JPH07154177A - 圧電デバイスの製造方法 - Google Patents

圧電デバイスの製造方法

Info

Publication number
JPH07154177A
JPH07154177A JP5301410A JP30141093A JPH07154177A JP H07154177 A JPH07154177 A JP H07154177A JP 5301410 A JP5301410 A JP 5301410A JP 30141093 A JP30141093 A JP 30141093A JP H07154177 A JPH07154177 A JP H07154177A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
plate
piezoelectric
piezoelectric plate
manufacturing
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.)
Pending
Application number
JP5301410A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Tomita
佳宏 冨田
Akihiro Kanahoshi
章大 金星
Masahito Sugimoto
雅人 杉本
Kazuo Eda
和生 江田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP5301410A priority Critical patent/JPH07154177A/ja
Publication of JPH07154177A publication Critical patent/JPH07154177A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/161Cap
    • H01L2924/1615Shape
    • H01L2924/16152Cap comprising a cavity for hosting the device, e.g. U-shaped cap

Landscapes

  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造工程中に薄い圧電板を損傷させる危険
や、接着剤層から発生するガスによる特性劣化を軽減さ
せる。デバイスの小型化と生産性の向上を図る。 【構成】 圧電板8および基板12の相互接合面となる
板面を鏡面研磨し、両者に短波長紫外線を酸素含有雰囲
気中で照射する。次に、圧電板8および基板12を相互
に接合し、得られた接合体を100℃以上の温度で熱処
理する。紫外線に曝す代わりに酸素プラズマに曝しても
よい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、移動体通信機器や携帯
用電話機などのとくに高周波域で使用される振動子やフ
ィルタ等に適した圧電デバイスの製造方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】近年、移動体通信機器や携帯用電話機な
どの小型化・高周波数化に伴い、これらに用いられる圧
電デバイスの一層の小型化・高周波数化が求められてい
る。
【0003】そこで、圧電板の支持構造やパッケージ等
に改善を重ねて小型化を図る一方、高精度の研磨技術等
を駆使して高周波数化に即した薄い圧電板を得ることが
行われている。
【0004】図3に示す従来の圧電デバイス(水晶振動
子)では、圧電板たる水晶板1が導電性接着剤層2a、
2bおよび電極端子引き出し用導電膜3a、3bを介し
て絶縁基板4上に固定されている。水晶板1の一方の励
振用電極5aは導電性接着剤層2aを通じて導電膜3a
に電通し、水晶板1の他方の励振用電極5bは導電性接
着剤層2bを通じて導電膜3bに電通している。そし
て、絶縁基板4とともにパッケージを形成する蓋体6
が、接着剤層7によって絶縁基板4に気密に封着されて
いる。なお、水晶板1は絶縁基板4に対して励振部が自
由となるように、周縁部だけで固定されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように構成される
圧電デバイスの小型化および高周波数化を図るために、
板厚が数10μmという薄い水晶板を使用すると、デバ
イス製造工程中に水晶板を損傷させる危険が増す。ま
た、デバイス製造工程中での水晶板は1枚単位でとり扱
うことになるので、作業効率・生産性が総じて低いもの
となる。そのうえ、導電性接着剤層やパッケージ封止用
接着剤層に含有・吸着されている様々な物質が脱離して
水晶板に吸着されやすく、この吸着によって共振周波数
が所定値からシフトする危険がある。さらに、接着剤層
から発生した反応性ガスによって水晶板や励振用電極を
腐食させる危険もある。
【0006】したがって本発明の目的は、接着剤を用い
ることなく圧電板を基板上に固定でき、しかも、デバイ
ス製造中の圧電板を基板とともに一括してとり扱うこと
のできる生産性に富んだ圧電デバイスの製造方法を提供
することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した目的を
達成するために、圧電板および基板の相互接合面となる
板面を鏡面研磨する工程と、圧電板および基板に波長2
40nm以下の成分を含む紫外線を酸素含有雰囲気中で
照射する工程と、圧電板および基板を相互に接合して接
合体を得る工程と、この接合体を100℃以上の温度で
熱処理する工程とを備えたことを特徴とする圧電デバイ
スの製造方法が提供される。
【0008】また、圧電板および基板の相互接合面とな
る板面を鏡面研磨する工程と、圧電板および基板を酸素
プラズマに曝す工程と、圧電板および基板を相互に接合
して接合体を得る工程と、この接合体を100℃以上の
温度で熱処理する工程とを備えたことを特徴とする圧電
デバイスの製造方法が提供される。
【0009】
【作用】本発明によると、鏡面研磨された圧電板および
基板を、酸素含有雰囲気中で短波長の紫外線に曝し、ま
たは酸素プラズマに曝すために、両者の相互接合面とな
る板面の汚れ、ガス吸着層、さらにはパーティクル等を
原子レベルでとり除く清浄化作用が得られる。このた
め、両者の清浄化された板面同士を突き合わせるだけの
作業で両者間に接着作用が働き、一体化した接合体はそ
れ以後、単一の部品としてとり扱うことが可能となる。
【0010】この接合体は、分子間力により接合されて
いるが、特に上記紫外線照射または酸素プラズマ処理に
より親水化されているため、水分の吸着により基板およ
び圧電板表面に−OH基が形成され、水素結合による強
固な接合力が得られる。
【0011】さらに水の沸点である100℃以上の熱処
理を施すことによって、原子レベルでの接合が得られ
る。たとえばシリコンと水晶の接合では、Si−OH‥
‥‥‥HO−Siという結合からSiO−Siという原
子間の結合となり、強い接合力が得られる。
【0012】酸素を含む雰囲気中で短波長の紫外線を照
射すると、酸素ラジカルやオゾンが発生して、これらの
励起種の強い酸化作用によって有機物は酸化し、炭酸ガ
スや水のような揮発性反応生成物と化して除去される。
ただし、酸素の二重結合の結合エネルギーは490kJ
/molであるので、波長240nm以下の成分を含む
紫外線でないと清浄化効果が激減する。
【0013】酸素プラズマは、酸素を含む減圧雰囲気中
でグロー放電を生じさせることによって比較的容易に得
ることができる。このプラズマ中に酸素イオン、酸素ラ
ジカルおよび電子などの励起種が含まれているので、酸
素プラズマに曝すことによって紫外線照射の場合と同様
に、有機物を除去することができる。酸素プラズマを用
いた処理では、励起種の物理的衝突による不純物除去効
果も加わるので、接合板面をより一層きれいに清浄化す
ることができる。
【0014】どちらの処理方法を選んでも、有機物の単
分子層まで除去する清浄化作用が得られ、強い接合力を
得るのに必要な表面の親水化を促進させることができ
る。
【0015】本発明者らは、珪素化合物等からなる基板
に対し、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム
またはホウ酸リチウムなどからなる圧電板を特定条件下
で良好に直接接合し得ることを見出したのであり、本発
明によると、圧電材料同士間での直接接合も可能とな
る。また、酸化珪素膜や窒化珪素膜などの珪素を含むバ
ッファ層が接合面間に介在する場合においても、上述と
同様の良好な直接接合効果を得ることができる。
【0016】
【実施例】つぎに本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。
【0017】図1に示す第1の実施例での圧電板8は水
晶からなり、複数の励振部9、9を有している。圧電板
8の上下両板面は鏡面研磨されており、各励振部9、9
の板厚を残余の部分の板厚よりも小さくするための凹部
を上下両板面に有している。
【0018】この凹部は圧電板8の上下両板面の各一部
分にエッチング加工を施すことによって得たものであ
り、この凹部内に導電膜からなる励振用電極10、11
が設けられている。
【0019】本実施例では2枚の基板12、12を使用
する。両基板12、12はともに水晶からなり、それぞ
れは鏡面研磨された板面を有するとともに、複数の電極
端子形成用の通孔12a、12aを有している。図1の
(a)に示すように各基板12の通孔12aは、励振用
電極10または11に対応した位置を占めている。
【0020】圧電板8および2枚の基板12、12はト
リクレンとイソプロピルアルコール(IPA)とを用い
た蒸気洗浄処理を受けたのち、図1の(b)に示す工程
において、紫外線ランプ13から放射された紫外線によ
る光照射を受ける。この光照射はクリーンエア中で約1
0分間にわたり行われる。使用した紫外線ランプ13は
10mW/cm2 (254nm)のもので、放射紫外線
中に波長240nm以下の成分が含まれる。
【0021】光照射による洗浄処理を終えた圧電板8お
よび2枚の基板12、12は純水に浸漬して水洗し、水
洗後はスピン乾燥を行った。この処理によって表面が−
OH基で終端されるので、次いで図1の(c)に示すよ
うに圧電板8の上下両板面に2枚の基板12、12を接
触させるだけで、自然に接合が進んで圧電板8と2枚の
基板12、12とが一体化する。
【0022】このようにして得られた接合体を約300
℃の温度で約1時間にわたり熱処理し、高温状態にある
通孔12a内に図1の(d)に示すハンダ14を圧入し
て封止するとともに電極端子を形成する。
【0023】得られた複合体にダイシング加工を施して
所定単位長に切断分離すると、図1の(e)に示すよう
なコンパクトな圧電デバイスが得られる。
【0024】得られた圧電デバイスをヘリウム・リーク
・チェッカでテストしたところ、リーク量は10-9atm
cc/sec オーダであり、満足できる気密性が得られた。
【0025】本発明の第2の実施例を図2に示す。この
実施例で使用した圧電板15はニオブ酸リチウムからな
り、鏡面研磨された板面を有している。図2の(a)に
示すように圧電板15は鏡面研磨された一方の板面上に
電極16を有している。電極16は金を100nmの厚
さに成膜してパターニングしたもので、弾性表面波デバ
イス構造になっている。
【0026】一方、パッケージを兼ねる基板17はシリ
コンからなり、鏡面研磨された板面上にバッファ層18
を有している。バッファ層18は膜厚約1μmの酸化珪
素膜からなり、励振部に対応する部分がエッチング加工
によって除去されている。そして、その跡地内に電極コ
ンタクト用のバンプ19が設けられている。バンプ19
は金を1μmの厚さに成膜して得たものである。
【0027】トリクレンとIPAとを用いた蒸気洗浄処
理を受けたのちの圧電板15および基板17は図2の
(b)に示す工程において、酸素プラズマ発生装置20
内で酸素プラズマに曝される。酸素プラズマ処理は20
0mTorr の酸素ガス雰囲気中で、対向電極21に10
0Wの高周波電力を供給して約10分間にわたり行われ
る。
【0028】酸素プラズマ処理を終えた圧電板15およ
び基板17は水に浸漬して水洗し、スピン乾燥処理を行
ったのち、図2の(c)に示すように相互に接触させ
る。この処理方法によっても第1の実施例におけると同
様に、接合面の表面が−OH基で終端されるので自然に
接合が進み、圧電板15と基板17とが一体化する。
【0029】この接合体を約300℃の温度で約1時間
にわたり熱処理し、第1の実施例と同様にダイシング加
工によって所定の単位長に切断分離する。
【0030】得られた圧電デバイスは第1の実施例と同
様に優れた気密性を示した。電極16とバンプ19との
合計厚さがバッファ層18の膜厚よりも若干大きくて
も、その差が数100nm程度であれば接合にさしたる
支障はなく、この接合によって電極16とバンプ19と
が電通する。
【0031】第1および第2の実施例では、圧電板に水
晶またはニオブ酸リチウムを用い、基板に水晶またはシ
リコンを、そして、バッファ層に酸化珪素膜をそれぞれ
用いたが、圧電板として水晶、ニオブ酸リチウムのほか
に、タンタル酸リチウムまたはホウ酸リチウムを用いる
ことができる。また、基板としては水晶、シリコンのほ
かに、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ホウ酸
リチウムまたはガラスを用いることができ、バッファ層
には珪素や窒化珪素を用いることができる。
【0032】
【発明の効果】以上のように本発明によると、圧電板と
基板とが原子レベルで直接接合されるので、多数の圧電
デバイスを一括処理によって効率よく生産できるのみな
らず、圧電板と基板との間に接着剤層が介在しないの
で、励振部を劣化させるガスの発生がほとんどなく、し
かも、小型にしてかつ気密性に優れたパッケージングが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の圧電デバイスの製造方
法を示す工程図。
【図2】本発明の第2の実施例の圧電デバイスの製造方
法を示す工程図。
【図3】従来の圧電デバイスの側断面図。
【符号の説明】
8 圧電板 9 励振部 12 基板 13 紫外線ランプ 15 圧電部 17 基板 18 バッファ層 20 酸素プラズマ発生装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江田 和生 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電板および基板の相互接合面となる板
    面を鏡面研磨する工程と、 圧電板および基板に波長240nm以下の成分を含む紫
    外線を酸素含有雰囲気中で照射する工程と、 圧電板および基板を相互に接合して接合体を得る工程
    と、 この接合体を100℃以上の温度で熱処理する工程とを
    備えたことを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
  2. 【請求項2】 圧電板および基板の相互接合面となる板
    面を鏡面研磨する工程と、 圧電板および基板を酸素プラズマに曝す工程と、 圧電板および基板を相互に接合して接合体を得る工程
    と、 この接合体を100℃以上の温度で熱処理する工程とを
    備えたことを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
  3. 【請求項3】 圧電板が水晶、ニオブ酸リチウム、タン
    タル酸リチウムまたはホウ酸リチウムからなる請求項1
    または2記載の圧電デバイスの製造方法。
  4. 【請求項4】 基板が水晶、ニオブ酸リチウム、タンタ
    ル酸リチウム、ホウ酸リチウム、シリコンまたはガラス
    からなる請求項1または2記載の圧電デバイスの製造方
    法。
  5. 【請求項5】 基板または圧電板の鏡面研磨された板面
    上にバッファ層を形成する請求項1または2記載の圧電
    デバイスの製造方法。
  6. 【請求項6】 バッファ層が珪素または珪素化合物から
    なる請求項5記載の圧電デバイスの製造方法。
JP5301410A 1993-12-01 1993-12-01 圧電デバイスの製造方法 Pending JPH07154177A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5301410A JPH07154177A (ja) 1993-12-01 1993-12-01 圧電デバイスの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5301410A JPH07154177A (ja) 1993-12-01 1993-12-01 圧電デバイスの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07154177A true JPH07154177A (ja) 1995-06-16

Family

ID=17896545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5301410A Pending JPH07154177A (ja) 1993-12-01 1993-12-01 圧電デバイスの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07154177A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007243378A (ja) * 2006-03-07 2007-09-20 Epson Toyocom Corp 圧電振動子及びその製造方法
JP2009118034A (ja) * 2007-11-05 2009-05-28 Epson Toyocom Corp 直接接合用ウェハ
US8069549B2 (en) 2007-03-22 2011-12-06 Seiko Epson Corporation Method for sealing a quartz crystal device
JP2013153455A (ja) * 2013-02-20 2013-08-08 Seiko Epson Corp 接合用ウェハ
JP2013173654A (ja) * 2012-02-27 2013-09-05 Ushio Inc ガラス基板もしくは水晶基板からなるワークの貼り合わせ方法および装置
WO2018230442A1 (ja) * 2017-06-14 2018-12-20 株式会社日本製鋼所 接合基板、弾性表面波素子、弾性表面波素子デバイスおよび接合基板の製造方法
US11502665B2 (en) 2016-08-10 2022-11-15 The Japan Steel Works, Ltd. Method of manufacturing bonded substrate

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007243378A (ja) * 2006-03-07 2007-09-20 Epson Toyocom Corp 圧電振動子及びその製造方法
US8069549B2 (en) 2007-03-22 2011-12-06 Seiko Epson Corporation Method for sealing a quartz crystal device
US8344599B2 (en) 2007-03-22 2013-01-01 Seiko Epson Corporation Quartz crystal device and method for sealing the same
JP2009118034A (ja) * 2007-11-05 2009-05-28 Epson Toyocom Corp 直接接合用ウェハ
WO2013129129A1 (ja) * 2012-02-27 2013-09-06 ウシオ電機株式会社 ガラス基板もしくは水晶基板からなるワークの貼り合わせ方法および装置
JP2013173654A (ja) * 2012-02-27 2013-09-05 Ushio Inc ガラス基板もしくは水晶基板からなるワークの貼り合わせ方法および装置
US10138162B2 (en) 2012-02-27 2018-11-27 Ushio Denki Kabushiki Kaisha Method and device for bonding workpieces each produced from glass substrate or quartz substrate
JP2013153455A (ja) * 2013-02-20 2013-08-08 Seiko Epson Corp 接合用ウェハ
US11502665B2 (en) 2016-08-10 2022-11-15 The Japan Steel Works, Ltd. Method of manufacturing bonded substrate
WO2018230442A1 (ja) * 2017-06-14 2018-12-20 株式会社日本製鋼所 接合基板、弾性表面波素子、弾性表面波素子デバイスおよび接合基板の製造方法
JP2019004308A (ja) * 2017-06-14 2019-01-10 株式会社日本製鋼所 接合基板、弾性表面波素子、弾性表面波素子デバイスおよび接合基板の製造方法
KR20200014760A (ko) * 2017-06-14 2020-02-11 가부시끼가이샤 니혼 세이꼬쇼 접합 기판, 탄성 표면파 소자, 탄성 표면파 소자 디바이스 및 접합 기판의 제조 방법
CN110915136A (zh) * 2017-06-14 2020-03-24 株式会社日本制钢所 接合基板、声表面波元件、声表面波元件器件及接合基板的制造方法
JP2021158666A (ja) * 2017-06-14 2021-10-07 株式会社日本製鋼所 接合基板、弾性表面波素子、弾性表面波素子デバイスおよび接合基板の製造方法
US11777469B2 (en) 2017-06-14 2023-10-03 The Japan Steel Works, Ltd. Bonded substrate, surface acoustic wave element, surface acoustic wave element device, and bonded substrate manufacturing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5666706A (en) Method of manufacturing a piezoelectric acoustic wave device
TWI672839B (zh) 接合方法
US6426583B1 (en) Surface acoustic wave element, method for producing the same and surface acoustic wave device using the same
US6018211A (en) Surface acoustic wave device and method of manufacturing the same
US7331092B2 (en) Method and manufacturing surface acoustic wave device
US20060255691A1 (en) Piezoelectric resonator and manufacturing method thereof
CN108781064A (zh) 接合方法
JPH07193294A (ja) 電子部品およびその製造方法
CN1933325A (zh) 导通孔形成方法、压电器件的制造方法及压电器件
JPH07154177A (ja) 圧電デバイスの製造方法
JP2020536841A (ja) ナノレベルの単結晶薄膜
JP2010091687A (ja) 接合方法、接合体および光学素子
JP2009118034A (ja) 直接接合用ウェハ
JPH10297931A (ja) 複合圧電基板の製造方法
JP5573991B2 (ja) 接合用ウェハ
JP2010093409A (ja) 圧電デバイスの製造方法
JPH07111435A (ja) 水晶圧電デバイスの製造方法
US8159575B2 (en) Solid-state image pickup apparatus and method for manufacturing the same
JP2010089108A (ja) 接合方法、接合体および光学素子
JP2002290184A (ja) 弾性表面波装置及びその製造方法
JP2008211543A (ja) 水晶振動子および水晶振動子の製造方法
JPH07245470A (ja) 電子部品の接合方法
JP2001345450A (ja) 薄膜半導体素子の製造方法
JPH09221392A (ja) 複合圧電基板とその製造方法
JPH0786866A (ja) 複合単結晶圧電基板とその製造方法