光学結晶の表面にリ
ード部が突出するように導電性接着剤を介してボンディ
ングするようにしたので、電気光学結晶に何ら悪影響を
与えることなく、したがって電気光学特性および信頼性
に優れた光電圧センサを製造することができると共に、
リードボンディング時はリードをリード部に近接して位
置決めすることができるので、位置決めも容易にでき、
したがって簡単に製造することができる。
によれば、電気光学結晶に検出電圧を印加するための電
極を、電気光学結晶の表面に導電性接着剤を介して接着
した金属箔と、この金属箔を接着した電気光学結晶の表
面から突出して金属箔に一体に形成したリード部とをも
って形成して、このリード部の前記電気光学結晶の表面
から突出した部分にリードをボンディングするようにし
たので、電気光学結晶に何ら悪影響を与えることなく、
リードを簡単にボンディングでき、したがって電気光学
特性および信頼性に優れた光電圧センサを得ることがで
きる。また、この発明の光電圧センサの製造方法によれ
ば、金属箔の端部から突出させてリード部を一体に形成
した電極を、電気光学結晶の表面にリード部が突出する
ように導電性接着剤を介して接着した後、リード部にリ
ードをボンディングするか、あるいは金属箔の端部から
突出させてリード部を一体に形成した電極のリード部に
リードを接続した後、該電極を電気光学結晶の表面にリ
ード部が突出するように導電性接着剤を介してボンディ
ングするようにしたので、電気光学結晶に何ら悪影響を
与えることなく、したがって電気光学特性および信頼性
に優れた光電圧センサを製造することができると共に、
リードボンディング時はリードをリード部に近接して位
置決めすることができるので、位置決めも容易にでき、
したがって簡単に製造することができる。
【図1】この発明の一実施例を示す図である。
【図2】図1に示す電極の拡大図である。
【図3】電極の他の例の構成を示す図である。
1 送信器 2 偏光子 3 電気光学結晶 4 位相差板 5 検光子 6 受信器 7a,7b 導電性接着剤 8a,8b 電極 9a,9b リード 10 検出電圧 11a,11b 金属箔 12a,12b リード部
Claims (3)
- 【請求項1】 電気光学結晶にその結晶中を透過する光
の方向とほぼ直交する方向に検出電圧を印加し、該電気
光学結晶を透過する光の偏光状態の変化に基づいて前記
検出電圧を検知するようにした光電圧センサにおいて、
前記電気光学結晶に検出電圧を印加するための電極を、
前記電気光学結晶の表面に導電性接着剤を介して接着し
た金属箔と、この金属箔を接着した前記電気光学結晶の
表面から突出して前記金属箔に一体に形成したリード部
とをもって形成し、このリード部の前記電気光学結晶の
表面から突出した部分にリードをボンディングして前記
検出電圧を印加するよう構成したことを特徴とする光電
圧センサ。 - 【請求項2】 電気光学結晶にその結晶中を透過する光
の方向とほぼ直交する方向に検出電圧を印加し、該電気
光学結晶を透過する光の偏光状態の変化に基づいて前記
検出電圧を検知する光電圧センサを製造するにあたり、
金属箔の端部から突出させてリード部を一体に形成した
電極を、電気光学結晶の光を透過する方向とほぼ直交す
る表面に、該表面から前記リード部が突出するように導
電性接着剤を介して接着した後、前記リード部の前記電
気光学結晶の表面から突出した部分にリードを接続する
ことを特徴とする光電圧センサの製造方法。 - 【請求項3】 電気光学結晶にその結晶中を透過する光
の方向とほぼ直交する方向に検出電圧を印加し、該電気
光学結晶を透過する光の偏光状態の変化に基づいて前記
検出電圧を検知する光電圧センサを製造するにあたり、
金属箔の端部から突出させてリード部を一体に形成した
電極の前記リード部にリードを接続した後、該電極を電
気光学結晶の光を透過する方向とほぼ直交する表面に、
該表面から前記リード部が突出するように導電性接着剤
を介して接着することを特徴とする光電圧センサの製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3069527A JPH079440B2 (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 光電圧センサ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3069527A JPH079440B2 (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 光電圧センサ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04282462A JPH04282462A (ja) | 1992-10-07 |
| JPH079440B2 true JPH079440B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=13405288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3069527A Expired - Fee Related JPH079440B2 (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 光電圧センサ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH079440B2 (ja) |
-
1991
- 1991-03-11 JP JP3069527A patent/JPH079440B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04282462A (ja) | 1992-10-07 |
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