KR100439400B1 - 노드점 인식패턴을 구비한 압전트랜스포머 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압전트랜스포머에서 전극인출을 위한 노드점을 시각적으로 쉽게 인지할 수 있도록 표시하여 외부 전극 인출을 용이하게 하고, 압전트랜스포머의 사이즈에 관계없이 솔더링 공정의 자동화가 가능한 노드점 인식패턴을 구비한 압전트랜스포머를 제공하기 위한 것으로서, 압전체와 상기 압전체에 인쇄된 입출력전극 및 접지전극을 포함하는 압전트랜스포머에 있어서, 상기 입출력전극 및 접지전극의 중심을 기준으로 소정 반경의 외측에 방사형으로 전극이 제거된 다수의 노드점 인식패턴을 포함하여 이루어진다.

Description

노드점 인식패턴을 구비한 압전트랜스포머{PIEZOELECTRIC TRANSFORMER WITH PATTERN FOR COGNIZING NODE POINT}

본 발명은 고전압 직류발생소자인 압전트랜스포머에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부와 상기 입출력전극을 연결하는 위치인 노드점을 시각적으로 표시하는 인식패턴을 형성하여 외부전극인출을 용이하게 한 노드점 인식패턴을 구비한 압전트랜스포머에 관한 것이다.

압전트랜스포머는 직류 고전압 발생 소자로서, 권선형 트랜스포머에 비하여 소형화, 고효율화가 용이하고, 고절연성 및 불연성의 특징을 가지고 있기 때문에, 최근들어 권선형 트랜스포머에 비하여 압전트랜스포머의 사용이 증가하고 있다.

이러한 압전트랜스포머는 주로 노트북, PDA(Personal Digital Assistance), DVC(Digital Video Camera), DSC(Digital Still Camera)등에 구비된 컬러액정디스플레이(LCD)장치를 점등하기 위한 백라이트용 인버터와, 제전기, 공기청정기, 오존(Ozone) 발생기 등에 구비된 고전압 전원 장치 등에 사용된다.

압전트랜스포머는 기본적으로 압전체와, 상기 압전체에 부착되어 소정전압을 인가하는 입력전극, 및 소정 전압인출을 위한 출력전극으로 이루어지며, 상기 입력전극을 통해 압전체 고유의 진동주파수를 갖는 교류전압을 인가하면, 이 교류전압이 압전체에 기계적 진동을 일으키고, 상기 압전체의 기계적 진동에너지는 출력전극을 통해 전기에너지로 변환되는 것으로, 압전트랜스포머는 압전진동에 의해 입력전압을 승압시키는 소자이다.

도 1은 일반적으로 이용되는 로젠형 압전트랜스포머를 도시한 것으로서, 로젠형 압전트랜스포머(10)는 서로 마주보는 직사각형의 제1,2면과 상기 제1,2면을연결하는 제3~제6의 측면으로 이루어지는 압전체(11)와, 상기 압전체(11)의 제1면을 길이방향을 기준으로 제1,2부분으로 등분후 제1부분에 형성되는 입력전극(12)과, 상기 압전체(11)의 제1,2면을 연결하는 측면중 입력전극(12)과 인접해있지 않은 제3면에 형성되는 출력전극(13)과, 압전체(11)의 제2면을 제1,2부분으로 등분시 상기 입력전극(12)과 마주보는 제1부분에 형성되는 접지전극(14)으로 이루어진다.

상기와 같이 구성된 종래의 로젠형 압전트랜스포머는 입력전극(12)과 접지전극(14) 사이에 소정의 교류전원(S)을 인가하면, 상기 전기에너지가 압전체(11)의 제1부분에 상하로 진동하는 기계적 진동을 일으키고, 이는 압전체(11)의 제2부분에 길이방향 진동을 일으킨다. 그리고, 상기 제2전극부의 길이방향진동은 출력전극(13)을 통해 전기에너지로 변환출력된다. 상기와 같이 교류전압인가에 따른 압전효과에 의해 승압효과가 발생된다.

도 1의 하부에 일반적이 로젠형 압전트랜스포머(10)에서 발생되는 진동형태를 보인다.

상기에서, 입력전극(12)이 형성된 제1부분은 전기에너지를 기계적 진동에너지로 변환하는 구동부(또는 입력부)라 하며, 출력전극(13)이 형성된 제2부분은 기계적 진동에너지를 전기출력에너지로 변환하는 발전부(또는 출력부)라 한다.

도 2는 상기 로젠형 압전트랜스포머에서 출력전극 구조를 개선하여 외부전극인출이 용이하도록 한 개선된 로젠형 압전트랜스포머로서, 상기 도 2에 도시된 개선된 로젠형 압전트랜스포머(20)는 기존의 로젠형 압전트랜스포머(10)와 마찬가지로 직사각형의 압전체(21)의 제1면의 제1부분에 입력전극(22)을 형성하고, 상기 입력전극(22)이 형성된 제1면의 제2부분 끝단에 띠형상의 출력전극(23)을 형성하고, 제2면에는 상기 입력전극(22)과 출력전극(23) 각각에 상하로 대칭되는 접지전극(24,25)을 형성하여 이루어진다.

이렇게 구현되는 압전트랜스포머를 이용하여 인버터 또는 고전압전원장치를 만들기 위해서는 상기 압전트랜스포머의 입출력전극 및 접지전극에 와이어 솔더링 작업을 하여 외부전극을 인출하여야 한다.

그리고, 상기 외부전극 인출을 위한 와이어솔더링시 전극의 중심부에서 정확하게 솔더링이 이루어져야 한다. 만약, 중심에서 벗어난 위치에서 와이어 솔더링 작업이이루어질 경우, 압전트랜스포머에 특성산포가 발생하고, 진동이 불균일해져 제품의 품질이 저하된다.

또한, 압전트랜스포머 입력측의 상부와 하부의 솔더링 위치가 어긋나는 경우에도 품질산포증가와 특성저하가 발생된다. 특히, 대량생산하는 경우에는 생산성의 문제가 발생하고 자동화시에도 압전트랜스포머를 사이즈별로 노드점의 위치를 잡아 자동화 생산설비를 설치하여야 하기 때문에, 압전트랜스포머의 사이즈별로 설비가 변경되어야 하는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 압전트랜스포머에서 전극인출을 위한 중심위치를 시각적으로 쉽게 인지할 수 있도록 표시하여 와이어 솔더링 작업을 용이하게 하고, 압전트랜스포머의 사이즈에 관계없는 솔더링 자동화 공정을 구현할 수 있는 노드점 인식패턴을 구비한 압전트랜스포머를 제공하는데 있다.

도 1은 압전트랜스포머의 기본 구성을 보이는 블럭도이다.

도 2는 압전트랜스포머의 다른 구조를 보이는 블럭도이다.

도 3은 본 발명에 따른 압전트랜스포머를 도시한 사시도다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예를 보인 압전트랜스포머의 사시도이다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 압전트랜스포머의 사시도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

30 : 압전트랜스포머

31 : 압전체

32 : 입력전극

33 : 출력전극

32a, 33a : 노드점 인식패턴

32b, 33b : 노드점

본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위한 구성수단으로서, 압전체와 상기 압전체에 인쇄된 입출력전극 및 접지전극을 포함하는 압전트랜스포머에 있어서,

상기 입출력전극 및 접지전극의 중심을 기준으로 소정 반경의 외측에 방사형으로 전극이 제거된 다수의 노드점 인식패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다수의 노드점 인식패턴은 전극의 중심부에서 소정 반경 외측에 그 연결중심이 상기 전극의 중심을 향하도록 전극을 제거한 두개의 선패턴으로 이루어질 수 있다.

상기에서, 상기 다수의 노드점 인식패턴은 전극의 중심부로부터 십자형상으로 방사되는 네개의 패턴으로 이루어질 수 있다.

상기 다수의 노드점 인식패턴은 선폭을 100㎛ 내지 150㎛, 및/또는 길이를 0.5 내지 3 mm 이내로 제한하여 압전특성의 열화를 방지한다.

상기에서, 압전트랜스포머는 다수의 노드점 인식패턴에 의해 둘러쌓인 전극이 있는 중심부에서 와이어 솔더링이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 압전트랜스포머에 대하여 상세하게 설명한다.

도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 압전트랜스포머의 실시예들을 도시한 사시도로서, 본 발명에 따른 압전트랜스포머(30)는 서로 마주보는 직사각형의 제1,2면과 상기 제1,2면을 연결하는 제3 내지 제6면을 포함하는 직육면체의 압전체(31)와, 압전체(31)의 제1면을 2등분하여 한 부분(좌측 또는 우측)에 형성되는 입력전극(32)과, 상기 압전체(31)의 제2면상에 상기 입력전극(32)과 대칭되도록 형성되는 출력전극(33)과, 상기 압전체(31)의 제1면과 대응하는 제2면상에서 상기 입력전극(32)과 마주보도록 형성되는 접지전극(34)과, 상기 입출력전극(32,33) 및 접지전극(34) 상의 중심을 향하도록 서로 연결되지 않은 십자 혹은 일자 형상으로 전극이 제거된 인식패턴(32a, 33a)을 구비하고 있다. 상기 도면들에는 나타나지 않았지만, 출력전극(34) 상에도 입력전극(32)과 동일한 또는 유사한 형태의 인식패턴이 형성된다.

상기에서, 도 3의 압전트랜스포머는 입력전극(32)상에는 인식패턴(32a)이 입력전극(32)의 중심을 기준으로 서로 연결되지 않으며 십자형상으로 방사되는 네개의 실선형태로 형성되어 있고, 출력전극(33)상에는 전극의 중심을 기준으로 전극의 길이방향을 따라 평행하고 일렬로 두개의 인식패턴이 형성한다. 이때, 도시되지는 않았지만, 접지전극(34) 상에도 상기 입력전극(32)의 인식패턴(32a)과 동일한 형태로 노드점 인식패턴을 형성한다.

다른 실시예로서, 도 4의 압전트랜스포머는 입력전극(32)상에 전극의 중심을 기준으로 좌우로 방사되는 두개의 실선형태로 전극을 제거하여 노드점(32b)를 가리키는 인식패턴(32a)을 형성한다. 이때, 출력전극(33)상에는 도 3의 경우와 동일한 형태로 인식패턴(33a)이 형성된다.

또 다른 실시예로서, 도 5의 압전트랜스포머는 상기 도 4에 도시한 압전트랜스포머와 거의 유사하며, 단지 입력전극(32) 상의 인식패턴(32a)이 전극의 중심을 기준으로 좌,우가 아닌 상하로 방사되는 두개의 실선형태로 전극을 제거하여 인식패턴(32b)를 형성한 점에서 차이가 있다.

상기 다양한 실시예들에서 형성된 인식패턴(32a, 33a)은 압전트랜스포머의 특성을 변화시키지 않을 정도의 굵기 및 길이를 갖는 것으로서, 이때 인식패턴(32a,33a)의 선폭은 대략 100㎛ ~ 150㎛ 이며, 그 길이는 0.5 ~ 3 ㎜ 이내 이다. 이는 스크린 프린팅에 의해 압전체(31)상에 Ag전극을 형성시키는 작업시 달성할 수 있는 해상도 범위이며, 또한 압전트랜스포머 제작시 작업자가 시각적으로 인식패턴을 확인할 수 있는 정도의 크기이다. 상기 전극이 제거되어 있는 인식패턴의 선폭이나 길이가 너무 작으면 만족할 만한 해상도를 얻기 어려우며, 반대로 전극이 제거된 인식패턴의 크기가 너무 커지면 압전특성의 열화를 발생시킬 수 있기 때문에 상기와 같은 적정범위를 갖도록 한다.

그리고, 본 발명에서는 노드점이 위치한 중심부의 전극은 그대로 두고, 그 주변에 노드점 위치를 표시하도록 방사형의 실선형태로 전극을 제거하여, 시각적으로 노드점을 쉽게 알 수 있도록 한 것으로서, 인식패턴(32a, 33a)들이 가리키는 중심위치가 와이어 솔더링 작업을 실시할 노드점이 된다.

이러한, 본 발명의 압전트랜스포머는 기존의 압전트랜스포머와 비교하여 공정의 추가없이 간단하게 스크린 프린팅 전극패턴을 변경함으로서 제조가 가능하다. 즉, 압전체(31)에 입출력전극(32,33) 및 접지전극을 인쇄시, 인식패턴(32a, 33a) 부분만을 제외하고 나머지 부분은 Ag 전극을 도포하는 것으로, 인식패턴의 형성이 가능하다.

그리고, 상기와 같이 압전트랜스포머의 입출력전극에 노드점 인식패턴을 형성하면, 외부전극 인출을 위해 와이어(wire) 솔더링시 노드점을 바로 인지하여 정확한 위치에 솔더링을 할 수 있으며, 압전트랜스포머의 사이즈가 변하더라도 인식패턴을 기준으로 노드점의 인식이 용이하게 되므로, 자동화가 가능하다.

이상 설명에서는 로젠형 압전트랜스포머를 예를 들어 설명하였지만, 본 발명은 어떠한 형태의 압전트랜스포머에도 적용이 가능하다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 압전트랜스포머를 이용하여 회로 또는 장치를 구성시에 전극을 외부로 인출하기 위해서 솔더링 작업시 솔더링 포인트가 될 노드점을 압전트랜스포머 자체의 특성을 열화시키지 않고 압전트랜스포머상에 시각적으로 표시할 수 있으며, 그로써, 와이어 솔더링 작업이 용이하고, 또한 압전트랜스포머의 사이즈가 변하더라도 노드점 인식패턴을 기준으로 노드점 위치인식이 용이함으로서 자동화에 유리하다는 우수한 효과가 있다.

Claims (6)

1. 압전체와 상기 압전체에 인쇄된 입출력전극 및 접지전극을 포함하는 압전트랜스포머에 있어서,

   상기 입출력전극 및 접지전극의 중심을 기준으로 상기 중심에서 이어지는 방사선상에 선형으로 소정 길이만큼 전극을 제거하여 형성되며 상호 연결되지 않는 다수의 노드점 인식패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 노드점 인식패턴을 구비한 압전트랜스포머.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 노드점 인식패턴은

   전극의 중심부에서 소정 반경 외측에 그 연결중심이 상기 전극의 중심을 향하도록 전극을 제거한 두개의 선패턴으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 노드점 인식패턴을 구비한 압전트랜스포머.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 다수의 노드점 인식패턴은

   전극의 중심부로부터 십자형상으로 방사되는 네개의 인식패턴인 것을 특징으로 하는 노드점 인식패턴을 구비한 압전트랜스포머.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 노드점 인식패턴은

   선폭이 100㎛ 내지 150㎛인 것을 특징으로 하는 노드점 인식패턴을 구비한 압전트랜스포머.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 노드점 인식패턴은

   그 길이가 0.5 내지 3 mm 이내인 것을 특징으로 하는 노드점 인식패턴을 구비한 압전트랜스포머.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 압전트랜스포머는

   다수의 노드점 인식패턴에 의해 둘러쌓인 전극이 있는 중심부에서 와이어 솔더링이 이루어지는 것을 특징으로 하는 노드점 인식패턴을 구비한 압전트랜스포머.