KR102029559B1 - A piezoelectric element, method for manufacturing the same, a piezoelectric sensor and method for manufacturing with thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 압전 소자 제조방법은, 기판을 가공하여, 일측면(101)으로부터 타측면(102)을 향하여 관통된 복수의 홀(100d)이 형성된 몰드(100)를 획득하는 제1 단계, 상기 복수의 홀(100d)을 구성하는 각각의 홀에 압전 물질(151)이 유입되도록, 상기 몰드(100)의 일측면(101)을 향해 상기 압전 물질(151)을 공급하는 제2 단계, 상기 몰드(100)의 타측면(102)이 배치되는 제1 공간(V1)의 압력이, 상기 각각의 홀을 형성하는 제2 공간(100d)의 압력보다 작아지도록 압력 구배를 형성하는 제3 단계 및 상기 복수의 홀(100d)에 충진된 상기 압전 물질(151)을 소결시키는 제4 단계를 포함할 수 있다.Ultrasonic piezoelectric element manufacturing method according to an embodiment of the present invention, by processing the substrate, to obtain a mold 100 having a plurality of holes (100d) formed from one side 101 toward the other side (102) In the first step, the piezoelectric material 151 is supplied toward one side 101 of the mold 100 so that the piezoelectric material 151 flows into each hole constituting the plurality of holes 100d. Step 2, forming a pressure gradient such that the pressure in the first space V1 in which the other side surface 102 of the mold 100 is disposed is smaller than the pressure in the second space 100d forming the respective holes. A third step and a fourth step of sintering the piezoelectric material 151 filled in the plurality of holes (100d).

Description

초음파 압전 소자, 초음파 압전 소자의 제조방법, 초음파 압전 센서 및 초음파 압전 센서의 제조방법{A piezoelectric element, method for manufacturing the same, a piezoelectric sensor and method for manufacturing with thereof}Ultrasonic piezoelectric element, method for manufacturing ultrasonic piezoelectric element, ultrasonic piezoelectric sensor and method for manufacturing ultrasonic piezoelectric sensor {A piezoelectric element, method for manufacturing the same, a piezoelectric sensor and method for manufacturing with

본 발명은 초음파 지문 인식 센서에 사용되는 초음파 압전 센서의 제조 방법에 관한 것으로, 분말화시킨 압전 물질을 사용하여 Molding 방식을 통해 압전 로드(rod)를 제조함에 있어, 제조과정 중 특히, 몰드에 물질이 충진된 상태에 기인하는 압전 로드의 불량률을 현저히 감소시킴으로써, 생산 수율과 제조 공정 효율이 향상된 초음파 압전 센서의 제조방법 및 이에 따라 제조된 초음파 압전 센서에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an ultrasonic piezoelectric sensor used in an ultrasonic fingerprint recognition sensor. In manufacturing a piezoelectric rod through a molding method using a powdered piezoelectric material, a material in a mold, in particular, By remarkably reducing the defective rate of the piezoelectric rod due to this filled state, the present invention relates to a method for producing an ultrasonic piezoelectric sensor with improved production yield and manufacturing process efficiency, and an ultrasonic piezoelectric sensor manufactured accordingly.

일반적으로 초음파는 그 주파수가 인간의 가청 주파수 범위인 약 20kHz보다 커서 인간이 청각을 이용하여 들을 수 없는 음파(약 20 ~ 1000 kHz)를 지칭하는 것으로, 본질적으로 가청 범위의 음파와 성질이 유사하나, 주파수가 높고 파장이 짧기 때문에 상당히 강한 진동이 생기므로, 일반적인 음파에서 볼 수 없는 방향성을 갖는 짧은 펄스 성질을 갖는다.In general, ultrasonic waves refer to sound waves (about 20 to 1000 kHz) that humans cannot hear by hearing because their frequency is greater than about 20 kHz, which is the range of human audible frequencies. Because of the high frequency and the short wavelength, the vibration is quite strong, and thus has a short pulse characteristic with the directivity not found in general sound waves.

상기와 같은 초음파의 특성을 이용한 초음파 센서는, 초음파를 외부로 발생시키고, 이렇게 발생된 초음파가 물체와 부딪혀서 되돌아오는 반사파를 수신하여 감지 대상 물체와의 거리 혹은 감지 대상 물체의 움직임 또는 형태, 형상을 감지하는 저음압용 검출센서로 이용되거나, 또는 초음파 용접기와 초음파 세척기 등에 고음압용으로 이용되고 있다.The ultrasonic sensor using the characteristics of the ultrasonic waves, and generates the ultrasonic wave to the outside, and the ultrasonic wave generated in this way receives a reflected wave returned by hitting the object to detect the distance to the sensing object or the movement, form or shape of the sensing object. It is used as a low sound pressure detection sensor to detect or used for high sound pressure in ultrasonic welding machines and ultrasonic cleaners.

일반적으로 상기 초음파 센서는 크게 초음파 송수신부, 구동부 및 기구부품으로 구성된다. 상기 초음파 송수신부는 구동부로부터 교류전압을 인가받아 초음파를 발생시키고, 발생된 초음파에 대응하여 되돌아오는 반사파를 수신하여 구동부에 전달한다. 상기 초음파의 송수신부의 주요 구성 부품은 기판과 압전소자이다.In general, the ultrasonic sensor is largely composed of an ultrasonic transceiver, a driver, and a mechanical part. The ultrasonic transceiver unit receives an AC voltage from the driver to generate an ultrasonic wave, and receives the reflected wave returned in response to the generated ultrasonic wave to transmit the ultrasonic wave. The main components of the transmitting and receiving unit of the ultrasonic wave are a substrate and a piezoelectric element.

상기 기판에 인가되는 전류로 인해 압전소자에 교류전류가 통전되면, 결정(압전물질)이 압축과 팽창을 반복하여 기계적인 진동이 발생하는 역압전이 발생된다. 예컨대, 상기 압전소자에 외력이 가해져 수축과 팽창이 반복되면 압전소자(150)의 한쪽에는 양(+)전하가, 다른 쪽에는 음(-)전하가 생겨 전류가 발생된다.When an alternating current is applied to the piezoelectric element due to the current applied to the substrate, a crystal (piezoelectric material) generates a reverse piezoelectric force in which mechanical vibration is generated by repeating compression and expansion. For example, when an external force is applied to the piezoelectric element and contraction and expansion are repeated, positive charge is generated on one side of the piezoelectric element 150 and negative charge is generated on the other side to generate a current.

상기 초음파 센서에서 초음파를 발생시키는 경우, 외부로부터 교류 전류가 압전소자에 가해져서, 압전소자의 수축과 팽창이 반복된다. 이에 의해 발생하는 진동은 커버기판에 전달되고, 상기 커버기판의 진동이 공기 중의 소밀파를 발생시켜 초음파를 외부로 발생시킨다.When ultrasonic waves are generated by the ultrasonic sensor, an alternating current is applied to the piezoelectric element from the outside, so that the piezoelectric element contracts and expands. The vibration generated by this is transmitted to the cover substrate, the vibration of the cover substrate generates a small wave in the air to generate the ultrasonic wave to the outside.

반대로, 초음파 센서에서 발생된 초음파가 대상체에 반사되어 되돌아오는 경우, 공기 중의 소밀파가 커버기판에 전달되어 변위가 발생되고, 이 변위에 의한 압전소자의 수축 및 팽창에 의해 반사파를 수신할 수 있다.On the contrary, when the ultrasonic wave generated by the ultrasonic sensor is reflected back to the object, a small wave in the air is transmitted to the cover substrate to generate a displacement, and the reflected wave may be received by the contraction and expansion of the piezoelectric element due to the displacement.

이러한 초음파를 활용하여 감지 대상 물체와의 거리 혹은 감지 대상물체의 움직임 또는 형태, 형상을 감지하는 초음파 센서는 다양한 분야에서 널리 사용중이며, 그 중에서도 개인 정보에 대한 신뢰성 있는 보안을 유지하기 위하여 휴대용 또는 개인 정보가 필요한 곳에서 in-situ로 각각 개별적인 신원의 확인할 수 있도록 특정 신호를 감지하고, 이를 해독하는 보안 시스템에 활용되고 있으며, 그 중에서도 개개인의 생체 정보를 인식하여 개인 인증하는 장치에 사용될 수 있다.Ultrasonic sensors that detect the distance to the object to be detected or the movement, form, or shape of the object by using such ultrasonic waves are widely used in various fields, and among them, portable or personal to maintain reliable security of personal information. In-situ where information is needed, it is used in security systems that detect and decode specific signals for identification of individual identities. Among them, it can be used for devices that recognize and authenticate individual biometric information.

일 예로 생체정보 중 지문을 인식하여 개인 인증시 상기 언급한 바와 같은 초음파 센서를 사용할 수 있으며, 이러한 초음파 방식의 지문 인식 센서의 경우 복수의 압전 센서에서 방출되는 일정 주파수의 초음파 신호가 지문의 골(Valley)과 마루(Ridge)에서 반사되는 경우 각각의 골과 마루에서의 음향 임피던스(Acoustic Impedance)차이를 초음파 발생원인 해당 복수의 압전 센서를 이용해 측정하여 지문을 감지하는 방식으로 단순한 지문 인식의 기능을 넘어서 초음파를 펄스(pulse) 형으로 발생시켜 그 반향파에 의한 도플러 효과를 검출함으로써 손가락 내부의 혈류 흐름을 파악할 수 있는 기능을 갖고 있으므로, 이를 이용하여 위조 지문 여부까지 판단할 수 있는 장점이 있다.For example, the ultrasonic sensor as described above may be used for personal authentication by recognizing a fingerprint in biometric information. In the case of such an ultrasonic fingerprint recognition sensor, an ultrasonic signal of a predetermined frequency emitted from a plurality of piezoelectric sensors may be a bone of a fingerprint ( When the reflection is reflected from the valley and the ridge, the difference in acoustic impedance between each valley and the ridge is measured by using a plurality of piezoelectric sensors, which are ultrasonic sources, to detect fingerprints. In addition, since the ultrasonic wave is generated in a pulse form and detects the Doppler effect caused by the echo wave, it has a function to grasp the blood flow inside the finger.

이러한 초음파 센서의 경우 복수의 압전물질의 진동을 통해 발생되는 일정 주파수의 초음파 신호를 통해 반사된 초음파 신호를 감지하여 대상체를 인식하기 때문에 반사된 초음파의 신호가 노이즈가 적고, 반사파의 강도가 일정 수준 이상이 되어야 한다. 상기 반사파의 신호 강도를 향상시키기 위해서 다양한 연구가 진행되고 있다.In the case of such an ultrasonic sensor, an ultrasonic signal reflected through an ultrasonic signal of a predetermined frequency generated through vibration of a plurality of piezoelectric materials is detected to recognize an object, so the signal of the reflected ultrasonic wave is low in noise, and the intensity of the reflected wave is constant. It should be ideal. Various studies have been conducted to improve the signal strength of the reflected wave.

한국공개특허 제2016-0067549호(2016.06.14 공개)Korean Laid-Open Patent No. 2016-0067549 (Published June 14, 2016)

본 발명은 압전 센서의 생산 수율을 향상시키기 위하여 분말화시킨 압전 물질을 사용하여 분사-가압공정을 통해 압전 로드를 제조함으로써, 제조된 압전 로드의 불량률을 현저히 저감시켜 품질이 향상된 압전 센서의 제조방법 및 이에 따라 제조된 압전 센서, 그리고 이를 포함하는 초음파 센서를 제공하고자 한다.The present invention is to produce a piezoelectric rod through the injection-pressing process using a powdered piezoelectric material in order to improve the production yield of the piezoelectric sensor, thereby significantly reducing the defective rate of the manufactured piezoelectric rod to improve the quality of the piezoelectric sensor manufacturing method And to provide a piezoelectric sensor manufactured according to this, and an ultrasonic sensor comprising the same.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 압전 소자 제조방법은, 기판을 가공하여, 일측면(101)으로부터 타측면(102)을 향하여 관통된 복수의 홀(100d)이 형성된 몰드(100)를 획득하는 제1 단계, 상기 복수의 홀(100d)을 구성하는 각각의 홀에 압전 물질(151)이 유입되도록, 상기 몰드(100)의 일측면(101)을 향해 상기 압전 물질(151)을 공급하는 제2 단계, 상기 몰드(100)의 타측면(102)이 배치되는 제1 공간(V1)의 압력이, 상기 각각의 홀을 형성하는 제2 공간(100d)의 압력보다 작아지도록 압력 구배를 형성하는 제3 단계 및 상기 복수의 홀(100d)에 충진된 상기 압전 물질(151)을 소결시키는 제4 단계를 포함할 수 있다.Ultrasonic piezoelectric element manufacturing method according to an embodiment of the present invention, by processing the substrate, to obtain a mold 100 having a plurality of holes (100d) formed from one side 101 toward the other side (102) In the first step, the piezoelectric material 151 is supplied toward one side 101 of the mold 100 so that the piezoelectric material 151 flows into each hole constituting the plurality of holes 100d. Step 2, forming a pressure gradient such that the pressure in the first space V1 in which the other side surface 102 of the mold 100 is disposed is smaller than the pressure in the second space 100d forming the respective holes. A third step and a fourth step of sintering the piezoelectric material 151 filled in the plurality of holes (100d).

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 압전 소자 제조방법의 상기 제1 단계는, 상기 기판을 가공하여, 상기 일측면(101)으로부터 함입된 복수의 홈(100f)을 형성하는 단계 및 상기 복수의 홈(100f)을 구성하는 각각의 홈의 바닥면과 상기 몰드(100)의 타측면(102)을 관통하는 홀을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The first step of the ultrasonic piezoelectric element manufacturing method according to an embodiment of the present invention, the step of processing the substrate, forming a plurality of grooves (100f) embedded from the one side 101 and the plurality of grooves And forming a hole penetrating the bottom surface of each groove constituting 100f and the other side surface 102 of the mold 100.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 압전 소자 제조방법의 상기 제1 단계는,The first step of the ultrasonic piezoelectric element manufacturing method according to an embodiment of the present invention,

상기 기판을 가공하여, 상기 일측면(101)으로부터 상기 타측면(102)을 향하여 관통된 복수의 홀(100e)을 형성하는 단계 및 상기 복수의 홀(100e)을 구성하는 각각의 홀이 포함되도록 상기 일측면(101)으로부터 함입된 복수의 홈을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.Processing the substrate to form a plurality of holes 100e penetrating from the one side 101 to the other side 102 and to include respective holes constituting the plurality of holes 100e. It may include the step of forming a plurality of grooves recessed from the one side (101).

본 발명의 일 실시예에 따른 초음판 압전 소자 제조방법의 상기 제2 단계 및 상기 제3 단계는 동시에 구현될 수 있다.The second step and the third step of the ultrasonic piezoelectric element manufacturing method according to an embodiment of the present invention may be implemented at the same time.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 압전 소자 제조방법의 상기 제3 단계는, 상기 몰드(100)의 일측면(101)과 대응되는 형상으로 형성된 가압부에 의해 상기 몰드(100)의 일측면(101)이 가압되는 단계를 더 포함할 수 있다.The third step of the ultrasonic piezoelectric device manufacturing method according to an embodiment of the present invention, one side of the mold (100) by the pressing unit formed in a shape corresponding to the one side 101 of the mold (100) 101 may further comprise pressurizing.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 압전 소자 제조방법의 상기 제3 단계는, 상기 몰드(100)를 밀폐된 가압 반응기(10) 내에서 가압하여 상기 복수의 홀(100d)에 유입된 상기 압전 물질(151)이 밀집되도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the third step of the ultrasonic piezoelectric device manufacturing method according to an embodiment of the present invention, the piezoelectric material introduced into the plurality of holes (100d) by pressing the mold 100 in a closed pressure reactor (10) The method may further include causing 151 to be dense.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 압전 소자 제조방법의 상기 제2 단계 및 상기 제3 단계를 1회 이상 반복할 수 있다.The second step and the third step of the ultrasonic piezoelectric device manufacturing method according to an embodiment of the present invention may be repeated one or more times.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 압전 소자는, 본 발명의 초음파 압전 소자 제조방법에 의해 제조될 수 있다.The ultrasonic piezoelectric element according to an embodiment of the present invention may be manufactured by the ultrasonic piezoelectric element manufacturing method of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 압전 센서 제조방법은 초음파 압전 소자를 준비하는 단계, 압전 로드(155)가 돌출되도록 몰드(100)를 식각하는 식각단계, 상기 식각단계를 통해 식각된 부분에 절연재(120)를 충진하는 단계, 상기 절연재(120)를 충진하는 단계를 통해 가려진 압전 로드(155)의 일 측면이 노출될 때까지 에칭한 다음, 노출된 압전 로드의 일 측면에 소정의 패턴으로 하부전극(171)을 형성하는 단계, 상기 하부전극(171)이 형성된 표면에 더미 기판(110)을 접착하는 단계 및 상기 더미 기판(110)이 접착된 몰드의 베이스 부분(100b)을 제거하여 노출된 압전 로드(155)의 타 측면에 소정의 패턴으로 상부전극(172)을 형성하여 초음파 압전 센서 어레이를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.Ultrasonic piezoelectric sensor manufacturing method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of preparing an ultrasonic piezoelectric element, an etching step of etching the mold 100 so that the piezoelectric rod 155 protrudes, the insulating material in the portion etched through the etching step After filling the 120 and filling the insulating material 120, the surface of the piezoelectric rod 155 is etched until the side surface of the piezoelectric rod 155 is exposed, and then the lower side of the exposed piezoelectric rod is formed in a predetermined pattern. Forming an electrode 171, adhering the dummy substrate 110 to a surface on which the lower electrode 171 is formed, and removing the base portion 100b of the mold to which the dummy substrate 110 is bonded. The method may include forming an ultrasonic piezoelectric sensor array by forming the upper electrode 172 on the other side of the piezoelectric rod 155 in a predetermined pattern.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 압전 센서 제조방법은 상기 압전 로드(155)들을 형성하는 단계와 식각단계 사이에, 상기 몰드의 가장 자리부(100a)에 비아 영역(131)을 에칭하는 단계 및 상기 비아 영역(131)에 전도성 물질을 충진시켜 전도성 필러(132)를 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다.Ultrasonic piezoelectric sensor manufacturing method according to an embodiment of the present invention between the step of forming and etching the piezoelectric rod 155, etching the via region 131 on the edge portion (100a) of the mold and The method may further include manufacturing a conductive filler 132 by filling a conductive material in the via region 131.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 압전 센서 제조방법은 상기 초음파 압전 센서 어레이를 제조하는 단계 후에, 상기 초음파 압전 센서 어레이 상의 동일한 열에 배치된 복수의 압전 소자에 반도체 테스트용 프로브를 사용하여 동시에 전압을 가하여 분극 처리하는 폴링(Poling treatment)단계를 더 포함할 수 있다.In the method of manufacturing an ultrasonic piezoelectric sensor according to an exemplary embodiment of the present invention, after the manufacturing of the ultrasonic piezoelectric sensor array, a plurality of piezoelectric elements disposed in the same column on the ultrasonic piezoelectric sensor array may be simultaneously subjected to voltage using a semiconductor test probe. In addition, it may further include a polling treatment (Poling treatment) step.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 압전 센서 제조방법은 본 발명의 초음파 압전 센서 제조방법에 의해 제조될 수 있다.Ultrasonic piezoelectric sensor manufacturing method according to an embodiment of the present invention can be manufactured by the ultrasonic piezoelectric sensor manufacturing method of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 압전 소자 제조를 위한 지그는, 기판을 가공하여 획득된 몰드 - 일측면으로부터 타측면을 향하여 관통된 복수의 홀이 형성됨 - 의 상기 복수의 홀을 구성하는 각각의 홀에, 상기 일측면으로부터 공급된 압전 물질이 충진되도록, 상기 몰드의 타측면이 배치되는 제1 공간의 압력이, 상기 각각의 홀을 형성하는 제2 공간의 압력보다 작아지도록 압력 구배를 형성하도록 하기 위한 초음파 압전 소자 제조를 위한 지그에 있어서, 상기 몰드의 타측면의 크기와 같거나 크게 형성된 채, 상기 몰드의 타측면과 대향하는 제1 면, 상기 제1 면과 일정 거리 이격되어 배치되며, 흡입부와 연결되는 제2 면 및 상기 제1 면과 상기 제2 면을 관통하여 형성되고, 상기 흡입부로부터 제공된 흡입력이 상기 제1 면과 상기 몰드의 타측면 사이에 제공되도록 하는 압력조절부를 포함할 수 있다.Jig for manufacturing an ultrasonic piezoelectric element according to an embodiment of the present invention, each of the holes constituting the plurality of holes of the mold obtained by processing the substrate-a plurality of holes penetrating from one side to the other side is formed. To form a pressure gradient such that the pressure in the first space in which the other side of the mold is disposed is less than the pressure in the second space forming each hole so that the piezoelectric material supplied from the one side is filled in the hole. In the jig for manufacturing an ultrasonic piezoelectric element, the first side facing the other side of the mold, the first side facing the other side of the mold, is formed spaced apart a predetermined distance, A second surface connected to the suction part and penetrating through the first and second surfaces, and a suction force provided from the suction part is provided between the first surface and the other side of the mold; It may include a pressure regulator to be provided.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 압전 소자 제조를 위한 지그의 상기 압력조절부는, 상기 제1 면으로부터 함입된 제1 연결공과 상기 제2 면으로부터 함입된 제2 연결공이 연통되어 형성되며, 상기 제1 연결공은, 상기 제2 연결공으로부터 분기되어 형성될 수 있다.The pressure control unit of the jig for manufacturing an ultrasonic piezoelectric element according to an embodiment of the present invention, the first connection hole embedded from the first surface and the second connection hole embedded from the second surface is formed in communication, The first connection hole may be formed by branching from the second connection hole.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 압전 소자 제조를 위한 지그의 상기 제1 연결공은, 상기 복수의 홀을 구성하는 각각의 홀의 형성 위치와 대응되는 위치에 형성될 수 있다.The first connection hole of the jig for manufacturing an ultrasonic piezoelectric element according to an embodiment of the present invention may be formed at a position corresponding to the formation position of each hole constituting the plurality of holes.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 압전 소자 제조를 위한 지그의 상기 제1 연결공은, 상기 제1 면으로부터 연속적으로 형성된 채, 상기 복수의 홀과 연통될 수 있다.The first connection hole of the jig for manufacturing an ultrasonic piezoelectric element according to an embodiment of the present invention may be in communication with the plurality of holes while being formed continuously from the first surface.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 압전 소자 제조를 위한 지그의 상기 압력조절부는, 상기 제1 면으로부터 함입되어 상기 제1 연결공과 연통되는 연결홈을 더 구비하며, 상기 연결홈은, 상기 복수의 홀을 구성하는 각각의 홀의 형성 위치를 포함하도록 형성될 수 있다.The pressure control unit of the jig for manufacturing an ultrasonic piezoelectric element according to an embodiment of the present invention, further comprises a connection groove which is embedded from the first surface and communicates with the first connection hole, the connection groove, the plurality of It may be formed to include the formation position of each hole constituting the hole.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 압전 소자 제조를 위한 지그의 상기 제2 연결공의 종단면적의 크기는, 상기 제1 연결공의 종단면적의 크기보다 클 수 있다.The size of the longitudinal cross-sectional area of the second connecting hole of the jig for manufacturing an ultrasonic piezoelectric device according to an embodiment of the present invention may be larger than the cross-sectional area of the first connecting hole.

본 발명은, 분말화시킨 압전 물질을 사용하여 분사-가압공정을 통해 압전 로드를 제조함으로써, 제조된 압전 로드의 불량률을 현저히 저감시켜 생산 수율이 향상된 압전 센서를 제조할 수 있다.According to the present invention, by manufacturing a piezoelectric rod through a spray-pressing process using a powdered piezoelectric material, it is possible to manufacture a piezoelectric sensor with a significantly reduced defect rate of the manufactured piezoelectric rod, thereby improving production yield.

또한, 압전 센서 내 도전성 필러를 형성함으로써, 추가로 상부 전극과 하부 전극을 연결하는 와이어 본딩 없이 상부 전극과 하부 전극을 통전시킬 수 있다.In addition, by forming the conductive filler in the piezoelectric sensor, it is possible to further energize the upper electrode and the lower electrode without wire bonding connecting the upper electrode and the lower electrode.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 압전 센서를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 압전 센서를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 3a 내지 3f는 본 발명의 압전 센서를 제조하는 과정을 개략적으로 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 압전 센서의 제조 과정 중 전도성 필러를 형성하고 난 뒤, 평탄화 공정을 통해 평탄화된 몰드를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 5는 본 발명의 압전 센서의 제조 과정 중 식각 단계를 통해 식각된 몰드를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 압전 센서의 제조 과정 중 하부 전극을 형성하기 전, 절연층의 일부가 평탄화 공정으로 제거되어 평탄화된 상태를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 9은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따라 제조된 웨이퍼를 개략적으로 나타낸 모식도 이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따라 제조된 기판 상에 형성된 압전 센서가 포함된 초음파 센서를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 초음파 압전 소자 제조를 위한 지그를 도시한 개략도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 형테에 따른 초음파 압전 소자 제조를 위한 지그를 도시한 개략도이다.
1 is a schematic diagram schematically showing a piezoelectric sensor according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram schematically showing a piezoelectric sensor according to another embodiment of the present invention.
3A to 3F are schematic diagrams schematically illustrating a process of manufacturing the piezoelectric sensor of the present invention.
4 is a schematic diagram schematically showing a mold flattened through a planarization process after forming a conductive filler during the manufacturing process of the piezoelectric sensor of the present invention.
5 is a schematic diagram schematically showing a mold etched through an etching step in the manufacturing process of the piezoelectric sensor of the present invention.
6 to 8 are schematic views illustrating a planarized state in which a part of the insulating layer is removed by a planarization process before forming the lower electrode during the manufacturing process of the piezoelectric sensor of the present invention.
9 is a schematic diagram schematically showing a wafer manufactured according to another embodiment of the present invention.
10 is a schematic diagram schematically showing an ultrasonic sensor including a piezoelectric sensor formed on a substrate manufactured according to another embodiment of the present invention.
11 is a schematic view showing a jig for manufacturing an ultrasonic piezoelectric element according to an embodiment of the present invention.
12 is a schematic diagram illustrating a jig for manufacturing an ultrasonic piezoelectric element according to another exemplary embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 통해 상세히 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 밝혀둔다.Before describing in detail through the preferred embodiments of the present invention, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to the conventional or dictionary meanings, meanings corresponding to the technical spirit of the present invention To be interpreted as

본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상부" 또는 "하부" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있을 경우뿐만 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함하며, "상부"와 "하부"는 도면을 기준으로 정의한 것으로서 보는 관점에 따라 "상부"가 "하부"로 "하부"가 "상부"로 변경될 수 있다.Throughout this specification, when a member is located in another member "top" or "bottom", this includes not only when one member is in contact with another member, but also when there is another member between the two members, " The upper part and the lower part may be changed from the upper part to the lower part and the lower part to the upper part according to the viewpoints defined as reference to the drawings.

어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있을 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.When a part is said to be "connected" with another part, this includes not only the "directly connected" but also the indirectly connected with the other member in between.

또한, 본 명세서의 도면은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 이해하고 실시할 수 있도록 도시된 것으로 그 크기나 간격은 실제와 동일하지 않을 수 있음을 이해하여야 한다.In addition, it is to be understood that the drawings of the present specification are illustrated to enable those skilled in the art to easily understand and to practice the present invention.

초음파 압전 소자 제조방법Ultrasonic Piezoelectric Device Manufacturing Method

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 압전소자는, 후술할 초음파 압전 센서에 구비되는 압전 소자에 관한 것이다.The ultrasonic piezoelectric element according to an embodiment of the present invention relates to a piezoelectric element provided in an ultrasonic piezoelectric sensor to be described later.

본 발명의 초음파 압전 소자 제조방법은 우선, 기판을 가공하여 몰드(100)를 획득하는 제1 단계를 진행할 수 있다. 기판의 가공은 포토리소그래피(Photolithography) 방법을 통해 실리콘 기판과 같은 기판을 식각하여 구현될 수 있다.In the ultrasonic piezoelectric device manufacturing method of the present invention, first, a process of obtaining a mold 100 may be performed by processing a substrate. The processing of the substrate may be implemented by etching a substrate such as a silicon substrate through a photolithography method.

상기 포토리소그래피는 원하는 회로설계를 유리판 위에 금속 패턴으로 형성된 마스크(mask)라는 원판에 빛을 조사하여 생기는 그림자를 기판 상에 전사시겨 복사하는 방법으로, 설계된 소정의 형태의 패턴을 기판 상에 형성하는 방법 중 하나이다.The photolithography is a method of copying a desired circuit design by copying a shadow formed by irradiating light onto a substrate, called a mask formed of a metal pattern on a glass plate, onto a substrate. One way is.

이와 같은 포토리소그래피 방법은, 기판의 표면에 감광제 조성물을 균일하게 도포하는 코팅공정(Coating), 도포된 감광막으로부터 용매를 증발시켜 감광막이 기판의 표면에 부착되게 하는 소프트 베이킹 공정(Soft baking), 자외선 등 과 같은 광원을 이용하여 마스크 상의 회로패턴을 반복적, 순차적으로 축소 투영하면서 감광막을 노광시켜 마스크의 패턴을 감광막 상으로 전사하는 노광공정(Light exposure), 광원에 대한 노출을 통해 감광에 따라 용해도 차와 같은 물리적 성질이 다르게 형성된 부분들을 현상액을 사용하여 선택적으로 제거하는 현상공정(Development), 현상공정 후 잔류하는 감광막을 기판 상에 보다 밀착시켜 고착화시키기 위한 하드 베이킹 공정(Hard baking), 현상된 감광막의 패턴에 따라 일정영역을 에칭하는 식각공정(Etching) 및 식각공정 후 잔존하는 감광막을 제거하는 스트립공정(Strip) 등으로 진행될 수 있다.Such a photolithography method includes a coating process for uniformly applying a photosensitive composition to a surface of a substrate, a soft baking process for evaporating a solvent from the applied photosensitive film to attach the photosensitive film to the surface of the substrate, and an ultraviolet ray. Light exposure, which transfers the pattern of the mask onto the photoresist by repeatedly exposing and reducing the circuit pattern on the mask repeatedly and sequentially using a light source such as a light source, and a difference in solubility according to photosensitization through exposure to the light source. Development process to selectively remove parts having different physical properties such as developer using developer, Hard baking process to adhere and fix the photoresist film remaining after development process on the substrate, and developed photoresist film Remaining after etching and etching process to etch a certain area according to the pattern of The strip process may be performed to remove the photosensitive film.

이와 같은 포토리소그래피 방법은, 기판의 표면에 감광제 조성물을 균일하게 도포하는 코팅공정(Coating), 도포된 감광막으로부터 용매를 증발시켜 감광막이 기판의 표면에 부착되게 하는 소프트 베이킹 공정(Soft baking), 자외선 등과 같은 광원을 이용하여 마스크 상의 회로패턴을 반복적, 순차적으로 축소 투영하면서 감광막을 노광시켜 마스크의 패턴을 감광막 상으로 전사하는 노광공정(Light exposure), 광원에 대한 노출을 통해 감광에 따라 용해도 차와 같은 물리적 성질이 다르게 형성된 부분들을 현상액을 사용하여 선택적으로 제거하는 현상공정(Development), 현상공정 후 잔류하는 감광막을 기판 상에 보다 밀착시켜 고착화시키기 위한 하드 베이킹 공정(Hard baking), 현상된 감광막의 패턴에 따라 일정영역을 에칭하는 식각공정(Etching) 및 식각공정 후 잔존하는 감광막을 제거하는 스트립공정(Strip) 등으로 진행될 수 있다.Such a photolithography method includes a coating process for uniformly applying a photosensitive composition to a surface of a substrate, a soft baking process for evaporating a solvent from the applied photosensitive film to attach the photosensitive film to the surface of the substrate, and an ultraviolet ray. Light exposure, which transfers the pattern of the mask onto the photoresist by repeatedly exposing and reducing the circuit pattern on the mask repeatedly and sequentially using a light source such as a light source and a difference in solubility according to photosensitization through exposure to the light source. Development process to selectively remove parts having different physical properties by using developer, Hard baking process to adhere and fix the remaining photoresist film on the substrate Remaining after etching and etching process to etch a certain area according to pattern It may proceed to the process such as a strip (Strip) to remove the photosensitive film.

상기 코팅공정에서 기판의 표면에 도포되는 감광제 조성물은 노광공정을 통해 마스크 원판의 회로설계를 기판 상으로 전사하기 위한 매개체로, 이러한 감광제 조성물은 특정 파장의 광에 노출될 경우 현상액에서의 용해도가 변하는 특성이 있다. 이러한 특징을 이용하여 포토리소그래피의 현상공정 중 빛에 노출된 부분과 노출되지 않은 부분을 선택적으로 제거하는 식각공정을 통해 원하는 형상의 패턴을 기판 상에 형성할 수 있다.The photoresist composition applied to the surface of the substrate in the coating process is a medium for transferring the circuit design of the mask disc onto the substrate through an exposure process, and the photosensitive composition changes in solubility in a developer when exposed to light of a specific wavelength. There is a characteristic. By using such a feature, a pattern having a desired shape may be formed on a substrate through an etching process of selectively removing portions exposed to light and portions not exposed to light during a photolithography development process.

일 예로 상기 몰드를 형성하는 단계는, 먼저 a) 준비된 기판에 포토레지시트(Photo resist)를 형성한다.For example, in the forming of the mold, first, a) a photo resist sheet is formed on the prepared substrate.

이 때, 상기 기판은 일반적으로 반도체 공정에서 사용되는 기판이면 사용 가능하며, 일 예로 실리콘 단결정 기판, SOI(Silicon-on-insulator)기판, 저마늄(Germanium, Ge)기판, 갈륨-인(Gallium-Phosphorus)기판, 갈륨-비소(Gallium-Arsenic)기판 등을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 둥근 형태의 실리콘 기판을 사용할 수 있다. 상기 포토레지스트는 감광성 특징을 가진 물질로, 통상적으로 포토리소그래피 방법에서 사용되는 것을 사용할 수 있다.In this case, the substrate may be used as long as it is generally used in a semiconductor process. For example, a silicon single crystal substrate, a silicon-on-insulator (SOI) substrate, a germanium (Ge) substrate, and a gallium-phosphorus (Gallium-) substrate. Phosphorus substrate, Gallium-Arsenic substrate and the like can be used, but preferably a round silicon substrate can be used. The photoresist is a material having photosensitive characteristics, and may be used that is commonly used in photolithography.

준비된 기판에 포토레지스트를 형성하는 방법은, 스핀코팅방법, 스프레이코팅방법, 딥코팅방법 중 하나를 사용할 수 있다. 일 예로 스핀코팅방법을 사용할 경우 상기 기판 상에 포토레지스트를 형성하고 난 다음, PAB(Post applied bake) 을 통해 포토레지스트 내 용매를 일부 제거하여 상기 기판 상에 포토레지스트를 안정적으로 형성시킬 수 있다.As a method of forming the photoresist on the prepared substrate, one of a spin coating method, a spray coating method, and a dip coating method may be used. For example, in the case of using the spin coating method, after forming a photoresist on the substrate, the photoresist may be stably formed on the substrate by partially removing a solvent in the photoresist through a post applied bake (PAB).

다음으로, b) 노광/현상 공정을 통해 패턴에 따라 포토 레지스트를 제거한다. 즉, 소정의 형태의 마스크 패턴이 부착된 유리 기판을 상기 기판 상에 정렬하여 포토 레지스트를 농과시켜 마스크 패턴이 없는 영역의 포토 레지스트를 제거할 수 있다. 이 때, 상기 노광/현상 공정을 의해 마스크 패턴이 없는 영역의 포토 레지스트는 제거되고, 마스크 패턴이 존재하는 영역의 포토레지스트는 기판상에 남아 있게 된다.Next, b) photoresist is removed according to the pattern through the exposure / development process. That is, the photoresist may be concentrated by arranging a glass substrate having a mask pattern of a predetermined shape on the substrate to remove the photoresist in the region without the mask pattern. At this time, the photoresist in the region without the mask pattern is removed by the exposure / development process, and the photoresist in the region in which the mask pattern exists is left on the substrate.

이와 반대로, 포토레지스트의 종류에 따라 마스크 패턴이 존재하는 영역의 포토레지스트를 제거하는 방식으로 패너팅을 수행하는 것도 가능하다.On the contrary, panning may be performed by removing the photoresist in the region in which the mask pattern exists according to the type of photoresist.

상기 c) 노광/현상 공정을 통해 기판 상에 형성된 부분의 포토레지스트가 제거된 부분은 식각공정을 통해 홈이 형성된다. 상기 식각공정은 일반적으로 습식 식각법과 건식 식각법으로 나눌 수 있다.C) A groove is formed in the portion where the photoresist of the portion formed on the substrate through the exposure / development process is removed through the etching process. The etching process may be generally divided into a wet etching method and a dry etching method.

일반적으로 습식 식각법은 화학용액을 이용해 상기 기판 상의 포토레지스트가 제거된 부분의 표면과 화학 반응을 일으킴으로써, 기판 상에 홈을 형성할 수 있다. 이러한 습식 식각법은 일반적으로 등방성 식각(Isotropic etching)이기 때문에 언더컷이 발생하며, 정확한 패턴 형성이 어렵다. 또한 공정 제어가 어렵고, 식각할 수 있는 선폭이 제한적이며, 부가적으로 생성되는 식각 용액의 처리가 어렵다는 단점이 있다.In general, the wet etching method may chemically react with the surface of the portion of the photoresist on the substrate by using a chemical solution, thereby forming a groove on the substrate. Since the wet etching method is generally isotropic etching, undercut occurs and it is difficult to form an accurate pattern. In addition, process control is difficult, the line width that can be etched is limited, and additionally, it is difficult to process the generated etching solution.

이에, 이러한 습식 식각법의 단점을 보완할 수 있는 건식 식각법을 주로 사용하고 있다.Thus, dry etching is mainly used to compensate for the shortcomings of the wet etching method.

일반적으로 건식 식각법은 반응가스를 진공 챔버에 주입시킨 후, 전력을 인가하여 플라즈마를 형성시킬 수 있다. 이를 통해 기판의 표면과 화학적 또는 물리적으로 반응시켜 기판 상의 포토레지스트가 제거된 부분을 식각할 수 있다.In general, the dry etching method may inject a reaction gas into a vacuum chamber, and then apply power to form a plasma. This may be used to chemically or physically react with the surface of the substrate to etch the portion of the photoresist removed on the substrate.

상기 건식 식각법은 이방성 식각(Antisotropic etching)이 가능하며, 공정 제어가 용이하고, 정확한 패턴을 형성할 수 있다는 장점이 있기 때문에, 본 발명에서는 건식 식각법을 통해 식각공정을 수행할 수 있다.The dry etching method may be anisotropic etching, and the process may be easily controlled and an accurate pattern may be formed. In the present invention, the etching process may be performed through a dry etching method.

상기 식각공정을 통해 기판에 홈이 형성되면, 상기 기판 상에 잔존해 있는 포토레지스트를 완전히 제거하여 몰드를 형성할 수 있다.When the groove is formed in the substrate through the etching process, the photoresist remaining on the substrate may be completely removed to form a mold.

이와 같이 몰드를 형성하는 단계를 통해 제조된 몰드(100)는, 바닥 부분인 베이스(100b), 식각되어 형성된 복수의 홀(100d), 홀과 홀의 사이 부분인 기둥부(100c), 기둥부를 제외한 몰드의 나머지 부분인 가장자리부(100a)를 포함할 수 있다.The mold 100 manufactured by forming the mold as described above includes a base 100b which is a bottom portion, a plurality of holes 100d formed by etching, and a pillar portion 100c which is a portion between the hole and the hole, except for the pillar portion. It may include the edge portion 100a that is the remaining portion of the mold.

다음, 복수의 홀(100d)을 구성하는 각각의 홀에 압전 물질(151)이 유입되도록, 몰드(100)의 일측면(101)을 향해 압전 물질(151)을 공급하는 제2 단계를 진행할 수 있다.Next, a second step of supplying the piezoelectric material 151 toward one side 101 of the mold 100 may be performed so that the piezoelectric material 151 flows into each hole constituting the plurality of holes 100d. have.

본 명세서 내 도면에서는 복수의 홀의 수평단면을 사각형 형태로 형성시킴으로써 압전 로드(155)를 사각기둥 형태로 형성된 것을 도시하였으나, 상기 복수의 홀의 수평단면은 사각형, 원형, 사다리꼴, 마름모, 다각형 등 그 형태가 특별히 한정되지 않고 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 이를 통해 제조된 압전 로드 역시 다양한 형태의 수평단면을 기둥형태로 형성될 수 있다.In the present specification, although the piezoelectric rod 155 is formed in the shape of a square pillar by forming the horizontal cross sections of the plurality of holes in a quadrangular shape, the horizontal cross sections of the plurality of holes are rectangular, circular, trapezoidal, rhombus, polygonal, etc. Is not particularly limited and may be formed in a variety of forms, the piezoelectric rod produced through this can also be formed in a horizontal cross-section of various forms in the form of a column.

도 3a를 참조하면, 제1 단계를 통해 형성될 복수의 홀(100d)은, 압전 물질(151)이 충진되어 압전 로드(155)가 형성될 홈과, 홈과 연통되어 압전 물질(151)의 홈으로의 충진이 용이하게 구현되도록 하는 홀로 형성될 수 있다. 여기서, 복수의 홀(100d)은 두 가지 방법에 의해 형성될 수 있다.Referring to FIG. 3A, the plurality of holes 100d to be formed through the first step may include a groove in which the piezoelectric material 151 is filled to form the piezoelectric rod 155 and communicate with the groove of the piezoelectric material 151. It may be formed as a hole to facilitate the filling into the groove. Here, the plurality of holes 100d may be formed by two methods.

첫째, 기판을 가공하여, 몰드(100)의 일측면(101)으로부터 함입된 복수의 홈(f)을 형성하는 단계 및 복수의 홈(100f)을 구성하는 각각의 홈의 바닥면과 몰드(100)의 타측면(102)을 관통하되, 복수의 홈(100f)의 단면적보다 작은 단면적의 홀을 형성하는 단계를 통해 구현될 수 있다.First, the substrate is processed to form a plurality of grooves f recessed from one side 101 of the mold 100 and a bottom surface of each groove constituting the plurality of grooves 100f and the mold 100. It may be implemented through the step of forming a hole having a cross-sectional area smaller than the cross-sectional area of the plurality of grooves (100f), but penetrates the other side 102 of.

간략히, 복수의 홀(100d)은, 홈을 먼저 형성하고, 홈과 연통된 홀을 형성하여 구현될 수 있다.Briefly, the plurality of holes 100d may be implemented by first forming grooves and forming holes communicating with the grooves.

둘 째, 기판을 가공하여, 몰드(100) 일측면(101)으로부터 타측면(102)을 향하여 관통된 복수의 홀(100e)을 형성하는 단계 및 복수의 홀(100e)을 구성하는 각각의 홀이 포함되도록 일측면(101)으로부터 함입된 복수의 홈을 형성하는 단계를 통해 구현될 수 있다.Second, the substrate is processed to form a plurality of holes 100e penetrating from one side 101 to the other side 102 of the mold 100, and each hole constituting the plurality of holes 100e. It may be implemented through the step of forming a plurality of grooves embedded from one side 101 to be included.

간략히, 복수의 홀(100d)은, 홀을 먼저 형성하고, 홀과 연통된 홈을 형성하여 구현될 수 있다.Briefly, the plurality of holes 100d may be implemented by first forming a hole and forming a groove communicating with the hole.

상술한 제1 단계는, 복수의 홀(100d)을 형성하는 홈과 홀의 크기가 상이한 경우를 전제하여 설명하였으나, 복수의 홀의 크기가 동일한 단면적으로 형성되는 경우, 몰드(100)의 일측면(101)으로부터 타측면(102)을 향하여 홀을 형성하는 단일 식각 가공에 의해 복수의 홀이 형성될 수 있음은 당연하다.The above-described first step has been described under the assumption that the grooves forming the plurality of holes 100d and the sizes of the holes are different. However, when the sizes of the plurality of holes are formed in the same cross-sectional area, one side 101 of the mold 100 is formed. Of course, a plurality of holes may be formed by a single etching process of forming holes from the side toward the other side 102.

한편, 제2 단계는 복수의 홀(100d)을 구성하는 각각의 홀에 압전 물질(151)이 유입되도록, 상기 몰드(100)의 일측면(101)을 향해 상기 압전 물질(151)을 공급하는 단계일 수 있다.Meanwhile, in the second step, the piezoelectric material 151 is supplied toward one side 101 of the mold 100 so that the piezoelectric material 151 flows into each hole constituting the plurality of holes 100d. It may be a step.

도 3b를 참조하면, 제2 단계는 몰드(100) 상에 압전 물질(151)을 분사하여 복수의 홀(100d)에 압전 물질(151)을 채우는 단계일 수 있다.Referring to FIG. 3B, the second step may be to fill the piezoelectric material 151 in the plurality of holes 100d by spraying the piezoelectric material 151 on the mold 100.

구체적으로, 제2 단계는 몰드(100) 상에 분말화된 압전 물질을 분사하여 복수의 홀에 압전 물질(151)을 채우는 단계로서, 바람직하게는 10 ~ 100 ㎛ 입자 크기로 분쇄되어 분말화된 압전 물질을 1 ~ 5 ㎫ 압력으로 스프레이건(Spay gun)으로 건식 분사하여 상기 복수의 홀에 압전 물질을 채울 수 있다.Specifically, the second step is to fill the piezoelectric material 151 in the plurality of holes by spraying the powdered piezoelectric material on the mold 100, preferably pulverized and powdered to a particle size of 10 ~ 100 ㎛ The piezoelectric material may be dry sprayed with a spray gun at a pressure of 1 to 5 MPa to fill the plurality of holes with the piezoelectric material.

이 때, 사용되는 압전 물질(151)은 PZT(PbZrO3)계 화합물, PST(Pb(Sc, Ta)O3계 화합물, 석영, (Pb, Sm)TiO3계 화합물, PMN(Pb(MgNb)O3-PT(PbTiO3)계 화합물, PVDF(Poly(vinylidene fluoride))계 화합물 및 PVDF-TrFe계 화합물로 이루어진 군 중에서 선택된 적어도 하나 이상을 사용할 수 있다.At this time, the piezoelectric material 151 used is a PZT (PbZrO3) compound, a PST (Pb (Sc, Ta) O3 compound, quartz, (Pb, Sm) TiO3 compound, PMN (Pb (MgNb) O3-PT At least one selected from the group consisting of a (PbTiO 3) -based compound, a polyvinyllidene fluoride (PVDF) -based compound, and a PVDF-TrFe-based compound may be used.

상기 제2 단계에서 10 ~ 100 ㎛ 입자 크기로 분쇄되어 분말화된 압전 물질(151)을 사용할 수 있는데, 상기 분말화된 압전 물질의 입자 크기가 10㎛ 미만일 경우 너무 미세하여 건식 분사 시 산발적으로 분사되어 복수의 홀 외 다른 부분에 쌓일 수 있어 재료의 허비할 수 있고, 분쇄에 많은 에너지가 소모되어 경제성이 저하될 수 있으며, 분말화된 압전 물질의 입자 크기가 100 ㎛을 초과할 경우 압전 물질 사이 사이에 공간이 형성되어 압전 로드 내 기공(air vent), 기포, 공기간극(air gap) 등이 형성될 수 있다.In the second step, the piezoelectric material 151 powdered and ground to a particle size of 10 to 100 μm may be used, and when the particle size of the powdered piezoelectric material is less than 10 μm, it is too fine to spray sporadically during dry spraying. It can be stacked in other parts besides the plurality of holes, which can waste the material, and a lot of energy is consumed in the crushing, which can lower the economic efficiency, and when the particle size of the powdered piezoelectric material exceeds 100 μm, Spaces may be formed therebetween to form air vents, bubbles, and air gaps in the piezoelectric rod.

더욱 바람직하게는 상기 제2 단계에서 분말화된 압전 물질을 건식 분사 시, 몰드를 500 ~ 700 ℃ 온도로 가열할 수 있다. 이와 같이 제2 단계에서 몰드를 가열하게 되면, 건식 분사되어 복수의 홀에 쌓이는 압전 물질 사이에 형성된 공기가 줄어들게 되고, 이로 인해 압전 물질들의 사이가 밀집되어 더욱 치밀하게 적층될 수 있다.More preferably, during the dry spraying of the piezoelectric material powdered in the second step, the mold may be heated to a temperature of 500 ~ 700 ℃. As such, when the mold is heated in the second step, air formed between the piezoelectric materials that are dry sprayed and accumulated in the plurality of holes is reduced, and thus, the piezoelectric materials may be densely packed and stacked more densely.

압전 로드(155)는 후술할 초음파 압전 센서 내 포함되어 전압이 인가되면 초음파를 발생 및 수신할 수 있다.The piezoelectric rod 155 may be included in an ultrasonic piezoelectric sensor to be described later to generate and receive ultrasonic waves when a voltage is applied.

구체적으로, 압전 물질이 진동할 수 있는 초음파 대역의 공진주파수를 갖는 교류 전압이 압전 센서 내 압전 로드에 인가되면 압전 로드가 상하, 좌우로 진동될 수 있으며, 이와 같이 압전 로드가 상하, 좌우로 진동하게 되면 소정의 주파수를 갖는 초음파 신호를 생성할 수 있다.Specifically, when an AC voltage having a resonant frequency of the ultrasonic band in which the piezoelectric material is vibrated is applied to the piezoelectric rod in the piezoelectric sensor, the piezoelectric rod may vibrate up and down and left and right, and thus the piezoelectric rod vibrates up and down and left and right. In this case, an ultrasonic signal having a predetermined frequency may be generated.

따라서, 압전 센서에 전압을 인가하여 초음파를 발생, 수신하여 정확히 대상체를 인지 하기 위해서는, 압전 로드 내 압전 물질이 조밀하게 형성되어야 하며, 또한 제조하고자 하는 압전 로드의 형태가 손상되지 않고 완전해야 하는데 이를 위해, 압전 로드 내부에 구멍, 공극, 기공(air vent), 기포, 공기간극(air gap) 등이 형성되지 않도록 하여야 한다.Therefore, in order to generate and receive ultrasonic waves by applying voltage to the piezoelectric sensor to accurately recognize the object, the piezoelectric material in the piezoelectric rod must be densely formed, and the shape of the piezoelectric rod to be manufactured must be undamaged and complete. For this purpose, holes, voids, air vents, bubbles, air gaps, etc., should not be formed in the piezoelectric rod.

일 예로, 압전 센서 내 압전 로드(155)를 형성하기 위해서는 복수의 홀이 형성된 몰드에 절연막을 증착한 후, 압전 물질을 주입하여 형성할 수 있다.For example, in order to form the piezoelectric rod 155 in the piezoelectric sensor, an insulating film may be deposited on a mold in which a plurality of holes are formed, and then a piezoelectric material may be injected.

이 때 사용되는 절연막은 이산화규소, 질화규소, 삼산화이알루미늄 등이 사용될 수 있다. 절연막 증착방법으로는 물리적기상증착법 또는 화학적기상증착법을 통해 증착하여 형성될 수 있다. 한편, 물리적기상증착법으로는 스퍼터링 또는 전자 빔 증착법 등을 예로 들 수 있다.In this case, as the insulating film used, silicon dioxide, silicon nitride, dialuminum trioxide, or the like may be used. The insulating film deposition method may be formed by depositing through physical vapor deposition or chemical vapor deposition. On the other hand, as the physical vapor deposition method, for example, sputtering or electron beam deposition.

이렇게 몰드에 절연막을 증착한 후, 압전 물질을 주입하는 방법은 압전 재료를 주입하고, 위에서 평평한 누름판을 사용하여 가압하여 식각된 부분에 빈틈이 생기지 않도록 주입할 수 있으며, 일 예로 Jenopik 사의 HEX04와 같은 핫엠보싱 장비를 사용하여 압전 물질을 주입할 수 있는데, 이러한 압전 물질의 주입 방법이 공지되어 있음을 의미하는 것은 아님을 밝혀둔다.After depositing an insulating film in the mold, a method of injecting a piezoelectric material may be injected into the piezoelectric material and pressurized using a flat pressing plate from above to inject gaps in the etched portion, for example, such as Jenopik's HEX04. Hot embossing equipment can be used to inject the piezoelectric material, which does not mean that the method of injecting the piezoelectric material is known.

그러나, 누름판을 사용하여 압전 물질을 주입하여 압전 로드를 제조할 경우 압전 물질이 충분히 각각의 홀 내부로 균질하고 밀집되게 주입되지 못하며 이로 인해 충진된 압전 물질 사이에 구멍, 공극, 기공(air vent), 기포, 공기간극(air gap)이 형성되어 불량인 압전 로드를 형성할 수 있다.However, when piezoelectric rods are manufactured by injecting piezoelectric materials using a pressure plate, the piezoelectric materials are not sufficiently homogeneously and densely injected into the respective holes, which causes holes, voids, and air vents between the filled piezoelectric materials. , Bubbles, and air gaps may be formed to form defective piezoelectric rods.

따라서, 본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 압전 물질을 분말화시켜, 미세한 입자 형태로 몰드(100) 상에 분사하는 동시에 압전 물질이 충진되는 복수의 홀(100d) 내의 압력을 변화시켜, 복수의 홀(100d)에 압전 물질(151)을 조밀하게 충진할 수 있다.Accordingly, in the present invention, in order to solve such a problem, the piezoelectric material is powdered, sprayed onto the mold 100 in the form of fine particles, and the pressure in the plurality of holes 100d filled with the piezoelectric material is changed, The piezoelectric material 151 may be densely packed in the hole 100d.

이와 같은, 복수의 홀(100d) 내의 압력 변화는 제3 단계에서 구현될 수 있다.As such, the pressure change in the plurality of holes 100d may be implemented in the third step.

구체적으로, 제3 단계는 몰드(100)의 타측면(102)이 배치되는 제1 공간(V1)의 압력이, 상기 각각의 홀을 형성하는 제2 공간(100d)의 압력보다 작아지도록 압력 구배를 형성하는 단계일 수 있다. 상기 제3 단계는, 몰드(100)의 일측면(101)으로부터 유입된 압전 물질(151)이 압력 구배에 따라, 제2 공간(100d)으로부터 제1 공간(V1)을 향해 이동 중에 복수의 홈(100f)을 따라 복수의 홀(100d)에 충진되는 단계일 수 있다.Specifically, in the third step, the pressure gradient is such that the pressure in the first space V1 in which the other side surface 102 of the mold 100 is disposed is smaller than the pressure in the second space 100d forming the respective holes. It may be a step of forming. The third step includes a plurality of grooves while the piezoelectric material 151 introduced from one side 101 of the mold 100 moves from the second space 100d toward the first space V1 according to the pressure gradient. The filling of the plurality of holes 100d along 100f may be performed.

상술한 제2 단계에서 압전 물질(151)은 몰드(100)의 일측면(101)을 향하여 분사되는데, 제3 단계는 몰드(100)의 타측면(102)에 설치된 초음파 압전 소자 제조를 위한 지그에 의해 구현될 수 있다. 상기 초음파 압전 소자 제조를 위한 지그(이하, 지그)에 관하여는 도 11 및 도 12를 참조로 상세히 설명하기로 한다.In the above-described second step, the piezoelectric material 151 is injected toward one side 101 of the mold 100, and the third step is a jig for manufacturing an ultrasonic piezoelectric element installed on the other side 102 of the mold 100. It can be implemented by. A jig (hereinafter, jig) for manufacturing the ultrasonic piezoelectric element will be described in detail with reference to FIGS. 11 and 12.

몰드(100)의 타측면(102)은 지그에 의해 포위된 채, 지그와의 사이에 형성된 공간(V1)의 압력 변화에 따라 몰드(100)에 형성된 복수의 홀(100d)의 압력 변화를 야기할 수 있다.The other side 102 of the mold 100 is surrounded by a jig, causing a pressure change of the plurality of holes 100d formed in the mold 100 according to the pressure change of the space V1 formed between the jig. can do.

구체적으로, 지그에 의해 제1 공간(V1)의 압력이 낮아지면, 복수의 홀(100d)이 형성하는 공간 내의 공기는 지그를 향해 위치 이동되고, 이 때 몰드(100)의 일측면(101)으로 공급된 압전 물질(151)은 지그에 의해 형성된 압력 구배에 따라 복수의 홀(100d)을 향해 이동되어 복수의 홀(100d)에 충진될 수 있다.Specifically, when the pressure of the first space V1 is lowered by the jig, air in the space formed by the plurality of holes 100d is moved toward the jig, and at this time, one side 101 of the mold 100 is moved. The piezoelectric material 151 supplied thereto may be moved toward the plurality of holes 100d according to the pressure gradient formed by the jig and filled in the plurality of holes 100d.

일례로, 제1 공간(V1)은 지그에 의해 진공상태가 되어 대기압 상태인 복수의 홀(100d)과 압력 구배를 형성할 수 있다. 여기서, 지그는 제1 공간(V1)의 압력이 복수의 홀(100d)이 형성하는 공간의 압력보다 작도록 구현하면 되므로, 본 발명의 압력 구배가 진공 상태를 통해 구현되는 것으로 한정되는 것은 아니다.For example, the first space V1 may be in a vacuum state by a jig to form a pressure gradient with the plurality of holes 100d in the atmospheric pressure state. Here, the jig may be implemented so that the pressure of the first space V1 is smaller than the pressure of the space formed by the plurality of holes 100d, and thus the pressure gradient of the present invention is not limited to being implemented through a vacuum state.

또한, 복수의 홀(100d) 중, 이후에 압전 로드(155)를 형성하는 공간의 단면적은 이후에 제거될 베이스(100b)에 형성된 홀의 단면적보다 크게 형성되어 홀을 통해 압전 물질(151)이 모두 통과되는 것이 어렵도록 한다. 다시 말해, 압전 물질(151)은 복수의 홀(100d)에 빈 공간이 없도록 충진될 수 있다.In addition, the cross-sectional area of the space for forming the piezoelectric rod 155 thereafter among the plurality of holes 100d is larger than the cross-sectional area of the hole formed in the base 100b to be removed later, so that all of the piezoelectric material 151 is formed through the hole. Make it difficult to pass. In other words, the piezoelectric material 151 may be filled so that there are no empty spaces in the plurality of holes 100d.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 압전 소자 제조방법은, 상기 제2 단계 및 상기 제3 단계가 동시에 구현될 수 있다.In the ultrasonic piezoelectric device manufacturing method according to an embodiment of the present invention, the second step and the third step may be implemented at the same time.

구체적으로, 몰드(100)의 일측면(101)을 향해 압전 물질(151)을 공급하는 동시에 몰드(100)의 타측면(102)이 배치되는 제1 공간(V1)의 압력이, 상기 각각의 홀을 형성하는 제2 공간(100d)의 압력보다 작아지도록 압력 구배를 형성하여, 복수의 홀(100d)을 구성하는 각각의 홀에 압전 물질(151)이 유입/충진되도록 할 수 있다.Specifically, the pressure of the first space V1 in which the piezoelectric material 151 is supplied toward one side 101 of the mold 100 and the other side 102 of the mold 100 is disposed, A pressure gradient may be formed to be smaller than the pressure of the second space 100d forming the hole, so that the piezoelectric material 151 may be introduced / filled into each hole constituting the plurality of holes 100d.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 압전 소자 제조방법의 제3 단계는, 몰드(100)의 일측면(101)과 대응되는 형상으로 형성된 가압부에 의해 몰드(100)의 일측면(101)이 가압되는 단계를 더 포함할 수 있다.In the third step of the ultrasonic piezoelectric element manufacturing method according to an embodiment of the present invention, the one side 101 of the mold 100 by the pressing unit formed in a shape corresponding to the one side 101 of the mold 100 The method may further include pressurizing.

구체적으로, 몰드(100)의 복수의 홀(100d)에 유입된 압전 물질(151)은, 복수의 홀(100d)과 몰드(100)의 일측면(101) 상에 위치할 수 있는데, 이 때 가압부는 일측면(101)과 접촉된 채, 일측면(101)을 가압하여, 압전 물질(151)의 복수의 홀(100)로의 위치 이동을 강제하는 동시에 복수의 홀(100d)에 유입된 압전 물질(151)이 밀집되도록 할 수 있다. 여기서, 가압부는 일종의 프레스일 수 있다.Specifically, the piezoelectric material 151 introduced into the plurality of holes 100d of the mold 100 may be located on the plurality of holes 100d and one side 101 of the mold 100. The pressurizing portion presses the one side 101 while being in contact with one side 101 to force the positional movement of the piezoelectric material 151 to the plurality of holes 100 and at the same time the piezoelectrics introduced into the plurality of holes 100d. The material 151 may be densely packed. Here, the pressing unit may be a kind of press.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 압전 소자 제조방법의 제3 단계는 몰드(100)를 밀폐된 가압 반응기(10) 내에서 가압하여 상기 복수의 홀(100d)에 유입된 상기 압전 물질(151)이 밀집되도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.The third step of the ultrasonic piezoelectric device manufacturing method according to an embodiment of the present invention is to press the mold 100 in the closed pressure reactor 10 to the piezoelectric material 151 introduced into the plurality of holes (100d). The method may further include a step of causing the density.

구체적으로, 가압 반응기(10) 내부로 공기 및/또는 질소가스의 비활성(inent) 분위기 하에서 약 3 ~ 20 ㎫의 압력을 가하여 복수의 홀 내 채워진 압전 물질을 치밀하게 충진시키고, 채워진 압전 물질 사이에 형성된 공기를 제거하여 기공(air vent), 기포 혹은 공기간극(air gap) 등을 제거할 수 있다.Specifically, a pressure of about 3 to 20 MPa is applied in the pressurized reactor 10 under an inert atmosphere of air and / or nitrogen gas to densely fill the piezoelectric materials filled in the plurality of holes, and between the filled piezoelectric materials. The formed air may be removed to remove air vents, bubbles, or air gaps.

뿐만 아니라, 복수의 홀에 채워진 압전 물질을 밀집시켜 복수의 홀에 충진된 압전 물질의 밀도를 향상시킬 수 있으며, 이를 통해 후속 공정의 제4 단계(소결 단계)에서 압전 로드의 쉬링크(Shrink) 현상을 저감, 최소화시킴으로써 압전 로드의 불량률을 현저히 낮출 수 있다.In addition, the density of the piezoelectric material filled in the plurality of holes may be improved by condensing the piezoelectric materials filled in the plurality of holes, thereby shrinking the piezoelectric rod in the fourth step (sintering step) of a subsequent process. By reducing and minimizing the phenomenon, the defective rate of the piezoelectric rod can be significantly lowered.

바람직하게는 상기 가압 단계에서, 몰드에 3 ~ 20 ㎫ 압력을 가할 수 있는데, 가압 단계의 압력이 3 ㎫ 미만일 경우 압력이 충분하지 못하여 홀에 채워진 압전 물질이 충분히 밀집되지 못하여 압전 로드 내부에 기공(air vent), 기포 또는 공기간극(air gap) 등이 형성될 수 있으며, 압력이 20㎫ 초과할 경우 가압에 따른 이익이 없어 경제성이 저하될 수 있다.Preferably, in the pressing step, 3 to 20 MPa pressure may be applied to the mold. When the pressure in the pressing step is less than 3 MPa, the pressure is not sufficient, so that the piezoelectric material filled in the holes is not sufficiently dense and the pores inside the piezoelectric rod ( Air vents, bubbles, or air gaps may be formed, and if the pressure exceeds 20 MPa, there is no benefit from pressurization, which may lower economic efficiency.

상기 제2 단계 및 상기 제3 단계는 몰드(100) 내 복수의 홀(100d)이 완전히 압전 물질(151)로 충진될 때까지 적어도 1회 이상 반복하여 수행하는 것이 바람직하다.The second and third steps may be performed at least once or more times until the plurality of holes 100d in the mold 100 are completely filled with the piezoelectric material 151.

상기 복수의 홀(100d)이 압전 물질(151)로 완벽히 충진되지 않으면 압전 로드)의 형태가 원하는 형태를 가지지 못할 뿐만 아니라, 압전 로드에 전압을 인가 시 초음파 발생 또는 수신이 불안전해질 수 있어 압전 센서의 생산 수율이 저감될 수 있으므로, 상기 제2 단계 및 제3 단계를 충분히 반복 수행하여 몰드 내 복수의 홀에 압전 물질(151)이 완전히 충진될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.If the plurality of holes 100d are not completely filled with the piezoelectric material 151, the piezoelectric rod may not have a desired shape, and ultrasonic generation or reception may become unstable when a voltage is applied to the piezoelectric rod. Since the production yield of the resin may be reduced, it is preferable to repeatedly perform the second and third steps so that the piezoelectric material 151 may be completely filled in the plurality of holes in the mold.

상기 몰드(100) 내 복수의 홀(100d)에 압전 물질(151)이 완벽하게 충진되면, 몰드(100)를 가열하여 상기 압전 물질(151)을 소결시키는 제4 단계(소결 단계)를 통해 압전 로드(155)를 형성할 수 있다.When the piezoelectric material 151 is completely filled in the plurality of holes 100d in the mold 100, the piezoelectric material is heated through a fourth step (sintering step) of heating the mold 100 to sinter the piezoelectric material 151. The rod 155 may be formed.

이러한 제4 단계(소결 단계)는, 복수의 홀에 충진된 압전 물질을, 상기 압전 물질의 소결점(Sintering point) 온도 범위로 가열하여 압전 물질의 입자 사이에 결합이 일어나 응고시키기 위한 것이다.This fourth step (sintering step) is for heating the piezoelectric material filled in the plurality of holes to a temperature range of the sintering point of the piezoelectric material to cause bonding between the particles of the piezoelectric material to solidify.

일 예로, 압전 물질로 PZT(PbZrO3)를 사용할 경우 상기 소결 단계에서는 상기 PZT가 충진된 몰드를 850 ~ 1,000 ℃ 온도로 15 ~ 40 분간 가열하여 PZT를 소결시켜 압전 로드를 제조할 수 있다.For example, when PZT (PbZrO3) is used as the piezoelectric material, in the sintering step, the PZT-filled mold may be heated at a temperature of 850 to 1,000 ° C. for 15 to 40 minutes to sinter PZT to manufacture a piezoelectric rod.

특히, 본 발명은 압전 로드를 형성 시, 압전 물질을 분말화 시켜 제2 단계 및 제3 단계를 통해 복수의 홀 내부에 압전 물질을 치밀하게 충진시킴으로써, 상기 제4 단계(소결 단계)에서 사용된 압전 물질의 소결점(Sintering point)보다 낮은 온도에서 압전 물질을 소결시킬 수 있다.In particular, in the present invention, when the piezoelectric rod is formed, the piezoelectric material is powdered to densely fill the piezoelectric material in the plurality of holes through the second and third steps, thereby being used in the fourth step (sintering step). The piezoelectric material may be sintered at a temperature lower than the sintering point of the piezoelectric material.

앞서 언급한 바와 같이 압전 물질로 PZT를 사용한 경우를 보면 일반적으로 PZT의 소결점은 대략 1,200 ℃로 알려져 있으나, 본 발명의 소결 단계에서는 그보다 낮은 850 ~ 1,000 ℃ 온도로 15 ~ 40 분간 가열하여 PZT를 소결시켜 압전 로드를 제조할 수 있다.As mentioned above, when PZT is used as a piezoelectric material, the sintering point of PZT is generally known to be about 1,200 ° C., but PZT is heated at a lower temperature of 850 to 1,000 ° C. for 15 to 40 minutes in the sintering step of the present invention. Sintering can produce a piezoelectric rod.

이는 몰드를 이루고 있는 실리콘계 화합물과 복수의 홀에 충진된 압전 물질 사이의 반응을 최소화시키고, 상대적으로 충진된 압전 물질의 소결점보다 낮은 온도에서 소결 가능하므로 에너지 사용량을 저감시켜 경제성을 향상시킬 수 있다.This minimizes the reaction between the silicon compound forming the mold and the piezoelectric material filled in the plurality of holes, and can be sintered at a temperature lower than the sintering point of the relatively filled piezoelectric material, thereby reducing energy consumption and improving economic efficiency. .

한편, 본 발명에서는 압전 센서 내 서로 다른 층에 형성된 회로 패턴을 연결해주기 위하여 상기 압전 로드를 제조하는 단계 후에, 도 3c와 같이 상기 상기 몰드의 가장자리부(100a)에 비아 영역(131)을 에칭하는 단계 및 상기 비아 영역(131)에 전도성 물질을 충진시켜 전도성 필러(132)를 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, in the present invention, after manufacturing the piezoelectric rod to connect circuit patterns formed on different layers in the piezoelectric sensor, the via region 131 is etched to the edge portion 100a of the mold as shown in FIG. 3C. The method may further include manufacturing a conductive filler 132 by filling a conductive material in the via region 131.

상기 압전 센서 내 서로 다른 층에 형성된 회로 패턴을 서로 연결해주기 위하여, 비아 홀이라는 구멍을 형성한 다음, 상기 비아 홀을 통해 와이어 본딩과 같은 연결구조를 형성할 수 있다. 하지만, 이러한 방법을 통해 형성된 비아홀은 그 형태가 매끈하지 못하며, 비아 홀을 형성하는 도중 기판 또는 몰드에 물리적 충격을 가해져 기판 또는 압전 로드 등이 손상될 수 있다. 이로 인해 압전 센서의 제품 수율 및 품질이 저하 될 수 있다.In order to connect circuit patterns formed in different layers in the piezoelectric sensor to each other, a hole called a via hole may be formed, and then a connection structure such as wire bonding may be formed through the via hole. However, the via hole formed through this method is not smooth in shape, and the substrate or the piezoelectric rod may be damaged due to the physical impact on the substrate or the mold during the formation of the via hole. This may lower the product yield and quality of the piezoelectric sensor.

따라서, 본 발명에서는 이러한 문제를 해결하고자 압전 로드를 제조한 다음 식각단계를 수행하기 전, 압전 로드가 형성되지 않는 몰드의 가장자리부(100a)에 비아 영역을 에칭한 다음, 상기 비아 영역에 전도성 물질을 충진시켜 전도성 필러를 형성할 수 있다. 이 때 형성된 전도성 필러는 후속공정으로 제조되는 하부전극과 상부전극을 서로 연결할 수 있다.Accordingly, in the present invention, before manufacturing the piezoelectric rod and then performing the etching step, the via region is etched in the edge portion 100a of the mold where the piezoelectric rod is not formed, and then the conductive material is formed in the via region. It may be filled to form a conductive filler. The conductive filler formed at this time may connect the lower electrode and the upper electrode which are manufactured in a subsequent process.

상기 비아 영역은 도 3c와 같이 복수의 압전 로드가 형성된 패턴의 측면의 소정의 영역에 형성되는 제1 비아 영역(131)인 것이 바람직하다. 추가적으로 도 8에 도시된 바와 같이 복수의 압전 로드에 고압의 전압을 인가하여 활성시키기 위한 폴링 전극을 형성시키기 위한 제2 비아 영역을 더 포함할 수 있으며, 상기 제2 비아 영역은 몰드의 외곽 부분에서 서로 마주보면서 형성된 제2-1 비아 영역(181a), 제2-2 비아 영역(181b)일 수 있다.The via region is preferably a first via region 131 formed in a predetermined region of a side surface of a pattern in which a plurality of piezoelectric rods are formed as shown in FIG. 3C. Additionally, as shown in FIG. 8, the second via region may further include a second via region for forming a polling electrode for activating by applying a high voltage to the plurality of piezoelectric rods. The second-first via region 181a and the second-second via region 181b may be formed to face each other.

상기 비아 영역을 에칭하는 방법은 무저항성 실리콘을 식각하거나 홀을 형성하는 방법이면 한정되지 않고 사용가능하나, 앞서 언급한 몰드를 형성하는 단계에서 사용된 포토리소그래피 공정을 사용하는 것이 바람직하다.The method of etching the via region may be used without limitation as long as it is a method of etching resistive silicon or forming holes, but it is preferable to use the photolithography process used in the above-mentioned forming of the mold.

구체적으로, 상기 제1 비아 영역(131)은 제조된 본 발명의 압전 센서 내 상부전극과 하부전극을 연결하기 위해 형성된 것이다.Specifically, the first via region 131 is formed to connect the upper electrode and the lower electrode in the manufactured piezoelectric sensor.

일 예로, 복수의 압전 로드들이 형성된 패턴이 행렬일 경우, 상기 복수의 압전 로드들이 배열된 열 방향 또는 행 방향의 측면 부분에 소정의 영역으로 상기 제1 비아 영역(131)이 형성될 수 있다. 한편, 상기 제2 비아 영역(181a, 181b)은 압전 로드를 활성화시키기 위한 폴링용 전극이 형성될 수 있도록 몰드의 외곽 부분에 서로 마주보는 위치에 각각 형성될 수 있다.For example, when the pattern in which the plurality of piezoelectric rods are formed is a matrix, the first via region 131 may be formed as a predetermined region in a side portion of the column direction or the row direction in which the plurality of piezoelectric rods are arranged. Meanwhile, the second via regions 181a and 181b may be formed at positions facing each other on the outer portion of the mold so that a polling electrode for activating the piezoelectric rod may be formed.

상기 비아 영역은 전도성 물질로 충진되어, 전도성 필러(132)를 형성할 수 있다. 이 때 사용되는 전도성 물질은 통상적으로 반도체 제조 공정 상에 사용되는 전도성 물질이면 한정되지 않고 모두 사용 가능하며, 바람직하게는 금속성 물질, 실리콘계 도전물질, 탄소계 도전물질 등을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 실리콘계 도전물질을 사용할 수 있다.The via region may be filled with a conductive material to form the conductive filler 132. In this case, the conductive materials used in the semiconductor manufacturing process may be used without limitation, as long as the conductive materials are generally used. Preferably, metallic materials, silicon-based conductive materials, and carbon-based conductive materials may be used. The silicon-based conductive material may be used.

일 예로 상기 전도성 필러(132)는 행렬로 형성된 복수의 압전 로드들이 배열된 열 방향의 측면 부분에 형성된 제1 비아 영역에 전도성 물질이 충진되어 형성될 수 있다.For example, the conductive filler 132 may be formed by filling a conductive material in a first via region formed in a side portion in a column direction in which a plurality of piezoelectric rods formed in a matrix are arranged.

이렇게 형성된 전도성 필러(132)의 필요한 일부분을 제외하고 불필요한 나머지 부분은, 식각단계에서 포토리소그래피 공정을 통해 몰드의 기둥부(100c) 및 가장자리부(100a)와 함께 동시에 제거될 수 있다.Except for the necessary portion of the conductive filler 132 formed as described above, the remaining unnecessary portion may be removed together with the pillar portion 100c and the edge portion 100a of the mold through a photolithography process in an etching step.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 압전 소자는 상술한 제1 단계 내지 제4 단계를 통해 제조될 수 있다.The ultrasonic piezoelectric element according to the exemplary embodiment of the present invention may be manufactured through the first to fourth steps described above.

초음파 압전 센서 제조방법Ultrasonic Piezoelectric Sensor Manufacturing Method

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 압전 센서를 제조하는 방법은, 상술한 초음파 압전 소자를 준비하는 단계 이후, 압전 로드(155)가 돌출되도록 몰드(100)를 식각하는 식각단계를 포함할 수 있다.Method for manufacturing an ultrasonic piezoelectric sensor according to an embodiment of the present invention, after preparing the ultrasonic piezoelectric element described above, may include an etching step of etching the mold 100 so that the piezoelectric rod 155 protrudes. .

앞서 언급한 바와 같이 몰드 내 압전 로드(155) 및 전도성 필러(132)를 형성시킨 다음, 도 3d와 같이 식각단계(평탄화 공정, Plananarization process)을 통해 몰드의 기둥부의 일 측면이 완전히 노출되도록 평탄화시킬 수 있다.As mentioned above, the piezoelectric rod 155 and the conductive filler 132 are formed in the mold, and then planarized to completely expose one side of the pillar part of the mold through an etching step (plananarization process) as shown in FIG. 3D. Can be.

상기 평탄화 공정은 통상적으로 반도체 공정 중 표면을 에칭하여 평탄화시킬 수 있는 방법이면 한정되지 않고 사용가능하나, 바람직하게는 CMP(chemical mechanical planarization)방법을 사용할 수 있다.The planarization process may be used without limitation as long as it is a method capable of etching and planarizing a surface of a semiconductor process, but preferably, a chemical mechanical planarization (CMP) method may be used.

예를 들어, 상기 전도성 필러(132)를 형성하는 단계에서, 행렬로 형성된 복수의 압전 로드들이 배열된 열 방향의 측면 부분에 형성된 제1 비아 영역에 전도성 물질을 충진시켜 전도성 필러(132)를 형성한 다음, 도 4와 같이 평탄화 공정을 통해 몰드의 기둥부의 일 측면이 완전히 노출되도록 평탄화시킬 수 있다.For example, in the forming of the conductive filler 132, the conductive filler 132 is formed by filling a conductive material in a first via region formed in a side portion in a column direction in which a plurality of piezoelectric rods formed in a matrix are arranged. Next, as shown in FIG. 4, the planarization process may be performed such that one side of the pillar portion of the mold is completely exposed.

상기 식각 단계에서는 평탄화된 몰드의 표면 상에 패터닝을 통해 식각하고자 하는 부분(기둥부 및 가장자리부가 형성된 부분, 불필요한 전도성 필러의 부분)과 식각되지 말아야 하는 부분(압전 로드가 형성된 부분, 필요한 전도성 필러의 일부분)을 앞서 언급한 바와 같이 포토레지시트를 형성시킨 다음, 노광/현상 공정, 베이킹 공정, 식각공정, 스트립공정 등을 통해 상기 식각하고자 하는 부분을 제거 할 수 있다.In the etching step, the portions to be etched (parts formed with pillars and edges, parts of unnecessary conductive fillers) and parts not to be etched (parts formed with piezoelectric rods, required conductive fillers) by patterning on the surface of the flattened mold As described above, the photoresist sheet may be formed, and then the portion to be etched may be removed through an exposure / development process, a baking process, an etching process, and a strip process.

일 예로, 도 4와 같이 평탄화 공정을 통해 평탄화된 몰드를 식각단계를 통해 몰드의 기둥부(100c)와 몰드의 가장자리부(100a) 와 상기 기둥부가 형성된 열 라인 또는 행 라인 선상에 형성된 전도성 필러의 부분 중 선택된 일부를 식각함으로써, 몰드의 베이스(100b) 상에 직사각 형태의 전도성 필러(132b)가 돌출될 수 있도록 형성할 수 있다.For example, as shown in FIG. 4, the planarized mold may be etched through the planarization process to form the pillar portion 100c, the edge portion 100a of the mold, and the column or row line line on which the pillar portion is formed. By etching selected portions of the portions, the conductive pillars 132b having a rectangular shape may protrude from the base 100b of the mold.

다른 한편으로는, 상기 몰드 내 기둥부(100c)가 형성된 열 라인 또는 행 라인 선상에 형성된 전도성 필러의 부분을 전부 식각하여 제거함으로써, 도 5과 같이 압전 로드와 같이 사각 기둥 형태의 전도성 필러(132a)로 형성시킬 수 있다.On the other hand, by removing all the portions of the conductive filler formed on the column line or the row line line in which the pillar portion 100c in the mold is formed, the conductive pillar 132a having a square pillar shape like a piezoelectric rod as shown in FIG. 5. ) Can be formed.

이는 식각 공정 중 바람직한 패터닝을 통해 압전 로드(155)와 필요한 전도성 필러(132a, 132b)의 부분만 남기고 나머지 부분을 제거함으로써, 몰드의 베이스 상(100b)에 압전 로드(155)와 식각되지 않고 남은 전도성 필러(132a, 132b)가 돌출되어 형성될 수 있다.This leaves only the portions of the piezoelectric rod 155 and the necessary conductive fillers 132a and 132b through the desired patterning during the etching process and removes the remaining portions, thereby remaining unetched with the piezoelectric rod 155 on the base phase 100b of the mold. The conductive fillers 132a and 132b may protrude from each other.

상기 식각되지 않고 남은 전도성 필러(132a 132b)는, 후속 공정으로 형성된 하부 전극과 상부전극을 연결함으로써, 추가적으로 압전 소자 내 와이어 본딩과 같은 연결구조를 형성하지 않아도 된다. 또한, 이러한 연결 구조를 위한 홀을 형성하기 위한 추가공정이 필요치 않아, 제조 공정 상의 충격을 최소화시켜 물리적 손상을 방지할 수 있어 압전 센서의 생산 수율을 현저히 향상시킬 수 있다.The non-etched conductive fillers 132a and 132b do not need to form a connection structure such as wire bonding in the piezoelectric element by connecting the lower electrode and the upper electrode formed in a subsequent process. In addition, since an additional process for forming a hole for such a connection structure is not necessary, physical damage can be prevented by minimizing an impact on the manufacturing process, thereby significantly improving the production yield of the piezoelectric sensor.

도 3d의 세 번째 단계와 같이 상기 식각단계를 통해 식각된 기둥부(100c), 가장자리부(100d) 및/또는 전도성 필러의 일부분에 절연재(120)를 충진하여 도 3d의 네 번째 및 도 6, 7과 같이 상기 절연재(120) 사이에 압전 로드(155) 및 전도성 필러(132a, 132b)가 형성된 몰드를 제조할 수 있다.As in the third step of FIG. 3d, the insulating material 120 is filled in a portion of the pillar part 100c, the edge part 100d, and / or the conductive filler etched through the etching step. As shown in FIG. 7, a mold in which the piezoelectric rod 155 and the conductive fillers 132a and 132b are formed between the insulating materials 120 may be manufactured.

상기 절연재(120)는 압전 센서가 센서로서 작동 시 압전 로드에 교류 전류가 인가되어 상하로 진동하게 되면, 발생되는 초음파가 인접위치에 형성된 압전 로드들끼리 서로 영향을 미치지 않도록 압전 로드와 압전 로드 사이를 절연시키고, 높은 초음파 신호를 감쇠시킴으로써, 센서의 신호 잡음 및 감응도를 최적화시킬 수 있다. 바람직하게는 상기 절연재는 통상적으로 전류를 절연시키기 위한 물질이면 한정되지 않고 사용가능하나, 바람직하게는 에폭시 수지를 사용할 수 있다.When the piezoelectric sensor operates as a sensor, when the AC current is applied to the piezoelectric rod and vibrates up and down, the insulating material 120 is disposed between the piezoelectric rod and the piezoelectric rod so that ultrasonic waves do not affect each other. By isolating and attenuating the high ultrasonic signal, the signal noise and sensitivity of the sensor can be optimized. Preferably, the insulating material can be used without limitation as long as it is a material for insulating a current, preferably an epoxy resin can be used.

바람직하게는 도 6 내지 도 8과 같이 상기 몰드 내 절연재(120)를 충진한 다음, 가려진 압전 로드 및 전도성 필러의 일 측면이 완전히 노출될 때까지 평탄화 공정을 통해 에칭하여 평탄화시킬 수 있다Preferably, as shown in FIGS. 6 to 8, the insulating material 120 in the mold may be filled, and then may be etched and planarized through a planarization process until one side of the shielded piezoelectric rod and the conductive filler is completely exposed.

구체적으로, 도 6 또는 도 7의 경우에는 앞서 언급한 바와 같이 제1 비아 영역에 형성된 전도성 필러가 식각단계를 거쳐, 각각 사각기둥형태의 전도성 필러(132a), 직사각형태의 전도성 필러(132b)가 형성된 후, 식각된 부분에 절연재가 충진되어 형성된 예를 나타낸 것이다.Specifically, in the case of FIG. 6 or FIG. 7, as described above, the conductive filler formed in the first via region is etched, so that the conductive pillar 132a having a rectangular pillar shape and the conductive filler 132b having a rectangular shape are respectively formed. After forming, an example is shown in which the insulating material is filled in the etched portion.

추가적으로, 도 8의 경우에는 폴링용 전극이 형성될 수 있도록 몰드의 외곽 부분에 서로 마주보는 위치에 제2 비아 영역(181a, 181b)을 형성하고, 상기 제2 비아 영역에 전도성 필러를 충진시켜 형성된 형태에 절연재(120)를 충진시킨 예를 나타낸 것이다.In addition, in the case of FIG. 8, second via regions 181a and 181b are formed at positions facing each other on the outer portion of the mold to form a polling electrode, and a conductive filler is filled in the second via regions. An example in which the insulating material 120 is filled in form is shown.

상기 도 6 내지 도 8은 본 발명의 몰드 내 형성된 압전 로드 및 전도성 필러의 다양한 예시 중 일부를 나타낸 것으로, 제조하고자 하는 압전 센서의 다양한 실시 형태 및 사용 양태에 따라 바람직한 패터닝을 통해 적절히 조절할 수 있는 다양한 실시 예가 있을 수 있다.6 to 8 illustrate some of the various examples of the piezoelectric rod and the conductive filler formed in the mold of the present invention, and can be appropriately adjusted through preferred patterning according to various embodiments and usage of the piezoelectric sensor to be manufactured. There may be an embodiment.

도 3e와 같이 평탄화되어 압전 로드(155)의 일 측면에 노출된 표면에 소정의 패턴으로 하부 전극(171)을 형성할 수 있다.As shown in FIG. 3E, the lower electrode 171 may be formed in a predetermined pattern on a surface exposed to one side of the piezoelectric rod 155.

구체적으로 상기 하부전극(171)을 형성하는 단계는, 도 3d와 같이 노출된 압전 로드의 일 측면에 전도성 물질을 증착하는 단계 및 소정의 패턴으로 전도성 물질을 식각하여 하부전극(171)을 형성하는 단계를 포함하여 하부전극을 형성할 수 있다. 이 때, 사용되는 전도성 물질로 전도성 특성을 가진 것이면 한정되지 않고 모두 사용가능하며, 일 예로 구리, 알루미늄, 금, 은, 니켈, 주석, 아연 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함한 화합물을 사용할 수 있다.In detail, the forming of the lower electrode 171 may include depositing a conductive material on one side of the exposed piezoelectric rod as shown in FIG. 3D and etching the conductive material in a predetermined pattern to form the lower electrode 171. It may include forming a lower electrode. In this case, any conductive material used may be used without limitation as long as it has conductive properties. For example, a compound including any one selected from the group consisting of copper, aluminum, gold, silver, nickel, tin, zinc, and alloys thereof Can be used.

예를 들어 상기 하부전극(171)을 형성하는 단계는, 도 3d와 같이 먼저 1) 평탄화를 통해 압전 로드의 일 측면이 노출된 몰드 상에 전도성 물질을 스퍼터링(Sputtering) 공정을 통해 균일하게 증착하여 금속층을 형성한다. 형성된 금속층에 포토레지스트를 도포한 후, 소정의 마스크 패턴에 따라 노광하여 포토레지스트의 일부 영역을 제거한 다음, 상기 포토레지스트 제거된 일부 영역의 금속층을 식각한다. 2) 식각 후, 남아 있는 포토레지스트를 모두 제거하면, 식각되지 않고 남아있는 금속층이 하부 전극(171)이 된다. 이렇게 3) 하부전극(171)이 형성된 몰드(100)의 표면에 더미 기판(110)을 접착하는 단계를 통해 더미 기판(110)을 몰드에 본딩한 후, 상부 전극(172)을 형성할 수 있도록 상기 몰드를 뒤집는 것이 바람직하다.For example, the forming of the lower electrode 171 may be performed by uniformly depositing a conductive material on a mold having one side of the piezoelectric rod exposed through planarization as shown in FIG. 3D by sputtering. A metal layer is formed. After the photoresist is applied to the formed metal layer, the photoresist is exposed to light according to a predetermined mask pattern to remove a portion of the photoresist, and then the metal layer of the portion of the photoresist removed is etched. 2) After etching, if all remaining photoresist is removed, the metal layer remaining without etching becomes the lower electrode 171. 3) after bonding the dummy substrate 110 to the mold by bonding the dummy substrate 110 to the surface of the mold 100 on which the lower electrode 171 is formed, the upper electrode 172 may be formed. It is preferable to invert the mold.

상기 더미 기판이 접착된 몰드의 베이스 부분(100b)을 제거하여 노출된 압전 로드의 타 측면에 소정의 패턴으로 상부전극(172)을 형성하여 압전센서 어레이를 제조하는 단계는, 도 3e와 같이 1) 뒤집어진 몰드의 베이스 부분을 압전 로드(155)의 타 측면이 노출되도록 제거하여 평탄화시킨 다음, 2) 전도성 물질을 스퍼터링(Sputtering) 공정을 통해 균일하게 증착하여 금속층을 형성한다. 앞서, 3) 하부 전극을 형성한 방법과 동일하게 포토리소그래피 방법을 사용하여, 금속층의 일부분을 식각하여 상부 전극(172)을 형성시켜 도 7과 같은 압전센서 어레이를 제조할 수 있다. 이때, 상기 상부 전극(172)은 하부 전극(171)과 수직으로 교차하는 방향으로 형성되는 것이 바람직하다.Removing the base portion 100b of the mold to which the dummy substrate is bonded to form the upper electrode 172 in a predetermined pattern on the other side of the exposed piezoelectric rod to manufacture the piezoelectric sensor array, as shown in FIG. 3E. 2) the base portion of the inverted mold is removed and planarized to expose the other side of the piezoelectric rod 155, and then 2) a conductive material is uniformly deposited through a sputtering process to form a metal layer. As described above, the piezoelectric sensor array shown in FIG. 7 may be manufactured by etching the portion of the metal layer to form the upper electrode 172 by using the photolithography method as in the method of forming the lower electrode. In this case, the upper electrode 172 is preferably formed in a direction perpendicular to the lower electrode 171.

이와 같이 압전센서 어레이를 제조하는 단계를 통해 제조된 압전센서 어레이는 복수의 압전 소자(155)가 행렬 형태로 배열될 수 있다. 이때, 압전센서 어레이 내 포함된 복수의 압전 소자가 센서의 기능을 갖기 위해서는 폴링 공정을 통해 압전 물질에 고압의 전압을 가하여 압전 소자 내 압전 로드를 활성화 시켜야 한다.In the piezoelectric sensor array manufactured by manufacturing the piezoelectric sensor array as described above, the plurality of piezoelectric elements 155 may be arranged in a matrix form. In this case, in order for the plurality of piezoelectric elements included in the piezoelectric sensor array to have a function of the sensor, the piezoelectric rod in the piezoelectric element should be activated by applying a high voltage to the piezoelectric material through a polling process.

상기 압전 로드를 활성화시키기 위해서는 각각의 압전소자에 고압의 전압을 인가하여 활성화시켰으나, 동일한 조건(전압, 시간 등)으로 각각의 개별적으로 압전 로드를 분극 처리하더라도 각각의 압전 로드가 미세하게 차이가 발생될 수 있다.In order to activate the piezoelectric rod, the piezoelectric rod was activated by applying a high voltage to each piezoelectric element, but even though each piezoelectric rod was polarized under the same conditions (voltage, time, etc.), the piezoelectric rods were slightly different. Can be.

따라서, 본 발명에서는 이러한 차이를 줄이기 위하여 상기 압전센서 어레이를 제조하는 단계 후에, 동일한 열에 배치된 복수의 압전 소자에 반도체 테스트용 프로브를 사용하여 동시에 전압을 가하여 분극 처리하는 폴링(Poling treatment)단계;를 더 포함하여 압전 소자를 활성화시킬 수 있다.Therefore, in the present invention, after the step of manufacturing the piezoelectric sensor array to reduce such a difference, a polling step of applying a voltage at the same time by using a semiconductor test probe to a plurality of piezoelectric elements arranged in the same column; It may further comprise a piezoelectric element.

이 때, 상기 반도체 테스트용 프로브를 사용하여 동일한 열에 배치된 압전 소자 내 각각의 전도성 필러, 제1 폴링 전극과 제2 폴링 전극 또는 동일한 열에 배치된 압전 로드 중 선택하여 동시에 전압을 가할 수 있다.In this case, the semiconductor test probe may be used to simultaneously apply voltage to each of the conductive fillers in the piezoelectric elements arranged in the same column, the first polling electrode and the second polling electrode, or the piezoelectric rods arranged in the same column.

한편, 다른 방법으로는 상기 제2 비아 영역(181a, 181b)을 통해 형성된 전도성 필러와 제2 폴링 전극(191)에 전압을 인가하면, 상기 제2 비아 영역에 형성된 전도성 필러는 하부 전극과 연결되어 있고, 제2 폴링 전극은 상부전극과 연결되어 있어, 압전 로드의 모두에 전압을 인가시켜 압전 소자를 활성화시킬 수 있다.On the other hand, when a voltage is applied to the conductive filler formed through the second via regions 181a and 181b and the second falling electrode 191, the conductive filler formed on the second via region is connected to the lower electrode. The second falling electrode is connected to the upper electrode, so that the piezoelectric element can be activated by applying a voltage to all of the piezoelectric rods.

또 다른 방법으로는, 상기 제2 비아 영역(181a, 181b)과 대응되는 곳에 하부 전극과 연결된 하부 폴링 전극을 형성하고, 이를 외부로 노출시켜 제2 폴링 전극(191a, 191b)과 대응되는 상부 폴링 전극과 와이어를 통해 연결하여 전압을 인가시켜 압전 소자를 활성화시킬 수 있다.As another method, a lower polling electrode connected to the lower electrode may be formed at a position corresponding to the second via regions 181a and 181b and exposed to the outside to upper polling corresponding to the second polling electrodes 191a and 191b. The piezoelectric element may be activated by connecting a voltage through an electrode and a wire.

상기 폴링단계를 통해 압전 소자가 활성화되면, 복수의 압전 소자가 형성된 웨이퍼를 다이싱(dicing) 단계를 통해 각각의 압전 소자 단위로 잘라 압전 센서(200)를 제조할 수 있다.When the piezoelectric element is activated through the polling step, the piezoelectric sensor 200 may be manufactured by cutting the wafer on which the plurality of piezoelectric elements are formed, into each piezoelectric element through a dicing step.

상기 다이싱 단계를 통해 압전 소자를 분리되어도, 상기 압전 소자에는 불필요한 더미 기판(110)이 접착제로 부착되어 있다. 따라서, 상기 접착제가 용융될 수 있는 온도의 열을 가하여 더미 기판(110)과 압전 소자를 분리하여 압전 센서(200)를 제조하는 것이 바람직하다.Although the piezoelectric element is separated through the dicing step, an unnecessary dummy substrate 110 is attached to the piezoelectric element with an adhesive. Therefore, the piezoelectric sensor 200 may be manufactured by separating the dummy substrate 110 and the piezoelectric element by applying heat at a temperature at which the adhesive may be melted.

본 발명의 다른 실시 형태는 앞서 언급한 제조방법으로 제조된 압전 센서이며, 이러한 압전 센서(200)를 사용하여 초음파 센서를 제조할 수 있다.Another embodiment of the present invention is a piezoelectric sensor manufactured by the aforementioned manufacturing method, it is possible to manufacture an ultrasonic sensor using such a piezoelectric sensor 200.

상기 압전 센서(200)를 기판(210) 상에 형성시킴으로써, 초음파 센서를 제조할 수 있다.By forming the piezoelectric sensor 200 on the substrate 210, an ultrasonic sensor may be manufactured.

상기 기판(210)은 복수의 압전 센서들이 배열되어 형성된 판으로서, 절연기판 표면에 도체 패턴을 형성할 수 있는 절연 재료를 사용하여 제조될 수 있다. 상기 기판은 통상적으로 회로 기판에 사용되는 것이면 특별히 한정되지 않고 모두 사용가능하며, 바람직하게는 PCB(인쇄회로기판)을 사용할 수 있다.The substrate 210 is a plate formed by arranging a plurality of piezoelectric sensors, and may be manufactured using an insulating material capable of forming a conductor pattern on the surface of the insulating substrate. The substrate is not particularly limited as long as it is usually used for a circuit board, and can be used. Preferably, a printed circuit board (PCB) can be used.

바람직하게는 상기 기판(210)은, 도 8과 같이 복수의 압전 센서(200)들이 형성된 부분의 하부에 캐비티(Cavity)(215)가 형성될 수 있다. 이는 상기 초음파 센서는 압전 센서(200)에 전류를 인가하여 압전 로드가 상하 진동을 통해 초음파가 발생되는 것으로서, 상기 압전 센서의 하부에 캐비티가 형성됨으로써 발생되는 초음파의 진폭을 향상시켜 대상체에 반사되어 되돌아오는 반사파의 신호 강도를 증폭시킴으로써, 정확하고 신뢰도 높은 정보를 획득할 수 있다.Preferably, the substrate 210 may have a cavity 215 formed under a portion where the plurality of piezoelectric sensors 200 are formed, as shown in FIG. 8. The ultrasonic sensor is a piezoelectric rod is applied to the piezoelectric sensor 200 by applying a current to generate ultrasonic waves through the vertical vibration, the amplitude of the ultrasonic wave generated by the cavity formed in the lower portion of the piezoelectric sensor to improve the reflection of the reflected object By amplifying the signal strength of the returned reflected wave, accurate and reliable information can be obtained.

상기 기판 상에 형성된 복수의 압전 센서들의 배치구조는 설계자가 기판 상에 어떤 패턴, 형태로 전극을 패터닝 하였는지에 따라 압전 센서들의 배열 구조는 다양할 수 있으며, 상기 압전 센서의 배열 구조에 따라 동일한 배열구조로 각각의 압전 센서의 하부에 캐비티가 형성될 수 있다.The arrangement of the plurality of piezoelectric sensors formed on the substrate may have various arrangements of piezoelectric sensors depending on the pattern, shape, and shape of the electrodes on the substrate, and the same arrangement according to the arrangement of the piezoelectric sensors. The cavity may be formed at the bottom of each piezoelectric sensor.

상기 캐비티의 형태는 수평단면이 다각형, 원형 또는 타원형태 등 다양한 수평 단면을 가진 기둥, 뿔 등과 같은 홈일 수 있다.The shape of the cavity may be a groove such as a pillar, an horn, etc. having a horizontal cross section having various horizontal cross sections such as polygonal, circular or oval shape.

또한, 상기 캐비티 상부에 형성된 압전 센서가 기판 상에 형성될 수 있도록, 상기 압전 센서의 수평단면의 내부선분 중 적어도 하나 이상은 동일 선상에 형성된 캐비티의 수평단면의 내부선분보다 길게 형성될 수 있다. 이때 내부선분은 단면의 무게중심(G)를 통과하는 단면의 테두리 위의 점과 점을 이은 선분을 의미한다.In addition, at least one or more of an inner line of the horizontal cross section of the piezoelectric sensor may be formed longer than an inner line of the horizontal cross section of the cavity formed on the same line so that the piezoelectric sensor formed on the cavity may be formed on the substrate. In this case, the internal line segment refers to a line segment connecting a point on the edge of the cross section passing through the center of gravity (G) of the cross section.

바람직하게는 상기 캐비티의 수평단면 형태가 십자가 형태로 형성되되, 십자가가 교차되는 영역의 넓이가 상부에 형성된 압전 센서의 수평단면의 넓이 보다 작게 형성된 것을 사용할 수 있다. 이는 상이 압전 센서의 모퉁이 부분이 기판과 접착되어 있어 안정감을 줄 수 있을 뿐만 아니라, 압전 센서의 진동을 증가시켜 발생된 초음파의 신호 세기를 증폭시킬 수 있다.Preferably, the horizontal cross-sectional shape of the cavity is formed in the shape of a cross, but the width of the cross-crossing area may be smaller than the width of the horizontal cross-section of the piezoelectric sensor formed thereon. This is because the corner portion of the piezoelectric sensor is bonded to the substrate not only to give a sense of stability, but also to increase the vibration of the piezoelectric sensor to amplify the signal strength of the generated ultrasonic waves.

초음파 압전 소자 제조를 위한 For manufacturing ultrasonic piezoelectric elements 지그Jig

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 압전 소자 제조를 위한 지그(이하, 지그)는, 상술한 초음파 압전 소자 제조를 위해 이용될 수 있다.A jig (hereinafter, jig) for manufacturing an ultrasonic piezoelectric element according to an embodiment of the present invention may be used for manufacturing the ultrasonic piezoelectric element described above.

지그(300)는, 몰드의 타측면(102, 도 3a 참조)의 크기와 같거나 크게 형성된 채, 상기 몰드의 타측면과 대향하는 제1 면(310), 상기 제1 면(310)과 일정 거리 이격되어 배치되며, 흡입부(미도시)와 연결되는 제2 면(320), 상기 제1 면(310)과 상기 제2 면(320)을 연결하는 두께형성부(330) 및 상기 제1 면(310)과 상기 제2 면(320)을 관통하여 형성되고, 상기 흡입부로부터 제공된 흡입력이 상기 제1 면(310)과 상기 몰드의 타측면(102) 사이에 제공되도록 하는 압력조절부(340)를 포함할 수 있다.The jig 300 is formed to be equal to or larger than the size of the other side 102 of the mold (see FIG. 3A), and is uniform with the first side 310 and the first side 310 facing the other side of the mold. The second surface 320 is disposed spaced apart from each other, and is connected to the suction part (not shown), the thickness forming part 330 connecting the first surface 310 and the second surface 320 and the first surface. The pressure regulating part is formed through the surface 310 and the second surface 320, and the suction force provided from the suction portion is provided between the first surface 310 and the other side surface 102 of the mold ( 340 may be included.

압력조절부(340)는, 상기 제1 면(310)으로부터 함입된 제1 연결공(342)과 상기 제2 면(320)으로부터 함입된 제2 연결공(341)이 연통되어 형성될 수 있다.The pressure adjusting unit 340 may be formed by communicating the first connection hole 342 embedded in the first surface 310 and the second connection hole 341 embedded in the second surface 320. .

제1 연결공(342)은 몰드에 형성된 복수의 홀과 나란하게 배치되어, 복수의 홀 내에 체류하는 공기가 제2 연결공(341)으로 이동되도록 할 수 있다.The first connection hole 342 may be disposed in parallel with the plurality of holes formed in the mold, such that air remaining in the plurality of holes may move to the second connection hole 341.

압력조절부(340)는, 흡입부와 연결된 채, 흡입부를 통해 제공된 압력 구배에 따라 제1 면(310)과 상기 몰드의 타측면(102) 사이의 공기가 흡입부로 이동되도록 하는 통로를 제공할 수 있다. The pressure regulator 340, while connected to the suction unit, may provide a passage for allowing air between the first surface 310 and the other side 102 of the mold to move to the suction unit according to a pressure gradient provided through the suction unit. Can be.

상기 제1 연결공(342)은, 제2 연결공(341)으로부터 분기되어 형성될 수 있다. The first connection hole 342 may be formed by branching from the second connection hole 341.

또한, 도 11을 참조하면, 상기 압력조절부(340)는, 상기 제1 면(310)으로부터 함입되어 상기 제1 연결공(342)과 연통되는 연결홈(350)을 더 구비할 수 있다.In addition, referring to FIG. 11, the pressure adjusting unit 340 may further include a connection groove 350 recessed from the first surface 310 to communicate with the first connection hole 342.

여기서, 상기 연결홈(350)은, 상기 복수의 홀을 구성하는 각각의 홀의 형성 위치를 포함하도록 형성될 수 있다.Here, the connection groove 350 may be formed to include the formation position of each hole constituting the plurality of holes.

또한, 도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 지그(400)는 제1 면(410), 제2 면(420), 두께형성부(430) 및 압력조절부(440)를 포함할 수 있으며, 제1 연결공(442)은, 상기 복수의 홀을 구성하는 각각의 홀의 형성 위치와 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 제1 연결공(442)은 제2 연결공(441)이 분기되어 형성될 수 있다.12, the jig 400 according to another embodiment of the present invention includes a first surface 410, a second surface 420, a thickness forming unit 430, and a pressure adjusting unit 440. The first connection hole 442 may be formed at a position corresponding to the formation position of each hole constituting the plurality of holes. The first connection hole 442 may be formed by branching the second connection hole 441.

지그(400)의 압력조절부(440) 또한 상술한 바와 같이 흡입부로부터 제공된 흡입력이 제1 면(410)과 상기 몰드의 타측면(102) 사이에 제공되도록 할 수 있다.The pressure adjusting unit 440 of the jig 400 may also allow the suction force provided from the suction unit to be provided between the first side 410 and the other side 102 of the mold as described above.

도 12에서는, 제1 연결공(442)이, 복수의 홀을 구성하는 각각의 홀의 형성 위치와 대응되는 위치에 형성되되, 각각의 연결공이 이격되어 배치된 것으로 도시되었으나, 제1 면(410)으로부터 연속적으로 형성된 채, 상기 복수의 홀과 연통될 수 있음은 물론이다.In FIG. 12, although the first connection hole 442 is formed at a position corresponding to the formation position of each hole constituting the plurality of holes, it is shown that each connection hole is spaced apart from the first surface 410. Of course, it can be in communication with the plurality of holes while being formed continuously from.

한편, 제2 연결공의 종단면적은, 제1 연결공의 종단면적의 크기보다 크게 형성될 수 있다. 이는, 제2 연결공이 분기되어 형성된 제1 연결공으로부터의 제2 연결공으로의 공기 유입이 용이하도록 하여, 압력조절부에 의해 제1 면과 몰드의 타측면 사이의 공기 유출이 원활하도록 하기 위함이다.On the other hand, the longitudinal cross-sectional area of the second connecting hole may be formed larger than the size of the longitudinal cross section of the first connecting hole. This is to facilitate the inflow of air from the first connection hole formed by branching the second connection hole to the second connection hole so that the air flow between the first surface and the other side of the mold is smoothed by the pressure adjusting unit. .

도 11 및 도 12를 참조로 설명한 지그는, 본 발명의 초음파 압전 소자 제조를 위해 이용되는 지그의 실시예로서 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 몰드의 타측면에 연결되어, 몰드에 형성된 복수의 홀 내의 공기를 유출시킬 수 있는 지그 구성이면 본 발명의 압전 소자 제조를 위해 이용될 수 있다.The jig described with reference to FIGS. 11 and 12 is an embodiment of a jig used for manufacturing the ultrasonic piezoelectric element of the present invention, and the present invention is not limited thereto, and is connected to the other side of the mold to form a plurality of jigs. If the jig configuration that can flow out the air in the hole can be used for manufacturing the piezoelectric element of the present invention.

이에 따라, 지그의 제1 연결공 및 제2 연결공의 형성 위치 및 형상은 다양하게 형성될 수 있다.Accordingly, the position and the shape of the first connecting hole and the second connecting hole of the jig may be variously formed.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.In the above description of the configuration and features of the present invention based on the embodiment according to the present invention, the present invention is not limited thereto, and various changes or modifications can be made within the spirit and scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that such changes or modifications fall within the scope of the appended claims.

10: 가압 반응기 100: 몰드
100a: 몰드의 가장자리부 100 b: 몰드의 베이스
100c: 몰드의 기둥부 100d: 복수의 홀
110: 더미 기판 120: 절연재
131: 비아 영역 132: 전도성 필러
151: 압전 물질 152: 접착 용액
155: 압전 로드
171: 하부 전극 172: 상부 전극
200: 압전 센서 210: 기판
215: 캐비티
10: pressurized reactor 100: mold
100a: edge of mold 100b: base of mold
100c: pillar portion of mold 100d: plurality of holes
110: dummy substrate 120: insulating material
131: via region 132: conductive filler
151: piezoelectric material 152: adhesive solution
155: piezoelectric rod
171: lower electrode 172: upper electrode
200: piezoelectric sensor 210: substrate
215: cavity

Claims (18)

초음파 압전 소자를 제조하는 방법에 있어서,
기판을 가공하여, 일측면(101)으로부터 타측면(102)을 향하여 관통된 복수의 홀(100d)이 형성된 몰드(100)를 획득하는 제1 단계;
상기 복수의 홀(100d)을 구성하는 각각의 홀에 압전 물질(151)이 유입되도록, 상기 몰드(100)의 일측면(101)을 향해 상기 압전 물질(151)을 공급하는 제2 단계;
상기 몰드(100)의 타측면(102)이 배치되는 제1 공간(V1)의 압력이, 상기 각각의 홀을 형성하는 제2 공간(100d)의 압력보다 작아지도록 압력 구배를 형성하는 제3 단계; 및
상기 복수의 홀(100d)에 충진된 상기 압전 물질(151)을 소결시키는 제4 단계;를 포함하며,
상기 제1 단계는,
상기 기판을 가공하여, 상기 일측면(101)으로부터 함입된 복수의 홈(100f)을 형성하는 단계; 및
상기 복수의 홈(100f)을 구성하는 각각의 홈의 바닥면과 상기 몰드(100)의 타측면(102)을 관통하되, 상기 복수의 홈(100f)의 단면적보다 작은 단면적의 홀을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 제3 단계는,
상기 몰드(100)의 일측면(101)으로부터 유입된 압전 물질(151)이 상기 압력 구배에 따라, 상기 제2 공간(100d)으로부터 상기 제1 공간(V1)을 향해 이동 중에 상기 복수의 홈(100f)을 따라 상기 복수의 홀(100d)에 충진되는 초음파 압전 소자 제조방법.
In the method of manufacturing an ultrasonic piezoelectric element,
A first step of processing the substrate to obtain a mold 100 having a plurality of holes 100d penetrating from one side 101 to the other 102;
Supplying the piezoelectric material (151) toward one side (101) of the mold (100) so that the piezoelectric material (151) flows into each hole constituting the plurality of holes (100d);
A third step of forming a pressure gradient such that the pressure in the first space V1 in which the other side surface 102 of the mold 100 is disposed is smaller than the pressure in the second space 100d forming the respective holes. ; And
And a fourth step of sintering the piezoelectric material 151 filled in the plurality of holes 100d.
The first step,
Processing the substrate to form a plurality of grooves (100f) recessed from the one side (101); And
Penetrating the bottom surface of each groove constituting the plurality of grooves 100f and the other side surface 102 of the mold 100, and forming a hole having a cross-sectional area smaller than the cross-sectional areas of the plurality of grooves 100f. Including;
The third step,
When the piezoelectric material 151 introduced from one side 101 of the mold 100 moves from the second space 100d toward the first space V1 according to the pressure gradient, the plurality of grooves ( Ultrasonic piezoelectric element manufacturing method is filled in the plurality of holes (100d) along 100f).
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 단계는,
상기 기판을 가공하여, 상기 일측면(101)으로부터 상기 타측면(102)을 향하여 관통된 복수의 홀(100e)을 형성하는 단계; 및
상기 복수의 홀(100e)을 구성하는 각각의 홀이 포함되도록 상기 일측면(101)으로부터 함입된 복수의 홈을 형성하는 단계;를 포함하는 초음파 압전 소자 제조방법.
The method of claim 1,
The first step,
Processing the substrate to form a plurality of holes (100e) penetrating from the one side (101) toward the other side (102); And
Forming a plurality of grooves recessed from the one side surface (101) so that each hole constituting the plurality of holes (100e) is included.
제1항에 있어서,
상기 제2 단계 및 상기 제3 단계는 동시에 구현되는 것을 특징으로 하는 초음파 압전 소자 제조방법.
The method of claim 1,
And the second step and the third step are implemented at the same time.
제1항에 있어서,
상기 제3 단계는,
상기 몰드(100)의 일측면(101)과 대응되는 형상으로 형성된 가압부에 의해 상기 몰드(100)의 일측면(101)이 가압되는 단계;를 더 포함하는 초음파 압전 소자 제조방법.
The method of claim 1,
The third step,
Ultrasonic piezoelectric element manufacturing method further comprising the step of pressing the one side (101) of the mold (100) by the pressing unit formed in a shape corresponding to the one side (101) of the mold (100).
제1항에 있어서,
상기 제3 단계는,
상기 몰드(100)를 밀폐된 가압 반응기(10) 내에서 가압하여 상기 복수의 홀(100d)에 유입된 상기 압전 물질(151)이 밀집되도록 하는 단계;를 더 포함하는 초음파 압전 소자 제조방법.
The method of claim 1,
The third step,
And pressurizing the mold (100) in a closed pressurized reactor (10) so that the piezoelectric material (151) introduced into the plurality of holes (100d) is concentrated.
제1항에 있어서,
상기 제2 단계 및 상기 제3 단계를 1회 이상 반복하는 것을 특징으로 하는 초음파 압전 소자 제조방법.
The method of claim 1,
Ultrasonic piezoelectric element manufacturing method characterized in that the second step and the third step is repeated one or more times.
제1항, 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항의 초음파 압전 소자 제조방법에 따라 제조된 초음파 압전 소자.
An ultrasonic piezoelectric element manufactured according to the ultrasonic piezoelectric element manufacturing method of claim 1.
제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항의 초음파 압전 소자 제조방법에 따라 제조된 초음파 압전 소자를 준비하는 단계;
압전 로드(155)가 돌출되도록 몰드(100)를 식각하는 식각단계;
상기 식각단계를 통해 식각된 부분에 절연재(120)를 충진하는 단계;
상기 절연재(120)를 충진하는 단계를 통해 가려진 압전 로드(155)의 일 측면이 노출될 때까지 에칭한 다음, 노출된 압전 로드의 일 측면에 소정의 패턴으로 하부전극(171)을 형성하는 단계;
상기 하부전극(171)이 형성된 표면에 더미 기판(110)을 접착하는 단계; 및
상기 더미 기판(110)이 접착된 몰드의 베이스 부분(100b)을 제거하여 노출된 압전 로드(155)의 타 측면에 소정의 패턴으로 상부전극(172)을 형성하여 초음파 압전 센서 어레이를 제조하는 단계;를 포함하는 초음파 압전 센서의 제조방법.
Preparing an ultrasonic piezoelectric element manufactured according to the ultrasonic piezoelectric element manufacturing method of any one of claims 1 and 3;
Etching the mold 100 so that the piezoelectric rod 155 protrudes;
Filling the insulating material 120 in the portion etched through the etching step;
Etching until one side of the piezoelectric rod 155 covered by the insulating material 120 is exposed, and then forming a lower electrode 171 on a side of the exposed piezoelectric rod in a predetermined pattern. ;
Bonding the dummy substrate 110 to a surface on which the lower electrode 171 is formed; And
Manufacturing an ultrasonic piezoelectric sensor array by removing the base portion 100b of the mold to which the dummy substrate 110 is adhered to form an upper electrode 172 in a predetermined pattern on the other side of the exposed piezoelectric rod 155. Ultrasonic piezoelectric sensor manufacturing method comprising a.
제9항에 있어서,
상기 압전 로드(155)들을 형성하는 단계와 식각단계 사이에,
상기 몰드의 가장 자리부(100a)에 비아 영역(131)을 에칭하는 단계; 및
상기 비아 영역(131)에 전도성 물질을 충진시켜 전도성 필러(132)를 제조하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 압전 센서의 제조방법.
The method of claim 9,
Between forming the piezoelectric rods 155 and etching,
Etching via regions (131) in edges (100a) of the mold; And
And manufacturing a conductive filler (132) by filling a conductive material in the via region (131).
제9항에 있어서,
상기 초음파 압전 센서 어레이를 제조하는 단계 후에,
상기 초음파 압전 센서 어레이 상의 동일한 열에 배치된 복수의 압전 소자에 반도체 테스트용 프로브를 사용하여 동시에 전압을 가하여 분극 처리하는 폴링(Poling treatment)단계;를 더 포함하는 초음파 압전 센서의 제조방법.
The method of claim 9,
After manufacturing the ultrasonic piezoelectric sensor array,
And a polling step of applying a voltage to a plurality of piezoelectric elements disposed in the same column on the ultrasonic piezoelectric sensor array using a semiconductor test probe at the same time.
제9항의 초음파 압전 센서의 제조방법에 따라 제조된 초음파 압전 센서.
An ultrasonic piezoelectric sensor manufactured according to the manufacturing method of the ultrasonic piezoelectric sensor of claim 9.
기판을 가공하여 획득된 몰드 - 상기 몰드의 일측면으로부터 함입된 복수의 홈이 형성되고, 상기 복수의 홈을 구성하는 각각의 홈의 바닥면과 상기 몰드의 타측면을 관통하되, 상기 복수의 홈의 단면적보다 작은 단면적의 홀이 형성됨 - 의 상기 복수의 홀을 구성하는 각각의 홀에, 상기 일측면으로부터 공급된 압전 물질이 충진되도록, 상기 몰드의 타측면이 배치되는 제1 공간의 압력이, 상기 각각의 홀을 형성하는 제2 공간의 압력보다 작아지도록 압력 구배를 형성하도록 하기 위한 초음파 압전 소자 제조를 위한 지그에 있어서,
상기 몰드의 타측면의 크기와 같거나 크게 형성된 채, 상기 몰드의 타측면과 대향하는 제1 면;
상기 제1 면과 일정 거리 이격되어 배치되며, 흡입부와 연결되는 제2 면; 및
상기 제1 면과 상기 제2 면을 관통하여 형성되고, 상기 흡입부로부터 제공된 흡입력이 상기 제1 면과 상기 몰드의 타측면 사이에 제공되도록 하는 압력조절부;를 포함하며,
상기 몰드의 일측면으로부터 유입된 압전 물질은 상기 압력 구배에 따라, 상기 제2 공간에서 상기 제1 공간을 향해 이동 중에 상기 복수의 홈을 따라 상기 복수의 홀에 충진되는 초음파 압전 소자를 위한 지그.
Mold obtained by processing a substrate-a plurality of grooves formed from one side of the mold is formed, penetrating the bottom surface of each groove constituting the plurality of grooves and the other side of the mold, the plurality of grooves A hole having a cross-sectional area smaller than the cross-sectional area of-is formed, the pressure of the first space in which the other side of the mold is disposed so that the piezoelectric material supplied from the one side is filled in each hole of the plurality of holes of In the jig for manufacturing an ultrasonic piezoelectric element for forming a pressure gradient to be smaller than the pressure of the second space forming each hole,
A first surface facing the other side of the mold, the first side being formed to be larger than or larger than the size of the other side of the mold;
A second surface spaced apart from the first surface by a predetermined distance and connected to the suction part; And
It is formed through the first surface and the second surface, the pressure adjusting portion for allowing a suction force provided from the suction portion is provided between the first surface and the other side of the mold;
Piezoelectric material introduced from one side of the mold is jig for the ultrasonic piezoelectric element is filled in the plurality of holes along the plurality of grooves during the movement from the second space toward the first space in accordance with the pressure gradient.
제13항에 있어서,
상기 압력조절부는,
상기 제1 면으로부터 함입된 제1 연결공과 상기 제2 면으로부터 함입된 제2 연결공이 연통되어 형성되며,
상기 제1 연결공은,
상기 제2 연결공으로부터 분기되어 형성되는 초음파 압전 소자 제조를 위한 지그.
The method of claim 13,
The pressure control unit,
The first connection hole embedded from the first surface and the second connection hole embedded from the second surface are formed in communication with each other,
The first connection hole,
Jig for manufacturing an ultrasonic piezoelectric element formed by branching from the second connection hole.
제14항에 있어서,
상기 제1 연결공은,
상기 복수의 홀을 구성하는 각각의 홀의 형성 위치와 대응되는 위치에 형성되는 초음파 압전 소자 제조를 위한 지그.
The method of claim 14,
The first connection hole,
A jig for manufacturing an ultrasonic piezoelectric element formed at a position corresponding to a position where each hole constituting the plurality of holes is formed.
제14항에 있어서,
상기 제1 연결공은,
상기 제1 면으로부터 연속적으로 형성된 채, 상기 복수의 홀과 연통되는 초음파 압전 소자 제조를 위한 지그.
The method of claim 14,
The first connection hole,
A jig for manufacturing an ultrasonic piezoelectric element communicating with the plurality of holes while being continuously formed from the first surface.
제14항에 있어서,
상기 압력조절부는,
상기 제1 면으로부터 함입되어 상기 제1 연결공과 연통되는 연결홈을 더 구비하며,
상기 연결홈은,
상기 복수의 홀을 구성하는 각각의 홀의 형성 위치를 포함하도록 형성되는 초음파 압전 소자 제조를 위한 지그.
The method of claim 14,
The pressure control unit,
And a connection groove recessed from the first surface to communicate with the first connection hole.
The connecting groove,
Jig for manufacturing an ultrasonic piezoelectric element is formed to include the formation position of each hole constituting the plurality of holes.
제14항에 있어서,
상기 제2 연결공의 종단면적은,
상기 제1 연결공의 종단면적의 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 초음파 압전 소자 제조를 위한 지그.
The method of claim 14,
Longitudinal area of the second connecting hole,
Jig for manufacturing an ultrasonic piezoelectric element, characterized in that greater than the size of the longitudinal area of the first connection hole.
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