KR100490502B1 - Piezoelectric vibrator and fabricating method therefor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 두께가 조절된 압전체 시트로 압전 소체를 제조하고 진동홈을 형성한 커버층을 동시소성하여 진동 소자를 제조함으로 충분히 높은 발진 주파수를 얻고 안정적인 발진 특성을 가지는 소형의 진동 소자 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention provides a small vibration device having a sufficiently high oscillation frequency and stable oscillation characteristics by manufacturing a piezoelectric body with a thickness-controlled piezoelectric sheet and co-firing a cover layer in which a vibration groove is formed to produce a vibration device. It is about a method.
또한 본 발명은 진동 소자의 가공성을 향상시켜 여러 가지 형태로 제작하며 진동 소자를 소형화하고, 작업성이 우수하고 공정이 단순한 제조 공정으로 진동 소자를 제조함으로 생산 수율을 향상시키고 생산 단가를 저감시킨 압전 진동 소자를 제조하는 것에 관한 것이다.In addition, the present invention improves the workability of the vibrating element to produce a variety of forms and miniaturized the vibrating element, the piezoelectric element to improve the production yield and reduce the production cost by manufacturing the vibrating element in a manufacturing process with excellent workability and simple process It relates to manufacturing a vibrating element.
또한 본 발명은 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.In addition, the present invention 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 a vibration device with a vibration device and a single chip.
Description
본원 발명은 타이밍 소자(Timing Element)로 사용되는 레조네이터 (Resonator), 판별기(Discriminator) 및 필터 등 진동 소자의 압전체로 압전체 성형 시트를 이용하며 압전체 시트와 진동홈이 형성된 절연체를 동시소성하여 진동 소자를 간단한 방법으로 제조하고 높은 발진 주파수를 가지며 안정적인 발진을 하도록 구현한 것을 특징으로 하는 적층형 진동 소자 및 이의 제조에 관한 것이다.The present invention uses a piezoelectric molded sheet as a piezoelectric element of a vibrating element such as a resonator, discriminator, and filter used as a timing element, and simultaneously fires an insulator having a piezoelectric sheet and a vibration groove formed therein. The present invention relates to a laminated vibrating device and its manufacture, which are manufactured by a simple method and have a high oscillation frequency and implemented to have a stable oscillation.
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, 소형화가 가능하고 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 miniaturized, and can be manufactured at low cost.
일반적인 MHz 대역의 필터는 두께 진동 또는 두께 전단 진동에 의한 에너지트랩(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 내의전극 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, 두께 진동의 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. 또한 최근 전자기기의 고성능화 및 속도의 증가는 레조네이터의 발진 주파수의 계속적인 상승을 요구하고 있다.A typical MHz band filter uses energy traps by thickness vibrations or thickness shear vibrations. 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. In addition, the recent increase in the performance and speed of electronic devices requires the continuous increase of the oscillator's oscillation frequency.
따라서, 앞으로 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.
종래의 일반적인 세라믹 레조네이터의 구조는 도1과 같이 단판형의 세라믹 압전체(101)를 소성한 후 원하는 주파수에 해당하는 두께로 연마한 후 상하부 표면에 박막 프로세스에 의하여 에너지 트랩이 발생할 수 있는 여러 가지 형태의 전극 (102)을 형성시키고, 압전체 상하부에 진동홈(104)이 형성된 절연체 커버층(103)이 설치되며 압전체 및 커버층 외부에는 외부 전극(105)을 형성시킨 형태이며, 이의 제조 방법은 다음과 같다.(도2 참조) 우선 압전체용 세라믹 분말을 이용하여 일반적인 분말성형법 등으로 네모난 모양으로 가압 성형하여 압전 성형체(201)을 제조하고 이러한 압전 성형체를 소성하고 원하는 주파수에 해당하는 두께에 도달할 때까지 다이싱쏘(Dicing Saw)를 이용하여 절단 및 연마(Polishing)한다. 적당한 두께로 가공된 압전체(201) 위에 스퍼터링(Sputtering) 등의 전극 형성방법을 이용하여 전극(202)을 형성하고 압전체를 분극(Polling)처리 한다. 분극은 세라믹 압전체에 압전성을 부여하기 위한 것으로 세라믹 압전체의 전극에 전계를 가하여 전기쌍극자를 한쪽으로 배향시키는 공정이다. 상기와 같이 제조된 전극이 형성된 압전체의 상하부에 진동홈(204)이 형성된 커버층(203)을 에폭시(Epoxy)를 이용하여 접착 결합시킨다. 상기의 커버층은 압전체 혹은 유전체 세라믹 분말을 분말성형법으로 성형하여 성형체를 형성하고 성형체를 소성하여 제조한다. 이때 커버층은 성형시 성형거푸집(Mold)의 모양을 설계하여 성형체에 도면과 같은 진동홈을 형성한다. 상기와 같이 압전체와 상하부 커버층을 결합한 후 결합물을 단위칩 형상으로 절단하여 단위칩 소체를 형성하고 소체(206)내에 형성된 전극(202)과 연결되는 외부 전극(205)을 소체 외부에 형성하고, 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 상기와 같은 단판형 압전 레조네이터를 고주파의 발진 주파수를 갖는 레조네이터로 제조하기 위해서는 연마를 통해 두께를 계속 감소시켜야 하나 연마 공정의 어려움, 전체 압전체 판의 균일한 연마의 어려움 및 핸들링시 파손의 우려등 실제 생산 공정 상에 여러 가지 문제가 발생하므로 상기와 같은 제조 방법으로 높은 주파수의 레조네이터를 제조하는 데는 작업상의 한계에 도달하게 된다. 또한 생산 수율이 저하되며 생산 단가가 증가하는 문제점이 발생하게 된다.The structure of a conventional ceramic resonator has various forms in which energy traps can be generated by a thin film process on upper and lower surfaces after firing a single plate-shaped ceramic piezoelectric 101 as shown in FIG. The electrode 102 is formed, and the insulator cover layer 103 having the vibration groove 104 formed on the upper and lower piezoelectric elements is installed, and the external electrode 105 is formed outside the piezoelectric body and the cover layer. (See FIG. 2). First, the piezoelectric molded body 201 is manufactured by pressing a piezoelectric ceramic powder into a square shape by a general powder molding method, etc., and then firing the piezoelectric molded body and reaching a thickness corresponding to a desired frequency. Dicing saw is used until cutting and polishing. The electrode 202 is formed on the piezoelectric material 201 processed to an appropriate thickness by using an electrode forming method such as sputtering, and the piezoelectric material is polarized. Polarization is for imparting piezoelectricity to a ceramic piezoelectric body and is a step of applying an electric field to an electrode of the ceramic piezoelectric body to orient the electric dipole to one side. The cover layer 203 having the vibration grooves 204 formed on the upper and lower portions of the piezoelectric body on which the electrodes are formed as described above is adhesively bonded using epoxy. The cover layer is manufactured by molding a piezoelectric or dielectric ceramic powder by a powder molding method to form a molded body and firing the molded body. At this time, the cover layer forms the shape of the molding die (Mold) during molding to form a vibration groove as shown in the molded body. After combining the piezoelectric body and the upper and lower cover layers as described above, the combination is cut into a unit chip shape to form a unit chip body, and an external electrode 205 connected to the electrode 202 formed in the body 206 is formed outside the body. Epoxy molding or package for SMD (Surface Mount Device) is completed. 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 the single plate type piezoelectric resonator as a resonator having an oscillation frequency of high frequency, the thickness must be continuously reduced by polishing, but the difficulty of polishing process, uniform polishing of the entire piezoelectric plate, and fear of breakage during handling Since various problems occur in the actual production process, it is possible to reach a working limit in manufacturing a high frequency resonator using the above manufacturing method. In addition, there is a problem that the production yield is lowered and the production cost increases.
상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 두께가 정밀하게 조절된 압전체 시트로 압전 소체를 제조하고 진동홈을 형성한 커버층을 동시소성하여 진동 소자를 제조함으로 충분히 높은 발진 주파수를 얻고 안정적인 발진 특성을 가지는 소형의 진동 소자를 제조하는 데 있다.An object of the present invention for solving the conventional problems as described above is a sufficiently high oscillation frequency by producing a piezoelectric body with a piezoelectric body with a precisely adjusted thickness and producing a vibrating element by co-firing a cover layer in which a vibration groove is formed. To obtain a compact vibration device having a stable oscillation characteristics.
본 발명의 다른 목적은 압전 진동 소자 제조시 공정을 단순화하고 압전 소체의 가공성을 향상시켜 작업성이 우수한 압전 진동 소자를 제조하고, 원하는 발진주파수와 원하는 제품 두께의 압전 진동 소자를 제조하는 데 있다.Another object of the present invention is to manufacture a piezoelectric vibrating device having excellent workability by simplifying the process in manufacturing the piezoelectric vibrating device and improving the processability of the piezoelectric body, and to produce a piezoelectric vibrating device having a desired oscillation frequency and a desired product thickness.
본 발명의 다른 목적은 작업성이 우수하고 공정이 단순한 제조 공정으로 진동 소자를 제조함으로 생산 수율을 향상시키고 생산 단가를 저감시키는 데 있다.Another object of the present invention is to improve the production yield and reduce the production cost by producing a vibrating element in a manufacturing process with excellent workability and a simple process.
또한, 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.In addition, 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 by manufacturing a capacitor necessary for oscillation of the oscillation element with the oscillation element and a single chip. .
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 진동 소자는 원하는 소자 특성에 맞추어 제조된 원하는 두께로 조절된 얇은 압전체 시트의 상하부에 내부 전극을 형성하고 압전체 시트 위에 진동홈을 형성한 커버층을 구비하고 전체 소자 소체의 외부에 단자 전극을 구비한 진동 소자이다.Vibration element according to the present invention for solving the above object is to form an inner electrode on the upper and lower portions of the thin piezoelectric sheet adjusted to the desired thickness manufactured in accordance with the desired device characteristics and the cover layer formed a vibration groove on the piezoelectric sheet It is a vibrating element provided with the terminal electrode outside the whole element body.
본 발명에 따른 진동 소자는 원하는 압전 특성을 가지며 두께가 조절된 압전체 시트, 압전체 시트 상하부에 형성된 내부 전극, 내부 전극이 형성된 압전체 시트의 상부 및 하부에 형성된 진동홈이 구비된 커버층, 및 내부 전극과 연결되며 소체의 외부에 형성된 외부 전극을 구비하고, 압전체 시트는 슬러리를 시트 형성하여 제조하며, 압전체 시트 및 커버층을 동시소성하여 제조하는 진동 소자이다.The vibrating element according to the present invention has a piezoelectric sheet having a desired piezoelectric characteristic and has an adjustable thickness, an inner electrode formed on upper and lower portions of the piezoelectric sheet, a cover layer having vibration grooves formed on upper and lower portions of the piezoelectric sheet on which the inner electrode is formed, and an inner electrode. And an external electrode formed on the outside of the body, the piezoelectric sheet is a vibrating element manufactured by sheet forming a slurry, and co-firing the piezoelectric sheet and the cover layer.
본 발명에 따른 진동 소자는 원하는 압전 특성을 가지며 두께가 조절된 압전체 시트, 압전체 시트 상하부에 형성된 내부 전극, 내부 전극이 형성된 압전체 시트의 상부 및 하부에 형성된 관통홀이 구비된 제1 커버층, 제1 커버층의 상하부에형성된 제2 커버층, 및 내부 전극과 연결되며 소체의 외부에 형성된 외부 전극을 구비하고 압전체 시트는 슬러리를 시트 형성하여 제조하고 관통홀이 진동 소자의 진동홈으로 기능하며, 압전체 시트 및 커버층을 동시소성하여 제조하는 진동 소자이다.The vibrating element according to the present invention has a desired piezoelectric property and has a piezoelectric sheet having a controlled thickness, an inner electrode formed on upper and lower portions of the piezoelectric sheet, and a first cover layer having through holes formed on upper and lower portions of the piezoelectric sheet on which the inner electrodes are formed. A second cover layer formed on upper and lower portions of the first cover layer, and an external electrode connected to the inner electrode and formed on the outside of the body, the piezoelectric sheet is manufactured by forming a slurry, and the through hole functions as a vibration groove of the vibration element. A vibrating element manufactured by co-firing a piezoelectric sheet and a cover layer.
본 발명에 따른 진동 소자는 압전 특성을 가지며 두께가 조절된 압전체 시트, 압전체 시트 상하부에 형성된 내부 전극, 내부 전극이 형성된 압전체 시트의 상부 및 하부에 형성된 커버층, 압전체 시트와 커버층 사이에 형성된 진동홈 및 내부 전극과 연결되며 소체의 외부에 형성된 외부 전극을 구비하고, 압전체 시트는 슬러리를 시트 성형하여 제조하고, 상기의 진동홈은 압전체 시트와 커버층 사이에 설치된 유기물 패턴을 연소시켜 제조하며, 압전체 시트 및 커버층을 동시소성하여 제조하는 진동 소자이다.The vibrating element according to the present invention has a piezoelectric property and a piezoelectric sheet having a thickness control, an inner electrode formed on upper and lower portions of the piezoelectric sheet, a cover layer formed on upper and lower portions of the piezoelectric sheet on which the inner electrode is formed, and a vibration formed between the piezoelectric sheet and the cover layer. A piezoelectric sheet is manufactured by sheet forming a slurry, and the vibrating groove is manufactured by burning an organic pattern provided between the piezoelectric sheet and a cover layer. A vibrating element manufactured by co-firing a piezoelectric sheet and a cover layer.
또한 본 발명에 따른 진동 소자는 상기의 각 진동 소자의 최외부 커버층에 연소 통로를 더 구비하는 진동 소자이다.In addition, the vibration element according to the present invention is a vibration element further comprising a combustion passage in the outermost cover layer of each of the vibration elements.
또한 본 발명에 따른 상기의 진동 소자의 내부 전극 및 외부 전극은 스크린프린팅 등의 후막 제조법 혹은 스퍼터링법, 증발법, 기상화학증착법, 졸겔 코팅법등 박막제조법에 의해 제조된다.In addition, the internal electrode and the external electrode of the vibration element according to the present invention is manufactured by a thin film manufacturing method such as screen printing or sputtering, evaporation, vapor chemical vapor deposition, sol-gel coating method.
본 발명에 따른 커패시터 일체형 진동 소자는 상기의 각 진동 소자의 최외부 커버층을 유전체로 형성하고 커버층 한쪽 표면에 각 외부 전극과 연결되는 두 개의 측단 표면 외부 전극 및 외부 전극과는 연결되지 않는 가운데 표면 외부 전극을 형성하여 압전체(레조네이터)에 커패시터를 일체형으로 결합시킨 단일 칩의 커패시터 일체형 진동 소자이다.The capacitor-integrated vibration element according to the present invention is formed by forming the outermost cover layer of each of the vibration elements as a dielectric and not being connected to two side surface external electrodes and external electrodes connected to each external electrode on one surface of the cover layer. It is a capacitor integrated vibration element of a single chip in which a surface external electrode is formed to integrally couple a capacitor to a piezoelectric body (resonator).
본 발명에 따른 커패시터 일체형 진동 소자는 상기의 각 진동 소자의 압전체 시트에 내부 전극이 형성된 유전체 시트쌍을 적어도 한 쌍 이상 상부 또는 하부 또는 상하부에 적층 결합하여 레조네이터에 커패시터를 일체형으로 결합시킨 커패시터 일체형 진동 소자로 레조네이터 부분 및 커패시터 부분의 내부 전극과 각각 연결되는 외부 전극이 형성된 3단자형인 것을 특징으로 하는 커패시터 일체형 진동 소자이다.In the capacitor integrated vibration device according to the present invention, at least one pair of dielectric sheet pairs having internal electrodes formed on the piezoelectric sheets of the respective vibration devices are laminated and coupled to an upper portion, a lower portion, or an upper portion and a lower portion. The device is a capacitor-integrated vibration device, characterized in that the three-terminal type formed with an external electrode connected to the internal electrode of the resonator portion and the capacitor portion as an element.
본 발명에 따른 진동 소자 및 제조 방법에 관하여 레조네이터를 예로 하기에서 보다 상세하게 살펴본다.The resonator will be described in more detail below with respect to the vibration device and the manufacturing method according to the present invention.
(실시예1)Example 1
도3을 참고하여 본 발명에 의한 천공형 레조네이터의 제조를 상세히 설명한다.Referring to Figure 3 will be described in detail the manufacture of the perforated resonator according to the present invention.
공업용으로 시판하고 있는 압전체 진동 소자의 원료 분말을 이용하거나 PZT, PLZT등 원하는 압전체 세라믹 조성의 원료분말을 준비한다. 압전체 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(301∼305, Green sheet)를 복수매 제조한다. 이때 압전체 성형 시트의 두께는 슬러리의 점도등 슬러리 상태 및 닥터 블레이딩 시의 여러 가지 조절 변수를 조절하여 원하는 두께로 조절한다.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 piezoelectric molded sheet, PVB-based binders are well mixed with alcohols and the like as an additive to the prepared piezoelectric ceramic powders, followed by milling and mixing with a ball mill for about 24 hours. A slurry is prepared, and a plurality of piezoelectric molded sheets 301 to 305 (Green sheet) having a desired thickness are manufactured by a method such as a doctor blade. In this case, the thickness of the piezoelectric molded sheet is adjusted to a desired thickness by controlling various control variables in the slurry state and the doctor blading such as the viscosity of the slurry.
상기와 같이 제조된 시트 중 소정 시트(302, 304)위에 천공기(Punching machine)를 이용하여 복수의 관통홀(306)을 형성한다. 이때 관통홀은 사각형, 원형, 타원형 등 여러 가지 형태의 홀로 형성되며 진동 소자의 내부 전극이 위치할 위치와 정렬되도록 위치를 선정한다.A plurality of through holes 306 are formed on a predetermined sheet 302 or 304 of the sheet manufactured as described above by using a punching machine. At this time, the through-hole is formed of various shapes such as square, circle, oval, and the position is selected to align with the position of the internal electrode of the vibration element.
상기와 같이 형성된 관통홀(306) 내부를 카본 페이스트, PVB, PVA-계 유기물 페이스트 등 베이크 아웃(Bake-out)이 가능한 페이스트(307)를 이용하여 스크린 프린팅 등의 방법으로 채워 제1 상부 및 하부 커버층(302, 304)을 제조한다. 이때 관통홀을 채우는 것은 각 성형 시트를 적층한 후 절단전에 압착을 행하게 되는 데 압착시에 압착 압력에 의해 관통홀이 함몰되는 것을 막기 위한 것이다.The upper and lower portions of the through hole 306 formed as described above are filled by a method such as screen printing using a paste 307 capable of bake-out such as carbon paste, PVB, or PVA-based organic paste. Cover layers 302 and 304 are prepared. At this time, the filling of the through-holes is performed by pressing each sheet before laminating the laminated sheet, thereby preventing the penetration of the through-holes by the pressing pressure during the pressing.
상기와 같이 페이스트로 관통홀이 채워진 시트 중 하나의 시트(302) 위의 관통홀과 정렬되는 소정 위치에 스퍼터링 방법을 이용하여 Ag나 Pt 등의 금속 전극을 형성하거나 스크린 프린팅법으로 도전성 페이스트를 인쇄하여 진동 소자용 하부 내부 전극(308)을 형성하여 제1 하부 커버층을 제조한다.As described above, a metal electrode such as Ag or Pt is formed by a sputtering method at a predetermined position aligned with the through hole on one sheet 302 of the sheet filled with the through hole by paste, or the conductive paste is printed by screen printing. Thus, the lower inner electrode 308 for the vibrating element is formed to manufacture a first lower cover layer.
상기와 같은 관통홀이 형성되지 않은 두께가 조절된(수십 마이크론 정도) 압전체 시트(303) 위에 스퍼터링 방법을 이용하여 Ag나 Pt 등의 금속 전극을 형성하거나 스크린 프린팅법으로 도전성 페이스트를 인쇄하여 하부 내부 전극과 대응하는 위치에 진동 소자용 상부 내부 전극(309)을 형성하여 진동 활성 시트(303)를 제조한다.A metal electrode such as Ag or Pt is formed on the piezoelectric sheet 303 in which the thickness of the through hole is not formed (about tens of microns) by sputtering or by printing a conductive paste by screen printing. An upper inner electrode 309 for the vibrating element is formed at a position corresponding to the electrode to manufacture the vibrating active sheet 303.
상기와 같이 제조된 각 시트를 제2 하부 커버층(301), 제2 하부 커버층 (302), 진동 활성 시트(303), 제1 상부 커버층(304), 제2 상부 커버층(305)의 순서대로 적층하여 단위칩이 여러개 동시에 포함된 그린바(310, Green bar)를 제조한다.Each sheet manufactured as described above may include the second lower cover layer 301, the second lower cover layer 302, the vibration active sheet 303, the first upper cover layer 304, and the second upper cover layer 305. By stacking in order to manufacture a green bar (310, Green bar) containing a plurality of unit chips at the same time.
상기와 같이 제조된 그린바(310)를 압착하고 단위칩(311)의 크기로 절단한 후 시트 내부 및 관통홀에 있는 각종 바인더 및 유기물 성분을 모두 연소 제거하기 위하여 300℃ 이하의 온도에서 가열하여 베이크 아웃(Bake-out)시킨 후 온도를 상승시켜 압전체 조성의 소성 온도에서 진동 시트 및 커버층 모두를 동시에 소성하여 압전체 소체(311)를 제조한다. 이때 여러 시트내의 유기물은 물론 상하부 커버층의 관통홀내의 유기물이 연소되어 제거되므로 진동 소자의 진동을 위한 진동홈(315)이 생성된다.The green bar 310 manufactured as described above is pressed and cut to the size of the unit chip 311, and then heated at a temperature of 300 ° C. or lower to burn and remove all the binders and organic substances in the sheet and through holes. After bake-out, the temperature is raised to simultaneously fire both the vibrating sheet and the cover layer at the firing temperature of the piezoelectric composition, thereby manufacturing the piezoelectric element 311. At this time, the organic material in the various sheets as well as the organic material in the through hole of the upper and lower cover layers are burned and removed, thereby creating a vibration groove 315 for vibration of the vibration device.
상기와 같이 제조된 소성된 압전제 소체(311)의 외부에 소체의 각 내부 전극 (303)과 연결되도록 소체의 양쪽 끝단에 외부 전극(316)을 형성하고 압전성을 부여하기 위하여 소정의 전압을 가하여 전기쌍극자를 한쪽으로 배향하는 폴링(polling)작업을 실시하여 압전체 진동 소자를 제조한다.The external electrode 316 is formed at both ends of the body so as to be connected to each internal electrode 303 of the body outside of the fired piezoelectric body 311 manufactured as described above, and a predetermined voltage is applied to impart piezoelectricity. A piezoelectric vibrating element is manufactured by performing a polling operation to orient the electric dipole to one side.
이와 같은 제조된 레조네이터는 압전체를 시트로 제조함으로 연마 등 별도의 공정이 없이도 원하는 두께로 조절된 얇은 두께의 압전체 시트(312) 상하에 내부 전극(313)을 형성하므로 얇은 압전체 시트의 두께에 해당하는 높은 발진 주파수를 얻을 수 있으며, 압전체 시트를 적층하고 압전체 시트 및 커버층을 동시 소성하여 소자를 얻을 수 있어 작업성을 향상시키고 공정을 단순화하므로 여러 가지 형태의 소자를 용이하게 제조한다.The manufactured resonator is made of a piezoelectric sheet to form the internal electrode 313 above and below the thin-walled piezoelectric sheet 312 adjusted to a desired thickness without a separate process such as polishing, so that corresponds to the thickness of the thin piezoelectric sheet A high oscillation frequency can be obtained, and a device can be obtained by laminating a piezoelectric sheet and simultaneously firing the piezoelectric sheet and the cover layer to improve workability and simplify the process, thereby easily manufacturing various types of devices.
(실시예2)Example 2
도4을 참고하여 본 발명에 의한 유기물 도포형 레조네이터의 제조를 상세히 설명한다.Referring to Figure 4 will be described in detail the manufacture of the organic material coating type resonator according to the present invention.
상기 실시예1과 동일한 방법으로 원하는 두께의 압전체 성형 시트(401∼403, Green sheet)를 복수매 제조한다.In the same manner as in Example 1, a plurality of piezoelectric molded sheets 401 to 403 (Green sheets) having a desired thickness are manufactured.
상기와 같이 제조된 시트 중 소정의 시트(401)위에 스크린 프린팅 등의 방법으로 카본 페이스트, PVB, PVA-계 유기물 페이스트 등 베이크 아웃(Bake-out)이 가능한 페이스트를 도포하여 진동홈 유기물 패턴(404)을 복수개 형성한다. 이때 유기물 패턴은 사각형, 원형, 타원형 등 여러 가지 형태로 형성되며, 베이크 아웃이 진행된 후 일정 폭의 진동홈을 형성할 수 있도록 조절된 두께로 형성하고, 진동 소자의 내부 전극이 위치할 위치와 정렬되도록 위치를 선정한다. 상기와 같이 유기물 패턴이 형성된 시트 위에 스퍼터링 방법을 이용하여 Ag나 Pt 등이 금속 전극을 형성하거나 스크린 프린팅법으로 도전성 페이스트를 인쇄하여 진동 소자용 하부 내부전극(405)을 형성하여 하부 커버층(401)을 제조한다.Vibration groove organic material pattern 404 by applying a bake-out paste such as carbon paste, PVB, PVA-based organic material paste, or the like by screen printing on a predetermined sheet 401 among the sheets manufactured as described above. A plurality of) are formed. At this time, the organic pattern is formed in various shapes such as square, circle, oval, and the like, and have a thickness adjusted to form a vibration groove having a predetermined width after the bake out, and are aligned with the position where the internal electrode of the vibration element is to be located. Choose a location if possible. As described above, Ag or Pt forms a metal electrode on the sheet on which the organic pattern is formed, or a conductive paste is printed by screen printing to form a lower inner electrode 405 for the vibrating element to form a lower cover layer 401. ).
상기와 같이 두께가 조절된(수십 마이크론 정도) 압전체 시트 위에 스퍼터링 방법을 이용하여 Ag나 Pt 등의 금속 전극을 형성하거나 스크린 프린팅법으로 도전성 페이스트를 인쇄하여 진동 소자용 상부 내부 전극(406)을 형성하고, 상부 내부전극의 위에 상기와 동일한 방법으로 유기물 패턴(407)을 형성하여 진동 활성 시트 (402)를 제조한다.The upper internal electrode 406 for the vibrating element is formed by forming a metal electrode such as Ag or Pt on the piezoelectric sheet of which thickness is adjusted (about tens of microns) by using a sputtering method or by printing a conductive paste by screen printing. In addition, the organic active material pattern 407 is formed on the upper internal electrode in the same manner as described above to manufacture the vibration active sheet 402.
상기와 같이 제조된 각 시트를 하부 커버층(401), 진동 활성 시트(402), 상부 커버층(403)의 순서대로 적층하여 단위칩이 여러개 동시에 포함된 그린바(408, Green bar)를 제조한다.Each sheet manufactured as described above is laminated in the order of the lower cover layer 401, the vibration active sheet 402, and the upper cover layer 403 to manufacture green bars 408 including several unit chips simultaneously. do.
상기와 같이 제조된 그린바(408)를 압착하고 단위칩(409)의 크기로 절단한 후 시트 내부 및 시트 층 간에 있는 각종 바인더 및 유기물 성분을 모두 제거하기 위하여 300℃ 이하의 온도에서 가열하여 베이크 아웃(Bake-out)시킨 후 온도를 상승시켜 압전체 조성의 소성 온도에서 진동 시트 및 커버층 모두를 동시에 소성하여 압전체 소체를 제조한다. 이때 여러 시트내의 유기물은 물론 상하부 커버층과 진동시트 사이의 진동홈 유기물 패턴(404, 407)이 모두 연소 제거되어 진동홈 유기물 패턴이 제거된 위치에 빈공간이 생성되므로 진동 소자의 진동을 위한 진동홈(412)이 형성된다.The green bar 408 manufactured as described above is pressed and cut to the size of the unit chip 409, and then baked by heating at a temperature of 300 ° C. or lower in order to remove all the binders and organic substances in the sheet and between the sheet layers. After the bake-out, the temperature is increased to simultaneously fire both the vibrating sheet and the cover layer at the firing temperature of the piezoelectric composition to produce a piezoelectric body. At this time, since the vibration groove organic material patterns 404 and 407 between the upper and lower cover layers and the vibration sheet, as well as the organic material in the various sheets, are burned and removed, the empty space is created at the position where the vibration groove organic material pattern is removed. Grooves 412 are formed.
상기와 같이 제조된 소성된 압전제 소체(409)의 외부에 소체의 각 내부 전극 (411)과 연결되도록 소체의 양쪽 끝단에 외부 전극(414)을 형성하고 압전성을 부여하기 위하여 소정의 전압을 가하여 전기쌍극자를 한쪽으로 배향하는 폴링(polling)작업을 실시하여 압전체 진동 소자를 제조한다.External electrodes 414 are formed at both ends of the body so as to be connected to the respective internal electrodes 411 of the body outside the fired piezoelectric body 409 manufactured as described above, and a predetermined voltage is applied to impart piezoelectricity. A piezoelectric vibrating element is manufactured by performing a polling operation to orient the electric dipole to one side.
이와 같은 제조된 레조네이터는 얇은 두께의 압전체 시트(410) 상하에 내부전극(411)을 형성하므로 얇은 압전체 시트의 두께에 해당하는 높은 발진 주파수를 얻을 수 있으며, 압전체 시트를 적층하고 압전체 시트 및 커버층을 동시 소성하여 소자를 얻을 수 있어 작업성을 향상시키고 공정을 단순화하므로 여러 가지 형태의 소자를 용이하게 제조한다.Since the manufactured resonator forms internal electrodes 411 above and below the thin piezoelectric sheet 410, a high oscillation frequency corresponding to the thickness of the thin piezoelectric sheet can be obtained. The piezoelectric sheet and the cover layer are stacked. It is possible to obtain a device by co-firing to improve the workability and simplify the process, so that various types of devices can be easily manufactured.
(실시예3)Example 3
도5을 참고하여 본 발명에 의한 연소 통로 추가 천공형 레조네이터의 제조를 상세히 설명한다.Referring to Figure 5 will be described in detail the production of the combustion passage additional perforated resonator according to the present invention.
상기 실시예1과 동일한 방법으로 원하는 두께의 압전체 성형 시트를 복수매 제조하고, 실시예1과 동일한 방법으로 진동 활성 시트(503), 제1, 2 하부 커버층 (502, 501) 및 제1, 2 상부 커버층(504, 505)을 제조한다.In the same manner as in Example 1, a plurality of piezoelectric molded sheets having a desired thickness were manufactured, and in the same manner as in Example 1, the vibration active sheet 503, the first and second lower cover layers 502, 501, and the first, 2 top cover layers 504 and 505 are fabricated.
상기와 같이 제조된 시트 중 소정의 시트(501, 505)위에 천공기를 이용하여 복수의 연소 통로용 관통홀(506)을 천공하여 연소 통로가 형성된 제2 상부 커버층 (505) 및 제2 하부 커버층(501)을 제조한다. 이때 연소 통로(506)는 제1 상하부 커버층(504, 502)의 진동홈용 관통홀이 형성되는 위치와 정렬하여 위치시킨다.A second upper cover layer 505 and a second lower cover in which a combustion passage is formed by drilling a plurality of combustion passage through holes 506 using a perforator on predetermined sheets 501 and 505 among the sheets manufactured as described above. Manufacture layer 501. At this time, the combustion passage 506 is aligned with the position where the vibration groove through-holes of the first upper and lower cover layers 504 and 502 are formed.
상기와 같이 제조된 각 시트를 제2 하부 커버층(501), 제1 하부 커버층 (502), 진동 활성 시트(503), 제1 상부 커버층(504), 제2 상부 커버층(505)의 순서대로 적층하여 단위칩이 여러개 동시에 포함된 그린바(Green bar)를 제조한다.Each sheet manufactured as described above may include the second lower cover layer 501, the first lower cover layer 502, the vibration active sheet 503, the first upper cover layer 504, and the second upper cover layer 505. By stacking in order to manufacture a green bar containing a plurality of unit chips at the same time.
상기와 같이 제조된 그린바를 압착하고 단위칩의 크기로 절단한 후 시트 내부 및 관통홀 내에 있는 각종 바인더 및 유기물 성분을 모두 제거하기 위하여 300℃ 이하의 온도에서 가열하여 베이크 아웃(Bake-out)시킨 후 온도를 상승시켜 압전체 조성의 소성 온도에서 진동 시트 및 커버층 모두를 동시에 소성하여 압전체 소체를 제조한다. 이때 여러 시트내의 유기물은 물론 커버층의 관통홀 내의 유기물이 모두 연소 통로를 통해 보다 용이하게 날라가 제거되고 진동 소자의 진동을 위한 진동홈이 형성된다.After pressing the green bar manufactured as described above and cutting it to the size of a unit chip, it is baked out by heating at a temperature of 300 ° C. or lower to remove all the binders and organic substances in the sheet and through holes. After the temperature is raised, both the vibrating sheet and the cover layer are simultaneously fired at the firing temperature of the piezoelectric composition to produce the piezoelectric body. At this time, the organic material in various sheets as well as the organic material in the through hole of the cover layer are all easily removed through the combustion passage, and a vibration groove for vibration of the vibration element is formed.
상기와 같이 제조된 소성된 압전제 소체의 상하부의 연소 통로를 밀착성 에폭시로 실링하고 소체의 외부에 각 내부 전극과 연결되도록 소체의 양쪽 끝단에 외부 전극을 형성하여 진동 소자를 제조한다.The vibrating element is manufactured by sealing the upper and lower combustion passages of the fired piezoelectric body manufactured as described above with adhesive epoxy and forming external electrodes at both ends of the body so as to be connected to each internal electrode on the outside of the body.
이와 같은 제조된 레조네이터는 얇은 두께의 압전체 시트 상하에 내부 전극을 형성하므로 얇은 압전체 시트의 두께에 해당하는 높은 발진 주파수를 얻을 수 있으며, 연소 통로를 통해 각종 유기물이 보다 신속하고 완전하게 제거되고, 각 시트를 적층하고 동시 소성하여 진동 소자를 얻을 수 있어 작업성을 향상시켜 여러 가지 형태의 소자를 용이하게 제조한다.Since the manufactured resonator forms internal electrodes above and below the thin piezoelectric sheet, a high oscillation frequency corresponding to the thickness of the thin piezoelectric sheet can be obtained, and various organic substances are removed more quickly and completely through the combustion passage. The sheet is laminated and co-fired to obtain a vibrating element, which improves workability and easily manufactures various types of elements.
(실시예4)Example 4
도6을 참고하여 본 발명에 의한 연소 통로 추가 유기물 도포형 레조네이터의 제조를 상세히 설명한다.Referring to Figure 6 will be described in detail the manufacture of the combustion passage additional organic matter-type resonator according to the present invention.
상기 실시예1과 동일한 방법으로 원하는 두께의 압전체 성형 시트를 복수매제조하고, 실시예2와 동일한 방법으로 진동 활성 시트(602), 하부 커버층(601) 및 상부 커버층(603)을 제조한다.A plurality of piezoelectric molded sheets having a desired thickness are manufactured in the same manner as in Example 1, and the vibration active sheet 602, the lower cover layer 601, and the upper cover layer 603 are manufactured in the same manner as in Example 2. .
상기와 같이 제조된 시트 중 상부 커버층(603) 위에 천공기를 이용하여 복수의 연소 통로용 관통홀(604)을 천공하여 연소 통로를 형성한다. 이때 연소 통로는 진동 활성 시트의 유기물 패턴이 형성되는 위치와 정열하여 배치한다.The combustion passage is formed by drilling the plurality of combustion passage through holes 604 using the perforator on the upper cover layer 603 of the sheet manufactured as described above. At this time, the combustion passage is arranged in alignment with the position where the organic material pattern of the vibration active sheet is formed.
또한, 상기와 같이 제조된 시트 중 하부 커버층(601)은 유기물 패턴과 하부내부 전극을 형성하기 전에 천공기를 이용하여 복수의 연소 통로용 관통홀(604)을 천공하며 그 위에 실시예2의 방법으로 유기물 패턴과 하부 내부 전극을 형성하여 제조한다.In addition, the lower cover layer 601 of the sheet manufactured as described above perforates the plurality of combustion passage through holes 604 using a perforator prior to forming the organic pattern and the lower inner electrode, and the method of Example 2 thereon. To form an organic pattern and a lower inner electrode.
상기와 같이 제조된 각 시트를 하부 커버층(601), 진동 활성 시트(602), 상부 커버층(603)의 순서대로 적층하여 단위칩이 여러개 동시에 포함된 그린바(Green bar)를 제조한다.Each sheet manufactured as described above is laminated in the order of the lower cover layer 601, the vibration active sheet 602, and the upper cover layer 603 to manufacture a green bar including several unit chips simultaneously.
상기와 같이 제조된 그린바를 압착하고 단위칩의 크기로 절단한 후 시트 내부 및 상하부 커버층과 진동 시트 사이에 있는 각종 바인더 및 유기물 성분을 모두제거하기 위하여 300℃ 이하의 온도에서 가열하여 베이크 아웃(Bake-out)시킨 후 온도를 상승시켜 압전체 조성의 소성 온도에서 진동 시트 및 커버층 모두를 동시에 소성하여 압전체 소체를 제조한다. 이때 여러 시트내의 유기물은 물론 각 커버층과 진동 시트간의 유기물 패턴이 모두 연소 통로를 통해 보다 용이하게 날라가 제거되므로 유기물 패턴이 제거된 위치에 빈공간이 생성되어 진동 소자의 진동을 위한 진동홈이 형성된다.The green bar manufactured as described above is pressed and cut into the size of a unit chip, and then baked at a temperature of 300 ° C. or lower in order to remove all binders and organic substances between the inner and upper and lower cover layers and the vibrating sheet. After the bake-out, the temperature is increased to simultaneously fire both the vibrating sheet and the cover layer at the firing temperature of the piezoelectric composition to produce a piezoelectric body. At this time, the organic material in the various sheets as well as the organic material pattern between each cover layer and the vibration sheet are more easily removed through the combustion passage, so that an empty space is created at the position where the organic material pattern is removed, so that the vibration groove for the vibration of the vibration element is Is formed.
상기와 같이 제조된 소성된 압전제 소체의 상하부의 연소 통로를 밀착성 에폭시로 실링하고 소체의 외부에 각 내부 전극과 연결되도록 소체의 양쪽 끝단에 외부 단자 전극을 형성하여 진동 소자를 제조한다.Vibration elements are manufactured by sealing the upper and lower combustion passages of the fired piezoelectric body manufactured as described above with adhesive epoxy and forming external terminal electrodes at both ends of the body so as to be connected to each internal electrode on the outside of the body.
이와 같이 제조된 레조네이터는 얇은 두께의 압전체 시트 상하에 내부 전극을 형성하므로 얇은 압전체 시트의 두께에 해당하는 높은 발진 주파수를 얻을 수 있으며, 연소 통로를 통해 각종 유기물이 보다 신속하고 완전하게 제거되고, 각 시트를 적층하고 동시 소성하여 진동 소자를 얻을 수 있어 작업성을 향상시켜 여러 가지 형태의 소자를 용이하게 제조한다.Since the manufactured resonator forms internal electrodes above and below the thin piezoelectric sheet, a high oscillation frequency corresponding to the thickness of the thin piezoelectric sheet can be obtained, and various organic substances are removed more quickly and completely through the combustion passage. The sheet is laminated and co-fired to obtain a vibrating element, which improves workability and easily manufactures various types of elements.
(실시예5)Example 5
압전 소자가 발진하기 위해서는 콘덴서(커패시터)가 필요하며 콘덴서를 레조네이터 내에 포함하도록 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 a type in which the capacitor is integrated into the resonator to be manufactured in one piece is called a capacitor-integrator resonator. Hereinafter, the capacitor integrated resonator will be described in detail.
커패시터 일체형 레조네이터는 압전 특성을 나타내는 압전체 시트(701)와 압전체 시트 상하부에 형성되며 외부 전극과 연결되는 내부 전극(702)을 구비하며, 압전체 시트의 상하부면에 진동홈이 형성된 커버층(703)이 형성되고, 압전 시트 및 커버층의 양쪽 측면에는 내부 전극과 연결되는 외부 전극(705)을 구비한 압전 레조네이터 부분과, 유전 특성을 나타내는 유전체 소체(703, 커버층)와 유전체 소체 표면에 형성되며 외부 전극과 연결되는 두 개의 측단 표면 외부 전극(707), 유전체 소체의 표면에 형성되며 외부 전극(705)과는 절연되는 가운데 표면 외부 전극(708)을 구비한 커패시터 부분으로 구성된 구조이다.The capacitor integrated resonator includes a piezoelectric sheet 701 having piezoelectric characteristics and an inner electrode 702 formed on upper and lower portions of the piezoelectric sheet and connected to an external electrode, and a cover layer 703 having vibration grooves formed on upper and lower surfaces of the piezoelectric sheet. And a piezoelectric resonator portion having external electrodes 705 connected to the internal electrodes on both sides of the piezoelectric sheet and the cover layer, and a dielectric body 703 (cover layer) exhibiting dielectric properties and a surface formed on the dielectric body surface. Two side-end surface external electrodes 707 connected to the electrodes, formed on the surface of the dielectric element and insulated from the external electrodes 705, the structure consisting of a capacitor portion having a surface external electrode 708.
상기의 압전체 레조네이터 부분은 원하는 고주파수의 발진 주파수를 얻기 위해 시트 제조에 의해 두께(수십 마이크론 정도)가 조절된 얇은 압전체 시트의 상하부에 내부 전극을 형하고, 상하부에 진동홈을 구비한 판형 유전체가 설치되며 소체의 양끝단에 내부 전극과 연결된 외부 전극이 형성된다.The piezoelectric resonator portion is formed with an internal electrode on the upper and lower portions of a thin piezoelectric sheet whose thickness (a few tens of microns) is adjusted by sheet manufacturing to obtain an oscillation frequency of a desired high frequency, and a plate dielectric having vibration grooves is installed on the upper and lower portions. The external electrodes connected to the internal electrodes are formed at both ends of the body.
상기의 커패시터 부분은 진동홈을 형성한 상하부 유전체 중 한쪽 유전체의 표면에 3개의 표면 외부 전극을 형성한 구조이다.The capacitor portion has a structure in which three surface external electrodes are formed on the surface of one of the upper and lower dielectrics forming the vibration groove.
이와 같은 커패시터 일체형 레조네이터의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to the manufacturing method of such a capacitor integrated resonator as follows.
상기 실시예1 내지 실시예4와 동일한 방법으로 압전체 소체를 제조한다.A piezoelectric body is manufactured in the same manner as in Examples 1 to 4.
이때 압전제 소체의 최외부 상하부 커버층을 원하는 조성의 유전체 조성물로 제조한다. 즉, 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 시트로 제조한다. 이렇게 제조된 유전체 성형 시트를 이용하여 실시예1 내지 실시예4와 동일한 방법으로 진동 소자용 최외부 상하부 커버층를 제조하고 이를 실시예1 내지 실시예4와 동일한 방법으로 적층, 절단, 동시소성하여 소자 소체를 제조한다.At this time, the outermost upper and lower cover layers of the piezoelectric body are made of a dielectric composition having a desired composition. That is, the raw material powder of the 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 using a general slurry manufacturing method, and the slurry is converted into a dielectric molded sheet having a desired thickness by a doctor blade or the like. Manufacture. The outermost upper and lower cover layers for the vibrating device were manufactured by using the dielectric molded sheet thus manufactured in the same manner as in Examples 1 to 4, and then laminated, cut, and co-fired in the same manner as in Examples 1 to 4. Prepare the body.
상기와 같이 제조된 소성된 소자 소체의 외부 양측에는 진동 소자 내부 전극 (702)과 연결되는 외부 전극(705)을 형성하고, 상하부 유전체 커버층 중 한쪽 유전체의 표면에 유전체의 양끝단에서 외부 전극과 연결되는 두 개의 제1, 제2 표면 외부 전극(706, 707)을 형성하고 유전체 표면의 가운데에 측면 외부 전극과 절연되는 제3 표면 외부 전극(708)을 형성하고 압전성을 부여하기 위하여 소정의 전압을 가하여 전기쌍극자를 한쪽으로 배향하는 폴링(Polling)작업을 실시하여 압전체 진동소자를 제조한다.External electrodes 705 connected to the vibrating element internal electrodes 702 are formed on the outer both sides of the fired element body manufactured as described above, and external electrodes at both ends of the dielectric on the surface of one of the upper and lower dielectric cover layers. A predetermined voltage is formed to form two first and second surface external electrodes 706 and 707 to be connected and a third surface external electrode 708 insulated from the side external electrode in the center of the dielectric surface and to impart piezoelectricity. The addition of a (Polling) operation to orient the electric dipole to one side to produce a piezoelectric vibrating element.
완성된 커패시터 일체형 레조네이터 소자는 도8의 등가 회로도에서 나타낸 바와 같이 레조네이터(Resonator)의 양 단자에 커패시터(C1, C2)가 각각 연결된 회로로 구성되며 단일 칩내에 레조네이터 및 커패시터(등가회로의 점선 영역)가 모두 포함된다.The completed capacitor integrated resonator element is composed of a circuit in which capacitors C1 and C2 are connected to both terminals of a resonator, as shown in the equivalent circuit diagram of FIG. 8, and a resonator and a capacitor (dashed line region of an equivalent circuit) in a single chip. Are all included.
이와 같은 구조의 커패시터 일체형 레조네이터는 얇은 두께의 압전체 시트 상하부에 내부 전극을 형성하므로 얇은 압전체 시트의 두께에 해당하는 높은 발진 주파수를 얻을 수 있으며, 또한 진동홈이 형성된 커버층이 유전체로써 커패시터로 기능하므로 단위 소자 속에 커패시터(콘덴서)를 포함시키게 되어 단순하고 소형화된 소자를 제조할 수 있으며 소형화된 전자기기에 용이하게 이용될 수 있다.Since the capacitor integrated resonator having such a structure forms internal electrodes on the upper and lower portions of the thin piezoelectric sheet, a high oscillation frequency corresponding to the thickness of the thin piezoelectric sheet can be obtained, and the cover layer having the vibration grooves functions as a capacitor as a dielectric. By including a capacitor (capacitor) in the unit device, a simple and miniaturized device can be manufactured and can be easily used in a miniaturized electronic device.
(실시예6)Example 6
본 실시예의 커패시터 일체형 레조네이터는 압전 특성을 나타내는 압전체 시트(901)와 압전체 시트 상하부에 형성되며 외부 전극과 연결되는 내부 전극(902)을 구비하며, 압전체 시트의 상하부면에 진동홈이 형성된 커버층(904)이 형성되고, 압전 시트 및 커버층의 양쪽 측면에는 내부 전극과 연결되는 측면 외부 전극(908)을 구비한 압전 레조네이터 부분과, 유전 특성을 나타내는 유전체 시트(905)와 유전체시트 위에 형성되며 측면의 외부 전극과 각각 연결되는 두 개의 제1 커패시터 내부전극(906), 유전체 시트 위에 형성되며 측면 외부 전극(908)과는 절연되고 중앙 외부 전극(909)과는 연결되는 제2 커패시터 내부 전극(907)을 구비한 커패시터 부분으로 구성된 구조이다.The capacitor integrated resonator of the present embodiment includes a piezoelectric sheet 901 having piezoelectric characteristics and an inner electrode 902 formed on upper and lower portions of the piezoelectric sheet and connected to external electrodes, and a cover layer having vibration grooves formed on upper and lower surfaces of the piezoelectric sheet. 904 is formed, and on both sides of the piezoelectric sheet and the cover layer, a piezoelectric resonator portion having side external electrodes 908 connected to the internal electrodes, a dielectric sheet 905 and a dielectric sheet formed on the dielectric sheet and exhibiting dielectric properties. Two first capacitor internal electrodes 906 respectively connected to the external electrodes of the second capacitor internal electrodes 906 formed on the dielectric sheet and insulated from the side external electrodes 908 and connected to the central external electrodes 909. It is a structure consisting of a capacitor part with).
상기의 압전체 레조네이터 부분은 원하는 고주파수의 발진 주파수를 얻기 위해 조절된 두께(수십 마이크론 정도)의 얇은 압전체 시트의 상하부에 내부 전극을 형하고, 상하부에 진동홈을 구비한 커버층이 설치된다.The piezoelectric resonator portion is formed with an inner electrode on the upper and lower portions of a thin piezoelectric sheet of a controlled thickness (a few tens of microns) in order to obtain a desired oscillation frequency of a high frequency, and a cover layer provided with a vibration groove on the upper and lower portions.
상기의 커패시터 부분은 압전체 레조네이터 부분과 일체로 형성되며 커패시터 내부 전극이 형성된 유전체 시트를 적층한 구조이며 유전체 시트 위의 내부 전극 패턴 및 유전체 시트의 적층수를 조절하여 커패시턴스값을 조절한다.The capacitor portion is formed integrally with the piezoelectric resonator portion and is a structure in which a dielectric sheet on which a capacitor internal electrode is formed is laminated, and the capacitance value is controlled by controlling the internal electrode pattern on the dielectric sheet and the stacking number of the dielectric sheet.
또한 상기의 커패시터 부분(C)은 상기의 압전체 레조네이터 부분(R)의 하부에 결합되어 제조되거나(도9의 (a)) 상기의 압전체 레조네이터 부분의 상부에 결합되어 제조되거나(도9의 (b)) 또는 상기의 압전체 레조네이터 부분의 상하부에 함께 결합된 구조로 제조된다.(도9의 (c))In addition, the capacitor portion C may be manufactured by being coupled to the lower portion of the piezoelectric resonator portion R (FIG. 9 (a)), or may be manufactured by being coupled to the upper portion of the piezoelectric resonator portion (FIG. 9 (b). )) Or a structure in which the upper and lower portions of the piezoelectric resonator portion are bonded together (Fig. 9 (c)).
이와 같은 커패시터 일체형 레조네이터의 제조 방법을 도9의 (d)를 참고하여 설명하면 다음과 같다.A method of manufacturing such a capacitor integrated resonator will be described with reference to FIG. 9 (d) as follows.
압전 레조네이터 부분은 상기 실시예1 내지 실시예4와 동일한 방법으로 압전체 시트를 제조하고 전극을 형성하여 레조네이터 시트(913, 914, 915)로 제조한다. 이때 상부 커버층(915)는 압전체 또는 유전체로 제조된다.The piezoelectric resonator portion is made of the resonator sheets 913, 914, and 915 by manufacturing piezoelectric sheets and forming electrodes in the same manner as in Examples 1 to 4. At this time, the upper cover layer 915 is made of a piezoelectric material or a dielectric.
커패시터 부분을 제조하기 위해 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(910, 911, 912)로 제조한다.In order to manufacture the capacitor part, a raw material powder having a desired dielectric composition is prepared using commercially available dielectric raw material powder. 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. 910, 911, 912).
상기와 같이 제조된 유전체 성형 시트 위에 단위칩(점선으로 표시)의 측면 끝단에서 각각 측면 외부 전극(908)과 연결되고 중앙에서 분리되는 패턴의 제1 커패시터 내부 전극(906)을 형성하여 제1 커패시터 시트(911)를 제조하고, 또한 유전체 성형 시트 위에 단위칩의 중앙에서 중앙 외부 전극(909)과 연결되고 측면 끝단에서 일정거리 이격되는 패턴의 제2 커패시터 내부 전극(907)을 형성하여 제2 커패시터 시트(912)를 제조한다. 이때 각 단위칩의 커패시터 내부 전극 및 외부단자전극의 구조는 도9의 (e)에서 자세히 알 수 있다.The first capacitor inner electrode 906 is formed on the dielectric molded sheet manufactured as described above by forming a first capacitor inner electrode 906 in a pattern that is connected to the side external electrodes 908 and separated from the center at side ends of the unit chips (indicated by dotted lines). A second capacitor is formed by fabricating the sheet 911, and forming a second capacitor inner electrode 907 in a pattern connected to the center external electrode 909 at the center of the unit chip and spaced apart at a side edge on the dielectric molding sheet. The sheet 912 is manufactured. At this time, the structure of the capacitor internal electrode and the external terminal electrode of each unit chip can be seen in detail in Figure 9 (e).
상기와 같이 제조된 커패시터 시트(910 내지 912) 및 압전 레조네이터 부분 (913 내지 915)을 적층한다. 이때 커패시터 시트는 압전 레조네이터의 상부나 하부에 적층될 수 있으며 또한 상부 및 하부 모두에 적층될 수 있고, 원하는 커패시턴스값을 얻기 위해 커패시터 시트쌍의 적층수를 조절한다.The capacitor sheets 910 to 912 and the piezoelectric resonator portions 913 to 915 manufactured as described above are laminated. At this time, the capacitor sheet may be stacked on the upper or lower portion of the piezoelectric resonator and may also be stacked on both the upper and lower portions, and the number of stacks of capacitor sheet pairs is adjusted to obtain a desired capacitance value.
상기와 같이 커패시터 시트 및 압전 레조네이터 부분을 적층한 적층물을 실시예1 내지 실시예4와 동일한 방법으로 절단, 동시소성하여 단위칩 소자 소체를 제조한다.As described above, the laminate obtained by laminating the capacitor sheet and the piezoelectric resonator portion is cut and co-fired in the same manner as in Examples 1 to 4 to manufacture the unit chip element body.
상기와 같이 제조된 소성된 소자 소체의 외부 양측에는 압전 레조네이터 부분의 내부 전극(902) 및 제1 커패시터 내부 전극(906)과 연결되는 측면 외부 전극 (908)을 형성하고, 소자 소체의 외부 중앙에는 제2 커패시터 내부 전극(907)과 연결되는 중앙 외부 전극(909)을 형성하고 압전성을 부여하기 위하여 소정의 전압을 가하여 전기쌍극자를 한쪽으로 배향하는 폴링(Polling)작업을 실시하여 압전체 진동 소자를 제조한다.On both outer sides of the fired element body manufactured as described above, side electrode 908 connected to the inner electrode 902 of the piezoelectric resonator portion and the first capacitor inner electrode 906 is formed, and on the outer center of the element body. A piezoelectric vibrating device is manufactured by forming a central external electrode 909 connected to the second capacitor internal electrode 907 and performing a polling operation to orient the electric dipole to one side by applying a predetermined voltage to impart piezoelectricity. do.
완성된 커패시터 일체형 레조네이터 소자는 도8의 등가 회로도에서 나타낸 바와 같이 레조네이터(Resonator)의 양 단자에 커패시터(C1, C2)가 각각 연결된 회로로 구성되며 단일 칩내에 레조네이터 및 커패시터(등가회로의 점선 영역)가 모두 포함된다. 이때 도9의 (c)의 커패시터 일체형 레조네이터는 레조네이터의 양 단자에 커패시터가 두 개씩 각각 병렬로 연결된 회로로 구성되어있어 커패시턴스값을 최대로 높게 구현할 수 있다.The completed capacitor integrated resonator element is composed of a circuit in which capacitors C1 and C2 are connected to both terminals of a resonator, as shown in the equivalent circuit diagram of FIG. 8, and a resonator and a capacitor (dashed line region of an equivalent circuit) in a single chip. Are all included. In this case, the capacitor integrated resonator of FIG. 9 (c) is composed of a circuit in which two capacitors are connected in parallel to each of the terminals of the resonator, thereby achieving a high capacitance value.
이와 같은 구조의 커패시터 일체형 레조네이터는 얇은 두께의 압전체 시트 상하부에 내부 전극을 형성하므로 얇은 압전체 시트의 두께에 해당하는 높은 발진주파수를 얻을 수 있으며, 커패시터 일체형 레조네이터는 압전 레조네이터 부분과 함께 내부 전극이 형성된 유전체 시트를 동시 적층하여 커패시시터로 기능하도록 하므로 단위 소자 속에 커패시터(콘덴서)를 포함시키게 되어 단순하고 소형화된 소자를 제조할 수 있으며 소형화된 전자기기에 용이하게 이용될 수 있다.Since the capacitor integrated resonator having such a structure forms internal electrodes on the upper and lower portions of the thin piezoelectric sheet, a high oscillation frequency corresponding to the thickness of the thin piezoelectric sheet can be obtained. By stacking the sheets at the same time to function as a capacitor, a capacitor (capacitor) is included in the unit device, so that a simple and miniaturized device can be manufactured and can be easily used in a miniaturized electronic device.
(실시예7)Example 7
본 실시예의 커패시터 일체형 레조네이터는 압전 특성을 나타내는 압전체 시트(1001)와 압전체 시트 상하부에 형성되며 외부 전극과 연결되는 내부 전극(1002)을 구비하며, 압전체 시트의 상하부면에 진동홈(1003)이 형성되고, 압전체의 양쪽측면에는 내부 전극과 연결되는 측면 외부 전극(1008, 1009)을 구비한 압전 레조네이터 부분과, 유전 특성을 나타내는 유전체 시트(1004)와 유전체 시트 위에 형성되며 측면의 한쪽 외부 전극(1008)과 연결되는 제1 커패시터 내부 전극(1005) 및 유전체 시트 위에 형성되며 두 개의 측면 외부 전극(1008, 1009)과는 절연되고 중앙외부 전극(1010)과는 연결되는 제2 커패시터 내부 전극(1007)을 구비한 하부 커패시터 부분, 유전체 시트 위에 형성되며 측면의 다른 한쪽 외부 전극(1009)과 연결되는 제3 커패시터 내부 전극(1006) 및 유전체 시트 위에 형성되며 두개의 측면 외부 전극(1008, 1009)과는 절연되고 중앙 외부 전극(1010)과는 연결되는 제2 커패시터 내부 전극(1007)을 구비한 상부 커패시터 부분으로 구성된 구조이다.The capacitor integrated resonator of the present embodiment includes a piezoelectric sheet 1001 exhibiting piezoelectric characteristics and internal electrodes 1002 formed on upper and lower portions of the piezoelectric sheet and connected to external electrodes, and vibration grooves 1003 are formed on upper and lower surfaces of the piezoelectric sheet. Piezoelectric resonator portions having side external electrodes 1008 and 1009 connected to the internal electrodes on both sides of the piezoelectric body, a dielectric sheet 1004 exhibiting dielectric properties, and one external electrode 1008 formed on the dielectric sheet; A second capacitor internal electrode 1007 formed on the first capacitor inner electrode 1005 and the dielectric sheet and insulated from the two side outer electrodes 1008 and 1009 and connected to the center outer electrode 1010. A lower capacitor portion having a third capacitor inner electrode 1006 formed over the dielectric sheet and connected to the other outer electrode 1009 on the side thereof and the dielectric sheet; And an upper capacitor portion having a second capacitor inner electrode 1007 formed over the two side outer electrodes 1008 and 1009 and connected to the center outer electrode 1010.
상기의 압전체 레조네이터 부분은 원하는 고주파수의 발진 주파수를 얻기 위해 조절된 두께(수십 마이크론 정도)의 얇은 압전체 시트의 상하부에 내부 전극을 형성하고, 상하부에 진동홈을 구비한 커버층(유전체층)이 설치된다.In the piezoelectric resonator portion, internal electrodes are formed on upper and lower portions of a thin piezoelectric sheet having a thickness (a few tens of microns) adjusted to obtain a desired oscillation frequency of a high frequency, and a cover layer (dielectric layer) having vibration grooves is provided on the upper and lower portions. .
상기의 커패시터 부분은 압전체 레조네이터 부분과 일체로 형성되며 커패시터 내부 전극이 형성된 유전체 시트를 적층한 구조이며 유전체 시트 위의 내부 전극 패턴 및 유전체 시트의 적층수를 조절하여 커패시턴스값을 조절한다.The capacitor portion is formed integrally with the piezoelectric resonator portion and is a structure in which a dielectric sheet on which a capacitor internal electrode is formed is laminated, and the capacitance value is controlled by controlling the internal electrode pattern on the dielectric sheet and the stacking number of the dielectric sheet.
또한 상기의 커패시터 부분은 상기의 압전체 레조네이터의 하부에 결합되어 압전 레이조네이터 한쪽 단자(외부 전극)과 연결되는 하부 커패시터 부분 및 상기의 압전체 레조네이터의 상부에 결합되어 압전 레이조네이터 다른 한쪽 단자(외부전극)과 연결되는 상부 커패시터 부분으로 이루어진다.In addition, the capacitor portion is coupled to a lower portion of the piezoelectric resonator and connected to one terminal (external electrode) of the piezoelectric resonator and a lower capacitor portion coupled to an upper portion of the piezoelectric resonator and the other terminal of the piezoelectric resonator (external) And an upper capacitor portion connected to the electrode).
이와 같은 커패시터 일체형 레조네이터의 제조 방법을 도10의 (b)를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A method of manufacturing such a capacitor integrated resonator will be described with reference to FIG. 10B.
압전 레조네이터 부분은 상기 실시예1 내지 실시예4와 동일한 방법으로 압전체 시트를 제조하고 전극을 형성하여 레조네이터 시트(1014, 1015)으로 제조한다. 이때 상하부 커버층(1016, 1013)은 유전체로 제조되어 커버층으로 기능하며 동시에 커패시터의 일부로 기능한다.The piezoelectric resonator portion is made of resonator sheets 1014 and 1015 by fabricating piezoelectric sheets and forming electrodes in the same manner as in Examples 1 to 4 above. At this time, the upper and lower cover layers 1016 and 1013 are made of a dielectric to function as a cover layer and at the same time function as part of a capacitor.
커패시터 부분을 제조하기 위해 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 복수의 유전체 성형 시트(1011 내지 1013, 1016 내지 1018)를 제조한다.In order to manufacture the capacitor part, a raw material powder having a desired dielectric composition is prepared using commercially available dielectric raw material powder. Binder is added to the dielectric ceramic powder prepared to prepare a molded sheet, and a slurry is prepared using a general slurry manufacturing method, and the slurry is formed into a plurality of dielectrics having a desired thickness by a method such as a doctor blade. The sheets 1011 to 1013 and 1016 to 1018 are manufactured.
상기와 같이 제조된 유전체 성형 시트 위에 단위칩(점선으로 표시)의 한쪽 측면 끝단에서 외부 전극(1008)과 연결되는 제1 커패시터 내부 전극(1005)을 형성하여 제1 커패시터 시트(1012)를 제조하고, 유전체 성형 시트 위에 단위칩의 중앙에서 외부 전극(1010)과 연결되고 측면 끝단에서 일정거리 이격되는 패턴의 제2 커패시터 내부 전극(1007)을 형성하여 제2 커패시터 시트(1013, 1016)를 제조한다. 또한 상기와 같이 제조된 유전체 성형 시트 위에 단위칩의 다른 한쪽 측면 끝단에서 외부 전극(1009)과 연결되는 제3 커패시터 내부 전극(1006)을 형성하여 제3 커패시터 시트(1017)를 제조한다.A first capacitor sheet 1012 is manufactured by forming a first capacitor inner electrode 1005 connected to an external electrode 1008 at one end of a side surface of a unit chip (indicated by a dotted line) on the dielectric molded sheet manufactured as described above. The second capacitor sheets 1013 and 1016 are manufactured by forming a second capacitor internal electrode 1007 in a pattern connected to the external electrode 1010 at the center of the unit chip and spaced apart from the side edges on the dielectric molded sheet. . In addition, the third capacitor sheet 1017 is manufactured by forming a third capacitor inner electrode 1006 connected to the external electrode 1009 at the other side end of the unit chip on the dielectric molded sheet manufactured as described above.
상기와 같이 제조된 커패시터 시트 및 압전 레조네이터 부분을 하부 커패시터를 구성하는 유전체 시트(1011), 제1 커패시터 시트(1012) 및 제2 커패시터 시트 (1013), 압전 레조네이터 시트(1014, 1015), 상부 커패시터를 구성하는 제2 커패시터 시트(1016), 제3 커패시터 시트(1017), 유전체 시트(1018)의 순서대로 적층한다. 이때 커패시터 시트는 커패시턴스 값을 조절하기 위해 원하는 적층수로 조절한다.The capacitor sheet and the piezoelectric resonator portion manufactured as described above may include a dielectric sheet 1011, a first capacitor sheet 1012 and a second capacitor sheet 1013, piezoelectric resonator sheets 1014 and 1015, and an upper capacitor. The second capacitor sheet 1016, the third capacitor sheet 1017, and the dielectric sheet 1018 constituting the lamination are stacked in this order. At this time, the capacitor sheet is adjusted to the desired stacking number in order to adjust the capacitance value.
상기와 같이 커패시터 시트 및 압전 레조네이터 시트를 적층한 적층물을 실시예1 내지 실시예4와 동일한 방법으로 절단, 동시소성하여 단위칩 소자 소체를 제조한다.As described above, the laminate obtained by laminating the capacitor sheet and the piezoelectric resonator sheet is cut and co-fired in the same manner as in Examples 1 to 4 to produce a unit chip element body.
상기와 같이 제조된 소성된 소자 소체의 외부 양측에는 압전 레조네이터 부분의 내부 전극(1002) 및 제1 커패시터 내부 전극(1005)과 연결되는 한쪽 측면 외부 전극(1008) 및 압전 레조네이터 부분의 내부 전극(1002) 및 제3 커패시터 내부 전극(1007)과 연결되는 다른 한쪽 측면 외부 전극(1009)을 형성하고, 소자 소체의 외부 중앙에는 제2 커패시터 내부 전극(1007)과 연결되는 중앙 외부 전극(1010)을 형성하고 압전성을 부여하기 위하여 소정의 전압을 가하여 전기쌍극자를 한쪽으로 배향하는 폴링(polling)작업을 실시하여 압전체 진동 소자를 제조한다.On both outer sides of the fired element body manufactured as described above, one side external electrode 1008 connected to the internal electrode 1002 of the piezoelectric resonator portion and the first capacitor internal electrode 1005 and the internal electrode 1002 of the piezoelectric resonator portion ) And the other side external electrode 1009 connected to the third capacitor internal electrode 1007, and the central external electrode 1010 connected to the second capacitor internal electrode 1007 is formed at the outer center of the element body. In order to impart piezoelectricity, a piezoelectric vibrating element is manufactured by performing a polling operation to orient the electric dipole to one side by applying a predetermined voltage.
완성된 커패시터 일체형 레조네이터 소자는 도8의 등가 회로도에서 나타낸 바와 같이 레조네이터(Resonator)의 양 단자에 커패시터(C1, C2)가 각각 연결된 회로로 구성되며 단일 칩내에 레조네이터 및 커패시터(등가회로의 점선 영역)가 모두 포함된다.The completed capacitor integrated resonator element is composed of a circuit in which capacitors C1 and C2 are connected to both terminals of a resonator, as shown in the equivalent circuit diagram of FIG. 8, and a resonator and a capacitor (dashed line region of an equivalent circuit) in a single chip. Are all included.
이와 같은 구조의 커패시터 일체형 레조네이터는 얇은 두께의 압전체 시트 상하부에 내부 전극을 형성하므로 얇은 압전체 시트의 두께에 해당하는 높은 발진주파수를 얻을 수 있으며, 커패시터 일체형 레조네이터는 압전 레조네이터 부분과 함께 내부 전극이 형성된 유전체 시트를 동시 적층하여 커패시시터로 기능하도록 하므로 단위 소자 속에 커패시터(콘덴서)를 포함시키게 되어 단순하고 소형화된 소자를 제조할 수 있으며 소형화된 전자기기에 용이하게 이용될 수 있다.Since the capacitor integrated resonator of such a structure forms internal electrodes on the upper and lower portions of the thin piezoelectric sheet, a high oscillation frequency corresponding to the thickness of the thin piezoelectric sheet can be obtained. By stacking the sheets at the same time to function as a capacitor, a capacitor (capacitor) is included in the unit device, so that a simple and miniaturized device can be manufactured and can be easily used in a miniaturized electronic device.
한편, 상기에서 서술한 바와 같이 진동 소자를 제조하는 기술은 상기의 예 시된 레조네이터 소자 외에 고주파 발진 주파수를 요구하는 여러 가지 소자에 적용하여 고주파 칩 부품 소자로 제조할 수 있다.On the other hand, as described above, the technique for manufacturing a vibrating element can be applied to a variety of devices that require a high frequency oscillation frequency in addition to the above-described resonator element can be manufactured as a high frequency chip component element.
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 두께가 조절된 얇은 압전체 시트의 상하부에 내부 전극을 형성하고 압전체 시트 위에 진동홈을 형성한 커버층을 구비하고 전체 소자 소체를 동시 소성하여 제조한 진동 소자는 압전체 시트의 두께를 원하는 대로 조절하여 고주파의 발진 주파수를 안정적으로 얻을 수 있는 효과가 있으며, 본 발명과 같이 칩 부품 소자를 제조함으로 안정된 고주파 발진 진동 소자 칩 부품으로 사용할 수 있으며 공정 단계를 감소시켜 단순한 공정에 의해 원하는 전기적 특성을 구현하는 경박 단소화된 소형의 칩 진동 소자를 제조할 수 있게 되는 효과가 있다.Vibration elements manufactured by simultaneously firing the entire element body with a cover layer having internal electrodes formed on upper and lower portions of the thin piezoelectric sheet having a thickness control according to the present invention as described above, and having vibration grooves formed on the piezoelectric sheet are piezoelectric sheets. It is effective to stably obtain the oscillation frequency of high frequency by adjusting the thickness as desired, and it can be used as stable high frequency oscillation oscillation element chip component by manufacturing chip component element as in the present invention. Thereby, there is an effect that can be produced a small and thin chip vibration element of the thin and lightweight to implement the desired electrical characteristics.
본 발명에 따른 진동 소자는 압전체 시트의 두께를 조절함으로 원하는 발진주파수를 얻을 수 있으며, 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 a desired oscillation frequency by adjusting the thickness of the piezoelectric sheet, and can be manufactured in various forms of chip devices by improving the processability at the time of manufacturing chip devices by easily adjusting the device thickness. It works.
본 발명에 따른 진동 소자는 진동홈을 제조하는 공정을 용이하고 단순화시키며, 압전체 및 커버층을 동시에 소성하므로 공정 단계를 감소시켜 소자 제조의 작업성을 향상시키는 효과가 있다.The vibration device according to the present invention facilitates and simplifies the process of manufacturing the vibration groove, and simultaneously fires the piezoelectric body and the cover layer, thereby reducing the process steps, thereby improving workability of device manufacturing.
본 발명에 따른 진동 소자는 소자 제조 공정을 단순화하고 작업성을 향상시키므로 생산 수율을 향상시키고 생산 단가를 감소시키는 효과가 있다.The vibrating device according to the present invention has the effect of improving the production yield and reducing the production cost because it simplifies the device manufacturing process and improves workability.
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 일반적인 단판형 레조네이터의 구조도1 is a structural diagram of a typical single-plate resonator
도 2 종래 방법에 의한 레조네이터 제조도Figure 2 Resonator manufacturing by the conventional method
도 3 실시예1에 의한 레조네이터 제조도3 is a manufacturing diagram of the resonator according to Example 1
도 4 실시예2에 의한 레조네이터 제조도4 is a manufacturing diagram of the resonator according to Example 2
도 5 실시예3에 의한 레조네이터 제조도5 is a manufacturing diagram of the resonator according to the third embodiment
도 6 실시예4에 의한 레조네이터 제조도6 is a manufacturing diagram of the resonator according to the fourth embodiment
도 7 실시예5에 의한 레조네이터의 구조도7 is a structural diagram of a resonator according to a fifth embodiment
도 8 커패시터 일체형 레조네이터의 등가회로도8 is an equivalent circuit diagram of a capacitor integrated resonator
도 9 실시예6에 의한 레조네이터의 구조도 및 제조도9 is a structural diagram and a manufacturing diagram of the resonator according to Example 6
도 10 실시예7에 의한 레조네이터의 구조도 및 제조도10 is a structural diagram and manufacturing diagram of the resonator according to Example 7
Claims (18)
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