KR100253016B1 - 압전 트랜스포머 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

압전 트랜스포머는 압전판, 한쌍의 제 1 입력 전극, 한쌍의 출력 전극 및 상기 압전판의 종 방향으로 압전판 상에 연속적으로 배열된 제 2 쌍의 입력 전극을 갖는다. 슬릿개구을 가지며 상기 한쌍의 출력 전극이 밑에 놓이는 한쌍의 절연막은 상기 출력 전극의 슬릿부가 상기 압전판과 직접 접촉하여 배치되어 상기 압전판상에 형성된다. 상기 압전 트랜스포머의 콤팩트하고 신뢰성있는 특성이 달성될 수 있다.

Description

압전 트랜스포머 및 그 제조 방법 {PIEZOELECTRIC TRANSFORMER AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}
본 발명은 압전 세라믹으로 만들어진 연장판 (elongate plate) 의 표면 상에 형성된 입력 및 출력 전극을 구비한 압전 트랜스포머에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 압전 트랜스포머를 제조하는 방법에 관한 것이다.
압전 트랜스포머는 최근에 권선형 트랜스포머 대신에 복사기 또는 액정 디스플레이에서 고전압 전원으로서 사용하기 위해 제안되고 있다. 종래의 압전 트랜스포머의 예는 JP-A-7(1995)-193293에 개시되어 있다. 도 1a는 압전 재료의 기계적 공진의 제 3 계인 종 진동을 이용하는 스텝-업형 (step-up type)인 제시된 압전 변환기를 도시하고 있다. 압전 세라믹의 연장판 (11) 은 세개의 균일한 부분으로 나뉘어지는데, 그 양 종단부는 (입력) 부분을 구동시키는 역할을 하고, 그 중앙부는 발생기 (출력) 부로서의 작용을 한다. 도면에서 좌측에 도시된, 세라믹 (11) 의 제 1 입력부의 상부 및 바닥면 위에는, 그들 사이에 배치된 제 1 입력부에 AC 전압을 인가하기 위한 한쌍의 제 1 입력 전극 (12A 및 12B) 이 제공된다. 유사한 방법으로, 제 2 쌍의 입력 전극 (13A 및 13B) 은 세라믹판 (11) 의 제 2 입력부의 상부 및 바닥면 상에 제공된다. 세라믹판 (11) 의 제 1 및 제 2 입력부는 화살표로 도시된 바와 같이 그 두께 방향으로 분극 처리에 의해 분극된다.
공통으로 접속된 한쌍의 출력 전극 (14A 및 14B)은 세라믹 (11)의 중앙 출력부의 상부 및 바닥면 상에 제공되는데, 이들 각각은 출력부의 중심에서 횡방향으로 세라믹판 (11) 양단으로 연장하는 좁은 스트립 형태를 갖는다. 한쌍의 출력 전극(14A 및 14B) 에 의해 사이에 끼워진 출력부의 중심부의 양측 위에 놓인 출력부의 두 부분은 대향면으로 분극 처리에 의해 분극되며, 세라믹판 (11) 의 중심으로 향해진 우 및 좌 화살표로 가리켜져 있다.
입력 및 출력 단자 (16A, 16B, 17A 및 17B)의 각각과 전극 (12A, 12B, 13A, 13B, 14A 및 14B) 의 각각 사이의 접속은, 종 방향으로 세라믹판 (11) 에서의 기계적 공진을 도시하는 도 1b에 도시된 바와 같이, 접속점 (P12A, P12B, P13A, P13B, P14A 및 P14B) 의 각각이 세라믹판 (11) 의 기계적 공진의 종 제 3 계 모드의 노드중 하나에 대응하도록 이루어져 있다.
상술된 바와 같이 압전 트랜스포머의 동작에서, 압전 트랜스포머 (11) 의 종 제 3 계 모드에서의 기계적 공진 주파수에 대응하는 주파수의 AC 전압 ein은 출력 단자 (17A 및 17B) 사이에 나타나는 스텝-업된 전압 eout을 달성하도록 외부 단자(16A 및 16B) 사이에 인가된다. 동작에서, 수학식
L=(3/2)λ
가 성립된다. 여기서, λ 는 입력 AC 전압의 파장이고, L 은 세라믹판의 길이이다.
압전판 (11) 의 각 전극과 입력 및 출력 단자의 접속과 압전판의 기계적 지지가 진동 노드에서 이루어져 있기 때문에, 바람직한 진동-흡수 및 충격-흡수 능력 및 신뢰성있는 접속이 달성될 수 있다. 상기 예에서, 만일 입력 단자와 출력 단자에 대한 접속이 전체적으로 교환되면 스텝-다운 기능이 달성될 수 있다.
상술된 바와 같이 압전 트랜스포머에서, 출력 전극 (14A 및 14B) 은 트랜스포머에서 충분한 출력 특성을 달성하기 위해, 세라믹판 (11) 의 종 방향에 도시된 바와 같이, 출력 전극 (12A, 12B, 13A 및 13B) 의 길이와 비교하여 보다 작은 길이를 갖는다. 즉, 보다 높은 변압 비율이 보다 긴 출력부의 길이와 작은 두께의 세라믹 기판을 요구한다는 점에 비추어, 만일 출력 전극 (14A 및 14B) 의 길이가 세라믹판의 종 방향에서 보다 긴 길이를 갖는다면, 출력부의 유효 길이는 변압 비율을 감소시키기 위해 보다 긴 출력 전극의 길이에 대응하여 작아질 것이다. 보다 긴 출력 전극의 길이는 또한 변압 비율을 더욱 감소시키기 위해 그들 사이에 보다 큰 캐패시턴스를 포함한다. 간단히 말하면, 출력 전극은 패키징을 위한 구조에서 특히, 이하에 서술되는 바와 같이 외부 단자와 압전판상에 형성된 전극 간의 접속을 위한 구조에서, 분극의 과정에서 몇 가지 문제를 일으키는 보다 큰 변압 비율을 달성하도록 보다 작은 길이를 가져야 한다.
PZT (납 티탄산 지르콘 산염 : PbZrTiO3) 의 압전, 예를 들면, 압전 트랜스포머에 사용되는 전형적인 압전 세라믹은, 일반적으로 150℃ 내지 200℃의 온도에서 절연 오일욕에 침전시키면서 압전판 (11) 에 예를 들면, 1 내지 20 kV/㎜ 높은 DC 전계를 인가함으로서 수행된다. 이 단계에서, 압전판 (11) 상에 형성된 한쌍의 전극은 분극 장비의 단자와 접촉하여 놓인다. 만일 전극과 분극 장비 간의 단자 사이에 불량한 접촉이 발생하면, 충분한 분극이 달성되지 않거나 그렇지 않으면, 압전 트랜스포머의 불량한 수율을 초래할, 분극 동안 압전판 (11) 에 균열이 발생된다.
더우기, 압전판의 분극은 일반적으로 그 자체의판의 변형에 의해 달성되어, 변환기로서의 기능을 하는 전극 주변의 압전판에서 큰 응력을 발생하게 된다. 큰 응력은 전극 주변의 압전판의 기계적 강도를 낮추어, 후속하는 패키징 공정 또는 내구성 시험 동안 판에 균열을 유발한다.
또한, 진공으로 인한 접속에 있어서의 신뢰성의 저하가 각각의 진동 노드에서 전극과 외부 단자를 접속하고 진동 노드에서 압전판을 지지함으로써 어느 정도 향상되더라도, 출력 전극 (14A 및 14B) 자체의 보다 작은 길이는 불량한 분극 또는 보다 작은 출력 전극으로 인한 압전판에서의 균열의 발생으로 인한 보다 낮은 변형 비율 및 보다 낮은 전력 효율에 관계된다.
도 1 에 도시된 압전 트랜스포머를 패키지하는 한 방법에서, 외부 단자를 위한 리드선은 본딩, 솔더링 또는 접착에 의해 각각의 전극에 고정된다. 리드선이 고정되어 있는 전극의 작은 길이는 압전 트랜스포머에 대해 비용을 상승시키는 높은 위치정렬 정확도를 갖는 분극 장비의 사용을 필요로 한다.
압전 트랜스포머를 패키지하기 위한 다른 방법에서, 리드 들간에 압전판이 사이에 끼워지도록 그들 사이에서 접촉하는 전극을 유지하는 스프링 기능을 갖는 한쌍의 리드 편이 사용된다. 이와 같은 구조로 인해 리드선을 위한 접속 공정을 생략할 수 있어 제조 단계의 수를 절감한다. 그러나, 만일 전극의 길이가 작으면, 전극에 대해 리드 편을 위치정렬시키는데 높은 정확도가 요구된다. 더우기, 패키징 구조의 설계에서 기계적 진동, 충격 또는 열 변형으로 인한 리드 편의 변위가 고려되어야 한다.
따라서 본 발명의 목적은 외부 단자와 압전판의 전극 간에 신뢰성 있는 접속이 달성될 수 있고 분극 단계 동안 발생된 잔류 응력으로 인한 압전판에서 발생하는 균열의 가능성이 감소될 수 있는 극히 신뢰성 있는 압전 트랜스포머를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상술된 바와 같이 압전 트랜스포머를 제공하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 입력부가 압전판의 두께 방향으로 분극되어 있고 출력부가 종 방향으로 분극되어 있는, 압전판의 종 방향으로 배열된 입력부와 출력부를 갖는 압전판과, 그들 사이에 입력부가 사이에 끼워진 한쌍의 입력 전극과, 그들 사이에 출력부가 사이에 끼워지며, 내부에 슬릿개구을 각각 갖는 한쌍의 절연막과, 상기 절연막 중 대응하는 하나에 형성된 제 1 부분과 상기 슬릿개구을 통해 상기 출력부과 직접 접촉하는 제 2 부분을 각각 갖는 한쌍의 출력 전극을 구비하는 압전 트랜스포머를 제공한다.
본 발명은 각각의 절연막이 내부에 슬릿개구을 갖는, 그들 사이에 출력부를 사이에 끼우기 위해 압전판의 출력부 위에 한쌍의 절연막을 형성하는 단계; 상기 출력부에 인접하여 압전판의 입력부 위에 한쌍의 입력 전극을 형성하는 단계; 상기 절연막 중 대응하는 하나에 형성된 제 1 부분과 상기 슬릿개구을 통해 상기 출력부와 직접 접촉하는 제 2 부분을 각각 갖는 한쌍의 출력 전극을 형성하는 단계; 및 입력 전극과 상기 출력 전극의 적어도 제 2 부분을 사용함으로써 상기 입력부와 출력부를 분극시키는 단계를 구비한 압전 트랜스포머의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 또는 본 발명의 방법에 의해 제조된 압전 트랜스포머에 따르면, 출력 전극에 인접하여 제공된 절연막으로 인해, 출력 전극이 압전판의 표면과 접촉하게 되는 면적을 증가시키지 않고, 스프링 기능을 갖는 리드 편으로서 리드선을 접속시키거나 또는 전극을 보유하는데 유용한 면적을 확대시킬 수 있다.
본 발명에 따른 출력 전극의 구조로 인해, 공정에서의 높은 정확도에 대한 요구가 완화되고, 그 동작 동안 기계적 진동, 충격, 열 변형으로 인한 접속의 불량이 방지되게 되어, 출력 전극과 출력 단자 간에 극히 높은 신뢰성 있는 접속을 달성한다. 특히, 압전판이 한쌍의 리드 편에 의해 보유되는 구조로 두드러진 향상이 달성될 수 있다.
또한, 압전판에서 특히, 분극 처리로 인해 출력 전극 주변에서 발생하는 균열이 출력 전극의 제 1 부분과 압전판 간에 형성된 절연막에 의해 감소될 수 있어, 이는 압전판의 기계적 강도를 강화시키게 된다.
절연막과 출력 전극이 분극 처리 이전에 형성될 때, 분극의 정도에 있어서의 편차가 절연막 위에 놓이며 압전판에서 전계에 영향을 미치는 출력 전극의 양 종단부에 의해 감소될 수 있다. 더우기, 제조 공정 동안 반복되는 고온 열 처리 동안 발생하는 트랜스포머 특성의 저하는 저용융점 재료로서 절연막과 전극을 형성함으로써 감소될 수 있다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 및 특징 및 장점은 첨부하는 도면을 참조하여 다음 설명으로 부터 명확할 것이다.
도 1a 및 도 1b는 종래 기술의 압전 트랜스포머의 기계적 공진 그래프를 각각 도시하는 개략 사시도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 압전 트랜스포머의 개략 사시도.
도 3은 패킹한 후 상기 제 1 실시예에 따른 압전 트랜스포머의 상부 평면도.
도 4a 및 도 4b는 도 3의 A-A 및 B-B선을 따라 절취한 종 단면도 및 단면도를 각각 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 압전 트랜스포머의 사시도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 압전 트랜스포머를 각각 도시하는 상부 평면도 및 종 단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
11 : 압전 세라믹
12A, 12B, 13A, 13B : 입력 전극
15A, 15B, 29A, 28B : 절연막
14A, 14B, 28A, 28B : 출력 전극
20 : 압전 트랜스포머
21A, 21B : 스프링 콘택트
25 : 패키지
26A, 26B : 콘택트층
27A, 27B : 접속층
지금부터, 본 발명은 첨부하는 도면을 참조로 상세히 서술될 것인데, 여기서 유사한 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호로 지칭된다.
도 2를 참조하면, 제 1 실시예에 따른 압전 트랜스포머는 압전 세라믹 (11)의 양 종단부에 배치된 제 1 및 제 2 입력부와 상기 제 1 및 제 2 입력부 사이에 끼워진 중앙 출력부를 구비한 압전 세라믹판 (11), 상기 제 1 입력부를 위해 배치된 한쌍의 제 1 입력 전극 (12A 및 12B), 상기 제 2 입력부를 위해 배치된 한쌍의 제 2 입력 전극 (13A 및 13B), 및 상기 출력부의 중심부에 배치된 한쌍의 출력 전극을 구비한다. 전극의 각 쌍은 압전판 (11) 의 대응하는 부분이 사이에 끼워진다.
한쌍의 절연막 (15A 및 15B) 은 압전판 (11) 의 출력부가 사이에 끼워지도록 형성되는데, 각 쌍의 절연막 (15A 및 15B) 은 그 중심부의 내부에 슬릿개구을 갖는다. 각 쌍의 출력 전극 (14A 및 14B) 은 슬릿개구을 통해 압전판 (11) 의 출력부와 직접 접촉하여 배치된 중심 스트립부와, 상기 스트립부 사이에 끼워지며 상기 절연막 (15A 또는 15B) 에 의해 압전판 (11) 의 출력부로부터 절연된 한쌍의 종단부를 갖는다.
압전판 (11) 에 도시된 화살표는 개략적으로 분극의 방위를 나타내는데, 여기서 입력부는 세라믹판 (11) 의 두께 방향으로 제조 공정 동안 분극 처리에 의해 분극되고, 출력부 부분의 쌍은 상호 대향한 종 방향으로의 분극 처리에 의해 분극되어 있는데, 중심부는 그들 사이에 배치된 한쌍의 출력 전극 (14A 및 14B) 의 스트립부에 의해 사이에 끼워져 있다.
실시예의 샘플 압전 트랜스포머의 실제 제조에서는, PZT 압전 세라믹 (TOKEN CO. LTD.로부터의 NEPEC-8) 으로부터 42㎜ 길이, 10㎜ 폭 및 1㎜ 두께의 직각형 프리즘이 절단되었다. 다음에 절연막 (15A 및 15B) 이 글래스-기초 절연 페이스트의 스크린 인쇄와 후속하는 베이킹에 의해 세라믹판 (11) 의 상부 및 바닥 표면 상에 형성되었다. 입력 전극 (12A, 12B, 13A 및 13B), 및 출력 전극 (14A 및 14B) 도 이와 유사하게 25％ Pd 및 75％ Ag의 합금 분말을 함유한 도전성 페이스트의 스크린 인쇄와 700℃에서의 후속하는 베이킹에 의해 형성되었다. 절연막 (15A 및 15B)의 두께는 10㎛이었고, 전극의 두께는 15㎛이었다. 세라믹판 (11) 의 종 방향으로의 출력 전극 (14A 및 14B) 의 길이는 세라믹판 (11) 과 직접 접촉하였던 중심 스트립부에서는 0.8㎚ 이었고, 절연막 (15A 및 15B) 위로 연장된 측면 종단부 전체에서는 3㎚이었다.
전극이 형성되어 있는 압전판 (11) 은 150℃ 로 유지된 절연 오일 용액에서 침전되면서 분극 처리에 의해 분극되었다. 1.5Kv/㎜ 의 전계가 입력부 분극을 제공하기 위해 두께 방향으로 30 분 동안 입력부에 인가되었고, 1.1Kv/㎜ 의 전계가 출력부에 분극을 제공하기 위해 종 방향으로 30 분 동안 출력부에 인가되었으며, 이들 모두는 이전 단계에서 형성된 전극을 사용하였다. 그후, 입력 단자 (6A 및 6B) 와 출력 단자 (7A 및 7B) 를 위한 0.12㎜ 직경의 리드선이 세라믹판 (11) 의 기계적 공진의 제 3 계 모드에서 종 진동으로의 각 노드에서 전극에 솔더되었다.
상술된 바와 같은 단계로서 제조된 압전 트랜스포머의 30 샘플의 경우, 압전 트랜스포머는, 압전판 (11) 에서의 균열을 검출하고 배선을 위한 접속을 검사하기 위해, 분극 및 그 배선 단계 동안, 스테리오스코픽 현미경을 통해 출력부의 주변에서 관찰되었는데, 이는 어떠한 불량도 관측되지 않았다.
상술된 바와 같이 샘플은 100㏀ 의 저항과 냉각 음극선관을 시뮬레이트하였던 상호 병렬로 접속된 15㎊ 의 캐패시터를 갖는 더미 로드에 전력을 공급하도록 동작이 시험되었다. 약 114㎑ 인, 30 볼트의 일정한 전압과 압전 트랜스포머의 공진 주파수를 갖는 사인파가 출력 특성을 관찰하기 위해 입력 단자 (16A 및 16B) 사이에 인가되었다. 10 샘플에 대한 평균으로서, 2.1 와트의 출력, 94％ 의 전력 효율 및 18 배의 변압 비율이 달성되었다.
진동 흡수 및 충격 흡수 능력을 평가하기 위해, 도 2 의 압전 트랜스포머의 샘플이 패키지에 수용되었다. 패키지된 압전 트랜스포머의 상부 평면도를 도시하는 도 3 과 그 단면도를 도시하는 도 4b를 참조하면, 압전 트랜스포머 패키지는 스프링 콘택트 (리드편)(21A 및 22A) 와, 수평 방향으로 패키지(25)의 내벽을 따라 연장하는 돌출부 (24A 및 25A) 간의 출력 스프링 콘택트 (23A) 에 의해 현가된 압전 트랜스포머 (20) 를 구비하였다. 입력 및 출력 스프링 콘택트 (21A, 22A 및 23A) 는 입력 및 출력 단자를 형성하기 위해 절연 벽 (24) 을 통해 패키지 (25) 외부로 연장되었다. 압전 트랜스포머 (20) 와 돌출부 (25A) 간의 갭은 종 및 횡 방향의 평균으로 양쪽 공간 전체에서 0.3㎜ 이었고, 세라믹판 (11) 의 두께 방향으로 패키지 (25) 내벽과 스프링 콘택트 간의 평균 갭은 0.2㎜ 이었다. 입력 및 출력 스프링 콘택트의 팁의 폭은 약 0.5㎜ 이었고, 콘택트 압력은 포인트 당 약 30 그램이었다.
상술된 바와 같이 패키지화된 압전 트랜스포머의 20 샘플은 기계적 진동 시험과 충격 시험되었고, 그후, 출력 특성이 평가되었다. 실질적으로 20 샘플에서 어떠한 불량도 관찰되지 않았다. 진동 시험에서, 각 샘플에 대해 3 차원으로 중력 가속도 (Gs) 를 인가하기 위해 각 사이클에서 잠시동안 15 내지 1㎑ 여기의 스이프 드라이브가 10 사이클 동안 반복되었다. 충격 시험에서, 10 사이클 동안 XYZ의 3차원으로 100Gs 의 인가가 반복되었다.
비교를 위해, 도 1에 도시된 종래의 압전 트랜스포머의 샘플이 유사한 방법으로 시험되었다. 1 개의 균열과 2 개의 리드선의 부정확한 위치정렬을 포함한 30 샘플중 3 개의 불량이 관찰되었다. 냉각 음극선관을 시뮬레이트하는 더미 부하가 종래의 압전 트랜스포머의 출력에 접속되어 있는 시험에서, 2.1 와트의 출력, 97％의 전력 효율, 및 20 배의 변압 비율이 종래의 압전 트랜스포머의 10 샘플에 대해 평균으로 달성되었다. 도 3 과 유사하게 패키지된 종래의 압전 트랜스포머의 20 샘플중에서, 5 개의 부정확한 위치정렬과 1개의 기계적 손상을 포함한 6 샘플의 여기된 전기 고장이 관찰되었다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 압전 트랜스포머는 제 1 실시예와 유사하게 압전판 (11) 의 각 상부와 바닥면 상에 절연막(15A 및 15B)과, 압전판 (11) 의 출력부가 사이에 끼워진 한쌍의 출력 전극을 구비한다. 각각의 출력 전극은 압전판 (11) 의 출력부와 직접 접촉하는 콘택트층 (26A 또는 26B), 및 상기 콘택트층(26A 또는 26B) 과 상기 절연막 (15A 또는 15B) 의 위에 놓이는 접속층(27A 또는 27B)을 구비한다. 각각의 절연막 (15A 및 15B) 은 콘택트층 (26A 또는 26B) 을 수용하기 위한 슬릿개구을 갖는다.
도 5의 압전 트랜스포머의 제조에서, 절연막 (15A 및 15B) 은 먼저 압전판 (11) 의 상부 및 바닥면 상에 형성되었고 다음에 입력 전극 (12A, 12B, 13A 및 13B) 의 패턴과, 절연막 (15A 및 15B) 의 슬릿개구를 뭍는 출력 전극의 콘택트층(26A 및 26B) 을 형성하기 위해 Ag 분말을 함유한 도전성 페이스트의 스크린 인쇄가 뒤를 이었다. 상기 페이스트는 150℃ 의 온도에서 한 시간 동안 베이크되었다. 다음에, 제 1 실시예와 유사하게 분극 처리가 수행된 다음, 150℃의 온도에서 한 시간 동안 유사한 도전성 페이스트 및 후속하는 베이킹으로써 콘택트층 (26A 및 26B) 과 절연막 (15A 및 15B) 상에 접속층 (27A 및 27B) 이 형성되었다. 또한, 리드선이 입력 전극과 출력 전극의 접속층 (27A 및 27B) 에 접속되었다.
제 2 실시예의 30 샘플은 그 특성을 평가하기 위해 제조되었다. 샘플의 완관상 어떠한 불량도 실질적으로 관찰되지 않았다. 냉각 음극선관을 시뮬레이트하는 더미 부하가 압전 트랜스포머의 출력에 접속되어 있는 시험에서, 2.1 와트의 출력, 97％ 의 전력 효율, 및 20 배의 변압 비율이 5 샘플에 대해 평균적으로 달성되었다. 패키지에 수용된 20 샘플의 경우, 진동 시험과 충격 시험이 수행되었고 샘플에서 어떠한 불량도 관찰되지 않았다.
입력 전극 (12A, 12B, 13A 및 13B) 과 콘택트층 (26A 및 26B) 이 형성된 후 절연막을 형성하기 전에 분극의 단계가 수행된 제 2 실시예의 변형에서, 분극 다음에는 절연막 (15A 및 15B) 을 형성하였고 다음에 출력 전극의 접속층 (27A 및 27B)을 형성하였다. 이와 같이 제조된 10 샘플이 시험되었고, 불량없이 유사한 결과를 나타내었다.
제 2 실시예의 다른 변형에서, 단계의 순서가 바뀌었는데, 여기서 입력 전극(12A, 12B, 13A 및 13B) 과 콘택트층 (26A 및 26B) 를 형성하는 단계와, 저용융점 글래스 수지로부터 절연막 (15A 및 15B) 를 형성하는 단계와, 압전판을 분극시키는 단계와, 출력 전극의 접속층 (27A 및 27B) 를 형성하는 단계는 연속적으로 수행되었다. 이와 같이 제조된 10 샘플은 어떠한 불량도 없이 유사한 결과를 나타내었다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 압전 트랜스포머의 각각 상부 평면도와 종 단면도를 도시하는 도 6a 와 도 6b 를 참조하면, 압전 트랜스포머는 출력 전극과 절연막의, 패턴을 제외하고 제 1 실시예와 유사하다. 특히, 각각의 출력 전극 (28A 및 28B) 은 3㎜ 직경을 가지며 절연막 (29A 및 29B) 상에 형성된 환형 중심부와, 0.8㎜ 의 폭을 가지며 압전판 (11) 의 횡 방향에서 환형부로부터 연장하는 한쌍의 스트립부를 갖는다.
도 6a 및 6 b의 압전 트랜스포머의 30 샘플은 샘플에서 어떠한 불량도 나타내지 않았던 신뢰성 시험을 위해 제조되었다. 냉각 음극선관을 시뮬레이트하는 더미 부하가 트랜스포머의 출력에 접속되었던 시험에서, 2.1 와트의 출력, 97％ 의 전력 효율, 및 20 배의 변압 비율이 5 샘플에 대핸 평균으로 달성되었다. 패키지에 수용된 20 샘플의 경우, 진동 시험과 충격 시험이 수행되었고 샘플에서 어떠한 불량도 관찰되지 않았다.
따라서, 본 발명에 따른 압전 트랜스포머는 외부 단자와 압전판의 전극 간에 신뢰성 있는 접속을 달성할 수 있고 분극 단계 동안 발생된 잔류 응력으로 인해 압전판에서 발생하는 균열의 가능성을 감소시킬 수 있는 극히 신뢰성 있는 압전 트랜스포머를 제공하는 작용효과가 있다.
비록 상술된 제 1 내지 제 3 실시예에서, 본 발명은 도 1에 도시된 종류의 종래의 압전 트랜스포머에 적용되었다. 그러나, 본 발명은 상술된 압전 트랜스포머에 한정되어 있지 않고, 유사한 장점을 갖는 스텝-업 또는 스텝-다운 트랜스포머에 무관하게 압전판의 표면 상에 전극을 갖는 임의 종류의 압전 트랜스포머에도 적용할 수 있다. 본 발명은 또한 모두 기술분야에 공지된, 단일 입력부와 단일 출력부를 갖는 압전 트랜스포머 또는 복수의 입력부와 복수의 출력부를 갖는 압전 트랜스포머에도 적용할 수 있다.
상기 실시예가 단지 예로서 서술되었기 때문에, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 영역으로부터 일탈하지 않고 기술분야의 숙련자에게는 다양한 변형과 수정이 가능하다는 것이 명확하다.

Claims (9)

  1. 압전판으로서, 종방향으로 배열된 입력부와 출력부를 가지며, 입력부가 압전판의 두께 방향으로 분극되어 있고, 출력부가 상기 종방향으로 분극되어 있는 압전판,
    상기 입력부가 사이에 끼워지는 한쌍의 입력 전극,
    상기 출력부가 사이에 끼워지며 슬릿개구를 각각 갖는 한쌍의 절연막, 및
    상기 절연막중 대응하는 하나상에 형성된 제 1 부분과 상기 슬릿개구를 통해 상기 출력부와 직접 접촉하는 제 2 부분을 각각 갖는 한쌍의 출력 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 압전 트랜스포머.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 부분과 제 2 부분은 하나의 층으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 트랜스포머.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 부분과 제 2 부분은 개별적인 층으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 트랜스포머.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 압전 트랜스포머를 수용하기 위한 패키지, 각각이 상기 한쌍의 입력 전극중 대응하는 하나와 직접 접촉하여 배치된 한쌍의 제 1 콘택트, 및 각각이 상기 한쌍의 출력 전극중 대응하는 하나와 직접 접촉하여 배치된 한쌍의 제 2 콘택트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 압전 트랜스포머.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 콘택트의 쌍들은 스프링 기능을 가지며 상기 압전 트랜스포머를 지지하는 것을 특징으로 하는 압전 트랜스포머.
  6. 각각의 절연막에 슬릿개구를 가지며 압전판의 출력부 위에 상기 출력부를 사이에 끼워넣기 위한 한쌍의 절연막을 형성하는 단계, 상기 출력부에 인접한 상기 압전판의 입력부 위에 한쌍의 입력 전극을 형성하는 단계, 상기 절연막 중 대응하는 하나상에 형성된 제 1 부분과 상기 슬릿개구을 통해 상기 출력부와 직접 접촉하는 제 2 부분을 각각 갖는 한쌍의 출력 전극을 형성하는 단계, 및 상기 입력 전극과 상기 출력 전극의 적어도 상기 제 2 부분을 사용함으로써 상기 입력부와 출력부를 분극시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 트랜스포머 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 분극 단계는 상기 제 2 부분의 형성 단계와 상기 제 1 부분의 형성 단계 사이에 실행되는 것을 특징으로 하는 압전 트랜스포머 제조 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 분극 단계는 상기 한쌍의 출력 전극의 형성 단계 후에 실행되는 것을 특징으로 하는 압전 트랜스포머 제조 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 분극 단계는 상기 한쌍의 절연막의 형성 단계 이전에 실행되는 것을 특징으로 하는 압전 트랜스포머 제조 방법.
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