JPH05139824A - 圧電性磁器組成物 - Google Patents
圧電性磁器組成物Info
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- JPH05139824A JPH05139824A JP3334447A JP33444791A JPH05139824A JP H05139824 A JPH05139824 A JP H05139824A JP 3334447 A JP3334447 A JP 3334447A JP 33444791 A JP33444791 A JP 33444791A JP H05139824 A JPH05139824 A JP H05139824A
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 焼結性が良く、耐熱温度が高く、機械的品質
係数が安定した品質のものを得ることができる圧電性磁
器組成物を提供することを目的としている。 【構成】 ＰｂＴｉＯ3 のＰｂの一部をＬａで置換した
チタン酸鉛系にＭｎ及びＣｒを添加し、一般式がＰｂ
1-3y/2Ｌａy ＴｉＯ3 ＋ｚ・｛（１−ｘ）ＭｎＯ2 ＋
（ｘ／２）・Ｃｒ2 Ｏ3 ｝，（ただし、０＜ｘ＜１，０
＜ｚ≦５ｗｔ％）で示される組成としたことを特徴とす
る。
係数が安定した品質のものを得ることができる圧電性磁
器組成物を提供することを目的としている。 【構成】 ＰｂＴｉＯ3 のＰｂの一部をＬａで置換した
チタン酸鉛系にＭｎ及びＣｒを添加し、一般式がＰｂ
1-3y/2Ｌａy ＴｉＯ3 ＋ｚ・｛（１−ｘ）ＭｎＯ2 ＋
（ｘ／２）・Ｃｒ2 Ｏ3 ｝，（ただし、０＜ｘ＜１，０
＜ｚ≦５ｗｔ％）で示される組成としたことを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波用のセラミック
フィルタ、セラミック発振子、セラミックディスクリミ
ネータ、表面弾性波素子などに用いる圧電磁器組成物に
関し、特に、厚み縦振動の３倍波を利用したセラミック
フィルタに使用する機械的品質係数（Ｑｍｔ）の安定し
た、群遅延特性のよい圧電磁器組成物に関する。
フィルタ、セラミック発振子、セラミックディスクリミ
ネータ、表面弾性波素子などに用いる圧電磁器組成物に
関し、特に、厚み縦振動の３倍波を利用したセラミック
フィルタに使用する機械的品質係数（Ｑｍｔ）の安定し
た、群遅延特性のよい圧電磁器組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、セラミックフィルタに使用す
る圧電性セラミックス素子の材料としては、例えば、チ
タン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3 ）系のものが知られている。こ
のＰｂＴｉＯ3 系はその比誘電率が小さく、機械的品質
係数が高く、キュリー点が高いので高温での高周波用の
共振子材料としてすぐれている。それは、フィルタにし
たときの分解能を向上させるには、電気機械的結合係数
を低下させることなく、機械的品質係数（Ｑｍｔ）を小
さくすることが望まれるからである。また、近年電子部
品のチップ化が進み、従来のリード付樹脂モールド素子
や金属ケースに封入された素子の他に、小型の表面実装
が可能なセラミックフィルタ、セラミック発振子、セラ
ミックディスクリミネータ、セラミックトラップ等の圧
電素子が開発されている。従来のリード付樹脂モールド
素子や金属ケースに封入された素子の他には、はんだ付
け実装時に圧電セラミックスの温度上昇は２００℃程度
に抑えられていたが、これらのチップ素子でははんだ付
けの時に圧電セラミックスも３００℃程度の高温にさら
されるようになった。そのような高温での特性が変化し
ない電子部品の要求に応える圧電セラミックスとしてＰ
ｂＴｉＯ3 系の磁器が使用されている。しかし、ＰｂＴ
ｉＯ3 系の磁器は、焼結性が悪く、分極性も悪いため大
型化できなかった。そこで、これらの欠点を解消するた
め、Ｐｂの一部をＬａに置換し、Ｍｎを添加したチタン
酸鉛系の圧電磁器組成物がある。
る圧電性セラミックス素子の材料としては、例えば、チ
タン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3 ）系のものが知られている。こ
のＰｂＴｉＯ3 系はその比誘電率が小さく、機械的品質
係数が高く、キュリー点が高いので高温での高周波用の
共振子材料としてすぐれている。それは、フィルタにし
たときの分解能を向上させるには、電気機械的結合係数
を低下させることなく、機械的品質係数（Ｑｍｔ）を小
さくすることが望まれるからである。また、近年電子部
品のチップ化が進み、従来のリード付樹脂モールド素子
や金属ケースに封入された素子の他に、小型の表面実装
が可能なセラミックフィルタ、セラミック発振子、セラ
ミックディスクリミネータ、セラミックトラップ等の圧
電素子が開発されている。従来のリード付樹脂モールド
素子や金属ケースに封入された素子の他には、はんだ付
け実装時に圧電セラミックスの温度上昇は２００℃程度
に抑えられていたが、これらのチップ素子でははんだ付
けの時に圧電セラミックスも３００℃程度の高温にさら
されるようになった。そのような高温での特性が変化し
ない電子部品の要求に応える圧電セラミックスとしてＰ
ｂＴｉＯ3 系の磁器が使用されている。しかし、ＰｂＴ
ｉＯ3 系の磁器は、焼結性が悪く、分極性も悪いため大
型化できなかった。そこで、これらの欠点を解消するた
め、Ｐｂの一部をＬａに置換し、Ｍｎを添加したチタン
酸鉛系の圧電磁器組成物がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のＰｂＴｉＯ3 系のＰｂの一部をＬａに置換し、Ｍｎ
を添加した圧電性磁器組成物は、機械的品質係数（Ｑｍ
ｔ）が大きく、フィルタにしたときの群遅延特性が悪く
なるという問題点があった。そこで、それを改善しよう
としてＭｎの添加量を少なくしていくと、Ｑｍｔが急激
に変化するところがあり、このコントロールが困難で安
定した所要の品質のものを作りにくいという問題点があ
った。
来のＰｂＴｉＯ3 系のＰｂの一部をＬａに置換し、Ｍｎ
を添加した圧電性磁器組成物は、機械的品質係数（Ｑｍ
ｔ）が大きく、フィルタにしたときの群遅延特性が悪く
なるという問題点があった。そこで、それを改善しよう
としてＭｎの添加量を少なくしていくと、Ｑｍｔが急激
に変化するところがあり、このコントロールが困難で安
定した所要の品質のものを作りにくいという問題点があ
った。
【０００４】本発明は、上記従来技術の有する問題点に
鑑みてなされたもので、焼結性が良く耐熱温度が高く、
機械的品質係数が安定した品質のものを得ることができ
る圧電性磁器組成物を提供することを目的としている。
鑑みてなされたもので、焼結性が良く耐熱温度が高く、
機械的品質係数が安定した品質のものを得ることができ
る圧電性磁器組成物を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る圧電性磁器
組成物は、ＰｂＴｉＯ3 のＰｂの一部をＬａで置換した
チタン酸鉛系にＭｎ及びＣｒを添加し、一般式が、Ｐｂ
1-3y/2Ｌａy ＴｉＯ3 ＋Ｚ・｛（１−ｘ）ＭｎＯ2 ＋
（ｘ／２）・Ｃｒ2 Ｏ3｝で示される組成（ただし、０
＜ｘ＜１ 、０＜ｚ≦５ｗｔ％）としたことを特徴とす
る。
組成物は、ＰｂＴｉＯ3 のＰｂの一部をＬａで置換した
チタン酸鉛系にＭｎ及びＣｒを添加し、一般式が、Ｐｂ
1-3y/2Ｌａy ＴｉＯ3 ＋Ｚ・｛（１−ｘ）ＭｎＯ2 ＋
（ｘ／２）・Ｃｒ2 Ｏ3｝で示される組成（ただし、０
＜ｘ＜１ 、０＜ｚ≦５ｗｔ％）としたことを特徴とす
る。
【０００６】本発明において、圧電性磁器組成物の組成
を上記範囲に限定した理由は次の通りである。Ｐｂの一
部をＬａで置換しないと、焼結性が悪くて強度が弱く、
分極性も悪いため大型化できない。副成分としてＭｎＯ
2 及びＣｒ2 Ｏ3 を含有させたのは、圧電特性を低下さ
せずに耐熱性と経時変化を向上させるとともに、Ｑｍｔ
が急激に変化するのをさけ、安定させるためである。Ｍ
ｎＯ2 とＣｒ2 Ｏ3 を添加しないと、耐熱性と経時変化
を向上させることができず、ＭｎＯ2 又はＣｒ2 Ｏ3 が
５ｗｔ％を超えると、耐熱性と焼結性が悪くなり強度が
弱くなる。特に、ＭｎＯ2 が５ｗｔ％を超えると、Ｑｍ
ｔが２０００以上と大きくなりすぎて群遅延特性が悪く
なり、ＭｎＯ2 を添加しなかったり範囲を外れると、Ｑ
ｍｔが７００以下と小さくなりすぎ、分離性能が悪くな
り、フィルタとして適さなくなる。しかも、ＭｎＯ2 と
Ｃｒ2 Ｏ3 の添加量の割合をｘの関数で規定し、そのｘ
を０＜ｘ＜１としたのは、Ｃｒ2 Ｏ3 を添加しないと、
Ｑｍｔが急激に変化する組成ができる。また、ｘが１を
超えるとＭｎＯ2を添加しないことになり、圧電特性が
低下しフィルタとしたときの分離性能が低下する。その
ため、０＜ｘ＜１とした。
を上記範囲に限定した理由は次の通りである。Ｐｂの一
部をＬａで置換しないと、焼結性が悪くて強度が弱く、
分極性も悪いため大型化できない。副成分としてＭｎＯ
2 及びＣｒ2 Ｏ3 を含有させたのは、圧電特性を低下さ
せずに耐熱性と経時変化を向上させるとともに、Ｑｍｔ
が急激に変化するのをさけ、安定させるためである。Ｍ
ｎＯ2 とＣｒ2 Ｏ3 を添加しないと、耐熱性と経時変化
を向上させることができず、ＭｎＯ2 又はＣｒ2 Ｏ3 が
５ｗｔ％を超えると、耐熱性と焼結性が悪くなり強度が
弱くなる。特に、ＭｎＯ2 が５ｗｔ％を超えると、Ｑｍ
ｔが２０００以上と大きくなりすぎて群遅延特性が悪く
なり、ＭｎＯ2 を添加しなかったり範囲を外れると、Ｑ
ｍｔが７００以下と小さくなりすぎ、分離性能が悪くな
り、フィルタとして適さなくなる。しかも、ＭｎＯ2 と
Ｃｒ2 Ｏ3 の添加量の割合をｘの関数で規定し、そのｘ
を０＜ｘ＜１としたのは、Ｃｒ2 Ｏ3 を添加しないと、
Ｑｍｔが急激に変化する組成ができる。また、ｘが１を
超えるとＭｎＯ2を添加しないことになり、圧電特性が
低下しフィルタとしたときの分離性能が低下する。その
ため、０＜ｘ＜１とした。
【０００７】
【作用】本発明に係る圧電性磁器組成物は、上記のよう
にＰｂの一部をＬａで置換するとともに副成分としてＭ
ｎ及びＣｒをＭｎＯ2 とＣｒ2 Ｏ3 の合計量で０〜５ｗ
ｔ％添加することとしたので、ＰｂとＬａ及び副成分の
ＭｎＯ2 及びＣｒ2 Ｏ3 との相互作用により、機械的品
質係数Ｑｍｔは急激に変化することがなく安定し、７０
０＜Ｑｍｔ＜２０００でＣｒ2 Ｏ3 の添加量に従って減
少する。
にＰｂの一部をＬａで置換するとともに副成分としてＭ
ｎ及びＣｒをＭｎＯ2 とＣｒ2 Ｏ3 の合計量で０〜５ｗ
ｔ％添加することとしたので、ＰｂとＬａ及び副成分の
ＭｎＯ2 及びＣｒ2 Ｏ3 との相互作用により、機械的品
質係数Ｑｍｔは急激に変化することがなく安定し、７０
０＜Ｑｍｔ＜２０００でＣｒ2 Ｏ3 の添加量に従って減
少する。
【０００８】
【実施例】次に本発明を実施例により詳しく説明する。
出発原料として、ＰｂＯ，ＴｉＯ2 ，Ｌａ2 Ｏ3 ，Ｃｒ
2 Ｏ3 ，ＭｎＯ2 を使用し、これらの粉末を、Ｐｂ
1-3y/2Ｌａy のｙ＝０．１とした、Ｐｂ0.85Ｌａ0.1 Ｔ
ｉＯ3 ＋１．５（（１−ｘ）ＭｎＯ2 ＋（ｘ／２）Ｃｒ
2 Ｏ3 ）で示される組成で、ｘをかえるように秤量し
た。この原料粉末を湿式粉砕して混合乾燥後、約８００
℃で２時間仮焼した。次いで、この仮焼粉に酢酸ビニル
系バインダー２．５ｗｔ％を加えて混合し、成形圧１to
n ／ｃｍ2 の圧力でプレス成形し１０mm×１０mm×厚さ
１．０mmの方形板状の成形体を得た。この成形体を１２
００〜１２５０℃で２〜４時間かけて焼成した。こうし
て得られた成形体を厚さ０．５mmにラップした後、両面
に銀を蒸着し、８０〜１５０℃の絶縁油中において２〜
５ＫＶ／ｍｍの電界を１０〜６０分間印加して分極処理
した。この成形体に図１に示すように、エッチングによ
り表裏面に対向電極２，３と、この各対向電極にそれぞ
れ接続した引出し電極４，５を形成した。
出発原料として、ＰｂＯ，ＴｉＯ2 ，Ｌａ2 Ｏ3 ，Ｃｒ
2 Ｏ3 ，ＭｎＯ2 を使用し、これらの粉末を、Ｐｂ
1-3y/2Ｌａy のｙ＝０．１とした、Ｐｂ0.85Ｌａ0.1 Ｔ
ｉＯ3 ＋１．５（（１−ｘ）ＭｎＯ2 ＋（ｘ／２）Ｃｒ
2 Ｏ3 ）で示される組成で、ｘをかえるように秤量し
た。この原料粉末を湿式粉砕して混合乾燥後、約８００
℃で２時間仮焼した。次いで、この仮焼粉に酢酸ビニル
系バインダー２．５ｗｔ％を加えて混合し、成形圧１to
n ／ｃｍ2 の圧力でプレス成形し１０mm×１０mm×厚さ
１．０mmの方形板状の成形体を得た。この成形体を１２
００〜１２５０℃で２〜４時間かけて焼成した。こうし
て得られた成形体を厚さ０．５mmにラップした後、両面
に銀を蒸着し、８０〜１５０℃の絶縁油中において２〜
５ＫＶ／ｍｍの電界を１０〜６０分間印加して分極処理
した。この成形体に図１に示すように、エッチングによ
り表裏面に対向電極２，３と、この各対向電極にそれぞ
れ接続した引出し電極４，５を形成した。
【０００９】この電極に電圧を印加して、図１に示すよ
うにして、厚み縦３倍波のエネルギー閉じ込め振動を測
定し、ｘを変えて組成のＱｍｔの値を求め、その結果を
図２に示した。また、観察により焼結性を観察した。こ
の測定及び観察結果によれば、焼結性が良好で、Ｑｍｔ
の値がｘの増加に従いゆるやかに減少していることか
ら、ｘを変えることによって、安定した所望のＱｍｔの
値に調整することができる。
うにして、厚み縦３倍波のエネルギー閉じ込め振動を測
定し、ｘを変えて組成のＱｍｔの値を求め、その結果を
図２に示した。また、観察により焼結性を観察した。こ
の測定及び観察結果によれば、焼結性が良好で、Ｑｍｔ
の値がｘの増加に従いゆるやかに減少していることか
ら、ｘを変えることによって、安定した所望のＱｍｔの
値に調整することができる。
【００１０】
【発明の効果】本発明による圧電性磁器組成物によれ
ば、焼結性が良好で強度が大きく、機械的品質係数を安
定させることができ、分解性能の良い群遅延特性の良い
フィルタを得ることができる。
ば、焼結性が良好で強度が大きく、機械的品質係数を安
定させることができ、分解性能の良い群遅延特性の良い
フィルタを得ることができる。
【図１】本発明による圧電性磁器組成物から得られた成
形体に形成した電極を説明する図である。
形体に形成した電極を説明する図である。
【図２】上記実施例のＭｎとＣｒの添加量の関係ｘと、
得られた機械的品質係数の値との関係を示す図である。
得られた機械的品質係数の値との関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂部 行雄 京都府長岡京市天神二丁目26番10号株式会 社村田製作所内
Claims (1)
- 【請求項１】 ＰｂＴｉＯ3 のＰｂの一部をＬａで置換
したチタン酸鉛系にＭｎ及びＣｒを添加し、一般式がＰ
ｂ1-3y/2Ｌａy ＴｉＯ3 ＋ｚ・｛（１−ｘ）ＭｎＯ2 ＋
（ｘ／２）・Ｃｒ2 Ｏ3 ｝で示される組成（ただし、０
＜ｘ＜１，０＜ｚ≦５ｗｔ％）としたことを特徴とする
圧電性磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3334447A JPH05139824A (ja) | 1991-11-21 | 1991-11-21 | 圧電性磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3334447A JPH05139824A (ja) | 1991-11-21 | 1991-11-21 | 圧電性磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05139824A true JPH05139824A (ja) | 1993-06-08 |
Family
ID=18277491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3334447A Pending JPH05139824A (ja) | 1991-11-21 | 1991-11-21 | 圧電性磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05139824A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010029246A (ko) * | 1999-09-30 | 2001-04-06 | 강상훈 | 압전세라믹 조성물 |
| US6764609B2 (en) | 2001-10-11 | 2004-07-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric ceramic composition and piezoelectric element using the same |
| KR100865790B1 (ko) * | 2004-02-27 | 2008-10-29 | 디터 람사우어 | 개구부 안에 장착되는 핸들 |
| US7839060B2 (en) | 2007-10-18 | 2010-11-23 | Tdk Corporation | Piezoelectric ceramic composition and oscillator |
-
1991
- 1991-11-21 JP JP3334447A patent/JPH05139824A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010029246A (ko) * | 1999-09-30 | 2001-04-06 | 강상훈 | 압전세라믹 조성물 |
| US6764609B2 (en) | 2001-10-11 | 2004-07-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric ceramic composition and piezoelectric element using the same |
| KR100865790B1 (ko) * | 2004-02-27 | 2008-10-29 | 디터 람사우어 | 개구부 안에 장착되는 핸들 |
| US7839060B2 (en) | 2007-10-18 | 2010-11-23 | Tdk Corporation | Piezoelectric ceramic composition and oscillator |
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