JPH11263666A - 圧電体磁器組成物、圧電セラミック、表面実装部品および表面実装方法 - Google Patents
圧電体磁器組成物、圧電セラミック、表面実装部品および表面実装方法Info
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- JPH11263666A JPH11263666A JP10082560A JP8256098A JPH11263666A JP H11263666 A JPH11263666 A JP H11263666A JP 10082560 A JP10082560 A JP 10082560A JP 8256098 A JP8256098 A JP 8256098A JP H11263666 A JPH11263666 A JP H11263666A
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- piezoelectric
- compsn
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気機械結合係数、機械的品質係数等の圧電
特性に優れ、しかも耐熱性が高く、鉛を含有しないハン
ダリフロー処理にも対応しうる圧電体磁器組成物、圧電
セラミック、表面実装部品および表面実装方法を提供す
る。 【解決手段】 下記一般式で表わしたとき、 （Ｐｂx Ｂｉy ）・（Ｔｉp Ｍｎq Ｎｂr ）Ｏ3 、 ０．９０≦ｘ＜０．９８、０．００５＜ｙ＜０．１、
０．９０≦ｐ≦０．９９、 ０．００５≦ｑ≦０．０５、０．００５≦ｒ≦０．０
５、０．９５≦（ｘ＋ｙ）／（ｐ＋ｑ＋ｒ）＜１（上記
一般式はモル比を表わす。）の基本組成を有する圧電体
磁器組成物とした。
特性に優れ、しかも耐熱性が高く、鉛を含有しないハン
ダリフロー処理にも対応しうる圧電体磁器組成物、圧電
セラミック、表面実装部品および表面実装方法を提供す
る。 【解決手段】 下記一般式で表わしたとき、 （Ｐｂx Ｂｉy ）・（Ｔｉp Ｍｎq Ｎｂr ）Ｏ3 、 ０．９０≦ｘ＜０．９８、０．００５＜ｙ＜０．１、
０．９０≦ｐ≦０．９９、 ０．００５≦ｑ≦０．０５、０．００５≦ｒ≦０．０
５、０．９５≦（ｘ＋ｙ）／（ｐ＋ｑ＋ｒ）＜１（上記
一般式はモル比を表わす。）の基本組成を有する圧電体
磁器組成物とした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電セラミックスに関
し、特に、熱による圧電性の劣化を抑えることが可能な
圧電セラミックスに関する。
し、特に、熱による圧電性の劣化を抑えることが可能な
圧電セラミックスに関する。
【０００２】
【従来の技術】チタン酸鉛系の圧電セラミックス（Ｐ
Ｔ）は、例えば、各種フィルタやレゾネータ等の通信分
野、超音波センサや角速度センサ等のセンサ応用分野、
超音波モータや各種アクチュエータ用素子等の動的応用
分野、あるいは、この他、ブザーや圧電トランス等な
ど、非常に広い分野に利用されている。
Ｔ）は、例えば、各種フィルタやレゾネータ等の通信分
野、超音波センサや角速度センサ等のセンサ応用分野、
超音波モータや各種アクチュエータ用素子等の動的応用
分野、あるいは、この他、ブザーや圧電トランス等な
ど、非常に広い分野に利用されている。
【０００３】特に、チタン酸鉛系の圧電セラミックスを
用いたレゾネータは、主にＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の基
準信号（クロック）として使用されている。そして、以
下に説明するように、近年、圧電性セラミックスには耐
熱性の向上、すなわち、加熱によって圧電性が劣化しな
いことが求められている。
用いたレゾネータは、主にＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の基
準信号（クロック）として使用されている。そして、以
下に説明するように、近年、圧電性セラミックスには耐
熱性の向上、すなわち、加熱によって圧電性が劣化しな
いことが求められている。
【０００４】近年、電子機器の小型化、薄型化に伴な
い、電子部品においても従来のディスクリート部品から
ＳＭＤ（表面実装型部品）への移行が急がれている。Ｓ
ＭＤでは、プリント基板に実装される際にハンダリフロ
ー炉を通すため、耐熱性が高いこと、すなわち、ハンダ
リフロー炉を通ることによる電気的特性の劣化が少ない
ことが要求される。ディスクリート部品では、加工段階
の接着、膜形成工程や製品化段階での熱処理、接着など
の際に、高くても２００℃を超えない程度の熱が加わる
だけであるが、ＳＭＤでは、ハンダリフロー炉を通す際
に２００〜２６０℃程度の範囲で熱が５〜３０秒間程度
加わるため、ディスクリート部品用に開発された通常の
圧電セラミックスをＳＭＤ部品に適用した場合、圧電性
の著しい劣化が生じてしまう。このため、ＳＭＤ部品用
に、耐熱性の良好な組成をもつ圧電セラミックスの開発
が行なわれている（特開平５−１７２１８号公報、特開
平５−１３９８２９号公報等）。
い、電子部品においても従来のディスクリート部品から
ＳＭＤ（表面実装型部品）への移行が急がれている。Ｓ
ＭＤでは、プリント基板に実装される際にハンダリフロ
ー炉を通すため、耐熱性が高いこと、すなわち、ハンダ
リフロー炉を通ることによる電気的特性の劣化が少ない
ことが要求される。ディスクリート部品では、加工段階
の接着、膜形成工程や製品化段階での熱処理、接着など
の際に、高くても２００℃を超えない程度の熱が加わる
だけであるが、ＳＭＤでは、ハンダリフロー炉を通す際
に２００〜２６０℃程度の範囲で熱が５〜３０秒間程度
加わるため、ディスクリート部品用に開発された通常の
圧電セラミックスをＳＭＤ部品に適用した場合、圧電性
の著しい劣化が生じてしまう。このため、ＳＭＤ部品用
に、耐熱性の良好な組成をもつ圧電セラミックスの開発
が行なわれている（特開平５−１７２１８号公報、特開
平５−１３９８２９号公報等）。
【０００５】しかし、近年では、環境面への影響を極力
少なくするために、鉛（Ｐｂ）を含有しないハンダが使
用されるようになってきている。これは、Ｐｂ含有のも
のと比較して融点が高い（２８０〜３００℃）ため、上
記公報に記載されているような従来の圧電素子をそのま
ま用いたのでは、特性が著しく劣化してしまい、使用で
きなくなってしまう。
少なくするために、鉛（Ｐｂ）を含有しないハンダが使
用されるようになってきている。これは、Ｐｂ含有のも
のと比較して融点が高い（２８０〜３００℃）ため、上
記公報に記載されているような従来の圧電素子をそのま
ま用いたのでは、特性が著しく劣化してしまい、使用で
きなくなってしまう。
【０００６】純粋なチタン酸鉛系の圧電セラミックス
は、そのキュリー点Ｔｃが約５００℃近くもあり、熱に
対して安定な組成といえる。しかし、このままでは結晶
異方性ｃ／ａが非常に大きく、焼結が困難である。この
ため、ＡサイトにＬａやＳｒを置換させて結晶異方性を
低下させ、焼結性を改善することが一般的な手法であ
る。
は、そのキュリー点Ｔｃが約５００℃近くもあり、熱に
対して安定な組成といえる。しかし、このままでは結晶
異方性ｃ／ａが非常に大きく、焼結が困難である。この
ため、ＡサイトにＬａやＳｒを置換させて結晶異方性を
低下させ、焼結性を改善することが一般的な手法であ
る。
【０００７】例えば、特開平５−５８７２４号公報で
は、 一般式 （１−ａ−ｂ−ｃ）Ｐｂx ＴｉＯ3 ・ａＢｉ2/3 ＴｉＯ
3 ・ｂＭｅＴｉＯ3・ＣａＴｉＯ3 （式中のＭｅはＳｒおよびＢａの中から選ばれた少なく
とも１種の金属、ｘは０．９５〜１．０２の範囲の数、
ａは０．０１〜０．３０の範囲の数、ｂおよびｃはそれ
ぞれ０．０１〜０．２５の範囲の数であって、０．０２
≦ａ＋ｂ＋ｃ≦０．３５である）で表わされる基本組成
において、ＴｉがＭｎ０．５〜５原子％またはＮｂ０．
５〜５原子％あるいはその両方で置換されている組成物
からなる圧電セラミックスを提案している。同公報で
は、これにより、電気機械結合係数と機械的品質係数が
高く、かつ共振周波数の温度係数が小さいという長所を
有し、厚み縦振動の３倍波を利用する高周波用圧電素子
が得られるとしている。
は、 一般式 （１−ａ−ｂ−ｃ）Ｐｂx ＴｉＯ3 ・ａＢｉ2/3 ＴｉＯ
3 ・ｂＭｅＴｉＯ3・ＣａＴｉＯ3 （式中のＭｅはＳｒおよびＢａの中から選ばれた少なく
とも１種の金属、ｘは０．９５〜１．０２の範囲の数、
ａは０．０１〜０．３０の範囲の数、ｂおよびｃはそれ
ぞれ０．０１〜０．２５の範囲の数であって、０．０２
≦ａ＋ｂ＋ｃ≦０．３５である）で表わされる基本組成
において、ＴｉがＭｎ０．５〜５原子％またはＮｂ０．
５〜５原子％あるいはその両方で置換されている組成物
からなる圧電セラミックスを提案している。同公報で
は、これにより、電気機械結合係数と機械的品質係数が
高く、かつ共振周波数の温度係数が小さいという長所を
有し、厚み縦振動の３倍波を利用する高周波用圧電素子
が得られるとしている。
【０００８】しかし、上記公報に記載されているような
組成とした場合、レゾネータとしては良好な特性を有す
るが、キュリー点が低いため、耐熱性に劣り、上記のよ
うな鉛を含有しないハンダを用いる高温でのハンダリフ
ロー処理を行うと特性が殆ど消失してしまう。
組成とした場合、レゾネータとしては良好な特性を有す
るが、キュリー点が低いため、耐熱性に劣り、上記のよ
うな鉛を含有しないハンダを用いる高温でのハンダリフ
ロー処理を行うと特性が殆ど消失してしまう。
【０００９】このように、従来の圧電セラミックスで
は、電気機械結合係数、機械的品質係数等の特性に優
れ、しかも耐熱性が高く、鉛を含有しないハンダリフロ
ー処理にも対応しうるものは得られていない。
は、電気機械結合係数、機械的品質係数等の特性に優
れ、しかも耐熱性が高く、鉛を含有しないハンダリフロ
ー処理にも対応しうるものは得られていない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電気
機械結合係数、機械的品質係数等の圧電特性に優れ、し
かも耐熱性が高く、鉛を含有しないハンダリフロー処理
にも対応しうる圧電体磁器組成物、圧電セラミック、表
面実装部品および表面実装方法を提供することである。
機械結合係数、機械的品質係数等の圧電特性に優れ、し
かも耐熱性が高く、鉛を含有しないハンダリフロー処理
にも対応しうる圧電体磁器組成物、圧電セラミック、表
面実装部品および表面実装方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
の本発明により達成される。（１） 下記一般式で表わ
したとき、 （Ｐｂx Ｂｉy ）・（Ｔｉp Ｍｎq Ｎｂr ）Ｏ3 、 ０．９０≦ｘ＜０．９８、 ０．００５＜ｙ＜０．１、 ０．９０≦ｐ≦０．９９、 ０．００５≦ｑ≦０．０５、 ０．００５≦ｒ≦０．０５、 ０．９５≦（ｘ＋ｙ）／（ｐ＋ｑ＋ｒ）＜１、 （上記一般式はモル比を表わす。）の基本組成を有する
圧電体磁器組成物。 （２） 上記（１）の圧電体磁器組成物を有し、キュリ
ー点が３５０℃以上である圧電セラミックス。 （３） 上記（２）の圧電セラミックを有し、ハンダリ
フロー処理される表面実装部品。（４） 上記（３）の
表面実装部品を用い、鉛を含有しないハンダのハンダリ
フローによりハンダ処理を行う表面実装方法。
の本発明により達成される。（１） 下記一般式で表わ
したとき、 （Ｐｂx Ｂｉy ）・（Ｔｉp Ｍｎq Ｎｂr ）Ｏ3 、 ０．９０≦ｘ＜０．９８、 ０．００５＜ｙ＜０．１、 ０．９０≦ｐ≦０．９９、 ０．００５≦ｑ≦０．０５、 ０．００５≦ｒ≦０．０５、 ０．９５≦（ｘ＋ｙ）／（ｐ＋ｑ＋ｒ）＜１、 （上記一般式はモル比を表わす。）の基本組成を有する
圧電体磁器組成物。 （２） 上記（１）の圧電体磁器組成物を有し、キュリ
ー点が３５０℃以上である圧電セラミックス。 （３） 上記（２）の圧電セラミックを有し、ハンダリ
フロー処理される表面実装部品。（４） 上記（３）の
表面実装部品を用い、鉛を含有しないハンダのハンダリ
フローによりハンダ処理を行う表面実装方法。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的構成につい
て詳細に説明する。本発明の圧電セラミックスは、下記
一般式で表わしたとき、 （Ｐｂx Ｂｉy ）（Ｔｉp Ｍｎq Ｎｂr ）Ｏ3 、 ０．９０≦ｘ＜０．９８、好ましくは０．９３≦ｘ＜
０．９８、 ０．００５＜ｙ＜０．１、好ましくは０．００５＜ｙ＜
０．０７、 ０．９０≦ｐ≦０．９９、 ０．００５≦ｑ≦０．０５、 ０．００５≦ｒ≦０．０５、 ０．９５≦（ｘ＋ｙ）／（ｐ＋ｑ＋ｒ）＜１、 （上記一般式はモル比を表わす。）である基本組成を有
する。
て詳細に説明する。本発明の圧電セラミックスは、下記
一般式で表わしたとき、 （Ｐｂx Ｂｉy ）（Ｔｉp Ｍｎq Ｎｂr ）Ｏ3 、 ０．９０≦ｘ＜０．９８、好ましくは０．９３≦ｘ＜
０．９８、 ０．００５＜ｙ＜０．１、好ましくは０．００５＜ｙ＜
０．０７、 ０．９０≦ｐ≦０．９９、 ０．００５≦ｑ≦０．０５、 ０．００５≦ｒ≦０．０５、 ０．９５≦（ｘ＋ｙ）／（ｐ＋ｑ＋ｒ）＜１、 （上記一般式はモル比を表わす。）である基本組成を有
する。
【００１３】上記一般式において、ｘが小さすぎると、
圧電特性が劣化し、耐熱性も悪化してくる。
圧電特性が劣化し、耐熱性も悪化してくる。
【００１４】ｘ≧０．９８では厚み縦方向電気機械結合
係数ｋt 、機械品質係数Ｑm および山谷比が小さくな
り、圧電特性の低下が見られる。
係数ｋt 、機械品質係数Ｑm および山谷比が小さくな
り、圧電特性の低下が見られる。
【００１５】上記一般式において、ｙ≦０．０５では焼
結しない。ｙ≧０．１では特にｋtの低下が著しい。
結しない。ｙ≧０．１では特にｋtの低下が著しい。
【００１６】また、（ｘ＋ｙ）／（ｐ＋ｑ＋ｒ）が０．
９５未満か、１を超えると、焼結性が著しく低下してく
る。
９５未満か、１を超えると、焼結性が著しく低下してく
る。
【００１７】チタン酸鉛における原子比Ｐｂ／Ｔｉは、
通常、１であるが、原料中のＰｂ供給成分の量の多少や
焼成条件の差異により、ある程度変動する場合がある。
ただし、Ｐｂ／Ｔｉが好ましくは０．９５〜１．０２の
範囲であれば、本発明の目的は十分に達成される。しか
し、Ｐｂ／Ｔｉが０．９５未満になると圧電特性が劣化
し、１．０２を超えると焼結性が低下して、圧電セラミ
ックスとして好ましくなくなってくる。
通常、１であるが、原料中のＰｂ供給成分の量の多少や
焼成条件の差異により、ある程度変動する場合がある。
ただし、Ｐｂ／Ｔｉが好ましくは０．９５〜１．０２の
範囲であれば、本発明の目的は十分に達成される。しか
し、Ｐｂ／Ｔｉが０．９５未満になると圧電特性が劣化
し、１．０２を超えると焼結性が低下して、圧電セラミ
ックスとして好ましくなくなってくる。
【００１８】本発明では、Ｔｉの一部がＭｎおよびＮｂ
で置換されていることが必要である。Ｔｉに対する置換
率は、ＭｎおよびＮｂのいずれもが０．５原子％以上で
あることが必須であり、かつ、ＭｎおよびＮｂのどちら
も５原子％を超えないことが必須である。どちらの置換
率も５原子％を超えなければ、ＭｎおよびＮｂでＴｉを
１０原子％置換していてもよい。Ｍｎ置換率およびＮｂ
置換率の少なくとも一方が０．５原子％未満であると、
分極中に絶縁破壊を生じやすいし、Ｍｎ置換率およびＮ
ｂ置換率の少なくとも一方が５原子％を超えると、焼結
性が低下する上に、電気抵抗が低下して分極不能にな
り、いずれも圧電特性を得ることができなくなってく
る。
で置換されていることが必要である。Ｔｉに対する置換
率は、ＭｎおよびＮｂのいずれもが０．５原子％以上で
あることが必須であり、かつ、ＭｎおよびＮｂのどちら
も５原子％を超えないことが必須である。どちらの置換
率も５原子％を超えなければ、ＭｎおよびＮｂでＴｉを
１０原子％置換していてもよい。Ｍｎ置換率およびＮｂ
置換率の少なくとも一方が０．５原子％未満であると、
分極中に絶縁破壊を生じやすいし、Ｍｎ置換率およびＮ
ｂ置換率の少なくとも一方が５原子％を超えると、焼結
性が低下する上に、電気抵抗が低下して分極不能にな
り、いずれも圧電特性を得ることができなくなってく
る。
【００１９】本発明では、Ａサイト（Ｐｂx Ｂｉｙ ）
にＳｒを１原子％以下含有していてもよい。但し、Ａサ
イトにＳｒが入るとキュリー点が低下することからＳｒ
含有量は少ないほど好ましく、特に０であることが好ま
しい。
にＳｒを１原子％以下含有していてもよい。但し、Ａサ
イトにＳｒが入るとキュリー点が低下することからＳｒ
含有量は少ないほど好ましく、特に０であることが好ま
しい。
【００２０】なお、本発明の圧電体磁器組成物では、微
量のＣａやＢａが不純物として０．０１原子％以下含ま
れていてもよい。ＣａやＢａが多すぎると、本発明の効
果が実現しない。
量のＣａやＢａが不純物として０．０１原子％以下含ま
れていてもよい。ＣａやＢａが多すぎると、本発明の効
果が実現しない。
【００２１】上記一般式において、酸素（Ｏ）のモル数
は３となっているが、これはＰｂが２価、ＢｉおよびＭ
ｎが３価、Ｔｉが４価、Ｎｂが５価であって、かつ２ｘ
＋３ｙ＝２、４ｐ＋３ｑ＋５ｒ＝４のときの化学量論組
成比を示したものである。従って、ｘ，ｙ，ｐ，ｑ，ｒ
の値によって酸素のモル数は異なってくる。また、例え
ば焼成雰囲気等でＭｎは２価、４価等に変化する可能性
がある。Ｍｎが２価の場合、酸素欠陥が生じ、酸素のモ
ル数は３より小さくなる。また、Ｂｉは３価あるいは５
価となりうる。本明細書では、ｘ，ｙ，ｐ，ｑ，ｒの値
によらず酸素のモル数を３と表示しているが、実際の酸
素のモル数は化学量論組成比から多少偏倚していてもよ
い。
は３となっているが、これはＰｂが２価、ＢｉおよびＭ
ｎが３価、Ｔｉが４価、Ｎｂが５価であって、かつ２ｘ
＋３ｙ＝２、４ｐ＋３ｑ＋５ｒ＝４のときの化学量論組
成比を示したものである。従って、ｘ，ｙ，ｐ，ｑ，ｒ
の値によって酸素のモル数は異なってくる。また、例え
ば焼成雰囲気等でＭｎは２価、４価等に変化する可能性
がある。Ｍｎが２価の場合、酸素欠陥が生じ、酸素のモ
ル数は３より小さくなる。また、Ｂｉは３価あるいは５
価となりうる。本明細書では、ｘ，ｙ，ｐ，ｑ，ｒの値
によらず酸素のモル数を３と表示しているが、実際の酸
素のモル数は化学量論組成比から多少偏倚していてもよ
い。
【００２２】本発明の圧電体磁器組成物により得られる
圧電セラミックスは、結晶構造としてペロブスカイト型
構造を有し、その結晶粒径としては、通常、０．５〜５
μm、特に１〜３μm 程度である。
圧電セラミックスは、結晶構造としてペロブスカイト型
構造を有し、その結晶粒径としては、通常、０．５〜５
μm、特に１〜３μm 程度である。
【００２３】本発明の圧電体磁器組成物を有する圧電セ
ラミックスの製造方法は、特に限定されず、一般のセラ
ミックスを製造する際に慣用されている方法を用いれば
よい。すなわち、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｂｉ、Ｍｎ、Ｎｂ等の圧
電セラミックス構成元素の化合物を、所定の割合で配合
し、ボールミルなどを用いて十分に粉砕混合する。前記
化合物としては、酸化物または焼成により酸化物に変わ
りうる化合物、例えば炭酸塩、水酸化物、シュウ酸塩、
硝酸塩等を用いることができる。得られた混合物を、７
００〜９００℃で仮焼する。次いで、仮焼物を粉砕し、
水およびバインダーを加えて混練した後、０．２〜５to
n/cm2 の圧力を加えて所定形状に加圧成形する。得られ
た成形体を、１１５０〜１２５０℃の温度において２〜
４時間焼結する。焼結は大気中で行うこともできるが、
酸素雰囲気中でホットプレスまたは熱間静水圧プレスに
より焼結すれば、より緻密な焼結体を得ることができ
る。焼結後、分極処理を施す。
ラミックスの製造方法は、特に限定されず、一般のセラ
ミックスを製造する際に慣用されている方法を用いれば
よい。すなわち、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｂｉ、Ｍｎ、Ｎｂ等の圧
電セラミックス構成元素の化合物を、所定の割合で配合
し、ボールミルなどを用いて十分に粉砕混合する。前記
化合物としては、酸化物または焼成により酸化物に変わ
りうる化合物、例えば炭酸塩、水酸化物、シュウ酸塩、
硝酸塩等を用いることができる。得られた混合物を、７
００〜９００℃で仮焼する。次いで、仮焼物を粉砕し、
水およびバインダーを加えて混練した後、０．２〜５to
n/cm2 の圧力を加えて所定形状に加圧成形する。得られ
た成形体を、１１５０〜１２５０℃の温度において２〜
４時間焼結する。焼結は大気中で行うこともできるが、
酸素雰囲気中でホットプレスまたは熱間静水圧プレスに
より焼結すれば、より緻密な焼結体を得ることができ
る。焼結後、分極処理を施す。
【００２４】本発明の圧電セラミックスは、高温の、好
ましくは２８０℃以上、特に３００℃以上で処理される
ハンダリフロー処理により、実装・ハンダ付けされる表
面実装部品に特に好ましく使用することができる。従っ
て、本発明の圧電セラミックスの耐熱温度としては、好
ましくはキュリー点が３５０℃以上、より好ましくは４
００℃以上、特に４５０℃以上が好ましい。その上限と
しては、純粋なＰｂＴｉＯ3 のキュリー点である５００
℃に近い程良い。
ましくは２８０℃以上、特に３００℃以上で処理される
ハンダリフロー処理により、実装・ハンダ付けされる表
面実装部品に特に好ましく使用することができる。従っ
て、本発明の圧電セラミックスの耐熱温度としては、好
ましくはキュリー点が３５０℃以上、より好ましくは４
００℃以上、特に４５０℃以上が好ましい。その上限と
しては、純粋なＰｂＴｉＯ3 のキュリー点である５００
℃に近い程良い。
【００２５】このような表面実装部品としては、各種フ
ィルタやレゾネータ等の通信用部品、超音波センサや角
速度センサ等のセンサ応用部品、この他、ブザーや圧電
トランス等が挙げられる。
ィルタやレゾネータ等の通信用部品、超音波センサや角
速度センサ等のセンサ応用部品、この他、ブザーや圧電
トランス等が挙げられる。
【００２６】鉛を含有しないハンダとしては、Ｓｎ、Ｃ
ｕおよびＡｇを主成分としたものが一般に用いられてい
て、その融点は組成にもよるが、通常、２８０〜３００
℃程度である。また、その処理時間としては、通常５〜
３０秒程度である。
ｕおよびＡｇを主成分としたものが一般に用いられてい
て、その融点は組成にもよるが、通常、２８０〜３００
℃程度である。また、その処理時間としては、通常５〜
３０秒程度である。
【００２７】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。 〔作製方法〕出発原料として、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化
チタン（ＴｉＯ2 ）、酸化ビスマス（Ｂｉ2 Ｏ3 ）、酸
化マンガン（ＭｎＯ2 ）、酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ）を
用い、これらの粉末を、以下に示す表１の組成となるよ
うに配合して、各配合物を純水中で１０〜２０時間、ボ
ールミルにより湿式混合した。次いで、混合物を十分に
乾燥させた後、４９ＭPaで所定の形状にプレス成形し、
８００〜９００℃で２時間仮焼した。得られた、仮焼物
を１０〜２０時間、ボールミルで湿式粉砕した後、再び
乾燥させて粉末材料を得た。なお、Ｂサイト成分は、Ｔ
ｉ＝０．９５、Ｍｎ＝０．０２、Ｎｂ＝０．０３（いず
れもモル比）とした。
をさらに詳細に説明する。 〔作製方法〕出発原料として、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化
チタン（ＴｉＯ2 ）、酸化ビスマス（Ｂｉ2 Ｏ3 ）、酸
化マンガン（ＭｎＯ2 ）、酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ）を
用い、これらの粉末を、以下に示す表１の組成となるよ
うに配合して、各配合物を純水中で１０〜２０時間、ボ
ールミルにより湿式混合した。次いで、混合物を十分に
乾燥させた後、４９ＭPaで所定の形状にプレス成形し、
８００〜９００℃で２時間仮焼した。得られた、仮焼物
を１０〜２０時間、ボールミルで湿式粉砕した後、再び
乾燥させて粉末材料を得た。なお、Ｂサイト成分は、Ｔ
ｉ＝０．９５、Ｍｎ＝０．０２、Ｎｂ＝０．０３（いず
れもモル比）とした。
【００２８】次いで、仮焼物の粉末に、バインダ（ポリ
ビニルアルコール：Ｐ．Ｖ．Ａ）を適量添加して造粒し
た。得られた造粒粉を、一軸プレス成型器により、１９
６〜３９６ＭPaの圧力で、直径２０mm、厚さ約１．５mm
の円盤状に成形した。次いで、成形体を７００〜８００
℃で脱バインダー処理した後、１１００〜１３００℃の
範囲の温度で１〜５時間本焼成を行った。その後、得ら
れた焼結体をラップ研磨機で厚さ１mmに研磨し、両面に
Ａｇ電極を焼き付けて各評価用サンプルを得た。
ビニルアルコール：Ｐ．Ｖ．Ａ）を適量添加して造粒し
た。得られた造粒粉を、一軸プレス成型器により、１９
６〜３９６ＭPaの圧力で、直径２０mm、厚さ約１．５mm
の円盤状に成形した。次いで、成形体を７００〜８００
℃で脱バインダー処理した後、１１００〜１３００℃の
範囲の温度で１〜５時間本焼成を行った。その後、得ら
れた焼結体をラップ研磨機で厚さ１mmに研磨し、両面に
Ａｇ電極を焼き付けて各評価用サンプルを得た。
【００２９】〔評価方法〕 ＜磁器特性＞キュリー点は、加熱炉とＬＣＲメータＨＰ
４２９１Ａを用い、比誘電率が最大となるときの温度
（昇温と降温の平均値）を測定して得た。また、そのと
きの比誘電率の値をεmax とした。
４２９１Ａを用い、比誘電率が最大となるときの温度
（昇温と降温の平均値）を測定して得た。また、そのと
きの比誘電率の値をεmax とした。
【００３０】残留分極Ｐr と、抗電界Ｅc は、Radiant
technology社製ヒステリシス測定装置：RT-6000HVSを使
い、６０℃のシリコンオイル中で測定した。Ｐr は圧電
性の大きさを表しており、一般にこの値が大きいほど分
極後のｋt が大きくなる。Ｅc は自発分極の極性が反転
する電界値を表しており、この値より大きな電界で分極
処理する必要がある。
technology社製ヒステリシス測定装置：RT-6000HVSを使
い、６０℃のシリコンオイル中で測定した。Ｐr は圧電
性の大きさを表しており、一般にこの値が大きいほど分
極後のｋt が大きくなる。Ｅc は自発分極の極性が反転
する電界値を表しており、この値より大きな電界で分極
処理する必要がある。
【００３１】＜電気特性＞Ｅc の測定結果を参考にし
て、評価用サンプルを６０〜２００℃のシリコンオイル
中で、３〜８kV／mmの電界を、５〜６０分印加して分極
処理を行った。その後、２４時間室温に放置して、イン
ピーダンスアナライザー HP4194Aを用い、電子材料工業
界の EMAS-6000シリーズに従い、厚み縦方向の圧電特性
を測定した。計算には下記の式を用いた。
て、評価用サンプルを６０〜２００℃のシリコンオイル
中で、３〜８kV／mmの電界を、５〜６０分印加して分極
処理を行った。その後、２４時間室温に放置して、イン
ピーダンスアナライザー HP4194Aを用い、電子材料工業
界の EMAS-6000シリーズに従い、厚み縦方向の圧電特性
を測定した。計算には下記の式を用いた。
【００３２】ｋt (%)＝［(π/2)×(ｆa /ｆr )× tan
〔(π/2)×(Δｆ/ｆr )〕］1/2 ×100 ｆr：共振周波数、ｆa：***振周波数、Δf：fa−fr Ｑm ＝１／［〔2πｆr Ｒ0 Ｃp 〕〔１−（ｆr ／ｆa
）2 〕］ Ｒ0 ：共振抵抗、Ｃp ：静電容量（１ kHz） 山谷比’(dB)＝20 log10(Ｚa ／Ｒ0) Ｚa ：***振抵抗
〔(π/2)×(Δｆ/ｆr )〕］1/2 ×100 ｆr：共振周波数、ｆa：***振周波数、Δf：fa−fr Ｑm ＝１／［〔2πｆr Ｒ0 Ｃp 〕〔１−（ｆr ／ｆa
）2 〕］ Ｒ0 ：共振抵抗、Ｃp ：静電容量（１ kHz） 山谷比’(dB)＝20 log10(Ｚa ／Ｒ0) Ｚa ：***振抵抗
【００３３】＜耐熱性＞電気特性測定後のサンプルを、
アルミ箔に包み、３００℃のハンダ槽に１分間浸漬した
後、アルミ箔を取り去り、１時間放置した後再度電気特
性を測定して各特性の変化率を算出した。以上の結果を
表１に示す。
アルミ箔に包み、３００℃のハンダ槽に１分間浸漬した
後、アルミ箔を取り去り、１時間放置した後再度電気特
性を測定して各特性の変化率を算出した。以上の結果を
表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】表１より、本発明の圧電体磁器組成物によ
り得られる圧電セラミックスは、従来の材料を用いたも
のと比較してキュリー点が格段に高く、耐熱性に優れて
いることがわかる。また、厚み縦方向電気機械結合係数
ｋt も比較例よりも大きなものが得られた。
り得られる圧電セラミックスは、従来の材料を用いたも
のと比較してキュリー点が格段に高く、耐熱性に優れて
いることがわかる。また、厚み縦方向電気機械結合係数
ｋt も比較例よりも大きなものが得られた。
【００３６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、電気機械
結合係数、機械的品質係数等の圧電特性に優れ、しかも
耐熱性が高く、鉛を含有しないハンダリフロー処理にも
対応しうる圧電体磁器組成物、圧電セラミック、表面実
装部品および表面実装方法を提供できる。
結合係数、機械的品質係数等の圧電特性に優れ、しかも
耐熱性が高く、鉛を含有しないハンダリフロー処理にも
対応しうる圧電体磁器組成物、圧電セラミック、表面実
装部品および表面実装方法を提供できる。
Claims (4)
- 【請求項１】 下記一般式で表わしたとき、 （Ｐｂx Ｂｉy ）・（Ｔｉp Ｍｎq Ｎｂr ）Ｏ3 、 ０．９０≦ｘ＜０．９８、 ０．００５＜ｙ＜０．１、 ０．９０≦ｐ≦０．９９、 ０．００５≦ｑ≦０．０５、 ０．００５≦ｒ≦０．０５、 ０．９５≦（ｘ＋ｙ）／（ｐ＋ｑ＋ｒ）＜１、 （上記一般式はモル比を表わす。）の基本組成を有する
圧電体磁器組成物。 - 【請求項２】 請求項１の圧電体磁器組成物を有し、キ
ュリー点が３５０℃以上である圧電セラミックス。 - 【請求項３】 請求項２の圧電セラミックを有し、ハン
ダリフロー処理される表面実装部品。 - 【請求項４】 請求項３の表面実装部品を用い、鉛を含
有しないハンダのハンダリフローによりハンダ処理を行
う表面実装方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10082560A JPH11263666A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 圧電体磁器組成物、圧電セラミック、表面実装部品および表面実装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10082560A JPH11263666A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 圧電体磁器組成物、圧電セラミック、表面実装部品および表面実装方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11263666A true JPH11263666A (ja) | 1999-09-28 |
Family
ID=13777889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10082560A Withdrawn JPH11263666A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 圧電体磁器組成物、圧電セラミック、表面実装部品および表面実装方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11263666A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006066795A (ja) * | 2004-08-30 | 2006-03-09 | Seiko Epson Corp | 圧電体膜、圧電素子、圧電アクチュエーター、圧電ポンプ、インクジェット式記録ヘッド、インクジェットプリンター、表面弾性波素子、周波数フィルタ、発振器、電子回路、薄膜圧電共振器、および電子機器 |
-
1998
- 1998-03-13 JP JP10082560A patent/JPH11263666A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006066795A (ja) * | 2004-08-30 | 2006-03-09 | Seiko Epson Corp | 圧電体膜、圧電素子、圧電アクチュエーター、圧電ポンプ、インクジェット式記録ヘッド、インクジェットプリンター、表面弾性波素子、周波数フィルタ、発振器、電子回路、薄膜圧電共振器、および電子機器 |
| JP4600647B2 (ja) * | 2004-08-30 | 2010-12-15 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電体膜、圧電素子、圧電アクチュエーター、圧電ポンプ、インクジェット式記録ヘッド、インクジェットプリンター、表面弾性波素子、周波数フィルタ、発振器、電子回路、薄膜圧電共振器、および電子機器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20040526 |
|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050607 |