(57)【要約】【課題】振動による発生電場が微弱であっても振動を検出可能な検出素子を提供する。【解決手段】検出素子１０は、基板１〜３と、振動子４と、アンテナ５，７とを備える。基板１は、凹部１１と支持部材１２とを有する。基板３は、凹部３１と支持部材３２とを有する。基板１〜３は、底面１１Ａと底面１１Ａに対向する底面３１Ａとを有する空間部ＳＰを含む。支持部材１２は、空間部ＳＰの底面１１Ａから底面３１Ａの方向へ突出する。支持部材３２は、空間部の底面３１Ａから底面１１Ａの方向へ突出する。アンテナ５，７は、それぞれ支持部材１２，３２を覆うように配置される。振動子４は、空間部ＳＰ内において振動可能にアンテナ７の一部に接して配置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面と前記第１の面に対向する第２の面とを有する空間部を含む基材と、
前記空間部の前記第１の面から前記第２の面の方向へ突出した第１の支持部材と、
前記空間部の前記第２の面から前記第１の面の方向へ突出した第２の支持部材と、
前記空間部内において前記第１および第２の面の少なくとも１つの面側に配置された第１および／または第２のアンテナ部材と、
前記空間部内において振動可能に前記第１のアンテナ部材および／または前記第２のアンテナ部材の極近傍にまたは接して配置された振動子とを備え、
前記第１および第２のアンテナ部材の一方は、前記振動子に電磁場を印加し、
前記第１および第２のアンテナ部材の一方または他方は、前記振動子の振動信号からなる受信信号を受信する、検出素子。
【請求項２】
前記第１のアンテナ部材は、前記第１の支持部材または前記第２の支持部材を覆うように配置された第１の導電性薄膜からなり、
前記第２のアンテナ部材は、前記第１の支持部材または前記第２の支持部材を覆うように配置された第２の導電性薄膜からなる、請求項１に記載の検出素子。
【請求項３】
前記第１および第２のアンテナ部材は、前記第１および第２の導電性薄膜が前記第１の支持部材を覆うように配置された第１の構成と、前記第１および第２の導電性薄膜の一方が前記第１の支持部材を覆うように配置され、かつ、前記第１および第２の導電性薄膜の他方が前記第２の支持部材を覆うように配置された第２の構成と、前記第１および第２の導電性薄膜が前記第２の支持部材を覆うように配置された第３の構成とのうちのいずれかの構成からなる、請求項２に記載の検出素子。
【請求項４】
前記空間部外に配置され、前記第１のアンテナ部材と電気的に接続された第３のアンテナ部材と、
前記空間部外に配置され、前記第２のアンテナ部材と電気的に接続された第４のアンテナ部材とを更に備える、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の検出素子。
【請求項５】
前記第１の支持部材は、前記第１の面を有する第１の絶縁体を貫通する第１の導体部材を含み、
前記第２の支持部材は、前記第２の面を有する第２の絶縁体を貫通する第２の導体部材を含み、
前記第３のアンテナ部材は、前記第１の導体部材または前記第２の導体部材によって前記第１のアンテナ部材に電気的に接続され、
前記第４のアンテナ部材は、前記第１の導体部材または前記第２の導体部材によって前記第２のアンテナ部材に電気的に接続される、請求項４に記載の検出素子。
【請求項６】
前記第１の支持部材は、前記第１の面を有する第１の絶縁体を貫通するとともに前記第１の面から前記第２の面の方向へ突出した複数の第１の導体部材を含み、
前記第２の支持部材は、前記第２の面を有する第２の絶縁体を貫通するとともに前記第２の面から前記第１の面の方向へ突出した複数の第２の導体部材を含み、
前記第１および第２のアンテナ部材の各々は、前記複数の第１の導体部材の少なくとも一部、または前記複数の第２の導体部材の少なくとも一部からなる、請求項１に記載の検出素子。
【請求項７】
前記複数の第１の導体部材の少なくとも一部に電気的に接続された第１のリード線と、
前記複数の第２の導体部材の少なくとも一部に電気的に接続された第２のリード線とを更に備える、請求項６に記載の検出素子。
【請求項８】
前記第１および第２の支持部材の各々は、前記振動子が前記第１の面または前記第２の面に接触するのを防止する複数の支持部を含む、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の検出素子。
【請求項９】
第１の凹部と前記第１の凹部の底面から突出した第１の支持部材とを第１の基板に形成する第１の工程と、
第２の凹部と前記第２の凹部の底面から突出した第２の支持部材とを第２の基板に形成する第２の工程と、
前記第１および第２の凹部の少なくとも１つの凹部内に第１および／または第２のアンテナ部材を形成する第３の工程と、
第３の基板に接着された振動子を接着剤によって前記第１のアンテナ部材および／または前記第２のアンテナ部材に接着させた後、前記第３の基板を除去し、前記振動子の前記接着剤が塗布された表面と反対側の表面を露出させる第４の工程と、
前記第１および第２の基板のうちの前記振動子が接着されていない基板の凹部以外の部分に第４の基板を接合する第５の工程と、
前記第１の凹部と前記第２の凹部とが対向し、かつ、前記振動子が接着されている基板の凹部以外の部分と前記第４の基板とが接するように、前記第４の基板が接合された基板と、前記第１および第２の基板のうちの前記振動子が接着されている基板とを接合する第６の工程と、
前記第６の工程の後、前記接着剤を除去する第７の工程とを備える検出素子の製造方法。
【請求項１０】
前記第３の工程において、前記第１のアンテナ部材は、前記第１の支持部材または前記第２の支持部材を覆うように第１の導電性薄膜を形成することによって形成され、
前記第３の工程において、前記第２のアンテナ部材は、前記第１の支持部材または前記第２の支持部材を覆うように第２の導電性薄膜を形成することによって形成される、請求項９に記載の検出素子の製造方法。
【請求項１１】
前記第３の工程において、前記第１および第２のアンテナ部材は、前記第１の支持部材を覆うように前記第１および第２の導電性薄膜を形成する第１のプロセスと、前記第１の支持部材を覆うように前記第１および第２の導電性薄膜の一方を形成し、かつ、前記第２の支持部材を覆うように前記第１および第２の導電性薄膜の他方を形成する第２のプロセスと、前記第２の支持部材を覆うように前記第１および第２の導電性薄膜を形成する第３のプロセスとのうちのいずれかのプロセスによって形成される、請求項１０に記載の検出素子の製造方法。
【請求項１２】
前記空間部外に配置され、前記第１のアンテナ部材と電気的に接続された第３のアンテナ部材を形成する第８の工程と、
前記空間部外に配置され、前記第２のアンテナ部材と電気的に接続された第４のアンテナ部材を形成する第９の工程とを更に備える、請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の検出素子の製造方法。
【請求項１３】
前記第１の支持部材は、前記第１の基板を貫通する第１の金属部材を含み、
前記第２の支持部材は、前記第２の基板を貫通する第２の金属部材を含み、
前記第８の工程において、前記第３のアンテナ部材は、前記第１の金属部材または前記第２の金属部材によって前記第１のアンテナ部材に電気的に接続され、
前記第９の工程において、前記第４のアンテナ部材は、前記第１の金属部材または前記第２の金属部材によって前記第２のアンテナ部材に電気的に接続される、請求項１２に記載の検出素子の製造方法。
【請求項１４】
前記第３の工程において、前記第１および第２のアンテナ部材の各々は、厚み方向に貫通する複数の第１の金属部材を含む前記第１の基板、または厚み方向に貫通する複数の第２の金属部材を含む前記第２の基板の一方の面側の一部を除去し、前記複数の第１の金属部材の少なくとも一部を前記第１の基板から露出させ、または前記複数の第２の金属部材の少なくとも一部を前記第２の基板から露出させることによって形成される、請求項９に記載の検出素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、検出素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載された振動検出素子が知られている。特許文献１に記載された振動検出素子は、カバー部材Ａ，Ｂ，Ｃと、振動子と、振動空間と、微小空間と、アンテナＡＴ１，ＡＴ２とを備える。カバー部材Ａ，Ｂ，Ｃは、カバー部材Ｂがカバー部材Ａ，Ｃに接してカバー部材Ａとカバー部材Ｃとの間に配置されるように積層されている。
【０００３】
振動空間および微小空間は、積層されたカバー部材Ａ，Ｂ，Ｃ中に形成される。微小空間は、振動空間に対して開口している。振動子は、縁部が微小空間内に挿入されるように振動空間に配置され、縁部がカバーＢに接している。
【０００４】
アンテナＡＴ１，ＡＴ２は、振動子が配置された振動空間を挟んで相互に対向するように配置される。その結果、アンテナＡＴ１，ＡＴ２は、振動子から離れた位置に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第６００１３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に開示された振動検出素子においては、アンテナＡＴ１，ＡＴ２は、振動子から離れた位置に配置されるため、振動子の振動を妨げる要素（周囲媒体の粘弾性など）の多い溶液中などでは、振動が微弱となり、振動のピーク位置をリアルタイムに計測することが困難になる。
【０００７】
そこで、この発明の実施の形態によれば、振動による発生電場が微弱であっても振動を検出可能な検出素子を提供する。
【０００８】
また、この発明の実施の形態によれば、振動による発生電場が微弱であっても振動を検出可能な検出素子の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（構成１）
この発明の実施の形態によれば、検出素子は、基材と、第１の支持部材と、第２の支持部材と、第１および第２のアンテナ部材と、振動子とを備える。基材は、第１の面と第１の面に対向する第２の面とを有する空間部を含む。第１の支持部材は、空間部の第１の面から第２の面の方向へ突出する。第２の支持部材は、空間部の第２の面から第１の面の方向へ突出する。第１および／または第２のアンテナ部材は、空間部内において第１および第２の面の少なくとも１つの面側に配置される。振動子は、空間部内において振動可能に第１のアンテナ部材および／または第２のアンテナ部材の極近傍にまたは接して配置される。そして、第１および第２のアンテナ部材の一方は、振動子に電磁場を印加し、第１および第２のアンテナ部材の一方または他方は、振動子の振動信号からなる受信信号を受信する。
【００１０】
構成１によれば、第１および第２のアンテナ部材は、空間部内において振動子に接してまたは振動子の極近傍に配置される。
【００１１】
従って、振動子の振動による発生電場が微弱であっても振動を検出できる。
【００１２】
（構成２）
構成１において、第１のアンテナ部材は、第１の支持部材または第２の支持部材を覆うように配置された第１の導電性薄膜からなり、第２のアンテナ部材は、第１の支持部材または第２の支持部材を覆うように配置された第２の導電性薄膜からなる。
【００１３】
構成２によれば、第１および第２のアンテナ部材の各々は、導電性薄膜からなるので、第１の支持部材または第２の支持部材を覆うように第１および第２のアンテナ部材を容易に配置できる。その結果、第１のアンテナ部材および／または第２のアンテナ部材と、振動子とを容易に接触または極近傍に設置させることができ、振動子の振動信号からなる受信信号を正確に受信できる。
【００１４】
（構成３）
構成２において、第１および第２のアンテナ部材は、第１および第２の導電性薄膜が前第１の支持部材を覆うように配置された第１の構成と、第１および第２の導電性薄膜の一方が第１の支持部材を覆うように配置され、かつ、第１および第２の導電性薄膜の他方が第２の支持部材を覆うように配置された第２の構成と、第１および第２の導電性薄膜が第２の支持部材を覆うように配置された第３の構成とのうちのいずれかの構成からなる。
【００１５】
構成３によれば、第１および第２のアンテナ部材は、空間部内において、厚み方向における振動子の少なくとも一方側に配置される。その結果、検出素子の配置状態を変えることによって、第１および第２のアンテナ部材の少なくとも１つのアンテナ部材を必ず振動子に接触または極近傍に設置させることができ、振動子の振動信号からなる受信信号を正確に受信できる。
【００１６】
（構成４）
構成１から構成３のいずれかにおいて、検出素子は、第３のアンテナ部材と、第４のアンテナ部材とを更に備える。第３のアンテナ部材は、空間部外に配置され、第１のアンテナ部材と電気的に接続される。第４のアンテナ部材は、空間部外に配置され、第２のアンテナ部材と電気的に接続される。
【００１７】
構成４によれば、第３および第４のアンテナ部材の一方を介して空間部の外部から振動子に電磁場を効率良く印加でき、第３および第４のアンテナ部材の他方を介して振動子の振動信号からなる受信信号を外部から効率良く受信できる。
【００１８】
（構成５）
構成４において、第１の支持部材は、第１の面を有する第１の絶縁体を貫通する第１の導体部材を含み、第２の支持部材は、第２の面を有する第２の絶縁体を貫通する第２の導体部材を含み、第３のアンテナ部材は、第１の導体部材または第２の導体部材によって第１のアンテナ部材に電気的に接続され、第４のアンテナ部材は、第１の導体部材または第２の導体部材によって第２のアンテナ部材に電気的に接続される。
【００１９】
構成５によれば、第１の導体部材または第２の導体部材は、第３のアンテナ部材を第１のアンテナ部材に接続し、第４のアンテナ部材を第２のアンテナ部材に接続する。
【００２０】
従って、第１および第２の絶縁体を用いることによって、第３および第４のアンテナ部材をそれぞれ第１および第２のアンテナ部材に電気的に容易に接続できる。
【００２１】
（構成６）
構成１において、第１の支持部材は、第１の面を有する第１の絶縁体を貫通するとともに第１の面から第２の面の方向へ突出した複数の第１の導体部材を含み、第２の支持部材は、第２の面を有する第２の絶縁体を貫通するとともに第２の面から第１の面の方向へ突出した複数の第２の導体部材を含み、第１および第２のアンテナ部材の各々は、複数の第１の導体部材の少なくとも一部、または複数の第２の導体部材の少なくとも一部からなる。
【００２２】
構成６によれば、複数の第１の導体部材の少なくとも一部は、第１の支持部材と、第１のアンテナ部材または第２のアンテナ部材を構成し、複数の第２の導体部材の少なくとも一部は、第２の支持部材と、第１のアンテナ部材または第２のアンテナ部材を構成する。
【００２３】
従って、厚み方向に貫通する導体部材を含む絶縁体を用いて容易に検出素子を作製できる。また、検出素子を作製するときの材料を節約できる。
【００２４】
（構成７）
構成６において、検出素子は、第１のリード線と、第２のリード線とを更に備える。第１のリード線は、複数の第１の導体部材の少なくとも一部に電気的に接続される。第２のリード線は、複数の第２の導体部材の少なくとも一部に電気的に接続される。
【００２５】
構成７によれば、第１および第２のリード線の一方を介して振動子に電磁場を印加し、第１および第２のリード線の他方を介して振動子の振動信号からなる受信信号を受信する。
【００２６】
従って、第１および第２のアンテナ部材を構成する複数の第１の導体部材の少なくとも一部または複数の第２の導体部材の少なくとも一部にリード線を接続すれば、振動子への電磁場の印加および振動子からの受信信号の受信を容易に行うことができる。
【００２７】
（構成８）
構成１から構成７のいずれかにおいて、第１および第２の支持部材の各々は、振動子が第１の面または第２の面に接触するのを防止する複数の支持部を含む。
【００２８】
構成８によれば、振動子の振動を確実に確保できる。
【００２９】
（構成９）
また、この発明の実施の形態によれば、検出素子の製造方法は、第１の凹部と第１の凹部の底面から突出した第１の支持部材とを第１の基板に形成する第１の工程と、第２の凹部と第２の凹部の底面から突出した第２の支持部材とを第２の基板に形成する第２の工程と、第１および第２の凹部の少なくとも１つの凹部内に第１および／または第２のアンテナ部材を形成する第３の工程と、第３の基板に接着された振動子を接着剤によって第１のアンテナ部材および／または第２のアンテナ部材に接着させた後、第３の基板を除去し、振動子の接着剤が塗布された表面と反対側の表面を露出させる第４の工程と、第１および第２の基板のうちの振動子が接着されていない基板の凹部以外の部分に第４の基板を接合する第５の工程と、第１の凹部と第２の凹部とが対向し、かつ、振動子が接着されている基板の凹部以外の部分と第４の基板とが接するように、第４の基板が接合された基板と、第１および第２の基板のうちの振動子が接着されている基板とを接合する第６の工程と、第６の工程の後、接着剤を除去する第７の工程とを備える。
【００３０】
構成９によれば、振動子と、第１および第２のアンテナ部材とを第１および第２の凹部によって形成される空間部内に配置して検出素子が作製される。その結果、振動子は、第１および第２のアンテナ部材の少なくとも一方と接触し、または第１および第２のアンテナ部材の少なくとも一方の極近傍に配置される。
【００３１】
従って、振動子の振動が微弱であっても、振動子の振動信号からなる受信信号を受信できる検出素子を製造できる。
【００３２】
（構成１０）
構成９において、第１のアンテナ部材は、第３の工程において、第１の支持部材または第２の支持部材を覆うように第１の導電性薄膜を形成することによって形成され、第３の工程において、第２のアンテナ部材は、第１の支持部材または第２の支持部材を覆うように第２の導電性薄膜を形成することによって形成される。
【００３３】
構成１０によれば、第１および第２のアンテナ部材は、導電性薄膜からなるので、第１の支持部材または第２の支持部材を覆うように第１および第２のアンテナ部材を容易に作製できる。その結果、第１のアンテナ部材または第２のアンテナ部材と、振動子とを容易に接触させることができ、振動子の振動信号からなる受信信号を正確に受信できる検出素子を製造できる。
【００３４】
（構成１１）
構成１０において、第１および第２のアンテナ部材は、第３の工程において、第１の支持部材を覆うように第１および第２の導電性薄膜を形成する第１のプロセスと、第１の支持部材を覆うように第１および第２の導電性薄膜の一方を形成し、かつ、第２の支持部材を覆うように前記第１および第２の導電性薄膜の他方を形成する第２のプロセスと、第２の支持部材を覆うように第１および第２の導電性薄膜を形成する第３のプロセスとのうちのいずれかのプロセスによって形成される。
【００３５】
構成１１によれば、第１および第２のアンテナ部材は、空間部内において、厚み方向において振動子の少なくとも一方側に作製される。その結果、検出素子の配置状態を変えることによって、第１および第２のアンテナ部材の少なくとも１つのアンテナ部材を必ず振動子に接触させることができ、振動子の振動信号からなる受信信号を正確に受信できる検出素子を製造できる。
【００３６】
（構成１２）
構成９から構成１１のいずれかにおいて、検出素子の製造方法は、空間部外に配置され、第１のアンテナ部材と電気的に接続された第３のアンテナ部材を形成する第８の工程と、空間部外に配置され、第２のアンテナ部材と電気的に接続された第４のアンテナ部材を形成する第９の工程とを更に備える。
【００３７】
構成１２によれば、第３および第４のアンテナ部材が空間部の外部に作製される。
【００３８】
従って、第３および第４のアンテナ部材の一方を介して空間部の外部から振動子に電磁場を容易に印加でき、第３および第４のアンテナ部材の他方を介して振動子の振動信号からなる受信信号を外部から容易に受信できる検出素子を製造できる。
【００３９】
（構成１３）
構成１２において、第１の支持部材は、第１の基板を貫通する第１の金属部材を含み、第２の支持部材は、第２の基板を貫通する第２の金属部材を含み、第８の工程において、第３のアンテナ部材は、第１の金属部材または第２の金属部材によって第１のアンテナ部材に電気的に接続され、第９の工程において、第４のアンテナ部材は、第１の金属部材または第２の金属部材によって第２のアンテナ部材に電気的に接続される。
【００４０】
構成１３によれば、第１の金属部材または第２の金属部材は、第３のアンテナ部材を第１のアンテナ部材に接続し、第４のアンテナ部材を第２のアンテナ部材に接続する。
【００４１】
従って、第１および第２の絶縁体を用いることによって、第３および第４のアンテナ部材をそれぞれ第１および第２のアンテナ部材に電気的に容易に接続できる。
【００４２】
（構成１４）
構成９において、第１および第２のアンテナ部材の各々は、第３の工程において、厚み方向に貫通する複数の第１の金属部材を含む第１の基板、または厚み方向に貫通する複数の第２の金属部材を含む第２の基板の一方の面側の一部を除去し、複数の第１の金属部材の少なくとも一部を第１の基板から露出させ、または複数の第２の金属部材の少なくとも一部を第２の基板から露出させることによって形成される。
【００４３】
構成１４によれば、複数の第１の金属部材の少なくとも一部は、第１の支持部材と、第１のアンテナ部材または第２のアンテナ部材を構成し、複数の第２の金属部材の少なくとも一部は、第２の支持部材と、第１のアンテナ部材または第２のアンテナ部材を構成する。
【００４４】
従って、厚み方向に貫通する金属部材を含む絶縁体を用いて容易に検出素子を作製できる。また、検出素子を作製するときの材料を節約できる。
【発明の効果】
【００４５】
振動子の振動による発生電場が微弱であっても振動を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】この発明の実施の形態１による検出素子の斜視図である。
【図２】図１に示す線ＩＩ−ＩＩ間における検出素子の断面図である。
【図３】図１に示すＡ方向から見た検出素子の平面図である。
【図４】図１から図３に示す検出素子の製造方法を示す第１の工程図である。
【図５】図１から図３に示す検出素子の製造方法を示す第２の工程図である。
【図６】図１から図３に示す検出素子の製造方法を示す第３の工程図である。
【図７】図１から図３に示す検出素子の製造方法を示す第４の工程図である。
【図８】図１から図３に示す検出素子の製造方法を示す第５の工程図である。
【図９】図１から図３に示す検出素子の製造方法を示す第６の工程図である。
【図１０】入力電圧および受信信号のタイミングチャートである。
【図１１】共振周波数のタイミングチャートである。
【図１２】実施の形態２による検出素子の概略図である。
【図１３】実施の形態２におけるガラスプロセスを示す第１の工程図である。
【図１４】実施の形態２におけるガラスプロセスを示す第２の工程図である。
【図１５】実施の形態３による検出素子の斜視図である。
【図１６】図１５に示す線ＸＶＩ−ＸＶＩ間における検出素子の断面図である。
【図１７】実施の形態３におけるガラスプロセスを示す工程図である。
【図１８】実施の形態４による検出素子の斜視図である。
【図１９】図１８に示す線ＸＩＸ−ＸＩＸ間における検出素子の断面図である。
【図２０】図１８に示すＢ方向から見た検出素子の平面図である。
【図２１】この発明の実施の形態における検出素子の他の平面形状を示す図である。
【図２２】空間部の一般的な平面形状を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００４８】
[実施の形態１]
図１は、この発明の実施の形態１による検出素子の斜視図である。図２は、図１に示す線ＩＩ−ＩＩ間における検出素子の断面図である。図３は、図１に示すＡ方向から見た検出素子の平面図である。なお、図１および図３においては、アンテナが省略されている。また、図１においては、見易くするために振動子４の外形だけが示されている。
【００４９】
図１から図３を参照して、この発明の実施の形態による検出素子１０は、基板１〜３と、振動子４と、アンテナ５〜８とを備える。
【００５０】
基板１は、凹部１１と、支持部材１２とを有する。基板３は、凹部３１と、支持部材３２と、送廃液口３３とを有する。支持部材１２は、基板１を厚み方向に貫通し、凹部１１の底面１１Ａから凹部３１の底面３１Ａへ向かって突出している。そして、支持部材１２は、金属からなり、例えば、タングステン（Ｗ）からなる。なお、支持部材１２は、Ｗ以外の金属からなっていてもよい。
【００５１】
支持部材３２は、凹部３１の底面３１Ａから凹部１１の底面１１Ａへ向かって突出している。なお、支持部材３２（３２ｃ）は、基板３を厚み方向に貫通する。そして、支持部材３２（３２ａ），３２（３２ｂ）は、基板３と同じ材料からなり、支持部材３２（３２ｃ）は、金属からなり、例えば、Ｗからなる。なお、支持部材３２（３２ｃ）は、Ｗ以外の金属からなっていてもよい。
【００５２】
基板３の凹部３１は、基板１の凹部１１に対向している。支持部材１２，３２の各々は、例えば、円柱形状からなる。送廃液口３３は、基板３の外表面から凹部３１の底面３１Ａに至るまで基板３を厚み方向に貫通する。
【００５３】
アンテナ５は、底面１１Ａおよび支持部材１２を覆うように凹部１１内に配置される。そして、アンテナ５は、導電性薄膜からなる。より具体的には、アンテナ５は、密着層／電極層の積層構造からなる。そして、密着層は、例えば、チタン（Ｔｉ）またはクロム（Ｃｒ）からなり、電極層は、例えば、金（Ａｕ）または白金（Ｐｔ）からなる。
【００５４】
アンテナ６は、基板１において、凹部１１の底面１１Ａと反対側の表面に配置され、支持部材１２に接する。その結果、支持部材１２は、金属からなるので、アンテナ６は、アンテナ５に電気的に接続される。そして、アンテナ６は、アンテナ５と同じ導電性薄膜からなる。
【００５５】
アンテナ７は、底面３１Ａおよび支持部材３２を覆うように凹部３１内に配置される。そして、アンテナ７は、アンテナ５と同じ導電性薄膜からなる。
【００５６】
アンテナ８は、基板３において、凹部３１の底面３１Ａと反対側の表面に配置され、支持部材３２（３２ｃ）に接する。その結果、支持部材３２（３２ｃ）は、金属からなるので、アンテナ８は、アンテナ７に電気的に接続される。
【００５７】
基板１は、陽極接合によって基板２の一方の面に接合される。基板３は、凹部３１が凹部１１に対向するように陽極接合によって基板２の他方の面に接合される。その結果、基板２および凹部２１，３１によって空間部ＳＰが形成される。
【００５８】
振動子４は、例えば、流線形の平面形状を有し、例えば、水晶からなる。そして、振動子４は、例えば、７．５０ｍｍ２の面積を有する。振動子４は、軸Ｘ１に対して対称になるように空間部ＳＰ内に配置される。振動子４は、空間部ＳＰ内において、支持部材３２を覆うアンテナ７に接して配置されるとともに支持部材１２を覆うアンテナ５の極近傍に配置される。図２においては、３個の支持部材１２が図示されているが、実際には、図１，３に示すように、３個よりも多くの支持部材１２が凹部１１内に形成されている。支持部材３２についても同様である。そして、Ｎ１個の支持部材１２およびＮ２個の支持部材３２が設けられる。Ｎ１個およびＮ２個の各々は、振動子４が撓みによって凹部１１の底面１１Ａまたは凹部３１の底面３１Ａに接触するのを防止することができる個数である。Ｎ１個の具体的な数値は、振動子４が撓みによって凹部１１の底面１１Ａに接触するのを防止することができるように支持部材１２間の距離を考慮して決定され、Ｎ２個の具体的な数値は、振動子４が撓みによって凹部３１の底面３１Ａに接触するのを防止することができるように支持部材３２間の距離を考慮して決定される。なお、Ｎ１およびＮ２は、相互に同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００５９】
空間部ＳＰは、流線形の平面形状を有する。即ち、空間部ＳＰは、振動子４の平面形状と相似な平面形状を有する。そして、空間部ＳＰは、軸Ｘ１に対して対称になるように配置される。空間部ＳＰには、例えば、４個の突出部ＰＲＪ１〜ＰＲＪ４が配置されている。そして、突出部ＰＲＪ１〜ＰＲＪ４は、空間部ＳＰの内側に向かって突出している。振動子４は、４個の突出部ＰＲＪ１〜ＰＲＪ４に接するように空間部ＳＰ内に配置される。振動子４が４個の突出部ＰＲＪ１〜ＰＲＪ４に接することによって、検査対象の液体が空間部ＳＰ内に導入されても、振動子４が底面１１Ａ，３１Ａと平行な方向に移動するのを抑制できる（図３参照）。
【００６０】
空間部ＳＰが流線形の平面形状を有するので、検出対象を含む液体は、導入口１５および流路１３を経て空間部ＳＰへ入ると、空間部ＳＰの全体に広がって空間部ＳＰ内を流れ、流路１４を経て排出口１６へ到達する。従って、空間部ＳＰの平面形状を流線形にすることによって、検出対象を含む液体が空間部ＳＰ内で滞留するのを抑制できる。その結果、振動子４の平面部分の全体によって検出対象を検出できる。
【００６１】
図２においては、例えば、振動子４がアンテナ７に接するように配置されている。この場合、振動子４とアンテナ５との間隔は、例えば、５μｍである。なお、振動子４がアンテナ５に接して配置されることもあり、この場合、振動子４とアンテナ７との間隔は、５μｍである。このように、検出素子１０においては、振動子４は、アンテナ５（またはアンテナ７）に接して配置されるか、アンテナ７（またはアンテナ５）の極近傍に配置される。
【００６２】
基板１〜３が相互に接合されることによって、流路１３，１４、導入口１５および排出口１６が形成される。
【００６３】
流路１３は、一方端が導入口１５に連通し、他方端が空間部ＳＰに連通する。流路１４は、一方端が排出口１６に連通し、他方端が空間部ＳＰに連通する。導入口１５は、流路１３の一方端に連通する。排出口１６は、流路１４の一方端に連通する。
【００６４】
基板１，３の各々は、例えば、ガラスからなる。基板２は、例えば、シリコン（Ｓｉ）からなる。振動子４の厚みは、一般的には、１０μｍよりも薄く、例えば、３μｍである。
【００６５】
振動子４は、アンテナ５，６（またはアンテナ７，８）によって電磁場が印加されると、振動する。アンテナ５，６が電磁場を振動子４に印加した場合、アンテナ７，８は、振動子４が電磁場によって振動したときの振動信号からなる受信信号を受信する。また、アンテナ７，８が電磁場を振動子４に印加した場合、アンテナ５，６は、振動子４が電磁場によって振動したときの振動信号からなる受信信号を受信する。従って、検出素子１０においては、アンテナ５，６によって電磁場を振動子４に印加し、アンテナ７，８によって振動子４の振動信号からなる受信信号を受信してもよく、アンテナ７，８によって電磁場を振動子４に印加し、アンテナ５，６によって振動子４の振動信号からなる受信信号を受信してもよい。
【００６６】
アンテナ５，６（またはアンテナ７，８）によって電磁場を振動子４に印加し、アンテナ７，８（またはアンテナ５，６）によって振動子４の振動信号からなる受信信号を受信する場合、検出対象を含む液体が空間部ＳＰ内に導入され、振動子４の振動が微弱であっても、振動子４は、アンテナ５（またはアンテナ７）に接して配置されるか、アンテナ７（またはアンテナ５）の極近傍に配置されるので、振動子４の振動信号からなる受信信号を確実に検出できる。
【００６７】
基板１の厚みＤ１は、例えば、２５０μｍであり、基板２の厚みＤ２は、例えば、数十μｍであり、基板３の厚みＤ３は、例えば、２５０μｍである。
【００６８】
空間部ＳＰの幅（図２の紙面の左右方向の寸法）は、例えば、２ｍｍであり、空間部ＳＰの高さ（図２の紙面の上下方向の寸法）は、例えば、７０μｍである。図２の紙面に垂直な方向における空間部ＳＰの長さは、例えば、２．９ｍｍである。支持部材１２の底面１１Ａからの高さ（図２の紙面の上下方向の寸法）および支持部材３２の底面３１Ａからの高さ（図２の紙面の上下方向の寸法）は、例えば、３０μｍである。
【００６９】
図４から図９は、それぞれ、図１から図３に示す検出素子１０の製造方法を示す第１から第６の工程図である。
【００７０】
なお、図４および図５は、ガラスプロセスの工程図を示し、図６は、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板プロセスを示し、図７および図８は、水晶プロセスを示し、図９は、パッケージプロセスを示す。
【００７１】
図４を参照して、ガラスプロセスが開始されると、ＮＥＣ  ＳＣＨＯＴＴコンポーネンツ社製の型番がＧＷ４−００９−Ａであるガラス基板１００を準備する（工程Ａ−１）。ガラス基板１００は、円柱形状を有する複数の金属部材１０１を所定の間隔で含む。複数の金属部材１０１の各々は、ガラス基板１００を厚み方向に貫通する。そして、複数の金属部材１０１の各々は、タングステン（Ｗ）からなり、例えば、８０μｍ〜１００μｍの直径を有する。ガラス基板１００においては、金属部材１０１とガラスとが密着しており、金属部材１０１とガラスとの間から液体が漏れることはない。
【００７２】
ガラス基板１００を準備すると、ガラス基板１００の両面にレジストを塗布し、その塗布した一方の面のレジストをフォトリソグラフィによってパターニングしてレジストパターン１１０を作製する（工程Ａ−２）。または、両面に金属薄膜を成膜した後、両面にレジストを塗布し、その塗布した一方の面のレジストをフォトリソグラフィによってパターンニングして、金属薄膜をエッチングすることによって、金属マスクパターン１１０を作製する。
【００７３】
そして、レジストパターン（または金属マスクパターン）１１０をマスクとして、バッファードフッ酸を用いてガラス基板１００を、例えば、５μｍの深さまでウェットエッチングし、凹部３１および支持部材３２を有する基板３を作製する（工程Ａ−３）。この場合、ウェットエッチングによって、金属部材１０１の一部が露出し、支持部材３２となる。
【００７４】
なお、工程Ａ−２，Ａ−３によって、図１に示す流路１３，１４を構成する部分、導入口１５を構成する部分、および排出口１６を構成する部分も作製される。
【００７５】
その後、基板３の凹部３１と反対側の表面に、スパッタリングによってクロム（Ｃｒ）および金（Ａｕ）を順次堆積し、導電性薄膜１０２を形成する（工程Ａ−４）。この場合、Ｃｒの厚みは、例えば、３０〜４０ｎｍであり、Ａｕの厚みは、例えば、２００ｎｍである。
【００７６】
引き続いて、導電性薄膜１０２の表面にレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィによってパターンニングしてレジストパターン１１１を作製する（工程Ａ−５）。
【００７７】
そして、レジストパターン１１１をマスクとして導電性薄膜１０２をエッチングし、アンテナ８を作製する（工程Ａ−６）。この場合、アンテナ８は、金属部材（Ｗ）からなる支持部材３２に接して作製される。なお、導電性薄膜１０２のエッチングは、例えば、導電性薄膜１０２が金（Ａｕ）である場合、ヨウ素系エッチング液（例えば、ヨウ化カリウムとヨウ素の混合溶液）を用いて行われ、また、導電性薄膜１０２がクロム（Ｃｒ）である場合、硝酸系エッチング液（例えば、硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸等の混合溶液）を用いて行われる。
【００７８】
工程Ａ−６の後、基板３の凹部３１側の表面にレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィによってパターニングしてレジストパターン１１２を作製する（工程Ａ−７）。この場合、基板３の凹部３１の端部に形成された傾斜部上に配置されたレジストパターン１１２の幅ｗｒは、例えば、１０〜５０μｍであり、レジストパターン１１２の厚みは、例えば、４μｍである。
【００７９】
図５を参照して、工程Ａ−７の後、レジストパターン１１２をマスクとして、基板３の凹部３１側の表面の全体に、スパッタリングによってＣｒおよび白金（Ｐｔ）を順次堆積し、導電性薄膜１０３を形成する（工程Ａ−８）。この場合、Ｃｒの厚みは、例えば、３０〜４０ｎｍであり、Ｐｔの厚みは、例えば、１００ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００８０】
そして、レジストパターン１１２を除去し、アンテナ７を凹部３１内に形成する（工程Ａ−９）。この場合、レジストパターン１１２上に形成された導電性薄膜１０３は、リフトオフによって除去される。なお、レジストパターン１１２は、例えば、ポジレジストのＯＦＰＲ−８００（東京応化工業（株））であり、フォトリソグラフィ後の現像には、ＮＭＤ−３（東京応化工業（株））を用い、また、レジストは、アセトンまたはＯＦＰＲ−８００専用の除去液を用いて除去される。
【００８１】
その後、機械加工によって、基板３に送廃液口３３を形成する（工程Ａ−１０）。なお、送廃液口３３は、円柱形状を有し、直径は、例えば、１ｍｍである。これによって、ガラスプロセスが終了する。
【００８２】
なお、ガラスプロセスの工程Ａ−１〜工程Ａ−１０を順次実行することによって、基板３と、基板３に形成されたアンテナ７，８とを含む構造物ＣＯＭＰ１が作製される。また、ガラスプロセスの工程Ａ−１〜工程Ａ−９を順次実行することによって、基板１と、基板１に形成されたアンテナ５，６とを含む構造物ＣＯＭＰ２が作製される。
【００８３】
次に、ＳＯＩ基板プロセスについて説明する。図６を参照して、ＳＯＩ基板プロセスが開始されると、ＳＯＩ基板１２０を準備する（工程Ｂ−１）。ＳＯＩ基板１２０は、支持層１２１と、酸化膜層（ＢＯＸ層）１２２と、活性層１２３とを含む。支持層１２１および活性層１２３は、結晶シリコンからなり、酸化膜層１２２は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）からなる。支持層１２１は、例えば、３００μｍの厚みを有し、酸化膜層１２２は、例えば、１μｍの厚みを有し、活性層１２３は、例えば、１０μｍの厚みを有する。
【００８４】
ＳＯＩ基板１２０を準備すると、ＳＯＩ基板１２０の活性層１２３の表面にレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィによってパターニングしてレジストパターン１１３を作製する（工程Ｂ−２）。
【００８５】
そして、レジストパターン１１３をマスクとして、ドライエッチングによって活性層１２３の一部を除去する（工程Ｂ−３）。この場合、ボッシュプロセスと呼ばれるＳＦ６によるエッチングと、Ｃ４Ｆ８による側壁保護とを交互に繰り返すエッチング手法が用いられる。なお、活性層１２３の一部をドライエッチングすることによって、流路１３，１４を構成する部分、導入口１５を構成する部分および排出口１６を構成する部分も形成される。
【００８６】
工程Ｂ−３の後、上述した構造物ＣＯＭＰ２の基板１と、ＳＯＩ基板１２０の活性層１２３とが接するように陽極接合する（工程Ｂ−４）。この場合、陽極接合は、例えば、３５０℃の温度で６００Ｖの電圧を印加して行われる。
【００８７】
その後、ＳＦ６ガスとＯ２ガスとの混合ガスを用いたプラズマエッチングによって支持層１２１（シリコン）をエッチングする（工程Ｂ−５）。この場合、エッチング時の圧力は、１０Ｐａであり、パワーは、１ｋＷであり、ステージ温度は、２０℃である。そして、ＳＦ６ガスとＯ２ガスの混合ガスを用いたプラズマエッチング装置としては、ＲＩＥ−１０ＮＲ（サムコ株式会社製）を用いることができる。なお、ＣＦ４ガスを用いて支持層１２１（シリコン）をエッチングしてもよい。
【００８８】
工程Ｂ−５の後、ＣＨＦ３ガスを用いてプラズマエッチングによって酸化膜層１２２をエッチングする（工程Ｂ−６）。この場合、エッチング時の圧力は、２０Ｐａであり、パワーは、１００Ｗであり、ステージ温度は、２０℃である。そして、プラズマエッチング装置としては、ＲＩＥ-８００ｉＰＣ（サムコ株式会社製）を用いることができる。また、プラズマエッチングによる酸化膜層１２２除去の際、プラズマ中のイオンが、アンテナ５の金属薄膜に衝突し、金属が飛散することを防止する目的で、バッファードフッ酸を用いたウェットエッチングにより酸化膜層１２２を除去してもよい。
【００８９】
酸化膜層１２２をエッチングすることによって、基板１に基板２が接合された構造物ＣＯＭＰ３が作製される。これによって、ＳＯＩ基板プロセスが終了する。
【００９０】
引き続いて、水晶プロセスについて説明する。図７を参照して、水晶プロセスが開始されると、接着剤１３１によってＡＴカット水晶基板１３２をシリコン基板１３０に張り合わせる（工程Ｃ−１）。その後、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）により、水晶基板を研磨し、所望の板厚に調整する。
【００９１】
そして、ＡＴカット水晶基板１３２の表面にレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィによってパターニングしてレジストパターン１１４を作製する（工程Ｃ−２）。
【００９２】
その後、レジストパターン１１４をマスクとして、ＣＨＦ３ガスを用いたプラズマエッチングによってＡＴカット水晶基板１３２をエッチングし、振動子４を作製する（工程Ｃ−３）。この場合、エッチング時の圧力は、２０Ｐａであり、パワーは、１００Ｗであり、ステージ温度は、２０℃である。そして、プラズマエッチング装置としては、ＲＩＥ-８００ｉＰＣ（サムコ株式会社製）を用いることができる。
【００９３】
引き続いて、Ｏ２ガスを用いたプラズマによって、接着剤１３１の表面に高エネルギー状態の酸素（酸素ラジカル）を照射し、接着剤１３１を構成する炭素と結合させ、ＣＯ２として気化、分解させ、アッシングによって振動子４に接していない接着剤１３１を除去する（工程Ｃ−４）。この場合、アッシングの圧力は、１０Ｐａであり、パワーは、１ｋＷであり、ステージ温度は、２０℃である。
【００９４】
工程Ｃ−４の後、真空または窒素（Ｎ２）ガス雰囲気で、振動子４の表面にポリイミド１３３を塗布する（工程Ｃ−５）。
【００９５】
そして、上述したガラスプロセスによって作製した構造物ＣＯＭＰ１のアンテナ７に、ポリイミド１３３（＝接着剤）によって振動子４を接着する（工程Ｃ−６）。
【００９６】
図８を参照して、工程Ｃ−６の後、図６の工程Ｂ−５と同じ方法によって、シリコン基板１３０を除去する（工程Ｃ−７）。
【００９７】
そして、工程Ｃ−４と同じアッシングによって、接着剤１３１を除去する（工程Ｃ−８）。これによって、水晶プロセスが終了する。なお、水晶プロセスによって作製された構造物をＣＯＭＰ４とする。
【００９８】
最後に、パッケージプロセスについて説明する。図９を参照して、パッケージプロセスが開始されると、図６に示す構造物ＣＯＭＰ３の基板２を、図８に示す構造物ＣＯＭＰ４の基板３に陽極接合によって接合する（工程Ｄ−１）。この接合によって、振動子４は、構造物ＣＯＭＰ３のアンテナ５に微弱な力で接し、またはアンテナ５との間で微小隙間（数μｍ〜数十μｍ）を有する状態で配置される。なお、陽極接合の条件は、上述した条件と同じである。
【００９９】
そして、東レ株式会社の製品名ＴＯＳ−０２の除去剤を用いて、振動子４とアンテナ７との間のポリイミド１３３（＝接着剤）を除去する（工程Ｄ−２）。この場合、ポリイミド１３３（＝接着剤）は、製品名ＴＯＳ−０２の除去剤の溶液を用いて除去される。製品名ＴＯＳ−０２の除去剤は、塩基性の除去剤であり、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）と、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）と、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）と、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）と、水とを含む。
【０１００】
Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）の含有量は、例えば、１０〜５０重量％であり、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）の含有量は、例えば、１０〜５０重量％であり、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）の含有量は、例えば、１０〜５０重量％であり、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）の含有量は、例えば、０．１〜１０重量％であり、水の含有量は、例えば、０．５〜３０重量％である。
【０１０１】
なお、ポリイミド１３３（＝接着剤）は、塩基性の溶液に限らず、酸性の溶液または有機系の溶液によって除去されてもよい。
【０１０２】
ポリイミド１３３（＝接着剤）を除去することによって、振動子４は、空間部ＳＰ内において、アンテナ７に接触するとともに、アンテナ５の極近傍（例えば、振動子４とアンテナ５との距離が５μｍ）に配置される。これによって、パッケージプロセスが終了し、検出素子１０が完成する。
【０１０３】
上述した検出素子１０の製造方法によれば、ガラスプロセスにおいて、厚み方向に貫通する金属部材１０１を含むガラス基板１００の一方の表面側を部分的にエッチングして、凹部１１および支持部材１２を有する基板１と、凹部３１および支持部材３２を有する基板３とを作成する。そして、基板１の凹部１１内にアンテナ５を形成し、基板１の凹部１１と反対側の表面にアンテナ６を形成する。また、基板３の凹部３１内にアンテナ７を形成し、基板３の凹部３１と反対側の表面にアンテナ８を形成する。
【０１０４】
凹部３１内に形成されたアンテナ７に振動子４を接着させた構造物ＣＯＭＰ４の基板３と、構造物ＣＯＭＰ３の基板２とを陽極接合によって接合してパッケージする。
【０１０５】
その結果、振動子４は、アンテナ５，７のいずれかに一方に接触し、アンテナ５，７のいずれか他方の極近傍に配置される。
【０１０６】
従って、振動子４の振動が微弱であっても、振動子４の振動信号からなる受信信号を確実に受信できる検出素子１０を製造できる。
【０１０７】
また、上述した検出素子１０の製造方法によれば、基本共振周波数が１ＧＨｚ以上（振動子４の厚みが１．７μｍ以下）の検出素子１０を実現できる。従って、バイオセンサーとして使用した場合、理論的な感度として、既存品であるBiolin Scientific社の水晶振動子バイオセンサーの８万倍程度の感度を実現できる。
【０１０８】
更に、上述した検出素子１０の製造方法によれば、振動子４は、シリコン基板１３０に固定された状態でアンテナ７に接着され（図７の工程Ｃ−６参照）、その後、アンテナ７に接着された状態で、アンテナ７との接着面と反対側の表面が露出される（図８の工程Ｃ−７，Ｃ−８参照）。そして、振動子４は、アンテナ７に接着された状態でパッケージされる（図９の工程Ｄ−１，Ｄ−２参照）。
【０１０９】
従って、検出素子１０の製造工程においては、振動子４のみをピンセット等で操作することはないので、振動子４の厚みが１０μｍよりも薄くなっても、振動子４の破損を防止して検出素子１０を製造できる。
【０１１０】
図１０は、入力電圧Ｖｉｎおよび受信信号Ｒのタイミングチャートである。図１１は、共振周波数のタイミングチャートである。
【０１１１】
図１０および図１１を参照して、検出素子１０における検出対象物の検出方法について説明する。検出対象物を検出する場合、印加回路（図示せず）は、タイミングｔ１からタイミングｔ２までの間、振動波形からなる入力電圧Ｖｉｎをアンテナ５，６に印加する。そして、印加回路は、タイミングｔ２以降、入力電圧Ｖｉｎのアンテナ５，６への印加を停止する。
【０１１２】
そうすると、アンテナ５，６は、タイミングｔ１からタイミングｔ２までの間、入力電圧Ｖｉｎに基づいて生成される振動電場Ｅを振動子４に印加する。
【０１１３】
振動子４は、振動電場Ｅが印加されると、逆圧電効果によって共振し、表面に電位分布が発生する。
【０１１４】
そうすると、アンテナ７は、振動子４の表面に発生した電位分布を振動波形からなる受信信号Ｒとして受信する。この場合、アンテナ７は、検出対象物が振動子４に付着していなければ、振動波形からなる受信信号Ｒ０を受信し、検出対象物が振動子４に付着していれば、振動波形からなる受信信号Ｒ１を受信する。そして、アンテナ７は、その受信した受信信号Ｒ０，Ｒ１を支持部材３２（導体部材からなる支持部材３２）およびアンテナ８を介して検出回路（図示せず）へ出力する。
【０１１５】
検出回路は、アンテナ７，８から受信信号Ｒ０を受信すると、その受信した受信信号Ｒ０の共振周波数ｆ０を検出する。また、検出回路は、アンテナ７，８から受信信号Ｒ１を受信すると、その受信した受信信号Ｒ１の共振周波数ｆ１（＜ｆ０）を検出する。そして、検出回路は、共振周波数の変化量Δｆ＝ｆ０−ｆ１を検出し、検出対象物が振動子４に付着したことを検知する。
【０１１６】
なお、図１０に示した発振・検出方法は一例にすぎない。例えば、ネットワークアナライザーを用いて、その透過応答（Ｓ１２やＳ２１）、反射応答（Ｓ１１やＳ２２）を計測することによっても、同様に、共振周波数を測定することができる。
【０１１７】
検出対象物が振動子４に付着すると、振動子４の質量が大きくなるので、振動子４の共振周波数ｆ１は、検出対象物が振動子４に付着しない場合に比べ、低下する。
【０１１８】
従って、検出回路は、入力電圧Ｖｉｎがアンテナ５，６へ印加された後、受信信号Ｒをアンテナ７，８から受信し、検出対象物が振動子４に付着していないとき、受信信号Ｒから共振周波数ｆ０を検出し、検出対象物が振動子４に付着すると、共振周波数ｆ１まで徐々に変化する共振周波数ｆを検出する（図１１参照）。そして、検出回路は、共振周波数ｆの変化量Δｆ＝ｆ０−ｆ１を検出し、検出対象物が振動子４に付着したことを検知する。
【０１１９】
振動子４の共振周波数をｆとし、振動子４の質量をｍとし、振動子４の質量の変化量（＝検出対象物の質量）をΔｍとした場合、振動子４の共振周波数の変化量Δｆは、次式によって表される。
【０１２０】
Δｆ＝ｆ・Δｍ／ｍ・・・（１）
このように、共振周波数の変化量Δｆは、振動子４の質量の変化量Δｍ、すなわち、検出対象物の質量に比例し、振動子４の質量ｍに反比例する。したがって、検出対象物の質量が大きくなる程、または振動子４の質量（＝厚み）が小さくなる程、共振周波数ｆの変化量Δｆが大きくなり、検出対象物の振動子４への付着を検知し易くなる。
【０１２１】
検出素子１０においては、導入口１５および流路１３を介して検査対象の液体を空間部ＳＰに導入し、流路１４および排出口１６を介して空間部ＳＰから検査対象の液体を排出しながら、即ち、検査対象の液体を循環させながら、上述した方法によって検出対象物の検出が行なわれる。
【０１２２】
この場合、振動子４は、上述したように、支持部材１２上のアンテナ５または支持部材３２上のアンテナ７に接触するのみであるので、アンテナ５，６によって電磁場が印加されると、自由に振動する。従って、振動子４の安定な振動を確保して検出対象物を検出できる。
【０１２３】
また、無電極振動子等を用いた場合、振動子表面における検体（検査溶液または検査ガス）の電気的・磁気的性質に応じて、振動子の共振周波数が変化する。これは、振動の電気的・磁気的境界条件が変化するためである。この原理を用いて、標的の蛋白質または有機ガス等の検出も可能となる。
【０１２４】
上述したように、検出素子１０においては、アンテナ５，６およびアンテナ７，８のいずれか一方によって電磁場を振動子４に印加し、アンテナ５，６およびアンテナ７，８のいずれか他方によって振動子４の振動信号からなる受信信号を受信するので、振動子４の厚さによる制限を受けないため、高効率な無線駆動を行うことができる。より具体的には、アンテナ５，７と振動子４との距離を飛躍的に縮めることができるため、振動子４の励振および信号受信を効果的に行うことができる。また、励振のために印加する電磁波出力を低減でき、また、振動子４からの発生電場が微弱であっても、検出対象物を容易に検出できる。
【０１２５】
また、空間部ＳＰおよび振動子４の平面形状を流線形にすることによって、標的ガスまたは標的溶液が均一に振動子４の表面に流れ込み、振動子４の全面を検査領域として使用することができ、検出素子１０の感度を向上できる。
【０１２６】
更に、既存の水晶振動子センサーは、発振回路を使用して水晶振動子を励振しているため、水晶振動子の表面の各電極に、同時に、高い電位と低い電位とが印加される。電解質などの溶液中では電極間におけるリーク電流を生じるため、励振させることができない。その結果、振動子の片面しか検出面として使用できない（片面のみが溶液と接触した状態で使用する）。
【０１２７】
一方、実施の形態１による検出素子１０は、アンテナ５，６およびアンテナ７，８のいずれか一方によって電磁波を振動子４に印加して振動子を励振させるため、アンテナ５，６およびアンテナ７，８のいずれか他方へのリーク電流を考慮する必要がない。その理由は、次のとおりである。検出素子１０においては、（１）アンテナ５，６およびアンテナ７，８のいずれか一方のアンテナから電磁波を振動子４に印加し、（２）逆圧電効果を介して振動子を振動し、（３）振動する振動子４の表面に圧電効果による電場が発生し、（４）アンテナ５，６およびアンテナ７，８のいずれか他方のアンテナで発生電場を検出するというように、駆動の工程が時系列的に分かれており、アンテナ５，６およびアンテナ７，８の両方に同時に通電させる必要がないからである。その結果、振動子４の全体を溶液中に浸漬することができ、振動子４の両面を検出面として使用できる。
【０１２８】
検出素子１０は、主に、癌やアルツハイマー病、糖尿病等の重大な疾患の早期発見や抗体薬剤の創薬のためのバイオセンサーとして用いられる。そのため、血液など夾雑物が含まれる検体からの検出目的物質の高感度な検出や呼気中に含まれる僅かな疾患に起因する特定分子の高感度な検出が可能となる。
【０１２９】
また、検出素子１０は、バイオセンサーの分野以外に、トライボロジー（摩擦額）分野、エネルギー分野、バイオマテリアル分野、界面活性剤使用分野（洗剤、化粧品、インク等）、ガス成分分析分野、および味覚分析分野等への応用が可能である。
【０１３０】
検出素子１０においては、基板１は、複数の支持部材１２を有し、基板３は、複数の支持部材３２を有するが、複数の支持部材１２は、少なくとも１個が金属からなっていればよく、複数の支持部材３２は、少なくとも１個が金属からなっていればよい。複数の支持部材１２の少なくとも１個が金属からなっていれば、アンテナ６を電気的にアンテナ５に接続でき、複数の支持部材３２の少なくとも１個が金属からなっていれば、アンテナ８を電気的にアンテナ７に接続できるからである。
【０１３１】
また、支持部材１２および支持部材３２の各々は、円柱形状に限らず、三角柱、四角柱、および五角柱等の形状を有していてもよく、長さ方向に垂直な方向における断面形状は、任意の形状からなっていてもよい。
【０１３２】
更に、空間部ＳＰおよび振動子４の平面形状は、流線形に限らず、楕円形状であってもよい。
【０１３３】
更に、検出素子１０においては、アンテナ５，６が振動子４に電磁場を印加するとともに振動子４の振動信号からなる受信信号を受信するようにしてもよく、アンテナ７，８が振動子４に電磁場を印加するとともに振動子４の振動信号からなる受信信号を受信するようにしてもよい。この場合、振動子４に電磁場を印加するとともに振動子４の振動信号からなる受信信号を受信するアンテナ（＝アンテナ５，６およびアンテナ７，８の一方）だけを残し、アンテナ５，６およびアンテナ７，８の他方を削除してもよい。
【０１３４】
[実施の形態２]
図１２は、実施の形態２による検出素子の概略図である。図１２を参照して、実施の形態２による検出素子１０Ａは、図１から図３に示す検出素子１０のアンテナ５，６，７，８をそれぞれアンテナ５Ａ，６Ａ，７Ａ，８Ａに代えたものであり、その他は、検出素子１０と同じである。
【０１３５】
アンテナ５Ａ，７Ａは、基板１の凹部１１内において支持部材１２を覆うように配置される。そして、アンテナ５Ａ，７Ａは、相互に分離されている。また、アンテナ５Ａ，７Ａの各々は、上述したアンテナ５の導電性薄膜と同じ材料および同じ構造を有する導電性薄膜からなる。
【０１３６】
アンテナ６Ａ，８Ａは、基板１の凹部１１と反対側の表面に配置される。そして、アンテナ６Ａ，８Ａは、相互に分離されている。アンテナ６Ａは、支持部材１２を介してアンテナ５Ａに電気的に接続され、アンテナ８Ａは、支持部材１２を介して電気的に接続される。アンテナ６Ａ，８Ａの各々は、上述したアンテナ５の導電性薄膜と同じ材料および同じ構造を有する導電性薄膜からなる。
【０１３７】
図１３および図１４は、それぞれ、実施の形態２におけるガラスプロセスを示す第１および第２の工程図である。なお、図１３および図１４は、図１２に示す基板１と、アンテナ５Ａ，６Ａ，７Ａ，８Ａとを含む構造物ＣＯＭＰ５を作製する工程図を示す。
【０１３８】
図１２に示す基板３は、図４および図５に示す工程Ａ−１，Ａ−２，Ａ−３，Ａ−１０を順次実行することによって作製される。
【０１３９】
図１３および図１４を参照して、実施の形態２におけるガラスプロセスは、図４および図５に示すガラスプロセスの工程Ａ−５，Ａ−６，Ａ−７，Ａ−８，Ａ−９，Ａ−１０を工程Ａ’−５，Ａ’−６，Ａ’−７，Ａ’−８，Ａ’−９に代えたものであり、その他は、図４および図５に示すガラスプロセスと同じである。なお、図１３および図１４は、図１２に示す基板１と、アンテナ５Ａ，６Ａ，７Ａ，８Ａとを含む構造物ＣＯＭＰ５を作製する工程図を示すので、図４および図５における基板３に代えて基板１を示す。その結果、図４および図５に示す支持部材３２は、支持部材１２に変えられている。
【０１４０】
構造物ＣＯＭＰ５の作製が開始されると、上述した工程Ａ−１〜工程Ａ−４が順次実行される。そして、工程Ａ−４の後、導電性薄膜１０２の表面にレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィによってパターンニングしてレジストパターン１１５を作製する（工程Ａ’−５）。
【０１４１】
そして、レジストパターン１１５をマスクとして導電性薄膜１０２をエッチングし、アンテナ６Ａ，８Ａを作製する（工程Ａ’−６）。この場合、アンテナ６Ａ，８Ａは、金属部材（Ｗ）からなる支持部材１２（即ち、基板１を厚み方向に貫通した支持部材１２）に接して作製される。なお、導電性薄膜１０２のエッチングは、例えば、上述した工程Ａ−６と同じ方法および条件によって行われる。
【０１４２】
工程Ａ’−６の後、基板１の凹部１１側の表面にレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィによってパターニングしてレジストパターン１１６を作製する（工程Ａ’−７）。この場合、基板１の凹部１１の端部に形成された傾斜部上に配置されたレジストパターン１１６の幅ｗｒは、およびレジストパターン１１６の厚みは、それぞれ、上述した工程Ａ−７におけるレジストパターン１１２の幅ｗｒおよびレジストパターン１１２の厚みと同じである。
【０１４３】
図１４を参照して、工程Ａ’−７の後、レジストパターン１１６をマスクとして、基板１の凹部１１側の表面の全体に、スパッタリングによってＣｒおよびＰｔを順次堆積し、導電性薄膜１０４を形成する（工程Ａ’−８）。この場合、Ｃｒの厚みは、例えば、３０〜４０ｎｍであり、Ｐｔの厚みは、例えば、１００ｎｍ〜２００ｎｍである。
【０１４４】
そして、レジストパターン１１６を除去し、アンテナ５Ａ，７Ａを凹部３１内に形成し、構造物ＣＯＭＰ５が作製される（工程Ａ’−９）。この場合、レジストパターン１１６上に形成された導電性薄膜１０４は、リフトオフによって除去される。なお、レジストパターン１１６は、上述したレジストパターン１１２と同じ方法および条件によって除去される。
【０１４５】
構造物ＣＯＭＰ５が作製されると、その後、図６に示すＳＯＩ基板プロセスによって、構造物ＣＯＭＰ５の基板１に基板２が接合された構造物ＣＯＭＰ６が作製され、図７および図８に示す水晶プロセスによって、図１２に示す基板３の支持部材３２に振動子４がポリイミド１３３によって接着された構造物ＣＯＭＰ７が作製され、構造物ＣＯＭＰ６，ＣＯＭＰ７を用いて図９に示すパッケージプロセスを実行することによって、検出素子１０Ａが作製される。
【０１４６】
検出素子１０Ａにおいては、アンテナ５Ａ，６Ａおよびアンテナ７Ａ，８Ａのいずれか一方が電磁場を振動子４に印加し、アンテナ５Ａ，６Ａおよびアンテナ７Ａ，８Ａのいずれか他方が振動子４の振動信号からなる受信信号を受信する。
【０１４７】
そして、検出素子１０Ａにおいては、アンテナ５Ａ，７Ａが凹部１１内において振動子４の極近傍に配置されているので、振動子４の振動が微弱であっても、振動子４の振動信号からなる受信信号を受信できる。
【０１４８】
なお、実施の形態２による検出素子は、検出素子１０Ａのアンテナ５Ａ，７Ａを基板３の凹部３１内において支持部材３２を覆うように配置し、アンテナ６Ａ，８Ａを基板３の凹部３１と反対側の表面に配置し、アンテナ６Ａ，８Ａを支持部材３２（金属部材からなる支持部材３２）によってそれぞれアンテナ５Ａ，７Ａに電気的に接続したものであってもよい。このような検出素子は、上述した検出素子１０Ａの製造方法と同じ製造方法によって製造される。そして、このような検出素子においては、アンテナ５Ａ，７Ａが凹部３１内において振動子４に接触して配置されているので、振動子４の振動が微弱であっても、振動子４の振動信号からなる受信信号を受信できる。
【０１４９】
上述したように、実施の形態２による検出素子は、アンテナ５Ａ，６Ａ，７Ａ，８Ａが検出素子の厚み方向において振動子４のいずれか一方側に配置された構造からなる。その結果、実施の形態２による検出素子においては、アンテナ５Ａ，７Ａが振動子４に接触し、または振動子４の極近傍に配置されるので、振動子４の振動が微弱であっても、振動子４の振動信号からなる受信信号を受信できる。
【０１５０】
実施の形態２におけるその他の説明は、上述した実施の形態１における説明と同じである。
【０１５１】
[実施の形態３]
図１５は、実施の形態３による検出素子の斜視図である。図１６は、図１５に示す線ＸＶＩ−ＸＶＩ間における検出素子の断面図である。
【０１５２】
図１５および図１６を参照して、実施の形態３による検出素子１０Ｂは、図１から図３に示す検出素子１０のアンテナ５〜８を削除し、基板３を基板３Ａに代え、リード線４１〜４６を追加したものであり、その他は、検出素子１０と同じである。
【０１５３】
基板３Ａは、複数の支持部材３２に代えて複数の支持部材３２Ａを有する。複数の支持部材３２Ａの各々は、金属部材からなり、支持部材３２と同じ形状を有する。金属部材は、例えば、Ｗ等の金属からなる。このように、基板３Ａは、全てが金属部材である複数の支持部材３２Ａを有する。
【０１５４】
複数の支持部材３２Ａの各々は、基板３Ａを厚み方向に貫通し、その一部分が凹部３１の底面３１Ａから凹部１１側へ突出している。そして、複数の支持部材３２Ａは、振動子４に接触し、振動子４と支持部材１２との距離は、例えば、５μｍに設定される。
【０１５５】
リード線４１〜４３の各々は、支持部材１２に接続され、リード線４４〜４６の各々は、支持部材３２Ａに接続される。
【０１５６】
検出素子１０Ｂにおいては、支持部材１２および支持部材３２Ａのいずれか一方は、振動子４に電磁場を印加するアンテナを構成し、支持部材１２および支持部材３２Ａのいずれか他方は、振動子４の振動信号からなる受信信号を受信するアンテナを構成する。従って、検出素子１０Ｂにおいては、支持部材１２および支持部材３２Ａは、アンテナを兼ねる。なお、図１５に示すＡ方向から見た検出素子１０Ｂの平面図は、図３に示す平面図と同じである。
【０１５７】
図１７は、実施の形態３におけるガラスプロセスを示す工程図である。図１７を参照して、ガラスプロセスが開始されると、ＮＥＣ  ＳＣＨＯＴＴコンポーネンツ社製の型番がＧＷ４−００９−Ａであるガラス基板１００Ａを準備する（工程Ａ’−１）。ガラス基板１００Ａは、円柱形状を有する複数の金属部材１０１を所定の間隔で含む。実施の形態３においては、金属部材１０１によって支持部材３２Ａを作製するために、ガラス基板１００Ａは、図４に示すガラス基板１００よりも多くの金属部材１０１を含む。複数の金属部材１０１の各々については、図４において説明したとおりである。
【０１５８】
ガラス基板１００Ａを準備すると、ガラス基板１００Ａの両面にレジストを塗布し、その塗布した一方の面のレジストをフォトリソグラフィによってパターニングしてレジストパターン１１７を作製する（工程Ａ’−２）。または、両面に金属薄膜を成膜した後、両面にレジストを塗布し、その塗布した一方の面のレジストをフォトリソグラフィによってパターニングして、金属薄膜をエッチングすることで、金属マスクパターン１１７を作製する。
【０１５９】
そして、レジストパターン（または金属マスクパターン）１１７をマスクとして、バッファードフッ酸を用いてガラス基板１１０Ａを、例えば、５μｍの深さまでウェットエッチングし、凹部３１および支持部材３２Ａを有する基板３Ａを作製する（工程Ａ’−３）。この場合、ウェットエッチングによって、金属部材１０１の一部分が露出し、支持部材３２Ａとなる。
【０１６０】
なお、工程Ａ’−２，Ａ’−３によって、図１５に示す流路１３，１４を構成する部分、導入口１５を構成する部分、および排出口１６を構成する部分も作製される。
【０１６１】
工程Ａ’−３の後、機械加工によって、基板３Ａに送廃液口３３を形成する（工程Ａ’−４）。これによって、支持部材３２Ａを有する基板３Ａ（＝構造物ＣＯＭＰ８）が作製される。なお、支持部材１２を有する基板１（＝構造物ＣＯＭＰ９）は、工程Ａ’−１、工程Ａ’−２および工程Ａ’−３を順次実行することによって作製される。
【０１６２】
構造物ＣＯＭＰ８，ＣＯＭＰ９が作製されると、その後、図６に示すＳＯＩ基板プロセスによって、構造物ＣＯＭＰ９の基板１に基板２が接合された構造物ＣＯＭＰ１０が作製され、図７および図８に示す水晶プロセスによって、構造物ＣＯＭＰ８の基板３Ａの支持部材３２Ａに振動子４がポリイミド１３３によって接着された構造物ＣＯＭＰ１１が作製され、構造物ＣＯＭＰ１０，ＣＯＭＰ１１を用いて図９に示すパッケージプロセスを実行することによって、検出素子１０Ｂが作製される。この場合、図９に示すパッケージプロセスは、基板２と基板３Ａとを陽極接合した後に、リード線４１〜４３を支持部材１２に接続し、リード線４４〜４６を支持部材３２Ａに接続する工程を含む。
【０１６３】
検出素子１０Ｂにおいては、支持部材１２および支持部材３２Ａのいずれか一方が電磁場を振動子４に印加し、支持部材１２および支持部材３２Ａのいずれか他方が振動子４の振動信号からなる受信信号を受信する。
【０１６４】
そして、検出素子１０Ｂにおいては、支持部材１２および支持部材３２Ａのいずれか一方が振動子４の極近傍に配置され、支持部材１２および支持部材３２Ａのいずれか他方が振動子４に接触しているので、振動子４の振動が微弱であっても、振動子４の振動信号からなる受信信号を受信できる。
【０１６５】
また、検出素子１０Ｂにおいては、アンテナ５〜８およびアンテナ５Ａ，６Ａ，７Ａ，８Ａを構成する導電性薄膜を形成する必要がないので、検出素子１０，１０Ａよりも簡単なプロセスによって検出素子１０Ｂを製造できる。
【０１６６】
なお、検出素子１０Ｂにおいては、基板３Ａは、支持部材３２Ａ以外にアンテナを構成しない支持部材を更に有していてもよい。
【０１６７】
また、検出素子１０Ｂにおいては、支持部材１２および支持部材３２Ａのいずれか一方が、振動子４に電磁場を印加するとともに振動子４の振動信号からなる受信信号を受信するようにしてもよい。この場合、支持部材１２および支持部材３２Ａのいずれか一方は、導電部材からなり、支持部材１２および支持部材３２Ａのいずれか他方は、導電部材からなっていなくてもよい。
【０１６８】
実施の形態３におけるその他の説明は、実施の形態１における説明と同じである。
【０１６９】
[実施の形態４]
図１８は、実施の形態４による検出素子の斜視図である。図１９は、図１８に示す線ＸＩＸ−ＸＩＸ間における検出素子の断面図である。
【０１７０】
図１８および図１９を参照して、実施の形態４による検出素子１０Ｃは、図１５および図１６に示す検出素子１０Ｂの基板１を基板１Ａに代え、リード線４１〜４３を削除したものであり、その他は、検出素子１０Ｂと同じである。
【０１７１】
基板１Ａは、図１６に示す基板１の支持部材１２を支持部材１２Ａに代えたものである。支持部材１２Ａは、凹部１１の底面１１Ａから凹部３１の底面３１Ａの方向へ突出しており、基板１Ａと同じガラスからなる。
【０１７２】
検出素子１０Ｃにおいては、複数の支持部材３２Ａの一部が振動子４に電磁場を印加するアンテナを構成し、複数の支持部材３２Ａの残りが振動子４の振動信号からなる受信信号を受信するアンテナを構成する。例えば、リード線４４，４５に接続された２つの支持部材３２Ａが振動子４に電磁場を印加するアンテナを構成し、リード線４６に接続された１つの支持部材３２Ａが振動子４の振動信号からなる受信信号を受信するアンテナを構成する。
【０１７３】
図２０は、図１８に示すＢ方向から見た検出素子１０Ｃの平面図である。なお、図２０においては、支持部材３２Ａに接続されたリード線（＝リード線４４〜４６）を省略している。また、振動子４は、外形だけを示す。
【０１７４】
図２０を参照して、複数の支持部材３２Ａのうち、黒丸で示された支持部材３２Ａおよび白丸で示された支持部材３２Ａのいずれか一方が振動子４に電磁場を印加するアンテナを構成し、黒丸で示された支持部材３２Ａおよび白丸で示された支持部材３２Ａのいずれか他方が振動子４の振動信号からなる受信信号を受信するアンテナを構成する。黒丸で示された支持部材３２Ａの個数は、白丸で示された支持部材３２Ａの個数と同じであっても異なっていてもよい。
【０１７５】
図２０の（ａ）においては、黒丸で示された支持部材３２Ａは、空間部ＳＰ内において、流路１４および排出口１６側に配置された支持部材３２Ａからなり、白丸で示された支持部材３２Ａは、空間部ＳＰ内において、流路１３および導入口１５側に配置された支持部材３２Ａからなる。
【０１７６】
図２０の（ｂ）においては、黒丸で示された支持部材３２Ａは、空間部ＳＰ内において、白丸で示された支持部材３２Ａと交互に配置される。
【０１７７】
黒丸で示された支持部材３２Ａが白丸で示された支持部材３２Ａと交互に配置されることに限らず、黒丸で示された支持部材３２Ａおよび白丸で示された支持部材３２Ａは、空間部ＳＰ内において、白丸で示された連続する２つの支持部材３２Ａごとに黒丸で示された１つの支持部材３２Ａが配置される等の一定の規則性を持って配置されていてもよい。また、黒丸で示された支持部材３２Ａおよび白丸で示された支持部材３２Ａは、空間部ＳＰ内において、相互にランダムに混在して配置されていてもよい。
【０１７８】
このように、検出素子１０Ｃにおいては、複数の支持部材３２Ａを２つのひと塊の支持部材３２Ａに分割し、一方のひと塊の支持部材３２Ａが振動子４に電磁場を印加するアンテナを構成し、他方のひと塊の支持部材３２Ａが振動子４の振動信号からなる受信信号を受信するアンテナを構成してもよく（図２０の（ａ）参照）、複数の支持部材３２Ａのうち、分散して配置された複数の第１の支持部材３２Ａと、分散して配置された複数の第２の支持部材３２Ａとのうち、一方が振動子４に電磁場を印加するアンテナを構成し、他方が振動子４の振動信号からなる受信信号を受信するアンテナを構成してもよい（図２０の（ｂ）参照）。
【０１７９】
更に、複数の支持部材３２Ａのうち、１本の支持部材３２Ａが振動子４に電磁場を印加するアンテナを構成し、他の１本の支持部材３２Ａが振動子４の振動信号からなる受信信号を受信するアンテナを構成してもよい。
【０１８０】
検出素子１０Ｃは、金属部材１０１を含まないガラス基板を用いて図４に示す工程Ａ−１，Ａ−２，Ａ−３に従って基板１Ａを作製するとともに、図１７に示すガラスプロセスに従って基板３Ａを作製し、その後、図６に示すＳＯＩ基板プロセス、図７および図８に示す水晶プロセスおよび図９に示すパッケージプロセスに従って作製される。この場合、図９に示すパッケージプロセスは、基板２と基板３Ａとを陽極接合した後に、リード線４４〜４６を支持部材３２Ａに接続する工程を含む。
【０１８１】
検出素子１０Ｃにおいては、振動子４に接触している複数の支持部材３２Ａのうち、一部の支持部材３２Ａが振動子４に電磁場を印加するアンテナを構成し、他の一部の支持部材３２Ａが振動子４の振動信号からなる受信信号を受信するアンテナを構成するので、振動子４の振動が微弱であっても、振動子４の振動信号からなる受信信号を受信できる。
【０１８２】
なお、実施の形態４による検出素子は、検出素子１０Ｃにおいて、複数の支持部材１２Ａを金属部材からなる複数の支持部材１２（図２参照）に代え、複数の支持部材３２Ａをガラスからなる複数の支持部材に代え、複数の支持部材１２の一部が振動子４に電磁場を印加するアンテナを構成し、複数の支持部材１２の他の一部が振動子４の振動信号からなる受信信号を受信するアンテナを構成するようにしてもよい。
【０１８３】
この場合、アンテナは、振動子４の極近傍に配置されるので、振動子４の振動が微弱であっても、振動子４の振動信号からなる受信信号を受信できる。
【０１８４】
このように、実施の形態４による検出素子は、基板１Ａ，３Ａのいずれかを厚み方向に貫通する複数の金属部材によって、支持部材１２および支持部材３２Ａのいずれかを構成するとともに振動子４に電磁場を印加するアンテナと振動子４の振動信号からなる受信信号を受信するアンテナとを構成する。その結果、支持部材１２および支持部材３２Ａのいずれかは、振動子４に接触し、または振動子４の極近傍に配置されるので、振動子４の振動が微弱であっても、振動子４の振動信号からなる受信信号を受信できる。
【０１８５】
実施の形態４におけるその他の説明は、実施の形態１，３における説明と同じである。
【０１８６】
図２１は、この発明の実施の形態における検出素子の他の平面形状を示す図である。なお、図２１においては、検出素子１０における他の平面形状について説明する。また、図２１においては、支持部材１２が見えるように振動子４Ａ，４Ｂの内側を透明なものとして示す。振動子４Ａ，４Ｂは、上述した振動子４と同じ材料および同じ厚みを有する。
【０１８７】
図２１の（ａ）を参照して、導入口１５および排出口１６は、空間部ＳＰ＿１の両端部に配置される。空間部ＳＰ＿１は、流線形の平面形状を有し、軸Ｘ１に垂直な方向における寸法が図３に示す空間部ＳＰよりも大きく、軸Ｘ１に沿った方向における寸法が空間部ＳＰよりも小さい。
【０１８８】
振動子４Ａの外形は、円弧部分ＣＩＲと、略Ｌ字部分ＬＳＰとを有する。そして、振動子４Ａは、軸Ｘ１に対して対称な平面形状を有する。
【０１８９】
振動子４Ａが空間部ＳＰ＿１内に配置される結果、振動子４Ａは、例えば、７．３８ｍｍ２の面積を有する。即ち、振動子４Ａは、振動子４よりも小さい面積を有する。
【０１９０】
図２１の（ｂ）を参照して、導入口１５および排出口１６は、空間部ＳＰ＿２の両端部に配置される。空間部ＳＰ＿２は、流線形の平面形状を有し、軸Ｘ１に垂直な方向における寸法が空間部ＳＰ＿１よりも大きく、軸Ｘ１に沿った方向における寸法が空間部ＳＰ＿１よりも小さい。
【０１９１】
振動子４Ｂは、円形の平面形状を有する。従って、振動子４Ｂは、軸Ｘ１に対して対称な平面形状を有する。
【０１９２】
振動子４Ｂが空間部ＳＰ＿２内に配置される結果、振動子４Ｂは、例えば、７．０７ｍｍ２の面積を有する。即ち、振動子４Ｂは、振動子４Ａよりも小さい面積を有する。
【０１９３】
空間部ＳＰ＿１，ＳＰ＿２は、空間部ＳＰと同じように流線形の平面形状を有するが、Ｘ１軸に垂直な方向の寸法およびＸ１軸に沿った方向の寸法を変えることによって、振動子４Ａ，４Ｂの面積を振動子４よりも小さくできる。
【０１９４】
従って、空間部ＳＰ，ＳＰ＿１，ＳＰ＿２の平面形状を流線形の平面形状に設定することによって、検出素子１０の寸法を小さくできる。
【０１９５】
この発明の実施の形態においては、図２１の（ａ），（ｂ）に示す空間部ＳＰ＿１，ＳＰ＿２および振動子４Ａ，４Ｂを検出素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃに適用してもよい。
【０１９６】
図２２は、空間部の一般的な平面形状を説明するための図である。図２２を参照して、この発明の実施の形態における空間部は、一般的に、壁ＷＬ１〜ＷＬ６を有する平面形状を有する。そして、空間部への入口ＩＮと空間部からの出口ＯＵＴとを結ぶ線分を軸Ｘ２とした場合、壁ＷＬ１，ＷＬ２，ＷＬ５，ＷＬ６の各々と軸Ｘ２との成す角が鋭角であり、壁ＷＬ１と壁ＷＬ３との成す角、壁ＷＬ２と壁ＷＬ４との成す角、壁ＷＬ３と壁ＷＬ５との成す角および壁ＷＬ４と壁ＷＬ６との成す角の各々が鈍角である。つまり、この発明の実施の形態における空間部は、入口ＩＮと、出口ＯＵＴと、入口ＩＮの両側に配置された２つの壁ＷＬ１，ＷＬ２と、出口ＯＵＴの両側に配置された２つの壁ＷＬ５，ＷＬ６と、壁ＷＬ１と壁ＷＬ５とを結ぶ壁ＷＬ３と、壁ＷＬ２と壁ＷＬ６とを結ぶ壁ＷＬ４とを有し、入口ＩＮと出口ＯＵＴとを結ぶ方向の軸Ｘ２と壁ＷＬ１，ＷＬ２，ＷＬ５，ＷＬ６の各々との成す角が鋭角であり、隣接する２つの壁の成す角が鈍角である平面形状を有する。
【０１９７】
このような平面形状を有する空間部であれば、検出対象物を含む液体が空間部に導入された場合、矩形の平面形状を有する空間部に比べ、液体が空間部内で滞留するのを抑制でき、振動子の平面部分を効率的に使用して検出対象物を検出できるからである。
【０１９８】
そして、空間部の平面形状は、軸Ｘ２に対して対称であってもよく、軸Ｘ２に対して対称でなくてもよい。
【０１９９】
また、壁ＷＬ１〜ＷＬ６の各々は、直線であってもよく、円弧形状であってもよい。壁ＷＬ１〜ＷＬ６の各々が円弧形状である場合、壁ＷＬ１〜ＷＬ６の各々は、空間部の内部から外部へ向かって突出した円弧形状からなる。更に、壁ＷＬ１〜ＷＬ６は、直線の壁と、円弧形状の壁とからなっていてもよい。
【０２００】
上記においては、検出素子１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、ガラスからなる基板１，３とシリコンからなる基板２とを備えると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、検出素子１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、同じ種類の基板を備えていてもよい。
【０２０１】
また、上記においては、水晶板を研磨およびパターンニングして振動子４を作製すると説明したが、この発明の実施の形態によれば、これに限らず、一般的には、圧電体板を所望の厚みおよび所望の形状に研磨およびパターンニングして振動子４を作製してもよい。
【０２０２】
上述した実施の形態によれば、この発明の実施の形態による検出素子は、第１の面と第１の面に対向する第２の面とを有する空間部を含む基材と、空間部の第１の面から第２の面の方向へ突出した第１の支持部材と、空間部の第２の面から第１の面の方向へ突出した第２の支持部材と、空間部内において第１および第２の面の少なくとも１つの面側に配置された第１および第２のアンテナ部材と、空間部内において振動可能に第１のアンテナ部材および／または第２のアンテナ部材の極近傍にまたは接して配置された振動子とを備え、第１および第２のアンテナ部材の一方は、振動子に電磁場を印加し、第１および第２のアンテナ部材の他方は、振動子の振動信号からなる受信信号を受信するものであればよい。
【０２０３】
振動子に電磁場を印加するアンテナ部材と、振動子の振動信号からなる受信信号を受信するアンテナ部材とが空間部内に配置されていれば、振動子の振動が微弱であっても、振動子の振動信号からなる受信信号を受信できるからである。なお、この発明の実施の形態においては、「振動子が第１のアンテナ部材および／または第２のアンテナ部材の極近傍に配置される」とは、例えば、振動子と、第１のアンテナ部材および／または第２のアンテナ部材との距離が数十μｍ以下であることである。
【０２０４】
また、この発明の実施の形態による検出素子の製造方法は、第１の凹部と第１の凹部の底面から突出した第１の支持部材とを第１の基板に形成する第１の工程と、第２の凹部と第２の凹部の底面から突出した第２の支持部材とを第２の基板に形成する第２の工程と、第１および第２の凹部の少なくとも１つの凹部内に第１および第２のアンテナ部材を形成する第３の工程と、第３の基板に接着された振動子を接着剤によって第１のアンテナ部材および／または第２のアンテナ部材に接着させた後、第３の基板を除去し、振動子の接着剤が塗布された表面と反対側の表面を露出させる第４の工程と、第１および第２の基板のうちの振動子が接着されていない基板の凹部以外の部分に第４の基板を接合する第５の工程と、第１の凹部と第２の凹部とが対向し、かつ、振動子が接着されている基板の凹部以外の部分と第４の基板とが接するように、第４の基板が接合された基板と、第１および第２の基板のうちの振動子が接着されている基板とを接合する第６の工程と、第６の工程の後、接着剤を除去する第７の工程とを備えていればよい。
【０２０５】
この発明の実施の形態による検出素子の製造方法が第１の工程から第７の工程を備えていれば、振動子と、第１および第２のアンテナ部材とを第１および第２の凹部によって形成される空間部内に配置でき、振動子の振動が微弱であっても、振動子の振動信号からなる受信信号を受信できる検出素子を製造できるからである。
【０２０６】
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、上記した実施の形態の説明ではなくて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。
【産業上の利用可能性】
【０２０７】
この発明は、検出素子およびその製造方法に適用される。
【符号の説明】
【０２０８】
１〜３，１Ａ，３Ａ  基板、４，４Ａ，４Ｂ  振動子、５〜８，５Ａ，６Ａ，７Ａ，８Ａ  アンテナ、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ  検出素子、１１，３１  凹部、１１Ａ，３１Ａ  底面、１２，１２Ａ，３２，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２Ａ  支持部材、１３，１４  流路、１５  導入口、１６  排出口、３３  送廃液口、４１〜４６  リード線。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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