发明名称 压电陶瓷及压电元件
摘要 一种压电陶瓷系至少含有Sr、Ln(其中,Ln系镧系元素)、Bi、 Ti及O而且具有以包含MIIBi4Ti4O15型结晶(MII系藉由Sr及Ln所构成之元素)之铋层状化合物来作为主成分并且以含有Mn氧化物之陶瓷粒子来作为副成分的压电陶瓷,藉由该陶瓷粒子之码长度测定法所造成之平均粒径系成为0.8~4.7μm。可以提供一种在厚度纵向振动之三次高次谐波模式、比较高之频率区域(例如16~65MHz)之厚度纵向振动之三次高次谐波模式,具有大Qmax之压电陶瓷及具有该压电陶瓷来作为压电体之共鸣器等之压电元件。
申请公布号 TWI252601 申请公布日期 2006.04.01
申请号 TW093137353 申请日期 2004.12.03
申请人 TDK股份有限公司 发明人 塚田岳夫;东智久;广濑正和;冈均
分类号 H01L41/187;C04B35/46 主分类号 H01L41/187
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路4段279号3楼
主权项 1.一种压电陶瓷,具有陶瓷粒子,其特征在于:前述 陶瓷粒子系至少含有Sr、Ln(其中,Ln系镧系元素)、 Bi、Ti及O,以包含MIIBi4Ti4O15型结晶(MII系藉由Sr及Ln 所构成之元素)之铋层状化合物来作为主成分,含 有Mn氧化物来作为副成分,并且,藉由码长度测定法 所造成之平均粒径成为0.8-4.7m。 2.如申请专利范围第1项之压电陶瓷,其中,前述MIIBi 4Ti4O15型结晶系藉由组成式(SrLn)BiTi4O15所表 示,前述组成式中之成为=1-,成为0.01≦ ≦0.50,成为3.80≦≦4.50。 3.如申请专利范围第1项之压电陶瓷,其中,前述Mn氧 化物之含有量系以MnO而换算成为0.1-1.0重量%。 4.一种压电元件,具有藉由申请专利范围第1至3项 中任一项所述之压电陶瓷所构成之压电体。 5.如申请专利范围第4项之压电元件,其中,对于24MHz 之厚度纵向振动之三次高次谐波之共振频率和反 共振频率之间之Q(Q=∣x∣/R;X系电抗、R系电阻)之 最大値Qmax系8以上。 6.一种压电陶瓷,具有陶瓷粒子,其特征在于:前述 陶瓷粒子系至少含有Ca、Ln(其中,Ln系镧系元素)、 Bi、Ti及O,以包含MIIBi4Ti4O15型结晶(MII系藉由Ca及Ln 所构成之元素)之铋层状化合物来作为主成分,含 有Mn氧化物来作为副成分,并且,藉由码长度测定法 所造成之平均粒径成为1.0-4.5m。 7.如申请专利范围第6项之压电陶瓷,其中,前述MIIBi 4Ti4O15型结晶系藉由组成式(Ca1-Ln)BiTi4O15所 表示,前述组成式中之成为0.01≦≦0.5,成为3 .80≦≦4.20。 8.如申请专利范围第6项之压电陶瓷,其中,前述Mn氧 化物之含有量系以MnO而换算成为0.1-1.0重量%。 9.一种压电元件,具有藉由申请专利范围第6至8项 中任一项所述之压电陶瓷所构成之压电体。 10.如申请专利范围第9项之压电元件,其中,对于60 MHz之厚度纵向振动之三次高次谐波之共振频率和 反共振频率之间之Q(Q=∣x∣/R;X系电抗、R系电阻) 之最大値Qmax系6以上。 11.一种压电陶瓷,具有陶瓷粒子,其特征在于:前述 陶瓷粒子系至少含有Ba、Sr、Ln(其中,Ln系镧系元素 )、Bi、Ti及O,以包含MIIBi4Ti4O15型结晶(MII系藉由Ba、 Sr及Ln所构成之元素)之铋层状化合物来作为主成 分,含有Mn氧化物和Ge氧化物来作为副成分,并且,藉 由码长度测定法所造成之平均粒径成为0.4-3.2m 。 12.如申请专利范围第11项之压电陶瓷,其中,前述 MIIBi4Ti4O15型结晶系藉由组成式(Ba1--SrLn)Bi Ti4O15所表示,前述组成式中之成为0.1≦≦0.6 ,成为0.05≦≦0.5,成为3.90≦≦4.30。 13.如申请专利范围第11项之压电陶瓷,其中,前述Mn 氧化物之含有量系以MnO而换算成为0.1-1.0重量%,前 述Ge氧化物之含有量系以GeO2而换算成为0.05-0.5重 量%。 14.一种压电元件,具有藉由申请专利范围第11至13 项中任一项所述之压电陶瓷所构成之压电体。 15.如申请专利范围第14项之压电元件,其中,对于8 MHz之厚度滑动振动之基本波之共振频率和反共振 频率之间之Q(Q=∣x∣/R;X系电抗、R系电阻)之最大 値Qmax系23以上。 图式简单说明: 图1系关于本发明之某一实施形态之压电陶瓷共鸣 器之立体图。 图2系关于本发明之某一实施形态之压电陶瓷共鸣 器之剖面图。 图3系用以说明本发明之陶瓷粒子之平均粒径之测 定方法之图。 图4系本发明之实施例之实施例1-1之压电陶瓷之压 电体层之SEM相片。 图5系显示本发明之实施例之实施例1-1之陶瓷粒子 之平均粒径和Qmax间之关系之图形。 图6系显示本发明之实施例之实施例1-2之陶瓷粒子 之平均粒径和Qmax间之关系之图形。 图7系显示本发明之实施例之实施例1-3之陶瓷粒子 之平均粒径和Qmax间之关系之图形。 图8系显示本发明之实施例之实施例1-4之陶瓷粒子 之平均粒径和Qmax间之关系之图形。 图9系本发明之实施例之实施例2-1之压电陶瓷之压 电体层之SEM相片。 图10系显示本发明之实施例之实施例2-1之陶瓷粒 子之平均粒径和Qmax间之关系之图形。 图11系显示本发明之实施例之实施例2-2之陶瓷粒 子之平均粒径和Qmax间之关系之图形。 图12系显示本发明之实施例之实施例2-3之陶瓷粒 子之平均粒径和Qmax间之关系之图形。 图13系显示本发明之实施例之实施例2-4之陶瓷粒 子之平均粒径和Qmax间之关系之图形。 图14系本发明之实施例之实施例3-1之压电陶瓷之 压电体层之SEM相片。 图15系显示本发明之实施例之实施例3-1之陶瓷粒 子之平均粒径和Qmax间之关系之图形。 图16系显示本发明之实施例之实施例3-2之陶瓷粒 子之平均粒径和Qmax间之关系之图形。 图17系显示本发明之实施例之实施例3-3之陶瓷粒 子之平均粒径和Qmax间之关系之图形。 图18系显示本发明之实施例之实施例3-4之陶瓷粒 子之平均粒径和Qmax间之关系之图形。 图19系显示本发明之实施例之实施例3-5之陶瓷粒 子之平均粒径和Qmax间之关系之图形。
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