WO2024070108A1 - 検出装置およびその駆動方法 - Google Patents

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sensor
reservoir
pressing member
liquid
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北條皓也
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Taiyo Yuden Co Ltd
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    • G01N2291/0423—Surface waves, e.g. Rayleigh waves, Love waves

Definitions

  • the present invention relates to a detection device and a driving method thereof, and to a detection device having a sensitive membrane and a driving method thereof.
  • a method using a flow path is known as a method for supplying a liquid such as a sample liquid to a sensor in order to detect substances in the liquid (e.g., Patent Document 1).
  • a method using capillary action to supply a liquid to a sensitive membrane is known (e.g., Patent Documents 2 to 4).
  • a pump When supplying liquid to the sensitive membrane using a flow path, a pump is used to deliver the liquid, resulting in a larger detection device.
  • no pump When supplying liquid to the sensitive membrane using capillary action, no pump is used, making it possible to reduce the size of the device. However, when capillary action is used, the speed at which liquid is supplied to the sensitive membrane is slow.
  • the present invention was developed in consideration of the above problems, and aims to quickly supply liquid to the sensitive membrane.
  • the present invention is a detection device that includes a reservoir for storing liquid, a sensor chip that is provided on the reservoir and has a sensitive membrane on its underside, and a pressing member that is provided below the sensitive membrane and that presses the reservoir when the sensor chip is pressed downward, thereby supplying the liquid to the sensitive membrane.
  • the reservoir may be configured to have a sheet containing fiber or resin.
  • the reservoir can be configured to absorb the liquid and release the liquid when pressed by the pressing member.
  • the pressing member is provided below the sensitive membrane and spaced apart from the sensitive membrane, and has a plurality of openings at the portion that contacts the reservoir, and the pressing member can be configured to press the reservoir so that the liquid is supplied to the sensitive membrane through the plurality of openings.
  • the pressing member can be configured to surround the sensitive film on the underside of the sensor chip.
  • the reservoir has a recess for storing the liquid
  • the pressing member is disposed below the sensitive membrane and spaced from the sensitive membrane, and has an opening that overlaps with the recess in a plan view, and the pressing member can be configured to press the reservoir so that the liquid is supplied to the sensitive membrane through the opening.
  • the above configuration includes a sensor board having the sensor chip mounted on its underside and a first electrode electrically connected to the sensor chip on its underside, and a support board provided below the sensor board and having a second electrode on its upper surface, and when the sensor board is pressed downward, the sensor chip presses the reservoir and the first electrode comes into contact with the second electrode.
  • the first electrode is provided on the sensor chip and electrically connected to a sensor having the sensitive film
  • the second electrode is provided on the support substrate and electrically connected to a detection circuit that detects substances in the liquid from the output of the sensor.
  • a recess into which the sensor chip is inserted may be provided on the upper surface of the support substrate, and the reservoir may be provided on the bottom surface of the recess.
  • the above configuration may include an elastic body that presses the sensor board downward.
  • the pressing member can be a cover that covers the sensor chip and is fixed to the sensor substrate around the sensor chip.
  • the present invention is a method for driving a detection device that includes preparing a sensor chip having a sensitive film on its underside, a sensor substrate having the sensor chip on its underside and a first electrode around the sensor chip that is electrically connected to the sensor chip, and a support substrate having a recess or opening into which the sensor chip is inserted and a second electrode on its upper surface that faces the first electrode of the sensor substrate; inserting the sensor chip into the recess or opening of the support substrate; and electrically connecting the first electrode and the second electrode by a force applied to the sensor substrate toward the support substrate.
  • the present invention allows liquid to be quickly supplied to the sensitive membrane.
  • FIG. 1A to 1D are cross-sectional views of a detection device according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a detection device according to a second embodiment.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of a sensor substrate, a sensor chip, and a pressing member according to the second embodiment.
  • FIG. 4 is a top view of a support substrate and a tray in the second embodiment.
  • 5A and 5B are bottom and top views, respectively, of the sensor substrate in the second embodiment.
  • FIG. 6 is a bottom view of the sensor chip in the second embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 4 to FIG.
  • FIG. 9 is a plan view of a tray, a reservoir, and a sensor chip in the second embodiment.
  • FIG. 10 is a block diagram of a detection device according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a method of supplying liquid to the sensitive membrane in the second embodiment.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a method of supplying liquid to the sensitive membrane in the second embodiment.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a detection device according to a first modified example of the second embodiment.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of a detection device according to a second modification of the second embodiment.
  • FIG. 15 is a plan view of a tray, a reservoir, and a sensor chip in a second modification of the second embodiment.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of a detection device according to the third embodiment.
  • FIG. 17 is a plan view of the pressing member, the tray, the reservoir, and the sensor chip in the third embodiment.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating a method of supplying liquid to the sensitive membrane in the third embodiment.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view illustrating a method of supplying liquid to the sensitive membrane in the third embodiment.
  • FIG. 1(a) to 1(d) are cross-sectional views of a detection device according to Example 1.
  • the vertical upward direction (opposite the direction of gravity) is the Z direction, and the directions perpendicular to the Z direction and extending along the sides of a rectangular sensor chip in plan view are the X direction and the Y direction.
  • a reservoir 50 is provided on a base 66 such as a tray.
  • the reservoir 50 is flexible and holds a liquid 55.
  • the liquid contains a substance to be detected by the detection device 100.
  • this liquid will also be referred to as a specimen liquid.
  • the sensor chip 10 is disposed above the reservoir 50.
  • a sensitive membrane 24 is provided on the underside of the sensor chip 10.
  • the sensitive membrane 24 is a membrane that adsorbs a specific substance in the liquid.
  • a pressing member 35 fixed to the sensor chip 10 is provided below the sensitive membrane 24.
  • the pressing member 35 has an opening 36.
  • the reservoir 50 is, for example, a material that holds liquid, such as filter paper or sheet-like absorbent cotton.
  • the pressing member 35 functions as a sensor cover. When the underside of the pressing member 35 reaches the reservoir 50, the sensor surface on which the sensitive membrane 24 of the sensor chip 10 is provided and the inner surface of the pressing member 35 become a space that is sealed to a certain extent. When a further downward force, as shown by the arrow 70, is applied, some of the liquid 55 in the reservoir 50 enters this space. This is similar to the action of a water gun.
  • the pressing member 35 is made of flexible plastic or metal, the surface of the pressing member 35 that contacts the reservoir 50 will be enlarged, and the effect of pushing out the liquid 55 will be enhanced. It is preferable that the pressing member 35 close to the sensor surface is provided with an air escape port.
  • an air escape port a hole may be provided in a part of the sensor chip 10 or the pressing member 35.
  • a part of the part of the pressing member 35 that faces the sensor chip 10 is not in contact and is recessed, air can easily escape without liquid leaking.
  • the recess may be formed by scraping a part of the sensor chip 10.
  • an external force may be applied downward as shown by the arrow 70. This external force corresponds to, for example, the force of the operator's hand, the weight of the detection device 100, or the force of an elastic body 64 such as a spring (see FIG. 8 described later).
  • Previous technologies had the following problems.
  • Previous methods for supplying liquid 55 included using electrical components such as a pump, and using capillary action.
  • the former required the incorporation of a pump, making the configuration complex and large.
  • the latter which relies on capillary action, had the problem of slow liquid delivery speed.
  • Example 1 the pressing member 35 provided below the sensitive membrane 24 presses the reservoir 50, causing the liquid 55 to reach the sensitive membrane 24.
  • the reservoir 50 absorbs the liquid 55, and is pressed by the pressing member 35 to deliver the liquid 55. This eliminates the need for a pump or the like, allowing the detection device 100 to be made smaller.
  • the liquid 55 can be quickly supplied to the sensitive membrane 24 as it is pressed.
  • the sensor chip 10 is connected to a detection circuit.
  • the sensor chip 10 and the detection circuit that drives the sensor chip 10 are electrically connected. Therefore, the sensor chip 10 is in a state in which it can detect a specific substance before the pressing member 35 is pressed.
  • the state in which the sensor chip 10 can detect is, for example, a state in which a current flows between the electrodes in the case of a resistive sensor chip 10, a state in which a voltage is applied between the electrodes in the case of a capacitive sensor chip 10, and a state in which a voltage and mechanical vibration are applied to the sensor chip 10 in the case of a vibration sensor chip 10.
  • the sensor chip 10 and the detection circuit are electrically connected before the pressing member 35 presses the reservoir 50.
  • the sensor chip 10 and the detection circuit are electrically connected when the pressing member 35 presses the reservoir 50. This makes it possible to significantly reduce the operating time during which current flows through the sensor chip 10 or voltage is applied thereto. This makes it possible to reduce power consumption. Furthermore, it is possible to suppress deterioration of the sensor chip 10 due to the long operating time of the sensor chip 10.
  • the sensor chip 10 is mounted on the underside of the sensor substrate 30.
  • the sensor substrate 30 has an electrode 32 (first electrode) provided on the underside of the substrate 31.
  • the electrode 32 is electrically connected to the sensor in the sensor chip 10.
  • the electrode 32 is provided on the underside of the substrate 31 so as to surround the periphery of the sensor chip 10.
  • two electrodes 32 are provided on the left and right of the sensor chip 10.
  • the electrode 32 is an electrode with a rectangular planar shape, and there may be only one electrode.
  • the upper surface of the substrate 41 of the support substrate 40 is provided with an electrode 42 (second electrode) at a position opposite the electrode 32, and an opening (recess 45) that is slightly larger than the sensor chip 10 is provided inside the electrode 42.
  • the substrate 41 is provided with a detection circuit that drives the sensor chip 10, and the substrate 41 is fixed inside the storage chamber 61 (see FIG. 2 described later).
  • the opening is described as a recess 45 (concave), and one side of the rectangular shape in plan view of the recess 45 (the lower right side in FIG. 2) is open. This makes it easier to insert the sensor chip 10 into the recess 45 through the open part.
  • the electrode 42 is C-shaped. In this manner, the sensor chip 10, the sensor substrate 30, and the support substrate 40 are prepared.
  • FIG. 1(d) shows the contact structure.
  • the sensor chip 10 can be inserted into the recess 45, so that the electrodes 32 and 42 can come into contact with each other when a downward force shown in the direction of the arrow 70 is applied, such as the weight of the sensor substrate 30 or the sensor chip 10, or when the operator presses with their hand.
  • the electrode 42 is electrically connected to a detection circuit or the like.
  • a recess 45 may be provided on the upper surface of the support substrate 40.
  • a reservoir 50 is provided within the recess 45. When the sensor chip 10 is placed above the reservoir 50, the electrodes 32 and 42 are arranged to face each other.
  • the substrate 41 is provided in contact with the base 66 on which the reservoir 50 is provided.
  • the substrate 41 may be provided on the bottom surface of the storage chamber 61 of the storage body 60 as shown in FIG. 2 described later.
  • FIG. 2 is a disassembled perspective view of the detection device according to the second embodiment.
  • the vertical upward direction is the Z direction
  • the long side direction of the planar shape of the sensor board 30 is the X direction
  • the short side direction is the Y direction.
  • the storage body 60 is, for example, a rectangular parallelepiped.
  • a storage chamber 61 is provided on the upper surface of the storage body 60, in which the sensor board 30, the support board 40, and the tray 52 are stored.
  • the planar shape of the storage chamber 61 is, for example, rectangular.
  • the support board 40 is fixed to the bottom surface of the storage chamber 61.
  • the upper surface of the support board 40 is provided with the electrodes 42, the detection circuit 46, and the power supply circuit 48.
  • the tray 52 is the bottom surface of the storage chamber 61 and is disposed in the recess 45 of the support board 40.
  • the reservoir 50 is disposed in the recess 53 on the upper surface of the tray 52.
  • the sensor board 30 is disposed on the support board 40, on the recess 45.
  • An elastic body 64 such as a spring is provided on the sensor board 30.
  • the storage chamber 61 of the storage body 60 is covered by a lid body 62.
  • the lid body 62 is provided with a screw hole 65.
  • the lid body 62 is fixed to the storage body 60 by tightening the screw. By removing the screws, the cover 62 can be opened, making it easy to replace the sensor substrate 30. Therefore, the pressing member 35 covering the sensor chip 10 attached to the back surface of the sensor substrate 30 presses the reservoir 50 as shown in FIG. 1(d), and delivers the liquid 55 to the sensitive membrane 24 of the sensor chip 10.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the sensor substrate, sensor chip, and pressing member in Example 2.
  • an electrode 32 is provided on the lower surface (upper surface in FIG. 3) of the substrate 31 of the sensor substrate 30.
  • a through hole 34 is provided through the substrate 31.
  • the sensor chip 10 is mounted on the lower surface of the sensor substrate 30.
  • a sensitive film 24 is provided on the lower surface of the sensor chip 10.
  • the pressing member 35 is, for example, a member formed by bending a metal plate.
  • the pressing member 35 has a lower plate 38a and side plates 38b.
  • the planar shape of the lower plate 38a is, for example, rectangular, and four side plates 38b are bent in the +Z direction from each of the four sides of the rectangle.
  • Arms 37 (insertion plates) extend in the +Z direction from the +Z ends of a pair of opposing side plates 38b.
  • the arms 37 are inserted into the through holes 34 of the sensor substrate 30.
  • the arms 37 are bent on the upper surface of the sensor substrate 30 and joined to the sensor substrate 30 by, for example, soldering.
  • the pressing member 35 may be made by metal drawing.
  • the pressing member 35 may be formed in one step by injection molding using a metal mold. It is preferable that at least the surface of the pressing member 35 is an insulator so that the pressing member 35 is not electrically short-circuited with the metal film 21 and the surface acoustic wave resonator 25 through the liquid 55.
  • FIG. 4 is a top view of the support substrate and tray in Example 2.
  • FIGS. 5(a) and 5(b) are bottom and top views, respectively, of the sensor substrate in Example 2.
  • the sensor substrate 30, electrodes 32, detection circuit 46, and power supply circuit 48 are indicated by dashed lines.
  • FIG. 5(a) is a perspective view of the bottom surface of the sensor substrate 30 from above.
  • the sensor chip 10 and electrodes 42 are indicated by dashed lines.
  • a recess 45 is provided in the support substrate 40.
  • the recess 45 penetrates the support substrate 40 in the Z direction.
  • the recess 45 does not have to penetrate the support substrate 40.
  • a tray 52 with a reservoir 50 provided therein is placed in the recess 45.
  • a detection circuit 46 and a power supply circuit 48 are provided on the support substrate 40 on the opposite side (+Y direction) to the open portion (-Y direction portion) of the recess 45.
  • Electrodes 42 and 42a are provided on the upper surface of the substrate 41.
  • the C-shaped vertically extending portion of the electrode 42 is connected to the detection circuit 46.
  • a pair of C-shaped horizontally extending portions of the electrode 42 are provided on both sides of the recess 45 toward the open portion along the upper and lower sides.
  • the electrode 42a electrically connects the detection circuit 46 to the power supply circuit 48.
  • a pair of electrodes 32 is provided on the underside of the sensor substrate 30.
  • the opposing portions of the two electrodes 32 overlap the backside of the sensor chip 10 that is surface-mounted.
  • the two electrodes 32 are solder-mounted to the terminals 19 (see FIG. 7) on the backside of the sensor chip 10.
  • an elastic body 64 is illustrated on the upper surface of the sensor substrate 30. As shown in FIG. 8 described later, the elastic body 64 attached to the cover body 62 contacts the upper surface of the sensor substrate 30. The elastic body 64 may be attached to the sensor substrate 30 side.
  • the sensor substrate 30 when the sensor substrate 30 is placed on the support substrate 40, the sensor substrate 30 is positioned so as to cover the recess 45, and the other end of the electrode 32 overlaps with the other end of the electrode 42.
  • FIG. 6 is a bottom view of the sensor chip in Example 2, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 6.
  • the electrode fingers 12a and 12b extend in the X direction (vertical direction), and the electrode fingers 12a and 12b are arranged in the Y direction (horizontal direction).
  • the sensitive film 24 provided on the electrode fingers 12a and 12b is indicated by a dashed line.
  • a surface acoustic wave resonator 25 is provided as a sensor on the underside of the substrate 11 of the sensor chip 10.
  • the surface acoustic wave resonator 25 includes an IDT (Interdigital Transducer) 16 and a reflector 17.
  • the IDT 16 and the reflector 17 are formed from metal films.
  • the IDT 16 is sandwiched between a pair of reflectors 17 in the Y direction.
  • the IDTs 16 each have a pair of comb electrodes 14a and 14b.
  • the comb electrode 14a has a number of electrode fingers 12a and a bus bar 13a
  • the comb electrode 14b has a number of electrode fingers 12b and a bus bar 13b.
  • the +X ends of the multiple electrode fingers 12a and the -X ends of the multiple electrode fingers 12b extending in the X direction are connected to the bus bars 13a and 13b, which extend in the Y direction, respectively.
  • the region where the electrode fingers 12a and 12b overlap is a fixed "overlap region" 26 through which the surface acoustic wave propagates.
  • the electrode fingers 12a and 12b are arranged alternately.
  • the surface acoustic wave excited by the IDT 16 is reflected by the reflector 17 and is confined within the overlap region 26.
  • the bus bars 13a and 13b of the IDT 16 are electrically connected to the pads 15a and 15b, respectively.
  • Pads 15a and 15b are electrically connected to terminals 19 provided on the upper surface of substrate 11 through via wiring 18 (also called through electrodes) that penetrate substrate 11. As a result, terminal 19 is electrically connected to IDT 16 of surface acoustic wave resonator 25.
  • An insulating film 20 is provided on substrate 11 to cover IDT 16 and reflector 17.
  • a metal film 21 and a sensitive film 24 are provided in overlapping region 26 on insulating film 20.
  • a protective film 22 is provided to surround metal film 21 and sensitive film 24.
  • the substrate 11 is, for example, a piezoelectric substrate, such as a lithium tantalate (LiTaO 3 ) substrate, a lithium niobate (LiNbO 3 ) substrate, or a quartz substrate, for example, a single crystal rotated Y-cut X-propagation lithium tantalate substrate or a single crystal rotated Y-cut X-propagation lithium niobate substrate.
  • the substrate 11 When the IDT 16 excites a shear horizontal (SH) wave, the substrate 11 is a 32° to 50° rotated Y-cut lithium tantalate substrate.
  • the substrate 11 may be a composite substrate in which a piezoelectric substrate is provided on an insulating substrate such as a sapphire substrate.
  • the IDT 16 and the reflector 17 are mainly composed of at least one metal selected from the group consisting of aluminum, copper, and molybdenum.
  • the via wiring 18, the terminal 19, and the metal film 21 are mainly composed of, for example, gold, copper, and aluminum.
  • the insulating film 20 is a film for suppressing electrical short-circuiting between the metal film 21 and the surface acoustic wave resonator 25, and is an inorganic insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film.
  • the protective film 22 is a film for suppressing deterioration of the insulating film 20 due to contact of the liquid 55 with the insulating film 20.
  • the protective film 22 is a resin film such as a permanent resist.
  • the metal film 21 is provided to be larger than the overlapping region 26 in a plan view, and is a film for suppressing the effects of electrical perturbation.
  • the metal film 21 is mainly composed of, for example, gold.
  • the sensitive film 24 is, for example, an assembly including an antibody connected to a connection part such as a linker provided on the metal film 21.
  • the antibody binds to a specific antigen in the liquid (for example, a protein in a virus or bacteria to which the antibody binds, or other protein itself).
  • the sensitive film 24 is one example, and any film capable of detecting an antigen may be used.
  • the liquid 55 which is the specimen liquid, includes, for example, a bodily fluid such as saliva or blood.
  • the sensitive film 24 When the sensitive film 24 is bound to a substance in the liquid 55, the sensitive film 24 becomes heavier. This increases the mass added to the IDT 16, lowering the resonant frequency of the surface acoustic wave resonator 25. By detecting the change in the resonant frequency of the surface acoustic wave resonator 25, information about the substance in the liquid can be detected.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 4 to FIG. 5(b).
  • FIG. 8 illustrates the housing 60 and the lid 62, which are not illustrated in FIG. 4 to FIG. 5(b).
  • the electrode fingers 12a and 12b in FIG. 6 are illustrated as the electrode fingers 12.
  • a metal layer 43 is provided on the lower surface of the substrate 41.
  • the metal layer 43 is joined to a metal layer provided on the bottom surface of the storage chamber 61 of the housing 60, for example, by soldering.
  • the substrate 41 may be screwed to the housing 60.
  • a metal layer 33 is provided on the upper surface of the substrate 31.
  • An elastic body 64 is provided between the metal layer 33 and the lid 62.
  • the elastic body 64 is, for example, a spring, and presses the sensor substrate 30 downward.
  • the housing 60, the lid 62, and the elastic body 64 are made of metal, and a ground potential is supplied to the housing 60, a ground potential is supplied to the metal layers 33 and 43.
  • Some of the electrodes (including electrode 32) provided on the lower surface of substrate 31 and metal layer 33 provided on the upper surface of substrate 31 may be electrically connected through via wiring that penetrates substrate 31.
  • Some of the electrodes (including electrodes 42 and 42a) provided on the upper surface of substrate 41 and metal layer 43 provided on the lower surface of substrate 41 may be electrically connected through via wiring that penetrates substrate 41.
  • the terminal 19 provided on the upper surface of the sensor chip 10 is joined to the electrode 32 with solder or metal paste (not shown).
  • the electrode 32 is electrically connected to the IDT 16 via the terminal 19, the via wiring 18 (through electrode), and the pad 15a on the surface acoustic wave resonator 25 side.
  • FIG. 9 is a plan view of the tray, reservoir, and sensor chip in Example 2.
  • the sensor chip 10 is shown by a dotted line
  • the reservoir 50 is shown by a fine dotted line.
  • a reservoir 50 is provided on the bottom surface of a recess 53 (see FIG. 8) provided in a tray 52.
  • the pressing member 35 also serves as a cover for the sensor chip 10, and is provided to cover the sensor chip 10.
  • a plurality of openings 36 are provided so as to be scattered over almost the entire area of the portion of the pressing member 35 where the reservoir 50 comes into contact (lower plate 38a).
  • the openings 36 are provided in a 3 x 3 array.
  • the number of openings 36 can be set as appropriate.
  • the planar shape of the openings 36 is, for example, circular.
  • the storage body 60 and the lid body 62 are made of an insulating material such as a metal mainly composed of stainless steel or aluminum, or resin.
  • the substrates 31 and 41 are made of an insulating material such as resin or ceramics, and are, for example, printed circuit boards.
  • the electrodes 32, 42 and the metal layers 33 and 43 are mainly composed of, for example, copper, gold or aluminum. When the substrates 31 and 41 are printed circuit boards, the electrodes 32, 42 and the metal layers 33 and 43 are based on copper foil, and the copper foil surface is gold plated.
  • the pressing member 35 is a metal plate such as copper or aluminum.
  • the pressing member 35 may be an insulating plate such as resin.
  • the pressing member 35 in FIG. 8 may have flexibility so that it is easily deformed or crushed when pressure is applied. In this case, when the pressing member 35 presses the reservoir 50, the pressing member 35 is deformed. This improves the airtightness of the space formed by the reservoir 50, the pressing member 35, and the sensor chip 10.
  • the sensitive membrane 24 approaches the reservoir 50. This allows the liquid to be delivered to the sensitive membrane 24 more efficiently, like a water gun effect.
  • the thickness of the metal plate of the pressing member 35 is, for example, 0.05 mm to 0.5 mm, and the diameter of the opening 36 is, for example, 0.05 mm to 0.5 mm.
  • the distance between the pressing member 35 and the sensitive membrane 24 is, for example, 0.05 mm to 0.5 mm. These dimensions can be set appropriately.
  • the storage body 50 is, for example, in the form of a sheet, and contains fiber or resin.
  • a fibrous body containing fiber is, for example, paper or nonwoven fabric, such as filter paper, absorbent cotton, or cloth.
  • a sheet containing resin is, for example, an open-cell sponge or gel.
  • the storage body 50 is a member that is flexible and can store liquid. When the storage body 50 is pressed, the liquid 55 is pushed out of the storage body 50.
  • FIG. 10 is a block diagram of the detection device in the second embodiment.
  • the detection device 102 includes an oscillation circuit 81, a detection circuit 46, and a power supply circuit 48.
  • the oscillation circuit 81 includes a resonator 80.
  • the resonator 80 is a surface acoustic wave resonator 25.
  • the oscillation circuit 81 outputs an oscillation signal having an oscillation frequency corresponding to the resonance frequency of the resonator 80.
  • the detection circuit 46 includes a measuring device 82 and a calculator 83.
  • the measuring device 82 measures the frequency of the oscillation signal output by the oscillation circuit 81.
  • the measuring device 82 may be, for example, a network analyzer.
  • the calculator 83 detects information about substances in the liquid based on the amount of change in the frequency of the oscillation signal measured by the measuring device 82.
  • the power supply circuit 48 supplies power to the detection circuit 46.
  • a tray with a reservoir 50 soaked in a liquid 55 (sample liquid) is placed on the bottom of the recess 45 of the support substrate 40.
  • the sensor substrate 30 is placed on the support substrate 40 so that the pressing member 35 is positioned above the reservoir 50.
  • the sensor board 30 is placed on the support board 40, and the lid 62 is joined to the storage body 60 (see FIG. 8).
  • the elastic force of the spring of the elastic body 64 generates a downward external force indicated by the arrow 70, and the sensor board 30 is pressed toward the support board 40.
  • the reservoir 50 is pressed by the pressing member 35, the pressed portion of the reservoir 50 shrinks, and the volume of the reservoir 50 becomes, for example, 1/2 or less. This causes the liquid 55 to be released from the reservoir 50.
  • the liquid 55 is introduced between the pressing member 35 and the sensitive membrane 24 through the opening 36 of the pressing member 35 as indicated by the upward arrow 72. As a result, the sensitive membrane 24 comes into contact with the liquid 55.
  • the recess 53 of the tray 52 has an inclined side that surrounds the entire bottom periphery.
  • this inclined side comes into contact with the bottom periphery of the pressing member 35 due to an external force, the liquid 55 escapes through the opening 36 of the pressing member 35. As a result, the liquid 55 does not spill out of the tray 52, but is sent upward and absorbed by the sensitive membrane 24.
  • the detection circuit 46 is electrically connected to the surface acoustic wave resonator 25 via the electrodes 42, 32, terminal 19, and via wiring 18. This allows the detection circuit 46 to detect substances, etc., in the liquid 55 due to changes in the resonant frequency of the surface acoustic wave resonator 25.
  • the sensor substrate 30 and the liquid 55 which is the sample liquid, can be easily replaced by removing the lid 62 from the storage body 60.
  • the liquid 55 can be supplied to the sensitive membrane 24 without the sensitive membrane 24 directly touching the reservoir 50.
  • the pressing member 35 is a cover that covers the sensor chip 10 and is fixed to the sensor substrate 30 around the sensor chip 10. This allows the pressing member 35 to also be used as a cover that protects the sensor chip 10.
  • the sensor chip 10 is provided with a sensor (surface acoustic wave resonator 25) having a sensitive film 24.
  • the electrode 32 (first electrode) is electrically connected to the surface acoustic wave resonator 25.
  • a detection circuit 46 that detects substances in the liquid 55 from the output of the surface acoustic wave resonator 25 is provided on the support substrate 40, which serves as a motherboard.
  • the electrode 42 is electrically connected to the detection circuit 46. As a result, the sensor substrate 30 is pressed toward the support substrate 40 and the electrodes 32 and 42 come into contact, electrically connecting the detection circuit 46 and the surface acoustic wave resonator 25.
  • the upper surface of the support substrate 40 is provided with a recess 45 (concave portion or opening) into which the sensor chip 10 fits, and a reservoir 50 is provided on the bottom surface of the recess 45.
  • a recess 45 concave portion or opening
  • a reservoir 50 is provided on the bottom surface of the recess 45.
  • the elastic body 64 presses the sensor substrate 30 downward. This allows the pressing member 35 to press the reservoir 50 and the electrode 32 to contact the electrode 42.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a detection device according to a first modified example of the second embodiment.
  • the detection device 104 does not include a pressing member 35 that functions as a cover.
  • the protective film 22a is thicker than the protective film 22 in FIG. 7 of the second embodiment.
  • the thickness of the protective film 22a is, for example, 10 ⁇ m to 200 ⁇ m.
  • the thickness of the protective film 22a can be set appropriately.
  • the protective film 22a is provided so as to surround the sensitive film 24, similar to the protective film 22 in FIG. 6.
  • the protective film 22a presses the reservoir 50 the liquid is introduced into the space surrounded by the protective film 22a, the sensitive film 24, and the reservoir 50. As a result, the sensitive film 24 is exposed to the liquid 55.
  • the other configurations are the same as those of the second embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • the protective film 22a is provided on the underside of the sensor chip 10 so as to surround the sensitive film 24. This allows the protective film 22a to be used as a pressing member without providing a pressing member 35. This allows the detection device 104 to be made smaller and less expensive.
  • [Modification 2 of Example 2: Forming a pressing member on the sensor chip] 14 is a cross-sectional view of a detection device 106 according to a second modification of the second embodiment.
  • the detection device 106 according to the second modification of the second embodiment does not include a pressing member 35 fixed to the sensor substrate 30.
  • a pressing member 35a is provided on the lower surface of the protective film 22 on the sensor chip 10 side.
  • the pressing member 35a is bonded to the protective film 22.
  • the pressing member 35a presses the reservoir 50 the liquid 55 is introduced into the space surrounded by the pressing member 35a, the protective film 22, and the sensitive film 24 through the opening 36. As a result, the sensitive film 24 is exposed to the liquid 55.
  • FIG. 15 is a plan view of the tray, reservoir, and sensor chip in Variation 2 of Example 2. Reservoir 50 is shown by a dotted line.
  • the pressing member 35a is provided on the lower surface of the sensor chip 10.
  • the pressing member 35a has an opening 36 that overlaps with the sensitive film 24.
  • the thickness of the metal plate of the pressing member 35a is, for example, 0.05 mm to 0.5 mm, and the diameter of the opening 36 is, for example, 0.05 mm to 0.5 mm.
  • the distance between the thickness of the pressing member 35a and the sensitive film 24 is, for example, 0.05 mm to 0.5 mm. These dimensions can be set appropriately.
  • the pressing member 35a is, for example, an insulating plate such as glass, a metal plate, or a resin plate having rigidity.
  • the pressing member 35a is an insulator.
  • the pressing member 35a and the protective film 22 are bonded, for example, by an adhesive or an adhesive sheet.
  • the other configurations are the same as those in the second embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • the pressing member 35a is fixed to the surface of the sensor chip 10 corresponding to the periphery of the sensitive membrane 24. In this manner, the pressing member 35a may be fixed to the sensor chip 10.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of a detection device 108 according to a third embodiment.
  • a recess 51 for example, an opening that penetrates the reservoir 50a vertically
  • liquid 55 is stored in the recess 51.
  • the reservoir 50a hardly absorbs the liquid 55, but is flexible.
  • the reservoir 50a is, for example, a fluororesin such as polytetrafluoroethylene.
  • the reservoir 50a may be made of any flexible material, such as a resin.
  • FIG. 17 is a plan view of the pressing member, tray, storage body, and sensor chip in Example 3.
  • the sensor chip 10 is indicated by a dotted line
  • the storage body 50a is indicated by a fine dotted line.
  • a recess 51 is provided on the upper surface of the storage body 50a. At least a portion of the recess 51 is provided so as to overlap at least a portion of the opening 36 of the pressing member 35.
  • the rest of the configuration is the same as in Example 2, and a description thereof will be omitted.
  • the reservoir 50a has a recess 51 that stores the liquid 55.
  • the pressing member 35 has an opening 36 that overlaps with the recess 51 in a plan view.
  • the pressing member may be a pressing member 35a fixed to the protective membrane 22 as in Variation 2 of Example 2.
  • a surface acoustic wave (SAW) resonator 25 has been described as an example of a sensor, but the sensor may be a bulk acoustic wave (BAW) resonator such as a film bulk acoustic resonator (FBAR) or a solidly mounted resonator (SMR).
  • BAW bulk acoustic wave
  • FBAR film bulk acoustic resonator
  • SMR solidly mounted resonator
  • the sensor may also be a delay line sensor having a delay line between the IDTs.
  • a quartz crystal microbalance (QCM) may also be used as the sensor. Sensors other than those mentioned above may also be used.
  • QCM quartz crystal microbalance

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Abstract

検出装置１００は、液体５５が溜められる貯留体５０と、前記貯留体５０上に設けられ、下面に感応膜２４が設けられたセンサチップ１０と、前記感応膜２４の下方に設けられ、前記センサチップ１０が下方に押圧されることにより、前記貯留体５０を押圧し、前記液体５５が前記感応膜２４に供給される押圧部材３５と、を備える。　

Description

検出装置およびその駆動方法
　本発明は、検出装置およびその駆動方法に関し、感応膜を有する検出装置およびその駆動方法に関する。
　液体内の物質等を検出するために、検体液等の液体をセンサに供給する方法として、流路を用いる方法が知られている（例えば特許文献１）。毛細管現象を用い、液体を感応膜に供給する方法が知られている（例えば特許文献２～４）。
米国特許公開第２０１３／０１５６６４４号明細書 特開２０１３－１５２２０９号公報 特開２０１３－９６８６６号公報 特開２０２１－４７０５１号公報
　流路を用い液体を感応膜に供給する場合、送液のポンプを用いるため、検出装置が大型化する。毛細管現象を用い液体を感応膜に供給する場合、ポンプを用いないため小型化が可能である。しかしながら、毛細管現象を用いる場合、液体を感応膜に供給する速度が遅い。
　本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、感応膜に液体を速く供給することを目的とする。
　本発明は、液体が溜められる貯留体と、前記貯留体上に設けられ、下面に感応膜が設けられたセンサチップと、前記感応膜の下方に設けられ、前記センサチップが下方に押圧されることにより、前記貯留体を押圧し、前記液体が前記感応膜に供給される押圧部材と、を備える検出装置である。
　上記構成において、前記貯留体は、繊維または樹脂を含むシートを有する構成とすることができる。
　上記構成において、前記貯留体は、前記液体を吸収し、前記押圧部材に押圧されることで、前記液体を放出する構成とすることができる。
　上記構成において、前記押圧部材は、前記感応膜の下方に前記感応膜から離れて設けられ、前記貯留体に当たる部位に複数の開口を有し、前記押圧部材が前記貯留体を押圧することで、前記液体は前記複数の開口を介し前記感応膜に供給される構成とすることができる。
　上記構成において、前記押圧部材は前記センサチップの下面に前記感応膜を囲んで設けられる構成とすることができる。
　上記構成において、前記貯留体は、前記液体を溜める凹部を有し、前記押圧部材は、前記感応膜の下方に前記感応膜から離れて設けられ、平面視において前記凹部と重なる開口を有し、前記押圧部材が前記貯留体を押圧することで、前記液体は前記開口を介し前記感応膜に供給される構成とすることができる。
　上記構成において、下面に前記センサチップを実装し、下面に前記センサチップと電気的に接続された第１電極を備えるセンサ基板と、前記センサ基板下に設けられ、上面に第２電極が設けられた支持基板と、を備え、前記センサ基板が下方に押圧されることにより、前記センサチップが前記貯留体を押圧し、かつ前記第１電極が前記第２電極に接触する構成とすることができる。
　上記構成において、前記第１電極は、前記センサチップに設けられ、前記感応膜を有するセンサに電気的に接続され、前記第２電極は、前記支持基板に設けられ、前記センサの出力から前記液体内の物質を検出する検出回路に電気的に接続されている構成とすることができる。
　上記構成において、前記支持基板の上面に前記センサチップが入る凹みが設けられ、前記凹みの底面に前記貯留体が設けられている構成とすることができる。
　上記構成において、前記センサ基板を下方に押圧する弾性体を備える構成とすることができる。
　上記構成において、前記押圧部材は、前記センサチップを覆い前記センサチップの周囲において前記センサ基板に固定されたカバーである構成とすることができる。
　本発明は、下面に感応膜が設けられたセンサチップと、下面に前記センサチップが設けられ、前記センサチップの周囲に前記センサチップに電気的に接続された第１電極が設けられたセンサ基板と、前記センサチップが入る凹部または開口部を有し、上面における前記センサ基板の第１電極と対向する位置に第２電極が設けられた支持基板と、を準備し、前記センサチップを前記支持基板の凹部または開口部に挿入し、前記センサ基板に前記支持基板側へ加わる力により、前記第１電極と前記第２電極とが電気的に接続される検出装置の駆動方法である。
　本発明によれば、感応膜に液体を速く供給することができる。
図１（ａ）から図１（ｄ）は、実施例１に係る検出装置の断面図である。 図２は、実施例２に係る検出装置の解体斜視図である。 図３は、実施例２におけるセンサ基板、センサチップおよび押圧部材の解体斜視図である。 図４は、実施例２における支持基板およびトレーの上面図である。 図５（ａ）および図５（ｂ）は、実施例２におけるセンサ基板のそれぞれ下面図および上面図である。 図６は、実施例２におけるセンサチップの下面図である。 図７は、図６のＡ－Ａ断面図である。 図８は、図４から図５（ｂ）のＡ－Ａ断面図である。 図９は、実施例２におけるトレー、貯留体およびセンサチップの平面図である。 図１０は、実施例２における検出装置のブロック図である。 図１１は、実施例２における感応膜への液体の供給方法について説明する断面図である。 図１２は、実施例２における感応膜への液体の供給方法について説明する断面図である。 図１３は、実施例２の変形例１に係る検出装置の断面図である。 図１４は、実施例２の変形例２に係る検出装置の断面図である。 図１５は、実施例２の変形例２におけるトレー、貯留体およびセンサチップの平面図である。 図１６は、実施例３に係る検出装置の断面図である。 図１７は、実施例３における押圧部材、トレー、貯留体およびセンサチップの平面図である。 図１８は、実施例３における感応膜への液体の供給方法について説明する断面図である。 図１９は、実施例３における感応膜への液体の供給方法について説明する断面図である。
　以下、図面を参照し、実施例について説明する。
　図１（ａ）から図１（ｄ）は、実施例１に係る検出装置の断面図である。鉛直上向き方向（重力の方向とは反対方向）をＺ方向、Ｚ方向に直交し、平面形状が矩形のセンサチップの辺の延伸方向をＸ方向およびＹ方向とする。
　図１（ａ）に示すように、検出装置１００では、トレーなどの下地６６上に貯留体５０が設けられている。貯留体５０は、液体５５が溜められかつ可撓性を有する。液体は、検出装置１００が検出する物質が含まれている。以降、この液体を検体液とも呼ぶ。貯留体５０の上方にはセンサチップ１０が配置される。センサチップ１０の下面に感応膜２４が設けられている。感応膜２４は液体内の特定の物質が吸着する膜である。感応膜２４の下方には、センサチップ１０に固定された押圧部材３５が設けられている。押圧部材３５には、開口３６が設けられている。
　図１（ｂ）に示すように、センサチップ１０に矢印７０の方向で示す下向きの力が加わると、押圧部材３５が貯留体５０を押圧する。押圧部材３５により貯留体５０が潰れることで、貯留体５０に溜められていた液体５５が貯留体５０から感応膜２４の方向へ移動する。液体５５は、開口３６を介して、矢印７２の方向で示す上向きに流れ、押圧部材３５とセンサチップ１０の感応膜２４のある面が作る空間に送り込まれる。これにより、感応膜２４は液体５５に曝される。
　後に詳述するが、例えば、貯留体５０は、ろ紙またはシート状の脱脂綿などの、液体を保水するものである。押圧部材３５は、センサカバーとしての機能を有する。この押圧部材３５の下面が貯留体５０に到達すると、センサチップ１０の感応膜２４が設けられたセンサ面、押圧部材３５の内面は、ある程度密閉された空間となる。さらに矢印７０の方向で示す下向きの力が加われば、貯留体５０の液体５５の一部は、この空間に入って行く。これは、水鉄砲のような動作である。
　なお、押圧部材３５が柔軟性のあるプラスチックまたは金属で構成されると、押圧部材３５が貯留体５０に当接する面が拡大し、液体５５をより押し出す効果が増大する。好ましくは、センサ面に近い押圧部材３５には、空気の逃げ口が設けられるとさらによい。空気の逃げ口として、センサチップ１０または押圧部材３５の一部に孔が設けられてよい。例えば、押圧部材３５の、センサチップ１０と面している部分の一部が接せず、凹部となっていれば、液体が漏れることなく、空気を逃がしやすい。凹部は、センサチップ１０の一部を削ることによって形成してもよい。このように、実施例１では、液体５５を供給するポンプの代わりに、矢印７０の方向で示す下向きに外力を加えればよい。この外力は、例えば、操作者の手の力、検出装置１００の自重またはバネなどの弾性体６４（後述する図８参照）の力に相当する。
　これまでの技術では、以下の課題があった。これまで液体５５の供給方法には、ポンプなどの電気部品を用いる方法、および毛細管現象を利用する方法がある。しかし前者は、ポンプの組み込みが必要で、構成が複雑かつ大型となってしまう。後者は、毛細管現象を利用することから、送液速度が遅い問題がある。
　これに対し、実施例１では、感応膜２４の下方に設けられた押圧部材３５は、貯留体５０を押圧し、液体５５を感応膜２４に到達させる。例えば、貯留体５０は、液体５５を吸収し、押圧部材３５に押圧されることで、液体５５を送液する。これにより、ポンプ等が不要なため、検出装置１００を小型化できる。また、押圧に伴って液体５５を素早く感応膜２４に供給することができる。
　センサチップ１０は、検出回路に接続されている。例えば、図１（ａ）および図１（ｂ）では、押圧部材３５が貯留体５０を押圧する前に、センサチップ１０とセンサチップ１０を駆動する検出回路とが電気的に接続されている。このため、押圧部材３５の押圧の前にセンサチップ１０による特定物質の検出が可能な状態となる。センサチップ１０が検出可能な状態とは、例えば、抵抗型のセンサチップ１０であれば、電極間に電流が流れている状態であり、容量型のセンサチップ１０であれば、電極間に電圧が印加されている状態であり、振動型のセンサチップ１０であれば、センサチップ１０に電圧と機械的振動が加わっている状態である。
　押圧部材３５が貯留体５０を押圧する前に、センサチップ１０と検出回路とが電気的に接続されている場合に対して、これから述べる図１（ｃ）および図１（ｄ）では、押圧部材３５が貯留体５０を押圧するときに、センサチップ１０と検出回路とが電気的に接続される。このため、センサチップ１０に電流が流れるまたは電圧が加わる駆動時間を大きく減らすことができる。これにより、消費電力を削減することができる。さらに、センサチップ１０の駆動時間が長いことによるセンサチップ１０の劣化を抑制することができる。
　図１（ｃ）に示すように、実施例１の検出装置１００では、センサチップ１０はセンサ基板３０の下面に実装されている。センサ基板３０は、基板３１の下面に設けられた電極３２（第１電極）を備えている。電極３２は、センサチップ１０内のセンサに電気的に接続されている。電極３２は、基板３１の下面に、センサチップ１０の周囲を囲むように設けられている。電極３２は、図１（ｃ）では、センサチップ１０の左右に２つ設けられている。電極３２は、平面形状が矩形の電極で、１つだけでもよい。
　支持基板４０の基板４１の上面には、電極３２と対向する位置に電極４２（第２電極）が設けられ、この電極４２よりも内側に、センサチップ１０よりも一回り大きい開口部（凹み４５）が設けられている。なお、基板４１には、センサチップ１０を駆動する検出回路が設けられており、基板４１は収納室６１（後述する図２参照）内に固定されている。後述する図２では、開口部を凹み４５（凹部）として説明しており、凹み４５では平面視において矩形の１辺（図２における右下側辺）が開放されている。この方が、開放部を介してセンサチップ１０を凹み４５に挿入しやすい。この場合、電極４２は、Ｃシェイプである。このように、センサチップ１０、センサ基板３０および支持基板４０を準備する。
　図１（ｄ）は、コンタクト構造を示している。凹み４５には、センサチップ１０が挿入できるため、矢印７０の方向で示す下向きの力、例えばセンサ基板３０またはセンサチップ１０の自重、または操作者が手で押すことで、電極３２と電極４２のコンタクトが可能となる。電極４２は、検出回路等に電気的に接続されている。後述する図８のように、支持基板４０の上面には凹み４５が設けられてもよい。凹み４５内に貯留体５０が設けられている。貯留体５０の上方にセンサチップ１０が配置されると、電極３２と４２とが対向するように配置される。
　図１（ｄ）に示すように、センサ基板３０が矢印７０の方向で示す下向きに支持基板４０の方に押圧されると、領域７４において、電極４２に電極３２が接触し、センサチップ１０と検出回路とが電気的に接続される。このように、センサ基板３０を押圧することで、電極４２への電極３２の接触と、感応膜２４への液体５５の供給とを行うことができる。
　図１（ｃ）および図１（ｄ）の検出装置１００の駆動方法では、矢印７０の方向である下向きの外力（または自重）でセンサ基板３０が下方に押圧されると、センサチップ１０の感応膜２４に液体が送液される。よってポンプが不要となり、構造の簡略化、小型化が可能となる。同時にセンサチップ１０は、押圧によって検出回路に電気的に接続され、液体の中の物質を検出する。このように、センサチップ１０は、押圧されることにより駆動される。このため、センサチップ１０の劣化が抑制でき、さらには電力の削減も可能となる。なお、図１（ｃ）および図１（ｄ）では、基板４１は、貯留体５０が設けられた下地６６に当接して設けられている。しかし基板４１は、後述する図２のように収納体６０の収納室６１の底面に設けられていてもよい。
　以下の実施例では、検出装置についてより具体的に説明する。
　図２は、実施例２に係る検出装置の解体斜視図である。鉛直上向き方向をＺ方向、センサ基板３０の平面形状のうち長辺方向をＸ方向、短辺方向をＹ方向とする。
　図２に示すように、検出装置１０２では、収納体６０は、例えば直方体である。収納体６０の上面には、センサ基板３０、支持基板４０およびトレー５２が収納される収納室６１が設けられている。収納室６１の平面形状は例えば矩形である。支持基板４０は、収納室６１の底面に固定される。支持基板４０の上面には、電極４２、検出回路４６および電源回路４８が設けられている。トレー５２は、収納室６１の底面であって、支持基板４０の凹み４５内に配置される。トレー５２の上面の凹部５３内に貯留体５０が設けられている。センサ基板３０は、支持基板４０上であって、凹み４５上に配置される。センサ基板３０上にはばね等の弾性体６４が設けられる。収納体６０の収納室６１は蓋体６２により蓋をされる。蓋体６２にはねじ孔６５が設けられている。ねじ締めすることで、蓋体６２は収納体６０に固定される。ねじを外すことで、蓋体６２を開け、センサ基板３０の交換が容易である。よって、センサ基板３０裏面に取り付けられたセンサチップ１０を覆う押圧部材３５は、図１（ｄ）のように、貯留体５０を押圧し、センサチップ１０の感応膜２４に液体５５を送液する。
　図３は、実施例２におけるセンサ基板、センサチップおよび押圧部材の解体斜視図である。
　図３に示すように、センサ基板３０の基板３１の下面（図３では上面）には、電極３２が設けられている。基板３１を貫通する貫通孔３４が設けられている。センサ基板３０の下面にセンサチップ１０が実装される。センサチップ１０の下面には感応膜２４が設けられている。押圧部材３５は、例えば金属板を折り曲げ加工された部材である。押圧部材３５は、下板３８ａ、側板３８ｂを有する。下板３８ａの平面形状は例えば矩形であり、矩形の４辺からそれぞれ４枚の側板３８ｂが＋Ｚ方向に折り曲げられている。対向する一対の側板３８ｂの＋Ｚ端から腕３７（差込板）が＋Ｚ方向に延伸する。腕３７はセンサ基板３０の貫通孔３４に挿入される。腕３７はセンサ基板３０の上面において折り曲げられ、例えばはんだ等によりセンサ基板３０に接合される。なお、この押圧部材３５は、金属の絞り加工を用い作成してもよい。さらには、押圧部材３５は、金型によるインジェクションモールドで一度に形成してもよい。液体５５を介して、押圧部材３５と金属膜２１および弾性表面波共振器２５とが電気的に短絡しないように、押圧部材３５の少なくとも表面は絶縁体であることが好ましい。
　図４は、実施例２における支持基板およびトレーの上面図である。図５（ａ）および図５（ｂ）は、実施例２におけるセンサ基板のそれぞれ下面図および上面図である。図４において、センサ基板３０、電極３２、検出回路４６および電源回路４８を破線で示している。図５（ａ）は、センサ基板３０の下面を上方から透視図である。センサチップ１０および電極４２を破線で示している。
　図４に示すように、支持基板４０には凹み４５が設けられている。凹み４５は支持基板４０をＺ方向に貫通している。凹み４５は支持基板４０を貫通していなくてもよい。凹み４５内には、貯留体５０が設けられたトレー５２が配置される。凹み４５の開放部（－Ｙ方向の部分）と反対側（＋Ｙ方向）の支持基板４０上に検出回路４６と電源回路４８とが設けられている。基板４１の上面に電極４２および４２ａが設けられている。電極４２のうちＣシェイプの縦方向に延伸する部分は検出回路４６に接続される。電極４２のうちＣシェイプの一対の横方向に延伸する部分は、凹み４５の上側辺および下側辺に沿って、開放部に向かって両側に設けられている。電極４２ａは検出回路４６と電源回路４８とを電気的に接続する。
　図５（ａ）に示すように、センサ基板３０の下面には一対の電極３２が設けられている。２つの電極３２の対向部分は、面実装されるセンサチップ１０の裏面に重なる。２つの電極３２は、センサチップ１０裏面の端子１９（図７参照）と半田実装される。
　図５（ｂ）では、センサ基板３０の上面に弾性体６４を図示している。後述する図８のように、センサ基板３０の上面には蓋体６２に取り付けられた弾性体６４が当たる。弾性体６４は、センサ基板３０側に取り付けられてもよい。
　図４および図５（ａ）のように、センサ基板３０が支持基板４０上に配置されると、センサ基板３０は、凹み４５を覆うように配置され、電極３２の他端と電極４２の他端とが重なるように配置される。
　図６は、実施例２におけるセンサチップの下面図、図７は、図６のＡ－Ａ断面図である。電極指１２ａおよび１２ｂの延伸する方向はＸ方向（縦方向）であり、電極指１２ａおよび１２ｂの配列する方向はＹ方向（横方向）である。図６では、電極指１２ａおよび１２ｂ上に設けられる感応膜２４を破線で示している。
　図６および図７に示すように、センサチップ１０の基板１１の下面に、センサとして、弾性表面波共振器２５が設けられている。弾性表面波共振器２５は、ＩＤＴ（Interdigital Transducer）１６および反射器１７を備えている。ＩＤＴ１６および反射器１７は金属膜により形成されている。ＩＤＴ１６はＹ方向において一対の反射器１７に挟まれている。
　ＩＤＴ１６は、各々一対の櫛型電極１４ａおよび１４ｂを有する。櫛型電極１４ａは、複数の電極指１２ａおよびバスバー１３ａを有し、櫛型電極１４ｂは、複数の電極指１２ｂおよびバスバー１３ｂを有する。Ｙ方向に延びるバスバー１３ａおよび１３ｂには、Ｘ方向に延伸する複数の電極指１２ａの＋Ｘ端および複数の電極指１２ｂの－Ｘ端がそれぞれ接続される。
　Ｙ方向から見て、電極指１２ａと１２ｂが重なる領域は、弾性表面波が伝搬する固定「重なり領域」２６である。この重なり領域２６において、電極指１２ａと１２ｂは１本毎に交互に設けられている。ＩＤＴ１６が励振した弾性表面波は、反射器１７により反射され重なり領域２６内に閉じ込められる。ＩＤＴ１６のバスバー１３ａおよび１３ｂはパッド１５ａおよび１５ｂにそれぞれ電気的に接続されている。
　パッド１５ａおよび１５ｂは、基板１１を貫通するビア配線１８（貫通電極ともいう）を介し基板１１の上面に設けられた端子１９に電気的に接続される。これにより、端子１９は、弾性表面波共振器２５のＩＤＴ１６に電気的に接続される。基板１１上にはＩＤＴ１６および反射器１７を覆うように絶縁膜２０が設けられている。絶縁膜２０上の重なり領域２６に金属膜２１および感応膜２４が設けられている。金属膜２１および感応膜２４を囲むように保護膜２２が設けられている。
　基板１１は、例えば圧電基板であり、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）基板、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）基板または水晶基板であり、例えば、単結晶回転ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板または単結晶回転ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム基板である。ＩＤＴ１６がＳＨ（Shear Horizontal）波を励振する場合、基板１１は、３２°～５０°回転Ｙカットタンタル酸リチウム基板である。基板１１は、サファイア基板等の絶縁基板上に圧電基板が設けられた複合基板でもよい。
　ＩＤＴ１６および反射器１７は、例えばアルミニウム、銅およびモリブデンの少なくとも１つの金属を主成分とする。ビア配線１８、端子１９および金属膜２１は、例えば金、銅およびアルミニウムを主成分とする。絶縁膜２０は、金属膜２１と弾性表面波共振器２５との電気的短絡を抑制するための膜であり、例えば酸化シリコン膜または窒化シリコン膜等の無機絶縁膜である。保護膜２２は、液体５５が絶縁膜２０に接触することにより、絶縁膜２０が劣化することを抑制するための膜である。保護膜２２は、例えば永久レジスト等の樹脂膜である。金属膜２１は、平面視において重なり領域２６より大きく設けられており、電気的な摂動の影響を抑制するための膜である。金属膜２１は、例えば金を主成分とする。
　感応膜２４は、例えば、金属膜２１に設けられたリンカー等の接続部に接続された抗体を含めた集合体である。抗体は、液体内の特定の抗原（例えばウィルスまたは細菌等のうち抗体が結合する蛋白質、またはそれ以外の蛋白質自体）と結合する。感応膜２４は、一例であり、抗原を検出できる膜であればよい。検体液である液体５５は、例えば唾液または血液等の体液を含む。
　感応膜２４に液体５５内の物質等が結合すると感応膜２４が重くなる。これにより、ＩＤＴ１６に付加される質量が大きくなり、弾性表面波共振器２５の共振周波数が低くなる。弾性表面波共振器２５の共振周波数の変化を検出することで、液体内の物質の情報を検出することができる。
　図８は、図４から図５（ｂ）のＡ－Ａ断面図である。なお、図８では、図４から図５（ｂ）には図示していない収納体６０、蓋体６２を図示している。また、図６の電極指１２ａおよび１２ｂを電極指１２として図示している。以下の図も同様である。基板４１の下面に金属層４３が設けられている。金属層４３は、収納体６０の収納室６１の底面に設けられた金属層に例えば半田等を用い接合されている。基板４１は収納体６０にねじ止めされていてもよい。基板３１の上面に金属層３３が設けられている。金属層３３と蓋体６２との間に弾性体６４が設けられている。弾性体６４は、例えばバネであり、センサ基板３０を下方に押圧する。収納体６０、蓋体６２および弾性体６４が金属であり、収納体６０にグランド電位が供給されている場合、金属層３３および４３にはグランド電位が供給される。なお、基板３１の下面に設けられた複数の電極（電極３２を含む）のうち一部の電極と基板３１の上面に設けられた金属層３３とは、基板３１を貫通するビア配線を介し電気的に接続されていてもよい。基板４１の上面に設けられた複数の電極（電極４２および４２ａを含む）のうち一部の電極と基板４１の下面に設けられた金属層４３とは、基板４１を貫通するビア配線を介し電気的に接続されていてもよい。
　センサチップ１０の上面に設けられた端子１９は電極３２に半田または金属ペースト（不図示）により接合されている。これにより、電極３２は、端子１９、ビア配線１８（貫通電極）および弾性表面波共振器２５側のパッド１５ａを介しＩＤＴ１６に電気的に接続される。押圧部材３５が貯留体５０を押圧することで、貯留体５０の液体５５が押圧部材３５内に送液および導入され、感応膜２４は液体５５に浸される。
　図９は、実施例２におけるトレー、貯留体およびセンサチップの平面図である。図９において、センサチップ１０を点線で示し、貯留体５０を細かい点線で示している。
　図９に示すように、トレー５２に設けられた凹部５３（図８参照）の底面に貯留体５０が設けられている。押圧部材３５は、センサチップ１０のカバーでもあり、センサチップ１０を覆うように設けられている。押圧部材３５の貯留体５０が当たる部位（下板３８ａ）には、ほぼ全域に点在するように複数の開口３６が設けられている。図９では、開口３６は３×３のアレイ状に設けられている。開口３６の個数は適宜設定できる。開口３６の平面形状は、例えば円形状である。
　収納体６０および蓋体６２は、例えばステンレスまたはアルミニウムを主成分とする金属または樹脂等の絶縁体からなる。基板３１および４１は、例えば樹脂またはセラミックス等の絶縁体からなり、例えばプリント基板である。電極３２、４２、金属層３３および４３は、例えば銅、金またはアルミニウムを主成分とする。基板３１および４１がプリント基板の場合、電極３２、４２、金属層３３および４３は、銅箔をベースとし、銅箔表面に金メッキ処理されている。
　押圧部材３５は、例えば銅またはアルミニウム等の金属板である。押圧部材３５は樹脂等の絶縁体板でもよい。図８の押圧部材３５は、加圧により軽く変形、または潰れるような柔軟性を有してもよい。この場合、押圧部材３５が貯留体５０を押圧したときに、押圧部材３５が変形する。これにより、貯留体５０、押圧部材３５およびセンサチップ１０でなる空間の密閉度を向上できる。また、感応膜２４が貯留体５０に近づく。これにより、水鉄砲効果のように、感応膜２４への送液をより効率よくできる。押圧部材３５の金属板の厚さは、例えば０．０５ｍｍ～０．５ｍｍであり、開口３６の径は例えば０．０５ｍｍ～０．５ｍｍである。押圧部材３５と感応膜２４との距離は例えば０．０５ｍｍ～０．５ｍｍである。これらの寸法は適宜設定できる。
　貯留体５０は、例えばシート状であり、繊維または樹脂を含む。繊維を含む繊維体は、例えば紙または不織布であり、ろ紙、脱脂綿または布などである。樹脂を含むシートは、例えば連泡性のスポンジまたはゲルなどである。貯留体５０は、柔軟性を有し、かつ液体をためることができる部材である。貯留体５０を押圧すると貯留体５０から液体５５が押し出される。
　図１０は、実施例２における検出装置のブロック図である。図１０に示すように、検出装置１０２は、発振回路８１、検出回路４６および電源回路４８を備えている。発振回路８１は、は共振器８０を有する。共振器８０は、弾性表面波共振器２５である。発振回路８１は、共振器８０の共振周波数に対応する発振周波数を有する発振信号を出力する。検出回路４６は、測定器８２および算出器８３を備えている。測定器８２は、発振回路８１が出力する発振信号の周波数を測定する。測定器８２は、例えばネットワークアナライザでもよい。算出器８３は、測定器８２が測定した発振信号の周波数の変化量に基づき、液体内の物質等の情報を検出する。電源回路４８は、検出回路４６に電力を供給する。
　次に、図１１および図１２を用いて、実施例２における感応膜２４への液体の供給方法について説明する。
　蓋体６２を収納体６０から外した状態において、図１１に示すように、検体液である液体５５をしみ込ませた貯留体５０が設けられたトレーを支持基板４０の凹み４５の底面に配置する。続いて、貯留体５０の上方に押圧部材３５が配置されるように、センサ基板３０を支持基板４０上に配置する。
　図１２に示すように、センサ基板３０を支持基板４０上に置き、蓋体６２を収納体６０に接合する（図８参照）。弾性体６４のバネの弾性力により、矢印７０で示す下向きの外力が発生し、センサ基板３０は支持基板４０の方に押圧される。貯留体５０が押圧部材３５に押圧されると、貯留体５０の押圧された部分が縮み、貯留体５０の体積は例えば１／２以下となる。これにより、貯留体５０から液体５５が放出される。液体５５は、上向き矢印７２のように押圧部材３５の開口３６を介し押圧部材３５と感応膜２４との間に導入される。その結果、感応膜２４は液体５５に接触する。
　図１２からわかるように、トレー５２の凹部５３には底面周囲をぐるりと囲むように設けられた傾斜した側面が存在する。外力により、この傾斜した側面と押圧部材３５の底面周囲とが当接すると、液体５５は、押圧部材３５の開口３６が逃げ道となる。このため、液体５５は、トレー５２からこぼれることなく、上方に送液されて、感応膜２４に吸収される。
　この押圧と同時に、領域７４のように電極３２と４２とが接触する。これにより、検出回路４６は、電極４２、電極３２、端子１９、ビア配線１８を介し弾性表面波共振器２５に電気的に接続される。これにより、検出回路４６は、弾性表面波共振器２５の共振周波数の変化により液体５５内の物質等を検出できる。
　その後、蓋体６２を収納体６０から外すことで、センサ基板３０および検体液である液体５５を簡易に交換することができる。実施例２によれば、感応膜２４が直接貯留体５０に触れることなく、液体５５を感応膜２４に供給できる。
　押圧部材３５は、センサチップ１０を覆いセンサチップ１０の周囲においてセンサ基板３０に固定されたカバーである。これにより、押圧部材３５を、センサチップ１０を保護するカバーとしても用いることができる。
　センサチップ１０に感応膜２４を有するセンサ（弾性表面波共振器２５）が設けられている。電極３２（第１電極）は、弾性表面波共振器２５に電気的に接続されている。マザーボードとなる支持基板４０に弾性表面波共振器２５の出力から液体５５内の物質を検出する検出回路４６が設けられている。電極４２は、検出回路４６に電気的に接続されている。これにより、センサ基板３０が支持基板４０の方に押圧され電極３２と４２とが接触することで、検出回路４６と弾性表面波共振器２５とを電気的に接続することができる。
　支持基板４０の上面にセンサチップ１０が入る凹み４５（凹部または開口部）が設けられ、凹み４５の底面に貯留体５０が設けられている。これにより、センサチップ１０および押圧部材３５が凹み４５に挿入され、押圧部材３５が貯留体５０を押圧したときに、センサ基板３０の下面の電極３２は支持基板４０の上面の電極４２に接触する。センサチップ１０の厚さに比べ支持基板４０が厚い場合には、トレー５２の下に嵩上部材を配置してもよい。また、凹み４５は、支持基板４０をＺ方向に貫通しなくてもよい。
　弾性体６４がセンサ基板３０を下方に押圧する。これにより、押圧部材３５が貯留体５０を押圧し、かつ電極３２が電極４２に接触することができる。
［実施例２の変形例１：押圧部材の省略］
　図１３は、実施例２の変形例１に係る検出装置の断面図である。図１３に示すように、この検出装置１０４では、カバーとして機能する押圧部材３５が設けられていない。保護膜２２ａは実施例２の図７の保護膜２２より厚い。保護膜２２ａの厚さは例えば１０μｍ～２００μｍである。保護膜２２ａの厚さは適宜設定できる。保護膜２２ａは、図６の保護膜２２と同様に感応膜２４を囲むように設けられている。保護膜２２ａが貯留体５０を押圧することで、液体は保護膜２２ａと感応膜２４と貯留体５０により囲まれた空間内に導入される。これにより、感応膜２４は液体５５に暴露される。その他の構成は実施例２と同じであり説明を省略する。
　実施例２の変形例１によれば、保護膜２２ａはセンサチップ１０の下面に感応膜２４を囲むように設けられる。これにより、押圧部材３５を設けなくても、保護膜２２ａを押圧部材として用いることができる。よって、検出装置１０４の小型化および低コスト化が可能となる。
［実施例２の変形例２：センサチップに押圧部材を形成］
　図１４は、実施例２の変形例２に係る検出装置１０６の断面図である。図１４に示すように、実施例２の変形例２の検出装置１０６では、センサ基板３０に固定された押圧部材３５が設けられていない。押圧部材３５の代わりに、センサチップ１０側の保護膜２２の下面に押圧部材３５ａが設けられている。押圧部材３５ａは、保護膜２２に接合されている。押圧部材３５ａが貯留体５０を押圧することで、液体５５は開口３６を介し押圧部材３５ａと保護膜２２と感応膜２４により囲まれた空間内に導入される。これにより、感応膜２４は液体５５に暴露される。
　図１５は、実施例２の変形例２におけるトレー、貯留体およびセンサチップの平面図である。貯留体５０は点線で示している。
　センサチップ１０の下面には押圧部材３５ａが設けられている。押圧部材３５ａには、感応膜２４に重なるように開口３６が設けられている。押圧部材３５ａの金属板の厚さは、例えば０．０５ｍｍ～０．５ｍｍであり、開口３６の径は例えば０．０５ｍｍ～０．５ｍｍである。押圧部材３５ａの厚さと感応膜２４との距離は例えば０．０５ｍｍ～０．５ｍｍである。これらの寸法は適宜設定できる。押圧部材３５ａは、例えばガラス等の絶縁体板、金属板または剛性を有する樹脂板である。液体５５を介した押圧部材３５ａと金属膜２１または弾性表面波共振器２５との電気的短絡を抑制するため、押圧部材３５ａは、絶縁体であることが好ましい。押圧部材３５ａと保護膜２２とは例えば接着剤または接着シートにより接合されている。その他の構成は実施例２と同じであり説明を省略する。
　実施例２の変形例３では、押圧部材３５ａは、感応膜２４の周囲に対応するセンサチップ１０の表面に固定されている。このように押圧部材３５ａはセンサチップ１０に固定されていてもよい。
［貯留体の押部される部分に液体が溜まる凹部を配置］
　図１６は、実施例３に係る検出装置１０８の断面図である。この検出装置１０８では、貯留体５０ａの上面に凹み５１（例えば貯留体５０ａを上下に貫通する開口）が設けられており、凹み５１内に液体５５が溜められている。貯留体５０ａは、液体５５をほとんど吸収しないが、可撓性がある。貯留体５０ａは、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂である。貯留体５０ａは、柔軟性のある材料であればよく、例えば樹脂である。
　図１７は、実施例３における押圧部材、トレー、貯留体およびセンサチップの平面図である。センサチップ１０を点線で示し、貯留体５０ａを細かな点線で示している。貯留体５０ａの上面に凹み５１が設けられている。凹み５１の少なくとも一部は、押圧部材３５の開口３６の少なくとも一部に重なるように設けられている。その他の構成は実施例２と同じであり説明を省略する。
　実施例３における感応膜２４への液体の供給方法について、図１８および図１９を用い説明する。
　図１８に示すように、押圧部材３５が貯留体５０ａに接触しない状態において、貯留体５０ａの凹み５１内に液体５５が溜められている。
　図１９に示すように、矢印７０の方向で示す下向きに押圧部材３５の下面が貯留体５０ａを押圧すると、凹み５１内の液体５５は、矢印７２の上向きの方向に勢いよく、開口３６を介し押圧部材３５内に導入される。この原理は、あたかも水鉄砲が水を射出するようであり、貯留体５０ａの１つ１つの凹み５１の径が小さいため、貯留体５０ａを押圧したときに僅かに液体５５に対して横方向の力が働くため、勢いよく水を押圧部材３５内に導入することができる。これにより、感応膜２４は、液体５５に暴露される。この構成であれば、送液の速度を向上できる。
　実施例３によれば、貯留体５０ａは、液体５５を溜める凹み５１を有している。押圧部材３５は、平面視において凹み５１と重なる開口３６を有している。押圧部材３５が貯留体５０ａを押圧することで、液体５５は開口３６を介し感応膜２４に供給される。このように、貯留体５０ａは液体５５を吸収しない場合においても、液体５５を感応膜２４に供給することができる。押圧部材としては、実施例２の変形例２のように保護膜２２に固定された押圧部材３５ａでもよい。
　実施例２および３では、センサとして、弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）共振器２５を例に説明したが、センサは、ＦＢＡＲ（Film Bulk Acoustic Resonator）またはＳＭＲ（Solidly Mounted Resonator）のような、ＢＡＷ（Bulk Acoustic Wave）共振器でもよい。また、センサは、ＩＤＴとＩＤＴとの間に遅延線を有する遅延線型センサでもよい。センサは、ＱＣＭ（Quartz Crystal Microbalance）を用いてもよい。センサには、上記以外のセンサを用いることができる。また、センサ基板３０に１つのセンサを設ける例を説明したが、センサ基板３０に複数のセンサを設けてもよい。
　以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
　１０　センサチップ
　２１　金属膜
　２２、２２ａ　保護膜
　２４　感応膜
　２５　弾性表面波共振器
　３０　センサ基板
　３２、４２　電極
　３５、３５ａ　押圧部材
　４０　支持基板
　４６　検出回路
　５０、５０ａ　貯留体
　５２　トレー
　５５　液体
　

Claims (12)

  1. 　液体が溜められる貯留体と、
    　前記貯留体上に設けられ、下面に感応膜が設けられたセンサチップと、
    　前記感応膜の下方に設けられ、前記センサチップが下方に押圧されることにより、前記貯留体を押圧し、前記液体が前記感応膜に供給される押圧部材と、
    を備える検出装置。
  2. 　前記貯留体は、繊維または樹脂を含むシートを有する請求項１に記載の検出装置。
  3. 　前記貯留体は、前記液体を吸収し、前記押圧部材に押圧されることで、前記液体を放出する請求項１に記載の検出装置。
  4. 　前記押圧部材は、前記感応膜の下方に前記感応膜から離れて設けられ、前記貯留体に当たる部位に複数の開口を有し、
    　前記押圧部材が前記貯留体を押圧することで、前記液体は前記複数の開口を介し前記感応膜に供給される請求項２または３に記載の検出装置。
  5. 　前記押圧部材は前記センサチップの下面に前記感応膜を囲んで設けられる請求項２または３に記載の検出装置。
  6. 　前記貯留体は、前記液体を溜める凹部を有し、
    　前記押圧部材は、前記感応膜の下方に前記感応膜から離れて設けられ、平面視において前記凹部と重なる開口を有し、
    　前記押圧部材が前記貯留体を押圧することで、前記液体は前記開口を介し前記感応膜に供給される請求項１に記載の検出装置。
  7. 　下面に前記センサチップを実装し、下面に前記センサチップと電気的に接続された第１電極を備えるセンサ基板と、
    　前記センサ基板下に設けられ、上面に第２電極が設けられた支持基板と、
    を備え、
    　前記センサ基板が下方に押圧されることにより、前記センサチップが前記貯留体を押圧し、かつ前記第１電極が前記第２電極に接触する請求項１から３および６のいずれか一項に記載の検出装置。
  8. 　前記センサチップに、前記感応膜を有するセンサが設けられ、
    　前記第１電極は、前記センサに電気的に接続され、
    　前記支持基板に、前記センサの出力から前記液体内の物質を検出する検出回路が設けられ、
    　前記第２電極は、前記検出回路に電気的に接続されている請求項７に記載の検出装置。
  9. 　前記支持基板の上面に前記センサチップが入る凹みが設けられ、
    　前記凹みの底面に前記貯留体が設けられている請求項７に記載の検出装置。
  10. 　前記センサ基板を下方に押圧する弾性体を備える請求項７に記載の検出装置。
  11. 　前記押圧部材は、前記センサチップを覆い前記センサチップの周囲において前記センサ基板に固定されたカバーである請求項７に記載の検出装置。
  12. 　下面に感応膜が設けられたセンサチップと、
    　下面に前記センサチップが設けられ、前記センサチップの周囲に前記センサチップに電気的に接続された第１電極が設けられたセンサ基板と、
    　前記センサチップが入る凹部または開口部を有し、上面における前記センサ基板の第１電極と対向する位置に第２電極が設けられた支持基板と、
    を準備し、
    　前記センサチップを前記支持基板の凹部または開口部に挿入し、前記センサ基板に前記支持基板側へ加わる力により、前記第１電極と前記第２電極とが電気的に接続される検出装置の駆動方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04161853A (ja) * 1990-10-26 1992-06-05 Meiji Seika Kaisha Ltd 簡易な分析方法及び器具
JP2003161721A (ja) * 2001-11-26 2003-06-06 Matsushita Electric Works Ltd 半導体イオンセンサとその製造方法
WO2016137009A1 (ja) * 2015-02-27 2016-09-01 京セラ株式会社 検体液の測定方法および検体液センサ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04161853A (ja) * 1990-10-26 1992-06-05 Meiji Seika Kaisha Ltd 簡易な分析方法及び器具
JP2003161721A (ja) * 2001-11-26 2003-06-06 Matsushita Electric Works Ltd 半導体イオンセンサとその製造方法
WO2016137009A1 (ja) * 2015-02-27 2016-09-01 京セラ株式会社 検体液の測定方法および検体液センサ

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