CN112335179A - 复合基板 - Google Patents
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Abstract
本公开的复合基板是第一基板与第二基板重叠的板状体。再有,从第一基板到所述第二基板在所述板状体的厚度方向具有孔。还有,所述第一基板的平均厚度A相对于第二基板的平均厚度B之比A/B为1/5以下。另外,位于孔的所述板状体的内壁的所述第一基板及所述第二基板的界面具有被覆盖层所覆盖的部分,所述覆盖层含有构成所述第二基板的成分。
Description
技术领域
本公开涉及复合基板。
背景技术
近年来,在移动电话等通信设备所使用的SAW(声表面波)元件等压电元件中,要求轻薄化。
伴随于此,例如在专利文献1中,提出以下SAW器件:LT(LiTaO3)基板位于蓝宝石基板的表面,且具备位于将该蓝宝石基板及LT基板连通的孔内的过孔导体。
这样,在专利文献1中,使用机械强度相比于LT基板更高的蓝宝石基板而不是设为LT基板单体,由此在维持作为整体的机械强度的同时,能够减薄LT基板,以实现SAW器件的轻薄化。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2016/084936号
发明内容
本公开的复合基板是第一基板与第二基板重叠的板状体。再有,从第一基板到所述第二基板在所述板状体的厚度方向具有孔。还有,所述第一基板的平均厚度A相对于第二基板的平均厚度B之比A/B为1/5以下。另外,位于孔的所述板状体的内壁的所述第一基板及所述第二基板的界面具有被覆盖层所覆盖的部分,所述覆盖层含有构成所述第二基板的成分。
附图说明
图1是表示本公开的复合基板的一例的剖视图。
具体实施方式
参照附图来说明本公开的复合基板。
本公开的复合基板10如图1所示那样,具有第一基板1和第二基板2。复合基板10是板状体。
本公开的复合基板10如图1所示那样,将第一基板1与第二基板2重叠。
在此,第一基板1是具有压电性能的基板,例如是钽酸锂(LiTaO3,以下记载为LT)基板、铌酸锂(LiNbO3,以下记载为LN)基板等。另一方面,第二基板2如果是单晶体,则为硅基板、蓝宝石基板,如果是多晶体,则为氧化铝基板、氮化铝基板、氮化硅基板等,具有比第一基板1高的机械强度。
需要说明的是,构成第一基板1及第二基板2的材质能够通过使用X射线衍射装置(XRD)进行测定,并用JCPDS卡鉴别所得到的2θ(2θ为衍射角度。)的值而确定。
而且,本公开的复合基板10如图1所示那样,从第一基板1到第二基板2在板状体的厚度方向具有孔3,第一基板1的平均厚度A相对于第二基板2的平均厚度B之比A/B为1/5以下。进而,位于孔3的板状体的内壁的第一基板1及第二基板2的界面具有被覆盖层4覆盖的部分,该覆盖层4含有构成第二基板2的成分。
通过满足上述那样的结构,从而即便复合基板10的厚度薄,通过含有构成机械强度优异的第二基板2的成分的覆盖层4来覆盖位于孔3的界面,因此本公开的复合基板10难以自位于孔3的界面产生龟裂。
在此,从使复合基板的机械强度提高的观点出发,第一基板1的平均厚度A相对于第二基板2的平均厚度B之比A/B也可以是1/50以上。需要说明的是,第一基板1的平均厚度A,例如也可以是1μm以上且40μm以下。再者,第二基板2的平均厚度B,例如也可以是50μm以上且200μm以下。
需要说明的是,第一基板1的平均厚度A及第二基板的平均厚度B只要通过以下的方法来测定并计算即可。首先,将复合基板10切断、以使得成为图1所示的剖面,通过离子束剖面研磨(CP:cross section polisher)进行研磨。接下来,使用扫描型电子显微镜(SEM)对该研磨过的剖面进行拍摄。接下来,只要在拍摄到的照片的第一基板1及第二基板2的每一个中,测定至少5处以上的厚度,计算其平均值即可。
还有,对于覆盖层4而言,构成覆盖层4的全部成分100质量%之中的、构成第二基板2的成分的含量为90质量%以上。在此,构成覆盖层4的成分及其含量,只要通过以下的方法来确认即可。首先,将复合基板10切断、以使得成为图1所示的剖面,并通过CP进行研磨。接下来,只要使用SEM或者透射型电子显微镜(TEM)附设的能量分散型X射线分析装置(EDS)来测定该研磨过的剖面中的覆盖层4,并计算构成覆盖层4的成分及其含量即可。
另外,本公开的复合基板10中的覆盖层4也可以配置成环绕第一基板1及第二基板2的界面。在此,覆盖层4配置成环绕界面,指的是界面全部被覆盖层4覆盖,在孔3内没有界面露出的位置。只要满足上述那样的结构,那么由于界面全部被覆盖层4覆盖,故本公开的复合基板10自位于孔3的界面起更加难以产生龟裂。此外,如果有在孔3形成过孔导体之前,用碱溶液等的清洗剂清洗复合基板10的情况,那么清洗剂会首先进入界面,可维持第一基板1与第二基板2的密接性,因此可靠性优异。
再有,本公开的复合基板10也可以在位于孔3的第一基板1的内壁,覆盖层4位于从界面到第一基板1的开口为止的厚度的90%以上。在此,覆盖层4位于从界面到第一基板1的开口为止的厚度的90%以上,指的是在将从界面到第一基板1的开口为止的距离设为A时,覆盖层4将位于孔3的第一基板1的内壁之中的、从界面起向开口侧覆盖至0.9A以上的部分为止。
而且,如果满足上述那样的结构,那么在孔3形成过孔导体之际,通过覆盖层4保护机械强度差的第一基板1不会受到从过孔导体产生的热应力的影响,变得不易在第一基板1产生龟裂。需要说明的是,从使龟裂不易自第一基板1产生的观点出发,覆盖层4也可以将位于孔3的第一基板1的内壁全部覆盖。
还有,本公开的复合基板10中的覆盖层4也可以具有厚度从第一基板1的开口侧到界面侧渐增的部分。如果满足上述那样的结构,那么覆盖层4之中的覆盖界面的位置能够有效地缓和从过孔导体产生的热应力,因此本公开的复合基板10使得龟裂更加不易从位于孔3的界面产生。
另外,本公开的复合基板10中的覆盖层4也可以具有厚度从第二基板2的开口侧到界面侧渐增的部分。如果满足上述那样的结构,那么覆盖层4之中的覆盖界面的位置能够有效地缓和从过孔导体产生的热应力,因此本公开的复合基板10使得龟裂更加不易从位于孔3的界面产生。
在此,覆盖层4的最大厚度,例如也可以是0.5μm以上且2.5μm以下。如果覆盖层4为上述最大厚度,那么过孔导体向孔3的形成容易,并且能够通过覆盖层4有效地保护界面。
再者,本公开的复合基板10中的孔3如图1所示那样,也可以在第一基板1的开口直径比在第二基板2的开口直径大。如果满足上述那样的结构,那么能够经由孔3的过孔导体而向第一基板1高效地流通电流,本公开的复合基板10的电特性提高。
此外,孔3中的第一基板1的开口直径,例如也可以是直径为40μm以上且90μm以下的圆形。另一方面,孔3中的第二基板2的开口直径,例如也可以是直径为30μm以上且70μm以下的圆形。
再有,也可以第一基板1的内壁的面粗糙度比第二基板2的内壁的面粗糙度大。换句话说,也可以第二基板2的内壁的面粗糙度比第一基板1的内壁的面粗糙度小。
在第一基板1的内壁的面粗糙度比第二基板2的内壁的面粗糙度大的情况下,覆盖层4容易密接于第一基板1的内壁。因此,覆盖层4能够稳定地将界面覆盖。
另一方面,在第二基板2的内壁的面粗糙度比第一基板1的内壁的面粗糙度小的情况下,在通过蒸镀或者溅射在第一基板1的内壁及第二基板2的内壁形成过孔导体等所代表的金属构件的工序中,金属构件能容易地形成于第二基板的整个内壁。特别是,在第二基板2中的远离界面的部分也能容易地形成金属构件。
第一基板1的内壁的面粗糙度及第二基板2的内壁的面粗糙度是依据于JISB0601:2013附属书JA的十点平均粗糙度的参数。
具体地说,表征从最高的峰顶起按从高到低的顺序到第5号为止的峰高的平均和从最深的谷底起按从深到浅的顺序到第5号为止的谷深的平均之和。
第一基板1的内壁的面粗糙度及第二基板2的内壁的面粗糙度并未被限定于特定的值。例如,第一基板1的内壁的面粗糙度可设定为3~7μm左右。再者,第二基板2的内壁的面粗糙度可设定为1~5μm左右。
第一基板1的内壁的面粗糙度的具体的计算方法如下所述。将复合基板10切断、以使得成为图1所示的剖面,通过CP对剖面进行研磨。接下来,使用SEM拍摄剖面。此时,针对剖面中的凹凸将基准长度设为10μm而引出假想线,以使得通过最高的峰顶与最深的谷底之间。接下来,从最高的峰顶起按从高到低的顺序选择到第5号的峰高为止,测定各峰高距假想线的距离。而且,求取峰高的5个距离的平均值。同样地,从最深的谷底起按从深到浅的顺序选择到第5号的谷深,测定各谷深距假想线的距离。求取谷深的5个距离的平均值。求取峰高的平均值与谷深的平均值之和。
第二基板2的内壁的面粗糙度的具体的计算方法如下所述。将复合基板10切断、以使得成为图1所示的剖面,通过CP对剖面进行研磨。接下来,使用SEM拍摄剖面。此时,针对剖面中的凹凸将基准长度设为10μm而引出假想线,以使得通过最高的峰顶与最深的谷底之间。接下来,从最高的峰顶起按从高到低的顺序选择到第5号的峰高为止,测定各峰高距假想线的距离。而且,求取峰高的5个距离的平均值。同样地,从最深的谷底起按从深到浅的顺序选择到第5号的谷深,测定各谷深距假想线的距离。求取谷深的5个距离的平均值。求取峰高的平均值与谷深的平均值之和。
接下来,对本公开的复合基板10的制造方法的一例进行说明。
首先,作为第一基板1,准备LT基板或者LN基板。另外作为,第二基板2,准备硅基板、蓝宝石基板、氧化铝基板、氮化铝基板或者氮化硅基板。在此,作为第一基板1,准备具有第一基板1的平均厚度A相对于第二基板2的平均厚度B之比A/B为1/5以下的厚度的基板。
接下来,通过将第一基板1与第二基板2粘贴,获得第一基板1与第二基板2重叠的板状体。该粘贴是通过未使用粘接材料的直接接合、或者使用了粘接材料的粘接来进行的。在此,在直接接合的情况下,在将第二基板2直接重叠于第一基板1后,在真空中、大气中或者规定的环境气氛中进行加热或加压,由此来粘贴第一基板1与第二基板2。
接下来,第一基板1侧照射利用了YAG激光等的第三高次谐波(355nm)的超短脉冲激光,从而形成从第一基板1到第二基板2在板状体的厚度方向贯通的孔3。
这样,如果使用超短脉冲激光,那么能够在第一基板1及第二基板2不使龟裂产生地形成孔3。而且,通过调整超短脉冲激光的输出及加工路径,使脉冲能量密度(激光的1脉冲在每单位面积照射的能量)增加,从而自第二基板2的加工区域飞散出的成分附着到位于孔3的板状体的内壁而成为覆盖层4,通过控制脉冲能量密度的值,从而能够在位于孔3的板状体的内壁中,在任意的场所形成任意厚度的覆盖层4。
这样,通过调整超短脉冲激光的输出及加工路径来形成孔3,从而能够得到本公开的复合基板10。
再者,对第一基板1的内壁的面粗糙度及第二基板2的内壁的面粗糙度的控制方法加以记载。通过调整激光的脉冲能量密度的值,从而第一基板1的内壁的面粗糙度及第二基板2的内壁的面粗糙度得以控制。若将激光的脉冲能量密度的值设定得较高,则能够增大粗糙度。
以上,对本公开的实施方式进行了说明,但本公开并未被限定于上述的实施方式,也可以在不脱离本公开的主旨的范围内进行各种的改良及变更。
-符号说明-
1:第一基板
2:第二基板
3:孔
4:覆盖层
10:复合基板。
Claims (7)
1.一种复合基板,是具有第一基板与第二基板的板状体,
所述第一基板与所述第二基板重叠,
从所述第一基板到所述第二基板在所述板状体的厚度方向具有孔,
所述第一基板的平均厚度A相对于所述第二基板的平均厚度B之比A/B为1/5以下,
位于所述孔的所述板状体的内壁的所述第一基板及所述第二基板的界面具有被覆盖层覆盖的部分,该覆盖层含有构成所述第二基板的成分。
2.根据权利要求1所述的复合基板,其中,
所述覆盖层配置成环绕所述界面。
3.根据权利要求1或2所述的复合基板,其中,
在位于所述孔的所述第一基板的内壁,所述覆盖层位于从所述界面到所述第一基板的开口为止的厚度的90%以上。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的复合基板,其中,
所述覆盖层具有厚度从所述第一基板的开口侧到所述界面侧渐增的部分。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的复合基板,其中,
所述覆盖层具有厚度从所述第二基板的开口侧到所述界面侧渐增的部分。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的复合基板,其中,
所述孔在所述第一基板的开口直径比在所述第二基板的开口直径大。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的复合基板,其中,
所述第一基板的内壁的面粗糙度比所述第二基板的内壁的面粗糙度大。
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