(57)【要約】【課題】圧電基板と支持基板とを接着層を介して貼り合わせたものにおいて、加熱により生じる不具合の発生をより抑制する。【解決手段】本発明の弾性波デバイス３０は、電極が形成されている圧電基板４２と、支持基板４４と、圧電基板４２と支持基板４４とを接着する接着層４６と、を備え、圧電基板４２側から支持基板４４側に向かって凸形状となるよう圧電基板４２には膨出部４３が形成されている。弾性波デバイス３０は、支持基板４４に屈曲部４８が形成されており、圧電基板４２の表面４１から支持基板４４の屈曲部４８に向かって外周が小さくなるよう形成され屈曲部４８から裏面４５に向かって外周の大きさが同じになるよう形成されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極が形成されている圧電基板と、
前記圧電基板と直接又は間接的に接着されている支持基板と、を備え、
前記圧電基板側から前記支持基板側に向かって凸形状となるよう前記圧電基板には膨出部が形成されている、弾性波デバイス。
【請求項２】
前記圧電基板は、前記支持基板と接着されている側を接着面とし、該接着面の反対側の面を表面としたときに、該接着面を該表面に対して垂直方向に該表面に投影すると、該接着面が該表面の内側に入るように、前記膨出部が形成されている、請求項１に記載の弾性波デバイス。
【請求項３】
前記接着面に対して垂直であり前記弾性波デバイスの中心を通る断面において、前記接着面の延長面と膨出部の表面とがなす最大角である角度θが鋭角である、請求項１又は２に記載の弾性波デバイス。
【請求項４】
前記角度θが、４５°≦θ≦７５°の範囲である、請求項３に記載の弾性波デバイス。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波デバイスであって、
前記圧電基板と前記支持基板とを接着する接着層、を備えた、弾性波デバイス。
【請求項６】
電極が形成されている圧電基板と、前記圧電基板と直接又は間接的に接着されている支持基板と、を備えた複合基板を用いた弾性波デバイスの製造方法であって、
前記圧電基板側から前記支持基板側に向かって弾性波デバイスが凸形状となる膨出部を形成する切断面が得られる切断部材を用いて、前記複合基板から前記弾性波デバイスを切り出す切出工程、を含む弾性波デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記切出工程では、先端側に向けて尖った形状を有する前記切断部材を用い、該切断部材の先端を前記圧電基板の表面側に配置して、前記複合基板から前記弾性波デバイスを切り出す、請求項６に記載の弾性波デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記切出工程では、前記支持基板と前記圧電基板とを切断する一つの前記切断部材を用いて、前記複合基板から前記弾性波デバイスを切り出す、請求項６又は７に記載の弾性波デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記切出工程では、前記支持基板を切断可能な支持基板切断部材を用いて該支持基板を切削したあと、前記圧電基板を切断する圧電基板切断部材を用いて該切削した支持基板側から前記圧電基板を切断する、請求項６〜８のいずれか１項に記載の弾性波デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性波デバイス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、弾性波デバイスの製造方法としては、圧電基板とそれを支持する支持基板とを接合した接合体の分割工程において、分割後の圧電基板の幅が支持基板の幅より小さくなるように切断するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この製造方法では、最初に圧電基板の切断に適した材質の回転刃で圧電基板の表面側から圧電基板のみを分割し、その後、支持基板の分割に適した材質で圧電基板用の回転刃よりも幅の狭い回転刃で、支持基板の裏面側から支持基板のみを分割することにより、弾性波デバイスを作製する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−９４６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、こうした弾性波デバイスは、切断されたあと、高温プロセス工程を行うことがある。しかしながら、この特許文献１に記載された弾性波デバイスでは、圧電基板の幅が支持基板の幅より小さく形成されているが、加熱による膨張・収縮の影響により圧電基板の端部でクラックなどが発生することがあった。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、圧電基板と支持基板とを接着層を介して貼り合わせたものにおいて、加熱により生じる不具合の発生をより抑制することができる弾性波デバイス及びその製造方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した主目的を達成するために鋭意研究したところ、本発明者らは、圧電基板側から支持基板側に向かって凸形状となるよう圧電基板に膨出部を形成したところ、加熱により生じる不具合の発生をより抑制することができることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本発明の弾性波デバイスは、
電極が形成されている圧電基板と、
前記圧電基板と直接又は間接的に接着されている支持基板と、を備え、
前記圧電基板側から前記支持基板側に向かって凸形状となるよう前記圧電基板には膨出部が形成されているものである。
【０００８】
本発明の弾性波デバイスの製造方法は、
電極が形成されている圧電基板と、前記圧電基板と直接又は間接的に接着されている支持基板と、を備えた複合基板を用いた弾性波デバイスの製造方法であって、
前記圧電基板側から前記支持基板側に向かって弾性波デバイスが凸形状となる膨出部を形成する切断面が得られる切断部材を用いて、前記複合基板から前記弾性波デバイスを切り出す切出工程、を含むものである。
【発明の効果】
【０００９】
この弾性波デバイスの製造方法では、圧電基板側から支持基板側に向かって凸形状となるよう圧電基板に膨出部を形成する。このような、本発明の弾性波デバイス及びその製造方法では、加熱により生じる不具合の発生をより抑制することができる。この理由は、以下のように推察される。例えば、圧電基板には膨出部が形成されており、接着層により支持基板に接着されている圧電基板の面に比して、接着されていない圧電基板の表面側の方が大きく形成されており、自由度の高い表面側のボリュームが比較的大きくなっている。この膨出部の存在により、加熱された際など支持基板及び圧電基板の膨張・収縮により生じる端部での応力を緩和可能であるものと推察される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】複合基板１０及び弾性波デバイス３０の構成の概略を示す説明図。
【図２】弾性波デバイス３０の製造プロセスの一例を模式的に示す断面図。
【図３】弾性波デバイス３０の製造プロセスの一例を模式的に示す断面図。
【図４】弾性波デバイス３０Ｂの製造プロセスの一例を模式的に示す断面図。
【図５】弾性波デバイス３０の構成の概略を示す構成図。
【図６】弾性波デバイス３０Ｃの構成の概略を示す構成図。
【図７】比較例１の弾性波デバイス１３０の構成の概略を示す断面図。
【図８】比較例２の弾性波デバイス２３０の構成の概略を示す断面図。
【図９】実施例１〜３及び比較例１〜３の評価結果の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態である複合基板１０及び弾性波デバイス３０の構成の概略を示す説明図である。図２は、弾性波デバイス３０の製造プロセスの一例を模式的に示す断面図である。本発明の弾性波デバイス３０の製造方法は、（ａ）圧電基板と支持基板とを貼り合わせ電極を形成した複合基板を作製する複合基板作製工程と、（ｂ）圧電基板側から支持基板側に向かって弾性波デバイスが凸形状となる膨出部を形成する切断面が得られる切断部材を用いて複合基板から弾性波デバイスを切り出す切出工程と、を含むものとしてもよい。本発明の弾性波デバイス３０としては、弾性表面波デバイスやラム波素子、薄膜共振子（ＦＢＡＲ）などとしてもよい。例えば、弾性表面波デバイスは、圧電基板の表面に、弾性表面波を励振する入力側のＩＤＴ（Interdigital Transducer）電極（櫛形電極、すだれ状電極ともいう）と弾性表面波を受信する出力側のＩＤＴ電極とを設けたものである。入力側のＩＤＴ電極に高周波信号を印加すると、電極間に電界が発生し、弾性表面波が励振されて圧電基板上を伝搬していく。そして、伝搬方向に設けられた出力側のＩＤＴ電極から、伝搬された弾性表面波を電気信号として取り出すことができる。
【００１２】
（ａ）複合基板作製工程
まず、この工程では、圧電基板１２と支持基板１４とを貼り合わせて貼り合わせ基板を形成し、貼り合わせ基板の外周面を研削し、圧電基板の厚みを薄くすると共に、圧電基板の表面を鏡面研磨してもよい。ここで、圧電基板１２と支持基板１４とは、直接接着してもよいし、例えば接着層１６を介して間接的に接着してもよい。ここでは、図２に示すように、接着層１６を介して接着する場合について主として説明する。圧電基板１２としては、例えば、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体単結晶、ホウ酸リチウム、ランガサイト、水晶などのうち１以上を用いることができる。支持基板１４としては、シリコン製のものを用いることができる。この支持基板１４の熱膨張係数は、圧電基板１２の熱膨張係数が１３〜２０ｐｐｍ／Ｋの場合には、２〜７ｐｐｍ／Ｋのものを用いるのが好ましい。接着層１６としては、耐熱性を有する有機接着剤により形成されることが好ましく、例えば、エポキシ系接着剤やアクリル系接着剤などを用いることができる。次に、圧電基板１２の表面に電極を形成する。電極の形成は、例えば、フォトリソグラフィ技術を用いて、図１に示すように、圧電基板１２の表面にＩＤＴ電極３２、３４と反射電極３６とを形成するものとしてもよい。
【００１３】
（ｂ）切出工程
この工程では、図２に示すように、多数の弾性表面波デバイスの集合体である複合基板１０をダイシングして、１つ１つの弾性波デバイス３０に切り出す処理を行う。なお、ここでは、ダイシング前のものをそれぞれ圧電基板１２、支持基板１４、接着層１６と称し、ダイシング後のものをそれぞれ圧電基板４２、支持基板４４及び接着層４６と称する。この工程では、圧電基板１２側から支持基板１４側に向かって弾性波デバイスが凸形状となる膨出部４３を圧電基板４２に形成する切断面が得られる切断部材５０を用いるものとする。ここで、凸形状には、例えば、弾性波デバイス３０の表面４１から裏面４５に向かうと外形が小さくなるような形状を含む。この切出工程では、図２に示すように、先端側に向けて尖った形状を有する回転刃である切断部材５０を用い、この切断部材５０の先端を圧電基板の表面１１側に配置して、複合基板１０から弾性波デバイス３０を切り出すものとしてもよい。こうすれば、先細りになった先端側を利用して、比較的容易に膨出部４３を圧電基板４２に形成することができる。また、この切出工程では、図２に示すように、支持基板１４と圧電基板１２とを切断する一つの切断部材を用いて、複合基板１０から弾性波デバイスを切り出すものとしてもよい。こうすれば、１回の切断処置により支持基板１４と圧電基板１２とを切断することができるため、作業効率がよい。あるいは、この切出工程では、図３に示すように、支持基板１４を切断可能な支持基板切断部材５２を用いて支持基板１４を切削したあと、圧電基板１２を切断する圧電基板切断部材５４を用いて、この切削した支持基板１４側から圧電基板１２を切断するものとしてもよい。こうすれば、切断処理を２回必要とするが、支持基板１４及び圧電基板１２の端部の破損をより抑制することができる。また、支持基板や圧電基板の破損などをより抑制することができる。この支持基板切断部材５２での切削処理では、接着層４６まで切削してもよいし、支持基板４４の表面近傍まで切削してもよい。切断部材の材質としては、例えば、電鋳系砥石、レジン系砥石などのうち１以上を用いることができる。また、図４に示すように、先端側に向けて尖った形状で且つ先端に厚さが変わらない平板部５１Ｂを設けた切断部材５０Ｂを用いるものとしてもよい。この切断部材５０Ｂの先端を圧電基板の表面１１側に配置して、複合基板１０から弾性波デバイス３０Ｂを切り出すものとしてもよい。こうすれば、ダイシングすると共に、膨出部４３Ｂの端部を平面に形成することができ、圧電基板４２Ｂの端部の破損などをより抑制することができる。このように、切断部材を用いて所定の間隔で複合基板１０を切断すると、膨出部４３が形成されており、圧電基板４２側から支持基板４４側に向かって凸形状である弾性波デバイス３０を作製することができる。なお、図２〜６では、圧電基板４２上に形成されている電極は省略した。
【００１４】
次に、このようにして作製した弾性波デバイス３０について説明する。図５は、弾性波デバイス３０の構成の概略を示す構成図であり、図６は、弾性波デバイス３０Ｃの構成の概略を示す構成図である。本発明の弾性波デバイスは、電極が形成されている圧電基板と、支持基板と、圧電基板と支持基板とを接着する接着層と、を備え、圧電基板側から支持基板側に向かって凸形状となるよう、圧電基板には外周側に膨出した膨出部が形成されているものである。弾性波デバイス３０は、図５に示すように、支持基板４４に屈曲部４８が形成されており、圧電基板４２の表面４１から支持基板４４の屈曲部４８に向かって外周が小さくなるよう形成され屈曲部４８から裏面４５に向かって外周の大きさが同じになるよう形成されている。また、弾性波デバイス３０は、圧電基板４２から接着層４６を通り支持基板４４まで連続な外周面を有している。こうすれば、外周側での接着層の剥離などをより抑制することができる。また、弾性波デバイス３０において、圧電基板４２は、支持基板４４に接着されている側を接着面４９とし、接着面４９の反対側の面を表面４１としたときに、接着面４９を表面４１に対して垂直方向に表面４１に投影すると、接着面４９が表面４１の内側に入るように、膨出部４３が形成されているものとしてもよい。こうすれば、膨出部４３により加熱した際に生じる不具合（例えばクラックなど）の発生をより抑制することができる。また、弾性波デバイス３０では、接着面４９に対して垂直であり弾性波デバイス３０の中心を通る断面において、接着面４９の延長面と膨出部４３の表面とがなす最大角である角度θが鋭角であるものとしてもよい。こうすれば、比較的大きなボリュームの膨出部４３を圧電基板４２に形成することができ好ましい。この角度θは、９０°未満であり、８０°以下であることがより好ましく、７５°以下であることが更に好ましい。また、この角度θは、０°を超えることが好ましく、２０°以上であることがより好ましく、４５°以上であることが更に好ましい。この角度θが７５°以下４５°以上では、圧電基板４２の端部での機械的強度をより確保することができ好ましい。なお、角度θを４５°以上とすることにより膨出部４３が小さくなり、生産効率が上がる。
【００１５】
また、図６に示すように、圧電基板４２Ｃに屈曲部４８Ｃが形成されていてもよい。この弾性波デバイス３０Ｃは、上述の切断部材５０の先端をより深い位置として複合基板１０を切り出すことにより作製することができる。この弾性波デバイス３０Ｃにおいても、圧電基板４２Ｃから接着層４６Ｃを通り支持基板４４Ｃまで連続な外周面を有している。なお、接着層に屈曲部が形成されているものとしてもよいし、圧電基板から接着層を通り支持基板まで連続な外周面を有していなくてもよい。また、図４に示すように、膨出部４３Ｂの端部が平面に形成されている弾性波デバイス３０Ｂとしてもよい。この弾性波デバイス３０Ｂにおいても、圧電基板４２Ｂから接着層４６Ｂを通り支持基板４４Ｂまで連続な外周面を有している。
【００１６】
以上説明した実施例の弾性波デバイス及びその製造方法によれば、圧電基板側から支持基板側に向かって凸形状となるよう圧電基板に膨出部が形成されており、加熱により生じる不具合の発生をより抑制することができる。この理由は、以下のように推察される。例えば、接着層により支持基板に接着されている圧電基板の面に比して、接着されていない圧電基板の表面側の方が大きく形成されており、自由度の高い表面側のボリュームが比較的大きくなっている。この膨出部の存在により、加熱された際など支持基板及び圧電基板の膨張・収縮により生じる端部での応力を緩和可能であるものと推察される。
【００１７】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００１８】
例えば、上述した実施形態では、複合基板作製工程を含むものとしたが、作製済みの複合基板１０を用意し、この複合基板作製工程を省略してもよい。
【実施例】
【００１９】
以下には、弾性波デバイスを具体的に製造した例を実施例として説明する。
【００２０】
［複合基板の作製］
まず、圧電基板として、オリエンテーションフラット部（ＯＦ部）を有し、直径が１００ｍｍ、厚さが２５０μｍのタンタル酸リチウム基板（ＬＴ基板）を用意した。また、支持基板として、ＯＦ部を有し、直径が１００ｍｍ、厚さが３５０μｍの支持基板としてのシリコン基板を用意した。ここで、ＬＴ基板は、弾性表面波（ＳＡＷ）の伝搬方向をＸとし、切り出し角が回転Ｙカット板である４２°ＹカットＸ伝搬ＬＴ基板を用いた。次いで、シリコン基板にスピンコートによりエポキシ系接着剤を塗布し、ＬＴ基板を貼付けて１８０℃に加熱し、接着層（エポキシ系接着剤が固化した層）の厚さが０．３μｍの貼り合わせ基板を形成した。次いで、研磨機にてＬＴ基板の厚さが３０μｍとなるまで研磨した。研磨機としては、以下のように厚みを薄くしたあと鏡面研磨を行うものを用いた。即ち、厚みを薄くするときには、研磨定盤とプレッシャープレートとの間に貼り合わせ基板を挟み込み、その基板と研磨定盤との間に研磨砥粒を含むスラリーを供給し、このプレッシャープレートにより研削後基板を定盤面に押し付けながらプレッシャープレートに自転運動を与えて行うものを用いた。続いて、鏡面研磨を行うときには、研磨定盤を表面にパッドが貼られたものとすると共に研磨砥粒を番手の高いものへと変更し、プレッシャープレートに自転運動及び公転運動を与えることによって、圧電基板の表面を鏡面研磨するものを用いた。まず、研削後基板のＬＴ基板の表面を定盤面に押し付け、自転運動の回転速度を１００ｒｐｍ、研磨を継続する時間を６０分として研磨した。続いて、研磨定盤を表面にパッドが貼られたものとすると共に研磨砥粒を番手の高いものへと変更し、研削後基板を定盤面に押し付ける圧力を０．２ＭＰａ、自転運動の回転速度を１００ｒｐｍ、公転運動の回転速度を１００ｒｐｍ、研磨を継続する時間を６０分として鏡面研磨した。なお、本実施例では、圧電基板の表面上に電極を形成する工程は省略した。
【００２１】
［実施例１］
上記作製した複合基板をダイシングし、弾性波デバイスを作製した。ダイシングは、図２に示す、先端の尖った形状の切断部材５０を用いて行った。ダイシングの条件は、切断部材の幅が０．５ｍｍ、回転数２９０００ｒｐｍで同一速度にて行った。なお、切断部材５０としては、接着面４９の外周から圧電基板４２の膨出部４３に向けた接線と接着面４９の延長線とがなす角度θが４５°となるものを用いた。得られた弾性波デバイスを実施例１とした。この実施例１の弾性波デバイス３０を１６００個作製した。
【００２２】
［実施例２，３］
切断部材５０として接着面４９の外周から圧電基板４２の膨出部４３に向けた接線と接着面４９の延長線とがなす角度θが６０°，７５°となるものを用いた以外は実施例１と同様の工程を経て、得られた弾性波デバイスをそれぞれ実施例２，３とした。この実施例２，３の弾性波デバイス３０を５０個作製した。
【００２３】
［比較例１］
上記作製した複合基板を図７に示す形状、即ち、表面側の面積が小さい形状にダイシングして得られた弾性波デバイスを比較例１とした。図７は、比較例１の弾性波デバイス１３０の構成の概略を示す断面図である。ダイシングは、切断部材の幅が０．５ｍｍ、回転数２９０００ｒｐｍで表面１４１側から圧電基板１４２を切削したのち、回転数２９０００ｒｐｍで裏面１４５側から支持基板１４４を切断した。ここでは、圧電基板１４２の接着面１４９の外周から圧電基板１４２の外周面に向けた接線と接着面１４９の延長線とがなす角度θが１３５°となるように圧電基板１４２を切削した。この比較例１の弾性波デバイス１３０を１６００個作製した。
【００２４】
［比較例２］
圧電基板１４２の接着面１４９の外周から圧電基板１４２の外周面に向けた接線と接着面１４９の延長線とがなす角度θが１２０°となるように圧電基板１４２を切削した以外は比較例１と同様の工程を経て、得られた弾性波デバイスを比較例２とした。この比較例２の弾性波デバイス１３０を５０個作製した。
【００２５】
［比較例３］
上記作製した複合基板を図８に示す形状、即ち、表面側の面積と裏面側の面積とが同じ形状にダイシングして得られた弾性波デバイスを比較例３とした。図８は、比較例３の弾性波デバイス２３０の構成の概略を示す断面図である。ダイシングは、比較例１と同様の条件で、表面２４１側から圧電基板２４２を切削したのち、裏面２４５側から支持基板２４４を切断した。ここでは、圧電基板２４２の接着面２４９の外周から圧電基板２４２の外周面に向けた接線と接着面２４９の延長線とがなす角度θが９０°となるように圧電基板２４２を切削した。この比較例３の弾性波デバイス２３０を１６００個作製した。
【００２６】
次に、得られた実施例１〜３及び比較例１〜３の複合基板のチップを空気中、２６０℃で加熱処理した。図９は、加熱処理後の実施例１〜３及び比較例１〜３の弾性波デバイスの評価結果の模式図である。また、加熱処理実験の評価結果を表１に示す。図９及び表１に示すように、実施例１〜３では、熱処理を行ったあとに弾性波デバイスの端部での欠けやクラックなどの不具合はみられなかった。一方、比較例１，２では、作製したもののうちそれぞれ９０％，８４％で、熱処理を行ったあとに圧電基板の表面に細かなクラックの発生が確認された。また、比較例３では、作製したもののうち７０％で、熱処理を行ったあとに圧電基板の表面に細かなクラックの発生が確認された。したがって、圧電基板側から支持基板側に向かって凸形状となるよう圧電基板に膨出部を形成すると、加熱により生じる不具合の発生をより抑制することができることが明らかになった。
【００２７】
【表１】
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【符号の説明】
【００２８】
１０  複合基板、１２  圧電基板、１４  支持基板、１６  接着層、３０，３０Ｂ，３０Ｃ，１３０，２３０  弾性波デバイス、３２，３４  ＩＤＴ電極、３６  反射電極、４１，１４１，２４１  表面、４２，４２Ｂ，４２Ｃ，１４２，２４２  圧電基板、４３，４３Ｂ，４３Ｃ  膨出部、４４，４４Ｂ，４４Ｃ，１４４，２４４  支持基板、４５，１４５，２４５  裏面、４６，４６Ｂ，４６Ｃ，１４６，２４６  接着層、４８，４８Ｂ，４８Ｃ，１４８  屈曲部、４９，１４９，２４９  接着面、５０，５０Ｂ  切断部材、５１Ｂ  平板部、５２  支持基板切断部材、５４  圧電基板切断部材。
【図１】
2011120226.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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