(57)【要約】【課題】圧電素子の外部電極とＦＰＣＢとの間のクラックを防止し、これらの抜去力を向上させることができる圧電振動モジュールを提供する。【解決手段】本発明の圧電振動モジュールは、その内部に内部電極２１１，２１２のパターンが印刷されており、外部面に内部電極２１１，２１２に連結される外部電極２２１，２２２が備えられた圧電素子２００と、各端子ターミナルを備え、圧電素子２００の外部電極２２１，２２２に電源を印加するフレキシブル回路基板（ＦＰＣＢ）３００と、圧電素子２００とフレキシブル回路基板３００との間に介在されて電気的に連結させる導電性接着剤４００と、を含むものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
その内部に内部電極のパターンが印刷されており、外部面に前記内部電極に連結される外部電極が備えられた圧電素子と、
各端子ターミナルを備え、前記圧電素子の第１及び第２外部電極に電源を印加するフレキシブル回路基板（ＦＰＣＢ）と、
前記圧電素子とフレキシブル回路基板との間に介在されて電気的に連結させる導電性接着剤と、を含む圧電振動モジュール。
【請求項２】
前記導電性接着剤は、前記圧電素子の外部電極と端子ターミナルとの間に介在されている、請求項１に記載の圧電振動モジュール。
【請求項３】
前記導電性接着剤は、エポキシ（ｅｘｐｏｙ）、銀（Ａｇ）、及びこれらの組合せからなる群から選択されるフィラーをさらに含む、請求項１に記載の圧電振動モジュール。
【請求項４】
前記導電性接着剤は薄膜の導電性テープ形態からなる、請求項１に記載の圧電振動モジュール。
【請求項５】
前記導電性接着剤は熱蒸着テープからなる、請求項１に記載の圧電振動モジュール。
【請求項６】
下部が開放されており、内部空間を形成する上部ケースと、
前記上部ケースの下部に結合され、前記上部ケースの内部空間を遮蔽する下部ケースと、
前記圧電素子が取り付けられる平坦な下部プレート、及び前記下部プレートの両側面の中心から垂直上方に立設された一対の上部プレートを備え、前記上部ケースと下部ケースの内部に配置されて上下方向に駆動される振動プレートと、をさらに含み、
前記圧電素子は、外部電源の印加によって膨張及び収縮変形を繰り返して振動力を生成し、
前記フレキシブル回路基板の一側端部は前記圧電素子に前記導電性接着剤で付着され、他側端部は前記圧電振動モジュールの外部に引き出されている、請求項１に記載の圧電振動モジュール。
【請求項７】
前記振動プレートは、前記圧電素子の振動力を増大させるために前記一対の上部プレートの間にさらに配置された重量体を含む、請求項６に記載の圧電振動モジュール。
【請求項８】
前記下部ケースと下部プレートは所定間隔で離隔されている、請求項６に記載の圧電振動モジュール。
【請求項９】
前記振動プレートと前記上部ケースとの間に備えられた第１緩衝部材をさらに含む、請求項６に記載の圧電振動モジュール。
【請求項１０】
前記振動プレートと前記下部ケースとの間に備えられた第３緩衝部材をさらに含む、請求項６に記載の圧電振動モジュール。
【請求項１１】
前記重量体の下部両側に備えられた第２緩衝部材をさらに含む、請求項７に記載の圧電振動モジュール。
【請求項１２】
前記下部ケースはその両端部に垂直上方に突出された結合端を含む、請求項６に記載の圧電振動モジュール。
【請求項１３】
前記結合端は案内溝を形成している、請求項１２に記載の圧電振動モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、携帯電話、電子ブック（Ｅ−ｂｏｏｋ）端末、ゲーム機、ＰＭＰなどの携帯用電子機器において、振動機能が様々な用途に活用されている。
【０００３】
特に、このような振動を発生させるための振動発生装置は、主に、携帯用電子機器に搭載され、無音の着信信号である警報機能として利用されている。
【０００４】
このような携帯用電子機器の多機能化に伴い、現在、振動発生装置においても小型化だけでなく集積化及び様々な高機能化が求められている状況である。
【０００５】
さらに、近年、携帯用電子機器を簡便に使用しようとするユーザの要求に応じて、携帯用電子機器をタッチして入力するタッチ方式のデバイスが、一般的に採択されている。
【０００６】
現在、一般に通用されているハプティックデバイスは、タッチして入力する概念の他にも、インターフェースユーザの直観的な経験を反映して、タッチに対するフィードバックをより多様化する概念まで広範囲に含む。
【０００７】
このようなハプティックデバイスは、通常、圧電素子の外部電源の印加に応じて膨張及び／または収縮変形を繰り返すことにより振動を提供する。特許文献１には、圧電素子を採用した振動発生器が開示されている。
【０００８】
特許文献１に開示された圧電振動装置は、印加される電圧の極性変化に応じて中心部を振動作用点として両端部に上下方向に最大変位を起こして振動したり、両端部を振動作用点として中心部位に上下方向に最大変位を起こして振動を発生させる。
【０００９】
圧電振動装置は、基板と、この基板の一面または両面に圧電物質が積層されている圧電素子層と、この圧電素子層の上面と下面に電圧を印加するための電極層と、を含む。
【００１０】
しかし、特許文献１による圧電振動装置は、圧電素子層及び電流印加方式については具体的に記載していない。
【００１１】
当該分野の熟練者に公知されているように、圧電素子層に基板から印加信号が受信されると、圧電素子層が繰り返して振動運動することにより、基板の端部に半田付けで連結された圧電素子から圧電素子層が分離される現象が度々発生する。
【００１２】
具体的には、ＰＣＢの鉛で塗布されたパターンとパターンが形成されていない部分で、外部衝撃時に急激な剛性変化が発生してクラックが発生する恐れがある。このようなクラックは、ＰＣＢと圧電素子の外部電極に短絡現象を引き起こす。
【００１３】
また、通常、半田付け部は、外部に露出されているため、短絡の危険を防止するために、半田付け部に絶縁テープを巻かなければならない等の煩わしさがある。
【００１４】
ここで、基板は、ＰＣＢ基板、電極パターンが印刷されたプラスチック基板、または金属などで製作されることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−２０１１−００４５４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上述の問題点を解決するために導き出されたものであって、圧電素子の外部電極とＦＰＣＢとの間のクラックを防止し、これらの抜去力を向上させることができる圧電振動モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の目的を果たすために、本発明によると、その内部に内部電極のパターンが印刷されており、外部面に内部電極に連結される外部電極が備えられた圧電素子と、各端子ターミナルを備え、圧電素子の外部電極に電源を印加するフレキシブル回路基板（ＦＰＣＢ）と、圧電素子とフレキシブル回路基板との間に介在されて電気的に連結させる導電性接着剤と、を含む圧電振動モジュールが提供される。
【００１８】
好ましくは、本発明による圧電振動モジュールは、圧電素子の外部電極と端子ターミナルとの間に導電性接着剤を介在するように配列されている。
【００１９】
特に、本発明の導電性接着剤は、エポキシ（ｅｘｐｏｙ）、銀（Ａｇ）、及びこれらの組合せからなる群から選択されるフィラーをさらに含むことができる。
【００２０】
選択的に、導電性接着剤は、薄膜の導電性テープ形態または熱蒸着テープからなることもできる。
【００２１】
本発明による圧電振動モジュールは、下部が開放されており、内部空間を形成する上部ケースと、この上部ケースの下部に結合され、上部ケースの内部空間を遮蔽する下部ケースと、圧電素子が取り付けられる平坦な下部プレート及びこの下部プレートの両側面の中心から垂直上方に立設された一対の上部プレートを備え、上部ケースと下部ケースの内部に配置されて上下方向に駆動される振動プレートと、をさらに含み、圧電素子は、外部電源の印加によって膨張及び収縮変形を繰り返して振動力を生成し、フレキシブル回路基板の一側端部は圧電素子に導電性接着剤で付着され、他側端部は圧電振動モジュールの外部に引き出されていることができる。
【００２２】
ここで、振動プレートは、圧電素子の振動力を増大させるために一対の上部プレートの間に配置された重量体を含む。
【００２３】
本発明の圧電振動モジュールにおいて、圧電素子の極性変化に基づいて上下方向に最大変位を保障するように、下部ケースと下部プレートは所定間隔で離隔されなければならない。これは、下部ケースの両端部から垂直上方に突出された結合端によって下部プレートと下部ケースが離隔されるように配列することができる。
【００２４】
また、結合端は案内溝を形成しており、この案内溝は、フレキシブル回路基板の他側端部を外部に延長されるようにする。
【００２５】
本発明は、振動プレートと上部ケースとの間に備えられた第１緩衝部材をさらに含むことができる。
【００２６】
また、本発明は、振動プレートと下部ケースとの間に備えられた第３緩衝部材をさらに含むことができる。
【００２７】
さらに、本発明は、重量体の下部両側に備えられた第２緩衝部材をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００２８】
上述の本発明によると、圧電素子の外部電極と印刷回路基板（具体的には、フレキシブル回路基板）との結合状態を向上させることができる圧電振動モジュールを提供して、フレキシブル回路基板から印加される電流によって圧電素子が膨張及び収縮変形する際にも、導通可能に結合されている圧電素子とフレキシブル回路基板の間で発生するクラック現象を防止することができる。
【００２９】
本発明は、圧電素子とフレキシブル回路基板との間に導電性接着剤を介在して、これらの間を導通可能に位置固定させることができる。
【００３０】
また、従来の半田付け方式による半田付け部の高さを除去することができて、圧電振動モジュールの内部空間に高さを確保することができるため、構成部材間の衝突を最小化し、耐久性を向上させることができる。
【００３１】
本発明は、導電性接着剤にフィラーをさらに適用して抜去力を確保することができる。また、本発明の導電性接着剤は、ＦＰＣＢと圧電素子の対向面の間に介在されて、外部への露出を最小化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の圧電振動モジュールに圧電素子とフレキシブル回路基板が結合された状態を図示した概略的な図面である。
【図２】本発明による圧電振動モジュールの斜視図である。
【図３】図２に図示された圧電振動モジュールの分解斜視図である。
【図４】図２に図示された圧電振動モジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は、添付図面に係る以下の詳細な説明及び好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、「一面」、「他面」、「第１」、「第２」などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するために用いられるものであり、構成要素が前記用語によって限定されるものではない。以下、本発明を説明するにあたり、本発明の要旨を不明瞭にする可能性がある係る公知技術についての詳細な説明は省略する。
【００３４】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
【００３５】
図１は、本発明の圧電振動モジュールに圧電素子及びフレキシブル回路基板が結合された状態を図示した概略的な図面である。
【００３６】
本発明による圧電振動モジュールは、印刷回路基板、好ましくは、フレキシブル回路基板３００（以下、ＦＰＣＢ）から供給される電源の印加による圧電素子２００の収縮及び／または膨張変形の繰り返しによって振動を発生させることができる。
【００３７】
好ましくは、圧電振動モジュール１（図２及び図３参照）は、導電性接着剤４００を用いて圧電素子２００の外部電極２２１、２２２とＦＰＣＢ３００の端子ターミナルを導通させる。
【００３８】
圧電素子２００は、薄い成形シート（ｓｈｅｅｔ）上に所望の形態に設計された内部電極２１１、２１２のパターンを互交に印刷し、この内部電極２１１、２１２が印刷されたそれぞれのシートを多層に積層した後、積層物を焼成することにより単一素体に一体化される。
【００３９】
圧電素子２００は、その外部面の両側端部に外部電極２２１、２２２を備える。外部電極２２１、２２２は、例えば、ＦＰＣＢ３００の各端子ターミナルに導電性接着剤４００で電気的に連結されることにより固定実装される。
【００４０】
参照として、ＦＰＣＢ３００の一側端部は、上述したように圧電素子２００の各外部電極２２１、２２２に連結されることができるように、本発明の圧電振動モジュールの内部に収容され、ＦＰＣＢ３００の他側端部は、上部ケース及び下部ケースで覆われている圧電振動モジュールの外側に引き出されている。
【００４１】
また、圧電素子２００は、単層型または多層型に積層されて構成されることができる。多層型に積層された圧電素子は、低い外部電圧でも圧電素子の駆動に必要な電界を確保することができる。したがって、本発明による圧電振動モジュールの駆動電圧を低める効果を奏するために、本発明では、多層型に積層された圧電素子２００を採用することが好ましい。
【００４２】
さらに、圧電素子２００は、圧電振動モジュールの高さを低め、且つユーザが所望する発振周波数に応えるように、所定の厚さを有する多層型に製作されなければならない。
【００４３】
圧電素子２００の収縮及び膨張変形が繰り返される場合、または外部衝撃が加えられる場合、本発明による圧電素子２００とＦＰＣＢ３００との半田付け部に応力が集中されて、ＦＰＣＢ３００の境界面（鉛でパターン印刷された部分と印刷されていない部分との間）の剛性が変化してクラック（ｃｒａｃｋ）が発生することがある。
【００４４】
したがって、本発明は、ＦＰＣＢ３００の境界面及びＦＰＣＢ３００と圧電素子２００の外部電極２２１、２２２との間に剛性を最大限排除して応力が集中されることを予め防止するために、上述のように導電性接着剤４００を、ＦＰＣＢ３００と圧電素子２００の対向面との間に介在し、導電性接着剤４００の外部への露出を最小化することができる。
【００４５】
要約すると、本発明は、圧電素子２００とＦＰＣＢ３００との間に介在され、結合状態及び導電性を保障することができる導電性接着剤４００を用いる。
【００４６】
選択的に、本発明による導電性接着剤４００は、圧電素子２００とＦＰＣＢ３００との抜去力を向上させるためのフィラー（ｆｉｌｌｅｒ）をさらに含むことを特徴とする。
【００４７】
好ましくは、フィラーは、エポキシ（ｅｘｐｏｙ）、銀（Ａｇ）、及びこれらの組合せからなる群から選択される材料であって、導電性接着剤４００にさらに含有されて用いられる。
【００４８】
本発明の導電性接着剤４００としては、薄膜のフィルム形態からなる導電性テープ及び／または熱蒸着テープを用いることができる。
【００４９】
図２〜図４を参照すると、本発明による圧電振動モジュール１は、上部ケース１１０と、振動プレート１２０と、重量体１３０と、下部ケース１４０と、からなる。
【００５０】
このような圧電振動モジュール１は、例えばタッチスクリーンパネル（ｔｏｕｃｈ  ｓｃｒｅｅｎ  ｐａｎｅｌ、不図示）に振動力を伝達するための手段として用いることができる。
【００５１】
ここで、図４は、本発明による圧電振動モジュールの各構成部材間の配列状態が確認できるように、上部ケースとそれぞれの緩衝部材を排除した状態で図示している。
【００５２】
上部ケース１１０は、一側面が開放された箱状からなっており、その内部空間に、駆動体、具体的には、圧電素子２００が取り付けられた振動プレート１２０が収容される。
【００５３】
振動プレート１２０は、圧電素子２００と一体に膨張及び収縮変形を繰り返して、バンディング作用によって圧電素子２００の振動力を外部部品に伝達するものであって、平坦な下部プレート１２１を備える。
【００５４】
下部プレート１２１の平坦な一面（具体的には、下部面）には、圧電素子２００が取り付けられ、下部プレート１２１の他面（具体的には、上部面）には、重量体１３０が配置される。この振動プレート１２０は、圧電素子２００を駆動するための電源を印加するフレキシブル回路基板３００（以下、ＦＰＣＢ）または印刷回路基板を備える。
【００５５】
特に、振動プレート１２０は、ＦＰＣＢ３００からの外部電源の印加によって膨張または収縮変形を繰り返す圧電素子２００と一体に変形されることができるように、弾性力を有する金属材料、例えば、ＳＵＳ（ＳＵＳ）からなる。
【００５６】
また、振動プレート１２０と圧電素子２００がボンディング結合方式により互いに結合される場合、接合部材の硬化によって発生しえるバンディング（ｂｅｎｄｉｎｇ）現象を予め防止するために、圧電素子の熱膨張係数と類似の熱膨張係数を有する材料であるインバー（ｉｎｖａｒ）からなることもできる。
【００５７】
上述したように、振動プレート１２０が圧電素子２００と類似の熱膨張係数を有するインバー材料で形成されることにより、圧電素子２００は、高温の外部環境下で作動時または熱衝撃時に発生する熱的ストレス（ｔｈｅｒｍａｌ  ｓｔｒｅｓｓ）が減少されるため、電気的特性が低下する圧電劣化現象を防止することができる効果を有する。
【００５８】
選択的に、振動プレート１２０は、図示されたように平坦な下部プレート１２１とともに、この下部プレート１２１の両側面から垂直上方に立設されている一対の上部プレート１２２を備えることができる。
【００５９】
上部プレート１２２は、下部プレート１２１の中心部に結合される。下部プレート１２１と上部プレート１２２は、一体型の単一部品からなってもよく、これと異なって様々な接合方式により固定結合されてもよい。
【００６０】
一対の上部プレート１２２は、例えば、下部プレート１２１の幅だけ互いに平行に配列されており、一対の上部プレート１２２の間に重量体１３０を配置することができる。
【００６１】
重量体１３０は、振動力を最大に増加させるための媒介物であり、振動プレート１２０の下部プレート１２１との接触を防止するために、重量体１３０の中心部から両端部に向かって上向きに傾斜して形成される。
【００６２】
従って、上部プレート１２２も重量体１３０の側面形状と同様に、上部プレート１２２の中心部から両端部に向かって上向きに傾斜して形成される。
【００６３】
上述したように、振動プレート１２０に上部プレート１２２を備えている構造では、重量体１３０が下部プレート１２１と接触していないため、圧電素子２００を下部プレート１２１の平坦な一面上に配置することができる。
【００６４】
参照として、重量体１３０は、金属材料で製作することができ、同一体積で相対的に高い密度を有するタングステンで製作することが好ましい。
【００６５】
下部ケース１４０は、図示されたように、全体的に細長い平坦な形状のプレートに形成され、上部ケース１１０の開放された下部面を閉鎖することができるサイズ及び形状に形成されている。
【００６６】
上部ケース１１０と下部ケース１４０は、当該分野の熟練者において公知されているかしめ（ｃａｕｌｋｉｎｇ）、熔接またはボンディングなどの様々な方式により結合されることができる。
【００６７】
圧電素子２００に電源が印加されると、圧電素子２００は、下部プレート１２１に完全に付着されていて、膨張または収縮変形によって下部プレート１２１の中心部にモーメントが発生する。下部プレート１２１が下部ケース１４０の両端部に固定された状態でモーメントが発生するため、振動プレート１２０の中心部が上下方向に変形される。
【００６８】
振動プレート１２０は、上述のように上下方向に振動しても上部ケース１１０及び下部ケース１４０とが接触されないように所定間隔で平行に離隔されなければならない。
【００６９】
したがって、本発明による圧電振動モジュール１には、下部ケース１４０の両端部に垂直上方に突出された結合端１４１が形成されている。２個の結合端１４１は、振動プレート１２０の下部プレート１２１の両端部を支持して全体的に下部ケース１４０と圧電素子２００との間を離隔させる。
【００７０】
平坦な下部プレート１２１が下部ケース１４０の両端部に形成された結合端１４１上に載置されて、振動プレート１２０の下部プレート１２１と下部ケース１４０との間を離隔させることにより空間が提供される。
【００７１】
さらに、２個の結合端１４１には、案内溝１４２が形成されて、ＦＰＣＢ３００を貫通することができる経路を提供する。これにより、ＦＰＣＢ３００が他の構成部材と接触されることなく圧電振動モジュール１の一部を貫通して外部に延長される。
【００７２】
これと異なって、下部プレート１２１がその両端部に垂直下方に突出された段差部（不図示）によって、下部ケース１４０の両端部に結合されて固定されてもよい。
【００７３】
選択的に、重量体１３０の上部には、一つ以上の第１緩衝部材４１０が備えられ、重量体１３０の上部は、上部ケース１１０の上部面の内側と対向して配置される。
【００７４】
第１緩衝部材４１０は、外部衝撃、例えば、圧電振動モジュール１の落下時または圧電素子２００の駆動変位の増加による内部構成部材との衝突時、圧電素子２００が備えられた下部プレート１２１に直接的な衝撃力が伝達されて圧電素子２００が破損されることを予め防止するためのものである。
【００７５】
さらに、本発明による圧電振動モジュール１は、重量体１３０の下部両側に第２緩衝部材４３０を備え、重量体１３０と下部プレート１２１の直接的な接触を防止することができる。
【００７６】
さらに、本発明による圧電振動モジュール１は、下部ケース１４０の中心部上に第３緩衝部材４４０を備え、この第３緩衝部材４４０を介して下部プレート１２１と下部ケース１４０の直接的な接触を防止することができる。
【００７７】
選択的に、第１緩衝部材４１０、第２緩衝部材４３０、及び第３緩衝部材４４０は、ゴム素材であることができ、これに限定されず、様々な素材で製作されることができる。
【００７８】
以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明はこれに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。
【００７９】
本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、圧電振動モジュールに適用可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１  圧電振動モジュール
１１０  上部ケース
１２０  振動プレート
１２１  下部プレート
１２２  上部プレート
１３０  重量体
１４０  下部ケース
１４１  結合端
１４２  案内溝
２００  圧電素子
２１１、２１２  内部電極
２２１  第１外部電極（外部電極）
２２２  第２外部電極（外部電極）
３００  フレキシブル回路基板（ＦＰＣＢ）
４００  導電性接着剤
４１０  第１緩衝部材
４３０  第２緩衝部材
４４０  第３緩衝部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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