KR20000071798A - 압전 장치 및 그를 이용한 압전 발진자 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 압전 발진자는 부하 커패시터가 실장된 기판, 기판상에 배치된 부하 커패시터를 둘러싼 프레임, 및 프레임내에 배치된 금속 스프링 단자를 포함하며, 기판과 금속 스프링 단자 사이에 형성된 공간에 부하 커패시터가 수용된다. 또한, 본 발명에 따른 압전 발진자는 금속 스프링 단자에 배치된 압전 공진자를 포함한다. 금속 캡은 기판상에 배치되어 프레임을 덮으며, 그 내부면에는 돌출부가 형성되어 있다. 압전 공진자는 금속 스프링 단자 및 캡의 돌출부에 의해 고정된다. 금속 스프링 단자는 기판상에 형성된 전극 패턴의 하나에 전기적으로 접속되며, 캡은 기판상에 형성된 전극 패턴에 도전성 접착제에 의해 서로 접착되어, 압전 공진자 위에 형성된 두 개의 전극이 기판의 저면에 형성된 외부 전극에 접속된다.

Description

압전 장치 및 그를 이용한 압전 발진자{Piezoelectric device and piezoelectric oscillator using the same}

본 발명은 압전 장치에 관한 것으로, 특히 확산 진동 모드를 이용한 압전 공진자를 수용한 압전 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 압전 발진자에 관한 것으로, 특히 확산 진동을 이용한 압전 발진자에 관한 것이다.

도 19는 종래의 압전 장치(131)의 구조를 나타내는 단면도이다. 이 압전 장치(131)에서는, 사각형 모양을 한 확산 진동 모드의 압전 공진자(132)가 금속 스프링 단자(133)의 전극판(134)에 의해 조여지고, 그 상태에서 박스 모양의 수지 케이스(135) 내에 수용된다. 수지 케이스(135)의 개구부에 얇은 종이로 만들어진 칸막이(136)가 형성되고, 그 칸막이(136) 위에 봉지용 수지(137)를 경화하여 압전 공진자(132)를 수지 케이스(135)내에 봉지하고 있다.

얇은 종이로 만들어진 칸막이(136)를 포함하는 압전 장치(131)에서, 칸막이(136)를 자동으로 삽입하기는 곤란하기 때문에, 압전 장치(131)의 조립이 효과적으로 수행되지 않는다. 도 20에 도시한 압전 장치(138)는, 확산 진동 모드를 가지는 압전 공진자(132)를 금속 스프링 단자(133)에 전극판(134)으로 조인다. 전극판(134)으로 조인 상태에서, 압전 공진자(132)를 내부 케이스(139)에 수용한다. 압전 공진자(132)를 수용하는 내부 케이스(139)는, 아래쪽으로 배치된 내부 케이스(139)의 개구부를 가지는 수지 케이스(135)에 수용되고, 수지 케이스(135)의 개구부는 봉지 수지(137)로 봉지된다.

도 19에 도시한 압전 장치(131)에서, 압전 공진자(132)는 한 쌍의 전극판(134)으로 조여진 상태에서 수지 케이스(135)에 삽입되며, 자동 조립을 수행하기는 곤란하다. 마찬가지로, 도 20에 도시한 압전 장치(138)에서, 압전 공진자(132)는 한 쌍의 전극판(134)으로 조여진 상태에서 내부 케이스(139)에 삽입되며, 자동 조립을 수행하기는 곤란하다. 압전 장치(131) 또는 압전 장치(138)의 양쪽 모두, 압전 공진자(132)에 가해지는 압전판(134)의 압착력이 감소되는 경우, 조립은 더 쉬워진다. 그러나, 그 압착력이 감소되는 경우, 압전 공진자(132)는 전극판(134)에 의해 단단하게 굳어질 수 없고, 따라서, 생산의 신뢰성을 낮추게 된다. 전극판(134)의 압착력이 증가하는 경우, 수지 케이스(135)와 내부 케이스(139)에 압전 공진자(132)를 삽입하기 어렵고, 따라서 압전 장치(131, 138)의 조립을 어렵게 한다.

확산 진동을 이용한 압전 공진자(132)의 공진 주파수(fr)는 식 fr=V/(2L)을 만족하도록 결정되며, 여기서 V는 압전체에 송신되는 음의 빠르기를 나타내고, L은 사각 압전 공진자(132)의 한 변의 길이를 나타낸다. 그러한 압전 장치(31, 38)와 같은 압전 장치에서, 압전 장치의 작용 주파수가 다르면, 작동 주파수에 따라 압전 공진자(132)의 크기를 바꿔야 하고, 따라서 수지 케이스(135)나 내부 케이스(139)는 압전 공진자(132)에 따른 여러 종류의 사이즈로 준비해야 한다. 수지 케이스(135) 및 내부 케이스(139)는 압전 공진자(132)의 사이즈에 가장 적합한 사이즈로 준비해야 한다. 수지 케이스(135) 또는 내부 케이스(139)가 상대적으로 크면, 압전 공진자(132)가 움직여, 수지 케이스(135) 또는 내부 케이스(139)에 정확하게 고정할 수 없다. 확산 진동 모드를 가지는 압전 공진자(132)는 전극판(134)에 의해 그 중앙부에서 중심점에 지지되어야 한다. 따라서, 상술한 형태를 가지는 종래의 압전 장치(131, 138)에서는, 압전 공진자(132)의 사이즈에 따라 여러 종류의 사이즈로 형성되어야 하여, 몰딩 비용이 증가되었다.

더욱이, 상술한 압전 장치(131, 138)들은 수지 케이스(135)로부터 돌출되어 있는 스프링 단자(133)를 이용하여 인쇄 회로 기판에 실장되며, 인쇄 회로 기판에 형성되어 있는 스루홀 등에 삽입되고, 이는 자동적으로 처리하는 것이 어렵게 한다. 이러한 환경하에서, 표면 실장 가능한 압전 장치가 요구되고 있다. 따라서 도 19 및 도 20과 같은 구조의 압전 장치(131, 138)로 형성되고, 압전판(134)을 포함하는 금속 스프링 단자(133)의 리드(140)를 압전 장치(131, 138)의 각 변의 서로 대향하는 단부로 배치한다. 리드(140)를 도 21a 및 도 21b에 도시하듯이 U자 모양으로 굴곡하게 함으로써, 의사 SMD(surface-mounting device :표면 실장 장치)형으로 실장될 압전 장치(141)를 제안하고 있다.

그러나, 의사 SMD형으로 실장될 압전 장치(141)에서는, 압전 장치(141)가 안정적으로 표면 실장 되지 않고, 솔더링시에 인쇄 회로 기판상에서 위치가 벗어나 실장된다는 문제가 있었다.

도 14는 세라믹 발진 회로의 일반적인 형태를 나타내는 것으로, 반전 증폭기 OP(마이크로컴퓨터를 이용하는 경우도 있다), 바이어스 저항(R) 및 압전 공진자(62)가 병렬로 접속되고, 반전 증폭기(OP)의 입력 단자를 부하 커패시터(C1)를 통해 접지하고, 또한 반전 증폭기(OP)의 출력 단자를 부하 커패시터(C2)를 통해 접지하고 있다.

1∼90㎒의 범위에서 발진 주파수를 생성하는 세라믹 발진 회로를 가지는 압전 발진자가 제안되고 있으며, 압전 공진자(62)의 양단에 각각 부하 커패시터(C1, C2)가 형성되고, 두께 또는 세로 진동 모드 특성이나 미끄러짐 진동 모드 특성을 가지는 압전 공진자(62)가 제공된다. 압전 공진자(62)와 부하 용량(C1, C2)은, 도14의 파선으로 나타낸 바와 같이 일체적으로 조립된다.

발진 주파수가 100∼2,000㎑의 범위에 있는 경우, 확산 진동 모드의 압전 발진자를 이용한다. 도 15는 확산 진동 모드 특성을 가지는 종래의 압전 발진자(61)를 나타낸다. 도 15에서, 사각형으로 형성된 확산 진동 모드의 압전 공진자(62)를 금속 스프링 단자(63)에 접속된 전극판(64)에 의해 조이고, 그 상태에서 압전 공진자(62)를 수지 케이스(65)내에 수용한다. 수지 케이스(65)의 개구부를 얇은 종이로 만들어진 칸막이(66)로 씌우고, 그 칸막이 위에 봉지 수지(67)을 충전하고, 경화시켜, 압전 공진자(62)를 수지 케이스(65)내에 봉지한다.

이러한 형태를 가지는 압전 발진자에서, 사이즈를 크게 하지 않고 부하 커패시터를 일체화하는 것은 곤란하다. 확산 진동 모드의 압전 발진자에 부하 커패시터를 일체화시킨 소형화된 압전 발진자는 실용화되어 있지 않다. 이러한 유형의 압전 발진자에는 부하 커패시터가 형성되어 있다.

따라서, 본 발명의 첫번째 목적은 용이하게 조립할 수 있는 확산 진동 모드의 압전 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 두번째 목적은 표면 실장에 적합한 확산 진동 모드의 압전 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 세번째 목적은, 몰딩 비용을 증대시키지 않고, 사이즈가 다른 확산 진동 모드의 압전 공진자를 수용할 수 있는 압전 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 네번째 목적은 부하 커패시터와 일체와된 확산 진동 모드의 압전 공진자를 포함하는 소형화된 압전 발진자를 제공하는 것이다.

이들을 해결하게 위해, 본 발명의 제 1 양상에 따르면, 압전 장치는 기판, 기판 위에 형성된 금속 스프링 단자, 금속 스프링 단자가 형성된 기판을 덮도록 형성된 캡, 및 확산 진동을 이용한 압전 공진자를 포함하며, 상기 압전 공진자는 상기 캡 및 상기 금속 스프링 단자에 의해 탄성적으로 조여진다.

본 발명에 따른 압전 장치는, 기판, 기판 상부의 금속 스프링 단자, 금속 스프링 단자 상부의 압전 공진자, 및 압전 공진자 상부의 캡을 순서대로 쌓아 조립된다. 이러한 배열로, 부품을 용이하게 조립할 수 있고, 자동 조립에 적합한 압전 장치를 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 압전 장치에서, 기판의 저면 및 둘레부의 적어도 한쪽에 외부 전극이 형성되며, 외부 전극은 압전 공진자의 상면 및 저면에 형성된 전극에 접속된다.

상술한 배열로, 기판의 저면 또는 둘레부의 적어도 한쪽에 외부 전극을 형성하고 있으므로, 확산 진동을 이용하고 리드가 형성되지 않은 표면 실장용 압전 장치를 제작할 수 있고, 인쇄 회로 기판 등에 안정적으로 실장할 수 있다.

압전 장치에서, 압전 공진자는 캡에 형성된 제 1 돌출부와, 금속 스프링 단자에 형성된 제 2 돌출부에 의해 조여지며, 캡은 금속 재료로 이루어진다.

이러한 배열에서, 압전 공진자는, 금속 캡 위에 형성된 제 1 돌출부와, 스프링 단자 위에 형성된 제 2 돌출부에 의해 고정되고, 금속 캡이 그들 사이의 압전 공진자를 가로질러 대향하는 스프링 단자로서의 기능을 하므로, 부품의 개수를 삭감한다.

본 발명에 따른 압전 장치는, 기판에 압전 공진자를 둘러싸는 프레임을 형성하고, 제 3 돌출부는 프레임의 내벽으로부터 상기 압전 공진자로 형성되며, 제 3 돌출부의 사이즈를 변경할 수 있다. 제 3 돌출부의 사이즈는, 제 3 돌출부를 커팅하거나, 다른 돌출부와 제 3 돌출부를 바꾸어 놓아 변경할 수 있으며, 크기가 다른 프레임에 접착된다.

제 3 돌출부를 포함하는 압전 장치에서, 압전 공진자를 봉지한 프레임의 내벽에서 압전 공진자까지 그 사이즈는 여러가지이며, 압전 공진자의 사이즈에 따른 프레임의 내벽에 형성된 제 3 돌출부의 사이즈를 바꾸어, 기판의 사이즈를 바꾸지 않고도 사이즈가 다른 압전 공진자를 수용할 수 있다.

본 발명의 제 2 양상에 따르면, 압전 발진자는 기판, 기판 위에 형성된 금속 스프링 단자, 기판과 금속 스프링 단자 사이에 형성된 공간에 형성되는 부하 커패시터, 스프링 단자와 부하 커패시터가 형성된 기판을 덮는 캡, 및 확산 진동을 이용한 압전 공진자를 포함하며, 여기서 압전 공진자는 캡 및 금속 스프링 단자에 의해 탄성적으로 조여진다.

압전자는, 기판, 기판 상부의 부하 커패시터, 부하 커패시터 상부의 압전 공진자, 및 압전 공진자 상부의 캡을 순서대로 쌓아 조립하여 일체적 상태로 형성하고, 따라서, 조립 공정을 간략화 할 수 있다. 부하 커패시터는, 기판과 금속 스프링 단자 사이에 형성된 공간에서 기판에 실장되는 압전 발진자의 외부 치수를 증가시키지 않고도 수용할 수 있다.

압전 발진자에서, 기판의 저면에 형성된 외부 전극과 도통하는 스루홀을 기판에 형성하고, 스루홀을 충전하는 도전 재료를 통해 외부 전극과 부하 커패시터를 서로 전기적으로 접속한다.

본 발명에 따른 압전 발진자에서, 기판 본체에 외부 전극과 도통한 스루홀을 형성하고, 스루홀에 충전한 도전 재료를 통해 외부 전극과 부하 커패시터를 전기적으로 접속하고 있으므로, 기판에 배선 패턴을 형성할 필요가 없고, 부하 커패시터의 전극을 외부로 용이하게 인출할 수 있다. 스루홀을 충전하는 도전 재료에 의해 압전 발진자를 완전히 봉지할 수 있다.

본 발명의 제 3 양상에 따르면, 상기 압전 발진자는 기판, 기판을 덮도록 형성된 캡, 기판과 캡 사이에 형성된 확산 진동을 이용한 압전 공진자, 및 기판의 상면 또는 저면의 한쪽에 실장된 부하 커패시터를 포함한다.

압전 발진자는 상면이나 저면에 부하 커패시터가 형성된 기판, 및 기판과 캡 사이에 수용되는 확산 진동을 이용한 압전 공진자를 조립함으로써 형성되므로, 본 발명에 따른 압전 발진자의 조립 공정을 간략하게 할 수 있다. 부하 커패시터는 압전 장치를 가지는 기판의 저면에 형성할 수 있고, 압전 발진자의 외부 치수를 증가시키지 않고도 부하 커패시터를 실장할 수 있다.

본 발명에 따른 압전 발진자는 기판의 저면에 형성된 리드 단자를 더 포함하며, 압전 공진자를 수용한 기판 및 캡, 부하 커패시터, 및 리드 단자의 실장 단부를 외부 패키징 수지로 덮고 있다.

그 저면에 리드 단자를 형성한 기판은 외부 패키징 수지로 덮을 수 있다. 이러한 배열에서, 확산 진동을 이용한 압전 공진자와 부하 커패시터가 일체화된 리드 타입의 압전 발진자를 용이하게 제작할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 2 구현예에 따른 압전 발진자의 단면도이다.

도 2는 도 1에 도시한 압전 발진자의 분해 사시도이다.

도 3은 도 1에 도시한 압전 발진자에 이용되고 있는 기판의 저면에서 본 사시도이다.

도 4는 부하 커패시터의 측면도이다.

도 5a는 도전성 접착제가 도포된 기판의 사시도이다.

도 5b는 도 5a에 도시한 기판상에 실장된 부하 커패시터의 사시도이다.

도 6은 본 발명의 제 3 구현예에 따른 압전 발진자의 단면도이다.

도 7은 도 6에 도시한 압전 발진자의 기판에 실장된 부하 커패시터의 사시도이다.

도 8은 본 발명의 제 4 구현예에 따른 압전 발진자의 단면도이다.

도 9는 도 8에 도시한 압전 발진자의 분해 사시도이다.

도 10은 도 9에 도시한 압전 발진자에 이용되고 있는 기판의 저부에서 본 사시도이다.

도 11은 본 발명의 제 5 구현예에 따른 압전 발진자의 사시도이다.

도 12는 본 발명의 제 6 구현예에 따른 압전 발진자의 측면도이다.

도 13a는 도 12에 도시한 압전 발진자에 이용되고 있는 기판의 상부에서 본 사시도이다.

도 13b는 도 12에 도시한 압전 발진자에 이용되고 있는 기판의 저부에서 본 사시도이다.

도 14는 세라믹 발진 회로의 블록도이다.

도 15는 종래의 압전 발진자의 단면도이다.

도 16은 본 발명의 제 1 구현예에 따른 압전 장치의 단면도이다.

도 17은 도 16에 도시한 압전 장치의 분해 사시도이다.

도 18은 도 17에 도시하고 있는 기판을 저부에서 본 사시도이다.

도 19는 종래의 압전 장치의 단면도이다.

도 20은 종래의 다른 압전 장치의 단면도이다.

도 21a는 의사 SMD형에 실장될 압전 장치의 사시도이다.

도 21b는 도 21a에 도시한 압전 장치의 측면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 설명*

1 : 압전 공진자 2 : 기판

3 : 프레임 4 : 부하 커패시터

5 : 스프링 단자 6 : 압전 공진자

7 : 캡 8 : 기판 베이스

9, 10, 11 : 전극 패턴 12, 13, 14 : 외부 전극

15, 16, 17 : 스루홀 22, 29 : 도전성 접착제

23, 25, 27 : 돌출부 24 : 접착제

도 16은 본 발명의 제 1 구현예에 따른 압전 장치(100)의 단면도이다. 도 17은 도 16에 도시한 압전 장치(100)의 분해 사시도이다. 도 16에 도시한 압전 장치(100)는 기판(102), 프레임(103), 스프링 단자(104), 압전 공진자(105) 및 캡(106)을 포함한다. 기판 베이스(107 : 도 17에 도시함)를 포함하는 기판(102)는 유리 에폭시 또는 세라믹과 같은 물질로 만들어지고, 기판 베이스(107)는 전극을 포함한다. 기판 베이스(107)는, 도 17에 도시한 바와 같이, 기판 베이스(107)의 상면에서 2분할된 전극 패턴(108, 109)를 포함한다. 기판 베이스(107)는, 도 18에 도시한 바와 같이, 기판 베이스(107)의 저면에 2분할된 외부 전극(110, 111)을 포함한다. 기판 베이스(107)의 상면에 형성된 전극 패턴(108, 109)은, 실질적으로 U자형의 스루홀(112, 113)을 통해 외부 단자(110, 111)에 접속된다.

프레임(103)은 수지 성형품(예를 들면, 사출 성형품)으로 만들어지며, 스프링 단자(104)와 압전 공진자(105)를 수용할 수 있을 정도의 깊이를 가지고 있다. 프레임(103)의 내부 치수는, 가장 큰 압전 공진자(105)의 치수와 동일하거나, 혹은 그보다도 크다. 프레임(103)의 네 개의 각각의 내벽에는 돌출부(114)가 형성되어 있다. 각 돌출부(114)의 사이즈는, 압전 공진자(105)의 각각의 측면의 중간부(중심점)에서, 돌출부(114)가, 프레임(103)에 수용된 가장 작은 압전 공진자(105)를 고정하도록 설정되고, 압전 공진자(105)의 위치는 움직이거나 회전하지 않도록 한다.

프레임(103)이 압전 공진자(105)보다도 큰 압전 공진자(105)를 수용하는 경우, 둘레부(103)내에서 압전 공진자(105)를 지지할 수 있도록, 압전 공진자(105)의 사이즈에 따라 프레임(103)의 돌출부(114)를 커트한다. 이러한 배열로, 사이즈가 다른 압전 공진자(105), 즉 작용 주파수가 다른 압전 공진자(105)를 수용하여 프레임(103)을 통상 사용할 수 있고, 부품의 개수를 줄임으로써, 비용을 삭감할 수 있다. 특히, 플라스틱 부품용 몰드의 수를 줄여 몰드의 비용을 최소로 할 수 있다. 커팅에 의해 사이즈가 정확하게 설정된 돌출부(114)를 가지는 프레임(103)은, 도 16에 도시한 바와 같이, 프레임(103)의 하면에 도포된 접착제(115)를 통해 기판(102)의 둘레부에서 상면에 접착된다.

본 발명의 구현예에 따르면, 각각의 기판(102)과 프레임(103)이 서로 접착하여 기판 유니트를 구성하고 있지만, 기판(102)과 프레임(103)을 서로 일체로 형성하여 기판 유니트를 구성한다. 본 발명에서 상술한 바와 같이, 기판(102)과 프레임(103)을 각각 형성하여, 유리 에폭시 기판, 세라믹 기판 등을 이용하여 전극 패턴(108, 109) 및 외부 전극(110, 111)을 용이하게 형성할 수 있다.

금속제의 스프링 단자(104)는, 중앙부 상면에 형성된 돌출부(116)와, 도 17에 도시한 바와 같이, 사방에 방사형으로 연장된 네 개의 발(117)을 가지고 있다. 스프링 단자(104)의 발(117)은, 실질적으로 C자 모양으로 하방으로 굴곡함으로써, 탄성이 부여된다. 각각의 네 개의 발(117)은 프레임(103)의 코너로 연장된다. 프레임(103)의 대향하는 코너를 따라 서로 대향하는 발(117)의 선단 사이의 거리는, 프레임(103)의 대향하는 코너 사이의 거리와 실질적으로 동일하게 설정된다. 이러한 형태 때문에, 프레임(103)내에 스프링 단자(104)가 수용되고, 프레임(103)의 각 코너에 스프링 단자(104)의 발(117) 각각이 위치한다. 전극 패턴(109)이 프레임(103)의 네 개의 코너에 노출되기 때문에, 스프링 단자(104)가 기판(102)의 전극 패턴(109)에 접촉하게 된다.

도 17에 도시한 압전 공진자(105)는, 두께 방향으로 분극 처리된 사각형의 압전 기판을 가지며, 이 압전 기판의 상면 및 저면에 전극이 형성되어 있다. 압전 기판의 주요부의 중앙부에 노드가 형성된다. 압전 공진자(105)를 프레임(103)내에 수용하는 경우, 스프링 단자(104)의 돌출부(116)는, 압전 공진자(105)의 중앙부(노드) 부근에 접촉하게 되어, 압전 공진자(105)를 지지한다. 프레임(103)의 돌출부(114)가 압전 공진자(105)의 각 변의 중간부(노드)에 접촉하거나 또는 근접하여, 압전 공진자(105)를 위치 결정한다.

캡(106)은 알루미늄 또는 구리와 같은 금속 재료에 의해 형성되고, 프레임(103)을 덮어 씌우도록 기판(102)상에 배치하는 형상 및 사이즈로 형성된다. 캡(106)의 내면 중앙부에 돌출부(118)가 형성되어 있다. 스프링 단자(104)와 함께 프레임(103)내에 수용되는 압전 공진자(105)는, 프레임(103)내에 스프링 단자(104)와 압전 공진자(105)를 수용하도록, 기판(102)과 캡(106) 사이에 봉지되고, 프레임(103)을 덮도록 기판(102)상에 캡(106)을 배치하고, 플랜지에 절연성 접착제(119)가 도포된 캡(106)을 기판(102)에 대해 누르면서 절연성 접착제(119)를 경화시켜, 기판(102)에 접착한다. 캡(106)이 접착되어 있는 위치의 일부에 전극 패턴(108)이 배치되어 있기 때문에, 절연성 접착제(119) 대신 이 부분에 도전성 접착제(120)를 이용함으로써, 캡(106)이 전극 패턴(108)에만 전기적으로 접촉한다. 캡(106)의 내면과 압전 공진자(5)의 상면 사이에는, 돌출부(118)에 의해 약 0.2㎜의 간격이 형성된다.

기판(102)에 대해 캡(106)을 프레스하여 캡(106)을 기판(102)에 접착하면, 각각 압전 공진자(105)의 저면 및 상면에, 스프링 단자(104)의 돌출부(116)와 캡(106)의 돌출부(118)가 프레스되고, 압전 공진자(105)는 그 중앙부에 배치된 노드에서 조여지고, 스프링 단자(104)와 캡(106)에 압전 공진자(105)가 전기적으로 접속된다. 스프링 단자(104)는, 전극 패턴(109)과 스루홀(113)을 통해 외부 전극(111)에 전기적으로 접속되고, 캡(106)은, 도전성 접착제(120), 전극 패턴(108) 및 스루홀(112)을 통해 외부 전극(110)에 전기적으로 접속되므로, 압전 공진자(105)의 상면 및 저면에 형성된 전극은 각각 외부 전극(110, 111)으로 인출된다. 이 외부 전극(110, 111)은 기판(102) 하면에 금속박의 패턴이나 증착막과 같은 도체 박막, 도전 페이스트의 소성막과 같은 도체 후막 등에 의해 평탄하게 형성할 수 있다. 이러한 배열로, 압전 장치(101)를 인쇄 회로 기판에 안정적으로 실장할 수 있고, 압전 장치(100)는 표면 실장용 장치로서 이용될 수 있다. 도 21a 및 도 21b에 도시한 압전 장치와 같이, 리드를 굴곡한 상태에서 형성할 필요가 없으므로, 본 발명에 따른 압전 장치(100)를 용이하게 제조할 수 있다.

압전 장치(100)의 조립은, 도 17에 도시한 바와 같이 상방향으로, 즉, 바닥에 기판(102), 기판(102) 위에 프레임(103) 또는 스프링 단자(104), 프레임(103) 또는 스프링 단자(104) 위에 압전 공진자(105), 마지막으로 압전 공진자(105) 위에 캡(106)의 순서로 쌓아 제조할 수 있으므로, 제조 공정을 간소화 할 수 있다. 이 방법은 특히 자동 조립에 적합하다. 돌출부(114)의 사이즈를 조정함으로써, 치수가 다른 확산 진동 모드 특성을 가지는 여러 사이즈의 압전 공진자(105)를 수용할 수 있으므로, 여러 작용 주파수의 압전 장치(101)를 하나의 사이즈로 맞추게 된다.

캡(106)은 수지, 세라믹 등에 의해 제작할 수 있고, 그 내면 및 저면에 도금과 같은 방법으로 도전막을 형성한다. 압전 공진자(105)와 캡(106)의 사이에는, 수지, 세라믹 등에 의해 제작되고 돌출부를 구비한 단자판을 형성할 수 있고, 단자판의 리드는 기판(102)의 전극 패턴(108)에 유도된다.

도 1은 본 발명의 제 2 구현예에 따른 압전 발진자(1)의 단면도이다. 도 2는 도 1에 도시한 압전 발진자(1)의 분해 사시도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 이 압전 발진자(1)는 기판(2), 프레임(3), 부하 커패시터(4), 스프링 단자(5), 압전 공진자(6) 및 캡(7)으로 구성되어 있다. 기판(2)은 유리 에폭시 수지, 세라믹 등으로 만들어진 기판 베이스(8)를 포함하며, 그 위에 전극을 형성한다. 기판 베이스(8)의 상면에는 세 개의 전극 패턴(9, 10, 11)이 형성되고, 그 저면에는 도 3에 도시한 바와 같이 세 개의 외부 전극(12, 13, 14)이 형성되어 있다. 기판 베이스(8)의 한쪽 단부에 배치된 전극 패턴(9)은, U자형의 스루홀(15)을 통해 외부 전극(12)에 접속된다. 기판 베이스(8)의 다른쪽 단부를 따라 배치된 전극 패턴(11)은, U자형의 스루홀(17)을 통해 외부 전극(14)에 접속되어 있다. 기판 베이스(8)의 중앙부에 배치된 전극 패턴(10)은 스루홀(16)을 통해 외부 전극(13)에 접속되어 있다.

본 발명에 따른 압전 발진자(1)에 이용되는 부하 커패시터(4)는, ㎒대 발진자에 널리 이용되고 있는 부하 커패시터로서, 도 4에 도시한 바와 같이, 일체로 형성된 두 개의 부하 커패시터 소자(C1, C2)를 포함한다. 이 부하 커패시터(4)에는, 유전체 기판(18)의 저면 중앙부에 공통 전극(어스 전극 : 19)을 형성하고, 유전체 기판(18)의 저면에서 상면으로 연장되는 두 단부에 용량 전극(20, 21)을 형성한 유전체 기판(18)을 구비한다. 커패시터 전극(20)과 공통 전극(19) 사이에 부하 커패시터 소자(C1)가 형성되고, 커패시터 전극(21)과 공통 전극(19) 사이에 부하 커패시터 소자(C2)가 형성된다. 부하 커패시터 소자(C1, C2)는 공통 전극(19)을 통해 직렬로 접속되어 있다.

이 부하 커패시터(4)는, 프레임(3)과 스프링 단자(5)를 실장하기 전에, 도 5b와 같은 상태에서 기판(2)에 실장된다. 도전성 접착제(22)가 전극 패턴(9, 10, 11)상 및 기판(2)의 중심부에 형성된 스루홀(16)내에 형성되도록, 기판(2)상에 부하 커패시터(4)가 실장되고(도 5a 참조), 부하 커패시터(4)는 기판(2)상에 배치되며, 기판(2)에 대해 부하 커패시터(4)를 프레스하여 경화된다. 이 과정에서, 부하 커패시터(4)는 도전성 접착제(22)에 의해 기판(2)의 상면에 고정되고, 커패시터 전극(20, 21)이 각각 전극 패턴(9, 11)에 전기적으로 접속되고, 공통 전극(19)이 전극 패턴(10)에 전기적으로 접속된다. 부하 커패시터(4)의 공통 전극(19)은 스루홀(16)을 통해 기판(2) 하면의 중앙에 형성된 외부 전극(13)에 전기적으로 접속된다.

프레임(3)은 수지 성형품(예를 들면, 사출 성형품)으로 만들어지고, 스프링 단자(5)와 압전 공진자(6)을 수용할 수 있을 정도로 깊다. 프레임(3)의 내부 치수는, 가장 큰 압전 공진자(6)의 치수와 동일하거나, 혹은 그보다 크다. 프레임(3)의 내벽의 네 부분에는, 도 2에 도시한 바와 같이, 돌출부(23)가 형성되어 있다. 돌출부(23)의 사이즈는, 가장 작은 압전 공진자(6)를 프레임(3)내에 수용했을 때, 그 압전 공진자(6) 외측의 중간부분(노드)에서, 압전 공진자(6)를 고정하여, 압전 공진자(6)가 움직이거나 회전하지 않도록 위치 결정한다.

돌출부(23)가 설정되는 사이즈보다 큰 압전 공진자(6)를 프레임(3)내에 수용하는 경우, 압전 공진자(6)를 수용할 수 있는 사이즈에 대응하여 돌출부(23)를 커팅한다. 따라서, 치수가 다른 압전 공진자(6), 즉 다른 주파수가 사용되는 압전 공진자(6)에 프레임(3)을 표준화할 수 있고, 부품의 수가 줄어들고, 따라서 제조 비용을 줄이게 된다. 프레임(3)이 수지 형성품으로 만들어진 경우, 단 1종류의 금형이 이용되기 때문에 금형의 비용을 최소가 된다. 커트에 의해 사이즈가 설정된 돌출부(23)를 가지는 프레임(3)이, 그 하면에 도포된 접착제(24)에 의해 기판(2)의 상면 둘레부에 접착하여, 기판(2)과 일체화된다.

본 발명의 배열에 따르면 각각의 기판(2)과 프레임(3)을 조립하여 기판 유니트를 형성하는데, 그 대신 기판(2)과 프레임(3)을 일체로 형성할 수도 있다. 기판 유니트를 일체로 형성하면, 부품 개수를 줄일 수 있고, 또한 이 구현예에 따라 기판(2)과 프레임(3)을 각각 조립하여 기판 유니트를 형성함으로써, 유리 에폭시 수지 기판이나 세라믹 기판 등을 이용하여 전극 패턴(9, 10, 11) 및 외부 전극(12, 13, 14)을 용이하게 형성할 수 있다.

금속제의 스프링 단자(5)는, 중앙부 상면에 형성된 돌출부(25)와, 네 방향에 방사상으로 연장된 발(26)을 가지고 있다. 스프링 단자(5)의 발(26)은, 하방으로 실질적으로 C자 모양으로 굴곡함으로써 탄성을 부여하고 있다. 서로 대향하는 발(26)의 선단간의 거리는, 프레임(3)의 내벽에 의해 형성된 대향하는 모퉁이간의 거리와 동일하다. 이러한 형태의 스프링 단자(5)를 가지고, 스프링 단자(5)는 돌출부(23)와 간섭하지 않고 프레임(3)내에 수용되고, 스프링 단자(5)의 발(26)의 선단이 프레임(3) 내벽의 모퉁이에 위치 결정된다. 이 모퉁이에 전극 패턴(11)이 위치하고 있으므로, 스프링 단자(5)는, 기판(2)의 전극 패턴(11)에 전기적으로 접촉한다.

스프링 단자(5)는, 발(26)의 선단을 제외한 기판(2)에 접촉되지 않기 때문에, 기판(2)과 스프링 단자(5)의 사이에 공간을 형성하게 된다. 이 공간을 이용하여, 기판(2)상에 부하 커패시터(4)가 실장된다. 부하 커패시터(4)와 스프링 단자(5) 사이의 절연성을 형성하도록, 부하 커패시터(4)와 스프링 단자(5)의 사이에 갭이 형성된다. .

사각형의 압전 기판을 포함한 압전 공진자(6)는, 두께 방향으로 분극 처리되고, 그 상면 및 저면에 전극을 형성한다. 압전 기판 주면의 중앙부에 노드가 배치된다. 스프링 단자(5)의 돌출부(25)는 프레임(3)내에 압전 공진자(6)를 수용하고, 돌출부(25)는 압전 공진자(6)의 중앙부(노드) 부근에 접촉한다. 프레임(3)의 돌출부(23)는 압전 공진자(6)를 위치 결정하고, 돌출부(23)는 압전 공진자(6)의 각 외측의 중간부(노드)와 접하거나 또는 근접한다.

캡(7)은 알루미늄이나 구리 등의 금속 재료로 만들어지고, 프레임(3)을 덮고, 기판(2)상에 실장될 수 있는 형상 및 치수로 형성된다. 캡(7)의 내면 중앙부에는 돌출부(27)가 형성되어 있다. 스프링 단자(5)와 압전 공진자(6)를 수용하는 프레임(3)을 덮도록, 캡(7)의 플랜지상에 절연성 접착제(28)가 도포된 캡(7)을 기판(2)상에 배치하여, 압전 공진자(6)가 기판(2)과 캡(7) 사이에 봉지되고, 기판(2)에 대해 캡(7)을 프레스하는 동안 경화된 절연성 접착제(28)에 의해 캡(7)이 기판(2)에 접착된다. 전극 패턴(9)은 캡(7)이 접착되는 기판(2)의 위치 일부에 배치되고, 따라서, 기판(2)의 일부에 대응한 캡(7)의 일부에서 도전성 접착제(29)에 의해 절연성 접착제(28)가 대신함으로써, 캡(7)이 전극 패턴(9)에 전기적으로 접속된다. 압전 공진자(6)는 캡(7)과 기판(2) 사이에 밀봉하듯이 봉지되고, 캡(7)은 절연성 접착제(28) 및 도전성 접착제(29)에 의해 기판에 접착되고, 스루홀(19)은 도전성 접착제(22)로 충전된다.

기판(2)에 대해 캡(7)을 프레스하여, 캡(7)을 기판(2)에 접착한 경우, 스프링 단자(5)의 탄성에 의해, 스프링 단자(5)의 돌출부(25)와 캡(7)의 돌출부(27)가 접촉하게 되고, 압전 공진자(6)의 중앙부에 압전 공진자(6)를 조임으로써, 스프링 단자(5)와 캡(7)이 서로 전기적으로 접속된다. 스프링 단자(5)는 전극 패턴(11)과 접촉하여 있기 때문에, 압전 공진자(6)의 하면상의 전극과 부하 커패시터(4)의 커패시터 전극(21)은, U자형 스루홀(17)을 통해 외부 전극(14)과 전기적으로 접속한다. 캡(7)은 도전성 접착제(29)를 통해 전극 패턴(9)에 전기적으로 접속되기 때문에, 압전 공진자(6) 상면상의 전극과 부하 커패시터(4)의 커패시터 전극(20)은, U자형 스루홀(15)을 통해 외부 전극(12)에 전기적으로 접속된다. 이러한 배열로, 도 14의 점선으로 둘러싼 형태를 가지는 압전 발진자가 형성된다.

외부 전극(12, 13, 14)은, 기판(2)의 저면에 금속박의 패턴, 증착막과 같은 도체 박막, 도전 페이스트의 소성막과 같은 도체 후막에 의해 형성할 수 있으므로, 압전 발진자(1)는 프린트 배선 기판 등에 안정하게 실장할 수 있고, 표면 실장용 장치로서 이용할 수 있다.

상술한 바와 같이, 압전 발진자(1)는 도 2에 도시한 상방향으로, 즉, 기판(2), 기판(2) 상부에 프레임(3) 혹은 부하 커패시터(4), 프레임(3) 혹은 부하 커패시터(4) 상부에 스프링 단자(5), 스프링 단자(5) 상부에 압전 공진자(6), 그리고 압전 공진자(6) 상부에 캡(7)의 순서로 조립함으로써 제조할 수 있다. 이러한 배열로, 제조 공정을 간소화할 수 있고, 용이하게 자동 조립할 수 있다.

압전 공진자(6)의 사이즈에 따라 돌출부(23)의 사이즈를 설정함으로써, 치수 및 확산 진동 모드 특성이 다른 압전 공진자(6)를 수용할 수 있으므로, 적용 주파수가 다른 압전 발진자(1)의 외형을 표준화할 수 있다.

캡(7)은 수지나 세라믹 등에 의해 제작할 수 있고, 그 내면 및 플랜지상에 도금 등에 의해 도전막을 형성하도록 하여도 된다. 압전 공진자(6) 및 합성 수지나 세라믹 등에 의해 제작한 캡(7)의 사이에 단자판을 형성하여, 단자판의 리드 유니트를 기판(2)의 전극 패턴(11)으로 유도할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제 3 구현예에 따른 압전 발진자의 단면도이다. 도 7은 도 6에 도시한 압전 발진자의 기판상에 실장되는 부하 커패시터의 사시도이다. 제 3 구현예에 따른 압전 발진자는, 그 위에 두 개의 부하 커패시터(적층 커패시터 : 4a, 4b)를 가지는 기판(2)을 포함한다. 압전 발진자의 형태는, 상술한 점을 제외하고는, 제 2 구현예에 따른 압전 발진자(1)와 동일하다.

본 발명에 따른 압전 발진자(1)에는 두 개의 부하 커패시터(C1, C2)를 가지는 부하 커패시터(4)가 형성되어 있고, 제 3 구현예에 따른 압전 발진자에는, 도 7에 도시한 바와 같이, 전극 패턴(9, 10) 사이에 부하 커패시터(C1)에 대응하는 부하 커패시터(4a)가 실장되고, 전극 패턴(10, 11)의 사이에 부하 커패시터(C2)에 대응하는 부하 커패시터(4b)가 실장된다.

도 8은 본 발명의 제 5 구현예에 따른 압전 발진자(31)의 단면도이다. 도 9는 도 8에 도시한 압전 발진자의 분해 사시도이다. 압전 발진자(31)는, 도 9에 도시한 바와 같이, 기판(2), 프레임(3), 스프링 단자(5), 확산 진동 특성을 가지는 압전 공진자(6), 캡(7), 두 개의 부하 커패시터(4a, 4b)로 구성되어 있다. 기판(2)은, 유리 에폭시, 세라믹 등으로 만들어진 기판 본체(8)를 포함하면, 전극을 형성하고 있다. 기판 베이스(8)는 상면에 형성된 전극 패턴(9, 11)과, 도 10에 도시한 바와 같은, 기판 베이스(8)의 저면에 형성된 외부 전극(12, 13, 14)을 포함한다. 기판(2)의 한쪽 단부에 위치하는 전극 패턴(9)는 스루홀(32)을 통해 외부 전극(12)에 접속되고, 다른쪽 단부에 위치하는 전극 패턴(11)은 스루홀(33)을 통해 외부 전극(14)에 접속되어 있다. 프레임(3), 스프링 단자(5), 확산 진동 특성을 가지는 압전 공진자(6), 및 캡(7)은, 제 2 구현예에서 이용되는 것과 실질적으로 동일한 형태를 가진다.

프레임(3)은, 프레임(3)의 저면에 도포된 접착제(24)에 의해, 기판(2)의 상면 둘레부에서 접착하여 기판(2)과 일체화된다. 스프링 단자(5)는 돌출부(23)와 간섭하지 않고 프레임(3)내에 수용된다. 스프링 단자(5)의 발(26)의 선단이 프레임(3) 내벽의 모퉁이에 위치 결정된다. 이 모퉁이에는 기판(2)의 전극 패턴(11)이 위치하고 있고, 스프링 단자(5)는 전극 패턴(11)에 전기적으로 접촉한다. 스프링 단자(5)의 돌출부(25)는, 압전 공진자(6)의 중앙부(노드) 부근에서, 프레임(3)내에 수용된 압전 공진자(6)에 접촉하고, 압전 공진자(6)를 지지한다. 프레임(3)의 돌출부(23)가 압전 공진자(6)의 각 변의 중앙부(노드)에 접하거나 또는 근접하여 압전 공진자(6)를 위치 결정한다.

플랜지에에 절연성 접착제(28)가 도포된 캡(7)을, 스프링 단자(5)와 압전 공진자(6)가 수용된 프레임(3)을 덮도록 하여, 기판(2)상에 배치하고, 캡(6)을 기판(2)에 대해 프레스하면서 절연성 접착제(28)를 경화시켜, 캡(7)을 기판(2)에 접착하고, 이로써 기판(2)과 캡(7)의 사이에 압전 공진자(6)를 봉지한다. 캡(7)이 접착된 위치에는 전극 패턴(9)이 형성되어 있으므로, 전극 패턴(9)이 배치된 캡(7)의 플랜지 부분에서, 절연성 접착제(28)를 도전성 접착제(29)로 바꾸어 이용함으로써, 캡(7)이 전극 패턴(9)에 전기적으로 접촉하게 된다.

캡(7)을 기판(2)에 프레스하여 일체화하여 접착되면, 스프링 단자(5)의 돌출부(25)와 캡(7)의 돌출부(27)가 압전 공진자(6)에 접촉하게 되고, 그 상면 및 저면의 중앙에서 고정시킨다. 따라서, 압전 공진자(6)는 스프링 단자(5)와 캡(7)에 전기적으로 접속한다. 스프링 단자(5)가 전극 패턴(11)에 접촉하게 되는데 따라, 압전 공진자(6)의 저면에 형성된 전극과 부하 커패시터(4b)의 전극은, 도전성 접착제(29)를 통해 전극 패턴(9)에 접속하고, 압전 공진자(6)의 상면에 형성된 전극과 부하 커패시터(4a)의 전극은 스루홀(32)을 통해 외부 전극(12)에 접속하게 된다.

부하 커패시터(4a, 4b)는, 도 8과 같은 상태로 기판(2)의 저면에 실장된다. 외부 전극(12, 13, 14)의 위에 도전성 접착제(34)를 도포하고, 그 전극(12, 13, 14)상에 부하 커패시터(4a, 4b)를 두어 프레스하고, 도전성 접착제(34)를 경화시킨다. 따라서, 부하 커패시터(4a, 4b)는 도전성 접착제(34)에 의해 기판(2)의 저면에 고정된다. 부하 커패시터(4a)의 두 단부에 형성된 전극이 각각 외부 전극(12, 13)에 전기적으로 접속되고, 부하 커패시터(4b)의 두 단부에 형성된 전극이 각각 외부 전극(13, 14)에 전기적으로 접속된다. 이러한 배열로, 도 14의 점선으로 둘러싼 형태를 가지는 압전 발진자(31)가 제작된다.

제 4 구현예에 따른 압전 발진자(31)에서도, 압전 공진자(6)와 부하 커패시터(4a, 4b)가 일체화된 소형화된 표면 실장 장치로서 이용할 수 있다. 조립 공정시에는, 도 9에 도시한 바와 같이, 상방향으로, 즉, 기판(2)부터 시작하여, 기판(2) 위에 프레임(3), 프레임(3)내에 스프링 단자(5), 스프링 단자(5) 위에 압전 공진자(6), 압전 공진자(6) 위에 캡(7)의 순서로 쌓고, 기판(2)의 저면에 부하 커패시터(4a, 4b)를 실장함으로써, 제조 공정을 간략하게 할 수 있다.

더욱이, 본 구현예에 따르면, 도 4에 도시하는 바와 같은 제 2 구현예의 부하 커패시터(4)를 기판(2)의 저면에 실장하도록 하여도 된다.

도 11은 본 발명의 제 5 구현예에 따른 압전 발진자(41)의 사시도이다. 압전 발진자(41)는 그 주요 부품이 도 8에 도시한 표면 실장용 압전 발진자(31)인 리드 실장형의 압전 발진자(41)이다. 리드 단자(42, 43, 44)는 외부 전극(12, 13, 14)에 각각 접속되고, 각 리드 단자(42, 43, 44)의 단부에서의 솔더링 또는 도전성 접착제에 의해, 기판(2)의 저면에 형성된다. 압전 공진자(6)를 포함하는 기판(2) 및 캡(7), 부하 커패시터(4a, 4b), 리드 단자(42, 43, 44)의 실장 단부는, 에폭시와 같은 수지에 포팅하여 외부 패키징 수지(45)에 봉지되고, 따라서 부하 커패시터(4a, 4b)가 압전 발진자(41)에 형성된다. 도 11에 도시한 리드 단자(42, 43, 44)의 하부는 굴곡되고, 그 하단부는 평행하게 배치되어, 리드 단자(42, 43, 44)의 각 하단부는 압전 발진자(41)의 주면으로부터 연장되는 평판에 위치 결정된다.

도 12는 본 발명의 제 6 구현예에 따른 압전 발진자(51)의 측면도이다. 리드 타입의 압전 발진자(51)는, 기판(2)의 상면에 부하 커패시터(4a, 4b)를 가지는 기판(2)을 포함한다.

도 13a 및 도 13b는 제 6 구현예에 사용되는 기판(2)의 사시도로서, 그 상면에서 저면의 구조를 각각 나타낸다. 기판(2)은 캡(7)보다도 큰 면적을 가지고 있고, 캡(7)으로 덮이지 않은 영역에 부하 커패시터(4a, 4b)를 실장할 수 있도록 되어 있다. 기판(2)의 상면에는, 캡이 부착된 영역내에 두 개의 전극 패턴(9, 11)이 형성되고, 캡이 부착되지 않은 영역에는 세 개의 전극 패턴(52, 53, 54)이 형성되어 있다. 기판(2)의 서로 대향하는 양 단부에 형성된 전극 패턴(52, 54)은 각각 전극 패턴(9, 11)에 접속된다. 전극 패턴(9, 11)은 스루홀(32, 33)을 통해 각각 외부 전극(12, 14)에 접속된다. 전극 패턴(53)은 스루홀(55)을 통해 기판(2)의 저면에 형성된 외부 전극(13)에 접속된다.

다른 구현예에서 사용되는 것들과 마찬가지로, 프레임(3), 스프링 단자(5) 및 압전 공진자(6)는, 기판(2)과 캡(7) 사이에 수용된다. 부하 커패시터(4a)는, 캡(7)으로 덮이지 않은 부분에서, 기판(2)의 상면상의 전극 패턴(52, 53)상에 실장된다. 부하 커패시터(4b)는, 캡(7)으로 덮이지 않은 부분에서, 기판(2)의 상면상의 전극 패턴(54, 53)상에 실장된다. 리드 단자(42, 43, 44)는 각각 리드 단자(42, 43, 44)의 실장 단부를 통해, 각각 외부 전극(12, 13, 14)에 접속된다. 캡(7)은, 전극 패턴(52)이 전극 패턴(9)에 접속되고, 전극 패턴(54)이 전극 패턴(11)에 접속된 위치에 도포되는 절연성 접착제(도시안함)에 의해, 기판(2)에 접합된다. 그렇게 조립된 압전 발진자(51)는 리드 단자(42, 43, 44)의 실장 단부에 대향하는 단부를 제외한 외부 패키징 수지(45)내에 봉지된다.

본 발명에 따른 압전 장치는, 기판 유니트, 기판 유니트상의 스프링 단자, 스프링 단자상의 압전 공진자, 압전 공진자상의 캡의 순서로 간단한 조립 작업으로 형성될 수 있다. 따라서, 확산 진동을 이용한 압전 장치의 조립을 용이하게 자동화할 수 있다.

압전 장치에서는, 기판 유니트의 저면 및 둘레부의 적어도 한쪽에 외부 전극을 형성하고 있으므로, 리드가 형성되지 않은 확산 진동 표면 실장용 압전 장치를 제작할 수 있고, 인쇄 회로 기판에 안정적으로 실장할 수 있다.

본 발명에 따른 압전 장치에서, 금속 캡이 형성된 돌출부와 스프링 단자에 형성된 돌출부에 의해 압전 공진자를 고정시킬 수 있고, 단자로서의 기능을 하는 금속 캡이 그들 사이의 압전 공진자와 스프링 단자에 대향하고, 따라서, 부품의 개수를 삭감할 수 있다. 이러한 배열로, 조립 공정을 간략화할 수 있고, 부품의 비용도 낮아진다.

본 발명에 따른 압전 장치는, 압전 공진자를 둘러싸고 있는 프레임의 내부 벽면에서 압전 공진자를 향해 돌출부(14)가 형성되어 있고, 돌출부의 사이즈는 변경이 가능하다. 압전 공진자의 사이즈에 따라 돌출부(14)의 사이즈를 변경함으로써, 기판의 사이즈를 변화시키지 않고도 사이즈가 다른 압전 공진자를 기판에 수용할 수 있다. 따라서, 기판이나 캡과 같은 부품을 표준화함으로써 압전 장치의 비용을 줄일 수 있다. 특히, 부품의 표준화에 의해 금형 비용을 값싸게 할 수 있으므로, 수지 성형품의 비용을 대폭 줄일 수 있다. 더욱이, 부품의 표준화에 의해, 사이즈가 다른 압전 공진자를 이용한 압전 장치, 즉 다른 주파수를 이용하는 압전 장치의 외형 치수를 표준화할 수 있다.

본 발명에 따른 압전 발진자는, 조립 부품을 순서대로 쌓아 일체화함으로써 형성되므로, 조립 공정이 간단해진다. 기판과 스프링 단자 사이의 공간에 부하 커패시터를 실장하고 있으므로, 압전 발진자의 외형 치수를 증가시키지 않고, 부하 커패시터를 내장시킬 수 있다.

본 발명에 따른 압전 발진자에서, 기판에는 외부 전극과 도통하는 스루홀을 형성할 수 있고, 도전 재료로 충전된 스루홀을 통해 외부 전극과 부하 커패시터가 서로 전기적으로 접속한다. 이러한 배열로, 기판에 배선 패턴을 형성할 필요가 없고, 이러한 간단한 구조때문에, 부하 커패시터의 전극을 외부로 용이하게 인출할 수 있다. 스루홀을 충전하고 있는 도전 재료에 의해, 압전 발진자는 완벽하게 봉지된다.

본 발명에 따른 압전 발진자는, 기판의 상면 또는 저면에 부하 커패시터를 형성한 기판을 조립함으로써 형성되고, 기판 유니트와 캡의 사이에 확산 진동을 이용한 압전 공진자를 수용하고 있어, 조립 공정이 간단해진다. 압전 장치를 수용한 기판의 저면에 부하 커패시터를 실장할 수 있어, 압전 발진자의 외형 치수를 증가시키지 않고 부하 커패시터를 실장할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 압전 발진자에서, 기판의 저면에 리드 단자가 형성된 기판을 외부 패키징 수지로 덮을 수 있다. 이러한 배열로, 확산 진동을 이용한 압전 공진자와 부하 커패시터가 일체화된 리드 실장형 압전 발진자를 용이하게 제작할 수 있다.

Claims (9)

1. 기판;

   상기 기판 위에 형성된 금속 스프링 단자;

   상기 금속 스프링 단자가 형성된 상기 기판을 덮도록 형성된 캡; 및

   확산 진동을 이용한 압전 공진자; 를 포함하는 압전 장치로서,

   상기 압전 공진자는 상기 캡 및 상기 금속 스프링 단자에 의해 탄성적으로 조여지는 것을 특징으로 하는 압전 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 기판의 저면 및 둘레부의 적어도 한쪽에 외부 전극이 형성되며, 상기 외부 전극은 상기 압전 공진자의 상면 및 저면에 형성된 전극에 접속되는 것을 특징으로 하는 압전 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 압전 공진자는 상기 캡에 형성된 제 1 돌출부와, 상기 금속 스프링 단자에 형성된 제 2 돌출부에 의해 조여지며, 상기 캡은 금속 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압전 장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 기판에, 상기 압전 공진자를 둘러싸는 프레임을 형성하고, 제 3 돌출부는 상기 프레임의 내벽으로부터 상기 압전 공진자로 형성되며, 상기 제 3 돌출부의 사이즈를 변경할 수 있는 것을 특징으로 하는 압전 장치.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 기판에, 상기 압전 공진자를 둘러싸는 프레임을 형성하고, 제 3 돌출부는 상기 프레임의 내벽으로부터 상기 압전 공진자로 형성되며, 상기 제 3 돌출부의 사이즈를 변경할 수 있는 것을 특징으로 하는 압전 장치.
6. 기판;

   상기 기판 위에 형성된 금속 스프링 단자;

   상기 기판과 상기 금속 스프링 단자 사이에 형성된 공간에 형성되는 부하 커패시터;

   상기 스프링 단자와 상기 부하 커패시터가 형성된 상기 기판을 덮는 캡; 및

   확산 진동을 이용한 압전 공진자; 를 포함하는 압전 발진자로서,

   상기 압전 공진자는 상기 캡 및 상기 금속 스프링 단자에 의해 탄성적으로 조여지는 것을 특징으로 하는 압전 발진자.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 기판의 저면에 형성된 외부 전극과 도통하는 스루홀을 상기 기판에 형성하고, 상기 스루홀을 충전하는 도전 재료를 통해 상기 외부 전극과 상기 부하 커패시터를 서로 전기적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 압전 발진자.
8. 기판;

   상기 기판을 덮도록 형성된 캡;

   상기 기판과 상기 캡 사이에 형성된 확산 진동을 이용한 압전 공진자; 및

   상기 기판의 상면 또는 저면의 한쪽에 실장된 부하 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 발진자.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 기판의 저면에 형성된 리드 단자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 발진자로서,

   상기 압전 공진자를 수용한 상기 기판 및 상기 캡, 상기 부하 커패시터, 및 상기 리드 단자의 실장 단부를 외부 패키징 수지로 덮는 것을 특징으로 하는 압전 발진자.