[發(fā)明專利]壓電陶瓷組合物及諧振器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710148946.2
• 申請(qǐng)日: 2007-09-12
• 公開（公告）號(hào): CN101148350A
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 寺西惠介;廣瀨正和;東智久
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: TDK株式會(huì)社
• 主分類號(hào): C04B35/01
• 分類號(hào): C04B35/01;H01L41/187
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 陳建全

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及壓電陶瓷組合物，特別涉及具有高耐熱性且適合諧振器的壓電陶瓷組合物。

背景技術(shù)

自發(fā)現(xiàn)Pb(Zr·Ti)O₃(以下，稱為PZT)的準(zhǔn)同型相界附近的組成顯示優(yōu)異的壓電特性以來，該壓電材料因居里溫度高，溫度變化、經(jīng)時(shí)變化優(yōu)異，所以被用于各種各樣的制品領(lǐng)域。在作為壓電材料的用途之一的諧振器時(shí)，對(duì)于壓電材料來說，作為電特性要求Q_max(Q_max＝tanθ_max：θ_max是諧振頻率和反諧振頻率間的相位角的最大值)大。該諧振器以表面安裝型部件的形式被制作。在此種情況下，壓電材料被要求具有耐熱性。這是因?yàn)樵趯弘姴牧习惭b在印刷電路板上時(shí)，要通過焊錫回流爐。此處，所謂耐熱性高或優(yōu)異，指的是受到熱沖擊后的特性的變動(dòng)小。

專利文獻(xiàn)1中公開了謀求了提高耐熱性的壓電陶瓷組合物。該壓電陶瓷組合物的特征在于，具有用Pb_a[(Mn_1/3Nb_2/3)_xTi_yZr_z]O₃表示的主成分(其中，0.97≤a≤1.01、0.04≤x≤0.16、0.48≤y≤0.58、0.32≤z≤0.41)，且含有以各元素的氧化物換算計(jì)為0.01～15.0wt％的選自Al、Ga、In、Ta及Sc之中的至少1種元素作為副成分。

專利文獻(xiàn)1中公開的壓電陶瓷組合物顯示出在施加熱沖擊前后的振蕩頻率F₀的變化率的絕對(duì)值|ΔF₀|為0.07％左右的優(yōu)異的耐熱性。另外，該耐熱性|ΔF₀|按以下方式求出。在測定了得到的試樣的F₀(試驗(yàn)前)后，用鋁箔包裹該試樣，在265℃的焊料浴中浸漬10秒鐘。然后，從鋁箔取出試樣，在室溫下，在大氣中放置24小時(shí)。在放置24小時(shí)后再次測定F₀(試驗(yàn)后)。基于下述式(1)求出試驗(yàn)前和試驗(yàn)后(經(jīng)過24小時(shí)后)的F₀的變化率，通過其絕對(duì)值(|ΔF₀|)來評(píng)價(jià)耐熱性。|ΔF₀|如由式(1)所特別指定的那樣，是振蕩頻率F₀在施加熱沖擊前后的變化率的絕對(duì)值。

式(1)

專利文獻(xiàn)1：國際公開第2005/092817號(hào)小冊(cè)子

發(fā)明內(nèi)容

可是，一直在要求進(jìn)一步提高該耐熱性。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有比專利文獻(xiàn)1更高的耐熱性的壓電陶瓷組合物，具體地說是具有上述的|ΔF₀|為0.05％以下的耐熱性的壓電陶瓷組合物。

本發(fā)明人等以專利文獻(xiàn)1的主成分用Pb_a[(Mn_1/3Nb_2/3)_xTi_yZr_z]O₃表示的壓電陶瓷組合物為對(duì)象，對(duì)耐熱性的提高進(jìn)行了研究。通過以Mn和Nb都達(dá)到化學(xué)計(jì)量組成的方式調(diào)整該主成分，但按規(guī)定范圍將Mn設(shè)定為比化學(xué)計(jì)量組成(1/3＝0.333)富余(rich)，而按規(guī)定范圍將Nb設(shè)定為比化學(xué)計(jì)量組成(2/3＝0.667)不足(poor)，從而確認(rèn)能夠進(jìn)一步提高耐熱性。本發(fā)明是基于以上的發(fā)現(xiàn)而得到的，其是一種壓電陶瓷組合物，其特征在于，具有用Pb_a[(Mn_bNb_c)_dTi_eZr_f]O₃表示的主成分，在所述組成式中，a、b、c、d、e及f滿足0.98≤a≤1.01、0.340≤b≤0.384、0.616≤c≤0.660、0.08≤d≤0.12、0.500≤e≤0.540、0.37≤f≤0.41、bd+cd+e+f＝1，并且含有以Al₂O₃換算計(jì)為1～10wt％的Al作為副成分。

在本發(fā)明的壓電陶瓷組合物中，優(yōu)選0.345≤b≤0.375、0.625≤c≤0.655。此外，作為副成分，優(yōu)選含有以Al₂O₃換算計(jì)為2～6wt％的Al，更優(yōu)選含有以Al₂O₃換算計(jì)為2～4wt％的Al。