CN202931260U

CN202931260U - 用于弹性波装置的复合基板

Info

Publication number: CN202931260U
Application number: CN 201220602639
Authority: CN
Inventors: 多井知义; 堀裕二
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2012-11-14
Filing date: 2012-11-14
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2022-11-14

Abstract

本实用新型涉及一种通过粘合压电基板(11)和支撑基板(12)而形成的用于弹性波装置的复合基板(1)，其特征在于，复合基板(1)在23℃温度环境下以使支撑基板(12)在下方的状态放置于平面时，复合基板(1)的形状以沿着所述压电晶体的X轴朝向上侧凸出的方式弯曲，并且100mmΦ范围的所述X轴的SORI处于100μm以下，此外，支撑基板(12)的背面粗糙度Rq为1μm≤Rq≤10μm。通过控制复合基板(1)的弯曲和其支撑基板(12)的背面粗糙度，能够防止在制作弹性波装置工序中复合基板(1)对工作台的吸附不良，可以防止弹性波装置的破损和图案形成不良的发生。

Description

用于弹性波装置的复合基板

技术领域

本实用新型涉及一种用于弹性波装置的复合基板，特别是涉及一种通过粘合压电基板和支撑基板而形成的用于弹性波装置的复合基板。

背景技术

一直以来，能够作为用于移动电话等的滤波器元件或振荡器而发挥功能的弹性波装置被人们所知。为了改善温度特性，这种弹性波装置采用如下复合基板：在热膨胀系数小的基板(支撑基板)上具备薄的压电单晶体层(压电基板)。

实用新型内容

实用新型要解决的课题

但是，这种复合基板在使支撑基板处在下侧时，容易形成凸形状。在制造弹性波装置的过程中，有几道使复合基板吸附于平坦面的工序，当基板的弯曲较大时，就不能吸附，发生破损、图案形成不良等现象。

本实用新型的目的在于，提供一种能够防止在制造弹性波装置的工序中复合基板对工作台的吸附不良，并且能够防止弹性波装置的破损和图案形成不良的发生的复合基板。

解决课题的方法

本实用新型是一种用于弹性波装置的复合基板，该复合基板通过粘合由可传播弹性波的压电晶体形成的压电基板和热膨胀系数小于所述压电基板的支撑基板而形成，其特征在于，在23℃温度环境下，当将所述复合基板以使所述支撑基板在下方的状态放置于平坦面时，所述复合基板的形状以沿着所述压电晶体的X轴朝向上侧凸出的方式弯曲，并且100mmΦ范围的所述X轴的SORI处于100μm以下，

所述支撑基板的背面粗糙度Rq为1μm≤Rq≤10μm。此处，压电基板例如由LiTaO3(钽酸锂)或者LiNbO3(铌酸锂)形成，支撑基板由硅、蓝宝石或者氧化铝形成。

另外，优选地，所述压电基板的直径d1小于所述支撑基板的直径d2，还优选地，所述压电基板的直径d1和所述支撑基板的直径d2的关系为0.980≤d1/d2≤0.995。

另外，另外，优选地，所述压电基板的厚度t1和所述支撑基板的厚度t2的比值为0.0004≤t1/t2≤0.2。

另外，当直接接合所述压电基板和所述支撑基板时，优选在所述压电基板和所述支撑基板之间具备非结晶层，并且该非结晶层的厚度t3优选为为1nm≤t3≤15nm。

另外，当不直接接合所述压电基板和所述支撑基板时，优选在所述压电基板和所述支撑基板之间具备粘结层，并且该该粘结层的厚度t4优选为为0.1μm≤t4≤1μm。

实用新型的效果

根据本实用新型，通过以上述方式对复合基板的弯曲和其支撑基板的背面粗糙度进行控制，能够防止复合基板在制作弹性波装置的工序中对工作台的吸附不良，并能够防止弹性波装置的破损和图案形成不良现象的发生。

附图说明

图1是本实用新型第一实施方案的用于弹性波装置的复合基板的部分剖面图。

图2是用于说明上述复合基板的弯曲的示意图。

图3是本实用新型第二实施方案的用于弹性波装置的复合基板的部分剖面图。

附图标记说明

1复合基板

11压电基板

12支撑基板

13非结晶层

14粘结层

具体实施方式

参照附图对本实用新型的第一实施方案进行说明。图1是第一实施方案的复合基板1的剖面图。本实施方案的复合基板1具备压电基板11、支撑基板12以及非结晶层13。

压电基板11是由可传播弹性波的压电晶体形成的基板。例如，由钽酸锂(LiTaO3)和铌酸锂(LiNbO3)等形成。对压电基板11的大小没有特别限定，例如，直径d1为100mm≤d1≤150mm，厚度t1为0.2≤t1≤50μm。

支撑基板12是粘合于压电基板11背面的基板。该支撑基板12由比压电基板11的热膨胀系数小的材料形成。作为支撑基板12的材料，可以列举出硅、蓝宝石、氧化铝等。其中，硅是作为用来制造半导体装置的材料而最实用的材料，所以使得采用这样的复合基板1而制作的弹性波装置和半导体装置的合成变得容易，所以硅为优选材料。此外，当作为压电基板11使用LiTaO3(钽酸锂)、作为支撑基板12使用硅时，这些热膨胀系数分别为：LiTaO3是16.1ppm/℃；硅是2.55ppm/℃。

对支撑基板12的大小没有特别限定，例如，直径d2为100mm≤d2≤150mm，厚度t2为100μm≤t2≤500μm。另外，由于支撑基板12采用比压电基板11的热膨胀系数小的材料，所以，温度变化时的压电基板11大小的变化被支撑基板12抑制。即提高该复合基板1的温度特性。

非结晶层13是在将压电基板11的下面和支撑基板12的上面活性化的状态下进行接合而形成的。由于非结晶层13的存在，能够在较低温度下牢固地接合压电基板11和支撑基板12。

此外，非结晶层13的厚度t3优选为1nm≤t3≤15nm。当非结晶层13的厚度t3超出此范围时，会使接合力降低，因此不优选。

另外，如图2所示，当复合基板1在23℃的温度环境下以使支撑基板12在下方的状态放置于平面P时，复合基板1的形状以沿着压电晶体11的X轴朝向上侧凸出的方式弯曲，并且以100mmΦ范围的X轴的SORI处于100μm以下的方式调整。此外，在图2中为了易于理解说明，对支撑基板12的直径d2为100mm的情况示意性地进行了表示，严格来说，所谓的复合基板1的SORI是指以日本水晶设备工业会发行的QLAJ-B-007弹性表面波装置用单结晶晶片的规格定义的SORI。即是指非吸附时的所有测量数据中最大值和最小值的差值，基准面为最小二乘平面。当支撑基板12的直径d2大于100mm时，将100mmΦ范围的SORI控制于上述范围。另外，23℃是无尘室的标准温度。

另外，支撑基板12的背面粗糙度Rq调整为1μm≤Rq≤10μm的范围。此外，此时的背面粗糙度Rq是指均方根粗糙度。表面粗糙度Rq可以用市售的触针式表面粗糙度测量仪来测量。当Rq(表面粗糙度)小于1μm时，使凹面伸展并平面化的效果降低，当大于10μm时，晶片发生断裂，因此不优选。

例如，在接合压电基板11和支撑基板12后，用研磨机等对支撑基板12的背面进行粗糙化来调整复合基板1的SORI和支撑基板12的表面粗糙度Rq。

如此，通过对复合基板1的弯曲和其支撑基板12的表面粗糙度进行如上所述的控制，能够防止复合基板1在制造弹性波装置的工序中对工作台的吸附不良，并能够防止弹性波装置的破损和图案形成不良现象的发生。

另外，如图2所示，优选地，压电基板11的直径d1小于支撑基板12的直径d2；d1/d2的关系优选满足0.980≤d1/d2≤0.995。通过将d1/d2调整为该范围，可以防止复合基板1在加工过程中产生裂缝。

另外，所述压电基板11的厚度t1与所述支撑基板12的厚度t2的比值优选为0.0004≤t1/t2≤0.2。通过将t1/t2控制在该范围，当对支撑基板12的背面进行研磨而粗糙化的时候，能有效地改善复合基板1的弯曲。此外，当t1/t2小于0.0004时几乎没有弯曲。另一方面，当t1/t2大于0.2时，弯曲过于变大。

其次，对这种复合基板1的制造方法进行说明。首先，准备两面经过镜面研磨的支撑基板和压电基板。在分别清洗这些基板去除表面污渍后，将其放入真空室，在10^-6Pa等级的真空中，用高速氩原子束(Ar beam)照射基板表面。然后，将这两个基板粘合在一起，从而能得到粘合基板(研磨前的复合基板)。之后，在研磨机上研磨压电基板使其变薄直至变成规定厚度，利用研磨机等进一步对支撑基板12的背面进行粗糙化，由此得到复合基板1。

其次，参照附图对本实用新型第二实施方案进行说明。图3是第二实施方案的复合基板2的剖面图。本实施方案的复合基板2与第一实施方案不同之处在于：在压电基板11和支撑基板12之间具备粘结层14。其他结构与第一实施方案相同。

粘结层14用于粘结压电基板11的背面和支撑基板12的表面。该粘结层14是用于粘结压电基板11和支撑基板12的绝缘树脂粘结剂。作为粘结剂组合物的材料，可以列举出环氧树脂或丙烯酸树脂。

另外，例如粘结层14的厚度t4优选为0.1μm≤t4≤1μm。当粘结层14的厚度t4超出1μm时，因为不能充分地得到提高复合基板2温度特性的效果，所以不优选。另外，当粘结层的厚度小于0.1μm时，因为不能得到充分的粘结强度，所以不优选。

其次，对复合基板2的制造方法进行说明。首先，准备两面经过镜面研磨的支撑基板和压电基板。分别清洗这些基板去除表面污渍，然后，将粘结剂组合物均匀涂覆于支撑基板的表面和压电基板的背面中的至少一个面上。之后，将两个基板粘合在一起，如果粘结剂组合物是热固化树脂则对其进行加热来固化；如果粘结剂组合物是光固化树脂则对其进行光照射来固化。由此，粘结剂组合物固化而形成粘结层14，从而能得到粘合基板(研磨前的复合基板)。之后，在研磨机上研磨压电基板使其变薄直至变成规定厚度，利用研磨机等进一步对支撑基板12的背面进行粗糙化，由此得到复合基板2。

根据复合基板2，与第一实施方案的复合基板1同样地，能够防止复合基板2在弹性波装置的制作工序中对工作台的吸附不良、弹性波装置的破损以及图案形成不良的发生。

以下对本实用新型的实施例及比较例进行说明。

实施例1

准备了两面为镜面的厚度为230μm、直径为98mm的LiTaO3(钽酸锂)晶片(压电基板)和厚度为250μm、直径为100mm的硅晶片(支撑基板)，分别清洗这些基板去除表面污渍后，将其放入真空室，在10^-6Pa等级的真空中，用高速氩原子束(Ar beam)照射晶片表面70秒，之后，将晶片的原子束照射面互相接触，然后对其施加1200千克力(Kgf)来接合晶片。对该晶片的LiTaO3面进行研磨加工直至其厚度变成30μm。以支撑基板为下方，将晶片放置在平面时，晶片的形状变成沿压电晶体的X轴朝向上侧的凸形状。SORI为180μm。为了降低SORI，利用研磨机对硅基板侧进行了粗糙化处理。当使用粒度为2000(GC#2000)的磨料进行粗糙化时，SORI为100μm，从而改善了弯曲。Rq为1μm。

实施例2

另外，准备了两面为镜面的厚度为230μm、直径为98mm的LiTaO3(钽酸锂)晶片(压电基板)和厚度为250μm、直径为100mm的硅晶片(支撑基板)，并用与上述相同的顺序制造了具有向上凸形状且SORI为210μm的弯曲的晶片。当使用粒度为400(GC#400)的磨料对该晶片进行粗糙化时，能够得到SORI为20μm的非常平坦的晶片。Rq为8μm。

比较例1

另外，准备了两面为镜面的厚度为230μm、直径为98mm的LiTaO3(钽酸锂)晶片(压电基板)和厚度为250μm、直径为100mm的硅晶片(支撑基板)，并用与上述相同的顺序制造了具有向上凸形状且SORI为210μm的弯曲的晶片。当使用粒度为4000(GC#4000)的磨料对晶片进行粗糙化时，得到了弯曲为205μm的不平的晶片。Rq(表面粗糙度)为0.5μm。

比较例2

另外，准备了两面为镜面的厚度为230μm、直径为98mm的LiTaO3(钽酸锂)晶片(压电基板)和厚度为250μm、直径为100mm的硅晶片(支撑基板)，并用与上述相同的顺序制造了具有向上凸形状且SORI为210μm的弯曲的晶片。当使用粒度为120(GC#120)的磨料对晶片进行粗糙化时，SORI方向发生了变化，上侧变成凹形状。虽然能够得到SORI为30μm的非常平坦的晶片，但是发现了晶片的破损。此时Rq(表面粗糙度)变的非常大，为15μm。

将上述实施例1、2和比较例1、2的条件和评价结果表示在表1中。如表1所示，本实用新型的实施例1、2中没有发生对表面吸附不良的现象，如此相比，在比较例1中则发生了吸附不良的现象。另外，虽然比较例2中没有发生吸附不良的现象，但是，晶片的端部出现了裂缝。

表1对实施例及比较例的评价结果

	实施例1	实施例2	比较例1	比较例2
					磨料	GC#2000	GC#400	GC#4000	GC#120
表面粗糙度Rq	1μm	8μm	0.5μm	15μm
					评价	○	○	×(效果小)	×(裂缝)

此外，本发明不受上述实施方案和实施例的任何限制，本发明理所当然地能够通过属于本发明的技术范围内的种种方式来实现。

Claims

1.一种用于弹性波装置的复合基板，该复合基板通过粘合由可传播弹性波的压电晶体形成的压电基板和热膨胀系数小于所述压电基板的支撑基板而形成，其特征在于，

在23℃温度环境下，当将所述复合基板以使所述支撑基板在下方的状态放置于平坦面时，所述复合基板的形状以沿着所述压电晶体的X轴朝向上侧凸出的方式弯曲，并且100mmΦ范围的所述X轴的SORI处于100μm以下，

所述支撑基板的背面粗糙度Rq为1μm≤Rq≤10μm。

2.根据权利要求1所述的用于弹性波装置的复合基板，其特征在于，所述压电基板的直径d1小于所述支撑基板的直径d2。

3.根据权利要求2所述的用于弹性波装置的复合基板，其特征在于，所述压电基板的直径d1与所述支撑基板的直径d2的关系为0.980≤d1/d2≤0.995。

4.根据权利要求3所述的用于弹性波装置的复合基板，其特征在于，所述压电基板的厚度t1与所述支撑基板的厚度t2的比值为0.0004≤t1/t2≤0.2。

5.根据权利要求4所述的用于弹性波装置的复合基板，其特征在于，所述压电基板和所述支撑基板之间具备非结晶层，并且该非结晶层的厚度t3为1nm≤t3≤15nm。

6.根据权利要求4所述的用于弹性波装置的复合基板，其特征在于，所述压电基板和所述支撑基板之间具备粘结层，并且该粘结层的厚度t4为0.1μm≤t4≤1μm。

7.一种用于弹性波装置的复合基板，该复合基板通过粘合由可传播弹性波的LiTaO3(钽酸锂)或者LiNbO3(铌酸锂)的压电晶体形成的压电基板和由硅、蓝宝石、或者氧化铝形成的支撑基板而形成，其特征在于，

所述支撑基板的背面粗糙度Rq为1μm≤Rq≤10μm。

8.根据权利要求7所述的用于弹性波装置的复合基板，其特征在于，所述压电基板的直径d1小于所述支撑基板的直径d2。

9.根据权利要求8所述的用于弹性波装置的复合基板，其特征在于，所述压电基板的直径d1和所述支撑基板的直径d2的关系为0.980≤d1/d2≤0.995。

10.根据权利要求9所述的用于弹性波装置的复合基板，其特征在于，所述压电基板的厚度t1和所述支撑基板的厚度t2的比值为0.0004≤t1/t2≤0.2。

11.根据权利要求10所述的用于弹性波装置的复合基板，其特征在于，所述压电基板和所述支撑基板之间具备非结晶层，并且该非结晶层的厚度t3为1nm≤t3≤15nm。

12.根据权利要求10所述的用于弹性波装置的复合基板，其特征在于，所述压电基板和所述支撑基板之间具备粘结层，并且该粘结层的厚度t4为0.1μm≤t4≤1μm。