弾性表面波素子
【課題】力学的に脆弱なフィルターであっても、これを破損することなく安定に維持できるとともに、フィルターを通しての基材と外部雰囲気との接触を良好にして応答性を向上できる弾性表面波素子を提供する。
【解決手段】基材１１の北極と南極に相当する部分を弦状にカットすることで第１及び第２平面部１１ａ，１１ｂを形成し、基材１１を囲むように配設されたフィルター支持部材１３の接合端面１３ｂにフィルター１５の周縁部分を導電性接着剤１９により接着するとともに、フィルター１５の中央部分を基材１１の第１平面部１１ａに更に接着する構成にした。
【解決手段】基材１１の北極と南極に相当する部分を弦状にカットすることで第１及び第２平面部１１ａ，１１ｂを形成し、基材１１を囲むように配設されたフィルター支持部材１３の接合端面１３ｂにフィルター１５の周縁部分を導電性接着剤１９により接着するとともに、フィルター１５の中央部分を基材１１の第１平面部１１ａに更に接着する構成にした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波素子に関し、さらに詳しくは、球形表面を有する基材と、この基材の球形表面に弾性表面波が伝搬路を形成し、この伝搬路に弾性表面波励起手段を設けてなる弾性表面波素子に関するものである。
なお、本発明において、弾性表面波とは、境界波、回廊波、内郭を周回する表面波、弾性表面波、漏洩弾性表面波、擬似弾性表面波、擬似漏洩弾性表面波等、固体表面にエネルギーを集中させて伝搬する弾性波をいう。
【背景技術】
【０００２】
弾性表面波素子は、遅延線、発信器のための発振素子または共振素子、周波数を選択するためのフィルター、化学センサー、バイオセンサーなどに使用される（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
次に、この種従来の弾性表面波素子について、図９〜図１１を参照して説明する。
弾性表面波素子１は、図９〜図１１に示すように、ニオブ酸リチウム単結晶からなる球形の基材２と、この基材２が実装される基板（プリント基板）３を備える。基材２の赤道上に対応する外周面には、弾性表面波が伝搬される伝搬路２ａがエンドレスに形成され、この伝搬路２ａ上に位置する基材２の表面箇所には、伝搬路２ａに沿って伝搬する弾性表面波を励起する弾性表面波励起手段４が設けられている。この弾性表面波励起手段４は、一対の櫛形電極４ａから構成され、この各櫛形電極４ａは、基材２の表面に形成した一対の給電端子４ｂに接続されている。
基板３の表面には、基材２の下端部（球の南極に相当する部分）球面が合致する形状の凹部３ａが形成され、この凹部３ａに基材２の下端部が係合されている。また、基板３の表面には、一対の給電端子４ｂに対応する信号線５ａとアース線５ｂが基板３の左右から凹部３ａに接近する方向に延在して形成され、さらに、この信号線５ａとアース線５ｂの一端は凹部３ａ内に臨ませてあり、基材２をその下端部が凹部３ａに嵌合されるように基板３上にセットされた時に、信号線５ａおよびアース線５ｂの一端が対応する電極引き出し端子４ｂに接続されるようになっている。
また、基板３上には、基材２の周囲を囲むようにして基材２を収容する収容室６を有するフィルター支持材７が固定され、このフィルター支持材７の収容室６は、微細な孔を形成したフィルター８、または特定のガスのみを通過させたり、あるいは特定のガスが収容室６へ侵入するのを防ぐ薄膜からなるフィルターにより閉塞されている。
【特許文献１】特開２００３−１１５７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような弾性表面波素子において、弾性表面波励起手段４を構成する櫛形電極４ａに高周波信号が供給されると、基材２の表面が励起されて弾性表面波が発生し、この弾性表面波は伝搬路２ａに沿って多重周回する。
このような球形弾性表面波素子は、弾性表面波が伝送路２ａを多重周回することで十分な弾性表面波の伝搬距離を確保できることから、球形表面への物質の付着が弾性表面波の伝搬速度やその減衰定数に影響を与えることを用いて圧力や、あるいは温度を測定する場合、平面板状の基材を用いた弾性表面波素子において、その基板の伝搬路を伝搬する弾性表面波を利用して圧力計を構成するものよりも遥かに高感度なものとなる。
【０００５】
しかし、球形弾性表面波素子以外の弾性表面波素子は、一般的に、弾性表面波が伝搬する固体表面に、弾性表面波素子の周囲に浮遊するチリなどが付着すると、これが出力に影響して測定誤差が生じることになる。そこで、球形表面へのチリなどの付着を防止するために、図９に示すように、微細な孔を有したフィルター８や薄膜からなるフィルターを用いる必要がある。
しかしながら、球形弾性表面波素子に微細な孔を有したフィルターや薄膜からなるフィルターを使用した場合、基材２が収容されているフィルター支持材７内で気体が存在できる収容室６の体積に対して、フィルターが、可能な限り大きな面積で外部の雰囲気と接触されるようにすることが、球形弾性表面波素子の応答性を早くする観点から重要になる。
【０００６】
また、弾性表面波素子を圧力変動の大きい環境で使用する場合や、外部から高速で液体や気体がフィルターに吹き付けられる環境下では、フィルターやフィルターの固定部位に対して大きな応力がかかり、フィルターが破損されるおそれがある。
また、従来の弾性表面波素子においては、図９に示すように、外部の圧力が収容室６の内部圧力より低下した場合、この内部圧力によってフィルター８に外側に向けた力がかかり、フィルターが破損される可能性がある。さらに、弾性表面波素子の櫛形電極や、その電極から延びる電気配線からの電磁的なノイズが侵入し易いという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたもので、力学的に脆弱なフィルターであっても、これを破損することなく安定に維持できるとともに、フィルターを通しての基材と外部雰囲気との接触を良好にして応答性を向上でき、併せて、電磁的なノイズの侵入を防止できる弾性表面波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】
【０００８】
上記の目的を達成するために本発明の弾性表面波素子は、基板と、前記基板上に実装され弾性表面波が周回伝搬される伝搬路となる球面状の外周面を有する基材と、前記外周面に設けられ前記伝搬路に沿い前記弾性表面波を励起する弾性表面波励起手段と、前記基板上に前記基材を囲むように設けられ前記外周面の周囲に該外周面に沿って延在する収容室を形成するフィルター支持部材と、前記フィルター支持部材に取着され前記収容室内外に被測定気体が通過できるように前記収容室を閉塞する第１フィルターと、を有する弾性表面波素子において、前記第１フィルターと対向する前記基材の箇所に第１平面部が形成され、前記第１平面部と、該第１平面部に対向する前記第１フィルターの箇所とは取着されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の弾性表面波素子によれば、基材に平面部を設け、フィルター支持部材に取着されたフィルターを基材の平面部に更に取着して保持するようにしたので、力学的に脆弱な第１フィルターであっても、これを破損することなく安定に維持できるとともに、第１フィルターを通しての基材と外部雰囲気との接触を良好にして応答性を向上でき、かつ第１フィルターを利用して給電用配線などの電磁的作用に伴う弾性表面波素子へのノイズの侵入を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明にかかる弾性表面波素子の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明にかかる弾性表面波素子は、以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における弾性表面波素子の構成を示す側面図、図２は本発明の実施の形態１における弾性表面波素子の分解斜視図である。
この実施の形態１における弾性表面波素子１０は、図１及び図２に示すように、基材１１、弾性表面波励起手段１２、フィルター支持部材１３、基板１４及びフィルター１５を備える。
【００１２】
基材１１は、図１及び図２に示すように、球の北極と南極の部分を弦状にカットすることで形成された円形の第１及び第２平面部１１ａ，１１ｂと、それら平面部１１ａ，１１ｂの外周縁間を接続する球面状の外周面とを有する樽型の水晶球を用いて構成されている。そして、前記外周面上で球の赤道上の箇所には、弾性表面波が周回伝搬する伝搬路１１ｃがエンドレスに形成されている。伝搬路１１ｃには弾性表面波励起手段１２が設けられている。この弾性表面波励起手段１２は、伝搬路１１ｃに沿って伝搬する弾性表面波を励起するもので、一対の櫛型電極１２ａ，１２ｂから構成されている。また、櫛型電極１２ａの給電端子１２ａ１は、基材１１の周面から第１平面部１１ａに延在して形成され、櫛型電極１２ｂの給電端子１２ｂ１は、基材１１の周面から第２平面部１１ｂに延在して形成されている。
このような基材１１は、その第２平面部１１ｂが基板１４と対向するようにして基板１４上に実装される。
なお、基材が水晶からなる結晶球を使用し、その赤道上に櫛型電極１２ａ，１２ｂを配置した場合、球の地軸（第１及び第２平面部１１ａ及び１１ｂの中心を通る軸線）方向に水晶のＣ軸が位置する。
【００１３】
フィルター支持部材１３は、フィルター１５を支持するもので、図１及び図２に示すように、基材１１の周囲を囲むようにして基板１４上に半田付けなどにより固定することで実装される。すなわち、このフィルター支持部材１３はアルミ等の金属材から成形され、基材１１の第１、第２平面部１１ａと１１ｂとの間の寸法に相当する厚さを有する直方体形状を呈し、その中央部には基材１１の直径より十分に大きい径の円筒穴１３ａが形成されており、この円筒穴１３ａは基材１１の収容室(以下、収容室１３ａという)を構成している。そして、フィルター支持部材１３の一方の端面１３ｂはフィルター１５が接着される接合端面として使用され、他方の端面１３ｃは基板１４への実装用の端面として使用される。また、フィルター支持部材１３の接合端面１３ｂと基材１１の第１平面部１１ａは面が一致する同一平面上に位置しており、フィルター支持部材１３の実装用端面１３ｃと基材１１の第２平面部１１ｂは面が一致する同一平面上に位置している。
【００１４】
基板１４はプリント基板から構成され、この基板１４の部品実装面上には、図１に示すように、一対の櫛型電極１２ａ，１２ｂに高周波信号を供給するための信号線１６及びアース線１７が形成されている。信号線１６には櫛型電極１２ｂの給電端子１２ｂ１が接続され、アース線１７にはフィルター支持部材１３の実装用端面１３ｃが導電性接着剤１８により接続されている。なお、フィルター支持部材１３と信号線１６との間は電気的に絶縁されている。
【００１５】
フィルター１５は、収容室１３ａへの塵埃の侵入を阻止し、被測定気体の通過が可能な金属メッシュから構成され、図１及び図２に示すように、フィルター支持部材１３を平面視した際の表面積（輪郭）と同一もしくはそれより僅かに小さい表面積（輪郭）を有している。
このようなフィルター１５は、フィルター支持部材１３の接合端面１３ｂと基材１１の第１平面部１１ａ及び櫛型電極１２ａの給電端子１２ａ１に導電性接着剤１９により接着されている。これにより、櫛型電極１２ａの給電端子１２ａ１をフィルター１５及びフィルター支持部材１３を通してアース線１７に接続され、櫛型電極１２ａ，１２ｂに図示省略の高周波信号源から信号線１６及びアース線１７を介して高周波信号が供給できるようになっている。
【００１６】
次に、図３及び図４により基材１１に櫛型電極１２ａ，１２ｂ及び給電端子１２ａ１，１２ｂ１を形成する場合について説明する。
まず、図３（Ａ）に示すように、スタンプ機構の一対の給電端子用弾性版３１ａと３１ｂとの間に基材１１をセットした後、第１の押圧機構３２ａと３２ｂを矢印Ａ，Ｂの方向に動作させ、さらに、図３（Ｂ）に示すように、第２の押圧機構３３ａと３３ｂを矢印Ｃ，Ｄの方向に動作させる。これにより、弾性版３１ａ及び３１ｂの版面を基材１１の第１、第２平面部１１ａ，１１ｂ及びこれに連なる周面に押し付けて、版面に塗布されている給電端子パターンを基材１１に転写する。これにより、給電端子１２ａ１，１２ｂ１を形成することができる。
給電端子１２ａ１，１２ｂ１が形成された後は、第２の押圧機構３３ａと３３ｂを後退させた後、第３の押圧機構３４を矢印Ｅの方向に動作させて、櫛型電極用の版３５を基材１１の球形周面に押し付ける。これにより、版３５の版面に塗布されている櫛型電極パターンを基材１１に転写する。これにより、図４に示すように、基材１１に給電端子１２ａ１，１２ｂ１及び櫛型電極１２ａ，１２ｂを形成することができる。
【００１７】
このような本実施の形態１に示す弾性表面波素子によれば、基材１１の北極と南極に相当する部分を弦状にカットすることで第１及び第２平面部１１ａ，１１ｂを形成し、基材１１を囲むように基板１４に実装されたフィルター支持部材１３の接合端面１３ｂにフィルター１５の周縁部分を導電性接着剤１９により接着するとともに、フィルター１５の中央部分を基材１１の第１平面部１１ａに更に接着するようにしたので、外部から高速で液体や気体がフィルター１５に吹き付けられる環境下、またはフィルター１５やフィルター１５の固定部位に対して、フィルターの内部と外部の圧力差により大きな応力が作用しても、フィルター１５を破損することなく安定に維持できるとともに、フィルター１５を通しての基材１１と外部雰囲気との接触を良好にして、弾性表面波素子の応答性を向上できでる。
また、フィルター１５を金属メッシュで構成し、金属製のフィルター支持部材１３を介してアース線１７に接続したので、このフィルター１５により給電用配線などの電磁的作用に伴う弾性表面波素子へのノイズの侵入を防止でき、ノイズに影響されない弾性表面波素子を提供できるとともに、櫛型電極１２ａ，１２ｂを含めた基材１１に対する電磁気的なシールドが不要になる。
【００１８】
（実施形態２）
次に、図５により本発明にかかる実施の形態２について説明する。
図５は本実施の形態２における弾性表面波素子の側面図である。
この図５において、上記実施の形態１と同様な構成要素には同一符号を付してその説明を省略し、実施の形態１と異なる部分を重点に述べると、図５から明らかなように、この実施の形態２に示す弾性表面波素子１０は、上記実施の形態１と同様な構成の基材１１、弾性表面波励起手段１２、フィルター支持部材１３及び基板１４を備え、さらに、上記実施の形態１と異なる構成のフィルター２１を備えている。
【００１９】
フィルター２１は、収容室１３ａへの塵埃の侵入を阻止し、かつ被測定気体である特定のガスのみを通過させ、もしくは被測定気体以外の特定のガスがフィルター支持部材１３の収納室１３ａへ侵入するのを防止する樹脂製の薄膜材から構成される。そして、図５に示すように、フィルター支持部材１３を平面視した際の表面積（輪郭）より僅かに小さい表面積（輪郭）を有している。また、フィルター２１の内側表面には、櫛型電極１２ａに給電するためのリード線２２がフィルター２１の中央部分から周縁方向に延在して形成されている。
このようなフィルター２１の周縁部分はフィルター支持部材１３の接合端面１３ｂに接着剤により接着され、さらに、フィルター２１の中央部分は基材１１の第１平面部１１ａに接着剤により接着されている。また、リード線２２の一端は櫛型電極１２ａの給電端子１２ａ１に電気的に接続されている。
また、基板１４の実装表面に形成した信号線１６にはリード線２３を介してリード線２２が接続されている。また、基板１４の実装表面に形成したアース線１７は櫛型電極１２ｂの給電端子１２ｂ１に接続されている。これにより、櫛型電極１２ａ，１２ｂに図示省略の高周波信号源から信号線１６、リード線２３、リード線２２及びアース線１７を介して高周波信号が供給できるようになっている。
なお、フィルター支持部材１３と信号線１６及びアース線１７との間は電気的に絶縁されている。
【００２０】
このような本実施の形態２に示す弾性表面波素子によれば、フィルター支持部材１３の接合端面１３ｂにフィルター２１の周縁部分を接着するとともに、フィルター２１の中央部分を基材１１の第１平面部１１ａに更に接着するようにしたので、上記実施の形態１と同様に、外部から高速で液体や気体がフィルター２１に吹き付けられる環境下、またはフィルター２１やフィルター２１の固定部位に対して、フィルターの内部と外部の圧力差により大きな応力が作用しても、フィルター２１を破損することなく安定に維持できるとともに、フィルター２１を通して被測定気体のみを導入して基材１１と外部雰囲気との接触を良好にでき、弾性表面波素子の応答性を向上できでる。
また、本実施の形態２によれば、フィルター２１の内側表面にリード線２２を設けたので、櫛型電極１２ａ，１２ｂに対して基材１１の平面部１１ａ，１２ｂに対応する基材１１の両端側から配線することができる。
【００２１】
（実施の形態３）
次に、図６により本発明にかかる実施の形態３について説明する。
図６は本実施の形態３における弾性表面波素子の側面図である。
この図６において、上記実施の形態１と同様な構成要素には同一符号を付してその説明を省略し、実施の形態１と異なる部分を重点に述べると、図６から明らかなように、この実施の形態３に示す弾性表面波素子１０は、上記実施の形態１と同様な構成の基材１１、弾性表面波励起手段１２、フィルター支持部材１３及び基板１４を備え、さらに、上記実施の形態１と異なる構成のフィルター２４を備えている。また、この実施の形態３の基材１１に形成された櫛型電極１２ａ及び１２ｂの給電端子１２ａ１，１２ｂ１が基板１４に対向する基材１１の第２平面部１１ｂ側に設けられている点が上記実施の形態１と異なる。
【００２２】
フィルター２４は、収容室１３ａへの塵埃の侵入を阻止し、かつ被測定気体である特定のガスのみを通過させ、もしくは被測定気体以外の特定のガスがフィルター支持部材１３の収納室１３ａへ侵入するのを防止する樹脂製の薄膜材から構成され、そして、図６に示すように、フィルター支持部材１３を平面視した際の表面積（輪郭）と同一もしくはそれより僅かに小さい表面積（輪郭）を有している。
このようなフィルター２４の周縁部分はフィルター支持部材１３の接合端面１３ｂに接着剤により接着され、さらに、フィルター２４の中央部分は基材１１の第１平面部１１ａに接着剤により接着されている。
また、基板１４の実装表面に形成した信号線１６には櫛型電極１２ｂの給電端子１２ｂ１が接続されている。また、基板１４の実装表面に形成したアース線１７は櫛型電極１２ａの給電端子１２ａ１に接続されている。これにより、櫛型電極１２ａ，１２ｂに図示省略の高周波信号源から信号線１６及びアース線１７を介して高周波信号が供給できるようになっている。
【００２３】
このような本実施の形態３に示す弾性表面波素子によれば、フィルター支持部材１３の接合端面１３ｂにフィルター２４の周縁部分を接着するとともに、フィルター２４の中央部分を基材１１の平面部１１ａに更に接着するようにしたので、上記実施の形態１と同様に、外部から高速で液体や気体がフィルター２４に吹き付けられる環境下、またはフィルター２４やフィルター２４の固定部位に対して、フィルターの内部と外部の圧力差により大きな応力が作用しても、フィルター２４を破損することなく安定に維持できるとともに、フィルター２４を通して被測定気体のみを導入して基材１１と外部雰囲気との接触を良好にでき、弾性表面波素子の応答性を向上できでる。
また、本実施の形態３によれば、櫛型電極１２ａ，１２ｂに対して基板１４側から配線することができる。
【００２４】
（実施の形態４）
次に、図７により本発明にかかる実施の形態４について説明する。
図７は本実施の形態４における弾性表面波素子の側面図である。
この図７において、上記実施の形態１と同様な構成要素には同一符号を付してその説明を省略し、実施の形態１と異なる部分を重点に述べると、図６から明らかなように、この実施の形態３に示す弾性表面波素子１０は、上記実施の形態１と同様な構成の基材１１、弾性表面波励起手段１２、フィルター支持部材１３及び基板１４を備え、さらに、上記実施の形態１と異なる構成のフィルター２５及び温度検出素子２６を備えるほか、この実施の形態４の基材１１に形成された櫛型電極１２ａ及び１２ｂの給電端子１２ａ１，１２ｂ１が基板１４に対向する基材１１の第２平面部１１ｂ側に設けられている点が上記実施の形態１と異なる。
【００２５】
温度検出素子２６は抵抗または熱電対からなるもので、基材１１の伝搬路１１ｃの領域に形成されている。
フィルター２５は、収容室１３ａへの塵埃の侵入を阻止し、かつ被測定気体である特定のガスのみを通過させ、もしくは被測定気体以外の特定のガスがフィルター支持部材１３の収容室１３ａへ侵入するのを防止する樹脂製の薄膜材から構成されている。そして、図７に示すように、フィルター支持部材１３を平面視した際の表面積（輪郭）と同一もしくはそれより僅かに小さい表面積（輪郭）を有している。また、フィルター２５の内側表面には、温度検出素子２６への給電のための一対のリード線２７がフィルター２５の中央部分から周縁方向に延在して形成されている。
【００２６】
このようなフィルター２５の周縁部分はフィルター支持部材１３の接合端面１３ｂに接着剤により接着され、さらに、フィルター２５の中央部分は基材１１の第１平面部１１ａに接着剤により接着されている。
また、基板１４の実装表面に形成した信号線１６には櫛型電極１２ｂの給電端子１２ｂ１が接続されている。また、基板１４の実装表面に形成したアース線１７は櫛型電極１２ａの給電端子１２ａ１に接続されている。これにより、櫛型電極１２ａ，１２ｂに図示省略の高周波信号源から信号線１６及びアース線１７を介して高周波信号が供給できるようになっている。
また、温度検出素子２６の両端は一対のリード線２７にそれぞれ接続され、さらに、フィルター２５の周縁寄りに位置する一対のリード線２７の端部には端子２８がそれぞれ設けられ、この端子２８には、基板１４に実装される図示省略の温度検出用処理回路へ接続するためのリード線２９が接続されている。
【００２７】
このような本実施の形態４に示す弾性表面波素子によれば、フィルター支持部材１３の接合端面１３ｂにフィルター２５の周縁部分を接着するとともに、フィルター２５の中央部分を基材１１の第１平面部１１ａに更に接着するようにしたので、上記実施の形態１と同様に、外部から高速で液体や気体がフィルター２５に吹き付けられる環境下、またはフィルター２５やフィルター２５の固定部位に対して、フィルターの内部と外部の圧力差により大きな応力が作用しても、フィルター２５を破損することなく安定に維持できるとともに、フィルター２５を通して被測定気体のみを導入して基材１１と外部雰囲気との接触を良好にでき、弾性表面波素子の応答性を向上できでる。
また、本実施の形態４によれば、フィルター２５の内側表面にリード線２７を設けることにより、基材１１の外周面に設けた温度検出素子２６への配線及び給電を容易に行うことができる。
【００２８】
（実施形態５）
次に、図８により本発明にかかる実施の形態５について説明する。
図８は本実施の形態５における弾性表面波素子の側面図である。
この図８において、上記実施の形態１と同様な構成要素には同一符号を付してその説明を省略し、実施の形態１と異なる部分を重点に述べると、図８から明らかなように、この実施の形態５に示す弾性表面波素子１０は、上記実施の形態１と同様な構成の基材１１、弾性表面波励起手段１２、フィルター支持部材１３及び基板１４を備え、さらに、上記実施の形態１と異なる構成の一対の第１及び第２フィルター４１，４２を備えている。
【００２９】
第１及び第２フィルター４１，４２は、収容室１３ａへの塵埃の侵入を阻止し、かつ被測定気体である特定のガスのみを通過させ、もしくは被測定気体以外の特定のガスがフィルター支持部材１３の収容室１３ａへ侵入するのを防止する樹脂製の薄膜材から構成されている。そして、図８に示すように、フィルター支持部材１３を平面視した際の表面積（輪郭）と同一もしくはそれより僅かに小さい表面積（輪郭）を有している。また、第１及び第２フィルター４１，４２の内側表面には、櫛型電極１２ａ，１２ｂに給電するためのリード線４３，４４がフィルター４１，４２の中央部分から周縁方向に延在して形成されている。
このような第１フィルター４１の周縁部分はフィルター支持部材１３の接合端面１３ｂに接着剤により接着され、その中央部分は基材１１の第１平面部１１ａに接着剤により接着されている。また、第２フィルター４２の周縁部分はフィルター支持部材１３の接合端面１３ｃに接着剤により接着され、その中央部分は基材１１の第２平面部１１ｂに接着剤により接着されている。また、リード線４３の一端は櫛型電極１２ａの給電端子１２ａ１に電気的に接続され、リード線４４の一端は櫛型電極１２ｂの給電端子１２ｂ１に電気的に接続されている。
また、基板１４の基材１１の第２平面部１１ｂと対向する側は開口され、この開口１４ａ及びフィルター４２を通してフィルター支持部材１３の収容室１３ａ内に被測定気体が流出入されるようになっている。
【００３０】
このような本実施の形態５に示す弾性表面波素子によれば、フィルター支持部材１３の接合端面１３ｂに第１フィルター４１の周縁部分を接着するとともに、その中央部分を基材１１の第１平面部１１ａに更に接着し、さらに、フィルター支持部材１３の接合端面１３ｃに第２フィルター４２の周縁部分を接着するとともに、その中央部分を基材１１の第２平面部１１ｂに更に接着するようにしたので、上記実施の形態１と同様に、外部から高速で液体や気体がフィルター４１，４２に吹き付けられる環境下、またはフィルターやフィルターの固定部位に対して、フィルターの内部と外部の圧力差により大きな応力が作用しても、フィルター４１，４２を破損することなく安定に維持できるとともに、２つのフィルター４１，４２を通して被測定気体の導入が可能になるので、周囲のガス（被測定気体）がフィルター支持部材内部と平行になるのに要する時間が短時間で済み、弾性表面波素子の応答性をより向上することができる。
【００３１】
なお、本発明における櫛型電極と基板上の配線パターンとの接続は導電性接着剤（導電ペースト）に限らず、例えば、櫛型電極と基板上の配線パターンに金を用いて形成した場合、超音波振動を基材に加えることで溶着する方法でもよく、様々な結線方法を採用することができる。
また、本発明においては、図６に示す場合と逆に櫛型電極１２ａ及び１２ｂの給電端子１２ａ１，１２ｂ１を基材１１の第１平面部１１ａ側に設け、この給電端子１２ａ１，１２ｂ１に対応する配線パターンをフィルター２４に形成することも可能である。
また、上記実施の形態では、基材に一対の櫛型電極を設けた場合について説明したが、本発明はこれに限らず、基材の球形表面に複数の伝搬路を有するものや、単一の伝搬路上に弾性表面波を励起するための櫛型電極と、周回する弾性表面波を検出して観測するための出力用の櫛型電極を形成して送受独立型の素子を形成することができる。この場合は、３本あるいは４本などより多数の配線を必要とする。
また、図５〜図８に示す実施の形態では、フィルターを樹脂性の薄膜材で構成した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、薄膜材と金属メッシュとをラミネートした積層構造のフィルターを用いることができる。このようにすれば、フィルターの強度を向上できる。
【００３２】
また、上記実施の形態では、櫛形電極が一対の場合の球状弾性表面波素子について説明したが、リチウムナイオベート（LiNbO3）やタンタル酸リチウム（LiTaO3）を結晶球に用いた球状弾性表面波素子では、複数の弾性表面波の周回経路を有しており、この複数の周回経路に対応して、複数の櫛形電極と複数の電極取り出し配線をフィルターが有する場合についても、本発明はそれを除外するものではない。また、本実施の形態では、フィルターに対して弾性表面波の周回経路が平行な場合について説明したが、これに限らず、フィルターに対して弾性表面波の周回経路が傾斜してもよいことはいうまでもない。
また、上記実施の形態では、第１及び第２平面部１１ａ，１１ｂを有する基材１１について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、基材１１の北極に相当する部分にのみ平面部を形成し、基板に装着される基材の面を球面のままとし、この球面に合致する凹部を基板に設け、この凹部に前記球面の部分を係合して基材を基板に実装できるように構成することができる。
また、基材に平面部を形成する方法としては、例えば樹脂で基材をモールドした後、研磨切削を行う。この場合、平面部の形成に手間のかかる工程が必要とすることから、球の北極及び南極に相当する一方の部分にのみ平面部を形成した基材であれば、基材の成形工程を軽減できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態１における弾性表面波素子の構成を示す側面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における弾性表面波素子の分解斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態における基材の表面に櫛型電極及び給電端子を形成する場合の過程を示す説明図である。
【図４】櫛型電極及び給電端子を形成した基材の一例を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態２における弾性表面波素子の構成を示す側面図である。
【図６】本発明の実施の形態３における弾性表面波素子の構成を示す側面図である。
【図７】本発明の実施の形態４における弾性表面波素子の構成を示す側面図である。
【図８】本発明の実施の形態５における弾性表面波素子の構成を示す側面図である。
【図９】従来における弾性表面波素子の構成を示す縦断側面図である。
【図１０】従来における弾性表面波素子の一部の側面図である。
【図１１】従来における基板部分の平面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０……弾性表面波素子、１１……基材、１１ａ……第１平面部、１１ｂ……第２平面部、１１ｃ……伝搬路、１２……弾性表面波励起手段、１２ａ，１２ｂ……櫛型電極、１２ａ１，１２ｂ１……給電端子、１３……フィルター支持部材、１３ａ……収容室、１４……基板、１４ａ……開口、１５，２１，２４，２５，４１，４２……フィルター、１６……信号線、１７……アース線、２６……温度検出素子。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波素子に関し、さらに詳しくは、球形表面を有する基材と、この基材の球形表面に弾性表面波が伝搬路を形成し、この伝搬路に弾性表面波励起手段を設けてなる弾性表面波素子に関するものである。
なお、本発明において、弾性表面波とは、境界波、回廊波、内郭を周回する表面波、弾性表面波、漏洩弾性表面波、擬似弾性表面波、擬似漏洩弾性表面波等、固体表面にエネルギーを集中させて伝搬する弾性波をいう。
【背景技術】
【０００２】
弾性表面波素子は、遅延線、発信器のための発振素子または共振素子、周波数を選択するためのフィルター、化学センサー、バイオセンサーなどに使用される（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
次に、この種従来の弾性表面波素子について、図９〜図１１を参照して説明する。
弾性表面波素子１は、図９〜図１１に示すように、ニオブ酸リチウム単結晶からなる球形の基材２と、この基材２が実装される基板（プリント基板）３を備える。基材２の赤道上に対応する外周面には、弾性表面波が伝搬される伝搬路２ａがエンドレスに形成され、この伝搬路２ａ上に位置する基材２の表面箇所には、伝搬路２ａに沿って伝搬する弾性表面波を励起する弾性表面波励起手段４が設けられている。この弾性表面波励起手段４は、一対の櫛形電極４ａから構成され、この各櫛形電極４ａは、基材２の表面に形成した一対の給電端子４ｂに接続されている。
基板３の表面には、基材２の下端部（球の南極に相当する部分）球面が合致する形状の凹部３ａが形成され、この凹部３ａに基材２の下端部が係合されている。また、基板３の表面には、一対の給電端子４ｂに対応する信号線５ａとアース線５ｂが基板３の左右から凹部３ａに接近する方向に延在して形成され、さらに、この信号線５ａとアース線５ｂの一端は凹部３ａ内に臨ませてあり、基材２をその下端部が凹部３ａに嵌合されるように基板３上にセットされた時に、信号線５ａおよびアース線５ｂの一端が対応する電極引き出し端子４ｂに接続されるようになっている。
また、基板３上には、基材２の周囲を囲むようにして基材２を収容する収容室６を有するフィルター支持材７が固定され、このフィルター支持材７の収容室６は、微細な孔を形成したフィルター８、または特定のガスのみを通過させたり、あるいは特定のガスが収容室６へ侵入するのを防ぐ薄膜からなるフィルターにより閉塞されている。
【特許文献１】特開２００３−１１５７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような弾性表面波素子において、弾性表面波励起手段４を構成する櫛形電極４ａに高周波信号が供給されると、基材２の表面が励起されて弾性表面波が発生し、この弾性表面波は伝搬路２ａに沿って多重周回する。
このような球形弾性表面波素子は、弾性表面波が伝送路２ａを多重周回することで十分な弾性表面波の伝搬距離を確保できることから、球形表面への物質の付着が弾性表面波の伝搬速度やその減衰定数に影響を与えることを用いて圧力や、あるいは温度を測定する場合、平面板状の基材を用いた弾性表面波素子において、その基板の伝搬路を伝搬する弾性表面波を利用して圧力計を構成するものよりも遥かに高感度なものとなる。
【０００５】
しかし、球形弾性表面波素子以外の弾性表面波素子は、一般的に、弾性表面波が伝搬する固体表面に、弾性表面波素子の周囲に浮遊するチリなどが付着すると、これが出力に影響して測定誤差が生じることになる。そこで、球形表面へのチリなどの付着を防止するために、図９に示すように、微細な孔を有したフィルター８や薄膜からなるフィルターを用いる必要がある。
しかしながら、球形弾性表面波素子に微細な孔を有したフィルターや薄膜からなるフィルターを使用した場合、基材２が収容されているフィルター支持材７内で気体が存在できる収容室６の体積に対して、フィルターが、可能な限り大きな面積で外部の雰囲気と接触されるようにすることが、球形弾性表面波素子の応答性を早くする観点から重要になる。
【０００６】
また、弾性表面波素子を圧力変動の大きい環境で使用する場合や、外部から高速で液体や気体がフィルターに吹き付けられる環境下では、フィルターやフィルターの固定部位に対して大きな応力がかかり、フィルターが破損されるおそれがある。
また、従来の弾性表面波素子においては、図９に示すように、外部の圧力が収容室６の内部圧力より低下した場合、この内部圧力によってフィルター８に外側に向けた力がかかり、フィルターが破損される可能性がある。さらに、弾性表面波素子の櫛形電極や、その電極から延びる電気配線からの電磁的なノイズが侵入し易いという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたもので、力学的に脆弱なフィルターであっても、これを破損することなく安定に維持できるとともに、フィルターを通しての基材と外部雰囲気との接触を良好にして応答性を向上でき、併せて、電磁的なノイズの侵入を防止できる弾性表面波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】
【０００８】
上記の目的を達成するために本発明の弾性表面波素子は、基板と、前記基板上に実装され弾性表面波が周回伝搬される伝搬路となる球面状の外周面を有する基材と、前記外周面に設けられ前記伝搬路に沿い前記弾性表面波を励起する弾性表面波励起手段と、前記基板上に前記基材を囲むように設けられ前記外周面の周囲に該外周面に沿って延在する収容室を形成するフィルター支持部材と、前記フィルター支持部材に取着され前記収容室内外に被測定気体が通過できるように前記収容室を閉塞する第１フィルターと、を有する弾性表面波素子において、前記第１フィルターと対向する前記基材の箇所に第１平面部が形成され、前記第１平面部と、該第１平面部に対向する前記第１フィルターの箇所とは取着されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の弾性表面波素子によれば、基材に平面部を設け、フィルター支持部材に取着されたフィルターを基材の平面部に更に取着して保持するようにしたので、力学的に脆弱な第１フィルターであっても、これを破損することなく安定に維持できるとともに、第１フィルターを通しての基材と外部雰囲気との接触を良好にして応答性を向上でき、かつ第１フィルターを利用して給電用配線などの電磁的作用に伴う弾性表面波素子へのノイズの侵入を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明にかかる弾性表面波素子の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明にかかる弾性表面波素子は、以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における弾性表面波素子の構成を示す側面図、図２は本発明の実施の形態１における弾性表面波素子の分解斜視図である。
この実施の形態１における弾性表面波素子１０は、図１及び図２に示すように、基材１１、弾性表面波励起手段１２、フィルター支持部材１３、基板１４及びフィルター１５を備える。
【００１２】
基材１１は、図１及び図２に示すように、球の北極と南極の部分を弦状にカットすることで形成された円形の第１及び第２平面部１１ａ，１１ｂと、それら平面部１１ａ，１１ｂの外周縁間を接続する球面状の外周面とを有する樽型の水晶球を用いて構成されている。そして、前記外周面上で球の赤道上の箇所には、弾性表面波が周回伝搬する伝搬路１１ｃがエンドレスに形成されている。伝搬路１１ｃには弾性表面波励起手段１２が設けられている。この弾性表面波励起手段１２は、伝搬路１１ｃに沿って伝搬する弾性表面波を励起するもので、一対の櫛型電極１２ａ，１２ｂから構成されている。また、櫛型電極１２ａの給電端子１２ａ１は、基材１１の周面から第１平面部１１ａに延在して形成され、櫛型電極１２ｂの給電端子１２ｂ１は、基材１１の周面から第２平面部１１ｂに延在して形成されている。
このような基材１１は、その第２平面部１１ｂが基板１４と対向するようにして基板１４上に実装される。
なお、基材が水晶からなる結晶球を使用し、その赤道上に櫛型電極１２ａ，１２ｂを配置した場合、球の地軸（第１及び第２平面部１１ａ及び１１ｂの中心を通る軸線）方向に水晶のＣ軸が位置する。
【００１３】
フィルター支持部材１３は、フィルター１５を支持するもので、図１及び図２に示すように、基材１１の周囲を囲むようにして基板１４上に半田付けなどにより固定することで実装される。すなわち、このフィルター支持部材１３はアルミ等の金属材から成形され、基材１１の第１、第２平面部１１ａと１１ｂとの間の寸法に相当する厚さを有する直方体形状を呈し、その中央部には基材１１の直径より十分に大きい径の円筒穴１３ａが形成されており、この円筒穴１３ａは基材１１の収容室(以下、収容室１３ａという)を構成している。そして、フィルター支持部材１３の一方の端面１３ｂはフィルター１５が接着される接合端面として使用され、他方の端面１３ｃは基板１４への実装用の端面として使用される。また、フィルター支持部材１３の接合端面１３ｂと基材１１の第１平面部１１ａは面が一致する同一平面上に位置しており、フィルター支持部材１３の実装用端面１３ｃと基材１１の第２平面部１１ｂは面が一致する同一平面上に位置している。
【００１４】
基板１４はプリント基板から構成され、この基板１４の部品実装面上には、図１に示すように、一対の櫛型電極１２ａ，１２ｂに高周波信号を供給するための信号線１６及びアース線１７が形成されている。信号線１６には櫛型電極１２ｂの給電端子１２ｂ１が接続され、アース線１７にはフィルター支持部材１３の実装用端面１３ｃが導電性接着剤１８により接続されている。なお、フィルター支持部材１３と信号線１６との間は電気的に絶縁されている。
【００１５】
フィルター１５は、収容室１３ａへの塵埃の侵入を阻止し、被測定気体の通過が可能な金属メッシュから構成され、図１及び図２に示すように、フィルター支持部材１３を平面視した際の表面積（輪郭）と同一もしくはそれより僅かに小さい表面積（輪郭）を有している。
このようなフィルター１５は、フィルター支持部材１３の接合端面１３ｂと基材１１の第１平面部１１ａ及び櫛型電極１２ａの給電端子１２ａ１に導電性接着剤１９により接着されている。これにより、櫛型電極１２ａの給電端子１２ａ１をフィルター１５及びフィルター支持部材１３を通してアース線１７に接続され、櫛型電極１２ａ，１２ｂに図示省略の高周波信号源から信号線１６及びアース線１７を介して高周波信号が供給できるようになっている。
【００１６】
次に、図３及び図４により基材１１に櫛型電極１２ａ，１２ｂ及び給電端子１２ａ１，１２ｂ１を形成する場合について説明する。
まず、図３（Ａ）に示すように、スタンプ機構の一対の給電端子用弾性版３１ａと３１ｂとの間に基材１１をセットした後、第１の押圧機構３２ａと３２ｂを矢印Ａ，Ｂの方向に動作させ、さらに、図３（Ｂ）に示すように、第２の押圧機構３３ａと３３ｂを矢印Ｃ，Ｄの方向に動作させる。これにより、弾性版３１ａ及び３１ｂの版面を基材１１の第１、第２平面部１１ａ，１１ｂ及びこれに連なる周面に押し付けて、版面に塗布されている給電端子パターンを基材１１に転写する。これにより、給電端子１２ａ１，１２ｂ１を形成することができる。
給電端子１２ａ１，１２ｂ１が形成された後は、第２の押圧機構３３ａと３３ｂを後退させた後、第３の押圧機構３４を矢印Ｅの方向に動作させて、櫛型電極用の版３５を基材１１の球形周面に押し付ける。これにより、版３５の版面に塗布されている櫛型電極パターンを基材１１に転写する。これにより、図４に示すように、基材１１に給電端子１２ａ１，１２ｂ１及び櫛型電極１２ａ，１２ｂを形成することができる。
【００１７】
このような本実施の形態１に示す弾性表面波素子によれば、基材１１の北極と南極に相当する部分を弦状にカットすることで第１及び第２平面部１１ａ，１１ｂを形成し、基材１１を囲むように基板１４に実装されたフィルター支持部材１３の接合端面１３ｂにフィルター１５の周縁部分を導電性接着剤１９により接着するとともに、フィルター１５の中央部分を基材１１の第１平面部１１ａに更に接着するようにしたので、外部から高速で液体や気体がフィルター１５に吹き付けられる環境下、またはフィルター１５やフィルター１５の固定部位に対して、フィルターの内部と外部の圧力差により大きな応力が作用しても、フィルター１５を破損することなく安定に維持できるとともに、フィルター１５を通しての基材１１と外部雰囲気との接触を良好にして、弾性表面波素子の応答性を向上できでる。
また、フィルター１５を金属メッシュで構成し、金属製のフィルター支持部材１３を介してアース線１７に接続したので、このフィルター１５により給電用配線などの電磁的作用に伴う弾性表面波素子へのノイズの侵入を防止でき、ノイズに影響されない弾性表面波素子を提供できるとともに、櫛型電極１２ａ，１２ｂを含めた基材１１に対する電磁気的なシールドが不要になる。
【００１８】
（実施形態２）
次に、図５により本発明にかかる実施の形態２について説明する。
図５は本実施の形態２における弾性表面波素子の側面図である。
この図５において、上記実施の形態１と同様な構成要素には同一符号を付してその説明を省略し、実施の形態１と異なる部分を重点に述べると、図５から明らかなように、この実施の形態２に示す弾性表面波素子１０は、上記実施の形態１と同様な構成の基材１１、弾性表面波励起手段１２、フィルター支持部材１３及び基板１４を備え、さらに、上記実施の形態１と異なる構成のフィルター２１を備えている。
【００１９】
フィルター２１は、収容室１３ａへの塵埃の侵入を阻止し、かつ被測定気体である特定のガスのみを通過させ、もしくは被測定気体以外の特定のガスがフィルター支持部材１３の収納室１３ａへ侵入するのを防止する樹脂製の薄膜材から構成される。そして、図５に示すように、フィルター支持部材１３を平面視した際の表面積（輪郭）より僅かに小さい表面積（輪郭）を有している。また、フィルター２１の内側表面には、櫛型電極１２ａに給電するためのリード線２２がフィルター２１の中央部分から周縁方向に延在して形成されている。
このようなフィルター２１の周縁部分はフィルター支持部材１３の接合端面１３ｂに接着剤により接着され、さらに、フィルター２１の中央部分は基材１１の第１平面部１１ａに接着剤により接着されている。また、リード線２２の一端は櫛型電極１２ａの給電端子１２ａ１に電気的に接続されている。
また、基板１４の実装表面に形成した信号線１６にはリード線２３を介してリード線２２が接続されている。また、基板１４の実装表面に形成したアース線１７は櫛型電極１２ｂの給電端子１２ｂ１に接続されている。これにより、櫛型電極１２ａ，１２ｂに図示省略の高周波信号源から信号線１６、リード線２３、リード線２２及びアース線１７を介して高周波信号が供給できるようになっている。
なお、フィルター支持部材１３と信号線１６及びアース線１７との間は電気的に絶縁されている。
【００２０】
このような本実施の形態２に示す弾性表面波素子によれば、フィルター支持部材１３の接合端面１３ｂにフィルター２１の周縁部分を接着するとともに、フィルター２１の中央部分を基材１１の第１平面部１１ａに更に接着するようにしたので、上記実施の形態１と同様に、外部から高速で液体や気体がフィルター２１に吹き付けられる環境下、またはフィルター２１やフィルター２１の固定部位に対して、フィルターの内部と外部の圧力差により大きな応力が作用しても、フィルター２１を破損することなく安定に維持できるとともに、フィルター２１を通して被測定気体のみを導入して基材１１と外部雰囲気との接触を良好にでき、弾性表面波素子の応答性を向上できでる。
また、本実施の形態２によれば、フィルター２１の内側表面にリード線２２を設けたので、櫛型電極１２ａ，１２ｂに対して基材１１の平面部１１ａ，１２ｂに対応する基材１１の両端側から配線することができる。
【００２１】
（実施の形態３）
次に、図６により本発明にかかる実施の形態３について説明する。
図６は本実施の形態３における弾性表面波素子の側面図である。
この図６において、上記実施の形態１と同様な構成要素には同一符号を付してその説明を省略し、実施の形態１と異なる部分を重点に述べると、図６から明らかなように、この実施の形態３に示す弾性表面波素子１０は、上記実施の形態１と同様な構成の基材１１、弾性表面波励起手段１２、フィルター支持部材１３及び基板１４を備え、さらに、上記実施の形態１と異なる構成のフィルター２４を備えている。また、この実施の形態３の基材１１に形成された櫛型電極１２ａ及び１２ｂの給電端子１２ａ１，１２ｂ１が基板１４に対向する基材１１の第２平面部１１ｂ側に設けられている点が上記実施の形態１と異なる。
【００２２】
フィルター２４は、収容室１３ａへの塵埃の侵入を阻止し、かつ被測定気体である特定のガスのみを通過させ、もしくは被測定気体以外の特定のガスがフィルター支持部材１３の収納室１３ａへ侵入するのを防止する樹脂製の薄膜材から構成され、そして、図６に示すように、フィルター支持部材１３を平面視した際の表面積（輪郭）と同一もしくはそれより僅かに小さい表面積（輪郭）を有している。
このようなフィルター２４の周縁部分はフィルター支持部材１３の接合端面１３ｂに接着剤により接着され、さらに、フィルター２４の中央部分は基材１１の第１平面部１１ａに接着剤により接着されている。
また、基板１４の実装表面に形成した信号線１６には櫛型電極１２ｂの給電端子１２ｂ１が接続されている。また、基板１４の実装表面に形成したアース線１７は櫛型電極１２ａの給電端子１２ａ１に接続されている。これにより、櫛型電極１２ａ，１２ｂに図示省略の高周波信号源から信号線１６及びアース線１７を介して高周波信号が供給できるようになっている。
【００２３】
このような本実施の形態３に示す弾性表面波素子によれば、フィルター支持部材１３の接合端面１３ｂにフィルター２４の周縁部分を接着するとともに、フィルター２４の中央部分を基材１１の平面部１１ａに更に接着するようにしたので、上記実施の形態１と同様に、外部から高速で液体や気体がフィルター２４に吹き付けられる環境下、またはフィルター２４やフィルター２４の固定部位に対して、フィルターの内部と外部の圧力差により大きな応力が作用しても、フィルター２４を破損することなく安定に維持できるとともに、フィルター２４を通して被測定気体のみを導入して基材１１と外部雰囲気との接触を良好にでき、弾性表面波素子の応答性を向上できでる。
また、本実施の形態３によれば、櫛型電極１２ａ，１２ｂに対して基板１４側から配線することができる。
【００２４】
（実施の形態４）
次に、図７により本発明にかかる実施の形態４について説明する。
図７は本実施の形態４における弾性表面波素子の側面図である。
この図７において、上記実施の形態１と同様な構成要素には同一符号を付してその説明を省略し、実施の形態１と異なる部分を重点に述べると、図６から明らかなように、この実施の形態３に示す弾性表面波素子１０は、上記実施の形態１と同様な構成の基材１１、弾性表面波励起手段１２、フィルター支持部材１３及び基板１４を備え、さらに、上記実施の形態１と異なる構成のフィルター２５及び温度検出素子２６を備えるほか、この実施の形態４の基材１１に形成された櫛型電極１２ａ及び１２ｂの給電端子１２ａ１，１２ｂ１が基板１４に対向する基材１１の第２平面部１１ｂ側に設けられている点が上記実施の形態１と異なる。
【００２５】
温度検出素子２６は抵抗または熱電対からなるもので、基材１１の伝搬路１１ｃの領域に形成されている。
フィルター２５は、収容室１３ａへの塵埃の侵入を阻止し、かつ被測定気体である特定のガスのみを通過させ、もしくは被測定気体以外の特定のガスがフィルター支持部材１３の収容室１３ａへ侵入するのを防止する樹脂製の薄膜材から構成されている。そして、図７に示すように、フィルター支持部材１３を平面視した際の表面積（輪郭）と同一もしくはそれより僅かに小さい表面積（輪郭）を有している。また、フィルター２５の内側表面には、温度検出素子２６への給電のための一対のリード線２７がフィルター２５の中央部分から周縁方向に延在して形成されている。
【００２６】
このようなフィルター２５の周縁部分はフィルター支持部材１３の接合端面１３ｂに接着剤により接着され、さらに、フィルター２５の中央部分は基材１１の第１平面部１１ａに接着剤により接着されている。
また、基板１４の実装表面に形成した信号線１６には櫛型電極１２ｂの給電端子１２ｂ１が接続されている。また、基板１４の実装表面に形成したアース線１７は櫛型電極１２ａの給電端子１２ａ１に接続されている。これにより、櫛型電極１２ａ，１２ｂに図示省略の高周波信号源から信号線１６及びアース線１７を介して高周波信号が供給できるようになっている。
また、温度検出素子２６の両端は一対のリード線２７にそれぞれ接続され、さらに、フィルター２５の周縁寄りに位置する一対のリード線２７の端部には端子２８がそれぞれ設けられ、この端子２８には、基板１４に実装される図示省略の温度検出用処理回路へ接続するためのリード線２９が接続されている。
【００２７】
このような本実施の形態４に示す弾性表面波素子によれば、フィルター支持部材１３の接合端面１３ｂにフィルター２５の周縁部分を接着するとともに、フィルター２５の中央部分を基材１１の第１平面部１１ａに更に接着するようにしたので、上記実施の形態１と同様に、外部から高速で液体や気体がフィルター２５に吹き付けられる環境下、またはフィルター２５やフィルター２５の固定部位に対して、フィルターの内部と外部の圧力差により大きな応力が作用しても、フィルター２５を破損することなく安定に維持できるとともに、フィルター２５を通して被測定気体のみを導入して基材１１と外部雰囲気との接触を良好にでき、弾性表面波素子の応答性を向上できでる。
また、本実施の形態４によれば、フィルター２５の内側表面にリード線２７を設けることにより、基材１１の外周面に設けた温度検出素子２６への配線及び給電を容易に行うことができる。
【００２８】
（実施形態５）
次に、図８により本発明にかかる実施の形態５について説明する。
図８は本実施の形態５における弾性表面波素子の側面図である。
この図８において、上記実施の形態１と同様な構成要素には同一符号を付してその説明を省略し、実施の形態１と異なる部分を重点に述べると、図８から明らかなように、この実施の形態５に示す弾性表面波素子１０は、上記実施の形態１と同様な構成の基材１１、弾性表面波励起手段１２、フィルター支持部材１３及び基板１４を備え、さらに、上記実施の形態１と異なる構成の一対の第１及び第２フィルター４１，４２を備えている。
【００２９】
第１及び第２フィルター４１，４２は、収容室１３ａへの塵埃の侵入を阻止し、かつ被測定気体である特定のガスのみを通過させ、もしくは被測定気体以外の特定のガスがフィルター支持部材１３の収容室１３ａへ侵入するのを防止する樹脂製の薄膜材から構成されている。そして、図８に示すように、フィルター支持部材１３を平面視した際の表面積（輪郭）と同一もしくはそれより僅かに小さい表面積（輪郭）を有している。また、第１及び第２フィルター４１，４２の内側表面には、櫛型電極１２ａ，１２ｂに給電するためのリード線４３，４４がフィルター４１，４２の中央部分から周縁方向に延在して形成されている。
このような第１フィルター４１の周縁部分はフィルター支持部材１３の接合端面１３ｂに接着剤により接着され、その中央部分は基材１１の第１平面部１１ａに接着剤により接着されている。また、第２フィルター４２の周縁部分はフィルター支持部材１３の接合端面１３ｃに接着剤により接着され、その中央部分は基材１１の第２平面部１１ｂに接着剤により接着されている。また、リード線４３の一端は櫛型電極１２ａの給電端子１２ａ１に電気的に接続され、リード線４４の一端は櫛型電極１２ｂの給電端子１２ｂ１に電気的に接続されている。
また、基板１４の基材１１の第２平面部１１ｂと対向する側は開口され、この開口１４ａ及びフィルター４２を通してフィルター支持部材１３の収容室１３ａ内に被測定気体が流出入されるようになっている。
【００３０】
このような本実施の形態５に示す弾性表面波素子によれば、フィルター支持部材１３の接合端面１３ｂに第１フィルター４１の周縁部分を接着するとともに、その中央部分を基材１１の第１平面部１１ａに更に接着し、さらに、フィルター支持部材１３の接合端面１３ｃに第２フィルター４２の周縁部分を接着するとともに、その中央部分を基材１１の第２平面部１１ｂに更に接着するようにしたので、上記実施の形態１と同様に、外部から高速で液体や気体がフィルター４１，４２に吹き付けられる環境下、またはフィルターやフィルターの固定部位に対して、フィルターの内部と外部の圧力差により大きな応力が作用しても、フィルター４１，４２を破損することなく安定に維持できるとともに、２つのフィルター４１，４２を通して被測定気体の導入が可能になるので、周囲のガス（被測定気体）がフィルター支持部材内部と平行になるのに要する時間が短時間で済み、弾性表面波素子の応答性をより向上することができる。
【００３１】
なお、本発明における櫛型電極と基板上の配線パターンとの接続は導電性接着剤（導電ペースト）に限らず、例えば、櫛型電極と基板上の配線パターンに金を用いて形成した場合、超音波振動を基材に加えることで溶着する方法でもよく、様々な結線方法を採用することができる。
また、本発明においては、図６に示す場合と逆に櫛型電極１２ａ及び１２ｂの給電端子１２ａ１，１２ｂ１を基材１１の第１平面部１１ａ側に設け、この給電端子１２ａ１，１２ｂ１に対応する配線パターンをフィルター２４に形成することも可能である。
また、上記実施の形態では、基材に一対の櫛型電極を設けた場合について説明したが、本発明はこれに限らず、基材の球形表面に複数の伝搬路を有するものや、単一の伝搬路上に弾性表面波を励起するための櫛型電極と、周回する弾性表面波を検出して観測するための出力用の櫛型電極を形成して送受独立型の素子を形成することができる。この場合は、３本あるいは４本などより多数の配線を必要とする。
また、図５〜図８に示す実施の形態では、フィルターを樹脂性の薄膜材で構成した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、薄膜材と金属メッシュとをラミネートした積層構造のフィルターを用いることができる。このようにすれば、フィルターの強度を向上できる。
【００３２】
また、上記実施の形態では、櫛形電極が一対の場合の球状弾性表面波素子について説明したが、リチウムナイオベート（LiNbO3）やタンタル酸リチウム（LiTaO3）を結晶球に用いた球状弾性表面波素子では、複数の弾性表面波の周回経路を有しており、この複数の周回経路に対応して、複数の櫛形電極と複数の電極取り出し配線をフィルターが有する場合についても、本発明はそれを除外するものではない。また、本実施の形態では、フィルターに対して弾性表面波の周回経路が平行な場合について説明したが、これに限らず、フィルターに対して弾性表面波の周回経路が傾斜してもよいことはいうまでもない。
また、上記実施の形態では、第１及び第２平面部１１ａ，１１ｂを有する基材１１について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、基材１１の北極に相当する部分にのみ平面部を形成し、基板に装着される基材の面を球面のままとし、この球面に合致する凹部を基板に設け、この凹部に前記球面の部分を係合して基材を基板に実装できるように構成することができる。
また、基材に平面部を形成する方法としては、例えば樹脂で基材をモールドした後、研磨切削を行う。この場合、平面部の形成に手間のかかる工程が必要とすることから、球の北極及び南極に相当する一方の部分にのみ平面部を形成した基材であれば、基材の成形工程を軽減できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態１における弾性表面波素子の構成を示す側面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における弾性表面波素子の分解斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態における基材の表面に櫛型電極及び給電端子を形成する場合の過程を示す説明図である。
【図４】櫛型電極及び給電端子を形成した基材の一例を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態２における弾性表面波素子の構成を示す側面図である。
【図６】本発明の実施の形態３における弾性表面波素子の構成を示す側面図である。
【図７】本発明の実施の形態４における弾性表面波素子の構成を示す側面図である。
【図８】本発明の実施の形態５における弾性表面波素子の構成を示す側面図である。
【図９】従来における弾性表面波素子の構成を示す縦断側面図である。
【図１０】従来における弾性表面波素子の一部の側面図である。
【図１１】従来における基板部分の平面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０……弾性表面波素子、１１……基材、１１ａ……第１平面部、１１ｂ……第２平面部、１１ｃ……伝搬路、１２……弾性表面波励起手段、１２ａ，１２ｂ……櫛型電極、１２ａ１，１２ｂ１……給電端子、１３……フィルター支持部材、１３ａ……収容室、１４……基板、１４ａ……開口、１５，２１，２４，２５，４１，４２……フィルター、１６……信号線、１７……アース線、２６……温度検出素子。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に実装され弾性表面波が周回伝搬される伝搬路となる球面状の外周面を有する基材と、
前記外周面に設けられ前記伝搬路に沿い前記弾性表面波を励起する弾性表面波励起手段と、
前記基板上に前記基材を囲むように設けられ前記外周面の周囲に該外周面に沿って延在する収容室を形成するフィルター支持部材と、
前記フィルター支持部材に取着され前記収容室内外に被測定気体が通過できるように前記収容室を閉塞する第１フィルターと、
を有する弾性表面波素子において、
前記第１フィルターと対向する前記基材の箇所に第１平面部が形成され、
前記第１平面部と、該第１平面部に対向する前記第１フィルターの箇所とは取着されている、
ことを特徴とする弾性表面波素子。
【請求項２】
前記基板と対向する前記基材の箇所に第２平面部が形成され、この第２平面部と前記基板とは取着されていることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波素子。
【請求項３】
前記フィルター支持部材は前記第１フィルターが取着される端面を有し、前記端面と前記第１平面部は同一平面上に位置していることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波素子。
【請求項４】
前記基板と対向する前記基材の面は球面に形成され、前記基板に前記球面に合致する凹部が設けられ、前記凹部に前記球面の部分が係合して前記基材が前記基板に実装されていることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波素子。
【請求項５】
前記弾性表面波励起手段は少なくとも一対の櫛型電極から構成されていることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波素子。
【請求項６】
前記基板に前記櫛型電極へ給電するための配線パターンが設けられていることを特徴とする請求項５記載の弾性表面波素子。
【請求項７】
前記第１フィルターは金属製メッシュであることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波素子。
【請求項８】
前記第１フィルターは、特定の気体のみを通過させ、もしくは特定の気体が前記収容室内へ侵入するのを防止する薄膜材であることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波素子。
【請求項９】
前記薄膜材は、前記櫛型電極を前記基板の配線パターンに電気的に接続するリード線を有することを特徴とする請求項８記載の弾性表面波素子。
【請求項１０】
前記第１フィルターは、金属製メッシュと、特定の気体のみを通過させもしくは特定の気体が前記収容室へ侵入するのを防止する薄膜材とを積層して構成されていることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波素子。
【請求項１１】
前記弾性表面波励起手段は少なくとも一対の櫛型電極から構成され、
前記基板に前記櫛型電極へ給電するための配線パターンが設けられ、
前記第１フィルターは金属製メッシュからなり、
前記フィルター支持部材は導電性材料からなり、
前記一対の櫛型電極の一方が前記金属製メッシュ及び前記フィルター支持部材を介して前記基板の配線パターンに電気的に接続され、前記一対の櫛型電極の他方が前記基板の配線パターンに電気的に接続されるように構成したことを特徴とする請求項１記載の弾性表面波素子。
【請求項１２】
前記基材は前記伝搬路の領域に形成された温度検出素子を有し、前記温度検出素子は前記薄膜材に形成した導電性のリード線を介して前記基板の配線パターンに電気的に接続されることを特徴とする請求項１１記載の弾性表面波素子。
【請求項１３】
前記基材が前記基板に実装される箇所に、被測定気体の通過を可能とした第２フィルターが設けられ、
前記基材は前記第２フィルター上に設けられ、
前記基板に、前記第２フィルターを介して前記収容室に連通する開口が設けられている、
ことを特徴とする請求項１記載の弾性表面波素子。
【請求項１】
基板と、
前記基板上に実装され弾性表面波が周回伝搬される伝搬路となる球面状の外周面を有する基材と、
前記外周面に設けられ前記伝搬路に沿い前記弾性表面波を励起する弾性表面波励起手段と、
前記基板上に前記基材を囲むように設けられ前記外周面の周囲に該外周面に沿って延在する収容室を形成するフィルター支持部材と、
前記フィルター支持部材に取着され前記収容室内外に被測定気体が通過できるように前記収容室を閉塞する第１フィルターと、
を有する弾性表面波素子において、
前記第１フィルターと対向する前記基材の箇所に第１平面部が形成され、
前記第１平面部と、該第１平面部に対向する前記第１フィルターの箇所とは取着されている、
ことを特徴とする弾性表面波素子。
【請求項２】
前記基板と対向する前記基材の箇所に第２平面部が形成され、この第２平面部と前記基板とは取着されていることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波素子。
【請求項３】
前記フィルター支持部材は前記第１フィルターが取着される端面を有し、前記端面と前記第１平面部は同一平面上に位置していることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波素子。
【請求項４】
前記基板と対向する前記基材の面は球面に形成され、前記基板に前記球面に合致する凹部が設けられ、前記凹部に前記球面の部分が係合して前記基材が前記基板に実装されていることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波素子。
【請求項５】
前記弾性表面波励起手段は少なくとも一対の櫛型電極から構成されていることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波素子。
【請求項６】
前記基板に前記櫛型電極へ給電するための配線パターンが設けられていることを特徴とする請求項５記載の弾性表面波素子。
【請求項７】
前記第１フィルターは金属製メッシュであることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波素子。
【請求項８】
前記第１フィルターは、特定の気体のみを通過させ、もしくは特定の気体が前記収容室内へ侵入するのを防止する薄膜材であることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波素子。
【請求項９】
前記薄膜材は、前記櫛型電極を前記基板の配線パターンに電気的に接続するリード線を有することを特徴とする請求項８記載の弾性表面波素子。
【請求項１０】
前記第１フィルターは、金属製メッシュと、特定の気体のみを通過させもしくは特定の気体が前記収容室へ侵入するのを防止する薄膜材とを積層して構成されていることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波素子。
【請求項１１】
前記弾性表面波励起手段は少なくとも一対の櫛型電極から構成され、
前記基板に前記櫛型電極へ給電するための配線パターンが設けられ、
前記第１フィルターは金属製メッシュからなり、
前記フィルター支持部材は導電性材料からなり、
前記一対の櫛型電極の一方が前記金属製メッシュ及び前記フィルター支持部材を介して前記基板の配線パターンに電気的に接続され、前記一対の櫛型電極の他方が前記基板の配線パターンに電気的に接続されるように構成したことを特徴とする請求項１記載の弾性表面波素子。
【請求項１２】
前記基材は前記伝搬路の領域に形成された温度検出素子を有し、前記温度検出素子は前記薄膜材に形成した導電性のリード線を介して前記基板の配線パターンに電気的に接続されることを特徴とする請求項１１記載の弾性表面波素子。
【請求項１３】
前記基材が前記基板に実装される箇所に、被測定気体の通過を可能とした第２フィルターが設けられ、
前記基材は前記第２フィルター上に設けられ、
前記基板に、前記第２フィルターを介して前記収容室に連通する開口が設けられている、
ことを特徴とする請求項１記載の弾性表面波素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−４２４９８（Ｐ２００８−４２４９８Ａ）
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２１３７７２（Ｐ２００６−２１３７７２）
【出願日】平成１８年８月４日（２００６．８．４）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月４日（２００６．８．４）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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