CN204334515U

CN204334515U - 弹性波装置用复合基板以及弹性波装置

Info

Publication number: CN204334515U
Application number: CN201420419957.5U
Authority: CN
Inventors: 浜岛章; 多井知义; 堀裕二
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2013-09-02
Filing date: 2014-07-28
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2024-07-28
Also published as: JP2015050653A; JP6247054B2

Abstract

本实用新型涉及弹性波装置用复合基板以及弹性波装置。主要提供一种能够抑制弹性波装置的乱真信号的产生的结构简单的复合基板。复合基板(10)为弹性波装置用的，由压电基板(12)和支承基板14贴合而成的。压电基板12为能够传输弹性波的基板，表面具有抑制乱真信号产生的弯曲。抑制乱真信号产生的弯曲的曲线要素的平均长度WSm为形成于压电基板(12)的表面的IDT电极的电极指的配置周期的20～250倍，弯曲的最大高度Wz为IDT电极的电极指的配置周期的0.2～1.5倍。支承基板14的热膨胀系数小于压电基板(12)，可直接接合于压电基板(12)的背面或通过有机粘结层接合。

Description

弹性波装置用复合基板以及弹性波装置

技术领域

本实用新型涉及弹性波装置用复合基板、其制法和弹性波装置。

背景技术

以往，已知有支承基板和压电基板贴合的弹性波装置用的复合基板。作为弹性波装置，例举有在这样的复合基板中压电基板的表面上设有能够激励弹性表面波的梳形电极的装置等。作为支承基板，采用具有比压电基板更小的热膨胀系数的基板的话，由于温度变化时的压电基板的大小变化得到抑制，所以弹性波装置的频率特性的变化得到抑制。又，通过将压电基板中与支承基板贴合侧的面制作为粗糙面，乱真信号的产生产生得到抑制(参照专利文献1)。此时，在梳形电极附近与弹性表面波一同产生的作为弹性波的一种的体波到达压电基板的背面，但由于该背面为粗糙面，具有凹凸，因此会被散射。结果，乱真信号的产生得到抑制。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】日本专利特开2012－85286号公报

实用新型内容

实用新型所要解决的问题

然而，专利文献1所述的弹性波装置中，为了防止设于压电基板的背面的凹凸与支承基板之间卷入空气，在贴合两基板之前，在将填充剂埋入压电基板的背面的凹凸之后，需要进行再研磨使之平坦。因此，产生复合基板的制造工序数增加的问题。

本实用新型为解决上述问题，提供一种能够抑制弹性波装置的乱真信号的产生且构成简单的复合基板。

解决问题的手段

本实用新型的弹性波装置用复合基板为将压电基板和支承基板贴合的弹性波装置用复合基板，所述压电基板具有抑制乱真信号产生的弯曲。

该弹性波装置用复合基板中，由于压电基板具有抑制乱真信号产生的弯曲，因此可使利用该复合基板制作的弹性波装置的体波为低振幅且宽幅，由此可抑制乱真信号的产生。又，复合基板为在压电基板设置弯曲的基板，因此结构简单。

本实用新型的弹性波装置用复合基板中，抑制乱真信号产生的弯曲优选为例如，弯曲的曲线要素的平均长度WSm为形成于压电基板的表面的IDT电极的电极指的配置周期的20～250倍，弯曲的最大高度Wz为形成于压电基板的表面的IDT电极的电极指的配置周期的0.2～1.5倍。此处，弯曲的曲线要素的平均长度WSm为以JISB0601定义的表面性状参数，相当于弯曲的周期。WSm超过上限值的话，利用该复合基板的弹性波装置的体波不发生衰减、可能无法抑制乱真信号的产生，如果WSm小于下限值的话，弹性波的传递效率下降，过滤器的损失变大。又，弯曲的最大高度Wz为以JISB0601定义的表面性状参数，为弯曲的峰高的最大值和谷深的最大值的和。Wz超过上限值的话，采用该复合基板的弹性波装置的弹性波的传递效率下降，过滤器的损失变大，Wz小于下限值的话，体波不衰减，可能无法抑制乱真信号的产生。

本实用新型的弹性波装置用复合基板中，所述压电基板最好在与所述压电基板中的与所述支承基板接合的面相对侧的面具有所述抑制乱真信号产生的弯曲。抑制乱真信号产生的弯曲可形成于压电基板中的与支承基板的接合面，但形成于压电基板的表面的话制造更容易。

本实用新型的弹性波装置用复合基板中，所述压电基板中具有所述抑制乱真信号产生的弯曲的面的算术平均粗糙度Ra(除了弯曲成分的粗糙度)最好是1nm以下。由此，采用该复合基板的弹性波装置的特性变得良好。

本实用新型的弹性波装置用复合基板的制法包括：

(a)将压电基板和支承基板贴合的制作贴合基板的工序；

(b)准备包括有：表面具有研磨布的能够绕轴旋转的基盘、配置于相对该基盘位置的能够绕轴旋转的基板载置器的研磨装置的工序；

(c)准备具有抑制乱真信号产生的弯曲的粘结片的工序；

(d)将所述粘结片的一面安装于所述基板载置器，所述粘结片的另一面紧贴所述贴合基板中的所述支承基板并固定，并以所述贴合基板中的所述压电基板与所述研磨布接触了的状态，一边向所述研磨布提供研磨浆料一边使得所述基盘和所述基板载置器绕轴旋转，由此研磨所述压电基板的工序；

(e)将研磨后的贴合基板从所述研磨装置取下的工序。

该制法中，在贴合基板安装于基板载置器的状态下，支承基板紧贴于具有抑制乱真信号产生的弯曲的粘结片，因此支承基板的表面背面与压电基板的表面背面都具有与粘结片同样的弯曲。在该状态下研磨压电基板的表面的话，压电基板的表面成为没有弯曲的水平面。其后，将研磨后的贴合基板从研磨装置取下的话，取下的贴合基板中的支承基板摆脱粘结片的约束，所以其表面和背面恢复到原来的形状，压电基板的背面(接合面)也恢复到原来的形状。同时，被研磨为水平面的压电基板的表面变得具有弯曲。该弯曲复制了粘结片的弯曲。因而，根据该制法，能够较容易地得到本实用新型的弹性波装置用复合基板。

本实用新型的弹性波装置包括上述的任一个的弹性波装置用复合基板、和形成于所述压电基板的表面的IDT电极。根据该弹性波装置，由于压电基板具有弯曲，可使体波低振幅且宽幅，由此可抑制乱真信号的产生。

附图说明

图1是示意性显示复合基板10的截面图。

图2是示意性显示复合基板10的制造工序的截面图。

图3是采用复合基板制作的1端子SAW共振器30的立体图。

图4是1端子SAW共振器30的部分截面图(图3的A－A截面图)。

图5是显示弯曲和粗糙度的关系的说明图。

图6是显示1端子SAW共振器30的频率特性的图。

图7是观察实施例1和比较例1的复合基板的厚度分布时的照片。

具体实施方式

接着，基于附图对本实用新型的实施方式进行说明。图1是显示本实施方式的复合基板10的截面图。该复合基板10为弹性波装置用的，其由压电基板12和支承基板14贴合而成。

压电基板12为能够传输弹性波的基板，表面具有抑制乱真信号产生的弯曲。抑制乱真信号产生的弯曲为：弯曲的曲线要素的平均长度WSm为压电基板12的表面形成的IDT电极的电极指的配置周期的20～250倍、弯曲的最大高度Wz为IDT电极的电极指的配置周期的0.2～1.5倍。对此将在后面进行详细说明。该压电基板12的材料可以是：钽酸锂(LT)、铌酸锂(LN)、铌酸锂－钽酸锂固溶体单结晶、水晶、硼酸锂、氧化锌、氮化铝、硅酸镓镧(LGS)、钽酸镓镧(LGT)等。其中，优选LT或LN。LT或LN的弹性表面波的传输速度较快，电机结合系数较大，适合作为高频率且宽带频率用的弹性波装置。压电基板12的大小没有特别限定，例如为直径50～150mm、厚度为0.2～50μm。

支承基板14为比压电基板12热膨胀系数小，直接接合到压电基板12的背面或通过有机粘结层进行接合。将支承基板14制为比压电基板12热膨胀系数小，由此可抑制温度变化时的压电基板12的大小变化，抑制将复合基板10作为弹性波装置使用时频率特性的温度变化。支承基板14的材料例举有：硅、蓝宝石、氮化铝、氧化铝、硼硅酸玻璃、石英玻璃等，其中优选为硅。又，支承基板14的大小例如为直径50～150mm、厚度为200～1200μm。

接着，对于这样的复合基板10的制造方法以图2进行如下说明。图2是示意性显示复合基板10的制造工序的截面图。

首先，准备圆盘状的压电基板12、与该压电基板12相同形状的支承基板14，贴合两基板12，14制作贴合基板16(参照图2(a))。作为直接结合两基板12，14的方法，例如有以下的方法。即，首先，洗净两基板12，14的接合面，除去付着在该接合面污渍。接着，对两基板12，14的接合面照射氩气等惰性气体离子束，以去除残留的不纯物(氧化膜或吸着物等)并使接合面活性化。之后，真空中，以常温贴合两基板12，14。又，用直接接合来进行贴合的方法除了所述方法以外，也可采用等离子或中性原子束等，其没有特别限定。另一方面，通过有机粘结层贴合两基板12，14时，首先，对支承基板14的单面和压电基板12的单面的一方或两方均匀涂布有机粘结剂，以两者重合的状态固化有机粘结剂以进行接合。

接着，准备研磨装置20(参照图2(b))。研磨装置20包括：圆盘状且直径较大的基盘22、圆盘状且直径较小的基板载置器26、将包含研磨剂的浆料提供到基盘22上的管道29。基盘22包括背面中央的轴22，通过未图示的驱动马达，轴22a被旋转驱动来绕轴旋转。该基盘22在表面上安装有由无纺布等构成的研磨布24。基板载置器26的上表面中央具有轴26a，通过未图示的驱动马达，轴26a被旋转驱动来绕轴旋转。又，基板载置器26的下表面形成凹部26b。该基板载置器26配置在偏离基盘22的中心的位置。管道29配置在基板载置器26的附近，起到将包含研磨剂的浆料提供到研磨布24的效果。

接着，准备具有抑制乱真信号产生的弯曲的粘结片28(参照图2(c))。抑制乱真信号产生的弯曲为：弯曲的曲线要素的平均长度WSm为形成于压电基板12的表面的IDT电极的电极指的配置周期的20～250倍，弯曲的最大高度Wz为形成于压电基板12的表面的IDT电极的电极指的配置周期的0.2～1.5倍。对此将在之后详细说明。

接着，设于研磨装置20的基板载置器26的下表面的凹部26b贴付有粘结片28一面，在粘结片28的另一面(具有弯曲的面)按压贴合基板16中的支承基板14并紧贴固定(参照图2(d)的上段)。并且，以贴合基板16中的压电基板12接触了研磨布24的状态，一边从管道29将浆料供给到研磨布24，一边通过使基盘22和基板载置器26进行绕轴旋转来将压电基板12研磨为表面粗糙度Ra为1nm以下的所期望的厚度。该研磨工序中，安装于基板载置器26的贴合基板16中的支承基板14紧贴于具有抑制乱真信号产生的弯曲的粘结片28，因此具有与粘结片28同样的弯曲。又，压电基板12贴合于支承基板14，因此也具有与粘结片28同样的弯曲。该状态下研磨压电基板12的下表面的话，压电基板12的下表面成为没有弯曲的水平面(参照图2(d)的下段)。

接着，将研磨后的贴合基板16从研磨装置20取出(参照图2(e))。取出的贴合基板16中的支承基板14脱离粘结片28的约束，因此支承基板14的表面和背面恢复到原来的形状，压电基板12中的与支承基板14的接合面也恢复到原来的形状。接着，研磨为水平面的压电基板12的表面被形成有弯曲。该弯曲为复制粘结片28的抑制乱真信号产生的弯曲而形成的。因此，从研磨装置20取出的研磨后的贴合基板16成为复合基板10。

由此获得的复合基板10采用一般的光刻技术形成多个弹性表面波装置的集合体，之后，通过切割成为一个一个的弹性表面波装置。复合基板10作为弹性表面波装置的1端子SAW共振器30的集合体的样子如图3。1端子SAW共振器30通过光刻技术在压电基板12的表面形成IDT(Interdigital Transducer)电极32，34和反射电极36。IDT电极32具有形成为与弹性表面波的传输方向正交的多个电极指32a。IDT电极34也具有形成为与弹性表面波的传输方向正交的多个电极指34a。

1端子SAW共振器30的部分截面图(图3的A－A截面图)如图4所示。又，图4中省略弯曲。如果设构成IDT电极32，34的电极指32a，34a的线幅为h、电极指32a和电极指34a的间隙为a、电极指32a和电极指34a的中心间距离为d，则d＝a+h。又，如果设弹性表面波的速度为v_R、其中心频率为f₀、其波長为λ_R，则λ_R＝v_R/f₀。同级的电极指32a彼此之间的中心间距离2d和波長λ_R相等时，即λ_R＝2d时，由各电极32，34激励的波同相相加，因此可得到最强的弹性表面波。由此，设定线幅h和间隙a，使得各电极指32a，34a的λ_R＝2d。IDT电极32，34的电极指32a，34a的配置周期为2d(＝波長λ_R)，所以压电基板12的表面的弯曲的曲线要素的平均长度WSm为该配置周期2d的20～250倍、弯曲的最大高度Wz为配置周期2d的0.2～1.5倍。

又，弯曲曲线和粗糙度曲线的截止值λc为0.08mm。弯曲度和粗糙度的关系如图5所示。

图6是显示1端子SAW共振器30的频率特性的图。压电基板12没有上述抑制乱真信号产生的弯曲时，需要取出的频率区域的左右两侧的不需要的体波表现为比较尖锐(参照虚线)，压电基板12具有上述抑制乱真信号产生的弯曲时，需要取出的频率区域的左右两侧以低振幅且宽幅形式出现不需要的体波。

根据以上说明的复合基板10，由于压电基板12具有上述的抑制乱真信号产生的弯曲，可使得体波为低振幅且宽幅，由此可抑制乱真信号的产生。即，复合基板10通过简单的構造可抑制乱真信号的产生。又，抑制乱真信号产生的弯曲也可形成于压电基板12中与支承基板14的接合面，最优选为形成于压电基板12的表面，这样制造比较方便。进一步的，压电基板12中的具有抑制乱真信号产生的弯曲的面的算术平均粗糙度Ra(除了弯曲成分的粗糙度)为1nm以下，因此采用该复合基板10的弹性波装置的特性良好。进一步的，采用上述制法，可比较容易地制造复合基板10。

又，本实用新型并不限于上述实施方式，只要在本实用新型的技术范围内和进行各种形态的实施。

【实施例】

[实施例1]

准备作为压电基板的LT基板(φ4英寸、厚度250μm)、作为支承基板的Si基板(φ4英寸、厚度230μm)。将丙烯树脂通过自旋式涂布机(旋转数：150 0rpm)以膜厚涂布于Si基板的单面。并将LT基板贴合与此，在150℃的烤炉内使得树脂硬化成为贴合基板。该贴合基板通过具有抑制乱真信号产生的弯曲的粘结片固定到研磨装置的基板载置器。粘结片可采用日东电工制的エレップホルダー(注册商标)的背面研磨胶带或丸石产业的Q－chuck(注册商标)等的PET膜。其满足弯曲的曲线要素的平均长度WSm为形成于LT基板的表面的IDT电极的电极指的配置周期的20～250倍、弯曲的最大高度Wz为形成于LT基板的表面的IDT电极的电极指的配置周期的0.2～1.5倍的条件。又，电极指的配置周期为2μm。弯曲利用Zygo社的非接触表面形状测定器测定。LT基板的表面通过研磨器研削至LT基板的厚度为35μm，进一步的采用金刚石浆料(1μm)将LT基板的厚度抛光研磨到25μm。抛光后，利用胶体氧化硅将LT基板的厚度研磨至23μm，得到实施例1的复合基板。假设弹性波元件的芯片尺寸为1.5mm×2mm，切断研磨后的复合基板以激光干涉计观测厚度分布，得到如图7(a)所示干涉条纹波形。大致为面内示出1.7μm的厚度分布。又，LT基板表面的弯曲的曲线要素的平均长度WSm为125μm、最大高度Wz为1.4μm。测定表面的粗糙度得到算术平均粗糙度Ra为0.2nm。

[比较例1]

除了不是通过粘结片将贴合基板固定于研磨装置的基板载置器，而是通过蜡来固定以外，得到与实施例1同样的复合基板。比较例1的复合基板以与实施例1相同的芯片尺寸切断观察，发现得到如图7(b)所示的干涉条纹波形。平面中以大致0.2μm左右的厚度分布。又，LT基板表面的弯曲的曲线要素的平均长度WSm为1.12mm、最大高度Wz为0.27μm。测定表面的粗糙度得到算术平均粗糙度Ra为0.2nm。

符号的说明

10 复合基板、12 压电基板、14 支承基板、16 贴合基板、20 研磨装置、22 基盘、22a 轴、24 研磨布、26 基板载置器、26a 轴、26 b 凹部、28 粘结片、29 管道、30 1端子SAW共振器、32，34 IDT电极、32a，34a 电极指、36 反射电极。

Claims

1.一种弹性波装置用复合基板，其特征在于，其为贴合压电基板和支承基板的弹性波装置用复合基板，

所述压电基板具有抑制乱真信号产生的弯曲。

2.如权利要求1所述的弹性波装置用复合基板，其特征在于，所述抑制乱真信号产生的弯曲的曲线要素的平均长度WSm为形成于所述压电基板的表面的IDT电极的电极指的配置周期的20～250倍，弯曲的最大高度Wz为形成于所述压电基板的表面的IDT电极的电极指的配置周期的0.2～1.5倍。

3.权利要求1或2所述的弹性波装置用复合基板，其特征在于，所述压电基板中的与所述支承基板接合的面相反侧的面具有所述抑制乱真信号产生的弯曲。

4.如权利要求1或2所述的弹性波装置用复合基板，其特征在于，所述压电基板中的具有所述抑制乱真信号产生的弯曲的面的算术平均粗糙度Ra为1nm以下。

5.一种弹性波装置，其特征在于，包括：

如权利要求1～4任一项所述的复合基板；

形成于所述压电基板的表面的IDT电极。