JP2019153902A - 複合基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、圧電基板の第2の孔の形成を、支持基板との貼り合せ後に行うため、圧電基板の第2の孔の形成工程で加工不良が生じにくい。
圧電基板2は、タンタル酸リチウム(LT)、ニオブ酸リチウム(LN)、酸化亜鉛、水晶などの圧電性を有する材料からなる。支持基板3は、圧電基板2よりも機械的強度の高い材質からなり、例えば、サファイア、シリコン、炭化珪素、LN、アルミナなどの各種セラミックスからなる。中でもサファイアは機械的強度、絶縁性、放熱性に優れ、支持基板3として好適である。
図1に、本開示の製造方法で作製される複合基板1の概略断面図を示す。複合基板1は、対向する第1面2aおよび第2面2bを有する圧電基板2と、第2面2bに接する第3面3aおよび第3面3aに対向する第4面3bを有する支持基板3と、第1面2aから第4面3bまで貫通する貫通孔1cと備える。貫通孔1cの貫通方向に垂直な断面の形状は、特に制限はないが、例えば円形である。複合基板1の寸法は例えば、直径が4インチ〜6インチ、支持基板3の厚みが0.3mm〜1.0mm、圧電基板2の厚みが20μm〜50μmである。
本開示の方法で作製される複合基板1は、表面弾性波素子などの圧電素子用の複合基板1として用いられる。1枚の複合基板1には複数の圧電素子が形成される。圧電基板2の第1面2aには素子電極が形成され、支持基板3の第4面3bには外部電極が形成される。貫通孔1cの内部には、銅などの導電性材料からなる導電体が形成されて素子電極、および外部電極と接続される。
第1の孔3cは、レーザ加工、ブラスト加工、ドリル加工等の加工方法で形成される。支持基板3としてサファイアを用い、レーザ加工で第1の孔3cを形成する場合、YAGレーザ等の高調波を利用した短パルスレーザが好適である。支持基板3をレーザ加工する
と、加工中に加工領域から飛散したデブリが支持基板3の表面および加工面に付着する。デブリは、以降の製造工程および、製品特性に悪影響を及ぼすので、エッチング等の方法で除去する。支持基板3のデブリ除去には、例えば、室温または沸点以下の温度に加熱した塩酸、硝酸、フッ酸、リン酸、4ホウ酸ナトリウム溶融液、KOH溶融液、NaOH溶融液によるエッチング処理が用いられる。
圧電基板2と支持基板3の貼り合せは、接着材料を用いない直接接合、または、接着材料を用いた接着によって行う。直接接合では、圧電基板2と支持基板3を真空中、大気中または所定の雰囲気中で加熱および(または)加圧して接合する。貼り合せ工程では、貼り合せ時の温度および圧電基板2と支持基板3の熱膨張率差に起因して、圧電基板2と支持基板3に応力が発生し、破損、加工精度不良などの原因となり得る。このような応力を小さくするには、接合温度が低いことが好ましいので、圧電基板2の第2面2bと支持基板3の第3面3aを、プラズマ処理などの方法で活性化処理を施した後、接合するとよい。
一般に、圧電材料は機械的強度が低いため、第2の孔2cの形成方法は、ウェットエッチング、ドライエッチング等の化学的処理による加工が好ましい。圧電基板2がLTまたはLNであれば、フォトリソグラフィ技術によるマスク形成と、CF4などのハロゲン化合物ガスを用いたリアクティブイオンエッチングの組合せにより形成するとよい。また、圧電基板2と支持基板3とを貼り合せる前に第2の孔2cを形成する従来の方法(特許文献2、3)では、圧電基板2の加工不良(変形、損傷)が生じやすい。これに対し、本開示の複合基板1の製造方法は、第2の孔2cの加工を、支持基板3との貼り合せ後に行うため、第2の孔2cの形成工程で加工不良が生じにくい。
1c:貫通孔
2 :圧電基板
2a:第1面
2b:第2面
2c:第2の孔
3 :支持基板
3a:第3面
3b:第4面
3c:第1の孔
Claims (10)
- 対向する第1面および第2面を有する圧電基板と、
対向する第3面および第4面を有する支持基板とを準備する工程と、
前記支持基板に前記第3面または前記第4面から第1の孔を形成する工程と、
前記圧電基板の前記第2面と前記支持基板の前記第3面とを貼り合せる工程と、
前記圧電基板の前記第1面から前記支持基板の前記第3面に向かって、前記第1の孔に連通する第2の孔を形成する工程と
を備えた、複合基板の製造方法。 - 前記圧電基板が、タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板である、請求項1に記載の複合基板の製造方法。
- 前記支持基板がサファイア基板である、請求項1または2に記載の複合基板の製造方法。
- 前記複合基板が表面弾性波素子用複合基板である、請求項1から3のいずれかに記載の複合基板の製造方法。
- 前記第1の孔をレーザ加工で形成した後、加工時に発生するデブリをエッチングにより除去する、請求項1から4のいずれかに記載の複合基板の製造方法。
- 前記第2の孔をエッチング加工で形成する、請求項1から5のいずれかに記載の複合基板の製造方法。
- 前記第1の孔を前記第3面から形成する、請求項1から6のいずれかに記載の複合基板の製造方法。
- 前記圧電基板と前記支持基板とを貼り合せた後、前記第2の孔を形成する前に、前記圧電基板の前記第1面を加工して前記圧電基板の厚みを薄くする工程を備える、請求項1から7のいずれかに記載の複合基板の製造方法。
- 前記第2の孔の形成後に、前記支持基板の前記第4面を加工して前記支持基板の厚みを薄くする工程を備える、請求項1から8のいずれかに記載の複合基板の製造方法。
- 前記第1の孔を前記第4面に到達しないように形成し、前記支持基板の厚みを薄くする工程で、前記第1の孔を前記第4面に開口させる、請求項9に記載の複合基板の製造方法。
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