(57)【要約】【課題】  感応膜が硬化するまでの時間を短縮することにより、生産性向上を図るとともに、一枚の感応膜内での膜質を均一化する。【解決手段】  感応膜形成用ジグ１００は、水晶振動素子１０の水晶片１１の第一の主面１１１及び第二の主面１１２にそれぞれ設けられた第一の励振電極１２１及び第二の励振電極１２２の少なくとも一方に、感応膜Ｋを形成する際に用いられる。そして、感応膜形成用ジグ１００は、第一のジグ３０と、第二のジグ４０と、貫通孔３８と、加熱素子６０とを備える。【選択図】  図１
2015001463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶振動素子の水晶片の第一及び第二の主面にそれぞれ設けられた励振電極の少なくとも一方に感応膜を形成する際に用いる感応膜形成用ジグであって、
前記水晶片の前記第一の主面側に接する第一のジグと、
前記水晶片の前記第二の主面側に接する第二のジグと、
前記第一及び第二のジグの少なくとも一方に設けられ、前記励振電極上に前記感応膜となる液状材料を滴下するための貫通孔と、
前記第一及び第二のジグの少なくとも一方に設けられ、前記励振電極上に滴下された前記液状材料を加熱乾燥するための加熱素子と、
を備えたことを特徴とする感応膜形成用ジグ。
【請求項２】
前記貫通孔は前記第一のジグに設けられ、前記加熱素子は前記第二のジグに設けられ、
前記加熱素子は、前記励振電極上に滴下された前記液状材料に前記水晶片を挟んで対向する位置に設けられた、板状の加熱素子である、
請求項１記載の感応膜形成用ジグ。
【請求項３】
前記貫通孔は前記第一及び第二のジグに設けられ、前記加熱素子は前記第一及び第二のジグに設けられ、
前記第一及び第二のジグに設けられた前記貫通孔をそれぞれ第一及び第二の貫通孔、前記第一及び第二のジグに設けられた前記加熱素子をそれぞれ第一及び第二の加熱素子としたとき、
前記第一の加熱素子は、前記第一の貫通孔の内周縁に沿って前記第一の主面側に接する位置に設けられた、環状の加熱素子であり、
前記第二の加熱素子は、前記第二の貫通孔の内周縁に沿って前記第二の主面側に接する位置に設けられた、環状の加熱素子である、
請求項１記載の感応膜形成用ジグ。
【請求項４】
請求項１記載の感応膜形成用ジグを用いた感応膜形成方法であって、
前記第一のジグが前記水晶片の前記第一の主面側に接するように、かつ、前記第二のジグが前記水晶片の前記第二の主面側に接するように、前記水晶片を前記第一及び第二のジグで挟持する工程と、
前記貫通孔から前記励振電極上に前記液状材料を滴下する工程と、
前記励振電極上に滴下された前記液状材料を前記加熱素子によって加熱乾燥する工程と、
を含むことを特徴とする感応膜形成方法。
【請求項５】
請求項２記載の感応膜形成用ジグを用いた感応膜形成方法であって、
前記第一のジグが前記水晶片の前記第一の主面側に接するように、かつ、前記第二のジグが前記水晶片の前記第二の主面側に接するように、前記水晶片を前記第一及び第二のジグで挟持する工程と、
前記第一のジグに設けられた前記貫通孔から前記第一の主面側の前記励振電極上に前記液状材料を滴下する工程と、
前記励振電極上に滴下された前記液状材料を前記第二のジグに設けられた前記加熱素子によって加熱乾燥する工程と、
を含むことを特徴とする感応膜形成方法。
【請求項６】
請求項３記載の感応膜形成用ジグを用いた感応膜形成方法であって、
前記第一及び第二の主面に設けられた前記励振電極をそれぞれ第一及び第二の励振電極としたとき、
前記第一のジグが前記水晶片の前記第一の主面側に接するように、かつ、前記第二のジグが前記水晶片の前記第二の主面側に接するように、前記水晶片を前記第一及び第二のジグで挟持する工程と、
前記第一の貫通孔から前記第一の励振電極上に前記液状材料を滴下する工程と、
前記第一の励振電極上に滴下された前記液状材料を前記第一の加熱素子によって加熱乾燥する工程と、
前記第二の貫通孔から前記第二の励振電極上に前記液状材料を滴下する工程と、
前記第二の励振電極上に滴下された前記液状材料を前記第二の加熱素子によって加熱乾燥する工程と、
を含むことを特徴とする感応膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動素子の励振電極に感応膜を形成するときに用いる感応膜形成用ジグ、及び、この感応膜形成用ジグを用いて感応膜を形成する感応膜形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水晶振動素子は、水晶片と励振電極とを少なくとも備えている。水晶片は、圧電材料である水晶部材からなり、例えば平板状になっている。水晶片の両方の主面には、それぞれ励振電極が設けられる。このような水晶振動素子では、両方の励振電極に電圧を印加すると、これらの励振電極に挟まれた水晶片が所定の周波数で振動する。その振動周波数は、水晶片の重さに応じて変化する。
【０００３】
所定の物質と反応する感応膜が励振電極上に形成された水晶振動素子を、ＱＣＭ（Quartz Crystal Microbalance Sensor）センサ素子という。所定の物質を含む雰囲気中にＱＣＭセンサ素子を置くと、所定の物質が感応膜と反応して付着する。このため、ＱＣＭセンサ素子によれば、所定の物質の付着量を振動周波数の変化量として検出できる。
【０００４】
水晶振動素子の励振電極に感応膜を形成する感応膜形成方法として、例えば、特許文献１、２で開示されているように、感応膜形成用ジグを用いる方法がある。具体的には、感応膜形成用ジグに設けられた貫通孔から励振電極上に感応膜となる液状材料を滴下し、この液状材料を自然乾燥する、というものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２１５３８８号公報
【特許文献２】特開２０１３−０７６６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、水晶振動素子の励振電極に感応膜となる液状材料を滴下し、この液状材料を自然乾燥する方法では、次のような問題があった。
【０００７】
まず、液状材料を自然乾燥する方法では、感応膜が硬化するまでに長時間を有するため、生産性が低下していた。また、感応膜となる液状材料は、反応膜成分を有機溶剤に溶かして溶液状態にしたものである。そのため、滴下後の液状材料を自然乾燥する最中に、反応膜成分が分離して励振電極の縁側に溜まってしまうことがあった。その結果、一枚の感応膜内で膜質が不均一になることにより、ＱＣＭセンサとしての検出精度の低下を招いていた。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、感応膜が硬化するまでの時間を短縮することにより、生産性向上を図るとともに、一枚の感応膜内での膜質を均一化する、感応膜形成用ジグ等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る感応膜形成用ジグは、
水晶振動素子の水晶片の第一及び第二の主面にそれぞれ設けられた励振電極の少なくとも一方に感応膜を形成する際に用いる感応膜形成用ジグであって、
前記水晶片の前記第一の主面側に接する第一のジグと、
前記水晶片の前記第二の主面側に接する第二のジグと、
前記第一及び第二のジグの少なくとも一方に設けられ、前記励振電極上に前記感応膜となる液状材料を滴下するための貫通孔と、
前記第一及び第二のジグの少なくとも一方に設けられ、前記励振電極上に滴下された前記液状材料を加熱乾燥するための加熱素子と、
を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る感応膜形成方法は、
本発明に係る感応膜形成用ジグを用いた感応膜形成方法であって、
前記第一のジグが前記水晶片の前記第一の主面側に接するように、かつ、前記第二のジグが前記水晶片の前記第二の主面側に接するように、前記水晶片を前記第一及び第二のジグで挟持する工程と、
前記貫通孔から前記励振電極上に前記液状材料を滴下する工程と、
前記励振電極上に滴下された前記液状材料を前記加熱素子によって加熱乾燥する工程と、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ジグに設けられた貫通孔から励振電極上に滴下された液状材料を、ジグに設けられた加熱素子によって加熱することにより、液状材料の乾燥を促進できるので、生産性を向上できる。しかも、液状材料中で感応膜成分が分離する前に感応膜を硬化できることにより、一枚の感応膜内での膜質を均一化できるので、ＱＣＭセンサ素子としての検出精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１の感応膜形成用ジグを示す分解断面図である。
【図２】図２［Ａ］は実施形態１の感応膜形成用ジグによって形成されるＱＣＭセンサ素子を示す平面図であり、図２［Ｂ］は図２［Ａ］におけるIIｂ−IIｂ線断面図である。
【図３】図３［Ａ］は実施形態１の感応膜形成用ジグにおける加熱素子を示す平面図であり、図３［Ｂ］は図３［Ａ］におけるIIIｂ−IIIｂ線断面図である。
【図４】図４［Ａ］は実施形態１の感応膜形成用ジグにおける第一のジグを示す平面図であり、図４［Ｂ］は図４［Ａ］におけるIVｂ−IVｂ線断面図である。
【図５】図５［Ａ］は実施形態１の感応膜形成用ジグにおける第二のジグを示す平面図であり、図５［Ｂ］は図５［Ａ］におけるＶｂ−Ｖｂ線断面図である。
【図６】実施形態１の感応膜形成方法における固定工程を示す断面図である。
【図７】実施形態１の感応膜形成方法における滴下工程を示す断面図である。
【図８】実施形態１の感応膜形成方法における加熱工程を示す断面図である。
【図９】実施形態２の感応膜形成用ジグを示す分解断面図である。
【図１０】図１０［Ａ］は実施形態２の感応膜形成用ジグによって形成されるＱＣＭセンサ素子を示す平面図であり、図１０［Ｂ］は図１０［Ａ］におけるＸｂ−Ｘｂ線断面図である。
【図１１】図１１［Ａ］は実施形態２の感応膜形成用ジグにおける加熱素子を示す平面図であり、図１１［Ｂ］は図１１［Ａ］におけるXIｂ−XIｂ線断面図である。
【図１２】図１２［Ａ］は実施形態２の感応膜形成用ジグにおける第二のジグを示す平面図であり、図１２［Ｂ］は図１２［Ａ］におけるXIIｂ−XIIｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については同一の符号を用いる。図面に描かれた形状は、当業者が理解しやすいように描かれているため、実際の寸法及び比率とは必ずしも一致していない。第一、第二などの序数詞は適宜省略する。
【００１４】
［実施形態１］
まず、図１に基づき、実施形態１の感応膜形成用ジグについて概略を説明する。
【００１５】
本実施形態１の感応膜形成用ジグ１００は、水晶振動素子１０の水晶片１１の第一の主面１１１及び第二の主面１１２にそれぞれ設けられた第一の励振電極１２１及び第二の励振電極１２２の少なくとも一方（本実施形態１では励振電極１２１）に、感応膜Ｋを形成する際に用いられる。そして、感応膜形成用ジグ１００は、第一のジグ３０と、第二のジグ４０と、貫通孔３８と、加熱素子６０とを備える。
【００１６】
ジグ３０は、水晶片１１の主面１１１側に接する。ジグ４０は、水晶片１１の主面１１２側に接する。貫通孔３８は、ジグ３０，４０の少なくとも一方（本実施形態１ではジグ３０）に設けられ、励振電極１２１，１２２上の少なくとも一方（本実施形態１では励振電極１２１上）に感応膜となる液状材料を滴下するためのものである。加熱素子６０は、ジグ３０，４０の少なくとも一方（本実施形態１ではジグ４０）に設けられ、励振電極１２１，１２２上の少なくとも一方（本実施形態１では励振電極１２１上）に滴下された液状材料を加熱乾燥するためのものである。
【００１７】
つまり、本実施形態１では、貫通孔３８はジグ３０に設けられ、加熱素子６０はジグ４０に設けられている。加熱素子６０は、励振電極１２１上に滴下された液状材料に水晶片１１を挟んで対向する位置に設けられた、板状の加熱素子である。
【００１８】
次に、図２に基づき、実施形態１の感応膜形成用ジグで形成されるＱＣＭセンサ素子について説明する。
【００１９】
ＱＣＭセンサ素子１０Ｋは、水晶振動素子１０と、水晶振動素子１０を保持する保持具２０と、感応膜Ｋとから、主に構成されている。
【００２０】
水晶振動素子１０は、水晶片１１と励振電極１２１，１２２と引き出し電極１３１，１３２とから構成されている。水晶片１１は、圧電材料である水晶部材から円板状に形成されており、主面１１１，１１２を有する。
【００２１】
励振電極１２１，１２２は、二つ一対からなり、水晶片１１を挟んで対向する。つまり、励振電極１２１は水晶片１１の主面１１１の中央に円状に設けられ、励振電極１２２は水晶片１１の主面１１２の中央に円状に設けられている。
【００２２】
引き出し電極１３１，１３２は、二つ一対となっている。引き出し電極１３１は励振電極１２１と電気的に接続され、引き出し電極１３２は励振電極１２２と電気的に接続されている。
【００２３】
したがって、水晶片１１の主面１１１には励振電極１２１及び引き出し電極１３１が設けられ、水晶片１１の主面１１２には励振電極１２２及び引き出し電極１３２が設けられている。水晶振動素子１０は、引き出し電極１３１，１３２に電圧が印加されると、水晶片１１の圧電効果及び逆圧電効果により、水晶片１１が所定の周波数で振動する特性を有する。
【００２４】
保持具２０は、基部２１と固定部２２１，２２２と脚部２３１，２３２とから構成され、水晶振動素子１０を保持する。基部２１は、直方体形状となっている。
【００２５】
固定部２２１，２２２は、二つ一対の導電材料からなり、基部２１から延設されている。固定部２２１は水晶振動素子１０の引き出し電極１３１と電気的に接続され、固定部２２２は水晶振動素子１０の引き出し電極１３２と電気的に接続されている。
【００２６】
脚部２３１，２３２は、二つ一対の導電材料からなり、固定部２２１，２２２の延設方向とは反対方向に基部２１から延設されている。脚部２３１は基部２１の内部配線（図示せず）を介して固定部２２１と電気的に接続され、脚部２３２は基部２１の内部配線（図示せず）を介して固定部２２２と電気的に接続されている。
【００２７】
したがって、励振電極１２１と引き出し電極１３１と固定部２２１と脚部２３１とが電気的に接続され、励振電極１２２と引き出し電極１３２と固定部２２２と脚部２３２とが電気的に接続されている。
【００２８】
感応膜Ｋは、所定の物質と反応することにより、その所定の物質が付着する性質を有している。また、感応膜Ｋは、所定の液状材料が水晶振動素子１０の励振電極１２１に滴下され、滴下された液状材料が乾燥したものからなる。
【００２９】
したがって、ＱＣＭセンサ素子１０Ｋでは、水晶振動素子１０の引き出し電極１３１が保持具２０の固定部２２１に接続され、かつ水晶振動素子１０の引き出し電極１３２が保持具２０の固定部２２２に接続されることにより、水晶振動素子１０が保持具２０に保持されている。また、ＱＣＭセンサ素子１０Ｋでは、所定の物質が感応膜Ｋと反応した場合、所定の物質の付着量に応じて水晶片１１の振動周波数が変化するので、振動周波数の変化量から所定の物質の付着量を検出できる。
【００３０】
次に、図３に基づき、実施形態１の感応膜形成用ジグにおける加熱素子について説明する。
【００３１】
本実施形態１における加熱素子６０は、シリコンゴム６１と発熱線６２とリード線６３とを有するシリコンラバーヒーターである。加熱素子６０の外観は円板状であり、加熱素子６０の大きさは励振電極１２１，１２２とほぼ同じである。シリコンゴム６１は、二枚の円板状のシリコンゴムシートを貼り合わせたものであり、熱伝導性、絶縁性及び柔軟性に優れている。これらの二枚のシリコンゴムシートの間に、発熱線６２が挟み込まれている。発熱線６２は、例えばニッケル合金抵抗線が渦巻状にパターン化されたものである。リード線６３は、発熱線６２へ電力を供給する一般的なものである。
【００３２】
なお、加熱素子６０としては、シリコンラバーヒーターに限らず、例えばＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスタやペルチェ素子などを用いてもよい。また、後述する実施形態２と同様に、加熱素子６０を環状とし、これをＯリング５１に代えてジグ３０に設けてもよい。
【００３３】
次に図１乃至図３に基づき、実施形態１の感応膜形成用ジグについて詳細を説明する。
【００３４】
本実施形態１の感応膜形成用ジグ１００は、前述したように、保持具２０に保持された水晶振動素子１０に感応膜Ｋを形成するために用いるジグである。また、感応膜形成用ジグ１００は、ジグ３０、ジグ４０、Ｏリング５１、Ｏリング５２、加熱素子６０などを備えている。更に、感応膜形成用ジグ１００は、ジグ３０の上にＯリング５１を挟んで保持具２０及び水晶振動素子１０を搭載し、その上にＯリング５２を搭載し、その上に加熱素子６０及びジグ４０を搭載した状態で、これらを固定することができる。
【００３５】
Ｏリング５１は、環状の弾性体からなる。また、Ｏリング５１の内側は、励振電極１２１と同じ大きさであり、ジグ３０と保持具２０及び水晶振動素子１０とで挟まれた際に励振電極１２１を囲むように水晶片１１の主面１１１に接する。また、Ｏリング５１は、ジグ３０とジグ４０とが固定されるとき、水晶振動素子１０とジグ３０との気水密性を保つ。
【００３６】
Ｏリング５２は、環状の弾性体からなる。また、Ｏリング５２は、ジグ３０とジグ４０とが固定される際、ジグ３０のＯリング収納溝３１に収納される大きさとなっている。
【００３７】
次に、図１乃至図４に基づき、本実施形態１の感応膜形成用ジグにおける第一のジグについて説明する。
【００３８】
第一のジグ３０は、例えばポリテトラフルオロエチレンなどの合成樹脂又は金属からなり、矩形平板状となっている。図４［Ａ］に示す面を表面、その反対側を裏面とする。ジグ３０の表面には、外側から内側に向けて、Ｏリング収納溝３１、円状凹部３２、脚部収納溝３３１，３３２、基部収納凹部３４、固定部収納凹部３５、環状凸部３６、Ｏリング収納凹部３７、貫通孔３８が形成されている。
【００３９】
Ｏリング収納溝３１は、ジグ３０の表面から見ると環状となっており、ジグ３０とジグ４０とが固定される際にＯリング５２を収納可能な大きさとなっている。
【００４０】
円状凹部３２は、開口及び底面が円形状であり、その底面の大きさが水晶振動素子１０及び保持具２０を収納可能な大きさとなっている。円状凹部３２の底面には、基部収納凹部３４と固定部収納凹部３５とが形成されている。
【００４１】
脚部収納溝３３１，３３２は、それぞれ保持具２０の脚部２３１，２３２を収納可能な形状及び大きさに形成されており、ジグ３０の表面から見ると、円状凹部３２からＯリング収納溝３１を貫いてジグ３０の外周縁まで形成されている。基部収納凹部３４は、保持具２０の基部２１を収納可能な大きさとなっている。
【００４２】
固定部収納凹部３５は、基部収納凹部３４と連なって形成されており、保持具２０の固定部２２１，２２２及び水晶振動素子１０を収納可能な大きさとなっている。また、固定部収納凹部３５の矩形状の底面には、環状凸部３６、Ｏリング収納凹部３７及び貫通孔３８が形成されている。
【００４３】
環状凸部３６は、ジグ３０の表面から見ると、その内周縁と外周縁とが同心円状のリングとなっている。環状凸部３６の内周縁の大きさは、水晶振動素子１０の励振電極１２１よりも大きく、Ｏリング５１の外周縁と同じである。
【００４４】
Ｏリング収納凹部３７は、環状凸部３６と貫通孔３８との間に環状に形成されており、Ｏリング５１を収容可能な大きさである。貫通孔３８は、Ｏリング収納凹部３７の内側においてジグ３０の裏面を貫くように形成されている。
【００４５】
次に、図１乃至図５に基づき、本実施形態１の感応膜形成用ジグにおける第二のジグについて説明する。
【００４６】
第二のジグ４０は、例えばポリテトラフルオロエチレンなどの合成樹脂又は金属からなり、矩形平板状となっている。図５［Ａ］に示す面を表面、その反対側を裏面とする。ジグ４０は、矩形状の平板部４１の中央に、円柱凸部４２が突設された構造になっている。ジグ４０の表面において円柱凸部４２の内側には、固定部収納凹部４３、環状凸部４４、基部収納凹部４５、加熱素子収納凹部４６が形成されている。
【００４７】
ジグ４０の円柱凸部４２をジグ３０の円状凹部３２側に向けた場合、円柱凸部４２は円状凹部３２内に収納可能な大きさとなっている。つまり、ジグ４０は、円柱凸部４２及び円状凹部３２を介してジグ３０と嵌合可能である。
【００４８】
平板部４１は、矩形平板状であり、その表面の大きさがジグ３０の表面の大きさと同じである。円柱凸部４２は、円柱形状となっており、その先端面の大きさがジグ３０の円状凹部３２の底面と同じである。
【００４９】
固定部収納凹部４３は、基部収納凹部４５に保持具２０の基部２１を収納した際、保持具２０の固定部２２１，２２２と水晶振動素子１０の水晶片１１とを収納可能な大きさとなっている。また、固定部収納凹部４３は、その底面が矩形状となっている。
【００５０】
環状凸部４４は、固定部収納凹部４３の底面に形成されている。環状凸部４４の内周縁の大きさは、水晶振動素子１０の励振電極１２２の大きさとほぼ同じである。また、環状凸部４４は、ジグ４０の表面から見ると内周縁と外周縁とが同心円状となっており、ジグ４０とジグ３０とを固定した際にジグ３０の環状凸部３６に対向する。
【００５１】
基部収納凹部４５は、ジグ４０の円柱凸部４２をジグ３０の円状凹部３２に向けた際、ジグ３０の基部収納凹部３４と対向する位置に形成され、保持具２０の基部２１を収納可能な構造となっている。
【００５２】
加熱素子収納凹部４６は、環状凸部４４の内側に形成され、加熱素子６０を収容するための円形状の底面を有する。基部収納凹部４５に保持具２０の基部２１を収納した場合、加熱素子収納凹部４６に搭載された加熱素子６０が、水晶振動素子１０の励振電極１２２に接触する。
【００５３】
ジグ４０の円柱凸部４２とジグ３０の円状凹部３２とは嵌合可能になっている。感応膜形成用ジグ１００は、特に図示しないが、ジグ３０とジグ４０とを固定することができる構成となっている。例えば、ジグ３０に雌ネジを形成し、ジグ４０にザグリ穴及びバカ穴を形成することにより、ジグ３０とジグ４０とを雄ネジによって固定することができる。
【００５４】
次に、主に図６乃至図８に基づき、実施形態１の感応膜形成方法を説明する。
【００５５】
本実施形態１の感応膜形成方法では、実施形態１の感応膜形成用ジグ１００を用いることを特徴としており、次の<1>〜<3>の工程を含む。
【００５６】
<1>（固定工程：図６）ジグ３０が水晶片１１の主面１１１側に接するように、かつ、ジグ４０が水晶片１１の主面１１２側に接するように、水晶片１１をジグ３０，４０で挟持する工程。
【００５７】
<2>（滴下工程：図７）貫通孔３８から励振電極１２１上に液状材料Ｌを滴下する工程。より詳しくは、ジグ３０に設けられた貫通孔３８から主面１１１側の励振電極１２１上に液状材料Ｌを滴下する工程。
【００５８】
<3>（加熱工程：図８）励振電極１２１上に滴下された液状材料Ｌを加熱素子６０によって加熱乾燥する工程。より詳しくは、励振電極１２１上に滴下された液状材料Ｌをジグ４０に設けられた加熱素子６０によって加熱乾燥する工程。
【００５９】
以下に、実施形態１の感応膜形成方法について更に詳しく説明する。
【００６０】
固定工程では、図１に示す状態から、ジグ３０の上にＯリング５１を搭載し、その上に水晶振動素子１０及び保持具２０を搭載し、その上にＯリング５２を搭載し、その上に加熱素子６０及びジグ４０を搭載することにより、図６に示す状態になる。図６に示すように、貫通孔３８内において励振電極１２１が露出している。
【００６１】
滴下工程では、図６に示す状態から上下を反転させて、図７に示すように貫通孔３８及び励振電極１２１を上に向け、貫通孔３８内の励振電極１２１上に液状材料Ｌを滴下する。貫通孔３８の底面はＯリング５１によって気水密性が保たれているので、液状材料Ｌは貫通孔３８から漏れ出ない。
【００６２】
加熱工程では、図８に示す状態で、加熱素子６０に通電することにより、加熱素子６０からジュール熱を発生させる。その熱は、励振電極１２２、水晶片１１、励振電極１２１を伝わって、液状材料Ｌに到達する。これにより、液状材料Ｌが加熱されて有機溶剤が蒸気Ｖとなって抜けていく。加熱素子６０の温度制御は、一定電圧又は一定電流を加えるだけのオープン制御でもよいし、温度センサを設けてフィードバック制御としてもよい。液状材料Ｌに対する加熱温度及び加熱時間は、例えば液状材料Ｌ中で感応膜成分が分離する前に感応膜Ｋが硬化するように、実験的又は理論的に最適値を設定する。
【００６３】
加熱工程後、ジグ３０とジグ４０とを分離して、図２に示すＱＣＭセンサ素子１０Ｋを取り出す。
【００６４】
次に、図１乃至図８に基づき、本実施形態１の作用及び効果について説明する。
【００６５】
（１）ジグ３０に設けられた貫通孔３８から励振電極１２１上に滴下された液状材料Ｌを、ジグ４０に設けられた加熱素子６０によって加熱することにより、液状材料Ｌの乾燥を促進できるので、生産性を向上できる。しかも、液状材料Ｌ中で感応膜成分が分離する前に感応膜Ｋを硬化できることにより、一枚の感応膜Ｋ内での膜質を均一化できるので、ＱＣＭセンサ素子１０Ｋとしての検出精度を向上できる。
【００６６】
（２）液状材料を加熱するだけであれば、従来の感応膜形成用ジグを恒温槽へ入れる技術（以下「関連技術１」という。）や、従来の感応膜形成用ジグに赤外線を照射する技術（以下「関連技術２」という。）が考えられる。
【００６７】
しかし、関連技術１では、感応膜形成用ジグ内に液状材料を滴下した後に、その感応膜形成用ジグを恒温槽内へ搬入しなければならない。その結果、大きな設備が必要になる、搬入の手間がかかる、搬入中に感応膜形成用ジグが破損したり液状材料が漏れ出したりする、などの問題が生じる。関連技術２でも、感応膜形成用ジグ内に液状材料を滴下した後に、その感応膜形成用ジグを赤外線加熱炉へ搬入しなければならないので、関連技術１と同様の問題が生じる。
【００６８】
これに対し、本実施形態１によれば、感応膜形成用ジグ１００内に液状材料Ｌを滴下した後に、加熱素子６０に通電するだけで直ちに液状材料Ｌを加熱できるので、感応膜形成用ジグ１００以外の設備が不要であり、搬入の手間もかからず、もちろん搬入中のトラブルとも無縁である。
【００６９】
（３）円形状の貫通孔３８の底面に溜まっている液状材料Ｌを、主に水晶片１１を挟んで対向する円板状の加熱素子６０によって加熱することにより、伝熱距離を小さくかつ伝熱面積を大きく採れるので、加熱素子６０から液状材料Ｌまでの熱抵抗を低減できる。したがって、液状材料Ｌの乾燥をより促進できる。
【００７０】
（４）水晶振動素子１０の励振電極１２１と同じ大きさの貫通孔３８が形成されているジグ３０に、保持具２０及び水晶振動素子１０を搭載したとき、ジグ３０の貫通孔３８によって励振電極１２１のみを露出させることができる構造となっている。このため、露出している励振電極１２１にのみ正確に感応膜Ｋを形成することができる。また、円状凹部３２に円柱凸部４２を合わせてジグ３０にジグ４０を嵌合できるので、ジグ３０の上に水晶振動素子１０及び保持具２０を搭載した後、そのジグ３０の上にジグ４０を容易に搭載できる。
【００７１】
［実施形態２］
図９に基づき、実施形態２の感応膜形成用ジグについて概略を説明する。
【００７２】
本実施形態２の感応膜形成用ジグ２００では、第一の貫通孔３８が第一のジグ３０に設けられ、第二の貫通孔７２が第二のジグ７０に設けられ、第一の加熱素子８０１がジグ３０に設けられ、第二の加熱素子８０２がジグ７０に設けられている。加熱素子８０１は、貫通孔３８の内周縁に沿って水晶振動素子１０の主面１１１側に接する位置に設けられた、環状の加熱素子である。加熱素子８０２は、貫通孔７２の内周縁に沿って水晶振動素子１０の主面１１２側に接する位置に設けられた、環状の加熱素子である。
【００７３】
つまり、本実施形態２の感応膜形成用ジグ２００が実施形態１の感応膜形成用ジグ１００（図１）と異なる点は、ジグ４０（図１）及びＯリング５１（図１）がジグ７０及び加熱素子８０１に置き換えられ、加熱素子８０２が追加された点である。
【００７４】
次に、図１０に基づき、実施形態２の感応膜形成用ジグで形成されるＱＣＭセンサ素子について説明する。
【００７５】
実施形態１におけるＱＣＭセンサ素子１０Ｋ（図２）が励振電極１２１上にのみ感応膜Ｋが形成されているのに対して、本実施形態２におけるＱＣＭセンサ素子２０Ｋは励振電極１２１，１２２の両方にそれぞれ感応膜Ｋ１，Ｋ２が形成されている。そのため、ＱＣＭセンサ素子２０Ｋは、所定の物質を吸着する面積がＱＣＭセンサ素子１０Ｋ（図２）に比べて二倍になるので、それだけ検出精度も高くなっている。
【００７６】
次に、図１１に基づき、実施形態２の感応膜形成用ジグにおける加熱素子について説明する。
【００７７】
本実施形態２における加熱素子８０１は、シリコンゴム８１と発熱線８２とリード線８３とを備えるシリコンラバーヒーターである。加熱素子８０１の外観は環状であり、加熱素子８０１の内周の大きさは励振電極１２１，１２２とほぼ同じである。シリコンゴム８１は、二枚の環状のシリコンゴムシートを貼り合わせたものであり、熱伝導性、絶縁性及び柔軟性に優れている。これらの二枚のシリコンゴムシートの間に、発熱線８２が挟み込まれている。発熱線８２は、例えばニッケル合金抵抗線が環状にパターン化されたものである。リード線８３は、発熱線８２へ電力を供給する一般的なものである。また、加熱素子８０１は、Ｏリングとしての機能も有する。加熱素子８０２についても、加熱素子８０１と同様である。
【００７８】
次に、図１２に基づき、本実施形態２の感応膜形成用ジグにおける第二のジグについて説明する。
【００７９】
第二のジグ７０は、例えばポリテトラフルオロエチレンなどの合成樹脂又は金属からなり、矩形平板状となっている。図１２［Ａ］に示す面を表面、その反対側を裏面とする。ジグ７０は、矩形状の平板部４１の中央に、円柱凸部４２が突設された構造になっている。ジグ７０の表面において円柱凸部４２の内側には、固定部収納凹部４３、環状凸部４４、基部収納凹部４５、Ｏリング収納凹部７１、貫通孔７２が形成されている。
【００８０】
つまり、本実施形態２では、実施形態１における加熱素子収納凹部４６（図５）がＯリング収納凹部７１及び貫通孔７２に置き換えられている。Ｏリング収納凹部７１は、環状凸部４４と貫通孔７２との間に環状に形成されており、加熱素子８０２を収容可能な大きさである。貫通孔７２は、Ｏリング収納凹部７１の内側においてジグ７０の裏面を貫くように形成されている。
【００８１】
次に、実施形態２の感応膜形成方法について説明する。なお、本実施形態２の各工程については、実施形態１の各工程に概ね準ずるので図示を省略するが、必要に応じて図６乃至図８を参照すればよい。
【００８２】
本実施形態２の感応膜形成方法では、実施形態２の感応膜形成用ジグ２００を用いることを特徴としており、次の<1>〜<3>の工程を含む。
【００８３】
<1>（固定工程）ジグ３０が水晶片１１の主面１１１側に接するように、かつ、ジグ４０が水晶片１１の主面１１２側に接するように、水晶片１１をジグ３０，４０で挟持する工程。
【００８４】
<2>（滴下工程）貫通孔３８，７２からそれぞれ励振電極１２１，１２２上に液状材料を滴下する工程。より詳しくは、ジグ３０に設けられた貫通孔３８から主面１１１側の励振電極１２１上に液状材料を滴下する工程、及び、ジグ７０に設けられた貫通孔７２から主面１１２側の励振電極１２２上に液状材料を滴下する工程。
【００８５】
<3>（加熱工程）励振電極１２１，１２２上に滴下された液状材料を加熱素子８０１，８０２によって加熱乾燥する工程。より詳しくは、励振電極１２１上に滴下された液状材料をジグ３０に設けられた加熱素子８０１によって加熱乾燥する工程、及び、励振電極１２２上に滴下された液状材料をジグ７０に設けられた加熱素子８０２によって加熱乾燥する工程。
【００８６】
以下に、実施形態２の感応膜形成方法について更に詳しく説明する。
【００８７】
固定工程では、図９に示す状態から、ジグ３０の上にＯリングを兼ねる加熱素子８０１を搭載し、その上に水晶振動素子１０及び保持具２０を搭載し、その上にＯリング５２を搭載し、その上にＯリングを兼ねる加熱素子８０２及びジグ７０を搭載する。このとき、貫通孔３８内において励振電極１２１が露出し、貫通孔７２内において励振電極１２２が露出する。
【００８８】
滴下工程は二回ある。一回目の滴下工程では、固定工程後に感応膜形成用ジグ２００の上下を反転させて、貫通孔３８及び励振電極１２１を上に向け、貫通孔３８内の励振電極１２１上に液状材料を滴下する。貫通孔３８の底面はＯリングを兼ねる加熱素子８０１によって気水密性が保たれているので、液状材料は貫通孔３８から漏れ出ない。そして、二回目の滴下工程では、一回目の加熱工程後に感応膜形成用ジグ２００の上下を反転させて、貫通孔７２及び励振電極１２２を上に向け、貫通孔７２内の励振電極１２２上に液状材料を滴下する。貫通孔７２の底面はＯリングを兼ねる加熱素子８０２によって気水密性が保たれているので、液状材料は貫通孔７２から漏れ出ない。
【００８９】
加熱工程は二回ある。一回目の加熱工程では、一回目の滴下工程後に、加熱素子８０１に通電することにより、加熱素子８０１からジュール熱を発生させる。その熱は、加熱素子８０１から直接、及び水晶片１１及び励振電極１２１を伝わって、貫通孔３８内の液状材料に到達する。これにより、貫通孔３８内の液状材料が加熱されて有機溶剤が蒸気となって抜けていく。そして、二回目の加熱工程では、二回目の滴下工程後に、加熱素子８０２に通電することにより、加熱素子８０２からジュール熱を発生させる。その熱は、加熱素子８０２から直接、及び水晶片１１及び励振電極１２２を伝わって、貫通孔７２内の液状材料に到達する。これにより、貫通孔７２内の液状材料が加熱されて有機溶剤が蒸気となって抜けていく。
【００９０】
加熱工程後、ジグ３０とジグ７０とを分離して、図１０に示すＱＣＭセンサ素子２０Ｋを取り出す。
【００９１】
次に、図９乃至図１２に基づき、本実施形態２の作用及び効果について説明する。
【００９２】
（１）ジグ３０に設けられた貫通孔３８から励振電極１２１上に滴下された液状材料を、ジグ３０に設けられた加熱素子８０１によって加熱することにより、及び、ジグ７０に設けられた貫通孔７２から励振電極１２２上に滴下された液状材料を、ジグ７０に設けられた加熱素子８０２によって加熱することにより、液状材料の乾燥を促進できるので、生産性を向上できる。しかも、液状材料中で感応膜成分が分離する前に感応膜Ｋ１，Ｋ２を硬化できることにより、一枚の感応膜Ｋ１，Ｋ２内での膜質を均一化できるので、ＱＣＭセンサ素子２０Ｋとしての検出精度を向上できる。
【００９３】
（２）は、Ｏリングとしても機能する環状の加熱素子８０１，８０２を用いたことにより、従来の感応膜形成用ジグ（特許文献２）と比べて部品点数を増加させることなく、液状材料の乾燥を促進できる。
【００９４】
本実施形態２のその他の構成、作用及び効果は、実施形態１のそれらと同様である。
【００９５】
［付記］
以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。例えば、上記各実施形態では一つの水晶振動素子に感応膜を形成する感応膜形成用ジグを示したが、複数の水晶振動素子に感応膜を形成する感応膜形成用ジグとしてもよい。また、本発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。
【符号の説明】
【００９６】
Ｋ  感応膜
Ｌ  液状材料
Ｖ  蒸気
１０Ｋ  ＱＣＭセンサ素子
１００  感応膜形成用ジグ
１０  水晶振動素子
１１  水晶片
１１１  主面（第一の主面）
１１２  主面（第二の主面）
１２１  励振電極（第一の励振電極）
１２２  励振電極（第二の励振電極）
１３１，１３２  引き出し電極
２０  保持具
２１  基部
２２１，２２２  固定部
２３１，２３２  脚部
【００９７】
３０  ジグ（第一のジグ）
３１  Ｏリング収納溝
３２  円状凹部
３３１，３３２  脚部収納溝
３４  基部収納凹部
３５  固定部収納凹部
３６  環状凸部
３７  Ｏリング収納凹部
３８  貫通孔（第一の貫通孔）
４０  ジグ（第二のジグ）
４１  平板部
４２  円柱凸部
４３  固定部収納凹部
４４  環状凸部
４５  基部収納凹部
４６  加熱素子収納凹部
【００９８】
５１  Ｏリング
５２  Ｏリング
６０  加熱素子
６１  シリコンゴム
６２  発熱線
６３  リード線
【００９９】
Ｋ１，Ｋ２  感応膜
２０Ｋ  ＱＣＭセンサ素子
２００  感応膜形成用ジグ
７０  ジグ（第二のジグ）
７１  Ｏリング収納凹部
７２  貫通孔（第二の貫通孔）
８０１  加熱素子（第一の加熱素子）
８０２  加熱素子（第二の加熱素子）
８１  シリコンゴム
８２  発熱線
８３  リード線
【図１】
2015001463.tif 000003
【図２】
2015001463.tif 000004
【図３】
2015001463.tif 000005
【図４】
2015001463.tif 000006
【図５】
2015001463.tif 000007
【図６】
2015001463.tif 000008
【図７】
2015001463.tif 000009
【図８】
2015001463.tif 000010
【図９】
2015001463.tif 000011
【図１０】
2015001463.tif 000012
【図１１】
2015001463.tif 000013
【図１２】
2015001463.tif 000014