JP2010235345A - Dielectric ceramic composition and oscillator - Google Patents

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Kenyu So
劍勇 莊
Gakuo Tsukada
岳夫 塚田
Tomohisa Azuma
智久 東
Keisuke Teranishi
恵介 寺西
Masakazu Hirose
正和 廣瀬
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dielectric ceramic composition which can improve temperature characteristics of electrostatic capacitance, can reduce dielectric loss and can lower relative dielectric constant. <P>SOLUTION: The dielectric ceramic composition is used as a dielectric ceramic composition for a load capacitance element in an oscillator provided with a piezoelectric element and the load capacitance element and comprises a multiple oxide of perovskite type which has a composition represented by the chemical formula (A): Pb<SB>a</SB>[Zn<SB>b</SB>Nb<SB>c</SB>Ti<SB>ä1-(b+c+d)}</SB>Zr<SB>d</SB>]O<SB>3</SB>(A) and satisfies 0.98≤a≤1.01, 0.01≤b≤0.02, 0.02≤c≤0.04 and 0.48≤d≤0.51, and Ni element, wherein a content of the Ni element expressed in terms of NiO is 0.01 to 0.3 pts.mass per 100 pts.mass of the multiple oxide and a content of Co element expressed in terms of Co<SB>3</SB>O<SB>4</SB>is 0 pts.mass or more and less than 0.1 pts.mass per 100 pts.mass of the multiple oxide. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、誘電体磁器組成物、及び発振子に関する。   The present invention relates to a dielectric ceramic composition and an oscillator.

下記特許文献1に示すような圧電素子を備えた発振子は、マイコン用の基準信号を発生する部品として、HDD装置、DVD記録再生装置等の電子機器に広く使用されている。なお、圧電素子とは、圧電磁器組成物と、圧電磁器組成物を間に挟んで対向する一対の電極と、を備える素子である。   An oscillator including a piezoelectric element as shown in Patent Document 1 below is widely used in electronic devices such as an HDD device and a DVD recording / reproducing device as a component that generates a reference signal for a microcomputer. The piezoelectric element is an element including a piezoelectric ceramic composition and a pair of electrodes facing each other with the piezoelectric ceramic composition interposed therebetween.

一般的な発振子において、圧電素子は、例えば図1(A)に示すようなコルピッツ発振回路20に組み込まれる。コルピッツ発振回路20における圧電素子Pは、図1(B)に示す等価回路Eで置き換えることができる。また、コルピッツ発振回路20は、圧電素子Pと共に負荷容量素子CL1及びCL2を備える。発振子の負荷容量は、負荷容量素子CL1及びCL2の各容量によって決定される。圧電素子と、圧電素子と一体化された負荷容量素子とを有する素子は、負荷容量内蔵型発振子と呼ばれる。 In a general oscillator, a piezoelectric element is incorporated in a Colpitts oscillation circuit 20 as shown in FIG. The piezoelectric element P in the Colpitts oscillation circuit 20 can be replaced with an equivalent circuit E shown in FIG. The Colpitts oscillation circuit 20 includes load capacitive elements C L1 and C L2 together with the piezoelectric element P. The load capacity of the oscillator is determined by each capacity of the load capacity elements C L1 and C L2 . An element having a piezoelectric element and a load capacitor element integrated with the piezoelectric element is called a load capacitor built-in type resonator.

特開平10−190400号公報JP-A-10-190400

図1(A)に示すコルピッツ発振回路20を備える発振子の発振周波数F(単位:Hz)は、下記数式(1)によって算出される。
=F×{1+C/(C+C)}1/2 (1)
上記数式(1)中、Fは発振子の共振周波数である。また、Cとは、図1(B)の等価回路Eが備えるコンデンサCの容量であり、Cとは、等価回路Eが備えるコンデンサCの容量である。圧電素子の容量CとC及びCとの間には、C=(C+C)の関係が成り立つ。また、Cは、式C=CL1/2で定義される。ここで、CL1とは負荷容量素子CL1の静電容量(並列容量)であり、CL2とは負荷容量素子CL2の静電容量(並列容量)である。また、CL1とCL2との間には、CL1≒CL2が成り立つと仮定される。
The oscillation frequency F 0 (unit: Hz) of the resonator including the Colpitts oscillation circuit 20 shown in FIG. 1A is calculated by the following formula (1).
F 0 = F r × {1 + C 1 / (C 0 + C L )} 1/2 (1)
In the above formula (1), Fr is the resonance frequency of the oscillator. Further, C 0 is the capacity of the capacitor C 0 included in the equivalent circuit E of FIG. 1B, and C 1 is the capacity of the capacitor C 1 included in the equivalent circuit E. A relationship of C d = (C 0 + C 1 ) is established between the capacitance C d of the piezoelectric element and C 0 and C 1 . Further, C L is defined by the formula C L = C L1 / 2. Here, C L1 is the capacitance (parallel capacitance) of the load capacitance element C L1 , and C L2 is the capacitance (parallel capacitance) of the load capacitance element C L2 . Further, it is assumed that C L1 ≈C L2 holds between C L1 and C L2 .

近年、電子機器の高性能化に伴い、発振子が発する基準信号の発振周波数Fの安定化が要求されている。発振周波数Fを安定化するには、発振周波数Fの温度特性を向上させることが要求されている。なお、「発振周波数Fの温度特性」とは、「圧電素子が備える圧電磁器組成物又は発振子の温度の変化量に対する発振周波数Fの変化量の比」として定量化され、その値が小さいほど、発振周波数Fの温度特性が優れている。 In recent years, stabilization of the oscillation frequency F 0 of a reference signal generated by an oscillator has been demanded as electronic devices have been improved in performance. To stabilize the oscillation frequency F 0 is to improve the temperature characteristic of the oscillation frequency F 0 is required. The "temperature characteristic of the oscillation frequency F 0" is quantified as "the ratio of the amount of change of the oscillation frequency F 0 for the amount of change in temperature of the piezoelectric ceramic composition or oscillator piezoelectric element comprising", its value smaller, has excellent temperature characteristic of the oscillation frequency F 0.

上記数式(1)から明らかなように、発振周波数Fは、圧電素子に由来する共振周波数F、容量C及びC、並びに各負荷容量素子の容量CL1及びCL2に応じて変化する。したがって、発振子のFの温度特性を向上させるためには、温度変化に対して変化し難いF、容量C及びCを有する圧電素子を開発すること、又は温度変化に対して変化し難い容量CL1及びCL2を有する負荷容量素子CL1及びCL2を開発することが必要となる。具体的には、例えば、圧電素子が有する圧電磁器組成物の改良により、Fの温度特性を向上させたり、負荷容量素子が有する誘電体磁器組成物の改良により、CL1及びCL2の温度特性を向上させたりすることが考えられる。なお、圧電素子に由来する共振周波数Fの温度特性のバラツキ、及び負荷容量素子の静電容量CL1及びCの温度特性のバラツキがそれぞれ小さいほど、発振子の量産において発振周波数Fのバラツキを抑制し易く、発振周波数Fを狭い公差内に制御し易くなる。そのため、発振周波数Fの温度特性が良好な発振子を量産し易くなる。 As is clear from the above formula (1), the oscillation frequency F 0 changes according to the resonance frequency F r derived from the piezoelectric element, the capacitances C 0 and C 1 , and the capacitances C L1 and C L2 of each load capacitance element. To do. Therefore, in order to improve the temperature characteristics of the oscillator F 0 , it is necessary to develop a piezoelectric element having F r , capacitances C 0 and C 1 that hardly change with temperature change, or change with temperature change. It is necessary to develop load capacitance elements C L1 and C L2 having difficult capacitances C L1 and C L2 . Specifically, for example, by improving the piezoelectric ceramic composition having the piezoelectric element, or to improve the temperature characteristics of the F r, by improving the dielectric ceramic composition load capacitor element has a temperature of C L1 and C L2 It is conceivable to improve the characteristics. Note that the smaller the variation in the temperature characteristic of the resonance frequency Fr derived from the piezoelectric element and the variation in the temperature characteristic of the capacitances C L1 and C L of the load capacitance element, the smaller the oscillation frequency F 0 in mass production of the resonator. easily suppress variations, easily controlled within narrow tolerances the oscillation frequency F 0. Therefore, the temperature characteristic of the oscillation frequency F 0 is easily mass-produced good oscillator.

従来、発振周波数Fの安定化のために、圧電磁器組成物に添加物を含有させたり、圧電磁器組成物の一部の元素を他元素で置換したりすることによって、圧電素子の諸特性を改良することが試みられてきた。しかしながら、従来、発振周波数Fの安定化を目的とした誘電体磁器組成物の改良は、充分に行われてこなかった。 Conventionally, in order to stabilize the oscillation frequency F 0 , various properties of the piezoelectric element can be obtained by adding an additive to the piezoelectric ceramic composition or by replacing some elements of the piezoelectric ceramic composition with other elements. Attempts have been made to improve. However, conventionally, the dielectric ceramic composition for the purpose of stabilizing the oscillation frequency F 0 has not been sufficiently improved.

誘電体磁器組成物の改良により発振周波数Fを安定化するためには、負荷容量素子の静電容量の温度特性を向上させることが必要となる。なお、「負荷容量素子の静電容量の温度特性」とは、「負荷容量素子が備える誘電体磁器組成物の温度の変化量に対する静電容量の変化量の比」によって定量化され、その値が小さいほど、負荷容量素子の静電容量の温度特性は優れている。また、発振周波数Fの安定化のためには、静電容量の温度特性を向上させることのみならず、負荷容量素子の誘電損失を減少させることが必要となる。誘電損失が大きい場合、低電圧下で発振が停止することがあるからである。また、近年、電子機器の小型化に伴い、発振子及び負荷容量素子の小型化が求められている。発振子及び負荷容量素子の小型化には、誘電体磁器組成物の比誘電率を低下させることが必要となる。 In order to stabilize the oscillation frequency F 0 by improving the dielectric ceramic composition, it is necessary to improve the temperature characteristics of the capacitance of the load capacitive element. The “temperature characteristic of the capacitance of the load capacitor element” is quantified by “the ratio of the change amount of the capacitance to the change amount of the temperature of the dielectric ceramic composition included in the load capacitor element”, and the value The smaller the is, the better the temperature characteristics of the capacitance of the load capacitive element. In order to stabilize the oscillation frequency F 0 , it is necessary not only to improve the temperature characteristics of the capacitance, but also to reduce the dielectric loss of the load capacitance element. This is because when the dielectric loss is large, the oscillation may stop under a low voltage. In recent years, with the miniaturization of electronic devices, there has been a demand for miniaturization of oscillators and load capacitance elements. In order to reduce the size of the oscillator and the load capacitance element, it is necessary to reduce the relative dielectric constant of the dielectric ceramic composition.

しかしながら、従来の誘電体磁器組成物では、静電容量の温度特性の向上、誘電損失の減少、及び比誘電率の低下の全てを達成することは困難であった。   However, with the conventional dielectric ceramic composition, it has been difficult to achieve all of improvement in the temperature characteristics of capacitance, reduction in dielectric loss, and reduction in relative dielectric constant.

そこで、本発明は、静電容量の温度特性の向上、誘電損失の減少、及び比誘電率の低下を可能とする誘電体磁器組成物、当該誘電体磁器組成物を有する負荷容量素子を備える発振子を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a dielectric ceramic composition capable of improving the temperature characteristics of capacitance, reducing dielectric loss, and lowering the dielectric constant, and an oscillation device comprising a load capacitive element having the dielectric ceramic composition. The purpose is to provide children.

本発明に係る誘電体磁器組成物は、圧電素子及び負荷容量素子を備える発振子において負荷容量素子が有する誘電体磁器組成物であって、
Pb[ZnNbTi{1−(b+c+d)}Zr]O
で表される組成を有し、0.98≦a≦1.01、0.01≦b≦0.02、0.02≦c≦0.04、及び0.48≦d≦0.51、を満たすペロブスカイト型の複合酸化物と、Ni元素と、を備え、NiOに換算したNi元素の含有量が、複合酸化物100質量部に対して0.01〜0.3質量部であり、Coに換算したCo元素の含有量が、複合酸化物100質量部に対して0質量部以上0.1質量部未満である。
A dielectric ceramic composition according to the present invention is a dielectric ceramic composition of a load capacitive element in an oscillator including a piezoelectric element and a load capacitive element,
Pb a [Zn b Nb c Ti {1- (b + c + d)} Zr d ] O 3
0.98 ≦ a ≦ 1.01, 0.01 ≦ b ≦ 0.02, 0.02 ≦ c ≦ 0.04, and 0.48 ≦ d ≦ 0.51 A perovskite-type composite oxide satisfying the above requirements, Ni element, and the content of Ni element converted to NiO is 0.01 to 0.3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the composite oxide, and Co The content of Co element converted to 3 O 4 is 0 part by mass or more and less than 0.1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the composite oxide.

上記本発明は、上記の組成を有するため、負荷容量素子において静電容量の温度特性を向上させ、誘電損失を減少させることができると共に、誘電体磁器組成物の比誘電率を低下させることができる。   Since the present invention has the above composition, it is possible to improve the temperature characteristics of the capacitance in the load capacitor element, to reduce the dielectric loss, and to reduce the relative dielectric constant of the dielectric ceramic composition. it can.

上記本発明では、Coに換算したCo元素の含有量が、複合酸化物100質量部に対して0〜0.05質量部であることが好ましい。これにより、静電容量の温度特性を向上させ易くなる。 The present invention, the content of Co element in terms of Co 3 O 4 is preferably a 0 to 0.05 parts by mass relative to the composite oxide 100 parts by weight. This makes it easier to improve the temperature characteristics of the capacitance.

本発明に係る発振子は、圧電素子及び負荷容量素子を備え、負荷容量素子が上記本発明に係る誘電体磁器組成物を有する。本発明に係る発振子では、負荷容量素子が上記本発明に係る誘電体磁器組成物を有するため、発振周波数Fの温度特性を向上させることができる。 The resonator according to the present invention includes a piezoelectric element and a load capacitive element, and the load capacitive element includes the dielectric ceramic composition according to the present invention. In the resonator according to the present invention, since the load capacitor element includes the dielectric ceramic composition according to the present invention, the temperature characteristic of the oscillation frequency F 0 can be improved.

上記本発明に係る発振子では、圧電素子と負荷容量素子が一体化されていることが好ましい。これにより、発振子の小型化が可能となる。   In the resonator according to the present invention, the piezoelectric element and the load capacitance element are preferably integrated. Thereby, the size of the oscillator can be reduced.

本発明によれば、静電容量の温度特性の向上、誘電損失の減少、及び比誘電率の低下を可能とする誘電体磁器組成物、当該誘電体磁器組成物を有する負荷容量素子を備える発振子が提供される。   According to the present invention, a dielectric ceramic composition capable of improving the temperature characteristics of capacitance, reducing dielectric loss, and reducing the relative dielectric constant, and an oscillation device comprising a load capacitive element having the dielectric ceramic composition A child is provided.

図1(A)は、本発明の一実施形態に係る誘電体磁器組成物を有する負荷容量素子と圧電素子とを備えるコルピッツ発振回路を示す概略図であり、図1(B)は、図1(A)に示す圧電素子の等価回路である。FIG. 1A is a schematic diagram showing a Colpitts oscillation circuit including a load capacitance element having a dielectric ceramic composition according to an embodiment of the present invention and a piezoelectric element, and FIG. It is an equivalent circuit of the piezoelectric element shown to (A). 本発明の一実施形態に係る負荷容量内蔵型発振子の分解斜視図である。である。1 is an exploded perspective view of a load capacity built-in type oscillator according to an embodiment of the present invention. It is. 本発明の一実施形態に係る負荷容量内蔵型発振子の斜視図である。1 is a perspective view of a load capacitor built-in type resonator according to an embodiment of the present invention.

以下、図面を適宜参照しながら、本発明の好適な一実施形態を説明する。   Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate.

本発明に係る発振子は、図1(A)及び図1(B)に示すように、圧電素子P、負荷容量素子CL1及びCL2、帰還抵抗Rf、並びに制限抵抗Rdから構成されるLC型のコルピッツ発振回路を備える。コルピッツ発振回路20には所定のDC電源(図示省略)が接続される。負荷容量素子CL1及びCL2は、それぞれ、本実施形態に係る誘電体磁器組成物の焼結体と、焼結体を間に挟む一対の電極とを備えるコンデンサである。 As shown in FIGS. 1A and 1B, the resonator according to the present invention is an LC composed of a piezoelectric element P, load capacitive elements C L1 and C L2 , a feedback resistor Rf, and a limiting resistor Rd. A Colpitts oscillation circuit is provided. A predetermined DC power supply (not shown) is connected to the Colpitts oscillation circuit 20. Each of the load capacitance elements C L1 and C L2 is a capacitor including a sintered body of the dielectric ceramic composition according to the present embodiment and a pair of electrodes sandwiching the sintered body.

本実施形態に係る誘電体磁器組成物は、下記化学式(A)で表される組成を有するペロブスカイト型の複合酸化物と、Ni元素と、を含む。
Pb[ZnNbTi{1−(b+c+d)}Zr]O (A)
The dielectric ceramic composition according to the present embodiment includes a perovskite complex oxide having a composition represented by the following chemical formula (A) and Ni element.
Pb a [Zn b Nb c Ti {1- (b + c + d)} Zr d ] O 3 (A)

上記化学式(A)では、0.98≦a≦1.01である。aが0.98未満である場合、誘電体磁器組成物の焼結性が悪くなり、比誘電率が大きくなる。aが1.01より大きい場合、負荷容量素子の誘電損失が大きくなる。本実施形態では、0.98≦a≦1.01であるため、これらの不具合を防止できる。   In the chemical formula (A), 0.98 ≦ a ≦ 1.01. When a is less than 0.98, the sinterability of the dielectric ceramic composition is deteriorated and the relative dielectric constant is increased. When a is larger than 1.01, the dielectric loss of the load capacitive element increases. In the present embodiment, since 0.98 ≦ a ≦ 1.01, these problems can be prevented.

上記化学式(A)では、0.01≦b≦0.02である。bが0.01未満である場合、負荷容量素子の静電容量の温度特性が悪化し、また誘電損失が大きくなる。bが0.02より大きい場合、比誘電率が大きくなる。本実施形態では、0.01≦b≦0.02であるため、これらの不具合を防止できる。   In the chemical formula (A), 0.01 ≦ b ≦ 0.02. When b is less than 0.01, the temperature characteristics of the capacitance of the load capacitive element are deteriorated, and the dielectric loss is increased. When b is greater than 0.02, the relative dielectric constant increases. In the present embodiment, since 0.01 ≦ b ≦ 0.02, these problems can be prevented.

上記化学式(A)では、0.02≦c≦0.04である。cが0.02未満である場合、静電容量の温度特性が悪化し、また誘電損失が大きくなる。cが0.04より大きい場合、比誘電率が大きくなる。本実施形態では、0.02≦c≦0.04であるため、これらの不具合を防止できる。   In the chemical formula (A), 0.02 ≦ c ≦ 0.04. When c is less than 0.02, the temperature characteristic of the capacitance is deteriorated and the dielectric loss is increased. When c is larger than 0.04, the relative dielectric constant increases. In this embodiment, since 0.02 ≦ c ≦ 0.04, these problems can be prevented.

上記化学式(A)では、0.48≦d≦0.51である。dが0.48未満である場合、比誘電率が大きくなる。dが0.51より大きい場合、静電容量の温度特性が悪化し、また誘電損失が大きくなる。本実施形態では、0.48≦d≦0.51であるため、これらの不具合を防止できる。   In the chemical formula (A), 0.48 ≦ d ≦ 0.51. When d is less than 0.48, the relative dielectric constant increases. When d is larger than 0.51, the temperature characteristic of the capacitance is deteriorated and the dielectric loss is increased. In the present embodiment, since 0.48 ≦ d ≦ 0.51, these problems can be prevented.

誘電体磁器組成物において、NiOに換算したNi元素の含有量は、複合酸化物100質量部に対して0.01〜0.3質量部である。これにより、静電容量の温度特性が向上する。Ni元素の含有量が0.01質量部未満である場合、誘電体磁器組成物の焼結性が悪くなり、比誘電率が大きくなる。Ni元素の含有量が0.3質量部より大きい場合、静電容量の温度特性が悪化し、また誘電損失が大きくなる。本実施形態では、Ni元素の含有量が0.01〜0.3質量部であるため、これらの不具合を防止できる。   In the dielectric ceramic composition, the content of Ni element converted to NiO is 0.01 to 0.3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the composite oxide. This improves the temperature characteristics of the capacitance. When the content of Ni element is less than 0.01 parts by mass, the sinterability of the dielectric ceramic composition is deteriorated and the relative dielectric constant is increased. When the content of Ni element is larger than 0.3 parts by mass, the temperature characteristics of the capacitance are deteriorated and the dielectric loss is increased. In this embodiment, since content of Ni element is 0.01-0.3 mass part, these malfunctions can be prevented.

誘電体磁器組成物において、Coに換算したCo元素の含有量が、複合酸化物100質量部に対して0質量部以上0.1質量部未満である。本実施形態では、誘電体磁器組成物がCo元素を含有しない場合も、本発明の効果を奏することができるが、誘電体磁器組成物がCo元素を含有することによって、誘電損失がより低下する。Co元素の含有量が0.1質量部以上である場合、静電容量の温度特性が悪化する。本実施形態では、Co元素の含有量を0.1質量部未満とすることによって、静電容量の温度特性を向上させることが可能となる。 In the dielectric ceramic composition, the content of Co element converted to Co 3 O 4 is 0 part by mass or more and less than 0.1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the composite oxide. In the present embodiment, even when the dielectric ceramic composition does not contain a Co element, the effects of the present invention can be achieved. However, the dielectric loss further decreases when the dielectric ceramic composition contains a Co element. . When the content of Co element is 0.1 parts by mass or more, the temperature characteristic of the capacitance is deteriorated. In the present embodiment, the temperature characteristic of the capacitance can be improved by setting the content of Co element to less than 0.1 parts by mass.

誘電体磁器組成物において、Coに換算したCo元素の含有量が、複合酸化物100質量部に対して0〜0.05質量部であることが好ましい。これにより、静電容量の温度特性を向上させ易くなる。 In the dielectric ceramic composition, the content of Co element converted to Co 3 O 4 is preferably 0 to 0.05 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the composite oxide. This makes it easier to improve the temperature characteristics of the capacitance.

誘電体磁器組成物は、本発明の効果を損なわない程度であれば、上記化学式(A)で表される組成を有する複合酸化物以外の化合物を、不純物または微量の添加物として含有していてもよい。係る化合物としては、例えば、Na、Al、Si、P、K、Ca、Fe、Cu、Zn、Hf、Ta又はWの酸化物等が挙げられる。   The dielectric ceramic composition contains a compound other than the complex oxide having the composition represented by the chemical formula (A) as an impurity or a trace amount of additive as long as the effect of the present invention is not impaired. Also good. Examples of such compounds include oxides of Na, Al, Si, P, K, Ca, Fe, Cu, Zn, Hf, Ta, or W.

上述した本実施形態に係る誘電体磁器組成物の製造方法は、主として、誘電体磁器組成物の原料粉末を造粒する工程と、この原料粉末をプレス成形して成形体を形成する工程と、成形体を焼成して焼結体を形成する工程とを備える。以下、各工程について具体的に説明する。   The method for manufacturing a dielectric ceramic composition according to the present embodiment described above mainly includes a step of granulating a raw material powder of the dielectric ceramic composition, a step of pressing the raw material powder to form a formed body, And firing the formed body to form a sintered body. Hereinafter, each step will be specifically described.

まず、誘電体磁器組成物を調製するための出発原料を準備する。出発原料としては、上記化学式(A)で表される組成を有する複合酸化物を構成する各元素の酸化物及び/又は焼成後にこれらの酸化物になる化合物(炭酸塩、水酸化物、シュウ酸塩、硝酸塩等)を使用できる。具体的な出発原料としては、PbO、ZnO、Nb、TiO及びZrO等を使用すればよい。これらの各出発原料を、焼成後において上記化学式(A)で表される組成を有する複合酸化物が形成されるような質量比で配合する。さらに、配合された出発原料にNiOを添加し、必要に応じてCoも添加する。NiOの添加量は、焼成後に得られる誘電体磁器組成物において、NiOに換算したNi元素の含有量が複合酸化物100質量部に対して0.01〜0.3質量部となるように調整する。Coの添加量は、焼成後に得られる誘電体磁器組成物において、Coに換算したCo元素の含有量が複合酸化物100質量部に対して0質量部以上0.1質量部未満となるように調整する。 First, a starting material for preparing a dielectric ceramic composition is prepared. As starting materials, oxides of each element constituting the composite oxide having the composition represented by the above chemical formula (A) and / or compounds that become these oxides after firing (carbonate, hydroxide, oxalic acid) Salt, nitrate, etc.). As specific starting materials, PbO, ZnO, Nb 2 O 5 , TiO 2, ZrO 2 or the like may be used. Each of these starting materials is blended at a mass ratio such that a composite oxide having a composition represented by the above chemical formula (A) is formed after firing. Further, NiO is added to the blended starting material, and Co 3 O 4 is also added as necessary. The amount of NiO added is adjusted so that the content of Ni element converted to NiO is 0.01 to 0.3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the composite oxide in the dielectric ceramic composition obtained after firing. To do. The amount of Co 3 O 4 added is such that in the dielectric ceramic composition obtained after firing, the content of Co element converted to Co 3 O 4 is 0 part by mass or more and 0.1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the composite oxide. Adjust to be less than part.

次に、配合された出発原料をボールミル等により湿式混合する。この湿式混合された出発原料を仮成形して仮成形体を形成し、この仮成形体を仮焼成する。この仮焼成によって、上述した本実施形態の誘電体磁器組成物を含有する仮焼成体が得られる。仮焼成温度は、700〜1050℃であることが好ましく、仮焼成時間は1〜3時間程度であることが好ましい。仮焼成温度が低過ぎると、仮成形体において化学反応が十分に進行しない傾向があり、仮焼成温度が高過ぎると、仮成形体が焼結し始めるため、その後の粉砕が困難となる傾向がある。また、仮焼成は、大気中で行ってもよく、また大気中よりも酸素分圧が高い雰囲気または純酸素雰囲気で行ってもよい。また、湿式混合された出発原料を、仮成形することなくそのまま仮焼成してもよい。   Next, the blended starting materials are wet mixed by a ball mill or the like. The wet-mixed starting material is temporarily molded to form a temporary molded body, and the temporary molded body is temporarily fired. By this temporary firing, a temporary fired body containing the dielectric ceramic composition of the present embodiment described above is obtained. The calcination temperature is preferably 700 to 1050 ° C., and the calcination time is preferably about 1 to 3 hours. If the pre-baking temperature is too low, the chemical reaction tends not to proceed sufficiently in the temporary molded body. If the temporary baking temperature is too high, the temporary molded body starts to sinter, and the subsequent pulverization tends to be difficult. is there. The pre-baking may be performed in the air, or may be performed in an atmosphere having a higher oxygen partial pressure or in a pure oxygen atmosphere than in the air. Further, the wet-mixed starting material may be temporarily fired as it is without being temporarily formed.

得られた仮焼成体はスラリー化してボールミル等で微粉砕(湿式粉砕)した後、これを乾燥することにより微粉末を得る。得られた微粉末に必要に応じてバインダーを添加して、原料粉末を造粒する。なお、仮焼成体をスラリー化するための溶媒としては、水、エタノールなどのアルコール、または水とエタノールとの混合溶媒等を用いることが好ましい。また、微粉末に添加するバインダーとしては、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコールに分散剤を添加したもの、エチルセルロースなど、一般的に用いられる有機バインダーを挙げることができる。   The obtained calcined product is slurried and finely pulverized (wet pulverized) with a ball mill or the like, and then dried to obtain a fine powder. If necessary, a binder is added to the obtained fine powder to granulate the raw material powder. In addition, it is preferable to use alcohol, such as water and ethanol, or a mixed solvent of water and ethanol, as a solvent for slurrying the calcined body. Examples of the binder added to the fine powder include commonly used organic binders such as polyvinyl alcohol, polyvinyl alcohol added with a dispersant, and ethyl cellulose.

次に、原料粉末をプレス成形することにより成形体を形成する。プレス成形する際の加重は、例えば100〜400MPaとすればよい。   Next, a compact is formed by press molding the raw material powder. What is necessary is just to set the load at the time of press molding to 100-400 Mpa, for example.

得られた成形体には脱バインダー処理が施される。脱バインダー処理は、300〜700℃の温度で0.5〜5時間程度行うことが好ましい。また、脱バインダー処理は、大気中で行ってもよく、また大気よりも酸素分圧が高い雰囲気または純酸素雰囲気で行ってもよい。   The resulting molded body is subjected to binder removal treatment. The binder removal treatment is preferably performed at a temperature of 300 to 700 ° C. for about 0.5 to 5 hours. The binder removal treatment may be performed in the air, or may be performed in an atmosphere having a higher oxygen partial pressure than the air or a pure oxygen atmosphere.

脱バインダー処理後、成形体を焼成することによって、本実施形態に係る誘電体磁器組成物からなる焼結体を得る。焼成温度は1050〜1250℃程度とすればよく、焼成時間は1〜8時間程度とすればよい。なお、成形体の脱バインダー処理と焼成とは連続して行ってもよく、別々に行ってもよい。   After the binder removal treatment, the molded body is fired to obtain a sintered body made of the dielectric ceramic composition according to the present embodiment. The firing temperature may be about 1050 to 1250 ° C., and the firing time may be about 1 to 8 hours. In addition, the binder removal treatment and firing of the molded body may be performed continuously or separately.

本実施形態は、負荷容量素子CL1及びCL2が備える誘電体磁器組成物が上記化学式(A)で表される組成を有するため、従来の誘電体磁器組成物を備える負荷容量素子に比べて、負荷容量素子の静電容量の温度特性を向上させることができると共に、誘電損失を減少させることができる。そのため、本実施形態に係る発振子では、従来の負荷容量素子を備える発振子に比べて、負荷容量素子の静電容量の温度特性や誘電損失に起因する発振周波数Fの変動が抑制される。すなわち、本実施形態では、従来の発振子に比べて、発振子の発振周波数Fの温度特性を向上させることができる。 In the present embodiment, the dielectric ceramic composition included in the load capacitance elements C L1 and C L2 has a composition represented by the above chemical formula (A), and therefore, compared with a load capacitance element including a conventional dielectric ceramic composition. The temperature characteristic of the capacitance of the load capacitor element can be improved and the dielectric loss can be reduced. Therefore, in the oscillator according to the present embodiment, fluctuations in the oscillation frequency F 0 due to the temperature characteristics of the capacitance of the load capacitive element and the dielectric loss are suppressed as compared with the oscillator including the conventional load capacitive element. . That is, in this embodiment, the temperature characteristics of the oscillation frequency F 0 of the oscillator can be improved as compared with the conventional oscillator.

本実施形態では、発振子において、圧電素子Pと負荷容量素子CL1及びCL2が一体化されていることが好ましい。すなわち、本実施形態に係る発振子は、圧電素子Pと、圧電素子Pと一体化された負荷容量素子CL1及びCL2とを備える負荷容量内蔵型発振子であることが好ましい。本実施形態では、静電容量の温度特性を向上させ、誘電損失を減少させることが可能であるのみならず、誘電体磁器組成物の比誘電率を低下させることも可能であるため、圧電素子Pと負荷容量素子CL1及びCL2を一体化させた小型化の発振子を実現することが可能となる。具体的には、本実施形態では、2520又は2016サイズの小型の発振子を実現することが可能となる。 In the present embodiment, it is preferable that the piezoelectric element P and the load capacitance elements C L1 and C L2 are integrated in the oscillator. That is, the resonator according to the present embodiment is preferably a load capacitor built-in type oscillator including the piezoelectric element P and the load capacitor elements C L1 and C L2 integrated with the piezoelectric element P. In the present embodiment, not only can the temperature characteristics of the capacitance be improved and the dielectric loss can be reduced, but also the relative dielectric constant of the dielectric ceramic composition can be lowered, so that the piezoelectric element A miniaturized oscillator in which P and load capacitance elements C L1 and C L2 are integrated can be realized. Specifically, in this embodiment, a small oscillator having a size of 2520 or 2016 can be realized.

以下では、本実施形態に係る負荷容量内蔵型発振子の一例について説明する。   Hereinafter, an example of a built-in load capacitor type oscillator according to the present embodiment will be described.

図2及び図3に示すように、本実施形態に係る負荷容量内蔵型発振子200は、圧電素子1と、封止部2と、天板3と、ベース基板4と、外部電極51、52及び53とを備える。負荷容量内蔵型発振子200の縦、横及び高さの各寸法は、縦:2.5mm、横:2mm、高さ:1mm程度である。圧電素子1の振動モードは、厚み縦振動でもよく、厚みすべり振動でもよい。   As shown in FIGS. 2 and 3, the load capacitor built-in type resonator 200 according to the present embodiment includes a piezoelectric element 1, a sealing unit 2, a top plate 3, a base substrate 4, and external electrodes 51 and 52. And 53. The vertical, horizontal, and height dimensions of the load capacitor built-in type resonator 200 are about 2.5 mm in length, 2 mm in width, and about 1 mm in height. The vibration mode of the piezoelectric element 1 may be thickness longitudinal vibration or thickness shear vibration.

圧電素子1は、圧電基板10と、圧電基板10を挟む一対の振動電極11、12と、振動電極11、12に接続された引き出し電極14、15とを備える。圧電基板10は、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)又はチタン酸鉛(PbTiO)等の圧電磁器組成物から構成される。圧電基板10は、矩形板状に成形され、厚さ方向に分極している。振動電極11、12及び引き出し電極14、15は、スパッタリングや蒸着等の製膜法によって、圧電基板10の表裏面(主面101、102)上に形成される。振動電極11の上方には振動領域110が形成されている。振動電極12の下方には、振動領域120が形成されている。振動電極11、12は互いに対向し、それぞれ引き出し電極14、15を介して、発振子200が側面に備える外部電極51、52と導通する。外部電極53は接地電極である。 The piezoelectric element 1 includes a piezoelectric substrate 10, a pair of vibrating electrodes 11 and 12 sandwiching the piezoelectric substrate 10, and lead electrodes 14 and 15 connected to the vibrating electrodes 11 and 12. The piezoelectric substrate 10 is composed of a piezoelectric ceramic composition such as lead zirconate titanate (PZT) or lead titanate (PbTiO 3 ). The piezoelectric substrate 10 is formed in a rectangular plate shape and is polarized in the thickness direction. The vibrating electrodes 11 and 12 and the extraction electrodes 14 and 15 are formed on the front and back surfaces (main surfaces 101 and 102) of the piezoelectric substrate 10 by a film forming method such as sputtering or vapor deposition. A vibration region 110 is formed above the vibration electrode 11. A vibration region 120 is formed below the vibration electrode 12. The vibrating electrodes 11 and 12 are opposed to each other, and are electrically connected to the external electrodes 51 and 52 provided on the side surface of the oscillator 200 via the extraction electrodes 14 and 15, respectively. The external electrode 53 is a ground electrode.

ベース基板4は、本実施形態に係る誘電体磁器組成物から構成される。発振子200の第1の側面に位置する外部電極51、52及び53とベース基板4とから構成される部位が負荷容量素子として機能する。また、発振子200の第1の側面と反対側の第2の側面に位置する外部電極51、52及び53とベース基板4とから構成される部位が別の負荷容量素子として機能する。   The base substrate 4 is composed of a dielectric ceramic composition according to this embodiment. A portion formed by the external electrodes 51, 52 and 53 and the base substrate 4 located on the first side surface of the oscillator 200 functions as a load capacitor element. In addition, a portion constituted by the external electrodes 51, 52 and 53 and the base substrate 4 located on the second side opposite to the first side of the oscillator 200 functions as another load capacitance element.

一対の封止部2は、圧電基板10の表裏の両主面101、102上に形成され、それぞれ、振動空間形成層21と接着層22とを備える。封止部2の厚さは、圧電素子1が振動する空間を確保できる厚さであればよく、圧電素子1の振動周波数に応じて調整すればよい。封止部2の厚さは通常15〜50μm程度である。封止部2の厚さのうち、約10μmが接着層22の厚さに相当し、残余の5〜40μm程度が振動空間形成層21の厚さに相当する。   The pair of sealing portions 2 are formed on both main surfaces 101 and 102 of the front and back surfaces of the piezoelectric substrate 10, and each include a vibration space forming layer 21 and an adhesive layer 22. The thickness of the sealing portion 2 may be a thickness that can secure a space in which the piezoelectric element 1 vibrates, and may be adjusted according to the vibration frequency of the piezoelectric element 1. The thickness of the sealing part 2 is usually about 15 to 50 μm. Of the thickness of the sealing portion 2, about 10 μm corresponds to the thickness of the adhesive layer 22, and the remaining about 5 to 40 μm corresponds to the thickness of the vibration space forming layer 21.

振動空間形成層21は、振動領域110、120の周囲を取り囲み、且つ圧電素子1の表裏の両主面101、102に密着するように印刷手段で形成されている。振動空間形成層21は、エポキシ等の熱硬化樹脂で構成される。   The vibration space forming layer 21 is formed by printing means so as to surround the vibration regions 110 and 120 and to be in close contact with both the front and back main surfaces 101 and 102 of the piezoelectric element 1. The vibration space forming layer 21 is made of a thermosetting resin such as epoxy.

接着層22は、振動空間形成層21に積層され、天板3及びベース基板4を振動空間形成層21に接着する。天板3の材料は絶縁体等が用いられる。   The adhesive layer 22 is laminated on the vibration space forming layer 21 and adheres the top plate 3 and the base substrate 4 to the vibration space forming layer 21. An insulator or the like is used as the material of the top plate 3.

接着層22は、例えばエポキシ等の熱硬化性樹脂又はBステージ樹脂を、印刷手段で振動空間形成層21に塗布することにより形成される。また、振動領域110、120に対応する部分を打ち抜いたBステージ樹脂シートを振動空間形成層21に積層することにより、接着層22を形成してもよい。天板3及びベース基板4を接着層22で振動空間形成層21に接着する際は、天板3、封止部2、圧電素子1、封止部2及びベース基板4を重ね合わせて、これらを積層方向に加圧しながら加熱すればよい。   The adhesive layer 22 is formed, for example, by applying a thermosetting resin such as epoxy or a B-stage resin to the vibration space forming layer 21 by printing means. Alternatively, the adhesive layer 22 may be formed by laminating a B-stage resin sheet with punched portions corresponding to the vibration regions 110 and 120 on the vibration space forming layer 21. When the top plate 3 and the base substrate 4 are bonded to the vibration space forming layer 21 with the adhesive layer 22, the top plate 3, the sealing portion 2, the piezoelectric element 1, the sealing portion 2 and the base substrate 4 are overlapped, May be heated while pressing in the laminating direction.

以上、本発明に係る誘電体磁器組成物及び発振子の好適な一実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではない。   The preferred embodiment of the dielectric ceramic composition and the oscillator according to the present invention has been described above, but the present invention is not necessarily limited to the above-described embodiment.

例えば、本発明に係る誘電体磁器組成物はSiOを更に含有してもよい。この場合も、本発明の効果を奏することが可能である。また、誘電体磁器組成物がSiOを含有することにより、誘電体磁器組成物からなる焼結体の機械的強度を向上させることが可能となる。このような効果を得るためには、誘電体磁器組成物におけるSiOの含有量が、上記化学式(A)で表される組成を有する複合酸化物100質量部に対して0〜0.1質量部であることが好ましい。 For example, the dielectric ceramic composition according to the present invention may further contain SiO 2 . Also in this case, the effects of the present invention can be achieved. Further, by the dielectric ceramic composition contains SiO 2, it is possible to improve the mechanical strength of the sintered body made of a dielectric ceramic composition. In order to obtain such an effect, the content of SiO 2 in the dielectric ceramic composition is 0 to 0.1 mass with respect to 100 mass parts of the composite oxide having the composition represented by the chemical formula (A). Part.

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

(試料1)
出発原料として、酸化鉛(PbO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化ニオブ(Nb)、酸化チタン(TiO)、酸化ジルコニウム(ZrO)、酸化ニッケル(NiO)及び四酸化コバルト(Co)の各粉末原料を準備した。各粉末原料を、後述する本焼成後に得られる焼結体を構成する誘電体電磁器組成物の組成が、表1に示す組成になるように、秤量して配合した。なお、表1におけるx(単位:質量部)とは、誘電体磁器組成物におけるNi元素の含有量を示し、誘電体磁器組成物が含む複合酸化物Pb[ZnNbTi{1−(b+c+d)}Zr]Oの含有量を100質量部とした場合におけるNiOに換算したNi元素の含有量である。また、表1におけるy(単位:質量部)とは、誘電体磁器組成物におけるCo元素の含有量を示し、複合酸化物Pb[ZnNbTi{1−(b+c+d)}Zr]Oの含有量を100質量部とした場合におけるCoに換算したCo元素の含有量である。
(Sample 1)
Starting materials include lead oxide (PbO), zinc oxide (ZnO), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), titanium oxide (TiO 2 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), nickel oxide (NiO) and cobalt tetroxide (Co 3 O 4 ) powder raw materials were prepared. Each powder raw material was weighed and blended so that the composition of the dielectric ceramic composition constituting the sintered body obtained after the main firing described later has the composition shown in Table 1. Note that x (unit: part by mass) in Table 1 indicates the content of Ni element in the dielectric ceramic composition, and the composite oxide Pb a [Zn b Nb c Ti {1- (B + c + d)} It is the content of Ni element converted to NiO when the content of Zr d ] O 3 is 100 parts by mass. Moreover, y (unit: mass part) in Table 1 indicates the content of Co element in the dielectric ceramic composition, and is a composite oxide Pb a [Zn b Nb c Ti {1- (b + c + d)} Zr d ]. This is the content of Co element converted to Co 3 O 4 when the content of O 3 is 100 parts by mass.

次に、配合された粉末原料の混合物と純水とをZrボールと共にボールミルで10時間混合してスラリーを得た。このスラリーを、十分に乾燥させた後でプレス成形し、これを900℃で仮焼成して仮焼成体を得た。次に、仮焼成体をボールミルで微粉砕した後、乾燥したものに、バインダーであるPVA(ポリビニルアルコール)の溶液(PVA濃度:10質量%)を適量加えて造粒した。得られた造粒粉を12φmmの金型に約1g入れ、1軸プレス成型機を用いて245MPaの荷重で成形した。成形した試料を700℃で1時間熱処理してバインダーを除去した後、1100〜1200℃で2時間本焼成した。このような方法により、誘電体磁器組成物から構成される円盤状の焼結体を得た。   Next, the blended powder raw material mixture and pure water were mixed with a Zr ball by a ball mill for 10 hours to obtain a slurry. This slurry was sufficiently dried and then press-molded, and this was temporarily fired at 900 ° C. to obtain a temporarily fired body. Next, the calcined product was finely pulverized with a ball mill, and then dried, and an appropriate amount of PVA (polyvinyl alcohol) solution (PVA concentration: 10% by mass) as a binder was added and granulated. About 1 g of the obtained granulated powder was put into a 12φ mm mold and molded under a load of 245 MPa using a uniaxial press molding machine. The molded sample was heat treated at 700 ° C. for 1 hour to remove the binder, and then subjected to main firing at 1100 to 1200 ° C. for 2 hours. By such a method, a disk-shaped sintered body composed of the dielectric ceramic composition was obtained.

次に、得られた焼結体を、両面ラップ盤で0.35mmの厚さに平面加工した後、焼結体の両面にAgペーストを塗布することにより、8φmmの寸法を有する一対のAg電極を形成した。このような方法により、誘電体磁器組成物からなる円盤状の焼結体と、焼結体を挟む一対の円盤状のAg電極とを備える試料1(負荷容量素子)を得た。   Next, the obtained sintered body was planarized to a thickness of 0.35 mm with a double-sided lapping machine, and then a Ag paste having a size of 8 mm was applied to both surfaces of the sintered body. Formed. By such a method, a sample 1 (load capacitance element) including a disk-shaped sintered body made of a dielectric ceramic composition and a pair of disk-shaped Ag electrodes sandwiching the sintered body was obtained.

[比誘電率及び誘電損失の測定]
室温における試料1の静電容量C(単位:F)及び誘電損失tanδ(単位:%)を測定した。測定には、インピーダンスアナライザー(アジレントテクノロジー社製4294A)を使用した。測定では、試料1のAg電極間に、1MHzの周波数で0.22Vの電圧を印加した。また、下記数式(2)に基づき、試料1が備える焼結体の比誘電率εを求めた。
ε=(C×d)/(ε×S) (2)
上記数式(2)において、dは試料1が備える焼結体の厚さである。εは真空の誘電率である。Sは試料1において焼結体とAg電極とが重なる部分の面積(Ag電極の面積)である。
[Measurement of relative permittivity and dielectric loss]
The capacitance C p (unit: F) and dielectric loss tan δ (unit:%) of sample 1 at room temperature were measured. For the measurement, an impedance analyzer (4294A manufactured by Agilent Technologies) was used. In the measurement, a voltage of 0.22 V was applied between the Ag electrodes of Sample 1 at a frequency of 1 MHz. Moreover, based on the following formula (2), the relative dielectric constant ε r of the sintered body included in the sample 1 was obtained.
ε r = (C p × d) / (ε 0 × S) (2)
In the above formula (2), d is the thickness of the sintered body included in the sample 1. ε 0 is the vacuum dielectric constant. S is the area of the portion where the sintered body and Ag electrode overlap in sample 1 (Ag electrode area).

[静電容量の温度特性の測定]
比誘電率及び誘電損失の測定後、以下に示す方法で、試料1の静電容量の温度特性を評価した。
[Measurement of temperature characteristics of capacitance]
After measuring the relative dielectric constant and dielectric loss, the temperature characteristics of the electrostatic capacity of Sample 1 were evaluated by the following method.

試料1を、25℃の恒温槽に入れ、槽内の温度が25℃に安定した時における試料1の静電容量(以下、C(25℃)と記す。)を測定した。また、試料1を入れた恒温槽の温度を−40℃に設定し、槽内の温度が−40℃に安定した時における試料1の静電容量(以下、C(−40℃)と記す。)を測定した。さらに、試料1を入れた恒温槽の温度を125℃に設定し、槽内の温度が125℃に安定した時における試料1の静電容量(以下、C(125℃)と記す。)を測定した。C(25℃)、C(−40℃)及びC(125℃)の測定には、インピーダンスアナライザー(アジレントテクノロジー社製4294A)を使用した。測定では、試料1のAg電極間に、1MHzの周波数で0.22Vの電圧を印加した。 Sample 1 was placed in a constant temperature bath at 25 ° C., and the capacitance of sample 1 (hereinafter referred to as C p (25 ° C.)) when the temperature in the bath was stabilized at 25 ° C. was measured. Further, the temperature of the thermostatic chamber containing the sample 1 is set to −40 ° C., and the capacitance of the sample 1 when the temperature in the bath is stabilized at −40 ° C. (hereinafter, referred to as C p (−40 ° C.)). ) Was measured. Further, the temperature of the constant temperature bath containing the sample 1 is set to 125 ° C., and the capacitance of the sample 1 when the temperature in the bath is stabilized at 125 ° C. (hereinafter referred to as C p (125 ° C.)). It was measured. For measurement of C p (25 ° C.), C p (−40 ° C.), and C p (125 ° C.), an impedance analyzer (4294A manufactured by Agilent Technologies) was used. In the measurement, a voltage of 0.22 V was applied between the Ag electrodes of Sample 1 at a frequency of 1 MHz.

(25℃)、C(−40℃)及びC(125℃)の値から、下記数式(3)を用いて、静電容量の温度特性値CTC(単位:ppm/℃)を求めた。なお、CTCが小さいほど、静電容量が温度変化に対して変化し難く、静電容量の温度特性が良好であることを意味する。したがって、CTCは小さいほど好ましい。
CTC(ppm/℃)=10×{C(125℃)−C(−40℃)}/[{125℃−(−40℃)}×C(25℃)] (3)
From the values of C p (25 ° C.), C p (−40 ° C.), and C p (125 ° C.), the temperature characteristic value CTC (unit: ppm / ° C.) of capacitance is calculated using the following mathematical formula (3). Asked. In addition, the smaller the CTC, the less the capacitance is changed with respect to the temperature change, and the better the temperature characteristics of the capacitance. Therefore, the smaller the CTC, the better.
CTC (ppm / ° C.) = 10 6 × {C p (125 ° C.) − C p (−40 ° C.)} / [{125 ° C .− (− 40 ° C.)} × C p (25 ° C.)] (3)

(試料2〜26)
上記の各粉末原料を、本焼成後に得られる焼結体を構成する誘電体電磁器組成物の組成が、表1に示す組成になるように秤量して配合したこと以外は、試料1と同様の方法で、試料2〜26を作製した。また、試料1の場合と同様の方法で、試料2〜26の室温でのC、ε、tanδ、C(25℃)、C(−40℃)、C(125℃)及びCTCを求めた。試料1〜26のCTC、ε及びtanδ及びを表1に示す。CTCは3000ppm/℃以下であることが好ましい。εは800〜1300であることが好ましい。tanδは2.5%以下であることが好ましい。
(Samples 2 to 26)
The same as sample 1 except that the above powder raw materials were weighed and blended so that the composition of the dielectric ceramic composition constituting the sintered body obtained after the main firing was the composition shown in Table 1. Samples 2 to 26 were prepared by the method described above. Further, in the same manner as in the case of Sample 1, C p , ε r , tan δ, C p (25 ° C.), C p (−40 ° C.), C p (125 ° C.) at room temperature of Samples 2 to 26 and CTC was determined. Table 1 shows CTC, ε r and tan δ of Samples 1 to 26. The CTC is preferably 3000 ppm / ° C. or less. ε r is preferably 800 to 1300. It is preferable that tan δ is 2.5% or less.

Figure 2010235345
Figure 2010235345

試料1,2、5〜7、10〜12、16〜20、22〜25が備える焼結体は、下記化学式(A)で表される組成を有するペロブスカイト型の複合酸化物と、Ni元素と、を備える。また、焼結体におけるNiOに換算したNi元素の含有量が、複合酸化物100質量部に対して0.01〜0.3質量部であり、Coに換算したCo元素の含有量が、複合酸化物100質量部に対して0質量部以上0.1質量部未満であった。
Pb[ZnNbTi{1−(b+c+d)}Zr]O (A)
上記化学式(A)中、
0.98≦a≦1.01、
0.01≦b≦0.02、
0.02≦c≦0.04、
0.48≦d≦0.51。
The sintered bodies included in Samples 1, 2, 5-7, 10-12, 16-20, and 22-25 include a perovskite-type composite oxide having a composition represented by the following chemical formula (A), Ni element, . Further, the content of Ni element in terms of NiO in the sintered body is 0.01 to 0.3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the composite oxide, and the content of Co element in terms of Co 3 O 4 However, it was 0 mass part or more and less than 0.1 mass part with respect to 100 mass parts of complex oxide.
Pb a [Zn b Nb c Ti {1- (b + c + d)} Zr d ] O 3 (A)
In the above chemical formula (A),
0.98 ≦ a ≦ 1.01,
0.01 ≦ b ≦ 0.02,
0.02 ≦ c ≦ 0.04,
0.48 ≦ d ≦ 0.51.

試料1,2、5〜7、10〜12、16〜20、22〜25では、CTCが3000ppm/℃以下であり、εが800〜1300であり、tanδが2.5%以下であった。 In samples 1, 2, 5-7, 10-12, 16-20, and 22-25, CTC was 3000 ppm / ° C. or less, ε r was 800 to 1300, and tan δ was 2.5% or less. .

aが0.98より小さい試料4では、εが1300より高かった。aが1.01より大きい試料8では、tanδが2.5%より大きかった。 In a 0.98 less than the sample 4, ε r was higher than 1300. In sample 8 where a was greater than 1.01, tan δ was greater than 2.5%.

bが0.01より小さく、cが0.02より小さく、dが0.51より大きい試料21では、CTCが3000ppm/℃より大きく、tanδが2.5%より大きかった。bが0.02より大きく、cが0.04より大きく、dが0.48より小さい試料26では、εが1300より高かった。 In sample 21, where b was smaller than 0.01, c was smaller than 0.02, and d was larger than 0.51, CTC was larger than 3000 ppm / ° C. and tan δ was larger than 2.5%. b is greater than 0.02, c is greater than 0.04, d is the 0.48 less than the sample 26, epsilon r was higher than 1300.

xが0.3質量部より大きい試料2では、CTCが3000ppm/℃より大きく、tanδが2.5%より大きかった。xが0.01質量部より小さい試料9では、εが1300より高かった。 In Sample 2 where x was greater than 0.3 parts by mass, CTC was greater than 3000 ppm / ° C. and tan δ was greater than 2.5%. In x 0.01 parts by mass than smaller samples 9, epsilon r was higher than 1300.

yが0.1質量部である試料15では、CTCが3000ppm/℃より大きかった。   In sample 15 where y was 0.1 part by mass, CTC was greater than 3000 ppm / ° C.

1,P・・・圧電素子、20・・・コルピッツ発振回路、CL1,CL2・・・負荷容量素子、E・・・圧電素子の等価回路、200・・・発振子。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, P ... Piezoelectric element, 20 ... Colpitts oscillation circuit, C L1 , C L2 ... Load capacity element, E ... Equivalent circuit of piezoelectric element, 200 ... Oscillator.

Claims (4)

圧電素子及び負荷容量素子を備える発振子において前記負荷容量素子が有する誘電体磁器組成物であって、
Pb[ZnNbTi{1−(b+c+d)}Zr]Oで表される組成を有し、
0.98≦a≦1.01、
0.01≦b≦0.02、
0.02≦c≦0.04、及び
0.48≦d≦0.51、
を満たすペロブスカイト型の複合酸化物と、
Ni元素と、を備え、
NiOに換算した前記Ni元素の含有量が、前記複合酸化物100質量部に対して0.01〜0.3質量部であり、
Coに換算したCo元素の含有量が、前記複合酸化物100質量部に対して0質量部以上0.1質量部未満である、
誘電体磁器組成物。
A dielectric ceramic composition of the load capacitive element in an oscillator including a piezoelectric element and a load capacitive element,
Pb a [Zn b Nb c Ti {1- (b + c + d)} Zr d ] O 3 ,
0.98 ≦ a ≦ 1.01,
0.01 ≦ b ≦ 0.02,
0.02 ≦ c ≦ 0.04, and 0.48 ≦ d ≦ 0.51,
A perovskite-type composite oxide satisfying
Ni element,
The content of the Ni element converted to NiO is 0.01 to 0.3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the composite oxide,
The content of Co element converted to Co 3 O 4 is 0 part by mass or more and less than 0.1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the composite oxide.
Dielectric ceramic composition.
Coに換算した前記Co元素の含有量が、前記複合酸化物100質量部に対して0〜0.05質量部である、
請求項1に記載の誘電体磁器組成物。
The content of the Co element in terms of Co 3 O 4 is 0 to 0.05 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the composite oxide.
The dielectric ceramic composition according to claim 1.
圧電素子及び負荷容量素子を備え、
前記負荷容量素子が請求項1又は2に記載の誘電体磁器組成物を有する、
発振子。
Comprising a piezoelectric element and a load capacitive element;
The load capacitor element has the dielectric ceramic composition according to claim 1 or 2.
Oscillator.
前記圧電素子と前記負荷容量素子が一体化されている、
請求項3に記載の発振子。

The piezoelectric element and the load capacitance element are integrated,
The resonator according to claim 3.

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