(57)【要約】【課題】検出・測定対象の化学物質によるＩＤＴ電極等の腐食や劣化を抑制して検出・測定精度を確保しかつ高信頼性を有し、小型化や高周波化も可能な弾性表面波センサを提供する。【解決手段】弾性表面波センサ１０では、検出または測定の対象となる化学物質に接触させる必要がある感応膜７が、水晶基板１の上側主面に設けられた励振および受信用ＩＤＴ電極４，５と水晶基板１を介して隔離された水晶基板１の下側主面に設けられている。これにより、励振用および受信用ＩＤＴ電極４，５に化学物質を触れさせることなく検出または測定を行うことが可能となるので、励振用および受信用ＩＤＴ電極４，５の化学物質による腐蝕や劣化を防止することができる。従って、励振および受信用ＩＤＴ電極４，５の腐蝕や劣化を起こさず信頼性の高い弾性表面波センサ１０を提供することができる。【選択図】図１
2007225546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶基板と、
前記水晶基板の主面上に形成される擬似縦波型弾性表面波を励振するＩＤＴ電極と、
前記ＩＤＴ電極が形成された前記主面の反対側の主面に、検出または測定の対象となる物質を認識する感応膜が形成されていることを特徴とする弾性表面波センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の弾性表面波センサにおいて、
前記ＩＤＴ電極が、一組の交差指電極を有する１つのＩＤＴ電極からなることを特徴とする弾性表面波センサ。
【請求項３】
請求項１に記載の弾性表面波センサにおいて、
平面視で前記擬似縦波型弾性表面波の伝搬方向に沿って前記ＩＤＴ電極を挟むように配置される一組の反射器を備えることを特徴とする弾性表面波センサ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性表面波センサにおいて、
前記水晶基板上の少なくとも前記ＩＤＴ電極が収納容器で覆われ、前記感応膜の少なくとも一部が大気中に露出されることを特徴とする弾性表面波センサ。
【請求項５】
請求項４に記載の弾性表面波センサにおいて、
前記ＩＤＴ電極と、前記ＩＤＴ電極を駆動・制御して前記検出または測定の対象となる物質の検出または測定を実施しその結果を記録する手段を備えた回路部が、前記収納容器内に密閉された状態で収納されていること特徴とする弾性表面波センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の化学物質を検出しかつ/またはその物理特性を測定するためのトランスデューサとして、弾性表面波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ  ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｗａｖｅ）を利用した弾性表面波センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、バイオテクノロジや医療などの技術分野において、検出・測定対象の化学物質を認識する感応膜の化学的または物理的変化を検出するために、弾性表面波素子（ＳＡＷ素子）をトランスデューサーとして利用した弾性表面波センサ（ＳＡＷセンサ）が開発され、その利用が広がってきている（例えば、特許文献１〜４を参照）。
【０００３】
このような弾性表面波センサなどの弾性表面波装置に用いられる弾性表面波としては、レイリー波（Ｒａｙｌｅｉｇｈ  ｗａｖｅ）や、リーキー波（Ｌｅａｋｙ  ｗａｖｅ）と呼ばれる漏洩弾性表面波が主に用いられている。レイリー波は、弾性体の表面を伝搬する表面波であり、そのエネルギーを圧電基板内部に放射することなく、理論上伝搬損失なく伝搬する。レイリー波を利用した弾性表面波装置用圧電基板としては、位相速度が３１５０〔ｍ／秒〕のＳＴカット水晶が挙げられる。
【０００４】
圧電基板中には、「遅い横波」、「速い横波」、「縦波」の３種類の体積波（バルク波）が存在するが、前記のレイリー波は「遅い横波」よりも更に遅い位相速度で伝搬するものである。
漏洩弾性表面波は、弾性体の深さ方向にエネルギを放射しながら伝搬する弾性表面波であり、特別な切り出し角および伝搬方向では利用可能となる。例えば、位相速度が、３９００〔ｍ／秒〕のＬＳＴカット水晶が知られている。この漏洩弾性表面波は、「遅い横波」と「速い横波」の間の位相速度で伝搬するものである。
【０００５】
近年では、漏洩弾性表面波の理論を発展させて、基板表面での変位のほとんどが縦波成分で構成され、バルク波として２つの横波成分を圧電基板内部に放射しながら「速い横波」と「縦波」の間の高い位相速度で伝搬する擬似縦波型弾性表面波が相次いで発見されている。
また、従来、弾性表面波装置の高周波化には適した材料ではないと考えられていた水晶基板においても、所定の切り出し角の水晶基板を用いた擬似縦波型弾性表面波の利用が報告されてきている（例えば非特許文献１を参照）。
【０００６】
このような弾性表面波を利用した弾性表面波センサの基本的構成の従来例を図５に示して説明する。弾性表面波センサ１１０は所謂共振型（１ポート共振子型）で、水晶などからなる圧電基板１０１の上側の主面の略中央に形成されたＩＤＴ（ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極１０４と、ＩＤＴ電極１０４の略中央に形成された感応膜１０７と、ＩＤＴ電極１０４を挟んだ両側に形成された格子構造の一組の反射器１０６ａ，１０６ｂとを有している。感応膜１０７は、ＩＤＴ電極１０４を構成する交差指電極１０２ａ，１０２ｂの各電極指間のＳＡＷ伝搬面に配置されている。このような弾性表面波センサ１１０において、交差指電極１０２ａ，１０２ｂ間に所定の高周波信号電圧を引加すると、圧電基板１０１の表面に入力信号と同じ周波数の弾性表面波が励振される。弾性表面波はＩＤＴ電極１０４の左右両側に伝搬し、左右に配置された反射器１０６ａ，１０６ｂに反射されてＩＤＴ電極１０４に向けて戻る結果、両反射器１０６ａ，１０６ｂ間に定在波が発生する。感応膜１０７が検出・測定対象の化学物質を吸収するなどしてその重量が増加すると、弾性表面波の伝搬速度が変化し、その周波数が変化する。この周波数変化量を測定することによって、目的の化学物質を高精度に検出しまたは測定することができる（例えば特許文献１を参照）。
【０００７】
この他に、例えば、ＳＨ（Ｓｈｅａｒ  Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）モードのＳＡＷデバイスにおいて、圧電体からなるＳＡＷ伝搬面に電気的短絡と電気的開放とをそれぞれ励振用ＩＤＴ電極と受信用ＩＤＴ電極の間に設け、酵素を固定した試料セルに同一液体を負荷した場合に電気的短絡と電気的開放間に生じるＳＡＷ伝搬速度の変化から、ｐＨ、導電性などの物性を検出する弾性表面波バイオセンサが知られている（例えば特許文献２を参照）。
また、弾性表面波デバイスの圧電基板上に、励振用ＩＤＴ電極と受信用ＩＤＴ電極と、この励振用および受信用ＩＤＴの間に配置したガス吸着体をそれぞれ形成し、ガス吸収体（感応膜）が特定のガスを吸着して発熱しまたは質量を増大させることによるＳＡＷ伝搬速度の変化を出力周波数の変化として検出する弾性表面波センサ（ガスセンサ）が知られている（例えば特許文献３を参照）。
さらに、一方の主面にＩＤＴ電極が設けられた圧電基板の他方の主面に、一方の面に感応膜が設けられたアクリル板などの非圧電基板の他方の面を貼り合わせることにより、ＩＤＴ電極により励振された弾性表面波が非圧電基板にバルク波として漏洩されることを利用してガスの検出または測定を行う弾性表面波センサ（ガスセンサ）が知られている（例えば特許文献４を参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５―３１５６４６号公報
【特許文献２】特開平６−１３３７５９号公報
【特許文献３】特開平８−６８７８１号公報
【特許文献４】特開平７−３１８５４２号公報
【非特許文献１】１９９９  ＩＥＥＥ  ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣＳ  ＳＹＭＰＯＳＩＵＭ３２１−３２４頁「Ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｑｕａｓｉ−ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ  Ｌｅａｋｙｕ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ  Ｐｒｏｐａｇａｔｉｎｇ  ｏｎ  Ｙ−Ｒｏｔａｔｅｄ  Ｃｕｔ  Ｑｕａｒｔｚ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した従来の弾性表面波センサは、ＩＤＴ電極と感応膜が圧電基板の同一主面上に設けられている。このため、検出・測定精度を上げるために弾性表面波の伝搬経路を長くしたり、感応膜を大きくしたりすることにより、弾性表面波センサのサイズが大きくなるために、センサの精度向上と小型化を同時に満足させることが困難であった。また、非測定物が腐蝕性を有する場合、ＩＤＴ電極およびセンサ回路を構成する電極などが腐蝕して検出・測定精度に悪影響を及ぼす虞があり、また、これを回避するためにＩＤＴ電極などを保護する手段を講ずるとコストアップを招くという問題があった。さらに、圧電基板に非圧電基板を貼り合わせる構成の漏洩弾性表面波を利用した弾性表面波センサでは、圧電および非圧電基板の界面部分にインピーダンス不整合によって生じる弾性表面波の反射があり、非圧電基板へ効率的にバルク波を漏洩できないために正確な検出・測定ができないという問題があった。また、貼り合わせの工程がコストアップを招くという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記課題を鑑みてなされるものであって、その目的は、検出・測定対象の化学物質によるＩＤＴ電極等の腐食や劣化を抑制して検出・測定精度を確保しかつ高信頼性を有し、小型化や高周波化も可能な弾性表面波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】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明では、水晶基板と、水晶基板の主面上に形成される擬似縦波型弾性表面波を励振するＩＤＴ電極と、ＩＤＴ電極が形成された主面の反対側の主面に、検出または測定の対象となる物質を認識する感応膜が形成されていることを主旨とする。
【００１２】
この構成によれば、検出・測定対象となる化学物質に接触させる必要がある感応膜が、水晶基板の一方の主面に設けられたＩＤＴ電極とは水晶基板を介して隔離された水晶基板の他方の主面に設けられている。これにより、ＩＤＴ電極に化学物質を触れさせることなく検出または測定を行うことが可能となるので、特に保護膜等を設けなくてもＩＤＴ電極の化学物質による腐蝕や劣化を防止することができる。従って、保護膜形成に伴なうコストアップなどをさせることなく、高精度を有し、ＩＤＴ電極の腐蝕や劣化を起こさない信頼性の高い弾性表面波センサを提供することができる。
また、位相速度の比較的速い擬似縦波型弾性表面波を用いて化学物質の検出または測定を行うので、レイリー波や漏洩弾性表面波を用いた場合に比べ、ＩＤＴ電極の電極幅と電極間隔を小さくすることなく高周波化を容易に実現することが可能となり、高精度な弾性表面波センサを実現できる。また、ＩＤＴ規格化電極膜厚の大きさに制約がある場合においても、レイリー波や漏洩弾性表面波を用いた場合に比べて、ＩＤＴ電極の各電極膜厚に余裕をもたせることができる。これにより、電気抵抗損失の増大を抑制し、Ｑ値の低下を防止することができるとともに、ＩＤＴ電極の微細化による製造歩留まりの低下を防ぎ、弾性表面波センサの製造が容易となる。
また、電極膜厚を大きくできることにより、ボンディングするパッド部を厚くすることができ、ワイヤーボンディングする際の電極剥離を防止することができる。
また、基板を貼り合わせることなくバルク波が下側主面に漏洩されるため、製造コストを低減できる。
さらに、ＩＤＴ電極と感応膜とが、水晶基板の別の主面に縦配置されるように設けられるので、平面サイズを増大させることなく感応膜の平面積を大きくすることができる。これにより、検出または測定の対象となる化学物質の感応膜への受容量を多くすることができるので、弾性表面波センサをサイズアップすることなく検出・測定精度を向上させることができる。
【００１３】
本発明では、ＩＤＴ電極が、一組の交差指電極を有する１つのＩＤＴ電極からなる構成としてもよい。
【００１４】
このような所謂１ポート共振子型の弾性表面波センサは、励振用および受信用の２つのＩＤＴ電極を設ける所謂トランスバーサル型の弾性表面波センサに比して１個のＩＤＴを省略できるので、弾性表面波センサの小型化および製造コストの低減を図ることができる。また、従来のレイリー波やＳＨモードの表面波を利用した１ポート共振子型の弾性表面波センサに比して、感応膜をＩＤＴ電極の上に設けることがないため、検出・測定精度を向上させることができる。
【００１５】
本発明では、平面視で擬似縦波型弾性表面波の伝搬方向に沿ってＩＤＴ電極を挟むように配置される一組の反射器を備えることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、ＩＤＴ電極に所定の高周波数信号電圧を印加することによって励振される擬似縦波型弾性表面波の伝搬方向に沿ってＩＤＴ電極の平面視で両側に位置する反射器に反射されてＩＤＴ電極に向けて戻り、該反射器間に擬似縦波型弾性表面波の定住波が発生する。このような反射器による表面波閉じ込め効果により、損失を少なくしてＱ値を高くし、Ｃｌ値を小さくして、より優れた共振特性が得られる。したがって、弾性表面波センサの感度が向上し、高精度な検出・測定が可能になる。
【００１７】
本発明では、水晶基板上の少なくともＩＤＴ電極が収納容器で覆われ、感応膜の少なくとも一部が大気中に露出される構成としてもよい。
【００１８】
この構成によれば、ＩＤＴ電極や、弾性表面波の伝搬面である水晶基板表面が、検出・測定対象の化学物質の飛散や曝露から保護されるので、ＩＤＴ電極の腐蝕や劣化、水晶基板表面の汚染などを抑えることができる。これにより、腐食性を有する化学物質に適用可能な、検出・測定精度に優れ高信頼性を有する弾性表面波センサを提供することができる。
【００１９】
本発明では、ＩＤＴ電極と、ＩＤＴ電極を駆動・制御して検出または測定の対象となる物質の検出または測定を実施しその結果を記録する手段を備えた回路部が、収納容器内に密閉された状態で収納されている構成としてもよい。
【００２０】
この構成によれば、ＩＤＴ電極および検出・測定の駆動・制御・記録に供する回路部が、収納容器内に密閉状態で収容され、感応膜の少なくとも一部が外部に露出している。これにより、感応膜以外の部分を検出・測定対象の物質から完全に遮断した状態で検出・測定対象の物質の検出・測定をすることができる。従って、腐蝕性を有する検出・測定対象の化学物質の液中または気体の雰囲気中に弾性表面波センサを投入して、検出または測定作業を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を具体化した第１の実施形態について図面に従って説明する。
【００２２】
図１（ａ）は、本発明による弾性表面波センサの一実施形態の構造を説明する説明図であり、図１（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は、同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【００２３】
弾性表面波センサ１０は、矩形薄板状の水晶基板１を有している。水晶基板１の上側の主面には、１組の交差指電極２ａ，２ｂからなる励振用ＩＤＴ電極４と、同じく１組の交差指電極３ａ，３ｂからなる受信用ＩＤＴ電極５が形成されている。また、水晶基板１の他方の主面側には感応膜７が形成されている。
【００２４】
図１（ｂ）において、ｔは水晶基板１の厚み、Ｐは入力用および出力用の交差指電極２ａ，３ａ，２ｂ，３ｂの各ピッチ、λは励振用および受信用ＩＤＴ電極４，５の各波長、ｈは励振用および受信用ＩＤＴ電極４，５の各厚みを示している。
水晶基板１は、オイラー角が（０°，１００°〜１５０°，０°）の範囲で切り出されている。また、水晶基板１の厚みｔは、スプリアスが十分抑圧されるように調整されており、例えば弾性表面波センサを構成した場合に異常発振や周波数飛び（周波数のシフト）が起こらないようにされている。
【００２５】
励振用ＩＤＴ電極４は、櫛歯形状を有する交差指電極２ａと交差指電極２ｂが、互いに触れないように所定の間隔を設けて交差するように形成されている。同様に、受信用ＩＤＴ電極５は、櫛歯形状を有する入力側の交差指電極３ａと出力側の交差指電極３ｂが、互いに触れないように所定の間隔を設けて交差するように形成されている。この励振用ＩＤＴ電極４と受信用ＩＤＴ電極５は、水晶基板の上側の主面上の略中央に所定の間隔を設けて併設されている。なお、各交差指電極２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂは、金、アルミニウム、アルミニウム合金のような公知の導電性材料で、フォトリソグラフィ、蒸着、スパッタリングなどの従来知られた電極パターニング方法を用いて形成される。
また、励振用ＩＤＴ電極４は、水晶基板１表面上を、図１（ｂ）における＋Ｘ軸と平行に伝搬する擬似縦波型弾性表面波を励振するものであり、ＩＤＴ規格化電極厚みｈ／λは、例えば０．０２以上に設定される。ここで、ＩＤＴ規格化電極厚みｈ／λは、励振用ＩＤＴ電極４の厚みｈをＩＤＴ電極波長λで規格化したものである。
【００２６】
感応膜７は、水晶基板１の、上記の励振用および受信用ＩＤＴ電極４，５が形成されている主面とは反対側の主面に積層させるように形成されている。なお、感応膜７は、検出・測定対象となる化学物質の性状・性質などに対応して、例えばガス吸着体、酵素、微生物、抗体、ＤＮＡなど従来公知の様々なものを用いることができ、それらを固定した膜、セルなど従来公知の様々な形態で形成され使用される。
【００２７】
このような所謂トランスバーサル型の弾性表面波センサ１０において、励振用ＩＤＴ電極４の交差指電極２ａ，２ｂ間に所定の高周波信号電圧を印加すると、水晶基板１の上側主面の表面に擬似縦波型漏洩弾性表面波が伝搬するのにともなって、水晶基板１の下側の主面方向にバルク波が漏洩され下側主面で反射してまた上側主面に向けて戻る。つまり、水晶基板１の厚み方向に定住波が発生し、下側主面側にも振動が生じる。水晶基板１の下側主面に形成された感応膜７が、検出対象の化学物質を吸収してその重量が増加すると、擬似縦波型弾性表面波の伝搬速度が変化する。変化した伝搬速度を受信用ＩＤＴ電極５で出力される伝搬遅延を測定することによって、目的の化学物質を検出またはその濃度、ｐＨなどの物理特性を測定することができる。
【００２８】
以下、上記実施形態の効果を記載する。
【００２９】
（１）上記構成の弾性表面波センサ１０では、位相速度の比較的速い擬似縦波型弾性表面波を用いて化学物質の検出または測定を行う構成となっている。これにより、レイリー波や漏洩弾性表面波を用いた場合に比べ、励振および受信用ＩＤＴ電極４，５の交差指電極２ａ，２ｂおよび交差指電極３ａ，３ｂのそれぞれの電極幅と電極間隔を小さくすることなく高周波化を容易に実現することが可能となる。また、ＩＤＴ電極規格化電極膜厚ｈ／λの大きさに制約がある場合においても、レイリー波や漏洩弾性表面波を用いた場合に比べて、励振および受信用ＩＤＴ電極４，５の各電極膜厚ｈに余裕をもたせることができるので、電気抵抗損失の増大を抑制し、Ｑ値の低下を防止することができる。また、電極膜厚を大きくできることにより、ボンディングするパッド部を厚くすることができ、例えばワイヤーボンディングする際の電極剥離を防止することができる。したがって、高周波で、検出または測定精度が高く、高信頼性を有する弾性表面波センサ１０を提供することができる。
【００３０】
（２）上記構成の弾性表面波センサ１０では、検出または測定の対象となる化学物質に接触させる必要がある感応膜７が、水晶基板１の上側主面に設けられた励振および受信用ＩＤＴ電極４，５と水晶基板１を介して隔離された水晶基板１の下側主面に設けられている。これにより、励振用および受信用ＩＤＴ電極４，５に化学物質を触れさせることなく検出または測定を行うことが可能となるので、特に保護膜等を設けなくても励振用および受信用ＩＤＴ電極４，５の化学物質による腐蝕や劣化を防止することができる。また、擬似縦波型弾性表面波を利用することで、基板を貼り合わせることなく下側主面を振動させることが可能で、製造コストを低減できる。従って、保護膜形成に伴なうコストアップなどをさせることなく、高精度を有し、励振および受信用ＩＤＴ電極４，５の腐蝕や劣化を起こさない信頼性の高い弾性表面波センサ１０を提供することができる。
【００３１】
（３）また、上記構成の弾性表面波センサ１０は、励振用および受信用ＩＤＴ電極４，５と感応膜７とが、水晶基板１の別の主面に設けられるので、平面サイズを増大させることなく感応膜７の平面積を大きくすることができる。これにより、検出・測定対象となる化学物質の感応膜７への受容量を多くすることができるので、弾性表面波センサ１０をサイズアップすることなく、検出または測定の精度を向上させることができる。
【００３２】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、以下の変形例を実施することもできる。
【００３３】
（変形例１）上記実施形態では、励振および受信用ＩＤＴ電極４，５を有する所謂トランスバーサル型の弾性表面波センサ１０について説明したが、これに限らず、ＩＤＴ電極をひとつ設けて定住波を発生させる所謂共振子型の弾性表面波センサを提供することもできる。
図２は、本発明の擬似縦波型弾性表面波を利用した共振子型の弾性表面波センサの構成を説明する説明図であり、図２（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。なお、本変形例の弾性表面波センサの構成のうち、上述した第１の実施形態と同一の構成については説明を省略する。
【００３４】
図２において、弾性表面波センサ２０は、水晶基板１１の上側主面の略中央に、交差指電極１２ａ，１２ｂが、互いに触れないように所定の間隔を設けて交差して形成されたＩＤＴ電極１４が設けられている。また、このＩＤＴ電極１４の左右両側には、それぞれ格子構造の反射器１６ａ，１６ｂが配設されている。これら交差指電極１２ａ，１２ｂおよび反射器１６ａ，１６ｂは、公知の導電性材料で、従来知られた電極パターニング方法を用いて同時に形成される。
水晶基板１１の、上記ＩＤＴ電極１４が形成されている主面とは反対側の主面には、感応膜１７が形成されている。
【００３５】
このような１ポート共振子型の弾性表面波センサ２０において、交差指電極１２ａと出力側交差指電極１２ｂ間に所定の高周波数信号電圧を印加すると、水晶基板１１の上側主面の表面に入力信号と同じ周波数の擬似縦波型弾性表面波が励振される。それにともなって、水晶基板１１の下側の主面方向にバルク波が漏洩され下側主面で反射し、また上側主面に向けて戻る。その結果、水晶基板１１の厚み方向にも定住波が発生し、下側主面側にも振動が生じる。このような擬似縦波型弾性表面波は平面視でＩＤＴ電極１４の左右両側に伝搬し、左右の反射器１６ａ，１６ｂに反射されてＩＤＴ電極１４に向けて戻る。その結果、反射器１６ａ，１６ｂ間に擬似縦波型弾性表面波の定住波が発生する。このように、反射器１６ａ，１６ｂ間に表面波閉じ込められることによって、損失を少なくしてＱ値を高くし、ＣＩ値を小さくして、より優れた共振特性が得られる。また、弾性表面波センサ２０の水晶基板１１の端面による反射波の影響を有効に駆除することができる。
感応膜１７が、検出・測定対象の化学物質を吸収するなどしてその重量が増加すると、擬似縦波型弾性表面波の伝搬速度が変化し、それにともなって発生する周波数変化をＩＤＴ電極１４により測定することによって、目的の化学物質を検出しまたはその物理特性を測定することができる。また、励振用および受信用の２つのＩＤＴ電極４，５を設けるトランスバーサル型の弾性表面波センサ１０に比して１個のＩＤＴを省略できるので、弾性表面波センサ２０の小型化および製造コストの低減を図ることができる。
【００３６】
（変形例２）上記実施形態で説明した弾性表面波センサ１０は、その一部をパッケージ容器に収容することにより、検出・測定する化学物質の応用範囲を広げたり、検出・測定精度を維持して信頼性を向上させることができる。
図３は、パッケージ容器収容型の弾性表面波センサの概略構成を説明する模式断面図である。
【００３７】
図３の弾性表面波センサ３０は、上側主面にＩＤＴ電極２４が形成され下側主面に感応膜２７が形成された水晶基板２１と、凹部が形成されたパッケージ容器５０を有している。検出・測定対象の化学物質に対して耐性を有した材料からなるパッケージ容器５０は、該パッケージ容器５０の凹部にＩＤＴ電極２４を収納するように水晶基板２１の上側主面側に接合され、水晶基板２１の下側主面に形成された感応膜２７は外部に露出している。また、パッケージ容器５０の一部には貫通孔５９が設けられている。貫通孔５９は、例えばＩＤＴ電極２４に高周波数信号電圧を印加するための発振回路などを接続したり、ＩＤＴ電極２４の洗浄をする際などに用いられる。
この構成によれば、パッケージ容器５０により、擬似縦波型漏洩弾性表面波を励振させるＩＤＴ電極２４が水晶基板２１の上側主面にあり、検出・測定対象の化学物質の飛散や曝露から保護されるので、ＩＤＴ電極２４の腐蝕や劣化、水晶基板２１表面の汚染などを抑えることができる。これにより、腐食性を有する化学物質の検出・測定に適用可能で、検出・測定精度に優れ、高信頼性を有する弾性表面波センサ３０を提供することができる。
【００３８】
（変形例３）上記実施形態で説明した弾性表面波センサは、その一部をパッケージ容器に密閉させて収容することにより、特有な条件下での化学物質の検出・測定に利用することが可能となる。図４は、局所密閉型のパッケージタイプの弾性表面波センサの一例を概念的に説明する模式断面図である。
【００３９】
弾性表面波センサ４０は、両主面にＩＤＴ電極３４と感応膜３７とをそれぞれ設けた水晶基板３１と、弾性表面波センサ４０の駆動・制御と検出・測定結果の記録を司るセンサ回路としての発振回路８０とメモリ９０と、密閉可能なキャビティを有するパッケージ容器７０を有している。パッケージ容器７０のキャビティ内には、水晶基板３１上のＩＤＴ電極３４と、発振回路８０と、メモリ９０が収納されてキャビティ内部が密閉状態に封止され、感応膜３７はパッケージ容器７０の外部に露出している。発振回路８０とメモリ９０は、図示しない回路配線によりＩＤＴ電極３４と電気的に接続され回路が構成されている。
発振回路８０によりＩＤＴ電極３４に所定の高周波数信号電圧を印加すると、水晶基板３１の表面に励振される擬似縦波型漏洩弾性表面波にともなって水晶基板３１の厚み方向にバルク波が漏洩され、水晶基板３１の厚み方向に定住波が発生し、下側主面にも振動が生じる。この定住波の、感応膜３７が検出対象の化学物質を吸収するなどして生ずる周波数変化をＩＤＴ電極３４により測定し、目的の化学物質を検出しまたはその物理特性を測定する。この測定結果は、メモリ９０にデータとして記憶されるようになっている。
【００４０】
この構成によれば、弾性表面波センサ４０は感応膜３７が外部に露出し、ＩＤＴ電極３４と発信回路８０およびメモリ９０がパッケージ容器７０のキャビティ内に密閉状態で収容されている。これにより、感応膜以外の部分を検出・測定対象の物質から完全に遮断した状態で検出・測定対象の物質の検出・測定をすることができる。したがって、例えば検出・測定対象の化学物質の液中または気体の雰囲気中に、弾性表面波センサ４０を投入して検出または測定作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】（ａ）は、実施形態の弾性表面波センサの構成を示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図。
【図２】弾性表面波センサの変形例を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図３】弾性表面波センサの変形例の概略構成を示す縦断面の説明図。
【図４】弾性表面波センサの変形例の概略構成を模式的に示す縦断面の説明図。
【図５】弾性表面波センサの従来例の概略構成を示す斜視図。
【符号の説明】
【００４２】
１，１１，２１，３１…水晶基板、２ａ，２ｂ，１２ａ，１２ｂ…交差指電極、４…励振用ＩＤＴ電極、５…受信用ＩＤＴ電極、１４，２４，３４…ＩＤＴ電極、７，１７，２７，３７…感応膜、５０，７０…収納容器としてのパッケージ容器、８０…駆動部または制御部としての発振回路、９０…記録部としてのメモリ。
【図１】
2007225546.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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