WO2014069063A1 - 弾性表面波センサ - Google Patents

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WO2014069063A1
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idt electrode
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sample liquid
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piezoelectric substrate
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PCT/JP2013/070808
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浩康 田中
秀冶 栗岡
民谷　栄一
真人 齋藤
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京セラ株式会社
国立大学法人大阪大学
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Definitions

  • the present invention relates to a surface acoustic wave sensor capable of measuring the properties of liquid or components contained in the liquid.
  • the liquid may be any fluid as long as it has fluidity, and may have a high viscosity.
  • a surface acoustic wave sensor that measures a property of a sample liquid or a component of the sample liquid using a surface acoustic wave element is known.
  • a surface acoustic wave sensor includes a detection unit that reacts with components contained in a sample liquid on a piezoelectric substrate, and measures an electrical signal based on a surface acoustic wave (SAW: Surface ⁇ ⁇ Acoustic Wave) propagated through the detection unit. It detects the properties or components of the liquid.
  • SAW Surface ⁇ ⁇ Acoustic Wave
  • SAW is generated by an IDT electrode comprising a pair of comb-like electrodes provided on the upper surface of the piezoelectric substrate.
  • a technique of providing a sealing member that forms a sealed space on the IDT electrode is known (for example, Patent Document 1).
  • the sealing member has a partition wall supported on the upper surface of the piezoelectric substrate between the IDT electrode and the detection unit. Thereby, the flow of the sample liquid onto the IDT electrode is suppressed. Thus, conventionally, the flow of the sample liquid is controlled by the flow path wall.
  • control of the flow of the sample liquid by the flow path wall causes various inconveniences.
  • a partition located between the IDT electrode and the detection unit causes a SAW propagation loss when the SAW propagates from the IDT electrode to the detection unit.
  • the sample liquid when allowed to flow on the IDT electrode and the flow channel wall is positioned outside the detection unit and the IDT electrode, the sample liquid is transmitted along the flow channel wall, so that the sample liquid is detected by the detection unit. It may flow on the IDT electrode prior to the top, and as a result, air bubbles may be generated on the detection unit.
  • a surface acoustic wave sensor includes a piezoelectric substrate, a detection unit that is located on an upper surface of the piezoelectric substrate, detects a detection target included in a specimen, and the detection on the upper surface of the piezoelectric substrate.
  • a surface acoustic wave sensor comprising: a pair of IDT electrodes positioned across a section; and a cover that covers the detection section and the pair of IDT electrodes via a space; Includes a first region facing the detection unit, and a pair of second regions located on both sides of the detection unit and the pair of IDT electrodes with respect to the first region, The first region has a smaller contact angle with the specimen than the pair of second regions.
  • the flow of the sample liquid can be suitably controlled.
  • the specimen may include, for example, water or oil.
  • the sample may be a solution or a sol.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a SAW sensor according to a first embodiment of the present invention. It is a disassembled perspective view of the SAW sensor of FIG. It is a perspective view which shows the sensor chip of the SAW sensor of FIG.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the sensor chip of FIG. 3. It is a top view which shows the upper surface of the piezoelectric substrate of the sensor chip of FIG. 6A is a cross-sectional view taken along line VIa-VIa in FIG. 1, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line VIb-VIb in FIG. 7A to 7D are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the sensor chip of FIG.
  • FIGS. 12A and 12B are cross-sectional views showing a SAW sensor according to the fifth embodiment of the present invention. It is sectional drawing which shows the SAW sensor which concerns on the 6th Embodiment of this invention. It is a perspective view explaining the modification of a channel shape.
  • the SAW sensor may be either upward or downward, but for the sake of convenience, the orthogonal coordinate system xyz is defined below, and the positive side in the z direction is defined as the upper and lower surfaces for convenience. The following terms shall be used.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a SAW sensor 1 according to the first embodiment.
  • the SAW sensor 1 is formed, for example, in a generally rectangular plate shape as a whole.
  • the thickness is, for example, 0.5 mm to 3 mm
  • the length in the x direction is, for example, 1 cm to 5 cm
  • the length in the y direction is, for example, 1 cm to 3 cm.
  • the SAW sensor 1 is provided with a first inflow port 3 for taking in the sample liquid and a plurality of terminals 5 used for input / output of electric signals.
  • the first inflow port 3 is positioned at one end of a rectangle, for example, and the plurality of terminals 5 are positioned at the other end of the rectangle, for example.
  • the SAW sensor 1 is attached to a reader (not shown) including an oscillation circuit and the like, for example.
  • the mounting is performed, for example, by inserting the end of the SAW sensor 1 on the terminal 5 side into the slot of the reader. Then, the SAW sensor 1 changes the electrical signal input to any one of the plurality of terminals 5 from the reader in accordance with the property or component of the sample liquid taken in from the first inflow port 3.
  • the SAW sensor 1 is, for example, a disposable sensor.
  • the SAW sensor 1 has a base body 7 and a sensor chip 9 mounted on the base body 7.
  • the sensor chip 9 substantially converts an electric signal corresponding to the sample liquid.
  • the base 7 functions as a package that contributes to improving the handleability of the sensor chip 9 and the like.
  • the base 7 is formed with the first inlet 3 described above and the flow path 11 for guiding the sample liquid taken in from the first inlet 3 to the sensor chip 9.
  • the flow path 11 extends linearly from the first inlet 3 to the sensor chip 9.
  • the base body 7 has the plurality of terminals 5 described above, and wirings 13 (see FIG. 2) for connecting the plurality of terminals 5 and the sensor chip 9.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the SAW sensor 1.
  • the base body 7 includes, for example, a layered lower layer member 15, an intermediate layer member 17, and an upper layer member 19 that are stacked on each other.
  • the lower layer member 15 has, for example, the same configuration as a printed wiring board.
  • the insulating base 16 is composed mainly of resin or ceramic, for example.
  • the planar shape of the insulating base 16 is the same as the planar shape of the entire SAW sensor 1, for example.
  • the sensor chip 9 is fixed to the upper surface of the insulating base 16 with an adhesive, for example.
  • the middle layer member 17 is made of an insulating material such as resin or ceramic, for example.
  • the middle layer member 17 is bonded to the lower layer member 15 with an adhesive, for example.
  • the planar shape of the middle layer member 17 is a rectangle slightly shorter than the lower layer member 15 so that the plurality of terminals 5 are exposed.
  • a notch 17 a for configuring the first inlet 3 and the flow path 11 and a first hole portion 17 b for accommodating the sensor chip 9 are formed on one end side of the middle layer member 17, a notch 17 a for configuring the first inlet 3 and the flow path 11 and a first hole portion 17 b for accommodating the sensor chip 9 are formed.
  • the notch 17a and the first hole 17b are connected.
  • the upper layer member 19 is made of, for example, a hydrophilic film. Therefore, the upper layer member 19 has higher wettability with respect to the sample liquid than the lower layer member 15 and the middle layer member 17, for example. Note that the wettability (or hydrophilicity) with respect to the sample liquid can be measured by the contact angle with the sample liquid, as is generally known.
  • As the hydrophilic film a commercially available resinous film subjected to a hydrophilic treatment can be used. The resin is, for example, a polyester type or a polyethylene type.
  • the upper layer member 19 is bonded to the middle layer member 17 with an adhesive, for example.
  • the planar shape of the upper layer member 19 is a rectangle that is slightly shorter than the lower layer member 15, similarly to the middle layer member 17. Further, the upper layer member 19 is formed with a second hole portion 19 b for exposing the upper surface of the sensor chip 9.
  • the SAW sensor 1 does not have flexibility, for example.
  • at least one of the lower layer member 15, the middle layer member 17, and the upper layer member 19 does not have flexibility.
  • the notch 17 a is formed in the middle layer member 17, whereby the flow path 11 is configured between the upper surface of the lower layer member 15 and the lower surface of the upper layer member 19. Is done. Further, the first hole portion 17b and the second hole portion 19b are formed in the middle layer member 17 and the upper layer member 19, thereby forming a recess in which the sensor chip 9 is accommodated.
  • a bottom surface member 21 is provided on the upper surface of the lower layer member 15 at a position where the flow path 11 is formed.
  • the upper surface of the bottom member 21 constitutes the bottom surface of the flow path 11.
  • the bottom member 21 is made of a hydrophilic film, for example, like the upper layer member 19. Therefore, the bottom surface member 21 has a smaller contact angle with the sample liquid than the lower layer member 15.
  • the bottom member 21 is fixed to the upper surface of the lower layer member 15 by, for example, an adhesive 22 (see FIG. 6A).
  • the channel 11 has a relatively small height in the z direction.
  • the height of the flow path 11 in the z direction is 50 ⁇ m to 0.5 mm.
  • the height of the flow path 11 is preferably about 50 ⁇ m.
  • the ceiling surface of the flow channel 11 (the upper surface of the flow channel 11 and the lower surface of the upper layer member 19) and the bottom surface (the lower surface of the flow channel 11 and the upper surface of the bottom surface member 21) have a contact angle with the sample liquid. small.
  • the sample liquid flows through the capillary phenomenon. 11 flows toward the sensor chip 9. That is, in the substrate 7 of the present embodiment, an operation of sucking the sample liquid using an instrument such as a micropipette and pouring the sucked sample liquid into the first inlet 3 is unnecessary.
  • the capillary phenomenon can occur if the contact angle of the inner surface of the flow path is less than 90 °. Therefore, the wettability (hydrophilicity) of the upper layer member 19 and the bottom surface member 21 (hydrophilic film) may be a height at which the contact angle of the sample liquid (which may be represented by water) is less than 90 °. Further, from the viewpoint of surely causing the capillary phenomenon, the wettability is preferably a height at which the contact angle is less than 60 °.
  • FIG. 3 is a perspective view of the sensor chip 9.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the sensor chip 9.
  • the sensor chip 9 has a piezoelectric substrate 23, a cover 25 covering the piezoelectric substrate 23, and a plurality of pads 27 exposed to the outside and used for input / output of electric signals. Between the piezoelectric substrate 23 and the cover 25, a space 29 into which the sample liquid is introduced is formed. The space 29 is connected to the flow path 11 of the base body 7 via the second inlet 31 that opens to the side surface of the cover 25.
  • the piezoelectric substrate 23 is made of, for example, a single crystal substrate having piezoelectricity such as lithium tantalate (LiTaO 3 ) single crystal, lithium niobate (LiNbO 3 ) single crystal, or quartz.
  • the planar shape and various dimensions of the piezoelectric substrate 23 may be set as appropriate.
  • the thickness of the piezoelectric substrate 23 is 0.3 mm to 1 mm.
  • the cover 25 has a cover main body 33 (base material) constituting most of the cover 25 and a film 35 attached to the lower surface (ceiling surface) of the cover main body 33.
  • the cover main body 33 has, for example, a frame portion 37 positioned on the piezoelectric substrate 23 and a lid portion 39 positioned on the frame portion 37.
  • the opening penetrating up and down of the frame portion 37 is closed from above and below by the piezoelectric substrate 23 and the lid portion 39.
  • a space 29 is formed.
  • the second inflow port 31 is configured by a part of the frame portion 37 being interrupted.
  • the frame part 37 and the cover part 39 may be formed integrally.
  • the cover body 33 is made of an insulating material such as resin or ceramic.
  • the cover body 33 is made of polydimethylsiloxane.
  • polydimethylsiloxane By using polydimethylsiloxane, it is easy to make the cover body 33 in an arbitrary shape, such as a shape with rounded corners.
  • polydimethylsiloxane it is easy to form the cover body 33 with a relatively thick ceiling and side walls relatively easily.
  • the thickness of the lid portion 39 and the width of the frame portion 37 are, for example, 0.3 mm to 5 mm.
  • the film 35 is made of a hydrophilic film, for example, similarly to the upper layer member 19 and the bottom surface member 21. Therefore, for example, the film 35 has a smaller contact angle with the sample liquid than the cover body 33. In addition, the contact angle of the sample liquid on the lower surface is less than 90 °, and preferably less than 60 °.
  • the film 35 is attached to the lower surface of the cover main body 33 with an adhesive 41, for example.
  • the film 35 may be attached to the lower surface of the cover main body 33 without using the adhesive 41 due to the adhesion of the cover main body 33 and / or the film 35 itself.
  • the cover 25 is formed with a through-hole 43 that contributes to exhausting the space 29 and the like.
  • the through-hole 43 is configured in the upper part of the cover 25 by forming holes in the lid portion 39, the adhesive 41, and the film 35, for example.
  • the through hole 43 is exposed to the outside of the base 7 by exposing the upper surface of the sensor chip 9 to the outside of the base 7 through the second hole 19b of the upper layer member 19 (see FIGS. 1 and 2). ). Therefore, the space 29 communicates with the outside of the SAW sensor 1 through the through hole 43.
  • the through hole 43 is located on the opposite side of the space 29 from the second inlet 31.
  • the pad 27 is provided on the upper surface of the piezoelectric substrate 23 outside the cover 25, for example. Although not particularly illustrated, for example, the pad 27 is connected to a pad provided on the lower layer member 15 by a bonding wire, and thus connected to the wiring 13.
  • the height of the space 29 in the z direction (specifically, the distance between a metal film 55 and a film 35 described later) is set to be relatively small.
  • the height is 50 ⁇ m to 0.5 mm, preferably about 50 ⁇ m, like the channel 11.
  • the ceiling angle of the space 29 has a small contact angle with the sample liquid due to the film 35, similarly to the ceiling surface of the flow path 11 and the like. Therefore, the sample liquid guided to the second inlet 31 by the capillary phenomenon in the flow path 11 is introduced into the space 29 by the capillary phenomenon.
  • the air originally present in the space 29 is released to the outside through the through hole 43. This makes it easier for the sample liquid to enter the space 29.
  • the through-hole 43 can discharge the air in the flow path 11 and the space 29 even when the sample liquid flows through the flow path 11.
  • FIG. 5 is a plan view showing the upper surface of the piezoelectric substrate 23.
  • the space 29, the second inlet 31, and the flow path 11 are also indicated by a two-dot chain line.
  • a first IDT electrode 45, a second IDT electrode 47, and a short-circuit electrode 51 are formed on the upper surface of the piezoelectric substrate 23 in a region that fits in the space 29.
  • the first IDT electrode 45 is for generating a predetermined SAW
  • the second IDT electrode 47 is for receiving the SAW generated by the first IDT electrode 45.
  • the second IDT electrode 47 is disposed on the propagation path of the SAW generated at the first IDT electrode 45 so that the second IDT electrode 47 can receive the SAW generated at the first IDT electrode 45.
  • Each of the first IDT electrode 45 and the second IDT electrode 47 has a pair of comb electrodes.
  • Each comb electrode has a bus bar and a plurality of electrode fingers extending from the bus bar. The pair of comb electrodes are arranged so that the plurality of electrode fingers mesh with each other.
  • the first IDT electrode 45 and the second IDT electrode 47 constitute a transversal IDT electrode.
  • the frequency characteristics can be designed using parameters such as the number of electrode fingers of the first IDT electrode 45 and the second IDT electrode 47, the distance between adjacent electrode fingers, and the intersection width of the electrode fingers.
  • the SAW excited by the IDT electrode there are Rayleigh waves, Love waves, leaky waves, and the like, and any of them may be used.
  • the sensor chip 9 uses a love wave, for example.
  • An elastic member for suppressing SAW reflection may be provided in a region outside the first IDT electrode 45 and the second IDT electrode 47 in the SAW propagation direction.
  • the SAW frequency can be set, for example, within a range of several megahertz (MHz) to several gigahertz (GHz). Especially, if it is several hundred MHz to 2 GHz, it is practical, and downsizing of the piezoelectric substrate 23 and further downsizing of the sensor chip 9 can be realized.
  • the first IDT electrode 45 and the second IDT electrode 47 are each connected to the pad 27 via the wiring 49. An electric signal is input to the first IDT electrode 45 through the pad 27 and the wiring 49, and an electric signal is output from the second IDT electrode 47.
  • the short-circuit electrode 51 is disposed in the detection region 23 a which is a region between the first IDT electrode 45 and the second IDT electrode 47 on the upper surface of the piezoelectric substrate 23.
  • the short-circuit electrode 51 is for electrically short-circuiting the SAW propagation path on the upper surface of the piezoelectric substrate 23.
  • the short-circuit electrode 51 has, for example, a rectangular shape extending along the SAW propagation path from the first IDT electrode 45 to the second IDT electrode 47.
  • the width of the short-circuit electrode 51 in the direction orthogonal to the SAW propagation direction (x direction) is, for example, the same as the intersection width of the electrode fingers of the first IDT electrode 45.
  • the end of the short-circuit electrode 51 on the side of the first IDT electrode 45 in the direction parallel to the SAW propagation direction (y direction) is the half wavelength of the SAW from the center of the electrode finger located at the end of the first IDT electrode 45. Located in a remote location.
  • the end of the short-circuit electrode 51 on the second IDT electrode 47 side in the y direction is located away from the center of the electrode finger positioned at the end of the second IDT electrode 47 by a half wavelength of SAW. .
  • the short-circuit electrode 51 may be in an electrically floating state, or may be provided with a ground potential pad 27 and connected thereto to be at a ground potential. When the short-circuit electrode 51 is set to the ground potential, propagation of a direct wave due to electromagnetic coupling between the first IDT electrode 45 and the second IDT electrode 47 can be suppressed.
  • the first IDT electrode 45, the second IDT electrode 47, the short-circuit electrode 51, the wiring 49, and the pad 27 are made of, for example, gold, aluminum, an alloy of aluminum and copper, or the like. These electrodes may have a multilayer structure.
  • the first layer may be made of titanium or chromium
  • the second layer may be made of aluminum, an aluminum alloy, or gold
  • titanium or chromium may be laminated on the uppermost layer.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view taken along line VIa-VIa in FIG. 1
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line VIb-VIb in FIG.
  • a protective film 53 and a metal film 55 located on the protective film 53 are provided on the upper surface of the piezoelectric substrate 23.
  • the protective film 53 covers the first IDT electrode 45, the second IDT electrode 47, the short-circuit electrode 51, and the wiring 49, and contributes to preventing oxidation of these electrodes and wiring.
  • the protective film 53 is made of, for example, an inorganic insulating material.
  • the inorganic insulating material is, for example, silicon oxide, aluminum oxide, zinc oxide, titanium oxide, silicon nitride, or silicon.
  • silicon dioxide SiO 2
  • the protective film 53 is formed over the entire top surface of the piezoelectric substrate 23 so that the pad 27 is exposed.
  • the thickness of the protective film 53 (the height from the upper surface of the piezoelectric substrate 23) is, for example, larger than the thickness of the first IDT electrode 45 and the second IDT electrode 47.
  • the thickness of the protective film 53 is, for example, 200 nm to 10 ⁇ m.
  • the protective film 53 is not necessarily formed over the entire upper surface of the piezoelectric substrate 23. For example, only the vicinity of the center of the upper surface of the piezoelectric substrate 23 is exposed so that the region along the outer periphery of the upper surface of the piezoelectric substrate 23 including the pads 27 is exposed. You may form so that it may coat
  • the metal film 55 is located between the first IDT electrode 45 and the second IDT electrode 47 on the protective film 53. In addition, the metal film 55 extends from the second inflow port 31 to the innermost part of the space 29, for example.
  • the metal film 55 has a two-layer structure of chromium and gold formed on the chromium. For example, aptamers made of nucleic acids or peptides are immobilized on the surface of the metal film 55.
  • the protective film 53 can also contribute to improving the measurement accuracy of the specimen liquid by moving the SAW propagation center from the vicinity of the upper surface of the piezoelectric substrate 23 to the upper side thereof.
  • the flow of the sample liquid is defined by the film 35, thereby suppressing the sample liquid from flowing on the IDT electrode without providing a partition wall. Specifically, it is as follows.
  • the film 35 is set to have a width (y direction) smaller than the width of the space 29 and faces the metal film 55, while the first IDT electrode 45 and It does not face the second IDT electrode 47.
  • the first IDT electrode 45 and the second IDT electrode 47 are opposed to portions of the cover body 33 exposed from the film 35.
  • the film 35 (strictly, its main surface) has a smaller contact angle with the sample liquid than the cover body 33.
  • the cover 25 has, on its lower surface, a second region (for example, the electrode facing surface 25a (FIG. 6B)) facing the first IDT electrode 45 and the second IDT electrode 47, and a detection unit (detection region 23a). ), And has a first region having a smaller contact angle with the sample liquid than the electrode facing surface 25a (for example, the detecting portion facing surface 25b (FIGS. 6A and 6B)). .
  • the sample liquid is more easily guided onto the detection region 23a than on the IDT electrode.
  • the sample liquid can be prevented from flowing on the IDT electrode without providing a partition wall between the IDT electrode and the metal film 55.
  • the difference in the contact angle between the detection portion facing surface 25b and the electrode facing surface 25a with the sample liquid is a certain amount.
  • the difference in contact angle with the sample liquid is preferably 20 ° or more, and more preferably 40 ° or more.
  • the film 35 preferably covers the entire metal film 55 in the y direction and does not overlap the first IDT electrode 45 and the second IDT electrode 47. . That is, the width (y direction) of the film 35 is preferably equal to or larger than the width (y direction) of the metal film 55 and is preferably less than the distance between the first IDT electrode 45 and the second IDT electrode 47.
  • the width of the film 35 is, for example, constant over the flow direction (x direction).
  • the film 35 preferably extends from the second inlet 31 (more preferably, the edge of the lid 39 on the second inlet 31 side) to a position beyond the detection region 23a in the x direction.
  • the sample liquid that has reached the second inlet 31 from the flow path 11 can be suitably guided onto the detection region 23a.
  • the through-hole 43 is opened at a position beyond the detection region 23a so that the sample liquid can be suitably exhausted until it exceeds the detection region 23a.
  • the thickness of the film 35 and the adhesive 41 constitutes a step with respect to the lower surface of the cover main body 33.
  • the height of the step is, for example, 1/2 to 3/2 of the distance between the film 35 and the metal film 55, and is, for example, 50 ⁇ m to 300 ⁇ m.
  • the film 35 is formed, for example, by cutting a film that has been subjected to a hydrophilic treatment on its main surface, and its cut surface (side surface) is more hydrophilic than the main surface (lower surface). Is low, that is, the contact angle with the sample liquid is large.
  • the sample liquid that wets the film 35 is less likely to wet the cover main body 33 (electrode facing surface 25a) beyond the side surface of the film 35.
  • the cover main body 33 electrowetting surface 33
  • the possibility that the sample liquid spreads on the IDT electrode is reduced, and as a result, options for the material of the cover main body 33 are expanded.
  • the width (y direction) of the flow path 11 is preferably equal to or less than the width (y direction) of the film 35. In this case, it is possible to increase the amount of sample liquid in the space 29 used for measurement while reducing the total amount of sample liquid.
  • the width of the channel 11 is preferably 50 ⁇ m to 3 mm, more preferably 50 ⁇ m to 1 mm, and still more preferably about 50 ⁇ m.
  • the ceiling surface of the flow path 11 (the lower surface of the upper layer member 19) is adjacent to the detection portion facing surface 25b (the lower surface of the film 35) in the planar direction. Accordingly, the sample liquid is expected to flow smoothly from the flow path 11 to the space 29.
  • the ceiling surface of the flow path 11 and the detection part opposing surface 25b are substantially flush.
  • the adjustment to be flush can be made by adjusting the thickness of the adhesive 41, for example. If the thickness of the film 35 and the adhesive 41 can be ignored, the ceiling surface of the flow path 11 may be substantially flush with the lower surface of the cover body 33.
  • the bottom surface of the flow path 11 (the top surface of the bottom surface member 21) is adjacent to the top surface of the metal film 55 in the planar direction. Accordingly, the sample liquid is expected to flow smoothly from the flow path 11 to the space 29.
  • the bottom surface of the flow path 11 and the top surface of the metal film 55 are preferably substantially flush.
  • the adjustment to be flush can be made by adjusting the thickness of the adhesive 22, for example.
  • the bottom surface of the channel 11 may be substantially flush with the top surface of the protective film 53 when the thickness of the metal film 55 can be ignored.
  • the contact angle with the sample liquid is smaller than the electrode facing surface 25a (cover body 33) of the ceiling surface of the space 29. Therefore, in the SAW sensor 1, the sample liquid can be suitably guided to the space 29 in the flow path 11, while the electrode facing surface 25a is suppressed from getting wet with the sample liquid. Either of the contact angle with the sample liquid on the ceiling surface and the bottom surface of the flow path 11 and the contact angle with the sample liquid on the detection unit facing surface 25b (film 35) of the ceiling surface of the space 29 may be higher. However, it may be similar.
  • FIG. 7 (a) to 7 (d) are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the sensor chip 9. The manufacturing process proceeds in order from FIG. 7 (a) to FIG. 7 (d).
  • the first IDT electrode 45, the second IDT electrode 47, the short-circuit electrode 51, the wiring 49, the pad 27, and the like are formed on the upper surface of the piezoelectric substrate 23.
  • a metal layer is formed on the upper surface of the piezoelectric substrate 23 by a thin film forming method such as a sputtering method, a vapor deposition method, or a CVD (Chemical Vapor Deposition) method.
  • the metal layer is patterned by a photolithography method using a reduction projection exposure machine (stepper) and an RIE (Reactive / Ion / Etching) apparatus.
  • RIE Reactive / Ion / Etching
  • a protective film 53 is formed as shown in FIG. Specifically, first, a thin film to be the protective film 53 is formed.
  • the thin film forming method is, for example, a sputtering method or a CVD method. Next, a part of the thin film is removed by RIE or the like so that the pad 27 is exposed. Thereby, the protective film 53 is formed.
  • a metal film 55 is formed as shown in FIG. Specifically, a metal material is formed on the protective film 53 through a mask (not shown) in which an opening having the same shape as the metal film 55 is formed by vapor deposition or sputtering. Thereafter, an aptamer is disposed on the metal film 55. Alternatively, aptamers may be immobilized on the metal film 55 by chemical bonding.
  • the cover 25 is attached to the piezoelectric substrate 23 as shown in FIG. Specifically, first, a fluid made of polydimethylsiloxane or the like is poured into a predetermined mold, which is hardened to form the cover main body 33. In this forming method, the frame portion 37 and the lid portion 39 are integrally formed. Next, the film 35 is attached to the lid portion 39 with the adhesive 41. Thereafter, at least a portion of the cover main body 33 that contacts the protective film 53 is subjected to oxygen plasma treatment, the cover main body 33 is brought into contact with the protective film 53, and the cover main body 33 is bonded to the piezoelectric substrate 23.
  • the cover main body 33 made of polydimethylsiloxane when the cover main body 33 made of polydimethylsiloxane is subjected to oxygen plasma treatment and the cover main body 33 is brought into contact with the protective film 53 made of SiO 2 , the cover main body 33 and the protective film can be used without using an adhesive or the like. 53 can be joined. Although this reason is not necessarily clear, it is considered that a covalent bond of Si and O is formed between the cover main body 33 and the protective film 53. However, the cover body 33 may be bonded to the protective film 53 using an adhesive.
  • the sensor chip 9 formed as described above is then accommodated in the base body 7.
  • the sensor chip 9 is fixed to the lower layer member 15 with an adhesive and is electrically connected to the wiring 13 by wire bonding. Thereafter, the middle layer member 17 and the upper layer member 19 are bonded to the lower layer member 15, and the sensor chip 9 is accommodated in the base body 7.
  • the SAW sensor 1 is located on the piezoelectric substrate 23 and the upper surface of the piezoelectric substrate 23 and is spaced apart from each other with the detection unit (detection region 23a) on the piezoelectric substrate 23 interposed therebetween.
  • the first IDT electrode 45 and the second IDT electrode 47, and the first IDT electrode 45, the second IDT electrode 47, and the cover 25 that constitutes a space 29 extending over the detection unit are provided.
  • the detection unit facing surface 25b (the lower surface of the film 35) facing the detection unit is from a pair of electrode facing surfaces 25a (the lower surface of the cover main body 33) facing the first IDT electrode 45 and the second IDT electrode 47. Has a small contact angle with the sample liquid.
  • the width (y direction) of the sample liquid in the space 29 can be controlled by the width (y direction) of the detection unit facing surface 25b.
  • the width (y direction) of the detection unit facing surface 25b there is no need to provide a partition wall between the IDT electrode and the detection unit for preventing the sample liquid from flowing on the IDT electrode.
  • the width of the partition walls can be reduced to about 25 ⁇ m, but it has been confirmed that a propagation loss of about 5 dB occurs even when the partition walls are thinned to that extent. .
  • the propagation loss of 5 dB or more can be improved as compared with the partition formed by the epoxy resin.
  • the shape of the frame portion 37 that constitutes the partition wall is simplified. As a result, when the frame portion 37 and the lid portion 39 are formed separately, their joining is facilitated.
  • the possibility that the adhesive used for bonding oozes out on the detection region 23a is reduced.
  • the sample liquid does not come into contact with the partition wall, it is not necessary to perform a treatment for suppressing nonspecific adsorption on the partition wall. Since it is not necessary to secure an area where a partition wall can be disposed between the metal film 55 and the IDT electrode, it is easy to improve the detection accuracy by shortening the distance between the metal film 55 and the IDT electrode. .
  • the thickness of the sample liquid is defined by the height of the space 29 (distance between the metal film 55 and the film 35), and the width of the sample liquid is defined by the width of the film 35, and therefore exists in the detection region 23a. It is also possible to keep the mass of the sample liquid constant and suppress measurement errors due to variations in the mass of the sample liquid.
  • the SAW sensor 1 may allow the sample liquid to flow on the IDT electrode.
  • the detection unit facing surface 25b (first region) is a pair of first electrodes positioned on both sides of the electrode facing surface 25a (detection unit facing surface 25b and the alignment direction (y direction) of the detection unit and the IDT electrode).
  • Various effects can be achieved by having a smaller contact angle with the sample liquid than in (2 regions).
  • the sample liquid travels on the inner wall of the flow path 11 or the space 29, so that the sample liquid is detected by the detection unit facing surface 25b. It may flow on the IDT electrode prior to the top, and as a result, air bubbles may be generated on the detection unit.
  • the generation of such bubbles is suppressed by making the contact angle with the sample liquid on the detection portion facing surface 25b smaller than that on the electrode facing surface 25a so that the sample solution flows preferentially on the detection portion.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a sensor chip 209 of the SAW sensor according to the second embodiment.
  • the cross-sectional view corresponds to part of FIG.
  • the sensor chip 209 is different from the sensor chip 9 of the first embodiment only in that a coating layer 235 is provided instead of the film 35 and the adhesive 41. That is, in the sensor chip 209, the electrode facing surface 225 a facing the first IDT electrode 45 and the second IDT electrode 47 on the lower surface of the cover 225 is a surface on which the coating layer 235 of the cover body 33 (base material) is not disposed.
  • the detection portion facing surface 225b that faces the detection portion (detection region 23a) is formed by a surface on which the coating layer 235 of the cover body 33 is disposed.
  • the coating layer 235 is formed by applying a hydrophilic treatment to the cover body 33 (base material).
  • the cover main body 33 is subjected to ashing with oxygen plasma in a region to be the detection unit facing surface 225b, a silane coupling agent is applied, and finally polyethylene glycol is applied.
  • the coating layer 235 is made of polyethylene glycol.
  • the coating layer 235 made of phosphorylcholine may be formed by surface treatment using a treatment agent having phosphorylcholine.
  • the coating layer 235 is made of a material having higher hydrophilicity than the material of the cover body 33. Accordingly, the surface of the cover body 33 on which the coating layer 235 is disposed has higher wettability with respect to the sample liquid than the surface on which the coating layer 235 is not disposed, that is, the contact property with the sample liquid is small.
  • the coating layer 235 is disposed (overlaid) on the cover main body 33 so as to be layered.
  • the thickness is smaller than the total thickness of the film 35 and the adhesive 41 of the first embodiment, and is, for example, 5 to 50 nm.
  • the thickness of the frame portion 37 (the height of the space 29 on the IDT electrode) may be the same as that of the first embodiment, or the coating layer may be made thinner by the amount thinner than the film 35 and the adhesive 41. Good.
  • the first IDT electrode 45, the second IDT electrode 47, and the lower surface of the cover 225 that configures the space 29 extending over the detection unit face the detection unit.
  • the detection unit facing surface 225b that has a smaller contact angle with the sample solution than the pair of electrode facing surfaces 225a that face the pair of IDT electrodes.
  • the width (y direction) of the sample liquid in the space 29 can be controlled by the width (y direction) of the detection unit facing surface 225b, and the flow of the sample liquid on the IDT electrode can be suppressed without providing a partition wall.
  • the first embodiment compared with the first embodiment, for example, since the coating layer is thin as described above, the sensor chip 209 can be thinned.
  • the first embodiment is expected to simplify the manufacturing process and reduce costs, for example, as compared with the present embodiment. The effect of suppressing the sample liquid from flowing on the IDT electrode is expected.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a sensor chip 309 of the SAW sensor according to the third embodiment.
  • the cross-sectional view corresponds to part of FIG.
  • the sensor chip 309 is the only one in which the first groove 325r is configured by the electrode facing surface 325a facing the IDT electrode projecting to the piezoelectric substrate 23 side from the detecting portion facing surface 325b facing the detecting portion. This is different from the sensor chip 9 of the first embodiment.
  • a second groove 333r deeper than the total thickness of the film 35 and the adhesive 41 is formed on the lower surface of the lid portion 339 of the cover body 333, and the adhesive 41 is placed in the second groove 333r.
  • the first groove 325r having the bottom surface of the film 35 as a bottom surface is configured by accommodating the film 35.
  • the width and length of the second groove 333r are equal to the width and length of the film 35, for example.
  • the film 35 preferably extends to the edge of the lid 339 on the flow path 11 (see FIG. 1) side, and the second groove 333r (first groove 325r) is also formed. It is preferable to extend to the edge.
  • the second groove 333r may be longer than the film 35 or slightly wider.
  • the interval (the thickness of the sample liquid) between the detection unit facing surface 325b (film 35) and the metal film 55 is the same as in the first embodiment, for example.
  • the frame portion 337 of the present embodiment is thinner than the frame portion 37 of the first implementation liquid, and the distance between the electrode facing surface 325a and the protective film 53 in the present embodiment is the same as that of the first embodiment. It is smaller than the distance between the electrode facing surface 25 a and the protective film 53.
  • the first IDT electrode 45, the second IDT electrode 47, and the lower surface of the cover 325 constituting the space 29 extending over the detection unit are opposed to the detection unit.
  • the width (y direction) of the sample liquid in the space 329 can be controlled by the width (y direction) of the detection unit facing surface 325b, and the flow of the sample liquid on the IDT electrode can be suppressed without providing a partition wall.
  • the side surface of the sample liquid between the detection unit facing surface 325b and the metal film 55 is in contact with the side surface of the first groove 325r. Accordingly, the area of the sample liquid that contacts the gas (for example, air) surrounding the SAW sensor is reduced. As a result, evaporation of the sample liquid is suppressed, and the required amount of the sample liquid can be suppressed.
  • the gas for example, air
  • the detection unit facing surface 325b is configured by the film 35 as in the first embodiment, but the detection unit facing surface 325b is configured by a coating layer as in the second embodiment. Also good.
  • the coating layer may be provided only on the bottom surface of the first groove 325r (second groove 333r), or may be provided on the side surface in addition to the bottom surface.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view showing a SAW sensor 401 according to the fourth embodiment.
  • 11A is a cross-sectional view taken along line XIa-XIa in FIG. 10
  • FIG. 11B is a cross-sectional view taken along line XIb-XIb in FIG.
  • the sensor chip 9 has the cover 25.
  • the sensor chip 409 of the fourth embodiment does not have the cover 25.
  • the middle layer member 17 and the upper layer member 419 constitute a cover 425. Specifically, it is as follows.
  • the sensor chip 409 generally has a configuration in which the cover 25 is removed from the sensor chip 9. That is, as shown in FIG. 11, the sensor chip 409 has the piezoelectric substrate 23 like the sensor chip 9, and the first IDT electrode 45, the second IDT electrode 47, the wiring on the piezoelectric substrate 23. 49, pad 27, metal film 55, and the like.
  • the piezoelectric substrate 23 since the piezoelectric substrate 23 does not require a space for arranging the cover 25, the piezoelectric substrate 23 may be made smaller than the piezoelectric substrate 23 of the first embodiment. Accordingly, the first hole portion 17b of the middle layer member 17 may be made smaller.
  • the short-circuit electrode 51 and the protective film 53 are omitted.
  • the sensor chip 409 may have the short-circuit electrode 51 and the protective film 53 in the same manner as the sensor chip 9.
  • the SAW sensor 401 includes a base body 407 configured by laminating a lower layer member 15, an intermediate layer member 17, and an upper layer member 419.
  • the configurations of the lower layer member 15 and the middle layer member 17 are substantially the same as those in the first embodiment.
  • the upper layer member 419 is not formed with the second hole 19b (FIG. 1). Therefore, a portion of the upper layer member 419 that overlaps the first hole 17b of the middle layer member 17 covers the upper surface of the sensor chip 409 (piezoelectric substrate 23). In this way, the cover 425 is constituted by the middle layer member 17 and the upper layer member 419. Note that only the upper layer member 419 may be regarded as a member constituting the cover.
  • the cover 425 includes a cover main body 433 and a film 435 attached to the lower surface of the cover main body 433 with an adhesive 441 in the same manner as the cover 25 of the first embodiment.
  • the cover 425 has an exhaust through-hole 443 formed therein.
  • the ceiling portion (upper layer member 419) of the cover main body 433 is formed of a hydrophilic film, for example, similarly to the upper layer member 19 of the first embodiment. Further, the film 435 is made of a hydrophilic film that is more hydrophilic than the cover body 433.
  • the upper layer member 419 may be made of a material having relatively low wettability (for example, the same material as the lower layer member 15 and the middle layer member 17).
  • the film 435 constitutes a detection portion facing surface 425b that faces the detection portion (metal film 55), and the portion of the cover body 433 where the film 435 is not attached faces the first IDT electrode 45 and the second IDT electrode 47.
  • An electrode facing surface 425a is configured.
  • the film 435 extends not only in the range facing the piezoelectric substrate 23 in the x direction, but also to the flow path 11 for guiding the sample liquid to the space 29 on the piezoelectric substrate 23. Thereby, the detection unit facing surface 425b and the ceiling surface of the flow path 11 are flush with each other.
  • the thickness of the middle layer member 17 may be appropriately set so that the height of the space 29 and the flow path 11 is an appropriate size.
  • the detection unit facing surface 425b facing the detection unit is more liquid than the pair of electrode facing surfaces 425a facing the pair of IDT electrodes.
  • the contact angle with is small.
  • the width (y direction) of the sample liquid in the space 29 can be controlled by the width (y direction) of the detection unit facing surface 425b, and the flow of the sample liquid on the IDT electrode can be suppressed without providing a partition wall.
  • the cover 425 is located on the lower layer member 15, the middle layer member 17 located on the side of the piezoelectric substrate 23, and the upper layer member located on the middle layer member 17 and covering the upper surface of the piezoelectric substrate 23. 419. Therefore, for example, the configuration is simplified compared to the first embodiment.
  • the detection unit facing surface 425b is configured by a film, as in the first embodiment, but, as in the second embodiment, the detection unit facing surface 425b may be configured by a coating layer. Good.
  • the coating layer may be provided only on the detection portion facing surface 425b, or may be provided on the ceiling surface of the flow path 11 similarly to the film 435.
  • FIGS. 12A and 12B are sectional views showing a SAW sensor 501 according to the fifth embodiment, and correspond to FIGS. 11A and 11B.
  • the SAW sensor 501 is different from the SAW sensor 401 of the fourth embodiment only in the configuration of the middle layer member. Specifically, it is as follows.
  • the middle layer member 517 of the SAW sensor 501 has a first layer 518A located on the lower layer member 15 and a second layer 518B located thereon.
  • the planar shape of the first layer 518A is the same as the planar shape of the middle layer member 17 of the fourth embodiment, for example.
  • the planar shape of the second layer 518B is, for example, that in the planar shape of the first layer 518A, the holes constituting the space 29 are made smaller in the y direction (alignment direction of the detection unit and the IDT electrode), and the flow path 11 It is made into the shape which eliminated the notch part which forms.
  • the first layer 518A is closer to the piezoelectric substrate 23 than the second layer 518B.
  • a part (exposed surface 518a) of the upper surface of the first layer 518A is exposed in the space 29 from the second layer 518B.
  • the upper surface of the first layer 518A is exposed from the notch for forming the flow path 11 of the second layer 518B, and constitutes the bottom surface of the flow path 11. Yes.
  • the bottom surface member 21 that constitutes the bottom surface of the flow path 11 in the first embodiment is not provided.
  • the upper surface of the first layer 518A (at least the exposed surface from the second layer 518B) is configured such that the contact angle with the sample liquid is relatively small.
  • the upper surface of the first layer 518A has a contact angle with the specimen liquid by the upper surface of the first layer 518A being made of a hydrophilic film, or by arranging a coating layer on the upper surface of the first layer 518A. Has been made smaller.
  • the contact angle with the sample liquid on the upper surface of the first layer 518A is, for example, smaller than the contact angle with the sample liquid on the electrode facing surface 425a and larger than the contact angle with the sample liquid on the detection unit facing surface 415b.
  • the middle layer member 517 includes the first layer 518A and the second layer 518B, and the first layer 518A is closer to the piezoelectric substrate 23 than the second layer 518B in the y direction.
  • the amount of the sample liquid can be reduced as compared with the fourth embodiment.
  • the exposed surface 518a exposed from the second layer 518B is closer to the electrode facing surface 425a because the first layer 518A is closer to the piezoelectric substrate 23 than the second layer 518B in the upper surface of the first layer 518A. Also, the contact angle with the sample liquid is small, and the contact angle with the sample liquid is larger than that of the detection portion facing surface 425b.
  • the sample liquid is easily filled into the entire space 29 while the sample liquid is preferentially flowed to the detection unit facing surface 425b. Can do.
  • FIG. 13 is a sectional view showing a SAW sensor 601 according to the sixth embodiment, and corresponds to a part of FIG.
  • the inlet (3 etc.) was opened on the side surface of the substrate (7 etc.), and the through-hole (43 etc.) for exhaust was opened on the upper surface of the substrate.
  • the inflow port 603 is opened on the upper surface of the base body 607, and the through-hole 643 for exhausting is opened on the side surface of the base body 607. Specifically, it is as follows.
  • the sensor chip 409 does not have a cover, and the upper layer member 619 covers the piezoelectric substrate 23.
  • the inflow port 603 is formed in the upper layer member 619.
  • the middle layer member 517 has a first layer 618A and a second layer (not shown), and the second layer has a flow path and the like. A notch for forming the is formed.
  • the flow path 611 for guiding the sample liquid to the space 29, and the flow for exhausting from the space 29 A path 612 is formed.
  • the inflow port 603 opens, for example, on the upper surface of one end of the inflow channel 611.
  • the channel 611 extends linearly from the inflow port 603 toward the space 29, for example.
  • the exhaust flow path 612 extends linearly from the space 29 to the opposite side of the flow path 611 and communicates with the through hole 643.
  • the contact angle with the sample liquid on the detection unit facing surface 625 b is smaller than the contact angle with the sample liquid on the adjacent surface (second region, not shown). It has become.
  • a film 635 is provided on the lower surface of the upper layer member 619 so as to face the detection unit.
  • the upper surface of the first layer 618A has a relatively small contact angle with the sample liquid due to the provision of a hydrophilic film. That is, the contact angle with the sample liquid on the bottom surfaces of the channels 611 and 612 is small.
  • the contact angle with the sample liquid is set to be small also on the wall surface in the vicinity of the connection portion between the inlet 603 and the channel 611 by providing a hydrophilic film.
  • the width (y direction) of the sample liquid in the space 29 can be controlled by the width (y direction) of the detection unit facing surface 625b, and the flow of the sample liquid on the IDT electrode can be suppressed without providing a partition wall.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining a modification of the shape of the flow path for introducing the sample liquid onto the detection unit, and is a perspective view of the middle layer member 717.
  • the middle layer member 717 is a member that is interposed between the lower layer member and the upper layer member in the same manner as the middle layer member of the above-described embodiment. A flow path 711 leading to the part is formed.
  • the notch 717a extends with a certain width from the end portion constituting the inflow port to the position where the sensor chip is disposed, and includes a portion corresponding to the first hole portion 17b of the first embodiment.
  • the width (range in the y direction) in which the contact angle with the sample liquid is reduced on the bottom surface or the ceiling surface may be equal to the width of the notch 717a or smaller than the width of the notch 717a. May be.
  • the detector facing surfaces 25b, 225b, 325b, 425b, and 625b are examples of the first region
  • the electrode facing surfaces 25a, 225a, 325a, and 425a are examples of the second region
  • the bases 7, 407, and 607 are examples of packages
  • the lower layer member 15 is an example of a lower layer part
  • the middle layer members 17 and 517 are examples of an intermediate layer part
  • the upper layer member 419 is an example of an upper layer part.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented in various modes.
  • the SAW sensor has a sensor chip and a substrate is illustrated, but the SAW sensor may be distributed as a finished product only by the sensor chip.
  • the SAW sensor is configured to include a sensor chip including a cover and a base, for example, the height of the space 29 and the width of the first region are formed with high accuracy, and the amount of the sample liquid in the detection unit is adjusted. While suppressing variations and thus improving the detection accuracy, the requirement for accuracy can be lowered in the relatively large substrate 7, and an inexpensive SAW sensor with high detection accuracy can be realized.
  • the cover 25 of the sensor chip 9 is exposed from the base body 7, but the base body may be configured so that the sensor chip 9 is not exposed to the outside.
  • the base body may further include a layered member that is bonded onto the upper layer member 19 and the cover 25 and has a through hole that communicates with the through hole 43.
  • the middle layer member 17 is positioned on the four sides of the sensor chip 409 and surrounds the entire sensor chip 409.
  • the middle layer member 7171 is located on the three lateral sides of the sensor chip.
  • the middle layer member may be positioned at least on both sides of the sensor chip.
  • an inflow path (see FIG. 14) having a width equivalent to the width of the space extending toward the space on the detection unit, and an outflow path having a width equivalent to the width of the space extending from the space to the opposite side of the inflow path. (Or an exhaust passage) may be formed.
  • the lower layer portion and the middle layer portion may be integrally formed, and an upper layer member (upper layer portion) may be covered thereon. Also in this case, it is possible to distinguish the lower layer portion and the middle layer portion on the basis of the surface on which the piezoelectric substrate is placed. Further, the middle layer portion and the upper layer portion may be integrally formed and placed on the lower layer member (lower layer portion). Also in this case, the middle layer portion and the upper layer portion can be distinguished on the basis of the upper surface of the space on the piezoelectric substrate.
  • the flow path (including not only the flow path of the substrate but also the space of the sensor chip) through which the sample liquid flows may be appropriately configured other than those exemplified in the embodiment.
  • the boundary between the first region and the pair of second regions located on both sides of the detection region and the IDT electrode in the arrangement direction with respect to the first region is not necessarily between the detection unit and the IDT electrode.
  • the boundary between the first region and the second region may be located on the IDT electrode or may be located outside the IDT electrode. Even in such a case, for example, in a SAW sensor that allows the sample liquid to flow on the IDT electrode, the sample liquid is preferentially flowed on the detection unit, and bubbles are prevented from being generated on the detection unit. Can do.
  • the lower surface of the cover only needs to have a smaller contact angle with the sample solution in the first region than the contact angle with the sample solution in the second region.
  • the contact angle of the sample liquid may not be less than 90 °.
  • the sample liquid can be allowed to flow on the detection unit. However, it is easier to introduce the sample liquid onto the detection unit using the capillary phenomenon, and it is easier to accurately control the width (amount) of the sample liquid by the width of the first region or the like.
  • the contact angle of the sample liquid in the first region is less than 90 °
  • the contact angle of the sample solution in the second region may not be 90 ° or more.
  • the contact angle of the electrode facing surface 25a is 70 ° and the contact angle of the detection portion facing surface 25b is 25 °.
  • the flow onto the electrode was sufficiently suppressed. This is considered to be due to the effect of the step having low wettability constituted by the thickness of the film 35 and the adhesive 41 described above.
  • the electrode facing surface 225a (second region) and the detection unit facing surface 225b (first region) are substantially flush, and the specimen liquid flows on the IDT electrode.
  • the contact angle of the electrode facing surface is preferably 90 ° or more.
  • the first region is constituted by a film or a coating layer, and is positioned below the second region.
  • the first region and the second region may be flush with each other.
  • the film or coating layer may be disposed on a cover body in which a recess is previously formed with the thickness of the film or coating layer.
  • a pair of IDT electrodes and detection units may be provided not only in one set but also in a plurality.
  • the width of the metal film 55 may be equal to that of the detection region 23a, and a plurality of combinations of IDT electrodes and metal films may be arranged in the x direction (the flow direction of the specimen liquid).
  • the aptamer is immobilized on one set of metal films, but the aptamer is not immobilized on the other set of metal films. Changes in SAW may be measured.
  • different types of aptamers may be immobilized for each metal film, and different properties or components may be measured for the sample liquid.
  • hydrophilic words examples.
  • the specimen sample liquid
  • an amphiphilic term may be used instead of hydrophilicity.
  • the first region facing the detection unit is arranged in the direction in which the detection unit and the IDT electrode are aligned with respect to the first region. It is possible to extract another invention characterized by projecting toward the piezoelectric substrate rather than the pair of second regions located on both sides.
  • the contact angle with the sample solution in the first region is not necessarily smaller than the contact angle with the sample solution in the second region.
  • the another invention for example, since the height from the piezoelectric substrate to the first region is lower than the height from the piezoelectric substrate to the second region, capillary action is more likely to occur in the first region than in the second region. can do.
  • SAW sensor surface acoustic wave sensor
  • 23 ... Piezoelectric substrate 23a ... Detection area
  • 25 ... Cover 25a ... Electrode opposing surface, 25b ... Detection part opposing surface (1st area

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Abstract

　本発明は、検体液のＩＤＴ電極上への流れを好適に抑制できる弾性表面波センサを提供する。ＳＡＷセンサ１は、圧電基板２３と、該圧電基板２３の上面に位置し、圧電基板２３上の検出部（検出領域２３ａ）を挟んで互いに離間している第１ＩＤＴ電極４５および第２ＩＤＴ電極４７と、第１ＩＤＴ電極４５、第２ＩＤＴ電極４７および検出部上にこれらに跨る空間２９を構成するカバー２５と、を有している。カバー２５の下面において、検出部に対向する検出部対向面２５ｂ（フィルム３５の下面）は、第１ＩＤＴ電極４５および第２ＩＤＴ電極４７に対向する一対の電極対向面２５ａ（カバー本体３３の下面）よりも検体との接触角が小さい。

Description

弾性表面波センサ
　本発明は、液体の性質あるいは液体に含まれる成分を測定することができる弾性表面波センサに関するものである。なお、液体は、流動性を有するものであればよく、粘性が高くても構わない。
　弾性表面波素子を用いて、検体液の性質もしくは検体液の成分を測定する弾性表面波センサが知られている。
　弾性表面波センサは、圧電基板上に検体液に含まれる成分と反応する検出部を設け、この検出部を伝搬した弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）に基づく電気信号を測定することによって検体液の性質あるいは成分を検出するものである。
　ＳＡＷは圧電基板の上面に設けられた一対の櫛歯状電極からなるＩＤＴ電極によって発生する。このＩＤＴ電極が検体液に浸されることを防止するためにＩＤＴ電極上に密閉空間を構成する封止部材を設ける技術が知られている（例えば、特許文献１）。
　封止部材は、ＩＤＴ電極と検出部との間において圧電基板の上面に支持される隔壁を有している。これにより、検体液のＩＤＴ電極上への流れは抑制される。このように、従来は、流路壁によって検体液の流れが制御されている。
　しかし、流路壁による検体液の流れの制御は、種々の不都合を生じる。例えば、ＩＤＴ電極と検出部との間に位置する隔壁は、ＳＡＷがＩＤＴ電極から検出部へ伝搬する際にＳＡＷの伝搬ロスの要因となる。
　また、例えば、ＩＤＴ電極上に検体液が流れることを許容し、流路壁を検出部およびＩＤＴ電極の外側に位置させた場合、検体液が流路壁を伝うことによって、検体液が検出部上に先んじてＩＤＴ電極上を流れ、その結果、検出部上に気泡が生じるおそれがある。
　そこで、検体液の流れを好適に制御できる弾性表面波センサの提供が望まれる。
特開２００６－１８４０１１号公報
　本発明の一実施態様に係る弾性表面波センサは、圧電基板と、前記圧電基板の上面に位置しており、検体に含まれる検出対象を検出する検出部と、前記圧電基板の上面に前記検出部を挟んで位置している一対のＩＤＴ電極と、前記検出部および前記一対のＩＤＴ電極を、空間を介して覆っているカバーと、を備えた弾性表面波センサであって、前記カバーの下面は、前記検出部に対向する第１領域と、前記第１領域に対して、前記検出部および前記一対のＩＤＴ電極の並び方向の両側に位置する一対の第２領域と、を有し、前記第１領域は、前記一対の第２領域よりも検体との接触角が小さい。
　上記の構成によれば、好適に検体液（液状の検体）の流れを制御できる。なお、検体（検体液）は、例えば、水を含むものであってもよいし、油を含むものであってもよい。また、例えば、検体は、溶液であってもよいし、ゾルであってもよい。
本発明の第１の実施形態に係るＳＡＷセンサを示す斜視図である。 図１のＳＡＷセンサの分解斜視図である。 図１のＳＡＷセンサのセンサチップを示す斜視図である。 図３のセンサチップの分解斜視図である。 図３のセンサチップの圧電基板の上面を示す平面図である。 図６（ａ）は図１のVIａ－VIａ線における断面図であり、図６（ｂ）は図１のVIb－VIb線における断面図である。 図７（ａ）～図７（ｄ）は図３のセンサチップの製造方法を説明する断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るＳＡＷセンサのセンサチップを示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係るＳＡＷセンサのセンサチップを示す断面図である。 本発明の第４の実施形態に係るＳＡＷセンサを示す分解斜視図である。 図１１（ａ）は図１０のXIａ－XIａ線における断面図であり、図１１（ｂ）は図１０のXIb－XIb線における断面図である。 図１２（ａ）および図１２（ｂ）は本発明の第５の実施形態に係るＳＡＷセンサを示す断面図である。 本発明の第６の実施形態に係るＳＡＷセンサを示す断面図である。 流路形状の変形例を説明する斜視図である。
　以下、本発明に係るＳＡＷセンサの実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に説明する各図面において同じ構成部材には同じ符号を付すものとする。また、各部材の大きさや部材同士の間の距離などは模式的に図示しており、現実のものとは異なる場合がある。
　また、ＳＡＷセンサは、いずれの方向が上方または下方とされてもよいものであるが、以下では、便宜的に、直交座標系ｘｙｚを定義するとともにｚ方向の正側を上方として、上面、下面などの用語を用いるものとする。
＜第１の実施形態＞
　図１は、第１の実施形態に係るＳＡＷセンサ１を示す斜視図である。
　ＳＡＷセンサ１は、例えば、全体として概ね長方形の板状に形成されている。その厚みは、例えば、０．５ｍｍ～３ｍｍであり、ｘ方向の長さは、例えば、１ｃｍ～５ｃｍであり、ｙ方向の長さは、例えば、１ｃｍ～３ｃｍである。
　ＳＡＷセンサ１には、検体液を取り込むための第１流入口３、および、電気信号の入出力に供される複数の端子５が設けられている。第１流入口３は、例えば、長方形の一端に位置し、複数の端子５は、例えば、長方形の他端に位置している。
　ＳＡＷセンサ１は、例えば、発振回路等を含む不図示のリーダに装着される。装着は、例えば、ＳＡＷセンサ１の端子５側の端部をリーダのスロットに差し込むことによって行われる。そして、ＳＡＷセンサ１は、リーダから複数の端子５のいずれかに入力された電気信号を、第１流入口３から取り込んだ検体液の性質または成分に応じて変化させ、複数の端子５のいずれかからリーダへ出力する。ＳＡＷセンサ１は、例えば、使い捨てのセンサとされている。
　ＳＡＷセンサ１は、基体７と、基体７に搭載されたセンサチップ９とを有している。センサチップ９は、検体液に応じた電気信号の変換を実質的に行う。基体７は、センサチップ９の取り扱い性の向上等に寄与するパッケージとして機能する。
　基体７には、既述の第１流入口３と、第１流入口３から取り込まれた検体液をセンサチップ９に導くための流路１１が形成されている。流路１１は、例えば、第１流入口３からセンサチップ９へ直線状に延びている。また、基体７には、既述の複数の端子５と、複数の端子５とセンサチップ９とを接続する配線１３（図２参照）とを有している。
　図２は、ＳＡＷセンサ１の分解斜視図である。
　基体７は、例えば、互いに積層される層状の下層部材１５、中層部材１７および上層部材１９を有している。
　下層部材１５は、例えば、プリント配線板と同様の構成とされている。その絶縁基体１６は、例えば、樹脂またはセラミックを主体として構成されている。絶縁基体１６の平面形状は、例えば、ＳＡＷセンサ１全体の平面形状と同様である。絶縁基体１６の上面には、既述の複数の端子５および配線１３が形成されている。センサチップ９は、例えば、接着剤によって、絶縁基体１６の上面に固定されている。
　中層部材１７は、例えば、樹脂またはセラミック等の絶縁性材料によって構成されている。中層部材１７は、例えば、接着剤によって下層部材１５と貼り合わされている。中層部材１７の平面形状は、複数の端子５が露出するように、下層部材１５よりも若干短い長方形とされている。また、中層部材１７の一端側には、第１流入口３および流路１１を構成するための切り欠き１７ａと、センサチップ９を収容するための第１孔部１７ｂとが形成されている。切り欠き１７ａと第１孔部１７ｂとは接続されている。
　上層部材１９は、例えば、親水性フィルムによって構成されている。従って、上層部材１９は、例えば、下層部材１５および中層部材１７に比較して検体液に対する濡れ性が高くなっている。なお、検体液に対する濡れ性（または親水性）は、一般に知られているように、検体液との接触角によってその程度を測定することができる。親水性フィルムとしては、親水化処理が施された市販の樹脂性フィルムを使用することができる。樹脂は、例えば、ポリエステル系またはポリエチレン系である。上層部材１９は、例えば、接着剤によって中層部材１７と貼り合わされている。上層部材１９の平面形状は、中層部材１７と同様に、下層部材１５よりも若干短い長方形とされている。また、上層部材１９には、センサチップ９の上面を露出させるための第２孔部１９ｂが形成されている。
　なお、ＳＡＷセンサ１は、例えば、可撓性を有さない。例えば、下層部材１５、中層部材１７および上層部材１９の少なくとも１つは、可撓性を有していない。
　下層部材１５、中層部材１７および上層部材１９を積層すると、中層部材１７に切り欠き１７ａが形成されていることによって、下層部材１５の上面と上層部材１９の下面との間に流路１１が構成される。また、中層部材１７および上層部材１９に第１孔部１７ｂおよび第２孔部１９ｂが形成されていることによって、センサチップ９が収容される凹部が構成される。
　下層部材１５の上面には、流路１１が構成される位置において、底面部材２１が設けられている。底面部材２１の上面は、流路１１の底面を構成する。底面部材２１は、例えば、上層部材１９と同様に、親水性フィルムによって構成されている。従って、底面部材２１は、下層部材１５よりも検体液との接触角が小さくなっている。底面部材２１は、例えば、接着剤２２（図６（ａ）参照）によって下層部材１５の上面に固定されている。
　流路１１は、ｚ方向の高さが比較的小さく設定されている。例えば、流路１１のｚ方向の高さは、５０μｍ～０．５ｍｍである。検体液の量を少なくする（例えば採血の量を少なくする）観点からは、流路１１の高さは、５０μｍ程度であることが好ましい。また、上述のように、流路１１の天井面（流路１１の上面、上層部材１９の下面）および底面（流路１１の下面、底面部材２１の上面）は、検体液との接触角が小さい。
　流路１１のｚ方向の高さが小さく、また、天井面等において検体液との接触角が小さいことから、検体液が第１流入口３に接触すると、検体液は、毛細管現象によって流路１１をセンサチップ９に向かって流れる。すなわち、本実施形態の基体７においては、マイクロピペットなどの器具を用いて検体液を吸引し、吸引した検体液を第１流入口３へ流し込むというような作業は不要である。
　なお、毛細管現象は、流路内面の接触角が９０°未満であれば、生じ得る。従って、上層部材１９および底面部材２１（親水性フィルム）の濡れ性（親水性）は、検体液（水に代表させてもよい）の接触角が９０°未満となる高さであればよい。また、毛細管現象を確実に生じさせる観点からは、これらの濡れ性は、接触角が６０°未満となる高さであることが好ましい。
　図３は、センサチップ９の斜視図である。また、図４は、センサチップ９の分解斜視図である。
　センサチップ９は、圧電基板２３と、圧電基板２３を覆うカバー２５と、これらの外部に露出し、電気信号の入出力に供される複数のパッド２７とを有している。圧電基板２３とカバー２５との間には、検体液が導入される空間２９が構成されている。空間２９は、カバー２５の側面に開口する第２流入口３１を介して基体７の流路１１と接続される。
　圧電基板２３は、例えば、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）単結晶，ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）単結晶、水晶などの圧電性を有する単結晶の基板からなる。圧電基板２３の平面形状および各種寸法は適宜に設定されてよい。一例として、圧電基板２３の厚みは、０．３ｍｍ～１ｍｍである。
　カバー２５は、その大部分を構成するカバー本体３３（基材）と、カバー本体３３の下面（天井面）に貼り付けられたフィルム３５とを有している。
　カバー本体３３は、例えば、圧電基板２３上に位置する枠部３７と、枠部３７上に位置する蓋部３９とを有している。枠部３７の上下に貫通する開口は、圧電基板２３および蓋部３９によって上下から塞がれる。これによって、空間２９が構成される。また、枠部３７の一部が途切れていることによって、第２流入口３１が構成される。なお、枠部３７および蓋部３９は、一体的に形成されていてもよい。
　カバー本体３３は、例えば、樹脂またはセラミック等の絶縁性材料からなる。好適には、カバー本体３３は、ポリジメチルシロキサンからなる。ポリジメチルシロキサンを用いることによって、角部が丸みを帯びた形状など、カバー本体３３を任意の形状にすることが容易である。また、ポリジメチルシロキサンを用いれば、カバー本体３３の天井部や側壁を比較的簡単に分厚く形成することが容易である。蓋部３９の厚みおよび枠部３７の幅（カバー本体３３の側壁の厚み）は、例えば、０．３ｍｍ～５ｍｍである。
　フィルム３５は、例えば、上層部材１９および底面部材２１と同様に、親水性フィルムによって構成されている。従って、例えば、フィルム３５は、カバー本体３３よりも検体液との接触角が小さい。また、その下面における検体液の接触角は、９０°未満であり、好ましくは、６０°未満である。フィルム３５は、例えば、接着剤４１によってカバー本体３３の下面に貼り付けられている。なお、フィルム３５は、カバー本体３３および／またはフィルム３５自体の密着力によって、接着剤４１を用いずにカバー本体３３の下面に貼り付けられていてもよい。
　カバー２５には、空間２９の排気等に寄与する貫通孔４３が形成されている。貫通孔４３は、例えば、蓋部３９、接着剤４１およびフィルム３５それぞれに孔が形成されることによって、カバー２５の上部に構成されている。この貫通孔４３は、例えば、センサチップ９の上面が上層部材１９の第２孔部１９ｂを介して基体７の外部に露出することによって、基体７の外部に露出する（図１および図２参照）。従って、空間２９は、貫通孔４３を介してＳＡＷセンサ１の外部に通じている。貫通孔４３は、空間２９に対して第２流入口３１とは反対側に位置している。
　パッド２７は、例えば、カバー２５の外側において圧電基板２３の上面に設けられている。特に図示しないが、例えば、パッド２７は、ボンディングワイヤによって、下層部材１５上に設けられたパッドと接続され、ひいては、配線１３と接続される。
　空間２９のｚ方向の高さ（詳細には後述する金属膜５５とフィルム３５との間の距離）は、比較的小さく設定されている。例えば、当該高さは、流路１１と同様に、５０μｍ～０．５ｍｍであり、好ましくは、５０μｍ程度である。また、空間２９の天井面は、流路１１の天井面等と同様に、フィルム３５によって検体液との接触角が小さい。従って、流路１１において毛細管現象によって第２流入口３１に導かれた検体液は、毛細管現象によって空間２９内に導入される。
　検体液が空間２９に導入されたとき、もともと空間２９内に存在していた空気は、貫通孔４３から外部へ放出される。これによって、検体液が空間２９内に入り込みやすくなる。なお、貫通孔４３は、検体液が流路１１を流れるときにも流路１１および空間２９の空気を排出し得る。
　図５は、圧電基板２３の上面を示す平面図である。なお、図５においては、空間２９、第２流入口３１および流路１１も２点鎖線で示している。
　圧電基板２３の上面には、空間２９に収まる領域において、第１ＩＤＴ電極４５、第２ＩＤＴ電極４７および短絡電極５１が形成されている。
　第１ＩＤＴ電極４５は所定のＳＡＷを発生させるためのものであり、第２ＩＤＴ電極４７は、第１ＩＤＴ電極４５で発生したＳＡＷを受信するためのものである。第１ＩＤＴ電極４５で発生したＳＡＷを第２ＩＤＴ電極４７が受信できるように第２ＩＤＴ電極４７は、第１ＩＤＴ電極４５で発生したＳＡＷの伝搬路上に配置されている。
　第１ＩＤＴ電極４５および第２ＩＤＴ電極４７それぞれは、一対の櫛歯電極を有している。各櫛歯電極は、バスバーおよびバスバーから延びる複数の電極指を有している。そして、一対の櫛歯電極は、複数の電極指が互いに噛み合うように配置されている。第１ＩＤＴ電極４５および第２ＩＤＴ電極４７は、トランスバーサル型のＩＤＴ電極を構成している。
　第１ＩＤＴ電極４５および第２ＩＤＴ電極４７の電極指の本数、隣接する電極指同士の距離、電極指の交差幅などをパラメータとして周波数特性を設計することができる。ＩＤＴ電極によって励振されるＳＡＷとしては、レイリー波、ラブ波、リーキー波などが存在し、いずれが利用されてもよい。センサチップ９は、例えば、ラブ波を利用している。
　第１ＩＤＴ電極４５および第２ＩＤＴ電極４７のＳＡＷの伝搬方向における外側の領域にＳＡＷの反射抑制のための弾性部材が設けられてもよい。ＳＡＷの周波数は、例えば、数メガヘルツ（ＭＨｚ）から数ギガヘルツ（ＧＨｚ）の範囲内において設定可能である。なかでも、数百ＭＨｚから２ＧＨｚとすれば、実用的であり、かつ圧電基板２３の小型化ひいてはセンサチップ９の小型化を実現することができる。
　第１ＩＤＴ電極４５および第２ＩＤＴ電極４７はそれぞれ配線４９を介してパッド２７に接続されている。これらのパッド２７および配線４９を介して、第１ＩＤＴ電極４５に電気信号が入力され、また、第２ＩＤＴ電極４７から電気信号が出力される。
　短絡電極５１は、圧電基板２３の上面のうち第１ＩＤＴ電極４５と第２ＩＤＴ電極４７との間の領域である検出領域２３ａに配置されている。この短絡電極５１は、圧電基板２３の上面のうちＳＡＷの伝搬路となる部分を電気的に短絡させるためのものである。この短絡電極５１を設けることによって、ＳＡＷの種類によってはＳＡＷの損失を小さくすることができる。なお、ＳＡＷとして特にリーキー波を使用したときに短絡電極５１による損失抑制効果が高いと考えられる。
　短絡電極５１は、例えば、第１ＩＤＴ電極４５から第２ＩＤＴ電極４７へ向かうＳＡＷの伝搬路に沿って伸びた長方形状とされている。短絡電極５１のＳＡＷの伝搬方向と直交する方向（ｘ方向）における幅は、例えば、第１ＩＤＴ電極４５の電極指の交差幅と同じである。また、短絡電極５１のＳＡＷの伝搬方向と平行な方向（ｙ方向）における第１ＩＤＴ電極４５側の端部は、第１ＩＤＴ電極４５の端部に位置する電極指の中心からＳＡＷの半波長分だけ離れた場所に位置している。同様にして、短絡電極５１のｙ方向における第２ＩＤＴ電極４７側の端部は、第２ＩＤＴ電極４７の端部に位置する電極指の中心からＳＡＷの半波長分だけ離れた場所に位置している。
　短絡電極５１は、電気的に浮き状態とされていてもよいし、グランド電位用のパッド２７を設け、これに接続されてグランド電位とされてもよい。短絡電極５１をグランド電位とした場合には、第１ＩＤＴ電極４５と第２ＩＤＴ電極４７との間の電磁結合による直達波の伝搬を抑制することができる。
　第１ＩＤＴ電極４５、第２ＩＤＴ電極４７、短絡電極５１、配線４９およびパッド２７は、例えば、金、アルミニウム、アルミニウムと銅との合金などからなる。またこれらの電極は、多層構造としてもよい。多層構造とする場合は、例えば、１層目がチタンまたはクロムからなり、２層目がアルミニウム、アルミニウム合金または金からなり、さらに最上層にチタンまたはクロムを積層してもよい。
　図６（ａ）は、図１のVIａ－VIａ線における断面図であり、図６（ｂ）は、図１のVIｂ－VIｂ線における断面図である。
　圧電基板２３の上面には、保護膜５３と、保護膜５３の上に位置する金属膜５５が設けられている。
　保護膜５３は、第１ＩＤＴ電極４５、第２ＩＤＴ電極４７、短絡電極５１および配線４９を覆っており、これら電極および配線の酸化防止などに寄与するものである。保護膜５３は、例えば、無機絶縁材料からなる。無機絶縁材料は、例えば、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化チタン、窒化珪素、またはシリコンである。ＳＡＷセンサ１では、保護膜５３として二酸化珪素（ＳｉＯ２）を使用している。
　保護膜５３は、パッド２７を露出させるようにして、圧電基板２３の上面全体にわたって形成されている。保護膜５３の厚み（圧電基板２３の上面からの高さ）は、例えば、第１ＩＤＴ電極４５および第２ＩＤＴ電極４７の厚みよりも厚い。また、保護膜５３の厚みは、例えば、２００ｎｍ～１０μｍである。なお、保護膜５３は必ずしも圧電基板２３の上面全体にわたって形成する必要はなく、例えば、パッド２７を含む圧電基板２３の上面の外周に沿った領域が露出するように圧電基板２３の上面中央付近のみを被覆するように形成してもよい。
　金属膜５５は、保護膜５３上において、第１ＩＤＴ電極４５と第２ＩＤＴ電極４７との間に位置している。また、金属膜５５は、例えば、第２流入口３１から空間２９の最奥に亘って広がっている。金属膜５５は、例えば、クロムおよびクロム上に成膜された金の２層構造となっている。金属膜５５の表面には、例えば、核酸やペプチドからなるアプタマーが固定化されている。
　アプタマーが固定化された金属膜５５に検体液が接触すると、検体液中の特定の標的物質（検出対象）がその標的物質に対応するアプタマーと結合し、金属膜５５の重さが変化する。その結果、第１ＩＤＴ電極４５から第２ＩＤＴ電極４７へ伝搬するＳＡＷの位相特性などが変化する。従って、その位相特性などの変化に基づいて、検体液の性質または成分を調べることができる。なお、保護膜５３は、ＳＡＷの伝搬中心を圧電基板２３の上面付近からその上方へ移し、検体液の測定精度を向上させることにも寄与し得る。
　ここで、検体液が第１ＩＤＴ電極４５および第２ＩＤＴ電極４７上にまで流れると、ＳＡＷセンサ１の検出感度の低下等の不都合を生じるおそれがある。そこで、空間２９を金属膜５５と各ＩＤＴ電極との間において仕切るように、圧電基板２３上に隔壁を設けることが考えられる。しかし、この場合、ＳＡＷがＩＤＴ電極と金属膜５５との間を伝搬する際に、隔壁によってＳＡＷの伝搬ロスが生じる等の不都合が生じる。そこで、本実施形態では、フィルム３５によって検体液の流れを規定し、これによって、隔壁を設けずに、検体液がＩＤＴ電極上に流れることを抑制している。具体的には、以下のとおりである。
　図５および図６に示すように、フィルム３５は、その幅（ｙ方向）の大きさが空間２９の幅よりも小さく設定されており、金属膜５５に対向する一方で、第１ＩＤＴ電極４５および第２ＩＤＴ電極４７に対向していない。第１ＩＤＴ電極４５および第２ＩＤＴ電極４７には、カバー本体３３のうちフィルム３５から露出した部分が対向している。また、既に述べたように、フィルム３５（厳密にはその主面）は、カバー本体３３よりも検体液との接触角が小さい。
　換言すれば、カバー２５は、その下面において、第１ＩＤＴ電極４５および第２ＩＤＴ電極４７に対向する第２領域（一例として電極対向面２５ａ（図６（ｂ）））と、検出部（検出領域２３ａ）に対向し、電極対向面２５ａよりも検体液との接触角が小さい第１領域（一例として検出部対向面２５ｂ（図６（ａ）および図６（ｂ）））とを有している。
　従って、検体液は、ＩＤＴ電極上よりも検出領域２３ａ上に導かれやすくなっている。その結果、ＩＤＴ電極と金属膜５５との間に隔壁を設けることなく、検体液がＩＤＴ電極上に流れることを抑制することができる。
　この作用を好適に得る観点から、検出部対向面２５ｂと電極対向面２５ａとの検体液との接触角の差は、ある程度の大きさであることが好ましい。例えば、検体液との接触角の差は、２０°以上であることが好ましく、さらには、４０°以上であることが好ましい。
　また、ｙ方向において金属膜５５に検体液を十分に行き渡らせるために、フィルム３５は、ｙ方向において、金属膜５５の全体を覆い、第１ＩＤＴ電極４５および第２ＩＤＴ電極４７に重ならないことが好ましい。すなわち、フィルム３５の幅（ｙ方向）は、金属膜５５の幅（ｙ方向）以上であることが好ましく、また、第１ＩＤＴ電極４５と第２ＩＤＴ電極４７との距離未満であることが好ましい。なお、フィルム３５の幅は、例えば、流れ方向（ｘ方向）に亘って一定である。
　また、フィルム３５は、ｘ方向において、第２流入口３１（より好適には蓋部３９の第２流入口３１側の縁部）から検出領域２３ａを超える位置まで延びていることが好ましい。この場合、流路１１から第２流入口３１に到達した検体液を好適に検出領域２３ａ上に導くことができる。また、検体液が検出領域２３ａを超えるまで好適に排気を行うことができるように、貫通孔４３は、検出領域２３ａを超えた位置に開口していることが好ましい。
　フィルム３５は、平面状に形成されたカバー本体３３の下面に貼り付けられていることから、フィルム３５および接着剤４１の厚みでカバー本体３３の下面に対して段差を構成している。当該段差の高さは、例えば、フィルム３５と金属膜５５との距離の１／２～３／２であり、また、例えば、５０μｍ～３００μｍである。また、フィルム３５は、例えば、その主面に対して親水化処理が施されたフィルムが裁断されて形成されており、その裁断面（側面）は、主面（下面）に比較して親水性が低い、すなわち検体液との接触角が大きい。
　従って、フィルム３５を濡らしている検体液は、フィルム３５の側面を超えてカバー本体３３（電極対向面２５ａ）を濡らす可能性が低くなっている。その結果、例えば、カバー本体３３の親水性をさほど低くしなくても、検体液がＩＤＴ電極上に広がる可能性が低減され、ひいては、カバー本体３３の材料の選択肢が広がる。
　図５および図６では、流路１１および空間２９等の位置関係も例示されている。図５に示すように、流路１１の幅（ｙ方向）は、フィルム３５の幅（ｙ方向）以下であることが好ましい。この場合、検体液の総量を少なくしつつ、測定に供される空間２９内の検体液の量を多くすることができる。例えば、フィルム３５の幅が３ｍｍ程度である場合、流路１１の幅は、好ましくは、５０μｍ～３ｍｍであり、より好ましくは、５０μｍ～１ｍｍであり、さらに好ましくは５０μｍ程度である。
　図６（ａ）に示すように、流路１１の天井面（上層部材１９の下面）は、検出部対向面２５ｂ（フィルム３５の下面）と平面方向において隣接している。従って、検体液が流路１１から空間２９へ円滑に流れると期待される。なお、流路１１の天井面と検出部対向面２５ｂとは、略面一であることが好ましい。面一にする調整は、例えば、接着剤４１の厚みを調整することによって可能である。流路１１の天井面は、フィルム３５および接着剤４１の厚みが無視できる場合には、カバー本体３３の下面と略面一であってもよい。
　なお、面一または同一面内という場合、上記の流路１１の天井面と検出部対向面２５ｂとの関係のように、２つの面が連続していない場合（２つの面がギャップを介して隣接している場合）が含まれるものとする。
　図６（ａ）に示すように、流路１１の底面（底面部材２１の上面）は、金属膜５５の上面と平面方向において隣接している。従って、検体液が流路１１から空間２９へ円滑に流れると期待される。なお、流路１１の底面と金属膜５５の上面とは、略面一であることが好ましい。面一にする調整は、例えば、接着剤２２の厚みを調整することによって可能である。流路１１の底面は、金属膜５５の厚みが無視できる場合には、保護膜５３の上面と略面一であってもよい。
　流路１１の天井面および底面は、親水性フィルムによって構成されているから、空間２９の天井面のうちの電極対向面２５ａ（カバー本体３３）よりも検体液との接触角が小さい。従って、ＳＡＷセンサ１では、流路１１において検体液を好適に空間２９へ導くことができる一方で、電極対向面２５ａが検体液で濡れることが抑制される。流路１１の天井面および底面における検体液との接触角と、空間２９の天井面のうちの検出部対向面２５ｂ（フィルム３５）における検体液との接触角とは、いずれが高くてもよいし、同程度であってもよい。
　図７（ａ）～図７（ｄ）は、センサチップ９の製造方法を説明する断面図である。製造工程は、図７（ａ）から図７（ｄ）まで順に進んでいく。
　まず、図７（ａ）に示すように、圧電基板２３の上面に第１ＩＤＴ電極４５、第２ＩＤＴ電極４７、短絡電極５１、配線４９およびパッド２７などを形成する。具体的には、まず、スパッタリング法、蒸着法またはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等の薄膜形成法によって圧電基板２３の上面に金属層が形成される。次に、金属層に対して、縮小投影露光機（ステッパー）とＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置とを用いたフォトリソグラフィ法等によってパターニングが行われる。金属層をパターニングすることによって各種の電極や配線などが形成される。
　第１ＩＤＴ電極４５などが形成されると、図７（ｂ）に示すように保護膜５３が形成される。具体的には、まず、保護膜５３となる薄膜を形成する。薄膜形成法は、例えば、スパッタリング法もしくはＣＶＤ法である。次に、パッド２７が露出するように、ＲＩＥ等によって薄膜の一部が除去される。これによって、保護膜５３が形成される。
　保護膜５３が形成されると、図７（ｃ）に示すように、金属膜５５が形成される。具体的には、蒸着法またはスパッタリング法などによって、金属膜５５と同一形状の開口が形成された不図示のマスクを介して、金属材料を保護膜５３上に成膜する。その後、金属膜５５上にアプタマーを配置する。或いは、金属膜５５上にアプタマーを化学結合によって固定化してもよい。
　最後に、図７（ｄ）に示すように、カバー２５を圧電基板２３に取り付ける。具体的には、まず、ポリジメチルシロキサンなどからなる流動物を所定の鋳型に流し込み、これを固め、カバー本体３３を形成する。なお、この形成方法では、枠部３７と蓋部３９とは一体的に形成される。次に、接着剤４１によってフィルム３５を蓋部３９に貼り付ける。その後、カバー本体３３のうち少なくとも保護膜５３と接触する部分に酸素プラズマ処理を施し、カバー本体３３を保護膜５３に接触させ、カバー本体３３を圧電基板２３に接合する。
　なお、このように、ポリジメチルシロキサンからなるカバー本体３３に酸素プラズマ処理を施し、カバー本体３３をＳｉＯ２からなる保護膜５３に接触させる場合、接着剤などを用いることなくカバー本体３３と保護膜５３とを接合することができる。この理由は必ずしも明らかではないが、カバー本体３３と保護膜５３との間にＳｉとＯとの共有結合が形成されることによるものと考えられる。ただし、接着剤を用いてカバー本体３３を保護膜５３に接合してもよい。
　上記のように形成されたセンサチップ９は、その後、基体７に収容される。例えば、まず、センサチップ９は、下層部材１５に接着剤によって固定されるとともに、ワイヤボンディングによって配線１３に電気的に接続される。その後、中層部材１７および上層部材１９が下層部材１５に貼り合わされ、センサチップ９は、基体７に収容される。
　以上のとおり、本実施形態では、ＳＡＷセンサ１は、圧電基板２３と、該圧電基板２３の上面に位置し、圧電基板２３上の検出部（検出領域２３ａ）を挟んで互いに離間している第１ＩＤＴ電極４５および第２ＩＤＴ電極４７と、第１ＩＤＴ電極４５、第２ＩＤＴ電極４７および検出部上にこれらに跨る空間２９を構成するカバー２５と、を有している。カバー２５の下面において、検出部に対向する検出部対向面２５ｂ（フィルム３５の下面）は、第１ＩＤＴ電極４５および第２ＩＤＴ電極４７に対向する一対の電極対向面２５ａ（カバー本体３３の下面）よりも検体液との接触角が小さい。
　従って、既に述べたように、検出部対向面２５ｂの幅（ｙ方向）によって空間２９における検体液の幅（ｙ方向）を制御可能である。その結果、例えば、検体液がＩＤＴ電極上に流れることを防止するための隔壁をＩＤＴ電極と検出部との間に設ける必要が無い。
　隔壁が設けられないことによって、ＳＡＷの伝搬ロスが低減され、ＳＮ比が向上する。例えば、隔壁をエポキシ樹脂によって形成した場合には、隔壁の幅は２５μｍ程度まで薄くすることができるが、そこまで薄くした場合であっても５ｄＢ程度の伝搬ロスが発生することが確かめられている。一方、ＳＡＷセンサ１によれば隔壁が存在しないため、隔壁をエポキシ樹脂によって形成したものと比べて５ｄＢ以上の伝搬ロスの改善を図ることができる。また、隔壁を構成するべき枠部３７の形状が簡素化されるという利点もある。その結果、枠部３７および蓋部３９を別個に形成した場合において、これらの接合が容易化される。例えば、接合に用いられる接着剤が検出領域２３ａ上に滲み出すおそれが低減される。また、検体液が隔壁に接触することがないから、隔壁に非特異的吸着を抑制するための処理を施す必要も生じない。金属膜５５とＩＤＴ電極との間に隔壁を配置可能な面積を確保する必要も生じないから、金属膜５５とＩＤＴ電極との距離を短くして、検出精度を向上させることも容易化される。
　また、検体液の厚みは、空間２９の高さ（金属膜５５とフィルム３５との距離）によって規定され、検体液の幅は、フィルム３５の幅によって規定されるから、検出領域２３ａに存在する検体液の質量を一定に保ち、検体液の質量のばらつきによる測定誤差を抑制することもできる。
　なお、ＳＡＷセンサ１は、検体液がＩＤＴ電極上に流れることを許容するものであってもよい。この場合であっても、検出部対向面２５ｂ（第１領域）が電極対向面２５ａ（検出部対向面２５ｂに対して検出部およびＩＤＴ電極の並び方向（ｙ方向）両側に位置する一対の第２領域）よりも検体液との接触角が小さいことにより、種々の効果が奏される。
　例えば、検出部対向面２５ｂと電極対向面２５ａとで検体液との接触角が同等であると、検体液が流路１１ないしは空間２９の内壁を伝うことによって、検体液が検出部対向面２５ｂ上に先んじてＩＤＴ電極上を流れ、その結果、検出部上に気泡が生じるおそれがある。しかし、検出部対向面２５ｂにおける検体液との接触角を電極対向面２５ａよりも小さくし、検体液が検出部上を優先的に流れるようにすることによって、そのような気泡の発生が抑制される。
＜第２の実施形態＞
　図８は、第２の実施形態に係るＳＡＷセンサのセンサチップ２０９を示す断面図である。なお、該断面図は、図６（ｂ）の一部に相当する。
　センサチップ２０９は、フィルム３５および接着剤４１に代えて、コーティング層２３５が設けられている点のみが、第１の実施形態のセンサチップ９と相違する。すなわち、センサチップ２０９においては、カバー２２５の下面のうち、第１ＩＤＴ電極４５および第２ＩＤＴ電極４７に対向する電極対向面２２５ａは、カバー本体３３（基材）のコーティング層２３５が配置されていない面によって構成され、検出部（検出領域２３ａ）に対向する検出部対向面２２５ｂは、カバー本体３３のコーティング層２３５が配置されている面によって構成されている。
　コーティング層２３５は、カバー本体３３（基材）に対して親水性処理を施すことによって形成される。例えば、カバー本体３３は、検出部対向面２２５ｂとなる領域において、酸素プラズマによるアッシングがなされ、シランカップリング剤が塗布され、最後に、ポリエチレングリコールが塗布される。なお、この場合、コーティング層２３５は、ポリエチレングリコールによって構成される。この他、ホスホリルコリンを有する処理剤を用いて表面処理し、ホスホリルコリンからなるコーティング層２３５を形成してもよい。
　コーティング層２３５は、カバー本体３３の材料よりも親水性が高い材料からなる。従って、カバー本体３３のコーティング層２３５が配置された面は、配置されていない面よりも検体液に対する濡れ性が高くなる、すなわち検体液との接触性が小さい。
　コーティング層２３５は、層状となる程度にカバー本体３３に配置されている（重ねられている）ことが好ましい。その厚みは、第１の実施形態のフィルム３５および接着剤４１の合計の厚みに比較して薄く、例えば、５Å～５０ｎｍである。なお、枠部３７の厚み（空間２９のＩＤＴ電極上における高さ）は、第１の実施形態と同様でもよいし、コーティング層がフィルム３５および接着剤４１よりも薄い分だけ、薄くされてもよい。
　以上のとおり、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、第１ＩＤＴ電極４５、第２ＩＤＴ電極４７および検出部上にこれらに跨る空間２９を構成するカバー２２５の下面において、検出部に対向する検出部対向面２２５ｂは、一対のＩＤＴ電極に対向する一対の電極対向面２２５ａよりも検体液との接触角が小さい。
　従って、本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果が奏される。例えば、検出部対向面２２５ｂの幅（ｙ方向）によって空間２９における検体液の幅（ｙ方向）を制御可能であり、隔壁を設けずに、検体液がＩＤＴ電極上に流れることを抑制できる。
　また、本実施形態では、第１の実施形態に比較して、例えば、上述のようにコーティング層が薄いことから、センサチップ２０９の薄型化を図ることができる。なお、第１の実施形態は、本実施形態に比較して、例えば、製造工程の簡素化およびコスト削減が期待され、また、既に述べたように、フィルム３５が形成する濡れ性が低い段差によって、検体液がＩＤＴ電極上に流れることが抑制される効果が期待される。
＜第３の実施形態＞
　図９は、第３の実施形態に係るＳＡＷセンサのセンサチップ３０９を示す断面図である。なお、該断面図は、図６（ｂ）の一部に相当する。
　センサチップ３０９は、ＩＤＴ電極に対向する電極対向面３２５ａが、検出部に対向する検出部対向面３２５ｂよりも圧電基板２３側に突出することによって第１溝３２５ｒが構成されている点のみが第１の実施形態のセンサチップ９と相違する。
　具体的には、カバー本体３３３の蓋部３３９の下面には、フィルム３５および接着剤４１の合計の厚みよりも深い第２溝３３３ｒが形成されており、この第２溝３３３ｒ内に接着剤４１およびフィルム３５が収容されることによって、フィルム３５の下面を底面とする第１溝３２５ｒが構成されている。
　第２溝３３３ｒの幅および長さは、例えば、フィルム３５の幅および長さと同等である。第１の実施形態と同様に、フィルム３５は、蓋部３３９の流路１１（図１参照）側の縁部まで延びていることが好ましく、ひいては、第２溝３３３ｒ（第１溝３２５ｒ）も、当該縁部まで延びていることが好ましい。ただし、第２溝３３３ｒは、フィルム３５よりも長くてもよいし、若干広くてもよい。
　検出部対向面３２５ｂ（フィルム３５）と金属膜５５との間隔（検体液の厚み）は、例えば、第１の実施形態と同様である。別の観点では、本実施形態の枠部３３７は、第１の実施液体の枠部３７よりも薄く、本実施形態における電極対向面３２５ａと保護膜５３との間隔は、第１の実施形態の電極対向面２５ａと保護膜５３との間隔よりも小さい。
　以上のとおり、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、第１ＩＤＴ電極４５、第２ＩＤＴ電極４７および検出部上にこれらに跨る空間２９を構成するカバー３２５の下面において、検出部に対向する検出部対向面３２５ｂは、一対のＩＤＴ電極に対向する一対の電極対向面３２５ａよりも検体液との接触角が小さい。
　従って、本実施形態においても、第１および第２の実施形態と同様の効果が奏される。例えば、検出部対向面３２５ｂの幅（ｙ方向）によって空間３２９における検体液の幅（ｙ方向）を制御可能であり、隔壁を設けずに、検体液がＩＤＴ電極上に流れることを抑制できる。
　また、検出部対向面３２５ｂと金属膜５５との間の検体液は、その側面が第１溝３２５ｒの側面に接触する。従って、検体液は、ＳＡＷセンサを取り巻く気体（例えば空気）に触れる面積が減少する。その結果、検体液の蒸発が抑制され、検体液の必要量を抑えることができる。
　なお、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、検出部対向面３２５ｂをフィルム３５によって構成したが、第２の実施形態と同様に、コーティング層によって検出部対向面３２５ｂを構成してもよい。この場合において、コーティング層は、第１溝３２５ｒ（第２溝３３３ｒ）の底面のみに設けられてもよいし、底面に加えて側面に設けられてもよい。
＜第４の実施形態＞
　図１０は、第４の実施形態に係るＳＡＷセンサ４０１を示す分解斜視図である。図１１（ａ）は、図１０のXIａ－XIａ線における断面図であり、図１１（ｂ）は図１０のXIb－XIb線における断面図である。
　第１の実施形態においては、センサチップ９がカバー２５を有していた。これに対して、第４の実施形態のセンサチップ４０９は、カバー２５を有していない。そして、第４の実施形態のＳＡＷセンサ４０１においては、中層部材１７および上層部材４１９がカバー４２５を構成している。具体的には、以下のとおりである。
　センサチップ４０９は、概略、センサチップ９からカバー２５を無くした構成である。すなわち、図１１に示すように、センサチップ４０９は、センサチップ９と同様に、圧電基板２３を有しており、また、圧電基板２３の上に、第１ＩＤＴ電極４５、第２ＩＤＴ電極４７、配線４９、パッド２７および金属膜５５等を有している。
　ただし、第４の実施形態では、圧電基板２３は、カバー２５を配置するためのスペースが不要であるから、第１の実施形態の圧電基板２３よりも小型化されてよい。これに応じて中層部材１７の第１孔部１７ｂも小さくされてよい。
　センサチップ４０９は、短絡電極５１および保護膜５３が省略されている。ただし、センサチップ４０９は、センサチップ９と同様に、短絡電極５１および保護膜５３を有するものであってもよい。
　ＳＡＷセンサ４０１は、ＳＡＷセンサ１０１と同様に、下層部材１５、中層部材１７および上層部材４１９が積層されて構成された基体４０７を有している。下層部材１５および中層部材１７の構成は、第１の実施形態と概略同様である。
　上層部材４１９は、第１の実施形態とは異なり、第２孔部１９ｂ（図１）が形成されていない。従って、上層部材４１９のうち、中層部材１７の第１孔部１７ｂに重なる部分は、センサチップ４０９（圧電基板２３）の上面を覆う。このようにして、中層部材１７および上層部材４１９によってカバー４２５が構成される。なお、上層部材４１９のみをカバーを構成する部材とみなしてもよい。
　カバー４２５は、第１の実施形態のカバー２５と同様に、カバー本体４３３と、カバー本体４３３の下面に接着剤４４１によって貼り付けられたフィルム４３５とを有している。また、カバー４２５には、排気用の貫通孔４４３が形成されている。
　カバー本体４３３の天井部分（上層部材４１９）は、例えば、第１の実施形態の上層部材１９と同様に、親水性フィルムにより形成されている。また、フィルム４３５は、カバー本体４３３よりも親水性が高い親水性フィルムにより構成されている。なお、上層部材４１９は、濡れ性が比較的低い材料（例えば下層部材１５や中層部材１７と同一材料）によって構成されてもよい。
　そして、フィルム４３５は、検出部（金属膜５５）に対向する検出部対向面４２５ｂを構成し、カバー本体４３３のフィルム４３５が貼られていない部分は、第１ＩＤＴ電極４５および第２ＩＤＴ電極４７に対向する電極対向面４２５ａを構成している。
　フィルム４３５は、ｘ方向において、圧電基板２３に対向する範囲だけでなく、圧電基板２３上の空間２９に検体液を導くための流路１１にまで延びている。これにより、検出部対向面４２５ｂと流路１１の天井面とは面一になっている。
　なお、中層部材１７の厚みは、空間２９および流路１１の高さが適当な大きさとなるように、適宜に設定されてよい。
　以上のとおり、本実施形態では、空間２９を構成するカバー４２５の天井面において、検出部に対向する検出部対向面４２５ｂは、一対のＩＤＴ電極に対向する一対の電極対向面４２５ａよりも検体液との接触角が小さい。
　従って、本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果が奏される。例えば、検出部対向面４２５ｂの幅（ｙ方向）によって空間２９における検体液の幅（ｙ方向）を制御可能であり、隔壁を設けずに、検体液がＩＤＴ電極上に流れることを抑制できる。
　また、本実施形態では、カバー４２５は、下層部材１５上に位置し、圧電基板２３の側方に位置する中層部材１７と、中層部材１７上に位置し、圧電基板２３の上面を覆う上層部材４１９と、を有している。従って、例えば、第１の実施形態に比較して構成が簡素化される。
　なお、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、検出部対向面４２５ｂをフィルムによって構成したが、第２の実施形態と同様に、コーティング層によって検出部対向面４２５ｂを構成してもよい。この場合において、コーティング層は、検出部対向面４２５ｂのみに設けられてもよいし、フィルム４３５と同様に、流路１１の天井面にも設けられてよい。
＜第５の実施形態＞
　図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、第５の実施形態に係るＳＡＷセンサ５０１を示す断面図であり、図１１（ａ）および図１１（ｂ）に対応している。
　ＳＡＷセンサ５０１は、第４の実施形態のＳＡＷセンサ４０１に対して、中層部材の構成のみが相違する。具体的には、以下のとおりである。
　ＳＡＷセンサ５０１の中層部材５１７は、下層部材１５上に位置する第１層５１８Ａと、その上に位置する第２層５１８Ｂとを有している。
　第１層５１８Ａの平面形状は、例えば、第４の実施形態の中層部材１７の平面形状と同様である。
　第２層５１８Ｂの平面形状は、例えば、第１層５１８Ａの平面形状において、空間２９を構成する孔部をｙ方向（検出部とＩＤＴ電極との並び方向）において小さくし、また、流路１１を形成する切り欠き部を無くした形状とされている。
　従って、図１２（ｂ）に示されるように、ｙ方向において、第１層５１８Ａは、第２層５１８Ｂよりも圧電基板２３に近い。そして、第１層５１８Ａの上面は、その一部（露出面５１８ａ）が第２層５１８Ｂから空間２９内に露出している。
　また、図１２（ａ）に示されるように、第１層５１８Ａの上面は、第２層５１８Ｂの流路１１を形成するための切り欠きから露出して、流路１１の底面を構成している。なお、本実施形態では、第１の実施形態で流路１１の底面を構成した底面部材２１は設けられていない。
　第１層５１８Ａの上面（少なくとも第２層５１８Ｂからの露出面）は、比較的検体液との接触角が小さくなるように構成されている。例えば、第１層５１８Ａの上面は、第１層５１８Ａの上面が親水性フィルムにより構成されることによって、または第１層５１８Ａの上面にコーティング層が配置されることによって、検体液との接触角が小さくされている。第１層５１８Ａの上面における検体液との接触角は、例えば、電極対向面４２５ａにおける検体液との接触角よりも小さく、検出部対向面４１５ｂにおける検体液との接触角よりも大きい。
　以上のとおり、本実施形態では、中層部材５１７は、第１層５１８Ａおよび第２層５１８Ｂを有し、ｙ方向において第１層５１８Ａが第２層５１８Ｂよりも圧電基板２３に近い。
　従って、例えば、検体液が空間２９全体に充填されることを前提とした構成において、第４の実施形態に比較して検体液の量を減らすことができる。
　また、本実施形態では、第１層５１８Ａの上面のうち第１層５１８Ａが第２層５１８Ｂよりも圧電基板２３に近いことにより第２層５１８Ｂから露出した露出面５１８ａは、電極対向面４２５ａよりも検体液との接触角が小さく、かつ、検出部対向面４２５ｂよりも検体液との接触角が大きい。
　従って、例えば、検体液が空間２９全体に充填されることを前提とした構成において、検出部対向面４２５ｂに優先的に検体液を流しつつも、検体液を空間２９全体に容易に充填することができる。
＜第６の実施形態＞
　図１３は、第６の実施形態に係るＳＡＷセンサ６０１を示す断面図であり、図１２（ａ）の一部に対応している。
　第１～５の実施形態では、流入口（３等）が基体（７等）の側面に開口し、排気のための貫通孔（４３等）が基体の上面に開口した。第６の実施形態では、これとは逆に、流入口６０３が基体６０７の上面に開口し、排気のための貫通孔６４３が基体６０７の側面に開口している。具体的には、以下のとおりである。
　ＳＡＷセンサ６０１では、例えば、第４および第５の実施形態と同様に、センサチップ４０９はカバーを有しておらず、上層部材６１９により圧電基板２３を覆うカバーが構成されている。流入口６０３は、上層部材６１９に形成されている。
　また、ＳＡＷセンサ６０１では、例えば、第５の実施形態と同様に、中層部材５１７は、第１層６１８Ａおよび第２層（不図示）とを有しており、第２層には流路等を形成するための切り欠きが形成されている。これにより、第１層６１８Ａと上層部材６１９との間には、センサチップ４０９上の空間２９、当該空間２９に検体液を導くための流路６１１、および、空間２９からの排気のための流路６１２が形成されている。
　流入口６０３は、例えば、流入用の流路６１１の一端の上面に開口している。流路６１１は、例えば、流入口６０３から空間２９に向かって直線状に延びている。排気用の流路６１２は、例えば、空間２９から流路６１１とは反対側へ直線状に延び、貫通孔６４３に通じている。
　上層部材６１９の下面においては、他の実施形態と同様に、検出部対向面６２５ｂにおける検体液との接触角は、隣接面（第２領域、不図示）における検体液との接触角よりも小さくなっている。例えば、第４および第５の実施形態と同様に、上層部材６１９の下面には、フィルム６３５が検出部に対向するように設けられている。
　また、第５の実施形態と同様に、第１層６１８Ａの上面は、親水性フィルムが設けられることなどによって検体液との接触角が比較的小さくなっている。すなわち、流路６１１および６１２の底面における検体液との接触角が小さい。
　なお、流入口６０３と流路６１１との接続部付近の壁面も、親水性フィルムが設けられることなどによって検体液との接触角が小さく設定されていることが好ましい。
　以上のような構成においても、第１～第５の実施形態と同様の効果が奏される。例えば、検出部対向面６２５ｂの幅（ｙ方向）によって空間２９における検体液の幅（ｙ方向）を制御可能であり、隔壁を設けずに、検体液がＩＤＴ電極上に流れることを抑制できる。
（流路形状の変形例）
　図１４は、検出部上に検体液を導く流路の形状の変形例を説明する図であり、中層部材７１７の斜視図である。
　中層部材７１７は、上述の実施形態の中層部材と同様に、下層部材と上層部材との間に介在する部材であり、中層部材７１７に切り欠き７１７ａが形成されていることによって、検体液を検出部に導く流路７１１が形成される。
　切り欠き７１７ａは、流入口を構成する端部からセンサチップが配置される位置まで一定の幅で延びており、第１の実施形態の第１孔部１７ｂに相当する部分も含んでいる。なお、流路７１１において、底面または天井面において検体液との接触角が小さくされる幅（ｙ方向の範囲）は、切り欠き７１７ａの幅と同等でもよいし、切り欠き７１７ａの幅よりも小さくてもよい。
　なお、以上の実施形態において、検出部対向面２５ｂ、２２５ｂ、３２５ｂ、４２５ｂおよび６２５ｂは、第１領域の一例であり、電極対向面２５ａ、２２５ａ、３２５ａおよび４２５ａは第２領域の一例であり、基体７、４０７および６０７はパッケージの一例であり、下層部材１５は下層部の一例であり、中層部材１７および５１７は中層部の一例であり、上層部材４１９は上層部の一例である。
　本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
　実施形態では、ＳＡＷセンサがセンサチップと基体とを有する場合を例示したが、ＳＡＷセンサは、センサチップのみで完成品として流通されてもよい。
　ただし、ＳＡＷセンサを、カバーを含むセンサチップと基体とを有する構成とすれば、例えば、空間２９の高さおよび第１領域の幅を高精度に形成して、検出部における検体液の量のばらつきを抑制し、ひいては、検出精度を向上させる一方で、相対的に大きな基体７においては精度の要求を下げることができ、検出精度の高い安価なＳＡＷセンサを実現できる。
　また、第１の実施形態等では、センサチップ９のカバー２５は、基体７から露出したが、センサチップ９が外部へ露出しないように基体が構成されてもよい。例えば、基体は、上層部材１９およびカバー２５の上に貼り合わされ、貫通孔４３に連通する貫通孔が形成された層状の部材をさらに有していてもよい。
　また、第４の実施形態において、中層部材１７は、センサチップ４０９の側方４方に位置して、センサチップ４０９の略全体を囲んだ。また、図４の変形例では、中層部材７１７１は、センサチップの側方３方に位置した。しかし、中層部材は、少なくともセンサチップの側方両側に位置すればよい。例えば、検出部上の空間に向かって延びる、空間の幅と同等の幅の流入路（図１４参照）と、空間から流入路とは反対側へ延びる、空間の幅と同等の幅の流出路（乃至は排気路）とが形成されてもよい。
　下層部および中層部は一体的に形成され、その上に上層部材（上層部）が被せられてもよい。この場合も、圧電基板が載置されている面を基準に、下層部と中層部とを区別可能である。また、中層部および上層部は一体的に形成され、下層部材（下層部）に載置されてもよい。この場合も、圧電基板上の空間の上面を基準に、中層部と上層部とを区別可能である。
　また、検体液の流れる流路（基体の流路だけでなく、センサチップの空間含む）は、実施形態に例示したもの以外に、適宜に構成されてよい。
　第１領域と、第１領域に対して検出部およびＩＤＴ電極の並び方向両側に位置する一対の第２領域との境界は、検出部とＩＤＴ電極との間に位置する必要は無い。例えば、第１領域と第２領域との境界は、ＩＤＴ電極上に位置してもよいし、ＩＤＴ電極よりも外側に位置してもよい。このような場合においても、例えば、検体液がＩＤＴ電極上を流れることを許容するＳＡＷセンサにおいて、検体液を検出部上に優先的に流れさせ、検出部上に気泡が生じることを抑制することができる。
　カバーの下面は、第１領域の検体液との接触角が第２領域の検体液との接触角よりも小さければよい。例えば、第１領域は、検体液の接触角が９０°未満でなくてもよい。例えば、毛細管現象を利用しない場合においても、第１領域の検体液との接触角が電極対向面の検体液との接触角よりも小さければ、ＩＤＴ電極上に検体液が流れることを抑制しつつ、検出部上に検体液を流すことができる。ただし、毛細管現象を利用した方が検体液の検出部上への導入が容易であるし、第１領域の幅等によって検体液の幅（量）を精度よく制御することも容易である。
　また、第１領域における検体液の接触角が９０°未満である場合において、第２領域における検体液の接触角は、９０°以上でなくてもよい。例えば、第１の実施形態に係るＳＡＷセンサ１の試作品では、電極対向面２５ａの接触角が７０°であり、検出部対向面２５ｂの接触角が２５°であったが、検体液のＩＤＴ電極上への流れは十分に抑制された。これには、既に述べた、フィルム３５および接着剤４１の厚みによって構成される濡れ性の低い段差による効果が影響していると考えられる。なお、第２の実施形態のように、電極対向面２２５ａ（第２領域）と検出部対向面２２５ｂ（第１領域）とが略面一で、かつ、ＩＤＴ電極上に検体液が流れることを許容しない場合においては、電極対向面の接触角は９０°以上であることが好ましい。
　実施形態では、第１領域は、フィルムまたはコーティング層により構成され、第２領域に対して下方に位置した。しかし、第１領域と第２領域とは面一であってもよい。例えば、予めフィルムまたはコーティング層の厚みで凹部が形成されたカバー本体に、フィルムまたはコーティング層を配置してもよい。
　一対のＩＤＴ電極および検出部（金属膜）は、１組だけでなく、複数組設けられてもよい。例えば、第１の実施形態において、金属膜５５の広さを検出領域２３ａと同等とするとともに、ＩＤＴ電極および金属膜の組み合わせをｘ方向（検体液の流れ方向）に複数組配列してもよい。この場合において、１組の金属膜にはアプタマーを固定化させる一方で、他の１組の金属膜にはアプタマーを固定化させず、両者を比較することによって、検体液とアプタマーとの結合によるＳＡＷの変化を測定してもよい。また、金属膜毎に異なる種類のアプタマーを固定化させ、検体液について異なる性質または成分を測定してもよい。
　実施形態では、親水性の語（例）を用いて説明した。しかし、既に言及したように、検体（検体液）は、水を含むものに限定されない。検体が水を含まない場合、親水性に代えて親媒性の語を用いればよい。
　なお、本明細書に記載した形態（特に第１、第４および第５の実施形態）からは、検出部に対向する第１領域が、第１領域に対して検出部およびＩＤＴ電極の並び方向両側に位置する一対の第２領域よりも、圧電基板側に突出していることを特徴とする別発明を抽出可能である。
　当該別発明においては、必ずしも第１領域の検体液との接触角が第２領域の検体液との接触角よりも小さい必要は無い。当該別発明においては、例えば、圧電基板から第１領域までの高さが、圧電基板から第２領域までの高さよりも低くなることから、第２領域よりも第１領域において毛細管現象を生じやすくすることができる。
　１…ＳＡＷセンサ（弾性表面波センサ）、２３…圧電基板、２３ａ…検出領域（検出部）、２５…カバー、２５ａ…電極対向面、２５ｂ…検出部対向面（第１領域）、４５…第１ＩＤＴ電極、４７…第２ＩＤＴ電極。

Claims (11)

  1. 　圧電基板と、
    　前記圧電基板の上面に位置しており、検体に含まれる検出対象を検出する検出部と、
    　前記圧電基板の上面に前記検出部を挟んで位置している一対のＩＤＴ電極と、
    　前記検出部および前記一対のＩＤＴ電極を、空間を介して覆っているカバーと、
    　を備えた弾性表面波センサであって、
    　前記カバーの下面は、
    　　前記検出部に対向する第１領域と、
    　　前記第１領域に対して、前記検出部および前記一対のＩＤＴ電極の並び方向の両側に位置している一対の第２領域と、を有し、
    　　前記第１領域は、前記一対の第２領域よりも前記検体との接触角が小さい
    　弾性表面波センサ。
  2. 　前記第１領域は、前記検体との接触角が９０°未満である
    　請求項１に記載の弾性表面波センサ。
  3. 　前記カバーは、
    　　前記第１領域および前記一対の第２領域を有する基材と、
    　　前記基材の前記第１領域に積層されたフィルムと、を有し、
    　前記フィルムの下面は、前記一対の第２領域よりも前記検体との接触角が小さい
    　請求項１または２に記載の弾性表面波センサ。
  4. 　前記カバーは、
    　　前記第１領域および前記一対の第２領域を有する基材と、
    　　前記基材の前記第１領域の表面に位置し、前記基材の表面よりも前記検体との接触角が小さい表面を有するコーティング層と、を有し、
    　前記一対の第２領域の表面には、前記コーティング層が位置していない
    　請求項１または２に記載の弾性表面波センサ。
  5. 　前記カバーの下面は、前記第１領域と前記第１領域よりも下方に突出している前記一対の第２領域とで構成される溝を有している
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の弾性表面波センサ。
  6. 　前記一対の第２領域は、前記一対のＩＤＴ電極にそれぞれ対向している
    　請求項１～５のいずれか１項に記載の弾性波表面波センサ。
  7. 　前記圧電基板および前記カバーを収容するパッケージと、
    　前記パッケージの外部と前記空間とを繋ぐ流路と、をさらに備える
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の弾性表面波センサ。
  8. 　前記流路の上面は、前記第１領域と同一面内に位置しており、
    　前記流路の上面は、前記一対の第２領域よりも前記検体との接触角が小さい
    　請求項７に記載の弾性表面波センサ。
  9. 　上面に前記圧電基板が位置している下層部をさらに備え、
    　前記カバーは、
    　　前記下層部上に位置し、前記圧電基板の側方に位置している中層部と、
    　　前記中層部上に位置し、前記圧電基板の上方を覆う上層部と、を有している
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の弾性表面波センサ。
  10. 　前記中層部は、
    　　前記下層部上に位置している第１層と、
    　　前記第１層上に位置している第２層と、を有し、
    　前記検出部および前記一対のＩＤＴ電極の並び方向において、前記第１層は、前記第２層よりも前記圧電基板に近い
    　請求項９に記載の弾性表面波センサ。
  11. 　前記第１層の上面のうち前記第２層から露出している露出面は、前記一対の第２領域よりも前記検体との接触角が小さく、かつ、前記第１領域よりも前記検体との接触角が大きい
    　請求項１０に記載の弾性表面波センサ。
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