JPS6053824A - 弾性表面波素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分骨 本発明に赤外輻射温度計に用いられる弾性表面波素子に
関するものである。

従来例の構成とその問題点 赤外輻射温度計は、最近寸す捷す高信頼化、高性能化さ
れる傾向にあり、」−記温度計に対するニーズが高捷り
つつある。この種の温度計として、弾性表面波素子を用
いたものがよく知られている。

以下図面を用いて、従来の赤外輻射温度計用弾性表面波
素子を説明する。第１図は、従来の弾性表面波素子の断
面を示す。１はパッケージ基台２上に、熱絶縁のため支
柱３を介して設けられた圧電性基板を示す。４はパッケ
ージキャップ５に設けられたＳｉからなる赤外透過窓を
示す。６は圧電性基板１トに設けられた弾性表面波用交
差指型電極を示す。

このような構造の弾性表面波素子において、圧電性基板
に赤外光を照射し、」１記基板の微小な温度変化を弾性
表面波の特性変化、例えば弾性表面波の伝搬時間の変化
として検知し、赤外輻射温度計としていた。

３ｔニー： この種の弾性表面波素子用の圧電性基板１け、板厚約１
００１ｔｍ　ｔで非常に割れやすり、寸だその大キさは
す縦横２．５　Ｘ　５　ｍｍ程度である。そのため、圧
電性基板１の表面を汚すことなく又は、傷を付けること
なく、パッケージ基台２−１−に設けられた支柱３−１
ユの正ａケな位置に装着することか困難であり、作業性
が悪く、位置のばらつきが多かった。更に、赤外７％過
窓４とパッケージギャップ５との気密性が不十分であり
、（占領性に欠けていた。

さらに、赤外霞をＳｉからなる赤外透過窓４を通して圧
電性基板１１．ｔＫ照射１〜ていたため、その感度か低
下していた。

発明の目的 本発明の「１的は、１−８記従来の赤外輻射温度計用の
弾性表向波素子の有してしだ間ｊ、！ｎ点を解消するも
のであり、パッケージのイ１す１造を簡１１３化し、作
業性の向−１−を図るとともに、４．冒）１の向−１ｉ
−た、信頼性の向−１ニした弾性表向波素子を提供する
ことにある。

発明の構成 本発明は開孔部を有するパッケージ基台に、上記開孔部
をおおうように圧電性基板を設け、」−配圧電性基板の
上記開孔部と接しない主平面」−に弾性表面波用の交差
指型電極を設けてなる弾性表面波素子である。

このため、上記開孔部を赤外透過窓として使用すること
ができ、赤外光を−に温圧電性基板に直接ｉ 照射することがてきる。　窓による感度低下をまｔ 解消することが出来る。丑だ、圧電性基板を直接平面−
１−のパッケージ基台に装着するため、作業性の向−４
−が計ることができる。位置つれのばらつきｔ を少なくすることかできる。　窓が不要となる含４ ため、パンケージの４’７７？造を簡略化できる。さら
にｔ 上窓とパッケージキャップとの気密性の問題も解消する
ことができる。す々わち、パッケージギャップは通常用
いられるメタルキャップを用いることができ、信頼性は
向にする。

さらに、本発明の構成にすることにより新たな効果が期
待できるものである。すなわち、パッケージに装着後に
、圧電性基板に赤外吸収性塗膜を５　・−・ 容易に形成することが可能となり、さらに素子の感度を
向モさせると吉かできる。捷た、」１記塗膜を導電性に
することに、より高性能庁赤外輻射温度計用の弾性表面
波素子を実現することができるものである。

さらに、パッケージ基台の開化部よりも大きい弾性表面
波素子を、−１一記基台に接着することにより、−１ユ
記素子裏面に赤外吸収性塗膜を、表面を汚すことなく形
成することができ、特性の向−１〕を図るととかてきる
ものである。

さらに、赤外吸収性塗膜を導電性とすることにより、よ
り高信頼度の赤外輻射温度計を提供することができるも
のである。

実施例の説明 第２図は、不発［月の実施例に基つく赤外輻射温度計に
用いられる弾性表向波素子の断面図を示す。

パッケージはＴｏ−５１９１を用い、７はパッケージ基
台２に設けられた径２．０ｍｍの開孔部を示す。１は、
接着剤８により、１−４記基台２に接着された圧電性基
板１・を示す。１−耐弾性表面波素子は、圧６　バ 電性基板としてニオブ酸リチウムのＹ−簡単結晶基板を
用い、−１−記基板」−に中心周波数１７４　ＭＨｚ、
伝搬距離的２．６ｍｍの遅延線型の交差指型電極６を有
する。」−記素子の板厚は８０〜１００μｍとした。

寸だ素子サイズは縦・横２．５　Ｘ　５．　Ｏｍｍとし
た。−４−記構成の弾性表面波素子を用いて、帰還型の
発振周波数１７．４　ＭＨｚの発振器を措成し、」１記
発振周波数の赤外光照射による変化を検知して赤外輻射
温度計とし、上記弾性表面波素子の特性を評価した。

第３図に、本実施例の特性測定結果を示す。同図には、
従来の８１窓を有する弾性表面波素子を１ 用いる赤外輻射温度計の結果をも併せて示す。従来例は
、板厚５００７ｚｍのＳｔ窓を有し、圧電性基板４表面
に赤外光を照射することを除けば、」二記実施例と同じ
構成にした。第３図は、素子前面２５６ｍに１００℃の
ホット・プレートを設置、シャックにより赤外光をオン
オフしたときの発振周波数の変化を示すものであり、実
線は本実施例の結果、点線は従来例の結果を示す。本実
施例の周波数変化か８０Ｈｚであり、従来の結果が約４
０Ｈｚである。従って、赤外尤全ｌｌ′１４゛帽１−電
性基板に照射するため感度か２倍に向１４１．ているこ
とを示す。

なお、参考のため板厚５００μｍのＳｉの赤外吸収率の
測定結末を第４図に示す。同図に示すようにＳｉ窓の赤
外ｆπ１１或（波長５〜３０１１７ｎ、　）における透
過率は約５０％である。従−３て、第３図に示したよう
に８１窓を使用することにより感度か半減することか容
易に理ｆＱＹすることか出来る。

さらに、不発［旧人等は、１７１１刺表面波素子をエポ
キシ系イ′δ（脂で接−ｉ”１するこ、ｊ−に１：す、
作業性よく、素子をバンケージノ）１台の所定の位１１
“′ｌ′に固定できる。

さらにゴーだ、無機系１妾着剤、例えば酸化ケイ素及び
酸化鉛を主成分とする低融点ガラスを用いて−１−記素
子とパッケージ基台とを接着てきる。この場合、上記低
融点ガラスの熱１トＬ張係数が５０〜６０Ｘ　１０　の
範囲であれに」二、気密特性に優れた信頼性の向上した
素子がＩＪ１１供できることを本発明人等は確認した。

即ち、素子の煮沸試験の結果、従才の素子においては、
Ｓｉ窓の接着部より水の侵入が確認されたものが約１５
％の割合で発生したが、本実施例に基つく低融点ガラス
接着した素子においては、水の侵入は確認できなかった
。

さらに、本発用人等は、弾性表面波素子の裏面に赤外吸
収性塗膜を容易に形成することか出来ること見い出した
。即ち、従来の素子においては、素子板厚が約１１００
Ｉ１程度であるだめ、塗布か困難であったり、捷だ素子
表面か汚れたりするなど実用性に欠けていた。本発明人
等は本実施例の構成、即ち、素子をパッケージ基台に接
着部、素子裏面に、アクリル系塗料からなる赤外吸収性
樹脂塗膜をスプレー法により容易に形成できることを確
認した。第３図に示した特性測定方法により、赤外輻射
温度計の特性を測定した結果、感度が約３０％向」ニす
ることを確認した。即ち、周波数の変化が８０Ｈｚであ
ったものが、同一測定条件において、１０５〜１１０Ｈ
ｚに向−１ニした。この場合、塗膜のＩ漢厚は５〜２０
μｍの範囲であれば、充分であることを見つけた。

さらに、本発明者等は、」１記塗膜を導電性とす９　・ るこ々に」：す、本実施例に基つく弾性表面波素子を用
いる赤外幅！Ｊ’ｌ温度計か安定に動作することを確認
した。本実施例に基つく弾性表面波素子を用いる赤外輻
射温度計ば、発振周波数１７４　ＭＨｚにおいて、その
変化吊数〜ｒｋ、−’ｌ”’）（Ｚを検知する必要があ
り、発振周波数の超安定性が要求される。本発明人等は
、−１−記塗料に、粒径１〜５１１ｍからなる銀粉を、
体積％て３〜１５％−ｅ合し導電性し、発振器の短期安
定度を±１．５Ｈｚ以下にすることができることを確認
した。絶縁性塗膜である場合」二記安定度は±４．５Ｈ
ｚ程度であった。なお、ことていう短期安定度とは、数
〜数七秒間にわたる発振器の赤外先入力の無い場合の周
波数変化を示している。

すなわち、本発明人等は、−１１記塗膜を導電性とする
ことにより、±１．５Ｈｚ以上、の変化を検知、信−ち
と見ることが出来、本発明の弾性表面波素子を用いるこ
とにより、より高性能な赤外輻射温度計が実現すること
ができる。

第５図に、本実施例の弾性表面波素子を用いた赤外輻射
温度計の発振器の安定度を示す。同図に１０　′ おいて、９は導電性塗膜を圧電性基板裏面に形成したと
きの赤外輻射温度計の発振器の特性を示す。

１０は絶縁性塗膜の場合の−１−配光振器の安定度を示
す。

以上詳細に説明したように、本実施例によれば圧電性基
板を、パッケージ基台の開孔部に直接接着することによ
り、Ｓｉ窓が不要となり特性が向−１−シ、さらに導電
性塗膜を」１記素子裏面に形成することにより、感度の
より一層の向」二を計るとともに、より安定性の向」ニ
した赤外輻射温度計が実現できる。

なお、本実施例において、弾性表面波素子は遅延線型の
ものとしたが、共振器型のものであっても良いものであ
る。また、上記素子基板として、ニオブ酸リチウムを用
いたが、圧電性基板であればよく、リオブ酸クンタルな
どの圧電性結晶、ＰＺＴなどの圧電性磁器、あるいは非
圧電性基板」二に設けられた圧電性薄膜などからなる圧
電性基板から成るものであればよいものである。

発明の効果 不発準ｊの９１ｆ性表面波素了／１１．１１１１孔部を
有するパッケージ基台に、１記聞孔部、＋：　リイ−，
，にきい圧電性基板を面接１にイ′１することにより、
捷だ、赤外）１６を、」１記開孔部をＩＩＦ　ｌ−で照
射するにとに１、す、以ｌ・゛の効果が７（１られる。

■　赤外透過窓Ｓｉか不要さなり、パッケージの構造か
筒中とな１つ、感Ｊ１ンが回Ｉ−する１、■　熱絶縁の
支４“１か不彎となる、１■　気密性か向Ｉ−［７た。

さらに、素子裏面に容易に赤外吸収性、導電・ｌ’１塗
膜を形成するととかてき、 ■　より１市度の向１１．、た、 ■　より１ｌｆｌ安定な赤外輻射為１度ｈ１が実現でき
、その実用的効果に、用常に太きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図に１．従来例を・’４（７，ｌｊ目−るための１
７１１性表面波素子の断面図、第２図Ｑ１、不発１月の
−・実力１）例を説［１１するためのうη１・Ｉ’１人
曲波累丁の断面図、第３図、第５図は本実施例の４．１
件図、第４図ｄ゛シリコン窓の赤外透過率を示すだめの
特性図である。 １・・・・・・圧電性基板、２・・・・・・パンケージ
基台、３・・・・・・支社、４・・・・・・赤外透過ｓ
１窓、５・・印・パッケージギャップ、６・・・・・・
交差指型電極、７・・・・・・パッケージ基台の開孔部
、８，９・・・・・・特性を示すだめの実線。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名第１
図 第２図 第３図 ＴｉＷＬｅ　（ｓｅＣ） 第４図 ｚｏｏｏ　ｔｓｏｏ　ｔｏｏｏ　ｓｏｖ波委虻　（Ｃ７
／Ｌ−リ 第５図 ０　３０　６θ ｒｒ危ｅ　（ｓｅす

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）開化部を有するパッケージ基台に、上記開孔部を
   おおうように圧電性基板を設け、上記圧電性基板の−１
   −記聞孔部と接しない主平面」−に交差指型電極を設け
   た弾性表面波未了。
2. （２）圧電性基板を、エポキシ系４旬脂を介してパッケ
   ージ基台に設けた特許請求の範囲第１項記載の弾性表面
   波素子。
3. （３）圧電性基板を、無機系接着剤を介してパッケージ
   基台に設けた特許請求の範囲第１項記載の弾性表面波素
   子。
4. （４）圧電性基板の裏面に赤外吸収性塗膜を設けた特許
   請求の範囲第１項記載の弾性表面波素子。
5. （５）赤外吸収性塗膜が導電性である特許請求の範囲第
   ４項記載の弾性表面波素子。