KR100298893B1 - 분할전극형압전필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분할전극형 압전필터에 관한 것으로 그 기술적인 요지는, 압전기판(10)의 일측면에 입,출력 전극(30a)(30b)과 연결토록 형성되는 다수개의 분할 전극(50)과 상기 압전기판(10)의 타측면에 대향 형성되는 작동전극(60)을 구비하는 필터부(20)및, 상기 작동전극(60)과 연결토록 상기 압전기판(10)의 타측면에 형성되는 접지전극(40)으로서 구성됨을 특징으로 한다.

이에따라서, 전극을 3개 이상으로 분할 형성함으로써, 제조를 용이하게 하면서도 고 선택도의 필터를 얻을 수 있는 분할전극형 압전필터를 제공할 수 있는 것이다.

Description

분할전극형 압전필터{A electode devision type piezo-electric filter}

본 발명은 분할전극형 압전필터(Filter)에 관한 것으로 보다 상세히는, 압전 기판에 부분적으로 전극을 인쇄하여 이 부분에서 발생하는 두께 진동 또는 두께 전단진동에 의한 진동에너지가 가두어 지는 에너지 트랩( 에너지 가둠 현상, Energy Trap) 현상을 이용한 MHz 용 압전필터에 있어서, 필터부의 전극을 3개 이상으로 분할 형성함으로써, 압전필터의 제조를 용이하게 하면서도, 고 선택도의 필터를 얻을 수 있도록 한 분할전극형 압전필터에 관한 것이다.

일반적으로 압전체에 기계적인 힘을 가하면 전압이 발생되고, 신호를 인가하면 진동이 발생되는데, 후자의 진동을 이용하여 특정 주파수 대역이 선택되고, 또는 전자부품의 기준신호원으로 사용되는 것을 압전부품이라 하며, 보통 압전부품에 사용되는 압전기판은 BaTiO₃계열 또는 PZT 계열의 세라믹을 사용하며, 현재의 모든 통신 미디어기기의 영상 및 음성신호(주파수)를 특정 대역별로 선택하는 필터 및, 전자기기 등의 기준신호원으로 사용되는 진동자로서 분류된다.

또한, 압전필터 특히 MHz 대역의 필터에 있어서는, 압전체의 두께진동 또는 두께 전단진동에 의한 에너지트랩(Energy Trap)을 이용하며, 특정 주파대를 제거하여 주로 영상신호를 처리하는 트랩형 필터(Trap Filter)와, 특정 주파수 대역만을 통과시키어 주로 음성신호를 처리하는 밴드패스(band pass)형 필터로 나누어 진다.

이와 같은 기술과 관련된 밴드패스형 압전필터에 있어서는, 도 1 에서 도시한 바와 같이, 분극공정을 통한 하나의 압전기판(110)상에 두께방향으로 대향하여 형성된 전극(122a)(122b)(130a')(130b')으로 이루어 지는 두 개의 필터부(120a)(120b)를 설치하고, 상기 필터부(120a)(120b)와 연결되는 입력 및 출력용 리드패턴(121a)(121b)이 각각 마련되며, 상기 압전기판(110)의 상면 및 저면에는 필터부(120a)(120b)와 연결되는 접지전극(122c)과 접지리드패턴(121c)으로 이루어 지는 접지부(120c)가 형성되는 구성이다.

즉, 이와 같은 종래의 압전필터(100)에 있어서는, 도 2 및 도 3에서 도시한 바와 같이, 입,출력 리드패턴(121a)(121b)과 연결된 각 필터부(120a)(120b)에서 사대칭 모드(A)와 대칭모드(S)가 동시에 여진되어 필터특성이 얻어지며, 대칭모드의 반공진 주파수와 사대칭모드의 공진주파수의 위치가 필터의 특성에 큰 영향을 미치며, 즉 입력단과 출력단 전극을 분할함으로써 우수한 고조파 진동을 여기하여 필터로서 사용되는 것이다.

한편, 도 4에서 도시한 바와 같이, 압전필터(100)의 선택도를 높이기 위하여(즉 주파수의 스프리어스(잡음)를 없애기 위하여)는, 압전필터(100)의 각 필터부(120a)(120b) 수를 증가시켜 연결함으로써 이루어 질 수 있으며, 이와 같은 고 선택도의 필터(100)는 전극의 형태, 거리 및 두께 등에 민감한 영향을 받는다.

그러나, 상기와 같은 종래의 압전필터(100)에 있어서는, 도 1 내지 도 3에서 도시한 바와 같이, 필터(100)의 선택도를 높이기 위하여 다수의 필터부(120)를 압전기판(110)에 연결 형성하는 경우에, 필터(100) 부품의 크기가 크게 됨으로써, 현재 대부분 부품이 소형화되어 가는 추세에 반하는 단점이 있었다.

또한, 하나의 압전기판(110)에 다수의 필터부(120)를 형성함으로써, 필터(100)의 제조공정이 극히 복잡하여 생산성이 저하되는 한편, 특히 도 4에서 도시한 바와 같이, 다수의 필터부(120)가 마련되면, 필터특성에 영향을 미치는 스프리어스(Spurious)의 발생이 증가하여 필터부품의 제품신뢰성이 극히 저하되는 등의 여러 문제점들이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 여러 문제점들을 개선시키기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 전극을 3개 이상으로 분할 형성함으로써, 필터부품의 제조는 극히 용이하게 하면서도, 고 선택도의 필터를 얻을 수 있어 제품 신뢰성은 극히 향상되는 분할전극형 압전필터를 제공하는 데에 있다.

도 1의 (a) 및 (b)는 일반적인 압전필터를 도시한 평면 및 배면도

도 2는 압전필터를 도시한 부분 정면도

도 3은 압전필터의 모드구조를 도시한 개략도

도 4는 압전필터에서의 스프리어스현상에 따른 주파수 상태를 도시한 그래프도

도 5의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 분할전극형 압전필터를 도시한 평면, 및 배면도

도 6는 본 발명인 분할전극형 압전필터를 도시한 부분 정면도

도 7은 본 발명인 분할전극형 압전필터에 있어서, 각 전극단을 도시한 개략도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1.... 필터 10... 압전기판

20.... 필터부 30.... 입,출력 전극

40.... 접지전극 50.... 분할전극

60.... 작동전극

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 압전기판상에 필터부를 갖으며, 이와 연결된 입,출력전극과 접지전극을 구비한 압전필터에 있어서, 상기 압전기판의 일측면에 상기 입,출력 전극과 연결토록 형성되는 다수개의 분할전극과 상기 압전기판의 타측면에 형성되는 작동전극을 구비하는 필터부 및, 상기 작동전극과 연결토록 압전기판의 타측면에 형성되는 접지전극으로서 구성되는 멀티 분할전극형 필터를 마련함에 의한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 5의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 분할전극형 압전필터를 도시한 평면 및 배면도이고, 도 6은 본 발명인 분할전극형 압전필터를 도시한 부분 정면도이며, 도7은 본 발명인 분할전극형 압전필터에 있어서, 각 전극단을 도시한 개략도로서, 본 발명은 필터부(20)와 접지전극(40)으로서 구성된다.

압전필터(1)의 특성을 결정하는 필터부(20)는, 상기 압전기판(10)의 일측면에 상기 입,출력 전극(30a)(30b)과 연결토록 형성되는 다수개의 분할전극(50)과, 상기 압전기판(10)의 타측면에 형성되는 작동전극(60)을 구비한다.

또한, 상기 작동전극(60)과 연결되는 접지전극(40)이 상기 압전기판(10)의 타측면에 형성토록 된다.

한편, 상기 분할전극(50)은, 적어도 3개 이상으로 형성되고, 상기 작동전극(60)은, 상기 분할전극(50)의 전체 형성크기와 일치토록 형성되며, 상기 분할전극(50)과 작동전극(60)으로 구현되는 필터부(20)는, 적어도 하나의 입력단(50a)과 출력단(50b) 및, 접지단(50c)을 구비하는 구성으로 이루어 진다.

상기와 같은 구성으로 이루어 진 본 발명의 작용을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 5 내지 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 압전기판(10)상에 하나의 필터부(20)를 구현하면서도 전극은 분할하여 입,출력단(50a)(50b) 및 접지단(50c)을 갖추고, 하나의 필터부(20)로 제조됨으로 인하여 압전필터(1)의 제조가 용이하고 스프리어스 등의 잡음발생은 최소화되는 분할전극형 압전필터(1)는 다음과 같다.

먼저, 세라믹으로 된 압전체를 가공하여 압전기판(10)을 마련하고, 이때, 상기 압전체는 압전특성이 우수한 BaTiO₃, PzT 계열은 주로 사용되고 있으며, 이와 같은 세라믹은 진동체로 사용되므로 정밀한 연마 및 래핑공정을 통하여 압전기판으로 가공 성형된후에는 압전특성을 나타내도록 분극공정(자발분극 구조를 균일하게 하는것)을 통한다.

또한, 상기 압전기판(10)의 양측으로 은(Ag)등의 전도성 금속분과 유리질 분말의 혼합물에 수지류와 용매를 가하여 페이스트(paste)상으로 전극층을 인쇄 또는 도포하여 상기 압전기판(10)의 일측면에는 압전필터(1)의 신호 입,출력을 수행하는 입,출력 전극(30a)(30b)과 이와 연결되고 압전기판(10)의 중앙부분에 다수개의 분할전극(50)을 각각 형성시키고, 상기 압전기판(10)의 타측면에는 중앙에 작동전극(60)과 이와 연결되는 접지전극(40)을 각각 형성시킨다.

따라서, 상기 작동전극(60)과 다수개의 분할전극(50) 사이에는 압전기판(10)을 중심으로 두께 진동 또는 두께 전단진동에 의한 에너지 트랩이 발생되어 특정주파수를 패스토록 하는 하나의 필터부(20)가 구현되며, 이는 상기 분할전극(50)과 작동전극(60)간에 적어도 하나의 입력단(50a)과 출력단(50b) 및, 접지단(50c)이 구현됨을 나타내며, 상기 입력단(50a)은 입력전극(30a)과 연결되고, 상기 출력단(50b)은 출력전극(30b)와 연결되며, 상기 접지단(50c)은 하측의 작동전극(60)과 연결된 접지전극(40)과 연결되는 것이다.

더하여, 상기 분할전극(50)은, 적어도 3개 이상으로 형성되고, 상기 작동전극(60)은, 분할전극(50)의 갯수에 따른 전체 폭크기와 일치되어 일체로 형성됨으로써, 상기 분할전극(50)과 작동전극(60)간의 매칭이 원활하게 이루어 진다.

따라서, 단지 전극을 분할 형성함으로써, 적어도 하나의 입력단(50a)과 출력단(50b) 및, 접지단(50c)을 구비하는 하나의 필터부(20)를 간단하게 압전기판(10)상에 구성함으로써, 압전필터(1)의 제조작업이 용이하며, 특히 고 선택도 즉, 분할전극(50)의 수를 적절하게 다수개 형성함으로써, 전극사이의 비대칭되는 경우의 수를 용이하게 증가시키어 가장 이상적인 주파수를 얻을 수 있는 선택도가 향상되는 압전필터(1)를 얻을 수 있는 것이다.

이에따라서, 기존의 두 개이상 구현한 필터부를 하나만 구현하면서도, 선택도는 향상되고 스프리어스 등의 잡음 발생은 최소화 되는 것이다.

이와 같이 본 발명인 분할전극형 압전필터에 의하면, 하나의 필터부 전극을 3개 이상으로 분할 형성하는 구조로 인하여, 필터부품의 제조는 극히 용이하게 하면서도 필터부품의 크기는 작게되어 경박단소의 추세에 부응하는 한편, 고 선택도의 필터를 얻을 수 있고 작동특성은 향상되는 우수한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 압전기판(10)상에 적어도 둘 이상의 필터부(20)를 갖으며, 이와 연결된 입,출력전극(30a)(30b)과 접지전극(40)을 구비한 압전필터(1)에 있어서,

   상기 압전기판(10)의 일측면에 입,출력 전극(30a)(30b)과 연결토록 형성되는 다수개의 분할전극(50)과 상기 압전기판(10)의 타측면에 분할전극(50)과 대향하여 형성되면서 분할전극(50)의 전체 폭과 일치토록 형성되는 작동전극(60)및 상기 분할전극(50)과 작동전극(60)에 적어도 하나의 입력단(50a)과 출력단(50b) 및 접지단(50c)이 형성되는 필터부(20);

   상기 작동전극(60)과 연결토록 상기 압전기판(10)의 타측면에 형성되는 접지전극(40)으로 구성됨을 특징으로 하는 분할전극형 압전필터
2. 제 1항에 있어서, 상기 분할전극(50)은, 적어도 3개 이상으로 구성됨을 특징으로 하는 분할전극형 압전필터