KR100986586B1 - The ultrasonic oscillator - Google Patents

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KR100986586B1
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KR
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piezoelectric element
output body
vibration output
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ultrasonic vibrator
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KR1020100026157A
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Inventor
김상율
길기범
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(주) 경일메가소닉
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    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
    • B08B3/12—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration by sonic or ultrasonic vibrations

Abstract

PURPOSE: An ultrasonic oscillator is provided to prevent a reflection output of an oscillation outputted from a piezoelectric element by suppressing the output of the oscillation generated from the piezoelectric element, which is transmitted to the side of a piezoelectric element insertion hole. CONSTITUTION: A piezoelectric element(10) oscillates by receiving power. The piezoelectric element is inserted into a piezoelectric element insertion hole(21) of an oscillation output body(20). The housing(30) is combined with the upper side of the oscillation output body. A wire for applying power to the piezoelectric element is connected to the housing. A packing(40) is positioned between the oscillation output body and the housing to block the piezoelectric device insertion hole. A distance from the lower side of the oscillation output body to the bottom of the piezoelectric device insertion hole has the length corresponding to the integer multiple of a half-wave length.

Description

초음파 진동자{THE ULTRASONIC OSCILLATOR}Ultrasonic Oscillator {THE ULTRASONIC OSCILLATOR}

본 발명은 초음파발생장치의 구성요소인 초음파 진동자에 관한 것이다.
The present invention relates to an ultrasonic vibrator that is a component of an ultrasonic generator.

초음파발생장치는 전원을 공급받아 진동을 발생시키는 초음파진동자 및 초음파진동자에 전원을 공급하기 위한 전원공급수단을 가지고 있다.The ultrasonic generator has a power supply means for supplying power to the ultrasonic vibrator and the ultrasonic vibrator to generate a vibration by receiving power.

이러한 초음파발생장치는 세정을 위한 용도나 살균을 위한 용도 등으로 널리 사용되고 있다.Such ultrasonic generators are widely used for cleaning or sterilization.

구체적인 예로 설명하면, 반도체 기판을 제조하는 공정은 증착, 리소그래피, 식각, 화학적 연마 및 기계적 연마, 세정, 건조 등과 같은 단위 공정들로 이루어진다.As a specific example, the process of manufacturing a semiconductor substrate consists of unit processes such as deposition, lithography, etching, chemical polishing and mechanical polishing, cleaning, drying, and the like.

이러한 단위 공정 중에서 세정공정은, 각각의 단위 공정을 수행하는 동안 반도체 기판의 표면에 부착되는 이물질이나 불필요한 막 등을 제거하는 공정이다.Among these unit processes, the cleaning process is a process of removing foreign matters or unnecessary films, etc. adhering to the surface of the semiconductor substrate during each unit process.

최근 반도체 기판상에 형성되는 패턴이 미세화되고 패턴의 종횡비(aspect ratio)가 커짐에 따라, 점차 세정 공정의 중요도가 커지고 있는 실정이다.Recently, as the pattern formed on the semiconductor substrate is miniaturized and the aspect ratio of the pattern is increased, the importance of the cleaning process is gradually increasing.

초기에는 기판을 세정하기 위해서 세정액에 기판을 담갔다 꺼내는 방식이 많이 사용되었으나, 상술한 바와 같이 세정 공정의 중요도가 커짐에 따라 세정 장치의 구조에도 많은 발전이 이루어졌다.Initially, a method of immersing and removing a substrate in a cleaning liquid was used to clean the substrate. However, as the importance of the cleaning process increases, many developments have been made in the structure of the cleaning apparatus.

최근에는 세정액에 기판을 담근 채 세정액에 수백 kHz 이상의 초음파 진동을 인가함으로써 세정 효율을 증대시키는 구조의 기판 세정 장치가 주로 사용되고 있다.Recently, a substrate cleaning apparatus having a structure in which cleaning efficiency is increased by applying ultrasonic vibrations of several hundred kHz or more to the cleaning liquid while the substrate is immersed in the cleaning liquid is mainly used.

즉, 초음파를 사용하여 반도체 기판의 세정을 실시하고 있는 것이다.That is, the semiconductor substrate is cleaned using ultrasonic waves.

그런데 종래의 초음파 진동자는 도 1과 같이 진동출력몸체(2) 중 압전소자(1)의 면적보다 큰 평면에 압전소자(1)가 부착되고, 그 위에 하우징(3)이 결합되며, 진동출력몸체(2)와 하우징(3) 사이에 패킹(4)이 위치된 형태로 구현되어 있었다.(하우징과 진동출력몸체는 볼트(5) 등에 의해 결합되어 있었음)However, the conventional ultrasonic vibrator has a piezoelectric element 1 attached to a plane larger than the area of the piezoelectric element 1 of the vibration output body 2, as shown in Figure 1, the housing 3 is coupled thereon, the vibration output body The packing 4 was positioned between the housing 2 and the housing 3 (the housing and the vibration output body were coupled by a bolt 5 or the like).

도 1과 같은 플레이트 타입의 초음파 진동자뿐만 아니라 도 2 및 도 3과 같이 진동출력몸체가 초음파출력연장부(2a)를 갖는 로드 타입의 초음파 진동자에서도 상기와 같은 구조로 되어 있었다.Not only the plate type ultrasonic vibrator as shown in FIG. 1 but also the rod type ultrasonic vibrator having the ultrasonic output extension portion 2a as shown in FIGS.

이로 인해 도 4와 같이 초음파 진동자에 가까운 부근에서조차도 출력되는 초음파의 강도가 균일하지 못하여 도 5와 같은 음압분포를 나타내고 있었으며, 이는 곧 초음파를 사용하는 목적(반도체 기판의 세정 등) 달성의 효과가 저하되는 문제점으로 연결되고 있었다.As a result, even in the vicinity of the ultrasonic vibrator, as shown in FIG. 4, the intensity of the ultrasonic wave output was not uniform, indicating a sound pressure distribution as shown in FIG. 5, which implies that the effect of achieving the purpose of using ultrasonic waves (such as cleaning the semiconductor substrate) is reduced. It was leading to becoming a problem.

구체적인 예로 설명하면, 초음파를 이용한 세정은 입자 가속도와 초음파의 캐비테이션(cavitation) 현상에 의해 이루어진다.As a specific example, cleaning using ultrasonic waves is performed by particle acceleration and cavitation of ultrasonic waves.

캐비테이션 현상은 초음파가 용액 중에 전파될 때 초음파의 압력에 의해 마이크로미터(㎛) 크기이면서 진공상태인 미세한 기포가 생성된 후 폭발하면서 소멸되는 현상이 빠르게 반복되는 것을 의미하는데 캐비테이션 현상에 의해 발생된 기포가 폭발할 때 순간적으로 강한 충격파가 발생될 뿐만 아니라 높은 압력과 고온을 동반한다.The cavitation phenomenon is a micrometer (µm) sized microscopic bubble generated by the pressure of the ultrasonic wave when the ultrasonic wave propagates in the solution, and then rapidly disappears when it explodes. The bubble generated by the cavitation phenomenon Explosions not only generate instantaneous shock waves, they are also accompanied by high pressures and high temperatures.

상기와 같이 캐비테이션 현상에 의해 발생되는 충격파에 의해서 용액 중에 담겨 있는 반도체 기판의 내부 깊숙한 곳까지 단시간 내에 세정이 이루어지도록 하는 것이 초음파를 사용한 반도체 기판의 세정방식이다.As described above, the cleaning method of the semiconductor substrate using ultrasonic waves is such that the shock wave generated by the cavitation phenomenon is performed within a short time to the deep inside of the semiconductor substrate contained in the solution.

그런데 종래의 초음파 진동자를 통한 초음파의 출력 강도가 도 4와 같이 초음파 진동자에 가까운 부근에서조차 불균일하기 때문에 반도체 기판의 손상을 방지하기 위해서는 가장 강한 출력을 기준으로 할 수밖에 없다. However, since the output intensity of the ultrasonic wave through the conventional ultrasonic vibrator is uneven even near the ultrasonic vibrator as shown in FIG. 4, in order to prevent damage to the semiconductor substrate, the strongest output may be used as a reference.

즉, 가장 강한 출력에도 반도체 기판의 패턴이 손상되지 않도록 가장 강한 출력을 기준출력으로 설정할 수밖에 없고, 이로 인해 상대적으로 약한 출력을 보이는 부분에서는 세정력이 매우 낮아질 수밖에 없으므로 초음파를 사용한 세정의 효과가 저하될 수밖에 없었던 것이다. In other words, the strongest output must be set as the reference output so that the pattern of the semiconductor substrate is not damaged even with the strongest output. As a result, the cleaning power is very low in the part showing the relatively weak output. There was no choice but to.

한편 종래의 초음파 진동자는 각각의 구성요소를 가공하는 것과 조랍하는 것에 불편한 문제점이 있었다.Meanwhile, the conventional ultrasonic vibrator has a problem in that it is inconvenient to process each component.

또, 반도체의 기판 세정에 사용되는 것은 대부분 플레이트 타입의 초음파 진동자이고 진동출력몸체와 하우징 사이에 위치되는 패킹도 세정액에 투입되고 있어 패킹의 손상이 심하며, 이로 인해 세정효과도 저하되는 문제점이 있었다.In addition, most of the semiconductor substrate used for cleaning the substrate is a plate-type ultrasonic vibrator and the packing located between the vibration output body and the housing is also injected into the cleaning liquid, the damage of the packing is severe, thereby causing a problem that the cleaning effect is also reduced.

즉, 세정액에 의해 패킹이 녹고 이와 같이 패킹의 녹아내린 부분이 세정액에 포함되어 있게 되므로 세정효과가 저하되는 문제점도 있었던 것이다.
In other words, the packing is melted by the cleaning liquid, and thus the melted portion of the packing is contained in the cleaning liquid, so that the cleaning effect is also lowered.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하려는 것으로서, 더욱 상세하게는 초음파가 고르게 출력되어 고른 음압분포를 얻을 수 있음으로써 반도체 기판의 세정 효과 등을 극대화할 수 있는 초음파 진동자를 제공하려는데 목적이 있다.
An object of the present invention is to solve the above problems, and more particularly, to provide an ultrasonic vibrator capable of maximizing the cleaning effect of a semiconductor substrate by obtaining an even sound pressure distribution by uniformly outputting ultrasonic waves.

본 발명에서는 진동출력몸체에 압전소자삽입홀을 형성하되 압전소자가 진동하더라도 압전소자의 측면이 접촉되지 않는 크기로 형성하고, 이 압전소자삽입홀에 압전소자를 부착하여 진동이 진동출력몸체의 측면으로 전달되는 것이 방지되고 하부로만 전달이 되어 초음파가 고르게 출력되고 이로 인해 고른 음압분포를 얻을 수 있도록 한다. In the present invention, the piezoelectric element insertion hole is formed in the vibration output body, but the piezoelectric element is formed in such a size that the side of the piezoelectric element does not touch even if the piezoelectric element vibrates. It is prevented from being transmitted to the lower part and is transmitted only to the lower part so that the ultrasonic waves are evenly output, thereby obtaining an even sound pressure distribution.

이러한 본 발명의 초음파 진동자는, 전원을 공급받아 진동하는 압전소자를 갖는다.The ultrasonic vibrator of the present invention has a piezoelectric element that is vibrated by receiving power.

또, 압연소자가 삽입되어 부착되는 압전소자삽입홀이 형성되어 있되 압전소자가 진동하더라도 압전소자의 측면이 접촉되지 않는 크기로 형성되어 있는 진동출력몸체를 갖는다.In addition, a piezoelectric element insertion hole is formed to which the rolling element is inserted and attached, but has a vibration output body which is formed in such a size that the side of the piezoelectric element does not come into contact even when the piezoelectric element vibrates.

또, 진동출력몸체의 상부에 결합되어 진동출력몸체의 압전소자삽입홀을 차단하고, 압전소자에 전원을 인가하기 위한 전선이 연결되어 있는 하우징을 갖는다. In addition, it is coupled to the upper portion of the vibration output body to block the piezoelectric element insertion hole of the vibration output body, and has a housing that is connected to a wire for applying power to the piezoelectric element.

또, 진동출력몸체와 하우징 사이에 위치되어 압전소자삽입홀을 외부와 차단하는 패킹을 갖는다.
It also has a packing positioned between the vibration output body and the housing to block the piezoelectric element insertion hole from the outside.

본 발명의 초음파 진동자는 압전소자, 진동출력몸체, 하우징, 패킹으로 이루어져 있는데 상기 진동출력몸체에 압전소자삽입홀이 형성되고 압전소자삽입홀에 압전소자가 부착되어 있으며, 압전소자가 진동하더라도 압전소자의 측면이 압전소자삽입홀에 접촉되지 않도록 되어 있다.The ultrasonic vibrator of the present invention includes a piezoelectric element, a vibration output body, a housing, and a packing. A piezoelectric element insertion hole is formed in the vibration output body, and a piezoelectric element is attached to the piezoelectric element insertion hole, even when the piezoelectric element vibrates. The side of is not in contact with the piezoelectric element insertion hole.

압전소자에서 발생하는 진동의 출력이 압전소자삽입홀의 측면으로 전달이 되지 않는 구조로 되어 있어서 압전소자에서 출력되는 진동이 측면으로 전달된 후 다시 돌아오는 반사 출력이 발생하지 않는다.Since the output of the vibration generated from the piezoelectric element is not transmitted to the side of the piezoelectric element insertion hole, the reflected output does not occur again after the vibration output from the piezoelectric element is transmitted to the side.

이로 인해 초음파가 고르게 출력되어 고른 음압분포를 얻을 수 있는 초음파 진동자를 제공할 수 있으며, 이는 곧 반도체 기판의 세정 효과 등을 극대화할 수 있는 효과를 유발한다.
As a result, the ultrasonic wave may be evenly output to provide an ultrasonic vibrator capable of obtaining an even sound pressure distribution, which may cause an effect of maximizing the cleaning effect of the semiconductor substrate.

도 1은 종래 플레이트 타입 초음파 진동자의 분해 사시도
도 2는 종래 로드 타입 초음파 진동자의 분해 사시도
도 3은 종래 또 다른 형태의 로드 타입 초음파 진동자의 분해 사시도
도 4는 종래 초음파 진동자에 의해 출력되는 초음파의 강도 분포를 설명하기 위한 개략도
도 5는 종래 초음파 진동자에 의해 발생된 음압분포를 나타내는 이미지
도 6은 본 발명이 적용된 플레이트 타입 초음파 진동자의 사시도
도 7은 본 발명이 적용된 플레이트 타입 초음파 진동자의 단면도
도 8은 본 발명이 적용된 로드 타입 초음파 진동자의 사시도
도 9은 본 발명이 적용된 또 다른 로드 타입 초음파 진동자의 사시도
도 10은 본 발명의 초음파 진동자에 의해 출력되는 초음파의 강도 분포와 효과를 설명하기 위한 개략도
A : 본 발명의 초음파 진동자에 의해 출력되는 초음파의 강도 분포를 도시한 개략도
B : 본 발명과 종래기술의 초음파 강도 분포를 비교 설명하기 위해 종래기술에 의한 초음파 강도 분포는 점선으로 표시하고 본 발명에 의한 초음파 강도 분포는 실선으로 표시한 개략도
도 11은 본 발명의 초음파 진동자에 의해 발생된 음압분포를 나타내는 이미지1 is an exploded perspective view of a conventional plate type ultrasonic vibrator
2 is an exploded perspective view of a conventional rod-type ultrasonic vibrator
3 is an exploded perspective view of another conventional rod-type ultrasonic vibrator
Figure 4 is a schematic diagram for explaining the intensity distribution of the ultrasonic wave output by the conventional ultrasonic vibrator
5 is an image showing a sound pressure distribution generated by a conventional ultrasonic vibrator
Figure 6 is a perspective view of a plate type ultrasonic vibrator to which the present invention is applied
7 is a cross-sectional view of the plate-type ultrasonic vibrator to which the present invention is applied.
8 is a perspective view of a rod-type ultrasonic vibrator to which the present invention is applied
9 is a perspective view of another rod-type ultrasonic vibrator to which the present invention is applied
Figure 10 is a schematic diagram for explaining the intensity distribution and the effect of the ultrasonic wave output by the ultrasonic vibrator of the present invention
A: Schematic diagram showing the intensity distribution of the ultrasonic waves output by the ultrasonic vibrator of the present invention
B: In order to compare the ultrasonic intensity distribution of the present invention and the prior art, the ultrasonic intensity distribution according to the prior art is represented by a dotted line, and the ultrasonic intensity distribution according to the present invention is represented by a solid line.
11 is an image showing the sound pressure distribution generated by the ultrasonic vibrator of the present invention

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the technical spirit of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.It is to be understood, however, that the appended drawings illustrate only typical embodiments of the present invention and are not to be considered as limiting the scope of the invention.

본 발명은 초음파 진동자에 관한 것이다. The present invention relates to an ultrasonic vibrator.

따라서 본 발명의 초음파 진동자도 종래와 같이 전원을 공급받아 진동하는 압전소자(10)를 갖는다.Therefore, the ultrasonic vibrator of the present invention also has a piezoelectric element 10 that vibrates by receiving power as in the prior art.

또, 압전소자(10)가 부착되는 진동출력몸체(20)를 갖는다. It also has a vibration output body 20 to which the piezoelectric element 10 is attached.

또, 진동출력몸체(20)의 상부에 결합되고, 압전소자(10)에 전원을 인가하기 위한 전선이 연결되어 있는 하우징(30)을 갖는다. In addition, it has a housing 30 is coupled to the upper portion of the vibration output body 20, the wire for connecting the power to the piezoelectric element 10 is connected.

또, 진동출력몸체(20)와 하우징(30) 사이에 위치되는 패킹(40)을 갖는다.It also has a packing 40 located between the vibration output body 20 and the housing 30.

그런데 본 발명은 초음파가 고르게 출력되어 고른 음압분포를 얻을 수 있는 초음파 진동자를 제공하려는 목적을 갖는다.However, an object of the present invention is to provide an ultrasonic vibrator capable of uniformly outputting ultrasonic waves to obtain an even sound pressure distribution.

본 출원의 발명자는 오랜 연구와 노력 끝에 도 6 및 도 7과 같이 진동출력몸체(20)에 압전소자삽입홀(21)을 형성하되 압전소자(10)가 진동하더라도 압전소자(10)의 측면이 접촉되지 않는 크기로 형성하고, 이 압전소자삽입홀(21)에 압전소자(10)를 부착하는 구조를 안출하였다.The inventors of the present application form a piezoelectric element insertion hole 21 in the vibration output body 20 as shown in FIGS. 6 and 7 after a long study and effort, even though the piezoelectric element 10 vibrates. It was formed in a size not in contact, and a structure for attaching the piezoelectric element 10 to the piezoelectric element insertion hole 21 was devised.

구체적으로 설명하면 본 발명의 구성요소인 진동출력몸체(20)에는 압전소자(10)가 삽입되어 부착되는 압전소자삽입홀(21)이 형성되어 있는데 이 압전소자삽입홀(21)은 압전소자(10)가 진동하더라도 압전소자(10)의 측면이 접촉되지 않는 크기로 형성되어 있다.Specifically, the piezoelectric element insertion hole 21 to which the piezoelectric element 10 is inserted and attached is formed in the vibration output body 20 which is a component of the present invention. The piezoelectric element insertion hole 21 is a piezoelectric element ( Even if 10 is vibrated, the side surface of the piezoelectric element 10 is formed in a size that does not contact.

또, 하우징(30)은 진동출력몸체(20)의 상부에 결합되어 진동출력몸체(20)의 압전소자삽입홀(21)을 차단하되 결합시 압전소자(10)와 접촉되지 않는다. In addition, the housing 30 is coupled to the upper portion of the vibration output body 20 to block the piezoelectric element insertion hole 21 of the vibration output body 20, but does not contact the piezoelectric element 10 during the coupling.

또, 패킹(40)은 진동출력몸체(20)와 하우징(30) 사이에 위치되어 압전소자삽입홀(21)을 외부와 차단한다.In addition, the packing 40 is located between the vibration output body 20 and the housing 30 to block the piezoelectric element insertion hole 21 from the outside.

하우징(30)이 압전소자(10)와 접촉되지 않아야 하는 이유는 압전소자(10)와 하우징(30)이 접촉될 경우 하우징(30) 방향으로도 초음파가 출력되고 이로 인해 전체적으로 초음파의 강도가 저하될 수 있기 때문이다.The reason why the housing 30 should not be in contact with the piezoelectric element 10 is that when the piezoelectric element 10 and the housing 30 are in contact with each other, ultrasonic waves are also output in the direction of the housing 30, thereby lowering the overall intensity of the ultrasonic waves. Because it can be.

압전소자(10)가 진동하더라도 압전소자삽입홀(21)에 접촉되지 않아야 하는 이유는 압전소자(10)와 압전소자삽입홀(21)이 접촉될 경우 종래와 같이 상대적으로 강한 초음파가 발생되는 지점이 발생되는 불균일한 음압상태가 발생되기 때문이다.The reason why the piezoelectric element insertion hole 21 is not in contact with the piezoelectric element insertion hole 21 even when the piezoelectric element 10 vibrates is a point where relatively strong ultrasonic waves are generated as in the prior art when the piezoelectric element 10 and the piezoelectric element insertion hole 21 are in contact with each other. This is because a nonuniform sound pressure state is generated.

전술한 본 발명의 초음파 진동자 구조는 진동출력몸체(20)의 길이를 길게 구현하면서도 초음파의 고른 출력이 가능하기 때문에 반도체 기판의 세정공정에 사용하는 조건에서 패킹(40)이 세정액에 접촉되지 않도록 할 수 있는 효과도 있다.(패킹(40)이 세정액에 접촉되지 않는 깊이로 투입하는 것임)Since the ultrasonic vibrator structure of the present invention described above enables the even output of ultrasonic waves while implementing the length of the vibration output body 20 to prevent the packing 40 from contacting the cleaning liquid under the conditions used in the cleaning process of the semiconductor substrate. There is also an effect that can be applied (packing 40 is put to a depth that does not contact the cleaning liquid)

종래와 같은 초음파 진동자의 구조에서 진동출력몸체(20)를 단순히 길게 구현할 경우에는 초음파의 고른 출력상태를 얻을 수 없다. When the vibration output body 20 is simply implemented in the structure of the ultrasonic vibrator as in the related art, it is impossible to obtain an even output state of the ultrasonic waves.

이는 초음파 진동자에 가까운 영역에서는 도 4와 같이 진폭이 큰 펄스의 수가 많으면서 특정 부분을 제외하고는 비교적 균일한 출력상태를 보이지만 초음파 진동자에서 멀어질수록 균일하지 못한 출력상태를 보이기 때문이다.(도 4참조)This is because, in the region close to the ultrasonic vibrator, as shown in FIG. 4, the number of pulses having a large amplitude shows a relatively uniform output state except for a specific portion, but the farther from the ultrasonic vibrator, the uneven output state appears. 4)

한편, 전술한 본 발명의 구조는 압전소자(10)를 진동출력몸체(20)에 안정적으로 부착시킬 수 있는 등의 이유로 조립이 용이하고, 진동출력몸체(20)를 과도하게 얇게 구현할 필요가 없는 등의 이유로 가공성도 우수하다.On the other hand, the structure of the present invention described above is easy to assemble for reasons such as to stably attach the piezoelectric element 10 to the vibration output body 20, there is no need to implement the vibration output body 20 excessively thin. It is also excellent in workability for reasons.

특히, 진동출력몸체(20)와 하우징(30)은 볼트(50)에 의해 결합되도록 하는 것이 바람직한데 볼트 사용을 위한 결합구조를 구현하는 것이 용이하다.In particular, the vibration output body 20 and the housing 30 is preferably to be coupled by the bolt 50 it is easy to implement a coupling structure for the use of the bolt.

본 발명에 있어서, 진동출력몸체(20)의 전체 높이(WT)는 진동출력몸체(20)의 하단부에서 압전소자삽입홀(21)의 바닥면까지 거리(L)의 배수를 제외한 높이로 구현하는 것이 바람직하다. In the present invention, the overall height (WT) of the vibration output body 20 is implemented to a height excluding the multiple of the distance (L) from the lower end of the vibration output body 20 to the bottom surface of the piezoelectric element insertion hole 21. It is preferable.

이는 진동출력몸체(20)의 전체 높이(WT)가 진동출력몸체(20)의 하단부에서 압전소자삽입홀(21)의 바닥면까지 거리(L)의 배수에 해당하는 경우 압전소자(10)가 부착되어 있는 부분과 그 주변에서만 초음파가 출력되는 것이 아니라 진동출력몸체(20) 전체에서 초음파가 출력될 수 있기 때문이다.When the total height WT of the vibration output body 20 corresponds to a multiple of the distance L from the lower end of the vibration output body 20 to the bottom surface of the piezoelectric element insertion hole 21, the piezoelectric element 10 This is because ultrasonic waves may be output from the entire vibration output body 20 instead of only the attached portion and the surroundings thereof.

이러한 현상은 본원발명의 목적 달성을 어렵게 하는 원인이 되기 때문에 이를 방지할 필요성이 있다.Since such a phenomenon causes a difficulty in achieving the object of the present invention, there is a need to prevent it.

실험결과 본 발명의 목적 달성을 고려할 때 진동출력몸체(20)의 하단부에서 압전소자삽입홀(21)의 바닥면까지의 거리는 1000kHz의 구동 주파수인 경우 3cm인 것이 바람직하다는 결과를 얻었다.Experimental results In consideration of achieving the object of the present invention, the distance from the lower end of the vibration output body 20 to the bottom surface of the piezoelectric element insertion hole 21 is obtained when the driving frequency of 1000kHz is 3cm.

공진 주파수를 고려하여 진동출력몸체(20)의 하단부에서 압전소자삽입홀(21)의 바닥면까지 거리(L)는 반파장의 정수배(λ/2, (λ/2)×2, (λ/2)×3,(λ/2)×4 등)에 해당하는 길이로 구현하는 것이 바람직하다.(상기 설명에서 λ는 음파의 파장을 의미함)Considering the resonance frequency, the distance L from the lower end of the vibration output body 20 to the bottom surface of the piezoelectric element insertion hole 21 is an integer multiple of half wavelength (λ / 2, (λ / 2) × 2, (λ / 2) It is preferable to implement a length corresponding to () × 3, (λ / 2) × 4, etc.) (λ in the above description means the wavelength of sound waves).

본 발명에 있어서, 진동출력몸체(20)는 석영, 사파이어, 탄탈, 티타늄, 실리콘, 세라믹, 알루미늄, 스테인레스 스틸 중 어느 하나의 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. In the present invention, the vibration output body 20 is preferably made of any one of quartz, sapphire, tantalum, titanium, silicon, ceramic, aluminum, stainless steel.

또, 진동출력몸체(20)의 표면에 테프론 코팅이 이루어져 있는 것이 바람직하다.
In addition, the surface of the vibration output body 20 is preferably made of Teflon coating.

1. 압전소자 2. 진동출력몸체
2a. 초음파출력연장부 3. 하우징
4. 패킹 5. 볼트
10. 압전소자 20. 진동출력몸체
21. 압전소자삽입홀 30. 하우징
40. 패킹 50. 볼트1. Piezoelectric element 2. Vibration output body
2a. Ultrasonic Output Extension 3. Housing
4. Packing 5. Bolt
10. Piezoelectric element 20. Vibration output body
21. Piezoelectric element insertion hole 30. Housing
40. Packing 50. Bolt

Claims (7)

초음파 진동자에 있어서,
전원을 공급받아 진동하는 압전소자(10);
상기 압전소자(10)가 삽입되어 부착되는 압전소자삽입홀(21)이 형성되어 있되 압전소자(10)가 진동하더라도 압전소자(10)의 측면이 접촉되지 않는 크기로 형성되어 있는 진동출력몸체(20);
상기 진동출력몸체(20)의 상부에 결합되어 진동출력몸체(20)의 압전소자삽입홀(21)을 차단하고, 압전소자(10)에 전원을 인가하기 위한 전선이 연결되어 있는 하우징(30);
상기 진동출력몸체(20)와 하우징(30) 사이에 위치되어 압전소자삽입홀(21)을 외부와 차단하는 패킹(40);을 포함하여 구성되어 있되
상기 진동출력몸체(20)의 하단부에서 압전소자삽입홀(21)의 바닥면까지 거리(L)는 반파장의 정수배에 해당하는 길이로 구현된 것을 특징으로 하는, 초음파 진동자.
In the ultrasonic vibrator,
A piezoelectric element vibrating with power;
The piezoelectric element insertion hole 21 is formed to be inserted and attached to the piezoelectric element 10, but the vibration output body is formed in such a size that the side of the piezoelectric element 10 does not come into contact even if the piezoelectric element 10 vibrates ( 20);
It is coupled to the upper portion of the vibration output body 20 to block the piezoelectric element insertion hole 21 of the vibration output body 20, the housing 30 is connected to a wire for applying power to the piezoelectric element (10) ;
And a packing 40 positioned between the vibration output body 20 and the housing 30 to block the piezoelectric element insertion hole 21 from the outside.
Ultrasonic vibrator, characterized in that the distance (L) from the lower end of the vibration output body 20 to the bottom surface of the piezoelectric element insertion hole 21 is implemented to a length corresponding to an integer multiple of half wavelength.
초음파 진동자에 있어서,
전원을 공급받아 진동하는 압전소자(10);
상기 압전소자(10)가 삽입되어 부착되는 압전소자삽입홀(21)이 형성되어 있되 압전소자(10)가 진동하더라도 압전소자(10)의 측면이 접촉되지 않는 크기로 형성되어 있는 진동출력몸체(20);
상기 진동출력몸체(20)의 상부에 결합되어 진동출력몸체(20)의 압전소자삽입홀(21)을 차단하고, 압전소자(10)에 전원을 인가하기 위한 전선이 연결되어 있는 하우징(30);
상기 진동출력몸체(20)와 하우징(30) 사이에 위치되어 압전소자삽입홀(21)을 외부와 차단하는 패킹(40);을 포함하여 구성되어 있되
상기 진동출력몸체(20)의 전체 높이(WT)는 진동출력몸체(20)의 하단부에서 압전소자삽입홀(21)의 바닥면까지 거리(L)의 배수를 제외한 높이로 구현된 것을 특징으로 하는, 초음파 진동자.
In the ultrasonic vibrator,
A piezoelectric element vibrating with power;
The piezoelectric element insertion hole 21 is formed to be inserted and attached to the piezoelectric element 10, but the vibration output body is formed in such a size that the side of the piezoelectric element 10 does not come into contact even if the piezoelectric element 10 vibrates ( 20);
It is coupled to the upper portion of the vibration output body 20 to block the piezoelectric element insertion hole 21 of the vibration output body 20, the housing 30 is connected to a wire for applying power to the piezoelectric element (10) ;
And a packing 40 positioned between the vibration output body 20 and the housing 30 to block the piezoelectric element insertion hole 21 from the outside.
The total height (WT) of the vibration output body 20 is characterized in that the height is implemented by excluding the multiple of the distance (L) from the lower end of the vibration output body 20 to the bottom surface of the piezoelectric element insertion hole 21. , Ultrasonic oscillator.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 하우징(30)은 압전소자(10)와 접촉되지 않는 것을 특징으로 하는, 초음파 진동자.
3. The method according to claim 1 or 2,
Ultrasonic vibrator, characterized in that the housing 30 is not in contact with the piezoelectric element (10).
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 진동출력몸체(20)와 하우징(30)은 볼트(50)에 의해 결합되어 있는 것을 특징으로 하는, 초음파 진동자.
3. The method according to claim 1 or 2,
The vibration output body 20 and the housing 30 is characterized in that coupled by the bolt 50, ultrasonic vibrator.
제 2항에 있어서,
상기 진동출력몸체(20)의 하단부에서 압전소자삽입홀(21)의 바닥면까지 거리(L)는 반파장의 정수배에 해당하는 길이로 구현된 것을 특징으로 하는, 초음파 진동자.
The method of claim 2,
Ultrasonic vibrator, characterized in that the distance (L) from the lower end of the vibration output body 20 to the bottom surface of the piezoelectric element insertion hole 21 is implemented to a length corresponding to an integer multiple of half wavelength.
제 5항에 있어서,
상기 진동출력몸체(20)는 석영, 사파이어, 탄탈, 티타늄, 실리콘, 세라믹, 알루미늄, 스테인레스 스틸 중 어느 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는, 초음파 진동자.
6. The method of claim 5,
The vibration output body 20 is characterized in that made of any one of quartz, sapphire, tantalum, titanium, silicon, ceramic, aluminum, stainless steel, ultrasonic vibrator.
제 6항에 있어서,
상기 진동출력몸체(20)는 표면에 테프론 코팅이 이루어진 것을 특징으로 하는, 초음파 진동자.
The method of claim 6,
The vibration output body 20 is characterized in that the surface is made of Teflon coating, ultrasonic vibrator.
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