(57)【要約】【課題】圧力を受けたときの表面応力の変化を大きくさせて感度を大きくするとともに、小型化が可能な高信頼性の圧力センサを提供する。【解決手段】上面に参照用弾性表面波素子４ａを有した第１圧電基板１上に、第１圧電基板１よりも厚みが薄く、下面に圧力検出用弾性表面波素子７ａを有した第２圧電基板２を搭載するとともに、圧力検出用弾性表面波素子７ａ及び参照用弾性表面波素子４ａを第１圧電基板１と第２圧電基板１との間に介在される封止材で囲繞する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に参照用弾性表面波素子を有した第１圧電基板上に、該第１圧電基板よりも厚みが薄く、下面に圧力検出用弾性表面波素子を有した第２圧電基板を搭載するとともに、前記圧力検出用弾性表面波素子及び参照用弾性表面波素子を前記第１圧電基板と前記第２圧電基板との間に介在される封止材で囲繞してなる圧力センサ。
【請求項２】
前記参照用弾性表面波素子の周波数変化に応じて温度補正しつつ、前記圧力検出用弾性表面波素子の変形によって圧力変動を検出することを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項３】
前記第１圧電基板及び前記第２圧電基板は、同一の圧電単結晶から成るとともに、該圧電単結晶の対応する結晶軸の向きが略平行となるように配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧力センサ。
【請求項４】
前記第１圧電基板及び前記第２圧電基板は、同一の圧電単結晶から成るとともに、両圧電基板のカット角及び、前記圧電単結晶の結晶軸に対する弾性表面波の伝搬方向が略同一若しくは結晶学的に等価であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の圧力センサ。
【請求項５】
前記第１圧電基板及び前記第２圧電基板は、矩形状を成しているとともに、同一の圧電多結晶から成り、両圧電基板の長手方向の線膨張係数が略同一であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧力センサ。
【請求項６】
前記封止材が導体材料から成り、且つ該封止材が前記第１圧電基板の下面に設けられるグランド端子に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の圧力センサ。
【請求項７】
前記第２圧電基板の下面で、前記封止材の内側に、前記圧力検出用弾性表面波素子に電気的に接続される電極パッドが設けられ、
前記第１圧電基板の上面で、前記封止材の内側に、前記電極パッドに導電性接合材を介して電気的に接続される接続パッドが設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ内の空気圧の監視など、気体や液体などの圧力変動を検出するのに用いられる圧力センサモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、気体や液体などの圧力の変動を検出する圧力センサとして、センサ部に印加される圧力の変動を発振周波数の変化として検出する圧力センサが用いられている。
【０００３】
係る従来の圧力センサとしては、圧電基板５１上に、櫛歯状電極より構成される弾性表面波素子５４及び弾性表面波素子５７を有するとともに、弾性表面波素子５４が形成された領域が、弾性表面波素子５７が形成された領域よりも厚みを薄く設定された構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
上述した圧力センサは、厚みを薄くした領域に形成されている弾性表面波素子５４において、圧力を受けたことによって、表面応力が変化し弾性表面波の音速が変化するとともに、弾性表面波素子５４の電極の間隔も変化することにより、弾性表面波素子５４の共振周波数が変化し、この共振周波数の変化により圧力を検出する機能を有した圧力センサである。また、同一の圧電基板上に形成された弾性表面波素子５７の共振周波数の変化に応じて温度補正する機能も有している。
【特許文献１】特公平５−８２５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の圧力センサにおいては、圧電基板５１の一部に肉薄部を形成しているが、例えば小型化を図る必要がある場合には肉薄部の面積を大きく確保することができないので、圧力を受けてもその変形量が少なく、圧力センサとして高い感度を得ることができないという問題があった。また、弾性表面波素子５７及び弾性表面波素子５４を同一面内に形成する為、圧電基板の面積が広くなり、小型化を図ることが困難であるという問題もあった。
【０００６】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたものであり、その目的は、圧力を受けたときの弾性表面波素子の変形を大きくして感度を良くするとともに、小型化が可能で高信頼性の圧力センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の圧力センサは、上面に参照用弾性表面波素子を有した第１圧電基板上に、該第１圧電基板よりも厚みが薄く、下面に圧力検出用弾性表面波素子を有した第２圧電基板を搭載するとともに、前記圧力検出用弾性表面波素子及び参照用弾性表面波素子を前記第１圧電基板と前記第２圧電基板との間に介在される封止材で囲繞してなることを特徴とするものである。
【０００８】
また本発明の圧力センサは、前記参照用弾性表面波素子の周波数変化に応じて温度補正しつつ、前記圧力検出用弾性表面波素子の変形によって圧力変動を検出することを特徴とするものである。
【０００９】
更に本発明の圧力センサは、前記第１圧電基板及び前記第２圧電基板は、同一の圧電単結晶から成るとともに、該圧電単結晶の対応する結晶軸の向きが略平行となるように配置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また更に本発明の圧力センサは、前記第１圧電基板及び前記第２圧電基板は、同一の圧電単結晶から成るとともに、両圧電基板のカット角及び、前記圧電単結晶の結晶軸に対する弾性表面波の伝搬方向が略同一若しくは結晶学的に等価であることを特徴とするものである。
【００１１】
更にまた本発明の圧力センサは、前記第１圧電基板及び前記第２圧電基板は、矩形状を成しているとともに、同一の圧電多結晶から成り、両圧電基板の長手方向の線膨張係数が略同一であることを特徴とするものである。
【００１２】
また更に本発明の圧力センサは、前記封止材が導体材料から成り、且つ該封止材が前記第１圧電基板の下面に設けられるグランド端子に電気的に接続されていることを特徴とするものである。
【００１３】
更にまた本発明の圧力センサは、前記第２圧電基板の下面で、前記封止材の内側に、前記圧力検出用弾性表面波素子に電気的に接続される電極パッドが設けられ、前記第１圧電基板の上面で、前記封止材の内側に、前記電極パッドに導電性接合材を介して電気的に接続される接続パッドが設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の圧力センサによれば、圧力検出用弾性表面波素子を設けた第２圧電基板の厚みを、参照用弾性表面波素子を有した第１圧電基板の厚みに比して全体的に薄くなしたことから、圧力を受けたときの圧力検出用弾性表面波素子の変形が大きくなり、圧力センサとして高い感度が得られるようになる。
【００１５】
一方、参照用弾性表面波素子と圧力検出用弾性表面波素子とを、それぞれが重なり合う異なった圧電基板に設けたことから、同一面内に形成する電極が少なくなり、弾性表面波素子の面積を小さくできるので、小型化を図ることができる。
【００１６】
また本発明の圧力センサによれば、参照用弾性表面波素子の周波数変化に応じて温度補正しつつ、圧力検出用弾性表面波素子の変形によって圧力変動を検出することにより、圧力検出精度を高めることができる。
【００１７】
また更に本発明の圧力センサによれば、第１圧電基板及び第２圧電基板が、同一の圧電単結晶から成るとともに、該圧電単結晶の対応する結晶軸の向きが略平行となるように配置することにより、両圧電基板において任意の同一方向における熱膨張係数が等しくなるので、第１圧電基板上に第２圧電基板を搭載した場合に、熱履歴が加わることによるクラックの発生等の不具合を低減することができる。
【００１８】
更にまた本発明の圧力センサによれば、第１圧電基板及び第２圧電基板が、同一の圧電単結晶から成るとともに、両圧電基板のカット角及び、圧電単結晶の結晶軸に対する弾性表面波の伝搬方向を略同一若しくは結晶学的に等価となすことにより、参照用弾性表面波素子と圧力検出用弾性表面波素子の温度特性を実質的に一致させることができ、参照用弾性表面波素子を用いた温度補正を容易に行うことが可能となる。
【００１９】
また更に本発明の圧力センサによれば、第１圧電基板及び前２圧電基板が、矩形状を成しているとともに、同一の圧電多結晶により形成し、両圧電基板の長手方向の線膨張係数も略同一となすことにより、第１圧電基板上に第２圧電基板を搭載した場合に、熱履歴の印加等に起因したクラックの発生等の不具合を低減することができる。
【００２０】
更にまた本発明の圧力センサによれば、封止材を導体材料から成し、第１圧電基板の下面に設けられるグランド端子に電気的に接続することにより、参照用弾性表面波素子及び圧力検出用弾性表面波素子の電磁的遮蔽状態を改善することもできる。
【００２１】
また更に本発明の圧力センサによれば、第２圧電基板の下面で、封止材の内側に、圧力検出用弾性表面波素子に電気的に接続される電極パッドを設け、第１圧電基板の上面で、封止材の内側に、電極パッドに導電性接合材を介して電気的に接続される接続パッドを設けておくことにより、参照用弾性表面波素子及び圧力検出用弾性表面波素子に加え、両素子の電気的な接続部についても外部環境より良好に保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の圧力センサを図面に基づいて詳説する。
【００２３】
図１は本発明の一実施形態に係る圧力センサの断面図、図２は本発明の一実施形態に係る圧力センサの主要部分の外観斜視図、図３は本発明の一実施形態に係る圧力センサに用いる第１圧電基板の外観斜視図であり、同図に示す圧力センサは、大略的に、第１圧電基板１、第２圧電基板２、封止材５及び導電性接合材６とで構成されている。
【００２４】
第１圧電基板１は、水晶や、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムなどの、圧電性を示す単結晶（以下、圧電単結晶と称する。）から成り、インゴットより所定のカット角にて切断して主面を形成しており、上面には参照用弾性表面波素子４ａ及び接続パッド４ｂが被着され、下面には外部端子９が被着され、上面と下面とを電気的に接続するためのビアホール導体８を形成した構造を有している。
【００２５】
参照用弾性表面波素子４ａは、圧電単結晶から成る圧電基板１の表面に形成されたインターデジタルトランスデューサ（以下、ＩＤＴと略記する。）４ａａと、ＩＤＴ４ａａの弾性表面波の伝搬方向の両側に形成した反射器４ａｂとから成り、所定の周波数で共振する弾性表面波共振子とされている。また、ＩＤＴ４ａａ及び反射器４ａｂは、アルミニウムや金等の金属材料をスパッタや蒸着等の成膜工法により被着し、またフォトリソグラフィー等の技術を使用してパターンニングして形成される。
【００２６】
接続パッド４ｂ及び外部端子９は、ＩＤＴ４ａａ及び反射器４ａｂと同じ材料・工法により形成可能であるが、密着強度の向上のため膜厚を厚く形成しておくことが好ましい。またビアホール導体８は、第１圧電基板１を貫通する孔をサンドブラスト法等により形成した後に、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ等をメッキすることにより充填形成される。
【００２７】
第２圧電基板２は、第１圧電基板１と同一の圧電単結晶から成り、第１圧電基板１に対して、カット角及び、圧電単結晶の結晶軸に対する弾性表面波の伝搬方向が略同一若しくは結晶学的に等価となるようにされている。ここで“略同一”とは、完全に同一である場合に加えて、±０．５°以内の範囲内でずれている場合を含み、また“結晶学的に等価”なカット角とは、そのカットによって切り出された圧電基板の主面が結晶学的に等価な面であることを意味し、“結晶学的に等価”な面とは、結晶の有する対称性によって等価となる面のことである。同様に“結晶学的に等価”な方向とは、結晶の有する対称性によって等価となる方向である。例えば、正方晶であるＬＢＯ（Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７）では、例えばＸ面とＹ面とは等価な面であり、例えば、Ｘ方向とＹ方向とは等価な方向である。
【００２８】
また、第１圧電基板１に第２圧電基板２を搭載する際は、両基板の圧電単結晶の対応する結晶軸の向きが略平行となるように配置する。これによって、両圧電基板において任意の同一方向における熱膨張係数が等しくなるので、例えば第１圧電基板上に第２圧電基板を搭載する際など大きな温度変化が生じる場合に、熱膨張係数の違いによって接合部に大きな応力が生じ、クラックの発生等の不具合が生じるのを有効に抑制することができる。なお、ここで“略平行”とは、完全に平行である場合に加えて、±０．５°以内の範囲内で結晶軸がずれている場合も含むものである。
【００２９】
また、第２圧電基板２の下面には、圧力検出用弾性表面波素子７ａ及び電極パッド７ｂを被着させた構造を有している。また第２圧電基板２は、第１圧電基板よりも厚みが薄く成るように設定されている。例えば、第１圧電基板１の厚みが２００〜３００μｍに設定されるのに対し、第２圧電基板の厚みは５０〜７５μｍに設定される。
【００３０】
圧力検出用弾性表面波素子７ａは、参照用弾性表面波素子４ａと同様に、ＩＤＴと、ＩＤＴの弾性表面波の伝搬方向の両側に形成した一対の反射器とから成る弾性表面波共振子とされており、共振周波数も参照用弾性表面波素子４ａと一致させている。
【００３１】
電極パッド７ｂは、後述する導電性接合材６を介して先述した接続パッド４ｂと電気的に接続するためのものであり、接続パッド４ｂと同様に厚みを厚く形成しておくことが好ましい。
【００３２】
導電性接合材６は、ハンダ若しくは高融点のロウ材であるＡｕＳｎなどが利用可能であるが、高融点のロウ材であるＡｕＳｎを用い、圧力センサ１０をマザーボード等に搭載する工程において、熱が印可された場合においても、導電性接合材６が再溶融して特性が変化しないようにすると良い。尚、ＡｕＳｎの他にはＡｕＳｉやＳｎＡｇＣｕ等を用いても同様の効果が得られるので、これらを採用してもかまわない。
【００３３】
そして、第１圧電基板１と第２圧電基板２との間に、先述した参照用弾性表面波素子４ａ、圧力検出用弾性表面波素子７ａ、接続パッド４ｂ及び電極パッド７ｂを囲繞するようにして、封止材５が介在されている。
【００３４】
封止材５は、樹脂を用いても良いが、予め第１圧電基板１の上面に封止パッド４ｃを、第２圧電基板２の下面に封止電極７ｃを被着・形成しておけば、導体材料を用いることも可能であり、さらには導電性接合材６と同じ材料を用いることが可能である。封止材５に熱伝導に優れた導体材料を用いることにより、導電性接合材６の効果と併せて、圧力検出用弾性表面波素子７ａと参照用弾性表面波素子４ａとの間の熱伝導を良好なものとすることができるため、圧力検出用弾性表面波素子７ａと参照用弾性表面波素子４ａとの温度を略等しくすることができ、後に述べるように、温度補正を簡便に行うことが可能となる。
【００３５】
また、封止材５に導電性材料を用い、第１圧電基板１の下面に設けられるグランド端子に電気的に接続すると、参照用弾性表面波素子４ａ及び圧力検出用弾性表面波素子７ａの周囲をグランド電位に接続された封止材５で囲繞することとなり、電磁的遮蔽性を高める効果を奏する。ここで述べたグランド端子とは、具体的には上述した外部端子９の中のグランド電位に接続されるものを意味し、封止材５は封止パッド４ｃとビアホール導体８を介してグランド端子と接続される。
【００３６】
尚、図中に示される電極４ｄは、参照用弾性表面波素子４ａとビアホール導体８とを接続するランドであり、第２圧電基板２とは電気的に接続されないようにしている。
【００３７】
本実施形態の圧力センサ１０において、厚みを薄くした第２圧電基板２の下面に形成された圧力検出用弾性表面波素子７ａは、外部からの圧力を受けると変形し、歪みが生じた部分の弾性表面波の伝搬速度が変化するとともに、圧力検出用弾性表面波素子７ａのＩＤＴの電極指の間隔も変化し、両者の作用によって共振周波数が変化する。よって、弾性表面波素子７ａの共振周波数の変化によって圧力の変化を検出することができる。
【００３８】
ここで、一般的に弾性表面波素子７ａは所定の温度特性を有しており、その共振周波数が温度変化によっても変化する。よって、温度変化による影響を取り除く必要があり、そのために参照用弾性表面波素子４ａが使用される。すなわち、参照用弾性表面波素子４ａは、厚みが厚いので外部からの圧力を受けても上述したような変化は起こりにくい。このため、その共振周波数は温度の変化のみに応じて変化することとなり、これを利用して圧力検出用弾性表面波素子７ａの共振周波数の変化データを補正し、温度変化による影響をほぼ取り除くことができる。
【００３９】
ここで、もし、圧力検出用弾性表面波素子７ａと参照用弾性表面波素子４ａの温度特性が異なっていれば、参照用弾性表面波素子４ａの共振周波数のデータと温度特性データとを比較して温度を算出し、その温度データと圧力検出用弾性表面波素子７ａの温度特性データとを比較して圧力検出用弾性表面波素子７ａの温度による共振周波数変化分を算出し、それを用いて温度変化による影響を取り除かなければならない。
【００４０】
これに対して本実施形態の圧力センサ１０においては、第１圧電基板１と第２圧電基板２とを、同一の圧電単結晶から成るとともに、両圧電基板のカット角及び、圧電単結晶の結晶軸に対する弾性表面波の伝搬方向が略同一若しくは結晶学的に等価となるようにすることで、参照用弾性表面波素子４ａと圧力検出用弾性表面波素子７ａの温度特性を一致させている。従って、圧力検出用弾性表面波素子７ａの温度と参照用弾性表面波素子４ａの温度とが略一致するように配置することにより、圧力センサ１０に生じた温度変化による両弾性表面波素子の共振周波数の変化量が等しくなり、圧力検出用弾性表面波素子７ａの共振周波数と参照用弾性表面波素子４ａの共振周波数との差をとるだけで、温度変化による影響を殆ど取り除くことができ、非常に簡便な構成及び方法で温度補正を実現することができる。
【００４１】
また、圧力検出用弾性表面波素子７ａ及び参照用弾性表面波素子４ａの共振周波数の変化を検出するためには、例えば、両弾性表面波素子にそれぞれ外部の増幅回路を接続して弾性表面波素子の共振周波数に応じた発振周波数で発振する発振回路を構成し、それぞれの発振周波数を検出する。すなわち、圧力や温度の変化に応じて弾性表面波素子の共振周波数が変化し、その共振周波数の変化に応じて発振回路の発振周波数が変化するため、発振周波数の変化によって圧力や温度の変化を検出することができる。
【００４２】
更に、温度補正を行う際も、例えば圧力検出用弾性表面波素子７ａを含む発振回路の出力信号と参照用弾性表面波素子４ａを含む発振回路の出力信号とをミキサーに入力すると、両信号の周波数の差に相当する周波数の信号を出力することができるため、これによって容易に温度変化による影響を殆ど取り除くことができる。
【００４３】
このように本実施形態の圧力センサ１０は、圧力検出用弾性表面波素子７ａを設けた第２圧電基板２の厚みを、参照用弾性表面波素子４ａを有した第１圧電基板１の厚みに比して全体的に薄くなしたことから、圧力を受けたときの変形量が大きくなり、圧力センサとして高い感度が得られることとなる。
【００４４】
これに加えて、参照用弾性表面波素子４ａと圧力検出用弾性表面波素子７ａとは、それぞれが重なり合う異なった圧電基板に設けられている。これによって、同一面内に形成する電極が少なくなり、圧電基板の面積を小さくできるので、圧力センサの小型化を図ることが可能となる。
【００４５】
また本実施形態の圧力センサ１０は、第１圧電基板１及び第２圧電基板２を同一の圧電単結晶から成るとともに、圧電単結晶の対応する結晶軸の向きが略平行となるように配置したことから、２つの圧電基板の任意の同一方向における熱膨張係数が同じになるので、熱履歴が加わることによるクラックの発生等の不具合が低減される。
【００４６】
更に、本実施形態の圧力センサ１０においては、第１圧電基板１と第２圧電基板２とを、同一の圧電単結晶から成るとともに、両圧電基板のカット角及び、圧電単結晶の結晶軸に対する弾性表面波の伝搬方向が略同一若しくは結晶学的に等価となるようにしているので、参照用弾性表面波素子４ａと圧力検出用弾性表面波素子７ａの温度特性を一致させることが可能となり、圧力検出用弾性表面波素子７ａの温度と参照用弾性表面波素子４ａの温度とが略等しくなるようにすることによって、非常に簡便な構成及び方法で温度補正を実現することができる。
【００４７】
また更に、本実施形態の圧力センサ１０においては、第２圧電基板２の下面で、封止材５の内側に、圧力検出用弾性表面波素子７ａに電気的に接続される電極パッド７ｂが設けられ、第１圧電基板１の上面で、封止材５の内側に、電極パッド７ｂに導電性接合材６を介して電気的に接続される接続パッド４ｂが設けられているので、参照用弾性表面波素子４ａ及び圧力検出用弾性表面波素子７ａと共に、両素子の電気的な接続部についても外部環境より良好に保護することができる。
【００４８】
次に、上述した第１圧電基板１と第２圧電基板２とを接続する方法について説明する。
【００４９】
先ず、上面に参照用弾性表面波素子４ａ及び接続パッド４ｂを有する第１ウエハーと、下面に圧力検出用弾性表面波素子７ａ及び電極パッド７ｂを有する第２ウエハーを準備する。ここで用いる第１ウエハーは第１圧電基板１の集合基板であり、第２ウエハーは第２圧電基板２の集合基板であり、その厚みは２００〜３００μｍに設定される。
【００５０】
次に、第１ウエハーの接続パッド４ｂと第２ウエハーの電極パッド７ｂとを、第１ウエハーの封止パッド４ｃと第２ウエハーの封止電極７ｃとを、それぞれ半田ペーストを介して仮接続する。本実施形態では、半田ペーストには、ＡｕＳｎ粉末を有機ビヒクル中に分散させたものを用いた。また、半田ペーストは、接続パッド４ｂ上に、従来周知のスクリーン印刷法等により塗布・形成した。また、第２ウエハーの各電極パッド７ｂ及び封止電極７ｃは、対応する各接続パッド４ｂ及び封止パッド４ｃと対向し、更に、第１ウエハーと第２ウエハーとは対応する結晶軸の向きをそれぞれ一致させる。
【００５１】
次に、第１ウエハー及び第２ウエハーを加熱して半田ペーストを溶融することにより、参照用弾性表面波素子４ａ及び圧力検出用弾性表面波素子７ａが封止材５で囲繞されるとともに、各接続パッド４ｂが導電性接合材６を介して各電極パッド７ｂに電気的に接続される。
【００５２】
このようにして第１ウエハーに固定された第２ウエハーを、上側からラッピング等により研磨して厚みを５０〜７５μｍに設定する。
【００５３】
次に、ダイシングにより、第２ウエハーのみを切断して、第２ウエハーを複数個の第２圧電基板に分割させた後、隣接する第２圧電基板間の間隙を埋めるように、液状の樹脂を塗布し、熱硬化させる。尚、本実施形態においては、液状樹脂を塗布した際、間隙を効果的に埋める必要があるので、真空印刷を用いると良い。
【００５４】
そして、第１ウエハーを、上述した樹脂とともにダイシング等により切断することにより、第１ウエハーが第１圧電基板１に分割され、圧力センサ１０が製作されることとなる。
【００５５】
ここで、本実施形態の圧力センサ１０には、第２圧電基板２の側面及び圧力検出用弾性表面波素子７ａが形成された領域以外の上部には樹脂から成る保護材３を有しており、厚みの薄い第２圧電基板２の端面部が保護される構成としている。
【００５６】
かくして構成した圧力センサ１０は、例えば、外部の増幅器と回路的に接続して発振回路を構成し、これに電源及びアンテナ部品を組み合わせることによって、例えば、自動車のタイヤに取り付けられてタイヤの空気圧の変化に応じて無線信号を送信出力するような圧力センサ装置として機能する。
【００５７】
次に本発明の他の実施形態に係る圧力センサについて図４を用いて説明する。尚、本実施形態においては先に述べた図１乃至図３の実施形態と異なる点についてのみ説明し、同様の構成要素については同一の参照符を用いて重複する説明を省略するものとする。
【００５８】
図４は本実施形態の圧力センサに用いる第１基板１を示す外観斜視図である。本実施形態の圧力センサが先に述べた図１乃至図３の圧力センサと異なる点は、参照用弾性表面波素子１４ａが、センサ基板１の表面に間隔をあけて配置された一対のＩＤＴ電極４ａａと、その間の弾性表面波の伝搬路４ａｆとで構成される弾性表面波遅延線とされており、圧力検出用弾性表面波素子１７ａ（図示せず。）も同様に、第２圧電基板２の下面に所定の間隔をあけて配置された一対のＩＤＴと、その間の弾性表面波の伝搬路とで構成される弾性表面波遅延線とされていることである。また、両弾性表面波素子の弾性表面波の伝播方向の両側には、弾性表面波を減衰させ、圧電基板の端部などで弾性表面波が反射するのを防止するために、シリコン樹脂などから成るダンピング材４ｈが形成されている。
【００５９】
そして、第２圧電基板２に外部からの圧力が上方より印加され、第２圧電基板２が変形すると、圧力検出用弾性表面波素子１７ａにおいて、弾性表面波の伝搬路の長さが変化すると同時に、歪みが生じた部分の弾性表面波の伝搬速度が変化し、両者の作用によって電気信号の遅延時間が変化するため、遅延時間の変化を検出することによって、先の実施形態の場合と同様に圧力の変化を検出することができる。
【００６０】
遅延時間の変化を検出するためには、例えば圧力検出用弾性表面波素子１７ａに増幅回路を接続することによって、弾性表面波遅延線によって生じる電気信号の遅延時間に対応した周波数で発振する発振回路を構成する。これによって、先の実施形態の場合と同様に、圧力の変化を発振周波数の変化として検出することができ、本実施形態における圧力検出用弾性表面波素子１７ａも先の実施形態における圧力検出用弾性表面波素子７ａと同様に圧力検出素子として機能する。
【００６１】
また、参照用弾性表面波素子１４ａも同様に増幅回路に接続し、参照用弾性表面波素子１４ａによって生じる電気信号の遅延時間に対応した周波数で発振する発振回路を構成する。これによって先の実施形態の場合と同様に、例えば２つの発振回路の出力信号をミキサーに入力し、両信号の周波数の差に相当する周波数の信号を出力することによって、容易に温度変化による影響を殆ど取り除くことができる。
【００６２】
尚、本発明は上述の実施形態に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の変更、改良が可能である。
【００６３】
例えば、上述した実施形態においては、２つの圧電基板に単結晶圧電材料を用いているが、これに代えて、多結晶圧電材料を用いても構わない。特にこの場合、第１圧電基板１及び第２圧電基板２が、矩形状を成すとともに、同一の圧電多結晶により形成し、更に両圧電基板の長手方向の線膨張係数を略同一（同一及び±１０％以内の範囲内）に設定することにより、例えば第１圧電基板１上に第２圧電基板２を搭載する際など大きな温度変化が生じる場合に、熱膨張係数の違いによって接合部に大きな応力が生じ、クラックの発生等の不具合が生じるのを有効に抑制することができる。
【００６４】
また、この場合に、第１圧電基板１及と第２圧電基板２とを同一の圧電多結晶から成すとともに、分極方向に対する弾性表面波の伝搬方向を、圧力検出用弾性表面波素子７ａと参照用弾性表面波素子４ａとにおいて一致させることにより、両弾性表面波素子の温度特性を一致させることができ、上述した実施形態と同様に簡便な方法で温度補正をすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施形態に係る圧力センサの断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る圧力センサの主要部分の外観斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る圧力センサの第１圧電基板の外観斜視図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る圧力センサの第１圧電基板の外観斜視図である。
【図５】従来の圧力センサの外観斜視図である。
【図６】従来の圧力センサの断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１・・・第１圧電基板
２・・・第２圧電基板
３・・・保護材
４ａ、１４ａ・・・参照用弾性表面波素子
４ｂ・・・接続パッド
５・・・封止材
６・・・導電性接合材
７ａ、１７ａ・・・圧力検出用弾性表面波素子
７ｂ・・・電極パッド
８・・・ビアホール導体
９・・・外部端子
１０・・・圧力センサ
【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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