KR101499722B1 - 압전소자 및 이를 포함하는 전자부품 - Google Patents

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Abstract

소자부층과, 상기 소자부층에 상호 교호하도록 상하로 반복 적층되는 양의 전극층과 음의 전극층을 구비하는 전극층과, 상기 양의 전극층을 상호 연결하는 주양극접속부재와, 상기 음의 전극층을 상호 연결하는 주음극접속부재와, 상기 양의 전극층을 상호 연결하며 상기 주양극접속부재와 이격 배치되는 적어도 하나 이상의 예비양극접속부재 및 상기 음의 전극층을 상호 연결하며 상기 주음극접속부재와 이격 배치되는 적어도 하나 이상의 예비음극접속부재를 포함하며, 상기 주양극접속부재와 상기 주음극접속부재에 연결되며 전극 쌍으로 구성되는 주전극과, 상기 주전극으로부터 이격 배치되며 상기 예비양극접속부재와 상기 예비음극접속부재에 연결되도록 전극 쌍으로 구성되는 적어도 하나 이상의 예비전극을 더 포함하는 압전소자가 개시된다.

Description

압전소자 및 이를 포함하는 전자부품{Piezoelectric element and electronic component having the same}
본 발명은 압전소자 및 이를 포함하는 전자부품에 관한 것이다.
휴대전화, E-book, 게임기, PMP 등 휴대용 전자기기, 스피커, 액추에이터 등 다양한 전자기기에 있어서, 진동기능은 여러가지 용도로 활용되고 있다. 특히 진동발생장치는 휴대전화 등 모바일 기기에 탑재되어 무음의 착신 신호인 알림 기능으로 이용되며, 휴대용 전자기기의 다기능화에 맞추어 진동발생장치 또한 소형화, 고기능을 요구하고 있다.
최근 전자장치를 간편하게 사용하려는 사용자의 요구에 따라 전자 제품을 터치하여 입력하는 터치 방식의 디바이스 사용이 보편화되고 있다. 햅틱 피드백 디바이스란, 터치하여 입력하는 개념 이외에도 인터페이스 사용자의 직관적 경험을 반영하고 터치에 대한 피드백을 더 다양화하는 개념이 포함된다.
한편, 압전소자를 이용한 진동발생장치는 편심을 이용하는 기존의 진동발생장치와 비교하여 빠른 응답 속도 및 다양한 주파수에서 구동이 가능한 장점을 가지고 있다.
그리고, 상기한 다양한 전자기기에는 적층형 타입의 압전소자가 사용된다. 그런데, 낙하 충격 시 또는 외력이 가해지는 경우 압전소자에 크랙이 발생되기 쉬운 문제가 있다.
그리고, 압전소자에 크랙이 발생되는 경우 동작하는 소자부 영역이 크게 줄어 들어 진동력이 현저하게 떨어져 전자기기를 사용할 수 없게 되는 치명적인 불량이 발생될 수 있는 문제가 있다.
다시 말해, 크랙의 발생되는 경우 회로기판으로부터 인가되는 전원이 크랙이 발생된 부분까지만 인가되고, 크랙이 발생된 부분부터는 전원이 인가되지 않는다. 즉, 유효 전극면이 감소되어 진동량이 감소되는 문제가 있다.
대한민국 특허공개공보 제2008-0090618호
외부 충격에 의한 균열에도 유효전원인가 영역의 감소를 억제할 수 있는 압전소자 및 이를 포함하는 전자부품를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자부품은 상부 케이스와 브라켓 중 적어도 하나를 구비하는 진동전달부재와, 상기 진동전달부재에 양끝단부가 고정 설치되는 탄성부재 및 상기 탄성부재에 설치되어 전원 인가시 변형되어 상기 탄성부재를 진동시키는 압전소자를 포함하며, 상기 압전소자는 전극 쌍으로 구성되는 주전극과, 전극 쌍으로 구성되되 상기 주전극으로부터 이격 배치되는 적어도 하나 이상의 예비전극을 구비할 수 있다.
상기 주전극과 상기 예비전극은 어느 하나만이 외부 전원에 연결되더라도 상기 압전소자가 변형되도록 할 수 있다.
상기 압전소자는 소자부층과, 상기 소자부층에 상호 교호하도록 상하로 반복 적층되는 양의 전극층과 음의 전극층을 구비하는 전극층과, 상기 양의 전극층을 상호 연결하는 주양극접속부재와, 상기 음의 전극층을 상호 연결하는 주음극접속부재와, 상기 양의 전극층을 상호 연결하며 상기 주양극접속부재와 이격 배치되는 적어도 하나 이상의 예비양극접속부재 및 상기 음의 전극층을 상호 연결하며 상기 주음극접속부재와 이격 배치되는 적어도 하나 이상의 예비음극접속부재를 포함할 수 있다.
상기 주양극접속부재, 상기 주음극접속부재, 상기 예비양극접속부재 및 상기 예비음극접속부재는 상기 소자부층과 상기 전극층을 관통하도록 배치되는 비아홀로 이루어질 수 있다.
상기 전극층에는 상기 양의 전극층과 상기 음의 전극층을 전기적으로 분리시키기 위한 더미층이 더 구비될 수 있다.
상기 주양극접속부재, 상기 주음극접속부재, 상기 예비양극접속부재 및 상기 예비음극접속부재는 상기 소자부층과 상기 전극층의 외부면에 적층될 수 있다.
상기한 전자부품은 상기 압전소자에 연결되는 회로기판을 더 포함할 수 있다.
상기 회로기판은 상기 주전극에 연결되어 상기 압전소자에 전원을 공급하는 주회로기판과, 상기 예비전극에 연결되어 상기 압전소자에 전원을 공급하는 적어도 하나 이상의 예비회로기판을 구비할 수 있다.
상기 회로기판에는 상기 압전소자와의 전기적연결을 위한 주연결전극과, 상기 주연결전극과 소정 간격 이격 배치되는 적어도 하나 이상의 예비연결전극이 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압전소자는 소자부층과, 상기 소자부층에 상호 교호하도록 상하로 반복 적층되는 양의 전극층과 음의 전극층을 구비하는 전극층과, 상기 양의 전극층을 상호 연결하는 주양극접속부재와, 상기 음의 전극층을 상호 연결하는 주음극접속부재와, 상기 양의 전극층을 상호 연결하며 상기 주양극접속부재와 이격 배치되는 적어도 하나 이상의 예비양극접속부재 및 상기 음의 전극층을 상호 연결하며 상기 주음극접속부재와 이격 배치되는 적어도 하나 이상의 예비음극접속부재를 포함하며, 상기 주양극접속부재와 상기 주음극접속부재에 연결되며 전극 쌍으로 구성되는 주전극과, 상기 주전극으로부터 이격 배치되며 상기 예비양극접속부재와 상기 예비음극접속부재에 연결되도록 전극 쌍으로 구성되는 적어도 하나 이상의 예비전극을 더 포함할 수 있다.
상기 주전극과 상기 예비전극은 어느 하나만이 외부 전원에 연결되더라도 상기 소자부층이 변형되도록 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전자부품은 진동을 전달하는 상부 케이스와 브라켓 중 적어도 하나를 구비하는 진동전달부재와, 상기 진동전달부재에 양끝단부가 고정 설치되는 탄성부재 및 상기 탄성부재에 설치되어 전원 인가시 변형되어 상기 탄성부재를 진동시키는 압전소자를 포함하며, 상기 압전소자는 주전극과, 상기 주전극으로 이격 배치되는 하나 이상의 예비전극을 구비하며, 상기 주전극과 상기 예비전극은 어느 하나만이 외부 전원에 연결되더라도 상기 압전소자가 변형되도록 할 수 있다.
상기 주전극과 상기 예비전극은 각각 전극쌍으로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 예비전극을 통해 외부 충격에 의한 크랙이 발생되더라도 변형량의 감소를 억제할 수 있는 효과가 있다.
다시 말해, 예비양극접속부재 및 예비음극접속부재을 통해 추가적으로 전원을 양의 전극층과 음의 전극층에 인가할 수 있어 외부 충격에 의한 크랙이 발생되더라도 유효전원인가 영역의 감소를 억제할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자부품을 나타내는 개략 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자부품을 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전소자를 나타내는 저면사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압전소자를 나타내는 개략 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자부품을 나타내는 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자부품에 구비되는 회로기판을 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압전소자를 나타내는 저면 사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압전소자를 나타내는 저면 사시도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압전소자를 나타내는 저면 사시도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압전소자를 나타내는 개략 분해 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자부품을 나타내는 개략 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자부품을 나타내는 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자부품(100)은 일예로서, 진동전달부재(110), 탄성부재(120), 중량체(130), 회로기판(140) 및 압전소자(200)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자부품(100)은 진동을 발생시키기 위한 진동발생장치일 수 있다.
진동전달부재(110)은 내부공간을 가지며, 외부로 돌출되는 안착부(114a)를 구비할 수 있다. 보다 자세하게 살펴보면, 진동전달부재(110)은 상부 케이스(112)와 브라켓(114)으로 이루어질 수 있다.
상부 케이스(112)는 하부가 개방된 박스 형상을 가질 수 있으며, 내부 공간을 가지도록 형성될 수 있다. 즉, 상부 케이스(112)는 외관이 직육면체 형상을 가지는 박스 형상을 가질 수 있으며, 상부 케이스(112)의 하단부에 브라켓(114)이 조립될 수 있다.
브라켓(114)은 플레이트 형상을 가질 수 있으며, 양단부에는 탄성부재(120)를 지지하기 위한 지지부(114b)를 구비할 수 있다. 또한, 브라켓(114)의 양단부에는 지지부(114b)로부터 연장 형성되는 안착부(114a)가 형성될 수 있다.
그리고, 지지부(114b)에는 회로기판(140)이 삽입되는 삽입홈(114c)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 회로기판(140)이 상부 케이스(112)의 외부로 인출될 수 있다.
탄성부재(120)는 양단부가 상기한 지지부(114b)에 고정 설치된다. 즉, 탄성부재(120)는 양단부가 브라켓(114)의 지지부(114b)에 지지될 수 있다.
한편, 탄성부재(120)는 플레이트 형상을 가지는 플레이트부(122)와 플레이트부(122)의 양측면으로부터 연장 형성되는 연장부(124)로 구성될 수 있다.
플레이트부(122)의 양단부는 상기한 지지부(114b)에 지지되며, 압전소자(200)에 전원이 공급되면 압전소자(200)의 변형에 의해 플레이트(122)부가 상,하로 진동된다.
한편, 연장부(124)는 중량체(140)의 양측면을 지지하기 위한 구성으로서, 중량체(140)의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다.
다만, 연장부(124)의 형상은 다양하게 변경 가능할 것이다.
중량체(130)는 탄성부재(120)의 연장부(124)에 양측면이 지지될 수 있다. 즉, 중량체(130)의 양측면이 연장부(124)에 지지되어 탄성부재(120)의 진동시 탄성부재(120)와 함께 중량체(130)가 진동될 수 있다.
중량체(130)는 탄성부재(120)의 진동을 증폭시키는 역할을 수행하며, 텅스텐 재질로 이루어질 수 있다.
한편, 중량체(130)는 연장부(124)의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있으며, 이에 따라 중량체(130)가 연장부(124)에 의해 보다 안정적으로 지지될 수 있다.
회로기판(140)은 진동전달부재(110)의 내부로부터 외부로 인출되도록 배치되며, 일단이 압전소자(200)에 연결되며 타단이 브라켓(114)의 안착부(114a)에 고정 설치될 수 있다.
한편, 회로기판(140)은 주회로기판(142)과, 예비회로기판(144)을 구비할 수 있다. 주회로기판(142)은 진동전달부재(110)의 일단부로 인출되며, 예비회로기판(144)은 진동전달부재(110)의 타단부로 인출될 수 있다.
그리고, 주회로기판(142)과 예비회로기판(144)은 설치 위치에 있어서만 차이가 있을 뿐 서로 동일한 구성을 구비할 수 있다.
주회로기판(142)의 일단에는 압전소자(200)와의 전기적 연결을 위한 연결전극(142a)가 구비될 수 있으며, 주회로기판(142)의 타단에는 상기한 브라켓(114)의 안착부(114a)에 고정 설치되는 전극연결부(142b)를 구비할 수 있다.
그리고, 전극연결부(142b)에는 외부전원과의 연결을 위한 외부연결전극(142c)이 구비될 수 있다.
그리고, 예비회로기판(144)의 일단에도 압전소자(200)와의 전기적 연결을 위한 연결전극(144a)이 구비될 수 있으며, 예비회로기판(144)의 타단에도 상기한 브라켓(114)의 안착부(114a)에 고정 설치되는 전극연결부(144b)가 구비될 수 있다.
그리고, 예비회로기판(144)의 전극연결부(144b)에는 외부전원과의 연결을 위한 외부연결전극(144c)이 구비될 수 있다.
압전소자(200)는 일예로서, 직육면체 형상을 가질 수 있으며, 상기한 탄성부재(120)에 고정 설치될 수 있다. 다시 말해, 압전소자(200)는 탄성부재(120)의 플레이트부(122)의 저면 또는 상면 중 적어도 하나에 고정 설치되어 전원이 공급되는 경우 길이방향(도 1에서 X 방향)으로 변형되어 탄성부재(120)가 진동되도록 하는 역할을 수행한다.
압전소자(200)에 대해서는 도 3 및 도 4를 참조하여 보다 자세하게 설명하기로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치(100)는 복수개의 댐퍼부재(150)를 구비할 수 있다. 댐퍼부재(150)는 진동시 중량체(140), 탄성부재(120), 진동전달부재(110) 상호 간의 충돌을 방지하는 역할을 수행하며, 생략될 수 있는 구성이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전소자를 나타내는 저면 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압전소자를 나타내는 개략 분해 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압전소자(200)는 일예로서, 주전극(210)과 적어도 하나 이상의 예비전극(220)을 구비할 수 있다.
한편, 도 4에 보다 자세하게 도시된 바와 같이 압전소자(200)는 양의 전극층(231)과 음의 전극층(232)이 교호하도록 상하로 반복 적층되는 전극층(230)과, 양의 전극층(231)과 음의 전극층(232)의 사이에 개재되는 소자부층(240)을 구비할 수 있다.
또한, 압전소자(200)는 양의 전극층(231)의 일단을 연결하는 주양극접속부재(250)와, 양의 전극층(231)의 타단을 연결하는 예비양극접속부재(260)와, 음의 전극층(232)의 일단을 연결하는 주음극접속부재(270) 및 음의 전극층(232)의 타단을 연결하는 예비음극접속부재(280)를 구비할 수 있다.
한편, 상기한 주전극(210)에는 주양극접속부재(250)와 주음극접속부재(270)가 연결되며, 예비전극(220)에는 예비양극접속부재(260)와 예비음극접속부재(280)가 연결될 수 있다.
그리고, 상기한 주양극접속부재(250), 예비양극접속부재(260), 주음극접속부재(270), 예비음극접속부재(280)는 비아홀로 이루어질 수 있다.
한편, 양의 전극층(231), 음의 전극층(232), 주양극접속부재(250), 예비양극접속부재(260), 주음극접속부재(270), 예비음극접속부재(280)는 도전성 금속 물질로 이루어질 수 있다. 물론, 금속에 한정하는 것은 아니며 도전성 물질이라면 어느 재질이라도 용이하게 활용할 수 있다. 소자부층(240)은 압전 물질, 바람직하게는 PZT(Lead Zirconate Titanate) 세라믹 재료로 이루어질 수 있다.
그리고, 양의 전극층(231)의 양단부에는 양의 전극층(231)과 분리되는 음극 더미패턴(233)이 배치되고, 음의 전극층(232)의 양단부에는 음의 전극층(232)과 분리되는 양극 더미패턴(234)이 배치될 수 있다.
즉, 양의 전극층(231)의 양단부에는 음의 전극층(232) 상호간을 연결하기 위한 주음극접속부재(270)와 예비음극접속부재(280)가 통과하는 음극 더미패턴(233)이 구비될 수 있다. 그리고, 음의 전극층(232)의 양단부에는 양의 전극층(231) 상호간을 연결하기 위한 주양극접속부재(250), 예비양극접속부재(260)가 통과하는 양극 더미패턴(234)이 구비될 수 있다.
상기한 바와 같이, 양의 전극층(231)의 양단부가 주양극접속부재(250)와 예비양극접속부재(260)에 의해 연결되고, 음의 전극층(232)의 양단부가 주음극접속부재(270)와 예비음극접속부재(280)에 의해 연결된다.
이에 따라, 외부 충격에 의해 중앙부 측에서 크랙이 발생되더라도 주전극(210)과 예비전극(220)을 통해 전원이 공급될 수 있다.
다시 말해, 주양극접속부재(250)와 주음극접속부재(270)를 통해서 전원이 양의 전극층(231)과 음의 전극층(232)에 공급되는 동시에 예비양극접속부재(260)와 예비음극접속부재(280)를 통해 전원이 양의 전극층(232)과 음의 전극층(232)에 공급될 수 있다.
결국, 외부 충격에 의해 중앙부 측에서 크랙이 발생하여도 양쪽 모두에서 크랙이 발생하기 전과 동일하게 신호가 인가되어 유효 전극면이 크랙 발생 전과 비교하여 감소되는 것을 저감시킬 수 있다.
즉, 주양극접속부재(250)와 주음극접속부재(270)에 의해 양의 전극층(231)과 음의 전극층(232)이 연결되는 경우와 비교하여 예비양극접속부재(260)와 예비음극접속부재(280)에 의해 양의 전극층(231)과 음의 전극층(232)이 추가적으로 연결되므로, 외부 충격에 의해 크랙이 발생되더라도 유효 전극면이 감소되는 것을 저감시킬 수 있는 것이다.
한편, 본 실시예에서는 예비전극(220)이 하나인 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 예비전극(220)은 두 개 이상 구비될 수도 있을 것이다. 이러한 경우 예비전극(220)의 갯수에 따라 회로기판(140)의 갯수도 변동 가능할 것이다.
또한, 상기에서는 압전소자(200)가 진동발생장치(100)에 설치되는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 압전소자(200)는 스피커, 액추에이터 등 다양한 전자부품에 채용 가능할 것이다.
즉, 본 발명의 기술적 사상은 압전소자(200)에 주전극(210)과 적어도 하나 이상의 예비전극(220)이 구비되는 것이며, 이에 따라 외부 충격에 의해 압전소자(200)에 크랙이 발생되더라도 예비전극(220)을 통해 전원을 공급함으로써 전자부품의 성능 저하를 저감시킬 수 있는 효과를 구현할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자부품에 대하여 설명하기로 한다. 다만, 상기에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하여 도면에 도시하고 자세한 설명은 상기한 설명에 갈음하고 여기서는 생략하기로 한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자부품을 나타내는 분해 사시도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자부품에 구비되는 회로기판을 나타내는 사시도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자부품(300)은 일예로서, 진동전달부재(310), 탄성부재(120), 중량체(130), 회로기판(340) 및 압전소자(200)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자부품(300)은 진동을 발생시키기 위한 진동발생장치일 수 있다.
그리고, 탄성부재(120), 중량체(130), 압전소자(200)는 상기에서 설명한 구성과 동일한 구성에 해당되는 것으로, 여기서는 자세한 설명을 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.
진동전달부재(310)은 내부공간을 가진다. 이를 위해 진동전달부재(310)은 상부 케이스(312)와 브라켓(314)으로 이루어질 수 있다.
상부 케이스(312)는 하부가 개방된 박스 형상을 가질 수 있으며, 내부 공간을 가지도록 형성될 수 있다. 한편, 상부 케이스(312)의 일측면에는 회로기판(340)이 인출될 수 있도록 인출홈(312a)이 형성될 수 있다.
그리고, 브라켓(314)은 상부 케이스(312)의 하단부에 조립될 수 있다.
한편, 브라켓(314)은 플레이트 형상을 가질 수 있으며, 양단부에는 탄성부재(120)를 지지하기 위한 지지부(314b)를 구비할 수 있다.
회로기판(340)은 진동전달부재(310)의 내부로부터 외부로 인출되도록 배치되며, 일단이 압전소자(200)에 연결되며 타단이 진동전달부재(310)의 외부로 인출될 수 있다. 즉, 회로기판(340)의 타단에는 진동전달부재(310)의 외부로 인출되는 인출부(342)를 구비할 수 있다. 인출부(342)에는 도면에는 도시하지 않았으나, 외부전원과의 연결을 위한 외부연결전극이 구비될 수 있다.
한편, 회로기판(340)에는 압전소자(200)와의 전기적 연결을 위한 주연결전극(344)과 예비연결전극(346)이 구비될 수 있다.
이에 따라, 하나의 회로기판(340)을 통해 압전소자(200)의 주전극(210)과 예비전극(220)에 전원을 공급할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 압전소자에 대하여 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압전소자를 나타내는 저면 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 압전소자(400)는 일예로서, 주전극(410)과, 예비전극부(420)를 구비할 수 있다. 한편, 예비전극부(420)는 제1,2 예비전극(422,424)을 구비할 수 있다.
주전극(410)은 압전소자(400)의 일단에 배치되며, 제1 예비전극(422)은 압전소자(400)의 타단에 배치될 수 있다. 그리고, 제2 예비전극(424)은 주전극(410)과 제2 예비전극(422)의 사이에 배치될 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 제2 예비전극(424)이 압전소자(400)의 중앙부에 배치되는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 제2 예비전극(424)은 주전극(410) 또는 제2 예비전극(422)에 인접 배치될 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 예비전극부(420)가 제1,2 예비전극(422,424)을 구비하는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 예비전극부(420)는 3개 이상의 예비전극을 구비할 수도 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압전소자에 대하여 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압전소자를 나타내는 저면 사시도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압전소자(600)는 일예로서, 주전극(610)과 예비전극(620)을 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 압전소자(600)는 원형의 코인 형상을 가질 수 있으며, 주전극(610)과 예비전극(620)은 압전소자(600)의 저면에 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 주전극(610)과 예비전극(620)은 압전소자(600)의 측면 또는/및 상면에 형성될 수도 있을 것이다.
즉, 주전극(610)과 예비전극(620)은 압전소자(600)의 상면, 저면, 측면 중 적어도 하나에 배치될 수도 있다.
또한, 본 실시예에서는 압전소자(600)가 원형의 코인 형상을 가지는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 압전소자(600)는 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어 압전소자(600)는 상부에서 바라볼 때 타원 형상을 가질 수도 있으며, 오각형, 육각형 등 다양한 형상으로 변형 가능할 것이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압전소자에 대하여 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압전소자를 나타내는 저면 사시도이고, 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압전소자를 나타내는 개략 분해 사시도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압전소자(800)는 일예로서, 주전극(810)과 적어도 하나 이상의 예비전극(820)을 구비할 수 있다.
한편, 도 10에 보다 자세하게 도시된 바와 같이, 압전소자(800)는 양의 전극층(831)과 음의 전극층(832)이 교호하도록 상하로 반복 적층되는 전극층(830)과, 양의 전극층(831)과 음의 전극층(832)의 사이에 개재되는 소자부층(840)을 구비할 수 있다.
또한, 압전소자(800)는 양의 전극층(831)의 일단을 연결하는 주양극접속부재(850)와, 양의 전극층(831)의 타단을 연결하는 예비양극접속부재(860)와, 음의 전극층(832)의 일단을 연결하는 주음극접속부재(870) 및 음의 전극층(832)의 타단을 연결하는 예비음극접속부재(880)를 구비할 수 있다.
한편, 상기한 주전극(810)에는 주양극접속부재(850)와 주음극접속부재(870)가 연결되며, 예비전극(820)에는 예비양극접속부재(860)와 예비음극접속부재(880)가 연결될 수 있다.
그리고, 상기한 주양극접속부재(850), 예비양극접속부재(860), 주음극접속부재(870), 예비음극접속부재(880)는 전극층(830)과 소자부층(840)의 외부면에 적층될 수 있다.
한편, 양의 전극층(831), 음의 전극층(832), 주양극접속부재(850), 예비양극접속부재(860), 주음극접속부재(870), 예비음극접속부재(880)는 도전성 금속 물질로 이루어질 수 있다. 물론, 금속에 한정하는 것은 아니며 도전성 물질이라면 어느 재질이라도 용이하게 활용할 수 있다. 소자부층(840)은 압전 물질, 바람직하게는 PZT(Lead Zirconate Titanate) 세라믹 재료로 이루어질 수 있다.
그리고, 양의 전극층(831)의 양단부에는 양의 전극층(831)과 분리되는 음극 더미패턴(833)이 배치되고, 음의 전극층(832)의 양단부에는 음의 전극층(832)과 분리되는 양극 더미패턴(834)이 배치될 수 있다.
즉, 양의 전극층(831)의 양단부에는 음의 전극층(832) 상호간을 연결하기 위한 주음극접속부재(870)와 예비음극접속부재(880)가 접촉되는 음극 더미패턴(833)이 구비될 수 있다. 그리고, 음의 전극층(832)의 양단부에는 양의 전극층(831) 상호간을 연결하기 위한 주양극접속부재(850), 예비양극접속부재(860)가 접촉되는 양극 더미패턴(834)이 구비될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
100, 300 : 진동발생장치
110, 310 : 진동전달부재
120 : 탄성부재
130 : 중량체
140, 340 : 회로기판
200, 400, 600, 800 : 압전소자

Claims (18)

  1. 상부 케이스와 브라켓 중 적어도 하나를 구비하는 진동전달부재;
    상기 진동전달부재에 양끝단부가 고정 설치되는 탄성부재; 및
    상기 탄성부재에 설치되어 전원 인가시 변형되어 상기 탄성부재를 진동시키는 압전소자;
    를 포함하며,
    상기 압전소자는 전극 쌍으로 구성되는 주전극과, 전극 쌍으로 구성되되 상기 주전극으로부터 이격 배치되는 적어도 하나 이상의 예비전극을 구비하는 전자부품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주전극과 상기 예비전극은 어느 하나만이 외부 전원에 연결되더라도 상기 압전소자가 변형되도록 하는 전자부품.
  3. 제1항에 있어서, 상기 압전소자는
    소자부층;
    상기 소자부층에 상호 교호하도록 상하로 반복 적층되는 양의 전극층과 음의 전극층을 구비하는 전극층;
    상기 양의 전극층을 상호 연결하는 주양극접속부재;
    상기 음의 전극층을 상호 연결하는 주음극접속부재;
    상기 양의 전극층을 상호 연결하며, 상기 주양극접속부재와 이격 배치되는 적어도 하나 이상의 예비양극접속부재; 및
    상기 음의 전극층을 상호 연결하며, 상기 주음극접속부재와 이격 배치되는 적어도 하나 이상의 예비음극접속부재;
    를 포함하는 전자부품.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 주양극접속부재, 상기 주음극접속부재, 상기 예비양극접속부재 및 상기 예비음극접속부재는 상기 소자부층과 상기 전극층을 관통하도록 배치되는 비아홀로 이루어지는 전자부품.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전극층에는 상기 양의 전극층과 상기 음의 전극층을 전기적으로 분리시키기 위한 더미층이 더 구비되는 전자부품.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 주양극접속부재, 상기 주음극접속부재, 상기 예비양극접속부재 및 상기 예비음극접속부재는 상기 소자부층과 상기 전극층의 외부면에 적층되는 전자부품.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 압전소자에 연결되는 회로기판을 더 포함하는 전자부품.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 회로기판은 상기 주전극에 연결되어 상기 압전소자에 전원을 공급하는 주회로기판과, 상기 예비전극에 연결되어 상기 압전소자에 전원을 공급하는 적어도 하나 이상의 예비회로기판을 구비하는 전자부품.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 회로기판에는 상기 압전소자와의 전기적연결을 위한 주연결전극과, 상기 주연결전극과 소정 간격 이격 배치되는 적어도 하나 이상의 예비연결전극이 구비되는 전자부품.
  10. 소자부층;
    상기 소자부층에 상호 교호하도록 상하로 반복 적층되는 양의 전극층과 음의 전극층을 구비하는 전극층;
    상기 양의 전극층을 상호 연결하는 주양극접속부재;
    상기 음의 전극층을 상호 연결하는 주음극접속부재;
    상기 양의 전극층을 상호 연결하며, 상기 주양극접속부재와 이격 배치되는 적어도 하나 이상의 예비양극접속부재; 및
    상기 음의 전극층을 상호 연결하며, 상기 주음극접속부재와 이격 배치되는 적어도 하나 이상의 예비음극접속부재;
    를 포함하며,
    상기 주양극접속부재와 상기 주음극접속부재에 연결되며 전극 쌍으로 구성되는 주전극과, 상기 주전극으로부터 이격 배치되며 상기 예비양극접속부재와 상기 예비음극접속부재에 연결되도록 전극 쌍으로 구성되는 적어도 하나 이상의 예비전극을 더 포함하는 압전소자.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 주전극과 상기 예비전극은 어느 하나만이 외부 전원에 연결되더라도 상기 소자부층이 변형되도록 하는 압전소자.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 주양극접속부재, 상기 주음극접속부재, 상기 예비양극접속부재 및 상기 예비음극접속부재는 상기 소자부층과 상기 전극층을 관통하도록 배치되는 비아홀로 이루어지는 압전소자.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전극층에는 상기 양의 전극층과 상기 음의 전극층을 전기적으로 분리시키기 위한 더미층이 더 구비되는 압전소자.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 주양극접속부재, 상기 주음극접속부재, 상기 예비양극접속부재 및 상기 예비음극접속부재는 상기 소자부층과 상기 전극층의 외부면에 적층되는 압전소자.
  15. 상부 케이스와 브라켓 중 적어도 하나를 구비하는 진동전달부재;
    상기 진동전달부재에 양끝단부가 고정 설치되는 탄성부재;
    상기 탄성부재에 설치되어 전원 인가시 변형되어 상기 탄성부재를 진동시키는 압전소자; 및
    상기 압전소자에 연결되는 회로기판;
    을 포함하며,
    상기 압전소자는 주전극과, 상기 주전극으로 이격 배치되는 하나 이상의 예비전극을 구비하며,
    상기 주전극과 상기 예비전극은 어느 하나만이 외부 전원에 연결되더라도 상기 압전소자가 변형되도록 하는 전자부품.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 주전극과 상기 예비전극은 각각 전극쌍으로 구성되는 전자부품.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 회로기판은 상기 주전극에 연결되어 상기 압전소자에 전원을 공급하는 주회로기판과, 상기 예비전극에 연결되어 상기 압전소자에 전원을 공급하는 적어도 하나 이상의 예비회로기판을 구비하는 전자부품.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 회로기판에는 상기 주전극과의 전기적 연결을 위한 주연결전극과, 상기 예비전극에 대응되도록 배치되어 상기 예비전극에 전기적으로 연결되는 적어도 하나 이상의 예비연결전극이 구비되는 전자부품.
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