(57)【要約】【課題】比較的安価であり、且つ比較的簡単に主成分だけでなく副次成分の有無まで判断できる腐食影響評価用センサ及び腐食性物質の影響評価装置を提供する。【解決手段】腐食影響評価用センサ１０は、圧電材料により形成された基板１１を有する。この基板１１の一方の面上には、第１の電極１２ａ及び第１の端子１２ｄと、第１の電極１２ａと第１の端子１２ｄとの間を接続する第１の配線１２ｂ，１２ｃと、第１の電極１２ａを覆う第１の絶縁保護膜１３と、第１の絶縁保護膜１３上に配置された第１の腐食層１４とを有する。また、基板１１の他方の面上には、第２の電極１５ａ及び第２の端子１５ｄと、第２の電極１５ａと第２の端子１５ｄとの間を接続する第２の配線１５ｂ，１５ｃと、第２の電極１５ａを覆う第２の絶縁保護膜１６と、第２の絶縁保護膜１６上に配置された第２の腐食層１７とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電材料により形成された基板と、
前記基板の一方の面上に配置された第１の電極及び第１の端子と、
前記基板の前記一方の面上に配置されて前記第１の電極と前記第１の端子との間を接続する第１の配線と、
前記基板の前記一方の面側に配置されて前記第１の電極を覆う第１の絶縁保護膜と、
前記第１の絶縁保護膜上に配置された第１の腐食層と、
前記基板の他方の面上に配置された第２の電極及び第２の端子と、
前記基板の前記他方の面上に配置されて前記第２の電極と前記第２の端子との間を接続する第２の配線と、
前記基板の前記他方の面側に配置されて前記第２の電極を覆う第２の絶縁保護膜と、
前記第２の絶縁保護膜上に配置された第２の腐食層と
を有することを特徴とする腐食影響評価用センサ。
【請求項２】
前記第１の配線及び前記第２の配線の一部に、他の部分よりも単位長さ当たりの電気抵抗が高い隘路配線が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の腐食影響評価用センサ。
【請求項３】
前記第１の腐食層及び前記第２の腐食層がいずれも第１の金属により形成され、前記第１の配線及び前記第２の配線が前記第１の金属とは異なる第２の金属により形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の腐食影響評価用センサ。
【請求項４】
前記第１の腐食層及び前記第２の腐食層がいずれも第１の金属により形成され、前記第１の配線が前記第１の金属とは異なる第２の金属により形成され、前記第２の配線が前記第１の金属及び前記第２の金属とは異なる第３の金属により形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の腐食影響評価用センサ。
【請求項５】
腐食影響評価用センサと、
前記腐食影響評価用センサに接続されて前記腐食影響評価用センサを振動させるとともに、前記腐食影響評価用センサの振動数に応じた周波数の信号を出力する発振回路と、
前記発振回路から出力される信号をカウントする周波数カウンタとを有し、
前記腐食影響評価用センサは、
圧電材料により形成された基板と、
前記基板の一方の面上に配置された第１の電極及び第１の端子と、
前記基板の前記一方の面上に配置されて前記第１の電極と前記第１の端子との間を接続する第１の配線と、
前記基板の前記一方の面側に配置されて前記第１の電極を覆う第１の絶縁保護膜と、
前記第１の絶縁保護膜上に配置された第１の腐食層と、
前記基板の他方の面上に配置された第２の電極及び第２の端子と、
前記基板の前記他方の面上に配置されて前記第２の電極と前記第２の端子との間を接続する第２の配線と、
前記基板の前記他方の面側に配置されて前記第２の電極を覆う第２の絶縁保護膜と、
前記第２の絶縁保護膜上に配置された第２の腐食層とを有する
ことを特徴とする腐食性物質の影響評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、腐食影響評価用センサ及びその腐食影響評価用センサを用いた腐食性物質の影響評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
雰囲気中に含まれる腐食性物質、例えば硫化水素、窒素酸化物及び硫黄酸化物等が原因となって宝飾品が腐食したり、電子機器が故障することがある。雰囲気中に含まれる腐食性物質の種類や濃度は、ガスクロマトグラフ質量分析計を使用することにより精度よく評価することができる。
【０００３】
その他、雰囲気中に含まれる腐食性物質を評価する方法として、金属膜を付着させた水晶振動子をセンサとして使用する方法が提案されている。このようなセンサは、ＱＣＭセンサ（Quarts Crystal Microbalance）と呼ばれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−９９７７７号公報
【特許文献２】特開２００９−２０６７９２号公報
【特許文献３】特表平５−５０８７１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
比較的安価であり、且つ比較的簡単に主成分だけでなく副次成分の有無まで判断できる腐食影響評価用センサ及び腐食性物質の影響評価装置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】
【０００６】
開示の技術の一観点によれば、圧電材料により形成された基板と、前記基板の一方の面上に配置された第１の電極及び第１の端子と、前記基板の前記一方の面上に配置されて前記第１の電極と前記第１の端子との間を接続する第１の配線と、前記基板の前記一方の面側に配置されて前記第１の電極を覆う第１の絶縁保護膜と、前記第１の絶縁保護膜上に配置された第１の腐食層と、前記基板の他方の面上に配置された第２の電極及び第２の端子と、前記基板の前記他方の面上に配置されて前記第２の電極と前記第２の端子との間を接続する第２の配線と、前記基板の前記他方の面側に配置されて前記第２の電極を覆う第２の絶縁保護膜と、前記第２の絶縁保護膜上に配置された第２の腐食層とを有する腐食影響評価用センサが提供される。
【発明の効果】
【０００７】
上記一観点に係る腐食影響評価用センサは、比較的安価であり、比較的簡単に主成分だけでなく副次成分の有無まで判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１（ａ）は第１の実施形態に係る腐食影響評価用センサの上面図、図１（ｂ）は同じくその断面図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る腐食影響評価用センサを使用した腐食性物質の影響評価装置の構成を表したブロック図である。
【図３】図３は、硫化水素（Ｈ2Ｓ）雰囲気中における銀（Ａｇ）及び銅（Ｃｕ）の腐食量の経時変化を表した図である。
【図４】図４は、窒素酸化物（ＮＯ2）及び硫黄酸化物（ＳＯ2）を含む硫化水素（Ｈ2Ｓ）雰囲気中における銀（Ａｇ）及び銅（Ｃｕ）の腐食量の経時変化を表した図である。
【図５】図５は、腐食影響評価用センサを硫化水素（Ｈ2Ｓ）雰囲気中においたときの発振回路の周波数の経時変化の例を表した図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｄ）は、腐食影響評価用センサの製造方法を工程順に表した断面図である。
【図７】図７（ａ）は第２の実施形態に係る腐食影響評価用センサの上面図、図７（ｂ）は同じくその断面図である。
【図８】図８は、発振回路の周波数の経時変化の例を表した図（その１）である。
【図９】図９は、発振回路の周波数の経時変化の例を表した図（その２）である。
【図１０】図１０（ａ）〜（ｃ）は、その他の実施形態に係る腐食影響評価用センサを例示した上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態について説明する前に、実施形態の理解を容易にするための予備的事項について説明する。
【００１０】
前述したように、ガスクロマトグラフ質量分析計を使用すれば、腐食性ガスの種類や濃度を精度よく評価することができる。しかし、ガスクロマトグラフ質量分析計は高価であり、且つ操作が複雑であるため、分析コストが高くなるという難点がある。
【００１１】
従って、例えば比較的広い地域内に設定された多数の測定ポイントの雰囲気中における腐食性物質を分析しようとする場合は、時間とコストの点から、全ての測定ポイントの雰囲気中の腐食性物質をガスクロマトグラフ質量分析計で分析することは適切ではない。
【００１２】
このような場合は、予め簡単な方法で各測定ポイントの雰囲気中に含まれる腐食性物質の種類や腐食速度等の情報を取得し、必要に応じてガスクロマトグラフ質量分析計又はその他の装置を使用した詳細な分析を行うことが望まれる。
【００１３】
雰囲気中の腐食性物質を簡易的に調べるために、ＱＣＭセンサを用いることが考えられる。この種のＱＣＭセンサでは水晶振動子の上に金属膜が形成されており、腐食により金属膜の質量が変化すると水晶振動子の振動周波数が変化することを利用して、腐食の程度を測定することができる。また、同一環境下であっても腐食性物質の種類や金属膜の材質により腐食速度が異なるので、金属膜の材質が異なる複数のＱＣＭセンサを使用することにより、腐食性物質の種類をある程度特定することも可能である。
【００１４】
しかし、注目する腐食性物質の種類が多い場合は、必要なＱＣＭセンサの数が多くなり、それらのＱＣＭセンサにそれぞれ個別に発振回路が必要になる。ＱＣＭセンサに接続する発振回路には高い精度が要求されるため、比較的高価である。このため、ＱＣＭセンサ及び発振回路の数が多くなると、分析コストを低減する効果を十分に得ることができない。また、腐食性物質が１種類で存在する場合と、他の成分とともに存在する場合とでは、腐食速度が大きく異なることが多い。
【００１５】
従って、比較的安価であり、且つ比較的簡単に主成分だけでなく副次成分の有無まで判断できる腐食影響評価用センサ及び腐食性物質の影響評価装置が望まれる。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１（ａ）は第１の実施形態に係る腐食影響評価用センサの上面図、図１（ｂ）は同じくその断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩ−Ｉ線による断面を表している。
【００１７】
図１（ａ），（ｂ）のように、本実施形態に係る腐食影響評価用センサ１０は、圧電材料により形成された円盤状の基板１１を有する。ここでは、基板１１として、直径が８ｍｍ、厚さが６７μｍのＡＴカット水晶振動子を使用するものとする。
【００１８】
基板１１の上面側には、電極１２ａと、引出配線１２ｂと、隘路配線１２ｃと、端子１２ｄと、絶縁保護膜１３と、腐食層１４とが形成されている。電極１２ａは円形に形成されており、基板１１の上面側中央に配置されている。この電極１２ａは、引出配線１２ｂ及び隘路配線１２ｃを介して、基板１１の上面端部に配置された端子１２ｄに電気的に接続されている。
【００１９】
これらの電極１２ａ、引出配線１２ｂ、隘路配線１２ｃ及び端子１２ｄは、いずれも厚さが５０ｎｍの銀（Ａｇ）膜により形成されている。本実施形態では、電極１２ａの直径が３．５ｍｍ、引出配線１２ｂ及び端子１２ｄの幅が０．５ｍｍ、隘路配線１２ｃの幅が０．２ｍｍであるとする。以下、引出配線１２ｂ、隘路配線１２ｃ及び端子１２ｄをまとめて、配線部分ともいう。
【００２０】
なお、隘路配線１２ｃは、配線部分のうち単位長さ当たりの電気抵抗が最も高い部分である。本実施形態では隘路配線１２ｃの幅を他の配線部分の幅よりも狭くしているが、隘路配線１２ｃの幅を他の配線部分よりも狭くする替わりに、又は他の配線部分よりも狭くするのと同時に、隘路配線１２ｃの膜厚を薄くしてもよい。
【００２１】
絶縁保護膜１３は長円形に形成されており、電極１２ａと、引出配線１２ｂのうち電極１２ａに近い部分とを覆っている。ここでは、絶縁保護膜１３がアルミナ（酸化アルミニウム）により形成されていて、その厚さは１００ｎｍであるとする。また、絶縁保護膜１３ａの短軸方向の長さは４．５ｍｍ、長軸方向の長さは５．５ｍｍであり、図１（ａ）のように引出配線１２ｂ側に若干ずれて配置されているものとする。
【００２２】
なお、絶縁保護膜１３は電極１２ａの腐食を防止できるものであればよく、絶縁保護膜１３の材質はアルミナに限定されるものではない。
【００２３】
腐食層１４は金属により形成され、絶縁保護膜１３の上に配置されている。腐食層１４の形状は特に限定されるものではないが、本実施形態では腐食層１４が電極１２ａと同じ大きさ（直径３．５ｍｍ）に形成され、電極１２ａに重なる位置に配置されているものとする。腐食層１４の材質及び層厚は検出対象の腐食性物質に応じて決定すればよい。本実施形態では、腐食層１４が銅（Ｃｕ）により５００ｎｍの厚さに形成されているものとする。
【００２４】
一方、基板１１の下面側には、電極１５ａと、引出配線１５ｂと、隘路配線１５ｃと、端子１５ｄと、絶縁保護膜１６と、腐食層１７とが形成されている。電極１５ａは、引出配線１５ｂ及び隘路配線１５ｃを介して、基板１１の下面端部に配置された端子１５ｄに電気的に接続されている。
【００２５】
本実施形態では、これらの電極１５ａ、引出配線１５ｂ、隘路配線１５ｃ及び端子１５ｄも、上側の電極１２ａ、引出配線１２ｂ、隘路配線１２ｃ及び端子１２ｄと同様に、厚さが５０ｎｍの銀膜により形成されているものとする。電極１５ａの直径は３．５ｍｍ、引出配線１５ｂ及び端子１５ｄの幅は０．５ｍｍ、隘路配線１５ｃの幅は０．２ｍｍである。
【００２６】
絶縁保護膜１６は、電極１５ａと、引出配線１５ｂのうち電極１５ａに近い部分とを覆うように形成されている。絶縁保護膜１６も、上側の絶縁保護膜１３と同様に、厚さが１００ｎｍのアルミナにより長円形に形成されているものとする。但し、図１（ａ）のように、絶縁保護膜１６は、絶縁保護膜１３に対し長軸方向にずれて配置されている。これにより、引出配線１２ｂ，１５ｂのうち絶縁保護膜１３，１６で保護されている部分の裏面側（基板面側）を、基板１１を透して観察することができる。
【００２７】
腐食層１７は金属により形成され、絶縁保護膜１６の下に配置されている。ここでは、腐食層１７も、上側の腐食層１４と同様に、厚さが５００ｎｍの銅膜により電極１５ａと同じ大きさに形成されているものとする。
【００２８】
図２は、本実施形態に係る腐食影響評価用センサを使用した腐食性物質の影響評価装置の構成を表したブロック図である。
【００２９】
この図２のように、腐食性物質の影響評価装置は、腐食影響評価用センサ１０と、発振回路２１と、周波数カウンタ２２と、信号処理回路２３とを有する。発振回路２１は、腐食影響評価用センサ１０の電極１２ａ，１５ａに電気的に接続され、腐食影響評価用センサ１０をその腐食影響評価用センサ１０に固有の振動数で振動させる。そして、発振回路２１は、腐食影響評価用センサ１０の振動数に同期した周波数の高周波信号を周波数カウンタ２２に出力する。
【００３０】
周波数カウンタ２２は、発振回路２１から出力された高周波信号の周波数を計測し、その結果を信号処理回路２３に出力する。信号処理回路２３は、周波数カウンタ２２で計測した周波数を随時記録し、その記録を基に腐食性物質の影響評価用データを出力する。
【００３１】
以下、本実施形態に係る腐食影響評価用センサ１０を使用した腐食性物質の影響評価方法について説明する。
【００３２】
本実施形態に係る腐食影響評価用センサ１０が腐食性物質を含む雰囲気に晒されると、雰囲気中に露出した金属部分、すなわち腐食層１４，１７と、隘路配線１２ｃ，１５ｃを含む配線部分とが腐食される。
【００３３】
腐食層１４，１７が腐食されると、腐食の程度に応じて腐食影響評価用センサ１０の振動数が変化し、それにともなって発振回路２１から出力される高周波信号の周波数（以下、単に「発振回路２１の周波数」ともいう）も変化する。従って、使用開始時における発振回路２１の周波数と現在の発振回路２１の周波数とを比較することにより、腐食層１４，１７の腐食の程度をリアルタイムで判断することができる。
【００３４】
一方、絶縁保護膜１３，１６に覆われていない配線部分（引出配線１２ｂ，１５ｂから端子１２ｄ，１５ｄまでの間）が腐食されると、配線部分の抵抗が増大する。そして、配線部分の腐食が更に進行すると、配線部分のうち最も断線しやすい部分、すなわち隘路配線１２ｃ，１５ｃで断線が発生する。
【００３５】
発振回路２１は信号の減衰を打ち消す負性抵抗を有するため、配線部分の抵抗がある程度増大しても、発振回路２１の周波数は変化しない。しかし、腐食が進行して断線が発生する寸前になると、負性抵抗が配線部分の抵抗の増大を相殺することができなくなり、発振回路２１は発振を停止する。発振回路２１が発振を停止する直前には、腐食層１４，１７の腐食による周波数変化とは異なる急激な周波数変化を示す。この急激な周波数変化を検出した場合は、隘路配線１２ｃ，１５ｃのいずれか一方が断線したと判定することができる。
【００３６】
隘路配線１２ｃ，１５ｃの膜厚Ｔは既知であるため、使用開始から断線までの経過時間ｔがわかれば、下記（１）式により隘路配線１２ｃ，１５ｃの平均腐食速度Ｖを算出することができる。
【００３７】
（平均腐食速度Ｖ）＝（膜厚Ｔ）／（経過時間ｔ）…（１）
図３は、横軸に使用開始時からの経過時間をとり、縦軸に腐食量（腐食深さ）をとって、硫化水素（Ｈ2Ｓ）雰囲気中における銀（Ａｇ）及び銅（Ｃｕ）の腐食量の経時変化を表した図である。また、図４は、横軸に使用開始時からの経過時間をとり、縦軸に腐食量（腐食深さ）をとって、窒素酸化物（ＮＯ2）及び硫黄酸化物（ＳＯ2）を含む硫化水素（Ｈ2Ｓ）雰囲気中における銀（Ａｇ）及び銅（Ｃｕ）の腐食量の経時変化を表した図である。
【００３８】
なお、図３，図４において、硫化水素の濃度は２５０ppb、窒素酸化物の濃度は１３０ppb、硫黄酸化物の濃度は１５０ppbである。また、雰囲気の温度は室温であり、雰囲気中の湿度は５０％ＲＨである。
【００３９】
図３からわかるように、雰囲気中に腐食性物質として硫化水素のみが存在する場合、銀の腐食速度は銅の腐食速度の１／１０以下である。しかし、図４のように、雰囲気中に硫化水素に加えて窒素酸化物と硫黄酸化物とが硫化水素と同程度存在する場合は、銀の腐食速度は銅の腐食速度の１／５以上となる。
【００４０】
なお、本実施形態では電極１２ａ，１５ａ及び配線部分を銀により形成し、腐食層１４，１７を銅により形成しているが、電極１２ａ，１５ａ及び配線部分を銅により形成し、腐食層１４，１７を銀により形成してもよい。その場合は、電極１２ａ，１５ａ及び配線部分の厚さを５００ｎｍ、腐食層１４，１７の厚さを５０ｎｍとすることが好ましい。
【００４１】
また、図３，図４では図示を省略しているが、雰囲気中の腐食性物質が窒素酸化物のみの場合及び硫黄酸化物のみの場合は、銀及び銅のいずれにおいても腐食量は硫化水素のみの場合に比べて少ない。
【００４２】
図５は横軸に使用開始からの経過時間をとり、縦軸に周波数の変化量をとって、腐食影響評価用センサ１０を硫化水素（Ｈ2Ｓ）雰囲気中においたときの発振回路２１の周波数の経時変化の例を表した図である。
【００４３】
図５のように、腐食層１４，１７の腐食が進行するのにともなって発振回路２１の周波数の変化量は増大する。この周波数の変化は、隘路配線１２ｃ，１５ｃが断線するまで続き、隘路配線１２ｃ，１５ｃが断線する直前には周波数が著しく変化する。
【００４４】
本実施形態では、予め所定濃度（以下、「基準濃度」という）の硫化水素を含む雰囲気中で隘路配線１２ｃ，１５ｃが断線するまでの時間を測定しておき、その時間を基準時間ｔ１として信号処理回路２３に記憶しておく。また、基準時間ｔ１の直前（周波数の著しい変化が起こる直前）の周波数変化量を測定しておき、この周波数変化量を基準周波数変化量ｆ１として信号処理回路２３に記憶しておく。
【００４５】
このように予め基準濃度、基準時間ｔ１及び基準周波数変化量ｆ１を記録しておくことにより、雰囲気中に含まれる腐食性物質の影響を評価することが可能になる。例えば、周波数変化量の経時変化を示すグラフの傾きから、雰囲気中に硫化水素が含まれているか否かの判定や、雰囲気中の硫化水素の濃度の推定を行うことができる。
【００４６】
また、基準時間ｔ１が経過するよりも前（但し、誤差範囲を除く）に隘路配線１２ｃ，１５ｃが断線した場合は、雰囲気中に硫化水素とともに窒素酸化物及び硫黄酸化物等の腐食性物質が含まれていると推定することができる。
【００４７】
信号処理回路２３は、周波数カウンタ２２から出力される信号を随時記録し、周波数の変化量のデータをリアルタイムに出力したり、周波数の変化量の経時変化を示すデータを出力したりする。これらの信号処理回路２３から出力されるデータに基づいて、例えば、作業者が雰囲気中の硫化水素の濃度を推定したり、雰囲気中に硫化水素以外の腐食性物質が含まれているか否かを判定したりする。
【００４８】
また、隘路配線１２ｃ，１５ｃの断線箇所を顕微鏡等により観察する場合に、本実施形態では基板１１を透して見える絶縁保護膜１３，１７に覆われた端子部分の色を基準（色見本）とすることができる。これにより、断線箇所を容易に特定することができる。つまり、断線箇所は腐食により最も色が変化した部分であるので、絶縁保護膜１３，１７により保護されている端子部分の色と腐食された部分の色とを比較し、色の変化が最も激しい部分を断線箇所として特定できる。
【００４９】
図６（ａ）〜（ｄ）は、腐食影響評価用センサ１０の製造方法を工程順に表した断面図である。なお、ここでは、図１も参照して説明する。
【００５０】
まず、図６（ａ）の構造を得るまでの工程を説明する。最初に、基板１１として、ＡＴカット水晶振動子を用意する。本実施形態では基板１１として、前述したように直径が８ｍｍ、厚さが６７μｍの水晶振動子を使用する。
【００５１】
次に、基板１１の上にフォトレジスト膜（図示せず）を形成し、露光及び現像処理を実施して所定パターン（電極１２ａ及び配線部分に対応するパターン）の開口部を形成する。その後、スパッタリング法により、基板１１の上側全面に銀（Ａｇ）を５０ｎｍの厚さに堆積させる。
【００５２】
次いで、フォトレジスト膜を、その上に付着した銀とともに剥離する。フォトレジスト膜剥離後に基板１１上に残った銀の膜が、電極１２ａ，引出配線１２ｂ，隘路配線１２ｃ及び端子１２ｄとなる。
【００５３】
次に、図６（ｂ）の構造を得るまでの工程を説明する。上記の工程で電極１２ａ，引出配線１２ｂ、隘路配線１２ｃ及び端子１２ｄを形成した後、基板１１の上側全面にフォトレジスト膜（図示せず）を形成する。そして、このフォトレジスト膜に対し露光及び現像処理を実施して、所定パターン（絶縁保護膜１３に対応するパターン）の開口部を形成する。
【００５４】
次に、スパッタリング法により、基板１１の上側全面にアルミナを１００ｎｍの厚さに堆積させる。その後、フォトレジスト膜を、その上に付着したアルミナとともに剥離する。フォトレジスト膜剥離後に基板１１上に残ったアルミナの膜が、絶縁保護膜１３となる。この絶縁保護膜１３により、電極１２ａと、引出配線１２ｂのうち電極１２ａに近い部分とが覆われる。
【００５５】
次に、図６（ｃ）の構造を得るまでの工程を説明する。上記の工程で絶縁保護膜１３を形成した後、基板１１の上側全面にフォトレジスト膜（図示せず）を形成する。そして、このフォトレジスト膜に対し露光及び現像処理を実施して、所定パターン（腐食層１４に対応するパターン）の開口部を形成する。
【００５６】
次に、スパッタリング法により、基板１１の上側全面に銅を５００ｎｍの厚さに堆積させる。その後、フォトレジスト膜を、その上に付着した銅とともに剥離する。フォトレジスト膜剥離後に基板１１上に残った銅の膜が、腐食層１４となる。
【００５７】
次いで、図６（ａ）〜（ｃ）と同様の工程を実施して、図６（ｄ）のように、基板１１の下面側に、電極１５ａ、引出配線１５ｂ、隘路配線１５ｃ、端子１５ｄ、絶縁保護膜１７及び腐食層１７を形成する。このようにして、本実施形態に係る腐食影響評価用センサ１０が完成する。
【００５８】
（第２の実施形態）
図７（ａ）は第２の実施形態に係る腐食影響評価用センサの上面図、図７（ｂ）は同じくその断面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）のII−II線による断面を表している。なお、図７（ａ），（ｂ）において、図１（ａ），（ｂ）と同一物には同一符号を付している。
【００５９】
本実施形態に係る腐食影響評価用センサ３０においても、第１の実施形態と同様に、基板１１の上面側には、電極３２ａと、引出配線３２ｂと、隘路配線３２ｃと、端子３２ｄと、絶縁保護膜１３と、腐食層３４とが形成されている。また、基板１１の下面側には、電極３５ａと、引出配線３５ｂと、隘路配線３５ｃと、端子３５ｄと、絶縁保護膜１６と、腐食層３７とが形成されている。
【００６０】
基板１１の上側の電極３２ａは円形に形成されており、基板１１の上面側中央に配置されている。この電極３２ａは、引出配線３２ｂ及び隘路配線３２ｃを介して、基板１１の上面端部に配置された端子３２ｄに電気的に接続されている。
【００６１】
本実施形態においては、これらの電極３２ａ、引出配線３２ｂ、隘路配線３２ｃ及び端子３２ｄが、銅（Ｃｕ）により５００ｎｍの厚さに形成されているものとする。電極３２ａの直径は３．５ｍｍ、引出配線３２ｂ及び端子３２ｄの幅は０．５ｍｍ、隘路配線３２ｃの幅は０．２ｍｍである
基板１１の下側の電極３５ａも円形に形成されており、基板１１の下面側中央に配置されている。この電極３５ａは、引出配線３５ｂ及び隘路配線３５ｃを介して、基板１１の下面端部に配置された端子３５ｄに電気的に接続されている。
【００６２】
本実施形態においては、これらの電極３５ａ、引出配線３５ｂ、隘路配線３５ｃ及び端子３５ｄが、銀（Ａｇ）により５０ｎｍの厚さに形成されているものとする。電極３２ａの直径は３．５ｍｍ、引出配線３２ｂ及び端子３２ｄの幅は０．５ｍｍ、隘路配線３２ｃの幅は０．２ｍｍである。
【００６３】
絶縁保護膜１３の上には腐食層３４が形成されており、絶縁保護膜１６の下には腐食層３７が形成されている。本実施形態においては、これらの腐食層３４，３７が、鉄（Ｆｅ）により１００ｎｍの厚さに形成されているものとする。
【００６４】
本実施形態においては、腐食層３４，３７が鉄により形成されているので、発振回路２１（図２参照）から出力される高周波信号の周波数変化により、鉄の腐食程度をリアルタイムに評価することができる。鉄は建築物や各種装置の構造材料として広く使用されており、高湿環境や塩粒子濃度の高い臨海地帯では腐食速度が速くなる。このため、建築物や各種装置の耐用年数を評価するために、環境雰囲気中に含まれる腐食性物質（水分や塩分等）による鉄の腐食速度を調べることは極めて重要である。
【００６５】
図８は、横軸に使用開始からの経過時間をとり、縦軸に周波数の変化量をとって、発振回路２１の周波数の経時変化の例を表した図である。この図８中にＡで示すように周波数変化量の経時変化を示すグラフの傾きが小さい場合（腐食速度が遅い場合）は、鉄を腐食させる腐食性物質（水分や塩分等）の量が少ないということができる。
【００６６】
一方、図８中にＢで示すように周波数変化量の経時変化を示すグラフの傾きが大きい場合（腐食速度が速い場合）は、鉄を腐食させる腐食性物質（水分や塩分等）が雰囲気中に多く含まれているということができる。
【００６７】
また、本実施形態においては、基板１１の上側の電極３２ａ及び配線部分を銅により形成し、下側の電極３５ａ及び配線部分を銀により形成している。銅や銀は、硫化水素、窒素酸化物及び硫黄酸化物などが存在すると腐食が進行し、その腐食速度は鉄よりも速い。
【００６８】
図９は、横軸に使用開始からの経過時間をとり、縦軸に周波数の変化量をとって、発振回路２１の周波数の経時変化の例を表した図である。
【００６９】
環境雰囲気中に硫化水素、窒素酸化物又は硫黄酸化物等の腐食性物質が含まれていると、隘路配線３２ｃ，３５ｃのいずれかが断線し、図９のように発振回路２１から出力される高周波信号の周波数が大きく変化する。
【００７０】
この場合、隘路配線３２ｃ，３５ｃのどちらが断線したかにより、以下の２通りの状況が考えられる。
【００７１】
銅で形成された隘路配線３２ｃが断線した場合は、銅の腐食速度が銀の腐食速度の１０倍以上であるということができる。この場合は、環境雰囲気中には硫化水素が存在するが、窒素酸化物及び硫黄酸化物は存在しないか、又は存在していても極めて少ないということができる（図３参照）。
【００７２】
一方、銀で形成された隘路配線３５ｃが断線した場合は、銅の腐食速度が銀の腐食速度の５倍以下であるということができる。この場合は、環境雰囲気中に硫化水素が存在し、且つ窒素酸化物及び硫黄酸化物が硫化水素と同程度存在しているということができる（図４参照）。
【００７３】
なお、上述の第１及び第２の実施形態では配線部分の材料及び腐食層の材料として、銅、銀及び鉄を例示しているが、配線部分の材料及び腐食層の材料は注目する腐食性物質に応じて選択すればよい。配線部分の材料及び腐食層の材料として、銅、銀及び鉄以外にも、アルミニウム、ニッケル、亜鉛及び鉄ニッケル合金など、種々の金属を使用することができる。
【００７４】
（その他の実施形態）
図１０（ａ）〜（ｃ）は、その他の実施形態に係る腐食影響評価用センサを例示した上面図である。なお、これらの図１０（ａ）〜（ｃ）において、図１（ａ）と同一物には同一符号を付している。
【００７５】
図１０（ａ）の腐食影響評価用センサ４０ａは、隘路配線４１ｃ，４２ｃが直線状に形成されており、配線４１ｅ，４２ｅを介して基板１１の端部に配置された端子４１ｄ，４２ｄに接続されている。
【００７６】
図１０（ｂ）の腐食影響評価用センサ４０ｂは、引出配線１２ｂ，１５ｂ，隘路配線４３ｃ，４４ｃ及び端子４３ｄ，４４ｄが直線状に配置されている。
【００７７】
図１０（ｃ）の腐食影響評価用センサ４０ｃは、隘路配線４５ｃ，４６ｃが直線状に形成されており、端子４５ｄ，４６ｄが基板１１の縁に沿って曲線状に形成されている。
【００７８】
これらの腐食影響評価用センサ４０ａ，４０ｂ，４０ｃにおいても、第１の実施形態又は第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７９】
以上の諸実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【００８０】
（付記１）圧電材料により形成された基板と、
前記基板の一方の面上に配置された第１の電極及び第１の端子と、
前記基板の前記一方の面上に配置されて前記第１の電極と前記第１の端子との間を接続する第１の配線と、
前記基板の前記一方の面側に配置されて前記第１の電極を覆う第１の絶縁保護膜と、
前記第１の絶縁保護膜上に配置された第１の腐食層と、
前記基板の他方の面上に配置された第２の電極及び第２の端子と、
前記基板の前記他方の面上に配置されて前記第２の電極と前記第２の端子との間を接続する第２の配線と、
前記基板の前記他方の面側に配置されて前記第２の電極を覆う第２の絶縁保護膜と、
前記第２の絶縁保護膜上に配置された第２の腐食層と
を有することを特徴とする腐食影響評価用センサ。
【００８１】
（付記２）前記第１の配線及び前記第２の配線の一部に、他の部分よりも単位長さ当たりの電気抵抗が高い隘路配線が設けられていることを特徴とする付記１に記載の腐食影響評価用センサ。
【００８２】
（付記３）前記第１の腐食層及び前記第２の腐食層がいずれも第１の金属により形成され、前記第１の配線及び前記第２の配線が前記第１の金属とは異なる第２の金属により形成されていることを特徴とする付記１又は２に記載の腐食影響評価用センサ。
【００８３】
（付記４）前記第１の腐食層及び前記第２の腐食層がいずれも第１の金属により形成され、前記第１の配線が前記第１の金属とは異なる第２の金属により形成され、前記第２の配線が前記第１の金属及び前記第２の金属とは異なる第３の金属により形成されていることを特徴とする付記１又は２に記載の腐食影響評価用センサ。
【００８４】
（付記５）前記第１の絶縁保護膜は前記第１の配線の一部分を覆い、前記第２の絶縁保護膜は前記第２の配線の一部分を覆い、前記第１の絶縁保護膜で覆われた部分の前記第１の配線の少なくとも一部は前記第２の絶縁保護膜に重ならず、前記第２の絶縁保護膜で覆われた部分の前記第２の配線の少なくとも一部は前記第１の絶縁保護膜に重ならないことを特徴とする付記１乃至４のいずれか１項に記載の腐食影響評価用センサ。
【００８５】
（付記６）腐食評影響価用センサと、
前記腐食影響評価用センサに接続されて前記腐食影響評価用センサを振動させるとともに、前記腐食影響評価用センサの振動数に応じた周波数の信号を出力する発振回路と、
前記発振回路から出力される信号をカウントする周波数カウンタとを有し、
前記腐食影響評価用センサは、
圧電材料により形成された基板と、
前記基板の一方の面上に配置された第１の電極及び第１の端子と、
前記基板の前記一方の面上に配置されて前記第１の電極と前記第１の端子との間を接続する第１の配線と、
前記基板の前記一方の面側に配置されて前記第１の電極を覆う第１の絶縁保護膜と、
前記第１の絶縁保護膜上に配置された第１の腐食層と、
前記基板の他方の面上に配置された第２の電極及び第２の端子と、
前記基板の前記他方の面上に配置されて前記第２の電極と前記第２の端子との間を接続する第２の配線と、
前記基板の前記他方の面側に配置されて前記第２の電極を覆う第２の絶縁保護膜と、
前記第２の絶縁保護膜上に配置された第２の腐食層とを有する
ことを特徴とする腐食性物質の影響評価装置。
【００８６】
（付記７）前記第１の配線及び前記第２の配線の一部に、他の部分よりも単位長さ当たりの電気抵抗が高い隘路配線が設けられていることを特徴とする付記６に記載の腐食性物質の影響評価装置。
【００８７】
（付記８）前記第１の腐食層及び前記第２の腐食層がいずれも第１の金属により形成され、前記第１の配線及び前記第２の配線が前記第１の金属とは異なる第２の金属により形成されていることを特徴とする付記６又は７に記載の腐食性物質の影響評価装置。
【００８８】
（付記９）前記第１の腐食層及び前記第２の腐食層がいずれも第１の金属により形成され、前記第１の配線が前記第１の金属とは異なる第２の金属により形成され、前記第２の配線が前記第１の金属及び前記第２の金属とは異なる第３の金属により形成されていることを特徴とする付記６又は７に記載の腐食性物質の影響評価装置。
【符号の説明】
【００８９】
１０，３０，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ…腐食影響評価用センサ、１１…基板、１２ａ，１５ａ，３２ａ，３５ａ…電極、１２ｂ，１５ｂ，３２ｂ，３５ｂ…引出配線、１２ｃ，１５ｃ，３２ｃ，３５ｃ，４１ｃ，４２ｃ，４３ｃ，４４ｃ，４５ｃ，４６ｃ…隘路配線、１２ｄ，１５ｄ，３２ｄ，３５ｄ，４１ｄ，４２ｄ，４３ｄ，４４ｄ，４５ｄ，４６ｄ…端子、１３，１６…絶縁保護膜、１４，１７，３４，３７…腐食層、２１…発振回路、２２…周波数カウンタ、２３…信号処理回路。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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