JP2005301111A - 誘電体多層膜フィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス基板を用いた誘電体多層膜フィルタの製造方法に於いて、誘電体多層膜形成するガラス基板の厚みに依存されず、また、研削及び研磨加工後の分離および再接着する手間を省くことができ、かつ、フィルタの低損失化が図れ、さらに、歩留まりを向上させることのできる誘電体多層膜フィルタの製造方法を提供する。
【解決手段】ガラス基板を用いた誘電体多層膜フィルタの製造時における基板の研削及び研磨工程において、あらかじめ真球状の粒子を含んだ接着剤および熱溶融性接着剤で基板周辺を樹脂層で埋め込み基板を研削及び研磨加工した後、誘電体多層膜を形成し、その後、カッティング、チップ化することで、ガラス基板と支持体との接着、分離、接着するなどの煩わしさが解消でき、また、基板の厚みに制約を受けないで低損失化が図れる高性能な誘電体多層膜フィルタの製造が可能になる。
【選択図】 なし

Description

本発明は光通信に使用する誘電体多層膜フィルタの製造方法に関するものである。

誘電体多層膜フィルタの製造は、ガラス基板上にイオンアシスト蒸着などにより誘電体多層膜を形成した後、基板裏面より基板を所定の厚さ（例えば、１±０．０５ｍｍ）に研削及び研磨加工し、その後、支持体から分離し研削及び研磨を行った加工面に反射低減膜を形成し、再度接着剤を介して平滑な固い支持体と接着してカッティング、チップ化する方法が取られていた（非特許文献１参照）。

しかしながら、上記のような誘電体多層膜フィルタの製造方法においては、誘電体多層膜を形成するガラス基板の厚みが薄いと多層膜の圧縮応力によって基板が凸状に変形するので、基板は例えば１０ｍｍ程度の厚さが必要である。したがって、誘電体多層膜を形成したガラス基板を所定の厚さまで研削及び研磨加工する必要があった。
伊勢田徹：ガラスの加工；機械加工，ガラス工学ハンドブック(山根正之ほか編)，朝倉書店(１９９９)，Ｐ３９２〜４０４

本発明は、誘電体多層膜フィルタの製造工程において、上述のような、ガラス基板の研削及び研磨加工工程を迅速化し、高品質で低コストな、誘電体多層膜フィルタの製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決し目標を達成するために、本発明者らは、誘電体多層膜フィルタの製造方法において、煩雑な加工工程に着目し、フィルタの低損失化が図れ、かつ、歩留まりを低下させることのない製造方法を考え出した。

すなわち、請求項１記載の発明に係わる誘電体多層膜フィルタの製造方法では、誘電体多層膜を形成するガラス基板の裏面側に反射低減膜、金属または金属酸化物膜がこの順に形成された基板と、該基板を固定する支持体とが真球状の粒子を含んだ接着剤で接着、固定する第１の工程と、前記誘電体多層膜を形成する基板の周辺部を第１の工程で使用した接着剤もしくは熱溶融性接着剤で埋め込んだ後、研削及び研磨加工を行う第２の工程と、前記基板上に誘電体多層膜を形成した後、カッティング、チップ化することを特徴としている。

次に、請求項２に記載の発明に係わる誘電体多層膜フィルタの製造方法では、請求項１に記載の誘電体多層膜フィルタの製造方法の第１の工程において、前記真球状の粒子の径が５０μｍ以上、５００μｍ以下であること特徴としている。

さらに、請求項３に記載の発明に係わる誘電体多層膜フィルタの製造方法では、請求項１に記載の誘電体多層膜フィルタの製造方法の第１の工程において、前記接着剤が樹脂性であること特徴としている。

また、請求項４に記載の発明に係わる誘電体多層膜フィルタの製造方法では、請求項１に記載の誘電体多層膜フィルタの製造方法の第２の工程において、前記接着剤のせん断接着強度が１０Ｎ／ｍｍ²（１０２ｋｇ／ｃｍ²）以上であることを特徴としている。

以上説明したように本発明によれば、ガラス基板を用いた誘電体多層膜フィルタの製造において、基板をあらかじめ研削及び研磨加工するので、従来の技術のような煩わしさを解消すると共に、高性能フィルタを製造する基板の厚みの制約を回避することができ、また、ポリイミド樹脂性基板を使わないので誘電体多層膜フィルタの低損失化を図ることができる。

本発明の誘電体多層膜フィルタの製造方法においては、誘電体多層膜を形成するガラス基板の第一の面に反射低減膜を形成した上でその面を、支持体に接着剤で固定し、基板の周辺部を接着剤もしくは熱溶融性接着剤で埋め込み、基板を研削及び研磨により、所定の厚さに加工した後、誘電体多層膜を形成する。そのため、ガラス基板は、従来の方法で必要とされる厚さ（１０ｍｍ程度）を必要としない。支持体に接着する強度があれば十分であり、多層膜フィルタの構造にもよるが、通常１〜３ｍｍの範囲から選択する。３ｍｍを超えても、必要とされる強度は増加せず、また、不必要な部分は研削及び研磨され、また、厚さが増加すると、コストも増加し、研削及び研磨の時間も増加するため好ましくない。また、１ｍｍより薄くすると、支持体に接着するとき強度が不足することがあり好ましくない。

最終的に必要とされるガラス基板の厚さが１ｍｍの時は、１ｍｍ厚さのガラス基板を使用すれば、研削及び研磨を実施する必要は無い。

以下に本発明の好適な実施の形態を、図を用いて詳細に説明する。

図１は、実施形態で製造された誘電体多層膜フィルタの概略正面図である。本発明の実施形態では、図１（ａ）の１は、誘電体多層膜を形成するガラス基板であり、図１（ｂ）では、その上に反射低減膜２を形成し、更にその上には酸に溶解可能な金属または金属酸化物膜３を積層する。形成する膜は、金属のＴｉ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｒ，Ｆｅ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｃｏ、Ｓｎ、金属酸化物のＴｉＯ、ＡｌＯ、ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＣｒＯ、ＦｅＯ、ＣｕＯ、ＰｂＯ、ＣｏＯ、ＳｎＯ、あるいはこれらの混合物である。さらに金属酸化物のＡＴＯ、ＩＴＯなども使用できる。これらの膜の厚さは特に限定されないが、１０ｎｍ以上が好ましく、より好ましくは２０ｎｍ以上である。続いて図１（ｃ）では、ガラス基板と支持体の間隔の保持および接着、固定をする樹脂性の接着剤４と真球状の粒子５を順次形成する。

図１（ｄ）では、誘電体多層膜を形成するガラス基板１と該基板を接着、固定する支持体６とで接着剤４と真球状の粒子５を挟持して一体化する。このとき使用する真球状の粒子の径は５００μｍより大きいとカッティング時にすでにカットして個々に分割した誘電体多層膜フィルタにブレが生じることが懸念されるので５００μｍ以下が好適である。また、５０μｍより小さいと、接着剤内に小気泡をかみ込んだ場合、接着時に気泡による接着剤の無い部分が大きく広がりカッティング時に不利となるので、５０μｍ以上が好適である。

尚、接着、固定時に使用する真球状の粒子にはセラミック製や樹脂製があるが特に限定されない。また、真球状の粒子の数は使用する粒子の粒径にもよるが、５０μｍ〜５００μｍであれば１ｍｍ²当り２〜３個程度でよい。図１（ｄ）の４〃は、接着剤または熱溶融性接着剤であり、誘電体多層膜を形成するガラス基板１の周辺部を埋め込んだ。
図１（ｅ）では、誘電体多層膜膜を形成するガラス基板１を所定の厚さまで研削及び研磨加工した後、接着剤はそのままで熱溶融性の接着剤は除去し、次工程で誘電体多層膜７を形成し、カッティング、チップ化へ進むものである。このとき使用する埋め込み用の熱溶融性の接着剤は、溶融温度が２００℃以下程度のものが好適である。

２００℃を超えると昇温―降温工程で波長シフトが生じることがあり好ましくない。また、溶融温度５０℃未満では、接着力不足によりガラス基板周辺部にワレ、カケが発生しやすくなる。この熱溶融性の接着剤は研削及び研磨加工時の、せん断接着強度が１０Ｎ／ｍｍ²以上あることが好適である。せん断接着強度１０Ｎ／ｍｍ²未満では、接着力不足により研削及び研磨加工の工程でガラス基板にワレ、カケが発生しやすくなる。

ガラス基板の埋め込みに使用する接着剤は特に限定されないが、シェラック樹脂、エポキシ樹脂などが好適に使用できる。

樹脂層の厚さは、ガラス基板上面まで覆っても良いが、基板上部は研削及び研磨加工により消滅するため、最終厚さより、２ｍｍ程度以上まで厚く埋め込めば好適である。

以上のようにして、誘電体多層膜フィルタが製造される。

次に、本発明を実施例により具体的に説明する。
猶、以下の実施例において、誘電体多層膜フィルタの波長透過特性はスペクトラムアナライザ（アドバンテスト社製、Ｑ８２２０８）で測定した。

［実施例１］高性能の誘電体多層膜フィルタを製造するガラス基板（９０ｍｍΦ×３ｍｍｔ）の裏面側にＡＰＳ（アドバンスプラズマシステム、ライボルト社製）蒸着装置で反射低減膜を形成し、その上に蒸着装置ＥＸ-５５０（日本真空技術社製）で金属アルミ膜を積層した。その後、該基板と支持体とを接着、固定する接着剤にエポキシ樹脂デュラルコ４５３８（コトロニクス社製）を塗布し、さらに、基板と支持体のギャップ保持のために１００μｍの真球状の粒子ミクロパールＳＰ−Ｌ１００（積水化学社製）を散布した。一方支持体には、平滑な石英ガラス（１００ｍｍΦ＊３ｍｍｔ）を用いてガラス基板のアルミ膜面とで真球状の粒子を含んだ接着剤を挟持するように基板を反転させて接着、固定した。尚、ガラス基板周辺部のワレ、カケを防ぐための接着剤には、基板と支持体とを接着、固定する接着剤をそのまま利用した。

次に誘電体多層膜を形成するガラス基板を厚さ０．３ｍｍまで所要時間１２０分で研削及び研磨加工したが、加工面にガラス基板周辺部のワレ、カケによって発生する擦傷は見られなかった。加工面を洗浄した後、ＡＰＳ蒸着装置で誘電体多層膜を形成した。そして最後の工程で、基板のカッティングを行ない、チップを回収するために４．８Ｎの塩酸水溶液に一晩浸漬して金属アルミ膜を溶解させた。その後水洗して有機溶剤のエタノールで乾燥させた。得られた透過波長帯良品のフィルタチップ１８００個を偏光顕微鏡で目視検査したところ、誘電体多層膜にカケ１１８個、クラック２４個、キズ３個の不良品があったが、良品率９１.９％と極めて良好であった。

［比較例１］実施例１の実施の形態で、誘電体多層膜を形成するガラス基板（９０ｍｍΦ×８ｍｍｔ）に変更した以外は同様の方法にて誘電体多層膜フィルタを製造したが、本方法に対して製造コストが４倍と高いものになった。また、研削及び研磨加工に費やした時間も１０％程度長くなってしまった。

本発明の方法による、ガラス基板誘電体多層膜フィルタを製造する工程を示す図である。

符号の説明

１ ガラス基板
２ 反射低減膜
３ 金属または金属酸化物
４、４” 接着剤および熱溶融性接着剤
５ 真球状の粒子
６ 支持体
７ 誘電体多層膜

Claims (5)

1. 誘電体多層膜フィルタの製造方法において、誘電体多層膜を形成するガラス基板の第一の面に反射低減膜を形成し、該面を支持体に固定し、第二の面の研削及び研磨加工を行った後、第二の面に誘電体多層膜を形成し、その後、カッティングし、チップ化することを特徴とする誘電体多層膜フィルタの製造方法。
2. 誘電体多層膜フィルタの製造方法において、
   (1)誘電体多層膜を形成するガラス基板の第一の面に反射低減膜、金属または金属酸化物膜をこの順に形成した基板と、該基板を固定する支持体とを真球状の粒子を含んだ接着剤で接着、固定し、
   (2)該基板の周辺部を熱溶融性接着剤で埋め込んだ後、該基板の第二の面の研削及び研磨加工を行い、
   (3)該基板の第二の面上に誘電体多層膜を形成した後、カッティング、チップ化することからなる請求項１記載の誘電体多層膜フィルタの製造方法。
3. 誘電体多層膜フィルタの製造方法において、ガラス基板を支持体に固定する接着剤が基板と支持体のギャップ保持のための真球状の粒子を含んでおり、真球状の粒子の径が５０μｍ以上、５００μｍ以下であること特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の誘電体多層膜フィルタの製造方法。
4. 請求項２に記載の誘電体多層膜フィルタの製造方法において、基板周辺を埋め込む熱溶融性接着剤のせん断接着強度が１０Ｎ／ｍｍ²以上であることを特徴とする誘電体多層膜フィルタの製造方法。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の方法で製造された誘電体多層膜フィルタ。