KR20160032600A - 압전 진동편, 그 제조방법 및 압전 진동자 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시형태에 의하면 여진부 및 상기 여진부보다 얇은 두께의 주변부를 포함하는 진동 기판 및 상기 여진부의 두께 방향 일면 및 타면에 배치되는 여진 전극을 포함하며, 상기 여진부는 상기 주변부의 두께 방향 일면 및 타면보다 볼록한 영역인 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부의 각 측면은 적어도 2개 이상의 결정면을 갖는 압전 진동편을 제공한다.

Description

압전 진동편, 그 제조방법 및 압전 진동자{Piezoelectric vibration piece, method of fabricating piezoelectric vibration piece, and piezoelectric device}

본 발명은 압전 진동편, 압전 진동편 제조 방법 및 압전 진동자에 관한 것이다.

압전 진동자는 외부에서 전압을 가하면, 압전 진동편의 압전 형상에 의해 압전 진동편이 진동을 하고, 그 진동을 통해 주파수를 발생시키는 장치이다.

압전 진동자는 안정된 주파수를 얻을 수 있어 컴퓨터, 통신 기기의 발진 회로나, 그 외 신호의 기준이 되는 여러 가지 핵심 부품에 사용되기도 한다.

수정을 이용한 압전 진동편은 수정을 베이스로 한 진동 기판과 진동 기판에 배치된 전극을 포함하며, 상기 진동 기판의 형상은 필요한 물성에 따라 다양하게 채용할 수 있다.

두께 전단 진동 모드의 압전 진동편은 진동 기판의 두께를 중앙부에서 단부를 향해 서서히 얇게 형성하면, 단부에서의 진동 변위의 감쇠량이 커지므로, 진동편의 중앙부에 진동 에너지를 가두는 효과가 높아지고, CI값, Q값 등의 주파수 특성을 향상시킬 수 있다. 이 진동 에너지 가둠 효과를 발휘할 수 있는 진동편의 형상으로서, 그 주면을 볼록형 곡면으로 한 콘벡스(convex) 형상, 평탄한 두꺼운 중앙부와 단부 가장자리의 사이를 사면(斜面)으로 한 베벨(bevel) 형상, 중앙부를 평탄하게 하고 중앙부의 주변 부분을 얇게한 메사 형상 등이 있다.

평탄한 두꺼운 중앙부와 두께가 얇은 주변부를 포함하는 메사 형상에서 중앙부와 주변부의 두께가 급격히 변하는 경우 에너지 가둠 효과가 저하되고 전극 연결성이 낮아지는 문제가 발생할 수 있어 이를 개선한 압전 진동편이 요구된다.

일본특허공개공보 제2010-109526호

본 발명의 일 실시 예의 목적은 압전 진동편, 그 제조방법 및 압전 진동자를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 두께 방향 일면 및 타면에 돌출부가 형성된 진동 기판 및 여진 전극을 포함하고, 상기 돌출부의 각 측면이 2 이상의 결정면을 가짐으로써, 에너지 가둠 효과가 우수하고 전극 연결성이 개선된 압전 진동편을 제공한다.

본 발명의 다른 일 실시형태는 수정 웨이퍼에 레지스트 패턴을 형성하여 돌출부를 형성한 다음, 레지스트 패턴이 제거된 수정 웨이퍼를 재식각하여 돌출부의 각 측면이 2 이상의 결정면을 갖는, 에너지 가둠 효과 및 전극 연결성이 향상된 압전 진동편의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 일 실시형태는 돌출부의 각 측면이 적어도 2개 이상의 결정면을 갖는 압전 진동편, 상기 압전 진동편을 수용하는 상부 케이스 및 하부 케이스, 상기 압전 진동편의 전극부와 연결되는 접속 전극 및 외부 전극을 포함하는 압전 진동자를 제공한다.

본 발명의 일 실시 형태에 의하면 에너지 가둠 효과가 우수하고 전극 연결성이 개선된 압전 진동편, 그 제조방법 및 압전 진동자를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 압전 진동편의 사시도이다.
도 2는 도 1의 압전 진동편에 대한 A-A' 평면의 절단부 단면도이다.
도 3은 도 1의 압전 진동편에 대한 B-B' 평면의 절단부 단면도이다.
도 4는 도 1의 압전 진동편에서 연결 전극이 배치된 영역을 가로지르는 C-C' 절단부 단면도이다.
도 5는 본 발명 일 실시형태의 변형 예에 따른 압전 진동편을 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5의 P-P' 절단부 단면도이다.
도 7은 도 5의 Q-Q' 절단부 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 압전 진동편의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9a 내지 도 12b는 압전 진동편 제조 단계의 일부를 나타내는 절단부 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 압전 진동자의 분해 사시도이다.
도 14는 도 13의 압전 진동자를 D-D'로 절단한 단면도이다.

본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한 명세서 전체에서, "상에" 형성된다고 하는 것은 직접적으로 접촉하여 형성되는 것을 의미할 뿐 아니라, 사이에 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다.

압전 진동편

이하, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 압전 진동편을 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 압전 진동편(100)의 사시도이다.

도 2는 도 1의 압전 진동편(100)에 대한 A-A' 평면의 절단부 단면도이고, 도 3은 도 1의 압전 진동편(100)에 대한 B-B' 평면의 절단부 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 압전 진동편(100)은 진동 기판(110) 및 상기 진동 기판에 배치되는 전극부(120)를 포함한다.

상기 진동 기판(110)은 상대적으로 두께가 두꺼운 여진부(112)와 상기 여진부보다 두께가 얇은 주변부(111)를 포함하며, 상기 여진부(112)는 상기 주변부(111)의 두께 방향 일면 및 타면보다 볼록한 영역인 돌출부(112a, 112b)를 포함한다.

예를 들어, 상기 돌출부는 상기 주변부(111)의 두께 방향 일면보다 볼록한 제1 돌출부(112a) 및 상기 주변부의 두께 방향 타면보다 볼록한 제2 돌출부(112b)를 포함할 수 있다.

상기 압전 진동편(100)에 포함되는 진동 기판(110)은 재료로 수정(crystal)을 포함하며, 이때 수정은 기계적 진동 발생기의 역할을 하게 된다.

본 발명의 일 실시형태에 의하면 상기 수정은 쿼츠(quartz)일 수 있다.

상기 전극부(120)는 상기 여진부(112)의 두께 방향 일면 및 타면에 배치되는 여진 전극(121a, 121b) 상기 주변부(111)의 두께 방향 일면 및 타면 중 적어도 일면에 배치되는 단자 전극(123a, 123b) 및 상기 여진 전극과 상기 단자 전극을 연결하는 연결 전극(122a, 122b)을 포함한다.

상기 여진부(112)의 두께 방향 일면에는 제1 여진 전극(121a)이 배치되어 제1 연결 전극(122a)을 통해 제1 단자 전극(123a)과 연결되고 상기 여진부(112)의 일면과 마주보는 타면에는 제2 여진 전극(121b)이 배치되어 제2 연결 전극(122b)을 통해 제2 단자 전극(123b)과 연결된다.

이에 제한되는 것은 아니나, 상기 제1 단자 전극(123a)은 상기 주변부(111)의 두께 방향 일면에서 상기 주변부의 일 측면 및 두께 방향 타면으로 연장되어 형성될 수 있으며, 상기 제2 단자 전극(123b)은 상기 주변부(111)의 두께 방향 타면에서 상기 주변부의 일 측면 및 두께 방향 일면으로 연장되어 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 의하면 상기 주변부(111)의 두께 방향 일면 및 타면보다 볼록한 돌출부(112a, 112b)의 두께 방향 일면(STa, STb)은 모서리부의 식각으로 완전한 사각형 형상은 아니지만, 대략적으로 평면상 사각형의 형상을 가지며, 상기 주변부(111)의 두께 방향 일면 및 타면보다 돌출된 돌출부의 두께 방향 일면은 이하에서 돌출부의 상면(STa, STb)으로 정의할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 돌출부 상면(STa, STb)의 각 변과 상기 주변부(111)의 두께 방향 일면 및 타면을 연결하는 면은 돌출부의 측면(1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b)으로 정의할 수 있으며, 상기 돌출부의 각 측면은 2개 이상의 결정면을 포함한다.

상기 돌출부(112a, 112b)의 각 측면은 경사진 형상을 가지며, 상기 돌출부(112a, 112b)의 상부는 상기 돌출부(112a, 112b)의 하부보다 좁은 폭으로 형성된다.

본 발명의 일 실시형태에 의하면 상기 제1 돌출부(112a)는 4개의 측면(1a, 2a, 3a, 4a)를 포함하고, 및 제2 돌출부(112b)는 4개의 측면(1b, 2b, 3b, 4b)을 포함하며, 제1 및 제2 상기 돌출부의 각 측면은 적어도 2개 이상의 결정면을 갖는다.

상기 돌출부(112a, 112b)의 각 측면에 포함된 2개 이상의 결정면은 상기 돌출부의 두께 방향 일면(STa, STb)에 대하여 서로 다른 경사각을 갖는다.

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 도 1의 압전 진동편의 A-A' 절단부 단면도에서 제1 돌출부(112a)의 제1 측면(1a)은 2개의 결정면(f1, f2)을 포함하고, 제1 돌출부의 제3 측면(3a)은 2개의 결정면(f3, f4)을 포함할 수 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 도 1의 압전 진동편의 A-A' 절단부 단면도에서 제2 돌출부(112b)의 제1 측면(1b)은 2개의 결정면(f7, f8)을 포함하고, 제2 돌출부의 제3 측면(3b)은 2개의 결정면(f5, f6)을 포함할 수 있다.

상기 제1 돌출부(112a)의 제1 측면(1a)과 연결된 상기 제1 돌출부 상면(STa)의 제1 변은, 상기 제1 돌출부(112a)의 제3 측면(3a)과 연결된 상기 제1 돌출부 상면(STa)의 제3 변과 대향한다. 또한, 상기 제2 돌출부(112b)의 제1 측면(1b)과 연결된 상기 제2 돌출부 상면(STb)의 제1 변은, 상기 제2 돌출부(112b)의 제3 측면(3b)과 연결된 상기 제2 돌출부 상면(STb)의 제3 변과 대향한다.

예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 도 1의 압전 진동편의 B-B' 절단부 단면도에서, 제1 돌출부(112a)의 제2 측면(2a)은 2개의 결정면(g1, g2)을 포함하고, 제1 돌출부(112a)의 제4 측면(4a)은 2개의 결정면(g3, g4)를 포함할 수 있다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 도 1의 압전 진동편의 B-B' 절단부 단면도에서, 제2 돌출부(112b)의 제2 측면(2b)은 2개의 결정면(g7, g8)을 포함하고, 제2 돌출부(112b)의 제4 측면(4b)은 2개의 결정면(g5, g6)를 포함할 수 있다.

상기 제1 돌출부(112a)의 제2 측면(2a)과 연결된 상기 제1 돌출부 상면(STa)의 제2 변은, 상기 제1 돌출부(112a)의 제4 측면(4a)과 연결된 상기 제1 돌출부 상면(STa)의 제4 변과 대향한다. 또한, 상기 제2 돌출부(112b)의 제2 측면(2b)과 연결된 상기 제2 돌출부 상면(STb)의 제2 변은, 상기 제2 돌출부(112b)의 제4 측면(4b)과 연결된 상기 제2 돌출부 상면(STb)의 제4 변과 대향한다.

본 발명의 일 실시형태에 의하면, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 돌출부(112a)의 적어도 일 측면은 상기 주변부(111) 두께 방향 일면의 연장 평면과 예각(θ1)을 이루는 결정면 및 상기 돌출부(112a)의 상면(STa)과 둔각(θ2)을 이루는 결정면을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 의하면 상기 제1 및 제2 돌출부(112a, 112b)의 제1 측면(1a, 1b), 제3 측면(3a, 3b) 및 제4 측면(4a, 4b)은 볼록한 형상을 가지고, 상기 제1 및 제2 돌출부(112a, 112b)의 제2 측면(2a, 2b)은 오목한 형상을 가질 수 있다.

상기 제1 돌출부(112a) 및 제2 돌출부(112b)의 적어도 일 측면은 수정 결정의 자연 결정면 및 상기 자연 결정면과 다른 경사각을 갖는 결정면을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 돌출부(112a) 및 제2 돌출부(112b)의 제1 측면(1a, 1b) 및 제3 측면(3a, 3b)은 수정 결정의 자연 결정면 및 상기 수정 결정의 자연 결정면과 다른 경사각의 결정면을 포함할 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 제1 돌출부(112a) 및 제2 돌출부(112b)의 각 측면이 서로 다른 경사각을 갖는 2 이상의 결정면을 가짐으로써, 여진부(112)와 주변부(111)의 두께 차이로 인한 단차를 완만하게 하여, 압전 효과를 통한 주파수 발생을 위한 에너지 가둠(Energy trap) 효과를 향상시켜 에너지 손실을 줄일 수 있다.

도 4는 도 1의 압전 진동편에서 연결 전극이 배치된 영역을 가로지르는 C-C' 절단부 단면도이다.

여진 전극(121a, 121b)과 단자 전극(123a, 123b)을 연결하는 연결 전극(122a, 122b)은 상기 돌출부(112a, 112b)의 적어도 일 측면 상에 배치될 수 있다.

예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1 연결 전극(122a)은 상기 제1 돌출부(112a)의 제1 측면(1a) 상에 배치되고, 상기 제2 연결 전극(122b)은 상기 제2 돌출부(112b)의 제3 측면(3a) 상에 배치될 수 있다.(미도시)

본 발명의 일 실시형태에 의하면, 돌출부(112a, 112b)의 측면이 2 이상의 결정면을 가져 여진부(112)와 주변부(111)의 단차를 완만하게하므로, 돌출부 측면에 포함된 결정면의 급격한 경사각 변화로 연결 전극이 끊어지는 전극 오픈 불량 발생을 감소시킬 수 있다.

도 5는 본 발명 일 실시형태의 변형 예에 따른 압전 진동편을 나타내는 사시도이고, 도 6은 도 5의 P-P' 단면도, 도 7은 도 5의 Q-Q' 단면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이 본 변형 예에 따른 압전 진동편(100)은 도 1의 실시 형태와 달리 오목한 형상의 측면 또는 그와 두께 방향으로 대향하는 측면 상에 연결 전극이 배치될 수 있다.

예를 들어, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 연결 전극(122a)은 제1 돌출부(112a)의 제4 측면(4a) 상에 배치되고, 제2 연결 전극(122b)은 제2 돌출부(112b)의 제2 측면(2b) 상에 배치될 수 있다.

도 7과 같이 연결 전극이 돌출부의 오목한 측면 상에 배치되더라도, 본 발명의 일 실시형태에 의하면 돌출부 측면의 오목한 정도가 완화되어 전극의 오픈 불량 발생을 줄일 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 압전 진동편의 제조방법을 나타내는 흐름도이고, 도 9a 내지 도 12b는 압전 진동편 제조 단계의 일부를 나타내는 절단부 단면도이다.

도 9a, 도 10a, 도 11a 및 도 12a은 도 1의 A-A' 절단부 단면도에 대응하는 영역을 도시한 절단부 단면도이며 도 9b, 도 10b, 도 11b 및 도 12b는 도 1의 B-B' 절단부 단면도에 대응하는 영역을 도시한 절단부 단면도이다.

도 9a와 도 9b, 도 10a와 도 10b, 도 11a와 도 11b 및 도 12a와 도 12b 각각은 동일한 단계이며, 서로 다른 영역을 도시한다.

도 8을 참조하면, 본 실시형태에 따른 압전 진동편의 제조방법은 수정 웨이퍼를 준비하는 단계(S1), 상기 수정 웨이퍼의 상면 및 하면에 레지스트 패턴을 형성하는 단계(S2), 상기 수정웨이퍼에 돌출부를 형성하는 단계(S3), 상기 레지스트 패턴을 제거하는 단계(S4) 및 상기 수정웨이퍼를 재식각하는 단계(S5)를 포함한다.

상기 수정웨이퍼를 준비하는 단계(S1)는 하나의 진동 기판의 사이즈에 대응하는 단일의 수정웨이퍼를 이용할 수 있으며, 도시되지 않았지만 하나의 진동 기판에 사이즈에 대응하는 수정웨이퍼가 복수 개 형성되어 있는 수정웨이퍼 어셈블리를 이용할 수 있다.

수정 웨이퍼는 쿼츠(Quartz) 원석을 사각 또는 원형 형태로 가공한 후 일정 두께로 절단하여 사용할 수 있다. 그러나 수정 웨이퍼의 형태를 사각 또는 원형 형태로 한정하는 것은 아니며, 다각형의 다양한 형태로 구현할 수 있다. 사각 또는 원형 형태로 가공된 수정 웨이퍼에는 그 두께를 줄이기 위하여 표면 연마 공정이 추가로 수행될 수 있다.

상기 수정 웨이퍼를 이용하여 복수의 압전 진동편을 형성할 수 있으나, 이하에서는 이해를 쉽게 하기 위하여 단일의 압전 진동편을 형성하는 경우를 예로 들어 설명하도록 한다.

도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 상기 수정 웨이퍼(310)의 두께 방향 일면 및 타면에 돌출부 형성을 위한 레지스트 패턴(320)을 형성한다(S2). 상기 레지스트 패턴(320)은 돌출부의 형상 및 크기에 따라 수정 웨이퍼 상에 배치될 수 있다.

다음으로, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이 상기 레지스트 패턴(320)이 배치된 수정 웨이퍼(310)를 식각하여 상기 수정 웨이퍼의 두께 방향 일면 및 타면에, 두께 방향의 일면이 사각형 형상을 갖는 돌출부를 형성한다.

상기 수정 웨이퍼(310)의 식각은 에칭액에 레지스트 패턴(320)이 형성된 수정 웨이퍼(310)를 침지하는 화학적 에칭법으로 수행될 수 있다.

본 식각 공정으로 상기 돌출부의 적어도 하나 이상의 측면은 하나의 자연의 결정면을 포함할 수 있다.

도 1의 A-A' 영역에 대응하는 도 10a의 절단부 단면도에서 도시되는 돌출부의 측면은 각각 하나의 자연의 결정면(f1, f3, f5, f7)을 포함할 수 있다.

도 1의 B-B' 영역에 대응하는 도 10b의 절단부 단면도에서 도시되는 상부 돌출부 및 하부 돌출부의 각 측면은 하나의 자연의 결정면(g3, g5)을 포함하는 측면과, 결정면의 각도로 인해 2개의 결정면(g1, g1', g7, g7')을 포함하는 측면을 각각 포함할 수 있다.

일반적으로 화학적 에칭으로 수정웨이퍼를 형성하는 경우, 레지스트 패턴이 배치된 상태에서의 식각만 수행하여 돌출부를 형성하게 되는데, 이 경우 여진부와 주변부의 단차가 완만하지 않고 급격하게 형성되는 문제가 있다.

여진부와 주변주의 단차가 완만하지 않은 경우, 에너지 가둠 효율이 낮으며 전극 오픈 불량 발생 가능성이 증가하게 된다.

하지만 본 발명의 일 실시형태에 의하면, 도 11a 및 도 11b와 같이 식각된 수정웨이퍼(310) 상의 레지스트 패턴을 제거한 후(S4) 별도의 레지스트 패턴이 형성되지 않은 상태의 수정 웨이퍼(310)를 재식각 하여 진동 기판을 형성(S5)하는 공정을 거질 수 있다. 이로 인해, 돌출부(112a 112b)의 각 측면이 2 이상의 결정면을 갖도록 하여 여진부(112)와 주변부(111)의 단차를 완만하게 할 수 있다.

상기 수정 웨이퍼의 재식각은 수정 웨이퍼를 식각액에 침지하는 방법으로 수행될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 의하면, 도 12a 및 도 12b와 같이 수정 웨이퍼를 재식각하여 형성한 진동 기판(110)에 전극부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 전극부는 여진 전극, 단자 전극 및 연결 전극을 포함할 수 있으며, 상기 전극부는 돌출부가 형성된 진동 기판에 도전성 페이스트를 인쇄하여 형성할 수 있다.

상기 전극부는 상기 돌출부의 두께 방향 일면에 여진 전극(121a, 121b)이 형성되도록 수행될 수 있다.

돌출부의 각 측면 및 전극부의 형상에 관한 자세한 설명은 상술한 압전 진동편(100)에 관한 설명과 중복되므로 여기서는 생략하도록 한다.

압전 진동자

이하, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 압전 진동자를 설명한다.

도 13은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 압전 진동자(200)의 분해 사시도이고, 도 14는 도 13의 압전 진동자(200)를 D-D'로 절단한 단면도이다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따르는 압전 진동자(200)는, 진동기판(110)과 전극부(120)를 포함하는 압전 진동편(100), 하부 케이스(210), 상부 케이스(220), 접속 전극(211a, 211b) 및 외부 전극(212a, 212b)을 포함한다.

본 발명의 실시 예에 포함되는 압전 진동편(100)은 앞서 설명된 압전 진동편(100) 중 하나일 수 있다. 따라서, 압전 진동편(100)에 관한 설명은 앞의 도 1 내지 도 3을 참조하고, 설명의 중복을 피하기 위해 여기서는 구체적인 설명을 생략한다.

상기 하부 케이스(210) 및 상부 케이스(220)는 상호 결합되어 내부에 공간이 형성된 하나의 케이스를 형성할 수 있으며, 상부 케이스 및 하부 케이스의 결합으로 형성되는 내부 공간에 압전 진동편(100)이 배치될 수 있다.

상기 압전 진동편(100)은 상기 하부 케이스(210) 및 상부 케이스(220) 내에 배치되어 외부자극으로부터 보호될 수 있다.

상기 접속 전극은 서로 이격되어 배치되는 제1 접속 전극(211a) 및 제2 접속 전극(211b)을 포함하고, 상기 외부 전극은 서로 이격되어 배치되는 제1 외부 전극(212a) 및 제2 외부 전극(212b)을 포함한다.

상기 제1 및 제2 접속 전극(211a, 211b)은 상기 하부 케이스(210)의 내부 상면에 배치되고, 상기 압전 진동편(100)의 제1 및 제2 단자 전극(123a, 123b)과 각각 연결될 수 있다.

상기 제1 및 제2 외부 전극(212a, 212b)은 상기 하부 케이스(210)의 외부 하면에 배치되고, 상기 제1 및 제2 접속 전극(211a, 211b)과 각각 연결된다. 상기 제1 및 제2 외부 전극(212a, 212b)과 상기 제1 및 제2 접속 전극(211a, 211b)은 하부 케이스(210)를 관통하는 비아 전극(213a)으로 연결될 수 있으나 여기에 한정되지 않는다.

상기 제1 및 제2 외부 전극(212a, 212b)은 압전 진동자(200)의 입력 전극 및 출력 전극의 역할을 한다. 앞서 설명한 바와 같이, 제1 및 제2 외부 전극(212a, 212b)에 전압을 걸면 압전 진동편(100)의 제1 및 제2 여진 전극(121a, 121b)에 전압이 걸려 압전 진동편(100)이 진동을 하게 된다.

압전 진동편(100)의 제1 및 제2 단자 전극(123a, 123b)과 상기 제1 및 제2 접속 전극(211a, 211b)은 솔더 또는 도전성 접착제에 의해 연결될 수 있다. 상기 솔더 또는 도전성 접착제는 상기 압전 진동편(100)의 제1 및 제2 단자 전극(123a, 123b)과 제1 및 제2 접속 전극(211a, 211b) 사이에 배치되어 상기 제1 및 제2 단자 전극(123a, 123b)과 제1 및 제2 접속 전극(211a, 211b)을 전기적으로 연결하는 접속부(230)가 된다.

상기 접속부(230)는 금속 솔더를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 접속 전극(211a, 211b)의 상부에 금속 솔더를 배치하고, 상기 금속 솔더 상에 제1 및 제2 단자 전극(123a, 123b)을 배치한 뒤 리플로우(reflow) 공정을 거쳐 제1 및 제2 접속 전극(211a, 211b)과 압전 진동편(100)의 제1 및 제2 단자 전극(123a, 123b)을 연결할 수 있다.

또한, 이에 제한되는 것은 아니나 제1 및 제2 접속 전극(211a, 211b)과 제1 및 제2 단자 전극(123a, 123b) 사이에 니켈(Ni), 금(Au) 또는 코바(Kovar) 등을 배치시키고, 니켈(Ni), 금(Au) 또는 코바(Kovar)와 같은 결합부를 아크 용접, 전자빔 용접 또는 금(Au)-수은(Sn)을 고온에 용융시키는 방법을 이용하여 접속부(230)를 형성할 수 있다.

또는, 상기 접속부(230)는 도전성 접착제를 포함할 수 있으며, 도전성 접착제는 수지, 유기물 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 수지 또는 유기물이 포함된 도전성 접착제를 사용하는 경우 압전 진동편(100)과 접속 전극(211a, 211b) 사이의 기밀성이 증가하고 크랙 발생을 방지할 수 있는 장점이 있다.

상기 상부 케이스(220) 및 하부 케이스(210)는 동일한 재료를 포함할 수 있으며 절연 수지 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

이상에서 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구 범위에 기재된 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

100 : 압전 진동편 110 : 진동 기판
111 : 주변부 112 : 여진부
120 : 전극부 200 : 압전 진동자
210 : 하부 케이스 220 : 상부 케이스
211a, 211b : 접속 전극 212a, 212b : 외부 전극
230 : 접속부

Claims (15)

1. 여진부 및 상기 여진부보다 얇은 두께의 주변부를 포함하는 진동 기판; 및
   상기 여진부의 두께 방향 일면 및 타면에 배치되는 여진 전극; 을 포함하며,
   상기 여진부는 상기 주변부의 두께 방향 일면 및 타면보다 볼록한 영역인 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부의 각 측면은 적어도 2개 이상의 결정면을 갖는 압전 진동편.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 돌출부의 두께 방향 일면은 사각형 형상을 갖는 압전 진동편.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 2개 이상의 결정면은 상기 돌출부의 두께 방향 일면에 대하여 서로 다른 경사각을 갖는 압전 진동편.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 진동 기판의 재료는 쿼츠(quartz)인 압전 진동편.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 돌출부의 측면은 상기 주변부 두께 방향 일면의 연장 평면과 예각을 이루는 결정면 및 상기 돌출부의 두께 방향 일면과 둔각을 이루는 결정면을 포함하는 압전 진동편.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 압전 진동편은 상기 주변부의 두께 방향 일면 및 타면에 배치되는 단자 전극 및 상기 단자 전극과 여진 전극을 연결하는 연결 전극을 포함하는 압전 진동편.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 연결 전극은 상기 돌출부의 적어도 일 측면 상에 배치되는 압전 진동편.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 돌출부의 적어도 일 측면은 수정 결정의 자연의 결정면과 상기 자연의 결정면과 다른 경사각의 결정면을 포함하는 압전 진동편.
   
9. 두께 방향의 일면 및 타면에 두께 방향의 일면이 사각형 형상을 갖는 돌출부가 형성된 진동기판; 및
   상기 돌출부에 배치되는 여진 전극; 을 포함하며,
   상기 돌출부의 각 측면은 적어도 2개 이상의 서로 다른 경사각을 갖는 결정면을 갖는 압전 진동편.
   
10. 수정 웨이퍼를 준비하는 단계;
    상기 수정 웨이퍼의 두께 방향 일면 및 타면에 레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 수정 웨이퍼를 식각하여 수정웨이퍼의 두께 방향 일면 및 타면에 두께 방향의 일면이 사각형 형상을 갖는 돌출부를 형성하는 단계;
    상기 수정 웨이퍼에 배치된 상기 레지스트 패턴을 제거하는 단계; 및
    상기 돌출부의 각 측면이 2개 이상의 결정면을 갖도록 상기 레지스트 패턴이 제거된 상기 수정웨이퍼를 재식각하여 진동기판을 마련하는 단계;
    를 포함하는 압전 진동편의 제조방법.
    
11. 제10항에 있어서,
    진동기판을 마련하는 단계 이후,
    상기 돌출부의 두께 방향 일면에 여진 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 압전 진동편의 제조방법.
    
12. 제10항에 있어서,
    상기 2개 이상의 결정면은 돌출부의 두께 방향 일면에 대하여 서로 다른 경사각을 갖는 압전 진동편의 제조방법.
    
13. 제10항에 있어서,
    상기 돌출부의 적어도 일 측면은 수정 결정의 자연의 결정면인 제1 결정면과 상기 제1 결정면 이외의 결정면을 포함하는 압전 진동편의 제조방법.
    
14. 여진부 및 상기 여진부보다 얇은 두께의 주변부를 포함하는 진동 기판 및 상기 여진부의 두께 방향 일면 및 타면에 배치되는 여진 전극을 포함하며, 상기 여진부는 상기 주변부의 두께 방향 일면 및 타면보다 볼록한 영역인 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부의 각 측면은 적어도 2개 이상의 결정면을 갖는 압전 진동편;
    상기 압전 진동편을 수용하는 상부 케이스 및 하부 케이스;
    상기 하부 케이스의 상면에 배치되며 상기 여진 전극을 포함하는 전극부와 전기적으로 연결되는 접속 전극; 및
    상기 하부 케이스의 하면에 배치되며 상기 접속 전극과 전기적으로 연결되는 외부 전극;
    을 포함하는 압전 진동자.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 전극부는 상기 주변부의 두께 방향 일면에 배치되며 상기 여진 전극과 연결되는 단자 전극을 포함하며,
    상기 압전 진동자는 상기 단자 전극과 접속 전극 사이에 배치되어 단자 전극과 접속 전극을 전기적으로 연결하는 접속부를 더 포함하는 압전 진동자.
    

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