KR100430753B1 - 압전 소자 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 압전 소자는 적층 페롭스카이트 구조를 갖는 압전체 세라믹을 포함하며, 두께 방향으로 선택 배향된 C축을 갖는다. 상기 압전체 세라믹에서, 상기 선택 배향된 C축에 수직하여 직선 형상의 전극이 형성된다. 상기 압전체 세라믹의 양 단면에 노출된 전극은 도전성 재료와 절연 재료로 덮여있다. 상기 압전체 세라믹은 폭 방향으로 배치되어 있는 전극의 양쪽에서 대향하는 방향으로 분극된다. 또한, 외부 전극은 도전성 재료와 절연재료가 형성된 면에 형성되어, 두 개의 전극 그룹이 인터디저털 형태의 배치를 이룬다.

Description

압전 소자 및 그의 제조방법{Piezoelectric element and method of producing the same}
본 발명은 압전 공진자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 통신용 필터 및 클럭 발생기의 오실레이터로 사용되는 압전 소자에 관한 것이다.
종래의 압전 소자의 하나로서, 페롭스카이트 구조를 갖는 압전체 세라믹을 압전체 세라믹의 배향축에 수직으로 분극시켜서 얻어지는 압전 소자가 알려져 있다. 이러한 압전 소자에서 상기 압전체 세라믹의 양단면에 전극이 형성된다. 상기 분극 방향에 대하여 전기장을 인가함으로써 압전진동을 여기시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 발명자들은 단판상 압전체 세라믹의 앞 뒤 주면에 인터디지털 전극을 형성하여 여진(excitation)시키는 형태의 압전 소자를 제안하였다. 이러한 압전 소자는 공정수가 많은 적층 공정을 이용하지 않는다. 따라서, 상기 압전 소자는 공업적으로 편리하게 사용될 수 있고, 전극 계면을 세라믹에 접합시킬 때의 최적화에 문제가 없는 높은 신뢰성을 가진다.
적층 페롭스카이트 구조를 갖는 압전체 세라믹의 양 단면에 전극을 형성하고, 배향축에 수직인 방향으로 상기 세라믹을 분극시켜 제조되는 압전 소자에 있어서, 상기 압전 소자는 전기장이 인가되는 방향으로 연장되는 시트 형상 또는 로드 형상의 구조를 갖는 것이 필요하다. 그러한 구조에 있어서는 정전용량이 작고 임피던스가 크다는 문제가 있어서, 회로와의 임피던스 정합을 이루는 데 어려움이 있다.
또한, 단판상의 압전체 세라믹의 주면과 뒤의 주면에 인터디지털 전극이 형성되는 압전 소자에서, 상기 압전 소자가 고주파에서 사용될 경우, 소자의 전체를 분극시키기 위하여 소자의 두께를 줄이는 것이 필요하다. 이는 상기 소자가 고주파에서 사용될 경우, 압전 소자의 기계적 신뢰성이 향상될 수 없게 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 적층 페롭스카이트 구조를 갖는 압전체 세라믹을 사용하더라도 낮은 임피던스, 높은 전기기계 결합계수 및 고주파 저손실 특성을 갖는 압전 소자를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 목적은 상기 압전 소자를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 압전 소자의 일례를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 압전 소자에 사용된 압전체 세라믹의 단면을 보여준다.
도 3은 도 2에 나타난 압전체 세라믹의 전개 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 압전 소자의 전극배치의 다른 예를 보여준다.
도 5는 본 발명에 따른 압전 소자의 전극배치의 또 다른 예를 보여준다.
도 6은 본 발명에 따른 압전 소자의 전극배치의 또 다른 예를 보여준다.
도 7은 본 발명의 압전 소자에 사용된 압전체 세라믹의 또 다른 예에서 그 단면을 보여준다.
도 8은 도 7에 나타난 압전체 세라믹의 전개 사시도이다.
도 9는 도 1에 나타난 압전 소자의 제조에 사용되는 시트상에서의 내부전극 패턴을 보여준다.
도 10은 도 9에 나타난 시트를 적층하는 단계에서의 시트 적층 및 전극의 배치를 보여준다.
도 11은 소자를 형성하기 위하여, 도 10의 단계에서 얻어진 적층체를 소결하여 얻어진 소결체를 절단하는 방법을 보여준다.
도 12는 도 11의 단계에서 절단에 의하여 얻어진 소자의 절단면에 도전성 재료 및 절연 재료를 형성하는 방법을 보여준다.
도 13은 본 발명의 예에 따른 도 12에 나타난 소자의 특성을 측정하기 위하여 전극을 접속하는 것을 보여준다.
도 14는 종래의 다층 형태의 압전 소자를 보여준다.
도 15는 종래 로드 형(rod-shaped) 압전체의 압전 소자의 일례를 보여준다.
본 발명에 따르면 상기 목적을 달성하기 위하여, 결정축 중에서 적어도 C축은 배향되어 있으며, 상기 C 축의 배향방향에 대하여 실질적으로 수직인 방향으로 분극되어 있는 적층 페롭스카이트 구조를 갖는 압전체 세라믹, 상기 압전체 세라믹에 있어서, 상기 압전체 세라믹의 분극 방향에 대하여 실질적으로 평행한 각각의 평면에 배치된 복수개의 전극을 포함하며, 상기 복수개의 전극은 하나의 전원(potential)에 접속된 전극과 다른 전원에 접속된 적극이 서로 인접하도록 배치된 것을 특징으로 하는 압전 소자를 제공한다.
바람직하게는, 상기 복수개의 전극은 인터디지털 전극의 형태로 배치되어 있다.
복수개의 전극은 C축의 배향방향에 대하여 다층으로 제공될 수 있다. 이러한 경우, 서로 중첩된 전극은 동일한 전원에 접속된다.
바람직하게는, 상기 압전체 세라믹은 서로 중첩된 북수개의 전극과 서로 중첩된 다른 복수개의 전극 사이에서 서로 대향하는 방향으로 분극되어 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 그린시트를 제조하기 위한 적층 페롭스카이트 구조를 갖는 압전체 재료를 형성하는 단계; 상기 그린 시트상에 복수개의 인쇄 전극 페이스트들이 실질적으로 서로 평행하게 배치되도록 전극 페이스트를 인쇄하는 단계; 압전체 재료 사이에 인쇄 전극 페이스트가 각각 개재(interpose)되도록 상기 그린 시트를 적층하여 적층체를 형성하는 단계; 및 상기 적층체를 소성하고, 이어, 상기 압전체 재료의 C축이 상기 적층체의 적층 방향에 대하여 실질적으로 평행하게 배향되도록 한 후, 상기 압전체 재료가 상기 C축의 배향 방향에 대하여 실질적으로 수직이 되도록 상기 소성된 적층체를 분극시키는 단계;를 포함하는 압전 소자의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 압전 소자에 있어서, 결정축 중 적어도 C축은 선택 배향된 적층페롭스카이트 구조를 갖는 압전체 세라믹이 사용되고, 상기 배향축에 대하여 실질적으로 수직으로 분극되고, 복수개의 전극은 상기 분극방향에 대하여 실질적으로 평행하게 평면판에 배치된다. 그로 인해, 상기 압전체 세라믹의 C축에 대하여 실질적으로 수직인 방향으로 전기장이 인가될 수 있다. 또한, 압전체 세라믹의 분극방향은 선택 배향되어 있는 C축에 대하여 수직인 성분을 갖는다. 그러므로, 단일모드의 압전 진동이 실현된다.
바람직하게는 상기 복수개의 전극은 인터디지털 전극 형태로 배치되어 전기장이 위의 방향으로 인가되게 한다.
상기 압전 소자에 있어서, 상기 전극은 C축의 배향방향에 대하여 다층으로 제공될 수 있다. 이때, 서로 중첩된 전극은 동일한 전원에 접속된다, 그러므로, 분극방향이 동일한 영역에서는 전기장이 동일한 방향으로 인가될 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 압전체 세라믹은 서로 중첩된 한 쌍의 전극과 서로 중첩된 다른 쌍의 전극 사이에서 두 개의 대향하는 방향으로 분극된다. 그로 인해, 선택 배향된 C축에 대하여 수직하여, 대향하는 방향들로 분극된 영역들이 형성된다. 분극 방향과 동일한 방향으로 전기장이 각각 인가되어, 단일 모드의 압전 진동이 얻어진다.
본 발명에 있어서, 상기 설명한 목적, 다른 목적, 특징 및 장점들은 상기 도면을 참고로 하는 하기의 구현예의 설명에 의하여 보다 명확해 질 것이다.
<바람직한 구현예>
도 1은 본 발명의 압전 소자의 한 예를 보여주는 사시도이다. 압전 소자(10)는 압전체 세라믹(12)을 포함한다. 도 2에서 보는 바와 같이 복수개의 전극(14)은 상기 압전체 세라믹(12)에 형성된다. 이러한 전극(14)은 복수개의 층(16) 상에서 그 폭 방향으로 연장되어 서로 평행하게 형성된다. 이러한 층(16)들이 적층되어 복수의 전극(14)을 포함하는 압전체 세라믹(12)이 형성된다. 상기 층(16)들은, 상기 각각의 층(16)에 형성된 전극들이 그 두께 방향에 대하여 서로 겹치도록 적층된다.
상기 압전체 세라믹(12)은 층상의 페롭스카이트 구조를 가지며, 결정축 중에서 선택된 C축은 두께 방향으로 배향된다. 여기서, C축은 결정의 주축을 가리킨다. 즉, 압전체 세라믹(12)에서, C축은 전극(14)에 수직하도록 배향된다. 또한, 압전체 세라믹(12)은 길이방향으로 분극된다. 즉, 압전체 세라믹(12)의 분극방향은 선택 배향된 C축에 대하여 수직이다. 이때, 도 2에서 화살표로 지시된 바와 같이, 압전체 세라믹(12)은 압전체 세라믹(12)의 두께 방향으로 배치된 전극(14)의 양쪽에서, 분극 방향이 서로 대향하도록 분극된다.
또한, 압전체 세라믹(12)의 두께 방향으로 배치된 전극(14)은 각각 도전성 재료(18)와 절연 재료(20)로 덮여있다. 이러한 경우, 압전체 세라믹(12)의 측면 중 하나에서 도전성 재료(18)와 절연 재료(20)가 교대로 배치된다. 압전체 세라믹(12)의 측면의 다른 쪽에서는, 압전체 세라믹의 한 측면에서 도전성 재료(18)로 덮여있던 전극(14)이 절연 재료(20)에 의하여 각각 덮여 있으며, 반면, 절연 재료(20)로 덮여있던 전극(14)은 도전성 재료(18)로 덮여있다.
또한, 외부전극(22) 및 (24)는, 도 1에서 보는 바와 같이 압전체 세라믹(12)의 폭 방향의 양 단면에 형성되어 있다. 따라서, 내부전극(14)은 압전체 세라믹(12)의 한 측면에 형성된 도전성 재료(18)를 통하여 외부전극(22)과 전기적으로 접속된다. 또한, 내부전극(14)은 압전체 세라믹(12)의 다른 측면에 형성된 도전성 재료(18)를 통하여 외부전극(24)에 대하여 전기적으로 접속된다. 따라서, 한쪽에서 외부전극(22)에 접속된 전극(14)과 다른 쪽에서 외부전극(24)에 접속된 전극(14)은 인터디지털 전극의 형태로 배치되어 있다.
압전 소자(10)에서, 외부전극 (22) 및 (24)에 입력신호를 인가하여 인터디지털 형태로 배치된 전극(14) 사이에 전기장이 인가되도록 함으로써 압전진동을 여기시킬 수 있다. 이때, 상기 전기장은 적층 페롭스카이트 구조를 갖는 압전체 세라믹(12)에서 선택 배향된 C축에 대하여 실질적으로 수직하게 인가된다. 그러므로, 단일 모드의 압전 진동이 여기되고, 전기기계 결합계수가 증가될 수 있다. 또한, 압전체 세라믹(12)에서 전극(14)이 서로 이웃하도록 형성되어 있기 때문에, 외부전극(22) 및 (24)에 접속된 전극 사이의 정전용량은 증가될 수 있다. 따라서, 낮은 임피던스를 갖는 압전 소자가 얻어진다. 따라서, 압전 소자(10)와 회로 사이의 임피던스 정합은 용이하게 달성된다. 또한, 압전 소자(10)에서, 전극(14)와 이웃한 전극(14) 사이에서 분극이 야기된다. 따라서, 고주파에서 사용하기 위하여 소자의 두께를 줄일 필요가 없으며, 단일층 압전 소자에 비하여 높은 기계적 강도를 얻을 수 있다.
두 개의 외부전극 (22) 및 (24)에 접속된 전극의 인터디지털 형태에 있어서, 외부 전극 (22)와 (24) 중 어느 하나에 접속된 두 개의 빗살(comb-teeth)로 이루어진 한 쌍과 다른 전극에 접속된 두 개의 빗살로 이루어진 한 쌍은, 도 4에서 보는 바와 같이 교대로 배치될 수 있다. 또한, 도 5에서 보는 바와 같이, 빗살 전극들의 일부가 동일한 외부전극에 접속되어 상기 부분의 빗살 전극들에는 전기장이 인가되지 않도록 할 수도 있다. 또한, 도 6에서 보는 바와 같이, 분극을 위하여 인가되는 전기장의 세기를 변화시키기 위하여 전극(14) 사이의 간격을 변화시킴으로써, 다른 분극도를 갖는 빗살 전극 부분을 형성할 수 있다. 또한, 복수개의 전극(14) 사이에, 외부전극과 접속되지 않는, 즉, 어떠한 전원과도 접속되지 않는 플로우트 전극(float electrode)을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 압전 소자(10)의 전기기계 결합계수는 압전 소자(10)의 모양을 변화시킴으로써 조정될 수 있다. 또한, 상기 압전체 세라믹(12)에 배치된 상기 복수개의 전극(14)의 폭(전극 사이의 거리)을 변화시킴으로써, 분극될 압전체 세라믹의 부피를 변화시킬 수 있기 때문에, 압전 소자(10)의 전기기계 결합계수 및 정전용량을 용이하게 조정할 수 있다.
압전체 세라믹(12)의 재료로서, Na0.5Bi4.6Ti4O15등이 사용될 수 있다. 또한, CaBi4Ti4O15, SrBi4Ti4O15, Bi4Ti3O12로 된 적층 페롭스카이트 구조 형태의 압전 재료를 사용할 경우, 우수한 전기기계 결합계수를 얻을 수 있다.
또한, 도 7 및 8에서 보는 바와 같이, 압전체 세라믹(12)의 두께방향으로 적층되지 않은 단일층 전극(14)이 형성될 수도 있다. 이러한 경우에도, 압전체 세라믹(12)의 대향하는 단면에서, 이웃한 전극(14)은 각각 도전성 재료(18)와 절연재료(20)로 덮여질 수 있다. 외부전극은 전극(14)이 각각 도전성 재료(18)와절연 재료(20)로 덮여진 측면에 형성된다. 압전체 세라믹(12)에서 전극(14)은 인터디지털 형태로 배치된다.
압전 소자(10)를 생산하기 위해서는, 먼저, 적층 페롭스카이트 구조를 갖는 압전 재료를 준비한다. 도 9에서 보는 바와 같이, 압전 재료를 이용하여 그린 시트(30)를 형성한다. 그린 시트(30) 상에서, 그린 시트(30)의 일단에서 타단까지 연장되도록 복수개의 실질적으로 평행한 선형의 전극 페이스트(32)를 인쇄한다. 그 위에 인쇄된 전극 페이스트(32)를 갖는 복수개의 그린 시트(30)를 서로 적층하여 적층체(34)를 형성한다. 이때, 그린 시트들(34)은 전극 페이스트(32)가 그린 시트(30)의 적층 방향에서 겹쳐지도록 하는 방법으로 적층한다.
상기 얻어진 적층체(34)를 소성하면, 도 11에서 보는 바와 같이 전극(14)이 형성되어 있는 소결체(36)를 얻는다. 이때, 적층 방향으로 압력이 가해지는 조건하에서 그린시트(30)를 소성 함으로써, 결정의 C축이 적층 방향에 대하여 배향되어 있는 소결체(36)가 얻어진다. 도 11에서 점선으로 지시된 바와 같이, 상기 소결체(36)를 원하는 크기로 잘라서 복수개의 소자를 형성한다. 전극(14)은 소결체(36)의 표면에 나타나 보이지 않지만, 도 11에서는 전극(14)과 절단 부분과의 관계를 보이기 위하여 전극이 나타나 보이도록 표현하였다는 것을 명심해야 한다.
얻어진 소자의 측면에서, 전극(14)의 단부는 노출되어 있다. 그린 시트(30)의 적층 방향에 대하여 중첩된 전극(14)의 단부에는, 도전성 재료(18)와 절연재료(20)가 의해 교대로 덮여져 있다. 이때, 소자의 측면 중 어느 하나에서, 도전성 재료(18)와 절연 재료(20)는 교대로 형성된다. 소자의 다른 측면에서는, 하나의 측면에서 도전성 재료(18)로 덮여졌던 전극(14)이 절연 재료(20)로 덮여지고, 소자의 한 측면에서 절연 재료(20)로 덮여졌던 전극(14)은 절연성 재료(18)로 덮여진다.
외부전극 (22) 및 (24)는 각각 도전성 재료(18) 및 절연 재료(20)가 형성된 소자의 측면에 형성된다. 그러므로, 전극(14)은 인터디지털 전극의 형태로 접속된다. 이러한 상태에서, DC 전압이 외부전극 (22)와 (24) 사이에 인가되어, 전극(14)과 이웃한 전극(14) 사이에는 C축의 배향방향에 대하여 실질적으로 수직한 직류 전기장이 인가된다. 즉, 소자는 도 2에서 화살표로 지시한 대로 분극된다. 상기 설명한 바와 같이, 결정의 C축이 압전체 세라믹(12)의 두께 방향으로 배향되어 있고, 압전체 세라믹(12)가 C축에 대하여 실질적으로 수직하게 분극된 압전 소자(10)가 제조된다.
<실시예>
출발재료로서 식 Na0.5Bi4.6Ti4O15로 표현되는 조성을 갖는 원료 분말과 5 내지 10 중량％의 비닐 아세테이트 형태의 접착제를 혼합하여, 닥터 브레이드법(doctor blade method)에 의하여 그린 시트를 형성한다. 도 9에서 보는 바와 같이, 선형 형태의 백금 전극 페이스트를 스크린 인쇄한다. 도 10에서 보는 바와 같이, 세라믹 그린 시트를 적층하고 압축 접착(press-bond)하여, 적층체(34)를 형성한다. 여기서, 그린 시트의 가장 아래 및 가장 위층의 두께는 다른 그린 시트 두께의 두 배정도 즉, 300㎛ 이고, 다른 그린 시트의 두께는 150㎛이다. 압축 접착하기 전의 그린 시트(30)의 두께는 1.5mm였으며, 압축 접착 후의 적층체(34)의 두께는 1.2mm이다.
두께 방향으로 압력을 가하면서 상기 적층체(34)를 소성하여, C축이 두께 방향으로 배향된 적층 페롭스카이트 구조를 갖는 소결체(36)를 얻었다. 압축 압력은 50 내지 500kg/㎠였으며, 소성 온도는 1000℃ 내지 1300℃였다. 소성된 소결체(36)의 두께는 약 600㎛였다. 상기 소결체(36)를 연마하여 균일할 두께가 되도록 하였다. 즉, 500㎛의 두께를 갖도록 하였다. 그 후에, 도 11의 점선으로 지시된 바와 같이, 소결체(36)을 잘라서 각각 1mm의 폭과 3.6mm의 길이를 갖는 소자를 형성하였다. 소성에 의하여, 백금전극 페이스트(32)는 전극(14)이 되었다. 상기 전극(14)은 소결체(36)의 표면에는 나타나 보이지 않는다. 그러나, 도 11에서 전극(14)과 절단 부위의 관계를 보여주기 위하여 전극(14)을 나타냈다. 절단 표면에서 보여지는 전극(14)은 두 개의 그룹으로 나뉜다. 절단 표면에서, 동일한 그룹에 속하는 전극(14)들 끼리만 도전성 재료(18)과 절연 재료(20)에 의하여 서로 전기적으로 접속된다. 분극을 위하여 상기 두 그룹의 전극사이에 DC 전기장을 인가한다. 이러한 전극들을 도 13에서 보는 바와 같이 임피던스 미터의 단자와 접속시켜 임피던스의 주파수 특성을 측정한다.
배향되지 않은 Na0.5Bi4.5Ti4O15를 사용하여 형성된 도 14에 나타난 압전층(40) 및 전극층(42)으로 구성된 층상의 구조를 갖는 압전 소자 및 도 15에 나타난 바와같이 그 양 단면에 형성된 전극(46)을 갖는 로드 형의 압전체(44)을 포함하는 압전 소자를 이용하여 상기 전기기계 결합계수를 비교한다. 도 1은 그 결과를 보여준다. 본 발명에 따르면, 로드 형의 압전체를 사용하는 압전 소자와 비교했을 때, 임피던스를 감소시킬 수 있고, 또한, 배향되지 않은 다층형의 압전 소자와 비교했을 때, 전기기계 결합계수도 증가될 수 있다는 것을 알 수 있다.
재료 구조 전기기계 결합계수(％) 정전용량(pF)
본 발명 배향된Na0.5Bi4.6Ti4O15 도 2의 구조 42 14
비교예 배향되지 않은Na0.5Bi4.5Ti4O15 도 2이 구조 23 12
비교예 배향되지 않은Na0.5Bi4.5Ti4O15 도 14의 구조 28 18
비교예 배향된Na0.5Bi4.5Ti4O15 각기둥(도 15) 47 0.15
비교예 배향되지 않은PbTi0.49Zr0.49O3+1 중량％의 MnO 도 2의 구조 43 105
비교예 배향되지 않은PbTi0.49Zr0.49O3+1 중량％의 MnO 도 2의 구조 49 160
본 발명의 압전 소자와 비슷한 구조를 갖는 압전 액츄에이터가 제안되어 왔다. 이하 차이점을 설명한다.
일본 특개평 3-94487호에서는 다층 액츄에이터의 신뢰성을 향상시키기 위한 종래의 방법으로서, 배향되지 않은 압전체 세라믹 재료를 사용하면서 본 발명의 압전 소자(10)와 비슷하게 인터디지털 전극이 적층된 구조를 갖는 압전 소자를 기재하고 있다. 이러한 구조는, 도 14에 나타난 종래의 다층 구조 소자에서 기계적 안정성을 유지하기 위하여 제안되어 왔다. 그러나, 종래의 다층 구조로는, 작은 전기분야에서 응용되는 전자 장치에 포함되는 필터 및 오실레이터에 사용하기 위해서는 우수한 기계적 안정성을 충분히 확보할 수 있었다. 도 14에 나타난 것과 같은 구조를 갖는 다층 소자를 위해서는, 인터디지털 전극을 포함하는 구조가 전기기계 결합계수를 감소시키기 때문에 사용이 불가능하였다.(표 1 참조)
반면, 본 발명에 따르면, 특히, 적층 페롭스카이트 구조를 갖는 압전체 세라믹이 사용되고, 상기 압전 소자는 소성 후에 C축 배향 방향에 수직으로 전기장이 인가되는 구조를 갖는다. 따라서, 도 14에 나타난 종래의 다층 구조의 소자와 비교할 때, 상당히 높은 전기기계 결합계수가 실현될 수 있다. 다시 말해서, 적층 페롭스카이트 구조를 갖는 압전 재료와 전극 구조를 결합하여 우수한 효과를 만들어 낸다.
지금까지, 상기 실시예를 참고로 하여 인터디지털 전극과 같은 선형 전극의 구조를 갖는 압전 소자(10)에 대하여 설명하였다. 비슷한 효과를 얻을 수 있다면, 전극(14)의 형성위치는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 압전체 세라믹(12)의 표면에 전극(14)이 형성될 수도 있다. 또한, 팽창은 균일한 팽창에만 한정되지 않는다. 예를 들어, 전기장을 인가하는 방향을 부분적으로 변화시킴으로써, 다른 팽창 형상을 갖는 부분이 압전체 세라믹(12)에 형성될 수 있다.
본 발명에 의한 압전 소자에서, 적층 페롭스카이트 구조를 갖는 압전 재료를사용함으로써, 단일 모드의 공진 특성을 실현할 수 있다. 따라서, 전형적인 압전 재료인 티탄산 지르콘산 납(lead titanate zirconate)을 사용하여서는 얻을 수 없는 고온 내열성, 낮은 고주파 손실 등의 우수한 특성을 갖는 필터 및 오실레이터를 얻을 수 있다. 상기 압전 소자는 낮은 임피던스를 가져서, 회로와의 임피던스 정합을 용이하게 획득할 수 있다. 또한, 높은 전기기계 결합계수를 갖는 압전 소자를 얻을 수 있다.

Claims (6)

  1. 결정죽 중에서 적어도 C축은 배향되어 있으며, 상기 C 축의 배향방향에 대하여 실질적으로 수직인 방향으로 분극되어 있는 적층 페롭스카이트 구조를 갖는 압전체 세라믹(여기서 C축은 세라믹 재료의 결정축 중에서 선택된다), 및
    상기 압전체 세라믹에 있어서, 상기 압전체 세라믹의 분극 방향에 대하여 실질적으로 평행한 각각의 평면에 배치된 복수개의 전극을 포함하며,
    하나의 전원(potential)에 접속된 전극과 다른 전원에 접속된 적극이 서로 인접하도록 상기 복수개의 전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 소자
  2. 제 1항에 있어서, 상기 복수개의 전극은 인터디지털 전극의 형태로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 소자.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 복수개의 전극은 C축의 배향 방향에 대하여 다층으로 제공되고, 상기 서로 중첩된 전극은 동일한 전원에 접속되는 것을 특징으로 하는 압전 소자.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 압전체 세라믹은 서로 중첩된 한 쌍의 전극과 서로 중첩된 다른 전극 사이에서 두 개의 대향하는 방향으로 분극되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 소자.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 압전체 세라믹은 서로 중첩된 한 쌍의 전극과 서로 중첩된 다른 전극 사이에서 두 개의 대향하는 방향으로 분극되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 소자.
  6. 적층 페롭스카이트 구조를 갖는 압전체 재료를 형성하여 그린시트를 제조하는 단계;
    상기 그린 시트상에 복수개의 인쇄 전극 페이스트들이 실질적으로 서로 평행하게 배치되도록 전극 페이스트를 인쇄하는 단계;
    상기 압전체 재료 사이에 상기 인쇄 전극 페이스트가 각각 개재되도록 상기 그린 시트를 적층하여 적층체를 형성하는 단계; 및
    상기 압전체 재료의 C축이 상기 적층체의 적층 방향에 대하여 실질적으로 평행하게 배향된 후, 압전체 재료가 C축의 배향 방향에 대하여 실질적으로 수직으로 분극되도록 상기 적층체를 소성하고, 이어, 적층체를 분극시키는 단계(여기서 C축은 세라믹 재료의 결정축 중에서 선택된다);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 소자의 제조방법.
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