(57)【要約】  測定対象の液状物中に浸漬しても入力電極、出力電極が短絡することなく、前記液状物の物理的特性を測定することができる弾性表面波素子及び液状物特性測定装置を提供することを目的とする。第１弾性表面波素子（１０）では、入力電極（１２、２２）は、圧電基板（５４）上に形成された周壁（３２ａ）と、周壁（３２ａ）を覆う天板（３４ａ）とを有する封止部材（３０ａ）によって周囲を囲まれており、圧電基板（５４）に形成され、圧電基板（５４）上に負荷される被測定物（５２）に臨み壁（４２ａ）に対して並列的に封止補強材（４０ａ）が設けられている。また、出力電極（１４、２４）は、圧電基板（５４）上に形成された感光性樹脂製の周壁（３２ｂ）と、周壁（３２ｂ）を覆う天板（３４ｂ）とを有する封止部材（３０ｂ）によって周囲を囲まれており、圧電基板（５４）に形成され、圧電基板（５４）上に負荷される被測定物（５２）に臨み壁（４２ｂ）に対して並列的に封止補強材（４０ｂ）が設けられている。
2009066640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板（５４）上に電極が形成された弾性表面波素子において、
前記圧電基板（５４）上に前記電極の周囲を囲むように形成された周壁（３２ａ，３２ｂ）と、前記周壁（３２ａ，３２ｂ）を覆う天板（３４ａ，３４ｂ）とを有する封止部材と、
前記圧電基板（５４）上に形成され該圧電基板（５４）上に負荷される液状物に臨み前記周壁（３２ａ，３２ｂ）の一部に対して並列的に設けられた封止補強材（４０ａ，４０ｂ）と、
を備えることを特徴とする弾性表面波素子。
【請求項２】
圧電基板（５４）上に電極が形成された弾性表面波素子において、
前記圧電基板（５４）上に前記電極の周囲を囲むように形成された周壁（３２ａ，３２ｂ）と、前記圧電基板（５４）上に形成され該圧電基板（５４）上に負荷される液状物に臨み前記周壁（３２ａ，３２ｂ）の一部に対して並列的に設けられた第１壁（８０ａ，８０ｂ）と、前記周壁（３２ａ，３２ｂ）及び前記第１壁（８０ａ，８０ｂ）を覆う天板（３４ａ，３４ｂ）と、を有する封止部材を備える
ことを特徴とする弾性表面波素子。
【請求項３】
請求項２記載の弾性表面波素子において、
さらに、前記第１壁（８０ａ，８０ｂ）と、前記周壁（３２ａ，３２ｂ）のうち前記第１壁（８０ａ，８０ｂ）と対面する壁（４２ａ，４２ｂ）との間に封止補強材（８４ａ，８４ｂ）が充填されている
ことを特徴とする弾性表面波素子。
【請求項４】
請求項１記載の弾性表面波素子において、
前記周壁（３２ａ，３２ｂ）は、感光性樹脂によって形成されている
ことを特徴とする弾性表面波素子。
【請求項５】
請求項２記載の弾性表面波素子において、
前記周壁（３２ａ，３２ｂ）は、感光性樹脂によって形成されている
ことを特徴とする弾性表面波素子。
【請求項６】
請求項４記載の弾性表面波素子を備える液状物特性測定装置であって、
前記電極は、入力電極（１２，２２）と出力電極（１４，２４）とからなり、それぞれが前記封止部材によって封止され、
前記入力電極（１２，２２）と前記出力電極（１４，２４）との間に形成された伝搬路上に負荷される前記液状物の物理的特性を求める
ことを特徴とする液状物特性測定装置。
【請求項７】
請求項５記載の弾性表面波素子を備える液状物特性測定装置であって、
前記電極は、入力電極（１２，２２）と出力電極（１４，２４）とからなり、それぞれが前記封止部材によって封止され、
前記入力電極（１２，２２）と前記出力電極（１４，２４）との間に形成された伝搬路上に負荷される前記液状物の物理的特性を求める
ことを特徴とする液状物特性測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電基板上に電極が形成されている弾性表面波素子であって、前記電極が封止された弾性表面波素子及び前記弾性表面波素子を備えた液状物特性測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、弾性表面波素子は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられた櫛歯状電極指からなる入力電極及び出力電極を備えている。弾性表面波素子では、入力電極に電気信号が入力されると、電極指間に電界が発生し、圧電効果により弾性表面波が励振され、圧電基板上を伝搬していく。この弾性表面波のうち、伝搬方向と直交する方向に変位するすべり弾性表面波（SH-SAW:Shear horizontal Surface Acoustic Wave）を利用する弾性表面波素子を用いた各種物質の検出や物性値等の測定を行うための弾性波センサが研究されている（特許第３４８１２９８号公報）。【０００３】
弾性波センサでは、測定対象である液状物が置かれた圧電基板上の領域が電気的に開放されている場合と、短絡されている場合とでは、出力電極から出力される出力信号の特性に差異があることを利用している。すなわち、圧電基板上の領域が開放されている場合の出力信号は、電気的相互作用及び力学的相互作用を受けており、圧電基板上の領域が短絡されている場合の出力信号は、力学的相互作用のみを受けている。従って、両出力信号から力学的相互作用を相殺し、電気的相互作用を抽出することにより、液状物の誘電率や導電率等の物理的特性を求めることができる。【０００４】
弾性波センサによって液状物の物理的特性を測定する場合に、液状物に前記弾性波センサを浸漬して測定する場合がある。かかる場合には、弾性波センサが備える弾性表面波素子の電極が液状物によって短絡するのを防ぐために、前記電極は封止部材によって封止されている。【０００５】
しかしながら、弾性表面波の伝搬路上に封止部材を形成する場合には、伝搬特性との関係から前記封止部材の伝搬方向の厚みが決められるために、形成精度が要求される。また、封止部材で電極を封止しても、所定時間経過すると圧電基板から封止部材が剥離し、その結果、剥離した圧電基板と封止部材の隙間から液状物が浸漬して、電極が短絡する場合があった。
【発明の開示】
【０００６】
本発明は、上記の課題を考慮してなされたものであって、液状物中に浸漬しても電極が短絡することがない弾性表面波素子及び前記弾性表面波素子を備え、液状物の物理的特性を測定する液状物特性測定装置を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明に係る弾性表面波素子は、圧電基板上に電極が形成された弾性表面波素子において、前記圧電基板上に前記電極の周囲を囲むように形成された周壁と、前記周壁を覆う天板とを有する封止部材と、前記圧電基板上に形成され該圧電基板上に負荷される液状物に臨み前記周壁の一部に対して並列的に設けられた封止補強材と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、前記封止補強材によって液状物と前記周壁との接触を防ぎ、前記周壁が圧電基板から剥離するのを防ぎ、液状物の前記電極への付着を避けることができる。
【０００９】
また、他の本発明に係る弾性表面波素子は、圧電基板上に電極が形成された弾性表面波素子において、前記圧電基板上に前記電極の周囲を囲むように形成された周壁と、前記圧電基板上に形成され該圧電基板上に負荷される液状物に臨み前記周壁の一部に対して並列的に設けられた第１壁と、前記周壁及び前記第１壁を覆う天板と、を有する封止部材を備えることを特徴とする。
【００１０】
前記第１壁と、前記周壁によって２重防壁が形成されることにより、液状物と前記周壁との接触を防ぎ、前記周壁が圧電基板から剥離するのを防ぎ、液状物の前記電極への付着を避けることができる。さらに、前記第１壁と、前記周壁のうち前記第１壁と対面する壁との間に封止補強材が充填されている。
【００１１】
さらに、前記周壁を、感光性樹脂によって形成することにより、弾性表面波の伝搬方向の周壁の厚みを所望の厚さで形成することが可能となり、弾性表面波の伝搬特性の劣化を防ぐことができる。
【００１２】
また、他の本発明に係る液状物特性測定装置は、前記弾性表面波素子を備える液状物特性測定装置であって、前記電極は、入力電極と出力電極とからなり、それぞれが前記封止部材によって封止され、前記入力電極と前記出力電極との間に形成された伝搬路上に負荷される前記液状物の物理的特性を求めることができる。また、前記弾性表面波素子は、第１入出力電極間に形成された第１伝搬路を有する第１弾性表面波素子と、第２入出力電極間に形成され前記第１伝搬路と異なる振幅・位相特性の第２伝搬路を有する第２弾性表面波素子とを備え、前記第１伝搬路及び前記第２伝搬路に液状物を負荷することにより、液状物の物理的特性を求めることができる。また、前記第１入力電極と、前記第２入力電極とが同一の電極であってもよい。
【００１３】
本発明によれば、前記封止補強材によって液状物と前記周壁との接触を防ぎ、前記周壁が圧電基板から剥離するのを防ぎ、液状物の前記電極への付着を避けることができる。
【００１４】
また、前記周壁と、液状物に臨み前記周壁の一部に対して並列的に設けられた第１壁によって２重防壁が形成されることにより、液状物と前記周壁との接触を防ぎ、前記周壁が圧電基板から剥離するのを防ぎ、液状物の前記電極への付着を避けることができる。さらに、前記第１壁と、前記周壁のうち前記第１壁と対面する壁との間に封止補強材を充填することにより確実に液状物の前記電極への付着を避けることができる。
【００１５】
さらに、前記周壁を、感光性樹脂によって形成することにより、弾性表面波の伝搬方向の周壁の厚みを所望の厚さで形成することが可能となり、弾性表面波の伝搬特性の劣化を防ぐことができる。
【００１６】
また、前記弾性表面波素子を備える液状物特性測定装置では、前記電極は、入力電極と出力電極とからなり、それぞれが前記封止部材によって封止され、前記入力電極と前記出力電極との間に形成された伝搬路上に負荷される液状物の物理的特性を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る液状物特性測定装置の平面図である。
【図２】図２Ａは、図１のＩＩＡ−ＩＩＡの部分端面図であり、図２Ｂは、図２Ａの部分拡大図である。
【図３】図３は、本発明の第２実施形態に係る液状物特性測定装置の平面図である。
【図４】図４Ａは、図３のＩＶＡ−ＩＶＡの部分端面図であり、図４Ｂは、図４Ａの部分拡大図である。
【図５】図５は、本発明の第３実施形態に係る液状物特性測定装置の平面図である。
【図６】図６Ａは、図５のＶＩＡ−ＶＩＡの部分端面図であり、図６Ｂは、図６Ａの部分拡大図である。
【図７】図７は、本発明の第４実施形態に係る液状物特性測定装置の平面図である。
【図８】図８は、本発明の第５実施形態に係る液状物特性測定装置の平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る液状物特性測定装置５０の平面図であり、図２Ａは、図１のＩＩＡ−ＩＩＡの部分端面図であり、図２Ｂは、図２Ａの部分拡大図である。【００１９】
図１に示すように、液状物特性測定装置５０は、第１弾性表面波素子１０と、第２弾性表面波素子２０とを備える。第１弾性表面波素子１０は、入力電極１２及び出力電極１４を備え、入力電極１２と出力電極１４との間には、第１伝搬路１６が形成される。第２弾性表面波素子２０は、入力電極２２及び出力電極２４を備え、入力電極２２と出力電極２４との間には、第２伝搬路２６が形成されている。【００２０】
入力電極１２及び入力電極２２は、図示しない発振器から入力された電気信号によって、弾性表面波を励振させるために櫛形電極で構成される。また、出力電極１４及び出力電極２４は、入力電極１２又は入力電極２２で励振され伝搬してきた弾性表面波を受信するために櫛形電極で構成されている。【００２１】
入力電極１２、出力電極１４、入力電極２２及び出力電極２４は、液状物である被測定物５２の物理的特性を測定する際に被測定物５２が櫛形電極に付着するのを防ぐために、入力電極１２、２２が封止部材３０ａによって封止され、出力電極１４及び出力電極２４が封止部材３０ｂによって封止されている。【００２２】
封止部材３０ａは、周壁３２ａ及び天板３４ａから構成される。周壁３２ａは、入力電極１２、２２を囲繞するように圧電基板５４上に形成され、周壁３２ａの上端部には周壁３２ａを覆うように接着剤３６によって天板３４ａが接着される。天板３４ａは、圧電基板５４と略平行になるように周壁３２ａの上端部に接着され、天板３４ａは入力電極１２、２２から第１伝搬路１６、第２伝搬路２６へ指向して延在し、天板３４ａの端部３５ａと圧電基板５４との間に隙間３８ａが形成される。隙間３８ａに封止補強材４０ａが充填されて、圧電基板５４上に負荷される被測定物５２に臨む周壁３２ａの壁４２ａに封止補強材４０ａが塗布される。封止部材３０ｂも封止部材３０ａと同様に、周壁３２ｂ及び天板３４ｂから構成され、端部３５ｂと圧電基板５４との間に形成される隙間３８ｂに封止補強材４０ｂが充填され、周壁３２ｂの壁４２ｂに封止補強材４０ｂが塗布されている。封止補強材４０ａ、４０ｂは、第１伝搬路１６、第２伝搬路２６に負荷される被測定物５２を臨む圧電基板５４上に形成されることとなる。【００２３】
第１伝搬路１６及び第２伝搬路２６は、各々圧電基板５４上に蒸着された金属膜５６、５８で形成され、金属膜５６、５８は電気的に短絡される。第１伝搬路１６には、金属膜５８の一部が剥離され、圧電基板５４が露出するように金属膜５６が形成される。従って、圧電基板５４が露出している開放領域６０は電気的に開放状態となっていることから、第１伝搬路１６は開放伝搬路を形成している。なお、金属膜５６が残る部分については、電気的に短絡状態となっている。また、第２伝搬路２６は、全面が金属膜５８で形成されるために、電気的に短絡した短絡伝搬路を構成する。さらに、金属膜５６、５８は、被測定物５２の物理的特性の測定精度を向上させるために接地される。金属膜５６、５８の材料は特に限られないが、被測定物５２に対して、化学的に安定している金で形成することが好ましい。さらにまた、第１伝搬路１６及び第２伝搬路２６の側方には、入力電極１２、２２から出力電極１４、２４へ指向して圧電基板５４上に側壁６２が形成されている。また、圧電基板５４は、弾性表面波を伝搬することができれば、特に限られず、例えば、圧電性材料で形成された単体の基板であってもよく、また、ガラス基板上に圧電性材料からなる薄膜を形成した基板であってもよい。【００２４】
第１弾性表面波素子１０及び第２弾性表面波素子２０は、圧電基板５４上に並列に配置され、圧電基板５４がダイボンディングによってプリント基板６４上に搭載される。プリント基板６４上に設けられているパッド６６と入力電極１２、２２、出力電極１４、２４がボンディングワイヤ６８によって接続される。また、プリント基板６４の周縁には外周壁７０が設けられ、周壁３２ａ、３２ｂと側壁６２と外周壁７０で形成される凹部７２にオーバーコート樹脂７４が充填されている。【００２５】
次に、前記第１実施形態に係る液状物特性測定装置５０の製造方法について説明する。【００２６】
まず、圧電基板５４上にフォトリソグラフィーにより入力電極１２、２２、出力電極１４、２４、第１伝搬路１６、第２伝搬路２６を形成する。また、フォトリソグラフィーで用いた感光性樹脂（ＳＵ−８：化薬マイクロケム社製光感光性エポキシ樹脂）によって、入力電極１２、２２を囲繞するように周壁３２ａを形成し、出力電極１４、２４を囲繞するように周壁３２ｂを形成するとともに、第１伝搬路１６、第２伝搬路２６の側方に側壁６２を形成する。【００２７】
次いで、ガラス基板である天板３４ａ、３４ｂの一面に接着剤３６を塗布し、前記接着剤３６が塗布された天板３４ａを周壁３２ａの上端部に接着し、同様に天板３４ｂを周壁３２ｂの上端部に接着する。【００２８】
入力電極１２等が形成された圧電基板５４をプリント基板６４にダイボンディングで接続し、プリント基板６４上のパッド６６と入力電極１２、２２、出力電極１４、２４をボンディングワイヤ６８によって各々接続し、さらに、プリント基板６４の周縁に熱硬化性樹脂で外周壁７０を形成する。その後、天板３４ａ、３４ｂと圧電基板５４によって形成される隙間３８ａ、３８ｂにチキソトロピー性（thixotropy：揺変性）アンダーフィル剤を封止補強材４０ａ、４０ｂとして充填する。封止補強材４０ａ、４０ｂとして、チキソトロビー性アンダーフィル剤を用いることにより、封止補強材４０ａ、４０ｂが毛細管現象により隙間３８ａ、３８ｂに充填される。その結果、被測定物５２と周壁３２ａ、３２ｂとの接触を防ぐことにより、周壁３２ａ、３２ｂが圧電基板５４から剥離するのを防ぎ、被測定物５２が入力電極１２、２２、出力電極１４、２４へ付着するのを避けることが可能となる。そして、周壁３２ａ、３２ｂ、側壁６２及び外周壁７０との間で形成される凹部７２にオーバーコート樹脂７４を充填することにより液状物特性測定装置５０が得られる。【００２９】
液状物特性測定装置５０による被測定物５２の物理的特性の測定は、次のように行われる。すなわち、測定対象である被測定物５２に液状物特性測定装置５０を浸漬した状態で、図示しない発振器から入力電極１２、２２に同一信号を入力する。入力電極１２では、入力された信号に基づいて弾性表面波が励振され、第１伝搬路１６上を伝搬して、出力電極１４で受信される。同様に、入力電極２２では、入力された信号に基づいて弾性表面波が励振され、第２伝搬路２６上を伝搬して、出力電極２４で受信される。出力電極１４、２４で受信した弾性表面波から取り出された両出力信号の振幅比、位相差を検出し、当該検出した振幅比、位相差に基づいて、被測定物５２の物理的特性が測定される。【００３０】
以上説明したように、第１実施形態に係る液状物特性測定装置５０は、入力電極１２と出力電極１４との間に形成された第１伝搬路１６を有する第１弾性表面波素子１０と、入力電極２２と出力電極２４との間に形成され第１伝搬路１６と異なる振幅・位相特性の第２伝搬路２６を有する第２弾性表面波素子２０と、を備え、第１伝搬路１６及び第２伝搬路２６上に負荷される被測定物５２の物理的特性を求める液状物特性測定装置である。【００３１】
液状物特性測定装置５０では、入力電極１２、２２は、圧電基板５４上に形成された感光性樹脂製の周壁３２ａと、周壁３２ａを覆う天板３４ａとを有する封止部材３０ａによって周囲を囲まれており、圧電基板５４に形成され、該圧電基板５４上に負荷される被測定物５２に臨み壁４２ａに対して並列的に封止補強材４０ａが設けられている。また、出力電極１４、２４は、圧電基板５４上に形成された感光性樹脂製の周壁３２ｂと、周壁３２ｂを覆う天板３４ｂとを有する封止部材３０ｂによって周囲を囲まれており、圧電基板５４に形成され、該圧電基板５４上に負荷される被測定物５２に臨み壁４２ｂに対して並列的に封止補強材４０ｂが設けられている。第１弾性表面波素子１０、第２弾性表面波素子２０では、圧電基板５４上に負荷される被測定物５２と周壁３２ａ、３２ｂとの接触を防ぎ、周壁３２ａ、３２ｂが圧電基板５４から剥離するのを防ぎ、被測定物５２の入力電極１２、２２、出力電極１４、２４への付着を避けることができる。【００３２】
次に、本発明の第２実施形態に係る液状物特性測定装置５０Ａについて説明する。図３は、本発明の第２実施形態に係る液状物特性測定装置５０Ａの平面図であり、図４Ａは、図１のＩＶＡ−ＩＶＡの部分端面図であり、図４Ｂは、図４Ａの部分拡大図である。なお、第１実施形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。【００３３】
液状物特性測定装置５０Ａは、液状物特性測定装置５０に対して、封止部材３０Ａａ、３０Ａｂに第１壁８０ａ、８０ｂが追加され、封止補強材４０ａ、４０ｂは周壁３２ａ、３２ｂに対して塗布されていない。液状物特性測定装置５０Ａでは、圧電基板５４上に負荷される被測定物５２を臨むように感光性樹脂で構成される第１壁８０ａ、８０ｂが圧電基板５４上に形成され、第１壁８０ａと壁４２ａと天板３４ａによって封止部材３０Ａａが構成され、第１壁８０ｂと壁４２ｂと天板３４ｂによって封止部材３０Ａｂが構成される。従って、被測定物５２に対して、壁４２ａ及び対面する第１壁８０ａによって、また、壁４２ｂ及び対面する第１壁８０ｂによって各々に２重防壁が形成される。さらに、第１伝搬路１６及び第２伝搬路２６は、第１壁８０ａ、８０ｂ及び側壁６２によって囲繞される。さらにまた、接着剤３６が一面に塗布された天板３４ａを周壁３２ａ及び第１壁８０ａの各々の上端部に接着され、接着剤３６が一面に塗布された天板３４ｂを周壁３２ｂ及び第１壁８０ｂの各々の上端部に接着される。天板３４ａ、周壁３２ａ、圧電基板５４及び第１壁８０ａで閉空間８２ａが形成され、天板３４ｂ、周壁３２ｂ、圧電基板５４及び第１壁８０ｂで閉空間８２ｂが形成されている。なお、入力電極１２、２２、出力電極１４、２４とプリント基板６４とのボンディングワイヤ６８による接続、プリント基板６４に形成された外周壁７０、オーバーコート樹脂７４は、第１実施形態と同様であるので、その詳細な説明を省略する。【００３４】
液状物特性測定装置５０Ａでは、入力電極１２、２２は、圧電基板５４上に形成された感光性樹脂製の周壁３２ａと、圧電基板５４上に形成され、圧電基板５４上に負荷される被測定物５２に臨み周壁３２ａの一部に対して並列的に設けられた第１壁８０ａと、周壁３２ａ及び第１壁８０ａを覆う天板３４ａと、を有する封止部材３０Ａａによって囲まれている。また、出力電極１４、２４は、圧電基板５４上に形成された感光性樹脂製の周壁３２ｂと、圧電基板５４上に形成され、圧電基板５４上に負荷される被測定物５２に臨み周壁３２ｂの一部に対して並列的に設けられた第１壁８０ｂと、周壁３２ｂ及び第１壁８０ｂを覆う天板３４ｂと、を有する封止部材３０Ａｂによって囲まれている。【００３５】
液状物特性測定装置５０Ａでは、２重防壁によって、被測定物５２が入力電極１２、２２、出力電極１４、２４へ付着するのを避けることが可能となる。また、第１壁８０ａ、８０ｂが圧電基板５４から剥離して、被測定物５２が閉空間８２ａ、８２ｂ内に浸入した場合であっても、さらに、浸入した被測定物５２によって周壁３２ａ、３２ｂが圧電基板５４から剥離するまでには相当の時間を要するので、液状物特性測定装置５０の通常の使用期間を確保することが可能である。【００３６】
なお、液状物特性測定装置５０Ａによる被測定物５２の物理的特性の測定は、第１実施形態と同様に行われるものであり、その詳細な説明を省略する。【００３７】
次に、本発明の第３実施形態に係る液状物特性測定装置５０Ｂについて説明する。図５は、本発明の第３実施形態に係る液状物特性測定装置５０Ｂの平面図であり、図６Ａは、図５のＶＩＡ−ＶＩＡの部分端面図であり、図６Ｂは、図６Ａの部分拡大図である。なお、第１実施形態、第２実施形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。【００３８】
液状物特性測定装置５０Ｂは、液状物特性測定装置５０に対して、封止部材３０Ｂａ、３０Ｂｂに第１壁８０ａ、８０ｂが追加される。液状物特性測定装置５０Ｂでは、圧電基板５４上に負荷される被測定物５２を臨むように感光性樹脂で構成される第１壁８０ａ、８０ｂが圧電基板５４上に形成され、第１壁８０ａと壁４２ａと天板３４ａによって封止部材３０Ｂａが構成され、第１壁８０ｂと壁４２ｂと天板３４ｂによって封止部材３０Ｂｂが構成される。また、第１伝搬路１６及び第２伝搬路２６は、第１壁８０ａ、８０ｂ及び側壁６２によって囲繞される。さらにまた、接着剤３６が一面に塗布された天板３４ａが周壁３２ａ及び第１壁８０ａの各々の上端部に接着され、接着剤３６が一面に塗布された天板３４ｂが周壁３２ｂ及び第１壁８０ｂの各々の上端部に接着される。天板３４ａ、周壁３２ａ、圧電基板５４及び第１壁８０ａによって閉空間８２ａが形成され、天板３４ｂ、周壁３２ｂ、圧電基板５４及び第１壁８０ｂによって閉空間８２ｂが形成される。そして、閉空間８２ａ及び閉空間８２ｂにチキソトロビー性アンダーフィル剤である封止補強材８４ａ、８４ｂが各々に充填され、被測定物５２が入力電極１２、２２、出力電極１４、２４へ付着するのをより確実に避けることが可能となる。【００３９】
なお、入力電極１２、２２、出力電極１４、２４とプリント基板６４とのボンディングワイヤ６８による接続、プリント基板６４に形成された外周壁７０、オーバーコート樹脂７４は、第１実施形態と同様であるので、その詳細な説明を省略する。また、液状物特性測定装置５０Ｂによる被測定物５２の物理的特性の測定は、第１実施形態と同様に行われるものであり、その詳細な説明を省略する。【００４０】
次に、本発明の第４実施形態に係る液状物特性測定装置５０Ｃについて説明する。図７は、本発明の第４実施形態に係る液状物特性測定装置５０Ｃの平面図である。上述した第１〜第３実施形態では、第１弾性表面波素子１０、第２弾性表面波素子２０の各々入力電極１２、出力電極１４が形成されているが、液状物特性測定装置５０Ｃでは、入力電極が１つである。なお、第１実施形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。【００４１】
液状物特性測定装置５０Ｃは、入力電極１１２と、出力電極１１４、１２４とを有する弾性表面波素子１１０を備え、入力電極１１２と出力電極１１４との間には開放伝搬路である第１伝搬路１１６が形成され、入力電極１１２と出力電極１２４との間には、短絡伝搬路である第２伝搬路１２６が形成されている。【００４２】
入力電極１１２、出力電極１１４、１２４は、被測定物５２の物理的特性を測定する際に被測定物５２が櫛形電極に付着するのを防ぐために、入力電極１１２が封止部材１３０ａによって、出力電極１１４が封止部材１３０ｂによって、出力電極１２４が封止部材１３０ｃによって封止されている。【００４３】
封止部材１３０ａは、周壁１３２ａ及び天板１３４ａから構成される。周壁１３２ａは、入力電極１１２を囲繞するように圧電基板５４上に形成され、周壁１３２ａの上端部に接着剤１３６によって天板１３４ａが接着される。天板１３４ａは、圧電基板５４と略平行になるように周壁１３２ａの上端部に接着され、天板１３４ａは出力電極１１４、１２４へ指向して延在し、天板１３４ａの端部と圧電基板５４との間に隙間１３８ａが形成される。隙間１３８ａに封止補強材１４０ａが充填されて、周壁１３２ａのうち圧電基板５４上に負荷される被測定物５２に臨む面に封止補強材１４０ａが塗布される。封止部材１３０ｂ、１３０ｃも封止部材１３０ａと同様に、封止部材１３０ｂは、周壁１３２ｂ及び天板１３４ｂから構成され、隙間１３８ｂに封止補強材１４０ｂが充填されて、周壁１３２ｂに封止補強材１４０ｂが塗布され、封止部材１３０ｃは、周壁１３２ｃ及び天板１３４ｃから構成され、隙間１３８ｃに封止補強材１４０ｃが充填されて、周壁１３２ｃに封止補強材１４０ｃが塗布されている。【００４４】
入力電極１１２、出力電極１１４、１２４とプリント基板６４とのボンディングワイヤ６８による接続、プリント基板６４に形成された外周壁７０、オーバーコート樹脂７４は、第１実施形態と同様であるので、その詳細な説明を省略する。【００４５】
液状物特性測定装置５０Ｃによる被測定物５２の物理的特性の測定は、次のように行われる。まず、測定の対象である被測定物５２に液状物特性測定装置５０Ｃを浸漬した状態で図示しない発振器から電気信号を入力電極１１２へ入力する。入力電極１１２では、入力された信号に基づいて入力電極１１２の両側から同一の弾性表面波が励振され、第１伝搬路１１６上を伝搬し出力電極１１４で受信されるとともに、第２伝搬路１２６を伝搬し出力電極１２４で受信される。【００４６】
出力電極１１４、１２４で受信した弾性表面波から取り出された両出力信号の振幅比、位相差を検出し、当該検出した振幅比、位相差に基づいて、被測定物５２の物理的特性が測定される。【００４７】
なお、液状物特性測定装置５０Ｃは、第１実施形態である液状物特性測定装置５０において入力電極を１つにした構成となっているが、第２実施形態である液状物特性測定装置５０Ａにおいて入力電極を１つにした構成、第３実施形態である液状物特性測定装置５０Ｂにおいて入力電極を１つにした構成とすることも可能であることは了解されよう。【００４８】
次に、本発明の第５実施形態に係る液状物特性測定装置５０Ｄについて説明する。図８は、本発明の第５実施形態に係る液状物特性測定装置５０Ｄの平面図である。上述した第１実施形態では、第１弾性表面波素子１０及び第２弾性表面波素子２０を備えているが、液状物特性測定装置５０Ｄは、第２弾性表面波素子２０Ｄから構成されている。なお、第１実施形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。【００４９】
液状物特性測定装置５０Ｄでは、入力電極２２は、圧電基板５４上に形成された感光性樹脂製の周壁３２ａと、周壁３２ａを覆う天板３４ａとを有する封止部材３０Ｄａによって周囲を囲まれており、周壁３２ａのうち、圧電基板５４上に負荷される被測定物５２に臨む壁４２ａと被測定物５２との間に封止補強材４０ａが配されている。また、出力電極２４は、圧電基板５４上に形成された感光性樹脂製の周壁３２ｂと、周壁３２ｂを覆う天板３４ｂとを有する封止部材３０Ｄｂによって周囲を囲まれており、周壁３２ｂのうち、圧電基板５４上に負荷される被測定物５２に臨む壁４２ｂと被測定物５２との間に封止補強材４０ｂが配されている。第２弾性表面波素子２０Ｄでは、被測定物５２と周壁３２ａ、３２ｂとの接触を防ぎ、周壁３２ａ、３２ｂが圧電基板５４から剥離するのを防ぎ、被測定物５２の入力電極２２、出力電極２４への付着を避けることができる。なお、入力電極２２、出力電極２４とプリント基板６４とのボンディングワイヤ６８による接続、プリント基板６４に形成された外周壁７０、オーバーコート樹脂７４は、第１実施形態と同様であるので、その詳細な説明を省略する。【００５０】
液状物特性測定装置５０Ｄによる被測定物５２の物理的特性の測定は、測定の対象である被測定物５２に液状物特性測定装置５０Ｄを浸漬した状態で図示しない発振器から電気信号が入力電極２２へ入力され、入力電極２２から弾性表面波が励振され、第２伝搬路２６上を伝搬し出力電極２４で受信される。出力電極２４で受信した弾性表面波から取り出された出力信号と前記発振器からの電気信号との振幅比、位相差を検出し、当該検出した振幅比、位相差に基づいて、被測定物５２の物理的特性として、被測定物５２の密度や粘性や固定化量が測定される。【００５１】
なお、液状物特性測定装置５０Ｄは、第２実施形態のように周壁３２ａの壁４２ａと圧電基板５４上に負荷される被測定物５２との間に感光性樹脂で構成される第１壁を形成し、かつ、周壁３２ｂの壁４２ｂと圧電基板５４上に負荷される被測定物５２との間に感光性樹脂で構成される第１壁を形成することにより２重防壁を有する構成とすることも可能である。また、液状物特性測定装置５０Ｄは、第３実施形態のように天板３４ａ、周壁３２ａ、圧電基板５４及び第１壁で形成される閉空間と、天板３４ｂ、周壁３２ｂ、圧電基板５４及び第１壁で形成される閉空間とに封止補強材を各々充填する構成とすることも可能である。【００５２】
また、液状物特性測定装置５０を用いて測定できる被測定物の物理的特性としては、上述した比誘電率、導電率、密度に限られるものではない。例えば、被測定物の粘性を測定することも可能である。【００５３】
さらに、被測定物としては、特に限定されるものではなく、少なくとも液体が含まれていればよい。また、純液、混合液のいずれであってもよく、メタノール、エタノール等のアルコールの物理的特性を測定する場合に特に有効である。さらにまた、被測定物に抗原、抗体、バクテリア等が含まれる状態においても、物理的特性を測定できることは言うまでもない。【００５４】
この場合、例えば、被測定物の中に帯電しているバクテリアが含まれている場合には、被測定物の導電率を測定することにより、バクテリアの含有率を測定することができる。また、異なる極性で帯電しているバクテリアが含まれている場合には、被測定物の導電率を測定することにより、被測定物に最も多く含まれるバクテリアの種類を特定することもできる。さらに、被測定物が負荷された伝搬路にバクテリアが付着している場合には、被測定物の密度、粘性を測定することにより、付着したバクテリアの増減量を検知することができる。【００５５】
また、金属膜の表面にタンパク質が吸着された場合の質量変化や粘性変化を検知することができる。すなわち、金属膜上を伝搬する弾性表面波の振幅及び位相を測定することにより、タンパク質の吸着量や吸着したタンパク質の種類を検知することができる。【００５６】
さらに、金属膜の表面に抗体を固定化した状態で抗原溶液を負荷した場合に、抗原と抗体とが結合することにより質量変化や変性変化を検知することができる。すなわち、金属膜上を伝搬する弾性表面波の振幅及び位相を測定することにより、負荷した抗原量を検知することができる。なお、金属膜の表面に抗原を固定化した状態で抗体溶液を負荷した場合には、負荷した抗体量を検知できることはいうまでもない。【００５７】
また、本発明は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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