(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に参照用弾性表面波素子が形成された第１圧電基板と、
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が形成された第２圧電基板と、
前記第１圧電基板の上面及び前記第２圧電基板の下面に接合され、且つ、前記両基板の間で前記圧力検出用弾性表面波素子及び前記参照用弾性表面波素子を封止する封止空間を構成する封止材とを有してなり、
前記第２圧電基板の一端側が第１圧電基板と離間した状態で延出した延出部が形成されているとともに、該延出部の下面に、弾性表面波素子により形成された加速度検出素子が設けられていることを特徴とする圧力センサ装置。
【請求項２】
前記圧力検出用弾性表面波素子及び前記参照用弾性表面波素子は、少なくとも一部が対向するようにして配置されることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ装置。
【請求項３】
前記両基板は、少なくとも一方向における熱膨張係数が略同一であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧力センサ装置。
【請求項４】
前記両基板は、同一組成の圧電単結晶から成るとともに、両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から請求項３のいずれかに記載の圧力センサ装置。
【請求項５】
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から請求項４のいずれかに記載の圧力センサ装置。
【請求項６】
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から請求項５のいずれかに記載の圧力センサ装置。
【請求項７】
前記圧力検出用弾性表面波素子及び前記参照用弾性表面波素子の出力信号に基づく圧力検出信号を外部に発信する発信回路と、
前記加速度検出素子からの加速度検出信号に基づいて所定の電気信号を出力する加速度検出回路と、
前記発信回路に電力を供給する給電手段と、
前記給電手段から前記発信回路への電力供給を制御する給電制御回路とを含み、
前記給電制御回路は、前記加速度がしきい値を超えたかどうかに基づいて、給電手段からの電力供給を制御することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の圧力センサ装置。
【請求項８】
前記第１圧電基板又は前記第２圧電基板にアンテナパターンが形成され、該アンテナパターンが前記圧力検出用弾性表面波素子及び前記参照用弾性表面波素子の出力信号に基づく圧力検出信号を外部に発信する発信回路に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の圧力センサ装置。
【請求項９】
前記アンテナパターンを、前記第２圧電基板の上面に被着させてなることを特徴とする請求項８に記載の圧力センサ装置。
【請求項１０】
前記アンテナパターンが、前記圧力検出用弾性表面波素子の直上領域を除く領域に形成されていることを特徴とする請求項９に記載の圧力センサ装置。
【請求項１１】
前記アンテナパターンが蛇行状であることを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれかにに記載の圧力センサ装置。
【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して電気信号を発振する圧力センサ装置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装置として、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タイプのものが用いられている。
かかる従来の圧力センサ装置としては図１６、図１７に示すように、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を形成するとともに、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（例えば下記特許文献１参照。）。
【０００３】
上述した圧力センサ装置は、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、圧電基板５１の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。このことにより、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ことができる。
【０００４】
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償する機能も有している。
【特許文献１】特開昭６１−８２１３０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装置においては、弾性表面波素子５７及び弾性表面波素子５４を圧電基板５１の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があった。また、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、圧力センサ装置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。
【０００６】
本発明の目的は、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装置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装置は、上面に参照用弾性表面波素子が形成された第１圧電基板と、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が形成された第２圧電基板と、前記第１圧電基板の上面及び前記第２圧電基板の下面に接合され、且つ、前記両基板の間で前記圧力検出用弾性表面波素子及び前記参照用弾性表面波素子を封止する封止空間を構成する封止材とを有してなり、前記第２圧電基板の一端側が第１圧電基板と離間した状態で延出した延出部が形成されているとともに、該延出部の下面に、弾性表面波素子からなる加速度検出素子が設けられているものである。
【０００８】
この圧力センサ装置によれば、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第２圧電基板（圧力検出用弾性表面波素子）の変形が大きくなり、圧力センサ装置として高い感度が得られるようになる。
また、参照用弾性表面波素子の出力信号に基づき、圧力検出用弾性表面波素子の出力信号を参照して、第２圧電基板に作用する圧力を検出することができる。
【０００９】
ところで、上記の圧力センサ装置を移動体に取り付ける場合、その発振回路を動作させるために必要な電力は、電池等の給電手段から供給されるようになっている。この場合、電源から発振回路に対して常に電力が供給される状態になっていると、消費電力が大きくなり、電池の寿命が短命となってしまうという問題が生じる。
そこで消費電力を抑えるために、移動体の運行によって発生する加速度を検出することにより、移動体が一定以上の速さで走行しているときにだけ、発振回路に対して電力が供給されるようにし、移動が停止しているとき、あるいは移動体の速さが一定以下の場合には発振回路への電力供給をオフにすることで発振回路の消費電力を抑えるようにした圧力センサ装置が知られている（例えば、特開２００２−２６４６１８号公報参照。）。
【００１０】
しかしながら、上述した従来の圧力センサ装置は、圧力センサ装置と加速度センサをそれぞれ別個に設けているため、そのユニット形状が大型化してしまう。また上述した従来の圧力センサ装置は、圧力センサ装置及び加速度センサの組み立て作業がそれぞれ必要となり生産性の低下を招く。
そこで、本発明の圧力センサ装置は、第２圧電基板の一端側を、他方の圧電基板より離間させた状態で、延出させて延出部を形成し、この延出部に、弾性表面波素子により形成され、加速度を検出する加速度検出素子を設けたものである。これによって、加速度検出素子用の基板を別に用意する必要もなく、加速度が検出でき、部品点数を削減することができ、圧力センサ装置の小型化及び軽量化を図ることが可能となる。
【００１１】
前記延出部を、第１圧電基板よりも薄い第２圧電基板に形成しているので、加速度の印加によって撓みやすくなり加速度の検出感度を向上させることができる。
また、前記加速度検出素子が弾性表面波素子により形成されているので、圧力検出部と加速度検出素子とを同一の製造プロセスで双方同時に形成できるので、製造工程を短縮することができ、生産性の向上が可能となる。
【００１２】
また、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、それぞれ少なくとも一部が対向しあう状態で異なった圧電基板に設けることにより、両素子を同一面内に並べて形成する場合と比べて、平面視して両素子が占める面積を小さくできるので、小型化を図ることができる。
更に前記第１圧電基板及び前記第２圧電基板は、少なくとも一方向における熱膨張係数が略同一であることが好ましい。この配置により、両圧電基板において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。
【００１３】
また前記第１圧電基板及び前記第２圧電基板は、同一組成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が好ましい。この構成により、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償を容易に行うことが可能となる。
【００１４】
また更に本発明の圧力センサ装置は、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ものとすれば、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遮蔽性を高めることができ、圧力検出の感度を上げることができる。
更にまた本発明の圧力センサ装置は、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構造とすれば、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、電磁遮蔽性を高めることができ、外部環境より良好に保護することができる。
【００１５】
また本発明の圧力センサ装置は、前記圧力検出用弾性表面波素子及び前記参照用弾性表面波素子の出力信号に基づく圧力検出信号を外部に発信する発振回路と、前記加速度検出素子からの加速度検出信号に基づいて所定の電気信号を出力する加速度検出回路と、前記発振回路に電力を供給する給電手段と、前記給電手段から前記発振回路への電力供給を制御する給電制御回路とを含み、前記給電制御回路は、前記加速度がしきい値を超えたかどうかに基づいて、給電手段から前記電力増幅器への電力供給を制御するものである。
【００１６】
この制御により、移動体の運行時など、加速度を感知しているときにのみ圧力検出を可能にすることができる。電力増幅器の無駄な消費電力を抑えて、電源を長持ちさせることができるようになる。
また、前記第１圧電基板又は第２圧電基板に、前記発振回路に電気的に接続されるアンテナパターンを設けておくこととすれば、発振回路より出力される出力信号を、受信機器に無線伝送することができ、受信機器は、圧力センサ装置より離れた場所においても圧力情報を得ることができる。
【００１７】
特に、前記アンテナパターンを、第２圧電基板の上面に被着させてなる構造とすれば、発振回路とアンテナパターンとが近接配置される構造となり、両者を接続する配線部を短くすることができる、その結果、配線部による伝送損失の影響が小さくなり、電気信号を殆ど減衰させることなく伝送することができる。よって、バッテリの消費電力を少なくできるとともに、発振回路より出力される発振信号の出力レベルを増加させて、他の受信機器へ、圧力情報をより確実に無線伝送することができるようになる。
【００１８】
前記アンテナパターンは、前記圧力検出用弾性表面波素子の直上領域を除く圧電基板の領域に形成されていることが好ましい。
前記アンテナパターンを、蛇行状に形成すれば、アンテナパターンの実効長を長くとれ、アンテナの利得を上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る圧力センサ装置１の断面図、図２は同外観斜視図である。図３は圧力センサ装置１に用いられる支持用電基板上の参照用弾性表面波素子の構成を示す外観斜視図である。
なお、図１の支持用圧電基板３は、図３のＡ−Ａ線に沿った断面が示されている。また図２において保護材１５の図示は省略している。
【００２０】
圧力センサ装置１は、参照用弾性表面波素子４ａを搭載した支持用圧電基板３、圧力検出用弾性表面波素子７ａを搭載した圧力検出用圧電基板２、封止材５及び導電性接合材６で主に構成されている。
前記支持用圧電基板３は第１圧電基板に相当し、圧力検出用圧電基板２は第２圧電基板に相当する。
【００２１】
支持用圧電基板３は、水晶、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、「圧電結晶」と称する。）から成る。支持用圧電基板３の主面は、圧電結晶のインゴットを所定のカット角にて切断して形成している。
支持用圧電基板３の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が被着されている。支持用圧電基板３の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が形成されている。
【００２２】
参照用弾性表面波素子４ａは、所定の周波数で共振する弾性表面波(Acoustic Surface Wave)型の共振子である。参照用弾性表面波素子４ａは、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とから成る。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圧電基板１の表面に被着し、フォトリソグラフィー等の技術を使用して、２０００Å程度の厚みにてパターン形成することにより形成される。
【００２３】
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。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。
ビアホール導体８は、支持用圧電基板３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、その孔の内面にＮｉ、Ｃｕ、Ａｕ等の導体材料をメッキしたり、孔に充填したりすることにより形成される。
【００２４】
なお、図３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る。
圧力検出用圧電基板２は、支持用圧電基板３と同一組成の圧電結晶から成り、支持用圧電基板３に対して、カット角及び、圧電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。
【００２５】
また、支持用圧電基板３に圧力検出用圧電基板２を搭載する際は、両基板の圧電結晶の、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方向における熱膨張係数が等しくなるので、例えば支持用圧電基板３に圧力検出用圧電基板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。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。
【００２６】
また、圧力検出用圧電基板２の下面は、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。
圧力検出用圧電基板２は、支持用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、支持用圧電基板３の厚みが２００〜３００μｍに設定されるのに対し、圧力検出用圧電基板の厚みは５０〜７５μｍに設定される。このように、圧力検出用圧電基板の厚みを薄くする理由は、圧力を受けたときの圧力検出用圧電基板２の変形量を、支持用圧電基板３の変形量よりも大きくして、正味の圧力の変化を検出するためである。
【００２７】
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。
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。
【００２８】
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。圧力センサ装置１をマザーボード等に搭載する工程において、熱が印加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、高融点のロウ材であるＡｕＳｎを用いるとよい。
なお、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。
【００２９】
さらに、支持用圧電基板３と圧力検出用圧電基板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を包囲するようにして、封止材５が介在されている。この封止材５はスペーサとしての役目を果たす。
封止材５は、樹脂を用いてもよく、導電性材料を用いても良い。
【００３０】
この封止材５を、参照用弾性表面波素子４ａ、圧力検出用弾性表面波素子７ａを囲繞するように枠体状に形成しておけば、その内側、具体的には、圧力検出用圧電基板２と支持用圧電基板３と封止材５とで囲まれる領域（封止空間Ｓという）内で、参照用弾性表面波素子４ａ、圧力検出用弾性表面波素子７ａ等を気密封止することができる。これによって封止空間Ｓ内に配置されるＩＤＴ電極等の酸化腐食等を有効に防止することができる。従って、封止材５は枠体状になしておくことが好ましい。
【００３１】
更に、封止材５を半田等の導体材料により形成しておけば、これを支持基板下面の外部端子電極９のうち、グランド端子に接続させておくことにより、圧力センサ装置１の使用時、封止材５はグランド電位に保持されることとなるため、電磁的遮蔽性を高める効果を奏する。このシールド効果により、外部からの不要なノイズを封止材５でもって良好に低減することができる。
【００３２】
さらに、封止材５に導体材料を用いることにより、シールド効果と併せて、支持用圧電基板３と圧力検出用圧電基板２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、温度補償を簡便に行うことが容易となる。
また、圧力検出用圧電基板２と支持用圧電基板３と封止材５とで囲まれる領域内には、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスを充填しておくことが好ましい。これによって、ＩＤＴ電極等の酸化腐食をより効果的に防止することが可能となる。
【００３３】
以下、本実施形態の圧力センサ装置１の利点を述べる。
厚みを薄くした圧力検出用圧電基板２は、外部からの圧力を受けると変形して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、この両者の作用によって弾性表面波素子７ａの共振周波数が変化する。そして、こ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。
【００３４】
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、その共振周波数は、温度変化によってドリフトする。
よって、温度変化によるドリフトの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形は起こりにくい。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。
【００３５】
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。
【００３６】
これに対して、本実施形態の圧力センサ装置１においては、支持用圧電基板３と圧力検出用圧電基板２とを、同一の圧電結晶から成るとともに、両圧電基板のカット角及び、圧電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「温度対共振周波数特性」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、圧力センサ装置１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る。このように、非常に簡便な構成及び方法で温度補償を実現することができる。
【００３７】
温度補償を実現するためには、例えば圧力検出用弾性表面波素子７ａの共振周波数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、圧力検出用弾性表面波素子７ａの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る。また、参照用弾性表面波素子４ａも同様に、参照用弾性表面波素子４ａの共振周波数に対応した周波数で発振する他の発振回路に接続する。これらの発振回路の出力をミキサー回路に入れ、両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、正味の圧力変化を検出することができる。
【００３８】
特に、本実施形態の圧力センサ装置１は、圧力検出用弾性表面波素子７ａを設けた圧力検出用圧電基板２の厚みを、参照用弾性表面波素子４ａを有した支持用圧電基板３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圧電基板２及び圧力検出用弾性表面波素子７ａの変形量が大きくなり、圧力センサ装置１として高い感度が得られることとなる。
【００３９】
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、それぞれが対向して、異なった圧電基板に設けられている。これによって、同一面内に電極を２つ形成しなくてもよくなり、圧電基板の面積を小さくできるので、圧力センサ装置１の小型化を図ることが可能となる。
また本実施形態の圧力センサ装置１は、支持用圧電基板３及び圧力検出用圧電基板２を同一の圧電結晶から成るとともに、圧電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。
【００４０】
更に、本実施形態の圧力センサ装置１においては、支持用圧電基板３と圧力検出用圧電基板２とを、同一の圧電結晶から成るとともに、両圧電基板のカット角及び、圧電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償を実現することができる。
【００４１】
また更に、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は、封止材５によって封止された空間の中に配置されることとなり、両素子及び両素子の電気的な接続部を外部環境より良好に保護することができる。
次に、上述した支持用圧電基板３と圧力検出用圧電基板２とを接続する方法について説明する。
【００４２】
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ウエハーとを準備する。ここで用いる第１ウエハーは支持用圧電基板３の集合基板であり、第２ウエハーは圧力検出用圧電基板２の集合基板である。その厚みはそれぞれ２００〜３００μｍに設定される。
【００４３】
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及び封止パッド４ｃ上に、従来周知のスクリーン印刷法等により塗布・形成する。
【００４４】
次に、第２ウエハーの各電極パッド７ｂ及び封止電極７ｃを、対応する各接続パッド４ｂ及び封止パッド４ｃと対向させる。このとき、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。
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させる。
このようにして、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で封止されるとともに、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。
【００４５】
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。
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圧力検出用圧電基板に分割させた後、隣接する圧力検出用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。なお、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。
【００４６】
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。このようにして、支持用圧電基板３に分割された、圧力センサ装置１が製作されることとなる。前記樹脂は、厚みの薄い圧力検出用圧電基板２の端面部を保護する保護材１５として機能する。
かくして構成した圧力センサ装置１は、例えば、前述したような発信回路８０と接続し、これに電力増幅器、電源及びアンテナ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１とすることができる。
【００４７】
次に、弾性表面波素子として、弾性表面波遅延線を用いた圧力センサ装置１について図４を用いて説明する。なお、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。
図４は、本実施形態の圧力センサ装置１に用いる支持用圧電基板３を示す外観斜視図である。
【００４８】
本実施形態の圧力センサ装置１が先に述べた図１乃至図３の圧力センサ装置１と異なる点は、参照用弾性表面波素子４ａが、弾性表面波遅延線として構成されていることである。すなわち、参照用弾性表面波素子４ａは、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とで構成されている。
また、圧力検出用圧電基板２の圧力検出用弾性表面波素子７ａも同様に、弾性表面波遅延線のタイプである。すなわち、圧力検出用圧電基板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ている。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。
【００４９】
圧力検出用圧電基板２に外部からの圧力が印加され、圧力検出用圧電基板２が変形すると、圧力検出用弾性表面波素子７ａ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。
【００５０】
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７ａの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、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る。
また、参照用弾性表面波素子４ａも同様に、参照用弾性表面波素子４ａ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。
【００５１】
これらの発振回路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。
そして、先の実施形態の場合と同様に、これらの２つの発振回路の出力をミキサー回路に入れ、両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、正味の圧力変化を検出することができる。
【００５２】
次に、今まで説明した圧力センサ装置１に加速度センサを付加した、圧力センサ装置１を図面に基づいて詳細に説明する。
図５は、加速度センサ付き圧力センサ装置１の断面図である。図６は加速度センサ付き圧力センサ装置１に用いられる圧力検出用圧電基板２の下面を示す平面図である。
これらの図に示す加速度センサ付き圧力センサ装置１は、参照用弾性表面波素子４ａを搭載した支持用圧電基板３、圧力検出用弾性表面波素子７ａ及び加速度検出素子２１を搭載した圧力検出用圧電基板２、封止材５及び導電性接合材６で主に構成されている。
【００５３】
圧力検出用圧電基板２の材質と結晶カット方位、圧力検出用圧電基板２に形成される圧力検出用弾性表面波素子７ａと電極パッド７ｂの構造、支持用圧電基板３の材質と結晶カット方位、支持用圧電基板３の上に設けられる参照用弾性表面波素子４ａと接続パッド４ｂの構造、電極パッド７ｂと電極パッド４ｂとを接続する導電性接合材６、封止材５の構造などは、すでに、図１ないし図３を参照しながら、前述したのと同様であるから、重複した説明は省略する。
【００５４】
この加速度センサ付き圧力センサ装置１では、圧力検出用圧電基板２の一端側３６は、圧力検出領域１４よりも外側に延出されており、該延出部３６の下面に加速度検出素子２１が形成されている。
この加速度検出素子２１は、加速度Ｇの印加により、加速度検出素子２１が変形し加速度を検出するようになっている。
加速度検出素子２１は、例えば、前記圧力検出用弾性表面波素子７ａと同様に、ＩＤＴ電極とその弾性表面波伝搬方向の両側に形成された一対の反射器とから構成される弾性表面波共振子となっている。
【００５５】
ＩＤＴ電極２６は、図６に示すように、引出電極２３を介して電極パッド２２に接続されている。電極パッド２２は導電性接合材２９を介して、支持用圧電基板３上の接続パッド２８と電気的に接続している。電極パッド２２や引出電極２３は、先に述べた圧力検出用弾性表面波素子７ａの周囲に形成した電極パッド７ｂや引出電極と同様に、アルミニウムや金等の金属材料を薄膜形成技術やフォトリソグラフィー技術等によってパターン形成することによって得られる。
【００５６】
また、加速度検出素子２１の先端部に、錘７０を設けておくことにより、加速度Ｇの検出感度を向上させることができる。錘７０は、例えば金属やセラミック等からなる板や積層体を接着剤によって延出部３６の端部に接合することによって形成される。
また、加速度検出素子２１を上述のように弾性表面波素子により形成する場合、弾性表面波素子を気密封止するようにケース２０を設けておくことが好ましい。これによって、ＩＤＴ電極２６の酸化腐食を防止することができる。
【００５７】
なお、延出部３６の短辺の幅ｗ2は任意に設定できる。延出部３６の短辺の幅ｗ2を圧力検出用圧電基板２の圧力検出用弾性表面波素子７ａが形成されている部分の幅ｗ1よりも狭くしておけば、加速度の印加によって延出部３６が撓みやすくなり加速度の検出感度を向上させることができるという利点がある。また、延出部３６の短辺の幅ｗ2と圧力検出用圧電基板２の圧力検出用弾性表面波素子７ａが形成されている部分の幅ｗ1とを同一にしておけば、延出部３６を形成するにあたって圧力検出用圧電基板２を削るといった工程を省くことができ、圧力検出装置１の製造プロセスを簡略化することができるという利点がある。
【００５８】
以上のように、圧力検出用圧電基板２の少なくとも一端側を、支持用圧電基板３の上面より離間させた状態で外側に延出させるとともに、その延出部３６に加速度検出素子２１を、圧力検出用弾性表面波素子７ａと並べて形成したことから、加速度検出素子２１用の基板を別途用意する必要もなく、部品点数を削減することができ、圧力センサ装置１の小型化及び軽量化を図ることが可能となる。
【００５９】
また、圧力検出用弾性表面波素子７ａと加速度検出素子２１とを同一の製造プロセスで形成することができるので、圧力センサ装置１の生産性向上に供することができる。
この圧力センサ装置１は、図５に示すようにマザー基板１０に搭載される。
かかるマザー基板１０の上面には、発信回路８０や、後述する加速度検出回路８６、給電制御回路８７、アンテナ素子９５、電力増幅器９１等が搭載されている。
【００６０】
図７は、発信回路８０、加速度検出回路８６、給電制御回路８７、アンテナ素子９５、電力増幅器９１等の相互の接続状態を示すブロック回路図である。
発信回路８０は、例えばコンパレータ、演算手段、メモリ手段などが集積化されたＩＣと、弾性表面波素子７ａを含む圧力検出発振回路及び弾性表面波素子４ａを含むリファレンス発振回路を構成するトランジスタ、抵抗、コンデンサなどの受動部品等とから構成されている。
【００６１】
発信回路８０は、弾性表面波素子７ａを含む圧力検出発振回路側からの出力信号と、弾性表面波素子４ａを含むリファレンス発振回路側からの出力信号とを比較、演算して、圧力センサ装置１にかかる圧力を圧力検出信号として検出する。
また、例えばリファレンス発振回路からの出力信号を、外部に無線電送するための搬送信号として用いることもできる。この場合、上述の圧力検出信号をこの搬送波に変調して、高周波無線信号を作成する。
【００６２】
加速度検出回路８６及び給電制御回路８７は、加速度検出素子２１と電気的に接続されている。電力増幅器９１はアンテナ素子９５及び発信回路８０に接続されており、これによって、発信回路８０より出力される発信信号の出力レベルを増加させて、他の受信機器へ、より確実に無線伝送することができるようになる。
更に、上述した給電制御回路８７を発信回路８０と電力増幅器９１に接続して、電源８５から発信回路８０と電力増幅器９１への電力供給を給電制御回路８７で制御するようにしている。このことにより、電力増幅器の消費電力を抑えて、電源を長持ちさせることができるようになる。
【００６３】
アンテナ素子９５は、電力増幅器９１を介して先に述べた発信回路８０と接続されており、これによって発信回路８０より出力される所定周波数の電気信号を、他の受信機器に無線伝送することができ、圧力センサ装置１より離れた場所においても圧力情報を得ることができる。かかるアンテナ素子９５としては、例えば、誘電体セラミック等を利用した表面実装型のチップアンテナ等が用いられ、半田付け等によって支持用圧電基板３上に実装されている。
【００６４】
なお、アンテナ素子９５を圧力検出用圧電基板２の上面に形成した実施形態については、後に、図１５，図１６を参照して説明する。
図８は、発信回路８０の詳細な回路図である。かかる発信回路８０は、圧力検出用発振回路８０ａ、参照用発振回路８０ｂ、検出演算用回路から構成されている。
まず、圧力検出用発振回路８０ａは、圧力検出用圧電基板２に形成した圧力検出用弾性表面波素子７ａと、該圧力検出用弾性表面波素子７ａの出力信号に基づいて発振し得る発振条件を整える発振トランジスタ、コンデンサ、抵抗からなる発振段とから構成されている。
【００６５】
また、参照用発振回路８０ｂは、支持用圧電基板３に形成した参照用弾性表面波素子４ａと、該参照用弾性表面波素子４ａの出力信号に基づいて発振し得る発振条件を整える発振トランジスタ、コンデンサ、抵抗からなる発振段とから構成されている。
また、検出演算用回路では、圧力検出用発振回路８０ａから得られる圧力検出用弾性表面波素子７ａの出力信号と、参照用発振回路８０ｂから得られる参照用弾性表面波素子４ａの出力信号とを、たとえばコンパレータにて比較・参照して、このデータを演算部に渡す。演算部では、圧力検出信号を、外部に無線にて伝送するための搬送波に変調して高周波信号を生成する。
【００６６】
なお、図８では、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から導出される共振信号に基づいて、発振段にて所定発振周波数の発振信号を得ているが、発振段を介さずに直接弾性表面波素子から導出される共振信号を用いても構わない。
また、上述の発信回路８０では、圧力検出用弾性表面波素子７ａの出力信号と、参照用弾性表面波素子４ａの出力信号とを、コンパンレータを用いて比較しているが、圧力検出用弾性表面波素子７ａの出力信号と参照用弾性表面波素子４ａの出力信号をミキサー及びバンドパスフィルタを用いて混合することにより、これらの２つの出力信号に基づく圧力検出信号を抽出しても構わない。
【００６７】
また、以上の回路では、無線伝送を行うための搬送波を、圧力検出を行うための参照側の参照用弾性表面波素子４ａに基づいて作成しているが、この参照用弾性表面波素子４ａを含む発振回路以外に、搬送波作成用発振回路を別途設けても構わない。
図９は、加速度検出回路８６及び給電制御回路８７を示す回路図である。加速度検出回路８６は、図９に示す如く加速度検出素子２１、ダイオードからなる保護回路及び演算電力増幅器からなり、また給電制御回路８７は、コンデンサと抵抗からなるハイパスフィルタ、比較電圧源及び演算電力増幅器から構成されている。
【００６８】
次に、上述した加速度センサ付き圧力センサ装置１を用いて加速度及び圧力を検出する際の動作について、図７、図８及び図９の回路図を用いて説明する。なお、ここでは圧力センサ装置１を車両のタイヤ内に内蔵した場合を想定して説明する。
まず加速度を検出する際の動作について説明する。車両が走行し始めるとタイヤの回転数が増加し、回転による加速度Ｇが発生する。この加速度Ｇが加速度検出素子２１に印加されると、延出部３６及び錘７０に作用する力によって加速度検出素子２１に曲げモーメントが作用し加速度検出素子２１が撓み、加速度検出素子２１が変形する。その結果、圧力検出用圧電基板２の歪みが生じた部分の弾性定数の変化によって弾性表面波の伝搬速度が変化するとともに、加速度検出素子２１のＩＤＴ電極２６の電極指配列ピッチｄ（図１０に示す。）が変化し、その両方の作用によって加速度検出素子２１の共振周波数が変化する。
【００６９】
すると、その変化量に比例した起電力が発生し、この起電力に基づいて加速度検出回路８６において加速度が検出されるとともに、共振周波数の変化又はインピーダンス変化に比例した制御信号が得られる。そして、この制御信号が給電制御回路８７に入力されると、制御信号のレベルが、一定の車速に対応する閾値を超えたときには、電池等の電源８５から発信回路８０及び電力増幅器９１へ電力が供給され、制御信号のレベルが閾値以下の場合には、電源８５から発信回路８０及び電力増幅器９１へ電力が供給されないようになっている。
【００７０】
従って、車両が一定以上の速さで走行している場合にのみ、電力を供給することができる。これにより、圧力センサ装置１の消費電力を有効に抑えることができる。なお、制御信号の閾値は、給電制御回路８７を構成する回路素子を適宜選択することにより任意に設定できる。
一方、タイヤ内の圧力の検出は、すでに述べたとおりであるが、再度説明すると、次のようにして行われる。
【００７１】
タイヤ内の空気が抜ける等してタイヤ内の圧力が変化すると、圧力検出用圧電基板２に対してかかる圧力が変化して、圧力検出用弾性表面波素子７ａが変形する。その結果、圧力検出用圧電基板２の歪みが生じた部分の弾性定数の変化によって弾性表面波の伝搬速度が変化するとともに、弾性表面波素子７ａのＩＤＴ電極の電極指配列ピッチｄ（図１０に示す。）が変化して、その両方の作用によって弾性表面波素子７ａの共振周波数が変化する。これに伴って、図８に示す発振回路８０ａの発振周波数も変化するため、圧力検出用圧電基板２に加わる圧力変動は最終的に発振回路８０ａの発振周波数の変化として検出される。なお、この発振回路８０ａへの電力供給は、前述のように給電制御回路８７により制御されている。
【００７２】
なお、前記圧力検出用圧電基板２に形成された圧力検出用弾性表面波素子７ａや、支持用圧電基板３に形成された参照用弾性表面波素子４ａを、図４に示したような、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で構成してもよい。
また、圧力検出用圧電基板２に形成された加速度検出素子２１も、図４に示したような、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で構成してもよい。
【００７３】
このように弾性表面波遅延線を用いた場合、圧力検出用圧電基板２に外部からの圧力が上方より印加され、圧力検出用圧電基板２が変形すると、弾性表面波遅延線において、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。
【００７４】
また、加速度Ｇが弾性表面波遅延線で構成された加速度検出素子に印加されると、延出部３６及び錘７０に作用する力によって圧力検出用圧電基板２に曲げモーメントが作用し加速度検出素子が撓み、弾性表面波素子が変形する。これによって、弾性表面波素子の弾性表面波の伝搬路に応力が加わって歪みが生じると、その部分の弾性定数の変化によって弾性表面波の伝搬速度が変化するとともに、弾性表面波の伝搬路の長さが変化する。そして、その両方の作用によって電気信号の遅延時間が変化し、これによって発振回路の発振周波数が変化する。よって、弾性表面波遅延線で構成された加速度検出素子も先に述べた実施形態における加速度検出素子２１と同様に加速度検出素子として機能する。
【００７５】
なお、図５の構成では、加速度検出素子２１を延出部３６の下面のみに形成したが、これに代えて、延出部３６の上下両方の面に加速度検出素子２１を形成するようにしても良い。延出部３６の上下両面に形成された２つの加速度検出素子２１の共振周波数の差をとることによって、温度変化の影響を補正できると共に、加速度の検出感度を向上させることが出来る。
【００７６】
次に、本発明の加速度センサ付き圧力センサ装置１の変形例について説明する。
図１１は本発明の加速度センサ付き圧力センサ装置１の断面図、図１２は加速度センサ付き圧力センサ装置１に用いられる圧力検出用圧電基板２の上面を示す平面図、図１３は加速度センサ付き圧力センサ装置１に用いられる圧力検出用圧電基板２の下面を示す平面図である。なお、図５に示した加速度センサ付き圧力センサ装置１と同一の部品については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７７】
図１１に示す圧力センサ装置１は、図５の圧力センサ装置１の加速度検出素子２１を、ＩＤＴ電極に代えてモノモルフ素子３７で構成したものである。モノモルフ素子３７は、圧力検出用圧電基板２のバルク振動を利用するものであり、圧力検出用圧電基板２の延出部３６の上下両面に振動電極３１を被着することにより形成されている。
前記振動電極３１には銀等の金属材料が用いられ、例えば、従来周知のスパッタリングや蒸着法等の成膜形成技術等により形成される。
【００７８】
このようなモノモルフ型の加速度検出素子２１は次のようにして加速度を検出する。まず、加速度Ｇが延出部３６及び錘７０に印加されると、圧力検出用圧電基板２が撓み、延出部３６に形成されたモノモルフ素子３７が変形する。このとき、モノモルフ素子の変形に応じた起電力が発生し、これによって加速度を検出することができる。
上述のように加速度検出素子２１をバイモルフ素子３７により構成した場合には、そのパターン形状をベタ塗りパターンで形成できるとともに、気密封止する必要がないため、比較的簡単に形成することができ、圧電センサ装置１の生産性向上に供することができる。
【００７９】
なお、図１１では、加速度検出素子２１の振動電極３１を延出部３６の上下両面に被着してモノモルフ素子３７としたが、これに換えてバイモルフ素子などの多層構造としても良い。
次にアンテナパターンを取り付けた圧力センサ装置１について、図面に基づいて詳説する。
【００８０】
図１４はアンテナパターンを有する圧力センサ装置１の断面図、図１５はアンテナパターンを有する圧力センサ装置１に用いられるセンサ基板の上面を示す平面図である。
なお、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。
【００８１】
本実施形態の圧力センサ装置１が先に述べた図１乃至図３の圧力センサ装置１と異なる点は、本実施形態の圧力センサ装置１が、圧力検出用圧電基板２の上面にアンテナパターン３２を備えていることである。
このアンテナパターン３２は、発信回路８０、電力増幅器９１より出力される所定周波数の電気信号を、他の受信機器に無線送信するためのものである。
【００８２】
このアンテナパターン３２は、図１５に示すように、センサ部の直上領域３１を除く圧力検出用圧電基板２の上面に蛇行状をなすように形成されている。
このアンテナパターン３２のパターン形成は、アルミニウムや銅箔等の金属材料を厚膜印刷等により形成している。ここで用いられるアンテナパターン３２のパターン線幅と膜厚は線幅約１００μｍ、膜厚約１０μｍ程度であり、また、パターン長さは、送信される周波数の波長の約λ／４又は約５λ／８に相当する長さをパターンの蛇行回数（長さ）を変えることにより形成している。
【００８３】
また、圧力センサ装置１の側面に、給電線３３が形成されている。給電線３３は、圧力センサ装置１の側面に沿って、圧力センサ装置１の底面まで延びている。そして、この圧力センサ装置１を搭載するマザー基板１０の所定端子に接続されている。
かかるマザー基板１０の上面には、発信回路８０とともに、加速度検出回路８６、給電制御回路８７、電力増幅器９１等が搭載されている。
【００８４】
なお、支持用圧電基板３と圧力検出用圧電基板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を包囲するようにして、封止材５が介在されている。この封止材５は、樹脂を用いても良いが、外部からの不要なノイズを遮断するシールド効果を与え、同時に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ためには、封止材５は半田などの導電材料とすることが好ましい。
【００８５】
しかし、封止材５に導体材料を用いる場合、圧力センサ装置１の側面に形成される給電線３３と封止材５間には絶縁性樹脂等を形成して、封止材５０と給電線３３の短絡を防止する必要がある。
本実施形態の圧力センサ装置１においては、発信回路８０、電力増幅器９１などの、電子部品素子とアンテナパターン３２とが近接配置されることによって両者を接続する給電線３３を短くすることができるため、配線部による伝送損失の影響を極力排除して、発信回路８０より出力される電気信号を殆ど減衰させることなく伝送することができる。それとともに、バッテリの消費電力を少なくでき、圧力センサ装置１モジュールに用いられるバッテリを長寿命化することができる。
【００８６】
また、アンテナパターン３２が、センサ部の直上領域３１を除く圧力検出用圧電基板２の上面に蛇行状をなすように形成されていることから、アンテナ用基板を別に用意する必要もなく、部品点数を削減することができ、圧力センサ装置１の小型化及びコストダウンに供することが可能となる。
なお、本実施形態においては、圧力検出用圧電基板２上面のアンテナパターン３２に、蛇行状のループ系アンテナを形成したが、これに変えて、ダイポール系アンテナ素子等を形成しても良い。
【００８７】
なお、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。
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、支持用圧電基板３及び圧力検出用圧電基板２が、矩形状を成すとともに、同一組成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熱膨張係数を略同一（同一及び±１０％以内の範囲内）に設定することにより、例えば支持用圧電基板３上に圧力検出用圧電基板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。
【００８８】
また、この場合に、支持用圧電基板３及と圧力検出用圧電基板２との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償をすることが可能となる。
また、本実施形態においては、圧力検出用弾性表面波素子７ａを圧力検出用圧電基板２の下面側に形成するようにしたが、これに代えて、圧力検出用弾性表面波素子７ａを圧力検出用圧電基板２の上面側に形成するようにしても構わない。
【００８９】
更に、圧力検出用弾性表面波素子７ａを構成する弾性表面波素子と、加速度検出素子２１を構成する弾性表面波素子の両方が、弾性表面波遅延線とされている例を示したが、一方のみを弾性表面波遅延線とするようにしても構わない。その場合の他方の弾性表面波装置については、ＩＤＴ電極と反射器電極とからなる弾性表面波共振器とすれば良い。
その他、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る圧力センサ装置の断面図である。
【図２】図２は、圧力センサ装置の外観斜視図である。
【図３】図３は、圧力センサ装置の支持用圧電基板の外観斜視図である。
【図４】図４は、圧力センサ装置の他の支持用圧電基板の外観斜視図である。
【図５】図５は、本発明の他の実施形態にかかる加速度検出センサ付き圧力センサ装置の断面図である。
【図６】図６は、図５の圧力センサ装置に用いられる圧力検出用圧電基板２の下面を示す平面図である。
【図７】図７は、圧力センサ装置の回路ブロック図である。
【図８】図８は、圧力センサ装置に用いられる発信回路を示す回路図である。
【図９】図９は、圧力センサ装置に用いられる加速度検出回路と給電制御回路とを示す回路図である。
【図１０】図１０は、圧電基板に形成されるＩＤＴ電極の拡大図である。
【図１１】図１１は、他のタイプの加速度検出センサを用いた圧力センサ装置の断面図である。
【図１２】図１２は、圧力センサ装置の圧力検出用圧電基板２の上面を示す平面図である。
【図１３】図１３は、圧力センサ装置の圧力検出用圧電基板２の下面を示す平面図である。
【図１４】図１４は、本発明の他の実施形態にかかるアンテナパターン付き圧力センサ装置の断面図である。
【図１５】図１５は、アンテナパターンの平面図である。
【図１６】図１６は、従来の圧力センサ装置の外観斜視図である。
【図１７】図１７は、従来の圧力センサ装置の断面図である。
【符号の説明】
【００９１】
２ 第２圧電基板
３ 第１圧電基板
４ａ 参照用弾性表面波素子
５ 封止材
７ａ 圧力検出用弾性表面波素子
２１ 加速度検出素子
３６ 延出部
Ｓ 封止空間
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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