KR101467934B1 - Piezo fiber composite structure and device using thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 피에조 파이버 컴포지트 구조체에 관한 것으로서, 특히 이러한 피에조 파이버 컴포지트 구조체에 플렉서블한 성질을 부가하기 위한 구조에 관한 발명이다. 또한, 본 발명은 피에조 파이버 컴포지트 구조체를 이용한 소자에 관한 발명이다.
BACKGROUND OF THE
MFC(Macro Fiber Composite; 매크로 파이버 컴포지트)은 적은 비용으로 고성능, 유연성 및 신뢰성을 확보할 수 있어서 액츄에이터 또는 센서에 많이 이용되고 있다. 이는 미국 나사에 의해 1996년에 개발되었고, 2002년부터 전세계에서 상업적으로 판매되고 있다.Macro Fiber Composite (MFC) is widely used in actuators or sensors because it provides high performance, flexibility and reliability at low cost. It was developed by NASA in 1996 and has been commercially available worldwide since 2002.
이러한 매크로 파이버 컴포지트는 유연성이 확보되고, 내구성이 있으며, 신뢰도가 높고, 압전 파이버(piezo-fiber) 또는 로드(rod)를 이용한 압전 특성을 갖고 있어 전기적 신호가 인가되면 기계적 변형이 일어나고 또는 그 반대로 외부의 기계적 힘이 인가되면서 MFC의 변형이 발생하면 전기적 신호를 발생하게 되어 센서 또는 에너지 하베스팅 소자에도 활용이 가능하다.These macro-fiber composites are flexible, durable, reliable, and have piezo-electric characteristics using piezo-fibers or rods, which can cause mechanical deformation when an electrical signal is applied, When the mechanical force of the MFC is applied, the MFC generates an electrical signal and it can be applied to the sensor or the energy harvesting device.
현재 매크로 파이버 컴포지트를 이용한 압전 에너지 장치는 도 1에서 보는 것처럼 전극 패턴(1, 5)을 포함한 두 층(2, 6) 사이에 직사각형 압전 세라믹 로드(9; rod)를 배치하여 이루어진 채로 만들어진다. 전극 패턴은 인터디지티드하게(interdigitedly) 서로 맞물린 패턴으로 층을 형성하는 필름(2, 6)에 부착되어 있고, 이러한 전극 패턴에 의해 인가된 전압을 직접 압전 세라믹 로드(9)에 전달하고, 또한 이러한 세라믹 로드에서 발생된 전압을 수집할 수 있다.The piezoelectric energy device using the present macro fiber composite is made by arranging a rectangular piezoelectric ceramic rod (rod) 9 between two layers 2 and 6 including
이러한 압전 구조체는 얇아짐에 따라 복합체 구조에 임베디드 되거나 또는 다른 다양한 구조로 이용될 수 있으며, 특히 세라믹 구조체임에도 불구하고 유연성이 확보되어 플렉서블한 성질을 나타내기 때문에, 매우 민감하게 변형 등이 발생할 때 압전 에너지 발전 소자로서 전력을 생산할 수 있기 때문에 에너지 하베스팅 소자로 이용 가능하다. 도 2에서와 같이 팽창, 굽힘, 뒤틀림과 같은 변형이 발생되었을 때 에너지 하베스팅이 가능하다.Such a piezoelectric structure may be embedded in the composite structure or may be used in various other structures as the piezoelectric structure becomes thin. Especially, in spite of being a ceramic structure, flexibility is ensured and exhibits a flexible property. Therefore, It can be used as an energy harvesting device because it can produce power as an energy generating device. As shown in FIG. 2, energy harvesting is possible when deformation such as expansion, bending, and warping occurs.
이러한 피에조 파이버 컴포지트를 이용한 소자는 플렉서블한 성질을 나타낼 수 있기 때문에 플렉서블한 성질을 이용하여 다양한 응용 분야에 이용될 수 있으나, 다만 그 플렉서블한 성질을 유지하는데 있어서, 외부의 응력이 인가되었을 때 압전 성질을 나타내는데 있어서 압전 세라믹 로드가 부러지거나 또는 크랙이 발생될 수 있어서 문제가 될 수 있으며, 또한 이와 더불어 추가적인 더욱 유연한 소자를 만드는 경우에 있어서 세라믹 소재 자체의 강성 때문에 추가적인 유연성을 얻는데 문제가 있었다.
Since a device using such a piezo fiber composite can exhibit a flexible property, it can be used for various applications by using a flexible property. However, in order to maintain the flexible property, a piezoelectric property There is a problem in that the piezoelectric ceramic rod may be broken or cracked, which is a problem, and in addition, in the case of making an additional more flexible device, there is a problem in obtaining additional flexibility due to the rigidity of the ceramic material itself.
본 발명은 위에서 언급한 문제점을 해결하기 위한 발명으로서, 본 발명에 의해서 압전 세라믹 로드의 부러짐 또는 크랙 발생을 막으면서 동시에 추가적인 유연성을 확보하기 위한 발명에 관한 것이다. 본 발명의 피에조 파이버 컴포지트 구조체는 액츄에이터 등에 이용될 수 있다.The present invention relates to an invention for solving the above-mentioned problems and an invention for securing additional flexibility while preventing breakage or cracking of a piezoelectric ceramic rod by the present invention. The piezoelectric composite structure of the present invention can be used for an actuator or the like.
본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 파이버 컴포지트 구조체는, 복수의 압전 세라믹이 길이 방향으로 사이에 금속층을 두고 연결되어 있는 압전 세라믹 로드를 복수개 포함하고, 상기 복수의 압전 세라믹 로드가 서로 옆으로 나란히 배치되어 있고 길이 방향에 수직한 방향을 따라서 상기 복수의 압전 세라믹 로드 사이에는 접착제가 배치되어 복수의 압전 세라믹 로드가 서로 연결되어 있으며, 상기 압전 세라믹 로드에서 복수의 압전 세라믹의 길이가 서로 상이한 것을 특징으로 한다.A piezoelectric composite structure according to an embodiment of the present invention includes a plurality of piezoelectric ceramic rods in which a plurality of piezoelectric ceramics are connected in a longitudinal direction with a metal layer interposed therebetween and the plurality of piezoelectric ceramic rods are arranged side by side And an adhesive is disposed between the plurality of piezoelectric ceramic rods along a direction perpendicular to the longitudinal direction so that the plurality of piezoelectric ceramic rods are connected to each other, and the lengths of the plurality of piezoelectric ceramics in the piezoelectric ceramic rods are different from each other do.
이 경우 압전 세라믹의 길이는 동일한 압전 세라믹 로드에서는 동일하고 상이한 압전 세라믹 로드의 압전 세라믹의 길이와는 상이하며, 상기 압전 세라믹 로드의 형상은 상기 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 중심부로부터 압전 세라믹 로드의 길이 방향에 수직한 방향을 따라 좌우대칭을 이루고 있는 것을 특징으로 한다.In this case, the length of the piezoelectric ceramics differs from the length of the piezoelectric ceramics of the same and different piezoelectric ceramic rods in the same piezoelectric ceramic rod, and the shape of the piezoelectric ceramic rod is different from that of the piezoelectric ceramic composite rod in the longitudinal direction of the piezoelectric ceramic rod And is symmetrical in a left-right direction along a vertical direction.
본 발명의 추가적인 실시예에 따른 피에조 파이버 컴포지트 구조체는, 복수의 압전 세라믹이 길이 방향으로 사이에 금속층/접착제층/금속층을 두고 연결되어 있는 압전 세라믹 로드를 복수개 포함하고, 상기 복수의 압전 세라믹 로드가 서로 옆으로 나란히 배치되어 있고 길이 방향에 수직한 방향을 따라서 상기 복수의 압전 세라믹 로드 사이에는 접착제가 배치되어 복수의 압전 세라믹 로드가 서로 연결되어 있으며, 상기 금속층/접착제층/금속층 배열에서 금속층과 금속층을 연결하기 위해 상기 접착제층의 외부로 금속 브릿지가 배치되어 있고, 상기 압전 세라믹 로드에서 복수의 압전 세라믹의 길이가 서로 상이한 것을 특징으로 한다.A piezoelectric composite structure according to a further embodiment of the present invention includes a plurality of piezoelectric ceramic rods in which a plurality of piezoelectric ceramics are connected with a metal layer / adhesive layer / metal layer interposed therebetween in the longitudinal direction, and the plurality of piezoelectric ceramic rods An adhesive is disposed between the plurality of piezoelectric ceramic rods along a direction perpendicular to the longitudinal direction so that a plurality of piezoelectric ceramic rods are connected to each other, and the metal layer and the metal layer in the metal layer / adhesive layer / Wherein a metal bridge is disposed outside the adhesive layer to connect the plurality of piezoelectric ceramics, and the lengths of the plurality of piezoelectric ceramics in the piezoelectric ceramic rod are different from each other.
이 경우 압전 세라믹의 길이는 동일한 압전 세라믹 로드에서는 동일하고 상이한 압전 세라믹 로드의 압전 세라믹의 길이와는 상이하며, 상기 압전 세라믹 로드의 형상은 상기 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 중심부로부터 압전 세라믹 로드의 길이 방향에 수직한 방향을 따라 좌우대칭을 이루고 있는 것을 특징으로 한다.In this case, the length of the piezoelectric ceramics differs from the length of the piezoelectric ceramics of the same and different piezoelectric ceramic rods in the same piezoelectric ceramic rod, and the shape of the piezoelectric ceramic rod is different from that of the piezoelectric ceramic composite rod in the longitudinal direction of the piezoelectric ceramic rod And is symmetrical in a left-right direction along a vertical direction.
본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 파이버 컴포지트 구조체를 이용한 소자는, 상기 피에조 파이버 컴포지트 구조체; 및 상기 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 위 아래에 각각 부착되는 전극 패턴을 포함한 지지체로서, 고분자 물질층; 상기 고분자 물질층 위에 형성된 전극 패턴들; 및 상기 전극 패턴들을 덮고 있는 접착층을 포함한, 전극 패턴을 포함한 지지체를 포함하고, 상기 지지체의 각각의 전극 패턴은 제 1 전극 패턴 및 제 2 전극 패턴으로 이루어져 있으며, 상기 제 1 전극 패턴 및 제 2 전극 패턴은 전기적으로 절연되어 있고, 각각 서로 맞물리는(interdigitated) 전극 패턴을 형성하는 복수의 전극을 포함하며, 상기 전극 패턴들의 각각의 전극은 일정한 간격으로 상기 전극을 덮고 있는 접착층을 관통하여 접착층 위로 노출되도록 형성된 비아(via) 전극을 복수개 포함하고, 상기 전극 패턴들을 포함한 지지체는 각각 접착층이 상기 피에조 파이버 컴포지트 구조체를 향하도록 상기 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 상하부에 부착되며, 상기 전극 패턴들의 전극의 비아 전극이 상기 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 금속층과 전기적으로 연결되어 있으며, 이에 의해 상기 압전 세라믹 로드의 각각의 압전 세라믹의 좌우에 (+) 및 (-) 극성이 형성되는 것을 특징으로 한다.A device using a piezoelectric fiber composite structure according to an embodiment of the present invention includes: the piezoelectric fiber composite structure; And an electrode pattern attached on the upper and lower sides of the piezoelectric fiber composite structure, respectively, the support comprising: a polymeric material layer; Electrode patterns formed on the polymer material layer; And a support including an electrode pattern including an adhesive layer covering the electrode patterns, wherein each electrode pattern of the support comprises a first electrode pattern and a second electrode pattern, and the first electrode pattern and the second electrode The pattern is electrically insulated and includes a plurality of electrodes forming interdigitated electrode patterns, wherein each electrode of the electrode patterns passes through an adhesive layer covering the electrode at regular intervals and is exposed on the adhesive layer Wherein the support structure including the electrode patterns is attached to upper and lower portions of the piezoelectric composite structure so that an adhesive layer faces the piezoelectric composite structure, The metal layer of the piezo- (+) And (-) polarities are formed on the right and left sides of the respective piezoelectric ceramics of the piezoelectric ceramic rod.
이 경우 상기 제 1 전극 패턴 및 제 2 전극 패턴의 복수의 전극은 각각 상기 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 압전 세라믹 로드의 길이 방향에 수직한 방향을 따라 연장되어 있는 것을 특징으로 한다.In this case, each of the plurality of electrodes of the first electrode pattern and the second electrode pattern extends along a direction perpendicular to the longitudinal direction of the piezoelectric ceramic rod of the piezoelectric composite structure.
한편, 상기 전극의 바이 전극은 상기 압전 세라믹 로드의 길이 방향으로 배치된 금속층과 연결되는 부분에서만 전극을 덮고 있는 접착층을 관통하여 접착층 위로 노출되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.The bi-electrode of the electrode is formed to be exposed on the adhesive layer through an adhesive layer covering the electrode only in a portion connected to the metal layer disposed in the longitudinal direction of the piezoelectric ceramic rod.
본 발명의 추가적인 실시예에 따른 피에조 파이버 컴포지트 구조체를 이용한 소자는, 피에조 파이버 컴포지트 구조체가 복수개가 겹쳐져 쌓여있는 구조체; 및 상기 구조체의 위 아래에 각각 부착되는 지지체로서, 고분자 물질층; 상기 고분자 물질층 위에 형성된 전극 패턴들; 및 상기 전극 패턴들을 덮고 있는 접착층을 포함한, 전극 패턴을 포함한 지지체를 포함하고, 상기 지지체의 각각의 전극 패턴은 제 1 전극 패턴 및 제 2 전극 패턴으로 이루어져 있으며, 상기 제 1 전극 패턴 및 제 2 전극 패턴은 전기적으로 절연되어 있고, 각각 서로 맞물리는(interdigitated) 전극 패턴을 형성하는 복수의 전극을 포함하며, 상기 전극 패턴들의 각각의 전극은 일정한 간격으로 상기 전극을 덮고 있는 접착층을 관통하여 접착층 위로 노출되도록 형성된 비아 전극을 복수개 포함하며, 상기 전극 패턴들을 포함한 지지체는 각각 접착층이 상기 피에조 파이버 컴포지트 구조체를 향하도록 상기 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 상하부에 부착되며, 상기 전극 패턴들의 전극의 비아 전극이 상기 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 금속층과 전기적으로 연결되어 있으며, 이에 의해 상기 압전 세라믹 로드의 각각의 압전 세라믹의 좌우에 (+) 및 (-) 극성이 형성되는 것을 특징으로 한다.A device using a piezoelectric fiber composite structure according to a further embodiment of the present invention includes: a structure in which a plurality of piezoelectric fiber composite structures are stacked; And a support attached to each of the upper and lower sides of the structure, the support comprising: a polymeric material layer; Electrode patterns formed on the polymer material layer; And a support including an electrode pattern including an adhesive layer covering the electrode patterns, wherein each electrode pattern of the support comprises a first electrode pattern and a second electrode pattern, and the first electrode pattern and the second electrode The pattern is electrically insulated and includes a plurality of electrodes forming interdigitated electrode patterns, wherein each electrode of the electrode patterns passes through an adhesive layer covering the electrode at regular intervals and is exposed on the adhesive layer Wherein the via-electrodes of the electrode patterns are attached to upper and lower portions of the piezoelectric fiber composite structure so that the adhesive layer is directed to the piezoelectric fiber composite structure, The metal layer of the composite structure and the electrical Is connected to and whereby the (+) and each of the left and right of the piezoelectric ceramics of the piezoelectric ceramic rod - is characterized in that the polar form ().
이 경우 상기 전극은 상기 전극이 상기 압전 세라믹 로드의 길이 방향으로 배치된 금속층과 연결되는 부분에서만 전극을 덮고 있는 접착층을 관통하여 접착층 위로 노출되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In this case, the electrode is formed such that the electrode is exposed on the adhesive layer through the adhesive layer covering the electrode only in a portion where the electrode is connected to the metal layer disposed in the longitudinal direction of the piezoelectric ceramic rod.
본 발명의 구조에 의해 본 발명에 따른 피에조 파이버 컴포지트 구조체를 이용한 소자는 압전 세라믹 로드에서 각각의 압전 세라믹 사이에 직접 전압을 걸어주거나 전기적 신호를 받을 수 있으므로 응답의 신뢰도가 높으며 압전 세라믹에 폴링을 걸어줄 때 그 효과도 매우 뛰어날 뿐만 아니라 각각의 압전 세라믹에서 일부분이 아닌 전체 부분에서 압전 효과를 얻을 수 있어 매우 유리하다. 또한, 압전 세라믹 로드는 복수개의 압전 세라믹이 길이 방향을 따라 연결되어 있으므로, 더욱 플렉서블한 성질을 나타낼 수 있다.
According to the structure of the present invention, the device using the piezoelectric composite structure according to the present invention is capable of applying a direct voltage or receiving an electrical signal between the piezoelectric ceramics in the piezoelectric ceramic rod, thereby providing high reliability of response and polling the piezoelectric ceramics Not only is it extremely effective, but it is also very beneficial to obtain a piezoelectric effect in the entire portion of each piezoelectric ceramic rather than a portion thereof. Further, since the piezoelectric ceramics rod is connected to the plurality of piezoelectric ceramics along the longitudinal direction, the piezoelectric ceramic rod can exhibit more flexible properties.
도 1은 종래 기술에 따른 피에조 파이버 컴포지트를 이용한 압전 에너지 장치의 일 실시예의 모습을 도시한다.
도 2는 피에조 파이버 컴포지트에 팽창, 굽힘, 뒤틀림과 같은 변형이 발생한 경우의 모습을 도시한다.
도 3a 및 3b은 본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 사시도 및 평면도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 일부분의 모습을 도시한다.
도 5a-5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 패턴을 포함한 지지체의 제조 공정을 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 피에조 파이버 컴포지트 구조체를 이용한 소자를 제작하기 위해 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 위아래에 전극 패턴을 포함한 지지체를 부착하는 과정을 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 파이버 컴포지트를 이용한 소자의 평면도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 파이버 컴포지트를 이용한 소자의 전극 구조의 확대도이다.
도 9 및 10은 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 피에조 파이버 컴포지트의 구조와 구조에 따라 변형(strain)이 발생하는 모습을 도시한다.
도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 파이버 컴포지트 구조체가 복수개가 쌓여있는 모습을 도시한다.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명되며, 전체 도면에서 걸쳐 유사한 도면번호는 유사한 엘리먼트를 나타내기 위해서 사용된다. 설명을 위해 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 발명의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나 이러한 실시예들은 이러한 특정 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다. 다른 예들에서, 공지된 구조 및 장치들은 실시예들의 설명을 용이하게 하기 위해서 블록 다이아그램 형태로 제시된다. FIG. 1 shows an embodiment of a piezoelectric energy device using a piezoelectric fiber composite according to the prior art.
Fig. 2 shows a state in which a strain such as expansion, bending, and warping occurs in the piezoelectric fiber composite.
FIGS. 3A and 3B illustrate a perspective view and a plan view of a piezoelectric composite structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 illustrates a view of a portion of a piezo fiber composite structure in accordance with a further embodiment of the present invention.
5A to 5D illustrate a process for manufacturing a support including an electrode pattern according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 illustrates a process of attaching a support including an electrode pattern to upper and lower portions of a piezoelectric fiber composite structure to fabricate a device using the piezoelectric fiber composite structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 illustrates a top view of a device using a piezoelectric composite according to an embodiment of the present invention.
8 is an enlarged view of an electrode structure of a device using a piezoelectric fiber composite according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 9 and 10 illustrate how a strain occurs in accordance with the structure and structure of a piezoelectric fiber composite according to a further embodiment of the present invention.
11 illustrates a plurality of piezoelectric composite structures according to an embodiment of the present invention.
Various embodiments are now described with reference to the drawings, wherein like reference numerals are used throughout the drawings to refer to like elements. For purposes of explanation, various descriptions are set forth herein to provide an understanding of the present invention. It is evident, however, that such embodiments may be practiced without these specific details. In other instances, well-known structures and devices are shown in block diagram form in order to facilitate describing the embodiments.
하기 설명은 본 발명의 실시예에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해서 하나 이상의 실시예들의 간략화된 설명을 제공한다. 본 섹션은 모든 가능한 실시예들에 대한 포괄적인 개요는 아니며, 모든 엘리먼트들 중 핵심 엘리먼트를 식별하거나, 모든 실시예의 범위를 커버하고자 할 의도도 아니다. 그 유일한 목적은 후에 제시되는 상세한 설명에 대한 도입부로서 간략화된 형태로 하나 이상의 실시예들의 개념을 제공하기 위함이다.The following description provides a simplified description of one or more embodiments in order to provide a basic understanding of embodiments of the invention. This section is not a comprehensive overview of all possible embodiments and is not intended to identify key elements or to cover the scope of all embodiments of all elements. Its sole purpose is to present the concept of one or more embodiments in a simplified form as a prelude to the more detailed description that is presented later.
본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 파이버 컴포지트 구조체는 도 3a 및 도 3b에서 도시되어 있다. 도 3a은 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 사시도를 도시하고, 도 3b는 이의 평면도를 각각 도시한다.A piezo- fiber composite structure according to one embodiment of the present invention is shown in Figures 3A and 3B. FIG. 3A shows a perspective view of a piezo fiber composite structure, and FIG. 3B shows a top view thereof.
본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 파이버 컴포지트 구조체(100)는 복수개의 압전 세라믹 로드(110, 120, 130)를 포함한다. 압전 세라믹 로드의 개수에는 제한이 없다.A
복수의 압전 세라믹 로드(110, 120, 130)는 도 3a 및 3b에서와 같이 압전 세라믹 로드들이 서로 옆으로 나란히 배치되어 있다. 이 경우에 서로 나란히 배치됨으로써 압전 세라믹 로드의 길이 방향에 수직한 방향으로 볼 때 압전 세라믹은 압전 세라믹끼리 나란히 배치되고, 금속층은 금속층끼리 나란히 배치된다. 이때 복수의 압전 세라믹 로드(110, 120, 130)는 접착제(90)에 의해 서로 연결이 된다. 접착제(90)는 에폭시가 이용되는 것이 바람직하나, 이에 대한 특별한 제한은 없다.The plurality of piezoelectric
압전 세라믹 로드(110, 120, 130) 각각은 복수의 압전 세라믹(111, 112, 113, 114, 115; 121, 122, 123, 124; 131, 132, 133, 134)이 길이 방향으로 연결된 형태이며, 이 경우 압전 세라믹들 사이에는 금속층(211, 212, 213, 214; 221, 222, 223; 231, 232, 233)이 배치되어 있다. 이 경우 압전 세라믹의 길이는 상이하고, 금속층의 두께는 서로 일정하고 얇게 제작하는 것이 바람직하다.Each of the piezoelectric
이 경우 금속층은 바람직하게는 구리를 이용하는 것이 바람직하며, 금속층의 두께는 특별한 한정은 없으나 얇은 것이 바람직하다. 이 경우 금속층으로는 구리 이외에 은, 알루미늄, 금 등 다른 금속, CNT, 그래핀도 이용될 수 있다.In this case, the metal layer is preferably copper, and the thickness of the metal layer is not particularly limited, but is preferably thin. In this case, in addition to copper, other metal such as silver, aluminum, and gold, CNT, and graphene may be used as the metal layer.
도 4는 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 일부분의 모습을 도시한다. 도 4는 도 3과 모든 구조는 동일하나, 압전 세라믹 로드를 제작함에 있어서 복수의 압전 세라믹이 서로 연결됨에 있어서 도 3에서와 같이 금속층에 의해서만 연결이 된 것이 아니고 금속층/접착제층/금속층을 사이에 두고 연결이 되어 있다.FIG. 4 illustrates a view of a portion of a piezo fiber composite structure in accordance with a further embodiment of the present invention. FIG. 4 is a view similar to FIG. 3 except that the piezoelectric ceramics are connected to each other by a plurality of piezoceramics connected to each other, There is a connection.
도 4에서와 같이 압전 세라믹 로드에서 압전 세라믹이 서로 길이 방향으로 연결되는 부분을 봤을 때 압전 세라믹(401, 402) 두 개의 연결 부위 사이에는 차례대로 금속층(501) / 접착제층(505) / 금속층(502)이 배치되어 있다. 도 4에서는 압전 세라믹의 연결을 위해 금속 필름(501, 502)을 각각 압전 세라믹에 부착한 이후 접착제층(505)으로 연결함으로써 압전 세라믹 로드가 도 3에서보다 더욱 견고하게 연결될 수 있다.As shown in FIG. 4, when the piezoelectric ceramics are connected to each other in the longitudinal direction in the piezoelectric ceramic rod, the
도 3에서는 압전 세라믹이 금속층에 의해 연결되었으므로 전기적 배선에 문제가 없었으나, 본 발명에서는 접착제층에 의해 전기적으로 절연되므로, 도 4에서와 같이 금속 브릿지(601)를 형성시킨다.In FIG. 3, since the piezoelectric ceramics are connected by the metal layer, there is no problem with the electrical wiring. However, in the present invention, the
이러한 금속 브릿지(601)의 형상에는 특별한 제한은 없으며, 도 4에서와 같이 두 금속층(501, 502)을 연결하기 위함이며, 브릿지의 개수에도 특별한 제한은 없다. The shape of the
도 3 및 도 4에서와 같은 금속층 및 금속 브릿지를 이용해 도 6 내지 도 8에서 도시된 것과 같이 피에조 파이버 컴포지트 구조체를 이용한 소자가 제작되었을 때 전극을 통해 압전 세라믹에 전압을 걸어주는 것이 가능하고 또한 압전 세라믹에서 발생된 전기적 신호를 전극으로 전달이 가능하게 된다.When a device using a piezoelectric fiber composite structure as shown in FIGS. 6 to 8 is manufactured using the metal layer and the metal bridge as shown in FIGS. 3 and 4, it is possible to apply a voltage to the piezoelectric ceramic through the electrode, The electric signal generated in the ceramic can be transmitted to the electrode.
본 발명에서는 이와 같이 금속층 및 금속 브릿지를 이용해 압전 세라믹 로드에서 각각의 압전 세라믹 사이에 직접 전압을 걸어주거나 전기적 신호를 받을 수 있으므로 응답의 신뢰도가 높으며 압전 세라믹에 폴링을 걸어줄 때 그 효과도 매우 뛰어날 뿐만 아니라 각각의 압전 세라믹에서 일부분이 아닌 전체 부분에서 압전 효과를 얻을 수 있어 매우 유리하다.In the present invention, since the piezoelectric ceramic rod can directly apply a voltage or receive an electrical signal between the piezoelectric ceramics using the metal layer and the metal bridge, the reliability of the response is high and the effect is excellent when the piezoelectric ceramic is polled In addition, it is very advantageous to obtain a piezoelectric effect in the entire portion of each piezoelectric ceramic rather than a portion thereof.
이하에서는 이러한 피에조 파이버 컴포지트 구조체를 이용한 소자에 관해 설명하도록 하겠다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소자를 제작하기 위해 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 위아래에 전극 패턴을 포함한 지지체를 부착하는 과정을 도시하고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 파이버 컴포지트를 이용한 소자의 평면도를 도시한다.Hereinafter, a device using such a piezoelectric composite structure will be described. FIG. 6 illustrates a process of attaching a support including an electrode pattern on upper and lower portions of a piezoelectric fiber composite structure in order to fabricate a device according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 illustrates a process of attaching a piezoelectric fiber composite according to an embodiment of the present invention. Is a plan view of the device using the device shown in FIG.
본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 파이버 컴포지트 구조체를 이용한 소자(700)는 피에조 파이버 컴포지트 구조체(100); 및 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 위 아래로 각각 부착되는 지지체(500)를 포함한다.A device 700 using a piezoelectric fiber composite structure according to an embodiment of the present invention includes a piezoelectric fiber
피에조 파이버 컴포지트 구조체에 대해서는 위에서 두가지 실시예를 통해 자세히 설명하였고, 이에 대한 추가적인 설명은 생략한다.The piezo fiber composite structure is described in detail in the above two embodiments, and a further explanation thereof will be omitted.
피에조 파이버 컴포지트 구조체의 위 아래로 각각 부착되는 지지체(500)는 도 5a-5d에서와 같은 과정에 의해 제작된다.
지지체(500)는 도 5에서와 같이 고분자 물질층(510); 그 위에 형성된 전극 패턴들(520); 및 전극 패턴을 덮고 있는 접착층(530)으로 이루어진다.5, the
고분자 물질층(510)은 지지판으로 이용되는 것으로서, 바람직하게는 폴리이미드의 재질로 이루어진다. 이 경우 폴리이미드가 바람직하지만 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.The
전극 패턴들(520)은 지지체의 상에 형성되어 있으며, 제 1 전극 패턴 및 제 2 전극 패턴으로 이루어져 있다. 제 1 및 제 2 전극 패턴은 서로 전기적으로 절연되어 있고 각각 서로 맞물리는(interdigitated) 전극 패턴을 형성하는 복수의 전극을 포함한다. 이는 도 7에서 도시된 것처럼 제 1 전극 패턴(610)과 제 2 전극 패턴(620)이 하나의 지지체 상에 서로 절연되면서 맞물리도록 형성되어 있다. 이는 마치 빗(comb)과 같은 형상을 이루고 있다. 빗에서 각각의 살에 해당하는 부분이 복수의 전극을 이루고 있다.The
도 7에서 보는 것처럼 제 1 전극 패턴 및 제 2 전극 패턴의 복수의 전극은 각각 상기 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 압전 세라믹 로드의 길이 방향에 수직한 방향을 따라 연장되어 있는 것이 바람직하다. 왜냐하면 전극 패턴의 전극과 이렬로 배치된 압전 세라믹 로드의 금속층을 서로 전기적으로 연결시키기에 전극 패턴이 압전 세라믹 로드의 길이 방향에 수직하게 배치되는 것이 유리하기 때문이다.As shown in FIG. 7, the plurality of electrodes of the first electrode pattern and the second electrode pattern may extend along a direction perpendicular to the longitudinal direction of the piezoelectric ceramic rod of the piezoelectric composite structure. This is because it is advantageous for the electrode pattern to be disposed perpendicularly to the longitudinal direction of the piezoelectric ceramic rod in order to electrically connect the electrodes of the electrode pattern and the metal layer of the piezoelectric ceramic rod arranged in an array.
제 1 전극 패턴(610)은 예를 들어 (-) 극성을 갖고, 제 2 전극 패턴(620)은 (+) 극성을 가지며 이는 서로 바뀔 수 있다.The first electrode pattern 610 has a negative polarity and the second electrode pattern 620 has a positive polarity, for example.
도 7은 평면도이고, 하부 지지체에도 상부 지지체와 마찬가지로 (도 1과 같이) 동일한 제 1 및 제 2 전극 패턴이 형성되어 있다. 이러한 상하부 지지체의 전극 패턴은 동일한 극성을 가지고 있으며, 도 6에서와 같이 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 위아래에 부착되며, 이 경우 압전 세라믹 로드의 금속층과 각각의 전극 패턴의 전극이 맞닿아 전기적 연결이 이루어지도록 형성된다.Fig. 7 is a plan view showing the first and second electrode patterns formed on the lower support in the same manner as the upper support (as in Fig. 1). The electrode patterns of the upper and lower supports have the same polarity and are attached to the upper and lower portions of the piezoelectric composite structure as shown in FIG. 6. In this case, the metal layer of the piezoelectric ceramic rod and the electrodes of the electrode patterns are in contact with each other, .
이 경우 전극이 금속층과 맞닿도록 하기 위해 도 5에서 보는 것처럼 전극을 덮고 있는 접착층을 관통하여 접착층 외부로 노출되도록 전극이 예를 들어 비아(via) 전극(540)을 이루며 노출되어 있다. 더욱 자세하게는, 전극이 압전 세라믹 로드의 길이 방향으로 배치된 금속층과 연결되는 부분에서만 전극을 덮고 있는 접착층을 관통하여 접착층 위로 노출되도록 형성되어 있다. 비아 전극이라고 본 발명에서는 명명하였으나, 이는 일 실시예이고, 지지체의 전극 패턴의 전극과 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 금속층을 각각 전기적으로 연결시키는 구조이면 어느것이라도 가능함은 당업자에게 명확하다.In this case, as shown in FIG. 5, the electrode is exposed to the outside of the adhesive layer through the adhesive layer covering the electrode, for example, as shown in FIG. 5 so as to contact the metal layer. More specifically, the electrode is formed so as to pass through the adhesive layer covering the electrode and to be exposed on the adhesive layer only at a portion where the electrode is connected to the metal layer disposed in the longitudinal direction of the piezoelectric ceramic rod. It is obvious to a person skilled in the art that a via electrode can be used as long as it is a structure in which the electrode of the electrode pattern of the support and the metal layer of the piezoelectric fiber composite structure are electrically connected to each other.
이는 도 8에서 더욱 명확하게 도시되어 있다. 도 8에서 보는 것처럼 피에조 파이버 컴포지트 구조체(100)의 상부에 지지체(500)가 부착된 경우, 압전 세라믹(101, 102) 사이의 금속층(201)과 지지체(500)의 전극(520) 사이에 비아 전극(540)을 통해 서로 연결되어 있음을 볼 수 있다.This is shown more clearly in FIG. 8, when the supporting
따라서, 전극 패턴에서 각각의 전극들의 간격은 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 압전 세라믹 로드의 금속층에 위치하도록 간격이 서로 상이할 수 있다. 이러한 모습은 도 7에서 잘 나타나 있다. 도 7에서와 같이, 각각의 압전 세라믹 로드에서 압전 세라믹마다 양 단에 (+) 및 (-) 극성이 이루어지도록 전극 패턴에서 전극이 간격을 이루고 있으며, 그 간격은 상이하고 모든 전극들이 서로 반드시 맞물리는 것은 아니다.Therefore, the intervals of the respective electrodes in the electrode pattern may be different from each other so as to be located in the metal layer of the piezoelectric ceramic rod of the piezoelectric composite structure. This appearance is well illustrated in FIG. As shown in FIG. 7, in the piezoelectric ceramic rod, electrodes are spaced from each other in the electrode pattern such that positive and negative polarities are formed at each end of each piezoelectric ceramic, and the intervals are different, It does not bite.
도 4와 같은 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 위아래로 지지체가 부착되는 경우에는 금속 브릿지 또는 좌우 어느 한쪽의 금속층과 지지체의 전극이 맞닿도록 제작된다.In the case where the support is attached on the upper side or the lower side of the piezo-composited composite structure as shown in FIG. 4, the metal bridge or the metal layer of either the left or right side is made to contact the electrodes of the support.
이러한 구조에 의해 위에서 설명한 것처럼, 본 발명에서는 압전 세라믹 로드에서 각각의 압전 세라믹 사이에 직접 전압을 걸어주거나 전기적 신호를 받을 수 있으므로 응답의 신뢰도가 높으며 압전 세라믹에 폴링을 걸어줄 때 그 효과도 매우 뛰어날 뿐만 아니라 각각의 압전 세라믹에서 일부분이 아닌 전체 부분에서 압전 효과를 얻을 수 있어 매우 유리하다.As described above, according to the present invention, as described above, in the present invention, since a direct voltage can be applied between the respective piezoelectric ceramics in the piezoelectric ceramic rod or an electrical signal can be received, the response reliability is high and the effect is excellent when the piezoelectric ceramic is polled In addition, it is very advantageous to obtain a piezoelectric effect in the entire portion of each piezoelectric ceramic rather than a portion thereof.
도 9 및 10은 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 피에조 파이버 컴포지트의 구조와 구조에 따라 변형(strain)이 발생하는 모습을 도시한다.FIGS. 9 and 10 illustrate how a strain occurs in accordance with the structure and structure of a piezoelectric fiber composite according to a further embodiment of the present invention.
도 9에서와 같이 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 중심부로부터 멀어지는 방향으로 압전 세라믹 로드를 이루는 압전 세라믹의 개수가 늘어나는 경우에는, 이러한 피에조 파이버 컴포지트 구조체에 외부 응력이 인가되었을 때 그 변형이 도 9에서의 곡선과 같은 형상으로 나타난다.9, when the number of piezoelectric ceramics constituting the piezoelectric ceramic rod is increased in the direction away from the center of the piezoelectric composite structure, when the external stress is applied to the piezoelectric ceramic composite structure, Appear in the same shape.
한편, 도 10과 같은 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 경우에는 그 변형이 도 10에서의 곡선과 같은 형상으로 나타난다.On the other hand, in the case of the piezo- fiber composite structure as shown in Fig. 10, the deformation appears as a curve like in Fig.
도 9 및 10에서 보는 것처럼, 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 피에조 파이버 컴포지트 구조체는 압전 세라믹 로드의 형상이 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 중심부로부터 압전 세라믹 로드의 길이 방향에 수직한 방향을 따라 좌우대칭을 이루고 있는 것을 특징으로 할 수 있다.9 and 10, the piezoelectric fiber composite structure according to a further embodiment of the present invention is configured such that the shape of the piezoelectric ceramic rod is symmetrical in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the piezoelectric ceramic rod from the center portion of the piezoelectric fiber composite structure And the like.
본 발명에서는 이와 같이 압전 세라믹의 로드를 이루는 압전 세라믹의 길이를 변형함으로써 변형이 인가되는 형상을 제어할 수 있으며, 압전 세라믹에 변형이 인가되면서 동시에 플렉서블한 성질을 동시에 얻을 수 있다.In the present invention, by changing the length of the piezoelectric ceramics constituting the rods of the piezoelectric ceramic, it is possible to control the shape to which the deformation is applied, and at the same time, the flexible ceramic can be made flexible while being deformed.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 파이버 컴포지트 구조체가 복수개가 쌓여있는 모습을 도시한다.FIG. 11 illustrates a plurality of piezoelectric composite structures according to an embodiment of the present invention.
도 11에서와 같이 복수개의 동일한 구조의 피에조 파이버 컴포지트 구조체가 적층되어 있고, 이 경우 서로 나란히 금속층이 위아래 피에조 파이버 컴포지트 구조체 간에 맞닿아서 전기적으로 연결 가능하도록 배치되며, 이러한 전체 구조체 상부 및 하부에 각각 전극 패턴을 포함한 지지체가 배치된다.11, a plurality of piezo- fiber composite structures having the same structure are stacked. In this case, the metal layers are arranged so as to be in contact with each other between the up and down piezo-composite composites so as to be electrically connected to each other. A support including an electrode pattern is disposed.
이와 같이 피에조 파이버 컴포지트 구조체가 적층 구조를 이룸으로써 3차원적인 구조를 만들 수도 있는 것이다. 피에조 파이버 컴포지트 구조체, 지지체 및 전극 패턴 등의 각각의 구성에 대한 설명은 위와 동일하므로 생략하기로 한다.In this way, the piezo- fiber composite structure can form a three-dimensional structure by forming a laminated structure. The structures of the piezoelectric fiber composite structure, the support, the electrode pattern, and the like are the same as those described above, and thus will not be described.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다. The description of the disclosed embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present invention. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the invention. Thus, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.
Claims (9)
상기 복수의 압전 세라믹 로드가 서로 옆으로 나란히 배치되어 있고 길이 방향에 수직한 방향을 따라서 상기 복수의 압전 세라믹 로드 사이에는 접착제가 배치되어 복수의 압전 세라믹 로드가 서로 연결되어 있으며,
상기 압전 세라믹 로드에서 복수의 압전 세라믹의 길이가 서로 상이한 것을 특징으로 하는,
피에조 파이버 컴포지트 구조체.
A plurality of piezoelectric ceramic rods in which a plurality of piezoelectric ceramics are connected in a longitudinal direction with a metal layer interposed therebetween,
Wherein the plurality of piezoelectric ceramic rods are arranged side by side and the adhesive is disposed between the plurality of piezoelectric ceramic rods along a direction perpendicular to the longitudinal direction so that the plurality of piezoelectric ceramic rods are connected to each other,
Characterized in that the lengths of the plurality of piezoelectric ceramics in the piezoelectric ceramic rod are different from each other,
Piezo-fiber composite structure.
압전 세라믹의 길이는 동일한 압전 세라믹 로드에서는 동일하고 상이한 압전 세라믹 로드의 압전 세라믹의 길이와는 상이하며,
상기 압전 세라믹 로드의 형상은 상기 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 중심부로부터 압전 세라믹 로드의 길이 방향에 수직한 방향을 따라 좌우대칭을 이루고 있는 것을 특징으로 하는,
피에조 파이버 컴포지트 구조체.
The method according to claim 1,
The length of the piezoelectric ceramics differs from the length of the piezoelectric ceramics of the same and different piezoelectric ceramic rod in the same piezoelectric ceramic rod,
Wherein the shape of the piezoelectric ceramic rod is symmetrical bilaterally along the direction perpendicular to the longitudinal direction of the piezoelectric ceramic rod from the center of the piezoelectric composite structure.
Piezo-fiber composite structure.
상기 복수의 압전 세라믹 로드가 서로 옆으로 나란히 배치되어 있고 길이 방향에 수직한 방향을 따라서 상기 복수의 압전 세라믹 로드 사이에는 접착제가 배치되어 복수의 압전 세라믹 로드가 서로 연결되어 있으며,
상기 금속층/접착제층/금속층 배열에서 금속층과 금속층을 연결하기 위해 상기 접착제층의 외부로 금속 브릿지가 배치되어 있고,
상기 압전 세라믹 로드에서 복수의 압전 세라믹의 길이가 서로 상이한 것을 특징으로 하는,
피에조 파이버 컴포지트 구조체.
A plurality of piezoelectric ceramic rods in which a plurality of piezoelectric ceramics are connected with a metal layer / an adhesive layer / a metal layer interposed therebetween in the longitudinal direction,
Wherein the plurality of piezoelectric ceramic rods are arranged side by side and the adhesive is disposed between the plurality of piezoelectric ceramic rods along a direction perpendicular to the longitudinal direction so that the plurality of piezoelectric ceramic rods are connected to each other,
A metal bridge is disposed outside the adhesive layer to connect the metal layer and the metal layer in the metal layer / adhesive layer / metal layer arrangement,
Characterized in that the lengths of the plurality of piezoelectric ceramics in the piezoelectric ceramic rod are different from each other,
Piezo-fiber composite structure.
압전 세라믹의 길이는 동일한 압전 세라믹 로드에서는 동일하고 상이한 압전 세라믹 로드의 압전 세라믹의 길이와는 상이하며,
상기 압전 세라믹 로드의 형상은 상기 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 중심부로부터 압전 세라믹 로드의 길이 방향에 수직한 방향을 따라 좌우대칭을 이루고 있는 것을 특징으로 하는,
피에조 파이버 컴포지트 구조체.
The method of claim 3,
The length of the piezoelectric ceramics differs from the length of the piezoelectric ceramics of the same and different piezoelectric ceramic rod in the same piezoelectric ceramic rod,
Wherein the shape of the piezoelectric ceramic rod is symmetrical bilaterally along the direction perpendicular to the longitudinal direction of the piezoelectric ceramic rod from the center of the piezoelectric composite structure.
Piezo-fiber composite structure.
상기 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 위 아래에 각각 부착되는 전극 패턴을 포함한 지지체로서, 고분자 물질층; 상기 고분자 물질층 위에 형성된 전극 패턴들; 및 상기 전극 패턴들을 덮고 있는 접착층을 포함한, 전극 패턴을 포함한 지지체를 포함하고,
상기 지지체의 각각의 전극 패턴은 제 1 전극 패턴 및 제 2 전극 패턴으로 이루어져 있으며, 상기 제 1 전극 패턴 및 제 2 전극 패턴은 전기적으로 절연되어 있고, 각각 서로 맞물리는(interdigitated) 전극 패턴을 형성하는 복수의 전극을 포함하며,
상기 전극 패턴들의 각각의 전극은 일정한 간격으로 상기 전극을 덮고 있는 접착층을 관통하여 접착층 위로 노출되도록 형성된 비아(via) 전극을 복수개 포함하고,
상기 전극 패턴들을 포함한 지지체는 각각 접착층이 상기 피에조 파이버 컴포지트 구조체를 향하도록 상기 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 상하부에 부착되며, 상기 전극 패턴들의 전극의 비아 전극이 상기 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 금속층과 전기적으로 연결되어 있으며, 이에 의해 상기 압전 세라믹 로드의 각각의 압전 세라믹의 좌우에 (+) 및 (-) 극성이 형성되는 것을 특징으로 하는,
피에조 파이버 컴포지트 구조체를 이용한 소자.
A piezoelectric fiber composite structure according to any one of claims 1 to 4; And
A support comprising an electrode pattern attached above and below the piezo-composited structure, the support comprising: a polymeric material layer; Electrode patterns formed on the polymer material layer; And a support including an electrode pattern including an adhesive layer covering the electrode patterns,
Each of the electrode patterns of the support is composed of a first electrode pattern and a second electrode pattern. The first electrode pattern and the second electrode pattern are electrically insulated, and interdigitated electrode patterns are formed A plurality of electrodes,
Wherein each electrode of the electrode patterns includes a plurality of via electrodes formed through the adhesive layer covering the electrode at regular intervals and exposed to the adhesive layer,
The support including the electrode patterns is attached to the upper and lower portions of the piezoelectric composite structure so that the adhesive layer faces the piezoelectric composite structure and the via electrodes of the electrode patterns are electrically connected to the metal layer of the piezoelectric composite structure (+) And (-) polarities are formed on the right and left sides of each of the piezoelectric ceramics of the piezoelectric ceramic rod.
Devices using piezo-composited structures.
상기 제 1 전극 패턴 및 제 2 전극 패턴의 복수의 전극은 각각 상기 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 압전 세라믹 로드의 길이 방향에 수직한 방향을 따라 연장되어 있는 것을 특징으로 하는,
피에조 파이버 컴포지트 구조체를 이용한 소자.
6. The method of claim 5,
Wherein the plurality of electrodes of the first electrode pattern and the second electrode pattern each extend along a direction perpendicular to the longitudinal direction of the piezoelectric ceramic rod of the piezoelectric composite structure.
Devices using piezo-composited structures.
상기 전극의 바이 전극은 상기 압전 세라믹 로드의 길이 방향으로 배치된 금속층과 연결되는 부분에서만 전극을 덮고 있는 접착층을 관통하여 접착층 위로 노출되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,
피에조 파이버 컴포지트 구조체를 이용한 소자.
6. The method of claim 5,
Wherein the bi-electrode of the electrode is formed so as to be exposed on the adhesive layer through an adhesive layer covering the electrode only in a portion connected to the metal layer disposed in the longitudinal direction of the piezoelectric ceramic rod.
Devices using piezo-composited structures.
상기 구조체의 위 아래에 각각 부착되는 지지체로서, 고분자 물질층; 상기 고분자 물질층 위에 형성된 전극 패턴들; 및 상기 전극 패턴들을 덮고 있는 접착층을 포함한, 전극 패턴을 포함한 지지체를 포함하고,
상기 지지체의 각각의 전극 패턴은 제 1 전극 패턴 및 제 2 전극 패턴으로 이루어져 있으며, 상기 제 1 전극 패턴 및 제 2 전극 패턴은 전기적으로 절연되어 있고, 각각 서로 맞물리는(interdigitated) 전극 패턴을 형성하는 복수의 전극을 포함하며,
상기 전극 패턴들의 각각의 전극은 일정한 간격으로 상기 전극을 덮고 있는 접착층을 관통하여 접착층 위로 노출되도록 형성된 비아 전극을 복수개 포함하며,
상기 전극 패턴들을 포함한 지지체는 각각 접착층이 상기 피에조 파이버 컴포지트 구조체를 향하도록 상기 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 상하부에 부착되며, 상기 전극 패턴들의 전극의 비아 전극이 상기 피에조 파이버 컴포지트 구조체의 금속층과 전기적으로 연결되어 있으며, 이에 의해 상기 압전 세라믹 로드의 각각의 압전 세라믹의 좌우에 (+) 및 (-) 극성이 형성되는 것을 특징으로 하는,
피에조 파이버 컴포지트 구조체를 이용한 소자.
A structure in which a plurality of piezoelectric composite structures according to claim 2 or 4 are stacked; And
A support attached to each of the top and bottom of the structure, the support comprising: a polymeric material layer; Electrode patterns formed on the polymer material layer; And a support including an electrode pattern including an adhesive layer covering the electrode patterns,
Each of the electrode patterns of the support is composed of a first electrode pattern and a second electrode pattern. The first electrode pattern and the second electrode pattern are electrically insulated, and interdigitated electrode patterns are formed A plurality of electrodes,
Each electrode of the electrode patterns includes a plurality of via electrodes formed through the adhesive layer covering the electrode at regular intervals and exposed to the adhesive layer,
The support including the electrode patterns is attached to the upper and lower portions of the piezoelectric composite structure so that the adhesive layer faces the piezoelectric composite structure and the via electrodes of the electrode patterns are electrically connected to the metal layer of the piezoelectric composite structure (+) And (-) polarities are formed on the right and left sides of each of the piezoelectric ceramics of the piezoelectric ceramic rod.
Devices using piezo-composited structures.
상기 전극은 상기 전극이 상기 압전 세라믹 로드의 길이 방향으로 배치된 금속층과 연결되는 부분에서만 전극을 덮고 있는 접착층을 관통하여 접착층 위로 노출되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,
피에조 파이버 컴포지트 구조체를 이용한 소자.9. The method of claim 8,
Wherein the electrode is formed so as to be exposed on the adhesive layer through an adhesive layer covering the electrode only in a portion where the electrode is connected to the metal layer disposed in the longitudinal direction of the piezoelectric ceramic rod.
Devices using piezo-composited structures.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101578806B1 (en) | 2014-11-25 | 2015-12-18 | 한국세라믹기술원 | Flexible piezo-electric loudspeaker including battery |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980081523A (en) * | 1997-04-18 | 1998-11-25 | 요크스더블유.브린톤주니어 | Complex transducer consisting of connection support blocks |
| JP2010523348A (en) | 2007-04-04 | 2010-07-15 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | Method and system for separating a number of ceramic components from a component block |
| JP2012015449A (en) | 2010-07-05 | 2012-01-19 | Yokogawa Electric Corp | Power supply device |
| JP2013156102A (en) | 2012-01-30 | 2013-08-15 | Shun Hosaka | Semiconductor sensor device and method of manufacturing the same |
-
2013
- 2013-12-02 KR KR20130148303A patent/KR101467934B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980081523A (en) * | 1997-04-18 | 1998-11-25 | 요크스더블유.브린톤주니어 | Complex transducer consisting of connection support blocks |
| JP2010523348A (en) | 2007-04-04 | 2010-07-15 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | Method and system for separating a number of ceramic components from a component block |
| JP2012015449A (en) | 2010-07-05 | 2012-01-19 | Yokogawa Electric Corp | Power supply device |
| JP2013156102A (en) | 2012-01-30 | 2013-08-15 | Shun Hosaka | Semiconductor sensor device and method of manufacturing the same |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101578806B1 (en) | 2014-11-25 | 2015-12-18 | 한국세라믹기술원 | Flexible piezo-electric loudspeaker including battery |
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