KR20010020898A - 압전 소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따라, 고온 내열성(high-temperature resistance) 및 고주파 저손실(little high-frequency loss) 특성이 있는 층상의 회티탄계(perovskite)구조를 갖는 압전 세라믹을 이용하는 에너지 트래핑(energy-trapping) 효과에 의하여, 실제적인 사용에 적용될 수 있는 전기기계 결합계수(electromechanical coefficient)를 갖는 압전 소자(piezoelectric device)를 얻을 수 있다. 상기 압전 소자는 층상의 회티탄계 구조을 갖는 압전 세라믹으로 형성된 기판을 가지고 있다. 기판에서 c 축은 우선적으로 그 폭방향(width direction)으로 배향되고 상기 기판은 길이 방향(longitudinal direction)으로 분극되어 있다. 두 개의 전극은 기판의 양쪽 주면(maim surface)에 형성되어, 기판의 중앙부에서 대향하고 있다. 기판으로 사용되는 재료로서 바람직하게는, 일반식 CaBi4Ti4O15로 표현되는 세라믹 조성물을 주성분으로 하는 압전 세라믹 조성물이 이용된다.
Description
본 발명은 압전 소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 예를 들어, 통신용 필터나 클럭 발생기(clock generator)에 사용되는 오실레이터(oscillator)용의 압전 소자에 관한 것이다.
종래 통신용 필터나 클럭 발생기에 사용되는 오실레이터에 사용되는 압전 공진기로서, 티탄산 납 지르코네이트(lead titanate zirconate; Pb(TixZr1-x)O3) 또는 티탄산 납(lead titanate; PbTiO3)을 주성분으로 하는 압전 세라믹으로 형성되어, 압전 세라믹의 전단 진동(shear vibration)을 이용하는 압전 소자가 광범위하게 이용되었다. 일반적으로, 상기 압전 소자는 직각의 압전 세라믹으로 형성된 기판 및 상기 기판의 양쪽 주면에 제공된 전극을 가지고 있다. 전극은 기판의 전면에 형성되지는 않고, 표면의 일부에 형성되어 전극의 일부분이 서로 대향하도록 한다.
상기 설명된 압전 소자에 있어서, 압전 세라믹의 타입 및 전극의 모양을 적당하게 선택함으로써, 압전 세라믹의 압전 진동에서의 에너지를 서로 대향하고 있는 전극 사이의 영역에 편재시키는 현상, 즉 에너지 트래핑(energy-trapping)을 실현시킬 수 있다. 따라서, 단일의 압전 진동모드를 얻을 수 있고, 통신용 필터 및 클럭 발생기에 사용되는 오실레이터용의 압전 공진기와 같은 효과적인 압전 소자를 얻을 수 있다. 그러나, 상기 압전 세라믹은 고온 내열성이 부족하고 고주파 영역에서 손실이 크다는 문제점이 있다.
CaBi4Ti4O15및 PbBi4Ti4O15와 같은 층상의 회티탄계 구조를 갖는 압전 세라믹은, 티탄산 납 지로코네이트 또는 티탄산 납을 주성분으로 하는 압전 세라믹에 비하여 고온 내열성, 고주파 저손실과 같은 특성을 나타낸다. 그러므로, 상기 압전 세라믹은 고온의 조건 또는 고주파 영역에서 사용될 수 있는 압전 공진기용의 적당한 재료로 기대된다. 그러나, 상기 압전 세라믹은 결정 내에서 강한 이방성(anisotropic characteristics)을 나타내기 때문에, 압전 세라믹에 대한 일반적인 제조방법에 의해서는 높은 전기기계 결합계수를 얻을 수 없다. 따라서, 큰 전기기계 결합계수를 얻기 위하여, 층상의 회티탄계 구조를 갖는 압전 세라믹에서의 c-축을 우선적으로 한쪽 방향으로 배향하게하는 방법이 제안되었다. 예를 들면, T. Takenaka 등은, 핫 포징 법(hot forging method)에 의하여 형성된 PbBi4Ti4O15과 같은 배향성의 세라믹을 이용하는 실린더형 오실레이터의 수직 기본진동에서, 종래 제조방법에 의하여 제작된 압전 세라믹의 전기기계 결합계수의 1.6배를 얻었다고 발표했다(J. Appln. Phys., vol. 55, No. 4, 15(1984).
일반적으로, 통신용 필터 및 클럭 발생기에 사용되는 오실레이터용의 압전 공진기를 얻기 위하여, 약간의 의사 진동(spurious vibration)을 갖는 단일의 압전 진동모드가 필요하다. 수직 진동 및 전단 진동을 이용하는 압전 소자에 있어서, 대향하는 전극을 사용하는 트랩 에너지에 의하여, 일반적으로 단일의 모드를 얻을 수 있다. 그러나, 압전 세라믹의 포아송 비율(Poisson ratio)이 1/3 이하일 때, 수직의 기본 진동은 에너지를 트랩(trap)할 수 없다는 것이 알려져 있다. CaBi4Ti4O15및 PbBi4Ti4O15와 같이 층상의 회티탄계 구조를 갖는 대부분의 압전 세라믹의 포아송 비율은 1/3 이하이기 때문에 에너지를 트랩하기가 어렵다.
고차의 하모닉(harmonic) 수직 진동에 있어서, 기본파에 비하여 포아송 비율의 제한이 그렇게 엄격하지 않기 때문에 에너지를 트랩할 가능성이 크다; 그러나, 일반적으로, 기본파에 비하여 전기기계 결합계수는 상당히 감소된다. 따라서, 하나의 진동 모드가 얻어졌다고 하더라도, 압전 공진기로의 응용은 제한된다. 반대로, 전단 진동과 관련하여, 전기기계 결합계수는 수직 진동에서의 값과 비슷한 수준이며, 포아송 비율에 의하여 제한되지 않는다.
그러나, c-축이 우선적으로 한 방향으로 배향된 층상의 회티탄계 구조를 갖는 압전 세라믹을 사용하여, 전단 진동의 에너지를 트랩하려는 실험이 이루어지지는 않았다. CaBi4Ti4O15및 PbBi4Ti4O15와 같은 층상의 회티탄계 구조를 갖는 압전 세라믹이, 종래의 압전 재료에서는 제공되지 않았던 고온 내열성 및 고주파 저손실 특성을 가지고 있다고 하더라도, 통신용 필터 및 클럭 발생기에 사용되는 실제로 사용될 수 있는 오실레이터용의 압전 공진기는 아직까지 제조되지 않았다.
따라서, 본 발명의 주요 목적은 고온 내열성 및 고주파 저손실 특성이 있는 층상의 회티탄계 구조를 갖는 압전 세라믹을 이용한 에너지 트래핑 효과에 의하여, 실제로 사용 가능한 전기기계 결합계수(20％ 이상)를 갖는 압전 소자를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 압전 소자의 일례를 보여주는 사시도이다.
도 2a는 c-축이 우선적으로 배향(orient)된 소성 시료를 보여주는 사시도이다.
도 2b 내지 2d는 도 2에 나타난 소성 시료로부터 잘라내어 얻은 기판을 보여주는 사시도이다.
도 3은 실시예에서 형성된 기판에 전극을 형성한 것을 보여주는 사시도이다.
본 발명의 압전 소자는 층상의 회티탄계 구조를 갖는 압전 세라믹으로 구성된 기판(substrate) 및 상기 기판에 제공된 복수의 전극을 포함하되, 이 경우 기판에서 하나의 결정축(crystal axis)은 우선적으로 배향되어 있고, 기판은 결정축이 우선적으로 배향되어 있는 방향에 대하여 대략 수직인 방향으로 분극되어 있으며, 복수의 전극은 결정축이 우선적으로 배향되어 있는 방향과 대략 평행하고 기판이 분극되어 있는 방향과도 역시 대략 평행한 기판의 표면에 형성되어 있다.
상기 압전 소자에 있어서, 상기 기판은 바람직하게는 일반식 CaBi4Ti4O15로 표현되는 세라믹 조성물을 주성분으로 하는 압전 세라믹 조성물을 사용하는 압전 세라믹으로 형성되어 있다.
층상의 회티탄계 구조를 갖는 압전 세라믹으로 구성된 기판에 전극이 형성될 때, 및 기판이 분극되는 방향과 기판에서 하나의 결정축이 우선적으로 배향되는 방향이 대략 수직하며, 또한 기판에서 결정축이 우선적으로 대향하는 방향에 대하여 대략 평행할 뿐 아니라 기판이 분극된 방향에 대하여도 역시 대략 평행한 기판의 표면에 전극이 형성될 때, 우수한 고온 내열성 및 고주파 저손실이 얻어진다. 또한, 그렇게 얻어진 소자는 실제로 사용가능한 전기기계 결합계수를 가진다.
상기 설명한 압전 소자에 있어서, 특히 일반식 CaBi4Ti4O15로 표현되는 세라믹 조성물을 주성분으로 하여 구성된 압전 세라믹 조성물이 사용될 때, 우수한 공진주파수의 온도 안정성이 얻어진다.
상기 설명한 본 발명의 목적, 다른 목적, 특징 및 이점은 도면을 참고로 하는 하기의 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 명백해 진다.
<실시예>
도 1은 본 발명에 따른 압전 소자의 일례를 보여주는 사시도이다.
압전 소자 10은 예를 들어, 직사각형의 평행육면체(parallelepiped) 형상의 기판 12를 포함한다. 기판 12의 재료로서 CaBi4Ti4O15등이 사용된다. 기판 12는 층상의 회티탄계 구조를 가지며, c-축은 실선의 화살표로 지시된 바와 같이 기판 12의 폭 방향으로 우선적으로 배향된다. 또한, 점선의 화살표로 지시된 바와 같이, 기판 12는 그 길이 방향으로 분극되어 있다. 첫 번째 전극 14 및 두 번째 전극 16은 각각 기판 12의 두께 방향에 대한 각 주면에 형성되어 있다. 첫 번째 전극 14는 기판 12의 길이 방향의 한 쪽 끝에서부터 중앙부까지 형성되어 있다. 두 번째 전극 16은 기판 12의 길이방향의 다른 쪽 끝에서부터 중앙부까지 형성되어 있다. 첫 번째 전극 14 및 두 번째 전극 16은 기판 12의 중앙부 근처에서 서로 대향되어 있다. 따라서, 첫 번째 전극 14 및 두 번째 전극 16은, c-축이 우선적으로 배향되어 있는 방향(이하 "c-축의 우선 배향 방향" 이라 한다)과 평행하고, 기판이 분극된 방향(이하 "분극 방향" 이라 한다)과 평행한 주면에 형성되어 있다.
압전 소자 10에 있어서, c-축의 우선 배향 방향 및 분극 방향이 수직으로 교차하고, 첫 번째 전극 14 및 두 번째 전극 16이 상기 양쪽의 방향에 대하여 평행한 표면에 형성되어 있기 때문에, 전단 진동의 에너지 트랩을 실현할 수 있고, 의사 진동이 없는 단일의 압전 진동 모드를 얻을 수 있다. 기판 12를 형성하는 압전 세라믹에서 c-축이 우선적으로 배향되지 않은 경우, 또는 c-축의 우선 배향 방향과 분극 방향의 관계 또는 상기 방향들과 전극의 관계가 상기 설명과 다른 경우와 비교할 때, 본 발명에 따른 압전 소자 10의 전기기계 결합계수는 더 크며, 또한 더 우수한 공진 주파수의 온도 변화율을 얻을 수 있다. 또한, 압전 소자 10에 사용된 기판이 CaBi4Ti4O15와 같은 층상의 회티탄계 구조를 갖는 압전 세라믹으로 구성되어 있기 때문에, 우수한 고온 내열성, 적은 고주파 손실 등의 특성을 얻을 수 있다.
c-축의 우선 배향 방향 및 분극 방향이 서로 대략 수직으로 교차할 수 있으며, 그 사이의 수직점에 대하여 10° 이상을 벗어나지 않는 각도, 즉 80° 내지 100°의 범위에서 교차할 때, 본 발명의 이점이 얻어질 수 있다. 또한, 첫 번째 전극 14 및 두 번째 전극 16은 c-축의 우선 배향 방향 및 분극 방향과 대략 평행한 표면에 형성될 수도 있으며, 전극이 이러한 방향과 평행한 표면으로부터 10°이하로 경사져 있을 때는 본 발명의 이점을 얻을 수 있다.
<실시예>
출발 재료로서 CaO, Bi2O3및 TiO2를 준비하고, CaBi4Ti4O15의 조성을 얻기 위하여 양을 측정한 후, 상기 출발 재료를 볼 밀(ball mill)로 4 시간 동안 습식 혼합하여 혼합물을 얻었다. 건조 후 상기 혼합물을 900℃에서 사전 소성(pre-bake)하고, 대략 조분하고(coarsely pulverize), 상기 혼합물에 적당한 양의 유기 바인더를 첨가한 후, 볼 밀을 사용하여 4시간 동안 습식 분쇄하였다. 입자 크기를 조절하기 위하여 이렇게 제조된 결과물을 # 40의 체로 걸렀다. 다음으로, 상기 결과물을 1,000 kg/cm2의 압력에서 성형하여, 지름 20mm 및 두께 10mm인 실린더를 형성하고, 그렇게 형성된 실린더를 600℃에서 열처리하여 유기 바인더를 제거하여 전처리된 시료를 얻었다.
상기 전처리 시료를 단일축 압축(mono-axial pressing)에 의하여 전체 1톤의 압력에서 그 두께 방향으로 압축하는 동안, 상기 전처리 시료를 1,200℃에서 2시간 동안 소성하여 소성된 시료를 얻었다. 상기 소성된 시료를 x-선 분석에 의하여 평가했을 때, 도 2a에서 화살표로 나타난 바와 같이, 단일축 압축 방향에 따라 c-축이 우선적으로 배향된 소성 시료가 얻어졌음을 확인하였다. 상기 소성 시료를 하기 세가지 다른 방법에 의해 길이 10mm, 폭 2.5mm, 두께 0.25mm의 직사각형의 기판으로 잘랐다. 도 2b에서 보는 바와 같이, 두 개의 주면이 c-축 배향 방향(소성 시료의 두께 방향)에 평행하고, 길이 방향이 그와 직각이 되는 기판을 시료 1로 정하였다. 도 2c에서 보는 바와 같이, 두 개의 주면이 c-축 배향 방향에 평행하고, 길이 방향도 그와 평행이 되는 기판을 시료 2로 정하였다. 또한 도 2d에서 보는 바와 같이 두 개의 주면이 c-축 배향 방향에 대하여 직각인 기판을 시료 3으로 하였다. 도 2b 내지 2d에서 실선 화살표는 c-축 배향 방향을 나타낸다.
또한, 전처리 시료는 공기 중, 1,200℃에서 2시간 동안 소성 하였다. 결과물인 소성 시료를 x-선 분석에 의하여 평가하였을 때, 어떠한 배향도 관찰할 수 없었다. 상기 소성된 시료 역시, c-축의 우선 배향을 갖는 소성 시료에서 절단한 시료 1 내지 3과 비슷하게, 길이 10mm, 폭 2.5mm, 두께 0.25mm의 직사각형의 기판으로 잘랐다. 두 개의 주면이 소성 시료의 두께 방향에 평행하고, 길이 방향은 그것과 수직인 기판을 시료 4로 하였다. 두 개의 주면이 소성 시료의 두께 방향에 평행하고, 길이 방향도 그것과 평행한 기판을 시료 5로 하였다. 두 개의 주면이 소성 시료의 두께 방향에 수직인 기판을 시료 6으로 하였다.
소성에 이어서, 시료 1 내지 6의 길이 방향에서 대향하는 단면(edge face) 전체에 은 페이스트(paste)를 코팅함으로써 은 전극을 형성하고, 200℃의 절연 오일에서 시료에 5kV/mm의 직류를 한 시간 동안 인가하여 분극을 실행하였다. 따라서, 기판은 길이 방향으로 분극되었다. 즉, 시료 1 내지 3은 도 2b 내지 2d에서 점선의 화살표로 지시된 방향으로 분극되었다. 도 3에 나타나 바와 같이 시료에서 은 전극을 제거한 후, 기판 양쪽 주면에 전극을 형성하였다. 기판의 한 쪽 주면에, 기판 길이 방향의 한 쪽 끝에서부터 중앙부에 이르기까지 7.5mm 길이의 전극을 형성하였다. 또한 기판의 다른 쪽 주면에, 기판 길이 방향의 한 쪽 끝에서부터 중앙부에 이르기까지 7.5mm 길이의 전극을 형성하였다. 따라서, 시료의 길이방향의 중앙부분 5mm 길이의 지역에서 두 개의 전극은 서로 대향되었다.
압전 소자는 도 3에 나타난 바와 같이, 시료 1 내지 6 각각의 기판에 전극을 제공함으로써 형성되었으며, 이러한 방식으로 시료 1, 2, 3, 4, 5, 및 6으로부터 얻어진 압전 소자를 각각 시료 a, b, c, d, e, 및 f라 한다. 얻어진 시료 a 내지 f에 대한 전기기계 결합계수 및 -20℃부터 80℃까지의 공진 주파수의 온도 변화율(fr-TC)을 측정하고, 결과를 표 1에 나타냈다. 공진 주파수의 온도 변화율은 하기의 식 (fr-TC) = {(80℃에서의 공진 주파수) - (-20℃에서의 공진 주파수)}/{(20℃에서의 공진 주파수) x 100} 으로 표현된다.
| 전기기계 결합계수K (％) | 온도 변화율fr-TC (ppm) | |
| 시료 a | 28.0 | -30 |
| 시료 b | 측정 불가 | 측정 불가 |
| 시료 c | 5.1 | - 139 |
| 시료 d | 12.1 | - 69 |
| 시료 e | 12.4 | - 73 |
| 시료 f | 11.9 | - 72 |
표 1에서 보는 바와 같이, 시료 a, 및 c 내지 f에서 의사 진동 없는 단일의 압전 진동 모드를 얻었다. 그러나, 시료 b에 있어서, 압전 진동이 너무 약해서 측정을 실행할 수 없었다. 시료 c 내지 f와 관련하여, 전기기계 결합계수 K는 대략 5 내지 10％로서, 그 결과는 실제상의 사용에 충분하지 않았다. 반면, 시료 a는 전기기계 결합계수 K가 20％ 이상으로서, 그 결과는 실제상의 사용에 충분하였다. 또한, 시료 a에 있어서, 공진 주파수의 온도 변화율의 절대값은 시료 c 내지 f에서의 값에 비해 상당히 적었다. 통신용 필터 및 클럭 발생기에 사용되는 오실레이터용의 압전 공진기로서, 공진 주파수의 온도 변화율의 절대값이 적은 것이 바람직하다. 이러한 관점에서 볼 때, 상기 시료 a는 시료 c 내지 f에 비해 우수하다.
상기 설명된 바와 같이, 층상의 회티탄계 구조를 갖는 세라믹에 있어서, c-축이 우선적으로 배향되고, c-축의 우선 배향 방향에 대하여 수직인 방향으로 분극이 실행되고, c-축의 우선 배향 방향 및 분극 방향에 평행한 평면에 전극이 형성되었을 때, 전단 진동의 에너지 트랩이 실현될 수 있고, 의사 진동이 없는 단일의 압전 진동 모드를 얻을 수 있다. 또한, c-축이 우선적으로 배향되지 않은 경우 및 상기의 조건이 만족되지 않는 경우와 비교할 때, 더 큰 전기기계 결합계수 및 우수한 공진 주파수의 온도 특성을 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명의 압전 소자는 통신용 필터 및 클럭 발생기에 사용되는 오실레이터용의 압전 공진기에 사용될만한 특성을 충분히 가지고 있다. 또한, 전극의 모양 및 크기는 도 3에 나타난 것에 한정되지 않는다. 전단 진동의 에너지 트랩을 실현할 수 있는 임의적인 전극의 모양 및 크기를 적용할 경우, 상기의 이점은 관찰할 수 있다.
또한, c-축의 우선 배향 방향 및 분극 방향에 의하여 형성된 각이 90°, 80°, 70°인 시료에서, 전기기계 결합계수 및 공진 주파수의 온도 변화율(fr-TC)을 측정하였다. 또한, 상기 시료와 관련하여, c-축의 우선 배향 방향 및 전극에 의하여 형성된 각이 0°(평행), 10°, 20°인 경우, 분극된 방향 및 전극에 의하여 형성된 각이 0°(평행), 10°, 20°인 경우, 및 각 경우가 조합된 경우의 전기기계 결합계수 및 공진 주파수의 온도 변화율도 역시 측정하였다. 결과는 표 2에 나타나 있다.
| 우선배향, 분극, 전극의 관계 | 전기기계 결합계수K (％) | 공진 주파수의 온도 변화율fr-TC (ppm) | ||
| 우선배향 vs. 분극 | 우선배향 vs. 전극 | 분극 vs. 전극 | ||
| 수직(90°) | 평행(0°) | 평행(0°) | 28.0 | 30 |
| 10° | 24.2 | 41 | ||
| 20° | 18.2 | 51 | ||
| 10° | 평행(0°) | 23.2 | 45 | |
| 10° | 22.8 | 53 | ||
| 20° | 14.9 | 63 | ||
| 20° | 평행(0°) | 16.6 | 51 | |
| 10° | 13.8 | 61 | ||
| 20° | 13.1 | 72 | ||
| 80° | 평행(0°) | 평행(0°) | 24.8 | 40 |
| 10° | 22.6 | 52 | ||
| 20° | 15.8 | 65 | ||
| 10° | 평행(0°) | 22.8 | 48 | |
| 10° | 20.2 | 59 | ||
| 20° | 13.4 | 72 | ||
| 20° | 평행(0°) | 15.8 | 60 | |
| 10° | 12.7 | 72 | ||
| 20° | 10.3 | 78 | ||
| 70° | 평행(0°) | 평행(0°) | 19.4 | 53 |
| 10° | 14.8 | 66 | ||
| 20° | 13.1 | 71 | ||
| 10° | 평행(0°) | 15.2 | 61 | |
| 10° | 13.1 | 72 | ||
| 20° | 12.8 | 75 | ||
| 20° | 평행(0°) | 13.4 | 67 | |
| 10° | 12.8 | 72 | ||
| 20° | 12.2 | 79 |
표 2에서 알 수 있는 바와 같이, c-축의 우선 배향 방향 및 분극 방향에 의하여 형성된 각이 90° 및 80°이고, c-축의 우선 배향 방향 및 전극에 의하여 형성된 각이 0° 및 10°이며, 분극 방향과 전극이 형성된 각이 0° 및 10°인 시료의 경우, 전기기계 결합계수는 20％ 이상이며, 공진 주파수의 온도 변화율 또한 작았다. 반면, 다른 시료의 경우 전기기계 결합계수가 20％보다 작았다. 상기 설명된 바와 같이, c-축의 우선 배향 방향 및 분극 방향에 의하여 형성된 각이 그 사이의 수직점에 대하여 10°이하이고, 전극이 c-축의 우선 배향 방향으로부터 10°이하의 각도 및 분극 방향으로부터 10°이하의 각도로 기울어져 있을 때, 큰 전기기계 결합계수 및 작은 공진 주파수의 온도 변화율을 얻었다.
기판에 대한 재료로서, c-축 방향에 대하여 상당한 이방성(anisotropy)이 있는 층상의 회티탄계 구조를 갖는 화합물을 주성분으로 하는 압전 세라믹이 효과적으로 사용된다. 이것을 보면, CaBi4Ti4O15를 포함하여, 예를 들어, Bi3TiNbO9, Bi4Ti3O12, PbBi3Ti2NbO12, BaBi3Ti2NbO12, SrBi3Ti2NbO12, CaBi3Ti2NbO12, PbBi4Ti4O15, SrBi4Ti4O15, BaBi4Ti4O15, Na0.5Bi4.5Ti5O15, K0.5Bi4.5Ti5O15, Sr2Bi4Ti5O18, Ba2Bi4Ti5O18, Pb2Bi4Ti5O18, Ca2Bi4Ti5O18, Bi6Ti3WO18, Bi7Ti4NbO21, 및 Bi10Ti3W3O30등이 있다.
그러나, CaBi4Ti4O15는 특히 높은 큐리 온도(curie temperature; 약 790℃)를 가지며 층상의 회티탄계 구조를 갖는 화합물 중에서 우수한 온도 안정성을 가지고 있기 때문에, CaBi4Ti4O15를 사용하여 압전 소자를 만드는 것이 특히 효과적이다.
본 발명에 따라, 전단 진동의 에너지 트래핑 효과를 이용하여, 통신용 필터 및 클럭 발생기에 사용되는 오실레이터용의 효과적인 압전 공진기로서의 압전 소자를 얻을 수 있다. 또한, 상기 압전 소자는 실제적인 사용에 적용될 수 있는 전기기계 결합계수를 가지며, 층상의 회티탄계 구조를 갖는 압전 세라믹 재료에 부여되는 고온 내열성 및 고주파 저손실과 같은 특성을 가진다. 또한, 압전 세라믹의 재료로서 CaBi4Ti4O15를 사용 사용함으로써, 공진 주파수의 온도 변화율이 적은 압전 소자를 얻을 수 있다.
Claims (2)
- 층상의 회티탄계(perovskite) 압전 세라믹을 포함하는 기판; 및상기 기판에 형성된 복수의 전극을 포함하고;상기 기판에서 하나의 결정축(crystal axis)은 우선적으로 배향되어 있고, 기판은 결정축이 우선적으로 배향되어 있는 방향에 대하여 대략 수직인 방향으로 분극되어 있으며,상기 복수의 전극은 결정축이 우선적으로 배향되어 있는 방향과 대략 평행하고 또한 기판이 분극되어 있는 방향과도 대략 평행한 기판의 표면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 소자.
- 제 1항에 있어서, 상기 기판은 일반식 CaBi4Ti4O15로 표현되는 세라믹 조성물을 주성분으로 하는 압전 세라믹 조성물을 사용하는 압전 세라믹으로 형성되는 것을 특징으로 하는 압전 소자.
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