(57)【要約】      （修正有）【課題】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の提供。【解決手段】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を細分化した複合圧電チップ４であって、該複合圧電チップ４は、前記複合圧電基板３を該複合圧電基板３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４の圧電体部側面の面粗さ（Ｒａ）が、０．１５μｍ以下のものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
前記圧電基板は、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
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。
【請求項１３】
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。
【請求項１４】
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。
【請求項１５】
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。
【請求項１６】
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。
【請求項１７】
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。
【請求項１８】
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。
【請求項１９】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００１−６０８４６号公報
【特許文献２】特開２００９−１１８５０４号公報
【特許文献３】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】
【００１６】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
また、前記圧電基板は、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３のいずれかからなるものであることが好ましい。
【００３０】
このように、圧電基板がＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
また、前記支持基板は、絶縁体であることが好ましい。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【発明の効果】
【００５５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】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。
【図２】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。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３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ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【実施例】
【００７４】
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。
【００７５】
（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（ＬｉＴａＯ３、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。
【００７６】
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ＬｉＴａＯ３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ＬｉＴａＯ３基板の接着剤塗布面を貼り合わせた。
【００７７】
次に、この貼り合わせた複合圧電基板に、照度５０ｍＷ／ｃｍ２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ＬｉＴａＯ３基板の厚さが３０μｍになるようにした。
【００７８】
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。
【００７９】
次に前記の複合圧電基板を表面のＬｉＴａＯ３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ＬｉＴａＯ３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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
【表１】
2011124628.tif 000003
【００８３】
（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（ＬｉＴａＯ３、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。
【００８４】
そして、清浄に洗浄した前記Ｐ型シリコン基板と前記ＬｉＴａＯ３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ＬｉＴａＯ３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。
【００８５】
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ＬｉＴａＯ３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ＬｉＴａＯ３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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
（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ＬｉＴａＯ３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。
【００８９】
【表２】
2011124628.tif 000004
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。
【００９０】
（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ＬｉＴａＯ３基板を得た。
次に前記の複合圧電基板を表面のＬｉＴａＯ３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ＬｉＴａＯ３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。
【００９１】
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。
【００９２】
（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ＬｉＴａＯ３の接合基板を得た。次にこの複合圧電基板を表面のＬｉＴａＯ３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ＬｉＴａＯ３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ＬｉＴａＯ３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、ＬｉＴａＯ３の段差部が形成されていた。
【００９３】
前記複合圧電チップの前記ＬｉＴａＯ３の上面端部のチッピングは、最大で５μｍであった。しかし、ＬｉＴａＯ３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ＬｉＴａＯ３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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【符号の説明】
【００９６】
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。
【図１】
2011124628.tif 000005
【図２】
2011124628.tif 000006