KR100303434B1 - 칩형 압전 공진자 및 그의 공진 주파수 조정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 커패시터 내장형의 칩형 압전 공진자는, 압전 소자와 유전체 기판을 적층하여 압전 공진자를 형성한 후에, 정전 용량과 공진 주파수를 미세하고 높은 정밀도로 조정하는 것을 가능하게 한다.
압전 공진자는 유전체 기판과, 압전 기판의 상하에 적층되는 유전체 기판과, 적층체상에 배치되는 외부 전극을 포함한다. 복수의 외부 전극은, 제 1유전체 기판의 외측 주면으로부터 서로 대향배치된 제 1 및 제 2측면을 거쳐서 제 2유전체 기판의 외측 주면까지 연장되도록 배치된다. 제 2유전체 기판의 외측 주면에 있어서, 적어도 한 외부 전극이 제 1 및 제 2전극부로 분할된다.

Description

칩형 압전 공진자 및 그의 공진 주파수 조정 방법{CHIP-TYPE PIEZOELECTRIC RESONATOR AND METHOD FOR ADJUSTING RESONANCE FREQUENCY THEREOF}
본 발명은 커패시터 내장형의 칩형 압전 공진자 및 상기 칩형 압전 공진자의 공진 주파수 조정 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 유전체 기판 사이에 배치된 압전 소자를 갖는, 커패시터 내장형의 칩형 압전 공진자 및 그의 주파수 조정 방법에 관한 것이다.
도 7a 및 도 7b에, 종래의 커패시터 내장형의 칩형 압전 공진자를 나타낸다.
도 7a에 나타낸 바와 같이, 칩형 압전 공진자(51)에서는, 판형상의 압전 소자(52)의 하면에 절연성 세라믹으로 이루어지는 제 1봉지기판(53)이 적층되어 있으며, 압전 소자(52)의 상면에는 유전체 세라믹으로 이루어지는 제 2봉지 기판(54)이 적층되어 있다.
압전 소자(52)는 두께 방향으로 분극된 판형상의 압전 기판(52a)을 포함한다. 도 7b에 나타낸 바와 같이, 압전 기판(52a)의 상면에는 제 1여진 전극(52b)이 형성되며 압전 기판(52a)의 하면에는 제 2여진 전극(52c)이 형성되어 있다. 제 1, 제 2여진전극(52b, 52c)은 압전 기판(52a)을 그들 사이에 배치하면서 서로 대향한다.
또한, 여진 전극(52b, 52c)은 각각 인출 전극(52d, 52e)에 접속되어 있다. 인출 전극(52d)은 압전 기판(52a)의 상면에 있어서 그 외주 가장자리에 연장되도록 형성되어 있다. 마찬가지로, 인출 전극(52e)은 압전 기판(52a)의 하면에 있어서 인출 전극(52d)이 연장되는 외주 가장자리에 대향하는 압전 기판(52a)의 외주 가장자리에 연장되도록 형성되어 있다.
봉지 기판(53)의 내측 표면에는 캐버티(53a)가 형성되고, 봉지 기판(54)의 내측 표면에는 캐버티(54a)가 형성되어 있다.
압전 소자(52)는 접착제층(도시하지 않음)에 의하여 제 1, 제 2봉지 기판(53, 54)과 적층되어, 모놀리식 구조를 제공한다. 이와 같이 하여 얻어진 적층체의 외측 표면에 외부 전극(57, 58, 59)이 형성되어 있다. 외부 전극(57)은 인출 전극(52d)에 접속되어 있으며, 따라서 여진 전극(52b)과 전기적으로 접속되어 있다. 외부 전극(59)은 인출 전극(52e)에 접속되어 있으며, 따라서 여진 전극(52c)과 전기적으로 접속되어 있다.
외부 전극(58)은 접지에 접속되어 있다. 따라서, 외부 전극(57, 59)사이에 공진자가 접속됨과 아울러, 접지와 외부 전극(57, 59) 사이에 있어서 정전 용량이 도출된다. 봉지 기판(54)이 유전체 세라믹에 의하여 형성되어있으므로, 외부 전극(57, 59)과 외부 전극(58)사이의 봉지 기판(54)에 의하여 상술한 정전 용량이 실질적으로 구성되어 있다.
도 7a 및 도 7b에 나타낸 칩형 압전 공진자(51)에서는, 봉지 기판(53, 54)을 압전 소자(52)에 접합한 후에는, 압전 소자(52)의 양측면이외의 면, 즉 상면 및 하면이 봉지 기판(53, 54)에 의하여 봉지된다. 따라서, 압전 소자(52)를 봉지 기판(53, 54)과 접합하기 전에, 공진 주파수를 조정해야 한다.
그러나, 압전 소자(52)와 봉지 기판(53, 54)의 접합 단계 이후에 있어서도, 후속의 제조 단계 및 가공 단계에서 생기는 요인에 기인하여 조정된 주파수가 변동하는 경향이 있다. 따라서, 압전 소자(52)를 제조하는 단계에서 공진 주파수를 높은 정밀도로 조정한다고 하더라도, 소망의 주파수를 달성하기 위한 높은 정밀도를 갖는 칩형 압전 공진자(51)를 제조하는 것은 매우 곤란하였다. 따라서, 칩형 압전 공진자(51)의 양품율이 낮다고 하는 문제가 있었다.
또한, 칩형 압전 공진자(51)를 제조한 후에, 유전체 세라믹으로 이루어지는 봉지 기판(54)의 외부 전극 부분을 부분적으로 제거한 경우에는, 정전 용량이 매우 변화하고, 따라서 공진 주파수의 미세 조정은 매우 곤란하였다.
게다가, 상면측의 외부 전극의 형상과 하면측의 외부 전극의 형상이 동일하기 때문에, 공진자의 상하면의 자동 판별이 곤란하였다.
도 8a 및 도 8b에, 다른 종래의 커패시터 내장형의 칩형 압전 공진자를 나타낸다.
이 칩형 압전 공진자(61)는 유전체 기판(62)과 하측으로 오픈된 캡(63)을 포함하는 패키지 구조를 갖는다.
도 8a 및 도 8b에 나타낸 바와 같이, 유전체 기판(62)에는, 기판의 상면으로부터 양 측면을 거쳐서 기판의 하면에 연장되도록 외부 전극(64, 65, 66)이 형성되어 있다. 압전 소자(69)는 도전성 접착제층(67, 68)에 의하여 외부 전극(64, 65)에 접합되어 있다. 압전 소자(69)는 판형상의 압전 기판(69a)으로 형성되어 있다. 압전 기판(69a)의 상면에 제 1여진 전극(69b)이 형성되고, 그 하면에는 제 2여진 전극(69c)이 형성되어 있다.
또한, 여진 전극(69b)는 인출 전극(69d)에 접속되어 있다. 인출 전극(69d)는 압전 기판(69a)의 외주 가장자리에 연장되도록 형성되어 있으며, 게다가 압전 기판(69a)의 측면을 거쳐서 하면에 연장되도록 형성되어 있다. 이 인출 전극(69d)은 인출 전극(69d)이 압전 기판(69a)의 하면에 이르는 부분에 있어서 도전성 접착제층(68)에 접합되어 있다.
또한, 여진 전극(69c)는 인출 전극(69e)에 접속되어 있으며, 이 인출 전극(69e)이 도전성 접착제층(67)에 접합되어 있다.
다른 한편, 캡(63)은 상술한 압전 소자(69)를 둘러싸는 개구(63a)를 갖는다. 캡(63)은 도 8a 및 도 8b에 도시하지 않은 절연성 접착제에 의하여 유전체 기판(62)의 상면에 접합되어 있다.
칩형 압전 공진자(61)에 있어서, 외부 전극(64, 66)사이에는 각각 제 1, 제 2 여진전극(69b, 69c)을 갖는 공진부가 접속되어 있다. 외부 전극(65)은 접지에 접속된다. 따라서, 각 외부 전극(64, 66)과 외부 전극(65)의 사이에서 유전체 기판(62)에 의거하는 정전 용량이 도출된다.
도 8a 및 도 8b에 나타낸 칩형 압전 공진자(61)에서는, 캡(63)을 유전체 기판(62)에 접합하기 전에, 압전 소자(69)를 유전체 기판(62)상에 접합한 상태에서 공진 주파수를 조정할 수가 있다. 그러나, 공진 주파수를 조정하기 위하여 압전 소자(69)의 한면상의 여진 전극만 가공한 경우에는, 여진 전극(69b, 69c)간의 대칭성이 손상된다. 따라서, 여진 전극(69b, 69c)의 비대칭성에 기인하는 스퓨리어스 진동이 증대되고, 공진자의 특성이 열화한다는 문제가 있었다.
또는, 유전체 기판(62)의 하면에 있어서 외부 전극(64, 65, 66)의 형상을 변화시킴으로써 공진 주파수를 조정하는 것도 가능하다. 그러나, 유전체 기판(62)의 하면은 실장면이기 때문에, 외부 전극(64, 65, 66)의 형상을 변경한 경우에는, 개개의 칩형 압전 공진자(61)에 있어서 실장 조건의 편차를 초래한다.
상술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 바람직한 구현예는 압전 소자와 케이스 부재를 조립한 후에, 여진 전극간의 비대칭성에 기인하는 불필요한 스퓨리어스 진동을 증가시키지 않고, 공진 주파수의 조정을 용이하고 높은 정밀도로 행하는 것을 가능하게 하는, 커패시터 내장형의 칩형 압전 공진자를 제공한다.
또한, 본 발명의 바람직한 구현예는 상술한 공진자의 공진 주파수를 조정하는 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 칩형 압전 공진자를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 구현예의 칩형 압전 공진자의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 구현예의 칩형 압전 공진자의 제 1변형예를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 1에 나타낸 구현예의 칩형 압전 공진자의 제 2변형예를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 1에 나타낸 구현예의 칩형 압전 공진자의 제 3변형예를 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 1에 나타낸 칩형 압전 공진자에 있어서, 제 1, 제 2전극부를 모두 제거하여 공진 주파수를 조정한 경우의 칩형 압전 공진자의 외관 형상을 나타낸 사시도이다.
도 7a는 종래의 칩형 압전 공진자를 나타낸 사시도이다.
도 7b는 도 7a에 나타낸 공진자의 종단면도이다.
도 8a는 다른 종래의 칩형 압전 공진자를 나타낸 사시도이다.
도 8b는 도 8a에 나타낸 공진자의 분해 사시도이다.
(부호의 설명)
1: 칩형 압전 공진자
2: 압전 소자
2a: 압전 기판
2b, 2c: 제 1, 제 2여진 전극
2d, 2e: 제 1, 제 2인출 전극
3: 제 1유전체 기판
4: 제 2유전체 기판
4b: 제 2유전체 기판의 외측 주면
5: 적층체
6: 제 1외부 전극
7: 제 2외부 전극
8: 제 3외부 전극
6a, 6b∼8a, 8b: 제 1, 제 2전극부
11: 칩형 압전 공진자
12: 오목부
16: 제 1 외부 전극
16a, 16b, 17a, 17b: 제 1, 제 2전극부
16a1, 16a2: 세폭부
21: 칩형 압전 공진자
26, 27: 제 1, 제 2외부 전극
26a, 26b, 27a, 27b: 제 1, 제 2전극부
31: 칩형 압전 공진자
38: 제 3외부 전극
38a, 38b: 제 1, 제 2전극부
본 발명의 한 바람직한 구현예에 따르면, 커패시터와; 제 1주면 및 제 2주면을 갖는 압전 기판과, 상기 압전 기판의 제 1주면 및 제 2주면상에 각각 배치되며 또한 상기 압전 기판을 사이에 배치하면서 서로 대향하는 제 1 및 제 2여진 전극과, 상기 제 1 및 제 2여진 전극에 각각 접속되어 있으며 또한 상기 압전 기판의 외주 가장자리까지 연장되는 제 1 및 제 2인출 전극을 포함하는 압전 소자와; 상기 압전 소자를 사이에 개재하여 적층체를 구성하고 있는 제 1 및 제 2유전체 기판; 및 상기 제 1유전체 기판의 외측 주면으로부터 상기 적층체의 대향하는 제 1 및 제 2측면을 거쳐서 상기 제 2유전체 기판의 외측 주면까지 연장되도록 형성되는 복수의 외부 전극;을 포함하는 칩형 압전 공진자이며, 상기 압전 소자의 제 1 및 제 2인출 전극이 상기 외부 전극들중의 어느 외부 전극에 접속될 수 있도록 배치되어 있으며, 또한 복수의 외부 전극들중에서 적어도 한 외부 전극이, 상기 제 2유전체 기판의 외측 주면상에 있어서, 상기 적층체의 제 1측면상에 배치된 외부 전극 부분에 접속되는 제 1전극부와, 상기 적층체의 제 2측면상에 배치된 외부 전극 부분에 접속되는 제 2전극부로 분할되어 있는 칩형 압전 공진자가 제공된다.
상술한 칩형 압전 공진자에 있어서는, 적어도 한 외부 전극이, 상기 제 2유전체 기판의 외측 주면상에 있어서, 상기 적층체의 제 1측면상에 배치된 외부 전극부분에 접속되는 제 1전극부와, 상기 적층체의 제 2측면상에 배치된 외부 전극 부분에 접속되는 제 2전극부로 분할되어 있다. 이러한 톡특한 구조에 의하여, 상기제 1 및 제 2전극부중의 적어도 한쪽을 부분적으로 제거함으로써, 정전 용량을 용이하고 정확하게 조정할 수가 있다.
이 경우, 제 1 및 제 2전극부는 제 2유전체 기판의 외측 주면상에 배치되어 있으므로, 정전 용량을 조정하기 위하여 전극의 부분적인 제거를 행하는 가공은, 칩형 압전 공진자를 제조한 후에 행하는 것이 가능하다. 게다가, 제 1유전체 기판의 외측 주면에서는, 주파수 조정을 위하여 외부 전극을 가공할 필요는 없다. 따라서, 제 1유전체 기판의 외측 주면을 실장면으로 한 경우, 실장면상의 외부 전극 구조를 변화시키지 않고 용량 조정, 나아가서는 공진 주파수를 용이하고 정확하게 조정할 수가 있다.
게다가, 제 1 및 제 2전극부는 제 2유전체 기판의 외측 주면에 부분적으로 형성되어 있으므로, 제 1 및 제 2전극부를 부분적으로 제거함으로써, 정전 용량, 나아가서는 공진 주파수의 미세 조정을 실현할 수가 있다.
상술한 칩형 압전 공진자에 따르면, 커패시터 내장형의 칩형 압전 공진자는 압전 소자의 여진 전극의 대칭성에 영향을 주지 않고 즉 상기 여진 전극의 비대칭성에 기인하는 불필요한 스퓨리어스를 증대시키지 않고, 압전 소자와 유전체 기판을 조립한 후에, 공진 주파수를 미세하고 용이하게 조정하는 것이 가능해진다. 따라서, 칩형 압전 공진자의 양품율을 매우 높일 수가 있으며, 칩형 압전 공진자의 제조 비용도 감소한다.
상술한 칩형 압전 공진자에 있어서는, 제 1유전체 기판을 구성하는 유전체 재료의 비유전율이 제 2유전체 기판을 구성하는 유전체 재료의 비유전율보다 큰 것이 바람직하다. 따라서, 제 1 및 제 2전극부가 형성되어 있는 제 2유전체 기판에 의한 정전 용량이 상대적으로 작기 때문에, 제 1 및 제 2전극부중의 적어도 한쪽을 부분적으로 제거함으로써, 정전 용량을 더욱 미세하고 정확하게 조정할 수가 있다. 따라서, 더욱 높은 정밀도로 공진 주파수를 조정하는 것이 가능해진다.
상술한 칩형 압전 공진자에 있어서는, 제 1 및 제 2전극부는 각각 나머지 외부 전극의 전극부보다 폭이 좁은 세폭부를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 세폭부를 가공함으로써, 더욱 정밀하게 정전 용량, 나아가서는 공진 주파수를 조정하는 것이 가능해진다.
상술한 칩형 압전 공진자에서는, 복수의 외부 전극이, 대응하는 제 1 및 제 2인출 전극에 접속되는 제 1 및 제 2외부 전극과, 접지에 접속되는 제 3외부 전극을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 바람직한 구조에 의하여, 3단자형의 커패시터 내장형 압전 공진자를 제공할 수가 있으며, 게다가 독특한 구조에 의하여 공진 주파수를 매우 정밀하고 정확하게 조정하는 것이 가능해진다.
3단자형의 커패시터 내장형 압전 공진자에 있어서, 제 1 및 제 2외부 전극이 제 1 및 제 2전극부로 분할되는 것이 바람직하다. 이 경우, 제 1 및 제 2외부 전극에 있어서의 제 1 및 제 2전극부중의 적어도 한쪽을 부분적으로 제거함으로써, 공진 주파수를 높은 정밀도로 정확하게 조정할 수가 있다.
3단자형의 커패시터 내장형 압전 공진자에 있어서는, 제 3외부 전극이 제 1, 제 2전극부로 분할되고, 제 1 및 제 2외부 전극이 제 1 및 제 2전극로 분할되어 있지 않고 제 2유전체 기판의 외측 주면상에 있어서 적층체의 제 1측면으로부터 제 2측면까지 연결되도록 배치된다. 이 경우, 제 3외부 전극에 있어서의 제 1 및 제 2전극부중의 적어도 한쪽을 부분적으로 제거함으로써, 미세하고 높은 정밀도로 정전 용량, 나아가서는 공진 주파수를 조정할 수 있다. 게다가, 제 3외부 전극의 마주보는 양측에 제공되는 정전 용량을 실질적으로 동일하게 할 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상술한 칩형 압전 공진자의 공진 주파수를 조정하는 방법이며, 제 2유전체 기판의 외측 주면상에 있어서 외부 전극을 분할하여 형성되는 제 1 및 제 2전극부중의 적어도 한쪽을 부분적으로 제거함으로써, 공진 주파수를 조정하는 방법이 제공된다.
따라서, 공진자의 정전 용량을 미세하고 용이하게 조정할 수가 있으므로, 공진 주파수를 미세하고 용이하게 조정할 수가 있다. 게다가, 칩형 압전 공진자를 제조한 후에 공진 주파수를 조정할 수 있으므로, 칩형 압전 공진자의 수율을 크게 개선할 수 있으며 제조 비용을 매우 감소할 수가 있다.
(발명의 실시 형태)
도 1은 본 발명의 한 바람직한 구현예에 따른 커패시터 내장형의 칩형 압전 공진자를 나타내는 사시도이고, 도 2는 그 분해 사시도이다.
칩형 압전 공진자(1)에서는, 판형상의 압전 소자(2)의 하면에 제 1유전체 기판(3)이 적층되어 있으며, 압전 소자(2)의 상면에는 제 2유전체 기판(4)이 적층되어 있다. 따라서, 바람직하게는 압전 소자(2) 및 유전체 기판(3, 4)에 의하여 적층체(5)가 구성되어 있다.
압전 소자(2)는 바람직하게는 실질적으로 직사각형의 압전 기판(2a)을 포함한다. 압전 기판(2a)은 티탄산지르콘산납계 세라믹과 같은 압전 세라믹으로 형성되어 있으며 또한 두께 방향으로 분극되어 있다. 압전 기판(2a)의 상면의 대략 중앙에는, 실질적으로 원형의 제 1여진 전극(2b)이 형성되어 있으며, 압전 기판(2a)의 하면의 대략 중앙에는, 제 1여진 전극(2b)과 제 2여진 전극(2c)이 서로 마주보도록 제 2여진 전극(2c)이 형성되어 있다.
제 1여진 전극(2b)은 압전 기판(2a)의 상면에 형성된 제 1인출 전극(2d)에 접속되어 있다. 제 1인출 전극(2d)은 압전 기판(2a)의 외주 가장자리에 연장되도록 형성되어 있다. 다른 한편, 제 2여진 전극(2c)은 압전 기판(2a)의 하면에 형성된 제 2인출 전극(2e)에 접속되어 있다. 인출 전극(2e)은 압전 기판(2a)의 하면에 있어서 외주 가장자리에 연장되도록 형성되어 있다.
게다가, 여진 전극(2b, 2c)은 원형, 직사각형 또는 다른 적절한 형상을 가질 수가 있다.
제 1유전체 기판(3)은 제 2유전체 기판(4)을 구성하고 있는 유전체 세라믹보다 비유전율이 큰 유전체 세라믹으로 이루어지는 것이 바람직하며, 바람직하게는 직사각형 판형상을 갖는다.
제 1유전체 기판(3)의 상면에는, 캐버티(3a)가 형성되어 있다. 캐버티(3a)는 제 1, 제 2여진 전극(2b, 2c)에 의하여 구성되는 공진부의 진동을 허용하기 위한 공간을 제공하기 위하여 형성되어 있다.
제 2유전체 기판(4)은 비유전율이 약 20이상인 유전체 세라믹으로 이루어지며, 바람직하게는 직사각형 판형상을 갖는다. 제 2유전체 기판(4)의 하면에는 캐버티(4a)가 형성되어 있다. 캐버티(4a)는 제 1, 제 2여진 전극(2b, 2c)에 의하여 구성되는 공진부의 진동을 허용하기 위한 공간을 제공하기 위하여 형성되어 있다.
제 1, 제 2유전체 기판(3, 4)은 도시하지 않은 절연성 접착제에 의하여 압전 공진 소자(2)에 접합되어 있으며, 이 접합에 의하여 상술한 적층체(5)가 얻어지고 있다.
또한, 적층체(5)의 외부 표면에는 제 1, 제 2 및 제 3외부 전극(6∼8)이 배치되어 있다. 도 1 및 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 제 1, 제 2 및 제 3외부 전극(6∼8)은, 적층체(5)의 하면으로부터 적층체(5)의 서로 대향하고 있는 제 1, 제 2측면(5a, 5b)을 거쳐서 적층체(5)의 상면, 즉 제 2유전체 기판(4)의 외측 주면(4b)에 연장되도록 형성되어 있다.
다른 한편, 제 2유전체 기판(4)의 외측 주면(4b)상에 있어서는, 제 1, 제 2 및 제 3외부 전극(6∼8)은 바람직하게는 각 전극이 제 1 및 제 2전극부(6a, 6b, 7a, 7b, 8a, 8b)로 분할되도록 배치되어 있다. 예를 들면 제 1외부 전극(6)의 경우에서는, 제 1외부 전극(6)은 제 2유전체 기판(4)의 외측 주면(4b)상에 있어서, 제 1측면(5a)에 배치되어 있는 외부 전극 부분에 접속되도록 배치되어 있는 제 1전극부(6a)와, 제 2측면(5b)상에 배치되어 있는 외부 전극 부분에 접속되도록 제 1전극부(6a)와는 소정의 거리를 두어 배치된 제 2전극부(6b)를 포함한다.
마찬가지로, 제 2, 제 3외부 전극(7, 8)은 제 1, 제 2전극부(7a, 7b, 8a, 8b)를 갖는다.
더욱이, 제 1외부 전극(6)은 인출 전극(2d)에 접속되어 있으며, 제 2외부 전극(7)은 인출 전극(2e)에 접속되어 있다. 따라서, 외부 전극(6, 7)사이에 여진 전극(2b, 2c)을 갖는 공진자가 접속되어 있다. 외부 전극(8)은 접지에 접속된다.
이러한 구성에 의하여, 3개의 접속 단자, 즉 외부 전극(6, 7, 8)을 갖는 커패시터 내장형의 칩형 압전 공진자를 제공한다. 이 경우, 정전 용량은 외부 전극(6)과 외부 전극(8)의 사이 또는 외부 전극(7)와 외부 전극(8)사이에서 도출된다.
더욱 상세하게는, 외부 전극(6)과 외부 전극(8)사이에 위치하는 유전체 기판(3, 4)의 부분에 의하여 제 1정전 용량이 형성되며, 외부 전극(7)과 외부 전극(8)사이에 위치하는 유전체 기판(3, 4)의 부분에 의하여 제 2정전 용량이 형성된다.
본 바람직한 구현예의 칩형 압전 공진자(1)에서는, 적층체(5)의 상면 즉 제 2유전체 기판(4)의 외측 주면(4b)에 있어서 상기 제 1 및 제 2전극부(6a∼8b)가 배치되어 있으므로, 전극부(6a∼8b)의 형상을 변경함으로써, 상기 정전 용량을 용이하게 조정할 수가 있다. 즉, 칩형 압전 공진자(1)의 공진 주파수를 조정함에 있어서는, 도 1에 나타낸 칩형 압전 공진자(1)를 제조한 후에, 상기 분할 전극(6a∼8b)의 일부를, 예를 들면 레이저 트리밍하여 절삭함으로써, 용이하게 조정할 수가 있다. 따라서, 압전 소자(2)를 유전체 기판(3, 4)과 적층하고, 외부 전극(6∼8)을 적층체(5)상에 배치한 후, 주파수를 조정할 수 있기 때문에, 소망하는 공진 주파수 범위의 칩형 압전 공진자(1)를 용이하고 높은 정밀도로 얻을 수가 있다.
게다가, 본 바람직한 구현예에서는, 유전체 기판(3)을 구성하고 있는 유전체세라믹의 비유전율이 유전체 기판(4)을 구성하고 있는 유전체 세라믹의 비유전율에 비하여 큰 것이 바람직하다. 또한 유전체 기판(3)에 있어서는, 외부 전극(6) 또는 외부 전극(7)과 대향하는 외부 전극(8)의 거리가, 유전체 기판(4)측에 있어서의 대향 거리보다 길게 되어 있다. 따라서, 적층체(5)의 정전 용량은 유전체 기판(3)측에 있어서의 외부 전극(6)과 외부 전극(8) 사이 및 외부 전극(7)과 외부 전극 (8)사이의 부분으로부터 제공되는 정전 용량에 크게 의존한다.
환언하면, 유전체 기판(4)측에 있어서의 외부 전극(6)과 외부 전극(8) 사이 및 외부 전극(7)과 외부 전극(8)사이의 부분에서 제공되는 정전 용량은, 유전체 기판(3)의 상응하는 정전 용량보다도 적다. 따라서, 상술한 제 1 및 제 2전극부(6a∼8b)중에서 선택된 적어도 하나에 있어서, 그 일부를 제거함으로써 공진 주파수를 미세하게 조정할 수가 있다. 따라서, 본 바람직한 구현예의 칩형 압전 공진자(1)에서는, 공진자를 제조한 후에 주파수를 용이하게 조정할 수 있을 뿐만 아니라, 공진자의 정전 용량을 미세하게 조정할 수 있기 때문에, 공진 주파수를 높은 정밀도로 조정하는 것이 가능해진다.
더욱이, 유전체 기판(4)은 비유전율이 적어도 약 20인 유전체 세라믹으로 이루어지는 것이 바람직하다. 비유전율이 약 20미만인 유전체 세라믹으로 이루어지는 경우에는, 얻어지는 정전 용량이 너무 적기 때문에, 공진 주파수의 정확하고 정밀한 조정을 달성하기가 곤란하다.
본 바람직한 구현예에서는, 제 1유전체 기판(3)에 사용된 유전체 세라믹의 비유전율과, 제 2유전체 기판(4)에 사용된 유전체 세라믹의 비유전율을 상기와 같이 다르게 하였으나, 제 1, 제 2유전체 기판(3, 4)이 동일한 비유전율을 가져도 된다. 그러나, 제 1, 제 2전극부(6a∼8b)중의 어느 하나를 가공함으로써 공진 주파수의 미세 조정을 행하기 위해서는, 상기 구현예의 구조가 바람직하다.
또한, 상기 공진 주파수의 조정시에 있어서는, 모든 제 1 및 제 2전극부(6a∼8b)를 반드시 가공할 필요는 없고, 적어도 하나의 전극부를 가공함으로써 주파수 조정을 행할 수 있다. 바람직하게는, 외부 전극(8)의 양측에 제공되는 정전 용량이 실질적으로 동등하도록 조정된다. 따라서, 제 1, 제 2전극부(8a, 8b)으로부터 선택된 적어도 한쪽을 조정하는 방법이 바람직하다. 혹은 제 1, 제 2전극부(6a, 6b)로부터 선택된 한쪽을 조정하고, 제 1, 제2전극부(7a, 7b)의 대응 부분을 마찬가지로 조정하는 방법이 바람직하다.
또한, 상기 바람직한 구현예에서는, 제 1, 제 2전극부(6a∼8b)는 모두 대략 직사각형의 실질적으로 형상으로 되어 있으나, 제 1, 제 2전극부의 형상에 대해서는, 적절히 변형할 수가 있다. 이와 같은 제 1, 제 2전극부의 형상의 변형예를 도 3 내지 도 5에 나타낸다.
도 3에 나타낸 칩형 압전 공진자(11)에서는, 제 1, 제 2외부 전극(16, 17)의 제 1, 제 2전극부(16a, 16b) 및 (17a, 17b)가 각각 제 1, 제 2전극부(18a, 18b)을 향하는 전극부의 측면에 형성된 오목부(12)를 갖는다. 이와 같은 오목부(12)를 형성함으로써, 오목부의 주위에 상대적으로 나머지 부분보다도 폭이 좁은 세폭부가 형성되어 있다. 예를 들면 외부 전극(16)의 제 1전극부(16a)에 있어서, 오목부(12)의 형성에 의하여 오목부(12)의 대향 측면에 세폭부(16a1, 16a2)가 형성되어 있다.따라서, 이 세폭부(16a1) 및/또는 세폭부(16a2)를 제거함으로써, 정전 용량을 용이하고 더욱 미세하게 조정할 수 있다.
또한, 도 4에 나타낸 칩형 압전 공진자(21)에서는, 제 1, 제 2전극부(26a, 26b, 27a, 27b)가 실질적으로 L자형상으로 되어 있다. 따라서, 대략 L자형상으로 되어 있는 제 1, 제 2전극부(26a∼27b)의 부분적인 제거를 용이하게 행할 수 있으므로, 마찬가지로 정전 용량을 용이하고 더욱 미세하게 조정할 수가 있다.
도 5에 나타낸 칩형 압전 공진자(31)에서는, 제 3외부 전극(38)에 형성되어 있는 제 1, 제 2전극부(38a, 38b)가 실질적으로 T자형상으로 되어 있는 것이 바람직하다. 따라서, 제 1, 제 2전극부(38a, 38b)의 부분적인 제거를 용이하게 행할 수 있으며, 이에 따라서 정전 용량을 더욱 미세하게 조정할 수가 있다.
제 1, 제 2전극부는 목적으로 하는 공진 주파수에 따라서 상술한 바와 같이 제거되는데, 극단적인 경우 도 6에 나타낸 바와 같이, 제 1, 제 2전극부를 모두 게거하여 공진 주파수를 조정한다.
더욱이, 상술한 칩형 압전 공진자(1, 11, 21, 31)에서는, 제 1, 제 2 및 제 3외부 전극을 모두 제 1, 제 2전극부로 분할하였다. 그러나, 본 발명의 다른 바람직한 구현예에 있어서는, 복수의 외부 전극중에서 적어도 한 외부 전극에 있어서, 상기와 같은 제 1, 제 2전극부를 갖도록 유전체 기판(4)의 주면에 있어서 외부 전극을 분할하면, 상기 제 1전극부 및/또는 제 2전극부를 부분적으로 제거함으로써, 주파수를 미세하게 조정할 수가 있다.
바람직하게는 제 1, 제 2 및 제 3외부 전극(6∼8)을 갖는 칩형 압전공진자(1)에 있어서는, 제 3외부 전극(8)에 의해 분할된 양 부분에서의 정전 용량을 실질적으로 동등하게 하기 위해서는, 제 3외부 전극(8)이 제 1, 제 2전극부(8a, 8b)로 분할되어 있으며, 제 1, 제 2외부 전극(6, 7)은 분할 전극(6a, 6b, 7a, 7b)를 갖지 않도록 유전체 기판(4)의 외측 주면(4a)에 배치되어 있다. 이 경우에는, 제 3외부 전극(8)의 제 1, 제 2전극부(8a, 8b)의 적어도 한쪽을 부분적으로 제거하여 공진 주파수의 조정을 행한 경우, 외부 전극(8)에 의해 분할된 양 부분에 있어서의 정전 용량이 확실하게 동등하도록 조정된다.
혹은, 제 3외부 전극(8)을 제 1, 제 2전극부(8a, 8b)으로 분할되지 않도록 외측 주면(4b)에 배치해두고, 제 1, 제 2외부 전극(6, 7)을 도 1에 나타낸 분할 방법으로 형성하여도 된다. 이 경우에는, 제 1, 제 2외부 전극(6, 7)의 제 1, 제 2전극부(6a∼7b)중의 어느 전극부를 부분적으로 제거하는 경우, 제 1외부 전극(6)측에 있어서의 제거와 제 2외부 전극(7)측에 있어서의 제거를 동일한 방법으로 행하는 것이 바람직하다.
이상으로 바람직한 구현예를 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 정신과 특허청구범위내에서 여러가지 변형이 가능하다는 것을 알 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 칩형 압전 공진자에서는, 제 1 및 제 2전극부가 제 2유전체 기판의 외측 주면상에 배치되어 있으므로, 정전 용량을 조정하기 위하여 전극의 부분적인 제거를 행하는 가공은, 칩형압전 공진자를 제조한 후에 행하는 것이 가능하다. 게다가, 제 1유전체 기판의 외측 주면에서는, 주파수 조정을 위하여 외부 전극을 가공할 필요는 없다. 따라서, 제 1유전체 기판의 외측 주면을 실장면으로 한 경우, 실장면상의 외부 전극 구조를 변화시키지 않고 용량 조정, 나아가서는 공진 주파수를 용이하고 정확하게 조정할 수가 있다.
또한, 제 1 및 제 2전극부는 제 2유전체 기판의 외측 주면에 부분적으로 형성되어 있으므로, 제 1 및 제 2전극부를 부분적으로 제거함으로써, 정전 용량, 나아가서는 공진 주파수의 미세 조정을 실현할 수가 있다.
따라서, 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 커패시터 내장형의 칩형 압전 공진자는 압전 소자의 여진 전극의 대칭성에 영향을 주지 않고 즉 상기 여진 전극의 비대칭성에 기인하는 불필요한 스퓨리어스를 증대시키지 않고, 압전 소자와 유전체 기판을 조립한 후에, 공진 주파수를 미세하고 용이하게 조정하는 것이 가능해진다. 따라서, 칩형 압전 공진자의 양품율을 매우 높일 수가 있으며, 칩형 압전 공진자의 제조 비용도 감소한다.
또한 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 칩형 압전 공진자의 주파수 조정 방법에서는, 공진자의 정전 용량을 미세하고 용이하게 조정할 수가 있으므로, 공진 주파수를 미세하고 용이하게 조정할 수가 있다. 게다가, 칩형 압전 공진자를 제조한 후에 공진 주파수를 조정할 수 있으므로, 칩형 압전 공진자의 수율을 크게 개선할 수 있으며 제조 비용을 매우 감소할 수가 있다.

Claims (20)

  1. 커패시터와;
    제 1주면 및 제 2주면을 갖는 압전 기판과, 상기 압전 기판의 제 1주면 및 제 2주면상에 각각 배치되며 또한 상기 압전 기판을 사이에 배치하면서 서로 대향하는 제 1 및 제 2여진 전극과, 상기 제 1 및 제 2여진 전극에 각각 접속되어 있으며 또한 상기 압전 기판의 외주 가장자리까지 연장되는 제 1 및 제 2인출 전극을 포함하는 압전 소자와;
    상기 압전 소자를 사이에 개재하여 적층체를 구성하고 있는 제 1 및 제 2유전체 기판; 및
    상기 제 1유전체 기판의 외측 주면으로부터 상기 적층체의 대향하는 제 1 및 제 2측면을 거쳐서 상기 제 2유전체 기판의 외측 주면까지 연장되도록 형성되는 복수의 외부 전극;을 포함하는 칩형 압전 공진자이며,
    상기 압전 소자의 제 1 및 제 2인출 전극이 상기 외부 전극들중의 어느 외부 전극에 접속될 수 있도록 배치되어 있으며,
    또한 복수의 외부 전극들중에서 적어도 한 외부 전극이, 상기 제 2유전체 기판의 외측 주면상에 있어서, 상기 적층체의 제 1측면상에 배치된 상기 복수의 외부 전극들중의 한 외부 전극의 부분에 접속되는 제 1전극부와, 상기 적층체의 제 2측면상에 배치된 상기 복수의 외부 전극들중의 한 외부 전극의 부분에 접속되는 제 2전극부로 분할되어 있는 것을 특징으로 하는 칩형 압전 공진자.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1유전체 기판을 구성하고 있는 유전체 재료의 비유전율이, 상기 제 2유전체 기판을 구성하고 있는 유전체 재료의 비유전율보다 큰 것을 특징으로 하는 칩형 압전 공진자.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2전극부는 각각 상기 복수의 외부 전극중의 대응하는 나머지 전극부보다 폭이 좁은 세폭부를 갖는 것을 특징으로 하는 칩형 압전 공진자.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 복수의 외부 전극은 상기 제 1 및 제 2인출 전극에 각각 접속된 제 1 및 제 2외부 전극과, 접지에 접속되는 제 3외부 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 칩형 압전 공진자.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2외부 전극은 각각 분할되어 제 1 및 제 2전극부를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩형 압전 공진자.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 제 3외부 전극은 제 1 및 제 2전극부로 분할되며, 상기 제 1 및 제 2외부 전극은 제 1 및 제 2전극부로 분할되지 않고 상기 제 2유전체 기판의 외측 주면상에 있어서 상기 적층체의 제 1측면측으로부터 상기 적층체의 제 2측면측까지 연결되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 칩형 압전 공진자.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 및 제 3외부 전극은 분할되어 제 1 및 제 2 전극부를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩형 압전 공진자.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 제 1외부 전극은 상기 제 1인출 전극에 접속되며, 상기 제 2외부 전극은 제 2인출 전극에 접속되며, 또한 상기 제 3외부 전극은 접지에 접속되는 것을 특징으로 하는 칩형 압전 공진자.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 외부 전극들중의 제 1외부 전극은 다른 외부 전극들과 대향하도록 배치되며, 상기 제 1유전체 기판상에 있어서의 거리가 상기 제 2유전체 기판상에 있어서의 거리보다 긴 것을 특징으로 하는 칩형 압전 공진자.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 복수의 외부 전극은 적어도 제 1, 제 2 및 제 3외부 전극을 포함하며, 상기 제 2유전체 기판의 제 1 및 제 2외부 전극사이의 부분 및 제 1 및 제 3외부 전극사이의 부분에 의하여 제공되는 정전 용량은 상기 제 1유전체 기판에 있어서의 상응하는 정전 용량보다 적은 것을 특징으로 하는 칩형 압전 공진자.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 제 2유전체 기판은 적어도 약 20의 비유전율을 갖는 유전체 세라믹으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 칩형 압전 공진자.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2유전체 기판은 동일한 비유전율을 갖는 것을 특징으로 하는 칩형 압전 공진자.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 외부전극들중의 한 외부 전극의 마주보는 양측면에 제공되는 정전 용량은 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 칩형 압전 공진자.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2전극부는 각각 실질적으로 L자 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 칩형 압전 공진자.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2전극부는 각각 실질적으로 T자 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 칩형 압전 공진자.
  16. 커패시터와; 제 1주면 및 제 2주면을 갖는 압전 기판과, 상기 압전 기판의 제 1주면 및 제 2주면에 각각 배치되며 또한 상기 압전 기판을 사이에 배치하면서 서로 대향하는 제 1 및 제 2여진 전극과,상기 제 1 및 제 2여진 전극에 각각 접속되어 있으며 또한 상기 압전 기판의 외주 가장자리까지 연장되는 제 1, 제 2인출 전극을 포함하는 압전 소자와; 상기 압전 소자를 사이에 개재하여 적층체를 구성하고 있는 제 1, 제 2유전체 기판; 및 상기 제 1유전체 기판의 외측 주면으로부터 상기 적층체의 대향하는 제 1, 제 2측면을 거쳐서 제 2유전체 기판의 외측 주면까지연장되도록 형성되는 복수의 외부 전극;을 포함하며, 상기 압전 소자의 제 1, 제 2인출 전극이 상기 외부 전극들중의 어느 외부 전극에 접속될 수 있도록 배치되어 있는 칩형 압전 공진자를 준비하는 단계와,
    복수의 외부 전극들중에서 적어도 한 외부 전극을, 상기 제 2유전체 기판의 외측 주면상에 있어서, 상기 적층체의 제 1측면상에 배치된 상기 복수의 외부 전극들중의 한 외부 전극의 부분에 접속되는 제 1전극부와, 상기 적층체의 제 2측면상에 배치된 상기 복수의 외부 전극들중의 한 외부 전극의 부분에 접속되는 제 2전극부로 분할하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩형 압전 공진자의 공진 주파수 조정 방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 분할 단계는 상기 제 1 및 제 2전극부중의 적어도 한 전극부의 일부분을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 제거 단계는 레이저 트리밍에 의하여 행해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 16항에 있어서, 상기 제 1유전체 기판을 구성하는 유전체 재료의 비유전율은 상기 제 2유전체 기판을 구성하는 유전체 재료의 비유전율보다 큰 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 16항에 있어서, 상기 제 1전극부 및 제 2전극부는 각각 상기 복수의 외부 전극중의 대응하는 나머지 전극부보다 폭이 좁은 세폭부를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
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