(57)【要約】【課題】  球状表面弾性波素子における表面弾性波の励起や計測、計測結果の送信などの各種機能実現にには、各種電子部品を配線等で設けるのが一般的であるが、その場合、その各種電子部品の設置位置や方向など、球状表面弾性波素子が球形であっても位置決めや方向決めを容易にすることを可能とする。【解決手段】  球状表面弾性波素子に円形以外の形状等の窪みを有し、その窪みに電子部品が電気的接続でや物理的固定接続などの接続がされていることを特徴とする電子部品付球状表面弾性波素子とその製造方法および表面弾性波伝搬情報送信素子を提供する。【選択図】図１
2007266852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状表面弾性波素子に窪みを有し、その窪みに電子部品が接続されていることを特徴とする電子部品付球状表面弾性波素子。
【請求項２】
請求項１記載の電子部品付球状表面弾性波素子の接続が電気的接続であることを特徴とする電子部品付球状表面弾性波素子。
【請求項３】
請求項１または２記載の電子部品付球状表面弾性波素子の接続が物理的固定接続であることを特徴とする電子部品付球状表面弾性波素子。
【請求項４】
請求項１から３何れか記載の電子部品付球状表面弾性波素子の窪みが円形以外の形状であることを特徴とする電子部品付球状表面弾性波素子。
【請求項５】
請求項４記載の電子部品付球状表面弾性波素子の製造方法において、球状表面弾性波素子に対してその窪みを異方性エッチングにより設ける工程、窪みの形状に従い位置合わせして電子部品を接続する工程からなることを特徴とする電子部品付球状表面弾性波素子の製造方法。
【請求項６】
請求項１から４何れかの球状表面弾性波素子の電子部品がコンデンサーおよびコイルであり、該コンデンサーがコイルと接続され外部回路より表面弾性波を励振計測できることを特徴とする表面弾性波伝搬情報送信素子。
【請求項７】
請求項１から４何れかの球状表面弾性波素子の電子部品として表面弾性波励振用コイル及びコンデンサーと計測用および計測結果の送信用電子回路であることを特徴とする表面弾性波伝搬情報送信素子。
【請求項８】
請求項１から４何れかの球状表面弾性波素子にアンテナが付属されていることを特徴とする表面弾性波伝搬情報送信素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、球状表面弾性波素子に、表面弾性波の励起や計測、計測結果の送信などの各種機能実現に用いられる電子部品が付属している電子部品付球状表面弾性波素子とその製造方法および表面弾性波伝搬情報送信素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、平板形状ではなく、球形状の圧電性結晶基材の表面にすだれ状電極が形成された球状表面弾性波素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、表面弾性波は、基材表面の状態に応じて多重周回する速度が変化する。同様に、表面弾性波は、基材表面への分子の付着等により、円環状領域の周長が表面弾性波の波長の整数倍となるとき、共鳴周波数が変化する。
【０００４】
このため、球状表面弾性波素子は、基材表面の円環状領域に付着した分子や、円環状領域に成膜された反応膜と環境ガス等との反応を検出する等の用途が提案されている。
【０００５】
この様な球状表面弾性波素子における表面弾性波の励起や計測、計測結果の送信などの各種機能実現にには、各種電子部品を配線等で設けるのが一般的である。
【０００６】
特許文献は以下の通り。
【特許文献１】国際公開第ＷＯ  ０１／４５２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
その場合、その各種電子部品の設置位置や方向などは、球状表面弾性波素子が球形で位置決めや方向決めが容易でないのが一般的であった。
【０００８】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、各種電子部品の設置位置や方向などは、球状表面弾性波素子が球形で位置決めや方向決めが正確に行われている電子部品付球状表面弾性波素子および、その電子部品付球状表面弾性波素子を利用して作成される表面弾性波伝搬情報送信素子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】
【０００９】
請求項１に対応する発明は、球状表面弾性波素子に窪みを有し、その窪みに電子部品が接続されていることを特徴とする電子部品付球状表面弾性波素子である。
【００１０】
請求項２に対応する発明は、請求項１記載の電子部品付球状表面弾性波素子の接続が電気的接続であることを特徴とする電子部品付球状表面弾性波素子である。
【００１１】
請求項３に対応する発明は、請求項１または２記載の電子部品付球状表面弾性波素子の接続が物理的固定接続であることを特徴とする電子部品付球状表面弾性波素子である。
【００１２】
請求項４に対応する発明は、請求項１から３何れか記載の電子部品付球状表面弾性波素子の窪みが円形以外の形状であることを特徴とする電子部品付球状表面弾性波素子である。
【００１３】
請求項５に対応する発明は、請求項４記載の電子部品付球状表面弾性波素子の製造方法において、球状表面弾性波素子に対してその窪みを異方性エッチングにより設ける工程、窪みの形状に従い位置合わせして電子部品を接続する工程からなることを特徴とする電子部品付球状表面弾性波素子の製造方法である。
【００１４】
請求項６に対応する発明は、請求項１から４何れかの球状表面弾性波素子の電子部品がコンデンサーおよびコイルであり、該コンデンサーがコイルと接続され外部回路より表面弾性波を励振計測できることを特徴とする表面弾性波伝搬情報送信素子である。
【００１５】
請求項７に対応する発明は、請求項１から４何れかの球状表面弾性波素子の電子部品として表面弾性波励振用コイル及びコンデンサーと計測用および計測結果の送信用電子回路であることを特徴とする表面弾性波伝搬情報送信素子である。
【００１６】
請求項８に対応する発明は、請求項１から４何れかの球状表面弾性波素子にアンテナが付属されていることを特徴とする表面弾性波伝搬情報送信素子である。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、請求項１に係る本発明によれば、電子部品の設置位置や方向などが、球状表面弾性波素子が球形であっても容易となった。
【００１８】
また、請求項２に係る本発明によれば、電子部品との電気的接続が、球状表面弾性波素子が球形であっても容易に可能となった。
【００１９】
また、請求項３に係る本発明によれば、電子部品との物理的接続が、球状表面弾性波素子が球形であっても容易に可能となった。
【００２０】
また、請求項４に係る本発明によれば、電子部品の特に方向決めが、球状表面弾性波素子が球形であっても容易となった。
【００２１】
また、請求項５に係る本発明によれば、請求項４の請求項１から３何れか記載の電子部品付球状表面弾性波素子の窪みが円形以外の形状であることを特徴とする電子部品付球状表面弾性波素子の容易な製造方法を提供することが可能になった。
【００２２】
また、請求項６に係る本発明によれば、配線精度や収率、信頼性の高い表面弾性波伝搬情報送信素子の提供が可能となった。
【００２３】
また、請求項７に係る本発明によれば、配線精度や収率、信頼性の高い表面弾性波伝搬情報送信素子の提供が可能となった。
【００２４】
また、請求項８に係る本発明によれば、配線精度や収率、信頼性の高い表面弾性波伝搬情報送信素子の提供が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２６】
球状弾性表面波素子１０は、図１に示すように、圧電性の結晶球の表面にすだれ状電極１３を形成し、電気信号を印加することで結晶球表面に電界を生じさせ、弾性表面波を励起して、振動をすくなくとも伝搬面１１である円環状の領域に周回させ、周回する弾性表面波をすだれ状電極１３によって再び電気信号に変換することを特徴とする電子デバイスである。
【００２７】
通常の製造方法はたとえば結晶球３２を作成して、しかるる後に結晶球のＺ軸もしくはＣ軸と呼ばれる方位を地軸として赤道に双方向にすだれ状電極を形成することで製造することが出来る。結晶球としては水晶が一般的であるが、水晶以外にも圧電性の結晶であれば、多くの圧電結晶を用いて実現可能である。
【００２８】
結晶球のエッチング自体については、装飾品製造において、フォトリソを用いた、所定の場所についてのエッチングが通常行われていることは公知である。
【００２９】
ところで、球状弾性表面波素子１０は弾性表面波が結晶球表面に対して円環状に弾性表面波の周回する経路である伝搬面１１を有しており、この領域に弾性表面波の伝播を阻害する構造があったり、結晶球の欠損があると周回に伴い急速に強度が弱くなり、たとえばセンサーとしての利用では感度を得る事が困難になる。そこで、上記伝搬経路以外の部分にマスクを用いて図５に示すように、部分的なエッチングをおこなっても、弾性表面波の周回を阻害することはない。
【００３０】
次に、球状弾性表面波素子の表面に形成される電気音響変換素子は電子部品として使用されることから予想されるように、素子の直径が５ｍｍ以下となる。素子は前記した様に球形の少なくとも円環状の領域を必要とするが、それ以外の領域は弾性表面波のエネルギーが多くはなく基板への固定や、電極接合の為の表面として使用される。
【００３１】
ところで、たとえば結線をおこなおうとする際に、本願の結晶球を製造する為に表面の凹凸が通常１００ミクロン以下の平滑な面に加工がなされていることから、たとえば、超音波ボンダーを使っては、アンカー効果が働かず非常に密着性が弱く、振動が多い環境では剥離を起こすことから電気的な接続が保てず故障の原因となる。
【００３２】
これに対して、図６に示すように、レジスト３１を用いて弾性表面波周回経路以外や窪みの水晶球３２領域にエッチングを施し、表面を荒らすあるいは凹面（窪み１７）を形成することによれば、表面の凹凸によるアンカー効果から電気的な断線による故障の原因となりにくい。
【００３３】
図５に示す様に、環化ゴム−ビスアジド系レジストを用いて、直系３．３ｍｍの水晶球３２のＣ軸表面部位に対して、直径０．１ｍｍの円形の窓を開けて、適当な濃度の緩衝フッ酸を用いてエッチングを行った例を示す。８０時間後において、水晶の異方法性に従って三角に近い形状にエッチングがされていることがわかる。この方向は水晶のＭＭ軸方向であることが判っている。
【００３４】
別途用意した、埋め込み用電子部品を用いてシリコンウエハーから、マイクロマシン技術を用いて大量に切り出して作成する。図１は、ＲＦ−ＩＤ用に製造されたＩＣチップを埋め込んだ図である。
【００３５】
アンテナ結線用の端子があり、２箇所の球素子表面のアンテナ線に接続する。球表面に固定する為には導電ペーストなど有り触れた導電性の接着剤を使用することも出来る。
【００３６】
異方性エッチングによって三角形上にエッチングされるために、アンテナラインとの結線の際に、球素子の方位あわせが容易である。
【００３７】
ＲＦ−ＩＤは通常使用されるように非常に小さくあらかじめ基体に接着してアンテナ電極への接合用端子に接続している。
【００３８】
図２は上記部品を球状弾性表面波素子に接合した図である。本構成の素子は、すだれ状電極を用いて実際の球状弾性表面波素子として弾性表面波を周回させる前に、素子表面を液体処理する工程でＲＦ−ＩＤチップのＩＤ付与機能を使用するために、ＲＦ−ＩＤはそれが通信を行う為に必要なアンテナをすだれ状電極がかねている。
【００３９】
すだれ状電極を使用する際にはＩＤが破損する為にＲＦ−ＩＤ素子に接続される側の電極はアースする。
【００４０】
図３および図４に示すのは、一般にシリコン基板表面で形成したＩＣ回路を素子に埋め込場合の例である。球状弾性表面波素子のすだれ状電極は通常非常に高いインピーダンスを持っており、５０オーム計の回路に接続するに際してマッチング回路を必要とする。コンデンサーなどを実装した部品をこの基体に搭載して素子に接合すれば、外部に形成しなくてはならない電子回路が少なくてすむ。
【００４１】
現実には１００ＭＨｚ以上の高い周波数で弾性表面波を励起するために例えば水晶ではそのパターン周期が数十ミクロン以下の精細なパターンと成る。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態にかかる電子部品付球状表面弾性波素子の斜視図である。
【図２】同実施形態にかかる電子部品付球状表面弾性波素子の電子部品を接続した部分を示す斜視拡大図である。
【図３】電子部品をＩＣ回路とした場合の実施形態にかかる電子部品付球状表面弾性波素子の製造途中におけるエッチング工程を示す工程説明図である。
【図４】同実施形態にかかる電子部品付球状表面弾性波素子の電子部品を接続した部分を示す斜視拡大図である。
【図５】以上各実施形態にかかる電子部品付球状表面弾性波素子の製造途中におけるエッチング工程を示す斜視図である。
【図６】図５の実施形態にかかる電子部品付球状表面弾性波素子の製造途中におけるエッチング工程を示す工程説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０…球状表面弾性波素子
１１…伝搬面
１２…球状部材
１３…すだれ状電極
１４…電極（ホット側）
１５…電極（アース側）
１６…導電ペースト
１７…窪み
１８…ＲＦ−ＩＤチップ
１９…アンテナ電極接合端子
２０…埋め込み基材
２１…ＩＣ回路
２２…シリコン基材
２３…結線用電極
３１…レジスト
３２…結晶球
３３…抵抗
３４…エッチング液
【図１】
2007266852.tif 000003
【図２】
2007266852.tif 000004
【図３】
2007266852.tif 000005
【図４】
2007266852.tif 000006
【図５】
2007266852.tif 000007
【図６】
2007266852.tif 000008