KR101842278B1

KR101842278B1 - 복합 기판 및 복합 기판의 제조 방법

Info

Publication number: KR101842278B1
Application number: KR1020110138167A
Authority: KR
Inventors: 도시나오 나카하라
Original assignee: 엔지케이 인슐레이터 엘티디
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2018-03-26
Anticipated expiration: 2031-12-20
Also published as: KR20120071334A; CN102582142B; US20120161585A1; US8847469B2; EP2469709B1; JP5814774B2; CN102582142A; JP2012147424A; EP2469709A2; EP2469709A3

Abstract

본 발명은 외주부에 부풀어오른 부분이 존재하는 접착층을 개재하여 접착된 지지 기판과 압전 기판의 접착 상태를 양호하게 유지하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 복합 기판(10)은, 압전 기판(14)의 이면(14b)과 지지 기판(12)의 표면(12a)이 접착층(16)을 개재하여 접착된 것으로서, 접착층(16)은, 외주부에 부풀어오른 부분(16a)이 존재하고, 압전 기판(14)은, 부풀어오른 부분(16a)을 피하여 지지 기판(12)에 접착되어 있다. 이 때문에, 접착층(16)의 부풀어오른 부분(16a)과 압전 기판(14) 사이에 기포가 들어가기 어렵다. 이에 따라, 이러한 기포에 기인하는 박리의 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 외주부에 부풀어오른 부분이 존재하는 접착층을 개재하여 접착된 지지 기판과 압전 기판의 접착 상태를 양호하게 유지할 수 있다.

Description

복합 기판 및 복합 기판의 제조 방법{COMPOSITE SUBSTRATE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE COMPOSITE SUBSTRATE}

본 발명은 복합 기판 및 복합 기판의 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 지지 기판과 압전 기판을 접합한 복합 기판에, 전극을 설치하여 탄성파 소자를 제작하는 것이 알려져 있다. 여기서, 탄성파 소자는, 예를 들어, 휴대 전화 등의 통신 기기에서의 밴드패스 필터로서 사용되고 있다. 예를 들어 특허문헌 1에는, 압전 기판으로서 니오븀산리튬이나 탄탈산리튬을 이용하고, 지지 기판으로서 실리콘이나 석영 등을 이용한 복합 기판이 기재되어 있다. 또, 압전 기판과 지지 기판을 접합하는 방법으로서, 스핀코트에 의해 도포한 자외선 경화 접착제를 이용하는 방법이 기재되어 있다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2006-319679호 공보

그런데, 지지 기판에 스핀코트에 의해 접착제를 도포하면, 도포된 접착제의 외주부에는 스핀코트시의 원심력에 의해 부풀어오른 부분이 생긴다. 이와 같이 부풀어오른 부분이 생긴 접착제를 개재하여 지지 기판과 압전 기판을 접착하면, 부풀어오른 부분에서 접착 불량이 발생하여, 지지 기판과 압전 기판이 박리되는 경우가 있었다. 이러한 박리가 일어나는 것은, 접착층의 부풀어오른 부분과 압전 기판 사이에 들어간 기포가 원인이라고 생각된다.

본 발명은, 전술한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 외주부에 부풀어오른 부분이 존재하는 접착층을 개재하여 접착된 지지 기판과 압전 기판의 접착 상태를 양호하게 유지하는 것을 주목적으로 한다.

본 발명은, 전술한 목적을 달성하기 위해 이하의 수단을 채택했다.

본 발명의 복합 기판은,

압전 기판과 지지 기판이 접착층을 개재하여 접착된 복합 기판으로서,

상기 접착층은 평탄 부분과, 이 평탄 부분의 외주부에 형성된 부풀어오른 부분을 구비하고,

상기 압전 기판은, 상기 접착층의 상기 평탄 부분과 접착되는 제1면과, 이 제1면과 반대측의 제2면을 갖고, 상기 압전 기판이 상기 부풀어오른 부분을 피하여 상기 지지 기판에 접착되어 있는 것이다.

이 복합 기판은, 접착층의 외주부에 부풀어오른 부분이 존재하지만, 압전 기판이 이 부풀어오른 부분을 피하여 지지 기판에 접착되어 있다. 이 때문에, 접착층의 부풀어오른 부분과 압전 기판 사이에 기포가 들어가기 어렵다. 이에 따라, 이러한 기포에 기인하는 박리의 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 외주부에 부풀어오른 부분이 존재하는 접착층을 개재하여 접착된 지지 기판과 압전 기판의 접착 상태를 양호하게 유지할 수 있다.

본 발명의 복합 기판에 있어서, 상기 압전 기판은, 상기 압전 기판의 상기 제1면의 외주 가장자리가 상기 접착층의 상기 부풀어오른 부분과 상기 평탄 부분의 경계와 접해 있어도 좋다. 이렇게 하면, 압전 기판과 접착층의 접합면인 제1면의 단부가 접착층의 부풀어오른 부분에 의해 보호된다. 이 때문에, 복합 기판을 세정할 때 이용하는 산이나 알칼리 용액에 의해, 압전 기판과 접착층이 박리되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 복합 기판에 있어서, 상기 압전 기판은, 상기 압전 기판의 상기 제1면을 상기 압전 기판의 상기 제2면을 향하여 수직 방향으로 투영하면 상기 제1면이 상기 제2면의 내측에 들어가도록, 상기 압전 기판에 팽출부가 형성되어 있는 것으로 해도 좋다. 이렇게 하면, 복합 기판에 대하여 열처리를 했을 때 압전 기판에 크랙이 생기는 것을 방지할 수 있다. 그 이유는 이하와 같이 추찰된다. 즉, 압전 기판에서 팽출부가 존재함으로써, 접착층에 의해 지지 기판에 접착되어 있는 압전 기판의 제1면에 비해, 접착되지 않은 압전 기판의 제2면 쪽이 크게 형성되게 되므로, 자유도가 높은 제2면측의 볼륨이 비교적 크게 되어 있다. 이 팽출부의 존재에 의해, 가열되었을 때 지지 기판 및 압전 기판의 팽창ㆍ수축에 의해 생기는 단부에서의 응력을 완화할 수 있는 것으로 추찰된다. 이 경우에, 상기 압전 기판은, 상기 압전 기판의 상기 제1면과 상기 압전 기판의 외주면이 이루는 각이 둔각인 것으로 해도 좋다.

본 발명의 복합 기판의 제조 방법은,

(a) 압전 기판을 준비하는 공정과,

(b) 지지 기판에 스핀코트에 의해 접착제를 도포하는 공정과,

(c) 상기 지지 기판과 상기 압전 기판을 상기 접착제를 개재하여 접합하여 복합 기판을 형성하는 공정

을 포함하고,

상기 공정 (a)에서 준비한 압전 기판은 제1면을 갖고, 이 압전 기판은 상기 공정 (c)에서의 상기 압전 기판의 접합에서, 상기 제1면과 상기 공정 (b)에서 스핀 코트에 의해 생기는 상기 접착제의 평탄 부분이 접착될 수 있고, 상기 압전 기판이 상기 공정 (b)에서 스핀코트에 의해 상기 평탄 부분의 외주부에 생기는 상기 접착제의 부풀어오른 부분을 피할 수 있는 형상을 하며,

상기 공정 (c)에서는, 상기 제1면과 상기 공정 (b)에서 스핀코트에 의해 생기는 상기 접착제의 평탄 부분이 접착되고, 상기 압전 기판이 상기 공정 (b)에서 스핀코트에 의해 상기 평탄 부분의 외주부에 생기는 상기 접착제의 부풀어오른 부분을 피하도록 상기 접합을 하는 것이다.

본 발명의 복합 기판의 제조 방법에 의하면, 공정 (b)에서 스핀코트에 의해 접착제의 외주부에 부풀어오른 부분이 생기지만, 공정 (c)에서 압전 기판이 이 부풀어오른 부분을 피하도록 지지 기판과 접착된다. 이 때문에, 접착층의 부풀어오른 부분과 압전 기판 사이에 기포가 들어가기 어렵다. 이에 따라, 이 제조 방법으로 제조한 복합 기판은 이러한 기포에 기인하는 박리의 발생이 방지된다. 따라서, 외주부에 부풀어오른 부분이 존재하는 접착층을 개재하여 접착된 지지 기판과 압전 기판의 접착 상태가 양호한 복합 기판을 얻을 수 있다.

도 1은 복합 기판(10)의 평면도이다.
도 2는 도 1의 A-A 단면도이다.
도 3은 복합 기판(10)의 제조 프로세스를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 변형예의 복합 기판을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5는 변형예의 복합 기판을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 변형예의 복합 기판을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 7은 변형예의 복합 기판을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 8은 공정 (a)에 이용하는 연삭전의 압전 기판(14)의 단면도이다.
도 9는 복합 기판(40)의 제조 프로세스를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

다음으로, 본 발명의 실시형태를 도면을 이용하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 일실시형태인 복합 기판(10)의 평면도이고, 도 2는, 도 1의 A-A 단면도이다. 본 발명의 복합 기판(10)은, 복수의 기판이 접합되어 구성되어 있다. 복합 기판(10)은, 지지 기판(12)과, 압전 기판(14)과, 지지 기판(12)의 표면(12a)과 압전 기판(14)의 이면(14b)을 접착하는 접착층(16)을 포함하고 있다. 또, 이 복합 기판(10)은, 1개소가 편평하게 된 원형으로 형성되어 있다. 이 편평한 부분은, 오리엔테이션 플랫(OF)으로 불리는 부분이며, 예를 들어, 탄성 표면파 디바이스의 제조 공정에서 여러 가지 조작을 할 때 등에, 웨이퍼 위치나 방향의 검출 등을 할 때 이용된다.

지지 기판(12)은, 그 상면인 표면(12a)에 접착층(16)을 개재하여 압전 기판(14)을 접착하고, 이것을 지지하는 기판이다. 지지 기판(12)의 재질로는, 예를 들어, 실리콘, 사파이어, 질화알루미늄, 알루미나, 붕규산 유리, 석영 유리, 탄탈산리튬, 니오븀산리튬, 니오븀산리튬-탄탈산리튬 고용체 단결정, 붕산리튬, 란가사이트, 수정 등을 들 수 있다. 이 지지 기판(12)은, 압전 기판(14)보다 열팽창 계수가 작은 것이다. 지지 기판(12)은, 압전 기판(14)과의 열팽창 계수의 차이가 5 ppm/℃ 이상인 것으로 해도 좋다. 지지 기판(12)의 열팽창 계수는, 압전 기판(14)의 열팽창 계수가 13∼20 ppm/℃인 경우에는, 2∼7 ppm/℃인 것을 이용하는 것이 바람직하다. 또, 지지 기판(12)의 크기는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 직경이 50∼150 mm, 두께가 100∼500 ㎛이다. 표면(12a)은, 지지 기판(12) 중 접착층(16)과의 접합면이다. 또, 「표면」은 설명의 편의상의 표기이며, 예를 들어 표면을 이면으로 칭해도 상관없다.

접착층(16)은, 지지 기판(12)의 표면(12a)과 압전 기판(14)의 이면(14b)을 접착하는 층이다. 이 접착층(16)에는, 외주부에 부풀어오른 부분(16a)이 존재한다. 이러한 부풀어오른 부분(16a)은, 예를 들어, 접착층(16)이 되는 접착제를 스핀코트에 의해 지지 기판(12)의 표면(12a)에 도포함으로써 생긴 것이다. 또, 접착층(16)의 표면 중, 부풀어오른 부분(16a) 이외의 부분은 평탄 부분(16b)으로 되어 있다. 즉, 접착층(16)은 평탄 부분(16b)과, 이 평탄 부분의 외주부에 형성된 부풀어오른 부분(16a)을 구비한다. 접착층(16)의 재질로는, 특별히 한정되지 않지만, 내열성을 갖는 유기 접착제가 바람직하고, 예를 들어, 에폭시계 접착제나 아크릴계 접착제 등을 들 수 있다.

압전 기판(14)은, 탄성파(특히, 탄성 표면파)를 전파할 수 있는 기판이다. 압전 기판(14)의 재질로는, 예를 들어, 탄탈산리튬, 니오븀산리튬, 니오븀산리튬-탄탈산리튬 고용체 단결정, 붕산리튬, 란가사이트, 수정 등을 들 수 있다. 이 압전 기판(14)은, 이면(14b; 제1면)이 접착층(16)의 평탄 부분(16b)과 접착되어 있지만, 부풀어오른 부분(16a)과는 접착되지 않는다. 즉, 압전 기판(14)은, 접착층(16)의 부풀어오른 부분(16a)을 피하고 접착층(16)을 개재하여 지지 기판(12)에 접착되어 있다. 그리고, 압전 기판의 이면(14b)의 외주 가장자리(14c)는, 접착층(16)의 부풀어오른 부분(16a)과 평탄 부분(16b)의 경계(16c)와 접해 있다. 또, 이 압전 기판(14)은, 이면(14b)을 표면(14a; 제2면)에 대하여 수직 방향으로 표면(14a)에 투영하면, 이 이면(14b)이 표면(14a)의 내측에 들어가도록 팽출부(14d)가 형성되어 있다. 즉, 압전 기판(14)은, 이면(14b)으로부터 표면(14a)을 향하면 외주가 커지는 외주면(14e)이 형성되어 있다. 이 외주면(14e)은, 이면(14b)과 외주면(14e)이 이루는 각 θ이 90° 초과 180° 미만, 즉 둔각이 되도록 형성되어 있다. 각 θ는, 110° 이상 170° 이하인 것이 보다 바람직하다. 이면(14b)은 압전 기판(14) 중 접착층(16)과의 접합면이고, 표면(14a)은 접합면[이면(14b)]과는 반대측의 면이다. 또, 「표면」, 「이면」은 설명의 편의상의 표기이며, 압전 기판(14) 중 접착층(16)과의 접합면(제1면)을 표면으로 칭하고, 접합면과는 반대측의 면(제2면)을 이면으로 칭해도 상관없다.

복합 기판(10)은, 그 후 일반적인 포토리소그래피 기술을 이용하여, 다수의 탄성 표면파 디바이스의 집합체로 한 후, 다이싱에 의해 하나하나의 탄성 표면파 디바이스로 절취된다. 탄성파 디바이스로는, 탄성 표면파 디바이스나 램파 소자, 박막 공진자(FBAR) 등을 들 수 있다. 예를 들어, 탄성 표면파 디바이스는, 압전 기판(14)의 표면(14a)에, 탄성 표면파를 여진하는 입력측의 IDT(Interdigital Transducer) 전극(빗형 전극, 발형 전극이라고도 함)과 탄성 표면파를 수신하는 출력측의 IDT 전극을 설치한 것이다. 입력측의 IDT 전극에 고주파 신호를 인가하면, 전극간에 전계가 발생하고, 탄성 표면파가 여진되어 압전 기판상을 전파해 나간다. 그리고, 전파 방향으로 설치된 출력측의 IDT 전극으로부터, 전파된 탄성 표면파를 전기 신호로서 취출할 수 있다. 전술한 바와 같이, 지지 기판(12)은 압전 기판(14)보다 열팽창 계수가 작다. 그 때문에, 이러한 복합 기판(10)으로 작성한 탄성 표면파 디바이스에서는, 온도가 변화했을 때의 압전 기판(14)의 크기의 변화를 지지 기판(12)이 억제하여, 탄성 표면파 디바이스의 주파수 특성의 온도 변화를 억제할 수 있다.

다음으로, 이러한 복합 기판(10)의 제조 방법에 관해, 도 3을 이용하여 이하에 설명한다. 도 3은, 복합 기판(10)의 제조 공정을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 복합 기판(10)의 제조 방법은 (a) 외주부가 연삭된 압전 기판(24)을 준비하는 공정과, (b) 준비한 지지 기판(12)의 표면(12a)에 스핀코트에 의해 접착제를 도포하는 공정과, (c) 지지 기판(12)의 표면(12a)과 압전 기판(24)의 이면(24b)을 접착제를 개재하여 접합하여 복합 기판(20)을 형성하는 공정을 포함한다.

공정 (a)에서는, 압전 기판(14)이 되는 압전 기판(24)을 준비한다(도 3의 (a)). 압전 기판(24)으로는, 전술한 재질의 것을 이용할 수 있다. 압전 기판(24)의 크기는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 직경을 50∼150 mm, 두께를 250∼500 ㎛로 할 수 있다. 이 압전 기판(24)은, 미리 외주[도 3의 (a)에서의 파선 부분]를 연삭하여, 이면(24b)과 연삭후의 외주면(24e)이 이루는 각이 각 θ가 되도록 해 둔다. 각 θ의 값에 관해서는 후술한다. 연삭을 하지 않고, 처음부터 도 3의 (a)에 실선으로 나타내는 형상을 한 압전 기판(24)을 준비해도 좋다.

공정 (b)에서는, 지지 기판(12)을 준비하고, 그 표면(12a)에 접착층(16)이 되는 접착제(26)를 스핀코트에 의해 도포한다[도 3의 (b)]. 지지 기판(12)으로는, 전술한 재질 및 크기의 것을 이용할 수 있다. 접착제(26)로는, 전술한 접착층(16)의 재질을 이용할 수 있다. 스핀코트에 의해 지지 기판(12)에 접착제(26)를 도포함으로써, 접착제(26)의 외주부에는 부풀어오른 부분(26a)이 생기고, 그 이외의 부분은 평탄 부분(26b)이 된다.

공정 (c)에서는, 지지 기판(12)의 표면(12a)과 압전 기판(24)의 이면(24b)을 접착제(26)를 개재하여 접합하고, 접착제(26)를 경화시켜 복합 기판(20)을 형성한다[도 3의 (c)]. 접착제(26)는 이 경화에 의해 접착층(16)으로 된다. 여기서, 공정 (a)에서 준비한 압전 기판(24)은, 상기 공정 (c)에서의 접합에서 접착제(26)의 부풀어오른 부분(26a)을 피하여, 이면(24b)이 평탄 부분(26b)과 접착되며, 또한, 이면(24b)의 외주 가장자리(24c)가 접착제(26)의 부풀어오른 부분(26a)과 평탄 부분(26b)의 경계(26c)와 접한 상태가 되는 형상을 하고 있다. 이 때문에, 접합 후의 복합 기판(20)에서, 압전 기판(24)의 이면(24b)은 평탄 부분(26b)과 접착되고, 부풀어오른 부분(16a)과는 접착하지 않는다. 공정 (a)에서 준비한 압전 기판(24)에서의 각 θ는, 압전 기판(24)이 이러한 접합이 가능한 형상이 되도록 미리 정해진 값이다. 여기서, 부풀어오른 부분(26a)의 크기는, 지지 기판(12)의 직경, 접착제(26)의 재질, 공정 (b)에서의 스핀코트의 회전 속도 등의 조건에 따라 정해진다. 그 때문에, 각 θ는, 이들 조건에 기초하여 미리 부풀어오른 부분(26a)을 피한 접합이 가능해지는 값으로서 미리 정해 놓을 수 있다.

복합 기판(20)을 형성하면, 공정 (d)로서, 압전 기판(24)의 표면(24a)[도 3의 (c) 참조]을 연삭하여 두께를 얇게 하고 경면 연마한다[도 3의 (d)]. 이에 따라, 압전 기판(24)은 도 1에 나타낸 압전 기판(14)으로 되어, 복합 기판(10)을 얻을 수 있다.

여기서, 전술한 공정 (a)에서 준비한 압전 기판(24)이 공정 (c)에서 부풀어오른 부분(26a)을 피한 접합이 가능하게 되는 형상으로 되어 있지 않은 경우[예를 들어, 도 3의 (a)에서의 파선부를 연삭하지 않는 경우]에는, 공정 (c)에서의 접합 시에 접착 불량이 발생해 버리는 경우가 있다. 이것은, 접합 시에 접착층(16)의 부풀어오른 부분(16a)과 압전 기판(24) 사이에 기포가 들어가는 것이 원인이라고 생각된다. 이에 비해 본 실시형태의 복합 기판(10)의 제조 방법에서는, 압전 기판(24)이, 부풀어오른 부분(26a)을 피하여 공정 (c)에서의 접합이 가능해지는 형상을 하고 있기 때문에, 접착 불량을 방지할 수 있다.

이상 설명한 본 실시형태의 복합 기판(10)에 의하면, 접착층(16)의 외주부에 부풀어오른 부분(16a)이 존재하지만, 압전 기판(14)이 이 부풀어오른 부분(16a)을 피하여 지지 기판(12)에 접착되어 있다. 이 때문에, 접착층(16)의 부풀어오른 부분(16a)과 압전 기판(14) 사이에 기포가 들어가기 어려워, 지지 기판(12)과 압전 기판(14)의 접착 상태를 양호하게 유지할 수 있다.

또한, 압전 기판(14)은, 이면(14b)의 외주 가장자리(14c)가 부풀어오른 부분(16a)과 평탄 부분(16b)의 경계(16c)에 접해 있다. 이 때문에, 압전 기판(14)과 접착층(16)의 접합면의 단부가 부풀어오른 부분(16a)에 의해 보호된다. 이에 따라, 복합 기판(10)을 세정하는 경우, 세정에 이용하는 산이나 알칼리 용액에 의해 압전 기판(14)과 접착층(16)이 박리되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 압전 기판(14)은, 이면(14b)을 표면(14a)에 대하여 수직 방향으로 표면(14a)에 투영하면 이면(14b)이 표면(14a)의 내측에 들어가도록, 압전 기판(14)에 팽출부(14d)가 형성되어 있다. 이에 따라, 복합 기판(10)에 대하여 열처리를 했을 때 압전 기판(14)에 크랙이 생기는 것을 방지할 수 있다. 그 이유는 이하와 같이 추찰된다. 즉, 압전 기판(14)에 팽출부(14d)가 존재함으로써, 접착층(16)에 의해 지지 기판(12)에 접착되어 있는 압전 기판(14)의 이면(14b)에 비하여, 접착되지 않은 표면(14a)쪽이 크게 형성되므로, 자유도가 높은 표면(14a)측의 볼륨이 비교적 크게 된다. 이러한 팽출부(14d)의 존재에 의해, 가열되었을 때 지지 기판(12) 및 압전 기판(14)의 팽창ㆍ수축에 의해 생기는 단부에서의 응력을 완화할 수 있는 것으로 추찰된다.

본 발명은 전술한 실시형태에 전혀 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 한 여러 가지 양태로 실시할 수 있는 것은 물론이다.

예를 들어, 전술한 실시형태에서는, 접착층(16)의 경계(16c)와 압전 기판(14)의 이면(14b)의 외주 가장자리(14c)가 접해 있는 것으로 했지만, 압전 기판(14)이 부풀어오른 부분(16a)을 피하여 지지 기판(12)에 접착되어 있기만 하면, 접해 있지 않아도 좋다. 도 4는, 이 경우의 변형예의 복합 기판을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 이 경우에도, 압전 기판(14)이 부풀어오른 부분(16a)을 피하여 지지 기판(12)에 접착되어 있기 때문에, 전술한 지지 기판(12)과 압전 기판(14)의 접착 상태를 양호하게 유지하는 효과를 얻을 수 있다.

전술한 실시형태에서는, 각 θ가 둔각인 것으로 했지만, 각 θ가 예각이어도 좋다. 도 5는, 이 경우의 변형예의 복합 기판을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 이 경우에도, 압전 기판(14)이 부풀어오른 부분(16a)을 피하여 지지 기판(12)에 접착되어 있고, 이면(14b)의 외주 가장자리(14c)가 경계(16c)에 접해 있기 때문에, 이들에 의해 전술한 효과를 얻을 수 있다.

예를 들어, 전술한 실시형태에서는, 외주면(14e)이 단면에서 봤을 때 직선형으로 되어 있지만, 예를 들어 외주면(14e)을 곡선형으로 해도 좋다. 또, 도 6, 도 7에 나타낸 바와 같이, 단면에서 봤을 때 외주면(14e)에 잘록한 부분(14f)이 형성되어 있어도 좋다. 이러한 형상에서도, 압전 기판(14)이 부풀어오른 부분(16a)을 피하여 지지 기판(12)에 접착되어 있고, 이면(14b)의 외주 가장자리(14c)가 경계(16c)에 접해 있고, 팽출부(14d)가 형성되어 있기 때문에, 이들에 의해 전술한 효과를 얻을 수 있다.

실시예

[실시예 1]

실시예 1로서, 도 3을 이용하여 설명한 제조 방법에 의해 도 1, 도 2에 나타낸 복합 기판(10)을 제작했다. 우선, 공정 (a)에서는, 압전 기판(24)으로서, 오리엔테이션플랫부(OF부)를 갖고, 직경이 4인치, 두께가 250 ㎛인 탄탈산리튬 기판(LT 기판)이며, 도 3의 (a)와 같이 외주를 연삭한 것을 준비했다. 이 LT 기판으로는, 탄성 표면파(SAW)의 전파 방향을 X로 하고, 절취각이 회전 Y커트판인 46° Y커트 X전파 LT 기판을 이용했다. 또, 연삭 전의 LT 기판은, 도 8에 나타낸 바와 같이, LT 기판의 외주면으로부터 300 ㎛ 내측의 위치로부터 모따기가 시작되고, 이 위치에서의 모따기의 각도는 20°였다. 연삭은, LT 기판을 진공 흡착 방식으로 회전 유지대에 유지하고, 자전시킨 LT 기판의 외주면에 동일하게 자전하는 연삭 숫돌을 접촉시킴으로써 행했다. 이 연삭에 의해, LT 기판은 도 3의 (a)에서의 각 θ가 120°이고, 압전 기판(24)의 이면(24b)의 직경 φ이 96 mm인 형상으로 되었다. 각 θ 및 직경 φ의 값은, 이후의 공정 (b)에서의 접착제(26)의 평탄 부분(26b)의 직경 및 부풀어오른 부분(26a)의 높이가 어떠한 값이 될지를 미리 예비 실험에 의해 조사해 두고, 그 결과에 기초하여 정했다.

계속해서, 공정 (b)에서는, 지지 기판(12)으로서, OF부를 갖고, 직경이 4인치, 두께가 230 ㎛인 실리콘 기판을 준비하고, 스핀코트에 의해 접착제(26)로서의 에폭시계 접착제를 표면(12a)에 도포했다. 이에 따라, 도포된 접착제(26)는 직경이 100 mm가 되었다. 또한, 접착제(26) 중 평탄 부분(26b)은 직경이 98 mm이고, 그 이외의 외주 부분이 부풀어오른 부분(26a)이 되었다. 부풀어오른 부분의 높이는 0.5 ㎛였다.

다음으로, 공정 (c)에서는, 접착제(26)를 도포한 지지 기판(12)의 표면(12a)과 압전 기판(24)의 이면(24b)을 접착제(26)를 개재하여 접합하고, 압전 기판(24)측으로부터 2000 mJ의 자외선을 조사하여 경화시켜 복합 기판(20)으로 하였다. 전술한 바와 같이, 이 접합은, 이면(24b)이 평탄 부분(26b)과 접착되고, 압전 기판(24)이 부풀어오른 부분(26a)을 피하도록 했다. 경화 후의 접착층(16)의 두께는 1 ㎛였다.

그리고, 공정 (d)에서는, 연마기에 의해 LT 기판의 두께가 40 ㎛이 될 때까지 연마했다. 연마기로는, 이하와 같이 두께를 얇게 한 후 경면 연마를 하는 것을 이용했다. 즉, 두께를 얇게 할 때에는, 연마 정반과 프레셔 플레이트 사이에 복합 기판(20)을 끼워 넣고, 복합 기판(20)과 연마 정반 사이에 연마 지립을 포함하는 슬러리를 공급하여, 이 프레셔 플레이트에 의해 복합 기판(20)을 정반면에 압박하면서 프레셔 플레이트에 자전 운동을 부여하는 것을 이용했다. 계속해서, 경면 연마를 할 때에는, 연마 정반을 표면에 패드가 접착된 것으로 하고 연마 지립을 번수가 높은 것으로 변경하여, 프레셔 플레이트에 자전 운동 및 공전 운동을 부여함으로써, 압전 기판(24)의 표면을 경면 연마하는 것을 이용했다. 구체적으로는, 우선 복합 기판(20)에 있어서의 LT 기판의 표면을 정반면에 압박하고, 자전 운동의 회전 속도를 100 rpm, 연마를 계속하는 시간을 60분으로 하여 연마했다. 계속해서, 연마 정반을 표면에 패드가 접착된 것으로 하고 연마 지립을 번수가 높은 것으로 변경하여, 연삭 후의 기판을 정반면에 압박하는 압력을 0.2 MPa, 자전 운동의 회전 속도를 100 rpm, 공전 운동의 회전 속도를 100 rpm, 연마를 계속하는 시간을 60분으로 하여 경면 연마했다. 이에 따라, 도 1, 도 2에 나타낸 복합 기판(10)을 얻었다.

[실시예 2]

공정 (a)에서, 압전 기판(24)으로서, 탄성 표면파의 전파 방향을 X로 하고, 절취각이 회전 Y커트판인 42° Y커트 X전파 LT 기판을 준비한 점 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 복합 기판(10)을 제작하여, 실시예 2로 했다.

[실시예 3]

공정 (a)에서, 압전 기판(24)으로서, 탄성 표면파의 전파 방향을 X로 하고, 절취각이 회전 Y커트판인 64° Y커트 X전파 니오븀산리튬 기판(LN 기판)을 준비한 점 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 복합 기판(10)을 제작하여, 실시예 3으로 했다.

[실시예 4]

공정 (a)에서, 압전 기판(24)으로서, 도 3(a)에서의 각 θ가 95°이고, 압전 기판(24)의 이면(24b)의 직경 φ이 98 mm인 형상으로 연삭한 것을 준비한 점 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 복합 기판(10)을 제작하여, 실시예 4로 했다. 이 실시예 4의 복합 기판(10)에서도, 실시예 1과 마찬가지로 압전 기판(14)은 접착층(16)의 부풀어오른 부분(16a)을 피하여 지지 기판(12)에 접착되어 있다.

[실시예 5]

공정 (a)에서, 압전 기판(24)으로서, 도 3의 (a)에서의 각 θ가 150°이고, 압전 기판(24)의 이면(24b)의 직경 φ이 98 mm인 형상으로 연삭한 것을 준비한 점 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 복합 기판(10)을 제작하여, 실시예 5로 했다. 이 실시예 5의 복합 기판(10)에서도, 실시예 1과 마찬가지로 압전 기판(14)은 접착층(16)의 부풀어오른 부분(16a)을 피하여 지지 기판(12)에 접착되어 있다.

[비교예 1]

비교예 1로서, 공정 (a)에서 준비한 LT 기판의 외주를 연삭하지 않고, 도 8에 나타낸 LT 기판을 그대로 이용한 점 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 복합 기판(40)을 작성했다. 구체적으로는, 우선 도 9의 (a)에 나타낸 바와 같이, 도 8에 나타낸 LT 기판과 동일한 기판인 압전 기판(54)과, 실시예 1과 동일한 지지 기판(42)을 준비했다. 계속해서, 지지 기판(42)에는, 실시예 1과 마찬가지로 스핀코트에 의해 접착제(56)로서 에폭시계 접착제를 지지 기판(42)의 표면(42a)에 도포했다. 그리고, 접착제(56)를 도포한 지지 기판(42)의 표면(42a)과 압전 기판(54)의 이면(54b)을 접착제(56)를 개재하여 접합했다. 압전 기판(54)의 외주가 연삭되어 있지 않기 때문에, 압전 기판(54)은 접착제(56)의 부풀어오른 부분(56a)을 피하지 않게 되며, 이 접합에 의해 압전 기판(54)의 이면(54b)과 부풀어오른 부분(56a)이 접착된 상태로 되었다. 그 후, 압전 기판(54)측으로부터 2000 mJ의 자외선을 조사하여 경화시켜 복합 기판(50)으로 했다. 경화 후의 접착층(46)의 두께는 1 ㎛였다.

다음으로, 실시예 1과 동일하게 하여, 도 9의 (b)에 나타낸 바와 같이, 연마기로 LT 기판의 두께가 40 ㎛이 될 때까지 복합 기판(50)을 연마하여, 복합 기판(40)을 얻었다.

[평가 시험]

실시예 1∼5의 복합 기판(10)과 비교예 1의 복합 기판(40)에 대하여, LT 기판(실시예 3에서는 LN 기판)과 실리콘 기판의 접착 상태를 비교했다. 구체적으로는, 복합 기판(10, 40)에 대하여, LT 기판(실시예 3에서는 LN 기판)의 표면측으로부터 미분 간섭 현미경을 이용한 관찰을 했다. 그렇게 하면, 복합 기판(40)에 있어서는, 압전 기판(44)의 표면 중 외주 부분[부풀어오른 부분(46a)의 바로 위에 해당하는 부분]에 간섭 줄무늬가 관찰되었다. 이것은, 부풀어오른 부분(46a)과 압전 기판(44)의 이면(44b) 사이에 기포가 생겼기 때문이라고 생각된다. 한편, 실시예 1∼5의 복합 기판(10)에 있어서는, 그와 같은 간섭 줄무늬가 관찰되지 않았다. 이러한 결과로부터, 압전 기판(14)이 접착층(16)의 부풀어오른 부분(16a)을 피하여 지지 기판(12)에 접착되어 있음으로써, 지지 기판(12)과 압전 기판(14)의 접착 상태를 양호하게 유지할 수 있는 것을 알 수 있다. 또, 실시예 1∼5의 결과로부터, 압전 기판(14)의 커트각, 재질 또는 각 θ를 변경하더라도, 접착층(16)의 부풀어오른 부분(16a)과 압전 기판(14) 사이에 기포가 들어가기 어렵다고 하는 효과는 동일하다는 것을 알 수 있다.

10, 20, 40, 50 : 복합 기판 12, 42 : 지지 기판
12a, 42a : 표면 14, 24, 44, 54 : 압전 기판
14a, 24a : 표면 14b, 24b, 44b, 54b : 이면
14c, 24c, 44c, 54c : 외주 가장자리
14d, 24d : 팽출부 14e, 24e : 외주면
14f : 잘록한 부분 16, 26, 46, 56 : 접착층
16a, 26a, 46a, 56a : 부풀어오른 부분
16b, 26b : 평탄 부분 16c, 26c : 경계

Claims

압전 기판과 지지 기판이 접착층을 개재하여 접착된 복합 기판으로서,
상기 접착층은 평탄 부분과, 이 평탄 부분의 외주부에 형성된 부풀어오른 부분을 구비하고,
상기 압전 기판은, 상기 접착층의 상기 평탄 부분과 접착되는 제1면과, 이 제1면과 반대측의 제2면을 갖고, 상기 압전 기판이 상기 부풀어오른 부분을 피하여 상기 지지 기판에 접착되어 있는 것인 복합 기판.
제1항에 있어서, 상기 지지 기판은, 상기 압전 기판보다 열팽창 계수가 작은 것인 복합 기판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압전 기판은, 상기 압전 기판의 상기 제1면의 외주 가장자리가 상기 접착층의 상기 부풀어오른 부분과 상기 평탄 부분의 경계와 접해 있는 것인 복합 기판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압전 기판은, 상기 압전 기판의 상기 제1면을 상기 압전 기판의 상기 제2면을 향하여 수직 방향으로 투영하면 상기 제1면이 상기 제2면의 내측에 들어가도록, 상기 압전 기판에 팽출부가 형성되어 있는 것인 복합 기판.
제4항에 있어서, 상기 압전 기판은, 상기 압전 기판의 상기 제1면과 상기 압전 기판의 외주면이 이루는 각이 둔각인 것인 복합 기판.
(a) 압전 기판을 준비하는 공정과,
(b) 지지 기판에 스핀코트에 의해 접착제를 도포하는 공정과,
(c) 상기 지지 기판과 상기 압전 기판을 상기 접착제를 개재하여 접합하여 복합 기판을 형성하는 공정
을 포함하고,
상기 공정 (a)에서 준비한 압전 기판은 제1면을 갖고, 이 압전 기판은 상기 공정 (c)에서의 상기 압전 기판의 접합에서, 상기 제1면과 상기 공정 (b)에서 스핀 코트에 의해 생기는 상기 접착제의 평탄 부분이 접착될 수 있고, 상기 압전 기판이 상기 공정 (b)에서 스핀코트에 의해 상기 평탄 부분의 외주부에 생기는 상기 접착제의 부풀어오른 부분을 피할 수 있는 형상을 하며,
상기 공정 (c)에서는, 상기 제1면과 상기 공정 (b)에서 스핀코트에 의해 생기는 상기 접착제의 평탄 부분이 접착되고, 상기 압전 기판이 상기 공정 (b)에서의 스핀코트에 의해 상기 평탄 부분의 외주부에 생기는 상기 접착제의 부풀어오른 부분을 피하도록 상기 접합을 행하는 것인 복합 기판의 제조 방법.
제6항에 있어서, 상기 지지 기판은, 상기 압전 기판보다 열팽창 계수가 작은 것인 복합 기판의 제조 방법.