複合基板及びそれを用いた弾性波デバイス
【課題】弾性波デバイスに利用される複合基板であって、耐熱性の優れたものを提供する。
【解決手段】複合基板１０は、弾性波を伝搬可能なタンタル酸リチウム（ＬＴ）からなる圧電基板１２と、方位（１１１）面で圧電基板１２に接合されたシリコンからなる支持基板１４と、両基板１２，１４を接合する接着層１６とを備えている。
【解決手段】複合基板１０は、弾性波を伝搬可能なタンタル酸リチウム（ＬＴ）からなる圧電基板１２と、方位（１１１）面で圧電基板１２に接合されたシリコンからなる支持基板１４と、両基板１２，１４を接合する接着層１６とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合基板及びそれを用いた弾性波デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、携帯電話等に使用されるフィルタ素子や発振子として機能させることができる弾性表面波デバイスや、圧電薄膜を用いたラム波素子や薄膜共振子（ＦＢＡＲ：Film Bulk Acoustic Resonator）などの弾性波デバイスが知られている。こうした弾性表面波デバイスとしては、支持基板と弾性表面波を伝搬させる圧電基板とを貼り合わせ、圧電基板の表面に弾性表面波を励振可能な櫛形電極を設けたものが知られている。このように圧電基板よりも小さな熱膨張係数を持つ支持基板を圧電基板に貼付けることにより、温度が変化したときの圧電基板の大きさの変化を抑制し、弾性表面波デバイスとしての周波数特性の変化を抑制している。例えば、特許文献１には、圧電基板であるＬＴ基板（ＬＴはタンタル酸リチウムの略）と支持基板であるシリコン基板とをエポキシ接着剤からなる接着層によって貼り合わせた構造の弾性表面波デバイスが提案されている。こうした弾性表面波デバイスは、金ボールを介してフリップチップボンディングによってセラミック基板に搭載したあと樹脂で封入し、そのセラミック板の裏面に設けられた電極を鉛フリーのはんだを介してプリント配線基板に実装される。また、こうした弾性表面波デバイスは、金ボールの代わりに鉛フリーのはんだからなるボールを介してセラミック基板に実装することもある。この場合も、実装時には鉛フリーのはんだをリフロー工程で溶融・再凝固させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５０９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の弾性表面波デバイスでは、リフロー工程終了後に素子の割れが発生することがあり、生産時の歩留まりが悪いという問題があった。こうした問題が発生する原因は、圧電基板と支持基板との熱膨張係数差が大きく、リフロー工程の温度（２６０℃程度）に耐えられなかったと考えられる。
【０００５】
本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであり、弾性波デバイスに利用される複合基板であって、耐熱性の優れたもの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】
本発明は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の複合基板は、
弾性波を伝搬可能な圧電基板と、
方位（１１１）面で前記圧電基板の裏面に有機接着層を介して接合され、該圧電基板よりも熱膨張係数の小さなシリコン製の支持基板と、
を備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の複合基板によれば、圧電基板がこの圧電基板よりも熱膨張係数の小さなシリコン製の支持基板と有機接着層を介して接合されているため、圧電基板の周波数温度特性の変動を有効に抑制することができる。また、支持基板が方位（１００）面や方位（１１０）面で圧電基板に接合されたものと比べて耐熱性が高くなり、例えばこの複合基板を利用して作製した弾性表面波デバイスを実装基板に実装する際にリフロー工程を採用したとしても、リフロー時の温度条件（２６０℃程度）によって弾性表面波デバイスに割れが発生するのを有効に抑制することができる。このように耐熱性が高くなる理由は、支持基板が方位（１１１）面で圧電基板に接合されているため、熱が加わったときの熱応力がＸＹＺ軸方向に３等分され、一つの分力が小さくなることによると考えられる。これに対し、支持基板が方位（１００）面や方位（１１０）面で圧電基板に接合されている場合には、熱応力がＸ軸方向のみに加わったりＸＹ軸方向に２等分されて加わったりするため、一つの分力が大きくなり、耐熱性が高くならないと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の複合基板１０の斜視図である。
【図２】実施例１の複合基板１０の製造工程を模式的に示す説明図である。
【図３】実施例１の複合基板１０を用いて作製した弾性表面波デバイス３０の斜視図である。
【図４】弾性表面波デバイス３０をセラミック基板４０に搭載し樹脂で封入し、プリント配線基板６０に実装した様子を示す断面図である。
【図５】ラム波素子７０の断面図である。
【図６】ラム波素子の複合基板８０の断面図である。
【図７】薄膜共振子９０の断面図である。
【図８】薄膜共振子１００の断面図である。
【図９】薄膜共振子１００の複合基板１１０の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の複合基板は、弾性波を伝搬可能な圧電基板と、方位（１１１）面で前記圧電基板の裏面に有機接着層を介して接合され、該圧電基板よりも熱膨張係数の小さなシリコン製の支持基板と、を備えたものであり、弾性波デバイスに利用されるものである。
【００１１】
本発明の複合基板において、圧電基板と支持基板との熱膨張係数差は１０ｐｐｍ／Ｋ以上であることが好ましい。この場合、両者の熱膨張係数差が大きいため加熱時に割れが発生しやすく、本発明を適用する意義が高いからである。
【００１２】
本発明の複合基板において、圧電基板は、タンタル酸リチウム（ＬＴ）、ニオブ酸リチウム（ＬＮ）、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体単結晶、水晶又はホウ酸リチウムであることが好ましく、このうち、ＬＴ又はＬＮであることがより好ましい。ＬＴやＬＮは、弾性表面波の伝搬速度が速く、電気機械結合係数が大きいため、高周波数且つ広帯域周波数用の弾性表面波デバイスとして適しているからである。また、圧電基板の主面の法線方向は、特に限定されないが、例えば、圧電基板がＬＴからなるときには、弾性表面波の伝搬方向であるＸ軸を中心に、Ｙ軸からＺ軸に３６〜４７°（例えば４２°）回転した方向のものを用いるのが伝搬損失が小さいため好ましく、圧電基板がＬＮからなるときには、弾性表面波の伝搬方向であるＸ軸を中心に、Ｙ軸からＺ軸に６０〜６８°（例えば６４°）回転した方向のものを用いるのが伝搬損失が小さいため好ましい。更に、圧電基板の大きさは、特に限定されないが、例えば、直径５０〜１５０ｍｍ，厚さが０．２〜６０μｍである。
【００１３】
本発明の複合基板において、支持基板は、シリコン製である。シリコンは、半導体デバイス作製用として最も実用化されている材料であるため、この複合基板を用いて作製した弾性表面波デバイスと半導体デバイスとを複合化しやすくなるからである。また、支持基板の大きさは、特に限定されないが、例えば、直径５０〜１５０ｍｍ，厚さが１００〜５００μｍである。また、支持基板の熱膨張係数は、圧電基板の熱膨張係数が１３〜２０ｐｐｍ／Ｋの場合には、２〜７ｐｐｍ／Ｋのものを用いるのが好ましい。
【００１４】
本発明の複合基板において、圧電基板と支持基板は有機接着層を介して間接的に接合されている。両基板を有機接着層を介して間接的に接合する方法としては、以下の方法が例示される。すなわち、まず、両基板の接合面を洗浄し、該接合面に付着している不純物を除去する。次に、両基板の接合面の少なくとも一方に有機接着剤を均一に塗布する。その後、両基板を貼り合わせ、有機接着剤が熱硬化性樹脂の場合には加熱して硬化させ、有機接着剤が光硬化性樹脂の場合には光を照射して硬化させる。
【００１５】
本発明の複合基板は、弾性波デバイスに用いられるものである。弾性波デバイスとしては、弾性表面波デバイスやラム波素子、薄膜共振子（ＦＢＡＲ）などが知られている。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。こうした弾性表面波デバイスは、例えばプリント配線基板に実装する際にはリフロー工程が採用される。このリフロー工程において、鉛フリーのはんだを用いた場合、弾性表面波デバイスは２６０℃程度に加熱されるが、本発明の複合基板を利用した弾性表面波デバイスは耐熱性に優れるため圧電基板や支持基板の割れの発生が抑制される。
【００１６】
本発明の複合基板において、圧電基板は、裏面に金属膜を有していてもよい。金属膜は、弾性波デバイスとしてラム波素子を製造した際に、圧電基板の裏面近傍の電気機械結合係数を大きくする役割を果たす。この場合、ラム波素子は、圧電基板の表面に櫛歯電極が形成され、支持基板に設けられたキャビティによって圧電基板の金属膜が露出した構造となる。こうした金属膜の材質としては、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、銅、金などが挙げられる。なお、ラム波素子を製造する場合、裏面に金属膜を有さない圧電基板を備えた複合基板を用いてもよい。
【００１７】
本発明の複合基板において、圧電基板は、裏面に金属膜と絶縁膜を有していてもよい。金属膜は、弾性波デバイスとして薄膜共振子を製造した際に、電極の役割を果たす。この場合、薄膜共振子は、圧電基板の表裏面に電極が形成され、絶縁膜をキャビティにすることによって圧電基板の金属膜が露出した構造となる。こうした金属膜の材質としては、例えば、モリブデン、ルテニウム、タングステン、クロム、アルミニウムなどが挙げられる。また、絶縁膜の材質としては、例えば、二酸化ケイ素、リンシリカガラス、ボロンリンシリカガラスなどが挙げられる。
【００１８】
本発明の複合基板の圧電基板及び支持基板に用いられる代表的な材質の熱膨張係数を表１に示す。
【００１９】
【表１】
【実施例】
【００２０】
［実施例１］
図１は、本実施例の複合基板１０の斜視図である。この複合基板１０は、弾性表面波デバイスに利用されるものであり、１箇所がフラットになった円形に形成されている。このフラットな部分は、オリエンテーションフラット（ＯＦ）と呼ばれる部分であり、弾性表面波デバイスの製造工程において諸操作を行うときのウエハ位置や方向の検出などに用いられる。本実施例の複合基板１０は、弾性表面波を伝搬可能なタンタル酸リチウム（ＬＴ）からなる圧電基板１２と、方位（１１１）面で圧電基板１２に接合されたシリコンからなる支持基板１４と、両基板１２，１４を接合する接着層１６とを備えている。圧電基板１２は、直径が１００ｍｍ、厚さが３０μｍ、熱膨張係数が１６．１ｐｐｍ／Ｋである。この圧電基板１２は、弾性表面波の伝搬方向であるＸ軸を中心に、Ｙ軸からＺ軸に４２°回転した、４２°ＹカットＸ伝搬ＬＴ基板である。支持基板１４は、直径が１００ｍｍ、厚さが３５０μｍ、熱膨張係数が３ｐｐｍ／Ｋである。したがって、両者の熱膨張係数差は１３．１ｐｐｍ／Ｋである。接着層１６は、熱硬化性のエポキシ樹脂接着剤が固化したものであり、厚さが０．３μｍである。
【００２１】
こうした複合基板１０の製造方法について、図２を用いて以下に説明する。図２は、複合基板１０の製造工程を模式的に示す説明図（断面図）である。まず、支持基板１４として、ＯＦを有し、直径が１００ｍｍ、厚さが３５０μｍ、面方位が（１１１）のシリコン基板を用意した。また、研磨前の圧電基板２２として、ＯＦを有し、直径が１００ｍｍ、厚さが２５０μｍの４２°ＹカットＸ伝搬ＬＴ基板を用意した（図２（ａ）参照）。次いで、圧電基板２２の裏面にスピンコートにより熱硬化性のエポキシ樹脂接着剤２６を塗布し、支持基板１４の表面に重ね合わせたあと１８０℃で加熱することによりエポキシ樹脂接着剤２６を硬化させ、貼り合わせ基板（研磨前複合基板）２０を得た。この貼り合わせ基板２０の接着層１６は、エポキシ樹脂接着剤２６が固化してできたものである（図２（ｂ）参照）。このときの接着層１６の厚さは０．３μｍであった。
【００２２】
次いで、研磨機にて圧電基板２２の厚さが３０μｍとなるまで研磨した（図２（ｃ）参照）。研磨機としては、まず圧電基板２２の厚みを薄くし、その後鏡面研磨を行うものを用いた。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２０を挟み込み、その貼り合わせ基板２０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貼り合わせ基板２０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２２の表面を鏡面研磨した。まず、貼り合わせ基板２０の圧電基板２２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、貼り合わせ基板２０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。この結果、研磨前の圧電基板２２が研磨後の圧電基板１２になり、複合基板１０が完成した。
【００２３】
複合基板１０は、この後、一般的なフォトリソグラフィ技術を用いて、多数の弾性表面波デバイスの集合体としたあと、ダイシングにより１つ１つの弾性表面波デバイス３０に切り出される。このときの様子を図３に示す。弾性表面波デバイス３０は、フォトリソグラフィ技術により、圧電基板１２の表面にＩＤＴ電極３２、３４と反射電極３６とが形成されたものである。得られた弾性表面波デバイス３０は、次のようにしてプリント配線基板６０に実装される。即ち、図４に示すように、ＩＤＴ電極３２，３４とセラミック基板４０のパッド４２，４４とを金ボール４６，４８を介して接続したあと、このセラミック基板４０上で樹脂５０により封入する。そして、そのセラミック基板４０の裏面に設けられた電極５２，５４とプリント配線基板６０のパッド６２，６４との間に鉛フリーのはんだペーストを介在させたあと、リフロー工程によりプリント配線基板６０に実装される。なお、図４には、はんだペーストが溶融・再固化したあとのはんだ６６，６８を示した。
【００２４】
なお、複合基板１０から、弾性表面波デバイス３０の代わりに、図５（ａ）に示すラム波素子７０を作製してもよい。ラム波素子７０は、圧電基板１２の表面にＩＤＴ電極７２を有し、支持基板１４にキャビティ７４を設けて圧電基板１２の裏面を露出させた構造を持つ。こうしたラム波素子７０は、図５（ｂ）に示すように圧電基板１２の裏面にアルミニウム製の金属膜７６を有していてもよい。この場合には、図６に示すように、圧電基板１２の裏面に金属膜７６を有する複合基板８０を用いることになる。この複合基板８０は、上述した複合基板１０の製造方法（図２）において、圧電基板１２の代わりに裏面に金属膜７６を有する圧電基板１２を用いれば製造することができる。
【００２５】
また、図７に示すように、図５（ａ）と同じ構造で電極のみ、圧電基板１２の表面及び裏面に作成した薄膜共振子９０にも図６に示す複合基板８０が適用できる。
【００２６】
さらに、図８に示す薄膜共振子１００を作成してもよい。薄膜共振子１００は、圧電基板１２の表面に電極１０２を有し、支持基板１４と圧電基板１２の裏面電極としての役割を果たす金属膜７６との間にキャビティ１０４を設けた構造を持つ。キャビティ１０４は、絶縁膜１０６と接着層１６を酸性液（例えば、フッ硝酸、フッ酸など）でエッチングして得られる。また、絶縁膜１０６の材質としては、例えば、二酸化ケイ素やリンシリカガラス、ボロンリンシリカガラスなどが挙げられる。ここでは、二酸化ケイ素を用いるものとする。更に、絶縁膜１０６の厚さは、特に限定するものではないが、０．１〜２μｍである。この薄膜共振子１００は、図９に示すように、圧電基板１２の裏面に金属膜７６及び絶縁膜１０６を有する複合基板１１０を用いて製造することができる。
【００２７】
［比較例１］
支持基板１４として、面方位が（１００）のシリコン基板を用いた以外は実施例１と同様にして複合基板１０を作製した。
【００２８】
［比較例２］
支持基板１４として、面方位が（１１０）のシリコン基板を用いた以外は実施例１と同様にして複合基板１０を作製した。
【００２９】
［耐熱性の評価１］
実施例１及び比較例１，２の複合基板１０につき、加熱炉に入れて２８０℃まで昇温したときの様子を調べた。そうしたところ、実施例１の複合基板１０では、２８０℃まで圧電基板１２にも支持基板１４にも割れが発生しなかった。一方、比較例１の複合基板１０では、２００℃からＯＦに対しほぼ平行方向に圧電基板１２の割れが発生し、２８０℃では圧電基板１２のほぼ全面に割れが発生した。また、比較例２の複合基板１０では、２５０℃からＯＦに対しほぼ平行方向に圧電基板１２の割れが発生し、２８０℃では圧電基板１２のほぼ全面に割れが発生した。こうしたことから、実施例１の複合基板１０は、比較例１，２と比べて格段に耐熱性が高いことがわかった。
【００３０】
［実施例２］
支持基板１４が厚さ２５０μｍであり、接着層１６がエポキシ樹脂接着剤２６に代えてアクリル樹脂接着剤を固化してできた厚さ０．６μｍの層である点以外は実施例１と同様にして複合基板１０を１００枚作製した。
【００３１】
［比較例３］
支持基板１４として、面方位が（１００）のシリコン基板を用いた以外は実施例２と同様にして複合基板１０を５０枚作製した。
【００３２】
［比較例４］
支持基板１４として、面方位が（１１０）のシリコン基板を用いた以外は実施例２と同様にして複合基板１０を５０枚作製した。
【００３３】
［耐熱性の評価２］
実施例２及び比較例３，４の複合基板１０は、いずれも作製した全てについて割れは発生していなかった。これらの複合基板１０を、加熱炉に入れて２８０℃まで昇温し、その後一時間にわたって２８０℃で加熱処理を行った。そうしたところ、実施例２の複合基板１０では圧電基板１２にも支持基板１４にも割れやクラックは発生しなかった。一方、比較例３の複合基板１０では、５０枚全てについて圧電基板１２に割れ又はクラックが発生していた。また、比較例４の複合基板１０では、５０枚のうち３５枚について圧電基板１２に割れ又はクラックが発生していた。こうしたことから、実施例２の複合基板１０は、比較例３，４と比べて格段に耐熱性が高いことがわかった。
【００３４】
［実施例３］
支持基板１４が厚さ２００μｍであり、圧電基板１２が厚さ２０μｍであり、接着層１６がエポキシ樹脂接着剤２６に代えてアクリル樹脂接着剤を固化してできた厚さ０．６μｍの層である点以外は実施例１と同様にして複合基板１０を１００枚作製した。
【００３５】
［比較例５］
支持基板１４として、面方位が（１００）のシリコン基板を用いた以外は実施例３と同様にして複合基板１０を５０枚作製した。
【００３６】
［比較例６］
支持基板１４として、面方位が（１１０）のシリコン基板を用いた以外は実施例３と同様にして複合基板１０を５０枚作製した。
【００３７】
［耐熱性の評価３］
実施例３及び比較例５，６の複合基板１０は、いずれも作製した全てについて割れは発生していなかった。これらの複合基板１０を、加熱炉に入れて２８０℃まで昇温し、その後一時間にわたって２８０℃で加熱処理を行った。そうしたところ、実施例３の複合基板１０では圧電基板１２にも支持基板１４にも割れやクラックは発生しなかった。一方、比較例５の複合基板１０では、５０枚全てについて圧電基板１２に割れ又はクラックが発生していた。また、比較例６の複合基板１０では、５０枚のうち４０枚について圧電基板１２に割れ又はクラックが発生していた。こうしたことから、実施例３の複合基板１０は、比較例５，６と比べて格段に耐熱性が高いことがわかった。
【００３８】
［実施例４］
圧電基板１２が３６°ＹカットＸ伝搬ＬＴ基板であり、接着層１６がエポキシ樹脂接着剤２６に代えてアクリル樹脂接着剤を固化してできた厚さ０．６μｍの層である点以外は実施例１と同様にして複合基板１０を１００枚作製した。
【００３９】
［比較例７］
支持基板１４として、面方位が（１００）のシリコン基板を用いた以外は実施例４と同様にして複合基板１０を５０枚作製した。
【００４０】
［比較例８］
支持基板１４として、面方位が（１１０）のシリコン基板を用いた以外は実施例４と同様にして複合基板１０を５０枚作製した。
【００４１】
［耐熱性の評価４］
実施例４び比較例７，８の複合基板１０は、いずれも作製した全てについて割れは発生していなかった。これらの複合基板１０を、加熱炉に入れて２８０℃まで昇温し、その後一時間にわたって２８０℃で加熱処理を行った。そうしたところ、実施例４の複合基板１０では圧電基板１２にも支持基板１４にも割れやクラックは発生しなかった。一方、比較例７の複合基板１０では、５０枚全てについて圧電基板１２に割れ又はクラックが発生していた。また、比較例８の複合基板１０では、５０枚のうち３２枚について圧電基板１２に割れ又はクラックが発生していた。こうしたことから、実施例４の複合基板１０は、比較例７，８と比べて格段に耐熱性が高いことがわかった。
【００４２】
［実施例５］
圧電基板１２が４７°ＹカットＸ伝搬ＬＴ基板であり、接着層１６がエポキシ樹脂接着剤２６に代えてアクリル樹脂接着剤を固化してできた厚さ０．６μｍの層である点以外は実施例１と同様にして複合基板１０を１００枚作製した。
【００４３】
［比較例９］
支持基板１４として、面方位が（１００）のシリコン基板を用いた以外は実施例５と同様にして複合基板１０を５０枚作製した。
【００４４】
［比較例１０］
支持基板１４として、面方位が（１１０）のシリコン基板を用いた以外は実施例５と同様にして複合基板１０を５０枚作製した。
【００４５】
［耐熱性の評価５］
実施例５及び比較例９，１０の複合基板１０は、いずれも作製した全てについて割れは発生していなかった。これらの複合基板１０を、加熱炉に入れて２８０℃まで昇温し、その後一時間にわたって２８０℃で加熱処理を行った。そうしたところ、実施例５の複合基板１０では圧電基板１２にも支持基板１４にも割れやクラックは発生しなかった。一方、比較例８の複合基板１０では、５０枚全てについて圧電基板１２に割れ又はクラックが発生していた。また、比較例１０の複合基板１０では、５０枚のうち３８枚について圧電基板１２に割れ又はクラックが発生していた。こうしたことから、実施例５の複合基板１０は、比較例９，１０と比べて格段に耐熱性が高いことがわかった。
【００４６】
［実施例６］
圧電基板１２が６４°ＹカットＸ伝搬ＬＮ基板であり、接着層１６がエポキシ樹脂接着剤２６に代えてアクリル樹脂接着剤を固化してできた厚さ０．６μｍの層である点以外は実施例１と同様にして複合基板１０を１００枚作製した。
【００４７】
［比較例１１］
支持基板１４として、面方位が（１００）のシリコン基板を用いた以外は実施例６と同様にして複合基板１０を５０枚作製した。
【００４８】
［比較例１２］
支持基板１４として、面方位が（１１０）のシリコン基板を用いた以外は実施例６と同様にして複合基板１０を５０枚作製した。
【００４９】
［耐熱性の評価６］
実施例６及び比較例１１，１２の複合基板１０は、いずれも作製した全てについて割れは発生していなかった。これらの複合基板１０を、加熱炉に入れて２８０℃まで昇温し、その後一時間にわたって２８０℃で加熱処理を行った。そうしたところ、実施例６の複合基板１０では圧電基板１２にも支持基板１４にも割れやクラックは発生しなかった。一方、比較例１１の複合基板１０では、５０枚全てについて圧電基板１２に割れ又はクラックが発生していた。また、比較例１２の複合基板１０では、５０枚のうち４０枚について圧電基板１２に割れ又はクラックが発生していた。こうしたことから、実施例６の複合基板１０は、比較例１１，１２と比べて格段に耐熱性が高いことがわかった。
【００５０】
［実施例７］
実施例６と同様にして複合基板１０を５０枚作製した。
【００５１】
［比較例１３］
支持基板１４として、面方位が（１１１）のシリコン基板上に熱処理により厚さ０．５μｍのＳｉＯ2層をつけたシリコン基板を使用し、接着層１６で支持基板１４と圧電基板１２とを貼り合わせる代わりに真空中で接合面である圧電基板１２の裏面とＳｉＯ2層の表面とにＡｒ不活性ガスを照射することで圧電基板１２と支持基板１４とを直接接合した以外は実施例７と同様にして複合基板１０を５０枚作製した。
【００５２】
［耐熱性の評価７］
実施例７及び比較例１３の複合基板１０は、いずれも作製した全てについて割れは発生していなかった。これらの複合基板１０を、加熱炉に入れて３００℃まで昇温し、その後一時間にわたって３００℃で加熱処理を行った。そうしたところ、実施例７の複合基板１０では圧電基板１２にも支持基板１４にも割れやクラックは発生しなかった。一方、比較例１３の複合基板１０では、５０枚全てについて圧電基板１２に割れ又はクラックが発生していた。こうしたことから、実施例７の複合基板１０は、比較例１３と比べて格段に耐熱性が高いことがわかった。
【符号の説明】
【００５３】
１０，８０，１１０ 複合基板、１２ 圧電基板、１４ 支持基板、１６ 接着層、２０
貼り合わせ基板（研磨前複合基板）、２２ 圧電基板（研磨前）、２６ エポキシ樹脂接着剤、３０ 弾性表面波デバイス、３２，３４ ＩＤＴ電極、３６ 反射電極、４０ セラミック基板、４２，４４ パッド、４６，４８ 金ボール、５０ 樹脂、５２，５４
電極、６０ プリント配線基板、６２，６４ パッド、６６，６８ はんだ、７０ ラム波素子、７２ ＩＤＴ電極、７４ キャビティ、７６ 金属膜、９０，１００ 薄膜共振子、１０２ 電極、１０４ キャビティ、１０６ 絶縁膜。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合基板及びそれを用いた弾性波デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、携帯電話等に使用されるフィルタ素子や発振子として機能させることができる弾性表面波デバイスや、圧電薄膜を用いたラム波素子や薄膜共振子（ＦＢＡＲ：Film Bulk Acoustic Resonator）などの弾性波デバイスが知られている。こうした弾性表面波デバイスとしては、支持基板と弾性表面波を伝搬させる圧電基板とを貼り合わせ、圧電基板の表面に弾性表面波を励振可能な櫛形電極を設けたものが知られている。このように圧電基板よりも小さな熱膨張係数を持つ支持基板を圧電基板に貼付けることにより、温度が変化したときの圧電基板の大きさの変化を抑制し、弾性表面波デバイスとしての周波数特性の変化を抑制している。例えば、特許文献１には、圧電基板であるＬＴ基板（ＬＴはタンタル酸リチウムの略）と支持基板であるシリコン基板とをエポキシ接着剤からなる接着層によって貼り合わせた構造の弾性表面波デバイスが提案されている。こうした弾性表面波デバイスは、金ボールを介してフリップチップボンディングによってセラミック基板に搭載したあと樹脂で封入し、そのセラミック板の裏面に設けられた電極を鉛フリーのはんだを介してプリント配線基板に実装される。また、こうした弾性表面波デバイスは、金ボールの代わりに鉛フリーのはんだからなるボールを介してセラミック基板に実装することもある。この場合も、実装時には鉛フリーのはんだをリフロー工程で溶融・再凝固させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５０９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の弾性表面波デバイスでは、リフロー工程終了後に素子の割れが発生することがあり、生産時の歩留まりが悪いという問題があった。こうした問題が発生する原因は、圧電基板と支持基板との熱膨張係数差が大きく、リフロー工程の温度（２６０℃程度）に耐えられなかったと考えられる。
【０００５】
本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであり、弾性波デバイスに利用される複合基板であって、耐熱性の優れたもの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】
本発明は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の複合基板は、
弾性波を伝搬可能な圧電基板と、
方位（１１１）面で前記圧電基板の裏面に有機接着層を介して接合され、該圧電基板よりも熱膨張係数の小さなシリコン製の支持基板と、
を備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の複合基板によれば、圧電基板がこの圧電基板よりも熱膨張係数の小さなシリコン製の支持基板と有機接着層を介して接合されているため、圧電基板の周波数温度特性の変動を有効に抑制することができる。また、支持基板が方位（１００）面や方位（１１０）面で圧電基板に接合されたものと比べて耐熱性が高くなり、例えばこの複合基板を利用して作製した弾性表面波デバイスを実装基板に実装する際にリフロー工程を採用したとしても、リフロー時の温度条件（２６０℃程度）によって弾性表面波デバイスに割れが発生するのを有効に抑制することができる。このように耐熱性が高くなる理由は、支持基板が方位（１１１）面で圧電基板に接合されているため、熱が加わったときの熱応力がＸＹＺ軸方向に３等分され、一つの分力が小さくなることによると考えられる。これに対し、支持基板が方位（１００）面や方位（１１０）面で圧電基板に接合されている場合には、熱応力がＸ軸方向のみに加わったりＸＹ軸方向に２等分されて加わったりするため、一つの分力が大きくなり、耐熱性が高くならないと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の複合基板１０の斜視図である。
【図２】実施例１の複合基板１０の製造工程を模式的に示す説明図である。
【図３】実施例１の複合基板１０を用いて作製した弾性表面波デバイス３０の斜視図である。
【図４】弾性表面波デバイス３０をセラミック基板４０に搭載し樹脂で封入し、プリント配線基板６０に実装した様子を示す断面図である。
【図５】ラム波素子７０の断面図である。
【図６】ラム波素子の複合基板８０の断面図である。
【図７】薄膜共振子９０の断面図である。
【図８】薄膜共振子１００の断面図である。
【図９】薄膜共振子１００の複合基板１１０の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の複合基板は、弾性波を伝搬可能な圧電基板と、方位（１１１）面で前記圧電基板の裏面に有機接着層を介して接合され、該圧電基板よりも熱膨張係数の小さなシリコン製の支持基板と、を備えたものであり、弾性波デバイスに利用されるものである。
【００１１】
本発明の複合基板において、圧電基板と支持基板との熱膨張係数差は１０ｐｐｍ／Ｋ以上であることが好ましい。この場合、両者の熱膨張係数差が大きいため加熱時に割れが発生しやすく、本発明を適用する意義が高いからである。
【００１２】
本発明の複合基板において、圧電基板は、タンタル酸リチウム（ＬＴ）、ニオブ酸リチウム（ＬＮ）、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体単結晶、水晶又はホウ酸リチウムであることが好ましく、このうち、ＬＴ又はＬＮであることがより好ましい。ＬＴやＬＮは、弾性表面波の伝搬速度が速く、電気機械結合係数が大きいため、高周波数且つ広帯域周波数用の弾性表面波デバイスとして適しているからである。また、圧電基板の主面の法線方向は、特に限定されないが、例えば、圧電基板がＬＴからなるときには、弾性表面波の伝搬方向であるＸ軸を中心に、Ｙ軸からＺ軸に３６〜４７°（例えば４２°）回転した方向のものを用いるのが伝搬損失が小さいため好ましく、圧電基板がＬＮからなるときには、弾性表面波の伝搬方向であるＸ軸を中心に、Ｙ軸からＺ軸に６０〜６８°（例えば６４°）回転した方向のものを用いるのが伝搬損失が小さいため好ましい。更に、圧電基板の大きさは、特に限定されないが、例えば、直径５０〜１５０ｍｍ，厚さが０．２〜６０μｍである。
【００１３】
本発明の複合基板において、支持基板は、シリコン製である。シリコンは、半導体デバイス作製用として最も実用化されている材料であるため、この複合基板を用いて作製した弾性表面波デバイスと半導体デバイスとを複合化しやすくなるからである。また、支持基板の大きさは、特に限定されないが、例えば、直径５０〜１５０ｍｍ，厚さが１００〜５００μｍである。また、支持基板の熱膨張係数は、圧電基板の熱膨張係数が１３〜２０ｐｐｍ／Ｋの場合には、２〜７ｐｐｍ／Ｋのものを用いるのが好ましい。
【００１４】
本発明の複合基板において、圧電基板と支持基板は有機接着層を介して間接的に接合されている。両基板を有機接着層を介して間接的に接合する方法としては、以下の方法が例示される。すなわち、まず、両基板の接合面を洗浄し、該接合面に付着している不純物を除去する。次に、両基板の接合面の少なくとも一方に有機接着剤を均一に塗布する。その後、両基板を貼り合わせ、有機接着剤が熱硬化性樹脂の場合には加熱して硬化させ、有機接着剤が光硬化性樹脂の場合には光を照射して硬化させる。
【００１５】
本発明の複合基板は、弾性波デバイスに用いられるものである。弾性波デバイスとしては、弾性表面波デバイスやラム波素子、薄膜共振子（ＦＢＡＲ）などが知られている。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。こうした弾性表面波デバイスは、例えばプリント配線基板に実装する際にはリフロー工程が採用される。このリフロー工程において、鉛フリーのはんだを用いた場合、弾性表面波デバイスは２６０℃程度に加熱されるが、本発明の複合基板を利用した弾性表面波デバイスは耐熱性に優れるため圧電基板や支持基板の割れの発生が抑制される。
【００１６】
本発明の複合基板において、圧電基板は、裏面に金属膜を有していてもよい。金属膜は、弾性波デバイスとしてラム波素子を製造した際に、圧電基板の裏面近傍の電気機械結合係数を大きくする役割を果たす。この場合、ラム波素子は、圧電基板の表面に櫛歯電極が形成され、支持基板に設けられたキャビティによって圧電基板の金属膜が露出した構造となる。こうした金属膜の材質としては、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、銅、金などが挙げられる。なお、ラム波素子を製造する場合、裏面に金属膜を有さない圧電基板を備えた複合基板を用いてもよい。
【００１７】
本発明の複合基板において、圧電基板は、裏面に金属膜と絶縁膜を有していてもよい。金属膜は、弾性波デバイスとして薄膜共振子を製造した際に、電極の役割を果たす。この場合、薄膜共振子は、圧電基板の表裏面に電極が形成され、絶縁膜をキャビティにすることによって圧電基板の金属膜が露出した構造となる。こうした金属膜の材質としては、例えば、モリブデン、ルテニウム、タングステン、クロム、アルミニウムなどが挙げられる。また、絶縁膜の材質としては、例えば、二酸化ケイ素、リンシリカガラス、ボロンリンシリカガラスなどが挙げられる。
【００１８】
本発明の複合基板の圧電基板及び支持基板に用いられる代表的な材質の熱膨張係数を表１に示す。
【００１９】
【表１】
【実施例】
【００２０】
［実施例１］
図１は、本実施例の複合基板１０の斜視図である。この複合基板１０は、弾性表面波デバイスに利用されるものであり、１箇所がフラットになった円形に形成されている。このフラットな部分は、オリエンテーションフラット（ＯＦ）と呼ばれる部分であり、弾性表面波デバイスの製造工程において諸操作を行うときのウエハ位置や方向の検出などに用いられる。本実施例の複合基板１０は、弾性表面波を伝搬可能なタンタル酸リチウム（ＬＴ）からなる圧電基板１２と、方位（１１１）面で圧電基板１２に接合されたシリコンからなる支持基板１４と、両基板１２，１４を接合する接着層１６とを備えている。圧電基板１２は、直径が１００ｍｍ、厚さが３０μｍ、熱膨張係数が１６．１ｐｐｍ／Ｋである。この圧電基板１２は、弾性表面波の伝搬方向であるＸ軸を中心に、Ｙ軸からＺ軸に４２°回転した、４２°ＹカットＸ伝搬ＬＴ基板である。支持基板１４は、直径が１００ｍｍ、厚さが３５０μｍ、熱膨張係数が３ｐｐｍ／Ｋである。したがって、両者の熱膨張係数差は１３．１ｐｐｍ／Ｋである。接着層１６は、熱硬化性のエポキシ樹脂接着剤が固化したものであり、厚さが０．３μｍである。
【００２１】
こうした複合基板１０の製造方法について、図２を用いて以下に説明する。図２は、複合基板１０の製造工程を模式的に示す説明図（断面図）である。まず、支持基板１４として、ＯＦを有し、直径が１００ｍｍ、厚さが３５０μｍ、面方位が（１１１）のシリコン基板を用意した。また、研磨前の圧電基板２２として、ＯＦを有し、直径が１００ｍｍ、厚さが２５０μｍの４２°ＹカットＸ伝搬ＬＴ基板を用意した（図２（ａ）参照）。次いで、圧電基板２２の裏面にスピンコートにより熱硬化性のエポキシ樹脂接着剤２６を塗布し、支持基板１４の表面に重ね合わせたあと１８０℃で加熱することによりエポキシ樹脂接着剤２６を硬化させ、貼り合わせ基板（研磨前複合基板）２０を得た。この貼り合わせ基板２０の接着層１６は、エポキシ樹脂接着剤２６が固化してできたものである（図２（ｂ）参照）。このときの接着層１６の厚さは０．３μｍであった。
【００２２】
次いで、研磨機にて圧電基板２２の厚さが３０μｍとなるまで研磨した（図２（ｃ）参照）。研磨機としては、まず圧電基板２２の厚みを薄くし、その後鏡面研磨を行うものを用いた。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２０を挟み込み、その貼り合わせ基板２０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貼り合わせ基板２０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２２の表面を鏡面研磨した。まず、貼り合わせ基板２０の圧電基板２２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、貼り合わせ基板２０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。この結果、研磨前の圧電基板２２が研磨後の圧電基板１２になり、複合基板１０が完成した。
【００２３】
複合基板１０は、この後、一般的なフォトリソグラフィ技術を用いて、多数の弾性表面波デバイスの集合体としたあと、ダイシングにより１つ１つの弾性表面波デバイス３０に切り出される。このときの様子を図３に示す。弾性表面波デバイス３０は、フォトリソグラフィ技術により、圧電基板１２の表面にＩＤＴ電極３２、３４と反射電極３６とが形成されたものである。得られた弾性表面波デバイス３０は、次のようにしてプリント配線基板６０に実装される。即ち、図４に示すように、ＩＤＴ電極３２，３４とセラミック基板４０のパッド４２，４４とを金ボール４６，４８を介して接続したあと、このセラミック基板４０上で樹脂５０により封入する。そして、そのセラミック基板４０の裏面に設けられた電極５２，５４とプリント配線基板６０のパッド６２，６４との間に鉛フリーのはんだペーストを介在させたあと、リフロー工程によりプリント配線基板６０に実装される。なお、図４には、はんだペーストが溶融・再固化したあとのはんだ６６，６８を示した。
【００２４】
なお、複合基板１０から、弾性表面波デバイス３０の代わりに、図５（ａ）に示すラム波素子７０を作製してもよい。ラム波素子７０は、圧電基板１２の表面にＩＤＴ電極７２を有し、支持基板１４にキャビティ７４を設けて圧電基板１２の裏面を露出させた構造を持つ。こうしたラム波素子７０は、図５（ｂ）に示すように圧電基板１２の裏面にアルミニウム製の金属膜７６を有していてもよい。この場合には、図６に示すように、圧電基板１２の裏面に金属膜７６を有する複合基板８０を用いることになる。この複合基板８０は、上述した複合基板１０の製造方法（図２）において、圧電基板１２の代わりに裏面に金属膜７６を有する圧電基板１２を用いれば製造することができる。
【００２５】
また、図７に示すように、図５（ａ）と同じ構造で電極のみ、圧電基板１２の表面及び裏面に作成した薄膜共振子９０にも図６に示す複合基板８０が適用できる。
【００２６】
さらに、図８に示す薄膜共振子１００を作成してもよい。薄膜共振子１００は、圧電基板１２の表面に電極１０２を有し、支持基板１４と圧電基板１２の裏面電極としての役割を果たす金属膜７６との間にキャビティ１０４を設けた構造を持つ。キャビティ１０４は、絶縁膜１０６と接着層１６を酸性液（例えば、フッ硝酸、フッ酸など）でエッチングして得られる。また、絶縁膜１０６の材質としては、例えば、二酸化ケイ素やリンシリカガラス、ボロンリンシリカガラスなどが挙げられる。ここでは、二酸化ケイ素を用いるものとする。更に、絶縁膜１０６の厚さは、特に限定するものではないが、０．１〜２μｍである。この薄膜共振子１００は、図９に示すように、圧電基板１２の裏面に金属膜７６及び絶縁膜１０６を有する複合基板１１０を用いて製造することができる。
【００２７】
［比較例１］
支持基板１４として、面方位が（１００）のシリコン基板を用いた以外は実施例１と同様にして複合基板１０を作製した。
【００２８】
［比較例２］
支持基板１４として、面方位が（１１０）のシリコン基板を用いた以外は実施例１と同様にして複合基板１０を作製した。
【００２９】
［耐熱性の評価１］
実施例１及び比較例１，２の複合基板１０につき、加熱炉に入れて２８０℃まで昇温したときの様子を調べた。そうしたところ、実施例１の複合基板１０では、２８０℃まで圧電基板１２にも支持基板１４にも割れが発生しなかった。一方、比較例１の複合基板１０では、２００℃からＯＦに対しほぼ平行方向に圧電基板１２の割れが発生し、２８０℃では圧電基板１２のほぼ全面に割れが発生した。また、比較例２の複合基板１０では、２５０℃からＯＦに対しほぼ平行方向に圧電基板１２の割れが発生し、２８０℃では圧電基板１２のほぼ全面に割れが発生した。こうしたことから、実施例１の複合基板１０は、比較例１，２と比べて格段に耐熱性が高いことがわかった。
【００３０】
［実施例２］
支持基板１４が厚さ２５０μｍであり、接着層１６がエポキシ樹脂接着剤２６に代えてアクリル樹脂接着剤を固化してできた厚さ０．６μｍの層である点以外は実施例１と同様にして複合基板１０を１００枚作製した。
【００３１】
［比較例３］
支持基板１４として、面方位が（１００）のシリコン基板を用いた以外は実施例２と同様にして複合基板１０を５０枚作製した。
【００３２】
［比較例４］
支持基板１４として、面方位が（１１０）のシリコン基板を用いた以外は実施例２と同様にして複合基板１０を５０枚作製した。
【００３３】
［耐熱性の評価２］
実施例２及び比較例３，４の複合基板１０は、いずれも作製した全てについて割れは発生していなかった。これらの複合基板１０を、加熱炉に入れて２８０℃まで昇温し、その後一時間にわたって２８０℃で加熱処理を行った。そうしたところ、実施例２の複合基板１０では圧電基板１２にも支持基板１４にも割れやクラックは発生しなかった。一方、比較例３の複合基板１０では、５０枚全てについて圧電基板１２に割れ又はクラックが発生していた。また、比較例４の複合基板１０では、５０枚のうち３５枚について圧電基板１２に割れ又はクラックが発生していた。こうしたことから、実施例２の複合基板１０は、比較例３，４と比べて格段に耐熱性が高いことがわかった。
【００３４】
［実施例３］
支持基板１４が厚さ２００μｍであり、圧電基板１２が厚さ２０μｍであり、接着層１６がエポキシ樹脂接着剤２６に代えてアクリル樹脂接着剤を固化してできた厚さ０．６μｍの層である点以外は実施例１と同様にして複合基板１０を１００枚作製した。
【００３５】
［比較例５］
支持基板１４として、面方位が（１００）のシリコン基板を用いた以外は実施例３と同様にして複合基板１０を５０枚作製した。
【００３６】
［比較例６］
支持基板１４として、面方位が（１１０）のシリコン基板を用いた以外は実施例３と同様にして複合基板１０を５０枚作製した。
【００３７】
［耐熱性の評価３］
実施例３及び比較例５，６の複合基板１０は、いずれも作製した全てについて割れは発生していなかった。これらの複合基板１０を、加熱炉に入れて２８０℃まで昇温し、その後一時間にわたって２８０℃で加熱処理を行った。そうしたところ、実施例３の複合基板１０では圧電基板１２にも支持基板１４にも割れやクラックは発生しなかった。一方、比較例５の複合基板１０では、５０枚全てについて圧電基板１２に割れ又はクラックが発生していた。また、比較例６の複合基板１０では、５０枚のうち４０枚について圧電基板１２に割れ又はクラックが発生していた。こうしたことから、実施例３の複合基板１０は、比較例５，６と比べて格段に耐熱性が高いことがわかった。
【００３８】
［実施例４］
圧電基板１２が３６°ＹカットＸ伝搬ＬＴ基板であり、接着層１６がエポキシ樹脂接着剤２６に代えてアクリル樹脂接着剤を固化してできた厚さ０．６μｍの層である点以外は実施例１と同様にして複合基板１０を１００枚作製した。
【００３９】
［比較例７］
支持基板１４として、面方位が（１００）のシリコン基板を用いた以外は実施例４と同様にして複合基板１０を５０枚作製した。
【００４０】
［比較例８］
支持基板１４として、面方位が（１１０）のシリコン基板を用いた以外は実施例４と同様にして複合基板１０を５０枚作製した。
【００４１】
［耐熱性の評価４］
実施例４び比較例７，８の複合基板１０は、いずれも作製した全てについて割れは発生していなかった。これらの複合基板１０を、加熱炉に入れて２８０℃まで昇温し、その後一時間にわたって２８０℃で加熱処理を行った。そうしたところ、実施例４の複合基板１０では圧電基板１２にも支持基板１４にも割れやクラックは発生しなかった。一方、比較例７の複合基板１０では、５０枚全てについて圧電基板１２に割れ又はクラックが発生していた。また、比較例８の複合基板１０では、５０枚のうち３２枚について圧電基板１２に割れ又はクラックが発生していた。こうしたことから、実施例４の複合基板１０は、比較例７，８と比べて格段に耐熱性が高いことがわかった。
【００４２】
［実施例５］
圧電基板１２が４７°ＹカットＸ伝搬ＬＴ基板であり、接着層１６がエポキシ樹脂接着剤２６に代えてアクリル樹脂接着剤を固化してできた厚さ０．６μｍの層である点以外は実施例１と同様にして複合基板１０を１００枚作製した。
【００４３】
［比較例９］
支持基板１４として、面方位が（１００）のシリコン基板を用いた以外は実施例５と同様にして複合基板１０を５０枚作製した。
【００４４】
［比較例１０］
支持基板１４として、面方位が（１１０）のシリコン基板を用いた以外は実施例５と同様にして複合基板１０を５０枚作製した。
【００４５】
［耐熱性の評価５］
実施例５及び比較例９，１０の複合基板１０は、いずれも作製した全てについて割れは発生していなかった。これらの複合基板１０を、加熱炉に入れて２８０℃まで昇温し、その後一時間にわたって２８０℃で加熱処理を行った。そうしたところ、実施例５の複合基板１０では圧電基板１２にも支持基板１４にも割れやクラックは発生しなかった。一方、比較例８の複合基板１０では、５０枚全てについて圧電基板１２に割れ又はクラックが発生していた。また、比較例１０の複合基板１０では、５０枚のうち３８枚について圧電基板１２に割れ又はクラックが発生していた。こうしたことから、実施例５の複合基板１０は、比較例９，１０と比べて格段に耐熱性が高いことがわかった。
【００４６】
［実施例６］
圧電基板１２が６４°ＹカットＸ伝搬ＬＮ基板であり、接着層１６がエポキシ樹脂接着剤２６に代えてアクリル樹脂接着剤を固化してできた厚さ０．６μｍの層である点以外は実施例１と同様にして複合基板１０を１００枚作製した。
【００４７】
［比較例１１］
支持基板１４として、面方位が（１００）のシリコン基板を用いた以外は実施例６と同様にして複合基板１０を５０枚作製した。
【００４８】
［比較例１２］
支持基板１４として、面方位が（１１０）のシリコン基板を用いた以外は実施例６と同様にして複合基板１０を５０枚作製した。
【００４９】
［耐熱性の評価６］
実施例６及び比較例１１，１２の複合基板１０は、いずれも作製した全てについて割れは発生していなかった。これらの複合基板１０を、加熱炉に入れて２８０℃まで昇温し、その後一時間にわたって２８０℃で加熱処理を行った。そうしたところ、実施例６の複合基板１０では圧電基板１２にも支持基板１４にも割れやクラックは発生しなかった。一方、比較例１１の複合基板１０では、５０枚全てについて圧電基板１２に割れ又はクラックが発生していた。また、比較例１２の複合基板１０では、５０枚のうち４０枚について圧電基板１２に割れ又はクラックが発生していた。こうしたことから、実施例６の複合基板１０は、比較例１１，１２と比べて格段に耐熱性が高いことがわかった。
【００５０】
［実施例７］
実施例６と同様にして複合基板１０を５０枚作製した。
【００５１】
［比較例１３］
支持基板１４として、面方位が（１１１）のシリコン基板上に熱処理により厚さ０．５μｍのＳｉＯ2層をつけたシリコン基板を使用し、接着層１６で支持基板１４と圧電基板１２とを貼り合わせる代わりに真空中で接合面である圧電基板１２の裏面とＳｉＯ2層の表面とにＡｒ不活性ガスを照射することで圧電基板１２と支持基板１４とを直接接合した以外は実施例７と同様にして複合基板１０を５０枚作製した。
【００５２】
［耐熱性の評価７］
実施例７及び比較例１３の複合基板１０は、いずれも作製した全てについて割れは発生していなかった。これらの複合基板１０を、加熱炉に入れて３００℃まで昇温し、その後一時間にわたって３００℃で加熱処理を行った。そうしたところ、実施例７の複合基板１０では圧電基板１２にも支持基板１４にも割れやクラックは発生しなかった。一方、比較例１３の複合基板１０では、５０枚全てについて圧電基板１２に割れ又はクラックが発生していた。こうしたことから、実施例７の複合基板１０は、比較例１３と比べて格段に耐熱性が高いことがわかった。
【符号の説明】
【００５３】
１０，８０，１１０ 複合基板、１２ 圧電基板、１４ 支持基板、１６ 接着層、２０
貼り合わせ基板（研磨前複合基板）、２２ 圧電基板（研磨前）、２６ エポキシ樹脂接着剤、３０ 弾性表面波デバイス、３２，３４ ＩＤＴ電極、３６ 反射電極、４０ セラミック基板、４２，４４ パッド、４６，４８ 金ボール、５０ 樹脂、５２，５４
電極、６０ プリント配線基板、６２，６４ パッド、６６，６８ はんだ、７０ ラム波素子、７２ ＩＤＴ電極、７４ キャビティ、７６ 金属膜、９０，１００ 薄膜共振子、１０２ 電極、１０４ キャビティ、１０６ 絶縁膜。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性波を伝搬可能な圧電基板と、
方位（１１１）面で前記圧電基板の裏面に有機接着層を介して接合され、該圧電基板よりも熱膨張係数の小さなシリコン製の支持基板と、
を備えた複合基板。
【請求項２】
前記圧電基板は裏面に金属膜を有する、
請求項１に記載の複合基板。
【請求項３】
前記圧電基板は裏面に金属膜と絶縁膜を有する、
請求項１に記載の複合基板。
【請求項４】
前記圧電基板と前記支持基板との熱膨張係数差が１０ｐｐｍ／Ｋ以上である、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合基板。
【請求項５】
前記圧電基板は、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、水晶又はホウ酸リチウムからなる、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の複合基板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の複合基板を用いて形成される弾性表面波フィルター。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の複合基板を用いて形成される弾性表面波レゾネーター。
【請求項１】
弾性波を伝搬可能な圧電基板と、
方位（１１１）面で前記圧電基板の裏面に有機接着層を介して接合され、該圧電基板よりも熱膨張係数の小さなシリコン製の支持基板と、
を備えた複合基板。
【請求項２】
前記圧電基板は裏面に金属膜を有する、
請求項１に記載の複合基板。
【請求項３】
前記圧電基板は裏面に金属膜と絶縁膜を有する、
請求項１に記載の複合基板。
【請求項４】
前記圧電基板と前記支持基板との熱膨張係数差が１０ｐｐｍ／Ｋ以上である、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合基板。
【請求項５】
前記圧電基板は、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、水晶又はホウ酸リチウムからなる、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の複合基板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の複合基板を用いて形成される弾性表面波フィルター。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の複合基板を用いて形成される弾性表面波レゾネーター。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１８７３７３（Ｐ２０１０−１８７３７３Ａ）
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５４０１（Ｐ２０１０−５４０１）
【出願日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
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