KR100307679B1 - 압전공진자의제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수개의 압전체층과 복수개의 내부전극이 서로 적층된 적층체를 준비하는 단계와, 내부전극의 노출부가 형성된 적층체의 제 1 면상에 적층체의 적층 방향과 실질적으로 평행한 열들(rows)로 배열된 복수개의 개구부를 갖는 절연막을 형성하는 단계와, 절연막이 형성된 면에 외부전극을 형성하는 단계와, 외부전극이 형성된 면에 복수개의 홈을 형성하는 단계 및 홈에 실질적으로 평행한 상기 적층체를 절단하는 단계를 포함하는 공진 소자의 제조 방법으로서, 열들 중의 첫 번째 열에서 개구부의 제 1 그룹은 내부전극이 하나씩 번갈아(alternate) 노출되는 부분에 배치되고, 개구부의 첫 번째 열에 인접하는 개구부의 두 번째 열에서 개구부의 제 2 그룹은 내부전극이 하나씩 번갈아 노출되고 남겨진 각각의 부분에 배치되며, 첫 번째 열과 두 번째 열은 소정의 거리를 두고 서로 분리되고, 상기 홈은 상기 첫 번째 열과 두 번째 열의 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 공진 소자의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

압전 공진자의 제조 방법{Method of manufacturing piezoelectric resonator}

본 발명은 압전 공진자의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 압전체의 기계적 공진을 이용하는 발진기(oscillator), 판별기(discriminator), 필터 등의 전자 부품에 제공되는 압전 공진자의 제조 방법에 관한 것이다.

도 26은 종래의 압전 공진자의 한 실시예를 나타내는 사시도이다. 도 26에서 도시된 압전 공진자(1)는, 예를 들면 장방형 판 모양을 갖는 압전체 기판(2)을 포함한다. 이러한 압전체 기판(2)은 그 두께 방향으로 분극된다. 압전체 기판(2)의 양쪽 주면(main surface)에는 전극(3)이 제공된다. 이 전극(3) 사이에 신호를 입력함으로써 압전체 기판(2)의 두께 방향으로 전계가 인가되고, 압전체 기판(2)은 그 길이 방향으로 진동한다.

도 26에 도시된 압전 공진자는 비강성체형(unstiffened type)으로, 그 진동방향은 전계방향 및 분극방향과 다르다. 비강성체형 공진자와 같은 압전 공진자의 전기-기계 결합 계수는 전계방향, 분극방향 및 진동방향이 서로 일치하는 강성체형(stiffened type) 압전 공진자보다 낮다. 따라서 비강성체형 압전 공진자에서 공진 주파수와 반공진 주파수의 차이 ΔF는 상대적으로 작다. 이 사실은 이러한 비강성체형 압전 공진자가 필터로 이용되었을 때, 대역폭이 작게 되는 원인이 된다. 따라서 이러한 비강성체형 압전 공진자나 이런 공진자와 결합한 전자 부품에 있어서, 특성 설계의 자유도는 작아지게 된다.

또한, 도 26에 도시된 압전 공진자에서는 길이 모드의 1차 공진이 이용된다. 그러나 도 26에서 도시된 공진자의 구조에 의해, 3차 모드, 5차 모드 등의 홀수배의 고차 모드와, 폭 모드의 큰 스퓨리어스 진동이 발생한다.

본 발명의 출원인이 출원한 일본국 특허출원 8-110475호는, 복수의 압전체층과 복수의 전극이 하나씩 번갈아 쌓이고 적층된 결과로서 제공되는 길이 방향을 갖는 적층 베이스 구조를 구비한 압전 공진자를 설명하고 있다. 복수의 압전체층은 베이스의 길이 방향으로 분극되고, 길이 방향 진동이 기본 진동으로 여진된다. 이와 같은 적층 구조의 압전 공진자는 압전체층의 분극방향, 전계방향 및 진동방향이 동일한 강성체형 공진자이다. 결과적으로 이러한 강성체형 공진자는 비강성체형 압전 공진자보다 스퓨리어스 발사(spurious emission)가 작고, 공진 주파수와 반공진 주파수의 차 ΔF가 크다.

다음으로 이러한 적층 구조를 갖는 압전 공진자의 한 실시예를 상세히 설명하고자 한다. 도 1은 본 발명과 비교할 배경기술을 제공하기 위해, 적층 구조를 갖는 종래 압전 공진자의 한 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 압전 공진자의 개략도이고, 도 3은 도 1에 도시된 압전 공진자의 주요부 평면도이다.

상술한 적층 구조를 갖는 도 1의 압전 공진자(10)는, 예를 들면 직방형 베이스(12)를 포함한다. 베이스(12)는 압전 세라믹등의 재료로 이루어지고, 적층된 복수의 압전체층(12a)을 포함한다. 복수의 압전체층(12a)의 베이스(12)의 길이 방향 중간부에는, 베이스(12)의 길이 방향으로 수직이 되도록 각 압전체층의 두 주면에, 복수의 내부전극(14)이 각각 배치된다. 따라서 복수의 내부전극(14)은 그 주면이 베이스(12)의 길이 방향에 수직이고, 베이스(12)의 길이 방향으로 서로 간격을 두고 배치된다. 또한, 베이스(12)의 길이 방향으로 중간부의 복수의 압전체층(12a)은, 도 2에 화살표로 나타낸 바와 같이, 인접한 압전체층이 각각의 내부전극(14)의 양측에 대해 서로 반대 방향으로 분극되도록, 베이스(12)의 길이 방향으로 분극된다. 그러나 베이스(12)의 길이 방향으로 양 단부의 압전체층(12a)은 분극되지 않는다. 이러한 베이스(12)에 있어서, 내부전극(14)은 베이스(12)의 길이 방향과 평행한 4개의 측면에서 노출된다.

베이스(12)의 한 쪽 면에는 베이스(12)의 길이 방향으로 연장되는 홈(15)이 형성된다. 홈(15)은 베이스(12)의 폭 방향으로 중앙에 형성되고, 베이스(12)의 한 쪽 면을 두 부분으로 분할한다. 게다가 도 2에 도시한 바와 같이, 홈(15)에 의해 분할된 면에는 제 1 절연막(16) 및 제 2 절연막(18)이 배치된다. 즉, 홈(15)에 의해 분할된 베이스(12) 측면의 한 쪽은 내부전극(14)의 노출부가 하나씩 번갈아 제 1 절연막(16)에 의해 피복된다. 또한 홈(15)에 의해 분할된 베이스(12) 한 쪽 면의 다른 한 쪽에서는, 상기 제 1 절연막(16)으로 피복되지 않은 내부전극(14)의 노출부가, 제 2 절연막(18)으로 피복된다.

게다가 베이스(12)의 제 1 절연막(16) 및 제 2 절연막(18)이 배치된 부분,즉 홈(15)의 양측에는, 2개의 외부전극(20, 22)이 배치된다. 따라서 제 1 절연막(16)으로 피복되지 않은 내부전극(14)은 외부전극(20)에 접속되고, 제 2 절연막(18)으로 피복되지 않은 내부전극(14)은 외부전극(22)에 접속된다. 즉, 이웃하는 내부전극(14)은 외부전극(20) 및 외부전극(22)에 각각 접속된다.

이러한 압전 공진자(10)에서는, 외부전극(20, 22)이 입출력 전극으로서 사용된다. 베이스(12)의 길이 방향으로 중간부에서는, 인접하는 내부전극(14) 사이의 부분이 분극되고, 아울러 인접하는 내부전극(14) 사이에 전계가 인가되기 때문에, 그 부분은 압전적으로 활성화된다. 베이스(12)의 서로 반대로 분극된 부분에 서로 반대되는 전압이 인가되므로, 베이스(12)는 전체적으로 동일 방향에서 팽창 또는 수축한다. 그러므로 압전 공진자(10) 전체에서, 베이스(12)의 길이 방향으로 그 중심부를 노드(node)로 하는 길이 진동 모드의 기본 진동이 여진된다. 베이스(12)의 길이 방향에서의 양 단부는 분극되지 않고, 전극이 단부에 배치되어 있지 않기 때문에 전계가 인가되지 않는다. 따라서 양 단부는 압전적으로 활성화 되지 않는다.

상술한 압전 공진자(10)에서, 베이스(12)의 분극방향, 입력 신호에 의해 인가되는 전계방향 및 베이스(12)의 진동방향은 동일하다. 말하자면, 이 압전 공진자(10)는 강성체형 압전 공진자이다. 이러한 압전 공진자(10)는, 분극방향, 전계방향 및 진동방향이 서로 다른 비강성체형 압전 공진자에 비해, 전기-기계 결합 계수가 크다. 그러므로 이러한 압전 공진자(10)에서는 비강성체형 압전 공진자에 비해 공진 주파수와 반공진 주파수의 차 ΔF의 선택의 폭을 증가시킬 수 있다. 따라서 이러한 압전 공진자(10)에서는 비강성체형 공진자보다 대역폭이 큰 특성을 얻을 수 있다. 게다가 이러한 압전 공진자(10)는 비강성체형 공진자보다 작은 스퓨리어스 발사를 갖는다. 또한, 이러한 압전 공진자(10)에서는 그 한 쪽 면에 외부전극(20, 22)이 배치되므로, 압전 공진자(10)는 예를 들면 절연체 기판상에 표면 실장될 수 있다.

이하, 압전 공진자(10)의 제조 방법에 대해, 도 4 내지 도 13을 참조하여 설명한다. 이들 도면에 있어서, 설명의 편이상, 압전체층(12a)을 구성하는 그린 시트의 층수는, 도 2 및 도 3의 압전 공진자(10)를 구성하는 압전체층(12a)의 층수와 일치하지 않는다. 하지만 이하의 제조 방법은 압전체층의 수에 관계없이 동일하다.

상술한 압전 공진자(10)를 제조할 때에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 그린 시트(30)가 준비된다. 그린 시트(30)의 한 면 위에는 예를 들면, 은, 팔라듐(palladium), 유기 바인더(organic binder) 등을 포함하는 도전성 페이스트가 도포되어 도전성 페이스트층(32)을 형성한다. 도전성 페이스트층(32)은 그린 시트(30)의 한 쪽 단부를 제외한 면 전체에 형성되고, 복수의 그린 시트(30)가 적층된다. 이 때, 도전성 페이스트층(32)이 형성되지 않은 단부가 서로 반대 방향으로 번갈아 배치되도록 그린 시트(30)가 적층된다. 게다가 이러한 적층체의 마주보는 측면에 도전성 페이스트를 도포한 후 소성함으로써, 도 5와 같은 적층 베이스(multilayered base ; 34)가 형성된다.

상술한 적층 베이스(34)의 내부에는, 도전성 페이스트층(32)이 소결되어 이루어진 복수의 내부전극(36)이 형성된다. 이들 내부전극(36)은 적층 베이스(34)의 마주보는 부분에서 하나씩 번갈아 노출된다. 그 후, 적층 베이스(34)의 마주보는부분에, 내부전극(36)이 각각 번갈아 접속되도록 분극용 전극(38, 40)이 형성된다. 이들 분극용 전극(38, 40)에 직류 전압을 인가함으로써, 적층 베이스(34)에 분극 공정이 수행된다. 이 때, 적층 베이스(34)의 내부에는 인접하는 내부전극(36)간에 직류의 고전계가 인가되고, 인가된 전계의 방향은 서로 반대가 된다. 따라서 적층 베이스(34)는, 도 5의 화살표로 표시한 바와 같이, 내부전극(36)의 양측에서 서로 반대 방향으로 분극된다.

다음으로 도 6에서 점선으로 나타낸 바와 같이, 적층 베이스(34)가, 다이서(dicer) 등에 의해 복수의 내부전극(36) 및 분극 전극(38, 40)에 직교하도록 절단된다. 그 결과, 도 7과 같은 적층체(42)가 형성된다.

그리고, 도 8에 도시된 바와 같이, 적층체(42)의 한 쪽 주면에 바둑판 무늬 패턴과 같은 형상으로 절연막(44)이 배열된다. 이 경우, 바둑판 무늬 패턴이 형성된 내부전극(36)에 대해 수직 방향의 한 개 열에 있어서, 절연막(44)이 적층체(42)의 내부전극(36)의 수직 방향에서, 하나 걸러 내부전극(36) 위에 배치된다. 또한 이것과 인접하는 적층체(42)의 내부전극(36)에 수직인 열에 있어서는, 이웃 열에서 절연막(44)이 형성되지 않은 내부전극(36) 위에, 절연막(44)이 형성된다.

그 후, 이 적층체(42)에 있어서 절연막(44)이 형성된 모든 면에는, 도 9에서 도시된 바와 같이, 스퍼터링 등에 의해 외부전극(48)이 형성된다.

다음으로, 적층체(42)에 있어서, 도 10의 1점쇄선으로 나타내는 부분, 상세하게는 도 11의 1점쇄선간의 부분, 즉 바둑판 무늬 패턴으로 배열된 절연막(44)의 인접하는 열의 경계부분의 적층체(42)의 주면에, 다이싱 머신(dicing machine)을이용하여 내부전극(36)의 면과 직교하도록 홈(15)을 형성하며, 아울러 도 12에서 나타내는 바와 같이 적층체(42)를 절단함으로써, 도 10의 점선으로 나타내는 부분, 특히 도 11의 1점쇄선간의 부분, 즉 이들의 홈(15)의 중간의 부분에, 도 1 및 도 2에 나타내는 압전 공진자(10)가 형성된다.

그러나, 상술한 방법으로는, 적층체(42)에서 홈(15)이 형성되는 위치가 다이싱 머신의 날 두께(홈(15)의 폭에 상당)의 1/2 이상 어긋난 경우, 예를 들면 도 13에 나타내는 바와 같이, 홈(15)은 절연막(44)의 인접하는 열의 경계로부터 어긋나고 만다. 이 경우, 성형된 압전 공진자(10)는, 도 14에 나타내는 바와 같이, 절연되어야 하는 내부전극(36(14))이 절연막(44(16))으로 완전히 절연되지 않고, 외부전극(48(20))과 외부전극(48(22)) 사이에서 단락된다. 이와 같은 상술한 방법은, 절연막(44)의 단부를 포함하기 위해 홈(15)을 형성하여야 하고, 홈(15)이 형성되는 위치는 높은 정밀도가 요구되며, 압전 공진자(10) 등의 무결함 생산품을 고수율로 제조되는 것을 곤란하게 한다.

상술한 종래 장치의 문제점을 극복하기 위해, 본 발명의 실시형태에서, 적층 구조의 표면 실장형 압전 공진자 등의 무결함 생산품을 고수율로 정확하고 용이하게 제조할 수 있는 압전 공진자의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 실시형태는, 공진 소자의 제조 방법을 제공하며, 복수의 압전층과 복수의 내부전극이 서로 적층된 적층체를 준비하는 단계와; 내부전극의 노출된 부분에서 적층체의 한 면에, 적층체의 적층 방향에 실질적으로 평행하는 열을 구성하는 복수의 개구부를 갖는 절연막을 형성하는 단계와; 절연막이 위치하는 실질적으로 전체적인 면에 외부전극을 형성하는 단계와; 외부전극이 위치하는 면에 복수의 홈을 형성하는 단계; 및 실질적으로 홈에 평행하는 적층체를 절단하는 단계를 포함한다. 여기서, 첫 번째 열에서 개구부의 첫 번째 그룹은, 내부전극이 하나씩 번갈아 노출되는 부분에 배치되고, 첫 번째 열에 인접하는 두 번째 열에서, 개구부의 두 번째 그룹은 내부전극의 남은 부분에 각각 번갈아 배치되고, 첫 번째 및 두 번째 열은 소정의 거리로 각각 분리되고, 홈은 첫 번째 열과 두 번째 열 사이에 위치한다.

상술한 방법에서, 압전 공진자의 폭을 W, 홈의 폭을 a, 첫 번째 열과 두 번째 열 사이의 소정의 거리의 치수를 x로 표시했을 때, 그 관계는인 것이 바람직하다.

이상 본 발명의 실시 형태에 따라, 적층 구조를 갖는 표면 실장형 압전 공진자가 제조된다.

또한, 본 발명의 실시 형태에 따른 압전 공진자의 제조 방법에서, 첫 번째 열과 두 번째 열이 소정의 거리만큼 분리되는 방법에 의해 절연막이 형성된다. 따라서, 적층체에서 홈이 형성된 부분이 소정의 위치로부터 다소 벗어나더라도, 전극 사이에는 단락이 일어나지 않고, 압전 공진자와 같은 무결함 생산물을 고수율로 용이하게 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 배경이 되는 압전 공진자의 한 실시예를 나타내는 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 압전 공진자의 개략도이다.

도 3은 도 1에 도시된 압전 공진자의 주요부 평면도이다.

도 4는 압전 공진자를 생산하기 위해 세라믹 그린 시트 등이 쌓여 적층되는 상태를 나타내는 사시도이다.

도 5는 도 4에 도시된 세라믹 그린 시트 등으로 만들어진 적층체 베이스를 나타내는 개략도이다.

도 6은 도 4에 도시된 적층 베이스가 절단될 부분을 나타내는 개략도이다.

도 7은 도 6에 도시된 적층 베이스가 절단된 적층 베이스를 나타내는 개략도이다.

도 8은 도 7에 도시된 적층 베이스에 절연막이 형성되어 있는 상태를 나타내는 개략도이다.

도 9는 도 8에 도시된 적층 베이스에 외부전극이 형성되어 있는 상태를 나타내는 개략도이다.

도 10은 도 9에 도시된 적층 베이스에 홈을 형성하고, 그 적층 베이스를 절단함으로써, 압전 공진자를 제조하기 위한 소정의 단계를 나타내는 개략도이다.

도 11은 도 10에 도시된 단계의 주요부 개략도이다.

도 12는 도 11에 도시된 단계에서 제조된 압전 공진자를 나타내는 개략도이다.

도 13은 도 11에 도시된 단계에서, 적층 베이스에 홈이 형성된 위치 및 적층 베이스가 절단된 위치가 어긋난 경우를 나타내는 적층 베이스의 주요부 개략도이다.

도 14는 도 13에 도시된 단계에서 제조된 압전 공진자를 나타내는 개략도이다.

도 15는 본 발명의 실시 형태에 따른 압전 공진자의 제조 방법에서, 적층 베이스에 홈을 형성하고, 그 적층 베이스를 절단하여 압전 공진자를 제조하는 단계를 나타내는 적층 베이스의 주요부 개략도이다.

도 16은 도 15에 도시된 공정에 의해 제조된 압전 공진자를 나타내는 개략도이다.

도 17은 도 15에 도시된 단계에서, 홈의 위치 및 절단 위치가 어긋난 경우를 나타내는 주요부 개략도이다.

도 18은 도 17에 도시된 공정에 의해 제조된 압전 공진자를 나타내는 개략도이다.

도 19는 도 15에 도시된 단계에서, 홈의 위치 및 절단 위치가 어긋난 경우의다른 예를 나타내는 주요부 개략도이다.

도 20은 도 19에 도시된 공정에 의해 제조된 압전 공진자를 나타내는 개략도이다.

도 21은 도 1에 도시된 압전 공진자를 포함한 전자 부품의 한 실시예를 나타내는 분해 사시도이다.

도 22는 도 21에 도시된 전자 부품에서, 압전 공진자의 실장 구조를 나타내는 측면도이다.

도 23은 도 1에 도시된 압전 공진자를 포함한 래더 필터의 한 실시예를 나타내는 주요부 평면도이다.

도 24는 도 23에 도시된 래더 필터의 주요부 분해 사시도이다.

도 25는 도 23에 도시된 래더 필터의 회로도이다.

도 26은 본 발명의 배경이 되는 종래의 압전 공진자의 한 실시예를 나타내는 사시도이다.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

10, 10′, 10″ : 압전 공진자 12 : 기판

12a : 압전체층 14 : 내부전극

15 : 홈 16 : 제 1 절연체

18 : 제 2 절연체 20, 22 : 외부전극

30 : 그린 시트 32 : 도전성 페이스트층

34 : 적층 베이스 36 : 내부전극

38, 40 : 분극용 전극 42 : 적층체

44 : 절연막 46 : 겹침 부분

48 : 외부전극

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하고자 한다.

도 1 및 도 12에 도시된 압전 공진자(10)와 유사한 압전 공진자를 제조하는 방법의 한 실시예에 대해 설명하겠다.

먼저, 도 1 및 도 12에 도시된 압전 공진자(10)의 제조 방법에 이용되는 동일한 단계에 의해, 도 7의 적층체(42)가 만들어진다.

그리고나서, 도 15와 같이, 이 적층체(42)의 한 쪽 면에는, 도 8 등에 도시된 바둑판 무늬 패턴 대신, 내부전극(36)에 대해 수직 방향으로 연속하는 겹침 부분(46)이 생기도록 절연막(44)이 형성된다. 즉, 각각 적층체의 적층 방향에 평행한, 개구부(48)의 한 열과, 거기에 인접하는 개구부(48)의 다른 한 열이, 소정의 거리만큼 서로 분리된다.

그리고 이 적층체(42)에 있어서, 겹침 부분(46)을 포함하는 절연막(44)이 형성된 면의 전 면에는, 도 15에 나타내는 바와 같이 스퍼터링 또는 그 유사한 공정에 의해 외부전극(48)이 형성된다.

다음으로 적층체(42)에 있어서, 도 15의 1점쇄선이 가리키는 부분, 즉 절연막(44)의 겹침 부분(46)의 거의 중앙 부분이 내부전극(36)의 면과 직교하도록 다이싱 머신에 의해 홈(15)이 형성되고, 도 15의 점쇄선 부분, 즉 이들 홈(15)의 중간 부분에서 적층체(42)를 절단함으로써, 도 16에 나타내는 압전 공진자(10′)가 형성된다.

도 16에 도시한 압전 공진자(10′)는, 도 1의 압전 공진자(10)와 비교하여, 홈(15)의 양측에 절연막(44)의 겹침 부분(46)이 남는다. 그러나, 겹침 부분(46)에서 내부전극(36(14))이 완전히 절연되지는 않으므로, 내부전극(36(14))은 접속 불량을 일으키지 않는다. 그 결과, 압전 공진자(10′)는 도 1의 압전 공진자(10)와 실질적으로 유사해지고, 유사한 기능을 갖는다.

본 발명의 실시예인 상술한 방법에서는, 압전 공진자의 폭을 W, 홈(15)의 폭(다이싱 머신의 날 두께)을 a, 절연막(44)의 겹침 부분(46)의 폭을 x로 표시했을 때,인 것이 바람직하다. 따라서, 적층체(42)에 홈(15)을 형성하는 위치가 다이싱 머신의 날 두께의 1/2 이상 어긋나더라도, 예를 들면 도 17에 나타내는 바와 같이, 절연막(44)의 겹침 부분(46)으로부터 완전히 어긋나는 일은 없다. 이 경우, 성형될 압전 공진자(10″)는, 도 18에 도시한 바와 같이, 절연막(44)의 겹침 부분(46)이 홈(15)의 한 쪽 면에 남는다. 하지만, 내부전극(36(14))은 겹침 부분(46)에서 완전히 절연되지 않고, 베이스(12)의 다른 쪽 면에 노출되므로, 접속 불량을 일으키지 않는다. 그 결과, 압전 공진자(10″)는 도 1의 압전 공진자(10)와 실질적으로 동일해지며, 유사한 기능을 갖는다.

따라서, 본 발명의 실시 형태인 상술한 방법으로는, 홈(15)을 형성하는 위치가 소정의 위치(절연막의 겹침 부분의 내부전극과 실질적으로 평행한 방향의 거의 중앙 부분)로부터 다소 어긋나더라도, 전극 사이에서 단락이 발생하는 일은 없고, 표면 실장이 가능한 적층 구조의 압전 공진자를 고수율의 무결함 생산품으로 용이하게 제조할 수 있다.

도 19에 도시한 바와 같이, 절연막(44)의 겹침 부분(46)의 옆으로 홈(15)이 형성된 경우, 겹침 부분(46)의 치수(x)가 (~ W~-~a~)~/~2이 되면,내부전극(36(14))은 도 20에 도시한 바와 같이, 겹침 부분(46)에서 완전히 절연된다.

이와 같은 경우에 있어서도, 절연막(44)의 겹침 부분(46)의 치수(x)가로 되면, 내부전극(36(14))이 완전히 절연되지 않는다.

또한 본 발명의 실시 형태에 있어서도, 홈(15) 형성용 날의 두께(a)를 절연막(44)의 겹침 부분(46)의 폭(x) 보다도 크게 형성하여 두면, 소정의 위치에 홈(15)을 형성한 경우에는, 절연막(44)의 겹침 부분(46)이 없는 압전 공진자(10)를 얻을 수 있다. 이와 같은 경우, 소정의 원하는 위치에서 다소 어긋난 위치에 홈(15)을 형성하여도, 절연막(44)의 겹침 부분(46)이 없는 압전 공진자(10)를 얻을 수 있다.

상술한 압전 공진자(10)를 이용함으로써, 발진기나 판별기 등과 같은 전자 부품이 제조된다. 도 21은, 전자 부품(60)의 한 실시예를 나타내는 사시도이다. 전자 부품(60)은, 절연체 기판(62)을 포함한다. 절연체 기판(62)의 대응하는 양 단부에는 각각 오목부(64)가 형성된다. 절연체 기판(62)의 한 쪽 주면 위에는 2개의 패턴 전극(66, 68)이 배치된다. 한 쪽의 패턴 전극(66)은, 오목부의 한 쪽 단부에서 절연체 기판(62)의 중앙부를 향해 L자 모양의 배열로 대응하는 오목부(64) 사이에 형성된다. 또한 다른 한 쪽의 패턴 전극(68)은, 그 다른쪽 오목부의 단부에서 절연체 기판(62)의 거의 중앙부를 향해 L자 모양의 배열로 또 다른 대응하는 오목부(64) 사이에 형성된다. 그리고 나서 절연체 기판(62)의 중앙부 부근에, 2개의 패턴 전극(66, 68)이 서로 대응되도록 서로 간격을 두고 배열된다. 패턴전극(66, 68)은 절연체 기판(62)의 단부에서 다른 면으로 연장되도록 배열된다.

도 22에 도시한 바와 같이, 압전 공진자(10)의 외부전극(20, 22)의 중앙부에 각각 형성된, 도전성 물질로 이루어지는 지지부재(24)가, 예를 들면 도전성 접착제 등에 의해, 절연체 기판(62)의 거의 중앙부에서 패턴 전극(66) 및 패턴 전극(68)의 단부에 접속된다. 그 결과, 압전 공진자(10)의 외부전극(20, 22)은 절연체 기판(62) 위에 고정되고, 또한 패턴 전극(66, 68)에 전기적으로 접속된다.

한편, 절연체 기판(62) 위에 금속 캡(74)이 씌워진다. 이 때, 금속 캡(74)이 패턴 전극(66, 68)에 전기적으로 접속되지 않도록, 절연체 기판(62) 및 패턴 전극(66, 68) 위에 절연성 수지가 도포된다. 그리고, 금속 캡(74)이 실장된 결과, 전자 부품(60)이 완성된다. 이 전자 부품(60)에서, 절연체 기판(62)의 단부에서 뒷면으로 돌아 연장되는 방법으로 형성된 패턴 전극(66, 68)은, 외부 회로와 접속하기 위한 입출력 단자로서 이용된다.

이 전자 부품(60)에서, 압전 공진자(10)가 베이스(12)의 길이 방향으로 거의 중앙부에 위치하는 지지부재(24)에 의해 지지되어 있기 때문에, 압전 공진자(10)의 단부는 절연체 기판(62)으로부터 분리되고 거리를 두고 배치되어 진동이 저해되지 않는다. 또한, 압전 공진자(10)의 노드(node)인 거의 중앙부가 지지부재(24)에 의해 고정되고, 외부전극(20, 22)과 패턴 전극(66, 68)이 서로 전기적으로 접속된다. 이 때, 지지부재(24)는 압전 공진자(10)에 이미 형성되어 있기 때문에, 압전 공진자(10)의 노드에서 정확한 위치 결정이 이루어진다. 따라서, 돌기 모양의 지지부재가 패턴 전극(66, 68)의 한 측에 형성되고 그 위에 압전 공진자가 형성된 경우에비해, 정확히 노드를 지지할 수 있다. 따라서 압전 공진자(10)의 진동 누출을 방지 할 수 있고, 양호한 공진 특성을 얻을 수 있다. 또, 압전 공진자(10)의 외부전극(20, 22)을 패턴 전극(66, 68)에 접속하는데 리드선을 이용할 필요가 없어지고, 낮은 비용으로 전자 부품(60)을 제조 할 수 있게 된다.

또한 이 전자 부품(60)은, IC 등과 함께 회로 기판에 실장되고, 발진기나 판별기로서 이용된다. 이와 같은 구조의 전자 부품(60)은 금속 캡(74)으로 밀봉, 보호되어 있기 때문에, 리플로 납땜 등에 의해 부착될 수 있는 칩 부품으로서 사용된다.

이 전자 부품(60)을 발진기로서 사용하는 경우, 상술한 압전 공진자(10)가 이용되기 때문에, 스퓨리어스 발사가 최소화되고, 스퓨리어스 발사에 의한 이상 진동을 방지할 수 있다. 또한 압전 공진자(10)의 용량치를 자유롭게 설정할 수 있으므로, 외부 회로와의 임피던스 정합을 취하는 것이 용이하다. 특히, 전압 제어 발진기용 발진자로서 사용하는 경우, 공진자의 ΔF가 크기 때문에, 종래에 비해 넓은 주파수 가변 범위를 얻을 수 있다.

이 전자 부품(60)이 판별기로서 이용되는 경우, 공진자의 ΔF가 크다는 특징은 피크 세퍼레이션(peak separation)이 넓다는 특징에 관련된다. 게다가 공진자의 용량 설계 범위가 넓기 때문에, 외부 회로와의 임피던스 정합을 취하는 것이 용이하다.

한편, 복수의 압전 공진자(10)를 이용하여 래더 필터(ladder filter)를 제작할 수 있다. 도 23은 사다리형 회로를 갖는 래더 필터로서 이용되는 전자 부품의실시예를 나타내는 주요부 평면도이고, 도 24는 그 주요부의 분해 사시도이다. 도 23 및 도 24에 나타내는 전자 부품(60)에서, 절연체 기판(62) 위에 4개의 패턴 전극(90, 92, 94, 96)이 배치된다. 이들 패턴 전극(90∼96)에는, 간격을 두고 각각 일렬로 배치되는 5개의 랜드(land)가 배치된다. 이 경우, 절연체 기판(62)의 한 단부에서 1번째 랜드는 패턴 전극(90)에 형성되고, 2번째 랜드와 5번째 랜드는 패턴 전극(92)에 형성되고, 3번째 랜드는 패턴 전극(94)에 형성되고, 4번째 랜드는 패턴 전극(96)에 형성된다.

각 압전 공진자(10a, 10b, 10c, 10d)의 외부전극(20, 22)에 배치된 지지부재(24)는 이들 랜드에 실장된다. 이 경우, 도 25에서 나타내는 사다리형 회로를 구성하기 위해, 압전 공진자(10a∼10d)가 실장된다. 그리고 절연체 기판(62) 위에 금속 캡(도시 안함)이 씌워진다.

이 전자 부품(60)은, 도 25와 같은 사다리형 회로를 갖는 래더 필터로서 이용된다. 이 때, 예를 들면 2개의 압전 공진자(10a, 10d)는 직렬 공진자로서 이용되고, 다른 2개의 압전 공진자(10b, 10c)는 병렬 공진자로서 이용된다. 이와 같은 래더 필터는, 병렬의 압전 공진자(10b, 10c)의 용량이, 직렬의 압전 공진자(10a, 10d)의 용량보다도 크도록 설계된다.

래더 필터의 감쇠량은 직렬 공진자와 병렬 공진자의 용량비에 의해 좌우된다. 이 전자 부품(60)은 압전 공진자(10a∼10d)의 적층수를 바꿈으로써 용량을 조절할 수 있다. 따라서, 압전 공진자(10a∼10d)의 용량을 조절함으로써, 트랜스버스 압전효과(transverse piezoelectric effect)를 이용한 종래 압전 공진자가 사용되는 경우에 비해 공진자의 수가 작고, 감쇠량이 큰 래더 필터를 실현할 수 있다.

또한 압전 공진자(10a∼10d)의 ΔF가 종래의 압전 공진자보다 크기 때문에, 종래의 압전 공진자를 이용하는 것보다 넓은 통과 대역폭을 갖는 래더 필터를 실현할 수 있다.

본 발명 실시 형태에 따른 압전 공진자의 제조 방법에서, 첫 번째 열과 두 번째 열이 소정의 거리만큼 분리되는 방법에 의해 절연막이 형성된다. 따라서, 적층체에서 홈이 형성된 부분이 소정의 위치로부터 다소 벗어나더라도, 전극 사이에는 단락이 일어나지 않고, 압전공진자등의 무결함 생산물의 고수율로 용이하게 제조할 수 있다.

Claims (18)

1. 복수개의 압전체층 및 복수개의 내부전극의 적층 방향으로 서로 적층된 적층체를 준비하는 단계와;

   상기 적층체의 제 1 면상의 상기 내부전극의 노출부에 상기 적층체의 적층 방향과 실질적으로 평행한 열들(rows)로 배열된 복수개의 개구부를 가지며, 상기 내부 전극에 대하여 수직 방향으로 연속하게 겹침 부분을 포함하는 절연막을 형성하는 단계와;

   상기 절연막이 형성된 면에 외부전극을 형성하는 단계와;

   상기 외부전극이 형성된 면에 복수개의 홈을 형성하는 단계; 및

   상기 홈에 실질적으로 평행한 상기 적층체를 절단하는 단계를 포함하는 공진 소자의 제조 방법으로서,

   상기 열들 중의 첫 번째 열에 위치하는 상기 개구부의 제 1 그룹은 상기 내부전극의 각 노출부에 하나씩 번갈아(alternate) 배치되고, 상기 개구부의 첫 번째 열에 인접하는 개구부의 두 번째 열 위치하는 상기 개구부의 제 2 그룹은 상기 내부전극의 노출부의 번갈아 노출되고 남겨진 각각의 부분에 배치되며,

   상기 첫 번째 열과 상기 두 번째 열은 소정의 거리를 두고 서로 분리되고, 상기 홈은 상기 첫 번째 열과 두 번째 열의 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 공진 소자의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 압전 공진자의 폭을 W, 상기 홈의 폭을 a, 상기 첫 번째 열과 두 번째 열 사이의 소정의 거리를 x로 표시했을 때, 이들의 관계는인 것을 특징으로 하는 공진 소자의 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 외부전극은 상기 절연막이 형성된 면의 실질적인 전면에 형성되는 것을 특징으로 하는 공진 소자의 제조 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 복수개의 홈을 형성하는 단계 이후, 상기 홈이 상기 절연막에 의해서만 그 각 측면이 둘러싸이고, 상기 외부전극과 직접 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 공진 소자의 제조 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 복수개의 홈을 형성하는 단계 이후, 복수개의 외부전극이 각 홈의 어느 한 쪽 측면에 형성되어 있고, 상기 홈들 중의 한 쪽 측면에 형성된 상기 외부전극의 하나가 다른 쪽 외부전극과 대응되지 않도록 배열되는 것을 특징으로 하는 공진 소자의 제조 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 내부전극이 상기 절연막의 겹침 부분에서 완전히 절연되지 않도록 상기 절연막의 겹침 부분을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공진 소자의 제조 방법.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 절연막의 겹침 부분을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 복수개의 홈을 형성하는 단계 이후, 상기 절연막의 겹침 부분이 각 홈의 양측에 남는 것을 특징으로 하는 공진 소자의 제조 방법.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 공진 소자를 포함하는 공진 부품이 발진기(oscillator)임을 특징으로 하는 공진 소자의 제조 방법.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 공진 소자를 포함하는 공진 부품이 판별기(discriminator)임을 특징으로 하는 공진 소자의 제조 방법.
10. 복수개의 압전체층 및 복수개의 내부전극의 적층 방향으로 서로 적층된 적층체를 준비하는 단계와;

    상기 적층체의 제 1 면상의 상기 내부 전극의 노출부에 상기 적층체의 적층 방향과 실질적으로 평행한 열들로 배열된 복수개의 개구부를 가지며, 상기 내부 전극에 대하여 수직 방향으로 연속하게 겹침 부분을 포함하는 절연막을 형성하는 단계와;

    상기 절연막이 형성된 면에 외부전극을 형성하는 단계와;

    상기 외부전극이 형성된 면에 복수개의 홈을 형성하는 단계; 및

    상기 홈에 실질적으로 평행한 상기 적층체를 절단하여 복수개의 압전 공진자를 형성하는 단계를 포함하는 래더(ladder) 필터의 제조 방법으로서,

    상기 열들 중의 첫 번째 열에 위치하는 상기 개구부의 제 1 그룹은 상기 내부전극의 각 노출부에 하나씩 번갈아(alternate) 배치되고, 상기 개구부의 첫 번째 열에 인접하는 개구부의 두 번째 열에 위치하는 상기 개구부의 제 2 그룹은 상기 내부전극의 노출부의 번갈아 노출되고 남은 각각의 부분에 배치되고,

    상기 첫 번째 열과 상기 두 번째 열은 소정의 거리를 두고 서로 분리되고, 상기 홈은 상기 첫 번째와 두 번째 열의 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 래더 필터의 제조 방법.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 압전 공진자의 폭을 W, 상기 홈의 폭을 a, 상기 첫 번째 열과 두 번째 열 사이의 소정의 거리를 x로 표시했을 때, 이들의 관계는인 것을 특징으로 하는 래더 필터의 제조 방법.
12. 제 10 항에 있어서, 상기 외부전극은 상기 절연막이 형성된 면의 실질적인 전면에 형성되는 것을 특징으로 하는 래더 필터의 제조 방법.
13. 제 10 항에 있어서, 상기 복수개의 홈을 형성하는 단계 이후, 상기 홈이 상기 절연막에 의해서만 그 각 측면이 둘러싸이고, 외부전극과 직접 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 래더 필터의 제조 방법.
14. 제 10 항에 있어서, 상기 복수개의 홈을 형성하는 단계 이후, 복수의 외부전극이 각 홈의 어느 한 쪽 측면에 형성되어 있고, 상기 홈의 한 쪽 측면에 형성된 상기 외부전극의 어느 하나가 다른 외부전극과 대응되지 않도록 배열되는 것을 특징으로 하는 래더 필터의 제조 방법.
15. 제 10 항에 있어서, 상기 내부전극이 상기 절연막의 겹침 부분에서 완전히 절연되지 않도록 상기 절연막의 겹침 부분을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 래더 필터의 제조 방법.
16. 제 10 항에 있어서, 상기 절연막의 겹침 부분을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 복수개의 홈을 형성하는 단계 이후, 상기 절연막의 겹침 부분이 각 홈의 양측에 남는 것을 특징으로 하는 래더 필터의 제조 방법.
17. 제 10 항에 있어서, 압전 공진자가 각각 하나의 패턴 전극에 접속되도록 복수의 패턴 전극을 구비하는 기판에 상기 복수개의 압전 공진자를 실장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 래더 필터의 제조 방법.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 압전 공진자와 상기 패턴 전극은 래더 회로를 형성하는 것을 특징으로 하는 래더 필터의 제조 방법.