KR100490501B1 - Piezoelectric vibrator and fabricating method therefor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진동 소자에서 안정된 고주파 발진 주파수를 얻기 위해 내부 전극 패턴(Pattern)을 설계하여 제조한 진동 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 소자 내부의 내부 전극 패턴을 조정하여 내부 전극이 외부 전극과 절연되도록 하여 발진 주파수를 높이는 진동 소자 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a vibration device manufactured by designing an internal electrode pattern (pattern) and a method of manufacturing the same in order to obtain a stable high frequency oscillation frequency in the vibration device, in particular, by adjusting the internal electrode pattern inside the device to the external electrode and the external electrode; The present invention relates to a vibrating element for increasing the oscillation frequency by being insulated and a method of manufacturing the same.
또한 본 발명은 진동 소자의 가공성을 향상시켜 여러 가지 형태로 제작하며 진동 소자를 소형화하고, 원하는 발진 주파수와 원하는 제품 두께의 압전 진동 소자를 제조하는 것에 관한 것이다. In addition, the present invention relates to the production of piezoelectric vibrating elements having a desired oscillation frequency and a desired product thickness by improving the processability of the vibrating element, manufacturing it in various forms, miniaturizing the vibrating element.
또한 본 발명의 진동 소자의 발진을 위해 필요한 커패시터를 진동 소자와 단일 칩으로 제조함으로 단위 특성 소자를 소형화하고 원하는 발진 특성을 단일 칩에서 얻을 수 있는 안정된 커패시터 일체형 결합 칩에 관한 것이다. The present invention also relates to a stable capacitor integrated coupling chip capable of miniaturizing a unit characteristic device and obtaining desired oscillation characteristics from a single chip by manufacturing a capacitor necessary for oscillation of the vibration device of the present invention with a vibration chip and a single chip.
Description
본원 발명은 타이밍 소자(Timing Element)로 사용되는 레조네이터(Resonator) 및 판별기(Discriminator) 등 진동 소자의 내부 전극 패턴(pattern)을 특수하게 설계하여 진동 소자를 소형화하고 높은 발진 주파수를 가지며 안정적인 발진을 하도록 구현한 것을 특징으로 하는 적층형 진동 소자 및 이의 제조에 관한 것이다. The present invention specially designed internal electrode patterns of vibration elements such as a resonator and a discriminator used as a timing element, thereby miniaturizing the vibration element, having a high oscillation frequency, and stable oscillation. The present invention relates to a laminated vibrating element and its manufacture.
많은 전자기기의 주요 부품인 IC(Integrated Circuit)를 활용하기 위해서는 이들 IC에 대한 기준 클럭(Reference clock)을 필요로 한다. 특히 IC 기술의 발전에 따라 다양한 기기가 단일 LSI(Single Large Scale Integration) 집적회로(예: One Chip Microprocessor)에 의해 제어되고 있고, 대부분 이러한 마이크로 프로세서(Microprocessor)는 타이밍 소자(Timing Element)로써 세라믹 레조네이터를 사용하고 있다. 세라믹 레조네이터는 고안정성, 무조정, 소형이 가능함과 동시에 낮은 가격으로 제조가 가능하여 응용 범위가 점차 확대되고 있다. In order to utilize integrated circuits (ICs), which are a major component of many electronic devices, reference clocks for these ICs are required. In particular, with the development of IC technology, various devices are controlled by a single large scale integration (LSI) integrated circuit (eg, One Chip Microprocessor), and most of these microprocessors are ceramic resonators as timing elements. I'm using. Ceramic resonators are highly stable, unadjustable, and compact, and can be manufactured at low cost.
또한 최근 전자기기의 고성능화 및 속도의 증가는 레조네이터의 발진 주파수의 상승을 요구하고 있다. In addition, the recent increase in the performance and speed of electronic devices has required an increase in the oscillation frequency of the resonator.
따라서, 앞으로의 레조네이터의 방향은 더 높은 발진 주파수를 가지면서도 안정적인 발진을 할 수 있는 제품이 요구되며 기기의 소형화에 따라 레조네이터 자체도 소형화될 것이 요구되고 있다. Therefore, in the future, the direction of the resonator is required to have a product capable of stable oscillation while having a higher oscillation frequency, and the resonator itself is also required to be miniaturized as the device becomes smaller.
그러나, 종래의 일반적인 레조네이터는 단판형의 압전체를 원하는 주파수에 해당하는 두께로 연마한 후 상하부 표면에 박막 프로세스에 의하여 전극을 형성하고 에너지 트랩이 발생할 수 있도록 여러 가지 형태의 전극을 형성시키고, 에폭시 몰딩을 하거나 SMD(Surface Mount Device)용 패키지를 하여 완성한다. MHz 대역 레조네이터의 경우 발진 주파수는 두께에 반비례하는 관계를 갖기 때문에 발진 주파수를 높이기 위해서는 압전체 두께가 얇아지게 된다. 따라서 단판형 압전 레조네이터는 고주파의 발진 주파수를 갖는 레조네이터를 제조하기 위해서 두께를 감소시켜야 하나 실제 생산 공정 상의 문제가 발생하므로 높은 주파수의 레조네이터를 제조하는 데는 작업상의 한계에 도달하게 된다. 이러한 이유로 단판형 압전체의 고차진동을 활용하는 고조파 진동 레조네이터가 개발되었다. However, conventional conventional resonators polish a single plate piezoelectric material to a thickness corresponding to a desired frequency, and then form electrodes on the upper and lower surfaces by a thin film process to form various types of electrodes to generate energy traps, and epoxy molding. Or complete the package for SMD (Surface Mount Device). In the case of the MHz band resonator, since the oscillation frequency is inversely proportional to the thickness, the piezoelectric thickness becomes thin to increase the oscillation frequency. Therefore, in order to manufacture a resonator having a high frequency oscillation frequency, a single plate type piezoelectric resonator must reduce the thickness, but problems in the actual production process occur, thus reaching a working limit in manufacturing a high frequency resonator. For this reason, harmonic vibration resonators have been developed that utilize the high-order vibration of single-plate piezoelectric bodies.
일반적인 MHz 대역의 필터는 두께 진동 또는 두께 전단 진동에 의한 에너지 트랩(Energy Trap)을 이용한다. 압전기판의 전면에 전극을 부착하면 윤곽 진동의 고조파 진동과 결합하여 깨끗한 공진 특성을 얻기 힘들다. 그러나 전극을 부분적으로 형성시키면 전극이 있는 부분과 없는 부분의 경계면이 생기고, 이 경계면 내의 전극 부분에서 진동의 정재파가 발생하여 진동 에너지가 가두어지는 소위 에너지 트랩 현상이 발생한다. 이러한 에너지 트랩은 동일 기판에 일정이상의 간격을 띠우고 복수의 전극을 구성하여도 상호 간섭하지 않는 독립적인 공진 특성을 나타낸다. 에너지 트랩을 이용한 경우 중 두께 전단 진동은 2∼8MHz 범위의 주파수에서 활용되며, 두께진동의 경우는 8∼16MHz 범위에서 주로 활용된다. 그러나 이동통신 단말기 및 CD-ROM, HDD 등의 실제 응용에 있어서는 20MHz 이상의 높은 주파수가 요구됨으로 두께 진동의 3차 및 5차 진동을 이용한 레조네이터가 사용되고 있다. 즉, 두께가 L인 압전 기판에서는 파장이 2L인 기본파를 비록하여 2l/n(정수)인 고조파 진동이 발생한다. 이중 n이 짝수인 진동은 서로 상쇄되어 소멸되며, n이 홀수인 진동만 나타난다. 그러므로 기본파를 포함하여 3차, 5차, 7차 등의 진동이 발생한다. 각 고조파 진동의 공진주파수는 기본파(f1)의 정수배에 발생한다. 예를 들면 3배파는 f3=3f1, 5배파는 f5=5f1 등으로 표시될 수 있다. A typical MHz band filter uses energy traps by thickness vibration or thickness shear vibration. If the electrode is attached to the front surface of the piezoelectric plate, it is difficult to obtain clean resonance characteristics in combination with the harmonic vibration of the contour vibration. However, when the electrode is partially formed, an interface between the part with and without the electrode is formed, and a standing wave of vibration is generated at the part of the electrode within the interface, so-called energy trap phenomenon in which vibration energy is confined. These energy traps exhibit independent resonance characteristics that are spaced at least a predetermined distance on the same substrate and do not interfere with each other even if a plurality of electrodes are configured. In the case of the energy trap, the thickness shear vibration is utilized at a frequency in the range of 2 to 8 MHz, and the thickness vibration is mainly used in the range of 8 to 16 MHz. However, in practical applications such as mobile communication terminals, CD-ROMs, HDDs, etc., a high frequency of 20 MHz or more is required, and therefore, a resonator using third and fifth orders of thickness vibration is used. That is, in a piezoelectric substrate having a thickness of L, harmonic vibrations of 2 l / n (integer) occur even though a fundamental wave having a wavelength of 2 L exists. Vibrations of which n is even cancel each other out and disappear, and only vibrations of which n is odd appear. Therefore, vibrations such as 3rd, 5th, 7th, etc. occur including fundamental waves. The resonant frequency of each harmonic vibration occurs at an integral multiple of the fundamental wave f1. For example, the triplex may be represented by f3 = 3f1, the fifth triplet by f5 = 5f1, and the like.
즉, 압전체는 두께를 반파장으로 하는 진동이 형성되며 이러한 진동이 기본 진동이 되어 발진을 하게되고, 기본 진동의 3배, 5배, 7배 등의 홀수배에 해당하는 진동이 발생하게 되는 데, 이 고조파 진동을 활용하여 16MHz 이상의 레조네이터가 구현되고 있다. 그러나 고조파 진동을 활용하는 레조네이터의 경우 진동의 진폭이 작기 때문에 발진을 시키기 휘한 구동 전압이 높아지고, 기본 진동에서의 발진에 의한 주파수 점프(Jump)의 발생이 야기되는 문제점이 있다. That is, the piezoelectric body is formed with a vibration having a half-wave thickness, and the vibration becomes a basic vibration to oscillate, and an oscillation corresponding to an odd multiple of 3, 5, and 7 times the basic vibration is generated. Using this harmonic vibration, a resonator of 16MHz or more is implemented. However, in the case of the resonator utilizing harmonic vibration, the driving voltage due to oscillation becomes high because the amplitude of the vibration is small, and there is a problem in that a frequency jump occurs due to the oscillation in the basic vibration.
또한 3차 이상의 고조파 진동을 활용하더라도 50MHz 이상의 발진 주파수를 얻기 위해서는 압전체의 두께가 매우 얇아져서 가공성(작업성)이 저하되고 제품 제조가 매우 어려워지는 문제점이 있다. In addition, even when the third harmonic vibration is utilized, the piezoelectric body has a very thin thickness to obtain an oscillation frequency of 50 MHz or more, thereby decreasing workability (workability) and making the product very difficult.
상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 압전 진동 소자 내부의 내부 전극 패턴을 조정하여 진동 소자의 내부 전극이 상하부 또는 측면 외부 전극과 연결되지 않도록 하여 충분히 높은 발진 주파수를 얻고 안정적인 발진 특성을 가지며 작업성이 우수한 압전 진동 소자를 제조하는 데 있다.An object of the present invention for solving the conventional problems as described above is to adjust the inner electrode pattern inside the piezoelectric vibrating element so that the inner electrode of the vibrating element is not connected to the upper and lower or side outer electrode to obtain a sufficiently high oscillation frequency and stable A piezoelectric vibrating element having oscillation characteristics and excellent workability is provided.
본 발명의 다른 목적은 압전 진동 소자 제조시 여러 가지 형태로 제작이 가능하도록 가공성을 향상시키며 진동 소자를 소형화하고, 원하는 발진 주파수와 원하는 제품 두께의 압전 진동 소자를 제조하는 데 있다. Another object of the present invention is to improve the processability and to miniaturize the vibration element to be manufactured in various forms when manufacturing the piezoelectric vibrating element, to produce a piezoelectric vibrating element of the desired oscillation frequency and the desired product thickness.
본 발명의 다른 목적은 진동 소자의 발진을 위해 필요한 커패시터를 진동 소자와 단일 칩으로 제조함으로 단위 특성 소자를 소형화하고 원하는 발진 특성을 단일 칩에서 얻을 수 있는 안정된 일체형 결합 칩을 제조하는 데 있다. Another object of the present invention is to manufacture a stable integrated coupling chip capable of miniaturizing a unit characteristic device and obtaining desired oscillation characteristics from a single chip by manufacturing a capacitor necessary for oscillation of a vibration device with a vibration device and a single chip.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 진동 소자는 원하는 소자 특성에 맞추어 제조된 압전체 소체 내에 측면 및 상하부의 외부 전극과 연결되지 않는 내부 전극이 형성되는 구조로 원하는 두께로 조절된 얇은 압전체 시트 위에 외부 전극과 연결되지 않는 내부 전극을 구비한 진동 소자이다. Vibration element according to the present invention for solving the object as described above is a thin piezoelectric element adjusted to a desired thickness in a structure that is formed in the piezoelectric body manufactured according to the desired device characteristics, the internal electrode is not connected to the outer and upper and lower electrodes. It is a vibrating element having an inner electrode on the sheet that is not connected to the outer electrode.
본 발명에 따른 진동 소자는 원하는 소자 특성에 맞추어 제조된 압전체 소체 내에 관통홀 도전 통로 및 상하부의 외부 전극과 연결되지 않으며 얇은 압전체 시트 위에 형성된 내부 전극이 구비된 진동 소자이다. The vibrating element according to the present invention is a vibrating element having an internal electrode formed on a thin piezoelectric sheet, which is not connected to the through hole conductive passage and the upper and lower external electrodes in the piezoelectric body manufactured according to desired device characteristics.
본 발명에 따른 진동 소자는 상기와 같이 외부 전극과 연결되지 않는 내부 전극이 압전체 소체 내부에 형성되며 압전체 소체의 상하부에 진동홈이 형성된 절연체가 구비된 구조이다.The vibration device according to the present invention has a structure in which an internal electrode which is not connected to an external electrode is formed inside the piezoelectric body, and an insulator having vibration grooves formed in upper and lower portions of the piezoelectric body as described above.
본 발명에 따른 진동 소자는 상기와 같이 외부 전극과 연결되지 않는 내부 전극이 압전체 소체 내부에 형성되며 단위 소자 내에 커패시터를 포함시킨 커패시터 일체형 진동 소자이다. The vibration device according to the present invention is a capacitor-integrated vibration device in which an internal electrode, which is not connected to an external electrode, is formed inside the piezoelectric body and includes a capacitor in a unit device.
본 발명에 따른 커패시터 일체형 진동 소자는 상기와 같이 외부 전극과 연결되지 않는 내부 전극이 압전체 소체 내부에 형성되며 압전체 소체에 전극을 형성한 절연체로 구성된 커패시터를 결합시킨 구조이다. The capacitor integrated vibration device according to the present invention has a structure in which an internal electrode which is not connected to an external electrode is formed inside the piezoelectric body, and a capacitor composed of an insulator having an electrode formed on the piezoelectric body as described above.
본 발명에 따른 커패시터 일체형 진동 소자는 상기와 같은 압전체 소체에 적층형 커패시터 또는 단판형 커패시터를 결합시킨 단일 칩 소자이다. The capacitor integrated vibration device according to the present invention is a single chip device in which a multilayer capacitor or a single plate capacitor is coupled to the piezoelectric element as described above.
본 발명에 따른 진동 소자는 원하는 소자 특성에 맞추어 제조된 압전체 조성의 슬러리를 테이프 캐스팅법 등을 이용하여 얇은 성형 시트(Sheet)로 만들고, 성형 시트 위에 원하는 형태로 설계된 내부 전극의 패턴을 인쇄하며, 내부 전극이 인쇄된 각 시트를 원하는 수만큼 적층한 후, 적층물을 소성하여 단일 소체로 일체화하며, 측면 및 상하부에 외부 전극을 형성하고 이를 외부 단자터미널에 연결하여 제조한다. The vibrating device according to the present invention is a slurry of the piezoelectric composition prepared according to the desired device characteristics to make a thin sheet (Sheet) by using a tape casting method, printing a pattern of the internal electrode designed in the desired shape on the sheet, Each sheet printed with the inner electrode is laminated as many times as desired, and then the stack is fired to be integrated into a single body, and external electrodes are formed on the side and top and bottom, and connected to the external terminal terminal.
본 발명에 따른 진동 소자는 원하는 소자 특성에 맞추어 제조된 압전체 성형 시트를 만들고, 성형 시트 위에 원하는 형태로 설계된 내부 전극의 패턴을 인쇄하며 성형 시트를 관통하는 관통홀 내에 내부 전극과 절연된 도전 통로를 형성하고, 내부 전극 및 도전 통로가 형성된 각 시트를 원하는 수만큼 적층한 후, 적층물을 소성하여 단일 소체로 일체화하며, 상하부 외부 전극을 형성하고 이를 외부 단자 터미널에 연결하여 제조한다. The vibrating device according to the present invention makes a piezoelectric molded sheet manufactured according to desired device characteristics, prints a pattern of an internal electrode designed in a desired shape on the molded sheet, and forms a conductive passage insulated from the internal electrode in a through hole penetrating the molded sheet. After forming, stacking each sheet formed with the inner electrode and the conductive passage by the desired number, the laminate is fired to be integrated into a single body, and the upper and lower outer electrodes are formed and connected to the external terminal terminals.
본 발명에 따른 진동 소자는 원하는 소자 특성에 맞추어 제조된 압전체 성형 시트를 만들고, 성형 시트 위에 원하는 형태로 설계된 내부 전극의 패턴을 인쇄하며, 내부 전극이 인쇄된 각 시트를 원하는 수만큼 적층한 후, 적층물을 소성하여 단일 소체로 일체화하며, 상하부 외부 전극을 형성하고, 압전체 상하부에 진동홈이 형성된 절연체를 설치한 후, 전체 적층 소체의 측면 외부 전극을 형성하여 제조한다. Vibration element according to the present invention is to make a piezoelectric molded sheet manufactured according to the desired device characteristics, print the pattern of the internal electrode designed in the desired shape on the molded sheet, and after laminating each sheet the inner electrode printed by the desired number, The laminate is fired to be integrated into a single body, to form upper and lower external electrodes, and to install an insulator having vibration grooves formed on upper and lower piezoelectric elements, and then to form side external electrodes of the entire laminated body.
본 발명에 따른 커패시터 일체형 진동 소자는 상기와 같이 외부 전극과 연결되지 않는 내부 전극이 압전체 소체 내부에 형성되는 압전체 소체를 제조하고, 절연체에 커패시터용 전극을 형성한 후, 압전체 소체와 커패시터를 결합시키고 압전체 소체의 외부 전극과 커패시터의 전극을 외부 단자 터미널과 연결하여 제조하며, 이때 커패시터는 적층형 또는 단판형 커패시터를 결합시킨다. The capacitor integrated vibration device according to the present invention manufactures a piezoelectric body in which an internal electrode which is not connected to an external electrode is formed inside the piezoelectric body as described above, forms an electrode for a capacitor in an insulator, and then couples the piezoelectric body and the capacitor. It is manufactured by connecting the external electrode of the piezoelectric element and the electrode of the capacitor with an external terminal terminal, wherein the capacitor combines a multilayer or single plate capacitor.
본 발명에 따른 진동 소자(레조네이터)의 발진 원리를 도1 및 도2를 이용하여 설명한다. 도1와 같이 두께 T를 가지는 단판형 레조네이터의 발진 주파수를 fa로 가정한다. 이때 도2와 같이 두께가 T인 레이조네이터 두장을 적층하여 전체 두께를 2T로 한 경우 전극의 적층된 두장의 레조네이터의 결선 방법에 따라 레조네이터의 발진주파수는 2배의 차이를 나타낸다. 즉, 도2(a)와 같이 상하부 전극을 같은 극성으로 하고 중앙의 전극부를 다른 극성으로 하는 경우 파장이 2배로 증가하므로 레조네이터의 기본 진동에 의한 발진 주파수는 1/2fa가 되어 도1의 주파수와 비교하여 주파수가 반으로 감소되게 된다. 그러나 도2(b)와 같이 두께 2T의 레조네이터의 상부 전극과 하부 전극의 극성을 다르게 하며 중앙부의 전극(내부 전극)은 결선에서 배제하는 경우 소자의 위아래 표면에 커패시터처럼 (-), (+)로 각각 대전되어 전기장이 걸린 것과 같은 효과가 나타나므로 파장이 1/2로 감소하게 되어 레조네이터의 발진 주파수는 도1의 주파수와 동일한 발진 주파수(fa)를 갖는다. 즉, 레조네이터 적층의 수를 증가시키는 경우에도 동일한 발진 주파수 결과를 얻을 수 있어, 레조네이터의 단판 압전체의 두께를 충분히 얇게 하여 높은 발진 주파수의 레조네이터를 구현하고, 같은 두께의 단판 압전체를 반복 적층하고 전극의 결선을 조정하므로 가공이 용이한 원하는 소자 두께를 얻을 수 있어 원하는 주파수와 원하는 제품 두께를 가지는 진동 소자를 제조하게 된다. The oscillation principle of the vibration element (resonator) according to the present invention will be described with reference to Figs. Assume that the oscillation frequency of the single-plate type resonator having the thickness T is fa as shown in FIG. In this case, as shown in FIG. 2, when two thicknesses of the T resonator are stacked and the total thickness is 2T, the oscillation frequency of the resonator shows a difference of 2 times according to the wiring method of the two stacked resonators of the electrode. That is, when the upper and lower electrodes have the same polarity and the central electrode part has different polarity as shown in FIG. 2 (a), the wavelength is doubled, so the oscillation frequency due to the basic vibration of the resonator becomes 1 / 2fa, which is different from the frequency of FIG. In comparison, the frequency is reduced by half. However, as shown in FIG. 2 (b), the polarity of the upper electrode and the lower electrode of the 2T thickness resonator is different, and when the center electrode (inner electrode) is excluded from the wiring, it is like a capacitor (-), (+) on the upper and lower surfaces of the device. Since the same effect as the electric field is applied to each other, the wavelength is reduced to 1/2 so that the oscillation frequency of the resonator has the same oscillation frequency fa as that of FIG. In other words, even when the number of resonator stacks is increased, the same oscillation frequency result can be obtained, and the thickness of the single plate piezoelectric body of the resonator is sufficiently thin to realize a high oscillation frequency resonator, and the single plate piezoelectric body of the same thickness is repeatedly laminated and By adjusting the connection, it is possible to obtain a desired device thickness that is easy to process, thereby producing a vibration device having a desired frequency and a desired product thickness.
본 발명에 따른 진동 소자의 구조 및 제조 방법에 관하여 레조네이터를 예로 하기에서 보다 상세하게 살펴본다.The structure and manufacturing method of the vibration device according to the present invention will be described in more detail below by using a resonator as an example.
(실시예1)Example 1
도3을 참고하여 본 발명에 의한 레조네이터를 상세히 설명한다. Referring to Figure 3 will be described in detail the resonator according to the present invention.
레조네이터는 압전 특성을 나타내는 압전체 소체(301)와 소체 내부에 형성되며 측면 및 상하부의 외부 전극과는 연결되지 않는 내부 전극(302)을 구비하며, 압전체 소체의 상하부에는 전원이 가해지는 상부 전극(303) 및 하부 전극(304)이 형성되고, 소체의 양쪽 측면에는 상부 전극과 연결되는 측면 전극(305) 및 하부 전극과 연결되는 측면 전극(306)을 구비하며, 상부 전극과 측면 전극, 하부 전극과 측면 전극은 소체의 양쪽 끝단에서 외부 단자 터미널(307)과 연결되고, 압전체 소체 전체를 둘러싸는 위한 보호캡(309)을 구비한 구조이다. The resonator includes a piezoelectric body 301 exhibiting piezoelectric characteristics and an internal electrode 302 formed inside the body and not connected to external electrodes on the side and top and bottom, and an upper electrode 303 to which power is applied to the upper and lower parts of the piezoelectric body. ) And a lower electrode 304, and both side surfaces of the body have side electrodes 305 connected to the upper electrode and side electrodes 306 connected to the lower electrode, and upper and side electrodes and lower electrodes. The side electrode is connected to an external terminal terminal 307 at both ends of the body, and has a protective cap 309 for enclosing the entire piezoelectric body.
상기의 압전체 소체는 원하는 고주파수의 발진 주파수를 얻기 위해 조절된 수십미크론 정도의 두께가 얇은 압전체 시트를 적층한 압전체 시트의 적층물이고, 상기의 내부 전극은 상기의 얇은 압전체 시트 위에 측면 및 상하부의 외부 전극과는 연결되지 않도록 시트의 끝단에서 일정 간격을 두고 이격되어 내부 전면에 인쇄된 형태이거나 시트의 일부분에 인쇄된 형태이다. The piezoelectric body is a laminate of piezoelectric sheets laminated with a thin piezoelectric sheet of several tens of microns adjusted to obtain an oscillation frequency of a desired high frequency, and the inner electrode is formed on the thin piezoelectric sheet. It is printed on the inside of the sheet or spaced apart at regular intervals from the end of the sheet so as not to be connected to the electrode.
상기의 압전체 소체의 하부에는 절연체 기판(310)이 더 구비되며, 절연체 기판은 양쪽에 관통홀을 설치하여 관통홀 내부에 외부 단자 터미널(307)을 형성하고, 상기 외부 단자 터미널은 상기 상하부 및 측면 외부 전극과 소체의 양쪽 끝단에서 도전성 접착제(308)의 의해 접착되어 연결된다.An insulator substrate 310 is further provided below the piezoelectric element, and the insulator substrate is provided with through holes on both sides to form external terminal terminals 307 inside the through holes, and the external terminal terminals are provided on the upper and lower parts and the side surfaces. Both ends of the outer electrode and the body are bonded and connected by the conductive adhesive 308.
상기의 각 전극이 모두 형성된 압전체 소체는 소자 보호용 보호캡(209)에 의해 둘러싸여 보호된다. The piezoelectric element in which each of the electrodes is formed is protected by being surrounded by a protective cap 209 for device protection.
이와 같은 레조네이터의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다. The manufacturing method of such a resonator is demonstrated as follows.
공업용으로 시판하고 있는 압전체 진동 소자의 원료 분말을 이용하거나 PZT, PLZT등 원하는 압전체 세라믹 조성의 원료분말을 준비한다. 성형 시트를 준비하기 위해 상기 준비된 압전체 세라믹 분말에 첨가제로 PVB계 바인더(binder)를 알코올(alcohol)등과 잘 교반하여 혼합한 후 볼 밀(ball mill)로 약 24시간 동안 밀링(milling) 및 혼합하여 슬러리(slurry)를 제조하고, 이러한 슬러리를 닥터 블레이드(Doctor blade)등의 방법으로 원하는 두께의 압전체 성형 시트(311, Green sheet)로 제조한다.Raw material powder of piezoelectric vibrating element commercially available for industrial use or raw material powder of desired piezoelectric ceramic composition, such as PZT and PLZT, is prepared. In order to prepare a molded sheet, the prepared piezoelectric ceramic powder is mixed with an alcohol (alcohol) and the like by mixing the PVB-based binder as an additive well, and then milling and mixing with a ball mill for about 24 hours. A slurry is prepared, and this slurry is made into a piezoelectric molded sheet 311 (Green sheet) having a desired thickness by a method such as a doctor blade.
상기와 같이 제조된 시트 위에 스크린을 이용한 스크린 프린팅(screen printing) 등의 후막 증착법 또는 스퍼터링(Sputtering), 증발법(Evaporation), 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition), 졸-겔 코팅법(Sol-Gel Coating) 등의 박막 증착법으로 시트의 각 끝단과 접촉되지 않는 형상으로 시트의 내부에 내부 전극(302)을 형성한다. Thick film deposition or sputtering, evaporation, chemical vapor deposition, sol-gel coating (Sol-Gel) such as screen printing using a screen on a sheet prepared as described above. The internal electrode 302 is formed inside the sheet in a shape that does not contact each end of the sheet by a thin film deposition method such as coating).
상기와 같이 내부 전극이 인쇄된 시트를 교호로 원하는 수만큼 적층한 후 단위 소자별(점선으로 표시된 영역)로 절단하여 단위 소자용 적층물 압전체 소체(301)를 제조한다. 적층물 소체 내의 각종 바인더 성분을 모두 제거하기 위하여 가열하여 베이크 아웃(Bake-out)시킨 후 온도를 상승시켜 압전체 조성의 소성 온도에서 적층물 소체를 소성한다.As described above, the sheets on which the internal electrodes are printed are alternately stacked as many as desired, and then cut into unit elements (areas indicated by dashed lines) to manufacture the laminate piezoelectric element 301 for unit elements. In order to remove all the binder components in the laminate body, the laminate body is baked at the baking temperature of the piezoelectric composition after heating and baking to bake out.
상기와 같이 제조된 소성된 적층물 소체(301)의 외부에 적층물의 각 내부 전극(302)과 연결되지 않는 상부 전극(303) 및 하부 전극(304)을 형성하고, 압전체 소체의 양쪽 측면에 상부 전극과 연결되는 측면 전극(305) 및 하부 전극과 연결되는 측면 전극(306)을 형성한다. 이때 상하부 및 측면의 외부 전극은 스크린 프린팅(screen printing) 등의 후막 증착법 또는 스퍼터링(Sputtering), 증발법(Evaporation), 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition), 졸-겔 코팅법(Sol-Gel Coating) 등의 박막 증착법으로 형성된다. The upper electrode 303 and the lower electrode 304 which are not connected to each internal electrode 302 of the stack are formed outside the calcined laminate body 301 manufactured as described above, and are formed on both sides of the piezoelectric body. Side electrodes 305 connected to the electrodes and side electrodes 306 connected to the lower electrodes are formed. At this time, the external electrodes on the upper and lower sides are thick film deposition method such as screen printing or sputtering, evaporation, chemical vapor deposition, and sol-gel coating. It is formed by a thin film deposition method.
상기와 같이 각 전극이 형성된 소체의 양쪽 외부 전극에 전원을 가하여 압전 쌍극자(Dipole)가 배열되도록 폴링(Polling)시킨다. As described above, power is applied to both external electrodes of the body in which each electrode is formed to poll the piezoelectric dipoles.
상기와 같이 폴링된 소체를 양쪽에 관통홀이 형성되고 관통홀의 내부에 외부 단자 터미널을 형성한 절연체 기판 위에 배치하고, 도전성 접착제를 이용하여 소체의 양쪽 끝단의 외부 전극과 외부 단자 터미널을 접착시켜 연결한다. The polled body as described above is disposed on an insulator substrate having through holes formed on both sides and an outer terminal terminal inside the through hole, and the outer electrode and the outer terminal terminals of both ends of the body are bonded by using a conductive adhesive. do.
상기와 같이 절연판 위에 배치된 압전체 소체를 보호캡으로 둘러싸도록 일반적인 금속 보호캡을 이용하여 캡핑하여 레조네이터 소자를 완성한다. As described above, the resonator element is completed by capping the piezoelectric element disposed on the insulating plate by using a general metal protective cap.
이와 같은 구조의 레조네이터는 얇은 두께의 압전체 시트 위에 내부 전극을 형성하므로 얇은 압전체 시트의 두께에 해당하는 높은 발진 주파수를 얻을 수 있으며, 압전체 시트를 적층하므로 원하는 일정 제품 두께의 소자를 얻을 수 있어 가공성을 향상시켜 여러 가지 형태의 소자를 용이하게 제조한다.The resonator having such a structure forms an internal electrode on a thin piezoelectric sheet, thereby obtaining a high oscillation frequency corresponding to the thickness of the thin piezoelectric sheet, and stacking piezoelectric sheets to obtain a device having a desired product thickness. It is possible to easily manufacture various types of devices.
(실시예2)Example 2
도4를 참고하여 본 발명에 의한 레조네이터를 상세히 설명한다.Referring to Figure 4 will be described in detail the resonator according to the present invention.
레조네이터는 압전 특성을 나타내는 압전체 소체(401)와 소체 내부에 형성되며 상하부의 외부 전극과는 연결되지 않는 내부 전극(402)을 구비하며, 압전체 소체의 상하부에는 전원이 가해지는 상부 전극(403) 및 하부 전극(404)이 형성되고, 소체를 관통하며 내부 전극과는 절연되는 도전 통로(406)를 통해 상부 및 하부 외부 전극과 연결되는 외부 단자 터미널(407)이 구비되고, 압전체 소체 전체를 둘러싸는 보호캡(409)을 구비한 구조이다. The resonator includes a piezoelectric body 401 exhibiting piezoelectric characteristics and an internal electrode 402 formed inside the body and not connected to external electrodes at upper and lower sides, and an upper electrode 403 to which power is applied to upper and lower parts of the piezoelectric body. A lower electrode 404 is formed, and is provided with an external terminal terminal 407 connected to the upper and lower outer electrodes through a conductive passage 406 that penetrates the body and is insulated from the inner electrode, and surrounds the entire piezoelectric body. The protective cap 409 is provided.
상기의 압전체 소체는 원하는 고주파수의 발진 주파수를 얻기 위해 조절된 수십미크론 정도의 두께가 얇은 압전체 시트를 적층한 압전체 시트의 적층물이고, 상기의 내부 전극은 상기의 얇은 압전체 시트 위에 상하부의 외부 전극과는 연결되지 않으며 관통홀의 도전 통로와 절연되도록 시트의 내부 전면에 인쇄된 형태이거나 시트의 일부분에 인쇄된 형태이다. The piezoelectric element is a laminate of piezoelectric sheets laminated with a thin piezoelectric sheet of several tens of microns adjusted to obtain an oscillation frequency of a desired high frequency, and the inner electrode is formed on the thin piezoelectric sheet with upper and lower outer electrodes. Is not connected and is printed on the inner front of the sheet or insulated on a portion of the sheet so as to be insulated from the conductive passage of the through-hole.
상기의 압전체 소체의 하부에는 절연체 기판(410)이 더 구비되며, 절연체 기판은 양쪽에 관통홀을 설치하여 관통홀 내부에 외부 단자 터미널(407)을 형성하고, 상기 외부 단자 터미널은 도전 통로를 통해 상하부 외부 전극과 소체의 양쪽 하부 끝단에서 도전성 접착제의 의해 연결된다.An insulator substrate 410 is further provided below the piezoelectric element, and the insulator substrate is provided with through holes on both sides to form external terminal terminals 407 inside the through holes, and the external terminal terminals are formed through conductive passages. The upper and lower external electrodes are connected by conductive adhesives at both lower ends of the body.
상기의 각 전극이 모두 형성된 압전체 소체는 소자 보호용 금속캡(409)에 의해 둘러싸여 보호된다. The piezoelectric element in which each of the above electrodes is formed is protected by being surrounded by the metal cap 409 for device protection.
이와 같은 레조네이터의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다. The manufacturing method of such a resonator is demonstrated as follows.
상기 실시예1과 동일한 방법으로 원하는 두께의 압전체 성형 시트(411, Green sheet)를 제조한다.In the same manner as in Example 1, a piezoelectric molded sheet 411 having a desired thickness is manufactured.
상기와 같이 제조된 복수의 성형 시트의 양쪽에 천공기를 이용하여 도전 통로용 관통홀(412)을 형성하고, 관통홀이 형성된 시트 위에 도전 통로와 접촉되지 않는 형상으로 시트 위에 도전성 페이스트로 내부 전극을 형성한다. 내부 전극의 인쇄와 동시에 관통홀 내부도 도전성 페이스트로 인쇄한다. 이때 내부 전극은 관통홀 도전 통로와 일정간격(413)이격시켜 전면에 인쇄하거나(도4의 (c)), 관통홀 도전 통로와 분리하여 시트 일부에 인쇄한다.(도4의 (d)) The through-holes 412 for the conductive passages are formed on both sides of the plurality of molded sheets manufactured as described above, and the internal electrodes are formed with conductive paste on the sheets in a shape that does not contact the conductive passages on the sheet on which the through-holes are formed. Form. Simultaneously with the printing of the internal electrodes, the inside of the through-holes is also printed with a conductive paste. At this time, the internal electrode is printed on the entire surface by spaced apart from the through hole conductive passage by a predetermined interval 413 (Fig. 4 (c)), or is printed on a portion of the sheet separated from the through hole conductive passage (Fig. 4 (d)).
상기와 같이 내부 전극이 인쇄된 시트를 교호로 원하는 수만큼 적층한 후 단위 소자별(점선으로 표시된 영역)로 절단하여 단위 소자용 적층물 압전체 소체를 제조한다. 적층물 소체 내의 각종 바인더 성분을 모두 제거하기 위하여 가열하여 베이크 아웃(Bake-out)시킨 후 온도를 상승시켜 적정 온도에서 적층물 소체를 소성한다.As described above, the sheets on which the internal electrodes are printed are alternately stacked as many as desired, and then cut into unit elements (areas indicated by dotted lines) to prepare a laminate piezoelectric body for unit elements. In order to remove all of the various binder components in the laminate body, it is heated to bake-out and then the temperature is raised to bake the laminate body at an appropriate temperature.
상기와 같이 제조된 소성된 적층물 소체의 외부에 적층물의 각 내부 전극과 연결되지 않는 상부 전극 및 하부 전극을 형성한다. 이때 상부 전극 및 하부 전극은 내부 전극과는 절연되며 관통홀 내의 도전성 페이스트와는 연결된다. An upper electrode and a lower electrode which are not connected to each internal electrode of the laminate are formed outside of the fired laminate body manufactured as described above. In this case, the upper electrode and the lower electrode are insulated from the internal electrode and are connected to the conductive paste in the through hole.
상기와 같이 외부 전극이 형성된 소체의 외부 전극에 전원을 가하여 압전 쌍극자(Dipole)가 배열되도록 폴링(Polling)시킨다. As described above, power is applied to the external electrode of the body in which the external electrode is formed, thereby polling the piezoelectric dipoles to be arranged.
상기와 같이 제조된 소체를 양쪽에 관통홀이 형성되고 관통홀의 내부에 단자 터미널을 형성한 절연체 기판 위에 배치하고, 도전성 접착제를 이용하여 도전 통로를 통하여 소체의 외부 전극과 절연체 기판의 외부 단자 터미널을 접착시켜 연결한다. The body manufactured as described above is disposed on an insulator substrate having through holes formed on both sides and terminal terminals formed inside the through holes, and the outer electrode of the body and the outer terminal terminals of the insulator substrate are made through a conductive passage using a conductive adhesive. Glue and connect.
상기와 같이 절연판 위에 배치된 압전체 소체를 보호캡으로 둘러싸도록 일반적인 금속 보호캡을 이용하여 캡핑하여 레조네이터 소자를 완성한다. As described above, the resonator element is completed by capping the piezoelectric element disposed on the insulating plate by using a general metal protective cap.
이와 같은 구조의 레조네이터는 얇은 두께의 압전체 시트 위에 내부 전극을 형성하므로 얇은 압전체 시트의 두께에 해당하는 높은 발진 주파수를 얻을 수 있으며 압전체 시트를 적층하므로 일정 두께의 소자를 얻을 수 있어 공작성을 향상시켜 소자 제조를 용이하게 한다.The resonator of such a structure forms an internal electrode on a thin piezoelectric sheet, thereby obtaining a high oscillation frequency corresponding to the thickness of the thin piezoelectric sheet, and stacking piezoelectric sheets to obtain a device having a predetermined thickness, thereby improving workability. Facilitate device fabrication.
(실시예3)Example 3
도5를 참고하여 본 발명에 의한 레조네이터를 상세히 설명한다.Referring to Figure 5 will be described in detail the resonator according to the present invention.
레조네이터는 압전 특성을 나타내는 압전체 소체(501)와 소체 내부에 형성되며 측면 및 상하부의 외부 전극과는 연결되지 않는 내부 전극(502)을 구비하며, 압전체 소체의 상하부면에는 전원이 가해지는 상부 전극(503) 및 하부 전극(504)이 형성되고, 소체의 양쪽 측면에는 상부 전극과 연결되는 측면 전극(505) 및 하부 전극과 연결되는 측면 전극(506)을 구비하며, 압전체 소체의 상부 및 하부는 진동홈(508)이 형성된 절연체(507)를 구비한 구조이다. The resonator includes a piezoelectric element 501 exhibiting piezoelectric characteristics and an internal electrode 502 formed inside the element and not connected to the outer and side surfaces of the piezoelectric element. 503 and a lower electrode 504 are formed, and both sides of the body have side electrodes 505 connected to the upper electrode and side electrodes 506 connected to the lower electrode, and the upper and lower portions of the piezoelectric body are vibrated. It is a structure provided with the insulator 507 in which the groove 508 was formed.
상기의 압전체 소체는 원하는 고주파수의 발진 주파수를 얻기 위해 조절된 수십미크론 정도의 두께가 얇은 압전체 시트를 적층한 압전체 시트의 적층물이고, 상기의 내부 전극은 상기의 얇은 압전체 시트 위에 측면 및 상하부의 외부 전극과는 연결되지 않도록 시트의 끝단에서 일전 간격을 두고 내부 전면에 인쇄된 형태이거나 시트의 일부분에 인쇄된 형태이다. The piezoelectric body is a laminate of piezoelectric sheets laminated with a thin piezoelectric sheet of several tens of microns adjusted to obtain an oscillation frequency of a desired high frequency, and the inner electrode is formed on the thin piezoelectric sheet. It is printed on the entire inner surface of the sheet at the end of the sheet so as not to be connected to the electrode, or printed on a part of the sheet.
상기의 압전체 소체의 상부 및 하부에 형성된 절연체는 일반적인 절연체(507)로 레조네이터가 진동할 수 있도록 진동홈(508)을 설치한 절연판이다. The insulator formed on the upper and lower portions of the piezoelectric element is an insulating plate provided with a vibration groove 508 so that the resonator can vibrate with a general insulator 507.
이와 같은 레조네이터의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다. The manufacturing method of such a resonator is demonstrated as follows.
상기 실시예1과 동일한 방법으로 원하는 두께의 압전체 성형 시트(409, Green sheet)를 제조한다.In the same manner as in Example 1, a piezoelectric molded sheet 409 (Green sheet) having a desired thickness was manufactured.
상기와 같이 제조된 시트 위에 스크린을 이용한 스크린 프린팅(screen printing) 방법으로 시트의 각 끝단과 접촉되지 않는 형상으로 시트의 위에 내부 전극(502)을 인쇄하여 복수의 제1 압전체 시트(509)를 제조한다.A plurality of first piezoelectric sheets 509 are manufactured by printing the internal electrodes 502 on the sheets in a shape that is not in contact with each end of the sheet by a screen printing method using a screen on the sheet manufactured as described above. do.
상기와 같이 제조된 시트의 상부 표면에 한쪽 끝단이 외부 전극과 연결되는 상부 전극(503)을 인쇄하여 제2 압전체 시트(510)를 제조하고, 다른 시트의 하부 표면에 다른 한쪽 끝단이 외부 전극과 연결되는 하부 전극(504)을 인쇄하여 제3 압전체 시트(511)를 제조한다. A second piezoelectric sheet 510 is manufactured by printing an upper electrode 503 whose one end is connected to an external electrode on an upper surface of the sheet manufactured as described above, and the other end of which is connected to an outer electrode on a lower surface of another sheet. A third piezoelectric sheet 511 is manufactured by printing the lower electrode 504 to be connected.
일반적인 절연체 특성을 가지는 절연판에 진동홈을 형성하여 절연체 커버(512, 513)를 제조한다. Insulator covers 512 and 513 are manufactured by forming a vibration groove in an insulating plate having general insulator characteristics.
상기와 같이 제조된 각 압전체 시트 및 절연체 커버를 도면과 같이 하부 절연체 커버, 제3 압전체 시트, 복수의 제1 압전체 시트, 제2 압전체 시트, 상부 절연체 커버의 순서대로 적층한다. Each piezoelectric sheet and insulator cover manufactured as described above is laminated in the order of the lower insulator cover, the third piezoelectric sheet, the plurality of first piezoelectric sheets, the second piezoelectric sheet, and the upper insulator cover as shown in the drawing.
상기와 같이 적층된 적층물를 단위 소자별(점선으로 표시된 영역)로 절단하여 단위 소자용 적층물 소체를 제조한다. 적층물 소체 내의 각종 바인더 성분을 모두 제거하기 위하여 가열하여 베이크 아웃(Bake-out)시킨 후 온도를 상승시켜 적정 온도에서 적층물 소체를 소성한다.The stacked laminate as described above is cut by unit elements (areas indicated by dashed lines) to produce a laminate body for unit elements. In order to remove all of the various binder components in the laminate body, it is heated to bake-out and then the temperature is raised to bake the laminate body at an appropriate temperature.
상기와 같이 제조된 진동홈이 형성된 절연체가 구비된 적층물 소체의 양쪽 표면에 압전체 소체의 상부 전극과 연결되는 측면 외부 전극 및 압전체 소체의 하부 전극과 연결되는 측면 외부 전극을 형성하여 소자를 제조한다.The device is manufactured by forming side external electrodes connected to the upper electrode of the piezoelectric body and side external electrodes connected to the lower electrode of the piezoelectric body on both surfaces of the laminate body having the insulator having the vibration grooves manufactured as described above. .
이는 절연체 커버를 압전체 소체와 함께 적층하고 동시에 소성하여 제조하는 방법이나, 이와 달리 압전체 소체와 절연체 커버를 별도로 제조한 후 소체와 커버를 결합하여 진동형 절연체가 구비된 진동 소자로 제조하기도 한다. This method is manufactured by laminating an insulator cover together with a piezoelectric body and firing it at the same time. Alternatively, the piezoelectric body and the insulator cover may be manufactured separately, and then the body and the cover may be combined to be manufactured as a vibrating device having a vibrating insulator.
즉, 상기 실시예1과 동일한 방법으로 압전체 소체를 제조한다. That is, the piezoelectric body is manufactured in the same manner as in Example 1.
상기와 같이 제조된 소성된 압전체 소체의 외부 상하부 표면에 압전체 소체의 내부 전극과 연결되지 않는 상부 전극 및 하부 전극을 형성한다. An upper electrode and a lower electrode which are not connected to the inner electrode of the piezoelectric element are formed on the outer upper and lower surfaces of the fired piezoelectric element manufactured as described above.
일반적인 절연체 특성을 가지는 절연판에 진동홈을 형성하여 절연체 커버를 제조한다.An insulator cover is manufactured by forming a vibration groove in an insulating plate having general insulator characteristics.
상기와 같이 상하부 전극이 형성된 압전체 소체의 상부와 하부에 진동홈이 형성된 절연체 커버를 설치하고, 절연체가 구비된 압전체 소체의 양쪽 측면에 상부 전극과 연결되는 측면 전극 및 하부 전극과 연결되는 측면 외부 전극을 형성하여 소자를 제조한다. As described above, an insulator cover having vibration grooves is installed on the upper and lower parts of the piezoelectric element on which the upper and lower electrodes are formed, and the side electrodes connected to the upper electrode and the lower outer electrode on both sides of the piezoelectric element provided with the insulator. To form a device.
이와 같은 구조의 레조네이터는 얇은 두께의 압전체 시트 위에 내부 전극을 형성하므로 얇은 압전체 시트의 두께에 해당하는 높은 발진 주파수를 얻을 수 있으며 압전체 시트를 적층하므로 원하는 일정 제품 두께의 소자를 얻을 수 있어 공작성을 향상시켜 소자 제조를 용이하게 한다. The resonator having such a structure forms an internal electrode on a thin piezoelectric sheet, thereby obtaining a high oscillation frequency corresponding to the thickness of the thin piezoelectric sheet, and stacking piezoelectric sheets to obtain an element having a desired product thickness. To facilitate device fabrication.
(실시예4)Example 4
압전 소자가 발진하기 위해서는 콘덴서(커패시터)가 필요하며 콘덴서를 레조네이터 내에 포함 결합하여 일체형으로 제조하는 형태를 커패시터 일체형(Built-in Capacitor) 레조네이터라 한다. 하기에서는 커패시터 일체형 레조네이터를 상세히 설명한다. A capacitor (capacitor) is required for the piezoelectric element to oscillate, and the capacitor is integrated into the resonator to be manufactured in one piece and is called a capacitor-integrator resonator. Hereinafter, the capacitor integrated resonator will be described in detail.
커패시터 일체형 레조네이터는 압전 특성을 나타내는 압전체 소체(601)와 압전체 소체 내부에 형성되며 측면 및 상하부의 외부 전극과는 연결되지 않는 내부 전극(602)을 구비하며, 압전체 소체의 상하부면에는 전원이 가해지는 상부 전극(603) 및 하부 전극(604)이 형성되고, 소체의 양쪽 측면에는 상부 전극과 연결되는 측면 전극(605) 및 하부 전극과 연결되는 측면 전극(606)을 구비한 압전 레조네이터 부분과, 유전 특성을 나타내는 유전체 소체(607)와 유전체 소체 내부에 형성되며 정면 측면을 통해 커패시터 측면 외부 전극(609)과 연결되는 커패시터 내부 전극(608), 유전체 소체의 하부에 형성되며 정면의 커패시터 측면 외부 전극과는 절연되는 유전체 하부 외부 전극(610)을 구비한 커패시터 부분으로 구성되고, 레조네이터 부분 상부 전극 및 커패시터 부분의 한쪽 하부 전극이 전체 소체의 한쪽 측면 전극을 통해 외부 단자 터미널(612)과 열결되고, 레조네이터 부분 하부 전극(커패시터 부분 상부 전극) 및 커패시터 부분의 다른 한쪽의 하부 전극이 전체 소체의 다른 한쪽 측면 전극을 통해 외부 단자 터미널과 연결되고, 커패시터 부분의 내부 전극은 커패시터 측면 외부 전극을 통해 외부 단자 터미널과 연결되고, 압전체 및 커패시터 소체 전체를 둘러싸는 보호캡(614)을 구비한 구조이다. The capacitor integrated resonator includes a piezoelectric element 601 exhibiting piezoelectric characteristics and an internal electrode 602 formed inside the piezoelectric element and not connected to external electrodes on the side and upper and lower sides thereof, and a power is applied to the upper and lower surfaces of the piezoelectric element. A piezoelectric resonator portion having a top electrode 603 and a bottom electrode 604 formed on both sides of the body and having a side electrode 605 connected to the top electrode and a side electrode 606 connected to the bottom electrode; A capacitor inner electrode 607 formed in the dielectric body and having a characteristic characteristic and connected to the capacitor side outer electrode 609 through the front side, and formed at the bottom of the dielectric body, Consists of a capacitor portion with a dielectric lower external electrode 610 insulated, the resonator portion upper electrode and the capacitor portion One lower electrode is connected with the external terminal terminal 612 through one side electrode of the entire body, and the bottom portion of the resonator portion (capacitor portion upper electrode) and the other lower electrode of the capacitor portion connect the other side electrode of the whole body. It is connected to the external terminal terminal through, the internal electrode of the capacitor portion is connected to the external terminal terminal through the capacitor side external electrode, and has a structure having a protective cap 614 surrounding the piezoelectric body and the entire capacitor body.
상기의 압전체 레조네이터 부분은 원하는 고주파수의 발진 주파수를 얻기 위해 조절된 수십미크론 정도의 두께가 얇은 압전체 시트를 적층한 압전체 시트의 적층물이고, 상기의 압전체 레조네이터 부분의 내부 전극은 상기의 얇은 압전체 시트 위에 측면 및 상하부의 외부 전극과는 연결되지 않도록 시트의 끝단에서 일정거리 이격되어 내부 전면에 인쇄된 형태이거나 시트의 일부분에 인쇄된 형태이다. The piezoelectric resonator portion is a laminate of piezoelectric sheets laminated with a thin piezoelectric sheet of several tens of microns adjusted to obtain an oscillation frequency of a desired high frequency, and the internal electrode of the piezoelectric resonator portion is formed on the thin piezoelectric sheet. It is printed on the inside of the sheet or printed on a part of the sheet at a predetermined distance from the end of the sheet so as not to be connected to the external electrodes on the side and the top and bottom.
상기의 커패시터 부분은 원하는 커패시턴스값을 얻기 위해 두께가 얇은 유전체 시트를 적층한 형태로 적층 층수를 조절하여 커패시턴스값을 조절하는 적층물이고, 커패시터 부분의 내부 전극은 커패시터 측면 외부 전극을 통해 외부 단자 터미널과 연결되도록 도전성 페이스트를 절연체 시트 위에 인쇄한 형태이다. The capacitor portion is a laminate in which a thin dielectric sheet is laminated to obtain a desired capacitance value, and the capacitance value is adjusted by controlling the number of layers to be laminated, and the internal electrode of the capacitor portion is connected to an external terminal terminal through an external electrode on the capacitor side. The conductive paste is printed on the insulator sheet so as to be connected to the substrate.
상기의 압전체 레조네이터 부분과 커패시터 부분은 동일 공정에서 적층하여 제조하거나 별도의 소자 소체별로 제조한 후 결합시킨다. 즉 압전레 레조네이터 소체와 커패시터 소체를 각각 제조한 후 각 소체를 결합시킨다.The piezoelectric resonator portion and the capacitor portion are manufactured by laminating in the same process or manufactured by separate element bodies and then combined. That is, piezoelectric resonator bodies and capacitor bodies are manufactured, respectively, and then the bodies are combined.
상기의 커패시터 일체형 레조네이터의 하부에는 절연체 기판(613)이 더 구비되며, 절연체 기판은 3단자형 외부 단자 터미널(612)을 형성하기 위해 커패시터 일체형 레조네이터의 각 외부 전극과 접촉되는 위치에 관통홀을 설치하여 관통홀 내부에 외부 단자 터미널을 형성하고, 상기 3개의 외부 단자 터미널은 도전성 접착제에 의해 각 외부 전극과 연결된다. An insulator substrate 613 is further provided below the capacitor integrated resonator, and the insulator substrate is provided with a through hole in contact with each external electrode of the capacitor integrated resonator to form a three-terminal external terminal terminal 612. Thus, an external terminal terminal is formed in the through hole, and the three external terminal terminals are connected to each external electrode by a conductive adhesive.
상기의 각 전극이 모두 형성된 커패시터 일체형 레조네이터는 소자 보호용 금속 캡에 의해 둘러싸여 보호된다. The capacitor integrated resonator in which each of the above electrodes is formed is protected by being surrounded by a metal cap for device protection.
이와 같은 커패시터 일체형 레조네이터의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다. Referring to the manufacturing method of such a capacitor integrated resonator as follows.
상기 실시예1과 동일한 방법으로 원하는 두께의 압전체 성형 시트(615, Green sheet)를 제조한다.In the same manner as in Example 1, a piezoelectric molded sheet 615 having a desired thickness is manufactured.
상기과 같이 제조된 압전체 시트 위에 스크린을 이용한 스크린 프린팅(screen printing) 방법으로 시트의 각 끝단과 접촉되지 않는 형상으로 시트의 내부에 내부 전극(602)을 인쇄한다. The internal electrode 602 is printed on the inside of the sheet in a shape that is not in contact with each end of the sheet by a screen printing method using a screen on the piezoelectric sheet manufactured as described above.
공업용으로 시판하고 있는 유전체 원료 분말을 이용하여 원하는 유전체 조성의 원료분말을 준비한다. 성형 시트를 준비하기 위해 준비된 유전체 세라믹 분말에 바인더(Binder)를 첨가하고 일반적 슬러리 제조 방법을 이용하여 슬러리를 제조하고, 이러한 슬러리를 닥터 블레이드(Doctor blade)등의 방법으로 원하는 두께의 유전체 성형 시트(616, 617, Green sheet)로 제조한다.The raw material powder of desired dielectric composition is prepared using the dielectric raw material powder marketed for industrial use. A binder is added to the dielectric ceramic powder prepared for preparing the molded sheet, and a slurry is prepared by using a general slurry manufacturing method, and the slurry is prepared by using a dielectric blade such as a doctor blade. 616, 617, Green sheet).
상기와 같이 제조된 유전체 시트 위에 소체 정면의 측면에서 외부 전극과 연결되는 형태로 도전성 페이스트를 이용하여 내부 전극(608)을 인쇄한 제1 유전체 시트(616)를 제조하고, 절연체 시트 위에 소체의 양쪽 측면 중 한쪽 측면의 외부 전극과 연결되는 형태로 상부 전극(604, 레조네이터 부분의 하부 전극)을 인쇄하여 제2 유전체 시트(617)를 제조한다. On the dielectric sheet manufactured as described above, a first dielectric sheet 616 having an internal electrode 608 printed thereon is manufactured by using a conductive paste in a form of being connected to an external electrode on the side of the front side of the body, and both sides of the body on the insulator sheet. The second dielectric sheet 617 is manufactured by printing the upper electrode 604 (the lower electrode of the resonator portion) in the form of being connected to the external electrode on one side of the side surfaces.
상기와 같이 제조된 제1 유전체 시트(616) 및 제2 유전체 시트(617)를 원하는 수만큼 적층한 후 이어서 레조네이터 내부 전극이 인쇄된 레조네이터 시트(615)를 교호로 원하는 수만큼 적층한 후 단위 소자별(점선으로 표시된 영역)로 절단하여 단위 소자용 적층물 소체를 제조한다. 적층물 소체 내의 각종 바인더 성분을 모두 제거하기 위하여 가열하여 베이크 아웃(Bake-out)시킨 후 온도를 상승시켜 적정한 소성 온도에서 적층물 소체를 소성한다.The first dielectric sheet 616 and the second dielectric sheet 617 manufactured as described above are laminated as many times as desired, followed by stacking the desired number of resonator sheets 615 on which the resonator internal electrodes are printed alternately, and then unit devices. A laminate body for unit devices is produced by cutting into stars (areas indicated by dashed lines). In order to remove all the various binder components in the laminate body, the laminate body is heated at the bake-out and then the temperature is raised to an appropriate firing temperature.
커패시터 일체형 레조네이터 소체는 상기와 같이 동시에 적층하고 소성하는 방법외에 소자별로 분리하여 레조네이터 부분을 상기의 실시예1의 레조네이터 제조와 동일한 방법으로 별도로 적층 소성하여 제조하고, 일반적인 적층형 커패시터 제조 방법으로 커패시터 부분을 별도로 적층 소성한 후 각 부분을 결합시키기도 한다. The capacitor integrated resonator element is manufactured by separately laminating and firing the resonator part separately in the same manner as the resonator fabrication of Example 1, in addition to the method of simultaneously stacking and firing as described above, and the capacitor part by a general multilayer capacitor manufacturing method. Each part may be combined after lamination baking separately.
상기와 같이 각 방법으로 제조된 커패시터 일체형 레조네이터 적층물 소체의 외부에 적층물의 각 내부 전극과 연결되지 않는 상부 전극 및 하부 전극을 형성한다. 상부 전극은 한쪽 끝단의 측면과 연결되는 형태이며, 하부 전극은 가운데에서 절연되며 양쪽 끝단과 각각 연결되는 형태로 형성된다. An upper electrode and a lower electrode which are not connected to each internal electrode of the laminate are formed outside the capacitor integrated resonator laminate body manufactured by each method as described above. The upper electrode is formed to be connected to the side of one end, the lower electrode is insulated from the center and formed to be connected to both ends, respectively.
상기와 같이 상하부 전극이 형성된 적층물 소체의 한쪽 측면에 레조네이터 부분 상부 전극 및 커패시터 부분 한쪽 하부 전극과 연결되는 제1 측면 전극(605)을 형성하고, 적층물 소체의 다른 한쪽 측면에 레조네이터 부분 하부 전극(커패시터 부분 상부 전극) 및 커패시터 부분의 다른 한쪽 하부 전극과 연결되는 제2 측면 전극(606)을 형성하고, 적층물 소체의 정면 측면에 커패시터 부분의 내부 전극과 연결되는 제3 측면 전극(609, 커패시터 측면 외부 전극)을 형성한다. As described above, a first side electrode 605 is formed on one side of the laminate body on which the upper and lower electrodes are formed, and connected to the bottom electrode on one side of the capacitor portion, and on the other side of the laminate body, on the other side of the laminate body. (Capacitor portion upper electrode) and a second side electrode 606 connected to the other lower electrode of the capacitor portion, and a third side electrode 609 connected to the internal electrode of the capacitor portion on the front side of the stack body. Capacitor side external electrode).
상기와 같이 각 전극이 형성된 일체형 적층물 소체의 양쪽 외부 전극에 전원을 가하여 압전 쌍극자(Dipole)가 배열되도록 폴링(Polling)시킨다. 일체형 소체를 소자별로 분리하여 제조하는 경우에는 레조네이터 부분을 폴링한 후 커패시터 부분과 결합시킬 수도 있다. As described above, power is applied to both external electrodes of the integrated laminate body in which each electrode is formed, thereby polling the piezoelectric dipoles to be arranged. In the case where the integrated body is manufactured separately for each device, the resonator portion may be polled and then combined with the capacitor portion.
상기와 같이 제조된 적층물 소체를 3단자형 관통홀이 형성되고 관통홀의 내부에 외부 단자 터미널을 형성한 절연체 기판 위에 배치하고, 도전성 접착제를 이용하여 적층물 소체의 양쪽 끝단의 제1 및 제2 측면 외부 전극과 양쪽 단자 터미널을 연결하고, 적층물 소체의 전면의 제3 측면 외부 전극과 가운데 외부 단자 터미널을 연결한다. The laminate body manufactured as described above is disposed on an insulator substrate having a three-terminal through hole formed therein and an external terminal terminal formed inside the through hole, and the first and second ends of both ends of the laminate body using a conductive adhesive. The side external electrodes are connected to both terminal terminals, and the third side external electrode at the front of the stack body and the center external terminal terminal are connected.
상기와 같이 절연판 위에 설치된 커패시터 일체형 레조네이터 소체를 보호캡으로 둘러싸도록 일반적인 금속 보호캡을 이용하여 캡핑하여 커패시터 일체형 레조네이터 소자를 완성한다. As described above, the capacitor-integrated resonator element installed on the insulating plate is capped by using a general metal protective cap to surround the protective cap, thereby completing the capacitor-integrated resonator element.
완성된 커패시터 일체형 레조네이터 소자는 도10의 등가 회로도에서 나타낸 바와 같이 레조네이터의 양 단자에 커패시터가 각각 연결된 회로로 구성되며 단일 칩내에 레조네이터 및 커패시터(등가회로의 점선 영역)가 모두 포함된다. As shown in the equivalent circuit diagram of FIG. 10, the completed capacitor integrated resonator element is composed of a circuit in which capacitors are connected to both terminals of the resonator, and includes both a resonator and a capacitor (dashed line region of the equivalent circuit) in a single chip.
이와 같은 구조의 커패시터 일체형 레조네이터는 얇은 두께의 압전체 시트 위에 내부 전극을 형성하므로 얇은 압전체 시트의 두께에 해당하는 높은 발진 주파수를 얻을 수 있으며 압전체 시트를 적층하므로 원하는 일정 제품 두께의 소자를 얻을 수 있어 가공성을 향상시켜 여러 가지 형태의 소자 제조를 용이하게 한다. 또한 커패시터 일체형 레조네이터는 단위 소자 속에 커패시터(콘덴서)를 포함시키므로 용이한 제조법으로 안정적으로 작동하는 단순하고 소형화된 단일 결합 칩 소자를 제조할 수 있으며 이는 소형화된 전자기기에 용이하게 이용될 수 있다.Capacitor integrated resonator of such a structure forms an internal electrode on a thin piezoelectric sheet, so that a high oscillation frequency corresponding to the thickness of a thin piezoelectric sheet can be obtained, and a piezoelectric sheet is laminated so that a device having a desired product thickness can be obtained. It is possible to facilitate the fabrication of various types of devices. In addition, the capacitor integrated resonator includes a capacitor (capacitor) in the unit device, so that a simple and miniaturized single-coupled chip device that can be stably operated by an easy manufacturing method can be manufactured, which can be easily used in miniaturized electronic devices.
(실시예5)Example 5
다른 커패시터 일체형 레조네이터를 도7를 참조하여 설명한다. Another capacitor integrated resonator will be described with reference to FIG.
커패시터 일체형 레조네이터는 압전 특성을 나타내는 압전체 조성물 소체(701)와 압전체 소체 내부에 형성되며 소체 측면 및 상하부의 외부 전극과는 연결되지 않는 내부 전극(702)을 구비하며, 압전체 소체의 상하부면에는 전원이 가해지는 상부 전극(703) 및 하부 전극(704)이 형성되고, 소체의 양쪽 측면에는 상하부 전극과 연결되는 측면 전극(705, 706)을 구비한 압전 레조네이터 부분과, 유전 특성을 나타내는 유전체(708)와 유전체의 관통홀 내에 커패시터용 단자 전극(709, 외부 단자 터미널)을 구비한 유전체 부분으로 구성된 구조이다. The capacitor integrated resonator includes a piezoelectric composition element 701 exhibiting piezoelectric characteristics and an internal electrode 702 formed inside the piezoelectric element and not connected to external electrodes on the side and upper and lower sides of the element, and a power supply is provided on upper and lower surfaces of the piezoelectric element. An upper electrode 703 and a lower electrode 704 are formed, and piezoelectric resonator portions having side electrodes 705 and 706 connected to upper and lower electrodes on both sides of the body, and a dielectric 708 showing dielectric properties. And a dielectric part having a capacitor terminal electrode 709 (external terminal terminal) in the through hole of the dielectric.
상기의 단자 전극(외부 단자 터미널)은 도전성 접착제에 의해 압전체 레조네이터 소체의 상하부 전극 및 측면 전극과 연결된다. The terminal electrode (external terminal terminal) is connected to the upper and lower electrodes and side electrodes of the piezoelectric resonator element by a conductive adhesive.
상기의 압전체 레조네이터 부분은 원하는 고주파수의 발진 주파수를 얻기 위해 조절된 수십미크론 정도의 두께가 얇은 압전체 시트를 적층한 압전체 시트의 적층물이고, 상기의 압전체 레조네이터 부분의 내부 전극은 얇은 압전체 시트 위에 측면 및 상하부의 외부 전극과는 연결되지 않도록 시트의 끝단에서 일정거리 이격되어 내부 전면에 인쇄된 형태이거나 시트의 일부분에 인쇄된 형태이다. The piezoelectric resonator portion is a laminate of piezoelectric sheets laminated with a thin piezoelectric sheet of several tens of microns adjusted to obtain a desired oscillation frequency of high frequency, and the internal electrode of the piezoelectric resonator portion is formed on the thin piezoelectric sheet. It is printed on the inside of the sheet at a predetermined distance from the end of the sheet so as not to be connected to the external electrodes of the upper and lower portions or printed on a part of the sheet.
상기의 커패시터 부분은 유전체 기판으로, 기판을 관통하는 3개의 관통홀을 형성하고 관통홀 내부에 단자 전극을 형성하므로 두 개의 커패시터가 레조네이터 각 단자와 연결되는 구조이다. The capacitor part is a dielectric substrate, and forms three through holes penetrating through the substrate and terminal electrodes in the through holes, so that two capacitors are connected to each terminal of the resonator.
상기의 각 전극이 모두 형성된 커패시터 일체형 레조네이터는 소자 보호용 금속 캡에 의해 둘러싸여 보호된다. The capacitor integrated resonator in which each of the above electrodes is formed is protected by being surrounded by a metal cap for device protection.
이와 같은 커패시터 일체형 레조네이터의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다. Referring to the manufacturing method of such a capacitor integrated resonator as follows.
상기 실시예1과 동일한 방법으로 압전체 적층물 소체를 제조한다. A piezoelectric laminate body was manufactured in the same manner as in Example 1.
상기와 같이 제조된 소성된 적층물 소체의 외부에 적층물의 각 내부 전극과 연결되지 않는 상부 전극 및 하부 전극을 형성하고, 압전체 소체의 양쪽 측면에 상부 전극과 연결되는 측면 전극 및 하부 전극과 연결되는 측면 전극을 형성한다. The upper electrode and the lower electrode which are not connected to each internal electrode of the laminate are formed on the outside of the fired laminate body manufactured as described above, and are connected to the side electrode and the lower electrode connected to the upper electrode on both sides of the piezoelectric body. Form side electrodes.
상기와 같이 각 전극이 형성된 소체의 양쪽 외부 전극에 전원을 가하여 압전 쌍극자(Dipole)가 배열되도록 폴링(Polling)시킨다. As described above, power is applied to both external electrodes of the body in which each electrode is formed to poll the piezoelectric dipoles.
상기와 같이 제조된 소체를 3단자형 관통홀이 형성되고 관통홀의 내부에 커패시터용 단자 전극(외부 단자 터미널)을 형성한 유전체 기판 위에 배치하고, 도전성 접착제를 소체의 양쪽 끝단의 측면 외부 전극과 유전체 기판의 양쪽 단자 전극을 연결한다. The body manufactured as described above is disposed on a dielectric substrate having a three-terminal through hole formed therein and a capacitor terminal electrode (external terminal terminal) formed inside the through hole, and a conductive adhesive is disposed on both side external electrodes and the dielectric at both ends of the body. Connect both terminal electrodes of the board.
상기와 같이 유전체 기판 위에 배치된 압전체 소체를 보호캡으로 둘러싸도록 일반적인 금속 보호캡을 이용하여 캡핑하여 레조네이터 소자를 완성한다. As described above, the resonator element is completed by capping the piezoelectric element disposed on the dielectric substrate by using a general metal protective cap.
완성된 커패시터 일체형 레조네이터 소자는 도10의 등가 회로도에서 나타낸 바와 같이 레조네이터의 양 단자에 커패시터가 각각 연결된 회로로 구성되며 단일 칩내에 레조네이터 및 커패시터(등가회로의 점선 영역)가 모두 포함된다. As shown in the equivalent circuit diagram of FIG. 10, the completed capacitor integrated resonator element is composed of a circuit in which capacitors are connected to both terminals of the resonator, and includes both a resonator and a capacitor (dashed line region of the equivalent circuit) in a single chip.
이와 같은 구조의 커패시터 일체형 레조네이터는 얇은 두께의 압전체 시트 위에 내부 전극을 형성하므로 얇은 압전체 시트의 두께에 해당하는 높은 발진 주파수를 얻을 수 있으며 압전체 시트를 적층하므로 일정 두께의 소자를 얻을 수 있어 가공성을 향상시켜 여러 가지 형태의 소자 제조를 용이하게 한다. 또한 압전체 소체의 하부에 배치된 유전체가 커패시터 및 기판으로 기능하게 되어, 단위 소자 속에 커패시터(콘덴서)를 용이하게 포함시키므로 단순하고 소형화된 소자를 제조할 수 있으며 소형화된 전자기기에 용이하게 이용될 수 있다. Capacitor integrated resonator of such a structure forms an internal electrode on a thin piezoelectric sheet, thereby obtaining a high oscillation frequency corresponding to the thickness of the thin piezoelectric sheet, and stacking piezoelectric sheets to obtain a device having a certain thickness, thereby improving workability. To facilitate the manufacture of various types of devices. In addition, since a dielectric disposed under the piezoelectric element functions as a capacitor and a substrate, a capacitor (capacitor) can be easily included in a unit device, thereby making it possible to manufacture a simple and miniaturized device and to easily use the miniaturized electronic device. have.
(실시예6)Example 6
다른 커패시터 일체형 레조네이터를 도8을 참고하여 상세히 설명한다. Another capacitor integrated resonator will be described in detail with reference to FIG.
커패시터 일체형 레조네이터는 압전 특성을 나타내는 압전체 소체(801)와 압전체 소체 내부에 형성되며 측면 및 상하부의 외부 전극과는 연결되지 않는 내부 전극(802)을 구비하며, 압전체 소체의 상하부면에는 전원이 가해지는 상부 전극(803) 및 하부 전극(804)이 형성되고, 소체의 양쪽 측면에는 상부 전극과 연결되는 측면 전극(805) 및 하부 전극과 연결되는 측면 전극(806)을 구비한 압전 레조네이터 부분과, 유전 특성을 나타내는 유전체 소체(807)와 유전체 소체 표면에 형성되며 측면 외부 전극과 연결되는 두 개의 측단 표면 외부 전극(809), 유전체 소체의 표면에 형성되며 측면의 외부 전극과는 절연되는 가운데 표면 외부 전극(810)을 구비한 커패시터 부분으로 구성된 구조이다. The capacitor integrated resonator includes a piezoelectric element 801 exhibiting piezoelectric characteristics and an internal electrode 802 formed inside the piezoelectric element and not connected to external electrodes on the side and upper and lower sides thereof, and a power is applied to the upper and lower surfaces of the piezoelectric element. A piezoelectric resonator portion having a top electrode 803 and a bottom electrode 804 formed on both sides of the body having side electrodes 805 connected to the top electrodes and side electrodes 806 connected to the bottom electrodes; A dielectric body 807 exhibiting characteristics and two side end surface external electrodes 809 formed on the surface of the dielectric body and connected to the side external electrodes, a center surface external electrode formed on the surface of the dielectric body and insulated from the external electrodes on the side; It is a structure composed of a capacitor portion having 810.
상기의 압전체 레조네이터 부분은 상하부에 진동홈을 구비한 판형 유전체가 설치되며 상하부 유전체 중 한쪽 유전체(커패시터 부분)에는 상기와 같은 표면 외부 전극이 형성된다. The piezoelectric resonator portion is provided with a plate-like dielectric having a vibration groove in the upper and lower portions thereof, and one of the upper and lower dielectrics (capacitor portion) is provided with the above-mentioned surface external electrode.
상기의 압전체 레조네이터 부분은 원하는 고주파수의 발진 주파수를 얻기 위해 조절된 두께(수십미크론 정도)가 얇은 압전체 시트를 적층한 압전체 시트의 적층물이고, 상기의 압전체 레조네이터 부분의 내부 전극은 얇은 압전체 시트 위에 측면 및 상하부의 외부 전극과는 연결되지 않도록 시트의 끝단에서 일정거리 이격되어 내부 전면에 인쇄된 형태이거나 시트의 일부분에 인쇄된 형태이다. The piezoelectric resonator portion is a laminate of piezoelectric sheets laminated with a thin piezoelectric sheet with a controlled thickness (a few tens of microns) in order to obtain a desired oscillation frequency of a high frequency. And a form printed on an inner front surface of the sheet at a predetermined distance from the end of the sheet so as not to be connected to the upper and lower external electrodes, or printed on a portion of the sheet.
상기의 커패시터 부분은 진동홈을 형성한 유전체 표면에 외부 단자 터미널과 연결되도록 도전성 페이스트를 이용하여 3개의 표면 외부 전극을 인쇄한 구조이다. 이와 같은 커패시터 일체형 레조네이터의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다. The capacitor portion is a structure in which three surface external electrodes are printed by using a conductive paste to be connected to an external terminal terminal on a dielectric surface having a vibration groove. Referring to the manufacturing method of such a capacitor integrated resonator as follows.
상기 실시예3과 동일한 방법으로 압전체 적층물 소체를 제조한다. A piezoelectric laminate body was prepared in the same manner as in Example 3.
상기와 같이 제조된 소성된 적층물 소체의 외부에 적층물의 각 내부 전극과 연결되지 않는 상부 전극 및 하부 전극을 형성한다. An upper electrode and a lower electrode which are not connected to each internal electrode of the laminate are formed outside of the fired laminate body manufactured as described above.
상기와 제조된 적층 압전체 소체의 상부와 하부에 진동홈이 형성된 판형 유전체 커버를 설치하고, 상하부 유전체 중 한쪽 유전체의 표면에 유전체의 양끝단에서 측면 전극과 연결되는 두 개의 제1, 제2 표면 외부 전극(809)을 형성하고 유전체 표면의 가운데에 측면 외부 전극과 절연되는 제3 표면 외부 전극(810)을 형성한다. A plate-like dielectric cover having vibration grooves formed on the upper and lower portions of the multilayer piezoelectric body manufactured as described above, and the outer surface of two first and second surfaces connected to side electrodes at both ends of the dielectric on the surface of one of the upper and lower dielectrics. An electrode 809 is formed and a third surface external electrode 810 is formed insulated from the side external electrode in the center of the dielectric surface.
상기와 같이 전극이 형성된 소체에 압전체 상하부 전극 및 유전체 제1, 2 표면 전극과 연결되고 전체 소체의 양쪽 측면에 구비되는 측면 외부 전극을 형성한다. As described above, a side external electrode connected to the piezoelectric upper and lower electrodes and the dielectric first and second surface electrodes and provided on both sides of the entire body is formed in the body in which the electrode is formed.
상기와 같이 각 전극이 형성된 소체의 양쪽 외부 전극에 전원을 가하여 압전 쌍극자(Dipole)가 배열되도록 폴링(Polling)시킨다. As described above, power is applied to both external electrodes of the body in which each electrode is formed to poll the piezoelectric dipoles.
완성된 커패시터 일체형 레조네이터 소자는 도10의 등가 회로도에서 나타낸 바와 같이 레조네이터의 양 단자에 커패시터가 각각 연결된 회로로 구성되며 단일 칩내에 레조네이터 및 커패시터(등가회로의 점선 영역)가 모두 포함된다. As shown in the equivalent circuit diagram of FIG. 10, the completed capacitor integrated resonator element is composed of a circuit in which capacitors are connected to both terminals of the resonator, and includes both a resonator and a capacitor (dashed line region of the equivalent circuit) in a single chip.
이와 같은 구조의 커패시터 일체형 레조네이터는 얇은 두께의 압전체 시트 위에 내부 전극을 형성하므로 얇은 압전체 시트의 두께에 해당하는 높은 발진 주파수를 얻을 수 있으며 압전체 시트를 적층하므로 일정 두께의 소자를 얻을 수 있어 가공성을 향상시켜 여러 가지 형태의 소자 제조를 용이하게 한다. 또한 커패시터 일체형 레조네이터는 진동홈이 형성된 커버가 유전체로 커패시터로 기능하므로 단위 소자 속에 커패시터(콘덴서)를 포함시키므로 단순하고 소형화된 소자를 제조할 수 있으며 소형화된 전자기기에 용이하게 이용될 수 있다. Capacitor integrated resonator of such a structure forms an internal electrode on a thin piezoelectric sheet, so that a high oscillation frequency corresponding to the thickness of a thin piezoelectric sheet can be obtained. To facilitate the manufacture of various types of devices. In addition, the capacitor integrated resonator includes a capacitor (capacitor) in the unit element because a cover having a vibration groove formed as a dielectric can be used to manufacture a simple and miniaturized device, and can be easily used in a miniaturized electronic device.
(실시예7)Example 7
상기의 각 실시예에서 제조된 단위 소자 소체는 소자를 보호하기 위해 보호캡으로 캡핑하는 것 외에 절연 에폭시 등으로 소체 전체를 감싸 캡핑할 수 있다. 이를 3단자형 소자를 예시하여 상세히 설명한다. The unit element body manufactured in each of the above embodiments may be capped by wrapping the entire body with an insulating epoxy or the like, in addition to capping with a protective cap to protect the device. This will be described in detail by exemplifying a three-terminal element.
상기 실시예6과 동일한 방법으로 각 외부 전극이 형성된 단위 소자 소체(901)를 제조한다. In the same manner as in Example 6, a unit element body 901 having each external electrode formed thereon is manufactured.
상기 소체의 한쪽 표면에 형성된 표면 외부 전극(902)에 연결되는 외부 단자 터미널(903)을 형성한다. An external terminal terminal 903 is formed which is connected to the surface external electrode 902 formed on one surface of the body.
상기와 같이 외부 단자 터미널이 형성된 소체를 절연성 탄성 에폭시(904)로 몰딩하여 보호막을 형성하여 소자를 완성한다. As described above, the body in which the external terminal terminals are formed is molded with an insulating elastic epoxy 904 to form a protective film to complete the device.
에폭시 보호막은 상기에서 예시한 3단형 외에 2단형 소자의 캡핑에도 동일한 방법으로 사용된다. The epoxy protective film is used in the same way for the capping of the two-stage element in addition to the three-stage type illustrated above.
한편, 상기에서 서술한 바와 같이 진동 소자를 제조하는 기술은 상기의 예시된 레조네이터 소자 외에 고주파 발진 주파수를 요구하는 여러 가지 소자에서 내부 전극이 절연되도록 설계하여 고주파 칩 부품 소자로 제조할 수 있다. On the other hand, as described above, a technique for manufacturing a vibrating element can be manufactured as a high frequency chip component element by designing the internal electrodes to be insulated from various elements requiring a high frequency oscillation frequency in addition to the above illustrated resonator elements.
상기한 바와 같이 제조되는 진동 소자는 가공성이 향상되므로 상기에서 예시한 형태외에 여러 가지 형태로 제조할 수 있다. The vibrating element manufactured as described above may be manufactured in various forms in addition to the forms exemplified above, since the workability is improved.
또한 상기한 바와 같이 제조되는 진동 소자는 원하는 특성별로 두 개 이상 소자를 결합하여 제조하는 결합 칩으로 용이하게 제조할 수 있다. In addition, the vibrating device manufactured as described above may be easily manufactured as a bonding chip for combining two or more devices according to desired characteristics.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 내부 전극 패턴을 설계하여 소자의 외부 전극과 내부 전극이 연결되지 않도록 구성하는 진동 소자는 고주파의 발진 주파수를 안정적으로 얻을 수 있는 효과가 있으며, 본 발명과 같이 적층형 칩 부품 소자를 제조함으로 안정된 고주파 발진 진동 소자 칩 부품으로 사용할 수 있으며 공정 추가 없이 단순한 공정에 의해 원하는 전기적 특성을 구현하는 경박 단소화된 소형의 칩 진동 소자를 제조할 수 있게 되는 효과가 있다. The vibrating element configured to design the inner electrode pattern according to the present invention as described above so that the outer electrode and the inner electrode of the device are not connected has an effect of stably obtaining the oscillation frequency of the high frequency, the stacked chip as in the present invention By manufacturing a component device, it can be used as a stable high frequency oscillation vibration device chip component, and it is possible to manufacture a light and small and compact chip vibration device that realizes desired electrical characteristics by a simple process without adding a process.
본 발명에 따른 진동 소자는 압전체 시트의 두께를 조절함으로 원하는 발진 주파수를 얻을 수 있으며, 압전체 시트를 적층한 적층물을 소자로 제조함으로 압전체 시트의 적층 수를 조절함에 의해 원하는 소자 두께를 얻을 수 있고, 소자 두께를 용이하게 조절함에 의해 칩 소자 제조시의 가공성을 향상시켜 다양한 형태의 칩 소자로 제조할 수 있게 되는 효과가 있다. The vibration device according to the present invention can obtain the desired oscillation frequency by adjusting the thickness of the piezoelectric sheet, and by manufacturing the laminate laminated the piezoelectric sheet as an element, the desired device thickness can be obtained by controlling the number of stacked layers of the piezoelectric sheet. By controlling the thickness of the device easily, the workability at the time of manufacturing the chip device may be improved, and thus the chip device may be manufactured in various forms.
본 발명에 따라 제조된 커패시터 일체형 진동 소자는 레조네이터에 커패시터 소자를 결합하여 단일 칩으로 제조함으로 안정된 발진 특성을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 주파수 조정을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다. The capacitor integrated vibration device manufactured according to the present invention has a stable oscillation characteristic as well as the frequency adjustment can be easily obtained by combining the capacitor device to the resonator to produce a single chip.
본 발명에 따라 제조된 커패시터 일체형 진동 소자는 제조 공정이 용이하고 내부 전극이 형성되는 압전체 시트의 두께를 조절하여 원하는 발진 주파수를 얻을 수 있으며, 커패시터 시트의 두께 및 적층수를 조절하여 커패시턴스값을 용이하게 조절할 수 있고, 다양한 형태의 커패시터를 레조네이터에 결합시킬 수 있다. Capacitor-integrated vibration device manufactured according to the present invention is easy to manufacture the process, and the desired oscillation frequency can be obtained by adjusting the thickness of the piezoelectric sheet on which the internal electrode is formed, and the capacitance value by adjusting the thickness and the number of stacked layers of the capacitor easy And various types of capacitors can be coupled to the resonator.
또한 본 발명에 따라 제조된 커패시터 일체형 진동 소자는 여러 가지 형태의 단일 칩으로 제조할 수 있으며 별도 공정의 추가 없이 경박 단소화된 소형칩으로 제조할 수 있는 효과가 있다. In addition, the capacitor-integrated vibration device manufactured according to the present invention can be manufactured in a single chip of various forms, there is an effect that can be manufactured in a light and short miniature chip without the addition of a separate process.
도 1 단판형 레조네이너의 진동 모식도 1 Schematic diagram of vibration of a single-plate type resonator
도 2 결선 형태에 따른 레조네이터의 진동 모식도 2 is a schematic diagram of the vibration of the resonator according to the wiring configuration
도 3 실시예1에 의한 레조네이터의 구조 및 제조도 3 is a structure and manufacturing diagram of the resonator according to Example 1
도 4 실시예2에 의한 레조네이터의 구조 및 제조도 4 is a structure and manufacturing diagram of the resonator according to Example 2
도 5 실시예3에 의한 레조네이터의 구조 및 제조도 5 is a structure and a manufacturing diagram of the resonator according to the third embodiment
도 6 실시예4에 의한 레조네이터의 구조 및 제조도 6 is a structure and manufacturing diagram of the resonator according to the fourth embodiment
도 7 실시예5에 의한 레조네이터의 구조도 7 is a structural diagram of a resonator according to a fifth embodiment
도 8 실시예6에 의한 레조네이터의 구조도 8 is a structural diagram of a resonator according to a sixth embodiment
도 9 실시예7에 의한 레조네이터의 구조도 9 is a structural diagram of a resonator according to a seventh embodiment
도 10 커패시터 일체형 레조네이터의 등가회로도 10 is an equivalent circuit diagram of a capacitor integrated resonator
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