[发明专利]表面声波元件和液态材料特性测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及具有设置在压电基板上的密封电极的表面声波器件(元件)以及包括这种表面声波器件的液态材料特性(性质)测量设备(装置)。

背景技术

通常，表面声波器件包括压电基板以及输入电极和输出电极，这些电极包括设置在压电基板上的梳齿电极指。当电信号被输入到表面声波器件的输入电极时，在电极指之间产生了电场，由于压电效应而激发出了表面声波并在压电基板上传播。已经在研究一种用于检测各种物质并测量其特性的表面声波传感器，它包含了利用上述激发出的表面声波中的剪力水平表面声波(SH-SAW：shear horizontal surface wave)的表面声波器件。剪力水平表面声波在与表面声波的传播方向垂直的方向上移动(日本专利No.3481298)。

表面声波传感器的工作利用了这样的事实：压电基板上待测液态材料所处的区域为电气断开时与该压电基板的相同区域为电气短路时相比，从输出电极输出的输出信号具有不同的特性。更具体来讲，当压电基板的该区域为开路时产生的输出信号受到了电气相互作用和机械相互作用二者的影响，而在压电基板的该区域为短路时产生的输出信号仅受到机械相互作用的影响。因此，可以通过抵消机械相互作用来确定液态材料的物理特性，如介电常数、电导率等，随后从输出信号中提取出电气相互作用。

对于采用表面声波传感器来测量液态材料的物理特性，存在将表面声波传感器浸入液态材料中的例子。在该应用中，通过密封件对表面声波传感器的表面声波器件的电极进行密封，来防止电极由于该液态材料而变短路。

如果密封件设置在表面声波的传播路径上，则由于密封件在传播方向上的厚度由表面声波的传播特性来决定，因此必须非常精确地形成密封件。此外，经过一段时间以后，用于密封电极的密封件有可能从压电基板上剥离，结果液态材料会进入剥离的密封件与压电基板之间的空隙中，由此引起电极的短路。

发明内容

本发明是针对上述问题而作出的。本发明的一个目的是提供一种表面声波器件，即使在该表面声波器件浸入液态材料中时，它也能防止电极短路。本发明还有个目的是提供一种液态材料特性测量装置，该液态材料特性测量装置中包括了这种表面声波器件，用于测量液态材料的物理特性。

本发明提供了一种具有设置在压电基板上的电极的表面声波器件，该表面声波器件包括：密封件，其具有设置在所述压电基板上的围绕所述电极的周壁(peripheral wall)和覆盖所述周壁的顶板(top plate)。此外，密封加强物设置在所述压电基板上，面向施加在所述压电基板上的液态材料，并平行于所述周壁的一部分延伸。

根据本发明，所述密封加强物防止了液态材料与周壁进行接触，防止了周壁从压电基板上剥离，并防止了液态材料被施加到输入电极和输出电极上。

本发明的另一方面提供了一种具有设置在压电基板上的电极的表面声波器件，该表面声波器件包括：密封件，其具有设置在所述压电基板上的围绕所述电极的周壁、设置在所述压电基板上的面向施加在所述压电基板上的液态材料且平行于所述周壁的一部分延伸的第一壁，和覆盖所述周壁和所述第一壁的顶板。

所述第一壁和所述周壁共同地形成了双重保护壁，防止液态材料与周壁进行接触，防止周壁从压电基板上剥离，并防止液态材料被施加到输入电极和输出电极上。此外，还可以设置密封加强物，其填充在所述第一壁和所述周壁的面向所述第一壁的壁部之间的空间内。

所述周壁由感光树脂制成。因此，周壁可以在表面声波的传播方向上具有理想的厚度，由此防止表面声波的传播特性变差。

本发明的再一方面提供了一种液态材料特性测量装置，其包括上述表面声波器件，其中所述电极包括输入电极和输出电极，它们都由所述密封件来密封，并且其中所述液态材料特性测量装置确定施加在设置于所述输入电极与所述输出电极之间的传输路径上的所述液态材料的物理特性。所述表面声波器件包括：具有设置在第一输入电极与第一输出电极之间的第一传播路径的第一表面声波器件；以及具有设置在第二输入电极与第二输出电极之间的第二传播路径并具有与第一传播路径不同的振幅和相位特性的第二表面声波器件。相应地，所述表面声波器件可以确定加在第一传播路径和第二传播路径上的所述液态材料的物理特性。第一输入电极和第二输入电极可以由同一电极组成。

根据本发明，密封加强物防止了液态材料与周壁进行接触，防止了周壁从压电基板上剥离，还防止了液态材料被施加到电极上。