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JP2009021701A - Method of manufacturing piezoelectric substrate - Google Patents

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JP2009021701A
JP2009021701A JP2007181330A JP2007181330A JP2009021701A JP 2009021701 A JP2009021701 A JP 2009021701A JP 2007181330 A JP2007181330 A JP 2007181330A JP 2007181330 A JP2007181330 A JP 2007181330A JP 2009021701 A JP2009021701 A JP 2009021701A
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JP
Japan
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substrate
piezoelectric substrate
manufacturing
main surface
groove
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Withdrawn
Application number
JP2007181330A
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Japanese (ja)
Inventor
Noboru Tamura
登 田村
Nakaba Ichikawa
半 市川
Takeshi Takahata
剛 高畠
Kaname Yasuda
要 安田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tocalo Co Ltd
Koike Co Ltd
Original Assignee
Tocalo Co Ltd
Koike Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tocalo Co Ltd, Koike Co Ltd filed Critical Tocalo Co Ltd
Priority to JP2007181330A priority Critical patent/JP2009021701A/en
Publication of JP2009021701A publication Critical patent/JP2009021701A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a piezoelectric substrate to obtain a piezoelectric substrate, while suppressing expansion and contraction due to a temperature change sufficiently with high yield. <P>SOLUTION: A protective base material 12 is provided on one main surface 11a of the piezoelectric substrate 11 made of lithium tantalate, lithium niobate, quartz, lithium tetraborate, zinc oxide, or the like. The other main surface 11b of the substrate 11 is grooved to form a rib 11c at the periphery. A material 16 having a coefficient of linear expansion smaller than that of the substrate 11 is buried to a groove section 15 formed by the grooving by spraying, to remove the protective base material 12. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は圧電基板の製造方法に関し、特に、弾性表面波デバイスなどに用いる圧電基板の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a piezoelectric substrate, and more particularly to a method for manufacturing a piezoelectric substrate used for a surface acoustic wave device or the like.

弾性表面波(Surface Acoustic Wave:SAW)デバイスは、タンタル酸リチウム(LiTaO3)(LT)基板やニオブ酸リチウム(LiNbO3)(LN)基板などの圧電基板上にくし型電極を形成してなるデバイスである。このデバイスは、圧電体の電気機械的な性質を利用した超小型のバンドパスフィルタの機能を有する。SAWデバイスにおいては、くし型電極のミクロンオーダーのピッチが敏感にフィルタ特性に反映される。LTやLNの熱膨張係数は、シリコンの6倍程度(シリコン約2.6×10-6/Kに対してLT約16×10-6/K、LN約15×10-6/K)と大きいため、LT基板やLN基板をSAWデバイスに用いる場合には、温度変化によるフィルタ特性の変化が大きな問題となる。このため、このような圧電基板の大きな熱伸縮を抑え込む、又はその他の方法で温度補償を行うことが行われている。 A surface acoustic wave (SAW) device is formed by forming a comb-type electrode on a piezoelectric substrate such as a lithium tantalate (LiTaO 3 ) (LT) substrate or a lithium niobate (LiNbO 3 ) (LN) substrate. It is a device. This device has the function of an ultra-small bandpass filter that utilizes the electromechanical properties of a piezoelectric body. In the SAW device, the pitch of the comb-shaped electrode on the micron order is sensitively reflected in the filter characteristics. Thermal expansion coefficient of the LT or LN is 6 times that of silicon and (LT approximately 16 × 10 -6 / K for silicon of about 2.6 × 10 -6 / K, LN about 15 × 10 -6 / K) Therefore, when an LT substrate or an LN substrate is used for a SAW device, a change in filter characteristics due to a temperature change becomes a big problem. For this reason, such thermal compensation of the piezoelectric substrate is suppressed or temperature compensation is performed by other methods.

例えば、SAWデバイスを製造する際に、圧電基板に熱膨張係数の小さい基板を貼り合わせて圧電基板の温度変化による伸縮を抑制することが行われている。特許文献1には、直接接合法を用いてLT基板とサファイア基板とを貼り合わせることが開示されている。また、特許文献2には、固層反応による接合を用いて圧電基板と単結晶基板とを接合することが開示されている。また、特許文献3には、親水化処理及び熱処理による接合を用いてLT(LN)基板とシリコン基板とを接合することが開示されている。
特開2004−343359号公報 特開平9−208399号公報 特許第2607199号公報
For example, when manufacturing a SAW device, a substrate having a small thermal expansion coefficient is bonded to a piezoelectric substrate to suppress expansion and contraction due to a temperature change of the piezoelectric substrate. Patent Document 1 discloses that an LT substrate and a sapphire substrate are bonded using a direct bonding method. Patent Document 2 discloses that a piezoelectric substrate and a single crystal substrate are bonded using bonding by a solid-layer reaction. Patent Document 3 discloses that an LT (LN) substrate and a silicon substrate are bonded using bonding by hydrophilization treatment and heat treatment.
JP 2004-343359 A JP-A-9-208399 Japanese Patent No. 2607199

近年、SAWデバイスが搭載される携帯電話などにおいては、多くのシステムが並存する状態になっており、それらのシステムにおいて使用する周波数帯域が互いに隣接することが想定される。このような場合においては、周波数シフトをできるだけ小さくする(数MHzオーダー)ことが要求される。したがって、圧電基板に対しては、温度変化によるフィルタ特性ができるだけ変化しないことが要求される。しかしながら、従来技術のように、熱膨張係数の小さい基板を貼り合わせる方法で得られた圧電基板では、上記のように周波数シフトをより小さくするという要求に対応することができない。したがって、周波数シフトをより小さくするという要求に対応できる圧電基板が存在していないのが現状である。   2. Description of the Related Art In recent years, in a mobile phone or the like on which a SAW device is mounted, many systems are coexisting, and it is assumed that frequency bands used in these systems are adjacent to each other. In such a case, it is required to make the frequency shift as small as possible (on the order of several MHz). Therefore, it is required for the piezoelectric substrate that the filter characteristics due to temperature change do not change as much as possible. However, the piezoelectric substrate obtained by bonding the substrates having a small thermal expansion coefficient as in the prior art cannot meet the demand for further reducing the frequency shift as described above. Therefore, the present situation is that there is no piezoelectric substrate that can meet the demand for a smaller frequency shift.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、温度変化による伸縮が十分に抑えられて歩留まり良く圧電基板を得ることができる圧電基板の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a piezoelectric substrate that can sufficiently suppress expansion and contraction due to a temperature change and obtain a piezoelectric substrate with a high yield.

本発明の圧電基板の製造方法は、基板の一方の主面に溝加工を施して周縁部にリブを形成する工程と、前記溝加工により形成された溝部に、前記基板の線膨張係数よりも小さい第1材料を溶射により埋め込む工程と、を具備することを特徴とする。   The method for manufacturing a piezoelectric substrate of the present invention includes a step of forming a groove on one main surface of a substrate to form a rib on a peripheral portion, and a groove formed by the groove processing, with a linear expansion coefficient of the substrate. And embedding a small first material by thermal spraying.

この方法によれば、基板を薄膜化する際の加工で最も弱い周縁部にリブを設けるので、基板の薄膜化の際の基板の割れなどの損傷を防止することが可能となる。これにより、温度変化による伸縮が十分に抑えられて歩留まり良く圧電基板を得ることができる。   According to this method, since the rib is provided at the weakest peripheral portion in the processing when the substrate is thinned, it is possible to prevent damage such as cracking of the substrate when the substrate is thinned. Thereby, expansion and contraction due to temperature change can be sufficiently suppressed, and a piezoelectric substrate can be obtained with high yield.

本発明の圧電基板の製造方法においては、前記溝加工は、前記基板の他方の主面の周縁部にマスクを形成する工程と、前記マスクを設けた前記基板の他方の主面にブラスト処理又は研削処理を行う工程と、を含むことが好ましい。   In the method for manufacturing a piezoelectric substrate of the present invention, the groove processing includes a step of forming a mask on a peripheral portion of the other main surface of the substrate, and a blasting process on the other main surface of the substrate provided with the mask. And a step of performing a grinding process.

本発明の圧電基板の製造方法においては、前記溝加工は、周縁部において中央に向けて深さが深くなるような段差部を形成するように行われることが好ましい。   In the method for manufacturing a piezoelectric substrate of the present invention, it is preferable that the groove processing is performed so as to form a stepped portion having a deeper depth toward the center at the peripheral portion.

本発明の圧電基板の製造方法においては、前記基板を構成する材料は、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶、四ホウ酸リチウム、及び酸化亜鉛からなる群より選ばれたものであることが好ましい。   In the method for manufacturing a piezoelectric substrate of the present invention, the material constituting the substrate is preferably selected from the group consisting of lithium tantalate, lithium niobate, crystal, lithium tetraborate, and zinc oxide. .

本発明の圧電基板の製造方法においては、前記基板は、10×10-6/K〜20×10-6/Kの線膨張係数を有する第2材料で構成され、前記第1材料は、−1×10-6/K〜10×10-6/Kの線膨張係数を有することが好ましい。 In the production method of the piezoelectric substrate of the present invention, the substrate is formed of a second material having a linear expansion coefficient of 10 × 10 -6 / K~20 × 10 -6 / K, the first material, - It is preferable to have a linear expansion coefficient of 1 × 10 −6 / K to 10 × 10 −6 / K.

本発明によれば、基板の一方の主面に溝加工を施して周縁部にリブを形成し、前記溝加工により形成された溝部に、前記基板の線膨張係数よりも小さい材料を溶射により埋め込むので、温度変化による伸縮が十分に抑えられて歩留まり良く圧電基板を得ることができる。   According to the present invention, a groove is formed on one main surface of a substrate to form a rib on a peripheral portion, and a material smaller than the linear expansion coefficient of the substrate is embedded in the groove formed by the groove processing by thermal spraying. Therefore, expansion and contraction due to temperature change can be sufficiently suppressed, and a piezoelectric substrate can be obtained with high yield.

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
本発明の圧電基板の製造方法においては、基板の一方の主面に溝加工を施して周縁部にリブを形成し、前記溝加工により形成された溝部に、前記基板の線膨張係数よりも小さい材料を溶射により埋め込む。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
In the method for manufacturing a piezoelectric substrate according to the present invention, a groove is formed on one main surface of the substrate to form a rib on a peripheral portion, and the groove formed by the groove processing has a smaller coefficient of linear expansion than the substrate. The material is embedded by thermal spraying.

基板としては、線膨張係数が10×10-6/K〜20×10-6/Kである材料を選択することが好ましい。基板を構成する材料としては、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶、四ホウ酸リチウム、酸化亜鉛などを挙げることができる。なお、基板をSAWデバイスに用いる場合には、SAWデバイスとしての特性を発揮させるために、基板を薄くする必要がある。 As the substrate, it is preferable that the linear expansion coefficient to select a material that is 10 × 10 -6 / K~20 × 10 -6 / K. Examples of the material constituting the substrate include lithium tantalate, lithium niobate, crystal, lithium tetraborate, and zinc oxide. In addition, when using a board | substrate for a SAW device, in order to exhibit the characteristic as a SAW device, it is necessary to make a board | substrate thin.

圧電基板に実装する電子デバイスとしては、SAWデバイスなどを挙げることができる。また、基板の他方の主面上には、デバイスに通常用いられる電子素子や回路パターンを挙げることができる。なお、電子素子や回路パターンの形状や形成方法については特に制限はない。   Examples of the electronic device mounted on the piezoelectric substrate include a SAW device. Further, on the other main surface of the substrate, electronic elements and circuit patterns usually used for devices can be listed. In addition, there is no restriction | limiting in particular about the shape and formation method of an electronic element or a circuit pattern.

基板に電子素子などを設ける場合には保護基材を用いることが望ましい。この保護基材としては、基板の薄膜化処理の際に基板を支持し、保持できる剛性を持つものを用いることができる。このような保護基材としては、ガラス基板、金属基板、シリコン基板、プラスチック基板などを挙げることができる。また、この保護基材は、基板の電子素子側にホットワックスなどの接着剤や粘着材などを用いて配設することができる。   When an electronic element or the like is provided on the substrate, it is desirable to use a protective base material. As the protective base material, a material having rigidity capable of supporting and holding the substrate during the thinning process of the substrate can be used. Examples of such a protective substrate include a glass substrate, a metal substrate, a silicon substrate, and a plastic substrate. In addition, the protective base material can be disposed on the electronic element side of the substrate using an adhesive such as hot wax or an adhesive.

基板の一方の主面に溝加工を施して周縁部にリブを形成する場合、溝部は、基板の厚さが50μm以下になるように形成する。したがって、周縁部のリブの高さは、基板の厚さから溝部の深さを差し引いた厚さとなる。溝加工としては、例えばブラスト処理や研削処理などを挙げることができる。ブラスト処理は、基板が保護基材で支持された状態において、基板と保護基材との間の接着剤のプロファイル沿って基板に対して施される。このため、基板と保護基材との間に接着剤が介在していても高い面内均一性で基板を薄膜化することが可能となる。この場合、基板の他方の主面の周縁部にマスクを形成し、このマスクを設けた基板の他方の主面にブラスト処理を行う。このマスクとしては、ブラストテープやメタルマスクなどを用いることができる。なお、ブラスト処理や研削処理の条件は、基板の材料に応じて適宜設定する。   When a groove is formed on one main surface of the substrate to form a rib on the peripheral edge, the groove is formed so that the thickness of the substrate is 50 μm or less. Therefore, the height of the ribs at the peripheral edge is a thickness obtained by subtracting the depth of the groove from the thickness of the substrate. Examples of the grooving include blasting and grinding. The blasting process is performed on the substrate along the adhesive profile between the substrate and the protective substrate in a state where the substrate is supported by the protective substrate. For this reason, even if an adhesive is interposed between the substrate and the protective base material, the substrate can be thinned with high in-plane uniformity. In this case, a mask is formed on the peripheral edge of the other main surface of the substrate, and blasting is performed on the other main surface of the substrate provided with this mask. As this mask, a blast tape or a metal mask can be used. The conditions for blasting and grinding are appropriately set according to the substrate material.

溝加工により形成された溝部には、基板の線膨張係数よりも小さい材料を溶射により埋め込む。この材料としては、−1×10-6/K〜10×10-6/Kの線膨張係数を有する材料であることが好ましい。このような材料としては、Ti、W、Mo、Ta、Si及びこれらの合金などの金属;酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、炭化ケイ素、炭化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素及びこれらの化合物の固溶体などのセラミックスなどが挙げられ、これら金属及び化合物の混合物でも良い。また、酸化による経時変化がなく、電気絶縁性が良く、線膨張係数が小さいことなどを考慮すると、アルミナ系の材料(例えば、アルミナ及びアルミナ−シリカ系)が好ましい。 A material smaller than the linear expansion coefficient of the substrate is embedded in the groove formed by the groove processing by thermal spraying. This material is preferably a material having a linear expansion coefficient of −1 × 10 −6 / K to 10 × 10 −6 / K. Such materials include metals such as Ti, W, Mo, Ta, Si, and alloys thereof; aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, zirconium oxide, titanium oxide, silicon carbide, boron carbide, aluminum nitride, aluminum nitride And ceramics such as silicon nitride and a solid solution of these compounds, and a mixture of these metals and compounds may be used. Further, considering that there is no change over time due to oxidation, good electrical insulation, and a small linear expansion coefficient, alumina-based materials (for example, alumina and alumina-silica-based materials) are preferable.

基板に設けられた溝部に溶射膜を形成してなる構造体においては、基板の厚さが非常に薄いので、溶射膜が基板の剛性を保つ働きをする。したがって、基板に対する剛性などを考慮して、溶射膜の厚さを相対的に厚くする、例えば、基板及び溶射膜の全体の厚さとして0.05mm〜2mm、特に、0.2mm〜0.5mmにすることが好ましい。このため、溶射膜は、基板の熱膨張を抑えると共に、基板の土台、すなわち基板の支持部材としての役割を果たす。   In a structure in which a sprayed film is formed in a groove provided in a substrate, the thickness of the substrate is very thin, so that the sprayed film functions to maintain the rigidity of the substrate. Therefore, the thickness of the sprayed film is relatively increased in consideration of the rigidity with respect to the substrate, for example, the total thickness of the substrate and the sprayed film is 0.05 mm to 2 mm, particularly 0.2 mm to 0.5 mm. It is preferable to make it. Therefore, the sprayed film suppresses the thermal expansion of the substrate and plays a role as a base of the substrate, that is, a support member for the substrate.

基板において溶射膜は、基板の熱膨張を抑える温度補償効果を発揮すると共に、割れや反りのない状態で厚膜に形成される必要がある。例えば、CVD法やPVD法で形成された膜は、温度補償効果は発揮するが、成膜温度が比較的高いために、反りや割れを生じて不良率が大きくなってしまう。また、これらの方法による膜は、成膜時の応力が大きいので基板の土台としての役目を果たすほど厚く形成することはできない。このように、温度補償効果と膜の応力との間にはトレードオフの関係があり、この関係は基体の厚さに影響される。   In the substrate, the sprayed film must be formed in a thick film without cracking or warping while exhibiting a temperature compensation effect for suppressing thermal expansion of the substrate. For example, a film formed by a CVD method or a PVD method exhibits a temperature compensation effect, but since the film formation temperature is relatively high, warping and cracking occur and the defect rate increases. In addition, a film formed by these methods cannot be formed thick enough to serve as a base of a substrate because of a large stress during film formation. Thus, there is a trade-off relationship between the temperature compensation effect and the film stress, and this relationship is influenced by the thickness of the substrate.

溶射膜は1層で構成しても良く、複数層で構成しても良い。このように複数層で溶射膜を構成することにより、種々の材料を組み合わせることができるので、溶射膜の線膨張係数を容易に調整することが可能となる。さらに、アンダーコート(中間膜)を、基板と溶射膜との間に設けて、溶射膜の密着力を向上させても良い。また、基板の溝部の溶射膜被着面の粗さを調整して溶射膜の密着力を向上させても良い。なお、この場合におけるアンダーコートを構成する材料としては、溶射膜の密着力を向上させる効果を発揮するものであれば、特に制限されない。   The sprayed film may be composed of one layer or a plurality of layers. By forming the sprayed film with a plurality of layers in this manner, various materials can be combined, so that the linear expansion coefficient of the sprayed film can be easily adjusted. Further, an undercoat (intermediate film) may be provided between the substrate and the sprayed film to improve the adhesion of the sprayed film. Further, the adhesion of the sprayed film may be improved by adjusting the roughness of the sprayed film deposition surface of the groove portion of the substrate. In this case, the material constituting the undercoat is not particularly limited as long as it exhibits the effect of improving the adhesion of the sprayed film.

溝加工により形成された溝部に溶射膜を形成した後には、溶射膜面を平滑にするために、溶射膜に対して研削加工を行う。この研削加工の際にマスクも除去される。   After the sprayed film is formed in the groove formed by the groove processing, the sprayed film is ground to smooth the sprayed film surface. The mask is also removed during the grinding process.

図1(a)〜(f)は、本発明の実施の形態に係る圧電基板の製造方法を説明するための断面図である。まず、図1(a)に示すように、基板11を準備し、その基板の一方の主面11a上に保護基材12を設ける。すなわち、基板11の一方の主面11a上に接着剤層13を介して保護基材12を取り付ける。   1A to 1F are cross-sectional views for explaining a method of manufacturing a piezoelectric substrate according to an embodiment of the present invention. First, as shown to Fig.1 (a), the board | substrate 11 is prepared and the protective base material 12 is provided on one main surface 11a of the board | substrate. That is, the protective base material 12 is attached on one main surface 11 a of the substrate 11 via the adhesive layer 13.

次いで、図1(b)に示すように、基板11の他方の主面11bの周縁部にマスクであるブラストテープ14を設ける。次いで、図1(c)に示すように、ブラストテープ14をマスクとして、基板11の他方の主面11bをブラスト処理することにより溝加工を施して周縁部(マスク領域)にリブ11cを形成する。このリブ11cで区画された領域が溝部15となる。   Next, as shown in FIG. 1B, a blast tape 14 as a mask is provided on the peripheral edge of the other main surface 11 b of the substrate 11. Next, as shown in FIG. 1 (c), with the blast tape 14 as a mask, the other main surface 11b of the substrate 11 is blasted to form a groove to form ribs 11c at the peripheral edge (mask region). . A region defined by the ribs 11 c becomes the groove 15.

ここで、基板11に対して溝加工を行う場合、図2に示すように、周縁部において中央に向けて深さが深くなるような段差部11dを形成するように行うことが好ましい。後述する溶射による成膜では、溝部15の角部に応力が集中して成膜した溶射膜の端部がまくれ上がり易くなる。また、溝部15の角部において、オーバーハングによるボイドが形成され易くなる。上記のように段差部11dを設けることにより、溶射膜のまくれ上がりやボイドの発生を十分に防止することが可能となる。このような段差部11dは、例えば、周縁からの幅が相対的に大きいマスクを用いてブラスト処理した後に、周縁からの幅が相対的に小さいマスクを用いて再びブラスト処理することにより形成することができる。なお、図2においては、段差部が2段である場合について示しているが、本発明において、段差部の段数については特に制限はない。   Here, when grooving is performed on the substrate 11, it is preferable to form a step portion 11d having a deeper depth toward the center at the peripheral portion as shown in FIG. In film formation by thermal spraying, which will be described later, the stress is concentrated on the corners of the groove 15 and the edge of the thermal spray film formed tends to be rolled up. In addition, voids due to overhang are easily formed at the corners of the groove 15. By providing the step portion 11d as described above, it is possible to sufficiently prevent the sprayed film from rolling up and generating voids. Such a stepped portion 11d is formed, for example, by performing a blasting process using a mask having a relatively large width from the periphery and then performing a blasting process again using a mask having a relatively small width from the periphery. Can do. Although FIG. 2 shows a case where the stepped portion has two steps, in the present invention, the number of steps of the stepped portion is not particularly limited.

次いで、図1(d)に示すように、溝加工により形成された溝部15に、基板11の線膨張係数よりも小さい材料を溶射により埋め込む。これにより、溝部15に溶射膜16を形成する。ここで、溶射法は、電気エネルギー(アーク、プラズマ)や燃焼エネルギーを熱源とし、この中に被着材料の粉末又は棒状材料を投入して、溶融又は半溶融状態の微粒子として基板の表面に吹き付け、皮膜を形成する方法である。溶射法を採用することにより、成膜中の基板11への熱影響を極力抑えることが可能となる。   Next, as shown in FIG. 1D, a material having a coefficient of linear expansion smaller than that of the substrate 11 is embedded in the grooves 15 formed by the groove processing by thermal spraying. Thereby, the sprayed film 16 is formed in the groove 15. Here, the thermal spraying method uses electric energy (arc, plasma) or combustion energy as a heat source, puts powder or rod-shaped material of the deposit material into this, and sprays it on the surface of the substrate as molten or semi-molten particles. This is a method for forming a film. By adopting the thermal spraying method, it is possible to suppress the thermal influence on the substrate 11 during film formation as much as possible.

溶射法による成膜では、溶融又は半溶融状態の微粒子が基材に到達すると、基板11上で急冷凝固され、微粒子に微細な割れが生じる。そして、このような微細な割れを有する微粒子が積層されて膜を構成する。したがって、溶射法により成膜された膜は、比較的ポーラスな状態であり、このため成膜後の応力が小さい。このため、基板11から剥離することなく、厚い膜(数百μm程度)を成膜することが可能となる。その結果、基板11上に、反りのない、厚い膜を形成することができる。   In film formation by the thermal spraying method, when fine particles in a molten or semi-molten state reach the base material, they are rapidly solidified on the substrate 11 and fine cracks are generated in the fine particles. The fine particles having such fine cracks are laminated to form a film. Therefore, the film formed by the thermal spraying method is in a relatively porous state, and therefore the stress after film formation is small. For this reason, it is possible to form a thick film (about several hundred μm) without peeling from the substrate 11. As a result, a thick film without warping can be formed on the substrate 11.

次いで、図1(e)に示すように、基板11の溝部15に形成した溶射膜16に対して研削加工を行って溶射膜16の表面を平滑化する。この研削加工により、マスクであるブラストテープ14も除去される。次いで、図1(f)に示すように、基板11の主面11a側から保護基材12を剥離して除去し、剥離面を洗浄することにより接着剤層13を除去する。   Next, as shown in FIG. 1E, the sprayed film 16 formed in the groove 15 of the substrate 11 is ground to smooth the surface of the sprayed film 16. By this grinding process, the blast tape 14 as a mask is also removed. Next, as shown in FIG. 1 (f), the protective base material 12 is peeled and removed from the main surface 11 a side of the substrate 11, and the adhesive layer 13 is removed by washing the peeled surface.

本発明に係る方法においては、基板11を薄膜化する際の加工で最も弱い周縁部にリブ11cを設けるので、基板11の薄膜化の際の基板11の割れなどの損傷を防止することが可能となる。また、基板11の薄膜化に用いるブラスト処理は、研削加工と異なり、基板11が保護基材12で支持された状態において、基板11と保護基材12との間の接着剤層13のプロファイル沿って基板11に対して施される。このため、基板11と保護基材13との間に接着剤層14が介在していても高い面内均一性で基板11を薄膜化することが可能となる。   In the method according to the present invention, the rib 11c is provided at the weakest peripheral portion in the processing when the substrate 11 is thinned, so that it is possible to prevent damage such as cracking of the substrate 11 when the substrate 11 is thinned. It becomes. Further, unlike the grinding process, the blasting process used for thinning the substrate 11 follows the profile of the adhesive layer 13 between the substrate 11 and the protective base material 12 in a state where the substrate 11 is supported by the protective base material 12. Is applied to the substrate 11. For this reason, even if the adhesive layer 14 is interposed between the substrate 11 and the protective base material 13, the substrate 11 can be thinned with high in-plane uniformity.

次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。
(実施例1)
線膨張係数が16×10-6/Kであり、直径4インチ、厚さ0.25mmのタンタル酸リチウム製基板(LT基板)を準備した。なお、線膨張係数は、サーモプラス2(株式会社リガク社製)のシステムの熱機械分析装置(TMA−8310)の示差膨張モードにおいて測定した(於工業技術センター)。
Next, examples performed for clarifying the effects of the present invention will be described.
Example 1
A lithium tantalate substrate (LT substrate) having a linear expansion coefficient of 16 × 10 −6 / K, a diameter of 4 inches, and a thickness of 0.25 mm was prepared. In addition, the linear expansion coefficient was measured in the differential expansion mode of the thermomechanical analyzer (TMA-8310) of the system of Thermo Plus 2 (manufactured by Rigaku Corporation) (Industrial Technology Center).

次いで、このLT基板のパターン形成側にホットワックスを用いて厚さ5mmのガラス基板を貼り合わせた。次いで、LT基板の一方の主面上の周縁部5mmにブラストテープを貼り付けてマスキングを行った。次いで、LT基板の他方の主面にブラスト処理を施して深さ0.22mmの溝部を形成した。これにより、高さ0.22mmのリブがLT基板の周縁部に形成され、LT基板の厚さが30μmとなった。   Next, a glass substrate having a thickness of 5 mm was bonded to the pattern forming side of the LT substrate using hot wax. Next, masking was performed by attaching a blast tape to a peripheral portion 5 mm on one main surface of the LT substrate. Next, the other main surface of the LT substrate was blasted to form a groove portion having a depth of 0.22 mm. As a result, ribs having a height of 0.22 mm were formed on the peripheral edge of the LT substrate, and the thickness of the LT substrate was 30 μm.

次いで、LT基板の溝部に、ムライト(アルミナ−シリカ)の粉末を溶射法により吹き付けて、LT基板の溝部に厚さ0.5mmの溶射膜を形成した。なお、溶射処理は、直流プラズマ溶射装置を用いて、ArとH2のプラズマガスを使用し、電源出力40kWで行った。 Next, mullite (alumina-silica) powder was sprayed onto the groove portion of the LT substrate by a thermal spraying method to form a sprayed film having a thickness of 0.5 mm on the groove portion of the LT substrate. The thermal spraying process was performed using a direct current plasma spraying apparatus with Ar and H 2 plasma gas at a power output of 40 kW.

次いで、LT基板に形成した溶射膜に研削加工を行ってLT基板の厚さを350μmに調整した。次いで、LT基板に貼り付けたガラス基板を剥離して、剥離面を洗浄してホットワックスを除去した。   Next, the thermal spray film formed on the LT substrate was ground to adjust the thickness of the LT substrate to 350 μm. Next, the glass substrate attached to the LT substrate was peeled, and the peeled surface was washed to remove hot wax.

LT基板の不良率を調べたところ約30%であり、歩留まりが向上されたことが分かった。その結果を図3に示す。なお、不良率は、ウエハ割れ、クラック、溶射膜成膜時のボイドの発生のいずれかがあるものを不良品とし、ウエハ50枚において何枚不良品があるかの割合で求めた。ウエハ割れ、クラック、溶射膜成膜時のボイドの発生は顕微鏡により目視で判断した。   When the defect rate of the LT substrate was examined, it was about 30%, and it was found that the yield was improved. The result is shown in FIG. Note that the defect rate was determined by the ratio of how many defective wafers were present in 50 wafers, where wafer cracks, cracks, or voids during sprayed film formation were considered defective products. Wafer cracks, cracks, and the occurrence of voids during sprayed film formation were visually determined with a microscope.

(実施例2)
LT基板の溝部に図2に示すような段差部を設けること以外は実施例1と同様にしてLT基板の溶射膜を形成した。この場合、LT基板の不良率を調べたところ約10%であり、歩留まりが向上されたことが分かった。その結果を図3に併記する。
(Example 2)
A thermal sprayed film of the LT substrate was formed in the same manner as in Example 1 except that a stepped portion as shown in FIG. 2 was provided in the groove portion of the LT substrate. In this case, when the defect rate of the LT substrate was examined, it was about 10%, and it was found that the yield was improved. The results are also shown in FIG.

(比較例)
LT基板の周縁部にマスキングを行わずにブラスト処理を行うこと以外は実施例1と同様にしてLT基板の溶射膜を形成した。この場合、LT基板の不良率を調べたところ約100%であり、すべてのウエハに不良が発生したことが分かった。その結果を図3に併記する。
(Comparative example)
A thermal sprayed film of the LT substrate was formed in the same manner as in Example 1 except that the peripheral portion of the LT substrate was subjected to blasting without masking. In this case, when the defect rate of the LT substrate was examined, it was about 100%, and it was found that defects occurred in all the wafers. The results are also shown in FIG.

本発明は上記実施の形態に限定されず種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態における、寸法、数、材質などについては、これに限定されない。また、上記実施の形態においては、薄膜化にブラスト処理を採用した場合について説明しているが、本発明はこれに限定されず、薄膜化に研削処理を採用した場合にも同様に適用することができるその他、本発明は、本発明の範囲を逸脱しない範囲で種々変更して実施することができる。   The present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications. For example, the dimensions, number, material, and the like in the above embodiment are not limited to this. Moreover, although the case where the blasting process is adopted for thinning is described in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and the same applies to the case where the grinding process is adopted for thinning. In addition, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the scope of the present invention.

(a)〜(f)は、本発明の実施の形態に係る圧電基板の製造方法を説明するための断面図である。(A)-(f) is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the piezoelectric substrate which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る圧電基板の製造方法における溝加工の他の例を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the other example of the groove process in the manufacturing method of the piezoelectric substrate which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る圧電基板の製造方法の効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of the manufacturing method of the piezoelectric substrate which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

11 基板
11a,11b 主面
11c リブ
11d 段差部
12 保護基材
13 接着剤層
14 ブラストテープ
15 溝部
16 溶射膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Board | substrate 11a, 11b Main surface 11c Rib 11d Step part 12 Protection base material 13 Adhesive layer 14 Blasting tape 15 Groove part 16 Thermal spray film

Claims (5)

基板の一方の主面に溝加工を施して周縁部にリブを形成する工程と、前記溝加工により形成された溝部に、前記基板の線膨張係数よりも小さい第1材料を溶射により埋め込む工程と、を具備することを特徴とする圧電基板の製造方法。   Forming a rib on one main surface of the substrate to form a rib on a peripheral edge; and embedding a first material smaller than the linear expansion coefficient of the substrate by thermal spraying in the groove formed by the groove processing; A method for manufacturing a piezoelectric substrate comprising the steps of: 前記溝加工は、前記基板の他方の主面の周縁部にマスクを形成する工程と、前記マスクを設けた前記基板の他方の主面にブラスト処理又は研削処理を行う工程と、を含むことを特徴とする請求項1記載の圧電基板の製造方法。   The grooving includes a step of forming a mask on a peripheral portion of the other main surface of the substrate, and a step of performing a blasting process or a grinding process on the other main surface of the substrate provided with the mask. 2. The method of manufacturing a piezoelectric substrate according to claim 1, wherein 前記溝加工は、周縁部において中央に向けて深さが深くなるような段差部を形成するように行われることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の圧電基板の製造方法。   3. The method for manufacturing a piezoelectric substrate according to claim 1, wherein the groove processing is performed so as to form a stepped portion having a deeper depth toward a center at a peripheral edge portion. 4. 前記基板を構成する材料は、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶、四ホウ酸リチウム、及び酸化亜鉛からなる群より選ばれたものであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の圧電基板の製造方法。   The material constituting the substrate is selected from the group consisting of lithium tantalate, lithium niobate, crystal, lithium tetraborate, and zinc oxide. A method for manufacturing a piezoelectric substrate according to claim 1. 前記基板は、10×10-6/K〜20×10-6/Kの線膨張係数を有する第2材料で構成され、前記第1材料は、−1×10-6/K〜10×10-6/Kの線膨張係数を有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の圧電基板の製造方法。 The substrate is composed of a second material having a linear expansion coefficient of 10 × 10 -6 / K~20 × 10 -6 / K, the first material, -1 × 10 -6 / K~10 × 10 5. The method for manufacturing a piezoelectric substrate according to claim 1, wherein the method has a linear expansion coefficient of −6 / K.
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