JP2013174493A - Ｑｃｍセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】一対の駆動電極との接続以外にも電気的な接続が可能な接続構造を有し、信頼性が高いＱＣＭセンサを提供する。
【解決手段】ＱＣＭセンサ２０は、水晶振動子２１と、水晶振動子２１の面上に配置された一対の駆動電極２４と、水晶振動子２１を支持する２本の支持部材２３とを有する。支持部材２３は、水晶振動子２１に接触する第１及び第２の突起と、第１の突起を介して駆動電極２４と電気的に接続された第１の導電パターンと、第２の突起を介して水晶振動子２１に形成された温度検出部３０等と電気的に接続可能な第２の導電パターンとを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、環境中の腐食性ガスの評価等に使用するＱＣＭ（Quartz Crystal Microbalance）センサに関する。

工場やサーバルーム等の施設には様々な電子機器が設置されるが、それらの電子機器が設置される環境中には硫化水素（Ｈ₂Ｓ）ガスや亜硫酸ガス等の腐食性ガスが含まれることがある。腐食性ガスは、電子機器内の部品を腐食して、電子機器の故障や特性の劣化などの不具合を引き起こす。このため、電子機器が設置された環境中の腐食性ガスを監視して、必要に応じて適切な対策を早めにとることが好ましい。

また、宝飾品が腐食性ガスに晒されると腐食が発生して、価値が大幅に低下してしまう。このため、高価な宝飾品を展示又は保管する環境中の腐食性ガスを監視することが必要になることもある。

腐食性ガスの監視に好適なセンサとして、ＱＣＭセンサが知られている。一般的なＱＣＭセンサは、薄板状の水晶振動子と、水晶振動子の両面に形成された一対の駆動電極と、腐食性ガスにより腐食しやすい金属で形成された金属膜（以下、「腐食金属膜」という）とを有する。ＱＣＭセンサは質量センサの一種であり、腐食金属膜が腐食することによる質量変化により水晶振動子の共振周波数が変化することを利用して、腐食性ガスによる腐食の程度を検出する。

特開２００４−２９４３５６号公報 特開２００５−２５７３９４号公報

一対の駆動電極との接続以外にも電気的な接続が可能な接続構造を有し、信頼性が高いＱＣＭセンサを提供することを目的とする。

開示の技術の一観点によれば、水晶振動子と、前記水晶振動子の面上に配置された一対の駆動電極と、前記水晶振動子を支持する２本の支持部材とを有し、前記支持部材が、前記水晶振動子に接触する第１の突起及び第２の突起と、前記第１の突起を介して前記駆動電極と電気的に接続された第１の導電パターンと、前記第２の突起を介して前記水晶振動子に形成された電気部品と電気的に接続可能な第２の導電パターンとを有するＱＣＭセンサが提供される。

上記一観点に係るＱＣＭセンサは、支持部材に複数の突起と導電パターンとが設けられており、これらの突起及び導電パターンを介して駆動電極及び電気部品と外部の装置（電気回路）とを電気的に接続することができる。これにより、ＱＣＭセンサの振動を阻害するものがなく、信頼性が高いＱＣＭセンサが得られる。

図１は、ＱＣＭセンサの温度特性の一例を示す図である。 図２（ａ）はＱＣＭセンサの一例を示す正面図、図２（ｂ）は水晶振動子と支持部材との接続部の拡大図である。 図３は、第１の実施形態に係るＱＣＭセンサを表した模式図である。 図４は、抵抗パターンにより形成された４端子回路を示す図である。 図５は、支持部材と水晶振動子との接続部を示す模式拡大図（その１）である。 図６は、支持部材と水晶振動子との接続部を示す模式拡大図（その２）である。 図７は、ＱＣＭセンサと測定装置との接続を示す図である。 図８は、ＱＣＭセンサの本体部分の製造方法を示す図（その１）である。 図９は、ＱＣＭセンサの本体部分の製造方法を示す図（その２）である。 図１０は、ＱＣＭセンサの本体部分の製造方法を示す図（その３）である。 図１１は、ＱＣＭセンサの本体部分の製造方法を示す図（その４）である。 図１２は、ＱＣＭセンサの本体部分の製造方法を示す図（その５）である。 図１３は、ＱＣＭセンサの本体部分の製造方法を示す図（その６）である。 図１４は、ＱＣＭセンサの本体部分の製造方法を示す図（その７）である。 図１５は、支持部材の製造方法を示す図（その１）である。 図１６は、支持部材の製造方法を示す図（その２）である。 図１７は、支持部材の製造方法を示す図（その３）である。 図１８は、支持部材の製造方法を示す図（その４）である。 図１９は、突起となるシリコンゴムを示す図である。 図２０は、ＱＣＭセンサの温度と共振周波数との関係を調べ、ＱＣＭセンサの温度特性を用いて共振周波数を補正した結果を示す図である。 図２１は、第２の実施形態に係るＱＣＭセンサを示す模式図である。 図２２は、第３の実施形態に係るＱＣＭセンサを示す模式図である。

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。

ＡＴカットの水晶振動子を用いたＱＣＭ（Quartz Crystal Microbalance）センサの場合、検出感度は下記（１）式に示すSaurbreyの式で表される。

ここで、Δｆは共振周波数の変化量、ｆはＱＣＭセンサの基本共振周波数、Ｓは駆動電極の面積、μは水晶のせん断応力、ρは水晶の密度、Δｍは質量の変化量である。

上記（１）式によると、基本共振周波数ｆが９ＭＨｚのＱＣＭセンサの場合、１ｎｇの質量の変化が１Ｈｚの変化として計測できることがわかる。

ところで、ＱＣＭセンサの共振周波数は、質量だけでなく、温度によっても変化する。従って、腐食性ガスによる腐食の程度を精度よく検出するためには、温度による共振周波数の変化を考慮することが重要である。

ＡＴカットの水晶振動子を用いたＱＣＭセンサの場合、その温度特性は三次曲線で表すことができる。一般的なＱＣＭセンサでは、温度特性の変曲点が２５℃付近に位置するように調整されているため、２５℃±数１０℃の範囲でほぼ線形の温度特性を示す。

図１は、横軸に温度をとり、縦軸に共振周波数の変化量をとって、ＱＣＭセンサの温度特性の一例を示す図である。ＱＣＭセンサでは、ＱＣＭセンサが置かれた場所の温度を測定し、温度特性を参照して共振周波数を補正することで、腐食の程度を精度よく検出することができる。

図２（ａ）はＱＣＭセンサの一例を示す正面図、図２（ｂ）は水晶振動子と支持部材との接続部を図２（ａ）中の矢印Ａで示す方向から見た拡大図である。

図２（ａ），（ｂ）に示すＱＣＭセンサ１０は、円盤状の水晶振動子１１と、台座１２と、水晶振動子１１を台座１２から離して支持する２本の金属製の支持部材１３とを有する。水晶振動子１１の両面にはそれぞれ駆動電極１４が形成されている。この一対の駆動電極１４に測定装置から所定の高周波電圧を印加すると、水晶振動子１１が質量に応じた振動数で振動する。

駆動電極１４に接続する接続配線１４ａは水晶振動子１１の縁部まで延び出しており、導電性ペースト１５等により支持部材１３と電気的に接続されている。ＱＣＭセンサ１０の駆動電極１４は、支持部材１３を介して測定装置に電気的に接続される。

水晶振動子１１に応力が加わると共振周波数が変化してしまうため、水晶振動子１１にはできるだけ応力が加わらないようにすることが重要である。このため、図２（ａ），（ｂ）に示すＱＣＭセンサ１０では、支持部材１３を薄く且つ細長い金属板により形成し、２本の支持部材１３により水晶振動子１１の縁部を弾力的に支持している。また、支持部材１３は、駆動電極１４と測定装置とを電気的に接続する配線として使用される。このため、水晶振動子１１から取り出せる配線は２本しかない。

前述したように、ＱＣＭセンサで腐食性ガスによる腐食の程度を精度よく検出するためには、ＱＣＭセンサの温度を精度よく測定することが重要である。ＱＣＭセンサの温度を精度よく測定するためには、水晶振動子上に温度センサを形成することが好ましい。しかし、図２（ａ），（ｂ）に示す構造では、支持部材１３が駆動電極１４の引出配線として使用されているため、支持部材１３を介して温度センサから外部に配線を引き出すことができない。

温度センサに金属細線を直接接続することにより、支持部材１３を介すことなく温度センサと測定装置とを接続することも考えられる。しかし、その場合は温度センサに金属細線を接続するという作業が必要になるとともに、金属細線の振動によりＱＣＭセンサの振動が阻害されて検出精度が低下するという問題がある。また、何らかの衝撃により金属細線が容易に切断されるおそれもあり、信頼性が十分ではない。

以下の実施形態では、一対の駆動電極との接続以外にも電気的な接続が可能な接続構造を有し、信頼性が高いＱＣＭセンサについて説明する。

（第１の実施形態）
図３は、第１の実施形態に係るＱＣＭセンサを表した模式図である。

この図３のように、本実施形態に係るＱＣＭセンサ２０は、円盤状の水晶振動子２１と、台座２２と、水晶振動子２１を台座２２から離して支持する２本の薄板状の支持部材２３とを有する。

水晶振動子２１の両面にはそれぞれ駆動電極２４が形成されている。この一対の駆動電極２４に所定の電圧を印加すると、水晶振動子２１が質量に応じた振動数で振動する。

駆動電極２４に接続する接続配線２４ａは、水晶振動子２１の縁部まで延び出しており、後述するように支持部材２３に形成された突起及び導電パターンを介して測定装置と電気的に接続される。

水晶振動子２１の一方の面には、温度センサとなる抵抗パターン２５，２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂが設けられている。これらの抵抗パターン２５，２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂは、例えばＰｔ（白金）により形成されている。

抵抗パターン２５は、温度による抵抗値の変化を大きくするためにジグザグのパターンで形成されている。抵抗パターン２６ａ，２７ａは、抵抗パターン２５の一端側（図３では右側）に接続され、それぞれ水晶振動子２１の一方の側の縁部まで延び出している。また、抵抗パターン２６ｂ，２７ｂは、抵抗パターン２５の他端側（図３では左側）に接続され、それぞれ水晶振動子２１の他方の側の縁部まで延び出している。

これらの抵抗パターン２５，２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂにより、図４に示す４端子回路が形成されている。４端子回路の端子Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２も、後述するように支持部材２３に形成された突起及び導電パターンを介して測定装置と電気的に接続される。以下、これらの抵抗パターン２５，２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂにより形成される４端子回路（温度センサ）を、温度検出部３０という。温度検出部３０は電気部品の一例である。

駆動電極２４及び抵抗パターン２５は、絶縁保護膜２８（図３中に一点鎖線で示す）に覆われている。この絶縁保護膜２８は、例えば厚さが約１００ｎｍのアルミナ（酸化アルミニウム）により形成されている。

絶縁保護膜２８の上には、腐食金属膜２９が形成されている。本実施形態では、腐食金属膜２９は駆動電極２４と同じ大きさに形成され、駆動電極２４に重なる位置に配置されている。腐食金属膜２９は検出対象の腐食性ガスに応じた金属材料、例えば鉄、銅又は銀等により形成すればよい。

図５，図６は、支持部材２３と水晶振動子２１との接続部を示す模式拡大図である。図５は図３の左側に配置された支持部材２３を表しており、図６は図３の右側に配置された支持部材２３を表している。また、図５，図６中の中央は水晶振動子２１と支持部材２３との接続部を側方から見たときの図であり、その両側の図は支持部材２３を構成する２つの絶縁板２３ａ，２３ｂの表面（水晶振動子２１側の面）及び裏面に設けられた導電パターンを示している。

なお、以下の説明では、接続配線２４ａ及び抵抗パターン２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂのうち水晶振動子２１の縁部に配置されて後述の突起３２と接触する部分を、接続電極と呼ぶ。

図５，図６に示すように、支持部材２３は、水晶振動子２１の縁部を表裏両側から挟む２枚の絶縁板２３ａ，２３ｂにより形成されている。これらの絶縁板２３ａ，２３ｂは、例えばポリカーボネートやフッ素樹脂等の絶縁材料により薄板状に形成されており、弾力性を有している。

絶縁板２３ａ，２３ｂの表裏両面にはそれぞれ導電パターン３１が設けられている。絶縁板２３ａ，２３ｂの表面側の導電パターン３１は、絶縁板２３ａ，２３ｂの側面に形成された導電パターン（図示せず）を介して裏面側の導電パターン３１に接続している。また、絶縁板２３ａ，２３ｂの表面側の導電パターン３１の先端部には突起３２が設けられている。

突起３２は少なくとも表面が導電体により形成されており、導電パターン３１と電気的に接続している。本実施形態では、図５，図６に示すように、絶縁板２３ａの表面側には１個の突起３２が設けられており、絶縁板２３ｂの表面側には２個の突起３２が設けられている。

支持部材２３は、絶縁板２３ａ，２３ｂに設けられた突起３２が水晶振動子２１の縁部の接続電極に接触し、水晶振動子２１を厚さ方向の両側から挟んで支持している。

水晶振動子２１の表面に形成された駆動電極２４及び温度検出部３０は、支持部材２３（絶縁板２３ａ，２３ｂ）に設けられた突起３２及び導電パターン３１を介して測定装置に接続される。駆動電極２４に接続される突起３２及び導電パターン３１が第１の突起及び第１の導電パターンであり、温度検出部３０（電気部品）に接続される突起３２及び導電パターン３１が第２の突起及び第２の導電パターンである。

図７は、ＱＣＭセンサと測定装置との接続を示す図である。

この図７のように、測定装置４０は、ＱＣＭ測定回路部４１と、温度測定回路部４２と、制御部４３とを有する。ＱＣＭ測定回路部４１は、ＱＣＭセンサ２０の駆動電極２４に接続されて高周波電圧を供給する発振回路４１ａと、発振回路４１ａを介してＱＣＭセンサ２０の振動数（共振周波数）を計測する周波数カウンタ４１ｂとを有する。

また、温度測定回路部４２は、温度検出部３０（図４参照）の端子Ａ１，Ａ２間に所定の電流を供給する定電流回路４２ａと、温度検出部３０の端子Ｂ１，Ｂ２間の電圧を測定する電圧測定回路４２ｂとを有する。

制御部４３は、ＱＣＭ測定回路部４１を制御し、ＱＣＭセンサ２０の駆動電極２４に所定の電圧を印加してＱＣＭセンサ２０を振動させ、ＱＣＭセンサ２０の共振周波数を計測する。また、制御部４３は、温度測定回路部４２を制御して温度検出部３０の端子Ａ１，Ａ２間に所定の電流を供給しながら端子Ｂ１，Ｂ２間の電圧を測定し、電圧を温度に換算して、ＱＣＭセンサ２０の温度を得る。そして、制御部４３は、予め測定されたＱＣＭセンサ２０の温度特性を参照してＱＣＭセンサ２０の共振周波数を補正し、その値に基づいて環境中の腐食性ガスによる腐食の程度を判定する。

本実施形態では、上述したように絶縁板２３ａ，２３ｂにより支持部材２３を形成し、絶縁板２３ａ，２３ｂに設けた突起３２及び導電パターン３１を介してＱＣＭセンサ２０の配線を外部に引き出している。このため、ＱＣＭセンサ２０に温度検出部３０を内蔵しても、突起３２及び支持部材２３を介して温度検出部３０と測定装置４０とを接続することができる。この場合、ＱＣＭセンサ２０の振動を阻害する金属細線等がないので、ＱＣＭセンサ２０の共振周波数を精度よく検出することができ、検出結果の信頼性が高い。

図８〜図１９は、本実施形態に係るＱＣＭセンサの製造方法の一例を示す図である。図８〜図１４はＱＣＭセンサの本体部分の製造方法を示し、図１５〜図１９は支持部材の製造方法を示している。

最初に、図８〜図１４を参照してＱＣＭセンサの本体部分の製造方法を説明する。これらの図８〜図１４において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に破線で示す位置における断面図である。

まず、図８（ａ），（ｂ）のように、水晶振動子２１を用意する。本実施形態では、水晶振動子２１として、直径が８ｍｍ、厚さが６７μｍのＡＴカットされた円盤状の水晶を使用する。

次に、水晶振動子２１の一方の面側に所定のパターンで開口部が設けられたマスク（図示せず）を配置し、蒸着法又はスパッタ法等により水晶振動子２１の上にＰｔ（白金）を例えば５０ｎｍの厚さに形成する。これにより、マスクの開口部に倣うパターンで、Ｐｔからなる駆動電極２４、接続配線２４ａ及び抵抗パターン２５，２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂが形成される。ここでは、駆動電極２４の直径は例えば３．５ｍｍとする。

その後、駆動電極２４、接続配線２４ａ及び抵抗パターン２５，２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂの形成に使用したマスクを除去する。

次に、水晶振動子２１の一方の面上に所定のパターンで開口部が設けられたマスク（図示せず）を配置する。そして、例えばスパッタ法によりアルミナを１００ｎｍの厚さに形成して、図９（ａ），（ｂ）のように、駆動電極２４及び抵抗パターン２５を覆う絶縁保護膜２８を形成する。その後、絶縁保護膜２８の形成に使用したマスクを除去する。

次に、水晶振動子２１の一方の面上に所定のパターンで開口部が設けられたマスク（図示せず）を配置する。そして、例えばスパッタ法によりＣｕ（銅）を５００ｎｍの厚さに形成して、図１０（ａ），（ｂ）のように絶縁保護膜２８上に腐食金属膜２９を形成する。その後、腐食金属膜２９の形成に使用したマスクを除去する。

前述したように、腐食金属膜２９の材質は検出対象の腐食性ガスに応じて適宜選択すればよく、鉄又は銀等により腐食金属膜２９を形成してもよい。また、腐食金属膜２９の厚さも５００ｎｍに限定するものではなく、適宜設定すればよい。

次に、図１１（ａ），（ｂ）のように、水晶振動子２１を反転させる。そして、水晶振動子２１の他方の面上に所定のパターンで開口部が設けられたマスク（図示せず）を配置し、蒸着法又はスパッタ法によりＰｔを例えば５０ｎｍの厚さに形成して、駆動電極２４、接続配線２４ａ及び抵抗パターン２７ａ，２７ｂを形成する。その後、駆動電極２４、接続配線２４ａ及び抵抗パターン２７ａ，２７ｂの形成に使用したマスクを除去する。

次に、水晶振動子２１の他方の面上に所定のパターンで開口部が設けられたマスク（図示せず）を配置する。そして、例えばスパッタ法によりアルミナを１００ｎｍの厚さに形成して、図１２（ａ），（ｂ）のように、駆動電極２４を覆う絶縁保護膜２８を形成する。その後、絶縁保護膜２８の形成に使用したマスクを除去する。

次に、水晶振動子２１の他方の面上に所定のパターンで開口部が設けられたマスク（図示せず）を配置する。そして、例えばスパッタ法によりＣｕ（銅）を５００ｎｍの厚さに形成して、図１３（ａ），（ｂ）のように絶縁保護膜２８上に腐食金属膜２９を形成する。その後、腐食金属膜２９の形成に使用したマスクを除去する。

次いで、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、水晶振動子２１の端面の所定の位置に導電パターン２７を形成して、水晶振動子２１の一方の面側に形成された抵抗パターン２７ａ，２７ｂと他方の面側に形成された抵抗パターン２７ａ，２７ｂとを電気的に接続する。この導電パターン２７はスパッタ法等により形成してもよく、導電ペーストを塗布して形成してもよい。

このようにして、ＱＣＭセンサ２０の本体部分が完成する。

次に、図１５〜図１９を参照して支持部材２３の製造方法を説明する。図１５〜図１８において、図の中央は支持部材２３を形成する２枚の絶縁板２３ａ，２３ｂの側面を示し、その両側の図は絶縁板２３ａ，２３ｂの表面及び裏面を示している。

まず、図１５のように、所定の大きさの絶縁板２３ａ，２３ｂを用意する。絶縁板２３ａ，２３ｂには適度の弾力性が要求される。本実施形態では、絶縁板２３ａ，２３ｂが、２０ｍｍ（長さ）×３．５ｍｍ（幅）×１ｍｍ（厚さ）のプラスチック板からなるものとする。この絶縁板２３ａ，２３ｂの所定の位置（突起３２に対応する位置）に、例えば直径が０．５ｍｍ程度の孔５１を形成する。

一方、突起３２となるシリコンゴム５２を用意する。本実施形態では、図１９のように、両端部が膨らんだ形状のシリコンゴム５２を使用する。シリコンゴム５２の中央部の直径は孔５１の直径とほぼ同じであり、両端部の直径は孔５１の直径よりも若干大きく設定されている。このシリコンゴム５１の表面には、Ａｕ（金）、Ｃｒ（クロム）又はＡｌ（アルミニウム）等の金属膜を例えば５０μｍ以上の厚さにコーティングして、導電性を付与している。

次に、図１６に示すように、金属膜をコーティングしたシリコンゴム５２を絶縁板２３ａ，２３ｂに設けた孔５１に挿入して、突起３２とする。但し、突起３２の形成方法はこれに限定されず、絶縁板２３ａ，２３ｂを形成する際に、絶縁板２３ａ，２３ｂと同じ材料で突起３２を形成し、導電パターン３１を形成する際に突起３２の表面に導電体膜を形成してもよい。また、絶縁板２３ａ，２３ｂの所定の位置に導電ペーストを付着させて、突起３２としてもよい。

次に、図１７のように、絶縁板２３ａ，２３ｂの表面、裏面及び側面に導電パターン３１を形成する。導電パターン３１は、Ｐｔ等の金属をスパッタして形成してもよく、導電ペーストを塗布して形成してもよい。また、導電パターン３１として、金属細線を絶縁板２３ａ，２３ｂに貼り付けてもよい。

次いで、図１８のように、絶縁板２３ａ，２３ｂの下部を接着剤で貼り合わせて一体化する。これにより、支持部材２３が完成する。

このようにしてＱＣＭセンサ２０の本体部分と支持部材２３とを形成した後、図３，図５，図６に示すように、支持部材２３を台座２２に取り付け、支持部材２３の２枚の絶縁板２３ａ，２３ｂ間に水晶振動子２１の縁部を挟み込む。このようにして、本実施形態に係るＱＣＭセンサ２０が完成する。

上述の製造方法によれば、駆動電極２４だけでなく、温度検出部３０の配線も支持部材２３に設けられた突起３２及び導電パターン３１を介して外部に引き出すため、温度検出部３０を備えたＱＣＭセンサ２０を比較的容易に製造することができる。

また、本実施形態に係るＱＣＭセンサ２０は、ＱＣＭセンサ２０の本体部分と支持部材２３とが突起３２を介して接触しているだけであるので、例えば腐食金属膜２９が腐食した場合にＱＣＭセンサ２０の本体部分のみを交換して再使用することができる。

（実験）
以下、ＱＣＭセンサの温度と共振周波数との関係を調べ、ＱＣＭセンサの温度特性（図１参照）を用いて共振周波数を補正した結果について説明する。

図２０は、横軸に時間をとり、縦軸にＱＣＭセンサの共振周波数の変化量及び温度をとって、温度変化とＱＣＭセンサの補正前及び補正後の共振周波数の変化とを示す図である。この図２０のように、ＱＣＭセンサの共振周波数は温度により変化するが、ＱＣＭセンサが置かれた場所の温度を検出して共振周波数を補正することにより、温度による影響を十分に排除することができる。

（第２の実施形態）
図２１は、第２の実施形態に係るＱＣＭセンサの構造を示す模式図である。図２１において、中央にはＱＣＭセンサの正面図を示し、その左右には支持部材と水晶振動子との接続部、及び支持部材を形成する絶縁板の表裏に設けられた導電パターンを示している。

なお、本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、支持部材に設けられた突起の位置が異なることにあり、その他の構造は基本的に第１の実施形態と同様であるので、ここでは重複する部分の説明は省略する。

本実施形態に係るＱＣＭセンサ２０ａでは、支持部材３２を形成する２枚の絶縁板２３ａ，２３ｂのうちの一方の絶縁板２３ａには３個の突起３２と導電パターン３１とが設けられており、他方の絶縁板２３ｂには突起及び導電パターンが設けられていない。そして、絶縁板２３ａの突起３２が水晶振動子２１の一方の面側に形成された接続電極に接触し、水晶振動子２１の他方の面は絶縁板２３ｂに直接接触している。

本実施形態では、第１の実施形態に比べて支持部材３２と水晶振動子２１との接触面積が大きく、水晶振動子２１をより安定に支持できる。

（第３の実施形態）
図２２は、第３の実施形態に係るＱＣＭセンサの構造を示す模式図である。図２２において、中央にはＱＣＭセンサの正面図を示し、その左右には支持部材と水晶振動子との接続部、及び支持部材を形成する絶縁膜の表裏に設けられた導電パターンを示している。

なお、本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、支持部材に設けられた突起の数が異なることにあり、その他の構造は基本的に第１の実施形態と同様であるので、ここでは重複する部分の説明は省略する。

本実施形態に係るＱＣＭセンサ２０ｂでは、支持部材３２を形成する２枚の絶縁板２３ａ，２３ｂのそれぞれに６個の突起３２が設けられている。但し、絶縁板２３ａに設けられた３個の突起３２のうちの２個はダミーであり、導電パターン３２と接続していない。また、絶縁板２３ｂに設けられた３個の突起のうちの１個はダミーであり、導電パターン３２と接続していない。

本実施形態に係るＱＣＭセンサ２０ｂでは、絶縁板２３ａ，２３ｂにそれぞれ３個ずつ形成された突起３２により水晶振動子３１を挟んで支持するので、第１の実施形態に比べて支持部材３２と水晶振動子２１との接触箇所が多く、水晶振動子２１をより安定に支持できる。

なお、上述の各実施形態では温度測定部３０として抵抗パターン２５，２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂにより形成された４端子回路を使用しているが、温度測定部として熱電対やサーミスタ等を使用してもよい。また、上述の各実施形態では水晶振動子２１に温度測定部３０を形成する場合について説明したが、水晶振動子２１に温度測定部以外の電気部品を形成してもよい。

以上の諸実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。

（付記１）水晶振動子と、
前記水晶振動子の面上に配置された一対の駆動電極と、
前記水晶振動子を支持する２本の支持部材とを有し、
前記支持部材が、
前記水晶振動子に接触する第１の突起及び第２の突起と、
前記第１の突起を介して前記駆動電極と電気的に接続された第１の導電パターンと、
前記第２の突起を介して前記水晶振動子に形成された電気部品と電気的に接続可能な第２の導電パターンと
を有することを特徴とするＱＣＭセンサ。

（付記２）前記電気部品が、温度の測定に使用するものであることを特徴とする付記１に記載のＱＣＭセンサ。

（付記３）前記支持部材は２枚の絶縁板により形成され、それら２枚の絶縁板間に前記水晶振動子の縁部を挟んで支持していることを特徴とする付記１又は２に記載のＱＣＭセンサ。

（付記４）１本の前記支持部材に対し、前記水晶振動子に接触する第１の突起及び第２の突起の総数が３以上であることを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載のＱＣＭセンサ。

（付記５）前記第１の突起及び第２の突起が、表面に金属をコーディングした樹脂により形成されている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ＱＣＭセンサ。

（付記６）前記第１の導電パターン及び第２の導電パターンが、前記絶縁板の表裏両面に形成されていることを特徴とする付記３に記載のＱＣＭセンサ。

（付記７）前記支持部材には、前記水晶振動子に接触し導電パターンには接続していないダミーの突起が設けられていることを特徴とする付記１乃至６のいずれか１項に記載のＱＣＭセンサ。

１０，２０，２０ａ，２０ｂ…ＱＣＭセンサ、１１，２１…水晶振動子、１２，２２…台座、１３，２３…支持部材、１４，２４…駆動電極、１５…導電性ペースト、２３ａ，２３ｂ…絶縁板、２５，２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂ…抵抗パターン、２８…絶縁保護膜、２９…腐食金属膜、３０…温度検出部、３１…導電パターン、３２…突起、４０…測定装置、４１…ＱＣＭ測定回路部、４２…温度測定回路部、４３…制御部、５１…孔、５２…シリコンゴム。

Claims (5)

1. 水晶振動子と、
   前記水晶振動子の面上に配置された一対の駆動電極と、
   前記水晶振動子を支持する２本の支持部材とを有し、
   前記支持部材が、
   前記水晶振動子に接触する第１の突起及び第２の突起と、
   前記第１の突起を介して前記駆動電極と電気的に接続された第１の導電パターンと、
   前記第２の突起を介して前記水晶振動子に形成された電気部品と電気的に接続可能な第２の導電パターンと
   を有することを特徴とするＱＣＭセンサ。
2. 前記電気部品が、温度の測定に使用するものであることを特徴とする請求項１に記載のＱＣＭセンサ。
3. 前記支持部材は２枚の絶縁板により形成され、それら２枚の絶縁板間に前記水晶振動子の縁部を挟んで支持していることを特徴とする請求項１又は２に記載のＱＣＭセンサ。
4. １本の前記支持部材に対し、前記水晶振動子に接触する第１の突起及び第２の突起の総数が３以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＱＣＭセンサ。
5. 前記第１の導電パターン及び第２の導電パターンが、前記絶縁板の表裏両面に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のＱＣＭセンサ。

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