KR100267566B1 - 압전변압기의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적층된 압전체 그린시트에 형성된 내부전극의 패턴을 변경하고, 홀수층 또는 짝수층과 외부전극과의 전기적 연결을 위해 홀을 형성시켜 종래 외부단자의 기능을 갖게 함으로써 제조공정상의 편리함과 동시에 완성된 압전발진기가 회로기판에 안정적으로 고정될 수 있는 압전변압기의 제조방법(The manufacturing method of piezo-transformer)에 관한 것으로서,

사각판 형태를 갖는 압전체 그린시트의 양쪽에 펀칭(punching)하여 2개의 홀(hole)을 형성한 후 하나의 홀은 포함하고 다른 하나의 홀은 포함하지 않는 패턴을 갖도록 구동부에 내부전극을 형성하되, 짝수층 끼리 또는 홀수층 끼리는 서로 동일한 패턴을 갖고 상기 짝수층 및 홀수층은 서로 상이한 패턴을 갖도록 형성시키는 제1 과정과; 상기의 제1 과정에 의해 형성된 압전체 그린시트를 필요한 층수에 맞게 적층하여 소성시키는 제2 과정과; 상기 제2 과정의 결과물 상면 및 하면에 외부전극을 형성하되, 홀의 내벽에 외부전극 물질이 도포되도록 하여 상기 상면의 외부전극은 짝수층의 내부전극과 연결되고, 상기 하면의 외부전극은 홀수층의 내부전극과 연결되도록 형성하는 제3 과정과; 상기 발진부에서 구동부와 인접하지 않는 종단면에 외부단자를 형성하고 소성을 수행하는 제4 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

압전변압기의 제조방법

본 발명은 압전변압기의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 압전체 그린시트에 홀을 형성시켜 내부전극 인쇄시 각각의 내부전극을 서로 연결하는 외부단자를 형성시킬 수 있는 압전변압기의 제조방법에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술의 따른 압전변압기의 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 종래 기술에 의한 압전변압기에서 내부전극을 나타내는 도면이고, 도 3은 종래 기술에 의한 압전변압기에서 외부전극을 나타내는 도면이다.

각각의 도면을 참조하면, 압전변압기는 다수의 압전체 그린시트(101)가 적층되어 이루어지는데, 기능적으로 구동부(110) 및 발진부(120)로 나누어지고, 내부전극(102) 및 외부전극(103), 상기 내부전극(102)과 외부전극(103)을 연결하기 위한 제1,2,3 외부단자(104,105,121)을 포함한다.

상기 구동부(110)는 압전체 그린시트(101)에 내부전극(102)이 도포된 부분이며, 각 내부전극(102)은 짝수층과 홀수층이 구분되어 전기적 연결을 할 수 있는 접촉부위가 상기 압전체 그린시트(101)의 모서리를 통해 외부로 나타난다. 따라서 상기 압전체 그린시트(101)의 모서리 양단에 제1,2 외부단자(104,105)를 형성시켜 상기 짝수층과 홀수층의 내부전극(102)을 서로 다른 외부전극(103)과 연결시킴으로써 각 층별 전원인가가 이루어지도록 한다. 예를 들어 상기 압전체 그린시트(101)의 상면에 형성된 외부전극(103)은 짝수층의 내부전극(102)과 연결되고, 상기 압전체 그린시트(101)의 하면에 형성된 외부전극(103)은 홀수층의 내부전극(102)과 연결될 수 있다.

상기 발진부(120)는 내부전극(102)이 도포되지 않은 부분으로써, 상기 구동부(110)의 제1,2 외부단자(104,105)가 형성된 면의 반대면에는 상기 압전체 그린시트(101)의 모서리를 전기적으로 연결하기 위한 제3 외부단자(121)를 포함한다.

이하, 종래 기술에 따른 압전변압기의 제조 공정을 설명한다.

먼저, 육면체의 압전체 그린시트(101) 상에 내부전극(102)을 인쇄하되, 필요한 층수만큼 적층시킨다. 이때, 각 층의 내부전극(102)은 짝수층과 홀수층으로 구분되어 동일한 패턴으로 형성되고, 외부로 노출되는 위치도 동일하게 된다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 압전체 그린시트(101)의 일면의 좌측과 우측에 짝수층과 홀수층이 교대로 노출되어 전기적으로 연결되도록 패턴이 형성된다.

그후, 상기와 같은 공정에 의해 형성된 압전변압기 소체를 소결한 후, 상기 압전변압기 소체의 상면과 하면에 전원인가를 위한 외부전극(103)을 형성시켜 1차 건조를 수행한다.

그후, 내부전극(101)의 홀수층은 홀수층끼리, 짝수층은 짝수층끼리 전기적으로 연결될 수 있도록 좌우측 모서리에 제1,2 외부단자(104,105)를 디핑(dipping) 방법으로 형성시켜 2차 건조를 수행한다.

그후, 발진부(120)의 끝부분에 제3 외부단자(121)를 디핑(dipping) 방법으로 형성시키고 3차 건조를 수행한 후 약 800℃의 온도로 소성을 수행하여 완성한다.

결국, 상기와 같은 공정에 의해 제조된 종래 기술의 압전변압기는 내부전극(102)과 외부전극(103)은 전혀 접촉되지 않고, 모든 층에 내부전극(102)이 형성되어 각 층별로 교대로 제1,2 외부단자(104,105)와 접촉이 나타나고, 상기 제1,2 외부단자(104,105)는 서로 접촉하지 않는다.

그러나, 상기에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 압전변압기의 제조방법은 외부단자의 형성시 디핑(dipping) 방법을 사용하기 때문에 디핑 과정에서 외부단자물질이 소량 도포되면 내부전극과 외부단자 사이 또는 외부전극과 외부단자 사이에 접촉 불량이 일어나고, 과다 도포되면 외부단자끼리 서로 전기적으로 연결되는 문제점이 있다.

또한, 건조공정이 반복되고 외부단자를 모서리에 형성시켜야 하기 때문에 공정이 복잡해지고, 공정 자동화의 구현이 어렵게 되는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 적층된 압전체 그린시트에 형성된 내부전극의 패턴을 변경하고, 홀수층 또는 짝수층과 외부전극과의 전기적 연결을 위해 홀을 형성시켜 종래 외부단자의 기능을 갖게 함으로써 제조공정상의 편리함과 동시에 완성된 압전발진기가 회로기판에 안정적으로 고정될 수 있는 압전변압기의 제조방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 압전변압기의 외형을 나타내는 도면,

도 2는 종래 기술에 의한 압전변압기에서 내부전극을 나타내는 도면,

도 3은 종래 기술에 의한 압전변압기에서 외부전극을 나타내는 도면,

도 4는 본 발명에 의한 압전변압기의 외형을 나타내는 도면,

도 5는 본 발명에 의한 압전변압기에서 내부전극을 나타내는 도면,

도 6은 본 발명에 의한 압전변압기에서 외부전극을 나타내는 도면,

도 7은 본 발명에서 각 내부전극의 연결상태를 나타내는 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

201 : 압전체 그린시트 202 : 내부전극

203 : 외부전극 204 : 홀

221 : 외부단자

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 구동부와 발진부로 이루어지되, 내부전극이 도포된 다수의 압전체 그린시트를 적층하는 공정과, 상기 짝수층 또는 홀수층의 내부전극을 구분하여 연결되는 외부전극을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 압전변압기의 제조방법에 있어서,

사각판 형태를 갖는 압전체 그린시트의 양쪽에 펀칭(punching)하여 2개의 홀(hole)을 형성한 후 하나의 홀은 포함하고 다른 하나의 홀은 포함하지 않는 패턴을 갖도록 구동부에 내부전극을 형성하되, 짝수층 끼리 또는 홀수층 끼리는 서로 동일한 패턴을 갖고 상기 짝수층 및 홀수층은 서로 상이한 패턴을 갖도록 형성시키는 제1 과정과; 상기의 제1 과정에 의해 형성된 압전체 그린시트를 필요한 층수에 맞게 적층하여 소성시키는 제2 과정과; 상기 제2 과정의 결과물 상면 및 하면에 외부전극을 형성하되, 홀의 내벽에 외부전극 물질이 도포되도록 하여 상기 상면의 외부전극은 짝수층의 내부전극과 연결되고, 상기 하면의 외부전극은 홀수층의 내부전극과 연결되도록 형성하는 제3 과정과; 상기 발진부에서 구동부와 인접하지 않는 종단면에 외부단자를 형성하고 소성을 수행하는 제4 과정을 포함하여 이루어지는 압전변압기의 제조방법을 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 의한 압전변압기의 외형을 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명에 의한 압전변압기에서 내부전극을 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명에 의한 압전변압기에서 외부전극을 나타내는 도면이다.

각 도면은 참조하여 본 발명의 압전변압기의 제조방법을 설명하면, 먼저 사각판 형태를 갖는 압전체 그린시트(201)의 양쪽에 펀칭(punching)하여 2개의 홀(hole)(204)을 형성한 후 내부전극(202)을 형성한다. 이때, 상기 내부전극(202)은 하나의 홀은 포함하고 다른 하나의 홀은 포함하지 않는 패턴을 갖도록 구동부에 형성하되, 짝수층 끼리 또는 홀수층 끼리는 서로 동일한 패턴을 갖고 상기 짝수층 및 홀수층은 서로 상이한 패턴을 갖도록 형성시킨다. 더욱 상세히 설명하면, 상기 내부전극(202)은 방형(方形)으로 도포되는데 특정 홀(204)의 주변에는 반원형으로 도포되지 않은 부위를 갖는다. 그후, 상기 압전체 그린시트(201)를 필요한 층수에 맞게 적층한다.

그후, 상기 결과물 상면 및 하면에 외부전극(203)을 형성하되, 상기 홀(204)의 내벽에 외부전극 물질이 도포되도록 하여 상기 상면의 외부전극은 짝수층의 내부전극과 연결되고, 상기 하면의 외부전극은 홀수층의 내부전극과 연결되도록 형성한다. 이때, 상기 도포시 진공장치를 이용하여 상기 홀(204)을 통하여 외부전극 물질을 흡입시킴으로써 상기 홀(204)의 내벽에 외부전극 물질이 도포되도록 한 후 1차 건조를 수행한다.

그후, 상기 발진부에서 구동부와 인접하지 않는 종단면에 외부단자(221)를 형성하고 2차 건조를 수행한 후 800℃에서 소성시켜 압전변압기를 완성한다.

결국, 본 발명에 의한 압전변압기는 도 7에 도시된 바와 같이 내부전극(202)과 외부전극(203)은 접촉되지 않았고, 각 층별로 교대로 내부전극(202)이 홀(204)의 내부에 도포된 전극물질에 접촉되어 있고, 내부전극(202)과 홀(204)의 내부에 도포된 전극물질이 각 층별로 교대로 나타난다. 이때, 내부전극(202)은 각 층별로 적층되어 있고, 내부전극들(202)이 각 층별 교대로 홀(204)의 내부에 도포된 전극물질과 접촉되어 적층되어 있기 때문에 종래 외부전극이 담당했던 기능과 동일한 기능을 할 수 있다.

상기 본 발명에 따라 형성된 홀은 종래 외부전극의 기능 뿐만 아니라 압전변압기를 회로기판에 설치할때 핀만 설치하면 용이하게 압전변압기를 위치시킬 뿐만 아니라 동작중에 진동을 하는 압전변압기를 고정시킬 수 있게 된다.

상기와 같은 공정으로 이루어진 본 발명에 따른 압전변압기 제조방법은 종래 3차례에 걸쳐 행해지던 건조공정을 2차례로 줄여 생산성을 높일 수 있으며, 생산단가가 낮아지는 경제적인 효과가 있다.

또한, 상기 홀에 전극물질이 도포됨에 따라 내부전극와 접촉불량이 일어날 염려가 없어 제품의 안정성이 좋아지고, 홀을 구비한 압전변압기를 핀에 꽂아 장착함으로 어떠한 진동에도 견딜 수 있고 노드(NODE)로 작용할 수 있는 안정적인 제품을 만들 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 구동부와 발진부로 이루어지되, 내부전극이 도포된 다수의 압전체 그린시트를 적층하는 공정과, 상기 짝수층 또는 홀수층의 내부전극을 구분하여 연결되는 외부전극을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 압전변압기의 제조방법에 있어서,

   사각판 형태를 갖는 압전체 그린시트의 양쪽에 펀칭(punching)하여 2개의 홀(hole)을 형성한 후 하나의 홀은 포함하고 다른 하나의 홀은 포함하지 않는 패턴을 갖도록 구동부에 내부전극을 형성하되, 짝수층 끼리 또는 홀수층 끼리는 서로 동일한 패턴을 갖고 상기 짝수층 및 홀수층은 서로 상이한 패턴을 갖도록 형성시키는 제1 과정과,

   상기의 제1 과정에 의해 형성된 압전체 그린시트를 필요한 층수에 맞게 적층하여 소성시키는 제2 과정과,

   상기 제2 과정의 결과물 상면 및 하면에 외부전극을 형성하되, 홀의 내벽에 외부전극 물질이 도포되도록 하여 상기 상면의 외부전극은 짝수층의 내부전극과 연결되고, 상기 하면의 외부전극은 홀수층의 내부전극과 연결되도록 형성하는 제3 과정과,

   상기 발진부에서 구동부와 인접하지 않는 종단면에 외부단자를 형성하고 소성을 수행하는 제4 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압전변압기의 제조방법.

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