的腐蚀的机制。
[0化引图1 (a)是腐蚀前的新的QCM传感器的俯视图。
[0化引该QCM传感器1具备AT切石英板2、分别形成于石英板2的一方的主面和另一方 的主面的电极3、W及通过导电性浆料4与电极3连接的导线5。
[0化4] 将该导线5固定于插头6,在插头6设置与导线5连接的端子7。另外，电极3的 材料在本例中是银。
[0055] 像该样在新的QCM传感器1中，电极3未被腐蚀而呈现具有本来的光泽的白色。
[0056] 另一方面，图1化）是腐蚀后的QCM传感器1的俯视图。
[0057] 如图1化）所示，在腐蚀后，电极3由于铁诱的原因呈现黑褐色。
[0化引而且，若详细地观察该QCM传感器1，可知不是电极3整体变为黑褐色，而是在电极 3的周边部分向黑褐色的变色显著，相对地在电极3的中屯、附近留有一定程度的光泽。
[0059] 因此，电极3的腐蚀并不是在其面内均匀地发生，而是与电极3的中屯、部分相比在 其周边部分腐蚀的进行进展明显。
[0060] 图2是示意性地表示电极3的腐蚀的机制的剖视图。此外，在图2中，假定作为电 极3的材料使用银，该银被&S气体腐蚀的情况。
[0061] 在电极3的表面，形成吸附大气中的水而成的水膜10。水膜10的厚度因大气的湿 度、吸附于电极3的物质、W及电极3的表面状态而不同，是数皿?数十皿左右。
[006引在该水膜10中，进行分别与W下的式（1)?妨对应的反应（1)?巧）。
[0063] 首先，电极3的银如下式（1)那样进行离子化溶解于水膜10。
[0064] [公式 U
[00(55] 2Ag 一 2Ag+巧e-... (1)
[0066] 将式（1)的反应称为阳极反应。
[0067] 另外，&S气体溶于水膜10如下式似那样生成服-离子。
[0068] [公式引
[0069] 略+&0 - 服-+&矿…（2)
[0070] 该HS-离子成为腐蚀银的原因，但由HS -离子引起的银的腐蚀具有下面二种路径。 [007U 第一个路径是服^离子与在阳极溶解的43+离子如下式（3)那样直接反应，在电极 3上生成腐蚀产物AgsS的路径。
[007引[公式引
[0073] 服-+2Ag+一 Ag 2S+H+... (3)
[0074] 而且，第二个路径是如下式（4)那样服-离子吸附于成为阳极的电极3的表面生 成腐蚀产物AgsS的路径。
[007引[公式句
[0076] 服-+H+巧Ag 一 A拓S+H2... (4)
[0077] 此外，阴极中的反应是大气中的〇2溶解于水膜10的反应，用下式妨来表示。
[007引[公式引
[0079] |a 夺 ///'夺 2e-心f)//- .?. ; 5 }
[0080] 通过上述的式（3)、（4)生成的腐蚀产物AgsS是图1 (b)所示的电极3的铁诱。
[0081] 另外，通过该些式（3)、（4)可知，通过腐蚀生成腐蚀产物Ag2S的速度，由水膜10中 的Ag+离子和服苗子的各自的浓度、水膜10中的该些离子的扩散的速度等因素决定。
[0082] 该里，考虑到QCM传感器中的腐蚀的速度除了上述的因素W外，如W下所示还取 决于由驱动中的QCM传感器产生的电场。
[0083] 图3是沿着上述的图1(a)的XI-XI线的剖视图。
[0084] 如图3所示，各电极3隔着石英板2相互对置，具有类似电容器的构造。
[0085] 在该样的电容器状的构造中产生的电场E的强度能够W如下的方式计算。
[0086] 首先，已知在QCM传感器1的基本共振频率f。与石英板2的厚度t之间，下式（6) 的关系成立。
[0087] [公式 6]
[00能] 乂=1^^^ ... fK)
[0089] 该里，在QCM传感器1的基本共振频率f。是下式（7)的值时，
[0090] [公式 7]
[00川 f0= 25X106[Hz]. . . (7)
[009引通过式做关于厚度t得到下式巧）。
[009引[公式8]
[0094]
【主权项】
1. 一种QCM传感器，其特征在于，具有： 石英板；W及 电极，其分别设置于所述石英板的一方的主面和另一方的主面， 在所述电极设置有在俯视时具备轮廓线的图案。
2. 根据权利要求1所述的QCM传感器，其特征在于， 所述图案是狭缝。
3. 根据权利要求2所述的QCM传感器，其特征在于， 多个所述狭缝设置成同屯、圆状。
4. 根据权利要求2所述的QCM传感器，其特征在于， 所述狭缝是与所述电极的中屯、形成同屯、的弧状。
5. 根据权利要求1所示的QCM传感器，其特征在于， 所述图案是开口。
6. 根据权利要求5所述的QCM传感器，其特征在于， 设置有多个所述开口。
7. 根据权利要求1所述的QCM传感器，其特征在于， 所述图案是多个岛。
8. 根据权利要求1所述的QCM传感器，其特征在于， 所述图案是槽。
9. 根据权利要求1所述的QCM传感器，其特征在于， 所述图案是凹部。
10. 根据权利要求1至9中任意一项所述的QCM传感器，其特征在于， 所述电极的全部的部分相互连结。
11. 根据权利要求1至10中任意一项所述的QCM传感器，其特征在于， 所述电极具有： 第1金属膜拟及 第2金属膜，其形成在所述第1金属膜上，与该第1金属膜相比针对腐蚀气体的反应性 局。
12. 根据权利要求1至11中任意一项所述的QCM传感器，其特征在于， 设置于所述石英板的一方的主面的所述电极、和设置于所述石英板的另一方的主面的 所述电极在俯视时具有相同的形状的所述图案。
13. 根据权利要求1至12中任意一项所述的QCM传感器，其特征在于， 所述图案具有对称轴。
14. 根据权利要求13所述的QCM传感器，其特征在于， 所述对称轴位于所述电极的面内。
15. -种QCM传感器的制造方法，其特征在于， 具有分别在石英板的二个主面形成电极的工序，该电极具备具有轮廓线的图案。
16. 根据权利要求15所述的QCM传感器的制造方法，其特征在于， 还具有；通过调节所述轮廓线的长度的总和与所述电极的总面积，设计具有规定的灵 敏度的QCM传感器的工序。
17. 根据权利要求16所述的QCM传感器的制造方法，其特征在于， 在设计所述QCM传感器的工序中， 通过所述电极的轮廓线与所述图案的所述轮廓线的各个的长度的总和与所述电极的 总面积的比来推定所述灵敏度。
18. 根据权利要求15至17中任意一项所述的QCM传感器的制造方法，其特征在于， 在所述电极形成狭缝、岛、开口、槽、W及凹部的任意一个作为所述图案。
【专利摘要】在QCM传感器及其制造方法中，以提高QCM传感器的灵敏度为目的。QCM传感器的特征在于，具有石英板(2)、以及分别设置于石英板(2)的一方的主面(2a)与另一方的主面(2b)的电极(3)，在电极(3)设置有在俯视时具备轮廓线P的图案(23)。
【IPC分类】G01N5-02
【公开号】CN104541148
【申请号】CN201280075178
【发明人】丑込道雄
【申请人】富士通株式会社
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2012年8月10日
【公告号】US20150168351, WO2014024309A1