(57)【要約】【課題】          本発明の目的は、微少質量測定用センサ素子に水晶素板薄板の振動部とその周囲を囲う水晶素板厚板の補強部とが一体に成ったＡＴカットの厚み滑り振動をする水晶振動子を用いた、信頼性の高い微少質量測定用センサを提供することである。【解決手段】          上記の目的を達成する為に本発明は、微少質量測定用センサ素子（ＱＣＭセンサ素子）に水晶素板薄板の振動部とその周囲を囲う水晶素板厚板の補強部とが一体に成ったＡＴカットの厚み滑り振動をする水晶振動子を用い、先の微少質量測定用センサ素子の凹加工された主電極面が微少質量測定用センサ（ＱＣＭセンサ）容器内部の方向を向くように載置されたことを特徴とし、また、ＱＣＭセンサ容器がガラス、水晶、プラスチック、若しくはセラミックからなり、ＱＣＭセンサ素子の信号入出力端がＱＣＭセンサ容器の外面に延在されることを特徴として課題を解決する。【選択図】  図１
2007093553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶基板の表面に金属膜を形成して成る水晶振動子を用いた微少質量測定用センサにおいて、
微少質量測定用センサ素子に水晶素板薄板の振動部とその周囲を囲う水晶素板厚板の補強部とが一体に成ったＡＴカットの厚み滑り振動をする水晶振動子を用い、該微少質量測定用センサ素子の凹加工された主電極面が微少質量測定用センサ容器内部の方向を向くように載置されたことを特徴とする微少質量測定用センサ。
【請求項２】
該微少質量測定用センサ容器がガラス、水晶、プラスチック、若しくはセラミックから成ることを特徴とする請求項１に記載の微少質量測定用センサ。
【請求項３】
該微少質量測定用センサ素子の信号入出力端が該微少質量測定用センサ容器の外面に延在されることを特徴とする請求項１に記載の微少質量測定用センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微少質量測定用センサ素子に水晶素板薄板の振動部とその周囲を囲う水晶素板厚板の補強部とが一体に成ったＡＴカットの厚み滑り振動をする水晶振動子を用いた、信頼性の高い微少質量測定用センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から水晶振動子を使用した微少質量測定用センサ素子（ＱＣＭ：Ｑｕａｒｔｚ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｍｉｃｒｏｂａｌａｎｃｅ  センサ素子）は水晶の厚みすべり振動を利用しており、水晶基板の表面に形成される金属膜材料には、水晶基板との密着性を考慮してクロム（Ｃｒ）、ニッケルクロム（ＮｉＣｒ）、チタン（Ｔｉ）などが使用されている。
【０００３】
微少質量測定用センサ素子全体を溶液中に浸漬させて使用する場合、水晶基板の片面の金属膜を液相に接触させずに気相状態に保つには、微少質量測定用センサ容器内部側への溶液の進入を防ぐために微少質量測定用センサ素子の側面の全周縁部、及び同素子の微少質量測定用センサ容器内部側の表面端部を接着材などで固定して塞がなければならない。一般的には微少質量測定用センサ素子の振動への影響を出来うるだけ小さなものとするために、接着の応力の小さなシリコン系の絶縁性接着材が使用されることが多く見受けられる。
【０００４】
また、微少質量測定用センサでは、測定される反応物が水晶振動子の表面に付着・乖離する際の微少な重量変化を水晶振動子の周波数変化としてとらえるが、この反応物が水晶振動子の表面に付着するために、基本的には微少質量測定用センサ（以下ＱＣＭセンサと呼ぶ）は使い捨ての方式が採用されており、その解析精度においては、温度制御の安定度や単位重量当たりの周波数変化量が大きい高周波帯での測定が有効とされている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１５３７７７号公報
【特許文献２】特開平１１−１４５２５号公報
【０００６】
なお、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を本件出願時までに発見するに至らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の微少質量測定用センサ（以降ＱＣＭセンサと呼ぶ）では、使用されるＱＣＭセンサ素子の水晶基板の高周波化に伴いその厚みが薄板化されると、接着材によるシール等による物理的な応力の感度が高くなって、センサ素子接着材の量により、ＱＣＭセンサ素子による計測に寄与する振動領域部への接着部からの影響が均一では無くなるおそれがあった。
【０００８】
その為に、従来の微少質量測定用センサ（ＱＣＭセンサ）では、単純に高周波化してもＱＣＭセンサの計測データに不要なノイズが発生し易くなるといったおそれがあった。
【０００９】
本発明は、以上のような技術的背景のもとでなされたものであり、従がってその目的は、微少質量測定用センサ素子に水晶素板薄板の振動部とその周囲を囲う水晶素板厚板の補強部とが一体に成ったＡＴカットの厚み滑り振動をする水晶振動子を用いた、信頼性の高い微少質量測定用センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために本発明は、水晶基板の表面に金属膜を形成して成る水晶振動子を用いた微少質量測定用センサにおいて、微少質量測定用センサ素子に水晶素板薄板の振動部とその周囲を囲う水晶素板厚板の補強部とが一体に成ったＡＴカットの厚み滑り振動をする水晶振動子を用い、先の微少質量測定用センサ素子の凹加工された主電極面が微少質量測定用センサ容器内部の方向を向くように載置されたことを特徴とする
【００１１】
また、微少質量測定用センサ（ＱＣＭセンサ）容器がガラス、水晶、プラスチック、若しくはセラミックからなることを特徴とする。
【００１２】
また、ＱＣＭセンサ素子の信号入出力端が微少質量測定用センサ容器の外面に延在されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のＱＣＭセンサによれば、使用されるＱＣＭセンサ素子の水晶振動子の凹加工された主電極面がＱＣＭセンサ容器内部の方向を向いた構造となるために、接着材が振動領域部にまで入り難くなり、また、ＱＣＭセンサ素子の構造的にもＱＣＭセンサ素子の振動領域部が凹部に限定された同一素材を使用出来るので、ＱＣＭセンサの製造を著しく効率的に行うことが出来る。
【００１４】
また、本発明のＱＣＭセンサによれば、ＱＣＭセンサ素子の材料の外形を一定とした状態で、ＱＣＭセンサ素子の凹部振動領域部を所望の周波数によって、その厚み、振動領域部を設定することが可能となり、使用する周波数が異なる場合においても、同一形状のＱＣＭセンサ容器を使用することが出来る。
【００１５】
また、本発明のＱＣＭセンサによれば、高周波帯でのＱＣＭセンサ素子の機械的な強度が従来に比べて高くなるために、計測データにおけるノイズ成分を著しく低減することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に図面を参照しながら本発明の実施の一形態について説明する。なお、各図においての同一の符号は同じ対象を示すものとする。
【実施例１】
【００１７】
図１は本発明のそれぞれ上方に高周波数測定用のＱＣＭセンサ素子５と、下方に低周波数測定用のＱＣＭセンサ素子５を搭載したＱＣＭセンサ４を側面方向からみた概略の側面模式図である。即ち、ＱＣＭセンサ素子５に水晶素板薄板の振動部６とその周囲を囲う水晶素板厚板の補強部７とが一体に成ったＡＴカットの厚み滑り振動をする水晶振動子を用い、先のＱＣＭセンサ素子５の凹加工された主電極面８がＱＣＭセンサ容器９内部の方向を向くようにＱＣＭセンサ４に載置されたものである。このような構造のＱＣＭセンサ４をした本発明の微少質量測定用センサ４（ＱＣＭセンサ）によれば、使用されるＱＣＭセンサ素子５の水晶振動子の凹加工された主電極面８がＱＣＭセンサ容器９内部の方向を向かされた構造となるために、接着材が振動領域部にまで入り難くなり、また、ＱＣＭセンサ素子５の構造的にもＱＣＭセンサ素子５の振動領域部以外の補強部は厚いので、ＱＣＭセンサ４の製造を著しく効率的に行うことが出来るという効果を奏する。
【００１８】
図２は本発明のＱＣＭセンサ４をＱＣＭセンサ素子５の露出した主面方向からみた概略の上面模式図である。なお、ＱＣＭセンサ素子５は図２にあるように、矩形状に限られるものではなく、円形、楕円形、台形、多角形などであっても構わず、これらの場合においても本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでも無い。
【００１９】
図３は従来のＱＣＭセンサ素子５を斜め上方からみた概略の模式図である。水晶基板１の表面に形成される金属膜２材料には、水晶基板１との密着性を考慮してクロム（Ｃｒ）、ニッケルクロム（ＮｉＣｒ）、チタン（Ｔｉ）などが下地金属膜材料として使用され、その上に上地金属膜材料として金（Au）などが使用されることが多い。
【００２０】
図４は従来のそれぞれ上方に低周波数測定用のＱＣＭセンサ素子５と、下方に高周波数測定用のＱＣＭセンサ素子５を搭載したＱＣＭセンサ４を側面方向からみた概略の側面模式図である。使用されるＱＣＭセンサ素子５の水晶基板１の寸法を大きくすることにより接着材によるシールパスを十分な面積として確保していたが、センサ素子接着材の量により、ＱＣＭセンサ素子５の振動領域部への影響が均一では無くなるおそれがあった。
【００２１】
図５は従来のＱＣＭセンサ４をＱＣＭセンサ素子５の露出した主面方向からみた概略の上面模式図である。従来のＱＣＭセンサ４では、ＱＣＭセンサ素子５が先の図３のような形状をしており、そのため、ＱＣＭセンサ容器９に高周波の水晶振動子を取り付けて使用する場合、振動部の強度不足と成ることによって、ＱＣＭセンサ４の計測データに不要なノイズが発生し易くなるといったおそれがあった。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のそれぞれ上方に高周波数測定用のＱＣＭセンサ素子と、下方に低周波数測定用のＱＣＭセンサ素子を搭載したＱＣＭセンサを側面方向からみた概略の側面模式図である。
【図２】本発明のＱＣＭセンサをＱＣＭセンサ素子の露出した主面方向からみた概略の上面模式図である。
【図３】従来のＱＣＭセンサ素子を斜め上方からみた概略の模式図である。
【図４】従来のそれぞれ上方に高周波数測定用のＱＣＭセンサ素子と、下方に低周波数測定用のＱＣＭセンサ素子を搭載したＱＣＭセンサ４を側面方向からみた概略の側面模式図である。
【図５】従来のＱＣＭセンサをＱＣＭセンサ素子の露出した主面方向からみた概略の上面模式図である。
【符号の説明】
【００２３】
１    水晶基板
２    金属膜
３    水晶振動子
４    微少質量測定用センサ（ＱＣＭセンサ）
５    微少質量測定用センサ素子（ＱＣＭセンサ素子）
６    水晶素板薄板の振動部
７    水晶素板厚板の補強部
８    凹加工された主電極面
９    微少質量測定用センサ容器（ＱＣＭセンサ素子容器）
１０  信号入出力端
【図１】
2007093553.tif 000003
【図２】
2007093553.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007093553.tif 000006
【図５】
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