JP2013021387A

JP2013021387A - 電子部品の製造方法および電子部品

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Publication number: JP2013021387A
Application number: JP2011150722A
Authority: JP
Inventors: Yuji Toyoda; 祐二豊田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-07-07
Filing date: 2011-07-07
Publication date: 2013-01-31

Abstract

【課題】不要な寄生容量を減少し、圧電基板や支持基板へのダメージが抑制され、かつ、圧電基板材料の選択の自由度が高い電子部品の製造方法および電子部品を提供する。
【解決手段】電子部品の製造方法は、圧電基板２００Ａに所定の幅および所定の深さを有する溝２１０Ａを形成する工程と、溝２１０Ａの開口が支持基板１００と対向するように、圧電基板２００Ａを支持基板１００に貼り合わせる工程と、支持基板１００に貼り合わせられた圧電基板２００Ａの厚みを減じる方向に圧電基板２００Ａを研磨し、溝２１０Ａが形成された部分において支持基板１００を露出させる工程とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品の製造方法および電子部品に関し、特に、支持基板と圧電基板とを貼り合わせる工程を含む電子部品の製造方法および電子部品に関する。

支持基板上に圧電基板を貼り合わせた電子部品は、たとえば、特開２００４−１８６８６８号公報（特許文献１）、特開２００４−３３６５０３号公報（特許文献２）および特開平６−１２０４１６号公報（特許文献３）に示されている。

特許文献１では、支持基板（２０）の厚みと、その支持基板（２０）上に接合された圧電基板（１０）の厚みとの比を所定の範囲に設定することにより、スプリアス応答を抑制することができるとされている。

特許文献２では、支持基板（３０）と圧電基板（２０）とを接合した弾性表面波素子において、隣接する共振子（１０）間に、圧電基板（２０）を除去することで形成した溝（４）を設けることにより、スプリアスの発生を抑えることができるとされている。

特許文献３では、半導体基板（１）上に圧電基板（２）を接合したものに対してエッチング処理を施すことが示されている。

特開２００４−１８６８６８号公報特開２００４−３３６５０３号公報特開平６−１２０４１６号公報

特許文献１に記載の弾性表面波素子では、支持基板（２０）の全面に誘電率が高い圧電基板（１０）が貼り合わせられているので、電極パターン間の寄生容量が大きくなり、フィルタに用いる場合には減衰特性が劣化することが懸念される。

特許文献２に記載の弾性表面波素子では、支持基板（３０）と圧電基板（２０）とを接合した後に、レーザ加工やダイシングなどにより不要部の圧電基板（２０）を除去しているが、圧電基板（２０）のクラックや、接合界面での剥離などの問題が生じやすい。また、不要部が除去された後の圧電基板（２０）の端部の形状は滑らかではなく、その箇所に配線を形成すると、容易に断線する可能性がある。

特許文献３に記載の電子部品では、半導体基板（１）上に圧電基板（２）を接合した後に、ウエットエッチング処理を行なっており、使用できる圧電基板（２）の材料が限定される。（ＬｉＴａＯ₃やＬｉＮｂＯ₃などには適用できない）。また、ドライエッチング処理であれば、ＬｉＴａＯ₃やＬｉＮｂＯ₃などにも適用できるが、オーバーエッチングにより、半導体基板（１）の表面が荒れて、その後に形成する配線の断線や抵抗増加などの問題を引き起こしやすくなる。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、不要な寄生容量を減少し、圧電基板や支持基板へのダメージが抑制され、かつ、圧電基板材料の選択の自由度が高い電子部品の製造方法および電子部品を提供することにある。

本発明に係る電子部品の製造方法は、圧電基板に所定の幅および所定の深さを有する溝を形成する工程と、溝の開口が支持基板と対向するように、圧電基板を支持基板に貼り合わせる工程と、支持基板に貼り合わせられた圧電基板の厚みを減じる方向に圧電基板を研磨し、溝が形成された部分において支持基板を露出させる工程とを備える。

１つの実施態様では、上記電子部品の製造方法は、圧電基板を研磨した後、支持基板上に残された圧電基板上に共振子を形成する工程をさらに備える。

１つの実施態様では、上記電子部品の製造方法は、圧電基板を研磨した後、支持基板上に残された圧電基板をテーパ状に加工する工程をさらに備える。

１つの実施態様では、上記電子部品の製造方法において、前記溝を、前記圧電基板の内部に進むにつれて徐々に幅が広くなるように形成する。

１つの実施態様では、上記電子部品の製造方法において、電子部品は弾性表面波装置である。

１つの実施態様では、上記電子部品の製造方法において、圧電基板は、ＬｉＴａＯ₃またはＬｉＮｂＯ₃からなる。

本発明に係る電子部品は、支持基板と、支持基板の一方主面の一部に接合されている圧電基板と、圧電基板に形成されている共振子と、共振子に電気的に接続され、支持基板の一方主面における圧電基板が接合されている部分以外に形成されている配線およびボンディングパッドとを備え、圧電基板がテーパ状である。

本発明によれば、支持基板と圧電基板とを貼り合わせた電子部品の不要な寄生容量を減少させることができる。また、圧電基板や支持基板へのダメージを抑制し、圧電基板材料の選択の自由度を高めることもできる。

本発明の実施の形態１に係る電子部品を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図を示す。本発明の実施の形態１に係る電子部品の製造方法における各工程を示す図である。本発明の実施の形態２に係る電子部品を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図を示す。本発明の実施の形態２に係る電子部品の製造方法における各工程を示す図である。本発明の実施の形態３に係る電子部品の製造方法における各工程を示す図である。比較例に係る電子部品を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図を示す。

以下に、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。

なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る電子部品の共振子が形成されている部分を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図を示す。図１に示すように、本実施の形態に係る電子部品は、支持基板１００と、支持基板１００上に接合された圧電基板２００と、圧電基板２００上に形成された複数の共振子３００とを含む。

本実施の形態に係る電子部品は、典型的にはデュプレクサなどに用いられる弾性表面波装置であるが、本発明の範囲はこれに限定されない。

支持基板１００は、たとえば高抵抗シリコン基板などから構成される。圧電基板２００は、たとえばＬｉＴａＯ₃またはＬｉＮｂＯ₃などからなる。図１の例において、一対の櫛型電極を互いに間挿してなるＩＤＴ電極が圧電基板２００上に形成されており、共振子３００はＩＤＴ電極を備える一端子対弾性表面波共振子である。図１には示されていないが、支持基板１００上の圧電基板２００が形成されていない領域には、共振子３００に電気的に接続されている配線やボンディングパッドなどの電極パターンが形成されている。これら電極パターンとともに、複数の共振子３００はラダー型の弾性表面波フィルタを構成する。なお、共振子３００はＩＤＴ電極の両側に設けられた一対の反射器をさらに備えてもよい。この場合、反射器も圧電基板２００上に形成されている。

図６は、比較例に係る電子部品を示す図である。図１と図６とを対比して、本実施の形態に係る電子部品の１つの特徴は、端的に言えば、共振子３００周辺以外の部分において、支持基板１００上の圧電基板２００が除去されていることである。このようにすることで、配線間に発生する寄生容量が減少し、弾性表面波フィルタの減衰特性の改善を図ることが可能である。このような効果は、配線間の間隔が狭い小型の弾性表面波フィルタにおいて特に顕著である。

次に、図２を用いて、本実施の形態に係る電子部品の製造方法における各工程について説明する。

図２に示すように、本実施の形態に係る電子部品の製造方法は、圧電基板２００Ａに所定の幅および所定の深さを有する溝２１０Ａを形成する工程（図２（ｂ））と、溝２１０Ａの開口が支持基板１００と対向するように、圧電基板２００Ａを支持基板１００に貼り合わせる工程（図２（ｃ））と、支持基板１００に貼り合わせられた圧電基板２００Ａの厚みを減じる方向に圧電基板２００Ａを研磨し、溝２１０Ａが形成された部分において支持基板１００を露出させる工程（図２（ｄ），図２（ｅ））と、圧電基板２００Ａを研磨した後、支持基板１００上に残された圧電基板２００上に共振子３００を形成する工程（図２（ｆ））とを備える。以下に、各工程をより詳細に説明する。

まず、図２（ａ）に示すように、支持基板１００と圧電基板２００Ａとを準備する。１つの例として、支持基板１００は、抵抗率が１０００Ω・ｃｍの高抵抗シリコン基板（厚み３５０μｍ）からなる。他方、１つの例として、圧電基板２００は、４２°回転ＹカットＸ伝搬のＬｉＴａＯ₃基板（厚み２５０μｍ）からなる。

次に、圧電基板２００Ａの一方主面にフォトリソグラフィを用いてレジストパターンを形成する。より具体的には、最終的に圧電基板２００が残される部分(すなわち、後に共振子３００が形成される部分）にレジストパターンが形成される。

さらに、上記レジストパターンをマスクとして、該マスクの開口部に位置する圧電基板２００Ａに対して、イオンミリングなどによりドライエッチングを行なう。ここで、エッチング深さは、たとえば４０μｍ程度に設定される。エッチングを行なった後に、有機溶剤を用いてレジストパターンを剥離させる。これにより、図２（ｂ）に示すように、溝２１０Ａおよび突起部２２０Ａを有する圧電基板２００Ａが形成される。

次に、図２（ｃ）に示すように、圧電基板２００Ａにおける上記エッチング処理を施した一方主面と、支持基板１００の一方主面とを接合する。この接合は、樹脂の接着剤を介した接合でも構わないし、対向する一方主面の親水化処理を行った後に、直接接合を行なうものであっても構わない。

次に、図２（ｄ）に示すように、圧電基板の他方主面（エッチング処理を行なっていない面）側から、圧電基板２００Ａを研磨する。この研磨は、たとえば、圧電基板２００Ａの厚みが２０μｍの厚みになるまで行なわれる。この結果、図２（ｅ）に示すように、支持基板１００上の、圧電基板２００Ａは、複数の圧電基板２００に分断される。

さらに、図２（ｆ）に示すように、リフトオフ技術を用いて、支持基板１００および圧電基板２００上に、共振子３００、配線、およびボンディングパッドなど、弾性表面波フィルタに必要な電極パターンを形成する。この時、共振子３００の少なくとも弾性表面波を励振する部分は、圧電基板２００上に位置するように形成される。

本実施の形態に係る電子部品およびその製造方法によれば、共振子３００が形成された部分以外において、支持基板１００上の圧電基板２００が除去されているので、図６に示す比較例と比べて、配線間に発生する寄生容量が減少し、弾性表面波フィルタの減衰特性の改善を図ることが可能である。

また、支持基板１００と圧電基板２００とを貼り合わせた後に圧電基板２００の不要部分をレーザ、ダイシング、およびウエットエッチングなどで除去する方法と比較して、圧電基板のクラックや剥がれなどの心配がなく、配線抵抗増加など特性劣化につながる支持基板のダメージを回避できるという効果も奏する。また、ウエットエッチング処理を行なう例と比較して、圧電基板２００の材料の選択自由度が増える。

（実施の形態２）
図３は、実施の形態２に係る電子部品を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図を示す。

図３に示すように、本実施の形態に係る電子部品は、実施の形態１に係る電子部品の変形例であって、支持基板１００上に残された圧電基板２００がテーパ状に加工されていることを特徴とする。以下に、本実施の形態における各工程を、図４を用いてより詳細に説明する。

まず、図４（ａ）に示すように、支持基板１００と圧電基板２００Ａとを準備する。次に、図４（ｂ）に示すように、溝２１０Ａおよび突起部２２０Ａを有する圧電基板２００Ａを形成する。さらに、図４（ｃ）に示すように、圧電基板２００Ａと支持基板１００とを接合し、図４（ｄ）に示すように、圧電基板２００Ａを研磨することにより、図４（ｅ）に示すように、支持基板１００上の、圧電基板２００Ａを、複数の圧電基板２００に分断する。ここまでは、上述した実施の形態１と同様である。

ただし、本実施の形態では、支持基板１００は、たとえば、アルミナ基板（厚み２５０μｍ）からなり、圧電基板２００Ａは、３８．５°回転ＹカットＸ伝搬のＬｉＴａＯ₃基板（厚み２５０μｍ）からなる。また、圧電基板２００Ａをドライエッチングして形成される溝２１０Ａの深さは、たとえば３０μｍである。また、圧電基板２００Ａは、最終的には、たとえば１５μｍの厚みにまで研磨される。

次に、図４（ｆ）に示すように、支持基板１００上に残された圧電基板２００の外周から１０μｍ内側までの領域のみが開口するようなレジストパターン４００が形成される。レジストパターン４００は、露光時のデフォーカス処理などにより、図４（ｆ）に示すように、角度６０°程度の順テーパ形状に形成できればなお好ましい。

次に、図４（ｇ）に示すように、レジストパターン４００をマスクとして、露出している圧電基板２００に対して、イオンミリングによるエッチングを行なう。この際、露出部分の圧電基板２００が完全にエッチングされる前に、エッチング処理を終了する。エッチング後にレジストを剥離することにより、図４（ｈ）に示すテーパ状の圧電基板２００（周縁部に傾斜部２５０が形成されたもの）が得られる。

さらに、図４（ｉ）に示すように、リフトオフ技術を用いて、支持基板１００および圧電基板２００上に、共振子３００、配線、ボンディングパッドなど、弾性表面波フィルタに必要な電極パターンを形成する。この時、共振子３００の少なくとも弾性表面波を励振する部分は、圧電基板２００上に位置するように形成される。

本実施の形態によれば、実施の形態１と同様の効果を奏する。さらに、本実施の形態では、圧電基板２００の周縁部に傾斜部２５０が形成されているので、圧電基板２００の段差部で配線が断線する可能性を低減することができる。

また、圧電基板２００の周縁部に傾斜部２５０を形成する際、支持基板１００における圧電基板２００のない部分をレジストパターン４００により保護することが可能であり、支持基板１００のダメージも回避できる。

（実施の形態３）
図５は、実施の形態３に係る電子部品の製造方法における各工程を示す図である。図５を参照して、本実施の形態に係る電子部品は、実施の形態２と同様、支持基板１００上に残された圧電基板２００をテーパ状に形成する（図５（ｆ））が、そのプロセスにおいて、実施の形態２と若干異なる特徴を有する。以下に、その要点を説明する。

まず、図５（ａ）に示すように、支持基板１００と圧電基板２００Ａとを準備する。ここまでは、上述した実施の形態２と同様である。

次に、図５（ｂ）に示すように、圧電基板２００Ａに溝２１０Ａおよび突起部２２０Ａを形成する。ここで、溝２１０Ａの幅が圧電基板２００Ａの内部に進むにつれて徐々に広がるようにドライエッチングする。これにより、傾斜部２５０Ａを有する逆テーパ状の突起部２２０Ａを形成する。さらに、図５（ｃ）に示すように、圧電基板２００Ａと支持基板１００とを接合し、図５（ｄ）に示すように、圧電基板２００Ａを研磨することにより、図５（ｅ）に示すように、支持基板１００上の、圧電基板２００Ａを、複数の圧電基板２００に分断する。その後、図５（ｆ）に示すように、リフトオフ技術を用いて、支持基板１００および圧電基板２００上に、共振子３００、配線、ボンディングパッドなど、弾性表面波フィルタに必要な電極パターンを形成する。

本実施の形態においては、上述のように、圧電基板２００Ａに溝２１０Ａおよび突起部２２０Ａを形成する工程において傾斜部２５０Ａを形成しているため、実施の形態２と対比して、工程数を減らしながら、最終的には、圧電基板２００の周縁部に傾斜部２５０を形成することが可能である。

なお、上記の実施の形態では、共振子３００に一端子対弾性表面波共振子を用いて説明したが、共振子３００はこれに限らない。共振子３００は、例えば、圧電基板２００上に弾性表面波伝搬方向に沿って配置された複数のＩＤＴ電極と、複数のＩＤＴ電極の弾性表面波伝搬方向の両側に設けられた反射器とを備える二端子対弾性表面波共振子であってもよい。この二端子対弾性表面波共振子と、配線およびボンディングパッドによって、所謂縦結合共振子型の弾性表面波フィルタを構成することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００支持基板、２００，２００Ａ圧電基板、２１０Ａ溝、２２０Ａ突起部、２５０，２５０Ａ傾斜部、３００共振子、４００レジストパターン。

Claims

圧電基板に所定の幅および所定の深さを有する溝を形成する工程と、
前記溝の開口が支持基板と対向するように、前記圧電基板を前記支持基板に貼り合わせる工程と、
前記支持基板に貼り合わせられた前記圧電基板の厚みを減じる方向に前記圧電基板を研磨し、前記溝が形成された部分において前記支持基板を露出させる工程とを備えた、電子部品の製造方法。
前記圧電基板を研磨した後、前記支持基板上に残された前記圧電基板上に共振子を形成する工程をさらに備えた、請求項１に記載の電子部品の製造方法。
前記圧電基板を研磨した後、前記支持基板上に残された前記圧電基板をテーパ状に加工する工程をさらに備えた、請求項１または請求項２に記載の電子部品の製造方法。
前記溝を、前記圧電基板の内部に進むにつれて徐々に幅が広くなるように形成する、請求項１または請求項２に記載の電子部品の製造方法。
前記電子部品は弾性表面波装置である、請求項１から請求項４のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
前記圧電基板は、ＬｉＴａＯ₃またはＬｉＮｂＯ₃からなる、請求項１から請求項５のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
支持基板と、
前記支持基板の一方主面の一部に接合されている圧電基板と、
前記圧電基板に形成されている共振子と、
前記共振子に電気的に接続され、前記支持基板の一方主面における前記圧電基板が接合されている部分以外に形成されている配線およびボンディングパッドとを備え、
前記圧電基板がテーパ状である、電子部品。