(57)【要約】【課題】弾性波センサにおいて被測定物の測定精度を向上させる。【解決手段】測定用弾性波素子１２及び基準用弾性波素子１４が共通の圧電性基板１０の一主面１０ａ上に形成されている。測定用弾性波素子１２には被測定物に対して吸着性を示す測定用感応膜１６が形成されており、測定用感応膜１６は被測定物に対して露出している。基準用弾性波素子１４にも測定用感応膜１６と同じ種類である基準用感応膜１８が形成されており、圧電性基板１０の一主面１０ａ上には基準用感応膜１８を覆い密閉する蓋３２が接合されている。この蓋３２が設けられることによって、基準用感応膜１８を被測定物に対して封止することができるので、基準用弾性波素子１４が被測定物に対して吸着性を示さないようにすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物に対して吸着性を示す測定用感応膜が形成された測定用弾性波素子と、該被測定物に対して吸着性を示さない基準用弾性波素子と、を有する弾性波センサであって、
前記測定用弾性波素子及び前記基準用弾性波素子に用いられる圧電性基板は共通化されており、
前記基準用弾性波素子には、前記測定用感応膜と同じ種類である基準用感応膜が形成されており、
前記圧電性基板に接合され、前記基準用感応膜を前記被測定物に対して封止する封止手段が設けられていることを特徴とする弾性波センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の弾性波センサであって、
前記圧電性基板は、前記基準用弾性波素子及び前記基準用感応膜が形成された一主面がパッケージの実装面と対向するように、該パッケージにフリップチップ実装されており、
前記封止手段は、前記基準用感応膜の全周囲を囲むとともに前記圧電性基板及び前記パッケージと全周に渡って密着していることで、該基準用感応膜を前記被測定物に対して封止することを特徴とする弾性波センサ。
【請求項３】
請求項２に記載の弾性波センサであって、
前記測定用弾性波素子及び前記測定用感応膜は、前記圧電性基板の一主面に形成されていることを特徴とする弾性波センサ。
【請求項４】
請求項３に記載の弾性波センサであって、
前記パッケージにおける前記測定用感応膜とほぼ対向する部分には、開口部が設けられていることを特徴とする弾性波センサ。
【請求項５】
請求項２に記載の弾性波センサであって、
前記測定用弾性波素子及び前記測定用感応膜は、前記圧電性基板の一主面の裏面に形成されていることを特徴とする弾性波センサ。
【請求項６】
請求項５に記載の弾性波センサであって、
前記測定用弾性波素子及び前記測定用感応膜は、前記基準用弾性波素子及び前記基準用感応膜の形成位置とほぼ裏側の位置に形成されていることを特徴とする弾性波センサ。
【請求項７】
請求項１に記載の弾性波センサであって、
前記測定用弾性波素子及び前記測定用感応膜は、前記圧電性基板の一主面に形成され、
前記基準用弾性波素子及び前記基準用感応膜は、前記圧電性基板の一主面の裏面に形成され、
前記圧電性基板は、前記一主面がパッケージの実装面と対向するように、該パッケージにフリップチップ実装されていることを特徴とする弾性波センサ。
【請求項８】
請求項７に記載の弾性波センサであって、
前記測定用弾性波素子及び前記測定用感応膜は、前記基準用弾性波素子及び前記基準用感応膜の形成位置とほぼ裏側の位置に形成されていることを特徴とする弾性波センサ。
【請求項９】
請求項７または８に記載の弾性波センサであって、
前記パッケージにおける前記測定用感応膜とほぼ対向する部分には、開口部が設けられていることを特徴とする弾性波センサ。
【請求項１０】
被測定物に対して吸着性を示す測定用感応膜が形成された測定用弾性波素子と、該被測定物に対して吸着性を示さない基準用弾性波素子と、を有する弾性波センサであって、
前記測定用弾性波素子及び前記基準用弾性波素子に用いられる圧電性基板は共通化されており、
前記測定用弾性波素子及び前記測定用感応膜は、前記圧電性基板における前記基準用弾性波素子が形成された面の裏面に形成され、かつ該基準用弾性波素子の形成位置とほぼ裏側の位置に形成されており、
前記圧電性基板は、前記測定用弾性波素子及び前記測定用感応膜が形成された面、または前記基準用弾性波素子が形成された面がパッケージの実装面と対向するように、該パッケージにフリップチップ実装されていることを特徴とする弾性波センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波（ＳＡＷ）や横波弾性波（ＳＴＷ）等の弾性波を用いる弾性波センサに関し、特に、被測定物に対して吸着性を示す感応膜が形成された測定用弾性波素子と、この被測定物に対して吸着性を示さない基準用弾性波素子と、を有する弾性波センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性表面波（ＳＡＷ）や横波弾性波（ＳＴＷ）等の弾性波を用いる弾性波センサにおいては、被測定物に対して吸着性を示す感応膜が形成されている。この感応膜が被測定物を吸着することで、弾性波素子の発振周波数が変化する。したがって、この発振周波数の変化を検出することで、被測定物の濃度を検出することができる。
【０００３】
この感応膜が形成された弾性波センサの従来例が特許文献１，２に開示されている。特許文献１の弾性波センサは、測定用弾性波素子及び基準用弾性波素子を備えている。測定用弾性波素子には、被測定物に対して吸着性を示す感応膜が形成されている。一方、基準用弾性波素子には、感応膜が形成されていないことで、この被測定物に対して吸着性を示さない。被測定物がセンサ付近に存在している場合は、測定用弾性波素子の感応膜が被測定物を吸着することで測定用弾性波素子の発振周波数が変化するのに対して、基準用弾性波素子はこの被測定物を吸着することなく発振周波数が変化しない。この性質を利用して、測定用弾性波素子の発振周波数と基準用弾性波素子の発振周波数とを比較することで、被測定物の濃度を検出している。そして、特許文献１においては、測定用弾性波素子及び基準用弾性波素子に用いる圧電性基板を共通化することにより、測定用弾性波素子と基準用弾性波素子とで、圧電性基板の違いによる発振特性のずれの抑制を図っている。
【０００４】
また、特許文献２の弾性波センサにおいては、基準用弾性波素子に測定用弾性波素子の感応膜と異なる種類の感応膜が形成されていることで、測定用弾性波素子の感応膜が吸着する被測定物に対して吸着性を示さない。その他の構成については、特許文献１と同様である。
【０００５】
また、その他の背景技術として、特許文献３〜５の水晶振動子による圧電センサが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５２４３５３９号明細書
【特許文献２】米国特許第５０１２６６８号明細書
【特許文献３】特開平６−２６５４５９号公報
【特許文献４】実開平５−８４８４７号公報
【特許文献５】実開平５−７３５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１においては、測定用弾性波素子に感応膜が形成されているのに対して、基準用弾性波素子には感応膜が形成されていない。この感応膜の有無の影響により、温度等の外部環境の変化に対する発振特性の変化が測定用弾性波素子と基準用弾性波素子とで異なってくる。したがって、特許文献１においては、被測定物の測定精度が低下してしまうという問題点がある。
【０００８】
また、特許文献２においては、基準用弾性波素子にも感応膜が形成されているものの、測定用弾性波素子の感応膜と種類が異なるため、感応膜の種類の違いの影響により、温度等の外部環境の変化に対する発振特性の変化が測定用弾性波素子と基準用弾性波素子とで異なってくる。したがって、特許文献２においても、被測定物の測定精度が低下してしまうという問題点がある。
【０００９】
本発明は、被測定物の測定精度を向上させることができる弾性波センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る弾性波センサは、被測定物に対して吸着性を示す測定用感応膜が形成された測定用弾性波素子と、該被測定物に対して吸着性を示さない基準用弾性波素子と、を有する弾性波センサであって、前記測定用弾性波素子及び前記基準用弾性波素子に用いられる圧電性基板は共通化されており、前記基準用弾性波素子には、前記測定用感応膜と同じ種類である基準用感応膜が形成されており、前記圧電性基板に接合され、前記基準用感応膜を前記被測定物に対して封止する封止手段が設けられていることを要旨とする。
【００１１】
この本発明においては、被測定物に対して吸着性を示す測定用感応膜と同じ種類である基準用感応膜が基準用弾性波素子に形成されていることにより、温度等の外部環境の変化に対する発振特性の変化を測定用弾性波素子と基準用弾性波素子とでほぼそろえることができる。そして、基準用感応膜が被測定物に対して封止されていることにより、基準用弾性波素子が被測定物に対して吸着性を示さないようにすることができる。したがって、この本発明によれば、被測定物の測定精度を向上させることができる。
【００１２】
本発明に係る弾性波センサにおいて、前記圧電性基板は、前記基準用弾性波素子及び前記基準用感応膜が形成された一主面がパッケージの実装面と対向するように、該パッケージにフリップチップ実装されており、前記封止手段は、前記基準用感応膜の全周囲を囲むとともに前記圧電性基板及び前記パッケージと全周に渡って密着していることで、該基準用感応膜を前記被測定物に対して封止するものとすることもできる。こうすれば、基準用感応膜の封止を容易に行うことができる。
【００１３】
本発明に係る弾性波センサにおいて、前記測定用弾性波素子及び前記測定用感応膜は、前記圧電性基板の一主面に形成されているものとすることもできる。この態様の本発明に係る弾性波センサにおいて、前記パッケージにおける前記測定用感応膜とほぼ対向する部分には、開口部が設けられているものとすることもできる。こうすれば、測定用感応膜に被測定物を確実に吸着させることができる。
【００１４】
本発明に係る弾性波センサにおいて、前記測定用弾性波素子及び前記測定用感応膜は、前記圧電性基板の一主面の裏面に形成されているものとすることもできる。この態様の本発明に係る弾性波センサにおいて、前記測定用弾性波素子及び前記測定用感応膜は、前記基準用弾性波素子及び前記基準用感応膜の形成位置とほぼ裏側の位置に形成されているものとすることもできる。こうすれば、測定用弾性波素子と基準用弾性波素子とで発振特性の差を少なくすることができるので、被測定物の測定精度をより向上させることができる。さらに、弾性波センサの小型化を実現することができる。
【００１５】
本発明に係る弾性波センサにおいて、前記測定用弾性波素子及び前記測定用感応膜は、前記圧電性基板の一主面に形成され、前記基準用弾性波素子及び前記基準用感応膜は、前記圧電性基板の一主面の裏面に形成され、前記圧電性基板は、前記一主面がパッケージの実装面と対向するように、該パッケージにフリップチップ実装されているものとすることもできる。
【００１６】
この態様の本発明に係る弾性波センサにおいて、前記測定用弾性波素子及び前記測定用感応膜は、前記基準用弾性波素子及び前記基準用感応膜の形成位置とほぼ裏側の位置に形成されているものとすることもできる。こうすれば、測定用弾性波素子と基準用弾性波素子とで発振特性の差を少なくすることができるので、被測定物の測定精度をより向上させることができる。さらに、弾性波センサの小型化を実現することができる。
【００１７】
この態様の本発明に係る弾性波センサにおいて、前記パッケージにおける前記測定用感応膜とほぼ対向する部分には、開口部が設けられているものとすることもできる。こうすれば、測定用感応膜に被測定物を確実に吸着させることができる。
【００１８】
また、本発明に係る弾性波センサは、被測定物に対して吸着性を示す測定用感応膜が形成された測定用弾性波素子と、該被測定物に対して吸着性を示さない基準用弾性波素子と、を有する弾性波センサであって、前記測定用弾性波素子及び前記基準用弾性波素子に用いられる圧電性基板は共通化されており、前記測定用弾性波素子及び前記測定用感応膜は、前記圧電性基板における前記基準用弾性波素子が形成された面の裏面に形成され、かつ該基準用弾性波素子の形成位置とほぼ裏側の位置に形成されており、前記圧電性基板は、前記測定用弾性波素子及び前記測定用感応膜が形成された面、または前記基準用弾性波素子が形成された面がパッケージの実装面と対向するように、該パッケージにフリップチップ実装されていることを要旨とする。
【００１９】
この本発明においては、測定用弾性波素子及び基準用弾性波素子とで発振特性の差を少なくすることができるので、被測定物の測定精度を向上させることができる。さらに、弾性波センサの小型化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。
【００２１】
「実施形態１」
図１は、本発明の実施形態１に係る弾性波センサの構成の概略を示す図であり、図１（Ａ）は側面の断面図の概略を示し、図１（Ｂ）は上面図の概略を示す。本実施形態に係る弾性波センサは、以下に説明する測定用弾性波素子１２及び基準用弾性波素子１４を備えており、パッケージＰＫＧに実装されている。
【００２２】
測定用弾性波素子１２については、入力櫛形電極１２ａ及び出力櫛形電極１２ｂが所定間隔をおいて圧電性基板１０の一主面１０ａ上に形成されることで構成される。同様に、基準用弾性波素子１４については、入力櫛形電極１４ａ及び出力櫛形電極１４ｂが所定間隔をおいて圧電性基板１０の一主面１０ａ上に形成されることで構成される。このように、本実施形態においては、測定用弾性波素子１２の櫛形電極１２ａ，１２ｂと、基準用弾性波素子１４の櫛形電極１４ａ，１４ｂとが共通の圧電性基板１０上に形成されており、測定用弾性波素子１２及び基準用弾性波素子１４に用いられる圧電性基板１０が共通化されている。そして、図１に示すように、測定用弾性波素子１２の櫛形電極１２ａ，１２ｂ及び基準用弾性波素子１４の櫛形電極１４ａ，１４ｂについては、弾性波伝搬方向が略平行となるように配置されており、かつ測定用弾性波素子１２が励振する弾性波と基準用弾性波素子１４が励振する弾性波とが互いに干渉しないように、弾性波伝搬方向と略垂直方向に関して所定距離はなされて配置されている。なお、図１（Ａ）では、櫛形電極１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂの図示を省略している。
【００２３】
測定用弾性波素子１２には、被測定物に対して吸着性を示し例えばたんぱく質により構成される測定用感応膜１６が形成されており、測定用感応膜１６は被測定物に対して露出している。ここで、被測定物及びこの被測定物を吸着する測定用感応膜１６の組み合わせの一例を挙げると、被測定物はＣ−反応性タンパク（ＣＲＰ）抗原であり、かつ測定用感応膜１６は抗ＣＲＰモノクローナル抗体である。
【００２４】
そして、本実施形態においては、基準用弾性波素子１４にも測定用感応膜１６と同じ種類である基準用感応膜１８が形成されている。さらに、圧電性基板１０の一主面１０ａ上には、基準用感応膜１８を覆い密閉する蓋３２が接合されている。この蓋３２が設けられることによって、基準用感応膜１８を被測定物に対して封止することができる。したがって、測定用感応膜１６が吸着する被測定物に対して吸着性を示す基準用感応膜１８が基準用弾性波素子１４に形成されているにもかかわらず、基準用感応膜１８がこの被測定物を吸着しないようにすることができ、基準用弾性波素子１４がこの被測定物に対して吸着性を示さないようにすることができる。このように、本実施形態においては、測定用感応膜１６と同じ種類である基準用感応膜１８を基準用弾性波素子１４に形成し、基準用感応膜１８を被測定物に対して封止することで、測定用弾性波素子１２と基準用弾性波素子１４とで、感応膜の有無や感応膜の種類の違いにより、温度等の外部環境の変化に対する発振特性の変化が異なってくるのを抑止する。なお、図１（Ｂ）では、蓋３２の図示を大部分で省略して基準用弾性波素子１４が現れる状態で図示しているが、実際は、基準用弾性波素子１４は蓋３２によって密閉されている。また、蓋３２の材料としては、例えば樹脂が用いられる。
【００２５】
なお、ここでの弾性波素子１２，１４としては、例えば圧電性基板１０の表面を伝搬するＳＡＷ（レイリー波）を利用するＳＡＷ素子を用いることができる。あるいは、弾性波素子１２，１４として、圧電性基板１０の表面近傍を伝搬するＳＴＷ（バルク波）を利用するＳＴＷ素子を用いることもできる。弾性波素子１２，１４としてＳＴＷ素子を用いた場合は、弾性波伝搬路上に感応膜１６，１８が形成されることによる弾性波（ＳＴＷ）の伝搬損失を少なくすることができる。また、感応膜１６，１８については、金膜（図示せず）を介在させた状態で弾性波素子１２，１４にそれぞれ形成することもできる。
【００２６】
本実施形態に係る弾性波センサを用いて被測定物の濃度を検出する際には、図２に示すように、増幅器ＡＭＰ１の入力側を出力櫛形電極１２ｂに接続し、増幅器ＡＭＰ１の出力側を入力櫛形電極１２ａに接続することで、測定用弾性波素子１２及び増幅器ＡＭＰ１を含む発振ループ２０を形成する。同様に、増幅器ＡＭＰ２の入力側を出力櫛形電極１４ｂに接続し、増幅器ＡＭＰ２の出力側を入力櫛形電極１４ａに接続することで、基準用弾性波素子１４及び増幅器ＡＭＰ２を含む発振ループ２２を形成する。ここで、櫛形電極１４ａ，１４ｂへの電気的接続については、蓋３２の外側に電極パッドを引き出すことで実現可能であり、かつ蓋３２の密閉性も確保することができる。なお、図２では、蓋３２及びパッケージＰＫＧの図示を省略している。
【００２７】
測定用感応膜１６が被測定物を吸着することで、測定用弾性波素子１２の発振周波数が変化し、発振ループ２０を循環する発振信号の周波数が変化する。一方、基準用感応膜１８は蓋３２によって封止されていることで被測定物を吸着しないため、基準用弾性波素子１４の発振周波数は略一定のままであり、発振ループ２２を循環する発振信号の周波数も略一定のままである。したがって、発振ループ２０を循環する発振信号の周波数と発振ループ２２を循環する発振信号の周波数とを周波数比較回路２４により比較することで、被測定物の濃度を検出することができる。このように、本実施形態に係る弾性波センサにおいては、測定用弾性波素子１２の発振周波数（発振ループ２０を循環する発振信号の周波数）と基準用弾性波素子１４の発振周波数（発振ループ２２を循環する発振信号の周波数）とを比較することで、被測定物の濃度を検出する。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態においては、基準用弾性波素子１４に測定用弾性波素子１２の測定用感応膜１６と同じ種類である基準用感応膜１８が形成されており、基準用感応膜１８は、蓋３２によって覆われることで被測定物に対して封止されている。このように、測定用弾性波素子１２と基準用弾性波素子１４とで、形成されている感応膜１６，１８の種類が同じであるため、感応膜の有無や感応膜の種類の違いによって、温度等の外部環境の変化に対する発振特性の変化が異なってくるのを抑止することができる。また、基準用弾性波素子１４の基準用感応膜１８は蓋３２によって覆われることで密閉されているため、基準用感応膜１８が被測定物を吸着するのを防止することができ、基準用弾性波素子１４の発振周波数は被測定物の存在による影響を受けない。したがって、本実施形態によれば、被測定物の測定精度を向上させることができる。さらに、測定用弾性波素子１２と基準用弾性波素子１４とで、形成されている感応膜１６，１８の種類が同じであるため、感応膜１６，１８を同一工程で形成することができ、感応膜１６，１８の形成が容易となる。
【００２９】
また、本実施形態においては、測定用弾性波素子１２と基準用弾性波素子１４に用いる圧電性基板１０を共通化することにより、測定用弾性波素子１２と基準用弾性波素子１４とで、基板の違いによって発振特性が異なってくるのを抑止することができる。したがって、被測定物の測定精度をさらに向上させることができる。さらに、弾性波素子１２，１４を製造する際に、櫛形電極１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂ、及び感応膜１６，１８の形成が容易となる。
【００３０】
「実施形態２」
図３は、本発明の実施形態２に係る弾性波センサの構成の概略を示す図であり、図３（Ａ）は側面の断面図の概略を示し、図３（Ｂ）は下面図の概略を示す。ただし、図３（Ａ）では、櫛形電極１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂの図示を省略しており、図３（Ｂ）では、パッケージＰＫＧの図示を大部分で省略して測定用弾性波素子１２及び基準用弾性波素子１４が現れる状態で図示している。
【００３１】
本実施形態に係る弾性波センサにおいては、櫛形電極１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂと接続された電極パッドにバンプ電極２６が接合されている。そして、測定用弾性波素子１２、測定用感応膜１６、基準用弾性波素子１４、及び基準用感応膜１８が一主面１０ａに形成された圧電性基板１０は、その一主面１０ａがパッケージＰＫＧの実装面８と対向するように、パッケージＰＫＧにフリップチップ実装されている。ここで、圧電性基板１０側とパッケージＰＫＧ側との電気的接合はバンプ電極２６を介して行われており、感応膜１６，１８とパッケージＰＫＧの実装面８との間に隙間が形成されるように、バンプ電極２６の高さが設定されている。これによって、測定用感応膜１６は被測定物に対して露出するため、測定用感応膜１６は被測定物を吸着することができ、測定用弾性波素子１２は被測定物に対して吸着性を示す。
【００３２】
さらに、本実施形態においては、基準用感応膜１８の全周囲を囲むとともに、圧電性基板１０及びパッケージＰＫＧと全周に渡って密着した状態で接合されているモールド材３４が設けられている。このモールド材３４によって、基準用感応膜１８を被測定物に対して封止することができる。したがって、基準用感応膜１８が被測定物を吸着しないようにすることができ、基準用弾性波素子１４が被測定物に対して吸着性を示さないようにすることができる。なお、モールド材３４の材料としては、例えば樹脂が用いられる。
【００３３】
なお、他の構成については、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【００３４】
本実施形態においても、被測定物の濃度を検出する際には、実施形態１と同様に、測定用弾性波素子１２を含む発振ループ２０、及び基準用弾性波素子１４を含む発振ループ２２をそれぞれ形成する。測定用感応膜１６が被測定物を吸着することで、測定用弾性波素子１２の発振周波数が変化し、発振ループ２０を循環する発振信号の周波数が変化する。一方、基準用感応膜１８はモールド材３４によって封止されていることで被測定物を吸着しないため、基準用弾性波素子１４の発振周波数は略一定のままであり、発振ループ２２を循環する発振信号の周波数も略一定のままである。したがって、実施形態１と同様に、発振ループ２０を循環する発振信号の周波数（測定用弾性波素子１２の発振周波数）と、発振ループ２２を循環する発振信号の周波数（基準用弾性波素子１４の発振周波数）とを周波数比較回路２４により比較することで、被測定物の濃度を検出することができる。
【００３５】
本実施形態においても、測定用弾性波素子１２と基準用弾性波素子１４とで、形成されている感応膜１６，１８の種類が同じであるため、感応膜の有無や感応膜の種類の違いによって、温度等の外部環境の変化に対する発振特性の変化が異なってくるのを抑止することができる。したがって、被測定物の測定精度を向上させることができる。さらに、本実施形態においては、基準用感応膜１８が形成された圧電性基板１０の一主面１０ａをパッケージＰＫＧの実装面８と対向させてフェイスダウンでフリップチップ実装することで、基準用感応膜１８の封止が容易となる。
【００３６】
なお、本実施形態においては、図４に示すように、パッケージＰＫＧにおける測定用感応膜１６とほぼ対向する部分に開口部３６が設けられていてもよい。そして、モールド材３４は、基準用感応膜１８の全周囲だけでなく測定用感応膜１６の全周囲も囲むとともに、圧電性基板１０及びパッケージＰＫＧと全周に渡って密着した状態で接合されている。ここで、図４（Ａ）は側面の断面図の概略を示し、図４（Ｂ）は下面図の概略を示す。ただし、図４（Ａ）では、櫛形電極１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂの図示を省略しており、図４（Ｂ）では、パッケージＰＫＧの図示を大部分で省略して基準用弾性波素子１４が現れる状態で図示している。
【００３７】
図４に示す構成においては、パッケージＰＫＧにおける測定用感応膜１６とほぼ対向する部分に開口部３６を設けることにより、被測定物を測定用感応膜１６に確実に吸着させることができる。
【００３８】
「実施形態３」
図５は、本発明の実施形態３に係る弾性波センサの構成の概略を示す図であり、図５（Ａ）は側面の断面図の概略を示し、図５（Ｂ）は下面図の概略を示す。ただし、図５（Ａ）では、櫛形電極１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂの図示を省略しており、図５（Ｂ）では、パッケージＰＫＧの図示を大部分で省略して基準用弾性波素子１４が現れる状態で図示している。
【００３９】
基準用弾性波素子１４については、入力櫛形電極１４ａ及び出力櫛形電極１４ｂが所定間隔をおいて圧電性基板１０の一主面１０ａ上に形成されることで構成される。一方、測定用弾性波素子１２については、入力櫛形電極１２ａ及び出力櫛形電極１２ｂが所定間隔をおいて圧電性基板１０の一主面１０ａの裏面１０ｂ上に形成されることで構成される。このように、本実施形態においては、測定用弾性波素子１２及び基準用弾性波素子１４に用いられる圧電性基板１０が共通化されているが、測定用弾性波素子１２及び基準用弾性波素子１４が圧電性基板１０の互いに反対側の面に形成されている。なお、弾性波は圧電性基板１０のほぼ表面を伝搬するため、測定用弾性波素子１２が励振する弾性波と基準用弾性波素子１４が励振する弾性波とが互いに干渉することはない。
【００４０】
測定用弾性波素子１２には、被測定物に対して吸着性を示し例えばたんぱく質により構成される測定用感応膜１６が形成されている。そして、基準用弾性波素子１４にも、測定用感応膜１６と同じ種類の基準用感応膜１８が形成されている。また、測定用弾性波素子１２及び測定用感応膜１６は、基準用弾性波素子１４及び基準用感応膜１８の形成位置とほぼ裏側の位置に形成されている。
【００４１】
本実施形態においては、基準用弾性波素子１４の櫛形電極１４ａ，１４ｂと接続された電極パッドにバンプ電極２６が接合されている。そして、圧電性基板１０は、基準用弾性波素子１４及び基準用感応膜１８が形成された一主面１０ａがパッケージＰＫＧの実装面８と対向するように、パッケージＰＫＧにフリップチップ実装されている。ここで、圧電性基板１０側とパッケージＰＫＧ側との電気的接合はバンプ電極２６を介して行われており、基準用感応膜１８とパッケージＰＫＧの実装面８との間に隙間が形成されるように、バンプ電極２６の高さが設定されている。
【００４２】
さらに、本実施形態においても、実施形態２と同様に、基準用感応膜１８の全周囲を囲むとともに、圧電性基板１０及びパッケージＰＫＧと全周に渡って密着した状態で接合されているモールド材３４が設けられている。このモールド材３４によって、基準用感応膜１８を被測定物に対して封止することができる。したがって、基準用感応膜１８が被測定物を吸着しないようにすることができ、基準用弾性波素子１４が被測定物に対して吸着性を示さないようにすることができる。一方、測定用感応膜１６は被測定物に対して露出しているため、測定用感応膜１６は被測定物を吸着することができ、測定用弾性波素子１２は被測定物に対して吸着性を示す。また、モールド材３４の材料としては、例えば樹脂が用いられる。
【００４３】
なお、他の構成については、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【００４４】
本実施形態においても、測定用弾性波素子１２と基準用弾性波素子１４とで、形成されている感応膜１６，１８の種類が同じであるため、感応膜の有無や感応膜の種類の違いによって、温度等の外部環境の変化に対する発振特性の変化が異なってくるのを抑止することができる。したがって、被測定物の測定精度を向上させることができる。そして、基準用感応膜１８が形成された圧電性基板１０の一主面１０ａをパッケージＰＫＧの実装面８と対向させてフェイスダウンでフリップチップ実装することで、基準用感応膜１８の封止が容易となる。さらに、本実施形態においては、測定用弾性波素子１２及び測定用感応膜１６が基準用弾性波素子１４及び基準用感応膜１８の形成位置とほぼ裏側の位置に形成されていることで、測定用弾性波素子１２と基準用弾性波素子１４との距離を近づけることができる。したがって、測定用弾性波素子１２と基準用弾性波素子１４とで発振特性の差をより少なくすることができるので、被測定物の測定精度をより向上させることができる。さらに、圧電性基板１０の小型化を実現することができ、弾性波センサの小型化を実現することができる。
【００４５】
「実施形態４」
図６は、本発明の実施形態４に係る弾性波センサの構成の概略を示す図であり、図６（Ａ）は側面の断面図の概略を示し、図６（Ｂ）は上面図の概略を示す。ただし、図６（Ａ）では、櫛形電極１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂの図示を省略している。
【００４６】
測定用弾性波素子１２については、入力櫛形電極１２ａ及び出力櫛形電極１２ｂが所定間隔をおいて圧電性基板１０の一主面１０ａ上に形成されることで構成される。一方、基準用弾性波素子１４については、入力櫛形電極１４ａ及び出力櫛形電極１４ｂが所定間隔をおいて圧電性基板１０の一主面１０ａの裏面１０ｂ上に形成されることで構成される。このように、本実施形態においては、測定用弾性波素子１２及び基準用弾性波素子１４に用いられる圧電性基板１０が共通化されているが、測定用弾性波素子１２及び基準用弾性波素子１４が圧電性基板１０の互いに反対側の面に形成されている。なお、弾性波は圧電性基板１０のほぼ表面を伝搬するため、実施形態３と同様に、測定用弾性波素子１２が励振する弾性波と基準用弾性波素子１４が励振する弾性波とが互いに干渉することはない。
【００４７】
測定用弾性波素子１２には、被測定物に対して吸着性を示し例えばたんぱく質により構成される測定用感応膜１６が形成されている。そして、基準用弾性波素子１４にも、測定用感応膜１６と同じ種類の基準用感応膜１８が形成されている。また、測定用弾性波素子１２及び測定用感応膜１６は、基準用弾性波素子１４及び基準用感応膜１８の形成位置とほぼ裏側の位置に形成されている。
【００４８】
本実施形態においては、測定用弾性波素子１２の櫛形電極１２ａ，１２ｂと接続された電極パッドにバンプ電極２６が接合されている。そして、圧電性基板１０は、測定用弾性波素子１２及び測定用感応膜１６が形成された一主面１０ａがパッケージＰＫＧの実装面８と対向するように、パッケージＰＫＧにフリップチップ実装されている。ここで、圧電性基板１０側とパッケージＰＫＧ側との電気的接合はバンプ電極２６を介して行われており、測定用感応膜１６とパッケージＰＫＧの実装面８との間に隙間が形成されるように、バンプ電極２６の高さが設定されている。これによって、測定用感応膜１６は被測定物に対して露出するため、測定用感応膜１６は被測定物を吸着することができ、測定用弾性波素子１２は被測定物に対して吸着性を示す。
【００４９】
さらに、本実施形態においては、圧電性基板１０の一主面１０ａの裏面１０ｂ上には、基準用感応膜１８を覆い密閉する蓋３２が接合されている。この蓋３２が設けられることによって、基準用感応膜１８を被測定物に対して封止することができる。したがって、基準用感応膜１８が被測定物を吸着しないようにすることができ、基準用弾性波素子１４が被測定物に対して吸着性を示さないようにすることができる。なお、図６（Ｂ）では、蓋３２の図示を大部分で省略して基準用弾性波素子１４が現れる状態で図示しているが、実際は、基準用弾性波素子１４は蓋３２によって密閉されている。また、蓋３２の材料としては、例えば樹脂が用いられる。
【００５０】
なお、他の構成については、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【００５１】
本実施形態においても、測定用弾性波素子１２と基準用弾性波素子１４とで、形成されている感応膜１６，１８の種類が同じであるため、感応膜の有無や感応膜の種類の違いによって、温度等の外部環境の変化に対する発振特性の変化が異なってくるのを抑止することができる。したがって、被測定物の測定精度を向上させることができる。そして、本実施形態においては、測定用弾性波素子１２及び測定用感応膜１６が基準用弾性波素子１４及び基準用感応膜１８の形成位置とほぼ裏側の位置に形成されていることで、測定用弾性波素子１２と基準用弾性波素子１４との距離を近づけることができる。したがって、測定用弾性波素子１２と基準用弾性波素子１４とで発振特性の差をより少なくすることができるので、被測定物の測定精度をより向上させることができる。さらに、圧電性基板１０の小型化を実現することができ、弾性波センサの小型化を実現することができる。
【００５２】
なお、本実施形態においては、図７に示すように、パッケージＰＫＧにおける測定用感応膜１６とほぼ対向する部分に開口部３６が設けられていてもよい。そして、モールド材３４は、測定用感応膜１６の全周囲を囲むとともに、圧電性基板１０及びパッケージＰＫＧと全周に渡って密着した状態で接合されている。ここで、図７（Ａ）は側面の断面図の概略を示し、図７（Ｂ）は下面図の概略を示す。ただし、図７（Ａ）では、櫛形電極１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂの図示を省略しており、図７（Ｂ）では、パッケージＰＫＧの図示を一部省略している。なお、モールド材３４の材料としては、例えば樹脂が用いられる。
【００５３】
図７に示す構成においては、パッケージＰＫＧにおける測定用感応膜１６とほぼ対向する部分に開口部３６を設けることにより、被測定物を測定用感応膜１６に確実に吸着させることができる。
【００５４】
各実施形態においては、感応膜１６，１８が弾性波素子１２，１４の入力櫛形電極上、出力櫛形電極上、及び弾性波伝搬路上に形成されている場合を説明した。ただし、各実施形態においては、感応膜１６，１８が弾性波素子１２，１４の入力櫛形電極上、出力櫛形電極上、及び弾性波伝搬路上の少なくとも１つに形成されていてもよい。
【００５５】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態１に係る弾性波センサの構成の概略を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る弾性波センサを用いて被測定物の測定を行う場合の回路構成の一例を説明する図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る弾性波センサの構成の概略を示す図である。
【図４】本発明の実施形態２に係る弾性波センサの他の構成の概略を示す図である。
【図５】本発明の実施形態３に係る弾性波センサの構成の概略を示す図である。
【図６】本発明の実施形態４に係る弾性波センサの構成の概略を示す図である。
【図７】本発明の実施形態４に係る弾性波センサの他の構成の概略を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  圧電性基板、１２  測定用弾性波素子、１４  基準用弾性波素子、１６  測定用感応膜、１８  基準用感応膜、２０，２２  発振ループ、２４  周波数比較回路、２６  バンプ電極、３２  蓋、３４  モールド用樹脂、３６  開口部、ＡＭＰ１，ＡＭＰ２  増幅器、ＰＫＧ  パッケージ。
【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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