JPH11163654A - 補強された圧電基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波に対応する圧電デバイス用の、薄板化
を可能とする、補強された圧電基板の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 圧電基板１に補助基板２をオプティカル
コンタクトする。補助基板２を支持体として圧電基板１
を研磨し、次いで、圧電基板１側に、構造体３を接着
し、補助基板２を剥離した後、圧電基板の両主面に励振
電極５を形成する。この構成にすることにより、補助基
板を支持体として圧電基板などの作業を行え、圧電基板
の薄板化加工や、その後のハンドリングを容易にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電基板を補助基
板により補強して、薄層化された圧電体を用いた高周波
振動子やフィルター素子、圧電センサ、アクチュエータ
等に用いられる補強された圧電基板の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、移動体通信機器などに用いられる
振動子やフィルター、圧電センサ、アクチュエータなど
の圧電デバイスは、機器の小型化及び通信回路の混雑
化、高品位通信の発達などにより、高周波数化や高機能
化の傾向にある。

【０００３】そこで、従来の圧電デバイスでは、圧電基
板の研磨精度を上げて薄板化することで高周波化、高機
能化を実現してきた。以下に図面を参照しながら従来の
圧電デバイスとして、水晶振動子の一例について説明す
る。

【０００４】図６は従来の水晶振動子を示したものであ
るが、２１は水晶板で、ＡＴカットの水晶板を所定の厚
さまで両面研磨し、その両主面に励振電極２２および引
き出し電極２３を設けたものである。通常、引き出し電
極２３を延出した両端外周部を保持部材により保持さ
れ、気密な容器に収納している。そして、保持部材を介
して引き出し電極２３を発信回路に接続することによっ
て、両主面間で互いに反対方向に変位する厚みすべり振
動を励振する。

【０００５】この厚みすべりモードの水晶振動子では、
厚みｔ（μｍ）によって共振周波数ｆ（ＭＨｚ）が決定
され、これらの間にはほぼｆ＝１６７０／ｔの関係があ
る。したがって、このような水晶振動子では、水晶板を
所要厚みに加工することにより、共振周波数を調整して
いる。したがって、高い共振周波数を得る場合には、水
晶板の厚みを薄くするように両面研磨加工を行ってい
る。

【０００６】振動用水晶板を薄板化する方法としてｆ、
水晶板に補強板として、単板や貫通孔を有した補助基板
を貼りつけて補強した状態で加工し、加工後もその補強
板を貼りつけたままで水晶振動子として組み立てる方法
が考えられている（例えば、特開平３−１１６８８２号
公報や特開平７−７４５６９号公報）。このようにし
て、薄板化加工や組み立てを行えば、水晶板が機械的に
補強されているため、割れや欠けの問題を生じることが
なくなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、振動子
の従来の構造で両面研磨機を用いて薄い水晶板を作製
し、高い周波数の水晶振動子を組み立てた場合には、研
磨加工中に水晶板に割れや欠けが生じ、組み立て時に
は、取り扱いによっては水晶板が破損することなどが問
題となる。従来は、両面研磨でも、量産可能な厚みレベ
ルの限界は３０μｍ程度であった。

【０００８】また、片面研磨の場合においても、水晶板
が３０μｍ以下の厚さになると、研磨台に水晶基板を接
着する場合のワックスや、エポキシ系の接着剤の厚みば
らつきが問題になり、研磨後の水晶板の厚みばらつきを
引き起こしていた。また、研磨台に貼り付けた水晶板の
貼り付け面に、傷や歪みなどの問題が生じる可能性もあ
る。一般にワックス層の使用は、その厚みばらつきが３
μｍ程度と大きく、水晶振動子を作製する場合にきわめ
て重要な要素である、平面度、平行度、表面粗さなどが
所要精度まで得られず、望ましくない。また、片面研磨
を用いて加工が可能であったとしても、両面研磨を用い
た場合と同様、取り扱いの面で３０μｍ程度のものが量
産可能な限界である。

【０００９】さらに、特開平３−１１６８８２号公報に
開示の研磨方法は、貫通孔を用いた補強板を用いて研磨
しているが、基本的にその張り合わせを接着剤を用いて
行っているため、片面研磨を用いた場合と同様な問題が
生じていた。また、この研磨方法では、貫通孔を用いて
研磨しているため、研磨時に貫通孔に支持がなく励振部
が変形しやすく、平行度のよい振動板を形成することが
困難であった。

【００１０】さらにまた、特開平７−７４５６９号公報
の研磨方法は、２枚の水晶板を直接接合し、水晶板と補
強板の接合面のどちらか一方に、凹部を形成し、そこに
耐エッチング性を有する薄膜を形成した後、振動板の研
磨を行い、補強板にエッチングを用いて貫通孔を設ける
方法であるが、これには、前記特開平１１６８８２のよ
うに貫通孔を用いた場合のような問題は発生しないが、
エッチングにより補強板に貫通孔を設ける際に振動板に
損傷を与えることなく、完全に補強板の一部を取り除く
ことが難しく、量産性に限界が生じていた。即ち、補強
板の水晶などの単結晶を深くエッチングする際、結晶欠
陥が存在する部分が早くエッチングされていわゆるエッ
チトンネルが生じ、エッチング完了よりも早い時期にエ
ッチング液が前記凹部に侵入して接合界面など耐エッチ
ング性薄膜のない部分から振動板を浸食して行くからで
ある。

【００１１】本発明は上記従来の問題を解決するもの
で、圧電デバイスに必要とされる平面度、平行度、表面
粗さを保持しながら、且つ、圧電基板を３０μｍ以下に
薄板化研磨して一層高い周波数領域まで実用可能な圧電
デバイスを、量産可能で歩留まり良く生産できる補強さ
れた圧電基板の製造方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、圧電基板と、
該圧電基板にオプティカルコンタクトされた補助基板と
からなる補強された圧電基板の製造方法であり、本発明
の第１の製造方法は、圧電基板と補助基板をオプティカ
ルコンタクトした後、補助基板を保持して圧電基板の表
面を所要厚みに研磨し、構造体を形成した基板に接着
し、補助基板を容易に取り除くものである。

【００１３】本発明の製造方法では、第１に、圧電基板
と補助基板をオプティカルコンタクトするので、従来の
ような接着層の厚みばらつきによる研磨厚みの誤差が生
じない。

【００１４】第２に、本発明の製造方法では、圧電基板
の裏面が補助基板により完全に裏打ちされているため、
所要厚みに薄板化研磨する際には、薄い圧電基板の撓み
変形や変動が防止され、従って平面度、平行度、表面粗
さを保持し且つ発振周波数を決定する圧電基板厚みを正
確に研磨調整できる。しかも、従来の如く接合・研磨し
た後に補助基板に貫通孔を設ける場合に生じる圧電基板
の損傷や、補助基板の除去むらを解消することもでき
る。

【００１５】さらに、研磨作業において補助基板を機械
的に保持することにより圧電基板を容易に取り扱うこと
ができ、研磨後に構造体に転写することにより、圧電デ
バイスとされる。

【００１６】また、本発明の第２の製造方法は、圧電基
板と補助基板をオプティカルコンタクトした後、圧電基
板の周囲に目張り材を充填し、補助基板を保持して圧電
基板の表面を所要厚みに研磨し、目張り材を除去し、構
造体を形成した基板に接着し、補助基板を取り除くもの
である。

【００１７】この第２の製造方法は、圧電基板と補助基
板とのオプティカルコンタクトにより、接着層の厚みに
伴う研磨厚みの誤差を解消し、さらに、圧電基板の周囲
は、目張り材により保護されているため、研磨時に基板
の浮きや割れ、欠けを抑制することができ、前記目張り
材なしの場合よりもさらに高歩留まりで研磨を行うこと
が可能となる。

【００１８】さらに、本発明の第３の補強された圧電基
板の製造方法の概要は、圧電基板と保持基板を直接接合
した後、保持基板を保持して圧電基板の表面を所要厚み
に研磨して、補助基板にオプティカルコンタクトし、次
いで補助基板を保持して保持基板の表面を所要厚みに研
磨し、構造体を形成した基板に接着し、補助基板を取り
除くものである。

【００１９】この第３の製造方法では、圧電基板と保持
基板を直接接合するので、従来のような接着層厚みのば
らつきによる研磨厚みの誤差を全く生じない。また、そ
の基板を第１の製造方法と同様に補助基板にオプティカ
ルコンタクトするため、所要厚みで且つ高精度な表面状
態を有しる、圧電基板と保持基板の直接接合体を得るこ
とができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。本発明において、圧電基板
は、圧電体で形成され、板状ないし層状に形成され、そ
の主面には電極が形成され、バルク振動素子などの振動
素子や、アクチュエータや各種センサに使用されるもの
であり、水晶基板、ニオブ酸リチウム基板、タンタル酸
リチウム基板、ホウ酸リチウム基板、ランガサイトやそ
の他の圧電セラミック基板などが使用される。

【００２１】補助基板は、圧電基板を支持して補強する
ものであり、上記の圧電基板とオプティカルコンタクト
が可能な材料が使用される。補助基板の具体例として
は、上記圧電基板や、ガラス基板、石英基板、アルミナ
基板や、シリコン基板、インジウムリン基板、ガリウム
ヒ素基板などの半導体基板、ステンレス基板やニッケル
基板などの金属基板が使用される。

【００２２】補助基板と圧電基板との接合法は、オプテ
ィカルコンタクトを利用するが、ここにオプティカルコ
ンタクトとは、表面の平坦な基板同士を直接あるいは非
常に薄い、例えば５μｍ以下の中間層を介して接合する
ものであり、それは基板表面に存在している汚染物質を
除去し、その後水分子あるいは希釈されたワックス、あ
るいは非常に粘度の低い樹脂などを用いて接合するもの
である。

【００２３】また、保持基板と圧電基板との接合法は、
直接接合を利用するが、ここに直接接合とは、鏡面研磨
された２枚の無機基板に親水化処理をして表面にＯＨ基
などの親水基を生成させ、両者を直接的に面接触させて
加熱処理をすることにより２枚の無機基板を接合させる
ことをいう。そして、直接接合により、この処理により
生じる接合表面のＯＨ基による水素結合や、それぞれの
基板表面を構成する元素間ないしＯＨ基に起因する酸素
を介した共有結合やイオン結合などによる原子レベルの
強固な接合がなされる。

【００２４】基板の材料によっては直接接合の処理中
に、接合界面に酸化膜が形成され、バッファ層となる場
合もある。このような材料には、現在のところ、シリコ
ン、石英ガラス、ガラス、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、ランガサイトなど
がある。

【００２５】本発明の第１の実施の形態は、振動素子な
どに用いる補助された圧電基板の製造方法について、
（ａ）圧電基板と補助基板とをオプティカルコンタクト
する工程と、（ｂ）オプティカルコンタクトした状態
で、圧電基板を所要厚みに研磨する工程と、（ｃ）圧電
基板に構造体を接着する工程と、（ｄ）圧電基板にオプ
ティカルコンタクトした補助基板を、加水分解を用いて
剥離する工程と、（ｅ）圧電基板の励振部に電極を形成
する工程と、を具備するものである。

【００２６】以下には、第１の実施の形態の実施例を示
す。 〔実施例１〕図１は、本発明の第１の実施の形態におけ
る圧電デバイスとして、水晶振動子の製造方法を断面図
で示す工程図である。圧電基板１としてＡＴカット水晶
基板を用い（図１（ａ））、補助基板２としてガラス基
板（図１（ｂ））を用いた例であるが、まず各基板の接
合予定面１０、２０をオプティカルコンタクトのために
鏡面仕上げをしている。

【００２７】オプティカルコンタクト工程では、圧電基
板１と補助基板２とは、その両方の表面をアンモニア：
過酸化水素：純水の混合液で親水化処理した後、圧電基
板１に補助基板２を面接させて、直接接触させ、この状
態で乾燥させて、接合する（図１（ｃ））。研磨工程で
は、補助基板２をベースとして、接合した圧電基板１の
表面１１を、厚み１２μｍまで所要厚みの薄板化のため
に研磨し（図１（ｄ））、最終的に目的周波数に達する
ように正確に圧電基板１の厚みを調整する。

【００２８】この薄板化研磨後、構造体３として、ガラ
ス基板の表面にドライ感光フィルムを用いてパターンニ
ングし、サンドブラスト加工法を用いて、圧電基板１の
励振部に対応する表面に開口部を有する貫通孔４を形成
した基板（図１（ｅ））を、圧電基板１の表面１１に、
エポキシ樹脂を用いて接着し、１５０℃で加熱硬化させ
る（図１（ｆ））。この構造体３の接着後、補助基板２
を水中に入れて剥離する（図１（ｇ））と、構造体３に
開口部４０を有する圧電基板が得られる。

【００２９】本実施例で用いた圧電基板１と補助基板２
のオプティカルコンタクトは、親水化処理により付着し
た−ＯＨ基間での水素結合による接合で、研磨などの加
工が行える程度の接合強度を有するが、水中に浸けるこ
とで、−ＯＨ基間の水素結合が切れ、容易に圧電基板１
と補助基板２を剥離することができる。電極形成工程で
は、圧電基板１の両主面に励振電極５、５を蒸着金属皮
膜により形成する。ここで圧電基板１の励振電極５、５
は、基板の貫通孔内の励振部に位置合わせを行い（図１
（ｈ））、水晶発振デバイスとする。

【００３０】以上のように本実施の形態によれば、圧電
基板と補助基板をオプティカルコンタクトすることによ
り、接着剤を用いた場合などに生じる、接着剤の塗りむ
らによる研磨むらをなくすことができ、かつ接合強度も
研磨に耐えるに十分であるため、圧電基板の高精度な薄
板化と共に、基板の主面上への電極形成やハンドリング
が容易になるため、基本振動を用いて１３０ＭＨｚ程度
の振動子を作成することが可能となる。 また、薄板化
研磨後に構造体に転写するため、接合した後に補助基板
に貫通孔を設ける場合に生じる、圧電基板の損傷や、補
助基板の貫通孔部の除去むらをなくすことができ、量産
性を考えた場合に大きな利点が生じる。

【００３１】さらに、平板を補助基板として用いて薄板
化研磨を行うことにより、貫通孔を用いて研磨を行って
いた場合に生じていた、開口部近傍の圧電基板の変形を
全くなくすことが可能となる。

【００３２】比較として、圧電基板と貫通孔を設けた補
助基板を直接接合したものを研磨した場合には、厚みが
３０μｍ以下になると研磨の加圧力や応力のため圧電基
板に割れが多くなり、実用上問題であった。また、貫通
孔の内部に充填材を入れて研磨した場合でも、圧電基板
の撓みによる変形を０にすることは不可能であったが、
本発明の実施例によれば、圧電基板と平板の補助基板を
オプティカルコンタクトにより接合しているため、撓み
などによる変形を起こすことがなく、精度よく薄板化を
行うことができるものである。

【００３３】さらにまた、構造体に圧電基板を転写する
加工法であるため、圧電基板を構造体から独立に形成す
ることが可能であるため、複雑な構造体と薄板化された
圧電基板を組み合わせた圧電デバイスを容易に形成する
ことが可能である。なお、本実施の形態では圧電基板１
の両主面に励振電極を形成して、高精度な圧電振動子を
作製しているが、電極の構成を変えることにより、圧電
振動子の場合と同様、高精度の圧電フィルタや、さらに
薄層圧電体を有するセンサやアクチュエータを作成する
ことも可能である。

【００３４】〔実施例２〕本発明の第１の実施の形態に
ついて、別の実施例を以下に示すが、図２は、この実施
例を示す工程図である。圧電基板１としてニオブ酸リチ
ウムを用い、補助基板２として水晶基板を用い、実施例
１と同様の手順で、接合面１０、２０でオプティカルコ
ンタクトしている（図２（ａ））。補助基板２をベース
として、接合した圧電基板１を２０μｍまで薄板化研磨
して（図２（ｂ））、目的発振周波数に合致させるよう
に厚み調整を行った。この薄板化研磨後、圧電基板１の
励振部予定面の回りの一部に、フォトレジストをマスク
としたサンドブラスト加工で貫通溝６を設ける（図２
（ｃ））。次いで、紫外線硬化樹脂を用いて、圧電基板
１の表面１１に実施例１と同様の手順で貫通孔４を設け
た構造体３を接着し、紫外線ランプを照射して硬化させ
る（図２（ｄ））。

【００３５】この構造体３の接着後、補助基板２を水中
に入れて剥離すると、構造体３に開口部４０を有する圧
電基板が得られる。次いで、圧電基板１の両主面上の励
振部予定面５０、５０に励振電極５、５を形成し、構造
体側の励振電極５の引き出し電極は貫通溝を経由して圧
電基板１の表面に引き出されている（図２（ｅ））。

【００３６】以上のように本実施例によれば、実施例１
と同様の効果を得ることができる。また、構造体側の電
極を圧電基板の貫通溝を通して表側に引き出しているた
め、周波数などの特性を表面のみから測定でき、周波数
調整などを容易に行うことのできる構造となっている。
さらに、構造体側から電極を引き出す場合に発生してい
た圧電基板と構造体との接合段差による断線などの導通
不良を軽減する効果がある。

【００３７】また、圧電基板１の貫通溝をコの字型に形
成するなどして、少なくとも１つ以上の支持部を残して
圧電基板１に貫通溝６を設けることにより、圧電基板１
にかかる応力を低減することができる。また、パッケー
ジングを行う際に必要である、構造体側の電極とパッケ
ージの導通を、導電性のペーストなどを用いることな
く、ワイヤーボンディングにより行うことが可能とな
る。

【００３８】〔実施例３〕以下に本発明の第３の実施例
について、図３は、この実施例の製造過程を示す工程図
である。圧電基板１としてＡＴカット水晶を用い、接合
予定面１０に励振電極５を蒸着金属被膜をフォトリソし
てパターンニングし（図３（ａ））、補助基板２として
シリコン基板（図３（ｂ））を用いた例である。オプテ
ィカルコンタクトの工程では、圧電基板１と補助基板２
を面接させて、直接接触させ、その間に硬化後に水によ
り分解する低粘度の紫外線硬化樹脂を充填し、紫外線ラ
ンプを照射して、その樹脂を硬化する（図３（ｃ））。

【００３９】研磨工程では、補助基板２をベースとし
て、接合した圧電基板１の表面１１を、厚み１０μｍま
で所要厚みの薄板化のために研磨し（図３（ｄ））、最
終的に目的の周波数に達するように正確に圧電基板１の
厚みを調整する。この薄板化研磨後、圧電基板の表面１
１に励振電極５を蒸着金属被膜により形成し、フォトリ
ソを行ってパターンニングしている（図３（ｅ））。電
極形成後、構造体３として、シリコン基板に酸化膜をパ
ターンニングして、苛性カリ水溶液によりエッチングす
る加工法を用いて、圧電基板１の励振部に対応する表面
に開口部を有する貫通孔４を形成した基板を、圧電基板
１の表面１１に、エポキシ樹脂を用いて接着し、１２０
℃で加熱硬化する（図３（ｆ））。この構造体３の接着
後、補助基板２を水中に入れて剥離する（図３（ｇ））
と、構造体３に開口部４０と励振電極５、５を有する水
晶発振デバイスが得られる。

【００４０】以上のように本実施例によれば、実施例１
と同様の効果を得ることができる。また、薄板化研磨を
行う前に圧電基板１に励振電極５を形成しているため、
導電板の上に圧電基板をおいて、その導電板と励振電極
５を周波数測定装置に接続することにより、この間に挟
んだ圧電基板の共振周波数を測定することができる。し
たがって、本実施例のようにＡＴカット水晶を用いた場
合は、研磨量を共振周波数を用いて最適な値に制御する
ことができる。さらに、研磨後に、圧電基板１に貫通溝
６を形成すると実施例２と同様な効果を得ることができ
る。さらにまた、本実施例では構造体３を接合する前に
励振電極５を形成しているため、フォトリソ工程を用い
た複雑な電極パターンも容易に形成することが可能とな
る。

【００４１】本発明の第２の実施の形態は、（ａ）圧電
基板と補助基板とをオプティカルコンタクトする工程
と、（ｂ）圧電基板の周囲に目張り材を充填する工程
と、（ｃ）目張り材を充填した状態で、圧電基板を所要
厚みに研磨する工程と、（ｄ）目張り材を除去する工程
と、（ｅ）圧電基板に構造体を接着する工程と、（ｆ）
圧電基板にオプティカルコンタクトした補助基板を、加
水分解を用いて剥離する工程と、（ｇ）圧電基板の励振
部に電極を形成する工程と、からなるものである。

【００４２】この実施の形態は、前述第１の実施の形態
を改良するもので、（ｂ）圧電基板の周囲に目張り材を
充填する工程と、（ｄ）目張り材を除去する工程を設け
ている点で異なる。そこで、圧電基板の周囲に目張り材
を充填して研磨するので、圧電基板の、補助基板からの
剥がれや、圧電基板の端面の割れや欠けを防止できる利
点がある。

【００４３】〔実施例４〕以下本発明の第２の実施の形
態について図４を参照しながら、より具体的に説明する
と、圧電基板１としてタンタル酸リチウム基板を用い
て、補助基板２にはシリコン基板を用いた例であって、
オプティカルコンタクトの工程は、硬化後に水により分
解する低粘度の紫外線硬化樹脂を、補助基板２にスピン
コートにより約１μｍの厚みで塗布し、その塗布面に、
気泡が生じないように圧電基板１を面接させて、接触さ
せ、加圧しながら紫外線を照射して、接合する（図４
（ａ））。

【００４４】目張り材充填の工程は、このようにして接
合した２枚の基板の圧電基板１の周囲、即ち補助基板の
表面２０に、目張り材７として軟化点約７０℃のエレク
トロンワックスを基板を１００℃に加熱して溶融して充
填し、放冷して硬化させる（図４（ｂ））。研磨工程で
は、補助基板２をベースとして、接合した圧電基板１の
表面１１を、厚み１５μｍまで所要厚みの薄板化のため
に研磨し（図４（ｃ））、最終的に目的周波数に達する
ように正確に圧電基板１の厚みを調整する。

【００４５】この薄板化研磨後、目張り材７であるエレ
クトロンワックスをアセトンを用いて完全に除去し、次
いで、実施例３と同様の手順で貫通孔４を設けた構造体
３を圧電基板１の表面１１に接着し（図４（ｄ））、補
助基板２を水中に入れて剥離する（図４（ｅ））と、構
造体３に開口部４０を有する圧電基板が得られる。電極
形成工程では、圧電基板１の両主面に励振電極５、５を
蒸着金属皮膜により形成する。ここで圧電基板１の励振
電極５、５は、基板の貫通孔内の励振部に位置合わせを
行い（図４（ｆ））、圧電発振デバイスとする。

【００４６】以上のように本実施例によれば、実施例１
と同様の効果を得ることができる。また、薄板化研磨を
行う前に、圧電基板１の周囲に目張り材を充填している
ため、研磨中に基板の浮きや割れ、欠けなどを低減する
ことができる。なお、実施例２と同様、圧電基板１の薄
板化研磨後に、圧電基板１に貫通溝６を設けることによ
り、同様の効果を得ることができる。さらに、実施例３
と同様、オプティカルコンタクトを行う前に圧電基板１
に励振電極５を形成することにより、同様の効果を得る
ことができる。

【００４７】本発明の第３の実施の形態は、（ａ）圧電
基板と保持基板を直接接合する工程と、（ｂ）圧電基板
を所要厚みに研磨する工程と、（ｃ）研磨により薄板化
した圧電基板と補助基板とをオプティカルコンタクトす
る工程と、（ｄ）オプティカルコンタクトした状態で、
保持基板を所要厚みに研磨する工程と、（ｅ）保持基板
に構造体を接着する工程と、（ｆ）圧電基板にオプティ
カルコンタクトした補助基板を、加水分解を用いて剥離
する工程と、（ｇ）圧電基板と保持基板の励振部に電極
を形成する工程と、を具備するものである。

【００４８】〔実施例５〕以下、本発明の第３の実施の
形態について、図５を参照しながら具体的に説明する
と、図５は、本発明の第５の実施例を示す工程図である
が、圧電基板１としてニオブ酸リチウム基板を使用し
（図５（ａ））、保持基板８として同種のニオブ酸リチ
ウム基板を使用した（図５（ｂ））例であるが、まず各
基板の接合予定面１０、８０を直接接合のために鏡面仕
上げをしている。直接接合の工程では、圧電基板１と保
持基板８とは、その両方の表面をアンモニア：過酸化水
素：純水の混合液で親水化処理したあと、直接接触さ
せ、この状態で、約４５０℃の加熱処理を行って、接合
する（図５（ｃ））。また、ニオブ酸リチウムの分極の
関係から、接合時に接合面を同方位面接触させている。
即ち、接合界面に対して、２枚の基板の分極は反転して
いる構造としている。

【００４９】研磨工程では、保持基板８をベースとし
て、接合した圧電基板１の表面１１を、厚み１０μｍま
で所要厚みの薄板化のために研磨し（図５（ｄ））、最
終的に目的の厚みに達するように正確に圧電基板１の厚
みを調整する。この薄板化研磨後、補助基板２としてシ
リコン基板を用いた例であるが（図５（ｅ））、まず、
圧電基板１と補助基板２の接合予定面１１、２０を水酸
基を用いてオプティカルコンタクトするために、鏡面研
磨している。オプティカルコンタクト工程では、圧電基
板１と補助基板２の表面をアンモニア：過酸化水素：純
水の混合液で親水化処理したあと、直接接触させ、この
状態で乾燥させることにより、接合する（図５
（ｆ））。

【００５０】オプティカルコンタクト後の研磨工程で
は、補助基板２をベースとして、接合した保持基板８の
表面８１を、厚み１０μｍまで所要厚みの薄板化のため
に研磨し（図５（ｇ））、最終的に目的の厚みに達する
ように正確に保持基板８の厚みを調整する。この薄板化
研磨後、構造体３として、ステンレス基板にレーザを用
いてパターンニングした基板を、保持基板８の表面８１
に、エポキシ樹脂を用いて接着し、室温で硬化させる
（図５（ｈ））。

【００５１】この構造体３の接着後、補助基板２を水中
に入れて剥離する（図５（ｉ））と、構造体３に開口部
４０を有する圧電基板１と保持基板８の直接接合体が得
られる。電極形成工程では、圧電基板１と保持基板８の
両主面１１、８１に励振電極５、５を蒸着金属皮膜によ
り形成する。ここで圧電基板１と保持基板８の励振電極
５、５は、基板の貫通孔内の励振部に位置合わせを行い
（図１（ｊ））、ニオブ酸リチウムのバイモルフ型アク
チュエータとする。

【００５２】以上のように本実施例によれば、実施例１
の場合と同様に、圧電基板１は保持基板８と直接接合を
用いて接合したあとに薄板化研磨されているため、高精
度に研磨され、その後保持基板８も補助基板２にオプテ
ィカルコンタクトされているため高精度に薄板化研磨さ
れる。また、本実施例では、圧電基板１と保持基板８の
両面を薄板化しているため、２枚の基板を張り合わせた
薄板を容易に形成することが可能となる。なお、実施例
２と同様、圧電基板１の薄板化研磨後に、圧電基板１に
貫通溝６を設けることにより、同様の効果を得ることが
できる。

【００５３】さらに、実施例３と同様、オプティカルコ
ンタクトを行う前に圧電基板１に励振電極５を形成する
ことにより、同様の効果を得ることができる。以上、実
施例に例示した本発明の製造方法は、それぞれの材料に
制限されるものではなく、圧電材料に幅広く適用でき、
同様の効果が得られるものである。さらに、以上の実施
例に例示した本発明の製造方法はそれぞれの圧電デバイ
スに制限されるものではなく、薄い圧電基板の加工を必
要とする圧電振動子、フィルタ、センサ、アクチュエー
タに幅広く適用でき、同様の効果が得られる。

【００５４】

【発明の効果】本発明により、平面度、平行度、表面粗
さを保持しつつ、かつ３０μｍ以下に薄板化研磨して一
層高い周波数領域まで実用可能な圧電デバイスを、量産
可能で歩留まり良く生産できる補強された圧電基板の製
造方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例に係る補強された圧電基板の
製造方法を斜視図および断面図で示した工程図。図１
（ａ）は、

【図２】 本発明の他の実施例の補強された圧電基板の
製造方法を断面図で示した工程図。

【図３】 本発明の他の実施例の補強された圧電基板の
製造方法を斜視図および断面図で示した工程図。

【図４】 本発明の他の実施例の補強された圧電基板の
製造方法を断面図で示した工程図。

【図５】 本発明の他の実施例の補強された圧電基板の
製造方法を斜視図および断面図で示した工程図。

【図６】 従来の圧電デバイスの上面図。

【符号の説明】

１ 圧電基板 ２ 補助基板 ３ 構造体 ４ 貫通孔 ５ 電極 ６ 貫通溝 ７ 目張り材 ８ 保持基板

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧電基板と、該圧電基板にオプティカルコ
   ンタクトされた補助基板とからなる補強された圧電基板
   の製造方法において、 （ａ）圧電基板と補助基板とをオプティカルコンタクト
   する工程と、 （ｂ）オプティカルコンタクトした状態で、圧電基板を
   所要厚みに研磨する工程と、 （ｃ）圧電基板に構造体を接着する工程と、 （ｄ）圧電基板にオプティカルコンタクトした補助基板
   を、加水分解を用いて剥離する工程と、 （ｅ）圧電基板の励振部に電極を形成する工程と、 を具備することを特徴とする補強された圧電基板の製造
   方法。
2. 【請求項２】圧電基板と、該圧電基板にオプティカルコ
   ンタクトされた補助基板とからなる補強された圧電基板
   の製造方法において、 （ａ）圧電基板と補助基板とをオプティカルコンタクト
   する工程と、 （ｂ）圧電基板の周囲に目張り材を充填する工程と、 （ｃ）目張り材を充填した状態で、圧電基板を所要厚み
   に研磨する工程と、 （ｄ）目張り材を除去する工程と、 （ｅ）圧電基板に構造体を接着する工程と、 （ｆ）圧電基板にオプティカルコンタクトした補助基板
   を、加水分解を用いて剥離する工程と、 （ｇ）圧電基板の励振部に電極を形成する工程と、を具
   備することを特徴とする補強された圧電基板の製造方
   法。
3. 【請求項３】圧電基板と、該圧電基板にオプティカルコ
   ンタクトされた補助基板とからなる補強された圧電基板
   の製造方法において、 （ａ）圧電基板と保持基板を直接接合する工程と、 （ｂ）圧電基板を所要厚みに研磨する工程と、 （ｃ）研磨により薄板化した圧電基板と補助基板とをオ
   プティカルコンタクトする工程と、 （ｄ）オプティカルコンタクトした状態で、保持基板を
   所要厚みに研磨する工程と、 （ｅ）保持基板に構造体を接着する工程と、 （ｆ）圧電基板にオプティカルコンタクトした補助基板
   を、加水分解を用いて剥離する工程と、 （ｇ）圧電基板と保持基板の励振部に電極を形成する工
   程と、を具備することを特徴とする補強された圧電基板
   の製造方法。
4. 【請求項４】上記のオプティカルコンタクトをする工程
   に先立って、補助基板に対面する圧電基板の表面の一部
   に金属薄膜を形成する工程を設けることを特徴とする請
   求項１から３のいずれか１項に記載の補強された圧電基
   板の製造方法。
5. 【請求項５】上記の補助基板をオプティカルコンタクト
   して圧電基板を研磨する工程の後、圧電基板に少なくと
   も一つの支持部を残して圧電基板の励振部を取り囲む貫
   通溝を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１か
   ら３のいずれか１項に記載の補強された圧電基板の製造
   方法。
6. 【請求項６】上記の補助基板をオプティカルコンタクト
   して圧電基板を研磨する工程の後、圧電基板の表面に金
   属薄膜を形成することを特徴とする請求項１から３のい
   ずれか１項に記載の補強された圧電基板の製造方法。