KR19980013868A - THIN FILM TYPE PIEZOLECTRIC ELEMENT - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기존의 압전 세라믹 레조네이터보다 높은 공진 주파수를 구현할 수 있고 수백 MHz대의 표면 탄성파 필터보다 낮은 제조 비용으로 필터를 제작할 수 있는 박막 압전 소자를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a thin film piezoelectric device capable of realizing a resonance frequency higher than that of a conventional piezoelectric ceramic resonator and capable of manufacturing a filter at a lower manufacturing cost than a surface acoustic wave filter of several hundreds MHz band.
본 발명은 절연체 기판의 상부에 박막 전극, 박막 압전체, 박막 전극을 형성하고 공진 부위에 대응되는 절연체 기판의 하부를 에칭으로 제거하여 공진 부위의 진동을 억제하지 않도록 하는 구조를 가지고 있는 박막 압전 소자인 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a thin-film piezoelectric element having a structure in which a thin-film electrode, a thin-film piezoelectric body and a thin-film electrode are formed on an insulator substrate and a lower portion of the insulator substrate corresponding to the resonance region is removed by etching, .
본 발명의 박막 압전 소자는 레조네이터 및 필터용으로 사용할 수 있다.The thin film piezoelectric element of the present invention can be used for a resonator and a filter.
Description
제 1도는 본 발명에 따른 박막 압전 소자의 상부 박막 제조 공정을 보여 주기 위한 개략도이다.FIG. 1 is a schematic view showing a process of manufacturing an upper thin film of a thin film piezoelectric device according to the present invention.
제 2도는 본 발명에 따른 박막 압전 소자의 하부 에칭 공정을 보여 주기 위한 개략도이다.FIG. 2 is a schematic view showing a bottom etching process of the thin film piezoelectric device according to the present invention. FIG.
제 3도는 본 발명에 따른 박막 압전 소자의 단면 개략도이다.FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a thin film piezoelectric element according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*Description of the Related Art [0002]
1 : 절연체 기판2 : 박막 전극1: insulator substrate 2: thin film electrode
3 : 박막 압전체4 : 박막 전극3: Thin film piezoelectric body 4: Thin film electrode
5 : 에칭 패턴6, 7 : 단자5: etching pattern 6, 7: terminal
본 발명은 박막 압전 소자에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 절연체 기판의 상부에 박막 전극과 박막 압전체, 박막 전극을 순서대로 형성하고, 대응되는 절연체 기판의 하부를 에칭으로 제거하여 박막 압전체가 기계적 진동을 제약받지 않는 구조를 형성하게 하여 높은 주파수의 공진체를 제조할 수 있는 박막 압전 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film piezoelectric element. More specifically, the present invention forms thin film electrodes, thin film piezoelectric bodies and thin film electrodes on an insulator substrate in order and removes the lower portion of the corresponding insulator substrate by etching to form a structure in which the thin film piezoelectric body is not restricted by mechanical vibration To a thin film piezoelectric element capable of producing a resonator having a high frequency.
압전 세라믹 레조네이터(resonator)는 1978년에 개발되어 최근 IC 시장 범위의 증가와 더불어 급속하게 발전했고, 1칩 마이크로컴퓨터의 기준 신호(클록)용 발진자, 자동차 전장 부품, 복사기, 팩스, 프린터, 전화기, 비디오, 텔레비전, 가정용 전기제품, 완구 등에 많이 사용되고 있다.Piezoelectric ceramic resonators were developed in 1978 and have developed rapidly with the recent increase in the IC market range. They have been developed for oscillators, automotive electric components, copiers, fax machines, printers, telephones, Video, television, household electric appliances, toys, and the like.
일반적으로, 압전 세라믹 레조네이터는 내부에 있는 압전체에 교류 전계를 가해 주었을 때 압전체가 특정 주파수에서 공진하는 성질을 이용하는 것으로 면적 진동 모드, 두께 진동 모드, 두께 비틀림 진동 모드 등이 있으며, 면적 진동 모드는 수십 KNz에서 수 MHz 까지의 레조네이터에 이용되고, 두께 진동 모드와 두께 비틀림 진동 모드는 수 MHz 이상의 높은 주파수 영역에서 사용된다.Generally, the piezoelectric ceramic resonator has an area vibration mode, a thickness vibration mode, a thickness torsional vibration mode, and the like, in which a piezoelectric body resonates at a specific frequency when an AC electric field is applied to a piezoelectric body therein. KNz to several MHz, and the thickness vibration mode and thickness torsional vibration mode are used in a high frequency range of several MHz or more.
공진자로서는 LC 공진자, RC 공진자, 수정 진동자, 압전 세라믹 레조네이터의 4종류가 있다. 이러한 공진자들은 사용 주파수의 범위가 제한되어 있으며 압전 세라믹 레조네이터는 약 10 KMz 내지 100 MHz 이고 LC, RC 공진자는 약 10 KMz 내지 150 MHz, 수정 진동자는 약 3 KMz 내지 200 MHz이다. 공진자는 종류별로 장점과 단점이 있어서 고유의 사용 분야가 있으나 최근 압전 세라믹 레조네이터의 특성이 향상되어 LC, RC 공진자와 수정 진동자의 영역으로 그 사용 영역을 점차 확대해 가고 있는 추세이다.There are four types of resonators: an LC resonator, an RC resonator, a crystal oscillator, and a piezoelectric ceramic resonator. These resonators have a limited range of frequencies to be used, the piezoelectric ceramic resonator is about 10 KMz to 100 MHz, the LC, RC resonator is about 10 KMz to 150 MHz, and the quartz crystal is about 3 KMz to 200 MHz. Resonators have advantages and disadvantages according to their types. However, recently, piezoelectric ceramic resonators have been improved in characteristics, and the use area of LC resonators and quartz crystals is gradually expanding.
두께 진동 모드, 두께 비틀림 진동 모드를 이용하는 압전 세라믹 레조네이터는 그 두께에 따라 공진 주파수가 결정되고 두께가 얇을수록 공진 주파수가 높아지기 때문에 소결 공정에 의한 제조로서는 두께 가공의 어려움 때문에 수십 MHz 이상은 기술적으로 어려운 한계가 있다.Since the resonance frequency is determined according to the thickness of the piezoelectric ceramic resonator using the thickness vibration mode and the thickness torsional vibration mode and the resonance frequency becomes higher as the thickness becomes thinner, it is technically difficult to manufacture the piezoelectric ceramic resonator over tens of MHz There is a limit.
필터는 특정한 주파수 이상이나 이하의 주파수 에너지를 통과시키거나 또는 특정 주파수 대역만의 에너지를 통과시키고, 그 외의 주파수 에너지를 차단시키는 기능을 가진 전자 부품으로서 구성 재료에 따라 메카니컬 필터, LC 필터, RC 필터, 압전 세라믹 필어, 수정 필터 등으로 나눈다.The filter is an electronic component that has the function of passing the frequency energy above or below a specific frequency or passing only the energy of a specific frequency band and blocking the other frequency energy. The filter may be a mechanical filter, an LC filter, an RC filter , Piezoelectric ceramics pillar, crystal filter and so on.
또, 필터를 기능별로 분류하면 저 대역 통과 필터, 고 대역 통과 필터, 대역 통과 필터, 대역 소거 필터의 4가지로 분류된다.If the filters are classified into functions, they are classified into four types of low-pass filters, high-pass filters, band-pass filters, and band-elimination filters.
라디오, 스테레오, TV, 통신 기기 등의 신호 전송계 중간 주파수 증폭의 통과 대역 필터에는 주로 세라믹 필터와 LC 필터가 사용되며, 반송 통신 기기용, 무선통신용 또는 계측 기기용으로는 수정 필터가 사용되고 있다. 무선 선택 호출 신호용, 열차 제어 보안 기기의 집중 감시 신호용 등에는 주로 RC 엑티브 필터, 메카니컬 필터가 사용된다.Ceramic filters and LC filters are mainly used for pass band filters for intermediate frequency amplification of signal transmission systems such as radio, stereo, TV, and communication devices. Crystal filters are used for carrier communication devices, wireless communication devices, or measurement devices. RC selective filters and mechanical filters are mainly used for radio selective calling signals and for intensive monitoring signals of train control security devices.
필터는 회로의 집적화와 함께 소형, 고성능, 고 신뢰도가 요구되는데 압전 세라믹 필터는 조정이 필요 없고, 삽입 손실이 작으며, 제조 공정의 저 가격화가 가능한 장점 때문에 사용이 크게 늘어나고 있는 추세이다.The filter is required to be compact, high performance and high reliability together with circuit integration. Piezoelectric ceramic filters are used increasingly because they require no adjustment, have a small insertion loss, and can be manufactured at a low cost.
압전 세라믹 필터는 압전 세라믹 레조네이터를 여러 개 조합하여 필터의 특성을 구현하기 때문에 압전 세라믹 레조네이터의 한계를 갖고 있으며, 따라서 소결 공정으로 수십 MHz 이상의 중심 주파수를 구현하기 어렵다.Piezoelectric ceramic filters have limitations of piezoceramic resonators because they combine several piezoceramic resonators to realize filter characteristics. Therefore, it is difficult to realize a center frequency of several tens MHz or more in the sintering process.
압전체 단결정 기판으로 제작하는 표면 탄성파 필터는 수백 MHz의 사용 주파수를 구현할 수 있다. 표면 탄성파 필터는 압전체 단결정 기판 위에 박막 전극을 형성하는 구조로 되어 있는 박막 제작법 중에서 주로 스퍼터링법으로 제작한다. 보통의 반도체 제조 공정과는 달리 기판이 반도체가 아니고 분극되어 있는 강유전체이기 때문에 스퍼터링 중에 플라즈마와 기판이 반응하여 박막을 형성하기 어려운 문제점이 있다.A surface acoustic wave filter fabricated from a piezoelectric single crystal substrate can realize a frequency of use of several hundreds of MHz. The surface acoustic wave filter is mainly manufactured by a sputtering method in a thin film fabrication method in which a thin film electrode is formed on a piezoelectric single crystal substrate. Since the substrate is not a semiconductor but a ferroelectric material, which is polarized, unlike an ordinary semiconductor manufacturing process, there is a problem that a plasma reacts with a substrate during sputtering to form a thin film.
이에 본 발명은 종래의 표면 탄성파 필터가 갖고 있는 표면 탄성파 필터의 제조 공정 상의 난이성을 피하고, 압전 세라믹 레조네이터 및 압전 세라믹 필터의 제조 공정 상의 장점을 채택하면서 압전 세라믹 레조네이터 및 압전 세라믹 필터의 사용 주파수 대역의 한계 이상의 높은 주파수 대역을 구현할 수 있는 구조의 박막 압전 소자를 제공하는 데 그 목적이 있는 것이다.Therefore, it is an object of the present invention to provide a surface acoustic wave filter that avoids the difficulty in the manufacturing process of a surface acoustic wave filter of a conventional surface acoustic wave filter and that has advantages in manufacturing processes of a piezoelectric ceramic resonator and a piezoelectric ceramic filter, And it is an object of the present invention to provide a thin film piezoelectric device having a structure capable of realizing a higher frequency band than the limit.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
이와 같은 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 절연체 기판의 상부에 박막 전극과 박막 압전체, 박막 전극을 순서대로 형성하고, 대응되는 절연체 기판의 하부를 에칭으로 제거하여 박막 압전체가 기계적 진동을 제약받지 않는 구조를 형성하게 하여 높은 주파수의 공진체를 제조할 수 있는 박막 압전 소자를 제공하기 위한 것이다.The present invention is characterized in that a thin film electrode, a thin film piezoelectric body and a thin film electrode are sequentially formed on an insulator substrate and a lower portion of the corresponding insulator substrate is removed by etching to form a structure in which the thin film piezoelectric body is not restricted by mechanical vibration, And to provide a thin film piezoelectric element capable of manufacturing a resonator.
첨부 도면 제 1도는 본 발명에 따른 박막 압전 소자의 상부 박막 제조 과정을 보여 주기 위한 개략도로서, 제 1(A)도와 제 1(C)도는 박막 전극의 형성 모습을 보여 주기 위한 것이고, 제 1(B)도는 박막 압전체의 형성 모습을 보여 주기 위한 것이다.1 (A) and 1 (C) are views for illustrating the formation of a thin film electrode, and FIG. 1 (A) and FIG. 1 B) shows the formation of a thin film piezoelectric body.
즉, 본 발명의 박막 압전 소자는 제 1(A)도에서와 같이 절연체 기판(1) 위에 박막 전극(2)을 형성하고, 제 1(B)도와 같이 상기 박막 전극(2) 위에 박막 압전체(3)를 형성하고, 다시 그 위에 제 1(C)도와 같이 박막 전극(4)을 형성한 다음 전극의 겹친 부분에 대응되는 절연체 기판(1)의 뒷면을 제 2도에서와 같이 에칭하여 박막 압전체(3)의 기계적 진동이 가능한 구조를 갖도록 제조한다.That is, the thin film piezoelectric element of the present invention is formed by forming the thin film electrode 2 on the insulator substrate 1 as shown in FIG. 1 (A), and forming the thin film piezoelectric body 2 on the thin film electrode 2 3, the thin film electrode 4 is formed thereon as shown in FIG. 1 (C), and the back side of the insulator substrate 1 corresponding to the overlapped portion of the electrodes is etched as shown in FIG. 2, (3) to have a structure capable of mechanical vibration.
첨부 도면 제 2도에서, 제 2(A)도는 박막 압전 소자의절연체 기판(1)의 하부 에칭 패턴을 보여 주기 위한 개략도이고, 제 2(B)도는 하부 에칭 후의 개략도이다.2 (A) is a schematic view for showing the lower etching pattern of the insulator substrate 1 of the thin-film piezoelectric element, and FIG. 2 (B) is a schematic view after the lower etching.
첨부 도면 제 3도는 본 발명에 따른 박막 압전 소자의 단면도를 개략적으로 나타낸 것으로서, 제 3(A)도는 박막 압전 소자 상부의 박막 형성 공정과 하부의 에칭 공정 후에 단면도이고, 제 3(B)도는 분극 처리와 단자 형성 후의 압전소자로서의 작동을 나타낸 단면도이다.3 (A) is a cross-sectional view after the thin film forming process on the upper part of the thin-film piezoelectric element and the lower part of the etching process, and FIG. 3 (B) Processing and operation as a piezoelectric element after terminal formation.
본 발명에 의하면 박막 전극(2, 4)을 통해서 그 사이에 위치하는 박막 압전체(3)가 두께 진동 모드 내지 두께 비틀림 진동 모드로 제 3(B)도에서 화살표 방향으로 공진하며 박막으로 압전체가 구현되기 때문에 소결 공정 및 두께 가공 공정에 의한 공진 소자의 공진 주파수보다 높은 공진 주파수를 구현할 수 있다. 두께 10㎛의 박막 압전체(3)의 경우에 200 MHz의 공진 주파수를 갖는 압전 레조네이터의 제조가 가능하다.According to the present invention, the thin film piezoelectric member 3 positioned therebetween through the thin film electrodes 2 and 4 resonates in a thickness vibration mode or a thickness torsional vibration mode in a direction of an arrow in FIG. 3 (B) A resonance frequency higher than the resonance frequency of the resonance element by the sintering process and the thickness processing process can be realized. It is possible to manufacture a piezoelectric resonator having a resonance frequency of 200 MHz in the case of the thin film piezoelectric element 3 having a thickness of 10 mu m.
본 발명에 의하면 공진을 하는 소자를 박막으로 제작하기 때문에 미세 소자의 제작이 가능하고 이러한 레조네이터를 2개 이상 조합하여 필터를 제작할 수 있다. 또 최근에는 필터가 집적회로에 포함되어 제작되는 경향이 있는데 본 발명에 의하면 이러한 집적이 용이한 장점이 있다.According to the present invention, since a resonant element is fabricated as a thin film, it is possible to manufacture a fine element, and a filter can be manufactured by combining two or more resonators. In recent years, there is a tendency that a filter is included in an integrated circuit, and the present invention has an advantage that such integration is easy.
기존의 표면 탄성파 필터에서는 단결정 압전체 기판을 이용하여 제작하기 때문에 전극 형성 공정과 에칭 공정이 까다롭고 소형화하기가 어렵다.In the conventional surface acoustic wave filter, since the single-crystal piezoelectric substrate is used, the electrode forming process and the etching process are difficult and difficult to miniaturize.
본 발명에 의한 박막 압전 소자는 레조네이터 내지 필터에 응용될 수 있다. 박막 압전 소자를 1개 사용하여 압전 세라믹 레조네이터로 제작할 수 있고 박막 압전 소자를 여러개 조합하여 압전 세라믹 필터를 제조할 수 있다.The thin film piezoelectric element according to the present invention can be applied to a resonator or a filter. A piezoelectric ceramic resonator can be fabricated using one thin film piezoelectric element, and a piezoelectric ceramic filter can be manufactured by combining several thin film piezoelectric elements.
본 발명에 의하면 박막 압전 소자에 사용되는 절연체 기판(1)의 재질에는 실리콘 단결정이나 기타 절연성을 갖는 재료를 이용하는 것이 가능하다. 실리콘 단결정을 이용하여 제조된 기판의 상부에 박막 전극(2, 4) 및 박막 압전체(3)를 증착한 다음 공진 부위와 대응되는 하부에 건식 에칭을 하거나, 습식 에칭을 하여 박막 부위를 노출시켜 공진 부위의 진동이 억제되지 않게 하는 구조를 갖게 박막 압전 소자를 제작할 수 있다.According to the present invention, as the material of the insulator substrate 1 used in the thin film piezoelectric element, it is possible to use silicon single crystal or other insulating material. The thin film electrodes 2 and 4 and the thin film piezoelectric member 3 are deposited on the substrate made of silicon single crystal and then dry etching is performed on the lower portion corresponding to the resonance portion or wet etching is performed to expose the thin film portion, It is possible to fabricate a thin film piezoelectric element having a structure that prevents the vibration of the portion from being suppressed.
본 발명에 의하면 박막 전극(2, 4)과 박막 압전체(3)는 화학 기상 증착법이나 물리 기상 증착법으로 제작할 수 있다. 박막 전극(2, 4)은 스퍼터링법으로 증착할 수 있으며 박막 압전체(3)는 출발 물질이 한 가지 종류인 유기 금속 기상 화학 증착법으로 주로 제작되며 스퍼터링법으로 제작할 수도 있다.According to the present invention, the thin film electrodes (2, 4) and the thin film piezoelectric member (3) can be fabricated by a chemical vapor deposition method or a physical vapor deposition method. The thin film electrodes 2 and 4 can be deposited by a sputtering method, and the thin film piezoelectric material 3 is mainly manufactured by an organic metal vapor phase chemical vapor deposition method, which is one kind of starting material, and can also be manufactured by a sputtering method.
본 발명에 따른 박막 압전 소자를 이용한 박막 전극 필터나 박막 입전 레조네이터는 기존의 압전 세라믹 필터와 레조네이터, 표면 탄성파 필터에 대해 다음과 같은 장점이 있다.The thin film electrode filter or thin film input resonator using the thin film piezoelectric element according to the present invention has the following advantages for the conventional piezoelectric ceramic filter, resonator and surface acoustic wave filter.
박막 압전 레조네이터는 기존의 압전 세라믹 레조네이터로서는 제조 공정상 두꼐 가공의 한계로 인해 구현하기가 불가능한 수십 MHz 이상의 높은 주파수의 공진 주파수를 얻을 수 있으며, 이러한 점으로 인해 기존의 압전 세라믹 레조네이터로 불가능한 고주파 마이크로 프로세서용 레조네이터를 공급할 수 있게 된다. 박막 압전 소자는 박막 공정과 에칭 공정으로 제작하기 때문에 초 미세소자의 제작이 가능하며 제조 비용이 낮다는 장점이 있다.As a conventional piezoelectric ceramic resonator, a thin film piezoelectric resonator can obtain a resonant frequency of a high frequency of several tens of MHz or more, which is impossible to realize due to limitations of manufacturing processes in the manufacturing process. Therefore, a high- It is possible to supply the resonator. Thin film piezoelectric devices are fabricated by thin film process and etching process, which makes it possible to manufacture ultrafine devices and has a low manufacturing cost.
박막 압전 필터는 기존의 압전 세라믹 필터가 수십 MHz의 주파수 대역이 제조 공정 상의 한계인데 비해 박막 압전 필터는 압전체가 박막으로 제조되기 때문에 압전 세라믹 필터보다 압전체의두께를 얇게 하여 이 이상의 높은 주파수를 구현할 수 있다. 또 표면 탄성파 필터는 단결정 압전체 기판의 표면 현상을 이용하며 단결정 압전체 기판 전체를 공간으로 노출시키는 패키지 구조를 필요로 하기 때문에 표면 탄성파 필터는 캔형 패키지를 이용하여 왔으며 캔형 패키지는 패키지의 제조 비용이 압전 세라믹 레조네이터에 비해 높은 문제점이 있다.Though the conventional piezoelectric ceramic filter has a frequency band of several tens of MHz in the manufacturing process, the thickness of the piezoelectric thin film is thinner than that of the piezoelectric ceramic filter because the piezoelectric thin film is manufactured as a thin film. have. Since the surface acoustic wave filter uses a surface phenomenon of a single crystal piezoelectric substrate and requires a package structure that exposes the entire single crystal piezoelectric substrate as a space, the surface acoustic wave filter has used a can type package, and the can type package is a piezoelectric ceramic There is a higher problem than the resonator.
이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
실시예 1Example 1
제 1도와 같은 구조로 실리콘 기판의 상부에 은 전극을 스퍼터링법으로 두께가 0.1㎛ 되게 형성한 다음 공진 부위에 겹치게 박막 전극의 위에 압전체를 유기 금속 기상 화학 증착법으로 두께가 10㎛ 되게 형성하고, 그 위에 스퍼터링법으로 대응되는 은 전극을 0.1㎛가 되게 형성하고 다음으로 공진 부위의 진동을 제약받지 않도록 실리콘 기판의 하부를 에칭으로 제거하는 방법으로 박막 기판을 제작하고, 리드 핀을 기판의 양면 단자 부위에 납땜한 다음 에칭 부위를 왁스로 감싸고 기판과 리드 핀의 납땜 부위 전체를 다공성 에폭시수지로 감싸고 다시 진공 건조기로 가열하여 다공성 에폭시의 미세 구멍을 통해 왁스가 빠져 나오도록 하고 다공성 에폭시 패키지의 표면을 치밀한 코팅용 에폭시로 코팅하여 박막 압전 레조네이터를 제작하였다.A silver electrode is formed on the silicon substrate to have a thickness of 0.1 탆 by sputtering and then a piezoelectric substance is formed on the thin film electrode so as to overlap with the resonance region to a thickness of 10 탆 by the metal organic chemical vapor deposition A silver electrode corresponding to a thickness of 0.1 mu m is formed on the surface of the substrate by sputtering and then a lower portion of the silicon substrate is removed by etching so as not to limit the vibration of the resonance portion, , The etching site is wrapped with wax, the whole soldering area of the substrate and the lead pin is wrapped with a porous epoxy resin, and then heated with a vacuum drier to wax out the wax through the micropores of the porous epoxy, and the surface of the porous epoxy package The coating film was coated with epoxy to prepare a thin film piezoelectric resonator.
실시예 2Example 2
제 1도와 같은 구조로 실리콘 기판의 상부에 은 전극을 스퍼터링법으로 두께가 0.1㎛ 되게 형성한 다음 공진 부위에 겹치게 박막 전극의 위에 압전체를 스퍼터링법으로 두께가 10㎛ 되게 형성하고 그 위에 스퍼터링법으로 대응되는 은 전극을 0.1㎛가 되게 형성하고 다음으로 공진 부위의 진동을 제약받지 않도록 실리콘 기판의 하부를 에칭으로 제거하는 방법으로 박막 기판을 제작하고, 리드 핀을 기판의 양면 단자 부위에 납땜한 다음 에칭 부위를 왁스로 감싸고 기판과 리드 핀의 납땜 부위 전체를 다공성 에폭시수지로 감싸고 다시 진공 건조기로 가열하여 다공성 에폭시의 미세 구멍을 통해 왁스가 빠져 나오도록 하고 다공성 에폭시 패키지의 표면을 치밀한 코팅용 에폭시로 코팅하여 박막 압전 레조네이터를 제작하였다.A silver electrode having a thickness of 0.1 탆 was formed on the upper surface of the silicon substrate by sputtering and then a piezoelectric substance was formed on the thin film electrode so as to overlap the resonance region with a thickness of 10 탆 by a sputtering method. The corresponding silver electrode is formed to have a thickness of 0.1 占 퐉, and then the lower part of the silicon substrate is removed by etching so as not to restrict the vibration of the resonance part, and the lead pin is soldered to the both- The entire surface of the solder joint between the substrate and the lead pin is wrapped with a porous epoxy resin and then heated in a vacuum drier to remove the wax through the micropores of the porous epoxy. The surface of the porous epoxy package is coated with an epoxy To prepare a thin film piezoelectric resonator.
실시예 3Example 3
상기 실시예 2에 의해 제작된 박막 압전 레조네이터 3개를 1개의 기판에 형성시키고 패키징 공정은 실싱 2와 동일한 방법으로 하였다.Three thin film piezoelectric resonators fabricated according to Example 2 were formed on one substrate, and the packaging process was performed in the same manner as in Shilling 2.
비교예 1Comparative Example 1
크기가 면적 0.5 ㎜ × 0.2 ㎜, 두께 0.12 ㎜인 압전체의 양면을 부분 전극으로 형성하고 리든 핀을 압전체의 양면에 납땜한 다음 부분 전극이 겹치는 부위를 왁스로 감싸고 압전체와 리드 핀의 납땀 부위 전체를 다공성 에폭시 수지로 감싸고 다시 진공 건조기로 가열하여 다공성 에폭시의 미세 구멍을 통해 왁스가 빠져 나오도록 하고 다공성 에폭시 패키지의 표면을 치밀한 코팅용 에폭시로 코팅하여 압전 세라믹 레조네이터를 제조하였다.The both surfaces of the piezoelectric body having a size of 0.5 mm x 0.2 mm and a thickness of 0.12 mm were formed as partial electrodes and soldered to both surfaces of the piezoelectric body. Then, the overlapping portions of the partial electrodes were wrapped with wax, The porous ceramics resonator was prepared by wrapping with a porous epoxy resin and then heating with a vacuum dryer to remove the wax through the micropores of the porous epoxy and coating the surface of the porous epoxy package with a coating epoxy.
비교예 2Comparative Example 2
크기가 면적 0.5 ㎜ × 0.3 ㎜, 두께 0.12 ㎜인 압전체의 양면에 상기 실시예 1의 레조네이터 3개를 부분 전극으로 형성하고 각각의 레조네이터의 사이를 박막 전극을 통해 연결하도록 한 다음 리든 핀을 압전체의 양면 박막 전극 단자에 납땜한 다음 레조네이터 단위 소자가겹치는 부위를 왁스로 감싸고 압전체와 리드 핀의 납땀 부위 전체를 다공성 에폭시 수지로 감싸고 다시 진공 건조기로 가열하여 다공성 에폭시의 미세 구멍을 통해 왁스가 빠져 나오도록 하고 다공성 에폭시 패키지의 표면을 치밀한 코팅용 에폭시로 코팅하여 압전 세라믹 레조네이터를 제조하였다.Three resonators of Example 1 were formed as partial electrodes on both sides of a piezoelectric body having a size of 0.5 mm x 0.3 mm and a thickness of 0.12 mm and the resonators were connected to each other through thin film electrodes. After soldering to the double-sided thin-film electrode terminals, the area where the resonator unit elements are overlapped is wrapped with wax. The whole lead sweat part of the piezoelectric body and the lead pin is wrapped with porous epoxy resin and heated again by vacuum dryer to remove the wax through the micropores of the porous epoxy. And the surface of the porous epoxy package was coated with a coating epoxy for a fine coating to prepare a piezoelectric ceramic resonator.
상기 실시예 1,2 및 비교예 1의 제조 공정으로 동일 압전 레조네이터를 제작하였을 때 발진 주파수를 상대 비교하였다.The oscillation frequencies of the same piezoelectric resonator were compared in the manufacturing processes of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1.
비교예 3Comparative Example 3
단결정 압전체 기판의 표면에 알루미늄 박막 전극을 스퍼터링법으로 형성한 다음 단위 소자로 잘라서 캔형 베이스의 하붕 다이본딩하고 소자의 전극과 캔의 리드 핀을 와이어본딩 장비를 이용하여 전기적으로 연결하고 다시 라인 웰딩 장비를 이용하여 캔을 베이스와 결합하여 외부와 기밀하여 표면 탄성파 필터를 제조하였다.An aluminum thin film electrode was formed on the surface of a single crystal piezoelectric substrate by sputtering method. Then, the aluminum thin film electrode was cut into unit elements, and the can-type base was subjected to die bonding. The electrode of the element and the lead pin of the can were electrically connected by wire bonding equipment. The surface acoustic wave filter was fabricated by combining the can with the base using an external airtight seal.
상기 실시예 1,2 및 비교예 1의 제조 공정으로 압전 레조네이터를 제작하였을 때 발진 주파수를 아래 표 1에서 상대 비교하였다.The oscillation frequencies of the piezoelectric resonator manufactured in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were compared in Table 1 below.
T1T1
상기 표 1에서 비교예 1의 소결 압전체를 이용하는 방법에 의해서는 현실적으로 10 MHz에서 20 MHz 정도의 공진 주파수가 한계이며 박막 압전체를 이용하면 실시예 1,2의 발진 주파수 이상을 얻을 수 있다.The resonance frequency of about 10 MHz to 20 MHz is practically limited by the method using the sintered piezoelectric body of Comparative Example 1 and the oscillation frequency of Embodiments 1 and 2 can be obtained by using the thin film piezoelectric body.
상기 실시예 및 비교예 2, 3의 제조 공정으로 제조된 필터를 중심 주파수와 양산성, 생산비용, 소형화의 정도를 아래 표 2에서 상대 비교하였다.Table 2 below shows the relative frequencies of center frequency, mass productivity, production cost, and miniaturization of the filters manufactured in the manufacturing processes of the above-described Examples and Comparative Examples 2 and 3.
T2T2
상기 표 2에서 비교예 2의 소결 압전체를 이용하는 방법에서 의해서는 현실적으로 10 MHz에서 20 MHz 정도의 중심 주파수가 한계이며 박막 압전체를 이용하면 실시예 3의 중심 주파수 이상을 얻을 수 있는 장점이 있으며 생산비용, 소형화의 정도에서는 비교예 2와 3의 장점을 모두 가지고 있으며 양산성의 측면에서는 가장 우월하다는 특징으로 갖고 있다.In Table 2, the center frequency of about 10 MHz to 20 MHz is limited by the method using the sintered piezoelectric body of Comparative Example 2, and it is advantageous to obtain the center frequency of the embodiment 3 or more by using the thin film piezoelectric body, , The advantages of Comparative Examples 2 and 3 in the degree of miniaturization, and the superiority in terms of mass productivity.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1019960032544A KR19980013868A (en) | 1996-08-05 | 1996-08-05 | THIN FILM TYPE PIEZOLECTRIC ELEMENT |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100681692B1 (en) * | 2002-07-24 | 2007-02-09 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | Surface acoustic wave apparatus and manufacturing method therefor |
| KR100802882B1 (en) * | 2005-11-18 | 2008-02-13 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | Piezoelectric device, its manufacturing method, and touch panel device |
-
1996
- 1996-08-05 KR KR1019960032544A patent/KR19980013868A/en not_active Application Discontinuation
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