JPH02296139A - 湿度センサ素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は環境の湿度に対応して素子の電気抵抗特性が変
化することを利用した温度センサ素子に関する。

［従来の技術］ エレクトロニクスの急速な進歩に伴い、人が居住する室
内環境も安定にコントロールされつつある。しかしなが
ら現状でコントロールされる環境は温度のみであり、湿
度については信頼性の高い湿度センサ素子がないため実
現されていない。

［発明が解決しようとする課題］ 多孔質シリカが感湿機能を有すことは知られているが、
これ等を用いて湿度センサ素子を作製した場合多孔質シ
リカの焼成温度が低いため基板との密着性が十分得られ
ず感湿膜が剥がれるという課題があった。特に焼成で得
る多孔質シリカ膜は焼成時に生じる熱収縮が大きいため
シリカと異なった基板材質では体積収縮率の問題から著
しく付着強度は減少する。これ等の改善手段としては基
板にガラスを用いることで熱収縮の問題は回避可能であ
るが、基板にガラスを用いた場合は強度面からくる割れ
、欠けの問題またセンサの特性を見た場合、放熱しにく
い問題から温度変化の追従性に難点が生じる。そこで本
発明はこの様な課題を解決するものでその目的とすると
ころは安定製造の実現、歩留まり向上、低コスト化可能
な湿度センサ素子を提供するところにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の湿度センサ素子は絶縁性基板、珪素化合物、一
対の櫛形電極、感湿膜からなり、前記珪素化合物はドラ
イプレーテイングにより形成したことを特徴とする。

本発明の湿度センサ素子は請求項第（１）項においてド
ライプレーテイングは抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、
スパッタリングのいずれかの方法で行なうことを特徴と
する。

本発明の湿度センサ素子は請求項第（１）項において一
対の櫛形電極は厚膜叉は薄膜であることを特徴とする。

本発明の湿度センサ素子は請求項第（１）項において感
湿膜が多孔質シリカ膜からなることを特徴とする。

［実施例−１］ 第１図は本発明の湿度センサ素子の断面構造図であり、
１は感湿膜、２は櫛形電極、３は電極引出し部、４はア
ルミナ基板、５は珪素化合物である。

この構成を作製する手順は、まずアルミナ基板を十分に
洗浄し、電子ビーム蒸着装置にセットする。

次に十分に排気した後二酸化珪素（Ｓｉ０２）２μｍを
蒸着、続いて電極になるクロム（Ｃｒ）０．５μｍ、電
極引出し部のニクロム−金（ＮｉＣｒ−Ａｕ）を蒸着す
る。この後フォトエツチング加工により第２図に示すよ
うな櫛形電極を作製する。

櫛形型極付の基板を更に５ｉ０２−ゾル液に浸漬しディ
ッピング法で感湿膜を付着させる。この時の５ｉ０２−
ゾル液はテトラエトキシシラン（Ｓｉ　（ＯＣ２Ｈ５）
　４）にエタノール、塩酸を加え更に微粉末シリカを添
加することによりなるものである。この様にして感湿膜
を付着させた後更にまた５００”ＣＸ３０分の熱処理を
行い湿度センサ素子を完成させた。

この出来た湿度センサ素子の密着強度をクロスカットの
テープ剥離試験で確認したところ剥げることなく良好で
あった。

［実施例−２１ 実施例−１と同様の方法で湿度センサ素子を作製した。

この時は珪素化合物として窒化珪素を用い、ドライプレ
ーテイングにはスパッタリングをを用いた。この構成に
おいても感湿膜の密着性は特に問題なかった。この後更
に信頼性面で密着性を確認するため６０℃×９０％の高
温高湿槽に２０００時間放置し再度密着性を確認したが
ほとんど剥離は生じなかった。またこの時の感湿特性も
確認したところ第３図にしめすように直線性良好で信頼
性は特性面でも高いことがわかった。

［実施例−３］ 湿度センサ素子の試作をした。この時の試作手順は基板
にジルコニア（Ｚｒ０２）を用い、珪素化合物には一酸
化珪素（Ｓｉｎ）を抵抗加熱蒸着装置により形成した。

櫛形電極には厚膜のスクリーン印刷法を用い電極材質は
Ａｇ−Ｐｄ、膜厚は５０μｍである。感湿膜の組成は実
施例−１と同様のものであるが焼成は７００℃で４０分
行なった。

このできた素子は実施例−１のものに比べ感湿膜の密着
性はよりよいものであった。

［実施例−４］ 基板材質、珪素化合物、電極構成を各々変え様々行なっ
た。基板材質はチタニア（ＴｉＯ２）、アルミナチタン
カーバイト、サファイア、チタンナイトライド、ボロン
ナイトライド、マグネシアで、珪素化合物は実施例−１
〜３に記載したもの、電極は薄膜の場合はチタン（Ｔｉ
）、タンタル（Ｔａ）、金（Ａｕ）、モリブデン（ＭＯ
）、ＺｎＯ＋Ａｌ２Ｏ３，厚膜の場合はカーボンレジン
、ＲｕＯ２、金ペースト、Ａｇ−Ｐｄ−Ｐｔである。こ
れ等のものはいずれもどの組合せでもほとんど問題なく
良好であった。

［発明の効果コ 以上述べたように発明によれば、アルミナ等の絶縁性基
板上に珪素化合物をドライプレーテイングで形成するこ
とで同様の性質をもつ感湿膜の密着性が飛躍的に向上し
、安定製造実現可能でかつ信頼性の高い湿度センサ素子
を提供できるものである。

また他の効果としては電極に薄膜を用いる場合は電極材
の成膜時に同時に処理が可能なため低コスト化も容易で
ある。

また更に他の効果としては感湿膜にゾル−ゲル法による
多孔質シリカをもちいることで製造工程が容易であると
いう効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す湿度センサ素子の主要
断面図。 第２図は本発明の実施例の櫛形電極パターン図。 第３図は本発明の湿度センサ素子の感湿特性図。 １・・・・・・感湿膜 ２．２２・・・電極 ３．２３・・・電極引出し部 ４．２４・・・アルミナ基板 ５・・・・・・珪素化合物 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人弁理士　鈴木喜三部他Ｉ名 夕０　　　　　　　／ＤＯ ？Ｉ、力１（？＃−ン 第３ｍ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁性基板、珪素化合物、一対の櫛形電極、感湿
   膜からなる湿度センサ素子において、前記珪素化合物は
   ドライプレーテイングにより形成したことを特徴とする
   湿度センサ素子。
2. （２）ドライプレーテイングは抵抗加熱蒸着、電子ビー
   ム蒸着、スパッタリングのいずれかの方法で行なうこと
   を特徴とする請求項１記載の湿度センサ素子。
3. （３）一対の櫛形電極は薄膜叉は厚膜であることを特徴
   とする請求項１記載の湿度センサ素子。
4. （４）感湿膜が多孔質シリカ膜からなることを特徴とす
   る請求項１記載の湿度センサ素子。