KR100349120B1 - Smd type piezoelectric device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 세라믹 진동자와 같이 프로세서의 기준 신호원으로 사용되는 표면 실장형 압전부품에 관한 것으로 그 목적은, 저유전율 및 기계적 강도를 향상시킨 적층형 유전체블록을 사용하여 압전부품의 정전용량 조정 및 온도특성을 안정적으이루어 질 수 있도록 하는 데에 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface mount piezoelectric component used as a reference signal source of a processor, such as a ceramic oscillator. It is to make it stable.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성은, 진동 작동하는 압전기판(30)(110)과 접속되는 유전체블록(20)(120)을 적층형으로 형성시키고, 또한 상기 유전체블록(20)(120)을 압전기판(30)(110)의 양측으로 접속토록 하는 구성으로 이루어 진다.Technical configuration for achieving the above object, the dielectric block 20, 120 to be connected to the piezoelectric plate 30, 110 that operates vibrating to form a stack, and also the dielectric block 20, 120 ) Is made to connect to both sides of the piezoelectric plate (30) (110).
이에 따라서, 저유전율의 유전체블록을 사용하고, 적층형으로 이루어 져 기계적 강도가 향상되며, 압전부품의 입,출력 캐패시터의 정전용량을 용이하게 조정하는 한편, 상,하측에 접속되는 유전체블록에 의하여 압전부품의 제조공정의 간소화되는 효과가 있는 것이다.Accordingly, a low dielectric constant dielectric block is used, and the laminated structure is used to improve the mechanical strength, and easily adjust the capacitance of the input and output capacitors of the piezoelectric component, while piezoelectric is connected by the upper and lower dielectric blocks. There is a simplified effect of the manufacturing process of the parts.
Description
본 발명은 세라믹 진동자와 같은 압전부품에 관한 것으로 보다 상세히는, 별도의 리드 프레임을 사용하지 않고 직접 인쇄회로기판(이하, 'PCB' 이라고 함)상에실장시키는 표면 실장형 압전부품의 유전체블록을 적층형으로 구성하여 얇은 두께의 저유전율 유전체블록에 의하여 압전부품의 높은 정전용량을 얻을 수 있음과 아울러, 기계적강도는 향상되며, 압전기판의 양측에 유전체블록을 접속시키어 전극을 형성함으로써, 압전부품의 제조공정이 간소화되어 부품 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 표면 실장형 압전부품에 관한 것이다.The present invention relates to a piezoelectric component such as a ceramic vibrator, and more specifically, to a dielectric block of a surface mount piezoelectric component mounted directly on a printed circuit board (hereinafter, referred to as a PCB) without using a separate lead frame. It is possible to obtain a high capacitance of the piezoelectric component by using a thin-layered low dielectric constant dielectric block and to improve mechanical strength, and to form electrodes by connecting dielectric blocks to both sides of the piezoelectric substrate. The present invention relates to a surface-mount piezoelectric component for simplifying the manufacturing process to improve component productivity.
일반적으로 압전재료는 PT 계열 또는 PZT 계열의 세라믹을 사용하며, 압전재료에 기계적인 힘을 가하여 전압을 발생시키거나 또는 신호를 인가하면 진동이 발생되는 크게 두 종류로 나누어 질수 있으며, 현재 고전압 발생기기, 초음파 기 기, 음향기기, 통신기기 및 각종센서에 압전재료가 폭 넓게 사용되고 있다.In general, piezoelectric materials are ceramics of PT series or PZT series, and can be divided into two types that generate vibration by applying mechanical force to piezoelectric material or vibration when applying signal. Piezoelectric materials are widely used in ultrasonic, acoustic, communication, and various sensors.
특히 상술된 두 종류중 후자의 진동을 이용하여 특정 주파수 대역을 선택하거나 또는 전자부품의 기준신호원으로 사용되는 것을 압전필터 또는 압전진동자라하며, 후자의 압전진동자는 현재 통신기기, 가전제품, 자동화부품, 전화기, 컴퓨터 및 완구등에 폭넓게 사용되고 있는데, 그 대표적인 것은 마이크로 프로세서의 기준신호원으로 이용되는 것이다.In particular, a specific frequency band is selected using the latter vibration or used as a reference signal source of an electronic component, which is called a piezoelectric filter or a piezoelectric vibrator. The latter piezoelectric vibrator is currently used for communication devices, home appliances, and automation. It is widely used in parts, telephones, computers and toys, and the representative one is used as a reference signal source of a microprocessor.
이와 같은 압전부품은 압전기판 뿐 만 아니라, 유전체블록을 일체로 패키지화하여 실장시키는데, 이는 회로 구성상 필수부품인 콘덴서를 일체형으로 하여 부품 소형화를 이루기 위해서 이다.Such a piezoelectric component is packaged and mounted not only with a piezoelectric plate but also with a dielectric block in order to achieve component miniaturization by integrating a condenser, which is an essential component in circuit construction.
한편, 압전부품을 PCB에 실장하기 위하여는, 종래에는 별도의 리드프레임을사용하여 이에 압전기판을 접속시킨 후, 상기 리드프레임을 PCB에 접속시키는 방법을 주로 사용하였으나, 현재에는 별도의 리드프레임을 사용하지 않고 압전부품에 단자전극을 형성시키어 PCB에 직접 실장하는 표면 실장형 방법을 주로 사용하는데, 이는 부품 소형화 및 이를 사용하는 전자제품의 초소형화로 그 사용이 일반화 되고 있는 추세이며, 대개 커버를 이루는 절연체와 베이스를 이루는 유전체블록 및 그 사이에 접속되어 진동작동하는 압전기판으로 나누어 진다.Meanwhile, in order to mount a piezoelectric component on a PCB, a method of connecting a lead plate to a PCB after connecting a piezoelectric plate using a separate lead frame in the related art has been mainly used, but a separate lead frame is currently used. The surface mount type method of forming terminal electrodes on piezoelectric parts and mounting them directly on the PCB without using them is mainly used. This is the miniaturization of parts and the miniaturization of electronic products using them. It is divided into a dielectric block constituting an insulator and a base and a piezoelectric plate that is connected to and vibrates therebetween.
이와 같은 기술과 관련된 종래의 표면 실장형 압전부품은, 도 1 에서 도시한 바와 같이, 압전재료를 가공 및 분극공정을 수행하여 제조된 압전기판(110)의 양측면에는 중앙부분이 겹쳐지도록 전극(212)(214)이 각각 형성되고, 상기 압전기판(210)의 양측으로 절연체(220)와 유전체기판(230)이 도전성 수지 또는 납땜으로서 접속되고, 유전체기판(230)의 내측 전극(232)과 외측으로 형성된 입,출력 전극(240a)(240b) 및 접지전극(240c)이 압전부품(200)이 실장되는 PCB(250)의 각 회로패턴(252a) (252b)(252c)에 접속된다.In the conventional surface-mounted piezoelectric component related to the above technique, as shown in FIG. 1, electrodes 212 are formed so that a central portion thereof overlaps with both sides of the piezoelectric substrate 110 manufactured by processing and polarizing a piezoelectric material. 214 are formed respectively, and the insulator 220 and the dielectric substrate 230 are connected to both sides of the piezoelectric substrate 210 by conductive resin or solder, and the inner electrode 232 and the outer side of the dielectric substrate 230 are connected. The input and output electrodes 240a and 240b and the ground electrode 240c are formed to be connected to the circuit patterns 252a, 252b and 252c of the PCB 250 on which the piezoelectric component 200 is mounted.
이때, 상기 유전체기판(230)의 양측 전극(232)(240a)(240b)사이에서는 압전부품(200)의 입, 출력단을 이루는 캐패시터가 구현되고, 결국 유전체기판(230)의 하부 전극(240)이 압전부품(200)의 단자역활을 수행하며. 상기 압전기판(210)는 마이크로 프로세서의 기준신호원을 발생토록 진동 작동하며, 따라서 상기 압전기판(210)과 절연체(220) 및 유전체기판(230)사이에는 진동공간(S)을 위한 캐비티(160a)(160b)가 형성된다.In this case, a capacitor that forms an input and an output terminal of the piezoelectric component 200 is formed between both electrodes 232, 240a and 240b of the dielectric substrate 230, and eventually, the lower electrode 240 of the dielectric substrate 230. Serves as a terminal of the piezoelectric component 200. The piezoelectric plate 210 vibrates to generate a reference signal source of the microprocessor, and thus, the cavity 160a for the vibration space S between the piezoelectric plate 210 and the insulator 220 and the dielectric substrate 230. ) 160b is formed.
그러나, 상기와 같은 종래의 표면 실장형 압전부품(200)에 있어서는, 도 1 에서 도시한 바와 같이, 입,출력단 캐패시터를 구현토록 콘덴서로 작동하는 유전체기판(230)의 하나의 단층구조로 구성됨으로써, 압전부품(20)의 높은 정전용량을 위해서는 유전체기판(230)의 두께가 얇을수록 용이한데, 이와 같은 경우 오히려 유전체기판(230)의 기계적강도가 취약하게 되는 단점이 있었다.However, in the conventional surface-mount piezoelectric component 200 as described above, as shown in FIG. 1, the single-layer structure of the dielectric substrate 230 acting as a capacitor to implement the input and output stage capacitors is realized. For the high capacitance of the piezoelectric component 20, the thinner the dielectric substrate 230 is, the easier it is. In such a case, the mechanical strength of the dielectric substrate 230 is rather weak.
또한, 이와 같은 기계적 강도의 문제를 해결하기 위하여 두께가 두꺼운 유전체기판을 사용하면, 높은 유전율을 갖게되어 압전부품(200)의 제조공정시 온도특성이 불안정해지는 문제가 있었다.In addition, when a thick dielectric substrate is used to solve such a problem of mechanical strength, the dielectric substrate has a high dielectric constant, resulting in unstable temperature characteristics during the manufacturing process of the piezoelectric component 200.
더하여, 압전기판(210)을 중심으로 상부 및 하부에 서로 다른 재료인 절연체 (220)와 유전체기판(230)을 사용함으로써, 압전부품(200)의 제조공정시 서로 다른 제조공정이 필요하고 이는 압전부품(200)의 생산성을 극히 취약하게 하는 등의 여러 문제점들이 있었다.In addition, by using the insulator 220 and the dielectric substrate 230, which are different materials on the upper and lower portions of the piezoelectric substrate 210, different manufacturing processes are required in the manufacturing process of the piezoelectric component 200. There have been a number of problems such as extremely weak productivity of the component 200.
본 발명은 상기와 같은 종래의 여러 문제점들을 개선시키기 위하여 안츨된 것으로서 그 목적은, 압전부품의 유전체블록을 유전체기판을 적층 형성시키는 적층형으로 구성함으로써, 저유전율의 유전체블록을 얻을 수 있으면서도, 캐패시터의 정전용량을 높일 수 있고, 특히 두께가 얇아도 기계적 강도는 향상되어 부품 신뢰성이 향상되는 표면 실장형 압전부품을 제공하는 데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to improve the above-described various problems. The object of the present invention is to provide a dielectric block of a piezoelectric component in a laminated form in which a dielectric substrate is laminated, whereby a dielectric block having a low dielectric constant can be obtained. An object of the present invention is to provide a surface-mount piezoelectric component capable of increasing capacitance, particularly having a small thickness, thereby improving mechanical strength and improving component reliability.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 압전기판의 상,하부측에 같은 제료인 유전체블록을 사용하여 외측으로 형성된 전극수단으로서 입,출력 캐패시터를 구현토록 함으로써, 압전부품의 제조공정시 제조공정이 극히 간소화됨은 물론, 두께가 얇고 저 유전율의 유전체블록을 서용하여 압전부품의 온도특성이 일정하게 유지될 수 있는 한편, 양측으로 접속되는 유전체블록의 두께를 최소화하여 압전부품의 부품 소형화가 용이하게 수행되는 표면 실장형 압전부품을 제공하는 데에 있다.In addition, another object of the present invention is to implement an input and output capacitor as an electrode means formed on the outside of the piezoelectric plate by using the same material dielectric block of the same material, the manufacturing process during the manufacturing process of the piezoelectric component is extremely In addition, the temperature characteristics of the piezoelectric component can be kept constant by using a thin and low dielectric constant dielectric block while minimizing the thickness of the dielectric block connected to both sides, thereby minimizing the size of the piezoelectric component. The present invention provides a surface mount piezoelectric component.
도 1은 종래의 표면 실장형 압전부품을 도시한 구조도1 is a structural diagram showing a conventional surface mount piezoelectric component
도 2는 본 발명에 따른 표면 실장형 압전부품의 제 1실시예를 도시한 구조도2 is a structural diagram showing a first embodiment of a surface mount piezoelectric component according to the present invention;
도 3은 본 발명인 표면 실장형 압전부품의 제 2 실시예를 도시한 구조도3 is a structural diagram showing a second embodiment of the surface mount piezoelectric component according to the present invention;
도 4는 본 발명인 표면 실장형 압전부품의 제 3 실시예를 도시한 구조도4 is a structural diagram showing a third embodiment of the surface mount piezoelectric component according to the present invention;
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1,100.... 압전부품 10.... 절연체1,100 .... Piezoelectric element 10 .... Insulator
20,122.... 유전체기판 30,110.... 압전기판20,122 .... Dielectric substrate 30,110 .... Piezoelectric substrate
40,130.... 전극수단 50,140.... 진동수단40,130 .... electrode means 50,140 .... vibration means
60,150.... 기판(PCB) 120.... 유전체블록60,150 .... PCB 120 .... Dielectric Block
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명은, 절연체와,The present invention as a technical configuration for achieving the above object, the insulator,
상기 절연체의 하측으로 접속되며, 저유전율 특성을 유지할 수 있는 두께를 갖는 유전체기판(22)을 다층으로 적층하여 일체로 형성된 유전체블록(20)과,A dielectric block 20 integrally formed by stacking a dielectric substrate 22 connected to a lower side of the insulator, the dielectric substrate 22 having a thickness capable of maintaining low dielectric constant characteristics, in a multilayer manner;
상기 절연체와 유전체블록 사이에 접속되며, 양측면에는 중앙부분이 겹쳐지도록 전극이 각각 형성되는 압전기판 및,A piezoelectric plate connected between the insulator and the dielectric block and having electrodes formed on both sides thereof so that a center portion thereof overlaps with each other;
상기 유전체블록의 양측으로 형성되는 전극수단을 포함하며,It includes electrode means formed on both sides of the dielectric block,
상기 절연체와 유전체블록사이에는 압전기판의 진동공간(S)을 형성토록 하는 진동수단이 형성되는 구성으로 이루어 진 표면 실장형 압전부품을 마련함에 의한다.By providing a surface-mount piezoelectric component made of a configuration that the vibration means for forming the vibration space (S) of the piezoelectric plate is formed between the insulator and the dielectric block.
또한, 저유전율 특성을 유지할 수 있는 두께를 갖는 유전체기판(22)을 다층으로 적층하여 일체로 형성되는 상측 및 하측의 유전체블록(20)과,상기 유전체블록 사이에 접속되며, 중앙부분에서 겹치도록 양측면에 전극이 각각 형성되는 압전기판및,상기 유전체블록의 외측으로 형성되는 전극수단을 포함하며,상기 유전체블록사이에는 압전기판의 진동을 가능토록 진동공간(S)을 형성시키는 진동공간 부여수단이 형성되는 구성으로 이루어 진 표면 실장형 압전부품을 마련함에 의한다.In addition, the upper and lower dielectric blocks 20, which are integrally formed by stacking a dielectric substrate 22 having a thickness capable of maintaining low dielectric constant characteristics, are integrally formed, and are connected between the dielectric blocks and overlap at a central portion thereof. A piezoelectric plate having electrodes formed on both sides thereof, and electrode means formed outside the dielectric block, and vibration space providing means for forming a vibration space S to allow vibration of the piezoelectric plate between the dielectric blocks. By providing a surface-mount piezoelectric component made of a configuration to be formed.
상기 압전기판의 양측으로 전기적으로 접속되는 유전체블록 및,A dielectric block electrically connected to both sides of the piezoelectric plate;
상기 유전체블록의 외측으로 형성되는 전극수단을 포함하며,It includes an electrode means formed to the outside of the dielectric block,
상기 압전기판과 유전체블록사이에는 압전기판의 진동을 가능토록 진동공간(S)을 형성시키는 진동수단이 형성되는 구성으로 이루어 진 표면 실장형 압전부품을 마련함에 의한다.Between the piezoelectric plate and the dielectric block by providing a surface-mounted piezoelectric component made of a configuration that the vibration means for forming a vibration space (S) to enable the vibration of the piezoelectric plate.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예를 도시하고 있는데, 이를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.2 illustrates a first embodiment of the present invention, which will be described in more detail as follows.
먼저, 압전부품(1)은 크게 부품을 보호하기 위한 커버인 절연체(10)와 그 반대측에 접속되는 입,출력 캐패시터를 구현토록 하는 유전체블록(20)과, 상기 유전체블록 (20)과 절연체(10) 사이에 접속되어 압전부품(1)의 진동작동을 수행하는 압전기판 (30)으로 크게 나누어 지는데, 상기 유전체블록(20)의 하측으로 베이스를 이루는 별도의 절연체를 사용하는 경우도 있다.First, the piezoelectric component 1 includes a dielectric block 20 for implementing an insulator 10, which is a cover for protecting a component, and an input / output capacitor connected to the opposite side thereof, and the dielectric block 20 and the insulator ( 10) is largely divided into a piezoelectric plate 30 connected between the piezoelectric component 1 to perform a vibration operation of the piezoelectric component 1, and a separate insulator forming a base under the dielectric block 20 may be used.
한편, 상기 절연체(10)는 압전부품(1)이 PCB(60)에 실장된후 위로 향하게 되는 커버역활을 수행하는데, 대개 상기 절연체(10)는 Al2O3또는 MgTiO3로 형성된 박판으로 구성되고, 이와 같은 절연체(10)는 내측의 압전기판(30)을 보호하며, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 절연체(10)는 박판형태가 아닌 완전한 커버형태 즉, 하부 유전체블록(20)상에 접속되는 형태도 가능하다.On the other hand, the insulator 10 serves as a cover that the piezoelectric component 1 is mounted upward after mounting the PCB 60. In general, the insulator 10 is composed of a thin plate formed of Al 2 O 3 or MgTiO 3 . The insulator 10 protects the piezoelectric plate 30 on the inner side, and although not shown in the drawing, the insulator 10 is connected to the lower dielectric block 20, that is, in the form of a complete cover rather than a thin plate. It is also possible to form.
더하여, 상기 유전체블록(20)은, 상기 절연체(10)의 반대측에 압전기판(30)을 수용토록 위치되는데, 상기 유전체블록(20)을 사용하는 이유는 압전부품(1)의 입,출력 캐패시터를 구현하여 압전부재와 콘덴서부재를 패키기화하여 압전부품(1)을 제조토록 하며, 이는 회로구성상 필수 부품이 콘덴서부품를 패키지화하여 회로 구성의 간소화 및 부품의 공간을 최소화하기 위해서 이고, 결국 압전부품(1)을 사용하는 기기의 소형화에 기여하는 것이다.In addition, the dielectric block 20 is positioned to accommodate the piezoelectric plate 30 on the opposite side of the insulator 10. The reason for using the dielectric block 20 is an input / output capacitor of the piezoelectric component 1. The piezoelectric component 1 is manufactured by packaging the piezoelectric member and the condenser member to manufacture the piezoelectric component 1, which is necessary to package the condenser component to simplify the circuit configuration and minimize the space of the component. This contributes to the miniaturization of equipment using (1).
한편, 상기 유전체블록(20)은, 도 2의 부분 사시도에서 도시한 바와 같이, BaTio3로 된 다수의 유전체기판(22)이 일체로 적층되어 형성되며, 이때 상기 유전체기판(22)에는 정전용량을 조정토록 하는 전극(22a)이 일체로 가각 형성된다.Meanwhile, the dielectric block 20 is formed by integrally stacking a plurality of dielectric substrates 22 of BaTio 3 , as shown in a partial perspective view of FIG. 2, wherein the dielectric substrate 22 has a capacitance Each electrode 22a is formed integrally with each other.
따라서, 도 1에서 도시한 바와 같이, 종래 단층으로 된 유전체기판(230)에 비하여 본발명에서는 다층 유전체기판(22)이 적층됨으로써, 유전체블록(20)의 두께는 얇게 하여도 기계적 강도는 오히려 강화되며, 이는 부픔 소형화를 용이하게 하며, 특히 저유전율은 갖도록 하면서도 온도특성은 안정화되어 결국 압전부품(1)의 정전용량은 높게하는 것이다.Accordingly, as shown in FIG. 1, the multilayer dielectric substrate 22 is laminated in the present invention, as compared with the conventional single layer dielectric substrate 230, so that the mechanical strength is rather enhanced even though the thickness of the dielectric block 20 is thin. This facilitates downsizing of the parts, and in particular, has a low dielectric constant and stabilizes the temperature characteristics, thereby increasing the capacitance of the piezoelectric component 1.
즉, 높은 정전용량을 위하여는 저유전을 갖거나 두께를 얇게 하여야 하는데 단충구조에서는 어렵게 되며, 본 발명에서와 같이 다층의 유전체기판(22)이 적층된 우전체블록(20)에 의해서는 용이한데, 예를 들어 기존 유전체기판(230)에 비하여 1/2 에서 1/20 까지 유전율이 낮은 재료를 사용할 수 있으며, 따라서 고 유전율을 사용하는 종래(두께가 일정이상으로 얇아 질 수 없기 때문에)에 비하여 유전율 변화가 적기때문에 온도특성이 보다 안정적으로 유지되는 것이다.That is, in order to have high capacitance, it is necessary to have a low dielectric constant or thin thickness, but it is difficult in a single-layer structure, and it is easy by the right dielectric block 20 in which the multilayer dielectric substrate 22 is laminated as in the present invention. For example, a material having a lower dielectric constant from 1/2 to 1/20 than that of the existing dielectric substrate 230 may be used, and thus, compared with a conventional method using a high dielectric constant (because the thickness cannot be thinner than a certain thickness). Since the change in permittivity is small, the temperature characteristic is kept more stable.
따라서, 고 신뢰성이 요구되는 환경에서도 본 발명의 압전부품(1)은 용이하게 사용할 수 있는 것이다.Therefore, the piezoelectric component 1 of the present invention can be easily used even in an environment where high reliability is required.
이에 더하여, 상기 유전체블록(20)의 내부 전극(42) 및 외측으로 형성된 전극수단(40)은, 유전체사이에서 입,출력 캐패시터를 구현하며, 결국 상기 전극수단 (40a)(40b)(40c)은 압전부품(1)의 입,출력 및 접지단자 역활을 수행하며, 상기 전극수단(40)은, 압전부품(1)이 실장토록 되는 PCB(60)의 각 회로패턴 즉 입,출력 및 접지패턴(62a)(62b)(62c)과 도전성 수지의 도포 또는 납땜으로서 접속되어 압전부품(1)이 PCB(60)에 실장토록 된다.이때, 상기 유전체블록(20)의 내부전극(42)및 전극수단(40)역시 상기에서 설명한 바와같이 유전체를 스크린 인쇄하여 형성되는 유전체블록(20)의 내측및 외측에 스크린 인쇄에 의해 내부전극(42)및 전극수단(40)이 적층 형성되고, 상기 적층시 전극(42)과 전극수단(40)이 일정패턴을 형성하도록 식각 공정이 추가된다.계속해서, 상기 절연체(10)와 압전기판(30) 및 유전체블록(20)사이에는 압전기판(30)의 양측면에 중앙부분이 겹쳐지도록 형성된 전극(32a)(32b)사이에서의 진동작동을 가능토록 진동공간(S)을 형성시킬 필요가 있는데, 대체로 절연체(10)와 유전체블록(20)의 일측으로 식각에 의해 일정공간의 캐비티(50)를 형성시키거나. 또는 도면에는 도시하지 않았지만, 각 기판(10)(30)과 유전체블록(20)의 접속부분에 형성되는 실리콘 또는 진동공간(S)에 인접하여 스크린 인쇄되는 솔더 레지스터층을 부분 식각하여 함몰되는 일정공간의 진동공간(S)을 형성시킨다. 상기 진동공간(S)을 형성하기 위하여 사용되는 실리콘으로는 실리콘이 함유된 접착제를 의미하는 것으로, 통상적으로 사용되는 실리콘 접착제, 에폭시-실리콘 접착제 등이 사용될 수 있다. 상기와 같이 실리콘이 함유되는 이유는 리플로우(reflow)시 접착제가 전극부분으로 흐르게 되는 것을 방지하기 위한 것이다.In addition, the internal electrode 42 and the electrode means 40 formed outwardly of the dielectric block 20 implement an input and output capacitor between the dielectrics, and eventually the electrode means 40a, 40b, 40c. Serves as an input, an output and a ground terminal of the piezoelectric component 1, and the electrode means 40 is a circuit pattern of the PCB 60 on which the piezoelectric component 1 is mounted, that is, the input, output and ground patterns. The piezoelectric part 1 is connected to the PCB 60 by the application of the conductive resins 62a, 62b and 62c by application or soldering of the conductive resin. At this time, the internal electrodes 42 and the electrodes of the dielectric block 20 are mounted. The means 40 is also formed by laminating the inner electrode 42 and the electrode means 40 by screen printing on the inside and the outside of the dielectric block 20 formed by screen printing the dielectric as described above. An etching process is added so that the electrode 42 and the electrode means 40 form a predetermined pattern. Subsequently, the insulator 10 Between the piezoelectric plate 30 and the dielectric block 20 to form a vibration space (S) to enable the vibration operation between the electrodes (32a, 32b) formed to overlap the central portion on both sides of the piezoelectric plate (30). There is a need, generally to form a cavity 50 of a predetermined space by etching to one side of the insulator 10 and the dielectric block 20. Alternatively, although not shown in the drawing, a portion of the solder resist layer screen-printed adjacent to the silicon or vibration space S formed at the connection portion of each of the substrates 10 and 30 and the dielectric block 20 is partially recessed and recessed. The vibration space S of the space is formed. As the silicon used to form the vibration space (S) means a silicone-containing adhesive, a conventionally used silicone adhesive, epoxy-silicone adhesive may be used. The reason for containing silicon as described above is to prevent the adhesive from flowing to the electrode portion during reflow (reflow).
계속해서, 상기 절연체(10)와 압전기판(30) 및 유전체블록(20)사이에는 압전기판(30)의 양측면에 중앙부분이 겹쳐지도록 형성된 전극(32a)(32b)사이에서의 진동작동을 가능토록 진동공간(S)을 형성시킬 필요가 있는데, 대체로 절연체(10)와 유전체블록(20)의 일측으로 캐비티(50)를 형성시키거나. 또는 도면에는 도시하지 않았지만, 각 기판(10)(30)과 유전체블록(20)의 접속부분에 형성되는 실리콘 또는 진동공간(S)에 인접하여 스크린 인쇄되는 솔더 레지스터층으로 상기 진동공간(S)을 형성시킨다.Subsequently, a vibration operation is possible between the insulator 10, the piezoelectric plate 30, and the dielectric block 20 between the electrodes 32a and 32b formed so that a central portion overlaps with both sides of the piezoelectric plate 30. It is necessary to form a vibration space (S), but generally to form a cavity 50 to one side of the insulator (10) and the dielectric block (20). Alternatively, although not shown in the drawings, the vibration space S may be a solder resist layer that is screen-printed adjacent to the silicon or vibration space S formed at the connection portion of each of the substrates 10 and 30 and the dielectric block 20. To form.
한편, 상기 절연체(10)와 유전체블록(20) 사이에 접속되는 압전기판(30)은, 보통 PZT 또는 PT 계열의 세라믹재료를 압전성을 띠도록 분극공정을 통한후, 가공하여 압전기판(30)으로 제조한다.On the other hand, the piezoelectric plate 30 connected between the insulator 10 and the dielectric block 20 is processed through a polarization process so as to have a piezoelectric property of a PZT or PT-based ceramic material, and then processed and processed into a piezoelectric plate 30. To manufacture.
이에 따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 의하면, 다수의 유전체기판(22)을 적층시킨 유전체블록(20)이 두께가 얇고 저유전율을 갖도록 함으로써, 압전부품(1)의정전용량은 높고 기계적 강도는 향상되며, 동시에 온도특성은 보다 안정적으로 유지되어 부품 신뢰성을 향상시키는 것이다.Accordingly, according to the first embodiment of the present invention, the dielectric block 20 having a plurality of dielectric substrates 22 laminated thereon has a thin thickness and a low dielectric constant, so that the capacitance of the piezoelectric component 1 is high and its mechanical strength is high. Is improved, and at the same time, the temperature characteristics remain more stable to improve component reliability.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제 2 및 제 3 실시예를 도시한 것으로, 본 발명의 제 2 및 제 3 실시예에 있어서 가장 큰 특징은 절연체를 사용하지 않고 압전부품(100)의 상,하측에 같은 재료인 유전체기판 또는 유전체블록을 사용하여 제조공정의 간소화를 이루며, 특히 유전체블록을 다층으로 구성하여 상술한 제 1 실시예에서의 특성을 갖도록 한 것이다.3 and 4 show the second and third embodiments of the present invention, the biggest feature of the second and third embodiments of the present invention is that the piezoelectric component 100 is used without an insulator. In the lower side, a dielectric substrate or a dielectric block of the same material is used to simplify the manufacturing process. In particular, the dielectric block is formed in multiple layers so as to have the characteristics of the first embodiment described above.
이하, 제 1실시예와 동일한 구성 및 작용은 간략하게 설명한다.Hereinafter, the same configuration and operation as in the first embodiment will be briefly described.
먼저, 도 3 에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 대하여 상세하게 설명하면, 내측 중앙부분에 압전부품(100)의 진동작동을 수행도록 양측면에 전극(112)(114)이 중앙부분에서 겹치도록 형성된 압전기판(110)이 위치되며, 상술한 바와 같이 상기 압전기판(110)은 압전재료의 가공 및 분극공정을 거쳐 압전성을 띠게 되며, 상기 압전기판(110)의 양측에는 단층으로 된 유전체기판(120)이 각각 접속된다.First, as shown in FIG. 3, the second embodiment of the present invention will be described in detail. The electrodes 112 and 114 are centered on both sides to perform the vibration operation of the piezoelectric component 100 at the inner central portion. The piezoelectric plate 110 formed to overlap in a portion is positioned, and as described above, the piezoelectric plate 110 has piezoelectricity through the processing and polarization process of the piezoelectric material, and has a single layer on both sides of the piezoelectric plate 110. The dielectric substrates 120 are connected to each other.
따라서, 압전부품(100)의 제조공정시, 절연체와 유전체를 별도로 제조하는 이중작업이 필요없이 하나의 유전체기판(120)을 사용하여 보다 제조공정이 간소화되는 것이다.Therefore, in the manufacturing process of the piezoelectric component 100, the manufacturing process is simplified by using one dielectric substrate 120 without the need for duplication of separately manufacturing the insulator and the dielectric.
한편, 상기 상,하측 유전체기판(120)의 외측에는 일체로 전극수단(130)이 형성되는데, 상기 전극수단(130)은 두개의 유전체(120)를 전기적으로 연결시키어 결국 압전부품(100)의 입,출력 캐패시터를 구현토록 하며, 따라서 상기 전극수단( 130)은 PCB(150)에 형성된 입,출력 및 접지용 회로패턴(150a)(150b)(150c)과 접속되는 입,출력 전극 (130a)(130b) 및 접지전극(130c)으로 이루어 지며, 특히 상기 전극수단(130)의 임으의 부분을 손쉽게 PCB(150)에 접속시킬수 있어 압전부품(100)의 실장작업이 극히 용이하게 수행될 수 있는 것이다.On the other hand, the electrode means 130 is integrally formed on the outer side of the upper and lower dielectric substrate 120, the electrode means 130 is electrically connected to the two dielectrics 120, the end of the piezoelectric component 100 In order to implement an input / output capacitor, the electrode means 130 is connected to the input / output and ground circuit patterns 150a, 150b, 150c formed on the PCB 150. 130b and the ground electrode 130c, and in particular, any part of the electrode means 130 can be easily connected to the PCB 150, so that the mounting work of the piezoelectric component 100 can be performed very easily. will be.
더하여, 상기 상,하측 유전체기판(120)의 내측으로 접속되는 압전기판(110)과 상,하측 유전체블록(120)사이에는, 압전기판(110)의 진동을 가능토록 진동공간 (S)을 형성시키는 진동공간 부여수단(140)이 형성되며. 본 발명의 제 1실시예에서 설명한 바와 같이, 상기 진동공간 부여수단(140)은 유전체기판(120)의 일측으로 형성된 캐비티나 또는 별도의 캐비티를 형성시키지 않은 실리콘 또는 솔더 레지스트층으로 된 접속재를 사용할 수 있다. 상기 진동공간(S)을 형성하기 위하여 사용되는 실리콘으로는 실리콘이 함유된 접착제를 의미하는 것으로, 통상적으로 사용되는 실리콘 접착제, 에폭시-실리콘 접착제 등이 사용될 수 있다. 상기와 같이 실리콘이 함유되는 이유는 리플로우(reflow)시 접착제가 전극부분으로 흐르게 되는 것을 방지하기 위한 것이다.In addition, a vibration space S is formed between the piezoelectric plates 110 connected to the inner side of the upper and lower dielectric substrates 120 and the upper and lower dielectric blocks 120 to allow vibration of the piezoelectric substrates 110. Vibration space giving means 140 to be formed. As described in the first embodiment of the present invention, the vibration space applying means 140 uses a cavity formed of one side of the dielectric substrate 120 or a connection material made of a silicon or solder resist layer that does not form a separate cavity. Can be. As the silicon used to form the vibration space (S) means a silicone-containing adhesive, a conventionally used silicone adhesive, epoxy-silicone adhesive may be used. The reason for containing silicon as described above is to prevent the adhesive from flowing to the electrode portion during reflow (reflow).
이에 따라서, 본 발명인 제 2 실시예에 의하면, 커버를 이루는 절연체대신 유전체기판(120)을 사용하고, 두개의 유전체기판(120)과 전극수단(130)으로서 캐패시터를 구현토록 함으로써, 압전부품(100)의 제조공정이 간소화 됨은 물론, 압전부품(100)의 PCB(150) 실장작업이 극히 용이한 것이다.Accordingly, according to the second embodiment of the present invention, the piezoelectric component 100 is implemented by using a dielectric substrate 120 instead of an insulator that forms a cover and implementing a capacitor as the two dielectric substrates 120 and the electrode means 130. ), As well as the manufacturing process of the piezoelectric component 100 is very easy to mount the PCB 150.
또한, 본 발명의 제 3 실시예는 도 4에서 도시하고 있는 데, 중요한 특징은, 압전기판(110)의 양측으로 접속된 유전체블록(120')을 다층의 유전체기판(122)에 전극(122a)을 형성시키어 적층시킨 것으로 이와 같은 다층의 유전체블록(120')을 사용하면, 본 발명의 제 1 실시예에서 상술한 바와 같이, 유전체블록(120')의 전체 두께를 극히 얇게 하고, 동시에 저 유전율의 유전체를 사용하여도 강도 및 온도특성이 향상되고, 절연체(10)와 유전체블록(20)을 사용하는 제 1 실시예에 비하여 압전부품(100)을 보다 소형화시킬 수 있는 것이다.In addition, a third embodiment of the present invention is shown in FIG. 4, but an important feature is that the dielectric block 120 'connected to both sides of the piezoelectric substrate 110 is connected to the multilayer dielectric substrate 122 on the electrode 122a. In the case where the multilayer dielectric block 120 'is used as a stack of layers, as described above in the first embodiment of the present invention, the overall thickness of the dielectric block 120' is extremely thin and at the same time low. Even when a dielectric having a dielectric constant is used, the strength and temperature characteristics are improved, and the piezoelectric component 100 can be made smaller than in the first embodiment using the insulator 10 and the dielectric block 20.
이와 같이 본 발명인 표면 실장형 압전부품에 의하면, 저유전율의 유전체블록을 얻을 수 있으면서도, 캐패시터의 정전용량을 높일 수 있고, 특히 두께가 얇아도 기계적 강도는 향상되어 부품 신뢰성이 향상되는 잇점이 있다.As described above, according to the surface-mount piezoelectric component of the present invention, a dielectric block having a low dielectric constant can be obtained, and the capacitance of the capacitor can be increased.
또한, 압전기판의 상,하부측에 같은 제료인 유전체블록을 사용함으로써, 압전부품의 제조공정시 제조공정이 극히 간소화되어 부품 생산성이 가일층 향상됨은 물론, 두께가 얇고 저 유전율의 유전체블록을 서용하여 압전부품의 온도특성이 일정하게 유지될 수 있는 한편, 양측으로 접속되는 유전체블록의 두께를 최소화하여 압전부품의 부품 소형화가 용이하게 수행되는 우수한 효과가 있는 것이다.In addition, by using the same material dielectric block on the upper and lower side of the piezoelectric plate, the manufacturing process is greatly simplified during the manufacturing process of the piezoelectric component, further improving the part productivity, and using a thin and low dielectric constant dielectric block. While the temperature characteristics of the piezoelectric component can be kept constant, the miniaturization of the parts of the piezoelectric component can be easily performed by minimizing the thickness of the dielectric block connected to both sides.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하 특허청구의 범위에 의한 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.While the invention has been shown and described with respect to particular embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made therein without departing from the spirit or scope of the claims. I want to.
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