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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6541375
(24)【登録日】2019年6月21日
(45)【発行日】2019年7月10日
(54)【発明の名称】ワイヤレス温度センサ及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
G01K 1/02 20060101AFI20190628BHJP
G01K 7/32 20060101ALI20190628BHJP
H03H 9/42 20060101ALI20190628BHJP
【ＦＩ】
G01K1/02 E
G01K7/32 S
H03H9/42
【請求項の数】15
【全頁数】29
(21)【出願番号】特願2015-42964(P2015-42964)
(22)【出願日】2015年3月4日
(65)【公開番号】特開2016-11945(P2016-11945A)
(43)【公開日】2016年1月21日
【審査請求日】2017年11月6日
(31)【優先権主張番号】特願2014-117648(P2014-117648)
(32)【優先日】2014年6月6日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000001960
【氏名又は名称】シチズン時計株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100092624
【弁理士】
【氏名又は名称】鶴田 準一
(74)【代理人】
【識別番号】100114018
【弁理士】
【氏名又は名称】南山 知広
(74)【代理人】
【識別番号】100165191
【弁理士】
【氏名又は名称】河合 章
(72)【発明者】
【氏名】新井 勲
(72)【発明者】
【氏名】小峰 伸一
(72)【発明者】
【氏名】野々垣 陽一
(72)【発明者】
【氏名】早田 智史
(72)【発明者】
【氏名】木下 嘉将
【審査官】
平野 真樹
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００６−２５９１５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００９−２６５０２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許第０６０７５４６３（ＵＳ，Ａ）
【文献】
特開２００４−２７９３９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００４−３４７４５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２００４−５１５７５７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｇ０１Ｋ １／００−１９／００
Ｈ０３Ｈ ９／４２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
絶縁基板を含む第一の構造体及び第二の構造体を用意する工程と、
前記絶縁基板を含む第一の構造体にアンテナ電極及びＧＮＤ電極を配置してアンテナを形成する工程と、
前記アンテナによって受信した信号に応じて動作し、応答信号を前記アンテナに出力する温度検出素子に配置された一対の素子ボンディングパッドを前記アンテナ電極及び前記ＧＮＤ電極にそれぞれ電気的に接続するとともに、前記温度検出素子を前記第一の構造体に固定する工程と、
第二の構造体が前記温度検出素子の側壁側に配置されるように、前記第一の構造体及び前記第二の構造体を接合して組み立てる工程と、
を有すること特徴とするワイヤレス温度センサの製造方法。
前記絶縁基板を含む第一の構造体にアンテナ電極及びＧＮＤ電極を配置してアンテナを形成する工程と、
前記アンテナによって受信した信号に応じて動作し、応答信号を前記アンテナに出力する温度検出素子に配置された一対の素子ボンディングパッドを前記アンテナ電極及び前記ＧＮＤ電極にそれぞれ電気的に接続するとともに、前記温度検出素子を前記第一の構造体に固定する工程と、
第二の構造体が前記温度検出素子の側壁側に配置されるように、前記第一の構造体及び前記第二の構造体を接合して組み立てる工程と、
を有すること特徴とするワイヤレス温度センサの製造方法。
【請求項2】
前記第一の構造体及び前記第二の構造体を接合して組み立てる工程は、さらに、前記温度検出素子が前記第二の構造体の内側に接触するように、前記第一の構造体及び前記第二の構造体を接合して組み立てることを含む、請求項１に記載のワイヤレス温度センサの製造方法。
【請求項3】
前記第二の構造体は、前記第一の構造体に接合される側と反対側に開口部を有する、請求項１に記載のワイヤレス温度センサの製造方法。
【請求項4】
前記第一の構造体及び前記第二の構造体を接合して組み立てる工程は、さらに、前記第二の構造体と前記温度検出素子との間に熱伝導体を配置するように、前記第一の構造体及び前記第二の構造体を接合して組み立てることを含む、請求項１に記載のワイヤレス温度センサの製造方法。
【請求項5】
前記第二の構造体は、ポーラス構造又はメッシュ構造を有する、請求項１に記載のワイヤレス温度センサの製造方法。
【請求項6】
前記アンテナを形成する工程は、さらに、
前記絶縁基板の一方の面上に前記アンテナ電極となる導体パターンを配置し、
前記絶縁基板の内層に前記ＧＮＤ電極となる導体パターンを配置し、
前記絶縁基板に、前記アンテナ電極と導通する第一のビアホール及び前記ＧＮＤ電極と導通する第二のビアホールを形成し、
前記絶縁基板の他方の面上に、前記第一のビアホールと導通する第一の電極パッド及び前記第二のビアホールと導通する第二の電極パッドを形成することを含む、請求項１〜５の何れか一項に記載のワイヤレス温度センサの製造方法。
前記絶縁基板の一方の面上に前記アンテナ電極となる導体パターンを配置し、
前記絶縁基板の内層に前記ＧＮＤ電極となる導体パターンを配置し、
前記絶縁基板に、前記アンテナ電極と導通する第一のビアホール及び前記ＧＮＤ電極と導通する第二のビアホールを形成し、
前記絶縁基板の他方の面上に、前記第一のビアホールと導通する第一の電極パッド及び前記第二のビアホールと導通する第二の電極パッドを形成することを含む、請求項１〜５の何れか一項に記載のワイヤレス温度センサの製造方法。
【請求項7】
前記アンテナを形成する工程は、さらに、前記絶縁基板の前記他方の面上に、前記第二の電極パッドと導通し、且つ、前記温度検出素子及び前記第二の構造体に熱的に接続する熱伝導層を形成することを含む、請求項６に記載のワイヤレス温度センサの製造方法。
【請求項8】
前記温度検出素子を前記第一の構造体に固定する工程は、さらに、前記温度検出素子を、前記熱伝導層上の前記第二のビアホールの上に固定することを含む、請求項７に記載のワイヤレス温度センサの製造方法。
【請求項9】
絶縁基板にアンテナ電極及びＧＮＤ電極が配置されたアンテナを有する第一の構造体と、
前記第一の構造体の前記アンテナ電極が配置された面とは裏面側に固定され、前記アンテナによって受信した信号に応じて動作し、応答信号を前記アンテナに出力する温度検出素子と、
前記温度検出素子の側壁側に配置され、前記第一の構造体に接合した第二の構造体と、を備え、
前記温度検出素子は、前記温度検出素子に配置された一対の素子ボンディングパッドを前記アンテナ電極及び前記ＧＮＤ電極にそれぞれ電気的に接続されるように、前記第一の構造体に固定される、ことを特徴とするワイヤレス温度センサ。
前記第一の構造体の前記アンテナ電極が配置された面とは裏面側に固定され、前記アンテナによって受信した信号に応じて動作し、応答信号を前記アンテナに出力する温度検出素子と、
前記温度検出素子の側壁側に配置され、前記第一の構造体に接合した第二の構造体と、を備え、
前記温度検出素子は、前記温度検出素子に配置された一対の素子ボンディングパッドを前記アンテナ電極及び前記ＧＮＤ電極にそれぞれ電気的に接続されるように、前記第一の構造体に固定される、ことを特徴とするワイヤレス温度センサ。
【請求項10】
前記温度検出素子は、前記第二の構造体の内側に接触するように固定されている、請求項９に記載のワイヤレス温度センサ。
【請求項11】
前記第二の構造体は、前記第一の構造体に接合した側と反対側に開口部を有する、請求項９に記載のワイヤレス温度センサ。
【請求項12】
前記第二の構造体と前記温度検出素子との間に配置された熱伝導体をさらに備える、請求項９に記載のワイヤレス温度センサ。
【請求項13】
前記第二の構造体は、ポーラス構造又はメッシュ構造を有する、請求項９に記載のワイヤレス温度センサ。
【請求項14】
前記絶縁基板に形成され、前記温度検出素子及び前記第二の構造体に熱的に接続された熱伝導層を更に備える、請求項９〜１３の何れか一項に記載のワイヤレス温度センサ。
【請求項15】
前記絶縁基板内に形成され、前記ＧＮＤ電極及び前記熱伝導層と導通するビアホールを更に備え、
前記温度検出素子は、前記熱伝導層上の前記ビアホールの上に固定される請求項１４に記載のワイヤレス温度センサ。
前記温度検出素子は、前記熱伝導層上の前記ビアホールの上に固定される請求項１４に記載のワイヤレス温度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はワイヤレス温度センサ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
温度測定には、有線ケーブルを用いたいくつかの手法がある。例として、サーミスタや熱電対による温度−抵抗特性や熱起電力を利用する方法や、物体から放射される赤外線から温度を測定する放射温度計、圧電素子や弾性表面波素子の物理特性が温度によって変化する原理を利用した方法等がある。
【0003】
しかしながら、例えば、半導体プロセスにおいてチャンバー内のウエハーの温度を測定する場合、チャンバー内に配置した測定部から外部に出力するために接続される有線ケーブルの配置は、チャンバーや付随する装置等の制約を受けてしまう。この課題の解決策として、弾性表面波素子に送受信アンテナを設けたユニットが、外部アンテナから発信された信号によって動作し、測定情報を含んだ応答信号を返信するワイヤレスの温度センサが知られている。（例えば特許文献１参照）
【0004】
図２７（ａ）は、特許文献１に記載された第一の具体例における温度センサの容器本体１０１の平面図であり、図２７（ｂ）は蓋１０７の平面図である。図２７（ａ）に示す様に、振動板１０４に取り付けられた電極と容器本体１０１に取り付けられた外部端子１０２及び１０３とが、リード線１０５及び１０６により各々接続されている。また、図２７（ｂ）に示す様に、蓋１０７に形成されたコイル１０８の両端と、図２７（ａ）に示す外部端子１０２及び１０３とは、図示しないリード線により各々接続されている。
【0005】
図２７（ｃ）は、同特許文献に記載された第二の具体例における温度センサの断面図であって、蓋１２５を容器本体１２１に気密封止する前の断面図である。振動板１２３は、溝１３０を備え、容器本体１２１に取り付けられている。蓋１２５上にはコイル１２６が形成されている。振動板１２３は容器本体１２１に取り付けられ、リード線１２４により外部端子１２２に接続され、外部端子１２２とコイル１２６とがリード線１２８により接続された後、容器本体１２１と蓋１２５とが気密封止される。
【0006】
上記の第一及び第二の具体例の何れにおいても、蓋（１０７又は１２５）に設けられたコイル（１０８又は１２６）と、容器本体（１０１又は１２１）に設けられた振動板（１０４又は１２３）とは、リード線で結合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特許第５３４１３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、各々別体として用意された蓋と容器本体とをリード線で接続した後に、容器にリード線が格納される様に蓋を容器本体に実装する製造方法では、実装時に、リード線が撓んで断線したり、実装後に、撓んだリード線が振動板に接触して動作不良が生じたりすることがある。
【0009】
本発明の目的は、上記問題点を解決しようとするものであり、製造が容易で、且つ、信頼性が向上したワイヤレス温度センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明に係るワイヤレス温度センサの製造方法は、絶縁基板を含む第一の構造体及び第二の構造体を用意する工程と、絶縁基板を含む第一の構造体にアンテナ電極及びＧＮＤ電極を配置してアンテナを形成する工程と、温度検出素子がアンテナ電極及びＧＮＤ電極に電気的に接続されるように、温度検出素子を第一の構造体に固定する工程と、第二の構造体が温度検出素子の側壁側に配置されるように、第一の構造体及び第二の構造体を接合して組み立てる工程と、を有することを特徴とする。
【0011】
上記の構成により、絶縁基板にアンテナ電極とＧＮＤ電極とが設けられた第一の構造体に温度検出素子が固定されるので、製造が容易で、且つ、信頼性が向上したワイヤレス温度センサを製造することができる。
【0012】
ワイヤレス温度センサの製造方法では、第一の構造体及び第二の構造体を接合して組み立てる工程は、さらに、温度検出素子が容器を構成する第二の構造体の内側に接触するように、第一の構造体及び第二の構造体を接合して組み立てることを含んでもよい。
【0013】
上記の構成により、温度測定の応答性が更に向上したワイヤレス温度センサを製造することが可能となる。
【0014】
ワイヤレス温度センサの製造方法では、第二の構造体は、第一の構造体に接合される側と反対側に開口部を有してもよい。
【0015】
上記の構成により、温度測定の応答性が更に向上したワイヤレス温度センサを製造することが可能となる。
【0016】
ワイヤレス温度センサの製造方法では、第一の構造体及び第二の構造体を接合して組み立てる工程は、さらに、第二の構造体と温度検出素子との間に熱伝導体を配置するように、第一の構造体及び第二の構造体を接合して組み立てることを含んでもよい。
【0017】
上記の構成により、温度測定の応答性が更に向上したワイヤレス温度センサを製造することが可能となる。
【0018】
ワイヤレス温度センサの製造方法では、第二の構造体は、ポーラス構造又はメッシュ構造を有してもよい。
【0019】
上記の構成により、環境温度（雰囲気温度）をより正確に測定することが可能となる。
【0020】
ワイヤレス温度センサの製造方法では、アンテナを形成する工程は、さらに、絶縁基板の一方の面上にアンテナ電極となる導体パターンを配置し、絶縁基板の内層にＧＮＤ電極となる導体パターンを配置し、絶縁基板に、アンテナ電極と導通する第一のビアホール及びＧＮＤ電極と導通する第二のビアホールを形成し、絶縁基板の他方の面上に、第一のビアホールと導通する第一の電極パッド及び第二のビアホールと導通する第二の電極パッドを形成することを含んでもよい。
【0021】
上記の構成により、絶縁基板上に形成されたアンテナ電極及び絶縁基板内に形成されたＧＮＤ電極によって送受信機能に優れたパッチアンテナが構成されるため、アンテナ特性が向上したワイヤレス温度センサを製造することができる。
【0022】
ワイヤレス温度センサの製造方法では、アンテナを形成する工程は、さらに、絶縁基板の他方の面上に、第二の電極パッドと導通し、且つ、温度検出素子及び第二の構造体に熱的に接続する熱伝導層を形成することを含んでもよい。
【0023】
上記の構成により、第二の構造体内を伝わる熱が熱伝導層を介して温度検出素子に効率よく伝わるため、温度測定の応答性及び追従性が向上したワイヤレス温度センサを製造することができる。
【0024】
ワイヤレス温度センサの製造方法では、温度検出素子を第一の構造体に固定する工程は、さらに、温度検出素子を、熱伝導層上の第二のビアホールの上に固定することを含んでもよい。
【0025】
上記の構成により、ビアホールによって蓋の内部に移動する熱量を減ずることが可能となるため、温度測定の応答性が向上し、且つ、熱の影響によるアンテナ特性の変動が低減されたワイヤレス温度センサを製造することができる。
【0026】
本発明に係るワイヤレス温度センサは、絶縁基板にアンテナ電極及びＧＮＤ電極が配置されたアンテナを有する第一の構造体と、第一の構造体のアンテナ電極が配置された面とは裏面側に固定された温度検出素子と、温度検出素子の側壁側に配置され、第一の構造体に接合した第二の構造体と、を備え、温度検出素子は、温度検出素子がアンテナ電極及びＧＮＤ電極に電気的に接続されるように、第一の構造体に固定される、ことを特徴とする。
【0027】
上記の構成により、絶縁基板にアンテナ電極とＧＮＤ電極とが設けられた第一の構造体に温度検出素子が固定されるので、製造が容易で、且つ、信頼性が向上したワイヤレス温度センサを提供することができる。
【0028】
ワイヤレス温度センサでは、温度検出素子は、第二の構造体の内側に接触するように、容器の内部に固定されていてもよい。
【0029】
上記の構成により、温度測定の応答性が更に向上したワイヤレス温度センサを提供することが可能となる。
【0030】
ワイヤレス温度センサでは、第二の構造体は、第一の構造体に接合した側と反対側に開口部を有してもよい。
【0031】
上記の構成により、温度測定の応答性が更に向上したワイヤレス温度センサを提供することが可能となる。
【0032】
ワイヤレス温度センサは、第二の構造体と温度検出素子との間に配置された熱伝導体をさらに備えてもよい。
【0033】
上記の構成により、温度測定の応答性が更に向上したワイヤレス温度センサを提供することが可能となる。
【0034】
ワイヤレス温度センサでは、第二の構造体は、ポーラス構造又はメッシュ構造を有してもよい。
【0035】
上記の構成により、環境温度（雰囲気温度）をより正確に測定することが可能となる。
【0036】
ワイヤレス温度センサは、絶縁基板に形成され、温度検出素子及び第二の構造体に熱的に接続された熱伝導層を更に備えてもよい。
【0037】
上記の構成により、第二の構造体内を伝わる熱が熱伝導層を介して温度検出素子に効率よく伝わるため、温度測定の応答性及び追従性が向上したワイヤレス温度センサを提供することができる。
【0038】
ワイヤレス温度センサは、絶縁基板内に形成され、ＧＮＤ電極及び熱伝導層と導通するビアホールを更に備え、温度検出素子は、熱伝導層上のビアホールの上に固定されてもよい。
【0039】
上記の構成により、ビアホールによって蓋の内部に移動する熱量を減ずることが可能となるため、温度測定の応答性が向上し、且つ、熱の影響によるアンテナ特性の変動が低減されたワイヤレス温度センサを製造することができる。
【発明の効果】
【0040】
本発明によれば、絶縁基板にアンテナ電極とＧＮＤ電極とが設けられた第一の構造体に温度検出素子が固定されるので、製造が容易で、且つ、信頼性が向上したワイヤレス温度センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】ワイヤレス温度センサ１の構造を説明するための図である。
【図3】ワイヤレス温度センサ１の平面図であり、（ｂ）はワイヤレス温度センサ１の側面図である。
【図5】ワイヤレス温度センサ１による温度検出方法を説明するための図である。
【図6】弾性表面波素子における反射弾性表面波強度Ｒｗｐの時間的変化を示すグラフである。
【図7】ワイヤレス温度センサ１を用いた温度測定システムの構成を説明するための図である。
【図8】ワイヤレス温度センサ１の製造工程の概要を示すフローチャートである。
【図9】ワイヤレス温度センサ１の第一の構造体組み立て工程を説明するための図である。
【図10】ワイヤレス温度センサ１の温度検出素子実装工程を説明するための図である。
【図11】ワイヤレス温度センサ１の容器組み立て工程を説明するための図である。
【図12】他のワイヤレス温度センサ２の構造を説明するための図である。
【図13】ワイヤレス温度センサ２の第一の構造体組み立て工程を説明するための図である。
【図14】更に他のワイヤレス温度センサ３の構造を説明するための図である。
【図15】（ａ）はワイヤレス温度センサ２の図示しない測定対象物からの熱の伝搬経路を模式的に表した断面図であり、（ｂ）はワイヤレス温度センサ３の図示しない測定対象物からの熱の伝搬経路を模式的に表した断面図である。
【図16】更に他のワイヤレス温度センサ４の構造を説明するための図である。
【図17】ワイヤレス温度センサ４の製造方法を説明するための図である。
【図18】更に他のワイヤレス温度センサ５の構造を説明するための図である。
【図19】ワイヤレス温度センサ５の温度検出素子実装工程を説明するための図である。
【図20】更に他のワイヤレス温度センサ６の構造を説明するための図である。
【図22】更に他のワイヤレス温度センサ７の構造を説明するための図である。
【図24】更に他のワイヤレス温度センサ８の構造を説明するための図である。
【図25】ワイヤレス温度センサ８の温度検出素子実装及び全体組み立て工程を説明するための図である。
【図26】更に他のワイヤレス温度センサ９の構造を説明するための図である。
【図27】従来例の圧電振動子、温度センサ、及び、温度測定方法を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0042】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係るワイヤレス温度センサの実施の形態を詳述する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。なお、各図面の寸法は正確な寸法を反映したものではなく、説明のため部品の大きさが誇張して描かれることがあり、又、説明のため一部の部品を省略することがある。同一要素には同一番号を付し重複する説明は省略する。
【0044】
図１に示す様に、ワイヤレス温度センサ１は、蓋１０及び容器本体２０とから成る容器５０と、容器５０の内部に固定された温度検出素子３０とを有する。温度検出素子３０は、蓋１０に実装されている。
【0045】
蓋１０は、第一の構造体であり、絶縁基板１２にアンテナ電極層１１とＧＮＤ電極層１３とを積層して形成されたマイクロストリップアンテナ（以下、アンテナと称する。）である。マイクロストリップアンテナは、平面アンテナやパッチアンテナとも呼ばれ、小型薄型化が可能でありながら高利得であって帯域が狭く広い指向性を有するアンテナである。
【0046】
絶縁基板１２は、略１ｍｍの厚さを有し、一般にＬＴＣＣ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ）として知られている低温焼成セラミック材であるＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3によって形成される。しかしながら、これに限定されず、絶縁基板１２は、他のＬＴＣＣを用いて形成しても良い。他のＬＴＣＣとしては、ＢａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−Ｂｉ2Ｏ3、ＢａＯＴｉＯ2−ＺｎＯ、及びＢａＯ−Ｎｄ2Ｏ3−Ｂｉ2Ｏ3−ＴｉＯ2、ＢａＯ−Ｒ2Ｏ3−ＴｉＯ2（Ｒはアルカリ金属）等が含まれる。
【0047】
絶縁基板１２の厚さは、略１ｍｍに限らず、使用されるセラミック材によって異なるが、アンテナとしての特性を確保するのに充分な厚みであればよい。
【0048】
絶縁基板１２は、一般にＨＴＣＣ（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ）として知られている熱伝導率の高い高温焼成セラミック材を用いて形成してもよい。ＨＴＣＣには、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等が含まれる。
【0049】
アンテナ電極層１１は、Ｃｕで形成された、厚さ１０〜１５μｍ程度の電極層である。アンテナ電極層１１は、他の厚さであってもよい。アンテナ電極層１１は、絶縁基板１２を貫通する第一のビアホールであるアンテナビアホール１１ｈを通じて、絶縁基板１２の蓋実装面１５ｍに設けられた第一の電極パッドであるアンテナ接続パッド１５ａに、電気的に接続されている。アンテナビアホール１１ｈ及びアンテナ接続パッド１５ａは、Ｃｕで形成されている。
【0050】
ＧＮＤ電極層１３は、Ｃｕで形成された、厚さ１０〜１５μｍ程度の電極層である。ＧＮＤ電極層１３は、他の厚さであってもよい。ＧＮＤ電極層１３は、絶縁基板１２に設けられた第二のビアホールであるＧＮＤビアホール１３ｈを通じて、絶縁基板１２の蓋実装面１５ｍに設けられた第二の電極パッドであるＧＮＤ接続パッド１５ｂに、電気的に接続されている。ＧＮＤ電極層１３は、アンテナビアホール１１ｈを貫通させるためのＧＮＤパターン開口部１３ｗを備えている。なお、ＧＮＤパターン開口部１３ｗには、絶縁基板１２を形成するセラミック材が充填されていても良い。ＧＮＤビアホール１３ｈ及びＧＮＤ接続パッド１５ｂは、Ｃｕで形成されている。
【0051】
上述の導体パターン（すなわち、アンテナ電極層１１、アンテナビアホール１１ｈ、及びアンテナ接続パッド１５ａ、並びに、ＧＮＤ電極層１３、ＧＮＤビアホール１３ｈ、及びＧＮＤ接続パッド１５ｂ）は、Ｃｕを用いて形成されているが、他の金属を用いてもよい。導体パターンには、電気伝導率が高いＡｇ又はＣｕを用いることが好ましい。特に、蓋１０の絶縁基板１２にＬＴＣＣを使用した場合には、電気伝導率が高いＡｇ又はＣｕを用いることで、効率のよいアンテナ特性を得ることができる。
【0052】
容器本体２０は、第二の構造体であり、一般にＨＴＣＣとして知られている高温焼成セラミック材であるＡｌ2Ｏ3で形成されている。容器本体２０には、後述する方法で本体キャビティ２０ｃが形成されている。容器本体２０には、Ａｌ2Ｏ3に限らず、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の他のＨＴＣＣを用いることもできる。
【0053】
更に、容器本体２０は、ＨＴＣＣに限らず、上述のＬＴＣＣ等の他のセラミック材、比誘電率が高いリジット基板、ポリイミド等の高分子材料、及び酸化被膜を有する金属等で形成してもよい。
【0054】
温度検出素子３０は、蓋１０の絶縁基板１２の蓋実装面１５ｍに実装されている。温度検出素子３０は、素子ボンディングパッド３４ａ及び３４ｂを有する。素子ボンディングパッド３４ａは、ボンディングワイヤ３５ａによって、第一の電極パッドであるアンテナ接続パッド１５ａに接続されている。素子ボンディングパッド３４ｂは、ボンディングワイヤ３５ｂによって、第二の電極パッドであるＧＮＤ接続パッド１５ｂに接続されている。したがって、素子ボンディングパッド３４ａはアンテナ電極層１１と、且つ、素子ボンディングパッド３４ｂはＧＮＤ電極層１３と、それぞれ電気的に接続されている。
【0055】
図２（ａ）は温度検出素子３０の平面図であり、図２（ｂ）は温度検出素子３０の図２（ａ）に示すＣ−Ｃ線に沿った断面図であり、図２（ｃ）は温度検出素子３０の図２（ａ）に示すＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【0056】
図２（ａ）において、温度検出素子３０は弾性表面波素子であり、弾性表面波素子基板３１、弾性表面波素子基板３１の表面に設けられた櫛形電極３２ａ、３２ｂ、及び反射体３３を有する。櫛形電極３２ａの端部には素子ボンディングパッド３４ａが、且つ、櫛形電極３２ｂの端部には素子ボンディングパッド３４ｂが、それぞれ形成されている。弾性表面波素子基板３１は、櫛形電極３２ａ、３２ｂ、及び反射体３３が設けられた面と略垂直である４つの面から成る側壁３１ａを有する。
【0057】
弾性表面波素子基板３１は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）の単結晶によって形成され、平面視寸法が約１０ｍｍ×１０ｍｍで厚みが約２ｍｍの矩形板形状を有する。弾性表面波素子基板３１には、これに限らず、圧電性物質の単結晶基板、又は、ガラス基板若しくはＳｉ基板の上に圧電性物質の薄膜を形成した基板等を用いても良い。圧電性物質には、例えば、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）、水晶（ＳｉＯ2）、ランガサイト（Ｌａ3Ｇａ5ＳｉＯ14）、ランガテイト（Ｌａ3Ｔａ0.5Ｇａ5.5Ｏ14）等が含まれるが、これらに限られない。
【0058】
櫛形電極３２ａ及び櫛形電極３２ｂは、弾性表面波素子基板３１の一方の表面に、二対の電極が交互に配置される様に形成されている。櫛形電極３２ａ及び櫛形電極３２ｂは、Ｃｕを用いて、スパッタリング法により形成されている。しかしながら、櫛形電極３２ａ及び３２ｂは、Ａｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）等のＣｕ以外の電極材料を用いて形成してもよく、又、スパッタリング法以外の製膜方法により形成してもよい。
【0059】
櫛形電極３２ａ及び櫛形電極３２ｂの電極間距離ｄは、弾性表面波素子が励起する弾性表面波の波長に応じた値が必要である。弾性表面波の伝搬速度をｖ、波長をλ、櫛形電極の励振周波数をｆとするとｖ＝ｆ×λ、ｄ＝λ／２の関係がある。例えば、ニオブ酸リチウムの場合では、励振周波数が２．４５ＧＨｚとすると、電極間距離ｄを約０．８μｍとする必要がある。
【0060】
隣接する櫛形電極３２ａ、３２ｂの各電極幅及び各電極間距離は等間隔であるのが好ましい。上記の場合、各電極幅は電極間距離ｄの半分である約０．４μｍとするのがより好ましい。伝搬速度ｖは弾性表面波を発生させる弾性表面波素子基板３１の材質によって異なるので、電極間距離ｄは任意の材料、周波数の違いにより適宜選択可能である。
【0061】
反射体３３は、弾性表面波素子基板３１の櫛形電極３２ａ及び３２ｂが形成された表面に、櫛形電極３２ａ及び櫛形電極３２ｂと略同寸法に形成されている。反射体３３は、櫛形電極３２ａ及び３２ｂと同様に、Ｃｕを用いて、スパッタリング法により形成されている。しかしながら、反射体３３は、Ａｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）等のＣｕ以外の電極材料を用いて形成してもよく、又、スパッタリング法以外の製膜方法により形成してもよい。
【0062】
反射体３３は、櫛形電極３２ａ及び３２ｂに印加された高周波信号によって、弾性表面波素子基板３１の表面に誘起された弾性表面波を反射し、再び櫛形電極３２ａ及び櫛形電極３２ｂを通じて外部に測定情報である応答信号を送信するために設けられる。なお、弾性表面波素子による温度測定の原理については後述する。
【0064】
図３（ａ）に示す様に、略３０ｍｍ×３０ｍｍのワイヤレス温度センサ１の上面、すなわち蓋１０の表面に、寸法が略２０ｍｍ×２０ｍｍのアンテナ電極層１１が設けられている。ワイヤレス温度センサ１の外形寸法は、略３０ｍｍ×３０ｍｍに限らず、弾性表面素子を実装するに充分な大きさであればよい。好適なアンテナ電極層１１の外形寸法は蓋１０の誘電率によって異なるが、上記寸法（略２０ｍｍ×２０ｍｍ）は、蓋１０の比誘電率が例えば９．８程度の場合に好適な寸法である。しかしながら、アンテナ電極層１１の寸法はこれに限られない。
【0065】
図３（ｂ）に示す様に、ワイヤレス温度センサ１の容器５０は、蓋１０及び容器本体２０から構成される。ワイヤレス温度センサ１の全体の厚さは略８ｍｍであるが、これに限らず、任意に設定することができる。
【0067】
図４に示す様に、ＧＮＤ電極層１３は絶縁基板１２の内層に設けられ、ＧＮＤパターン開口部１３ｗは、アンテナビアホール１１ｈを貫通させるためにＧＮＤ電極層１３の中央左に設けられている。ＧＮＤ電極層１３の外形寸法は、略２５ｍｍ×２５ｍｍであるが、これに限られない。なお、高周波特性のさらなる向上のために、ＧＮＤ電極層１３の形状はより大きくすることが好ましい。
【0068】
図５は、ワイヤレス温度センサ１による温度検出方法を説明するための図である。
【0069】
ワイヤレス温度センサ１による温度検出方法は、弾性表面波素子基板３１を伝搬する弾性表面波の伝搬速度が温度に依存するとの原理に基づく。換言すると、励起弾性表面波Ｔｗ及び反射弾性表面波Ｒｗの伝搬時間が弾性表面波素子基板３１の温度に依存することを利用する。そのため、予め「伝搬時間対弾性表面波素子基板温度」の校正表を作成しておく。
【0070】
まず、図示しない外部装置が、上述したアンテナ（アンテナ電極層１１、絶縁基板１２、及びＧＮＤ電極層１３で構成されるマイクロストリップアンテナ）に固有の励起周波数を含む高周波信号を送信する。図５に示す様に、当該アンテナによって受信した高周波信号は、ボンディングワイヤ３５ａ及び３５ｂを通じて櫛形電極３２ａ及び櫛形電極３２ｂに印加され、弾性表面波素子基板３１に電気−機械変換効果をもたらす。すなわち、弾性表面波素子基板３１の表面に、櫛形電極の電極間距離ｄで決定される励起弾性表面波Ｔｗが発生する。
【0071】
励起弾性表面波Ｔｗは、弾性表面波素子基板３１の表面を伝搬し、反射体３３で反射して、反射弾性表面波Ｒｗとなって再び櫛形電極３２ａ及び櫛形電極３２ｂに戻る。次いで、反射弾性表面波Ｒｗの一部は、弾性表面波素子基板３１に機械−電気変換効果をもたらし、高周波信号に変換され、当該アンテナにより外部に応答信号が発信される。一方、反射弾性表面波Ｒｗのうち高周波信号に変換されなかった一部は、櫛形電極３２ａ及び櫛形電極３２ｂによって反射され、弾性表面波素子３１上を再び反射体３３へ向かって進行する。以下、反射弾性表面波Ｒｗは、弾性表面波素子基板３１上で反射体３３と櫛形電極３２ａ及び３２ｂとの間を往来しつつ、その一部が徐々に櫛形電極３２ａ及び３２ｂによって高周波信号に変換されながら、減衰していく。
【0072】
アンテナによって発信された応答信号が上記外部装置に達し、上記外部装置が応答信号を受信すると、上記外部装置は、高周波信号を送信してから応答信号を受信するまでの時間を計測する。
【0073】
高周波信号を送信してから応答信号を受信するまでの時間を計測したら、高周波信号を送信してから応答信号を受信するまでの時間から、弾性表面波素子における弾性表面波の伝搬時間を算出する。そして、予め作成しておいた「伝搬時間対弾性表面波素子基板温度」の校正表に基づいて、算出した伝搬時間から弾性表面波素子基板３１の温度を求める。そして、弾性表面波素子基板３１の温度に基づいて、弾性表面波素子基板３１を装着した対象物の測定温度を決定する。
【0074】
図６は、弾性表面波素子における反射弾性表面波強度Ｒｗｐの時間的変化を示すグラフである。
【0075】
図６に示すグラフでは、縦軸が反射弾性表面波Ｒｗの強度Ｒｗｐを示しており、横軸が弾性表面波の伝搬時間Ｔを示している。反射弾性表面波Ｒｗは櫛形電極３２ａ及び櫛形電極３２ｂと反射体３３との間で反射を繰り返すので、時刻Ｔ１〜時刻Ｔ３の複数のタイミングで反射弾性表面波Ｒｗが観測される。反射弾性表面波Ｒｗの強度Ｒｗｐは、時刻Ｔ１におけるＲｗ１、すなわち、一番初めに検出される反射弾性表面波Ｒｗの強度が最も大きく、測定に有利である。
【0076】
図７は、ワイヤレス温度センサ１を用いた温度測定システムの構成を説明するための図である。
【0077】
温度表示装置４０は、複数のワイヤレス温度センサのそれぞれに温度測定を行うための高周波信号を発信し、各ワイヤレス温度センサの応答信号を受信し、且つ、上記校正表に基づいて各ワイヤレス温度センサの測定温度を表示する構成となっている。
【0078】
図７に示す例では、温度表示装置４０の測定温度の表示部は一つであり、当該表示部は、複数のワイヤレス温度センサの中からスイッチ等によって選択された所定のワイヤレス温度センサが検知する温度を表示する。しかしながら、複数のワイヤレス温度センサのそれぞれに対応する個別の表示部を温度表示装置４０に設けてもよい。
【0079】
図７に示す例では、ワイヤレス温度センサ１Ａ〜１Ｃの三個を使用し、各々弾性表面波伝搬距離Ｌが異なる様に設計されている。各々のワイヤレス温度センサにはそれぞれの「伝搬時間対弾性表面波素子基板温度」の構成表がある。
【0080】
温度表示装置４０から各ワイヤレス温度センサに固有の励起周波数を含む高周波信号を送信する。各ワイヤレス温度センサから弾性表面波の伝搬時間分遅れた応答信号が生じる。なお、ワイヤレス温度センサ１Ａ〜１Ｃは、測定対象物（図示せず）との間で熱勾配を生じない様に、測定対象物に密着させて装着するのが好ましい。
【0081】
弾性表面波伝搬距離Ｌを変えることにより、各ワイヤレス温度センサではそれぞれ異なる伝搬時間をかけて櫛型電極３２ａ、３２ｂから反射体３３を往復する。この伝搬時間の差からワイヤレス温度センサ１Ａ〜１Ｃを区別することができる。さらに、この伝搬時間からそれぞれのワイヤレス温度センサに対応する「伝搬時間対弾性表面波素子基板温度」の校正表から測定対象物（図示せず）の温度を測定することができる。
【0082】
上述の様に、各ワイヤレス温度センサの弾性表面波伝搬距離Ｌが異なる様に設計する方法以外にも、各ワイヤレス温度センサの動作周波数が異なる様に設計してもよい。これは、例えば、櫛形電極３２ａ、３２ｂの電極間距離ｄを変化させることにより実現できる。櫛形電極の電極間距離ｄを変えることにより、各ワイヤレス温度センサは固有の高周波信号ｆ１〜高周波信号ｆ３によってのみ励起される。したがって、温度表示装置４０に周波数掃引機能（図示せず）を設けることにより、高周波信号ｆ１〜高周波信号ｆ３を順次送受信し、測定対象物（図示せず）の温度を測定することが出来る。
【0083】
以上、温度測定に弾性表面波素子基板３１の弾性表面波伝搬時間の温度特性を用いる方法を説明した。しかしながら、温度によるインピーダンス変調機能を反射体３３に設け、反射弾性表面波の強度Ｒｗｐの絶対値に基づいて温度を測定する方法や、圧電素子や強誘電素子で共振回路を形成して共振周波数の温度特性を用いる方法等も有効である。
【0084】
図８は、ワイヤレス温度センサ１の製造工程の概要を示すフローチャートである。
【0085】
図８に示す様に、ワイヤレス温度センサ１の製造工程は、第一の構造体組み立て工程ＳＴ１と、温度検出素子実装工程ＳＴ２と、容器組み立て工程ＳＴ３とから構成される。
【0086】
第一の構造体組み立て工程ＳＴ１は、絶縁基板１２を含む第一の構造体である蓋１０を用意する工程及び第一の構造体にアンテナ電極１１及びＧＮＤ電極１３を配置してアンテナを形成する工程である。温度検出素子実装工程ＳＴ２は、温度検出素子３０がアンテナ電極１１及びＧＮＤ電極１３に電気的に接続されるように、温度検出素子３０を第一の構造体に固定する工程である。容器組み立て工程ＳＴ３は、第二の構造体である容器本体２０を用意し、第二の構造体が温度検出素子３０の側壁３１ａ側に配置されるように、第一の構造体及び第二の構造体を接合して組み立てる工程である。
【0087】
図９は、ワイヤレス温度センサ１の第一の構造体組み立て工程ＳＴ１を説明するための図である。
【0088】
まず、図９（ａ）に示す様に、ＬＴＣＣのセラミックグリーンシートを用いて第一の集合絶縁基板１２ｂを形成し、Ｃｕを用いて複数のアンテナビアホール１１ｈを設ける。
【0089】
次に、図９（ｂ）に示す様に、アンテナ電極形成工程として、図９（ａ）で作製した第一の集合絶縁基板１２ｂにＣｕを用いた複数の導体パターンであるアンテナ電極層１１を印刷形成し、各アンテナ電極層１１と各アンテナビアホール１１ｈとを接続する。
【0090】
次に、図９（ｃ）に示す様に、ＬＴＣＣのセラミックグリーンシートを用いて第二の集合絶縁基板１２ｃを形成する。更に、ビアホール形成工程として、第二の集合絶縁基板１２ｃに、アンテナ電極層１１と接続するための複数のアンテナビアホール１１ｈ及びＧＮＤ電極層１３と接続するための複数のＧＮＤビアホール１３ｈを、Ｃｕを用いて形成する。
【0091】
次に、図９（ｄ）に示す様に、ＧＮＤ電極形成工程として、作製した第二の集合絶縁基板１２ｃにＣｕを用いた複数の導体パターンであるＧＮＤ電極層１３を印刷形成する。ＧＮＤ電極層１３のアンテナビアホール１１ｈに跨る部分には、ＧＮＤパターン開口部１３ｗを設け、ＧＮＤパターン開口部１３ｗ内にアンテナビアホール１１ｈを形成する。更に、各ＧＮＤ電極層１３と各ＧＮＤビアホール１３ｈとを接続する。
【0092】
次に、図９（ｅ）に示す様に、第二の集合絶縁基板１２ｃの上部に第一の集合絶縁基板１２ｂを重ね、各アンテナビアホール１１ｈを接続する。次に、各アンテナビアホール１１ｈにＣｕを用いたアンテナ接続パッド１５ａを、又、各ＧＮＤビアホール１３ｈにＣｕを用いたＧＮＤ接続パッド１５ｂを、それぞれ形成する電極パッド形成工程を行う。そして、第一の集合絶縁基板１２ｂ及び第二の集合絶縁基板１２ｃに適した約８９０℃で焼成する。
【0093】
第一の集合絶縁基板及び第二の集合絶縁基板の形成順は逆にしてもよい。すなわち、それぞれ表裏を返して印刷した後、第一の集合絶縁基板１２ｂの上に第二の集合絶縁基板１２ｃを重ねて焼成をしても良い。
【0094】
焼成後は、図９（ｆ）に示す様に第一の構造体である集合蓋１０ｂが得られる。ここで、各アンテナ電極層１１と各アンテナビアホール１１ｈと各アンテナ接続パッド１５ａとが一体となって導通し、各ＧＮＤ電極層１３と各ＧＮＤビアホール１３ｈと各ＧＮＤ接続パッド１５ｂとが一体となって導通している。また、第一の集合絶縁基板１２ｂと第二の集合絶縁基板１２ｃとが一体となり、集合絶縁基板１２ａを形成する。
【0095】
上述した集合蓋１０ｂにおける導体パターンは全てＣｕにより形成されるものとしたが、Ｃｕに代えてＡｇにより形成されても良い。
【0096】
上述した焼成温度（約８９０℃）では、Ａｇ及びＣｕのいずれについても、ワイヤレス温度センサのアンテナ特性に実質的な影響を及ぼす様な変化は生じない。
【0097】
図１０は、ワイヤレス温度センサ１の温度検出素子実装工程ＳＴ２を説明するための図である。
【0098】
まず、図１０（ａ）に示す様に、集合蓋１０ｂの蓋実装面１５ｍに複数の温度検出素子３０を、チタン（Ｔｉ）とニッケル（Ｎｉ）との合金を用いた金属ろう付け法により実装する。なお、金属ろう付け法に用いる金属はこれらに限定されず、他の金属の組み合わせを用いても良い。
【0099】
次に、図１０（ｂ）に示す様に、各温度検出素子３０の素子ボンディングパッド３４ａ及び集合蓋１０ｂのアンテナ接続パッド１５ａをボンディングワイヤ３５ａで接続する。同様に、各温度検出素子３０の素子ボンディングパッド３４ｂ及び集合蓋１０ｂのＧＮＤ接続パッド１５ｂをボンディングワイヤ３５ｂで接続する。
【0101】
詳述すると、素子ボンディングパッド３４ａは実装面の金バンプ３６ａと、素子ボンディングパッド３４ｂは実装面の金バンプ３６ｂと、それぞれ温度検出素子３０ｆの内部に設けられた図示しないビアホールによって接続されている。また、金バンプ３６ａは実装面１５ｍのアンテナ接続パッド１５ａと、金バンプ３６ｂは実装面１５ｍのＧＮＤ接続パッド１５ｂとは、それぞれ超音波法又は加圧法を用いて溶着されている。これら他の手法による製造工程、及びその製造物も、本発明の技術的範囲に含まれる。
【0102】
図１０（ｄ）は、温度検出素子３０を集合蓋１０ｂに接合する更に他の手法を示す断面図である。温度検出素子３０の素子ボンディングパッド３４ａ及び３４ｂが形成された面は集合蓋１０ｂに対向している。温度検出素子３０は、素子ボンディングパッド３４ａがアンテナ接続パッド１５ａに金バンプ３６aで接続され、且つ、素子ボンディングパッド３４ｂがアンテナ接続パッド１５ｂに金バンプ３６ｂで接続されるように、集合蓋１０ｂにフリップチップ実装されている。当該フリップチップ実装の構成については後述する。
【0103】
図１１は、ワイヤレス温度センサ１の容器組み立て工程ＳＴ３を説明するための図である。
【0104】
まず、図１１（ａ）に示す様に、セラミック材、ガラスフィラー、バインダー、及び溶剤等を混合攪拌させ、作成したＨＴＣＣのセラミックグリーンシートを用いて、本体底部集合基板２１ｂを形成する。
【0105】
次に、図１１（ｂ）に示す様に、ＨＴＣＣのセラミックグリーンシートを用いて本体側部集合基板２２ｂを形成し、本体側部集合基板２２ｂに複数の本体キャビティ２０ｃを設ける。
【0107】
次に、図１１（ｅ）及び（ｆ）に示す様に、集合容器本体２０ｂ、及び、温度検出素子３０を実装した集合蓋１０ｂを、温度検出素子３０の位置に本体キャビティ２０ｃが合う様に重ねて接合し、集合ワイヤレス温度センサ１ｂを得る。これにより、温度検出素子３０の側壁３１ａ側に第二の構造体である集合容器本体２０ｂが配置される。
【0108】
集合容器本体２０ｂ及び集合蓋１０ｂは、例えば、金（Ａｕ）及び錫（Ｓｎ）を接着面に形成し、共晶接合する。ＡｕとＳｎは高い熱伝導率を有するため、集合容器本体２０ｂ及び集合蓋１０ｂは熱的に接続される。これにより、集合容器本体２０ｂ（容器本体２０）が得た熱は、集合蓋１０ｂ（蓋１０）を介してそれぞれの温度検出素子３０に伝えることができる。なお、集合容器本体２０ｂ及び集合蓋１０ｂを接合するための材料や接合方法は、これに限定されず、金属ろう付け法や、材料間を高温下で加圧融着する固相接合法等の他の接合方法を用いることもできる。
【0109】
図１１（ｆ）に示す様に、組み立てられた集合ワイヤレス温度センサ１ｂを裁断線ｄｃに沿って分割し、図１１（ｇ）に示す個片化したワイヤレス温度センサ１を得る。なお、上述の例では、一度に三個のワイヤレス温度センサを製造する方法を述べたが、一度に製造するワイヤレス温度センサの数量を更に増やすことも可能である。
【0110】
ワイヤレス温度センサ１では、温度検出素子３０は、絶縁基板１２にアンテナ電極層１１とＧＮＤ電極層１３とを積層して形成されたアンテナ（蓋１０）に実装される。したがって、製造が容易で、且つ、信頼性が向上したワイヤレス温度センサを提供することができる。
【0111】
図１２は、他のワイヤレス温度センサ２の構造を説明するための図である。
【0112】
ワイヤレス温度センサ２は、上述のワイヤレス温度センサ１の変形例である。以下では、ワイヤレス温度センサ２について、ワイヤレス温度センサ１と異なる点について説明し、ワイヤレス温度センサ１と同様の点については適宜説明を省略する。
【0114】
図１２に示す様に、ワイヤレス温度センサ２は、絶縁基板１２の下部に設けられた熱伝導層１７を更に有する。熱伝導層１７は、略２５ｍｍ×２５ｍｍの寸法を有しており、端部において容器本体２０と熱的に接続している。熱伝導層１７のアンテナ接続パッド１５ａの形成位置には、熱伝導層開口部１７ｗが設けられている。しかしながら、熱伝導層１７の形状及び寸法は、容器本体２０と熱的に接続できる限り、任意に設計することができる。
【0115】
熱伝導層１７は、Ｃｕを用いて形成されるが、他の金属を用いてもよい。熱伝導層１７は、ＧＮＤ接続パッド１５ｂに電気的に接続されている。熱伝導層１７及びＧＮＤ接続パッド１５ｂは、同一の材料によって一体的に形成してもよい。なお、図１２では、熱伝導層１７は、ＧＮＤ接続パッド１５ｂではなく、アンテナ接続パッド１５ａに電気的に接続されていてもよい。
【0116】
温度検出素子３０は熱伝導層１７上に金属ろう付けされている。温度検出素子３０の素子ボンディングパッド３４ａは、ボンディングワイヤ３５ａを介してアンテナ接続パッド１５ａに電気的に接続されている。温度検出素子３０の素子ボンディングパッド３４ｂは、ボンディングワイヤ３５ｂを介してＧＮＤ接続パッド１５ｂ（又は熱伝導層１７）に電気的に接続されている。
【0117】
図１３を用いて、ワイヤレス温度センサ２の第一の構造体組み立て工程を説明する。なお、ワイヤレス温度センサ２の製造方法のうち他の工程（温度検出素子実装工程及び容器組み立て工程）は、ワイヤレス温度センサ１と同様であるので、説明を省略する。
【0118】
まず、図１３（ａ）に示す様に、第一の集合絶縁基板１２ｂを形成する。第一の集合絶縁基板１２ｂの形成については、ワイヤレス温度センサ１と同様であるので、説明は省略する。
【0119】
次に、図１３（ｂ）に示す様に、Ｃｕを用いてアンテナ接続パッド１５ａ及びＧＮＤ接続パッド１５ｂ（熱伝導層１７）を複数形成する。各熱伝導層１７には、熱伝導層開口部１７ｗが設けられている。
【0120】
次に、図１３（ｃ）に示す様に、アンテナビアホール１１ｈ及びＧＮＤビアホール１３ｈが形成されたＬＴＣＣのセラミックグリーンシートに、図１３（ｂ）に示すアンテナ接続パッド１５ａ及びＧＮＤ接続パッド１５ｂ（熱伝導層１７）を貼付する。このとき、熱伝導層開口部１７ｗがアンテナビアホール１１ｈの位置に合う様に貼付する。更に、アンテナ接続パッド１５ａ及びＧＮＤ接続パッド１５ｂ（熱伝導層１７）とアンテナビアホール１１ｈ及びＧＮＤビアホール１３ｈとを各々接続して、第二の集合絶縁基板１２ｄを得る。
【0121】
次に、図１３（ｄ）に示す様に、作成した第二の集合絶縁基板１２ｄに、Ｃｕを用いてＧＮＤ電極層１３を印刷形成し、ＧＮＤ電極層１３をＧＮＤビアホール１３ｈと接続する。なお、ＧＮＤ電極層１３にはＧＮＤパターン開口部１３ｗが設けられ、ＧＮＤパターン開口部１３ｗ内にはアンテナビアホール１１ｈが形成されている。
【0122】
次に、図１３（ｅ）に示す様に、図１３（ｄ）に示した第二の集合絶縁基板１２ｄに、第一の集合絶縁基板１２ｂを重ね、アンテナビアホール１１ｈ及びＧＮＤビアホール１３ｈを各々接続する。更に、これを約８９０℃で焼成し、図１３（ｆ）に示す集合蓋１０Ａｂを得る。
【0123】
ワイヤレス温度センサ２は、絶縁基板１２の下部に設けられた熱伝導層１７を有し、熱伝導層１７は、容器本体２０及び温度検出素子３０のそれぞれと熱的に接続されている。そのため、容器本体２０に伝わった測定対象物の熱は、容器本体２０から熱伝導層１７を介して温度検出素子３０へ伝わることができる。したがって、熱が蓋１０Ａ内に散逸することを防ぎ、ワイヤレス温度センサ２としての熱応答性が更に向上する。
【0124】
ワイヤレス温度センサ２では、温度検出素子３０がＧＮＤ接続パッド１５ｂに接続されているので、耐ノイズ性が向上し、温度センサとしての特性と信頼性が向上する。
【0125】
図１４は、更に他のワイヤレス温度センサ３の構造を説明するための図である。
【0126】
ワイヤレス温度センサ３は上述のワイヤレス温度センサ２の変形例である。以下では、ワイヤレス温度センサ３について、ワイヤレス温度センサ２と異なる点について説明し、ワイヤレス温度センサ２と同様の点については適宜説明を省略する。
【0128】
図１４に示す様に、ワイヤレス温度センサ３では、温度検出素子３０はＧＮＤビアホール１３ｈの上に固定されている。ここで、「ＧＮＤビアホール１３ｈの上に固定されている」とは、図１４に示す様に、温度検出素子３０の略中心の位置が、ＧＮＤビアホール１３ｈの略中心の位置に等しい場合を含むが、これに限られない。例えば、ＧＮＤビアホール１３ｈの略中心の位置が温度検出素子３０の領域に含まれる場合や、ＧＮＤビアホール１３ｈの領域が温度検出素子３０の領域に含まれる場合も、これに含まれる。
【0129】
ＧＮＤビアホール１３ｈの位置は、蓋１０Ａの略中心付近に限らず、任意に配置することができる。温度検出素子３０は、ＧＮＤビアホール１３ｈの位置に合わせて、「ＧＮＤビアホール１３ｈの上に固定」することができる。
【0130】
図１５（ａ）はワイヤレス温度センサ２の、図示しない測定対象物からの熱の伝搬経路を模式的に表した断面図である。図１５（ｂ）はワイヤレス温度センサ３の、図示しない測定対象物からの熱の伝搬経路を模式的に表した断面図である。なお図１５（ａ）及び図１５（ｂ）においては、説明のため断面を表すハッチングを省略している。
【0131】
図１５（ａ）に示す様に、ワイヤレス温度センサ２では、Ｈに示す様に、図示しない測定対象物から容器本体２０に伝わった熱が、容器本体２０内部を移動し、やがて熱伝導層１７へと伝わる。熱伝導層１７へと伝わった熱は、熱伝導層１７内部を温度検出素子３０に向かって移動するが、当該熱の一部は、Ｈ１に示す様に、ＧＮＤビアホール１３ｈを通じて絶縁基板１２に移動する。これは、Ｃｕで形成されたＧＮＤビアホール１３ｈの熱抵抗が低いためである。
【0132】
図１５（ｂ）に示す様に、ワイヤレス温度センサ３では、Ｈに示す様に、図示しない測定対象物から容器本体２０に伝わった熱が、容器本体２０内部を移動し、やがて熱伝導層１７へと伝わる。熱伝導層１７へと伝わった熱は、Ｈ２に示す様に、熱伝導層１７内部を温度検出素子３０に向かって移動する。このとき、温度検出素子３０に至る経路の途中に、熱抵抗が低いＧＮＤビアホール１３ｈは存在しないため、熱の殆どが熱伝導層１７を経由して温度検出素子３０に流入する。
【0133】
このように、ワイヤレス温度センサ３では、温度検出素子３０はＧＮＤビアホール１３ｈの上に固定されているため、ビアホールによって蓋１０の内部に移動する熱量を減ずることが可能となる。したがって、ワイヤレス温度センサ３では、温度測定の応答性が向上し、且つ、熱の影響によるアンテナ特性の変動が低減される。
【0134】
図１６は、更に他のワイヤレス温度センサ４の構造を説明するための図である。
【0135】
ワイヤレス温度センサ４は上述のワイヤレス温度センサ１の変形例である。以下では、ワイヤレス温度センサ４について、ワイヤレス温度センサ１と異なる点について説明し、ワイヤレス温度センサ１と同様の点については適宜説明を省略する。
【0137】
図１６に示す様に、ワイヤレス温度センサ４の第一の構造体である容器本体１０Ｂの絶縁基板１２は、容器本体側部２３ｓを備えた容器形状を成し、第二の構造体である蓋２５は蓋形状を形成している。
【0138】
図１７を用いて、ワイヤレス温度センサ４の製造方法について説明する。なお、ワイヤレス温度センサ１と同様の工程については、適宜説明を省略する。
【0139】
まず、図１７（ａ）に示す様に、第一の集合絶縁基板１２ｂ及び第二の集合絶縁基板１２ｃを作成し、第二の集合絶縁基板１２ｃの上に第一の集合絶縁基板１２ｂを重ねる。なお、当該工程は図８（ａ）〜（ｅ）を用いて説明した工程と同様なので、説明は省略する。
【0140】
次に、図１７（ｂ）に示す様に、ＬＴＣＣのセラミックグリーンシートを用いて第三の集合絶縁基板１２ｅを形成し、第三の集合絶縁基板１２ｅに複数の本体キャビティ２０ｃを設ける。
【0141】
次に、図１７（ｃ）に示す様に、第三の集合絶縁基板１２ｅ、第一の集合絶縁基板１２ｂ、及び第二の集合絶縁基板１２ｃを重ね、約８９０℃で焼成する。焼成により、図１７（ｄ）に示す様な、第一の集合絶縁基板１２ｂ、第二の集合絶縁基板１２ｃ、及び第三の集合絶縁基板１２ｅが一体化した集合容器本体１０Ｂｂを得る。
【0142】
次に、図１７（ｅ）に示す様に、集合容器本体１０Ｂｂの各本体キャビティ２０ｃ内に温度検出素子３０を実装し、ボンディングワイヤ３５ａ及びボンディングワイヤ３５ｂでアンテナ接続パッド１５ａ及びＧＮＤ接続パッド１５ｂにそれぞれ接続して、集合容器本体１０Ｂｂの組み立てを完了する。
【0143】
次に、図１７（ｆ）に示す様に、ＨＴＣＣ材のセラミックグリーンシートを用いて本体底部集合基板２５ｃを形成し、この本体底部集合基板２５ｃと集合容器本体１０ＢｂとをＡｕ又はＳｎを用いて共晶接合し、集合ワイヤレス温度センサ４ｂを形成する。更に、集合ワイヤレス温度センサ４ｂを一点鎖線で示した裁断線ｄｃに沿って個片化する。個片化したワイヤレス温度センサ４の斜視図を図１７（ｆ）の下段に示す。
【0144】
ワイヤレス温度センサ４においては、第一の構造体を容器形状に、第二の構造体を蓋形状すなわち板状の形状とすることによって、材質をより広範に選択可能となる。例えば、本ワイヤレス温度センサを、更に高精度の温度測定に用いる場合には、蓋２５として薄膜状の金属板（必要に応じ表面に酸化膜を設け絶縁基板とすることも可能）を用いて応答性を向上させることが可能である。また、蓋２５を高分子材料で形成し容器本体１０Ｂに接着することで、焼成工程を減らし、生産の効率化を図ることも可能となる。
【0145】
図１８は、更に他のワイヤレス温度センサ５の構造を説明するための図である。
【0146】
ワイヤレス温度センサ５は、上述のワイヤレス温度センサ１の変形例である。以下では、ワイヤレス温度センサ５について、ワイヤレス温度センサ１と異なる点について説明し、ワイヤレス温度センサ５と同様の点については適宜説明を省略する。
【0148】
図１８に示す様に、温度検出素子３０は、櫛形電極３２ａ、３２ｂ及び反射体３３等が設けられた面を蓋１０に対向させて、蓋１０にフリップチップ実装されている。素子ボンディングパッド３４ａは金バンプ３６ａを介してアンテナ接続パッド１５ａに、素子ボンディングパッド３４ｂは金バンプ３６ｂを介してＧＮＤ接続パッド１５ｂに、それぞれ接続されている。
【0149】
図１８に示す様に、ワイヤレス温度センサ５では、温度検出素子３０の蓋１０に対向した面とは反対側の面は、容器本体２０に接触している。しかしながら、温度検出素子３０と容器本体２０とは互いに接触していなくとも、両者の間で直接の熱伝導が生じる程度に互いに近接していてもよい。温度検出素子３０の容器本体２０に接触又は近接する箇所、及び、近接の場合には温度検出素子３０と容器本体２０との距離は、両者の間で直接の熱伝導が生じる限り、任意に設計することができる。
【0150】
以下、図１９を用いて、ワイヤレス温度センサ５の温度検出素子実装工程を説明する。なお、ワイヤレス温度センサ５の製造方法の他の工程（第一の構造体組み立て国定及び容器組み立て工程）は、ワイヤレス温度センサ１と同様であるので、説明を省略する。なお、容器本体２０の内側の空間の厚みは、実装面１５ｍから温度検出素子３０の蓋１０とは反対側の面までの高さに相当する長さにしておくものとする。以下では説明の便宜上、一個のワイヤレス温度センサの製造工程を説明するが、複数のワイヤレス温度センサを同時に作成した後に個片化する製造方法を用いることも可能である。
【0151】
まず、図１９（ａ）に示す様に、温度検出素子３０の素子ボンディングパッド３４ａに金バンプ３６ａを、温度検出素子３０の素子ボンディングパッド３４ｂに金バンプ３６ｂを、それぞれ形成する。
【0152】
次に、図１９（ｂ）に示す様に、温度検出素子３０を反転して、金バンプ３６ａがアンテナ接続パッド１５ａに、金バンプ３６ｂがＧＮＤ接続パッド１５ｂに、それぞれ接触するように、温度検出素子３０を蓋実装面１５ｍに載置する。
【0153】
次に、超音波振動により、各ボンディングパッド（１５ａ、１５ｂ、３４ａ、３４ｂ）、及び金バンプ３６ａ、３６ｂを融着及び接合することにより、図１９（ｃ）に示す様に、温度検出素子３０を蓋１０に実装する。以上で、ワイヤレス温度センサ５における温度検出素子実装工程が終了する。
【0154】
ワイヤレス温度センサ５では、温度検出素子３０と容器本体２０とは、互いに接触し、又は、両者の間で直接の熱伝導が生じる程度に互いに近接している。そのため、測定対象物から容器本体２０へと伝わった熱は、図１８のＨ３に示す様に、容器本体２０から温度検出素子３０へ直接移動することが可能である。したがって、ワイヤレス温度センサにおける温度測定の応答性が向上する。
【0156】
ワイヤレス温度センサ６は、上述のワイヤレス温度センサ５の変形例である。以下では、ワイヤレス温度センサ６について、ワイヤレス温度センサ５と異なる点について説明し、ワイヤレス温度センサ５と同様の点については適宜説明を省略する。
【0158】
ワイヤレス温度センサ６の容器本体２０Ａは、蓋１０に対向する面とは反対側に開口部２０ＡＷを有している。そのため、図２１に示す様に温度検出素子３０は外部に露出している。
【0159】
開口部２０ＡＷの形状は、矩形状に限らず、円形、多角形、又は不規則な形等の任意の形状であってよい。容器本体２０Ａは、例えば、図１１（ａ）を用いて説明した本体底部集合基板２１ｂを用いずに容器本体を作成することにより得ることができるが、他の方法によって作成することも可能である。
【0160】
温度検出素子３０の縁には、温度検出素子３０と蓋１０との間を埋める様に封止樹脂７０が設けられており、蓋１０、温度検出素子３０、及び封止樹脂７０によって気密封止された空間６Ｓが形成されている。空間６Ｓは、櫛形電極３２ａ、３２ｂ及び反射体３３をその内部に含んでいる。
【0161】
ワイヤレス温度センサ６では、容器本体２０Ａの蓋１０に接合される側と反対側に開口部２０ＡＷが設けられ、温度検出素子３０が外部に露出しているため、温度測定時に、温度検出素子３０を測定対象物の近くに配置することが可能となる。したがって、測定対象物の熱が温度検出素子３０に伝わりやすくなり、ワイヤレス温度センサの熱応答性が向上する。
【0162】
ワイヤレス温度センサ６では、櫛形電極３２ａ、３２ｂ及び反射体３３は、封止樹脂７０によって気密封止された空間６Ｓに含まれるため、外部の気体又は流体は空間６Ｓに侵入することができない。したがって、ワイヤレス温度センサのアンテナ特性の安定性が向上する。なお、空間６Ｓは真空であってもよく、空間６Ｓが真空である場合、ワイヤレス温度センサのアンテナ特性の安定性は更に向上する。
【0164】
ワイヤレス温度センサ７は、上述のワイヤレス温度センサ６の変形例である。以下では、ワイヤレス温度センサ７について、ワイヤレス温度センサ６と異なる点について説明し、ワイヤレス温度センサ６と同様の点については適宜説明を省略する。
【0165】
図２２に示す様に、ワイヤレス温度センサ７は容器本体２０Ａそのものを有さず、代わりに封止樹脂７１が第二の構造体となる。封止樹脂７１は、温度検出素子３０の側壁３１ａを覆う様に形成され、温度検出素子３０の側壁３１ａ側に配置されている。
【0166】
ワイヤレス温度センサ７は容器本体を有さないため、温度検出素子３０を測定対象物に直接取り付けることが容易となり、ワイヤレス温度センサの熱応答性が更に向上する。
【0167】
図２４は、更に他のワイヤレス温度センサ８の構造を説明するための図である。
【0168】
ワイヤレス温度センサ８は、上述のワイヤレス温度センサ５の変形例である。以下では、ワイヤレス温度センサ８について、ワイヤレス温度センサ５と異なる点について説明し、ワイヤレス温度センサ５と同様の点については適宜説明を省略する。
【0170】
図２４に示す様に、ワイヤレス温度センサ８は、温度検出素子３０と容器本体２０との間に配置された熱伝導体６０を更に有している。熱伝導体６０は、温度検出素子３０及び容器本体２０のいずれにも熱的に接続されており、例えば、高熱伝導性の樹脂により接着されている。あるいは、熱伝導体６０は、温度検出素子３０及び容器本体２０に接着されていなくとも、これらに挟持されていてもよい。
【0171】
熱伝導体６０は、高い熱伝導率を有する銀ペーストによって形成されている。しかしながら、熱伝導体６０は、銀ペーストに限らず、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、セラミック材、金属、及び耐熱樹脂等の高い熱伝導率を有する物質によって形成されてもよい。
【0172】
更に、熱伝導体６０は、蓋１０及び容器本体２０の気密性を保つために熱膨張率が小さいことが好ましい。
【0173】
以下、図２５を用いて、ワイヤレス温度センサ８の温度検出素子実装及び全体組み立て工程を説明する。なお、ワイヤレス温度センサ８の第一の構造体組み立て工程は、ワイヤレス温度センサ１と同様であるので、説明を省略する。
【0175】
次に、図２５（ｂ）に示す様に、温度検出素子３０の蓋１０とは反対側の面に、バインダーに銀粒子を混入したものを焼成して形成した銀ペーストである熱伝導体６０を、高熱伝導性の樹脂を用いて接着する。
【0176】
次に、図２５（ｃ）に示す様に、温度検出素子３０の位置に本体キャビティ２０ｃが合う様に、容器本体２０を温度検出素子３０が実装された蓋１０に重ねて接合し、図２０に示すワイヤレス温度センサ８を得る。なお、接合方法は、図１１（ｅ）及び（ｆ）を用いて上述した方法と同様であるので、説明を省略する。
【0177】
なお、上述の方法とは異なり、容器本体２０の底に熱伝導体６０を接着した後、熱伝導体６０が温度検出素子３０に接する様に、蓋１０及び容器本体２０を重ねて接合し、ワイヤレス温度センサ８を得ても良い。
【0178】
ワイヤレス温度センサ８では、熱伝導体６０が温度検出素子３０と容器本体２０との間に配置されているため、容器本体２０に伝わった測定対象物の熱は熱伝導体６０を介して温度検出素子３０へ伝わる。したがって、測定対象物の熱が温度検出素子３０に伝わりやすくなり、ワイヤレス温度センサの熱応答性が向上する。
【0179】
図２６は、更に他のワイヤレス温度センサ９の構造を説明するための図である。
【0180】
ワイヤレス温度センサ９は、上述のワイヤレス温度センサ５の変形例である。以下では、ワイヤレス温度センサ９について、ワイヤレス温度センサ５と異なる点について説明し、ワイヤレス温度センサ５と同様の点については適宜説明を省略する。
【0182】
ワイヤレス温度センサ９の容器本体２０Ｂは、ワイヤレス温度センサ１の容器本体２０と同様に、ＨＴＣＣであるＡｌ2Ｏ3で形成される。しかしながら、容器本体２０Ｂは、容器本体２０とは異なり、気体又は流体を通過させることが可能な構造であるポーラス（多孔質）構造を有する。例えば、容器本体２０Ｂが金属によって形成される場合には、気体又は流体を通過させることが可能な構造としてメッシュ構造を採用してもよい。このように、容器本体２０Ｂの構造として、容器本体２０Ｂを形成する物質に合わせて、気体又は流体を通過させることが可能な構造を設計することができる。
【0183】
ワイヤレス温度センサ９の温度検出素子３０の縁には、温度検出素子３０と蓋１０との間を埋める様に封止樹脂７０が設けられており、蓋１０、温度検出素子３０、及び封止樹脂７０によって気密封止された空間９Ｓが形成されている。空間９Ｓは、櫛形電極３２ａ、３２ｂ及び反射体３３をその内部に含んでいる。
【0184】
ワイヤレス温度センサ９は、容器本体２０Ｂが気体又は流体を通過させる構造を有している。その為、図２６のＨ４に示す様に、ワイヤレス温度センサ９の周囲の気体又は流体は、容器本体２０Ｂを通過して蓋１０及び容器本体２０Ｂに囲まれた空間（空間９Ｓを除く）に出入りすることが可能となる。したがって、温度検出素子３０が当該気体又は流体の温度を直接検出することが可能となるため、ワイヤレス温度センサ９により、環境温度（雰囲気温度）をより正確に測定することが可能となる。
【0185】
ワイヤレス温度センサ９では、櫛形電極３２ａ、３２ｂ及び反射体３３は、封止樹脂７０によって気密封止された空間９Ｓに含まれる。そのため、容器本体２０Ｂを通過して蓋１０及び容器本体２０Ｂに囲まれた空間に流入する気体又は流体は、空間９Ｓに侵入することができない。したがって、ワイヤレス温度センサのアンテナ特性の安定性が向上する。なお、空間９Ｓは真空であってもよく、空間９Ｓが真空である場合、ワイヤレス温度センサのアンテナ特性の安定性が更に向上する。
【0186】
上述したワイヤレス温度センサ１〜９は、温度測定のリモートセンシングを必要とする装置に適用可能である。
【0187】
当業者は、本発明の精神及び範囲から外れることなく、様々な変更、置換、及び修正をこれに加えることが可能であり、実施形態を適宜組み合わせてもよいことを理解されたい。
【符号の説明】
【0188】
１、１Ａ〜１Ｃ、２、３、４、５、６、７、８、９ ワイヤレス温度センサ１ｂ 集合ワイヤレス温度センサ
１０、１０Ａ、２５ 蓋
１０ｂ、１０Ａｂ、１０Ｂｂ 集合蓋
１１ アンテナ電極
１１ｈ アンテナビアホール
１２ 絶縁基板
１２ｂ 第一の集合絶縁基板
１２ｃ、１２ｄ 第二の集合絶縁基板
１２ｅ 第三の集合絶縁基板
１３ ＧＮＤ電極
１３ｈ ＧＮＤビアホール
１３ｗ ＧＮＤパターン開口部
１５ａ アンテナ接続パッド
１５ｂ ＧＮＤ接続パッド
１５ｍ、１５ｍａ 蓋実装面
１７ 熱伝導層
１７ｗ 熱伝導層開口部
２０、１０Ｂ 容器本体
２０ｂ 集合容器本体
２０ｃ 本体キャビティ
２１ｂ、２５ｃ 本体底部集合基板
２２ｂ 本体側部集合基板
２３ｓ 容器本体側部
３０、３０ｆ 温度検出素子
３１ 弾性表面波素子基板
３１ａ 側壁
３２ａ，３２ｂ 櫛形電極
３３ 反射体
３４ａ、３４ｂ 素子ボンディングパッド
３５ ボンディングワイヤ
３６ａ、３６ｂ 金バンプ
４０ 温度表示装置
５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ 容器
７０、７１ 封止樹脂
１０１、１２１ 容器本体
１０７、１２５ 蓋
１０４、１２３ 振動板
１３０ 溝
１０２、１０３、１２２ 外部端子
１０５、１０６、１２４、１２８ リード線
１０８、１２６ コイル
Ｔｗ 励起弾性表面波
Ｒｗ 反射弾性表面波
Ｒｗｐ （反射弾性表面波の）強度
Ｔ、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ 時刻
ｄ、ｄ１、ｄ２、ｄ３ 電極間距離
ｆ１，ｆ２，ｆ３ 高周波信号
ｔ 伝搬時間
ＳＴ１ 第一の構造体組み立て工程
ＳＴ２ 温度検出素子実装工程
ＳＴ３ 容器組み立て工程
ｄｃ 裁断線