(57)【要約】【課題】          本発明の目的は、信頼性の高い微少質量測定用センサーを提供することである。【解決手段】          上記の目的を達成する為に本発明は、水晶基板の表面に金属膜を形成して成る水晶振動子を用いた微少質量測定用センサー素子が、水平な段差を有する筒状容器内部の段差開口側の面で接合面を有することを特徴とし、また、微少質量測定用センサー素子が収容されて載置される筒状容器がガラス、若しくは水晶から成ることを特徴とし、また、筒状容器内部に載置された微少質量測定用センサー素子の外面に延在した微少質量測定用センサー素子の信号出力端を有することを特徴とし、また、水晶基板の表面に金属膜を形成して成る水晶振動子を用いた微少質量測定用センサー素子の片面の周縁部を、水平な段差を有する筒状容器内部の段差開口側の面で陽極接合または直接接合して載置することを特徴として課題を解決する。【選択図】  図１
2006234704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶基板の表面に金属膜を形成して成る水晶振動子を用いた微少質量測定用センサー素子が、水平な段差を有する筒状容器内部の該段差開口側の面で接合面を有することを特徴とする微少質量測定用センサー。
【請求項２】
該筒状容器がガラス、若しくは水晶から成ることを特徴とする請求項１に記載の微少質量測定用センサー。
【請求項３】
該筒状容器内部に載置された微少質量測定用センサー素子の外面に延在した該微少質量測定用センサー素子の信号出力端を有することを特徴とする請求項１に記載の微少質量測定用センサー。
【請求項４】
水晶基板の表面に金属膜を形成して成る水晶振動子を用いた微少質量測定用センサー素子の片面の周縁部を、水平な段差を有する筒状容器内部の該段差開口側の面で陽極接合または直接接合して載置する微少質量測定用センサーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信頼性の高い微少質量測定用センサー及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来よりＡＴカットの水晶振動子を使用した微少質量測定用センサー素子（ＱＣＭ  Ｑｕａｒｔｚ  Ｃｒｙｓｔａｌ Ｍｉｃｒｏｂａｌａｎｃｅ  センサー素子）は水晶の厚みすべり振動モードを利用しており、水晶基板の表面に形成される金属膜材料には、水晶基板との密着性を考慮してクロム（Cr）、ニッケルクロム（NiCr）、チタン（Ti）などが使用されているが、このような微少質量測定用センサー素子を溶液中に浸漬させた場合、溶液の抵抗力により先の振動モードが抑制されて微少質量測定用センサー素子として使用することが出来なくなる。そこで溶液の反応を検出しない側の水晶基板の金属膜を気相状態とすることにより溶液中に浸漬しても振動モードを検出することが可能となる。
【０００３】
水晶基板の片面の金属膜を気相状態に保つには、溶液の進入を防ぐために微少質量測定用センサー素子の全周縁部を接着剤などで固定して塞がなければならない。一般的には微少質量測定用センサー素子の振動モードへの影響を出来うるだけ小さなものとするために、
接着の応力の小さいシリコン系の絶縁接着剤が使用されることが多いが、しかしながらこのシリコン系の接着剤を使用する場合においても、作業者の技術の熟練度によっては接着剤の塗布量が個々の微少質量測定用センサー素子で大きく異なってしまい、また、微少質量測定用センサー素子を正確に水平に固定することも困難であり、いずれの場合も微少質量測定用センサー素子の検出の感度を個々に異なったものとするおそれがあった。
【０００４】
更に、接着剤を硬化させる際に接着剤から有機物などの副生成物が発生してしまい、極めて微細な反応を検出するための微少質量測定用センサー素子の表面に、先の副生成物を付着させてしまうおそれもある。特にシリコン系の接着剤を使用する場合、副生成物として低分子シロキサンが発生して金属膜表面に付着するおそれがある。一度この低分子シロキサンが金属膜表面に付着すると、微少質量測定用センサー素子の検出感度を著しく減少させる結果と成るおそれがあった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１５３７７７号公報
【特許文献２】特開平１１−１４５２５号公報
【０００６】
なお、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を本件出願時までに発見するに至らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
微少質量測定用センサー素子を固定するのに接着剤を使用することにより、接着剤の副生成物の微少質量測定用センサー素子表面への付着によって微少質量測定用センサー素子の検出感度を個々で不均一なものとし、またその検出感度を著しく減少させてしまうおそれがあるといった問題があった。  
【０００８】
本発明は、以上のような技術的背景のもとで成されたものであり、従がってその目的は、信頼性の高い微少質量測定用センサー、及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
水晶基板の表面に金属膜を形成してなる水晶振動子を用いた微少質量測定用センサー素子が、水平な段差を有する筒状容器内部の段差開口側の面で接合面を有することを特徴とする。
【００１０】
また、微少質量測定用センサー素子が収容されて載置される筒状容器がガラス、若しくは水晶から成ることを特徴とする。
【００１１】
また、筒状容器内部に載置された微少質量測定用センサー素子の外面に延在した微少質量測定用センサー素子の信号出力端を有することを特徴とする。
【００１２】
また、水晶基板の表面に金属膜を形成して成る水晶振動子を用いた微少質量測定用センサー素子の片面の周縁部を、水平な段差を有する筒状容器内部の段差開口側の面で陽極接合または直接接合して載置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の微少質量測定用センサーによれば、微少質量測定用センサー素子の固定に接着剤を用いないために、接着剤の副生成物がセンサー素子（微少質量測定用センサー素子）に付着して検出感度を減少させるおそれを無くし、著しく信頼性の高い微少質量測定用センサーを得ることが出来る。
【００１４】
また、本発明の微少質量測定用センサーの製造方法によれば、著しく均一な検出感度を有する、多数の微少質量測定用センサーを効率良く製作することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に図面を参照しながら本発明の実施の一形態について説明する。なお、各図においての同一の符号は同じ対象を示すものとする。
【実施例１】
【００１６】
図１は本発明の微少質量測定用センサー８を側面方向からみた概略の側面断面図である。本発明の微少質量測定用センサー８は、任意形状の水晶基板１の表面に金属膜２を形成して出来た水晶振動子３を用いた微少質量測定用センサー素子８が、水平な段差５を有した筒状容器１０の内部６の、先の段差の筒状容器の開口側の面７、即ち気相状態として使用することが出来る水晶基板１面の側の周縁部に接合面１１を有した構造のものである。筒状容器１０の内部に載置される微少質量測定用センサー素子４は、例えば図５のような形状をしており、これは水晶基板１に金属膜２材料を蒸着法や、スパッタリング装置を用いて金属膜２を水晶基板１上に堆積させて製作される。ガラスや水晶から出来た筒状容器１０の内部の段差開口側の面７において接合面１１を有して微少質量測定用センサー素子４と接合する方法としては、陽極接合、若しくは、直接接合を用いることにより、接着剤を使用すること無くセンサー素子４を筒状容器１０の内部に固定することが出来る。ここで図１は陽極接合を用いてセンサー素子４を接合する場合の、微少質量測定用センサー８をその側面方向からみた概略の側面断面図であり、図１に示されたような金属膜２の構造を持つことにより、接合により完全に微少質量測定用センサー素子４の両面をそれぞれ分離することが出来、最終的に出来上がった図２に示されるような本発明の微少質量測定用センサー８を用いて著しく信頼性の高い微少質量測定用センサー８を得ることが出来る。図１に示されたように、陽極接合に用いられるアルミ二ウムといった金属の接合材料をセンサー素子４の片面に蒸着などにより堆積させ、筒状容器１０の内部に配置して押さえながら直流電流を流して接合する。図１に示された構造は、接合に用いられる金属膜２と水晶基板１上に形成された電極として用いられる金属膜２が互いに電気的に接触しない構造と成っている。
【００１７】
図２は本発明の微少質量測定用センサー８を斜め上方の方向からみた概略の模式図である。なお、水晶基板１の形状や、大きさは多種多様の任意形状のものがあり、この図２はその一例である。したがって、水晶基板１が円形状板では無く矩形状板の場合や、筒状容器の外形形状が多角形形状、及び微少質量測定用センサー素子４が収容される容器の内径形状が直方体状であっても構わず、これらの場合においても本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでも無い。また、図２にあるように、本発明の本発明の微少質量測定用センサー８は、センサー素子４の片面を液相状態とし、他の一面を気相状態として使用するのに非常に適した構造を有するが、両側を気相状態として使用する微少質量測定用センサー８としても使用することが出来る。
【００１８】
図３は本発明の微少質量測定用センサー８を上面方向からみた概略の上面模式図である。この図３では、筒状容器１０の上縁部まで容器内部６に載置された微少質量測定用センサー素子４の信号出力端９が延在された構造と成っており、微少質量測定用センサー８を用いた微少質量測定の作業を非常に容易とするものと成っている。
【００１９】
図４は従来の微少質量測定用センサー素子４を示す概略断面図である。従来の工程で作られた微少質量測定用センサー素子４では、下地金属膜１２の材料にチタン、上地金属膜１３の材料に金を使用した場合、硬度の低い金で出来た金膜表面の硬度が低く、この微少質量測定用センサー素子４を単体で溶液中に浸漬して使用する際に先述の金膜表面に傷が付き易く、信頼性の高い測定が困難に成るおそれがあるといった問題があったが、本発明の微少質量測定用センサー８の構造によれば、筒状容器１０の外壁により内部の微少質量測定用センサー素子４の電極として用いられる金属膜２が保護されるといった効果も奏する。この図４は従来の微少質量測定用センサー素子４の概略の断面図であり先述の水晶基板１に形成される電極として用いられる金属膜２の多くは、二層の互いに異なる材質の下地金属膜１２と上地金属膜１３から成り、最表面の上地金属膜材料１３としては、化学的に安定な金（Au）が使用される場合が多い。
【００２０】
図５は従来の微少質量測定用センサー素子４単体を斜め上方向からみた概略の上面斜視図である。なお、水晶基板１の形状や、大きさは多種多様の任意形状のものがあり、この図５はその一例である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の微少質量測定用センサーを側面方向からみた概略の側面断面図である。
【図２】本発明の微少質量測定用センサーを斜め上方の方向からみた概略の模式図である。
【図３】本発明の微少質量測定用センサーを上面方向からみた概略の上面模式図である。
【図４】従来の微少質量測定用センサー素子単体を側面方向からみた概略の側面断面図である。
【図５】従来の微少質量測定用センサー素子単体を斜め上方向からみた概略の上面斜視図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    水晶基板
２    金属膜
３    水晶振動子
４    微少質量測定用センサー素子
５    水平な段差
６    筒状容器内部
７    段差開口側の面
８    微少質量測定用センサー
９    信号出力端
１０  筒状容器
１１  接合膜
１２  下地金属膜
１３  上地金属膜
【図１】
2006234704.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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