JP5833239B2 - 複合基板、圧電デバイス及び複合基板の製法 - Google Patents
複合基板、圧電デバイス及び複合基板の製法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5833239B2 JP5833239B2 JP2014524879A JP2014524879A JP5833239B2 JP 5833239 B2 JP5833239 B2 JP 5833239B2 JP 2014524879 A JP2014524879 A JP 2014524879A JP 2014524879 A JP2014524879 A JP 2014524879A JP 5833239 B2 JP5833239 B2 JP 5833239B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thickness
- support layer
- piezoelectric substrate
- substrate
- piezoelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 139
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 66
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 12
- -1 piezoelectric device Substances 0.000 title 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 13
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 claims description 12
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 9
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 47
- 239000002585 base Substances 0.000 description 20
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 6
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 3
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011038 discontinuous diafiltration by volume reduction Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- RIUWBIIVUYSTCN-UHFFFAOYSA-N trilithium borate Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[O-]B([O-])[O-] RIUWBIIVUYSTCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/704—Piezoelectric or electrostrictive devices based on piezoelectric or electrostrictive films or coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02543—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
- H03H9/02574—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of combined substrates, multilayered substrates, piezoelectrical layers on not-piezoelectrical substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/07—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base
- H10N30/072—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by laminating or bonding of piezoelectric or electrostrictive bodies
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/07—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base
- H10N30/072—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by laminating or bonding of piezoelectric or electrostrictive bodies
- H10N30/073—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by laminating or bonding of piezoelectric or electrostrictive bodies by fusion of metals or by adhesives
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/08—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of resonators or networks using surface acoustic waves
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
- Y10T428/2495—Thickness [relative or absolute]
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Description
本発明は、複合基板、圧電デバイス及び複合基板の製法に関する。
従来、圧電基板を用いたセンサや弾性表面波デバイスなどの圧電デバイスが知られている。例えば、特許文献１には、圧電基板上に櫛歯状の励振電極（ＩＤＴ電極）を作製した弾性表面波素子が記載されている。
ところで、圧電デバイスは、携帯電話に用いられる電子部品としても利用され、より小型化が求められている。しかしながら、例えば弾性表面波デバイスの一種であるＳＡＷフィルターは動作周波数により素子サイズが決定されるため、実装面積を減少させることは難しい。そこで、小型化（容積低下）のために低背化が求められており、将来的には素子の厚みを１００μｍ以下にまですることが求められている。しかしながら圧電基板の厚みが薄くなるとＬｉＴａＯ3やＬｉＮｂＯ3といった異方性を有する単結晶材料はクラック等が発生しやすく扱いが難しくなる。以上のことから、ＬｉＴａＯ3やＬｉＮｂＯ3などの圧電基板を、薄く且つ割れにくくすることが求められている。
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、薄く且つクラックの発生を抑制できる複合基板を提供することを主目的とする。
本発明の複合基板は、
圧電基板と、
前記圧電基板に接合され、接合面内で結晶異方性がない材料からなり、厚みが圧電基板以下である支持層と、を備えたものである。
圧電基板と、
前記圧電基板に接合され、接合面内で結晶異方性がない材料からなり、厚みが圧電基板以下である支持層と、を備えたものである。
本発明の圧電デバイスは、
上述した本発明の複合基板と、
前記圧電基板上に形成された電極と、
を備えたものである。
上述した本発明の複合基板と、
前記圧電基板上に形成された電極と、
を備えたものである。
本発明の複合基板の製造方法は、
（１）圧電基板に、該圧電体との接合面内で結晶異方性がない材料からなる支持層を形成する工程と、
（２）前記圧電基板の表面を研磨する工程と、
を含み、
前記支持層は、前記工程（１）において厚みが前記工程（２）の研磨後の圧電基板の厚み以下となるように形成するか、前記工程（２）又は前記工程（２）の前後において該支持層の表面を研磨して前記工程（２）の研磨後の圧電基板の厚み以下とする、
ものである。
（１）圧電基板に、該圧電体との接合面内で結晶異方性がない材料からなる支持層を形成する工程と、
（２）前記圧電基板の表面を研磨する工程と、
を含み、
前記支持層は、前記工程（１）において厚みが前記工程（２）の研磨後の圧電基板の厚み以下となるように形成するか、前記工程（２）又は前記工程（２）の前後において該支持層の表面を研磨して前記工程（２）の研磨後の圧電基板の厚み以下とする、
ものである。
本発明の複合基板において、接合面内で異方性のない材料からなる支持層は、例えばタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3、ＬＴとも表記する），ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3、ＬＮとも表記する）などの圧電体と比べて割れにくい。そのため、圧電基板を支持層で補強することができる。これにより、複合基板を薄くでき、且つ圧電基板が支持層を有さない場合と比較して圧電基板へのクラックの発生を抑制できる。また、本発明の複合基板は、圧電基板が支持層を有さない場合にはクラックが生じてしまうような厚みまで、クラックを生じることなく圧電基板を薄くすることが可能となる。本発明の圧電デバイスは、複合基板が上述したように薄く且つ割れにくいものであるため、従来より低背化した圧電デバイスとすることができる。本発明の複合基板の製法によれば、上述した複合基板を比較的簡単に製造することができる。
本発明の複合基板は、圧電基板と、前記圧電基板に接合され、接合面内で結晶異方性がない材料からなり、厚みが圧電基板以下である支持層と、を備えたものである。支持層は、厚みが圧電基板未満であることが好ましい。支持層が薄いほど複合基板全体を薄くすることができる。支持層の厚みが薄すぎると機械的に脆くなりすぎるため、前記圧電基板の厚みをｔ１，該支持層の厚みをｔ２としたときのベース厚み比Ｔｒ＝ｔ２／（ｔ１＋ｔ２）を０．１以上とすることが好ましい。さらに、圧電基板と支持層との熱膨張係数差により複合基板を加熱したときの反りが大きくなりすぎるため、ベース厚み比Ｔｒを０．４以下とすることが好ましく、０．３以下とすることがより好ましい。ベース厚み比Ｔｒは０．１以上０．４以下であることが好ましく、０．１以上０．３以下であることがより好ましい。圧電基板の厚みｔ１は、特に限定するものではないが、例えば１００μｍ以下であり、５０〜７０μｍとしてもよい。支持層の厚みｔ２は、特に限定するものではないが、例えば５０μｍ以下であり、１０〜２０μｍとしてもよい。圧電基板の大きさは、特に限定するものではないが、例えば、直径が５０〜１５０ｍｍである。支持層の大きさは、特に限定するものではないが、例えば、直径が５０〜１５０ｍｍである。
本発明の複合基板は、全体の厚みが１８０μｍ以下としてもよいし、１００μｍ以下としてもよい。複合基板の全体の厚みが薄いほど、これを用いたデバイスを低背化することができる。なお、圧電基板と支持層とが接着層を介して接合された複合基板においては、圧電基板と支持層と接着層との厚みの合計が複合基板全体の厚みとなる。また、圧電基板と支持層とが直接接合により接合された複合基板においては、圧電基板と支持層との厚みの合計が複合基板全体の厚みとなる。
本発明の複合基板において、圧電基板としては、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3、ＬＴとも表記する）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3、ＬＮとも表記する）、ＬＮ−ＬＴ固溶体単結晶、ホウ酸リチウム、ランガサイト、水晶などが挙げられる。複合基板をＳＡＷフィルターなどの弾性表面波デバイスに用いる場合には、ＬＴ又はＬＮが好ましい。ＬＴやＬＮは、弾性表面波の伝搬速度が速く、電気機械結合係数が大きいため、高周波数且つ広帯域周波数用の弾性表面波デバイスとして適しているからである。
本発明の複合基板において、支持層としては、ホウ珪酸ガラスや石英ガラスなどのガラス、Ｓｉ、ＳｉＯ2、サファイア、セラミックスなどが挙げられる。セラミックスとしては、窒化アルミニウム，アルミナ，ＺｎＯやＳｉＣなどが挙げられる。支持層の材料を圧電基板と熱膨張係数が近いものとすると、複合基板の加熱時の反りを抑制することができる。
本発明の複合基板は、略円盤状のウエハーであってもよく、オリエンテーションフラット（ＯＦ）を有していてもよい。また、本発明の複合基板は、ウエハーから切り出された状態であってもよい。
本発明の複合基板の製法は、（１）圧電基板に、該圧電体との接合面内で結晶異方性がない材料からなる支持層を形成する工程と、（２）前記圧電基板の表面を研磨する工程と、を含み、前記支持層は、前記工程（１）において厚みが前記工程（２）の研磨後の圧電基板の厚み以下となるように形成するか、前記工程（２）又は前記工程（２）の前後において該支持層の表面を研磨して前記工程（２）の研磨後の圧電基板の厚み以下とするものである。なお、前記支持層は、前記工程（１）において厚みが前記工程（２）の研磨後の圧電基板の厚み未満となるように形成するか、前記工程（２）又は前記工程（２）の前後において該支持層の表面を研磨して前記工程（２）の研磨後の圧電基板の厚み未満とすることが好ましい。
本発明の複合基板の製法において、上記工程（１）では、圧電基板と支持層とを接着層を介して間接接合することにより圧電基板に支持層を形成してもよいし、いわゆる直接接合により接合することにより圧電基板に支持層を形成してもよい。直接接合技術には、例えば表面をプラズマ処理により活性化することで常温での接合を実現する表面活性化接合といった技術を用いることができる。
圧電基板に支持層を形成した後に、上記工程（２）において、支持層の厚みが研磨後の圧電基板の厚み以下（好ましくは未満）となるように圧電基板及び支持層の表面をそれぞれ研磨することで、本発明の複合基板を得ることができる。また、上記工程（１）において、研磨後の圧電基板の厚み以下（好ましくは未満）となるように支持層を形成可能なときには、支持層の研磨を省略してもよい。
図１は、圧電基板１２と支持層１４とを接着層１６を介して接合して得た複合基板１０の一例を示す説明図である。なお、図１の複合基板１０は、略円盤状のウエハーであり、オリエンテーションフラット（ＯＦ）を有している。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、圧電基板１２と支持層１４とを直接接合により接合して得た複合基板１１０の断面の一例を示す説明図である。
本発明の圧電デバイスは、上述したいずれかの態様の本発明の複合基板と、前記圧電基板上に形成された電極と、を備えたものである。
本発明の圧電デバイスにおいて、電極は、圧電基板を励振可能なものとしてもよい。圧電デバイスとしては、例えば、ジャイロセンサや加速度センサなどのセンサ、液滴吐出装置などに適用される圧電アクチュエータ、水晶振動子、共振子やフィルター，コンボルバーなどの弾性表面波デバイス、などが挙げられる。本発明の圧電デバイスは、例えば、本発明の複合基板に一般的なフォトリソグラフィ技術を用いて電極を形成し、多数の圧電デバイスの集合体としたあと、ダイシングにより１つ１つの圧電デバイスを切り出すことで得ることができる。複合基板１０を弾性表面波デバイスである１ポートＳＡＷ共振子３０の集合体としたときの様子を図４に示す。１ポートＳＡＷ共振子３０は、フォトリソグラフィ技術により、圧電基板１２の表面に一対のＩＤＴ（Interdigital Transducer)電極（櫛形電極、すだれ状電極ともいう）３２，３４と反射電極３６とが形成されたものである。
［実施例１〜５］
実施例１として、図１，２に示した複合基板１０を以下のように作製した。まず、上述した製法の工程（１）において、直径４インチ、厚み２３０μｍのＬｉＴａＯ3基板（圧電基板１２）と、同じ直径及び同じ厚みのホウ珪酸ガラス基板（支持層１４）と、を紫外線硬化樹脂を介して貼りあわせた。なお、ホウ珪酸ガラス基板は、コーニング社製のイーグルＸＧ（無アルカリガラス）を用いた。紫外線で樹脂を硬化させて接着層１６とした後、工程（２）において、ＬｉＴａＯ3側をグラインダーで厚み１００μｍ程度まで研削した。更に表面をＣＭＰ研磨して厚み８０μｍの鏡面とした。次いで、ホウ珪酸ガラス面を同様に研削、研磨し最終的にホウ珪酸ガラス面の厚みを１０μｍまで薄くして、実施例１の超薄ウエハー（複合基板１０）を得た。支持層１４の材料をＺｎＯからなるセラミックス、Ｓｉ、ハイセラム（日本碍子株式会社の登録商標，アルミナからなるセラミックス）、ＳｉＣからなるセラミックスと変えて同様に複合基板を作製しそれぞれ実施例２〜５を得た。なお、接着層１６の厚みは０．３μｍとした。
実施例１として、図１，２に示した複合基板１０を以下のように作製した。まず、上述した製法の工程（１）において、直径４インチ、厚み２３０μｍのＬｉＴａＯ3基板（圧電基板１２）と、同じ直径及び同じ厚みのホウ珪酸ガラス基板（支持層１４）と、を紫外線硬化樹脂を介して貼りあわせた。なお、ホウ珪酸ガラス基板は、コーニング社製のイーグルＸＧ（無アルカリガラス）を用いた。紫外線で樹脂を硬化させて接着層１６とした後、工程（２）において、ＬｉＴａＯ3側をグラインダーで厚み１００μｍ程度まで研削した。更に表面をＣＭＰ研磨して厚み８０μｍの鏡面とした。次いで、ホウ珪酸ガラス面を同様に研削、研磨し最終的にホウ珪酸ガラス面の厚みを１０μｍまで薄くして、実施例１の超薄ウエハー（複合基板１０）を得た。支持層１４の材料をＺｎＯからなるセラミックス、Ｓｉ、ハイセラム（日本碍子株式会社の登録商標，アルミナからなるセラミックス）、ＳｉＣからなるセラミックスと変えて同様に複合基板を作製しそれぞれ実施例２〜５を得た。なお、接着層１６の厚みは０．３μｍとした。
［圧電デバイスの作製］
実施例１〜５の複合基板について、通常の電極作成プロセスを適用して、ＩＤＴ電極を有するＳＡＷフィルター素子を作製した。具体的には、複合基板のうちＬｉＴａＯ3基板の表面に一般的なフォトリソグラフィ技術（レジストを塗布、パターンニングし、エッチング工程により電極パターンを形成する）によりＩＤＴ電極を形成し、ダイシングにより１つ１つの素子を切り出して、複数の圧電デバイスを作製した。実施例１〜４の複合基板は、圧電デバイスの製造工程において、いずれもレジスト塗布後の加熱（１５０℃）時にウェハー（複合基板）がＬｉＴａＯ3側を上にして凸状に３〜１０ｍｍ変形した（この変形の反り量を、最大変位と称する）が、破損すること無く素子を形成することができた。
実施例１〜５の複合基板について、通常の電極作成プロセスを適用して、ＩＤＴ電極を有するＳＡＷフィルター素子を作製した。具体的には、複合基板のうちＬｉＴａＯ3基板の表面に一般的なフォトリソグラフィ技術（レジストを塗布、パターンニングし、エッチング工程により電極パターンを形成する）によりＩＤＴ電極を形成し、ダイシングにより１つ１つの素子を切り出して、複数の圧電デバイスを作製した。実施例１〜４の複合基板は、圧電デバイスの製造工程において、いずれもレジスト塗布後の加熱（１５０℃）時にウェハー（複合基板）がＬｉＴａＯ3側を上にして凸状に３〜１０ｍｍ変形した（この変形の反り量を、最大変位と称する）が、破損すること無く素子を形成することができた。
[ベース厚み比Ｔｒに関する試験]
次に実施例１と同じ構造の複合基板を作製した。すなわち、圧電基板１２の厚みが８０μｍでホウ珪酸ガラス（支持層１４）の厚みが１０μｍの複合基板（ベース厚み比Ｔｒ＝０．１１）を作製した。次に、より薄くする目的でホウ珪酸ガラス表面をさらに５μｍ程度研磨をしたところ、圧電基板の端部から剥離が生じ、研磨中にホウ珪酸ガラス基板が粉砕され、研磨面が傷だらけとなった。これはガラスを薄くしすぎたせいで研磨負荷に耐えられるだけの機械的強度を損なったことが原因である。このことから、ベース厚み比Ｔｒは０．１以上とすることが好ましく、支持層の厚みを１０μｍ以上とすることが好ましいことがわかった。今度は逆にホウ珪酸ガラス（支持層１４）の厚みを厚くする目的で、ＬｉＴａＯ3の厚みを４０μｍ、ガラスの厚みを６０μｍとした（ベース厚み比Ｔｒ＝０．６とした）点以外は実施例１と同様にして複合基板を作成した。実施例１と同様にＳＡＷフィルターの電極作製プロセスを適用したところ、レジストのプリベーク（１５０℃に加熱）中にウェハー（複合基板）形状が凸状に大きく反り破損した。
次に実施例１と同じ構造の複合基板を作製した。すなわち、圧電基板１２の厚みが８０μｍでホウ珪酸ガラス（支持層１４）の厚みが１０μｍの複合基板（ベース厚み比Ｔｒ＝０．１１）を作製した。次に、より薄くする目的でホウ珪酸ガラス表面をさらに５μｍ程度研磨をしたところ、圧電基板の端部から剥離が生じ、研磨中にホウ珪酸ガラス基板が粉砕され、研磨面が傷だらけとなった。これはガラスを薄くしすぎたせいで研磨負荷に耐えられるだけの機械的強度を損なったことが原因である。このことから、ベース厚み比Ｔｒは０．１以上とすることが好ましく、支持層の厚みを１０μｍ以上とすることが好ましいことがわかった。今度は逆にホウ珪酸ガラス（支持層１４）の厚みを厚くする目的で、ＬｉＴａＯ3の厚みを４０μｍ、ガラスの厚みを６０μｍとした（ベース厚み比Ｔｒ＝０．６とした）点以外は実施例１と同様にして複合基板を作成した。実施例１と同様にＳＡＷフィルターの電極作製プロセスを適用したところ、レジストのプリベーク（１５０℃に加熱）中にウェハー（複合基板）形状が凸状に大きく反り破損した。
[ベース厚み比Ｔｒと最大変位との関係]
ＬｉＴａＯ3基板（圧電基板１２）の厚みｔ１を１００μｍで一定としつつ、ホウ珪酸ガラス基板（支持層１４）の厚みｔ２を種々変更してベース厚み比Ｔｒを変更した点以外は実施例１と同様の製法で、複合基板を複数作製した。そして、この複数の複合基板について、同様にレジストのプリベーク（１５０℃に加熱）後の反り量（最大変位）を測定した。図５は、このように実施例１でベース厚み比Ｔｒを変えた場合のベース厚み比Ｔｒと最大変位との関係を示すグラフである。図５から、ベース厚み比Ｔｒが大きくなると、最大変位が大きくなることがわかった。
ＬｉＴａＯ3基板（圧電基板１２）の厚みｔ１を１００μｍで一定としつつ、ホウ珪酸ガラス基板（支持層１４）の厚みｔ２を種々変更してベース厚み比Ｔｒを変更した点以外は実施例１と同様の製法で、複合基板を複数作製した。そして、この複数の複合基板について、同様にレジストのプリベーク（１５０℃に加熱）後の反り量（最大変位）を測定した。図５は、このように実施例１でベース厚み比Ｔｒを変えた場合のベース厚み比Ｔｒと最大変位との関係を示すグラフである。図５から、ベース厚み比Ｔｒが大きくなると、最大変位が大きくなることがわかった。
以上のことから支持層の厚みは薄すぎても厚すぎても良くないことが分かった。図５に示すベース厚み比Ｔｒが値０．５（５０％）以下の範囲では複合基板の破損は生じず、上記のようにベース厚み比Ｔｒが値０．６のときには複合基板が破損したことから、ベース厚み比Ｔｒは値０．５以下とすることが好ましいことがわかった。すなわち、支持層は、厚みが圧電基板以下であることが好ましいことがわかった。複合基板を加熱したときの反りを抑制する観点からは、ベース厚み比Ｔｒを０．５未満とすることが好ましく、ベース厚み比Ｔｒを値０．３以下とすることがより好ましい。ベース厚み比Ｔｒは値０．１〜値０．３（１０％以上３０％以下）が最適である。
本出願は、２０１２年７月１２日に出願された米国特許仮出願第６１／６７０７３２号を優先権主張の基礎としており、引用によりその内容の全てが本明細書に含まれる。
本発明は、ジャイロセンサや加速度センサなどのセンサ、液滴吐出装置などに適用される圧電アクチュエータ、共振子やフィルター，コンボルバーなどの弾性表面波デバイス、水晶振動子、などの圧電デバイスに利用可能である。
１０，１１０ 複合基板、１２ 圧電基板、１４ 支持層、１６ 接着層、３０ １ポートＳＡＷ共振子、３２，３４ ＩＤＴ電極、３６ 反射電極。
Claims (7)
- ＬｉＴａＯ3からなる厚み１００μｍ以下の圧電基板と、
前記圧電基板に接合され、接合面内で結晶異方性がなく該圧電基板よりも熱膨張係数の小さい材料からなる支持層と、を備え、
前記支持層は、ホウ珪酸ガラス，ＺｎＯからなるセラミックス，アルミナからなるセラミックスのいずれかであり、
前記圧電基板の厚みをｔ１，前記支持層の厚みをｔ２としたときのベース厚み比Ｔｒ＝ｔ２／（ｔ１＋ｔ２）が０．１〜０．３である、
複合基板。 - 全体の厚みが１００μｍ以下である、
請求項１に記載の複合基板。 - 前記支持層の厚みが１０μｍ〜２０μｍである、
請求項１又は２に記載の複合基板。 - 前記圧電基板の厚みが８０μｍ以下である、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合基板。 - 前記圧電基板の厚みが５０μｍ〜７０μｍである、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の複合基板。 - 請求項１〜５のいずれか１項に記載の複合基板と、
前記圧電基板上に形成された電極と、
を備えた圧電デバイス。 - （１）ＬｉＴａＯ3からなる圧電基板に、該圧電基板との接合面内で結晶異方性がなく該
圧電基板よりも熱膨張係数の小さい材料からなる支持層を形成する工程と、
（２）前記圧電基板の表面を厚み１００μｍ以下まで研磨する工程と、
を含み、
前記支持層は、ホウ珪酸ガラス，ＺｎＯからなるセラミックス，アルミナからなるセラミックスのいずれかであり、
前記工程（２）の研磨後の圧電基板の厚みをｔ１，前記支持層の厚みをｔ２とし、Ｔｒ＝ｔ２／（ｔ１＋ｔ２）をベース厚み比としたときに、前記支持層は、前記工程（１）において前記ベース厚み比Ｔｒが０．１〜０．３となるように形成するか、前記工程（２）又は前記工程（２）の前後において該支持層の表面を研磨して前記ベース厚み比Ｔｒが０．１〜０．３となるようにする、
複合基板の製法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201261670732P | 2012-07-12 | 2012-07-12 | |
| US61/670,732 | 2012-07-12 | ||
| PCT/JP2013/069031 WO2014010696A1 (ja) | 2012-07-12 | 2013-07-11 | 複合基板、圧電デバイス及び複合基板の製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP5833239B2 true JP5833239B2 (ja) | 2015-12-16 |
| JPWO2014010696A1 JPWO2014010696A1 (ja) | 2016-06-23 |
Family
ID=49916137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014524879A Active JP5833239B2 (ja) | 2012-07-12 | 2013-07-11 | 複合基板、圧電デバイス及び複合基板の製法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9680083B2 (ja) |
| JP (1) | JP5833239B2 (ja) |
| KR (1) | KR101636220B1 (ja) |
| CN (1) | CN104396142B (ja) |
| DE (1) | DE112013003488B4 (ja) |
| WO (1) | WO2014010696A1 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140127857A1 (en) * | 2012-11-07 | 2014-05-08 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Carrier Wafers, Methods of Manufacture Thereof, and Packaging Methods |
| CN104272592B (zh) * | 2013-03-27 | 2016-12-07 | 日本碍子株式会社 | 复合基板及弹性波装置 |
| TWD174921S (zh) * | 2014-12-17 | 2016-04-11 | 日本碍子股份有限公司 | 複合基板之部分 |
| FR3033462B1 (fr) * | 2015-03-04 | 2018-03-30 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Dispositif a ondes elastiques de surface comprenant un film piezoelectrique monocristallin et un substrat cristallin, a faibles coefficients viscoelastiques |
| JP6494462B2 (ja) * | 2015-07-29 | 2019-04-03 | 太陽誘電株式会社 | 弾性波デバイスおよびモジュール |
| WO2017051747A1 (ja) * | 2015-09-26 | 2017-03-30 | 信越化学工業株式会社 | 接合基板及びその製造方法とこの接合基板を用いた弾性表面波デバイス |
| FR3042649B1 (fr) * | 2015-10-20 | 2019-06-21 | Soitec | Procede de fabrication d'une structure hybride |
| JP6427712B2 (ja) | 2016-03-25 | 2018-11-21 | 日本碍子株式会社 | 接合方法 |
| WO2017163729A1 (ja) | 2016-03-25 | 2017-09-28 | 日本碍子株式会社 | 接合体および弾性波素子 |
| CN111149296B (zh) * | 2017-10-24 | 2023-09-19 | 京瓷株式会社 | 复合基板以及使用其的弹性波元件 |
| WO2020050396A1 (ja) * | 2018-09-06 | 2020-03-12 | 京セラ株式会社 | 複合基板、圧電素子および複合基板の製造方法 |
| US11424732B2 (en) | 2018-12-28 | 2022-08-23 | Skyworks Global Pte. Ltd. | Acoustic wave devices with common ceramic substrate |
| US11768178B2 (en) * | 2020-02-28 | 2023-09-26 | Baker Hughes Oilfield Operations Llc | Embedded electrode tuning fork |
| EP3929540A1 (en) * | 2020-06-26 | 2021-12-29 | TE Connectivity Norge AS | Attachment system for attaching a sensor to a substrate, method of attaching a sensor to a substrate |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0738361A (ja) * | 1993-07-19 | 1995-02-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電複合基板の製造方法 |
| JP2004297693A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-10-21 | Fujitsu Media Device Kk | 弾性表面波デバイスの製造方法及び弾性表面波デバイス |
| JP2005094254A (ja) * | 2003-09-16 | 2005-04-07 | Kyocera Corp | 圧電共振素子、圧電共振子及びフイルタ並びに複合基板 |
| JP2005252550A (ja) * | 2004-03-03 | 2005-09-15 | Fujitsu Media Device Kk | 接合基板、弾性表面波素子および弾性表面波デバイス |
| JP2006245990A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 弾性表面波素子及びその製造方法 |
| JP2010259011A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Murata Mfg Co Ltd | 弾性表面波素子用基板及び弾性表面波素子の製造方法 |
| JP2010536217A (ja) * | 2007-08-08 | 2010-11-25 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | 温度感受性の低い部品およびその製造方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3880150B2 (ja) * | 1997-06-02 | 2007-02-14 | 松下電器産業株式会社 | 弾性表面波素子 |
| US7307369B2 (en) | 2004-08-26 | 2007-12-11 | Kyocera Corporation | Surface acoustic wave device, surface acoustic wave apparatus, and communications equipment |
| JP4467403B2 (ja) | 2004-10-26 | 2010-05-26 | 京セラ株式会社 | 弾性表面波素子および通信装置 |
| CN100530956C (zh) * | 2005-10-19 | 2009-08-19 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 表面声波器件 |
| US8490260B1 (en) * | 2007-01-17 | 2013-07-23 | Rf Micro Devices, Inc. | Method of manufacturing SAW device substrates |
| JP5180889B2 (ja) | 2009-03-25 | 2013-04-10 | 日本碍子株式会社 | 複合基板、それを用いた弾性波デバイス及び複合基板の製法 |
| EP2461480B1 (en) * | 2009-07-30 | 2017-04-05 | NGK Insulators, Ltd. | Composite substrate and manufacturing method for the same |
| KR101661361B1 (ko) * | 2010-01-14 | 2016-09-29 | 엔지케이 인슐레이터 엘티디 | 복합 기판, 및 그것을 이용한 탄성 표면파 필터와 탄성 표면파 공진기 |
| WO2011158636A1 (ja) * | 2010-06-15 | 2011-12-22 | 日本碍子株式会社 | 複合基板 |
| CN102624352B (zh) * | 2010-10-06 | 2015-12-09 | 日本碍子株式会社 | 复合基板的制造方法以及复合基板 |
| CN202998016U (zh) * | 2012-11-28 | 2013-06-12 | 日本碍子株式会社 | 用于弹性波装置的复合基板 |
-
2013
- 2013-07-11 KR KR1020157000237A patent/KR101636220B1/ko active IP Right Grant
- 2013-07-11 CN CN201380033657.1A patent/CN104396142B/zh active Active
- 2013-07-11 JP JP2014524879A patent/JP5833239B2/ja active Active
- 2013-07-11 DE DE112013003488.3T patent/DE112013003488B4/de active Active
- 2013-07-11 WO PCT/JP2013/069031 patent/WO2014010696A1/ja active Application Filing
-
2014
- 2014-12-10 US US14/565,902 patent/US9680083B2/en active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0738361A (ja) * | 1993-07-19 | 1995-02-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電複合基板の製造方法 |
| JP2004297693A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-10-21 | Fujitsu Media Device Kk | 弾性表面波デバイスの製造方法及び弾性表面波デバイス |
| JP2005094254A (ja) * | 2003-09-16 | 2005-04-07 | Kyocera Corp | 圧電共振素子、圧電共振子及びフイルタ並びに複合基板 |
| JP2005252550A (ja) * | 2004-03-03 | 2005-09-15 | Fujitsu Media Device Kk | 接合基板、弾性表面波素子および弾性表面波デバイス |
| JP2006245990A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 弾性表面波素子及びその製造方法 |
| JP2010536217A (ja) * | 2007-08-08 | 2010-11-25 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | 温度感受性の低い部品およびその製造方法 |
| JP2010259011A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Murata Mfg Co Ltd | 弾性表面波素子用基板及び弾性表面波素子の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20150034715A (ko) | 2015-04-03 |
| DE112013003488B4 (de) | 2021-08-19 |
| US20150091416A1 (en) | 2015-04-02 |
| CN104396142B (zh) | 2018-01-05 |
| JPWO2014010696A1 (ja) | 2016-06-23 |
| KR101636220B1 (ko) | 2016-07-04 |
| US9680083B2 (en) | 2017-06-13 |
| WO2014010696A1 (ja) | 2014-01-16 |
| CN104396142A (zh) | 2015-03-04 |
| DE112013003488T5 (de) | 2015-03-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5833239B2 (ja) | 複合基板、圧電デバイス及び複合基板の製法 | |
| JP3187231U (ja) | 複合基板 | |
| US8686622B2 (en) | Composite substrate and method for manufacturing the same | |
| WO2017013968A1 (ja) | 弾性波装置 | |
| JP5650553B2 (ja) | 弾性波デバイスの製造方法 | |
| US8847469B2 (en) | Composite substrate and method for manufacturing the composite substrate | |
| KR101514193B1 (ko) | 복합 기판 및 탄성파 디바이스 | |
| KR101766487B1 (ko) | 복합 기판의 제조 방법 및 복합 기판 | |
| JP4657002B2 (ja) | 複合圧電基板 | |
| KR101661361B1 (ko) | 복합 기판, 및 그것을 이용한 탄성 표면파 필터와 탄성 표면파 공진기 | |
| JP3184763U (ja) | 複合基板 | |
| JP2013214954A (ja) | 共振子、周波数フィルタ、デュプレクサ、電子機器及び共振子の製造方法 | |
| JP2010187373A (ja) | 複合基板及びそれを用いた弾性波デバイス | |
| JP2011087079A (ja) | 弾性表面波素子 | |
| JP2005229455A (ja) | 複合圧電基板 | |
| JP2007214902A (ja) | 弾性表面波素子 | |
| WO2014188842A1 (ja) | 圧電デバイスの製造方法，圧電デバイス，及び圧電自立基板 | |
| JP2014147054A (ja) | 圧電基板及び弾性表面波素子 | |
| JP4956569B2 (ja) | 弾性表面波素子 | |
| JP5180104B2 (ja) | 弾性表面波素子 | |
| JP2004507960A5 (ja) | ||
| JP2006304206A (ja) | 弾性表面波素子及び複合圧電チップ並びにその製造方法 | |
| JP2008160694A (ja) | 圧電薄膜デバイス | |
| JP2014229943A (ja) | 圧電基板及び弾性表面波素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20150623 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150915 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20150928 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151020 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151028 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5833239 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |