JP2000281434A - Dielectric porcelain - Google Patents

Dielectric porcelain

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JP2000281434A
JP2000281434A JP11091774A JP9177499A JP2000281434A JP 2000281434 A JP2000281434 A JP 2000281434A JP 11091774 A JP11091774 A JP 11091774A JP 9177499 A JP9177499 A JP 9177499A JP 2000281434 A JP2000281434 A JP 2000281434A
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JP
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dielectric
perovskite
composite oxide
dielectric porcelain
porcelain
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JP11091774A
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Japanese (ja)
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Tomonobu Eguchi
知宣 江口
Shuichi Fukuoka
修一 福岡
Hitoshi Nakakubo
仁 中久保
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a dielectric porcelain having a temperature coefficient capable of compensating temperature coefficient of a piezoelectric resonator and having high folding endurance. SOLUTION: This dielectric porcelain has main crystalline particles 1 comprising perovskite type complex oxide containing at least Pb, Mg, Nb and Ti as metal elements and crystalline particles 2 comprising a bismuth layered compound which is present in grain boundary of the main crystalline particles 1. The bismuth layered compound is preferably at least one kind of compound among SrBi4Ti4O15, CaBi4Ti4O15 and PbBi4Ti4O15.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は誘電体磁器に関し、
特に、負荷容量内蔵型発振子の容量素子として用いられ
る誘電体磁器に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a dielectric porcelain,
In particular, the present invention relates to a dielectric ceramic used as a capacitive element of an oscillator having a built-in load capacitance.

【0002】[0002]

【従来技術】近年、情報通信機器の小型化により、携帯
型情報通信機器の普及が高まっており、機器に搭載され
る各種電子部品は小型化、低背化が進められている。特
に情報通信機器に組み込まれている発振子においては、
マイコンの基準信号用として広く使用されており、小型
低背型発振子が強く望まれている。
2. Description of the Related Art In recent years, portable information communication devices have been widely used due to miniaturization of information communication devices, and various electronic components mounted on the devices have been reduced in size and height. Especially for oscillators built into information and communication equipment,
It is widely used as a reference signal for microcomputers, and there is a strong demand for a small, low-profile oscillator.

【0003】発振回路は、図3に示す等価回路のよう
に、圧電振動子11の両端と接地電位との間に2つの負
荷容量成分C1 、C2 が接続され、さらに、圧電振動子
11の両端間に帰還抵抗15、インバータ16がそれぞ
れ接続されていた。このように、発振回路には負荷容量
成分C1 、C2 が必要であるため、部品点数の削減と小
型低背化のため、負荷容量を内蔵した発振子が広く知ら
れている。
In an oscillation circuit, two load capacitance components C 1 and C 2 are connected between both ends of a piezoelectric vibrator 11 and a ground potential, as shown in an equivalent circuit shown in FIG. , The feedback resistor 15 and the inverter 16 are connected respectively. As described above, since the oscillation circuit needs the load capacitance components C 1 and C 2 , an oscillator having a built-in load capacitance is widely known in order to reduce the number of components and reduce the size and height.

【0004】負荷容量内蔵型発振子には、例えば、圧電
共振子と負荷容量素子を張り合わせ、抗折強度の高いア
ルミナ製の基板上に固定し、金属製もしくはセラミック
製の蓋で覆った構造のものがある。この場合、発振子の
低背化には構成部材の一つである負荷容量素子の薄型化
が必要となる。また、発振子に必ず要求される電気特性
として、発振周波数の温度特性がある。
A resonator having a built-in load capacitance has a structure in which, for example, a piezoelectric resonator and a load capacitance element are adhered to each other, fixed on an alumina substrate having high bending strength, and covered with a metal or ceramic lid. There is something. In this case, in order to reduce the height of the oscillator, it is necessary to reduce the thickness of the load capacitance element, which is one of the constituent members. The electrical characteristics required of the oscillator include temperature characteristics of the oscillation frequency.

【0005】発振周波数の温度特性は、特開平2−21
7006号公報等に記載されているように、圧電共振子
の温度特性だけでなく、負荷容量素子の静電容量の温度
特性によっても大きな影響を受ける。特に厚み滑り振動
の基本波を用いたPbTiO3 系発振子の場合、負荷容
量素子の静電容量の温度変化により発振周波数の温度特
性は大きく変化する。このため、広い温度範囲において
発振周波数の変化が小さい発振子を得るには、最適な負
荷容量素子を選定し、圧電共振子と組み合わせる必要が
ある。特に近年では、発振周波数の温度安定性を小さく
することが望まれており、より厳密に発振子の温度特性
を制御する必要がある。
The temperature characteristics of the oscillation frequency are described in
As described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 7006 and the like, not only the temperature characteristics of the piezoelectric resonator but also the temperature characteristics of the capacitance of the load capacitance element are greatly affected. In particular, in the case of a PbTiO 3 -based oscillator using a fundamental wave of thickness-shear vibration, the temperature characteristic of the oscillation frequency greatly changes due to the temperature change of the capacitance of the load capacitor. For this reason, in order to obtain an oscillator having a small change in the oscillation frequency in a wide temperature range, it is necessary to select an optimum load capacitance element and combine it with a piezoelectric resonator. Particularly, in recent years, it has been desired to reduce the temperature stability of the oscillation frequency, and it is necessary to control the temperature characteristics of the oscillator more strictly.

【0006】従来、負荷容量素子を構成する誘電体磁器
組成物としては、−40〜+150℃の温度範囲で静電
容量の温度係数が負であるPb(Mg1/3 Nb2/3 )O
3 を主成分として、少なくともPbTiO3 を含有した
ペロブスカイト型複合酸化物からなる誘電体磁器が用い
られていた。
Conventionally, as a dielectric ceramic composition constituting a load capacitance element, Pb (Mg 1/3 Nb 2/3 ) O having a negative temperature coefficient of capacitance in a temperature range of -40 to + 150 ° C.
A dielectric porcelain made of a perovskite-type composite oxide containing 3 as a main component and at least PbTiO 3 has been used.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記P
b(Mg1/3 Nb2/3 )O3 を主成分とし、少なくとも
PbTiO3 を含有したペロブスカイト型複合酸化物か
らなる誘電体磁器は、抗折強度が110MPa程度であ
り、研磨工程での割れ、欠けの発生頻度が非常に高く、
低背化のために磁器厚みを200μmまで薄くしていっ
た場合、得られる磁器は投入量の約70%の歩留りでし
かなかった。
However, the above P
A dielectric porcelain composed of a perovskite-type composite oxide containing b (Mg 1/3 Nb 2/3 ) O 3 as a main component and containing at least PbTiO 3 has a transverse rupture strength of about 110 MPa and cracks during the polishing step. , The frequency of chipping is very high,
When the thickness of the porcelain was reduced to 200 μm to reduce the height, the resulting porcelain had a yield of only about 70% of the input amount.

【0008】また、強度が低いため、基板からの素子切
り出し等の加工においても、素子の割れ、端部のチッピ
ングが生じやすいという問題があった。さらに、負荷容
量内蔵型発振子は、圧電共振子と負荷容量素子を張り合
わせ、抗折強度の高いアルミナ製の基板上に固定する必
要があるが、リフロー特性や熱衝撃テストにおいて、ア
ルミナ製基板との熱収縮の差による応力の発生で、負荷
容量素子が割れてしまう可能性があるため、負荷容量素
子の誘電体磁器の厚みを400μm程度にしなければな
らなく、低背型発振子を得ることができなかった。
Further, since the strength is low, there is a problem that cracking of the element and chipping of the end portion are apt to occur even in processing such as cutting out the element from the substrate. In addition, the built-in load capacitance type oscillator requires the piezoelectric resonator and the load capacitance element to be bonded together and fixed on an alumina substrate with high flexural strength. Since the load capacitance element may be broken due to the generation of stress due to the difference in thermal shrinkage, the thickness of the dielectric porcelain of the load capacitance element must be about 400 μm, and a low-profile type oscillator must be obtained. Could not.

【0009】そこで、本発明は、圧電共振子の温度係数
を補償できる温度係数を有するとともに、高い抗折強度
を有する誘電体磁器を提供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a dielectric ceramic having a temperature coefficient capable of compensating for the temperature coefficient of a piezoelectric resonator and having a high bending strength.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の誘電体磁器は、
金属元素として少なくともPb、Mg、NbおよびTi
を含有するペロブスカイト型複合酸化物からなる主結晶
粒子と、該主結晶粒子の粒界に存在するビスマス層状化
合物からなる結晶粒子とを有するものである。ここで、
ビスマス層状化合物はSrBi4 Ti4 15、CaBi
4 Ti4 15、BaBi4 Ti4 15およびPbBi4
Ti4 15のうち少なくとも1種であることが望まし
い。
According to the present invention, there is provided a dielectric porcelain comprising:
At least Pb, Mg, Nb and Ti as metal elements
And main crystal particles composed of a perovskite-type composite oxide containing the same, and crystal particles composed of a bismuth layer compound present at the grain boundaries of the main crystal particles. here,
The bismuth layer compound is SrBi 4 Ti 4 O 15 , CaBi
4 Ti 4 O 15 , BaBi 4 Ti 4 O 15 and PbBi 4
Desirably, at least one of Ti 4 O 15 is used.

【0011】また、本発明の誘電体磁器は、金属元素と
して少なくともPb、Mg、NbおよびTiを含有する
ペロブスカイト型複合酸化物を主成分とし、該主成分1
00重量部に対してSrBi4 Ti4 15、CaBi4
Ti4 15、BaBi4 Ti4 15およびPbBi4
4 15のうち少なくとも1種を0.5〜15.0重量
部含有することが望ましい。
The dielectric porcelain of the present invention comprises, as a main component, a perovskite-type composite oxide containing at least Pb, Mg, Nb and Ti as metal elements.
SrBi 4 Ti 4 O 15 , CaBi 4
Ti 4 O 15 , BaBi 4 Ti 4 O 15 and PbBi 4 T
It is desirable that at least one of i 4 O 15 be contained in an amount of 0.5 to 15.0 parts by weight.

【0012】さらに、ペロブスカイト型複合酸化物は、
組成式をPb1-a a {(Mg1/3Nb2/3 b (Co
1/3 Nb2/3 c }Ti1-b-c 3 と表した時(AはB
a、SrおよびCaのうち少なくとも1種)、前記a、
bおよびcが、0.25≦a≦0.60、0.60≦b
≦0.80、0.01≦c≦0.20、b+c<1.0
0を満足することが望ましい。
Further, the perovskite-type composite oxide is
The composition formula is expressed as Pb 1-a A a {(Mg 1/3 Nb 2/3 ) b (Co
1/3 Nb 2/3 ) c } Ti 1-bc O 3 (A is B
a, at least one of Sr and Ca),
b and c are 0.25 ≦ a ≦ 0.60, 0.60 ≦ b
≦ 0.80, 0.01 ≦ c ≦ 0.20, b + c <1.0
It is desirable to satisfy 0.

【0013】[0013]

【作用】本発明の誘電体磁器は、金属元素として少なく
ともPb、Mg、NbおよびTiを含有するペロブスカ
イト型複合酸化物は高誘電率であり、さらに、このペロ
ブスカイト型複合酸化物からなる主結晶粒子の粒界に、
ビスマス層状化合物からなる結晶粒子を存在せしめるこ
とにより、高誘電率を維持した状態で、磁器強度を向上
できるとともに、静電容量の温度係数を−1000〜−
3000ppm/℃とすることができる。
According to the dielectric porcelain of the present invention, the perovskite-type composite oxide containing at least Pb, Mg, Nb and Ti as metal elements has a high dielectric constant, and the main crystal particles comprising the perovskite-type composite oxide In the grain boundaries of
The presence of crystal particles composed of the bismuth layered compound allows the ceramic strength to be improved while maintaining a high dielectric constant, and the temperature coefficient of capacitance to be -1000 to-
3000 ppm / ° C.

【0014】即ち、主結晶粒子の粒界にアクセプト比が
大きなビスマス層状化合物の結晶粒子を適量に分散させ
ることで、磁器内における応力の分散を効果的にし、結
果として機械的強度の向上を図ることができる。
That is, by appropriately dispersing crystal particles of the bismuth layered compound having a large accept ratio in the grain boundaries of the main crystal particles, the stress in the porcelain can be effectively dispersed, and as a result, the mechanical strength is improved. be able to.

【0015】また、金属元素として少なくともPb、M
g、NbおよびTiを含有するペロブスカイト型複合酸
化物は高誘電率であり、ビスマス層状化合物の適量含有
により、誘電率を低下させることなく、高い機械的強度
を維持できる。
Further, at least Pb, M
The perovskite-type composite oxide containing g, Nb and Ti has a high dielectric constant, and can maintain high mechanical strength without lowering the dielectric constant by containing an appropriate amount of the bismuth layered compound.

【0016】さらに、金属元素として少なくともPb、
Mg、NbおよびTiを含有するペロブスカイト型複合
酸化物は、−40〜+150℃の温度範囲で静電容量の
温度係数が負側に大きく、ビスマス層状化合物は−40
〜+150℃の温度範囲で静電容量の温度係数が100
0〜2000ppm/℃であり、これらの複合体である
本発明の誘電体磁器は、主結晶粒子の温度係数を大幅に
変化させることなく、誘電体磁器の静電容量の温度係数
を−1000〜−3000ppm/℃の範囲とすること
ができる。
Further, at least Pb as a metal element,
The perovskite-type composite oxide containing Mg, Nb and Ti has a large negative temperature coefficient of capacitance in a temperature range of −40 to + 150 ° C., and the bismuth layered compound has a temperature coefficient of −40.
The temperature coefficient of capacitance is 100 in the temperature range of
0 to 2000 ppm / ° C., and the dielectric ceramic of the present invention, which is a composite of these, has a temperature coefficient of capacitance of −1000 to −1000 without significantly changing the temperature coefficient of the main crystal grains. It can be in the range of -3000 ppm / ° C.

【0017】これにより、−40〜+150℃の温度範
囲で発振周波数の温度特性が±0.3%以内である圧電
共振子と組み合わせることにより、発振周波数の温度特
性を補正して、負荷容量内蔵型発振子としての発振周波
数の温度係数を殆ど0にすることができる。
By combining with a piezoelectric resonator having a temperature characteristic of the oscillation frequency within ± 0.3% in a temperature range of −40 to + 150 ° C., the temperature characteristic of the oscillation frequency is corrected, and the load capacitance is incorporated. The temperature coefficient of the oscillation frequency of the type resonator can be almost zero.

【0018】従って、本発明の誘電体磁器は高強度であ
るため、200μmまで板厚を薄くした場合においても
加工時の歩留りを99%以上とすることができ、帰還回
路を構成する、低背型発振子の負荷容量素子用の誘電体
磁器を得ることができる。
Therefore, since the dielectric ceramic of the present invention has a high strength, the yield at the time of processing can be 99% or more even when the plate thickness is reduced to 200 μm, and the low-profile, low-level structure constituting the feedback circuit is realized. A dielectric ceramic for a load capacitance element of a type resonator can be obtained.

【0019】また、ビスマス層状化合物をXBi4 Ti
4 15(XはSr、Ca、BaおよびPbのうち少なく
とも1種)とすることにより、磁器強度をさらに向上で
きる。
Further, the bismuth layered compound is XBi 4 Ti
By using 4 O 15 (X is at least one of Sr, Ca, Ba and Pb), the porcelain strength can be further improved.

【0020】さらに、本発明の誘電体磁器は、金属元素
として少なくともPb、Mg、NbおよびTiを含有す
るペロブスカイト型複合酸化物を主成分とし、該主成分
100重量部に対してXBi4 Ti4 15(XはSr、
Ca、BaおよびPbのうち少なくとも1種)、つま
り、SrBi4 Ti4 15、CaBi4 Ti4 15、B
aBi4 Ti4 15およびPbBi4 Ti4 15のうち
少なくとも1種を0.5〜15.0重量部含有すること
により、高誘電率を維持した状態で、磁器強度を向上で
きるとともに、静電容量の温度係数を−1000〜−3
000ppm/℃とすることができる。
Further, the dielectric porcelain of the present invention comprises, as a main component, a perovskite-type composite oxide containing at least Pb, Mg, Nb and Ti as metal elements, and 100 parts by weight of XBi 4 Ti 4 O 15 (X is Sr,
At least one of Ca, Ba and Pb), that is, SrBi 4 Ti 4 O 15 , CaBi 4 Ti 4 O 15 , B
at least one of aBi 4 Ti 4 O 15 and PbBi 4 Ti 4 O 15 by containing 0.5 to 15.0 parts by weight, while maintaining a high dielectric constant, it is possible to improve the porcelain strength, static The temperature coefficient of the capacitance is -1000 to -3
000 ppm / ° C.

【0021】また、ペロブスカイト型複合酸化物を、組
成式をPb1-a a {(Mg1/3 Nb2/3 b (Co
1/3 Nb2/3 c }Ti1-b-c 3 と表した時(AはB
a、SrおよびCaのうち少なくとも1種)、a、bお
よびcが所定の範囲を満足することにより、誘電体磁器
の誘電率を500以上とすることができる。
Further, the perovskite-type composite oxide is represented by a composition formula of Pb 1-a A a {(Mg 1/3 Nb 2/3 ) b (Co
1/3 Nb 2/3 ) c } Ti 1-bc O 3 (A is B
When at least one of a, Sr, and Ca), a, b, and c satisfy a predetermined range, the dielectric constant of the dielectric ceramic can be 500 or more.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】本発明の誘電体磁器は、図1に示
すように、金属元素として少なくともPb、Mg、Nb
およびTiを含有するペロブスカイト型複合酸化物から
なる主結晶粒子1と、該主結晶粒子1の粒界に存在する
ビスマス層状化合物からなる結晶粒子2とを含有するも
のである。主結晶粒子1の粒界には、Al、SiやZr
等が少量存在しても良い。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As shown in FIG. 1, a dielectric porcelain of the present invention has at least Pb, Mg, Nb as metal elements.
And main crystal particles 1 made of a perovskite-type composite oxide containing Ti and Ti, and crystal particles 2 made of a bismuth layered compound present at the grain boundaries of the main crystal particles 1. Al, Si and Zr are present at the grain boundaries of the main crystal grains 1.
May be present in a small amount.

【0023】ここで、ビスマス層状化合物としては、B
4 Ti3 12 Bi3 Ti3 612等があるが、X
Bi4 Ti4 15(XはSr、Ca、BaおよびPbの
うち少なくとも1種)であることが、強度を向上できる
という点から望ましい。
Here, as the bismuth layered compound, B
i 4 Ti 3 O 12 Bi 3 Ti 3 N 6 O 12 etc.
Bi 4 Ti 4 O 15 (X is at least one of Sr, Ca, Ba and Pb) is desirable in that the strength can be improved.

【0024】主結晶粒子1の平均粒径は、機械的強度と
比誘電率の観点から1.5〜3.5μmが望ましく、ま
た、ビスマス層状化合物からなる結晶粒子2は、機械的
強度を高めるという理由からアスペクト比1.3〜2.
0であることが望ましい。
The average particle size of the main crystal particles 1 is desirably 1.5 to 3.5 μm from the viewpoint of mechanical strength and relative permittivity, and the crystal particles 2 made of a bismuth layer compound enhance the mechanical strength. For this reason, the aspect ratio is 1.3 to 2.
Desirably, it is 0.

【0025】本発明の誘電体磁器は、金属元素として少
なくともPb、Mg、NbおよびTiを含有するペロブ
スカイト型複合酸化物を主成分とし、該主成分100重
量部に対してXBi4 Ti4 15(XはSr、Ca、B
aおよびPbのうち少なくとも1種)を0.5〜15.
0重量部含有することが望ましい。
The dielectric porcelain of the present invention comprises, as a main component, a perovskite-type composite oxide containing at least Pb, Mg, Nb and Ti as metal elements, and 100 parts by weight of XBi 4 Ti 4 O 15 (X is Sr, Ca, B
a and Pb) at 0.5 to 15.
It is desirable to contain 0 parts by weight.

【0026】これは、XBi4 Ti4 15を主成分10
0重量部に対して0.5〜15.0重量部含有せしめた
のは、XBi4 Ti4 15が0.5重量部よりも少ない
場合や15.0重量%より多い場合には抗折強度が低下
する傾向にあるからである。XBi4 Ti4 15量とし
ては、誘電体磁器の比誘電率の温度係数を−1000〜
−3000ppm/℃の範囲内とするという観点から、
特に1.0〜7.0重量部であることが望ましい。
This is mainly composed of XBi 4 Ti 4 O 15 as a main component.
0.5 to 15.0 parts by weight with respect to 0 parts by weight is the reason why XBi 4 Ti 4 O 15 is less than 0.5 parts by weight or more than 15.0% by weight. This is because the strength tends to decrease. As the amount of XBi 4 Ti 4 O 15 , the temperature coefficient of the relative permittivity of the dielectric porcelain is −1000 to
From the viewpoint of being within the range of -3000 ppm / ° C,
It is particularly desirable that the amount be 1.0 to 7.0 parts by weight.

【0027】車両搭載用電子部品等で求められる補償温
度範囲は、電子機器用電子部品等の補償温度範囲の2倍
程度の広さであり、負荷容量内蔵型セラミック発振子に
おいては、−40〜150℃の補償温度範囲で発振周波
数の25℃での発振周波数を基準周波数として、発振周
波数の温度変化率が±0.1%以内であることが望まし
い。
The compensation temperature range required for electronic components mounted on a vehicle is about twice as wide as the compensation temperature range for electronic components for electronic equipment. It is desirable that the temperature change rate of the oscillation frequency be within ± 0.1% with the oscillation frequency at the oscillation frequency of 25 ° C. as the reference frequency within the compensation temperature range of 150 ° C.

【0028】セラミック発振子材料として、PbTiO
3 を用いたものにおける発振周波数の温度変化率は−4
0〜150℃において±0.5%程度であるため、±
0.1%以内とするためには、静電容量の温度係数は−
1000〜−3000ppm/℃でなければならない。
一方、抗折強度は、180MPa以上であることが望ま
れる。加えて、小型化には比誘電率は大きい方が良く、
500以上であることが望まれる。
PbTiO as a ceramic oscillator material
The temperature change rate of the oscillation frequency in the case of using 3 is -4.
Since it is about ± 0.5% at 0 to 150 ° C.,
In order to keep the temperature within 0.1%, the temperature coefficient of the capacitance must be −
Must be 1000-3000 ppm / ° C.
On the other hand, the bending strength is desirably 180 MPa or more. In addition, for miniaturization, the larger the relative permittivity, the better.
It is desired to be 500 or more.

【0029】誘電体磁器の抗折強度は180MPa以上
であることが望ましいが、これは、低背化のために誘電
体磁器の厚みを200μmまで薄くした場合、99%以
上の歩留りを得るために必要な強度だからである。
The flexural strength of the dielectric porcelain is desirably 180 MPa or more. However, when the thickness of the dielectric porcelain is reduced to 200 μm in order to reduce the height, a yield of 99% or more is obtained. This is because it has the necessary strength.

【0030】さらに、本発明の誘電体磁器のペロブスカ
イト型複合酸化物は、組成式をPb1-a a {(Mg
1/3 Nb2/3 b (Co1/3 Nb2/3 c }Ti1-b-c
3 と表した時(AはBa、SrおよびCaのうち少な
くとも1種)、前記a、bおよびcが、0.25≦a≦
0.60、0.60≦b≦0.80、0.01≦c≦
0.20、b+c<1.00を満足することが望まし
い。
Further, the perovskite-type composite oxide of the dielectric ceramic according to the present invention has a composition formula of Pb 1-a A a {(Mg
1/3 Nb 2/3 ) b (Co 1/3 Nb 2/3 ) c } Ti 1-bc
When expressed as O 3 (A is at least one of Ba, Sr and Ca), the a, b and c are 0.25 ≦ a ≦
0.60, 0.60 ≦ b ≦ 0.80, 0.01 ≦ c ≦
It is desirable to satisfy 0.20, b + c <1.00.

【0031】これは、Ba、SrおよびCaのうち少な
くとも1種による置換量を示すaを0.25≦a≦0.
60としたのは、この範囲内であれば、静電容量の温度
係数を−1000〜−3000ppm/℃とすることが
できる。一方、aが0.25よりも小さい場合には温度
係数が大きくなる傾向があり、また0.6よりも大きい
場合には温度係数が小さくなる傾向がある。
This means that a representing the substitution amount with at least one of Ba, Sr and Ca is set to 0.25 ≦ a ≦ 0.
The reason why the temperature coefficient is set to 60 is that the temperature coefficient of the capacitance can be set to −1000 to −3000 ppm / ° C. within this range. On the other hand, when a is smaller than 0.25, the temperature coefficient tends to increase, and when a is larger than 0.6, the temperature coefficient tends to decrease.

【0032】また、Tiの(Mg1/3 Nb2/3 )による
置換量bを0.60≦b≦0.80としたのは、この範
囲内ならば比誘電率を500以上とすることができるか
らである。一方、bが0.6よりも小さい場合には比誘
電率が高くなりすぎる傾向があり、また0.8よりも大
きい場合には比誘電率が低くなる傾向がある。
The reason why the replacement amount b of Ti with (Mg 1/3 Nb 2/3 ) is set to 0.60 ≦ b ≦ 0.80 is that the relative dielectric constant should be 500 or more within this range. Because it can be. On the other hand, when b is smaller than 0.6, the relative permittivity tends to be too high, and when b is larger than 0.8, the relative permittivity tends to be low.

【0033】さらに、Tiの(Co1/3 Nb2/3 )によ
る置換量cを0.01≦c≦0.20としたのは、この
範囲内ならば比誘電率を500以上とすることができる
からである。一方、cが0.01よりも小さい場合には
比誘電率が低下する傾向があり、また0.2よりも大き
い場合には比誘電率が高くなりすぎる傾向がある。
The reason why the substitution amount c of Ti with (Co 1/3 Nb 2/3 ) is 0.01 ≦ c ≦ 0.20 is that the relative dielectric constant should be 500 or more within this range. Because it can be. On the other hand, when c is smaller than 0.01, the specific permittivity tends to decrease, and when c is larger than 0.2, the specific permittivity tends to be too high.

【0034】[0034]

【実施例】先ず、原料粉末としてPbO、MgCO3
Nb2 3 、Co3 4 、SrCO3 、CaCO3 、B
aCO3 、TiO2 の各原料粉末を、表1に示すような
組成となるように所定量秤量し、ボールミルで12時間
以上湿式混合し、次いで、この混合物を脱水乾燥し、1
000℃で3時間仮焼した後、粉砕し、ペロブスカイト
型複合酸化物粉末を得た。
EXAMPLES First, PbO, MgCO 3 ,
Nb 2 O 3 , Co 3 O 4 , SrCO 3 , CaCO 3 , B
Each raw material powder of aCO 3 and TiO 2 was weighed in a predetermined amount so as to have a composition as shown in Table 1, and was wet-mixed with a ball mill for 12 hours or more. Then, the mixture was dehydrated and dried.
After calcining at 000 ° C. for 3 hours, the mixture was pulverized to obtain a perovskite-type composite oxide powder.

【0035】一方、出発原料として、Bi2 3 、Ti
2 、PbO、SrCO3 、CaCO3 、BaCO3
所定量秤量し、ボールミルで12時間以上湿式混合し、
次いで、この混合物を脱水乾燥し、1000℃で3時間
仮焼した後、粉砕し、SrBi4 Ti4 15、CaBi
4 Ti4 15、BaBi4 Ti4 15、PbBi4 Ti
4 15からなるビスマス層状化合物粉末を得た。
On the other hand, Bi 2 O 3 , Ti
O 2 , PbO, SrCO 3 , CaCO 3 , and BaCO 3 are weighed in predetermined amounts and wet-mixed in a ball mill for at least 12 hours.
Next, the mixture was dehydrated and dried, calcined at 1000 ° C. for 3 hours, and then pulverized to obtain SrBi 4 Ti 4 O 15 and CaBi.
4 Ti 4 O 15 , BaBi 4 Ti 4 O 15 , PbBi 4 Ti
A bismuth layered compound powder consisting of 4 O 15 was obtained.

【0036】この後、ペロブスカイト型複合酸化物粉末
に、表1に示す所定のビスマス層状化合物を所定量添加
し、ボールミルで5〜8時間混合し、乾燥後、有機バイ
ンダーを混合し、造粒した。得られた粉末を2t/cm
2 の圧力で長辺34mm、短辺21mm、厚さ1.5m
mの寸法からなる角板にプレス成形した。脱脂後、これ
らの成形体をMgO等からなる容器内に密閉し、大気中
1200〜1300℃で2時間の条件で焼成した。得ら
れた焼結体磁器を1mmの厚みまで研磨し、銀電極を焼
き付け、5mm角に切り出し容量素子を得た。
Thereafter, a predetermined amount of a predetermined bismuth layer compound shown in Table 1 was added to the perovskite-type composite oxide powder, mixed for 5 to 8 hours by a ball mill, dried, mixed with an organic binder, and granulated. . 2 t / cm of the obtained powder
Under pressure of 2 , long side 34mm, short side 21mm, thickness 1.5m
It was press-formed into a square plate having a size of m. After degreasing, these compacts were sealed in a container made of MgO or the like, and fired in the atmosphere at 1200 to 1300 ° C for 2 hours. The obtained sintered body porcelain was polished to a thickness of 1 mm, and a silver electrode was baked and cut into 5 mm square to obtain a capacitive element.

【0037】容量素子の評価は、比誘電率、tanδ及
び、静電容量の温度特性をインピーダンスアナライザー
で測定した。比誘電率は、εr=C×t/(ε0 ×S)
(但し、Cは容量値、tは容量部厚み、ε0 は真空の誘
電率、Sは容量部電極面積)で求めた。また、静電容量
の温度係数は、CT.C ={( C(150℃)−C(−4
0℃))÷C(25℃)}/190×106 (ppm/
℃)の式から求めた。さらに、抗折強度は、JISR1
601により4点曲げ強度を評価した。結果を表1に示
す。
For the evaluation of the capacitance element, the relative permittivity, tan δ, and the temperature characteristics of the capacitance were measured with an impedance analyzer. The relative permittivity is εr = C × t / (ε 0 × S)
(Where C is the capacitance value, t is the capacitance part thickness, ε 0 is the dielectric constant of vacuum, and S is the capacitance part electrode area). The temperature coefficient of the capacitance is C TC = {(C (150 ° C.) − C (−4
0 ° C)) {C (25 ° C)} / 190 × 10 6 (ppm /
° C). Furthermore, the bending strength is JISR1
601 evaluated the 4-point bending strength. Table 1 shows the results.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】この表1から、ビスマス層状化合物を添加
しない試料No.1では比誘電率が610で抗折強度が
130MPaであったが、本発明の試料では、ビスマス
層状化合物を添加し抗折強度を180MPa以上と向上
させたにもかかわらず、比誘電率はほぼ同等であり、温
度係数は−1000〜−3000ppm/℃であった。
From Table 1, it can be seen that in Sample No. to which no bismuth layered compound was added. In No. 1, the relative dielectric constant was 610 and the transverse rupture strength was 130 MPa. However, in the sample of the present invention, the relative permittivity was almost unchanged even though the bismuth layered compound was added to improve the transverse rupture strength to 180 MPa or more. They were equivalent, and the temperature coefficient was -1000 to -3000 ppm / ° C.

【0040】そして、ペロブスカイト型複合酸化物が所
定の組成を満足し、ビスマス層状化合物の添加量が0.
5〜15重量部の場合の本発明の誘電体磁器は、静電容
量の温度特性が−1000〜−3000ppm/℃で、
比誘電率が500以上で、抗折強度が180MPa以上
であり、従来のPb(Mg1/3 Nb2/3 )O3 系誘電体
磁器組成物に比べ1.5倍程度抗折強度が高く、薄型の
容量素子とする事ができる。
Then, the perovskite-type composite oxide satisfies a predetermined composition, and the amount of the bismuth layered compound added is 0.1.
The dielectric porcelain of the present invention in the case of 5 to 15 parts by weight has a temperature characteristic of capacitance of −1000 to −3000 ppm / ° C.,
It has a relative dielectric constant of 500 or more and a bending strength of 180 MPa or more, and has a bending strength about 1.5 times higher than that of a conventional Pb (Mg 1/3 Nb 2/3 ) O 3 dielectric ceramic composition. And a thin capacitive element.

【0041】本発明で得られたビスマス層状化合物の添
加量と抗折強度の関係を図2に示す。図2より、本発明
の誘電体磁器では抗折強度を改善することができること
が明らかである。
FIG. 2 shows the relationship between the amount of the bismuth layered compound obtained in the present invention and the bending strength. From FIG. 2, it is clear that the dielectric porcelain of the present invention can improve the bending strength.

【0042】[0042]

【発明の効果】上述したように、本発明に関わる誘電体
磁器は、抗折強度が従来のPb(Mg1/3 Nb2/3 )O
3 −PbTiO3 系誘電体磁器組成物に比べ1.5倍程
度高く、比誘電率が500以上と大きく、比誘電率の温
度係数が−1000〜−3000ppm/℃であり、発
振周波数の温度安定性に優れた発振子用容量素子として
好適であることがわかる。
As described above, the dielectric porcelain according to the present invention has a flexural strength of the conventional Pb (Mg 1/3 Nb 2/3 ) O.
It is about 1.5 times higher than the 3- PbTiO 3 dielectric ceramic composition, has a relative dielectric constant as large as 500 or more, has a temperature coefficient of relative dielectric constant of −1000 to −3000 ppm / ° C., and has a stable temperature of the oscillation frequency. It can be seen that this is suitable as a resonator element having excellent characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の誘電体磁器の組織を示す図である。FIG. 1 is a view showing a structure of a dielectric porcelain of the present invention.

【図2】ビスマス層状化合物の添加量と抗折強度の関係
を表す図である。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the amount of a bismuth layered compound added and the transverse rupture strength.

【図3】コルピッツ型発振回路図である。FIG. 3 is a Colpitts type oscillation circuit diagram.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・主結晶粒子 2・・・結晶粒子 1 ・ ・ ・ Main crystal particles 2 ・ ・ ・ Crystal particles

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G031 AA03 AA04 AA05 AA06 AA11 AA14 AA22 AA32 AA35 BA09 CA01 5E001 AB01 AE00 AE01 AE02 AE03 AE04 5G303 AA10 AB06 AB11 AB12 AB20 BA12 CA01 CB03 CB05 CB06 CB09 CB17 CB21 CB25 CB32 CB35  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) 4G031 AA03 AA04 AA05 AA06 AA11 AA14 AA22 AA32 AA35 BA09 CA01 5E001 AB01 AE00 AE01 AE02 AE03 AE04 5G303 AA10 AB06 AB11 AB12 AB20 BA12 CA01 CB03 CB05 CB17 CB06

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】金属元素として少なくともPb、Mg、N
bおよびTiを含有するペロブスカイト型複合酸化物か
らなる主結晶粒子と、該主結晶粒子の粒界に存在するビ
スマス層状化合物からなる結晶粒子とを有することを特
徴とする誘電体磁器。
1. At least Pb, Mg, N
1. A dielectric porcelain comprising: main crystal particles composed of a perovskite-type composite oxide containing b and Ti; and crystal particles composed of a bismuth layered compound present at a grain boundary of the main crystal particles.
【請求項2】ビスマス層状化合物はXBi4 Ti4 15
(XはSr、Ca、BaおよびPbのうち少なくとも1
種)であることを特徴とする請求項1記載の誘電体磁
器。
2. The bismuth layered compound is XBi 4 Ti 4 O 15
(X is at least one of Sr, Ca, Ba and Pb
2. The dielectric porcelain according to claim 1, wherein the dielectric porcelain is a seed.
【請求項3】金属元素として少なくともPb、Mg、N
bおよびTiを含有するペロブスカイト型複合酸化物を
主成分とし、該主成分100重量部に対してXBi4
4 15(XはSr、Ca、BaおよびPbのうち少な
くとも1種)を0.5〜15.0重量部含有することを
特徴とする請求項1または2記載の誘電体磁器。
3. A metal element comprising at least Pb, Mg, N
and a perovskite-type composite oxide containing Ti and XBi 4 T with respect to 100 parts by weight of the main component.
i 4 O 15 (X is Sr, Ca, at least one of Ba and Pb) according to claim 1 or 2, wherein the dielectric ceramic is characterized in that it contains 0.5 to 15.0 parts by weight.
【請求項4】ペロブスカイト型複合酸化物は、組成式を
Pb1-a a {(Mg1/3 Nb2/3 b (Co1/3 Nb
2/3 c }Ti1-b-c 3 と表した時(AはBa、Sr
およびCaのうち少なくとも1種)、前記a、bおよび
cが、 0.25≦a≦0.60 0.60≦b≦0.80 0.01≦c≦0.20 b+c<1.00 を満足することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか
に記載の誘電体磁器。
4. The perovskite-type composite oxide has a composition formula of Pb 1-a A a {(Mg 1/3 Nb 2/3 ) b (Co 1/3 Nb)
2/3 ) c } Ti 1-bc O 3 (A is Ba, Sr
And at least one of Ca), a, b and c are represented by the following formula: 0.25 ≦ a ≦ 0.60 0.60 ≦ b ≦ 0.80 0.01 ≦ c ≦ 0.20 b + c <1.00 4. The dielectric ceramic according to claim 1, wherein the dielectric ceramic is satisfied.
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