KR20140026947A - 적층형 압전 스피커 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압전 세라믹판과 내부 전극판이 적층되는 구조에서, 동일 층에 활성 전극인 내부 전극 주변에 불활성 전극의 더미(dummy) 전극을 배치하여 소성 수축을 일치시킴으로써 압전 스피커의 변형을 억제할 수 있도록 하는 적층형 압전 스피커 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 적층형 압전 스피커 장치는, 분극에 기여하는 활성 내부전극 주위에 분극에 기여하지 않는 불활성 더미전극이 배치된 구조를 가지며, 상기 활성 내부전극 및 상기 불활성 더미전극은 동일 층에 적층되는 구조로, 제1 활성 내부전극 및 제1 불활성 더미전극이 제1 압전세라믹판 위에 배치되고, 상기 제1 압전세라믹판 아래에 제1 외부전극이 배치되며, 상기 제1 활성 내부전극 및 제1 불활성 더미전극 위에 제2 압전세라믹판이 배치되며, 상기 제2 압전세라믹판 위에 제2 활성 내부전극 및 제2 불활성 더미전극이 배치되며, 상기 제2 활성 내부전극 및 제2 불활성 더미전극 위에 제3 압전세라믹판이 배치되며, 상기 제3 압전세라믹판 위에 제2 외부전극이 배치될 수 있다.

Description

적층형 압전 스피커 장치{Built-up type piezoelectric speaker device}
본 발명은 압전 세라믹판과 전극판이 적층된 압전 스피커 장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 활성 전극의 내부 전극 주변에 불활성 전극의 더미(dummy) 전극을 배치하여 소성 수축을 일치시킴으로써 압전 스피커의 변형을 억제할 수 있도록 하는, 적층형 압전 스피커 장치에 관한 것이다.
일반적으로 압전 소자는 전기적 에너지와 기계적 에너지를 서로 간에 변화시킬 수 있는 특성을 지닌 소자를 말하며, 압전 스피커는 이러한 압전 소자의 기계적 움직임을 진동판에 의해 음향적으로 변환시켜서 원하는 주파수 대역의 음향을 발생시키는 음향 부품의 대표적인 제품이다. 이때 압전 소자는 압전 세라믹에 가해지는 힘에 의해 전압이 발생하고, 그 힘의 세기에 따라 발생되는 전압의 양이 달라진다.
일반적인 압전 스피커는 압전 소자와 압전 소자보다 크게 형성되고 압전 소자의 일면에 접합되어 압전소자에서 발생되는 진동을 증폭시키는 진동판을 포함한다. 이러한 압전 스피커의 음향적인 특성은 주파수별 음압으로 판단되고, 진동판의 재질 및 물성에 따라 주파수별 음압은 다양하게 변화할 수 있다.
일반적으로 특성이 좋은 압전 스피커는 높은 출력이 구현되고, 주파수별 음압이 높으며 평탄한 형태를 가지면서 넓은 음역을 가지는 것을 의미한다. 압전 스피커에 적용되는 진동판은 금속 재료, 폴리머 재료 및 펄프 등이 사용된다.
도 5는 종래 적층형 압전 스피커의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 종래 적층형 압전 스피커는, 최상층에 외부전극1이 배치되고, 최하층에 외부전극2가 배치되며, 최상층에는 외부전극1 외에 외부전극과 연결되는 단자전극1과 단자전극3이 배치됨과 더불어 내부전극과 연결되는 단자전극2가 배치되며, 최상층과 최하층 사이에는 압전 세라믹판과 내부전극이 번갈아 적층된 구조를 갖는다.
따라서, 종래 적층형 압전 스피커는, 내부전극을 이루는 층이 내부전극이 있는 부분과 내부전극이 없는 부분으로 이루어져 있어서, 내부전극이 있는 부분과 내부전극이 없는 부분의 소결 시 수축 거동이 다르기 때문에 제품에 변형이 발생하는 문제점이 있었다. 특히 압전 스피커는 제품이 얇기 때문에 소리가 작게 발생됨에 따라 출력이 좋은 스피커를 구현하지 못하는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제1,152,231호(등록일 : 2012년05월25일)
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 압전 세라믹판과 내부 전극판이 적층되는 구조에서, 동일 층에 활성 전극인 내부 전극 주변에 불활성 전극의 더미(dummy) 전극을 배치하여 소성 수축을 일치시킴으로써 압전 스피커의 변형을 억제할 수 있도록 하는, 적층형 압전 스피커 장치를 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 분극에 기여하는 활성 내부전극 주위에 분극에 기여하지 않는 불활성 더미전극이 배치된 구조를 가지는 적층형 압전 스피커 장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 활성 내부전극 및 상기 불활성 더미전극은, 압전 세라믹판과 다른 압전 세라믹판 사이에 동일 층으로 적층될 수 있다.
또한, 상기 활성 내부전극 및 상기 불활성 더미전극은 동일 층에 적층되는 구조로, 제1 활성 내부전극 및 제1 불활성 더미전극이 제1 압전세라믹판 위에 배치되고, 상기 제1 압전세라믹판 아래에 제1 외부전극이 배치되며, 상기 제1 활성 내부전극 및 제1 불활성 더미전극 위에 제2 압전세라믹판이 배치되며, 상기 제2 압전세라믹판 위에 제2 활성 내부전극 및 제2 불활성 더미전극이 배치되며, 상기 제2 활성 내부전극 및 제2 불활성 더미전극 위에 제3 압전세라믹판이 배치되며, 상기 제3 압전세라믹판 위에 제2 외부전극이 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 압전세라믹판 내지 상기 제3 압전세라믹판은 분극 방향이 서로 역방향이 되도록 적층될 수 있다.
또한, 상기 불활성 더미전극의 전극재료는 상기 활성 내부전극의 전극재료와 동일한 전극재료일 수 있다.
그리고, 상기 활성 내부전극 및 상기 불활성 더미전극은 Ag-Pd(Silber-Palladium)의 전극재료일 수 있다.
본 발명에 의하면, 압전 스피커에서 동일 층에 있는 활성 내부전극 주변에 불활성 더미전극을 배치함으로써, 소성 수축을 일치시켜 제품의 변형을 억제할 수 있다.
또한, 동일 층에 활성 및 불활성 전극을 형성하여 대량의 생산 및 제조가 용이하고, 단순한 적층 방법에 의해서도 성능을 향상시킬 수 있다.
그리고, 적층 수, 분극 특성의 조절, 접착 방법의 변경 등을 통해 특성의 조절 및 크기의 조절이 용이하며, 원하는 사양의 다양한 디자인을 가진 박형, 경량의 제품을 손쉽게 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 적층형 압전 스피커 장치 구조의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 적층형 압전 스피커 장치가 적용된 구조의 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 적층형 압전 스피커 장치의 측면도를 나타낸 도면이다.
도 4는 내부전극 유무에 따른 제품 소결 수축율 관계를 나타낸 그래프이다.
도 5는 종래 적층형 압전 스피커의 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 특정한 실시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 적층형 압전 스피커 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 첨부도면을 참조하여 설명함에 있어 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 적층형 압전 스피커 장치 구조의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 적층형 압전 스피커 장치(100)는, 분극에 기여하는 활성 내부전극(110) 주위에 분극에 기여하지 않는 불활성 더미(dummy)전극(120)이 배치된 구조를 가진다.
여기서, 활성 내부전극(110) 및 불활성 더미전극(120)은, 압전 세라믹판과 다른 압전 세라믹판 사이에 동일 층으로 적층된다.
또한, 불활성 더미전극(120)은 활성 내부전극(110)에 대해 일정 간격으로 떨어져 있는 상태로 활성 내부전극(110)을 둘러 감싸는 방식으로 배치된다.
따라서, 활성 내부전극(110) 및 불활성 더미전극(120)이 공존하는 동일 층의 소결 시 수축 거동(소성 수축)이 일치되므로 제품의 변형을 억제할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 적층형 압전 스피커 장치가 적용된 구조의 예를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 적층형 압전 스피커 장치가 적용된 구조(200)는, 활성 내부전극(110) 및 불활성 더미전극(120)이 동일 층에 적층되는 구조로, 제1 압전세라믹판(220) 위에 제1 활성 내부전극(230) 및 제1 불활성 더미전극(232)이 배치되고, 제1 압전세라믹판(220) 아래에 제1 외부전극(210)이 배치되며, 제1 활성 내부전극(230) 및 제1 불활성 더미전극(232) 위에 제2 압전세라믹판(240)이 배치되며, 제2 압전세라믹판(240) 위에 제2 활성 내부전극(250) 및 제2 불활성 더미전극(252)이 배치되며, 제2 활성 내부전극(250) 및 제2 불활성 더미전극(252) 위에 제3 압전세라믹판(260)이 배치되며, 제3 압전세라믹판(260) 위에 제2 외부전극(270)이 배치될 수 있다.
또한, 제1 압전세라믹판(220) 내지 제3 압전세라믹판(260)은 분극 방향이 서로 역방향이 되도록 적층될 수 있다.
또한, 불활성 더미전극(120, 232, 252)의 전극재료는 활성 내부전극(110, 230, 250)의 전극재료와 동일한 전극재료일 수 있다.
그리고, 활성 내부전극(110, 230, 250) 및 불활성 더미전극(120, 232, 252)은 Ag-Pd(Silber-Palladium)의 전극재료일 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 적층형 압전 스피커 장치의 측면도를 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, (a)는 본 발명에 따른 적층형 압전 스피커 장치를 제1 측면에서 바라봤을 때 나타나는 단면도이고, (b)는 본 발명에 따른 적층형 압전 스피커 장치를 제2 측면에서 바라봤을 때 나타나는 단면도이며, (c)는 소성 후 제품 단면을 나타낸 것이라 할 수 있다. 도 3의 (a)에서 알 수 있는 바와 같이, 내부전극이 있는 동일 층에 더미전극이 배치되어 있고, 도 3의 (b)에서도 알 수 있는 바와 같이 내부전극과 동일 층에 더미전극이 내부전극을 둘러싸고 있는 구조로 배치되어 있음을 알 수 있다.
따라서, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 내부전극(활성전극) 주위에 더미전극(불활성전극)을 배치시킴으로써, 소성 수축이 일치되어 제품의 변형이 억제됨과 더불어 제품을 용이하게 구현할 수 있다.
즉, 도 4에 도시된 내부전극 유무에 따른 제품 소결 수축율 관계를 나타낸 그래프에 나타난 바와 같이, 내부전극이 있는 경우에 수축이 빠르게 진행되고, 내부전극이 없는 경우에 수축이 더디게 진행되는 것을 알 수 있듯이, 동일 층에 내부전극 주위에 기존과 같이 내부전극이 없는 경우에는 제품의 변형이 발생하지만, 본 발명의 실시예에서와 같이 동일 층에 내부전극 주위에 불활성 내부전극인 더미전극을 둘러 싸도록 배치함으로써, 제품의 소결 시에 내부전극과 더미전극의 수축율이 동일하게 진행되어 제품의 변형이 억제되는 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 압전 세라믹판과 내부 전극판이 적층되는 구조에서, 동일 층에 활성 전극인 내부 전극 주변에 불활성 전극의 더미(dummy) 전극을 배치하여 소성 수축을 일치시킴으로써 압전 스피커의 변형을 억제할 수 있도록 하는, 적층형 압전 스피커 장치를 실현할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 압전 세라믹판과 내부 전극판이 적층되는 적층형 압전 스피커에 적용할 수 있고, 또한 동일 층에 활성 전극인 내부 전극 주변에 불활성 전극의 더미(dummy) 전극을 배치하여 소성 수축을 일치시킴으로써 압전 스피커의 변형을 억제할 수 있도록 하는 적층형 압전 스피커 장치에도 적용할 수 있다.
100 : 적층형 압전 스피커 장치 110 : 활성 내부전극
120 : 불활성 더미전극 200 : 적층형 압전스피커장치가 적용된 구조
210 : 제1 외부전극 220 : 제1 압전세라믹판
230 : 제1 활성 내부전극 232 : 제1 불활성 더미전극
240 : 제2 압전세라믹판 250 : 제2 활성 내부전극
252 : 제2 불활성 더미전극 260 : 제3 압전세라믹판
270 : 제2 외부전극

Claims (6)

  1. 분극에 기여하는 활성 내부전극 주위에 분극에 기여하지 않는 불활성 더미전극이 배치된 구조를 가지는 적층형 압전 스피커 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 활성 내부전극 및 상기 불활성 더미전극은, 압전 세라믹판과 다른 압전 세라믹판 사이에 동일 층으로 적층된 것을 특징으로 하는 적층형 압전 스피커 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 활성 내부전극 및 상기 불활성 더미전극은 동일 층에 적층되는 구조로,
    제1 활성 내부전극 및 제1 불활성 더미전극이 제1 압전세라믹판 위에 배치되고, 상기 제1 압전세라믹판 아래에 제1 외부전극이 배치되며, 상기 제1 활성 내부전극 및 제1 불활성 더미전극 위에 제2 압전세라믹판이 배치되며, 상기 제2 압전세라믹판 위에 제2 활성 내부전극 및 제2 불활성 더미전극이 배치되며, 상기 제2 활성 내부전극 및 제2 불활성 더미전극 위에 제3 압전세라믹판이 배치되며, 상기 제3 압전세라믹판 위에 제2 외부전극이 배치된 것을 특징으로 하는 적층형 압전 스피커 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 압전세라믹판 내지 상기 제3 압전세라믹판은 분극 방향이 서로 역방향이 되도록 적층된 것을 특징으로 하는 적층형 압전 스피커 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 불활성 더미전극의 전극재료는 상기 활성 내부전극의 전극재료와 동일한 전극재료인 것을 특징으로 하는 적층형 압전 스피커 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 활성 내부전극 및 상기 불활성 더미전극은 Ag-Pd(Silber-Palladium)의 전극재료인 것을 특징으로 하는 적층형 압전 스피커 장치.
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