JP2011124628A - Composite piezoelectric chip and method of manufacturing the same - Google Patents

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Masayuki Tanno
雅行 丹野
Atsushi Abe
淳 阿部
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite piezoelectric chip superior in reliability of stably maintaining electrical characteristics as a surface acoustic wave element without causing breaking/chipping or peeling at the piezoelectric material part of the composite piezoelectric chip even after heat treatment or a moisture resistance test, and a method of manufacturing the composite piezoelectric chip. <P>SOLUTION: For the composite piezoelectric chip 4, a composite piezoelectric substrate 3 which is obtained by sticking a piezoelectric substrate 1 on a support substrate 2 is subdivided. For the composite piezoelectric chip 4, the composite piezoelectric substrate 3 is subdivided after making a cut deeper than the thickness of the piezoelectric material part of the composite piezoelectric substrate 3, and surface roughness (Ra) of the piezoelectric material part side of the composite piezoelectric chip 4 is ≤0.15 μm. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、複合化された圧電チップ(以下、複合圧電チップと表記)に関するものであり、特に弾性表面波デバイス等に用いられる複合圧電チップ及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a composite piezoelectric chip (hereinafter referred to as a composite piezoelectric chip), and more particularly to a composite piezoelectric chip used for a surface acoustic wave device and a manufacturing method thereof.

携帯電話等の高周波通信において周波数調整・選択用の部品として、例えば圧電基板上に弾性表面波を励起するための櫛形電極が形成された弾性表面波(Surface Acoustic Wave、SAW)デバイスが用いられる。   A surface acoustic wave (SAW) device in which a comb electrode for exciting a surface acoustic wave is formed on a piezoelectric substrate is used as a component for frequency adjustment / selection in high frequency communication such as a cellular phone.

これに用いられる圧電基板材料は、電気信号から機械的振動への変換効率(以下、電気機械結合係数と記す)が大きいこと、また櫛形電極の電極間隔と弾性波の音速により決まるフィルタ等の中心周波数が温度により変動しないことが求められる(以下、周波数温度特性と記す)。
すなわち、大きな電気機械結合係数と小さな周波数温度係数を兼ね備えた圧電基板が有れば好ましい。こうした特性を実現する圧電基板の一例として、圧電基板と他の基板を接合した複合圧電基板がある。
The piezoelectric substrate material used for this has a high conversion efficiency from electrical signals to mechanical vibration (hereinafter referred to as electromechanical coupling coefficient), and the center of a filter or the like determined by the electrode spacing of the comb-shaped electrodes and the acoustic velocity of elastic waves. It is required that the frequency does not vary with temperature (hereinafter referred to as frequency-temperature characteristics).
In other words, it is preferable to have a piezoelectric substrate having both a large electromechanical coupling coefficient and a small frequency temperature coefficient. An example of a piezoelectric substrate that realizes such characteristics is a composite piezoelectric substrate in which a piezoelectric substrate and another substrate are bonded.

ここで、複合圧電基板を細分化して得られる複合圧電チップは、弾性表面波素子の周波数温度特性の改善効果を確保するため、圧電体の厚みを100μm以下、好ましくは30μm程度に薄くする必要がある。
そして、この複合圧電チップは、切断などの方法で複合圧電基板を細分化して得られるが、複合圧電チップの圧電体外周部(圧電体部側面)のカケは最小限に抑えるべきである。
なぜならば複合圧電チップは温度変化によりバイメタル効果により変形するが、複合圧電チップの圧電体外周部にカケがあると、動作温度−40℃〜85℃のヒートサイクルを繰り返したり、弾性表面波素子の実装時に260℃程度の加熱を繰り返すため前記複合圧電チップのカケ周辺に応力が集中し圧電体部にクラックが生じてしまうからである。
Here, in the composite piezoelectric chip obtained by subdividing the composite piezoelectric substrate, it is necessary to reduce the thickness of the piezoelectric body to 100 μm or less, preferably about 30 μm, in order to ensure the effect of improving the frequency temperature characteristics of the surface acoustic wave element. is there.
This composite piezoelectric chip is obtained by subdividing the composite piezoelectric substrate by a method such as cutting, but the chipping on the outer peripheral portion (side surface of the piezoelectric portion) of the composite piezoelectric chip should be minimized.
This is because the composite piezoelectric chip is deformed by the bimetal effect due to temperature change. However, if there is a crack on the outer periphery of the piezoelectric body of the composite piezoelectric chip, the heat cycle of the operating temperature of -40 ° C to 85 ° C is repeated, or the surface acoustic wave device This is because heating at about 260 ° C. is repeated at the time of mounting, so that stress concentrates around the chip of the composite piezoelectric chip and cracks occur in the piezoelectric portion.

このような問題に対し、以下特許文献1〜特許文献3には以下に説明する発明が開示されている。   In order to solve such problems, Patent Documents 1 to 3 below disclose the inventions described below.

複合圧電基板を用いた弾性表面波素子の一例が特許文献1に開示されている。
特許文献1には、(a)一主面に一対の櫛形電極が形成され圧電性材料からなる第1の基板が、前記第1の基板とは異なる材料からなる第2の基板上に積層された積層基板を形成する工程と、(b)前記積層基板のうち前記櫛形電極の周囲の部分に溝を形成する工程と、(c)前記積層基板のうち前記溝の略中央部を前記溝よりも細い幅で切断する工程とを含む弾性表面波素子の製造方法が開示されている。
An example of a surface acoustic wave element using a composite piezoelectric substrate is disclosed in Patent Document 1.
In Patent Document 1, (a) a first substrate made of a piezoelectric material having a pair of comb-shaped electrodes formed on one main surface is laminated on a second substrate made of a material different from the first substrate. Forming a laminated substrate; (b) forming a groove in a portion of the laminated substrate around the comb-shaped electrode; and (c) forming a substantially central portion of the groove in the laminated substrate from the groove. And a method of manufacturing a surface acoustic wave device including a step of cutting with a narrow width.

また、特許文献2には圧電性材料からなる第1の基板が前記第1の基板とは異なる材料からなる第2の基板上に積層された積層基板を備える弾性表面波素子であって、前記第1の基板の一主面上に形成された少なくとも1対の櫛形電極を備え、前記積層基板の前記第1の基板側の周縁部には、段差部または切り欠き部が形成され、前記段差部または前記切り欠き部が、前記第1の基板から前記第2の基板にわたって形成されていることを特徴とする弾性表面波素子が開示されている。   Patent Document 2 discloses a surface acoustic wave element including a laminated substrate in which a first substrate made of a piezoelectric material is laminated on a second substrate made of a material different from the first substrate, A stepped portion or a cutout portion is formed on a peripheral edge of the laminated substrate on the first substrate side, the stepped portion being formed on one main surface of the first substrate; A surface acoustic wave element is disclosed in which the portion or the notch is formed from the first substrate to the second substrate.

特許文献1及び特許文献2では、厚さ数十ミクロンの圧電単結晶とガラス基板とを積層した積層構造を有する弾性表面波素子の取り扱いは困難であるという課題を解決している。例えば、上記弾性表面波素子をパッケージに実装する際、特に、弾性表面波素子をピックアップする際に、圧電単結晶層(圧電体部)にクラックや割れが発生する場合があり、ウェーハから個々の弾性表面波素子に分割する際に、ガラス基板に対応した切断ブレードで切断すると、その材料特性の違いにより、切断時に圧電単結晶部に割れや欠けが発生する、という問題を解決している。   Patent Document 1 and Patent Document 2 solve the problem that it is difficult to handle a surface acoustic wave element having a laminated structure in which a piezoelectric single crystal having a thickness of several tens of microns and a glass substrate are laminated. For example, when the surface acoustic wave element is mounted on a package, particularly when the surface acoustic wave element is picked up, cracks and cracks may occur in the piezoelectric single crystal layer (piezoelectric body portion). When the surface acoustic wave element is divided, if the cutting blade corresponding to the glass substrate is used for cutting, the piezoelectric single crystal portion is cracked or chipped at the time of cutting due to the difference in material characteristics.

この特許文献1及び特許文献2では、圧電体結晶の研削(切断)には、例えば、厚さ0.2mm、砥粒の粒子径が8.5±0.7μm(累積高さ50%点での粒子径:JIS R6001、ISO8486−1、ISO8486−2)の切断ブレードを用いることができるとされている。   In Patent Document 1 and Patent Document 2, the piezoelectric crystal is ground (cut) by, for example, a thickness of 0.2 mm and an abrasive grain size of 8.5 ± 0.7 μm (at a cumulative height of 50%). Particle diameter: JIS R6001, ISO 8486-1, ISO 8486-2) cutting blades can be used.

また、前記ガラス基板を前記圧電単結晶と同様の切断ブレードで切断した場合には、切断ブレードの摩耗が激しく、また目詰まりを起こしてブレードが破損する場合があり、ガラス基板を切断する工程では、砥粒粒径の粗い、たとえば砥粒の粒子径が24.0±1.5μm程度(累積高さ50%点の粒子径)の切断ブレードで切断することが、切断ブレードを長寿命化することができることより好ましいという記載がある。   In addition, when the glass substrate is cut with the same cutting blade as the piezoelectric single crystal, the cutting blade is heavily worn, and the blade may be damaged due to clogging. In the process of cutting the glass substrate, Cutting with a cutting blade having a coarse abrasive grain diameter, for example, an abrasive grain diameter of about 24.0 ± 1.5 μm (particle diameter at 50% cumulative height) prolongs the life of the cutting blade. There is a description that it is preferable to be able to.

次に、特許文献3ではニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウム(LT)の単結晶圧電基板と、前記圧電基板に接合され、前記圧電基板と異なる膨張係数の材質からなる支持基板と、前記圧電基板の面上に配置された弾性表面波を励振する櫛型電極とを備え、前記圧電基板の幅が前記支持基板の幅より狭くなる様に形成されていることを特徴とする弾性表面波装置が開示されている。
即ち、特許文献3では、タンタル酸リチウム(LT)基板の上面に、IDT電極からなる入力電極と出力とが配置されていて、このLT基板の幅は対応する支持基板の幅に比べ幅が狭い構造となっている。これは、最初、LTの分割に適した材質の回転刃でLTのみを分割し、次に、支持基板の分割に適した材質でLTを分割する回転刃より幅が狭い回転刃を用いることで実現することが出来ると記載されている。
Next, in Patent Document 3, a single crystal piezoelectric substrate of lithium niobate or lithium tantalate (LT), a support substrate bonded to the piezoelectric substrate and made of a material having an expansion coefficient different from that of the piezoelectric substrate, A surface acoustic wave device comprising: a comb-shaped electrode configured to excite a surface acoustic wave disposed on a surface; and the width of the piezoelectric substrate being narrower than the width of the support substrate. Has been.
That is, in Patent Document 3, an input electrode made of an IDT electrode and an output are arranged on the upper surface of a lithium tantalate (LT) substrate, and the width of this LT substrate is narrower than the width of the corresponding support substrate. It has a structure. This is because, first, only the LT is divided with a rotary blade made of a material suitable for dividing LT, and then a rotary blade having a narrower width than the rotary blade for dividing LT with a material suitable for dividing the support substrate is used. It is described that it can be realized.

また、回転刃の幅の差を50μmとして、LTとSiN系のセラミックスとを接合した基板を上記の方法で分割した所、LTの欠けを10μm以下、セラミックスの欠けを10μm以下で分割することが出来、圧電基板の欠けを抑えることで、弾性表面波の送受信に寄与する圧電基板に損傷を与える事無く分割し、その周波数特性や温度特性を安定化出来ると共に、欠けによる信頼性低下を防止することが出来ることが開示されている。
また、前記特許文献3では圧電基板と支持基板とを、共にそれぞれの材質に適した異なる回転刃で分割することを例として挙げているが、圧電基板をレーザーやその他の方法で分割し、その後支持基板を回転刃で分割する方法や、その逆に、圧電基板を回転刃で分割し、その後、支持基板をレーザーやその他の方法で分割する方法においても同様に有効であるという記載がある。
Further, when the substrate having LT and SiN ceramics bonded thereto is divided by the above method with the width difference of the rotary blades set to 50 μm, the LT chip can be divided into 10 μm or less and the ceramic chip can be divided into 10 μm or less. In addition, by suppressing chipping of the piezoelectric substrate, the piezoelectric substrate that contributes to the transmission and reception of surface acoustic waves can be divided without damaging it, and its frequency characteristics and temperature characteristics can be stabilized, as well as preventing deterioration in reliability due to chipping. It is disclosed that it is possible.
Moreover, although the said patent document 3 has mentioned as an example dividing | segmenting a piezoelectric substrate and a support substrate with the different rotary blades suitable for each material, it divides | segments a piezoelectric substrate with a laser or other methods, and then There is a description that the method of dividing the support substrate with a rotary blade and vice versa is equally effective in the method of dividing the piezoelectric substrate with the rotary blade and then dividing the support substrate with a laser or other method.

しかしながら、複合圧電チップにおいて、複合圧電チップの圧電体周辺部に段差部または切り欠き部を形成したり、前記圧電基板の幅が前記支持基板の幅より狭くなる様に形成したのみでは、複合圧電チップの信頼性が不十分であった。   However, in the composite piezoelectric chip, the composite piezoelectric chip can be obtained simply by forming a stepped portion or a notch in the periphery of the piezoelectric body of the composite piezoelectric chip, or by forming the piezoelectric substrate so that the width of the piezoelectric substrate is smaller than the width of the support substrate. Chip reliability was insufficient.

そこで、熱処理や耐湿試験後も圧電体部にワレ・カケや剥離が生じず、弾性表面波素子としての電気的特性が安定に保たれる信頼性に優れた複合圧電チップが望まれている。   Therefore, there is a demand for a composite piezoelectric chip that has excellent reliability in which electric characteristics as a surface acoustic wave element can be stably maintained without cracking or chipping or peeling in the piezoelectric body portion even after heat treatment or moisture resistance test.

特開2001−60846号公報JP 2001-60846 A 特開2009−118504号公報JP 2009-118504 A 特開2009−94661号公報JP 2009-94661 A

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、熱処理や耐湿試験後も複合圧電チップの圧電体部にワレ・カケや剥離が生じず、弾性表面波素子としての電気的特性が安定に保たれる信頼性に優れた複合圧電チップ及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and does not cause cracks, burrs, or peeling in the piezoelectric body portion of the composite piezoelectric chip even after heat treatment or moisture resistance test, and has stable electrical characteristics as a surface acoustic wave element. An object of the present invention is to provide a composite piezoelectric chip excellent in reliability that can be maintained in the above and a manufacturing method thereof.

上記課題を解決するため、本発明では、圧電基板と支持基板とを貼り合わせた複合圧電基板を細分化した複合圧電チップであって、該複合圧電チップは、前記複合圧電基板を該複合圧電基板の圧電体部の厚みよりも深く切り込みを入れた後に細分化したものであり、該複合圧電チップの圧電体部側面の面粗さ(Ra)が、0.15μm以下のものであることを特徴とする複合圧電チップを提供する。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a composite piezoelectric chip obtained by subdividing a composite piezoelectric substrate in which a piezoelectric substrate and a support substrate are bonded together, and the composite piezoelectric chip includes the composite piezoelectric substrate. The piezoelectric body portion is subdivided after being cut deeper than the thickness of the piezoelectric portion, and the surface roughness (Ra) of the piezoelectric portion side surface of the composite piezoelectric chip is 0.15 μm or less. A composite piezoelectric chip is provided.

このように、複合圧電チップが、複合圧電基板を複合圧電基板の圧電体部の厚みよりも深く切り込みを入れた後に細分化したものであることによって、複合圧電基板の圧電体部の厚み方向全てを綺麗に切断(細分化)されたものとなり、複合圧電チップの圧電体部側面の面粗さ(Ra)が、0.15μm以下と圧電体部側面の平滑性が鏡面に近いレベルで滑らかとなっていることで、熱処理や耐湿試験後も圧電体部にワレ・カケや剥離が生じず、弾性表面波素子としての電気的特性が安定に保たれる信頼性に優れた複合圧電チップとなる。   As described above, the composite piezoelectric chip is obtained by subdividing the composite piezoelectric substrate after cutting deeper than the thickness of the piezoelectric body portion of the composite piezoelectric substrate, so that all the thickness directions of the piezoelectric body portion of the composite piezoelectric substrate can be obtained. The surface roughness (Ra) of the piezoelectric body side surface of the composite piezoelectric chip is 0.15 μm or less and the smoothness of the side surface of the piezoelectric body portion is smooth at a level close to a mirror surface. As a result, there is no cracking, chipping or peeling in the piezoelectric body part even after heat treatment or moisture resistance test, and the electrical characteristics as a surface acoustic wave element are kept stable, resulting in a highly reliable composite piezoelectric chip. .

また、前記複合圧電チップの圧電体部側面の面粗さ(Ra)が、0.10μm以下であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the surface roughness (Ra) of the piezoelectric body side surface of the composite piezoelectric chip is 0.10 μm or less.

このような、圧電体部側面の面粗さ(Ra)が、0.10μm以下の複合圧電チップであれば、より確実に、熱処理や耐湿試験後も圧電体部にワレ・カケや剥離が生じず、弾性表面波素子としての電気的特性が安定に保たれる信頼性に優れた複合圧電チップとなる。   With such a composite piezoelectric chip having a surface roughness (Ra) on the side surface of the piezoelectric body portion of 0.10 μm or less, cracking, chipping or peeling occurs in the piezoelectric body portion even more reliably after heat treatment or moisture resistance test. not, the composite piezoelectric chip electrical characteristics as the surface acoustic wave device excellent in reliability to be kept stable.

また、前記複合圧電基板の切り込みは、研磨微粉の粒度がJIS R6001で規定される累積高さ50%点での粒子径が4.5μm以下であるブレードを用いて切り込まれたものであることが好ましい。   The composite piezoelectric substrate is cut using a blade having a particle size of 4.5 μm or less at a cumulative height of 50% defined by JIS R6001. Is preferred.

このように、複合圧電基板の切り込みが、研磨微粉の粒度がJIS R6001で規定される累積高さ50%点での粒子径が4.5μm以下であるブレードを用いて入れられたものであると、より容易に複合圧電チップの圧電体部側面の面粗さ(Ra)が、0.15μm以下である複合圧電チップとすることができる。   In this way, the cutting of the composite piezoelectric substrate is made by using a blade having a particle size of 4.5 μm or less at a cumulative height of 50% defined by JIS R6001. Thus, a composite piezoelectric chip in which the surface roughness (Ra) of the piezoelectric body side surface of the composite piezoelectric chip is 0.15 μm or less can be obtained.

また、前記複合圧電基板は、表面に弾性表面波励振検出用の電極が形成されているものであることが好ましい。   The composite piezoelectric substrate preferably has a surface on which an electrode for detecting surface acoustic wave excitation is formed.

このように、前記複合圧電基板表面に弾性表面波励振検出用の電極が形成されている複合圧電基板から得られる複合圧電チップであると、弾性表面波素子としての電気的特性が安定に保たれる信頼性に優れた複合圧電チップとなる。   As described above, the composite piezoelectric chip obtained from the composite piezoelectric substrate in which the surface acoustic wave excitation detection electrode is formed on the surface of the composite piezoelectric substrate can stably maintain the electrical characteristics as the surface acoustic wave element. The resulting composite piezoelectric chip has excellent reliability.

また、前記複合圧電チップは、前記複合圧電基板を該複合圧電基板の圧電体部の厚みよりも5μm〜20μm深く切り込みを入れた後に細分化したものであることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the composite piezoelectric chip is obtained by cutting the composite piezoelectric substrate into 5 μm to 20 μm deeper than the thickness of the piezoelectric portion of the composite piezoelectric substrate and then subdividing it.

このように、前記複合圧電チップは、前記複合圧電基板を該複合圧電基板の圧電体部の厚みよりも5μm〜20μm深く切り込みを入れた後に細分化したものであれば、複合圧電基板の圧電体部の厚み方向全てを綺麗に切断(細分化)されたものとなり、また、複合圧電基板下部への切り込み量を制限することで、ブレード(ダイシングブレード)の消耗を抑えることができる。   As described above, if the composite piezoelectric chip is obtained by cutting the composite piezoelectric substrate into 5 μm to 20 μm deeper than the thickness of the piezoelectric portion of the composite piezoelectric substrate, the piezoelectric body of the composite piezoelectric substrate can be used. The entire thickness direction of the portion is cut (subdivided) neatly, and the consumption of the blade (dicing blade) can be suppressed by limiting the amount of cutting into the lower portion of the composite piezoelectric substrate.

また、前記圧電基板は、厚さが100μm以下であることが好ましい。   The piezoelectric substrate preferably has a thickness of 100 μm or less.

このように、圧電基板の厚さが100μm以下であると、加熱による反りが少なく割れのないものとすることができ、弾性表面波素子の周波数温度特性の改善効果を確実に確保することができる。   As described above, when the thickness of the piezoelectric substrate is 100 μm or less, the warp due to heating is small and there is no crack, and the improvement effect of the frequency temperature characteristics of the surface acoustic wave element can be ensured reliably. .

また、前記圧電基板は、LiTaO、LiNbOのいずれかからなるものであることが好ましい。 The piezoelectric substrate is preferably made of either LiTaO 3 or LiNbO 3 .

このように、圧電基板がLiTaO、LiNbOのいずれかからなるものであれば、電気機械結合係数が大きく、また、複合化された圧電基板の効果により、動作周波数の温度変動が抑制された安価な複合圧電基板を提供することができる。 Thus, if the piezoelectric substrate is made of either LiTaO 3 or LiNbO 3 , the electromechanical coupling coefficient is large, and the temperature fluctuation of the operating frequency is suppressed by the effect of the combined piezoelectric substrate. An inexpensive composite piezoelectric substrate can be provided.

また、前記支持基板は、熱膨張率が前記圧電基板の熱膨張率より小さいものとすることができる。   Further, the support substrate may be thermal expansion coefficient is assumed to be smaller than the thermal expansion coefficient of the piezoelectric substrate.

このように、支持基板を、熱膨張率が前記圧電基板の熱膨張率より小さいものとすることにより、温度変化に応じて圧電基板に応力が発生し、より確実に周波数温度特性を改善することができる。   Thus, by making the support substrate have a coefficient of thermal expansion smaller than that of the piezoelectric substrate, stress is generated in the piezoelectric substrate in accordance with the temperature change, and the frequency temperature characteristics are more reliably improved. Can do.

また、前記支持基板は、セラミックスであることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said support substrate is ceramics.

このように、支持基板がセラミックスであると、圧電基板よりも熱膨張係数を小さくすることができ、また、セラミックスはパッケージ材料として汎用されている材料であることから、より安価で周波数温度特性が改善された高性能な複合圧電チップとすることができる。   Thus, when the support substrate is ceramic, the thermal expansion coefficient can be made smaller than that of the piezoelectric substrate, and since ceramic is a material widely used as a packaging material, it is cheaper and has a frequency temperature characteristic. An improved high-performance composite piezoelectric chip can be obtained.

また、前記支持基板は、アルミナが主成分であることが好ましい。   The support substrate is preferably composed mainly of alumina.

このように、支持基板としてアルミナが主成分であるものを用いると、熱処理した後の反りの増加量を更に小さくすることができ、また安価な複合圧電基板を得ることができる。   As described above, when a support substrate containing alumina as a main component is used, the amount of warpage after heat treatment can be further reduced, and an inexpensive composite piezoelectric substrate can be obtained.

また、前記支持基板は、絶縁体であることが好ましい。   The support substrate is preferably an insulator.

このように支持基板が絶縁体であることによって、弾性表面波素子としての電気的特性がより安定に保たれる複合圧電チップとなる。   As described above, when the support substrate is an insulator, a composite piezoelectric chip is obtained in which the electrical characteristics of the surface acoustic wave element are more stably maintained.

また、前記複合圧電基板は、前記圧電基板と前記支持基板とを接着剤を介して貼り合わせて複合化されたものとすることができる。   Further, the composite piezoelectric substrate may be a composite obtained by bonding the piezoelectric substrate and the support substrate through an adhesive.

このように、接着剤を介して貼り合わせたものであれば、比較的安価な複合圧電チップとなる。   Thus, as long as it was bonded via an adhesive, a relatively inexpensive composite piezoelectric chip.

また、前記複合圧電基板は、前記圧電基板と前記支持基板とを無機薄膜層又はアモルファス層を介さず、室温において直接接合されて複合化されたものともすることができる。   Further, the composite piezoelectric substrate may be a composite in which the piezoelectric substrate and the support substrate are directly bonded at room temperature without using an inorganic thin film layer or an amorphous layer.

このように、無機薄膜層又はアモルファス層を介さずに圧電基板と支持基板とを接合したものであっても、室温において直接接合された複合圧電基板であると、反りの発生を低減することができる。   Thus, even if the piezoelectric substrate and the support substrate are joined without using an inorganic thin film layer or an amorphous layer, the occurrence of warping can be reduced if the composite piezoelectric substrate is joined directly at room temperature. it can.

また、前記支持基板は抵抗率が1,000Ω・cm以上のP型のシリコン基板であることが好ましい。   Further, the support substrate is preferably resistivity of the silicon substrate over the P-type 1,000Ω · cm.

このように、P型のシリコン基板ではCZ法とFZ法を組み合わせることにより比較的安価に高抵抗のシリコン基板を得られる為好ましい。また、このように支持基板が高抵抗なシリコン基板であれば、支持基板の電気的絶縁性を向上させるものとなり、好ましい。   Thus, a P-type silicon substrate is preferable because a high-resistance silicon substrate can be obtained at a relatively low cost by combining the CZ method and the FZ method. In addition, if the support substrate is a silicon substrate having a high resistance as described above, it is preferable because it improves the electrical insulation of the support substrate.

また、本発明では、圧電基板と支持基板を貼り合わせた複合圧電基板を細分化する複合圧電チップの製造方法であって、少なくとも、前記複合圧電基板を、研磨微粉の粒度がJIS R6001で規定される累積高さ50%点での粒子径が4.5μm以下であるブレードを用いて前記複合圧電基板の圧電体部の厚みよりも深く切り込みを入れ、その後該切り込みを入れた複合圧電基板を細分化することによって、前記複合圧電チップの圧電体部側面の面粗さ(Ra)が0.15μm以下である複合圧電チップを得ることを特徴とする複合圧電チップの製造方法を提供する。   The present invention also relates to a method of manufacturing a composite piezoelectric chip that subdivides a composite piezoelectric substrate in which a piezoelectric substrate and a support substrate are bonded together, and at least the composite piezoelectric substrate has a fine particle size defined by JIS R6001. Using a blade having a particle diameter of 4.5 μm or less at a cumulative height of 50%, a cut is made deeper than the thickness of the piezoelectric portion of the composite piezoelectric substrate, and then the composite piezoelectric substrate into which the cut has been made is subdivided. By providing the composite piezoelectric chip, a composite piezoelectric chip having a surface roughness (Ra) of 0.15 μm or less on the side surface of the piezoelectric body portion of the composite piezoelectric chip is provided.

このように、少なくとも、前記複合圧電基板を、研磨微粉の粒度がJIS R6001で規定される累積高さ50%点での粒子径が4.5μm以下であるブレードを用いて前記複合圧電基板の圧電体部の厚みよりも深く切り込みを入れ、その後該切り込みを入れた複合圧電基板を細分化することによって、前記複合圧電チップの圧電体部側面の面粗さ(Ra)が0.15μm以下である複合圧電チップを得る複合圧電チップの製造方法を用いれば、熱処理や耐湿試験後も圧電体部にワレ・カケや剥離が生じず、弾性表面波素子としての電気的特性が安定に保たれる信頼性に優れた複合圧電チップを得ることができる。   In this way, at least the composite piezoelectric substrate is formed by using the blade having a particle diameter of 4.5 μm or less at a cumulative height of 50% defined by JIS R6001 as the particle size of the polishing fine powder. The surface roughness (Ra) of the piezoelectric body portion side surface of the composite piezoelectric chip is 0.15 μm or less by making a cut deeper than the thickness of the body portion and then subdividing the composite piezoelectric substrate into which the cut has been made. Using the composite piezoelectric chip manufacturing method to obtain a composite piezoelectric chip is reliable because the piezoelectric part does not crack or peel even after heat treatment or moisture resistance test, and the electrical characteristics as a surface acoustic wave element are kept stable. A composite piezoelectric chip having excellent properties can be obtained.

また、前記複合圧電基板の細分化を、前記複合圧電基板を前記複合圧電基板の圧電体部の厚みよりも深い切り込みを入れるために用いるブレードよりも研磨微粉の粒度が粗いブレードを用いて行うことが好ましい。   Further, the composite piezoelectric substrate is subdivided by using a blade having a coarser particle size of the abrasive powder than a blade used for making a cut deeper than the thickness of the piezoelectric body portion of the composite piezoelectric substrate. Is preferred.

このように、複合圧電基板の細分化を、複合圧電基板を前記複合圧電基板の圧電体部の厚みよりも深い切り込みを入れるために用いるブレードよりも研磨微粉の粒度が粗いブレードを用いて行うことによって、ブレードを長寿命化することができ、生産性良く低コストに複合圧電チップを得ることができる。   In this way, the composite piezoelectric substrate is subdivided by using a blade having a coarser finer particle size than the blade used for making a cut deeper than the thickness of the piezoelectric body portion of the composite piezoelectric substrate. makes it possible to life of the blade, in good productivity low cost can be obtained a composite piezoelectric chip.

また、前記複合圧電チップの圧電体部側面の面粗さ(Ra)が、0.10μm以下である複合圧電チップを得ることが好ましい。   Moreover, it is preferable to obtain a composite piezoelectric chip having a surface roughness (Ra) of the piezoelectric body portion side surface of the composite piezoelectric chip of 0.10 μm or less.

このように、複合圧電チップの圧電体部側面の面粗さ(Ra)が、0.10μm以下である複合圧電チップを得ると、より確実に、熱処理や耐湿試験後も圧電体部にワレ・カケや剥離が生じず、弾性表面波素子としての電気的特性が安定に保たれる信頼性に優れた複合圧電チップを得ることができる。   As described above, when a composite piezoelectric chip having a surface roughness (Ra) of the piezoelectric body portion side of the composite piezoelectric chip of 0.10 μm or less is obtained, it is more sure that the piezoelectric body section is cracked even after heat treatment and moisture resistance test. It is possible to obtain a composite piezoelectric chip excellent in reliability in which electrical characteristics as a surface acoustic wave element are stably maintained without causing any chipping or peeling.

また、前記複合圧電基板の表面に、弾性表面波励振検出用の電極を形成することが好ましい。   Further, the surface of the composite piezoelectric substrate, it is preferable to form the electrode of the surface acoustic wave excitation detection.

このように、複合圧電基板の表面に、弾性表面波励振検出用の電極を形成し、該複合圧電基板を細分化することで、弾性表面波素子としての電気的特性が安定に保たれる信頼性に優れた複合圧電チップを得ることができる。   In this way, by forming electrodes for detecting surface acoustic wave excitation on the surface of a composite piezoelectric substrate and subdividing the composite piezoelectric substrate, the electrical characteristics as a surface acoustic wave element can be maintained stably. A composite piezoelectric chip having excellent properties can be obtained.

また、前記圧電体部の切り込みは、前記複合圧電基板の圧電体部の厚みよりも5μm〜20μm深い切り込みを入れ、その後該切り込みを入れた複合圧電基板を細分化することが好ましい。   Moreover, it is preferable that the notch of the piezoelectric body part is cut by 5 μm to 20 μm deeper than the thickness of the piezoelectric part of the composite piezoelectric substrate, and then the composite piezoelectric substrate into which the cut is made is subdivided.

このように、複合圧電基板を該複合圧電基板の圧電体部の厚みよりも5μm〜20μm深く切り込みを入れ、その後該切り込みを入れた複合圧電基板を細分化して複合圧電チップを得ることによって、複合圧電基板の圧電体部を厚み方向全てを綺麗に切断(細分化)することができ、また、複合圧電基板下部への切り込み量を制限することで、ブレードの消耗を抑えることができる。   In this way, a composite piezoelectric substrate is obtained by cutting the composite piezoelectric substrate 5 μm to 20 μm deeper than the thickness of the piezoelectric body portion of the composite piezoelectric substrate, and then subdividing the cut composite piezoelectric substrate to obtain a composite piezoelectric chip. The piezoelectric body part of the piezoelectric substrate can be cut (subdivided) cleanly in the thickness direction, and the consumption of the blade can be suppressed by limiting the cutting amount to the lower part of the composite piezoelectric substrate.

以上説明したように、本発明によれば、熱処理や耐湿試験後も複合圧電チップの圧電体部にワレ・カケや剥離が生じず、弾性表面波素子としての電気的特性が安定に保たれる信頼性に優れた複合圧電チップを得ることができる。   As described above, according to the present invention, cracking and peeling are not generated in the piezoelectric body portion of the composite piezoelectric chip even after the heat treatment and the moisture resistance test, and the electrical characteristics as the surface acoustic wave element are stably maintained. A composite piezoelectric chip having excellent reliability can be obtained.

本発明の複合圧電チップ及びその製造方法の一例を示した工程フロー図である。Is a process flow diagram showing an example of a composite piezoelectric chip and its manufacturing method of the present invention. 実施例1〜6における複合圧電チップの加熱処理前後の共振特性(S11)の測定結果である。It is a measurement result of the resonance characteristic (S11) before and behind the heat processing of the composite piezoelectric chip in Examples 1-6.

以下、本発明についてより具体的に説明する。
前述のように、熱処理や耐湿試験後も圧電体部にワレ・カケや剥離が生じず、弾性表面波素子としての電気的特性が安定に保たれる信頼性に優れた、また、安価な複合圧電チップ及びその製造方法が望まれていた。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically.
As mentioned above, there is no cracking or chipping in the piezoelectric part even after heat treatment or moisture resistance test, and the electrical characteristics as a surface acoustic wave element are kept stable. A piezoelectric chip and a manufacturing method thereof have been desired.

従来、複合圧電チップにおいて、動作温度−40℃〜85℃のヒートサイクルを繰り返したり、弾性表面波素子の実装時に260℃程度の加熱を繰り返すため前記複合圧電チップのカケ周辺に応力が集中し圧電体部にクラックが生じてしまうという問題に対し、上記特許文献1〜3のように数々の発明がなされてきた。
しかしながら、上記発明のように、複合圧電チップにおいて、複合圧電チップの圧電体周辺部に段差部または切り欠き部を形成したり、前記圧電基板の幅が前記支持基板の幅より狭くなる様に形成したのみでは、複合圧電チップの信頼性が不十分であった。
Conventionally, in a composite piezoelectric chip, a heat cycle of an operating temperature of −40 ° C. to 85 ° C. is repeated, or heating at about 260 ° C. is repeated when a surface acoustic wave element is mounted. Numerous inventions have been made for the problem of cracks in the body, as in Patent Documents 1 to 3 above.
However, as in the above invention, in the composite piezoelectric chip, a stepped part or a notch is formed around the piezoelectric body of the composite piezoelectric chip, or the width of the piezoelectric substrate is narrower than the width of the support substrate. However, the reliability of the composite piezoelectric chip was insufficient.

そこで本発明者らは、圧電基板と支持基板とを貼り合わせた複合圧電基板を細分化した複合圧電チップであって、該複合圧電チップは、前記複合圧電基板を該複合圧電基板の圧電体部の厚みよりも深く切り込みを入れた後に細分化したものであり、該複合圧電チップの圧電体部側面の面粗さ(Ra)が、0.15μm以下である複合圧電チップであると、該複合圧電チップよりなる弾性表面波素子が熱処理や耐湿試験後も圧電体にワレ・カケや剥離が生じず、弾性表面波素子としての電気的特性も安定に保たれる信頼性に優れたものとなることを見出した。   Accordingly, the inventors of the present invention provide a composite piezoelectric chip obtained by subdividing a composite piezoelectric substrate in which a piezoelectric substrate and a support substrate are bonded to each other, and the composite piezoelectric chip includes the piezoelectric portion of the composite piezoelectric substrate. When the composite piezoelectric chip has a surface roughness (Ra) of 0.15 μm or less on the side surface of the piezoelectric body portion of the composite piezoelectric chip, the composite piezoelectric chip is subdivided after cutting deeper than the thickness of the composite piezoelectric chip. A surface acoustic wave device made of a piezoelectric chip does not cause cracking, chipping or peeling on the piezoelectric body even after heat treatment or moisture resistance test, and the electrical characteristics as a surface acoustic wave device are stable and excellent in reliability. I found out.

以下、本発明に係る複合圧電チップについて図1を参照して詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明に係る複合圧電チップ4は、圧電基板1と支持基板2とを貼り合わせた複合圧電基板3を細分化してチップ形状に加工したものである。そして、本発明の複合圧電チップ4は、複合圧電基板3を複合圧電基板3の圧電体部5の厚みよりも深く切り込み6を入れた後に細分化したものであり、該複合圧電チップ4の圧電体部の側面5’の面粗さ(Ra)が、0.15μm以下の複合圧電チップ4である。
Hereinafter, the composite piezoelectric chip according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1, but the present invention is not limited thereto.
A composite piezoelectric chip 4 according to the present invention is obtained by subdividing a composite piezoelectric substrate 3 obtained by bonding a piezoelectric substrate 1 and a support substrate 2 into a chip shape. The composite piezoelectric chip 4 of the present invention is obtained by subdividing the composite piezoelectric substrate 3 after making a cut 6 deeper than the thickness of the piezoelectric body portion 5 of the composite piezoelectric substrate 3. The composite piezoelectric chip 4 has a surface roughness (Ra) of the side surface 5 ′ of the body part of 0.15 μm or less.

このような複合圧電チップ4であれば、圧電体部の厚み方向全てを綺麗に切断(細分化)されたものとなり、複合圧電チップ4の圧電体部の側面5’の平滑性が鏡面に近いレベルで滑らかとなっていることで、熱処理や耐湿試験後も圧電体部にワレ・カケや剥離が生じず、弾性表面波素子としての電気的特性が安定に保たれる信頼性に優れた複合圧電チップ4となる。   With such a composite piezoelectric chip 4, all the thickness direction of the piezoelectric body portion is cleanly cut (subdivided), and the smoothness of the side surface 5 'of the piezoelectric body portion of the composite piezoelectric chip 4 is close to a mirror surface. The smoothness at the level prevents cracks, burrs, and peeling in the piezoelectric part even after heat treatment and moisture resistance testing, and it is a highly reliable composite that maintains stable electrical characteristics as a surface acoustic wave device. The piezoelectric chip 4 is obtained.

尚、複合圧電チップ4の圧電体部の側面5’の面粗さ(Ra)が、0.10μm以下である複合圧電チップ4であると更に好ましく、より確実にワレ・カケや剥離の発生を抑制することができる。   The surface roughness (Ra) of the side surface 5 ′ of the piezoelectric body portion of the composite piezoelectric chip 4 is more preferably a composite piezoelectric chip 4 having a surface roughness of 0.10 μm or less. Can be suppressed.

また、本発明における複合圧電チップ4の圧電体部の側面5’の表面粗さは、レーザ顕微鏡(KEYENCE社製VK8700)にて評価し、レーザ顕微鏡による表面粗さ(Ra)の定義はJIS B 0601−2001(ISO4287−1997準拠)にて倍率1000倍、高さ方向は0.01μmステップでデータを蓄積して算出したものである。   Further, the surface roughness of the side surface 5 ′ of the piezoelectric portion of the composite piezoelectric chip 4 in the present invention is evaluated with a laser microscope (VK8700 manufactured by KEYENCE), and the definition of the surface roughness (Ra) by the laser microscope is JIS B. 0601-2001 (ISO 4287-1997 compliant) is calculated by accumulating data at a magnification of 1000 times and a height direction of 0.01 μm steps.

また、複合圧電基板の切り込み6は、研磨微粉の粒度がJIS R6001で規定される累積高さ50%点での粒子径が4.5μm以下であるブレードを用いて形成することができる。そして、この切り込み6は、複合圧電基板3の圧電体部5の厚みよりも5μm〜20μm深く切り込み、その後細分化することによって、複合圧電チップ4は、圧電体部の厚み方向全てを綺麗に切断(細分化)されたものとなり、また、複合圧電基板下部への切り込み量を制限することで、ブレードの消耗を抑えることができる。   Further, the notch 6 of the composite piezoelectric substrate can be formed using a blade having a particle size of 4.5 μm or less at a cumulative height of 50% defined by JIS R6001. The notch 6 is cut deeper by 5 μm to 20 μm than the thickness of the piezoelectric body portion 5 of the composite piezoelectric substrate 3 and then subdivided, so that the composite piezoelectric chip 4 can cleanly cut all the thickness directions of the piezoelectric body portion. Further, the wear of the blade can be suppressed by limiting the amount of cutting into the lower part of the composite piezoelectric substrate.

本発明の複合圧電チップ4を得るために用いる圧電基板1としては、LiTaO、LiNbOのいずれかからなるものを用いることができる。圧電基板1がLiTaO、LiNbOのいずれかであれば、電気機械結合係数が大きく、また、複合化された圧電基板の効果により、動作周波数の温度変動が抑制された安価な複合圧電基板を提供することができる。
また、圧電基板1の厚さを100μm以下とすることで、加熱による反りが少なく割れのないものとすることができ、より確実に弾性表面波素子の周波数温度特性を確保することができる。圧電基板1の厚さをこの範囲の値とするためには、例えば、上記複合圧電基板3を形成後に、圧電基板を研削、ラップ、ポリッシュ(研磨)加工などをすれば良い。
As the piezoelectric substrate 1 used for obtaining the composite piezoelectric chip 4 of the present invention, one made of LiTaO 3 or LiNbO 3 can be used. If the piezoelectric substrate 1 is either LiTaO 3 or LiNbO 3 , an inexpensive composite piezoelectric substrate having a large electromechanical coupling coefficient and suppressing temperature fluctuations in the operating frequency due to the effect of the composite piezoelectric substrate can be obtained. Can be provided.
Further, by setting the thickness of the piezoelectric substrate 1 to 100 μm or less, it is possible to reduce warping due to heating and to prevent cracking, and to ensure the frequency temperature characteristics of the surface acoustic wave element more reliably. In order to set the thickness of the piezoelectric substrate 1 within this range, for example, after the composite piezoelectric substrate 3 is formed, the piezoelectric substrate may be ground, lapped, polished (polished), or the like.

また、本発明の複合圧電チップ4を得るために用いる支持基板2としては、熱膨張率が圧電基板1の熱膨張率より小さいものを用いることができる。支持基板2を、熱膨張率が圧電基板1の熱膨張率より小さいものとすることにより、温度変化に応じて圧電基板に応力が発生し、周波数温度特性を改善することができる。
また、支持基板2を、セラミックスとすることができる。支持基板2がセラミックスであると、圧電基板1よりも熱膨張係数を小さくすることができ、また、セラミックスはパッケージ材料として汎用されている材料であることから、より安価で周波数温度特性が改善された高性能な複合圧電チップとすることができる。
Further, as the support substrate 2 used for obtaining the composite piezoelectric chip 4 of the present invention, one having a thermal expansion coefficient smaller than that of the piezoelectric substrate 1 can be used. By making the support substrate 2 have a thermal expansion coefficient smaller than that of the piezoelectric substrate 1, stress is generated in the piezoelectric substrate in accordance with the temperature change, and the frequency temperature characteristics can be improved.
Moreover, the support substrate 2 can be made of ceramics. When the support substrate 2 is a ceramic, the thermal expansion coefficient can be made smaller than that of the piezoelectric substrate 1, and since the ceramic is a material widely used as a package material, the frequency temperature characteristics are improved at a lower cost. And a high-performance composite piezoelectric chip.

また、支持基板2としては、アルミナが主成分のもの、絶縁体を用いることができる。このように、支持基板としてアルミナが主成分であるものを用いると、熱処理した後の反りの増加量を更に小さくすることができ、また安価な複合圧電基板を得ることができる。また、支持基板2が絶縁体であることによって、弾性表面波素子としての電気的特性がより安定に保たれる複合圧電チップとなる。   Further, as the supporting substrate 2, those alumina of the main component, it is possible to use an insulating material. As described above, when a support substrate containing alumina as a main component is used, the amount of warpage after heat treatment can be further reduced, and an inexpensive composite piezoelectric substrate can be obtained. In addition, since the support substrate 2 is an insulator, a composite piezoelectric chip in which electrical characteristics as a surface acoustic wave element can be maintained more stably.

また、複合圧電基板3は、上記圧電基板1を上記支持基板2と接着剤を介して貼り合せて複合化したものとすることができる。このように接着剤を介して貼り合わせたものであれば、比較的安価な複合圧電チップとすることができる。このような接着剤を介した複合圧電基板は、例えば、圧電基板1と支持基板2の一方又は両方に接着剤を塗布し、真空下で貼り合わせ強固に接合することにより作製することができる。このとき、接着面に異物が混入しないように貼り合わせ前に各基板の表面を洗浄することが好ましく、また、表面をアンモニア−過酸化水素水溶液等で親水化処理をしたり、またはプラズマ処理をしたり基板を100℃に加熱し波長200nm以下の短波UV光及び高濃度オゾンにより前処理することにより接着力を高めても良い。   The composite piezoelectric substrate 3 may be a composite of the piezoelectric substrate 1 bonded to the support substrate 2 via an adhesive. As long as it was bonded via the adhesive in this manner can be relatively inexpensive composite piezoelectric chip. Such a composite piezoelectric substrate via an adhesive can be produced, for example, by applying an adhesive to one or both of the piezoelectric substrate 1 and the support substrate 2 and bonding them firmly under vacuum to bond firmly. At this time, it is preferable to clean the surface of each substrate before bonding so that no foreign matter is mixed into the adhesive surface, and the surface is subjected to a hydrophilic treatment with an ammonia-hydrogen peroxide aqueous solution or a plasma treatment. Alternatively, the substrate may be heated to 100 ° C. and pretreated with short-wave UV light having a wavelength of 200 nm or less and high-concentration ozone to increase the adhesive force.

そして、接着剤としては、例えばエポキシメタクリレートを主成分とする光硬化接着剤であれば、スピンコーティングやその他の塗布方法で容易に均一な接着層とできる。このように接着層が均一とできれば、複合圧電チップ4は均一に接着された高品質なものとなる。そして、光硬化性であるため、室温で光照射により圧電基板1と支持基板2とを強固に貼り合わせ接合することができ、高温にしなくてもよいので、貼り合わせ時に圧電基板1が高温で変形せず室温でフラットな形状を保つために好ましい。   And as an adhesive agent, if it is a photocuring adhesive agent which has an epoxy methacrylate as a main component, it can be easily made into a uniform adhesive layer by spin coating or other application methods. If such adhesive layer is uniform, it becomes composite piezoelectric chip 4 high quality, which is uniformly adhered. And since it is photocurable, the piezoelectric substrate 1 and the support substrate 2 can be firmly bonded and bonded by light irradiation at room temperature, and it is not necessary to raise the temperature. It is preferable for maintaining a flat shape at room temperature without deformation.

また、前記複合圧電基板3は、圧電基板1と支持基板2とを無機薄膜層又はアモルファス層を介さず、室温において直接接合されて複合化されたものとすることができる。このように、室温において直接接合されて複合化された複合圧電基板であると、無機薄膜層又はアモルファス層を介さずに圧電基板と支持基板と接合したものであっても、反りの発生を低減することができる。このとき、特に、接着面に異物が混入しないように貼り合わせ前に各基板の表面を洗浄することが好ましく、また、表面をアンモニア−過酸化水素水溶液等で親水化処理をしたり、またはプラズマ処理をしたり基板を100℃に加熱し波長200nm以下の短波UV光及び高濃度オゾンにより前処理することにより接着力を高めることができる。   Further, the composite piezoelectric substrate 3 can be a composite in which the piezoelectric substrate 1 and the support substrate 2 are directly bonded at room temperature without using an inorganic thin film layer or an amorphous layer. In this way, the composite piezoelectric substrate that is directly bonded at room temperature to be combined reduces the occurrence of warping even if the piezoelectric substrate and the supporting substrate are bonded without using an inorganic thin film layer or an amorphous layer. can do. At this time, it is particularly preferable to clean the surfaces of the substrates before bonding so that no foreign matter is mixed into the adhesive surface, and the surfaces are hydrophilized with an aqueous ammonia-hydrogen peroxide solution or plasma. Adhesion can be increased by treating or heating the substrate to 100 ° C. and pre-treating with short-wave UV light having a wavelength of 200 nm or less and high-concentration ozone.

また、支持基板2は抵抗率が1,000Ω・cm以上のP型のシリコン基板とすることができる。このように、P型のシリコン基板は、CZ法とFZ法を組み合わせることにより比較的安価に高抵抗のシリコン基板を得られるので好ましい。また、このように支持基板が高抵抗なシリコン基板であれば、支持基板の電気的絶縁性を向上させることができ、無機薄膜層又はアモルファス層を介さなくても、弾性表面波素子としての電気的特性をより安定に保つことができる。   The support substrate 2 can be a P-type silicon substrate having a resistivity of 1,000 Ω · cm or more. Thus, a P-type silicon substrate is preferable because a high-resistance silicon substrate can be obtained at a relatively low cost by combining the CZ method and the FZ method. In addition, if the support substrate is a high-resistance silicon substrate, the electrical insulation of the support substrate can be improved, and the electrical property as a surface acoustic wave element can be achieved without using an inorganic thin film layer or an amorphous layer. The mechanical characteristics can be kept more stable.

また、本発明に係る複合圧電チップの製造方法を図1を参照して説明する。
本発明の複合圧電チップ4の製造方法は、まず圧電基板1と支持基板2とを貼り合わせ、複合圧電基板3を得る(図1(A))。尚、用いる圧電基板1や支持基板2、貼り合わせ方法等は上記と同様に行うことができる。
そして、複合圧電基板3を、研磨微粉の粒度がJIS R6001で規定される累積高さ50%点での粒子径が4.5μm以下であるブレードを用いて、複合圧電基板3の圧電体部5の厚みよりも深く切り込みを入れ(図1(B))、その後該切り込みを入れた複合圧電基板を細分化することによって(図1(C))、複合圧電チップ4の圧電体部の側面5’の面粗さ(Ra)が0.15μm以下である複合圧電チップを得ることができる。
尚、圧電体部の側面5’の面粗さ(Ra)を0.1μm以下とするためには、更に研磨微粉の粒度の小さいブレードを用いて切り込み6を入れるようにすればよい。
A method for manufacturing a composite piezoelectric chip according to the present invention will be described with reference to FIG.
In the method of manufacturing the composite piezoelectric chip 4 of the present invention, the piezoelectric substrate 1 and the support substrate 2 are first bonded to obtain the composite piezoelectric substrate 3 (FIG. 1A). The piezoelectric substrate 1 and the supporting substrate 2 to be used, the bonding method, and the like can be performed in the same manner as described above.
Then, the piezoelectric body portion 5 of the composite piezoelectric substrate 3 is applied to the composite piezoelectric substrate 3 by using a blade having a particle size of 4.5 μm or less at a cumulative height of 50% defined by JIS R6001. By cutting a depth deeper than the thickness of the composite piezoelectric substrate (FIG. 1B) and then subdividing the composite piezoelectric substrate into which the cut was made (FIG. 1C), the side surface 5 of the piezoelectric portion of the composite piezoelectric chip 4 is obtained. A composite piezoelectric chip having a surface roughness (Ra) of 0.15 μm or less can be obtained.
In order to set the surface roughness (Ra) of the side surface 5 ′ of the piezoelectric body portion to 0.1 μm or less, it is only necessary to make a cut 6 using a blade having a smaller particle size of the polishing fine powder.

尚、複合圧電基板3の細分化を、複合圧電基板3を前記複合圧電基板の圧電体部5の厚みよりも深い切り込み6を入れるために用いるブレードよりも研磨微粉の粒度が粗いブレードを用いて行うことによって、ブレードを長寿命化することができ、細分化を高速化できるので、生産性良く低コストに複合圧電チップ4を得ることができる。   It should be noted that the composite piezoelectric substrate 3 is subdivided by using a blade having a coarser finer particle size than the blade used for making the notch 6 deeper than the thickness of the piezoelectric body portion 5 of the composite piezoelectric substrate 3. By doing so, the life of the blade can be extended and the speed of subdivision can be increased, so that the composite piezoelectric chip 4 can be obtained with high productivity and low cost.

以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to this.

(実施例1〜5)
支持基板として、直径4インチ(100mm)で厚さが215μm、貼り合わせ面とその反対側の面のそれぞれの表面粗さRaが共に0.3μm、ヤング率が340GPa、抵抗率が1015Ω・cmであるアルミナ基板を用意した。
また、圧電基板として、導電率が2×10−11[Ω−1・cm−1]であり、直径4インチ(100mm)の36°回転Yカットタンタル酸リチウム(LiTaO、以後LTとも表記)基板を用意して、この圧電基板の厚さが160μmとなるよう両面粗研磨により表裏面の粗さが0.13μmとなるよう仕上げた。
(Examples 1-5)
As a support substrate, the diameter is 4 inches (100 mm), the thickness is 215 μm, the surface roughness Ra of the bonded surface and the opposite surface is both 0.3 μm, the Young's modulus is 340 GPa, and the resistivity is 10 15 Ω · An alumina substrate having a size of cm was prepared.
Moreover, as a piezoelectric substrate, the electrical conductivity is 2 × 10 −11−1 · cm −1 ], and the diameter is 4 inches (100 mm) and rotated by 36 ° Y-cut lithium tantalate (LiTaO 3 , hereinafter also referred to as LT). A substrate was prepared and finished so that the roughness of the front and back surfaces was 0.13 μm by double-sided rough polishing so that the thickness of the piezoelectric substrate was 160 μm.

そして、前記アルミナ基板にエポキシを主成分とする紫外線硬化接着剤をスピンコートによって貼り合わせ面上に均一に塗布した。
また、前記LiTaO基板の貼り合わせ面を洗浄し、前述の接着剤を同様に塗布し、アルミナ基板の接着剤塗布面とLiTaO基板の接着剤塗布面を貼り合わせた。
And the ultraviolet curing adhesive which has an epoxy as a main component on the said alumina substrate was apply | coated uniformly on the bonding surface by spin coating.
Further, the bonding surface of the LiTaO 3 substrate was washed, and the above-described adhesive was applied in the same manner, and the adhesive application surface of the alumina substrate and the adhesive application surface of the LiTaO 3 substrate were bonded together.

次に、この貼り合わせた複合圧電基板に、照度50mW/cmの紫外線を5分間照射し、接着剤を硬化させた。このとき貼り合わせた基板面内で接着剤の層の厚さは一様に5μmだった。
そして、この複合圧電基板を面取り加工した後、この貼り合わせ基板を120℃の温度で2時間キュア処理をおこなった。さらにポリッシュによりLiTaO基板の厚さが30μmになるようにした。
Next, the bonded composite piezoelectric substrate was irradiated with ultraviolet rays having an illuminance of 50 mW / cm 2 for 5 minutes to cure the adhesive. At this time, the thickness of the adhesive layer was uniformly 5 μm within the bonded substrate surface.
Then, after chamfering the composite piezoelectric substrate, the bonded substrate was cured at a temperature of 120 ° C. for 2 hours. Further, the thickness of the LiTaO 3 substrate was set to 30 μm by polishing.

この複合圧電基板の反りを周囲温度23℃の雰囲気下にて測定したところ、30μmであった。   When the warpage of the composite piezoelectric substrate was measured in an atmosphere at an ambient temperature of 23 ° C., it was 30 μm.

次に前記の複合圧電基板を表面のLiTaO基板側から歯厚0.15mmの表1に示す種々の砥粒の粒子径のダイシングブレードを用いて40μmの深さだけ1mm角に切り込んだ。
続いて、歯厚0.13mmであり、砥粒の粒子径が48.0±3μm(累積高さ50%点での粒子径:JIS R6001)のダイシングブレードにて表面のLiTaO基板側から320μmの深さだけ1mm角に切断して細分化し、1mm角の複合圧電チップを得た。
複合圧電チップの形状を観察すると、基板側の周縁部には、明確な段差部または切り欠き部はなく、ほぼストレートに切断されていた。
Next, the composite piezoelectric substrate was cut into a 1 mm square by a depth of 40 μm from the surface of the LiTaO 3 substrate using dicing blades having various abrasive particle diameters shown in Table 1 having a tooth thickness of 0.15 mm.
Then, the tooth thickness is 0.13 mm, and the particle diameter of the abrasive grains is 48.0 ± 3 μm (particle diameter at 50% cumulative height: JIS R6001) with a dicing blade of 320 μm from the surface of the LiTaO 3 substrate side. A 1 mm square composite piezoelectric chip was obtained.
When the shape of the composite piezoelectric chip was observed, there was no clear stepped portion or notch in the peripheral portion on the substrate side, and it was cut almost straight.

作製した1mm角の複合圧電チップの、圧電体部端面のチッピング及び圧電体部側面の表面粗さをレーザ顕微鏡(KEYENCE社製VK8700)にて評価した。
その後、種々の細分化された複合圧電チップを260℃のリフローを3回通した後、−40℃及び125℃を交互に100サイクルかけ、前記の複合圧電チップを顕微鏡によりクラックの発生有無を観察した。試料数は各切断方法毎500チップである。観察結果を表1に示す。また、表1に示すチップを更に85℃/85%RH(相対湿度)・1000時間、125℃・1000時間、121℃/100%RH・100時間の環境にさらしてもLTにクラックや剥離は生じなかった。
The produced 1 mm square composite piezoelectric chip was evaluated with a laser microscope (VK8700 manufactured by KEYENCE) for the chipping of the end face of the piezoelectric part and the surface roughness of the side face of the piezoelectric part.
After that, various subdivided composite piezoelectric chips were passed through 260 ° C reflow three times, and -40 ° C and 125 ° C were alternately applied for 100 cycles, and the composite piezoelectric chip was observed for cracks using a microscope. did. The number of samples is 500 chips for each cutting method. The observation results are shown in Table 1. Moreover, even if the chip shown in Table 1 is further exposed to an environment of 85 ° C./85% RH (relative humidity) · 1000 hours, 125 ° C. · 1000 hours, 121 ° C./100% RH · 100 hours, cracks and peeling will not occur in LT. Did not occur.

また、前記複合圧電基板に弾性表面波共振子を作成して、上記と同様に細分化した複合圧電チップについて、前記加熱処理後の電気的特性をマイクロ波プローバーを介してネットワークアナライザにて共振特性(S11)を測定した結果を図2に示す。尚、前記加熱処理前の前記複合圧電チップの弾性表面波共振子特性も図2と同様であった。
また、本発明の複合圧電チップよりなる共振子の反共振周波数の温度依存性を25℃と85℃にて測定したところ周波数温度係数は−28ppm/℃であった。
In addition, a surface acoustic wave resonator is formed on the composite piezoelectric substrate, and the composite piezoelectric chip that is subdivided in the same manner as described above is used to determine the electrical characteristics after the heat treatment by a network analyzer via a microwave prober. The result of measuring (S11) is shown in FIG. The surface acoustic wave resonator characteristics of the composite piezoelectric chip before the heat treatment were the same as those in FIG.
Further, when the temperature dependence of the antiresonance frequency of the resonator comprising the composite piezoelectric chip of the present invention was measured at 25 ° C. and 85 ° C., the frequency temperature coefficient was −28 ppm / ° C.

Figure 2011124628
Figure 2011124628

(実施例6)
支持基板として、直径4インチ(100mm)で厚さが210μmであり抵抗率が1000Ω・cmのP型シリコン基板を用意した。
また、圧電基板として、導電率が2×10−11[Ω−1・cm−1]であり、直径4インチ(100mm)の36°回転Yカットタンタル酸リチウム(LiTaO、以後LTとも表記)基板を用意して、この圧電基板の厚さが160μmとなるよう両面研磨により厚みを調整した。
(Example 6)
A P-type silicon substrate having a diameter of 4 inches (100 mm), a thickness of 210 μm, and a resistivity of 1000 Ω · cm was prepared as a support substrate.
Moreover, as a piezoelectric substrate, the electrical conductivity is 2 × 10 −11−1 · cm −1 ], and the diameter is 4 inches (100 mm) and rotated by 36 ° Y-cut lithium tantalate (LiTaO 3 , hereinafter also referred to as LT). A substrate was prepared, and the thickness was adjusted by double-side polishing so that the thickness of the piezoelectric substrate was 160 μm.

そして、清浄に洗浄した前記P型シリコン基板と前記LiTaO基板を間隔を5mmほど離して減圧プラズマ下に対向させて配置し、前記プラズマ処理後減圧のまま室温にて直接接合し、その後大気圧に戻し、複合圧電基板の母材を得た。
そして、この複合圧電基板を面取り加工した。さらにポリッシュによりLiTaO基板の厚さが30μmになるようにした。この貼り合わせ基板を200℃の温度で2時間熱処理をおこなった。この複合圧電基板の反りを周囲温度23℃の雰囲気下にて測定したところ、30μmであった。
Then, the cleanly washed P-type silicon substrate and the LiTaO 3 substrate are arranged facing each other under reduced pressure plasma with a distance of about 5 mm, and after the plasma treatment, directly bonded at room temperature with reduced pressure, and then atmospheric pressure The base material of the composite piezoelectric substrate was obtained.
The composite piezoelectric substrate was chamfered. Further, the thickness of the LiTaO 3 substrate was set to 30 μm by polishing. This bonded substrate was heat-treated at a temperature of 200 ° C. for 2 hours. When the warpage of the composite piezoelectric substrate was measured in an atmosphere at an ambient temperature of 23 ° C., it was 30 μm.

この複合圧電基板の接合面を透過電子顕微鏡で観測したところ、無機薄膜層およびアモルファス層は観測されなかった。
次に前記の複合圧電基板を表面のLiTaO基板側から歯厚0.15mmであり研磨微粉の粒度がJIS R6001で規定される累積高さ50%点での粒子径が3.0±0.4μmであるダイシングブレードにて1mm/sのスピードで40μmの深さだけ1mm角に切り込んだ。続いて、歯厚0.13mmであり研磨微粉の粒度が累積高さ50%点での粒子径48.0±3μmのダイシングブレードにて前記の切り込み部と同じ箇所を表面のLiTaO基板側から320μmの深さだけ1mm角に切断して細分化し、1mm角の複合圧電チップを得た。
When the bonding surface of the composite piezoelectric substrate was observed with a transmission electron microscope, an inorganic thin film layer and an amorphous layer were not observed.
Next, the composite piezoelectric substrate has a tooth thickness of 0.15 mm from the surface side of the LiTaO 3 substrate, and the particle size of the fine powder is 3.0 ± 0.00 mm at the cumulative height of 50% defined by JIS R6001. A dimming blade of 4 μm was cut into a 1 mm square by a depth of 40 μm at a speed of 1 mm / s. Subsequently, the same part as the above-mentioned cut portion was removed from the surface of the LiTaO 3 substrate with a dicing blade having a tooth thickness of 0.13 mm and a particle size of 48.0 ± 3 μm at a cumulative height of 50%. A 1 mm square composite piezoelectric chip having a depth of 320 μm was cut into 1 mm square and subdivided.

得られた複合圧電チップの形状を観察すると基板側の周縁部には、明確な段差部または切り欠き部はなく、ほぼストレートに切断されていた。
また、得られた複合圧電チップの圧電体部端面のチッピングは、最大で4μmであった。また、複合圧電チップの前記圧電体部側面の表面粗さをレーザ顕微鏡(KEYENCE社製VK8700)にて評価したところ、Raは0.03μmとほぼ鏡面に近かった。
その後、細分化により得られた複合圧電チップを260℃のリフローを3回通した後、−40℃及び125℃を交互に100サイクルかけ、前記の複合圧電チップを顕微鏡によりクラックの発生有無を観察した。試料数は500チップである。その結果、LTにクラックや剥離は生じなかった。
When the shape of the obtained composite piezoelectric chip was observed, there was no clear stepped portion or notched portion at the peripheral portion on the substrate side, and it was cut almost straight.
Further, the chipping of the end face of the piezoelectric portion of the obtained composite piezoelectric chip was 4 μm at maximum. Further, when the surface roughness of the side surface of the piezoelectric body portion of the composite piezoelectric chip was evaluated with a laser microscope (VK8700 manufactured by KEYENCE), Ra was 0.03 μm, which was almost close to a mirror surface.
After that, the composite piezoelectric chip obtained by subdivision was passed through 260 ° C. reflow three times, and -40 ° C. and 125 ° C. were alternately applied for 100 cycles, and the composite piezoelectric chip was observed for occurrence of cracks with a microscope. did. The number of samples is 500 chips. As a result, no cracks or peeling occurred in LT.

また、前記複合圧電チップを更に85℃/85%RH・1000時間、125℃・1000時間、121℃/100%RH・100時間の環境にさらしてもLTにクラックや剥離は生じなかった。
また、前記の複合圧電基板に弾性表面波共振子を作成して、上記と同様に切断した複合圧電チップの前記加熱処理前後の電気的特性をマイクロ波プローバーを介してネットワークアナライザにて共振特性を測定した結果は図2と同様であった。
また、本発明の複合圧電チップよりなる共振子の反共振周波数の温度依存性を25℃と85℃にて測定したところ周波数温度係数は−25ppm/℃であった。
Further, even when the composite piezoelectric chip was further exposed to an environment of 85 ° C./85% RH · 1000 hours, 125 ° C. · 1000 hours, 121 ° C./100% RH · 100 hours, LT did not crack or peel.
In addition, a surface acoustic wave resonator is formed on the composite piezoelectric substrate, and the electrical characteristics before and after the heat treatment of the composite piezoelectric chip cut in the same manner as described above are measured with a network analyzer through a microwave prober. The measurement result was the same as in FIG.
Further, when the temperature dependence of the antiresonance frequency of the resonator comprising the composite piezoelectric chip of the present invention was measured at 25 ° C. and 85 ° C., the frequency temperature coefficient was −25 ppm / ° C.

(比較例1〜4)
前記の実施例1〜5と同様にして、作成した複合圧電基板をLiTaO基板側から歯厚0.15mmであり表2に示す種々の砥粒の粒子径のダイシングブレードにて40μmの深さだけ1mm角に切り込みを入れた。あとは実施例と同様の手順で細分化して1mm角の複合圧電チップを作製し、その後、種々の複合圧電チップを260℃のリフローを3回通した後、−40℃及び125℃を交互に100サイクルかけ、前記の複合圧電チップを顕微鏡によりクラックの発生有無を観察した。試料数は各切断方法毎500チップである。観察結果を表2に示す。
(Comparative Examples 1-4)
In the same manner as in Examples 1 to 5, the prepared composite piezoelectric substrate had a tooth thickness of 0.15 mm from the LiTaO 3 substrate side and a depth of 40 μm with a dicing blade having various abrasive particle diameters shown in Table 2. Only 1mm square was cut. After that, a 1 mm square composite piezoelectric chip is prepared by subdividing in the same procedure as in the example, and then various composite piezoelectric chips are passed through 260 ° C. reflow three times, and then −40 ° C. and 125 ° C. alternately. Over 100 cycles, the composite piezoelectric chip was observed for occurrence of cracks with a microscope. The number of samples is 500 chips for each cutting method. The observation results are shown in Table 2.

Figure 2011124628
その結果、前記複合圧電チップの圧電体部側面の面粗さ(Ra)が、0.15μmより大きい複合圧電チップは、熱処理後に多数のチップのLTにワレが生じた。
Figure 2011124628
As a result, in the composite piezoelectric chip having a surface roughness (Ra) of the side surface of the piezoelectric body of the composite piezoelectric chip larger than 0.15 μm, cracks occurred in the LT of many chips after the heat treatment.

(比較例5)
実施例6と同様にして複合化されたP型シリコンとLiTaO基板を得た。
次に前記の複合圧電基板を表面のLiTaO基板側から歯厚0.15mmであり研磨微粉の粒度がJIS R6001で規定される累積高さ50%点での粒子径が14.0±1.0μmであるダイシングブレードにて5mm/sのスピードで40μmの深さだけ1mm角に切り込みを入れた。
続いて、歯厚0.13mmであり研磨微粉の粒度が累積高さ50%点での粒子径48.0±3μmのダイシングブレードにて、前記切り込み部と同じ箇所を表面のLiTaO基板側から320μmの深さだけ1mm角に切断して細分化し、1mm角の複合圧電チップを得た。
チップの形状を観察すると基板側の周縁部には、明確な段差部または切り欠き部はなく、ほぼストレートに切断されていた。前記複合圧電チップの前記圧電体端面のチッピングは、最大で20μmであった。
(Comparative Example 5)
In the same manner as in Example 6, a composite P-type silicon and LiTaO 3 substrate was obtained.
Next, the composite piezoelectric substrate has a tooth thickness of 0.15 mm from the surface side of the LiTaO 3 substrate, and the particle size at the 50% cumulative height defined by JIS R6001 is 14.0 ± 1. A 1 mm square was cut at a depth of 40 μm with a dimming blade of 0 μm at a speed of 5 mm / s.
Subsequently, with a dicing blade having a tooth thickness of 0.13 mm and a particle size of 48.0 ± 3 μm at a 50% cumulative height, the same part as the incised portion was removed from the surface of the LiTaO 3 substrate. A 1 mm square composite piezoelectric chip having a depth of 320 μm was cut into 1 mm square and subdivided.
When the shape of the chip was observed, the peripheral edge on the substrate side had no clear stepped portion or notched portion, and was cut almost straight. The maximum chipping of the piezoelectric body end face of the composite piezoelectric chip was 20 μm.

また、複合圧電チップの前記圧電体部側面の表面粗さをレーザ顕微鏡(KEYENCE社製VK8700)にて評価したところ、Raは0.65μmであった。その後、切断により得られた複合圧電チップを260℃のリフローを3回通した後、−40℃及び125℃を交互に100サイクルかけ、前記の複合圧電チップについて顕微鏡によりクラックの発生有無を観察した。試料数は500チップである。その結果、13%の前記複合圧電チップのLTにクラックが生じた。   Moreover, when the surface roughness of the side surface of the piezoelectric body portion of the composite piezoelectric chip was evaluated with a laser microscope (VK8700, manufactured by KEYENCE), Ra was 0.65 μm. Thereafter, the composite piezoelectric chip obtained by cutting was subjected to 260 ° C. reflow three times, and then alternately subjected to 100 cycles of −40 ° C. and 125 ° C., and the occurrence of cracks was observed with a microscope with respect to the composite piezoelectric chip. . The number of samples is 500 chips. As a result, cracks occurred in LT of 13% of the composite piezoelectric chip.

(比較例6)
実施例1と同様にして複合化されたアルミナとLiTaOの接合基板を得た。次にこの複合圧電基板を表面のLiTaO基板側から歯厚0.15mmであり、研磨微粉の粒度がJIS R6001で規定される累積高さ50%点での粒子径が3.0±0.4μmであるダイシングブレードにて1mm/sのスピードで表面のLiTaO基板側から20μmの深さだけ1mm角に切り込みを入れた。
続いて、歯厚0.10mmであり研磨微粉の粒度が累積高さ50%点での粒子径48.0±3μmのダイシングブレードにて前記切り込み部と同じ箇所を表面のLiTaO基板側から320μmの深さだけ1mm角に切断し、1mm角の複合圧電チップを得た。前記チップの形状を観察すると基板側の周縁部には、LiTaOの段差部が形成されていた。
(Comparative Example 6)
In the same manner as in Example 1, a composite alumina / LiTaO 3 bonded substrate was obtained. Next, this composite piezoelectric substrate has a tooth thickness of 0.15 mm from the surface of the LiTaO 3 substrate side, and the particle size at a cumulative height of 50% defined by JIS R6001 is 3.0 ± 0. A 1 mm square was cut by a depth of 20 μm from the surface of the LiTaO 3 substrate at a speed of 1 mm / s with a 4 μm dicing blade.
Subsequently, the same portion as the cut portion is 320 μm from the surface of the LiTaO 3 substrate on the surface with a dicing blade having a tooth thickness of 0.10 mm and a particle size of 48.0 ± 3 μm when the particle size of the abrasive fine powder is 50% cumulative. Was cut into 1 mm squares to obtain 1 mm square composite piezoelectric chips. When the shape of the chip was observed, a step portion of LiTaO 3 was formed at the peripheral portion on the substrate side.

前記複合圧電チップの前記LiTaOの上面端部のチッピングは、最大で5μmであった。しかし、LiTaOの段差部の下段のチッピングは最大約100μm程度あった。
また、前記複合圧電チップの前記LiTaOの段差部側面の表面粗さをレーザ顕微鏡(KEYENCE社製VK8700)にて評価したところ、Raは0.04μmであった。
その後、前記切断方法により得られた複合圧電チップを260℃のリフローを3回通した後、−40℃及び125℃を交互に100サイクルかけ、前記の複合圧電チップを顕微鏡によりクラックの発生有無を観察した。試料数は500チップである。その結果、19%の前記複合圧電チップのLTにクラックが生じた。
The maximum chipping of the upper end portion of the LiTaO 3 of the composite piezoelectric chip was 5 μm. However, the maximum chipping at the lower part of the LiTaO 3 step was about 100 μm.
Further, when the surface roughness of the side surface of the stepped portion of the LiTaO 3 of the composite piezoelectric chip was evaluated with a laser microscope (VK8700 manufactured by KEYENCE Corp.), Ra was 0.04 μm.
Thereafter, the composite piezoelectric chip obtained by the above cutting method was passed through 260 ° C. reflow three times, and then -40 ° C. and 125 ° C. were alternately applied for 100 cycles. Observed. The number of samples is 500 chips. As a result, cracks occurred in LT of 19% of the composite piezoelectric chip.

実施例1〜5に比べ、上記比較例6は圧電体部の側面に段差部を有しており、圧電体チップの圧電体部の側面全面の面粗さが0.15μm以下でなければ圧電体部にクラックが生じてしまうことが判った。一方、実施例1〜5のように、圧電体チップの圧電体部の側面全面の面粗さが、0.15μm以下のものであれば、クラックが生じないことが判った。   Compared with Examples 1-5, the comparative example 6 has a stepped portion on the side surface of the piezoelectric body portion, and the surface roughness of the entire side surface of the piezoelectric body portion of the piezoelectric chip is not less than 0.15 μm. It was found that the body part would crack. On the other hand, as in Examples 1 to 5, it was found that if the surface roughness of the entire side surface of the piezoelectric portion of the piezoelectric chip was 0.15 μm or less, no cracks were generated.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and that exhibits the same effects. Are included in the technical scope.

1…圧電基板、 2…支持基板、 3…複合圧電基板、 4…複合圧電チップ、 5…複合圧電基板の圧電体部、 5’…複合圧電チップの圧電体部の側面、 6…切り込み。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Piezoelectric substrate, 2 ... Support substrate, 3 ... Composite piezoelectric substrate, 4 ... Composite piezoelectric chip, 5 ... Piezoelectric body part of a composite piezoelectric substrate, 5 '... Side surface of the piezoelectric body part of a composite piezoelectric chip, 6 ... Cutting.

Claims (19)

圧電基板と支持基板とを貼り合わせた複合圧電基板を細分化した複合圧電チップであって、該複合圧電チップは、前記複合圧電基板を該複合圧電基板の圧電体部の厚みよりも深く切り込みを入れた後に細分化したものであり、該複合圧電チップの圧電体部側面の面粗さ(Ra)が、0.15μm以下のものであることを特徴とする複合圧電チップ。   A composite piezoelectric chip obtained by subdividing a composite piezoelectric substrate obtained by bonding a piezoelectric substrate and a support substrate, wherein the composite piezoelectric chip cuts the composite piezoelectric substrate deeper than a thickness of a piezoelectric portion of the composite piezoelectric substrate. A composite piezoelectric chip, which is subdivided after being inserted, and has a surface roughness (Ra) of a side surface of the piezoelectric body of the composite piezoelectric chip of 0.15 μm or less. 前記複合圧電チップの圧電体部側面の面粗さ(Ra)が、0.10μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の複合圧電チップ。   2. The composite piezoelectric chip according to claim 1, wherein a surface roughness (Ra) of a side surface of the piezoelectric body portion of the composite piezoelectric chip is 0.10 μm or less. 前記複合圧電基板の切り込みは、研磨微粉の粒度がJIS R6001で規定される累積高さ50%点での粒子径が4.5μm以下であるブレードを用いて切り込まれたものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の複合圧電チップ。   The composite piezoelectric substrate is cut using a blade having a particle size of 4.5 μm or less at a cumulative height of 50% defined by JIS R6001. The composite piezoelectric chip according to claim 1 or 2. 前記複合圧電基板は、表面に弾性表面波励振検出用の電極が形成されているものであることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の複合圧電チップ。   4. The composite piezoelectric chip according to claim 1, wherein an electrode for detecting surface acoustic wave excitation is formed on the surface of the composite piezoelectric substrate. 5. 前記複合圧電チップは、前記複合圧電基板を該複合圧電基板の圧電体部の厚みよりも5μm〜20μm深く切り込みを入れた後に細分化したものであることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の複合圧電チップ。   5. The composite piezoelectric chip according to claim 1, wherein the composite piezoelectric substrate is obtained by cutting the composite piezoelectric substrate into 5 μm to 20 μm deeper than a thickness of a piezoelectric body portion of the composite piezoelectric substrate. The composite piezoelectric chip according to any one of the above. 前記圧電基板は、厚さが100μm以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の複合圧電チップ。   The composite piezoelectric chip according to claim 1, wherein the piezoelectric substrate has a thickness of 100 μm or less. 前記圧電基板は、LiTaO、LiNbOのいずれかからなるものであることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の複合圧電チップ。 The composite piezoelectric chip according to claim 1, wherein the piezoelectric substrate is made of any one of LiTaO 3 and LiNbO 3 . 前記支持基板は、熱膨張率が前記圧電基板の熱膨張率より小さいものであることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の複合圧電チップ。   The composite piezoelectric chip according to claim 1, wherein the support substrate has a thermal expansion coefficient smaller than that of the piezoelectric substrate. 前記支持基板は、セラミックスであることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の複合圧電チップ。   The composite piezoelectric chip according to claim 1, wherein the support substrate is ceramic. 前記支持基板は、アルミナが主成分であることを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の複合圧電チップ。   The composite piezoelectric chip according to any one of claims 1 to 9, wherein the support substrate is mainly composed of alumina. 前記支持基板は、絶縁体であることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の複合圧電チップ。   The composite piezoelectric chip according to claim 1, wherein the support substrate is an insulator. 前記複合圧電基板は、前記圧電基板と前記支持基板とを接着剤を介して貼り合わせて複合化されたものであることを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれか一項に記載の複合圧電チップ。   12. The composite piezoelectric substrate according to claim 1, wherein the piezoelectric substrate and the support substrate are bonded together with an adhesive to form a composite. Composite piezoelectric chip. 前記複合圧電基板は、前記圧電基板と前記支持基板とを無機薄膜層又はアモルファス層を介さず、室温において直接接合されて複合化されたものであることを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれか一項に記載の複合圧電チップ。   12. The composite piezoelectric substrate is obtained by combining the piezoelectric substrate and the support substrate by directly bonding them at room temperature without using an inorganic thin film layer or an amorphous layer. The composite piezoelectric chip according to any one of the above. 前記支持基板は抵抗率が1,000Ω・cm以上のP型のシリコン基板であることを特徴とする請求項13に記載の複合圧電チップ。   The composite piezoelectric chip according to claim 13, wherein the support substrate is a P-type silicon substrate having a resistivity of 1,000 Ω · cm or more. 圧電基板と支持基板を貼り合わせた複合圧電基板を細分化する複合圧電チップの製造方法であって、少なくとも、前記複合圧電基板を、研磨微粉の粒度がJIS R6001で規定される累積高さ50%点での粒子径が4.5μm以下であるブレードを用いて前記複合圧電基板の圧電体部の厚みよりも深く切り込みを入れ、その後該切り込みを入れた複合圧電基板を細分化することによって、前記複合圧電チップの圧電体部側面の面粗さ(Ra)が0.15μm以下である複合圧電チップを得ることを特徴とする複合圧電チップの製造方法。   A method of manufacturing a composite piezoelectric chip for subdividing a composite piezoelectric substrate obtained by bonding a piezoelectric substrate and a support substrate, wherein at least the composite piezoelectric substrate has a cumulative height of 50% as defined by JIS R6001 for the fine particle size of polishing fine powder. By using a blade having a particle diameter at a point of 4.5 μm or less to make a cut deeper than the thickness of the piezoelectric body portion of the composite piezoelectric substrate, and then subdividing the composite piezoelectric substrate into which the cut has been made, A method of manufacturing a composite piezoelectric chip, comprising obtaining a composite piezoelectric chip having a surface roughness (Ra) of a piezoelectric body portion side surface of the composite piezoelectric chip of 0.15 μm or less. 前記複合圧電基板の細分化を、前記複合圧電基板を前記複合圧電基板の圧電体部の厚みよりも深い切り込みを入れるために用いるブレードよりも研磨微粉の粒度が粗いブレードを用いて行うことを特徴とする請求項15に記載の複合圧電チップの製造方法。   The composite piezoelectric substrate is subdivided by using a blade having a coarser particle size of the abrasive powder than a blade used for making a cut deeper than the thickness of the piezoelectric body portion of the composite piezoelectric substrate. The method for producing a composite piezoelectric chip according to claim 15. 前記複合圧電チップの圧電体部側面の面粗さ(Ra)が、0.10μm以下である複合圧電チップを得ることを特徴とする請求項15又は請求項16に記載の複合圧電チップの製造方法。   17. The method of manufacturing a composite piezoelectric chip according to claim 15, wherein a surface roughness (Ra) of a side surface of the piezoelectric body portion of the composite piezoelectric chip is 0.10 μm or less. 17. . 前記複合圧電基板の表面に、弾性表面波励振検出用の電極を形成することを特徴とする請求項15乃至請求項17のいずれか一項に記載の複合圧電チップの製造方法。   18. The method of manufacturing a composite piezoelectric chip according to claim 15, wherein an electrode for detecting surface acoustic wave excitation is formed on a surface of the composite piezoelectric substrate. 前記圧電体部の切り込みは、前記複合圧電基板の圧電体部の厚みよりも5μm〜20μm深い切り込みを入れ、その後該切り込みを入れた複合圧電基板を細分化することを特徴とする請求項15乃至請求項18のいずれか一項に記載の複合圧電チップの製造方法。
The cutting of the piezoelectric part is performed by making a notch 5 to 20 μm deeper than the thickness of the piezoelectric part of the composite piezoelectric substrate, and then subdividing the composite piezoelectric substrate into which the cut has been made. The method for manufacturing a composite piezoelectric chip according to claim 18.
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