KR100289604B1 - Piezoelectric/electrostrictive actuator and method for fabricating the same - Google Patents

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진동판과; (진동판상부에 결합된 하부전극과;) 100-500℃의 저온에서 비폭발성 산화-환원 연소반응에 의하여 제조되며 입자크기가 1㎛ 이하이고, 납(Pb), 티타늄(Ti)을 기본 구성원소로 하는 초미세 세라믹산화물분말과, 물 또는 유기용매를 베이스로 하여 제조한 상기 초미세 세라믹분말과 동일 또는 유사성분의 세라믹졸용액을 혼합한 세라믹페이스트를 이용하여 상기 금속진동판위에 성형한 압전/전왜막과; 상기 압전/전왜막의 상부에 결합된 상부전극을 포함하여 구성된 압전/전왜 액츄에이터에 관한 것으로, 접착공정과 슬라이싱공정없이 진동판위에 직접 압전체박막이나 후막을 성형하여 압전/전왜 액츄에이터를 구성함으로써 제작공정을 단순화시켜 접착공정을 갖는 방식에 비하여 품질과 생산성이 대폭적으로 개선되고, 압전체를 훨씬 낮은 온도에서 성형하므로 진동판재질을 선정할 수 있는 폭이 넓어질 뿐만 아니라 진동판의 변형이나 변질이 최소화됨으로써 생산수율을 높일 수 있으며, 압전체 성형시 패터닝을 부여함으로써 필요한 수량만큼의 압전/전왜 액츄에이터를 동시에 구성할 수 있는 효과가 있다.A diaphragm; (Bottom electrode coupled to the upper part of the vibrating plate;) Manufactured by non-explosive redox combustion reaction at a low temperature of 100-500 ℃, the particle size is 1㎛ or less, lead (Pb), titanium (Ti) as a basic element A piezoelectric / electric distortion film formed on the metal vibrating plate by using a ceramic paste obtained by mixing an ultrafine ceramic oxide powder and a ceramic sol solution having the same or similar components as the ultrafine ceramic powder prepared based on water or an organic solvent. and; The present invention relates to a piezoelectric / electrical distortion actuator including an upper electrode coupled to an upper portion of the piezoelectric / electrical distortion film, and simplifies the manufacturing process by forming a piezoelectric thin film or a thick film directly on a vibration plate without an adhesion process and a slicing process. The quality and productivity are greatly improved compared to the method of bonding, and the piezoelectric material is molded at a much lower temperature, so the diaphragm material can be selected more widely and the deformation and alteration of the diaphragm are minimized to increase the production yield. In addition, by providing patterning during piezoelectric molding, there is an effect that the piezoelectric / electric warp actuator can be configured as many times as necessary.

Description

압전/전왜 액츄에이터 및 그의 제조방법{Piezoelectric/electrostrictive actuator and method for fabricating the same}Piezoelectric / electrostrictive actuator and its manufacturing method {Piezoelectric / electrostrictive actuator and method for fabricating the same}

본 발명은 압전/전왜 액츄에이터 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압전/전왜 액츄에이터에 있어서 진동판과 압전체를 제3의 물질로 접착하지 않고 특수제작한 세라믹분말을 특수공정을 이용하여 금속, 유기화합물 또는 세라믹으로 된 진동판위에 박막이나 후막형태의 압전/전왜막로 성형하고, 비교적 저온에서 열처리하여 일체화함으로써 진동판의 변질을 최소화하고 압전체성형시 패터닝을 부여함으로써 필요한 수량만큼의 압전/전왜 액츄에이터를 후가공없이 동시에 구성할 수 있도록 한 압전/전왜 액츄에이터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a piezoelectric / electric distortion actuator and a method of manufacturing the same, and more particularly, in a piezoelectric / electric distortion actuator, a ceramic powder, which is specially manufactured without adhering a diaphragm and a piezoelectric material to a third material, is manufactured using a special process, Piezoelectric / distortion film in the form of thin film or thick film is formed on the vibrating plate made of organic compound or ceramic, and it is integrated by heat treatment at a relatively low temperature to minimize the deterioration of the diaphragm and to provide patterning during piezoelectric molding. The present invention relates to a piezoelectric / electric distortion actuator and a method for manufacturing the same, which can be configured simultaneously without post-processing.

일반적으로 액츄에이터는 진동판과, 진동판의 상부에 형성된 하부전극과, 하부전극의 상부에 형성된 압전/전왜막과, 압전/전왜막의 상부에 형성된 상부전극으로 구성된다.In general, the actuator includes a diaphragm, a lower electrode formed on the upper portion of the diaphragm, a piezoelectric / distortion film formed on the lower electrode, and an upper electrode formed on the piezoelectric / distortion film.

이와 같은 구성을 가진 액츄에이터는 상부전극과 하부전극에 전원이 인가되면 그에 따라 전극사이에 놓인 압전/전왜막이 변형과 복원을 반복하면서 진동을 하게 된다.The actuator having such a configuration causes the piezoelectric / electric distortion film placed between the electrodes to vibrate while the power is applied to the upper electrode and the lower electrode.

종래에는 압전/전왜 액츄에이터에서 압전체로 사용되는 압전/전왜막을 제조하는데 고상법에 의하여 제조된 세라믹분말을 사용하여 왔다.Background Art Conventionally, ceramic powders prepared by the solid-phase method have been used to produce piezoelectric / electrical distortion films used as piezoelectric elements in piezoelectric / electrical distortion actuators.

산화물법이라고도 하는 고상법은 분말형태의 원료물질인 산화물 또는 용융염을 혼합하여 1000-1200℃로 열처리한 후 분쇄하고 소결하여 세라믹분말을 제조하는 방법이다.The solid phase method, also called an oxide method, is a method of preparing a ceramic powder by mixing an oxide or a molten salt which is a raw material in powder form, followed by heat treatment at 1000-1200 ° C, followed by grinding and sintering.

이와 같은 고상법에 의하여 제조되는 세라믹분말의 입자크기는 원료분말의 크기에 따라 달라지고 생성되는 분말의 입자크기가 0.2-2㎛로 비교적 크므로 0.1㎛ 이하의 입자를 얻기에는 부적절하며, 공정의 특성상 1000℃ 이상의 고온에서의 열처리가 필요한 단점이 있다.The particle size of the ceramic powder produced by the solid phase method depends on the size of the raw material powder, and the particle size of the powder produced is relatively large (0.2-2 μm), which is inappropriate to obtain particles of 0.1 μm or less. There is a disadvantage in that heat treatment at a high temperature of 1000 ℃ or more is necessary.

세라믹을 이용하는 각종 막형 디바이스를 제작하는데 있어서 종래에는 세라믹분말을 이용하여 세라믹페이스트를 제조하고 이를 진동판에 인쇄하거나 몰딩한 후 열처리하는 방법을 주로 사용하여 왔다.In manufacturing various film-type devices using ceramics, a method of manufacturing ceramic paste using ceramic powder and printing or molding the paste on a diaphragm has been mainly used.

세라믹페이스트를 제조하기 위하여 종래에는 바인더, 비이클, 가소제, 분산제 등을 용매에 용해시킨 용액에 고상법으로 제조된 평균입경 1㎛의 세라믹입자를 첨가한 후 혼합하고 교반하는 방법을 사용하여 왔다.In order to prepare a ceramic paste, conventionally, a method in which a binder, a vehicle, a plasticizer, a dispersant, or the like is added to a solution in which a ceramic particle having an average particle diameter of 1 μm prepared by a solid phase method is added, followed by mixing and stirring.

상기 방법에 의하여 제조된 세라믹페이스트를 이용하여 압전/전왜막을 제조하기 위해서는 세라믹페이스트를 진동판에 인쇄한 후 130℃에서 건조하고 1000℃ 이상에서 열처리하는데, 건조후 열처리를 하기 전 첨가된 유기물성분을 완전히 제거하기 위한 탈바인더작업을 위하여 500℃ 이상에서 별도의 추가열처리를 하여야 하는 문제점이 있다.In order to manufacture the piezoelectric / electric warp film using the ceramic paste prepared by the above method, the ceramic paste is printed on a diaphragm, dried at 130 ° C. and heat treated at 1000 ° C. or higher. There is a problem that a separate additional heat treatment must be performed at 500 ° C. or higher for the removal binder work for removal.

또한 이러한 방법에 의하여 제조된 세라믹페이스트는 세라믹입자의 크기가 크기 때문에 저온에서의 성형이 불가능하여 1000℃ 이상에서의 열처리를 하여야 하므로 선택가능한 진동판의 범위가 제한되는 문제점이 있다.In addition, the ceramic paste prepared by this method has a problem in that the range of the selectable diaphragm is limited because the ceramic paste has a large size of the ceramic particles and thus cannot be molded at a low temperature, and thus must be heat treated at 1000 ° C. or more.

종래의 압전/전왜 액츄에이터의 제조방법은 사용되는 진동판의 재질에 따라 크게 금속이나 수지류의 고분자성 유기화합물을 진동판으로 사용하는 경우와 세라믹을 진동판으로 사용하는 경우의 두가지 방식으로 나눌 수 있다.Conventional piezoelectric / electric warp actuator manufacturing methods can be divided into two types according to the material of the diaphragm used in the case of using a high molecular organic compound of metal or resin as the diaphragm and using a ceramic as the diaphragm.

먼저 진동판으로 금속이나 수지류의 고분자성 유기화합물을 사용하는 경우에 대하여 살펴본다.First, the case of using a high molecular organic compound of metal or resin as a diaphragm.

진동판으로 절연성 유기화합물인 수지를 사용하는 경우의 예가 일본특개평 9-300609에 개시되어 있다.An example of using a resin which is an insulating organic compound as a diaphragm is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-300609.

진동판으로 금속 및 수지류의 고분자성 유기화합물을 사용하는 경우에는 고온으로 인한 진동판의 변질을 피할 수 없으므로 압전체판을 별도로 성형 또는 제작하여 진동판과 압전체를 제3의 물질로 접착한 후 압전체판을 일정한 크기로 기계가공하여 원하는 수량만큼의 압전/전왜 액츄에이터를 구성하는데, 이러한 공정은 도 1에 도시되어 있다.In case of using high molecular organic compounds of metals and resins as the diaphragm, the deterioration of the diaphragm due to high temperature is inevitable. Therefore, the piezoelectric plate is formed or manufactured separately to bond the diaphragm and the piezoelectric material to a third material, and then the piezoelectric plate is fixed. Machining to size constitutes the desired quantity of piezoelectric / electric warp actuators, which is illustrated in FIG.

이 방법은 진동판으로 수지나 금속 등을 사용하므로 세라믹의 미세가공과 같은 고난이도의 공정을 피할 수 있다는 장점이 있다.This method uses a resin or a metal as a diaphragm, and thus has an advantage of avoiding a high level of difficulty such as fine machining of ceramics.

그러나 진동판과 압전체를 제3의 물질로 접착하므로 접착공정에서 접착제의 두께가 불균일하고 기포가 혼입되는 등의 문제가 발생하여 접착층과의 신뢰성확보가 어렵다는 문제점이 있다.However, since the diaphragm and the piezoelectric body are adhered with a third material, problems such as uneven thickness of the adhesive and mixing of bubbles occur in the bonding process, making it difficult to secure reliability with the adhesive layer.

또한 원하는 수량의 압전/전왜 액츄에이터를 얻기 위하여 압전체판을 기계적 가공으로 슬라이싱하는데 기계가공의 한계로 인하여 압전/전왜 액츄에이터의 집적도를 높이는데 한계가 있어 품질과 생산성에서 경쟁력을 갖기 어렵다는 문제점이 있다.In addition, in order to obtain the desired quantity of piezoelectric / distortion actuators, the piezoelectric plate is sliced by mechanical machining, and there is a limitation in increasing the degree of integration of the piezoelectric / electric distortion actuators due to the limitation of machining.

또한 상부전극 및 하부전극과 진동판사이의 거리가 약 30㎛로 매우 짧기 때문에 금속을 진동판으로 사용하는 경우 방전이 일어날 염려가 있다.In addition, since the distance between the upper electrode and the lower electrode and the diaphragm is very short, about 30 μm, when the metal is used as the diaphragm, discharge may occur.

다음은 세라믹을 진동판으로 사용하는 경우에 대하여 살펴본다.Next, a case of using ceramic as a diaphragm will be described.

세라믹을 진동판으로 이용하여 압전/전왜 액츄에이터를 제조한 경우의 예가 미국특허 제5430344호에 개시되어 있다.An example of a case where a piezoelectric / electric distortion actuator is manufactured using ceramic as a diaphragm is disclosed in US Patent No. 5430344.

진동판위에 압전체의 박막이나 후막을 직접 성형할 경우 압전체의 소결온도가 높아서 이로 인하여 진동판이 변질되기 쉬우므로 압전체의 소결온도에도 견딜수 있는 세라믹을 진동판으로 이용한다.If the thin film or thick film of the piezoelectric body is directly formed on the vibrating plate, the sintering temperature of the piezoelectric body is high, and thus the diaphragm is easily deteriorated. Thus, a ceramic that can withstand the sintering temperature of the piezoelectric body is used as the vibrating plate.

진동판으로 세라믹진동판을 사용하는 경우 세라믹진동판위에 하부전극을 1200℃ 이상에서 열처리하여 성형한 후, 하부전극상부에 1000℃ 이상에서 열처리하여 압전체를 성형하고, 압전체상부에 상부전극을 약 800℃에서 성형하는데, 이러한 공정은 도 2에 도시되어 있다.In the case of using a ceramic vibrating plate as the diaphragm, the lower electrode is formed by heat treatment at 1200 ° C. or higher on the ceramic vibrating plate, followed by heat treatment at 1000 ° C. or higher on the lower electrode to form a piezoelectric body, and the upper electrode is formed at about 800 ° C. on the piezoelectric body. This process is illustrated in FIG. 2.

진동판으로 사용되는 세라믹중 대표적인 것은 안정화된 지르코니아(ZrO2)이며, 첨가물이 없는 순수한 상태의 지르코니아는 1000℃ 부근에서 자기파괴현상이 발생하여 진동판으로 사용할 수 없다.Among the ceramics used as the diaphragm is a stabilized zirconia (ZrO 2 ), and zirconia in the pure state without additives can be used as a diaphragm because magnetic destruction occurs around 1000 ° C.

지르코니아는 1200℃정도의 고온에서도 산화 또는 변형이 이루어지지 않는 특성이 있어 기계적 특성이 가장 좋으나, 지르코니아의 성형이 어렵다는 문제점이 있다.Zirconia has the best mechanical properties because it does not oxidize or deform even at a high temperature of about 1200 ℃, there is a problem that the molding of zirconia is difficult.

지르코니아판은 테입캐스팅(Tape Casting)공정에 의하여 제조한다. 즉 필름위에 원하는 지르코니아의 막두께만큼의 간극을 사이에 두고 블레이드를 설치한 후 필름을 이동시켜 슬러리상태의 지르코니아가 일정한 두께로 필름위에 도포되도록 한 후 상온에서 경화시키고 경화되면 필름을 제거함으로써 일정한 두께의 판을 제조한다.Zirconia plates are manufactured by a tape casting process. In other words, after installing the blade with the gap as much as the desired thickness of zirconia on the film, move the film so that the zirconia in the slurry state is applied on the film with a certain thickness, and then cured at room temperature, and when cured, the film is removed by constant thickness. To manufacture a plate.

이러한 방법은 세라믹 미세가공과 같은 고온의 일체성형을 이용하여 초박형 세라믹 압전/전왜 액츄에이터를 제작할 수 있다는 장점이 있다.This method has an advantage that ultra-thin ceramic piezoelectric / electric distortion actuators can be manufactured using high temperature integral molding such as ceramic micromachining.

그러나 세라믹진동판과 압전체를 고온에서 일체 성형하므로 세라믹과 압전체의 수축율을 고려한 구조성형이 필요하며, 특히 세라믹진동판의 두께가 10㎛이하로 매우 얇으므로 그린시트(Green sheet)성형시의 품질유지뿐만 아니라 고온성형시의 변형제어가 매우 어렵다는 문제점이 있다.However, since the ceramic vibrating plate and the piezoelectric body are integrally formed at a high temperature, structural molding considering the shrinkage ratio of the ceramic and the piezoelectric body is necessary. In particular, since the thickness of the ceramic vibrating plate is very thin, less than 10 μm, the quality of green sheet molding is not only maintained. There is a problem in that deformation control at high temperature molding is very difficult.

또한 수차례의 고온성형시 압전체의 하부전극재료를 포함하여 각 물질간에 화학반응이 일어나 변질되는 등의 문제를 극복해야 하는 고난도의 생산기술로서 수율이 높지 않다는 단점이 있다.In addition, there are disadvantages in that the yield is not high as a production technology of high difficulty to overcome problems such as alteration of chemical reactions between materials including the lower electrode material of the piezoelectric body during several high temperature molding.

상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 새로운 방법에 의하여 제조된 초미세 세라믹분말을 사용함으로써 낮은 온도에서도 성형이 가능하여 여러 가지 재질의 진동판을 사용할 수 있고 접착공정없이 직접 진동판위에 압전체인 압전/전왜막을 성형할 수 있어 종래의 품질과 생산성이 대폭적으로 개선되고 수율이 높은 압전/전왜 액츄에이터의 제조방법 및 이러한 방법에 의하여 제조된 압전/전왜 액츄에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention for solving the above problems can be formed at a low temperature by using the ultra-fine ceramic powder prepared by a new method can be used for the diaphragm of various materials, piezoelectric / electric distortion of the piezoelectric material directly on the vibrating plate without the bonding process It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a piezoelectric / electric warp actuator with a high yield and high yield of a film which can be molded, and a piezoelectric / electric warp actuator manufactured by such a method.

도 1은 금속 또는 수지류의 고분자성 유기화합물을 진동판으로 사용하는 종래의 압전/전왜 액츄에이터의 제조공정을 도시한 공정도,1 is a process diagram showing a manufacturing process of a conventional piezoelectric / electric distortion actuator using a polymer or organic polymer of metal or resin as a diaphragm;

도 2는 세라믹을 진동판으로 사용하는 종래의 압전/전왜 액츄에이터의 제조공정을 도시한 공정도,2 is a process chart showing a manufacturing process of a conventional piezoelectric / electric distortion actuator using ceramic as a diaphragm;

도 3은 금속을 진동판으로 사용하는 본 발명의 압전/전왜 액츄에이터의 제조공정을 도시한 공정도,3 is a process chart showing a manufacturing process of the piezoelectric / electric distortion actuator of the present invention using a metal as a diaphragm;

도 4는 세라믹을 진동판으로 사용하는 본 발명의 압전/전왜 액츄에이터의 제조공정을 도시한 공정도,4 is a process chart showing a manufacturing process of the piezoelectric / electric distortion actuator of the present invention using ceramic as a diaphragm;

도 5는 수지류의 고분자성 유기화합물을 진동판으로 사용하는 본 발명의 압전/전왜 액츄에이터의 제조공정을 도시한 공정도.5 is a process chart showing a manufacturing process of the piezoelectric / electric warp actuator of the present invention using a polymer organic compound of resins as a diaphragm.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 금속으로 이루어진 진동판을 제공하는 단계와; 100-500℃의 저온에서 비폭발성 산화-환원 연소반응에 의하여 제조되며 입자크기가 1㎛ 이하이고, 납(Pb), 티타늄(Ti)을 기본 구성원소로 하는 초미세 세라믹산화물분말과, 물 또는 유기용매를 베이스로 하여 제조한 상기 초미세 세라믹분말과 동일 또는 유사성분의 세라믹졸용액을 혼합하여 세라믹페이스트를 제조하는 단계와; 상기 세라믹페이스트를 사용하여 상기 진동판에 압전/전왜막을 성형하는 단계와; 100-600℃에서 열처리함으로써 상기 진동판에 성형된 압전/전왜막을 소성시키는 단계; 및 압전/전왜막위에 상부전극을 성형하는 단계를 포함하는 압전/전왜 액츄에이터의 제조방법에 그 특징이 있다.The present invention for achieving the above object comprises the steps of providing a diaphragm made of a metal; It is manufactured by non-explosive redox combustion reaction at low temperature of 100-500 ℃ and its particle size is 1㎛ or less, ultrafine ceramic oxide powder based on lead (Pb) and titanium (Ti), water or organic Preparing a ceramic paste by mixing a ceramic sol solution of the same or similar component with the ultrafine ceramic powder prepared based on a solvent; Forming a piezoelectric / electric distortion film on the diaphragm using the ceramic paste; Firing the piezoelectric / electric distortion film formed on the diaphragm by heat treatment at 100-600 ° C .; And a step of forming an upper electrode on the piezoelectric / distortion film.

또한 본 발명은 금속으로 이루어진 진동판과; 100-500℃의 저온에서 비폭발성 산화-환원 연소반응에 의하여 제조되며 입자크기가 1㎛ 이하이고, 납(Pb), 티타늄(Ti)을 기본 구성원소로 하는 초미세 세라믹산화물분말과, 물 또는 유기용매를 베이스로 하여 제조한 상기 초미세 세라믹분말과 동일 또는 유사성분의 세라믹졸용액을 혼합한 세라믹페이스트를 이용하여 상기 금속진동판위에 성형한 압전/전왜막과; 상기 압전/전왜막의 상부에 결합된 상부전극을 포함하여 구성된 압전/전왜 액츄에이터에 그 특징이 있다.In addition, the present invention and the diaphragm made of a metal; It is manufactured by non-explosive redox combustion reaction at low temperature of 100-500 ℃ and its particle size is 1㎛ or less, ultrafine ceramic oxide powder based on lead (Pb) and titanium (Ti), water or organic A piezoelectric / electric distortion film formed on the metal vibrating plate by using a ceramic paste in which a ceramic sol solution of the same or similar ingredient is mixed with the ultrafine ceramic powder prepared based on a solvent; The piezoelectric / distortion actuator is characterized by including an upper electrode coupled to the upper portion of the piezoelectric / distortion film.

또한 본 발명은 진동판을 제공하는 단계와; 진동판위에 하부전극을 성형하는 단계와; 100-500℃의 저온에서 비폭발성 산화-환원 연소반응에 의하여 제조되며 입자크기가 1㎛ 이하이고, 납(Pb), 티타늄(Ti)을 기본 구성원소로 하는 초미세 세라믹산화물분말과, 물 또는 유기용매를 베이스로 하여 제조한 상기 초미세 세라믹분말과 동일 또는 유사성분의 세라믹졸용액을 혼합하여 세라믹페이스트를 제조하는 단계와; 상기 세라믹페이스트를 사용하여 상기 진동판에 압전/전왜막을 성형하는 단계와; 100-600℃에서 열처리함으로써 상기 진동판에 성형된 압전/전왜막을 소성시키는 단계; 및 상기 압전/전왜막 위에 상부전극을 성형하는 단계를 포함하는 압전/전왜 액츄에이터의 제조방법에 그 특징이 있다.The present invention also provides a diaphragm; Forming a lower electrode on the diaphragm; It is manufactured by non-explosive redox combustion reaction at low temperature of 100-500 ℃ and its particle size is 1㎛ or less, ultrafine ceramic oxide powder based on lead (Pb) and titanium (Ti), water or organic Preparing a ceramic paste by mixing a ceramic sol solution of the same or similar component with the ultrafine ceramic powder prepared based on a solvent; Forming a piezoelectric / electric distortion film on the diaphragm using the ceramic paste; Firing the piezoelectric / electric distortion film formed on the diaphragm by heat treatment at 100-600 ° C .; And a step of forming an upper electrode on the piezoelectric / distortion film.

또한 본 발명은 진동판과; 진동판상부에 결합된 하부전극과; 100-500℃의 저온에서 비폭발성 산화-환원 연소반응에 의하여 제조되며 입자크기가 1㎛ 이하이고, 납(Pb), 티타늄(Ti)을 기본 구성원소로 하는 초미세 세라믹산화물분말과, 물 또는 유기용매를 베이스로 하여 제조한 상기 초미세 세라믹분말과 동일 또는 유사성분의 세라믹졸용액을 혼합한 세라믹페이스트를 이용하여 상기 금속진동판위에 성형한 압전/전왜막과; 상기 압전/전왜막의 상부에 결합된 상부전극을 포함하여 구성된 압전/전왜 액츄에이터에 그 특징이 있다.In addition, the present invention and the diaphragm; A lower electrode coupled to the upper portion of the diaphragm; It is manufactured by non-explosive redox combustion reaction at low temperature of 100-500 ℃ and its particle size is 1㎛ or less, ultrafine ceramic oxide powder based on lead (Pb) and titanium (Ti), water or organic A piezoelectric / electric distortion film formed on the metal vibrating plate by using a ceramic paste in which a ceramic sol solution of the same or similar ingredient is mixed with the ultrafine ceramic powder prepared based on a solvent; The piezoelectric / distortion actuator is characterized by including an upper electrode coupled to the upper portion of the piezoelectric / distortion film.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명에 사용되는 초미세 세라믹산화물분말은 세라믹구성성분원료를 용매 또는 분산매에 충분히 용해 또는 균일하게 분산시켜 세라믹구성원소를 포함하는 용액 또는 분산혼합물을 제조하는 단계, 상기 세라믹구성성분이 용해 또는 분산된 용액 또는 분산혼합물에 상기 세라믹구성원소의 음이온과 산화-환원 연소반응을 일으키는데 필요한 양 또는 그 이상의 구연산을 첨가하여 혼합액을 제조하는 단계 및 상기 혼합액을 100-500℃에서 열처리하는 단계를 포함하여 제조되며, 700-900℃에서 추가 열처리하여 결정성을 증가시키는 단계를 추가로 포함할 수도 있다.The ultrafine ceramic oxide powder used in the present invention is prepared by dissolving or uniformly dispersing a ceramic component material in a solvent or a dispersion medium to prepare a solution or dispersion mixture containing ceramic components, wherein the ceramic component is dissolved or dispersed. Preparing a mixed solution by adding citric acid or the amount required to cause an oxidation-reduction combustion reaction with the anion of the ceramic element to the prepared solution or dispersion mixture, and heat-treating the mixed solution at 100-500 ° C. It may further include the step of further heat treatment at 700-900 ℃ to increase the crystallinity.

세라믹구성성분을 포함하는 원료로는 세라믹구성원소의 산화물, 탄산화물 또는 질산화물 등의 세라믹구성원소와 유기물 또는 무기물과의 염, 또는 세라믹구성원소의 착체중 선택하여 사용한다.The raw material containing the ceramic component is selected from a ceramic component such as an oxide, carbonate or nitrate of the ceramic component, a salt of an organic or inorganic substance, or a complex of ceramic components.

상기 세라믹구성원소로는 납(Pb), 티타늄(Ti)을 기본구성원소로 하는 압전/전왜 세라믹원소를 사용하는 것이 바람직하다.As the ceramic component, it is preferable to use a piezoelectric / electrically distorted ceramic element having lead (Pb) and titanium (Ti) as a basic component.

특히 상기 세라믹구성원소는 납(Pb), 지르코늄(Zr), 티타늄(Ti) 또는 납(Pb), 마그네슘(Mg), 니오브(Nb)를 포함하는 성분으로 된 것을 사용하는 것이 바람직하다.In particular, it is preferable to use a ceramic element as a component containing lead (Pb), zirconium (Zr), titanium (Ti) or lead (Pb), magnesium (Mg), niobium (Nb).

세라믹구성성분원료를 용해 또는 분산시키기 위한 용매 또는 분산매로는 물 또는 유기용매중 세라믹구성성분을 포함하는 원료를 녹이거나 분산할 수 있는 것중 하나 또는 그 이상을 선택하여 사용한다. 유기용매중에서는 디메틸포름아미드(dimethyl formamide), 메톡시에탄올(methoxyethanol), 아세트산, 글리콜류, 알콜류 등을 주로 사용한다.As a solvent or dispersion medium for dissolving or dispersing the ceramic component raw material, one or more selected from among those capable of dissolving or dispersing the raw material containing the ceramic component in water or an organic solvent is used. Among the organic solvents, dimethyl formamide, methoxyethanol, acetic acid, glycols and alcohols are mainly used.

연소조제로는 연소반응을 일으킬 수 있는 유기화합물인 구연산(Citric acid)을 사용한다. 종래의 방법에서 구연산은 연소조제가 아닌 착물형성제(complexing agent)로 반응의 균질성을 부여하기 위하여 사용되어 왔고 페치니방법(Pechini process)과 같은 공정에서 응용되어 왔으며, 구연산의 가연성과 착물형성효과를 이용함으로써 속도가 조절된 연소반응을 유발할 수 있다.As a combustion aid, citric acid, an organic compound that can cause a combustion reaction, is used. In the conventional method, citric acid has been used to impart homogeneity of the reaction as a complexing agent, not as a combustion aid, and has been applied in processes such as the Pechini process. By using can cause a controlled combustion reaction rate.

세라믹구성성분이 용매 또는 분산된 용액 또는 분산혼합물에 구연산을 가하여 혼합하여 혼합액을 제조한다. 첨가하는 구연산의 양은 상기 세라믹구성원소의 음이온과 산화-환원 연소반응을 일으키는데 필요한 양 또는 그 이상을 첨가한다. 첨가하는 구연산의 양에 따라 반응의 진행속도를 조절할 수 있다.The mixed solution is prepared by adding citric acid to a solvent or dispersed solution or dispersion mixture of ceramic components. The amount of citric acid to be added is added to the amount or more necessary to cause an oxidation-reduction combustion reaction with the anion of the ceramic element. The rate of progress of the reaction can be controlled depending on the amount of citric acid added.

구연산을 가하여 혼합한 혼합액을 100-500℃에서 열처리한다. 열처리의 온도가 높아질수록 세라믹상의 결정성은 증가되지만, 열처리온도가 100℃이상만 되면 구연산의 연소반응은 충분히 개시될 수 있고, 500℃이상에서 열처리하여도 반응이 일어날 수 있지만, 그 이상의 온도에서 열처리하는 것은 종래의 방법과 비교할 때 의미가 없다.The mixed solution mixed with citric acid is heat-treated at 100-500 ° C. As the temperature of the heat treatment increases, the crystallinity of the ceramic phase increases, but when the heat treatment temperature is 100 ° C. or higher, the combustion reaction of citric acid can be sufficiently initiated. The reaction may occur even when the heat treatment is performed above 500 ° C., but the heat treatment is performed at a higher temperature. Is meaningless compared to conventional methods.

보다 바람직하게는 150-300℃에서 열처리하는데, 이 온도범위는 상당히 저온에서의 열처리이면서도 세라믹상의 결정성을 적절하게 확보할 수 있다.More preferably, the heat treatment is carried out at 150-300 ° C., and the temperature range can adequately secure the crystallinity of the ceramic phase even at a very low temperature.

상기 연소반응과정에서 구연산은 제거되고, 이때 발생되는 구연산의 반응열에 의해 세라믹산화물이 비산없이 형성된다.Citric acid is removed during the combustion reaction, and ceramic oxide is formed without scattering by the heat of reaction of citric acid generated at this time.

이러한 반응에서 세라믹구성원소외의 성분들은 충분한 시간동안의 연소반응에 의하여 제거되므로 불순물이 잔류하지 않는 순수한 형태의 초미세 세라믹산화물분말이 만들어진다.In this reaction, components other than the ceramic component are removed by a combustion reaction for a sufficient time, thereby forming a pure ceramic oxide powder in a pure form in which impurities do not remain.

상기의 방법으로 제조된 초미세 세라믹산화물분말은 입자의 크기가 1㎛ 이하, 특히 0.01-0.1㎛인 극히 미세하며 입경분포가 균일한 분말로서 기본입자(primary particle)가 독립체 또는 약한 응집체(soft aggregate)의 형태로 존재하며, 완전히 연소된 세라믹상이어서 추가열처리에 의해서도 중량이 감소하지 않는다.The ultrafine ceramic oxide powder prepared by the above method is an extremely fine and uniform particle size distribution having a particle size of 1 μm or less, especially 0.01-0.1 μm. The primary particles are independent or weak aggregates. It is in the form of an aggregate and is a fully burned ceramic phase so that the weight is not reduced by further heat treatment.

또한 표면의 반응성이 우수하여 저온에서의 열처리만으로 성형이 가능하므로 진동판의 자유도가 높고 진동판에 인쇄하거나 코팅하는 방법들을 다양하게 적용할 수 있다.In addition, since the surface is excellent in reactivity and can be formed only by heat treatment at low temperature, the degree of freedom of the diaphragm is high, and various methods of printing or coating the diaphragm can be applied.

제조된 초미세 세라믹산화물분말의 결정성을 증가시키기 위해서는 제조된 초미세 세라믹산화물분말을 700-900℃에서 추가로 열처리하는 단계를 포함할 수도 있다.In order to increase the crystallinity of the prepared ultrafine ceramic oxide powder, the prepared ultrafine ceramic oxide powder may further include heat treatment at 700-900 ° C.

상기의 세라믹분말을 사용하여 진동판위에 압전/전왜막을 성형하는데, 본 발명의 경우 저온에서 성형을 하므로 사용하는 진동판의 재질에 제한을 받지 않는다. 따라서 진동에 대하여 휨변형하는 유연성을 가지는 물질이면 모두 진동판으로 사용할 수 있으며, 대표적으로 금속, 세라믹 및 수지류의 고분자성 유기화합물을 사용한다.The piezoelectric / electric warp film is formed on the vibrating plate using the ceramic powder, but the present invention is not limited to the material of the diaphragm used because the molding is performed at low temperature. Therefore, any material having the flexibility of bending deformation against vibration can be used as a vibration plate, and typically a high molecular organic compound of metals, ceramics and resins is used.

먼저 진동판으로 금속판을 사용하는 경우의 압전/전왜 액츄에이터의 제조방법에 대하여 살펴보기로 한다. 진동판으로 금속판을 사용하여 압전/전왜 액츄에이터를 제조하는 공정은 도 3에 도시되어 있다.First, a method of manufacturing a piezoelectric / electric distortion actuator in the case of using a metal plate as the diaphragm will be described. The process of manufacturing the piezoelectric / electric distortion actuator using a metal plate as the diaphragm is shown in FIG. 3.

금속판을 진동판으로 사용하는 경우, 금속은 전도성을 가져서 그 자체가 진동판과 하부전극의 기능을 동시에 할 수 있으므로 별도의 하부전극이 필요하지 않다.In the case of using the metal plate as the diaphragm, the metal has conductivity so that it can function as the diaphragm and the lower electrode at the same time, so that a separate lower electrode is not necessary.

금속판으로는 종래에 사용되던 여러 가지 합금들을 사용할 수 있으며, 그 중에서 특히 스테인레스 스틸(SUS)이나 니켈(Ni)을 사용하는 것이 바람직하며, 금속판의 두께는 3-200㎛로 하는 것이 바람직하다.As the metal plate, various alloys conventionally used may be used, and among them, stainless steel (SUS) or nickel (Ni) is particularly preferable, and the metal plate is preferably set to 3-200 μm.

금속을 진동판으로 사용하는 경우에는 별도의 하부전극이 필요하지 않으므로, 금속으로 된 진동판위에 바로 압전/전왜막을 성형한다.When the metal is used as a diaphragm, a separate lower electrode is not required, and thus a piezoelectric / electric distortion film is formed directly on the metal diaphragm.

압전/전왜막을 성형하는 방법으로는 여러 가지의 방법을 사용할 수 있으나, 대표적인 방법인 세라믹페이스트를 제조하여 프린팅법, 몰딩법이나 코팅법 등에 의하여 압전/전왜막을 저온에서 성형하는 방법에 대하여 설명한다.Various methods may be used as a method of forming the piezoelectric / electric distortion film, but a method of forming a piezoelectric / electric distortion film at a low temperature by manufacturing a ceramic paste, a printing method, a molding method, or a coating method, which is a typical method, will be described.

세라믹페이스트는 세라믹산화물분말 및 세라믹산화물분말과 친화성을 가지는 동일 또는 유사성분의 세라믹구성원소를 용해시켜 제조한 세라믹졸용액을 혼합하여 제조한다.Ceramic paste is prepared by mixing a ceramic oxide powder and a ceramic sol solution prepared by dissolving a ceramic component of the same or similar component having affinity with the ceramic oxide powder.

세라믹산화물분말은 자체의 반응성을 고려하고 저온성형이 가능한 시스템을 확보하기 위해서는 미세한 분말을 사용하는 것이 효과적이므로, 상기의 방법에 의하여 제조된 초미세 세라믹산화물분말을 사용한다.Since ceramic oxide powder is effective to use fine powder in consideration of its reactivity and to secure a system capable of low temperature molding, ultrafine ceramic oxide powder prepared by the above method is used.

초미세 세라믹산화물은 납(Pb), 티타늄(Ti)을 기본 구성원소로 하는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 납, 지르코늄(Zr), 티타늄을 포함하는 성분으로 된 것을 사용하는 것이 특히 바람직하다.The ultrafine ceramic oxide is preferably one having lead (Pb) and titanium (Ti) as a basic element, and particularly preferably one having a component containing lead, zirconium (Zr) and titanium.

실온에서 초미세 세라믹산화물분말의 표면은 한층(monolayer) 이상의 물과 결합하여 존재하는데, 이때 표면에 결합된 물은 초미세 세라믹산화물분말표면의 산도(acidity) 및 염기도(basicity)에 영향을 미치며 초미세 세라믹산화물분말과 세라믹졸용액을 혼합하였을 때 촉매작용을 한다.At room temperature, the surface of the ultrafine ceramic oxide powder is present in combination with more than one layer of water. The water bound to the surface affects the acidity and basicity of the surface of the ultrafine ceramic oxide powder. When the fine ceramic oxide powder is mixed with the ceramic sol solution, it acts as a catalyst.

세라믹졸용액은 물 또는 유기용매를 베이스로 하고 세라믹구성원소를 용해시켜 제조한다. 베이스가 되는 유기용매는 여러 가지를 사용할 수 있으나, 주로 아세트산, 디메틸포름아미드, 메톡시에탄올, 글리콜류, 알콜류 중 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.Ceramic sol solutions are prepared by dissolving ceramic components based on water or organic solvents. Various organic solvents can be used as the base, but it is preferable to use mainly selected from acetic acid, dimethylformamide, methoxyethanol, glycols and alcohols.

세라믹졸용액의 제조시 사용하는 세라믹구성원소는 납(Pb), 지르코늄(Zr), 티타늄(Ti)을 포함하는 성분을 사용하는 것이 특히 바람직하며, 사용하는 세라믹졸용액의 농도는 0.1-5M로 하는 것이 특히 바람직하다.The ceramic component used in the preparation of the ceramic sol solution is particularly preferably used a component containing lead (Pb), zirconium (Zr), titanium (Ti), the concentration of the ceramic sol solution used is 0.1-5M It is particularly preferable to.

초미세 세라믹산화물분말과 세라믹졸용액을 혼합할 때 세라믹졸용액의 함량은 초미세 세라믹산화물분말에 대해 10-200중량부로 하는 것이 바람직하다. 세라믹졸용액의 함량이 200중량부 이상인 경우에는 초미세 세라믹산화물분말이 지나치게 희석되어 혼합체의 점도가 낮고, 10중량부 미만인 경우에는 초미세 세라믹산화물분말의 양이 많아 점도가 지나치게 높아지기 때문이다.When the ultra fine ceramic oxide powder and the ceramic sol solution are mixed, the content of the ceramic sol solution is preferably 10 to 200 parts by weight based on the ultra fine ceramic oxide powder. This is because when the content of the ceramic sol solution is 200 parts by weight or more, the ultrafine ceramic oxide powder is diluted too much, and the viscosity of the mixture is low.

초미세 세라믹산화물분말과 세라믹졸용액 두 시스템을 혼합하면 액상의 세라믹졸용액이 고상인 초미세 세라믹산화물분말의 표면을 균일하게 코팅하면서 초미세 세라믹산화물분말입자를 연결하여 분말사이의 공극을 효과적으로 채우게 된다.By mixing the ultrafine ceramic oxide powder and the ceramic sol solution, the liquid ceramic sol solution uniformly coats the surface of the solid ceramic oxide powder, while connecting the ultra fine ceramic oxide powder particles to effectively fill the voids between the powders. do.

이렇게 형성된 분말-졸 혼합체에서 세라믹고유의 특성을 가지는 초미세 세라믹산화물분말은 이와 동일 또는 유사한 성분의 세라믹졸용액에 둘러싸여 적당한 유동성을 가지게 되며, 세라믹졸이 초미세 세라믹산화물분말의 표면에서 반응매체로 작용하여 분말표면의 반응성이 향상된다.In the powder-sol mixture thus formed, the ultrafine ceramic oxide powder having the characteristics of ceramics is surrounded by the ceramic sol solution of the same or similar component and has appropriate fluidity, and the ceramic sol is reacted with the reaction medium on the surface of the ultrafine ceramic oxide powder. This improves the reactivity of the powder surface.

또한 졸에 포함되어 있는 유기물성분은 향후 이 혼합체가 별도의 유기물과 접촉하게 될 때, 접촉계면의 안정성을 확보할 수 있게 해주어 분산성과 균질성을 부여하게 된다.In addition, the organic component contained in the sol, in the future when the mixture is in contact with a separate organic material, it is possible to secure the stability of the contact interface to impart dispersibility and homogeneity.

이러한 시스템은 낮은 온도에서 졸이 열분해되어 초미세 세라믹산화물분말과 동일 또는 유사한 조성으로 변환되기 때문에 저온에서도 입자간의 연결성이 향상된 세라믹시스템을 얻을 수 있게 된다.Such a system thermally decomposes the sol at low temperatures and converts it into the same or similar composition as the ultrafine ceramic oxide powder, thereby obtaining a ceramic system with improved inter-particle connectivity even at low temperatures.

초미세 세라믹산화물분말과 세라믹졸용액을 혼합한 혼합체의 안정성과 성형에 필요한 유동성을 확보하기 위하여 물성조절용 유기용매를 첨가할 수도 있다. 물성조절용 유기용매로는 여러 가지를 사용할 수 있으나, 어느 정도의 점도를 가지면서 상온에서의 증기압이 낮은 글리콜(glycol)류나 알콜류를 기본으로 사용하는 것이 바람직하다.In order to ensure the stability of the mixture of the ultrafine ceramic oxide powder and the ceramic sol solution and the fluidity required for molding, an organic solvent for controlling properties may be added. Various physical solvents may be used as the organic solvent for controlling physical properties, but it is preferable to use glycols or alcohols having a certain viscosity and low vapor pressure at room temperature.

초미세 세라믹산화물분말과 세라믹졸용액의 혼합체에 물성조절용 유기용매를 첨가하는 경우 물성조절용 유기용매의 첨가량은 초미세 세라믹산화물분말에 대해 1-100중량부로 하는 것이 바람직하다. 이는 물성조절용 유기용매의 첨가량이 1중량부 미만이면 물성조절용 유기용매를 첨가한 효과가 없고 첨가량이 100중량부를 넘으면 혼합체가 점도를 유지하지 못하고 지나치게 희석되어 성형시 성형성이 나빠지기 때문이다.When adding an organic solvent for controlling physical properties to the mixture of the ultrafine ceramic oxide powder and the ceramic sol solution, the amount of the organic solvent for controlling physical properties is preferably 1-100 parts by weight based on the ultrafine ceramic oxide powder. This is because if the amount of the organic solvent for controlling physical properties is less than 1 part by weight, the effect of adding the organic solvent for controlling physical properties is not effective, and if the amount is more than 100 parts by weight, the mixture does not maintain viscosity and is too diluted to deteriorate moldability during molding.

물성조절용 유기용매의 첨가량은 초미세 세라믹산화물분말에 대해 10-40중량부로 하는 것이 특히 바람직한데, 이 첨가량의 범위에서는 혼합체의 점도를 적절하게 유지하면서 물성조절용 유기용매를 첨가한 효과를 낼 수 있다.The addition amount of the organic solvent for controlling the physical properties is particularly preferably 10 to 40 parts by weight based on the ultrafine ceramic oxide powder. In this range, the organic solvent for controlling the physical properties can be added while maintaining the viscosity of the mixture appropriately. .

또한 세라믹산화물분말과 세라믹졸용액의 혼합체에 물성조절용 용매를 첨가한 혼합체의 균산성과 균질성을 개선시키기 위하여 소량의 유기물을 첨가할 수도 있다. 이때 첨가하는 유기물은 긴사슬 알콜류 또는 극성유기용매를 사용하는 것이 바람직하다.In addition, a small amount of organic matter may be added to the mixture of the ceramic oxide powder and the ceramic sol solution in order to improve the homogeneity and homogeneity of the mixture in which the solvent for controlling physical properties is added. At this time, it is preferable to use long-chain alcohols or polar organic solvents to add.

긴사슬 알콜류중에서는 펜타놀(Pentanol)이나 헥사놀(Hexanol)을 사용하는 것이 바람직하며, 극성유기용매로는 아세틸아세톤 또는 메톡시에탄올을 사용하는 것이 바람직하다.Among the long chain alcohols, it is preferable to use pentanol or hexanol, and it is preferable to use acetylacetone or methoxyethanol as the polar organic solvent.

유기물의 첨가량은 초미세 세라믹산화물분말에 대해 1-50중량부로 하는 것이 바람직하다. 이는 유기물의 첨가량이 1중량부 미만이면 유기물을 첨가한 효과가 없고 첨가량이 50중량부를 넘으면 혼합체가 점도를 유지하지 못하고 지나치게 희석되어 성형성이 나빠지기 때문이다.The amount of organic matter added is preferably 1-50 parts by weight based on the ultrafine ceramic oxide powder. This is because if the added amount of the organic material is less than 1 part by weight, there is no effect of adding the organic material. If the added amount is more than 50 parts by weight, the mixture does not maintain the viscosity and is too diluted, resulting in poor moldability.

유기물의 첨가량은 초미세 세라믹산화물분말에 대해 10-40중량부로 하는 것이 특히 바람직한데, 이 첨가량의 범위에서는 혼합체의 점도를 적절하게 유지하면서 유기물첨가의 효과를 낼 수 있다.The addition amount of the organic material is particularly preferably 10 to 40 parts by weight based on the ultrafine ceramic oxide powder. In this range, the addition of the organic material can be effected while maintaining the viscosity of the mixture as appropriate.

상기의 방법에 의하여 제조된 세라믹페이스트를 프린팅법, 몰딩법이나 코팅법으로 진동판에 적용하여 압전/전왜막을 성형한다.The ceramic paste prepared by the above method is applied to the diaphragm by the printing method, the molding method or the coating method to form a piezoelectric / electric distortion film.

진동판에 성형된 압전/전왜막은 100-600℃에서 열처리한다. 이러한 열처리에 의해 용매가 제거되고 세라믹졸이 산화물입자의 표면에서 반응매체로 작용하여 상기 초미세 세라믹산화물입자간의 결합이 유도된다.The piezoelectric / electric distortion film formed on the diaphragm is heat treated at 100-600 占 폚. The solvent is removed by the heat treatment, and the ceramic sol acts as a reaction medium on the surface of the oxide particles to induce bonding between the ultrafine ceramic oxide particles.

100-600℃의 저온에서의 열처리만으로도 반응이 충분한 것은 초미세 세라믹산화물분말표면의 물이 세라믹졸용액을 가수분해하고 가수분해에 의하여 유리된 세라믹졸용액의 세라믹구성원료가 초미세 세라믹산화물분말과 결합하게 되는 서로간의 반응에 의해 소성과 동일한 반응이 이루어질 수 있기 때문이다. 또한 열처리과정에서 첨가된 유기물도 제거된다.The heat treatment at a low temperature of 100-600 ° C is sufficient to ensure that the water on the surface of the ultrafine ceramic oxide powder hydrolyzes the ceramic sol solution and that the ceramic raw material of the ceramic sol solution liberated by hydrolysis is the ultrafine ceramic oxide powder. This is because the same reaction as that of firing can be achieved by the reaction between each other to be bonded. In addition, organic matter added during the heat treatment is removed.

보다 바람직하게는 150-300℃에서 열처리하는데, 이 온도범위는 상당히 저온에서의 열처리이면서도 압전/전왜막의 결정성 및 성형성을 적절하게 확보할 수 있다.More preferably, the heat treatment is performed at 150-300 ° C., and the temperature range can adequately secure the crystallinity and formability of the piezoelectric / electric distortion film even though the heat treatment is performed at a considerably low temperature.

세라믹페이스트를 진동판에 적용할 때, 프린팅법이나 몰딩법을 사용하는 경우 스크린이나 몰드의 두께를 조절함으로써 성형되는 압전/전왜막의 두께를 조절할 수 있으므로, 박막형태에서 후막형태까지의 압전/전왜막을 자유롭게 성형할 수 있다.When the ceramic paste is applied to the diaphragm, when the printing method or the molding method is used, the thickness of the formed piezoelectric / distortion film can be adjusted by adjusting the thickness of the screen or the mold, so that the piezoelectric / electric distortion film from the thin film type to the thick film type can be freely controlled. It can be molded.

또한 코팅법을 사용하는 경우에는 진동판위에 전체적으로 막을 성형한 후 후가공할 수도 있고 마스킹에 의하여 원하는 패턴을 압전/전왜막을 성형하는 것도 가능하다. 성형되는 막의 두께는 진동판에 막을 성형하고 열처리하는 과정을 반복함으로써 조절한다.In addition, in the case of using the coating method, after the film is formed on the diaphragm as a whole, it may be post-processed, or the piezoelectric / electric distortion film may be formed by masking a desired pattern. The thickness of the film to be formed is controlled by repeating the process of forming and heat treating the film on the diaphragm.

세라믹페이스트를 진동판에 적용한 후 열처리하기 전에 70-150℃에서 건조하는 단계를 추가할 수도 있다.The ceramic paste may be added to the diaphragm and then dried at 70-150 ° C. before heat treatment.

이러한 방법으로 제조된 압전/전왜막은 저온에서 열처리하였음에도 불구하고 세라믹고유의 특성이 우수하고, 또한 성형되는 압전/전왜막의 두께를 조절할 수 있으므로 박막형태의 압전/전왜막에서 후막형태의 압전/전왜막까지 성형할 수 있다.Although the piezoelectric / distortion film manufactured in this way is excellent in the characteristics of ceramics and can control the thickness of the formed piezoelectric / distortion film even though it is heat treated at low temperature, the piezoelectric / electric distortion film in the form of thick film in the piezoelectric / distortion film in the form of thin film It can be molded until.

상기와 같이 저온에서의 열처리만으로도 막두께의 제한없이 압전/전왜막을 성형할 수 있으므로 적용가능성이 높다.As described above, the piezoelectric / electric distortion film can be formed without limiting the film thickness only by heat treatment at low temperature, and thus the applicability is high.

또한 분산제 등의 유기물을 첨가하지 않아도 되므로 열처리전 500℃ 이상에서 탈바인더하는 공정을 거칠 필요가 없이 저온에서 1회 열처리공정으로 압전/전왜막을 형성할 수 있다.In addition, since it is not necessary to add an organic material such as a dispersant, it is possible to form the piezoelectric / electric distortion film by one heat treatment at low temperature without going through the process of debinding at 500 ° C. or more before heat treatment.

압전/전왜막을 형성한 후, 압전/전왜막의 상부에 상부전극을 형성한다.After the piezoelectric / distortion film is formed, an upper electrode is formed on the piezoelectric / distortion film.

상부전극으로는 은(Ag), 알루미늄(Al), 금(Au), 백금(Pt) 등을 사용한다. 상부전극으로 은을 사용하는 경우에는 주로 상업적으로 입수가능한 저온처리용 은페이스트를 사용하여 진동판위에 스크린 프린팅, 스텐실 프린팅(Stencil Printing) 등의 프린팅법으로 성형하며, 상부전극으로 알루미늄, 금, 백금을 사용하는 경우에는 스퍼터링, 진공증착 또는 증착(evaporation)에 의하여 성형한다.Silver (Ag), aluminum (Al), gold (Au), platinum (Pt) and the like are used as the upper electrode. When silver is used as the upper electrode, it is mainly formed by printing method such as screen printing, stencil printing, etc. on the diaphragm using commercially available low temperature treatment silver paste, and using aluminum, gold, platinum as the upper electrode. In the case of use, molding is performed by sputtering, vacuum deposition or evaporation.

압전/전왜막의 상부에 상부전극을 형성한 후 100-600℃, 보다 바람직하게는 150-300℃에서 열처리하여 압전/전왜막과 상부전극을 결합시킨다. 상부전극으로 알루미늄이나 금을 사용하는 경우에는 추가열처리없이 바로 사용할 수도 있다.After the upper electrode is formed on the piezoelectric / electric distortion film, the heat treatment is performed at 100-600 ° C., more preferably, 150-300 ° C. to bond the piezoelectric / electric distortion film and the upper electrode. If aluminum or gold is used as the upper electrode, it can be used immediately without further heat treatment.

다음으로 세라믹판이나 수지류 등의 고분자성 유기화합물을 진동판으로 사용하여 압전/전왜 액츄에이터를 제조하는 경우에 대하여 설명한다. 세라믹진동판이나 수지류 등의 고분자성 유기화합물을 사용하여 압전/전왜 액츄에이터를 제조하는 공정은 도 4에 도시되어 있다.Next, the case where a piezoelectric / electric distortion actuator is manufactured using high molecular organic compounds, such as a ceramic plate and resins, as a diaphragm is demonstrated. A process of manufacturing a piezoelectric / electric warp actuator using a polymer organic compound such as a ceramic vibrating plate or resins is shown in FIG.

세라믹판으로는 산화알루미늄(Al2O3), 산화지르코늄(ZrO2), 탄화규소(SiC), 질화규소(Si3N4), 이산화규소(SiO2) 또는 유리계를 사용한다. 세라믹판은 산화물분말이 함유된 슬러리를 그린시트형태로 만든 후 이를 소결하거나 슬러리상태에서 필요한 진동판형태를 만든 후에 소결하는 등의 종래의 방법으로 제조하여 사용한다.As the ceramic plate, aluminum oxide (Al 2 O 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), silicon carbide (SiC), silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon dioxide (SiO 2 ), or a glass system is used. The ceramic plate is prepared by using a conventional method such as sintering the slurry containing the oxide powder in the form of a green sheet and then sintering or sintering after forming the necessary diaphragm in the slurry state.

세라믹진동판은 전도성이 없어 하부전극으로서의 기능을 하지 못하므로 별도의 하부전극을 형성하여야 한다.Since the ceramic vibrating plate is not conductive and does not function as a lower electrode, a separate lower electrode should be formed.

세라믹을 진동판으로 사용하는 경우 하부전극으로는 백금, 은, 은/팔라듐(Pd)의 합금, 니켈(Ni), 구리(Cu) 등의 도전성 페이스트를 사용하며, 세라믹진동판위에 하부전극인 백금 등의 도전성 페이스트를 안착시킨 후 500-1400℃, 보다 바람직하게는 600-1200℃에서 열처리하여 세라믹진동판과 하부전극을 결합시킨다.When the ceramic is used as the diaphragm, the lower electrode uses a conductive paste such as platinum, silver, silver / palladium (Pd), nickel (Ni) or copper (Cu), and the lower electrode such as platinum on the ceramic vibration plate. After the conductive paste is deposited, the ceramic vibrating plate and the lower electrode are bonded by heat treatment at 500-1400 ° C, more preferably 600-1200 ° C.

수지류의 고분자성 유기화합물로는 폴리에스테르(Polyester)계, 폴리이미드(Polyimide)계 또는 테플론(Teflon)계 수지진동판을 주로 사용한다. 진동판의 두께는 7-50㎛로 하는 것이 바람직하며, 일반적으로 필름의 형태로 제조하여 사용한다.As the polymer organic compound of resins, polyester, polyimide, or Teflon resin vibrating plates are mainly used. The thickness of the diaphragm is preferably 7-50 μm, and is generally used in the form of a film.

유기화합물의 경우도 전도성이 없어 하부전극으로서의 기능을 하지 못하므로 별도의 하부전극을 형성하여야 한다.In the case of organic compounds, since they do not function as lower electrodes, a separate lower electrode should be formed.

유기화합물을 진동판으로 사용하는 경우 하부전극으로는 은, 알루미늄, 금, 백금 등을 사용한다. 은을 사용하는 경우에는 주로 상업적으로 입수가능한 저온처리용 은페이스트를 사용하여 진동판위에 스크린 프린팅, 스텐실 프린팅 등의 프린팅법으로 성형하며, 알루미늄, 금, 백금을 사용하는 경우에는 스퍼터링, 진공증착 또는 증착에 의하여 성형한다.When the organic compound is used as the diaphragm, lower electrodes include silver, aluminum, gold, platinum, and the like. In case of using silver, it is mainly formed by printing method such as screen printing and stencil printing on the vibrating plate using commercially available low temperature treatment silver paste. In case of using aluminum, gold, and platinum, sputtering, vacuum deposition or deposition Mold by

유기화합물진동판의 상부에 하부전극을 안착시킨 후 100-300℃에서 열처리하여 진동판과 하부전극을 결합시킨다.The lower electrode is placed on top of the organic compound vibrating plate and heat treated at 100-300 ° C. to combine the diaphragm and the lower electrode.

세라믹진동판 또는 고분자성 유기화합물진동판에 결합된 하부전극위에 압전/전왜막을 성형하고 100-300℃, 보다 바람직하게는 150-200℃로 열처리하여 하부전극과 압전/전왜막을 결합시킨다.The piezoelectric / electrodistor film is formed on the lower electrode bonded to the ceramic vibrating plate or the polymeric organic compound vibrating plate and heat-treated at 100-300 ° C., more preferably 150-200 ° C. to bond the lower electrode and the piezoelectric / electric distortion film.

압전/전왜막을 성형하는 방법 및 열처리하여 결합시키는 방법은 상기에서 설명한 금속을 진동판으로 사용한 경우와 동일하다.The method of forming the piezoelectric / electric distortion film and the method of heat treatment and bonding are the same as the case where the metal described above is used as the diaphragm.

압전/전왜막의 상부에는 상부전극을 형성하는데, 상부전극으로는 은, 알루미늄, 금, 백금을 사용한다.An upper electrode is formed on the piezoelectric / distortion film, and silver, aluminum, gold, and platinum are used as the upper electrode.

상부전극을 형성하는 방법은 금속을 진동판으로 사용한 경우와 동일하며, 압전/전왜막의 상부에 상부전극인 은, 알루미늄, 금, 백금을 안착시키고 추가열처리없이 직접 사용하거나 100-300℃로 열처리하여 결합시킨 후 사용한다.The method of forming the upper electrode is the same as using the metal as the diaphragm, and the upper electrodes of silver, aluminum, gold, and platinum are placed on the piezoelectric / electrodistor film, and used directly without additional heat treatment or are bonded by heat treatment at 100-300 ° C. After using it.

이러한 압전/전왜 액츄에이터의 제조공정중 열처리공정을 거치면서 진동판으로 사용된 금속의 표면에 산화막이 형성되거나 몰드의 잔류물이 남기도 하는데 이들은 전기절연막으로 작용하여 전극간의 통전을 방지하는 기능을 한다.During the manufacturing process of the piezoelectric / electric distortion actuator, an oxide film is formed on the surface of the metal used as the diaphragm, or a residue of the mold is left, which acts as an electric insulation film to prevent the conduction between electrodes.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나 다음의 실시예들은 본 발명을 예시하는 것으로 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.The present invention will be described in detail through the following examples. However, the following examples are illustrative of the invention and do not limit the scope of the invention.

(실시예 1)(Example 1)

평균입경 50㎚의 PZT(52/48) 미세분말을 이용하여 제조한 세라믹페이스트를 두께 10㎛의 SUS 316L 진동판위에 미세패턴을 가진 스크린을 통해 인쇄하였다.Ceramic paste prepared using PZT (52/48) fine powder having an average particle diameter of 50 nm was printed on a SUS 316L diaphragm having a thickness of 10 μm through a screen having a fine pattern.

이 시편을 130℃, 300℃, 또는 600℃에서 공기분위기로 2시간동안 열처리하였다. 600℃에서 열처리한 경우 SUS 플레이트에서 세라믹페이스트가 인쇄되지 않은 부분은 산화되어 절연막으로 작용하였다.The specimens were heat treated for 2 hours in an air atmosphere at 130 ° C, 300 ° C, or 600 ° C. In the case of heat treatment at 600 ° C, the portion of the SUS plate where the ceramic paste was not printed was oxidized to act as an insulating film.

상부전극으로 도전성 페이스트를 인쇄하고 100℃에서 건조하여 압전/전왜 액츄에이터를 제조하였다.A conductive paste was printed on the upper electrode and dried at 100 ° C. to prepare a piezoelectric / electric distortion actuator.

(실시예 2)(Example 2)

평균입경 50㎚의 PZT(52/48) 미세분말을 이용하여 제조한 세라믹페이스트를 하부전극으로 은이 성형된 두께 8㎛의 산화알루미늄진동판위에 미세패턴을 가진 스크린을 통해 인쇄하였다.A ceramic paste prepared using PZT (52/48) fine powder having an average particle diameter of 50 nm was printed on a aluminum oxide vibrating plate having a thickness of 8 μm formed by silver as a lower electrode on a screen having a fine pattern.

이 시편들을 300℃, 공기중에서 2시간동안 열처리하였고, 상부전극으로 은 페이스트를 인쇄하고 300℃에서 열처리하여 압전/전왜 액츄에이터를 제조하였다.The specimens were heat-treated at 300 ° C. for 2 hours in air, a silver paste was printed on the upper electrode, and heat-treated at 300 ° C. to prepare a piezoelectric / electric distortion actuator.

(실시예 3)(Example 3)

PZT/PMN(60/40) 미세분말을 이용하여 제조한 세라믹페이스트를 두께 10㎛의 니켈진동판위에 미세패턴을 가진 스크린을 통해 인쇄하였다.A ceramic paste prepared using PZT / PMN (60/40) fine powder was printed on a nickel vibrating plate having a thickness of 10 μm through a screen having a fine pattern.

이 시편을 300℃, 공기중에서 2시간동안 열처리하였고, 상부전극으로 알루미늄을 진공증착하여 압전/전왜 액츄에이터를 제조하였다.The specimen was heat-treated at 300 ° C. for 2 hours in air, and aluminum was vacuum-deposited on the upper electrode to prepare a piezoelectric / electric distortion actuator.

(실시예 4)(Example 4)

두께 10㎛의 니켈진동판위에 감광성필름으로 몰드를 형성하여 부착하고, PZT/PMN(60/40) 미세분말을 이용하여 제조한 세라믹페이스트를 충진하였다.A mold was formed by a photosensitive film on a nickel vibrating plate having a thickness of 10 μm, and the ceramic paste prepared by using PZT / PMN (60/40) fine powder was filled.

이 시편을 300℃, 공기중에서 2시간동안 열처리하였다. 이때 몰드로 사용한 감광성필름은 열처리후에도 잔류하여 절연막으로 작용하였다.This specimen was heat-treated at 300 ° C. for 2 hours in air. At this time, the photosensitive film used as the mold remained after the heat treatment to act as an insulating film.

열처리 후 상부전극으로 알루미늄을 진공증착하여 압전/전왜 액츄에이터를 제조하였다.After the heat treatment, aluminum was vacuum-deposited as the upper electrode to prepare a piezoelectric / electric distortion actuator.

(실시예 5)(Example 5)

두께 12㎛의 폴리에스테르필름위에 접착용 드라이필름을 부착하였다. 접착층이 부착된 폴리에스테르필름위에 SUS판을 에칭하여 미세구조를 형성한 챔버구조물을 올리고, 180℃에서 30분동안 열처리하여 접합시켰다. 이때 접합을 균일하게 하기 위하여 열처리를 하는 동안 일정한 매스(mass)를 가하였다.An adhesive dry film was attached onto a polyester film having a thickness of 12 μm. The SUS plate was etched on the polyester film to which the adhesive layer was attached, thereby raising the chamber structure in which the microstructure was formed, and then bonded by heat treatment at 180 ° C. for 30 minutes. At this time, a uniform mass was applied during the heat treatment to make the bonding uniform.

완성된 구조체에서 진동판과 챔버의 접착면을 제외한 나머지 부분의 접착용드라이필름을 제거하기 위하여 황산/질산/과산화수소수의 혼합액에 상기 구조체를 담지하여 필름을 에칭한 후 증류수로 세척하였다.In order to remove the adhesive film of the remaining portion except the adhesive surface of the diaphragm and the chamber in the completed structure, the film was etched by supporting the structure in a mixture of sulfuric acid / nitric acid / hydrogen peroxide solution and washed with distilled water.

폴리에스테르필름위에 알루미늄을 증착(evaporation)하여 하부전극층을 형성하였다.Aluminum was evaporated on the polyester film to form a lower electrode layer.

하부전극위에 PZT(52/48) 미세분말을 이용하여 제조한 세라믹페이스트를 스크린 프린팅으로 인쇄하여 압전/전왜막을 성형하고 150℃에서 2시간동안 열처리하였다.The ceramic paste prepared by using PZT (52/48) fine powder on the lower electrode was printed by screen printing to form a piezoelectric / electric distortion film and heat-treated at 150 ° C. for 2 hours.

완성된 압전/전왜막위에 금을 스퍼터링하여 상부전극을 형성하여 압전/전왜 액츄에이터를 제조하였다.Gold was sputtered on the completed piezoelectric / electric strainer to form an upper electrode, thereby manufacturing a piezoelectric / electric strainer.

(실시예 6)(Example 6)

두께 10㎛의 폴리이미드(polyimide) 필름위에 접착용 드라이필름을 부착하였다. 접착용 드라이필름이 부착된 폴리이미드필름위에 SUS판을 에칭하여 미세구조를 형성한 챔버구조물을 올리고 200℃에서 2시간동안 열처리하였다. 이때 접합을 균일하게 하기 위하여 열처리를 하는 동안 일정한 매스를 가하였다.An adhesive dry film was attached onto a polyimide film having a thickness of 10 μm. The SUS plate was etched on the polyimide film to which the adhesive dry film was attached, and the chamber structure having the microstructures was raised and heat-treated at 200 ° C. for 2 hours. At this time, a uniform mass was applied during the heat treatment to make the bonding uniform.

완성된 구조체를 황산/질산/과산화수소수의 혼합액에 담지하여 노출된 접착용 필름을 에칭한 후 증류수로 세척하였다.The completed structure was immersed in a mixture of sulfuric acid / nitric acid / hydrogen peroxide solution to etch the exposed adhesive film and then washed with distilled water.

폴리이미드필름위에 금을 스퍼터링하여 하부전극층을 형성하였다. 형성된 하부전극위에 PZT/PMN(60/40) 미세분말을 이용한 세라믹페이스트를 공판으로 인쇄하여 압전/전왜막을 성형하고 200℃에서 2시간동안 열처리하였다.Gold was sputtered on the polyimide film to form a lower electrode layer. A ceramic paste using PZT / PMN (60/40) fine powder was printed on a lower electrode to form a piezoelectric / distortion film and heat-treated at 200 ° C. for 2 hours.

완성된 압전/전왜막위에 알루미늄을 증착하여 상부전극을 형성하여 액츄에이터를 제조하였다.An actuator was manufactured by forming an upper electrode by depositing aluminum on the completed piezoelectric / distortion film.

(실시예 7)(Example 7)

두께 15㎛의 SUS박판위에 접착용 드라이필름을 부착하였다. 접착용 드라이필름이 부착된 SUS박판위위에 SUS판을 에칭하여 미세구조를 형성한 챔버구조물을 올리고 200℃에서 2시간동안 열처리하였다. 이때 접합을 균일하게 하기 위하여 열처리를 하는 동안 일정한 매스를 가하였다.An adhesive dry film was attached on a 15-micrometer-thick SUS thin plate. The SUS plate was etched on the SUS thin plate to which the dry film for adhesion was attached, thereby raising the chamber structure in which the microstructure was formed and heat-treated at 200 ° C. for 2 hours. At this time, a uniform mass was applied during the heat treatment to make the bonding uniform.

완성된 구조체를 황산/질산/과산화수소수의 혼합액에 담지하여 노출된 접착용 필름을 에칭한 후 증류수로 세척하였다.The completed structure was immersed in a mixture of sulfuric acid / nitric acid / hydrogen peroxide solution to etch the exposed adhesive film and then washed with distilled water.

SUS박판위에 감광성필름을 몰드로 하여 미세패턴을 성형하고 PZT(52/48)을 이용하여 제조한 세라믹페이스트를 충진하여 압전/전왜막을 성형한 후 300℃에서 2시간동안 열처리하였다.A fine pattern was formed by molding a photosensitive film on a SUS thin plate, and a piezoelectric / electrodistor film was formed by filling a ceramic paste prepared using PZT (52/48), followed by heat treatment at 300 ° C. for 2 hours.

완성된 압전/전왜막위에 은페이스트를 충진하여 상부전극을 형성하여 액츄에이터를 제조하였다.An actuator was manufactured by filling a silver paste on the completed piezoelectric / electric distortion film to form an upper electrode.

상기의 구성을 갖는 본 발명은 접착공정과 슬라이싱공정없이 금속이나 유기화합물로 만든 진동판위에 직접 압전체박막이나 후막을 성형하여 압전/전왜 액츄에이터를 구성함으로써 제작공정을 단순화시켜 접착공정을 갖는 방식에 비하여 품질과 생산성이 대폭적으로 개선되는 효과가 있다.The present invention having the above-described configuration forms piezoelectric thin film or thick film directly on the vibrating plate made of metal or organic compound without bonding process and slicing process to compose piezoelectric / electric distortion actuators, thereby simplifying the manufacturing process, and compared to the method having the bonding process. And the productivity is greatly improved.

또한 진동판으로 세라믹을 이용하여 고온소결하는 방식에 비해서는 압전체를 훨씬 낮은 온도에서 성형하므로 진동판재질을 선정할 수 있는 폭이 넓어질 뿐만 아니라 진동판의 변형이나 변질이 최소화됨으로써 생산수율을 높일 수 있으며, 압전체 성형시 패터닝을 부여함으로써 필요한 수량만큼의 압전/전왜 액츄에이터를 동시에 구성할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the piezoelectric body is formed at a much lower temperature than the ceramic sintering method using the diaphragm, the diaphragm material can be selected in a wider range, and the deformation and alteration of the diaphragm can be minimized, thereby increasing the production yield. By providing patterning in piezoelectric molding, there is an effect that the piezoelectric / electric warp actuator can be configured as many as necessary.

금속을 진동판으로 사용함으로써 하부전극을 성형하는 공정을 생략할 수 있으며, 금속을 열처리한 후 생성되는 산화막이나 세라믹패턴을 형성할 때 몰드로 감광성필름을 사용하는 경우 열처리후 잔류하는 감광성필름을 전기절연막으로 작용하여 상부 및 하부전극인출시 전극간 통전을 방지할 수 있는 효과가 있다.By using the metal as a diaphragm, the process of forming the lower electrode can be omitted, and in the case of using the photosensitive film as a mold when forming the oxide film or ceramic pattern formed after the heat treatment of the metal, the photosensitive film remaining after the heat treatment is used as the electrical insulating film It has the effect of preventing the conduction between the electrodes when the upper and lower electrodes withdrawal.

Claims (28)

금속으로 이루어진 진동판을 제공하는 단계;Providing a diaphragm made of metal; 100-500℃의 저온에서 비폭발성 산화-환원 연소반응에 의하여 제조되며 입자크기가 1㎛ 이하이고, 납(Pb), 티타늄(Ti)을 기본 구성원소로 하는 초미세 세라믹산화물분말과, 물 또는 유기용매를 베이스로 하여 제조한 상기 초미세 세라믹분말과 동일 또는 유사성분의 세라믹졸용액을 혼합하여 세라믹페이스트를 제조하는 단계;It is manufactured by non-explosive redox combustion reaction at low temperature of 100-500 ℃ and its particle size is 1㎛ or less, ultrafine ceramic oxide powder based on lead (Pb) and titanium (Ti), water or organic Preparing a ceramic paste by mixing a ceramic sol solution of the same or similar component with the ultrafine ceramic powder prepared based on a solvent; 상기 세라믹페이스트를 사용하여 상기 진동판에 압전/전왜막을 성형하는 단계와;Forming a piezoelectric / electric distortion film on the diaphragm using the ceramic paste; 100-600℃에서 열처리함으로써 상기 진동판에 성형된 압전/전왜막을 소성시키는 단계; 및Firing the piezoelectric / electric distortion film formed on the diaphragm by heat treatment at 100-600 ° C .; And 압전/전왜막위에 상부전극을 성형하는 단계를 포함하는 압전/전왜 액츄에이터의 제조방법.A method of manufacturing a piezoelectric / electric distortion actuator, comprising forming an upper electrode on a piezoelectric / electric distortion film. 제 1 항에 있어서, 상부전극을 성형한 후 100-600℃에서 열처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압전/전왜 액츄에이터의 제조방법.The method of manufacturing a piezoelectric / electric warp actuator according to claim 1, further comprising heat treatment at 100-600 ° C. after forming the upper electrode. 제 1 항에 있어서, 상기 금속진동판으로는 스테인레스 스틸판 또는 니켈(Ni)판을 사용하는 것을 특징으로 하는 압전/전왜 액츄에이터의 제조방법.The method of manufacturing a piezoelectric / electric distortion actuator according to claim 1, wherein a stainless steel plate or a nickel (Ni) plate is used as the metal vibrating plate. 제 1 항에 있어서, 상기 압전/전왜막을 성형한 후의 열처리를 150-300℃에서 하는 것을 특징으로 하는 압전/전왜 액츄에이터의 제조방법.The method for manufacturing a piezoelectric / electric distortion actuator according to claim 1, wherein the heat treatment after forming the piezoelectric / electric distortion film is performed at 150 to 300 占 폚. 제 1 항에 있어서, 상부전극으로는 은(Ag), 알루미늄(Al), 금(Au) 또는 백금(Pt)중 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 압전/전왜 액츄에이터의 제조방법.The method of claim 1, wherein the upper electrode is selected from silver (Ag), aluminum (Al), gold (Au), or platinum (Pt). 금속으로 이루어진 진동판과;A diaphragm made of metal; 100-500℃의 저온에서 비폭발성 산화-환원 연소반응에 의하여 제조되며 입자크기가 1㎛ 이하이고, 납(Pb), 티타늄(Ti)을 기본 구성원소로 하는 초미세 세라믹산화물분말과, 물 또는 유기용매를 베이스로 하여 제조한 상기 초미세 세라믹분말과 동일 또는 유사성분의 세라믹졸용액을 혼합한 세라믹페이스트를 이용하여 상기 금속진동판위에 성형한 압전/전왜막과;It is manufactured by non-explosive redox combustion reaction at low temperature of 100-500 ℃ and its particle size is 1㎛ or less, ultrafine ceramic oxide powder based on lead (Pb) and titanium (Ti), water or organic A piezoelectric / electric distortion film formed on the metal vibrating plate by using a ceramic paste in which a ceramic sol solution of the same or similar ingredient is mixed with the ultrafine ceramic powder prepared based on a solvent; 상기 압전/전왜막의 상부에 결합된 상부전극을 포함하여 구성된 압전/전왜 액츄에이터.A piezoelectric / electrical distortion actuator configured to include an upper electrode coupled to an upper portion of the piezoelectric / electrical distortion film. 제 6 항에 있어서, 상기 금속진동판은 스테인레스 스틸판 또는 니켈(Ni)판인 것을 특징으로 하는 압전/전왜 액츄에이터.The piezoelectric / electric distortion actuator according to claim 6, wherein the metal vibration plate is a stainless steel plate or a nickel (Ni) plate. 제 6 항에 있어서, 상기 상부전극은 은(Ag), 알루미늄(Al), 금(Au) 또는 백금(Pt) 등의 금속류중 선택한 것임을 특징으로 하는 압전/전왜 액츄에이터.The piezoelectric / electric warp actuator according to claim 6, wherein the upper electrode is selected from metals such as silver (Ag), aluminum (Al), gold (Au), and platinum (Pt). 진동판을 제공하는 단계;Providing a diaphragm; 진동판위에 하부전극을 성형하는 단계;Forming a lower electrode on the diaphragm; 100-500℃의 저온에서 비폭발성 산화-환원 연소반응에 의하여 제조되며 입자크기가 1㎛ 이하이고, 납(Pb), 티타늄(Ti)을 기본 구성원소로 하는 초미세 세라믹산화물분말과, 물 또는 유기용매를 베이스로 하여 제조한 상기 초미세 세라믹분말과 동일 또는 유사성분의 세라믹졸용액을 혼합하여 세라믹페이스트를 제조하는 단계;It is manufactured by non-explosive redox combustion reaction at low temperature of 100-500 ℃ and its particle size is 1㎛ or less, ultrafine ceramic oxide powder based on lead (Pb) and titanium (Ti), water or organic Preparing a ceramic paste by mixing a ceramic sol solution of the same or similar component with the ultrafine ceramic powder prepared based on a solvent; 상기 세라믹페이스트를 사용하여 상기 진동판에 압전/전왜막을 성형하는 단계;Forming a piezoelectric / electric distortion film on the diaphragm using the ceramic paste; 100-300℃에서 열처리함으로써 상기 진동판에 성형된 압전/전왜막을 소성시키는 단계; 및Firing the piezoelectric / electric distortion film formed on the diaphragm by heat treatment at 100-300 ° C .; And 상기 압전/전왜막 위에 상부전극을 성형하는 단계를 포함하는 압전/전왜 액츄에이터의 제조방법.And forming an upper electrode on the piezoelectric / distortion film. 제 9 항에 있어서, 상기 진동판으로는 세라믹진동판을 사용하는 것을 특징으로 하는 압전/전왜 액츄에이터의 제조방법.10. The method of claim 9, wherein a ceramic vibrating plate is used as the diaphragm. 제 10 항에 있어서, 상기 세라믹진동판은 산화알루미늄(Al2O3), 산화지르코늄(ZrO2), 탄화규소(SiC), 질화규소(Si3N4), 이산화규소(SiO2) 또는 유리계인 것을 특징으로 하는 압전/전왜 액츄에이터의 제조방법.The method of claim 10, wherein the ceramic vibrating plate is aluminum oxide (Al 2 O 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), silicon carbide (SiC), silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon dioxide (SiO 2 ) or glass-based A method of manufacturing a piezoelectric / electric distortion actuator. 제 10 항에 있어서, 상기 진동판위에 성형되는 하부전극으로는 백금(Pt), 은(Ag), 은/팔라듐(Ag/Pd)의 합금, 니켈(Ni), 구리(Cu) 등의 도전성 페이스트중 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 압전/전왜 액츄에이터의 제조방법.The conductive material of claim 10, wherein the lower electrode formed on the diaphragm includes an alloy of platinum (Pt), silver (Ag), silver / palladium (Ag / Pd), nickel (Ni), copper (Cu), or the like. A method of manufacturing a piezoelectric / electric distortion actuator, characterized in that it is used for selection. 제 12 항에 있어서, 상기 진동판위에 상기 하부전극을 성형한 후 500-1400℃로 열처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압전/전왜 액츄에이터의 제조방법.13. The method of claim 12, further comprising forming the lower electrode on the diaphragm and heat-treating it at 500-1400 ° C. 제 9 항에 있어서, 상기 진동판으로 수지류의 고분자성 유기화합물진동판을 사용하는 것을 특징으로 하는 압전/전왜 액츄에이터의 제조방법.The method of manufacturing a piezoelectric / electric distortion actuator according to claim 9, wherein a high molecular weight organic compound vibration plate is used as the vibration plate. 제 14 항에 있어서, 상기 수지류의 고분자성 유기화합물진동판은 폴리에스테르계, 폴리이미드계 또는 테플론계 수지진동판을 사용하는 것을 특징으로 하는 압전/전왜 액츄에이터의 제조방법.15. The method of manufacturing a piezoelectric / electric warp actuator according to claim 14, wherein the resin-based polymer organic compound vibration plate is made of polyester, polyimide or Teflon resin vibration plate. 제 14 항에 있어서, 상기 진동판위에 성형되는 하부전극은 은(Ag), 알루미늄(Al), 금(Au) 또는 백금(Pt) 등의 금속류중 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 압전/전왜 액츄에이터의 제조방법.15. The piezoelectric / electric warp actuator of claim 14, wherein the lower electrode formed on the diaphragm is selected from metals such as silver (Ag), aluminum (Al), gold (Au), or platinum (Pt). Manufacturing method. 제 16 항에 있어서, 상기 진동판위에 상기 하부전극을 성형한 후 100-300℃에서 열처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압전/전왜 액츄에이터의 제조방법.17. The method of claim 16, further comprising the step of forming the lower electrode on the diaphragm and heat treatment at 100-300 ° C. 제 9 항에 있어서, 상부전극으로는 은(Ag), 알루미늄(Al), 금(Au) 또는 백금(Pt)중 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 압전/전왜 액츄에이터의 제조방법.10. The method of claim 9, wherein the upper electrode is selected from silver (Ag), aluminum (Al), gold (Au) or platinum (Pt). 제 9 항에 있어서, 상기 상부전극을 성형한 후 100-300℃에서 열처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압전/전왜 액츄에이터의 제조방법.10. The method of claim 9, further comprising the step of heat treatment at 100-300 ℃ after forming the upper electrode. 제 9 항에 있어서, 상기 압전/전왜막을 성형한 후의 열처리를 150-200℃에서 하는 것을 특징으로 하는 압전/전왜 액츄에이터의 제조방법.The method of manufacturing a piezoelectric / electric distortion actuator according to claim 9, wherein the heat treatment after forming the piezoelectric / electric distortion film is performed at 150 to 200 캜. 진동판과;A diaphragm; 진동판상부에 결합된 하부전극과;A lower electrode coupled to the upper portion of the diaphragm; 100-500℃의 저온에서 비폭발성 산화-환원 연소반응에 의하여 제조되며 입자크기가 1㎛ 이하이고, 납(Pb), 티타늄(Ti)을 기본 구성원소로 하는 초미세 세라믹산화물분말과, 물 또는 유기용매를 베이스로 하여 제조한 상기 초미세 세라믹분말과 동일 또는 유사성분의 세라믹졸용액을 혼합한 세라믹페이스트를 이용하여 상기 금속진동판위에 성형한 압전/전왜막과;It is manufactured by non-explosive redox combustion reaction at low temperature of 100-500 ℃ and its particle size is 1㎛ or less, ultrafine ceramic oxide powder based on lead (Pb) and titanium (Ti), water or organic A piezoelectric / electric distortion film formed on the metal vibrating plate by using a ceramic paste in which a ceramic sol solution of the same or similar ingredient is mixed with the ultrafine ceramic powder prepared based on a solvent; 상기 압전/전왜막의 상부에 결합된 상부전극을 포함하여 구성된 압전/전왜 액츄에이터.A piezoelectric / electrical distortion actuator configured to include an upper electrode coupled to an upper portion of the piezoelectric / electrical distortion film. 제 21 항에 있어서, 상기 진동판으로는 세라믹진동판을 사용하는 것을 특징으로 하는 압전/전왜 액츄에이터.22. The piezoelectric / electric distortion actuator according to claim 21, wherein a ceramic vibrating plate is used as the diaphragm. 제 22 항에 있어서, 상기 세라믹진동판은 산화알루미늄(Al2O3), 산화지르코늄(ZrO2), 탄화규소(SiC), 질화규소(Si3N4), 이산화규소(SiO2) 또는 유리계인 것을 특징으로 하는 압전/전왜 액츄에이터.The method of claim 22, wherein the ceramic vibrating plate is aluminum oxide (Al 2 O 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), silicon carbide (SiC), silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon dioxide (SiO 2 ) or glass-based A piezoelectric / electric distortion actuator characterized by the above-mentioned. 제 22 항에 있어서, 상기 진동판위에 성형되는 하부전극은 백금(Pt), 은(Ag), 은/팔라듐(Ag/Pd)의 합금, 니켈(Ni), 구리(Cu) 등의 도전성 페이스트중 선택한 것임을 특징으로 하는 압전/전왜 액츄에이터.23. The method of claim 22, wherein the lower electrode formed on the diaphragm is selected from conductive pastes such as platinum (Pt), silver (Ag), silver / palladium (Ag / Pd) alloys, nickel (Ni), copper (Cu), and the like. Piezoelectric / electric warp actuator. 제 21 항에 있어서, 상기 진동판으로 수지류의 고분자성 유기화합물진동판을 사용하는 것을 특징으로 하는 압전/전왜 액츄에이터.22. The piezoelectric / electric warp actuator according to claim 21, wherein a high molecular weight organic organic compound vibration plate is used as the vibration plate. 제 25 항에 있어서, 상기 수지류의 고분자성 유기화합물진동판은 폴리에스테르계, 폴리이미드계 또는 테플론계 수지진동판을 사용하는 것을 특징으로 하는 압전/전왜 액츄에이터.26. The piezoelectric / electric warp actuator according to claim 25, wherein the resin-based polymer organic compound vibration plate is made of polyester, polyimide or Teflon resin vibration plate. 제 25 항에 있어서, 상기 진동판위에 성형되는 하부전극은 은(Ag), 알루미늄(Al), 금(Au) 또는 백금(Pt) 등의 금속류중 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 압전/전왜 액츄에이터.The piezoelectric / electric warp actuator according to claim 25, wherein the lower electrode formed on the diaphragm is selected from metals such as silver (Ag), aluminum (Al), gold (Au), or platinum (Pt). 제 21 항에 있어서, 상기 상부전극으로는 은(Ag), 알루미늄(Al), 금(Au) 또는 백금(Pt)중 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 압전/전왜 액츄에이터.The piezoelectric / electric warp actuator according to claim 21, wherein the upper electrode is selected from silver (Ag), aluminum (Al), gold (Au) or platinum (Pt).
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