KR20160026499A - 압전 소자 및 이를 포함하는 압전 진동 모듈 - Google Patents

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Abstract

압전 소자 및 이를 포함하는 압전 진동 모듈이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 압전 소자는 순차적으로 적층되는 복수의 압전체층 및 인접하는 압전체층 사이에 각각 형성되는 내부 전극층을 각각 포함하는 적층물부; 적층물부에 형성되고, 인접하는 내부 전극층에 서로 다른 극성의 전하를 인가하는 전극부; 및 인접하는 압전체층을 연결하도록 각각의 내부 전극층의 일부분을 관통하여 형성되는 연결홀;을 포함하고, 연결홀의 크기는 인접하는 내부 전극층에서 상층으로 갈수록 증가한다.

Description

압전 소자 및 이를 포함하는 압전 진동 모듈 {PIEZOELECTRIC ELEMENT AND PIEZOELECTRIC VIBRATION MODULE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 압전 소자 및 이를 포함하는 압전 진동 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 압전체를 압전 소자에 응용하기 위해서는 압전 상수, 전기기계 결합계수가 높아야 한다. 나아가 적층형 압전 소자에 이용하기 위해서는, 내부 전극에 사용되는 물질의 종류에 따라 달라지겠지만, 동시 소성을 위해 압전 세라믹을 1000℃ 이하의 온도에서 소결해도 우수한 압전 특성을 가져야 한다.
기존의 티탄산 지르콘산 연(Lead zirconate titanate, 이하 PZT)계 압전 세라믹은 소결 온도가 1100℃ 이상으로 높은 편이다. 따라서, PZT계 세라믹을 이용한 적층형 압전 소자의 경우, 내부 전극층은 상기의 온도보다 녹는점이 높은 고가의 물질을 사용해야 한다.
따라서, 기존의 PZT에 새로운 조성을 첨가해 압전 특성은 유지하면서 소결 온도를 낮추기 위한 연구가 진행되고 있다.
한국공개특허 제10-2003-0096505호 (2003. 12. 31. 공개)
본 발명의 일 측면에 따르면, 내부 전극층에 압전체층을 연결하는 연결홀을 형성함으로써 내부 전극층에 인접하는 압전체층을 연결할 수 있다.
각각의 내부 전극층에 형성된 연결홀은 상층에 형성된 것일수록 크기가 증가할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 소자를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 소자를 나타내는 분해 사시도.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 진동 모듈을 나타내는 사시도.
도 4 및 도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 진동 모듈의 구동 과정을 나타내는 도면.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
이하, 본 발명에 따른 압전 소자 및 이를 포함하는 압전 진동 모듈의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
우선, 본 발명의 실시예에 따른 압전 소자를 먼저 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 소자를 나타내는 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 소자를 나타내는 분해 사시도이다.
도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 소자(1000)는 적층물부(100), 전극부(200) 및 연결홀(300)을 포함한다.
적층물부(100)는 순차적으로 적층되는 복수의 압전체층(110) 및 인접하는 압전체층(110) 사이에 각각 형성되는 내부 전극층(120)을 각각 포함한다.
압전체층(110)은 전기적 신호를 기계적 신호로 변환할 수 있는 재료를 포함한다. 구체적으로 압전 세라믹 및 압전 특성을 나타내는 고분자 물질 등이 이에 포함될 수 있다. 본 실시예에서는 압전 세라믹을 예시로 설명하나, 이것에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다. 즉, 압전 특성을 나타내는 고분자 물질을 이용하여 압전체층(110)을 형성할 수 있다.
각각의 압전체층(110)을 형성하는 방법을 설명한다. 우선, 압전 세라믹 분말에 소결첨가제 등을 첨가하여, 볼 밀링을 실시한다. 다음으로 용매를 첨가하여 슬러리(Slurry)의 형태로 만든 후 닥터 블레이드 등의 방법을 통해 시트(Sheet) 형태로 제작할 수 있다.
압전 세라믹 분말은 티탄산 지르콘산 연(Lead zirconate titanate, 이하 PZT)을 주성분으로 할 수 있다. 즉, 릴렉서(relaxor)가 첨가된, PNN- PZT계 압전 세라믹 분말, PMN-PZT계 압전 세라믹 분말 또는 PNN-PMN-PZT계 압전 세라믹 분말일 수 있다. 또한, 납이 포함되어 있지 않은 무연계 압전 세라믹 분말도 여기에 포함될 수 있다.
내부 전극층(120)은 인접하는 압전체층(110) 사이에 형성된다. 따라서, 인접하는 내부 전극층(120) 사이에는 압전체층(110)이 형성된다.
인접하는 내부 전극층(120)에는 후술할 전극부(200)에 의해 서로 다른 극성의 전하가 인가되어, 압전체층(110)에 전기장을 형성한다. 내부 전극층(120)에는 서로 다른 극성의 전하가 인가될 수 있도록 패턴이 형성될 수 있다.
내부 전극층(120)은 전도성 물질을 포함한다. 압전체층(110)을 압전 세라믹을 이용하여 형성한 경우에 전도성 물질은 압전 세라믹의 소결 온도보다 높은 융점을 가지는 단일 금속 또는 금속 합금일 수 있다.
예로써, Pd, Pt, Ru, Ir, Au, Ni, Mo, W, Al, Ta, Ag 및 Ti로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 금속 또는 Pd, Pt, Ru, Sr, La, Ir, Au, Ni, Co, Mo, W, Al, Ta 및 Ti로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 금속의 전도성 산화물 또는 전도성 질화물로 형성될 수 있다.
내부 전극층(120)은 압전체층(110)의 상부 또는 하부에 형성되는데, 증착(deposition)을 통해 형성할 수 있고, 전극 페이스트를 압전체층(110)의 상면 또는 하면에 도포하는 방식을 이용하여 형성할 수도 있다.
적층물부(100)는 압전체층(110)과 내부 전극층(120)을 복수 적층함으로써 형성할 수 있다. 적층물부(100)는 압전체층(110)에 기준홀을 가공하고, 기준홀을 정렬시켜 형성될 수 있다.
도 1 및 도 2에서는 내부 전극층(120)이 5층인 적층 방법을 도시하고 있으나 이는 예시적인 것에 지나지 아니하고, 필요에 따라 적층수를 변형할 수 있다.
적층물부(100)는 최상부 또는 최하부 중 적어도 어느 하나에 형성되는 커버층(130)을 추가적으로 포함할 수 있다. 커버층(130)은 외부의 충격으로부터 압전체층(110) 및 내부 전극층(120)을 보호할 수 있다.
상술한 바와 같이 압전체층(110)의 상면에 전도성 페이스트를 도포하여 내부 전극층(120)을 형성하고 이러한 압전체층(110)을 복수 적층하는 경우에는 최상층에 형성되는 내부 전극층(120)이 외부에 노출될 수 있다. 따라서, 외부에 노출된 내부 전극층(120)을 보호하기 위하여 그 위에 상부 커버층(130)을 형성할 수 있다. 이 때, 최하층에 배치되는 압전체층(110)을 하부 커버층(130)으로 이용할 수 있다. 물론, 최하층에 배치되는 압전체층(110)의 하부에 하부 커버층(130)을 추가적으로 형성할 수도 있다.
커버층(130)은 압전 기능과는 무관한 부재이므로, 압전체층(110)과 상이한 물질이어도 무관하다. 이 때, 압전체층(110)과의 기계적 결합 또는 열팽창계수 등을 고려하여, 압전체층(110)과 유사한 재질로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 압전 세라믹 분말을 이용하여 압전체층(110)을 형성한 경우에는 압전체층(110)과 커버층(130) 사이의 기계적 결합 또는 열팽창계수를 고려하여, 커버층(130)도 압전체층(110)에 사용된 압전 세라믹 분말과 동일한 세라믹 분말을 이용하여 형성할 수 있다.
전극부(200)는 적층물부(100)에 형성되고, 인접하는 내부 전극층(120)에 서로 다른 극성의 전하를 인가할 수 있다. 전극부(200)는 적층물부(100)의 외부에 위치하는 전원공급장치로부터 적층물부(100)의 내부에 형성된 내부 전극층(120)으로 전원을 공급할 수 있다.
여기서, 전극부(200)는 적층물부(100)의 외부면에 서로 별개로 형성되는 양의 전극(211)과 음의 전극(212) 및 적층물부(100)의 내부에 형성되고 인접하는 내부 전극층(120)을 교변적으로 양의 전극(211) 또는 음의 전극(212)과 연결하는 도전용 비아홀(220)을 포함할 수 있다.
도 2를 참고하면, 압전체층(110)에 홀을 가공한 후 전도성 물질을 충전하여 도전용 비아홀(220)을 형성한다. 이후, 양의 전극(211) 또는 음의 전극(212) 중 어느 하나와 연결되도록 패터닝이 형성된 내부 전극층(120)을 압전체층(110)의 상부에 형성할 수 있다.
제1 내부 전극층(121), 제3 내부 전극층(123) 및 제5 내부 전극층(125)이 도전용 비아홀(220)을 통해 양의 전극(211)과 연결되고, 제2 내부 전극층(122) 및 제4 내부 전극층(124)은 도전용 비아홀(220)을 통해 음의 전극(212)과 연결된다. 교류 전압이 인가되어 양의 전극(211) 및 음의 전극(212)의 극성이 변경될 때에는 제1 내부 전극층(121), 제3 내부 전극층(123) 및 제5 내부 전극층(125)에는 음의 전하가 인가된다.
도 2에 도시된 내부 전극층(120)의 패터닝의 형태는 예시에 지나지 아니하고, 내부 전극층(120)을 교변적으로 양의 전극(211) 또는 음의 전극(212)과 연결할 수 있다면 본 발명의 보호범위에 속한다.
또한, 도 2에는 전극부(200)가 적층물부(100)의 상면에 형성되어 있는 것을 도시하고 있으나, 이는 일 예시에 지나지 아니한다. 내부 전극층(120)의 양단이 적층물부(100)의 양단에 교호적으로 연장되도록 형성된 경우에는 적층물부(100)의 측면에 전극부(200)를 형성함으로써 인접한 내부 전극층(120)에 서로 다른 극성의 전하를 인가할 수 있다.
즉, 내부 전극층(120) 중 최하부에 위치하는 제1 내부 전극층(121)은 제1 내부 전극층(121)이 형성된 제1 압전체층(111)의 일단에 연장되게 형성하고, 제2 내부 전극층(122)은 제2 압전체층(112)의 타단에 연장되게 형성하는 방식을 이용하는 경우에는 양의 전극(211) 및 음의 전극(212)은 적층물부(100)의 측면을 포함하는 외부면에 형성될 수 있다.
양의 전극(211) 및 음의 전극(212)은 적층물부(100)의 외부면에 별개로 형성되므로, 적층물부(100)를 소결한 후에 형성할 수 있다. 따라서, 상술한 내부 전극층(120)과 달리 비교적 낮은 융점을 가지는 전도성 물질을 사용할 수 있다. 따라서 전기 전도도가 우수한 Cu, Ag 또는 이들의 합금 등을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, Au, Pd, Ni, Ag 또는 그 합금 등이 사용될 수 있다.
연결홀(300)은 인접하는 압전체층(110)을 연결하도록 각각의 내부 전극층(120)의 일부분을 관통하여 형성되고, 그 크기는 인접하는 내부 전극층(120)에서 상층으로 갈수록 증가한다.
즉, 내부 전극층(120)을 관통하는 연결홀(300)을 형성함으로써, 내부 전극층(120)의 상면 및 하면에서 내부 전극층(120)과 인접하고 있는 2 개의 압전체층(110)이 서로 연결된다.
이 때, 연결홀(300)의 크기를 인접하는 내부 전극층(120)에서 비교하는 경우, 상층의 내부 전극층(120)에 형성된 연결홀(300)의 크기가, 하층의 내부 전극층(120)에 형성된 연결홀(300)의 크기보다 크다.
도 2의 제3 내부 전극층(123)을 예를 들어 설명한다.
도시된 바와 같이, 제3 내부 전극층(123)은 i)복수의 압전체층(110)과의 관계에서 하부에는 제3 압전체층(113), 상부에는 제4 압전체층(114)과 인접하고 있다. 또한, ii)복수의 내부 전극층(120)과의 관계에서 하부에는 제2 내부 전극층(122), 상부에는 제4 내부 전극층(124)과 인접하고 있다.
제3 내부 전극층(123)에 연결홀(330)을 형성함으로써, 소결 시 제3 압전체층(113)과 제4 압전체층(114)이 연결홀(330)을 통하여 서로 연결된다.
제3 내부 전극층(123)에 형성된 연결홀(330)의 크기는 제2 내부 전극층(122)에 형성된 연결홀(320)의 크기보다 크고, 제4 내부 전극층(124)에 형성된 연결홀(340)의 크기보다 작다.
도 2에는 연결홀(300)의 모양이 원형인 것을 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것으로 삼각형을 포함하는 다각형 또는 부정형의 연결홀(300)이 형성될 수 있다.
연결홀(300)은 내부 전극층(120)과 동시에 또는 이시(異時)에 형성될 수 있다.
이렇게 함으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 소자(1000)는 신뢰도가 증가한다. 즉, 내부 전극층(120)의 상면과 하면에 위치하는 압전체층(110)이 연결홀(300)을 통해 서로 연결되므로 소자의 파괴강도가 증가하며, 내부에서 응력이 발생하더라도 보다 효율적으로 작동될 수 있다.
한편, 압전 소자(1000)의 하면에 후술할 진동판(400)이 결합하는 경우에는 압전 소자(1000)와 진동판(400)의 탄성률 차이로 인해 압전 소자(1000) 내부에서는 응력이 상부로 갈수록 증가한다. 따라서, 압전 소자(1000)의 상부로 갈수록 연결홀(300)을 크게 형성하여 압전체층(110)이 연결되는 면적을 크게 함으로써 압전 소자(1000)의 안정적인 작동이 가능하고 신뢰도을 향상시킬 수 있다.
연결홀(300)은, 인접하는 내부 전극층(120) 중 하층에 형성되는 제1 연결홀 및 상층에 형성되는 제2 연결홀을 각각 포함할 수 있다. 이 때, 제1 연결홀을 종방향으로 투영한 영역이 제2 연결홀을 종방향으로 투영한 영역에 포함될 수 있다.
또한, 제1 연결홀의 중심과 제2 연결홀의 중심은 종방향으로 일치할 수 있다.
도 2의 제3 내부 전극층(123)을 예로써 설명한다.
제3 내부 전극층(123)은 제4 내부 전극층(124)와 인접하고 있다. 이 때, 하층은 제3 내부 전극층(123)이 되고, 상층은 제4 내부 전극층(124)가 된다. 따라서, 이 경우에는 하층인 제3 내부 전극층(123)에 형성된 연결홀(330)이 제1 연결홀(330, 이하 본 예에서 동일함)이 되며, 상층인 제4 내부 전극층(124)에 형성된 연결홀(340, 이하 본 예에서 동일함)이 제2 연결홀(340)이 된다.
제1 연결홀(330)과 제2 연결홀(340)을 종방향으로 투영한 경우, 제1 연결홀(330)을 투영한 영역이 제2 연결홀(340)을 투영한 영역에 포함된다. 즉, 적층부(100)를 종방향에서 투영한 경우, 제1 연결홀(330)과 제3 내부 전극층(123)이 이루는 경계는 제2 연결홀(340)과 제4 내부 전극층(124)이 이루는 경계 내에 포함된다.
이렇게 함으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 소자(1000)는 제2 연결홀을 관통하는 종축을 기준으로 제1 연결홀을 인접하여 형성시킴으로써, 압전 소자(1000) 내부에 발생하는 응력에 보다 효율적으로 견딜 수 있다.
제2 연결홀을 관통하는 종축이 제1 연결홀을 관통하는 종축과 일치하는 경우에도 압전 소자(1000) 내부에 발생하는 응력에 보다 효율적으로 견딜 수 있다.
연결홀(300)은 내부 전극층(120)을 횡방향으로 삼등분한 중심부에 과반이 위치하도록 각각의 내부 전극층(120)에 복수 형성될 수 있다.
연결홀(300)은 각각의 내부 전극층(120)에 복수로 형성될 수 있다. 이 경우, 하나의 내부 전극층(120)에 형성된 복수의 연결홀(300)은 내부 전극층(120)을 횡방향으로 삼등분한 중심부(도 1 및 도 2의 점선 영역)에 과반이 위치되도록 형성될 수 있다.
도 2에는 하나의 내부 전극층(120)에 3개의 연결홀(300)이 형성되어 있음을 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것에 지나지 아니하다. 또한, 하나의 내부 전극층(120)에 형성된 복수의 연결홀(300)이 모두 중심부에 위치하는 것으로 도시하나 예시적인 것으로 중심부의 외부에 연결홀(300)이 상술한 조건을 충족함을 전제로 형성될 수 있다.
이렇게 함으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 소자(1000)는 하나의 내부 전극층(120)을 기준으로 복수의 연결부위가 생기므로, 응력에 보다 효율적으로 견딜 수 있다. 또한, 외곽부에 비해 소자의 중앙부에서 소자파괴가 주로 일어나는데 복수의 연결홀(300) 중 과반을 중심부에 위치하도록 함으로써, 이러한 현상을 방지할 수 있다.
연결홀(300)은 직경이 100μm 이상 300μm 이하일 수 있다. 연결홀(300)의 직경이 100 μm 미만인 경우에는 내부 전극층(120)을 형성할 때 연결홀(300) 자체가 사라질 수 있다. 연결홀(300)의 직경이 300 μm 초과인 경우에는 소자 내에서 연결홀(300)의 개수가 적어질 수 있고 연결홀(300) 주변에 큰 응력이 발생할 수 있다.
여기서, '직경'이란 연결홀(300)을 횡방향으로 통과하는 수많은 직선 중 통과 영역의 길이가 가장 긴 직선의 길이를 의미한다.
이렇게 함으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 소자(1000)는 내부 전극층(120)에 연결홀(300)을 보다 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 연결홀(300)의 개수를 적절하게 조절할 수 있으므로 내부 응력에 보다 효율적으로 견딜 수 있다.
전극부(200)는 각각 하나의 양의 전극(211) 및 하나의 음의 전극(212)으로 이루어진 복수의 전극쌍을 포함하고, 복수의 전극쌍은 적층물부(100)의 외부면에 서로 별개로 형성될 수 있다.
적층물부(100)에 전극쌍이 복수 형성되면, 적층물부(100)에 내부 크랙 등으로 인해 내부 전극층(120)이 일부 끊어진다고 하더라도, 크랙을 중심으로 양 쪽에 존재하는 전극쌍으로 인해 크랙으로 분리되는 두 개의 영역이 각각 개별적으로 압전 소자(1000)로 기능을 발휘할 수 있다.
한편, 도 1 및 2에는 전극쌍이 2개인 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하고, 전극쌍이 3개 이상인 경우를 배제하는 것이 아니다.
이렇게 함으로써, 본 발명의 다른 실시예에 따른 압전 소자(1000)는 내부 크랙에 의해 내부 전극층(120)이 일부 단선되더라도, 여전히 압전 기능을 발휘할 수 있다. 이로 인해, 소자의 신뢰성 및 수명이 증가한다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 진동 모듈을 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 진동 모듈을 나타내는 사시도이다. 도 4 및 도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 진동 모듈의 구동 과정을 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 진동 모듈(2000)은 압전 소자(1000), 진동판(400), 질량체(500) 및 기판(600)을 포함한다.
압전 소자(1000)에 대해서는 전술하였으므로 설명을 생략한다.
진동판(400)은 압전 소자(1000)의 횡방향 신축에 의해 종방향 변위가 발생되도록 압전 소자(1000)의 하면에 결합된다. 도 3 내지 5에는 압전 소자(1000)가 진동판(400)의 하부에 결합되어 있으나, 이는 상술한 압전 소자(1000)를 뒤집어 놓은 모습이다.
압전 소자(1000)는 본딩 방식 또는 솔더링 방식을 이용하여 진동판(400)의 일면에 결합된다.
진동판(400)은, 전원의 인가에 따라 인장 및 압축 변형을 반복하는 압전 소자(1000)와 일체로 변형되기 위하여 서스(Sus)와 같은 탄성력을 구비한 금속재질로 구성될 수 있다.
진동판(400)과 압전 소자(1000)가 본딩 방식에 의해 결합된 경우에는 접착부재의 경화에 의해 발생할 수 있는 벤딩(Bending) 현상을 방지하기 위하여 진동판(400)은 압전 소자(1000)의 열팽창계수와 유사한 재질인 인바(Invar)를 포함하는 것이 바람직하다.
질량체(500)는 진동판(400)에서 발생하는 종방향의 변위에 따른 진동력을 증가시킨다.
진동력을 최대화하기 위하여 질량체(500)는 압전 소자(1000)의 인장 및 압축 변형에 따라 최대로 변위가 일어나는 진동판(400)의 최대 변위지점에 질량체(500)의 중앙부가 결합될 수 있다.
질량체(500)는 금속(Steel) 재질로 구성될 수 있는데 상대적으로 동일 체적에서 밀도가 높은 텅스텐을 포함하는 재질로 구성됨이 바람직하다.
기판(600)은 압전 소자(1000)에 전원을 공급하도록 압전 소자(1000)에 결합된다. 압전 소자(1000)에 변형이 발생하므로 연성기판일 수 있다.
도 4 및 도 5은 각각 외부 전원이 인가되어 압전 소자(1000)가 압축 및 인장됨에 따라 압전 진동 모듈(2000)이 구동되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5을 참고하면 기판(600)에 의해 압전 소자(1000)에 외부 전원이 인가되면 압전 소자(1000)가 압축 또는 인장된다. 이에 의해, 압전 소자(1000)에 결합된 진동판(400)에는 종방향 변위가 발생한다. 진동판(400)의 종방향 변위에 의해 질량체(500)에도 종방향 변위가 일어나고, 이러한 종방향 변위, 즉 진동력을 질량체(500)가 가지는 질량으로 증대시킨다. 따라서, 압전 진동 모듈(2000)은 종방향의 진동을 발생시키게 된다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 적층물부
110: 압전체층
111: 제1 압전체층
112: 제2 압전체층
113: 제3 압전체층
114: 제4 압전체층
115: 제5 압전체층
120: 내부 전극층
121: 제1 내부 전극층
122: 제2 내부 전극층
123: 제3 내부 전극층
124: 제4 내부 전극층
125: 제5 내부 전극층
130: 커버층
200: 전극부
211: 양의 전극
212: 음의 전극
220: 도전용 비아홀
300, 310, 320, 330, 340, 350: 연결홀
400: 진동판
500: 질량체
600: 기판
1000: 압전 소자
2000: 압전 진동 모듈

Claims (8)

  1. 순차적으로 적층되는 복수의 압전체층 및 인접하는 상기 압전체층 사이에 각각 형성되는 내부 전극층을 각각 포함하는 적층물부;
    상기 적층물부에 형성되고, 인접하는 상기 내부 전극층에 서로 다른 극성의 전하를 인가하는 전극부; 및
    인접하는 상기 압전체층을 연결하도록 각각의 상기 내부 전극층의 일부분을 관통하여 형성되는 연결홀;
    을 포함하고,
    상기 연결홀의 크기는, 인접하는 상기 내부 전극층에서 상층으로 갈수록 증가하는 압전 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결홀은,
    인접하는 상기 내부 전극층 중 하층에 형성되는 제1 연결홀 및 상층에 형성되는 제2 연결홀을 각각 포함하여,
    상기 제1 연결홀을 종방향으로 투영한 영역이 상기 제2 연결홀을 종방향으로 투영한 영역에 포함되는 압전 소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 연결홀의 중심과 상기 제2 연결홀의 중심은 종방향으로 일치하는 압전 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연결홀은,
    상기 내부 전극층을 횡방향으로 삼등분한 중심부에 과반이 위치하도록 각각의 상기 내부 전극층에 복수 형성되는 압전 소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연결홀은 직경이 100μm 이상 300μm 이하인 압전 소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전극부는,
    상기 적층물부의 외부면에 서로 별개로 형성되는 양의 전극과 음의 전극 및
    상기 적층물부의 내부에 형성되고, 인접하는 상기 내부 전극층을 교변적으로 상기 양의 전극 또는 상기 음의 전극과 연결하는 도전용 비아홀을 포함하는 압전 소자.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전극부는
    각각 하나의 상기 양의 전극 및 하나의 상기 음의 전극으로 이루어진 복수의 전극쌍을 포함하고,
    복수의 상기 전극쌍은 상기 적층물부의 외부면에 서로 별개로 형성되는 압전 소자.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 압전 소자;
    상기 압전 소자의 횡방향 신축에 의해 종방향 변위가 발생되도록 상기 압전 소자의 하면에 결합되는 진동판;
    상기 진동판에서 발생하는 종방향의 변위에 따른 진동력을 증가시키는 질량체; 및
    상기 압전 소자에 전원을 공급하도록 상기 압전 소자에 결합되는 기판;
    을 포함하는 압전 진동 모듈.
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