[發明專利]壓電陶瓷組合物、壓電元件以及振蕩器

無效

• 申請號: 201110073923.6
• 申請日: 2011-03-23
• 公開（公告）號: CN102219511A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 田內剛士;東智久;曾根英明
• 申請（專利權）人: TDK株式會社
• 主分類號: C04B35/493
• 分類號: C04B35/493;H01L41/187;H01L41/09;H01L41/24;H03H9/02
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及壓電陶瓷組合物、壓電元件以及振蕩器。

背景技術

由于具有通過從外部受到壓力而引起電極化的壓電效應和通過從外部施加電場而產生壓變的逆壓電效應，壓電陶瓷組合物作為用于進行電能和機械能之間的相互轉換的材料而被使用。這種壓電陶瓷組合物被使用在振蕩器(諧振器)、濾波器、傳感器、執行器、點火元件或超聲波電動器等多種多樣的制品(參考日本特開2000-1367號公報)。

在這種壓電陶瓷組合物中，通過將各種各樣的次要成分添加到PZT類(PbTiO₃-PbZrO₃固溶體)和PT類(PbTiO₃類)的鈣鈦礦型氧化物來謀求特性的改善。例如，在日本特開2000-1367號公報中，提出了通過將Nb₂O₅和MnO₂添加到PbTiO₃類的鈣鈦礦型氧化物來提高共振頻率的溫度特性的方案。

發明內容

發明要解決的問題

在將具有壓電陶瓷組合物的振蕩器使用在振蕩回路的情況下，為了保證振蕩特性，要求振蕩器的Q_max大。另外，Q_max是指將位相角的最大值作為θ_max(單位：deg)時的tanθ_max，換言之，就是把電抗看作X，電阻看作R的時候的共振頻率fr和反共振頻率fa之間的Q(＝|X|/R)的最大值。此外，在振蕩電路中，近幾年，為了對應要求振蕩頻率F₀(單位：Hz)的窄公差的產品，要求振蕩頻率F₀的穩定性。

本發明人發現在低溫(例如-40℃左右)下保存使用現有的壓電陶瓷組合物的振蕩器的情況下，振蕩頻率F₀顯著變化。因此，導致以下問題，即在極低溫下長時間地保存振蕩器或具有振蕩器的電子設備的情況下，振蕩器的振蕩頻率F₀會變到公差范圍外。

在利用厚度縱向振動的3倍波(厚度縱向振動的3次諧波模型)的振蕩器的情況下，由于與利用彎曲振動模型的振蕩器等相比，所使用的頻帶高，因此在現有的壓電陶瓷組合物中，在Q_max和振蕩頻率F₀的穩定性方面得不到能夠充分滿足的組合物。利用厚度縱向振動的3倍波的振蕩器，例如作為產生用于控制微型電子計算機的基準時鐘的元件的諧振器的應用是可能的，也由于從實現對昂貴的晶體振蕩器的替代方面等，需要一種使用在利用厚度縱向振動的3倍波的振蕩器的時候發揮充分性能的壓電陶瓷組合物。

鑒于上述問題，本發明的目的在于提供一種提高振蕩器的Q_max并且能夠抑制在低溫環境下振蕩器的振蕩頻率F₀的變化的壓電陶瓷組合物、使用該壓電陶瓷組合物的壓電元件以及使用該壓電元件的振蕩器。解決問題的手段

為了達到上述目的，本發明的壓電陶瓷組合物具有由下列通式(1)表示的組成。本發明的壓電元件具有由壓電陶瓷組合物形成的基板。本發明的振蕩器具備本發明的壓電元件和電極。

根據上述的本發明，實現了Q_max較大并且在低溫環境下振蕩頻率F₀不容易變化的振蕩器。

發明效果

根據本發明，能夠提供振蕩器Q_max較大并且能夠抑制在低溫環境下振蕩器的振蕩頻率F₀的變化的壓電陶瓷組合物、使用該壓電陶瓷組合物的壓電元件以及使用該壓電元件的振蕩器。

附圖說明

圖1是表示本發明的振蕩器的優選實施方式的立體圖。

圖2是在圖1中表示的振蕩器的分解立體圖。

圖3是表示壓電陶瓷組合物的α+β+γ和x的值與振蕩器的振蕩頻率F₀的變化率之間的關系的圖。

圖4是表示壓電陶瓷組合物的α+β+γ和x的值與振蕩器Q_max之間的關系的圖。

符號說明

10……壓電元件，11……壓電基板，12……第1振動電極(振動電極)，13……第2振動電極(振動電極)，14……第1導線電極(導線電極)，15……第2導線電極(導線電極)，16、17……端部電極，20……頂板，21……第1空洞層(空洞層)，22……第1密封層(密封層)，31……第2空洞層(空洞層)，32……第2密封層(密封層)，40……基底基板，41、42、43……端子電極，100……振蕩器。

具體實施方式