JPH02306151A - 湿度センサ素子 - Google Patents
湿度センサ素子Info
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- JPH02306151A JPH02306151A JP12582789A JP12582789A JPH02306151A JP H02306151 A JPH02306151 A JP H02306151A JP 12582789 A JP12582789 A JP 12582789A JP 12582789 A JP12582789 A JP 12582789A JP H02306151 A JPH02306151 A JP H02306151A
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- humidity sensor
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- moisture
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
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。
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湿度センサ索子に関する。
化することを利用した湿度センサ索子に関する。
［従来の技術］
エレクトロニクスの進歩にともない室内の環境コントロ
ールが重要視されてきた。そのなかで温度コントロール
ついては信頼性の問題から要求に見合ったセンサ素子が
なく要望が強い。
ールが重要視されてきた。そのなかで温度コントロール
ついては信頼性の問題から要求に見合ったセンサ素子が
なく要望が強い。
［発明が解決しようとする課題］
ゾル−ゲル法により得られる多孔質シリカが感湿特性を
示すことは衆知であるが、これを感湿膜に用いた湿度セ
ンサ素子は実用化はされていない。
示すことは衆知であるが、これを感湿膜に用いた湿度セ
ンサ素子は実用化はされていない。
その理由として湿度センサの構成は一般には基板上に櫛
形電極を作製し、電極上部に感湿膜を付着させるもので
あるが本方法の様なゾル−ゲル法の場合、シリカ膜の焼
成には７００℃以上の温度処理が必要であるためこの温
度で処理すると電極の劣化が生じほとんど電極としての
機能を失ってしまう、この為ゾル−ゲル法による多孔質
シソ力膜の実用化には踏み切れていない、そこで本発明
においてはこの様な課題を解決するものでその目的とす
るところはゾル−ゲル法を用いた多孔質シリカ膜の湿度
センサ素子を容易に提供するものである。また他の目的
としては信頼性の高い湿度センサ素子を提供するもので
ある。
形電極を作製し、電極上部に感湿膜を付着させるもので
あるが本方法の様なゾル−ゲル法の場合、シリカ膜の焼
成には７００℃以上の温度処理が必要であるためこの温
度で処理すると電極の劣化が生じほとんど電極としての
機能を失ってしまう、この為ゾル−ゲル法による多孔質
シソ力膜の実用化には踏み切れていない、そこで本発明
においてはこの様な課題を解決するものでその目的とす
るところはゾル−ゲル法を用いた多孔質シリカ膜の湿度
センサ素子を容易に提供するものである。また他の目的
としては信頼性の高い湿度センサ素子を提供するもので
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上に感湿膜、一対
の櫛形電極、保護膜の構成よりなる湿度センサ素子にお
いて、前記一対の櫛形電極は感湿膜と保護膜の間に介在
することを特徴とする。
の櫛形電極、保護膜の構成よりなる湿度センサ素子にお
いて、前記一対の櫛形電極は感湿膜と保護膜の間に介在
す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
湿膜及び保護膜の主成分が多孔質シリカからなることを
特徴とする。
湿膜及び保護膜の主成分が多孔質シリカからなることを
特徴とする。
本発明の湿度センサ素子は請求項第（１）項、第（２）
項において感湿膜が７００ ’Ｃ〜１１００℃の温度で
焼成されたことを特徴とする。
項において感湿膜が７００ ’Ｃ〜１１００℃の温度で
焼成されたことを特徴とする。
［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ｌ
はアルミナ基板、２は感湿膜、３は一対の櫛形電極、４
は保護膜である。この素子の作製方法は１のアルミナ基
板を洗浄、乾燥を行い、５ｉｏ２−ゾル液にディッピン
グ法で膜を付着させる。
はアルミナ基板、２は感湿膜、３は一対の櫛形電極、４
は保護膜である。この素子の作製方法は１のアルミナ基
板を洗浄、乾燥を行い、５ｉｏ２−ゾル液にディッピン
グ法で膜を付着させる。
５ｉ０２−ゾル液の組成はテトラエトキシシランにエタ
ノール、塩酸を加え、加水分解後頁に微粉末シリカを添
加することによりなるものであり、付着後の膜厚は引き
上げ速度５０ｍｍ／分で２μｍであった。この付着した
膜を更に８００°Ｃで３０分焼成した。これによりでき
た感湿膜２上にスクリーン印刷法で電極３を印刷し焼成
した。焼成後の状態を第２図に示す、この後見に保護膜
として５ｉ０２−ゾルを用いディッピング法で保護膜を
付着させた。保護膜の焼成においては前述したように高
温処理では電極の破壊が生じるため、４５０℃で４０分
処理した。これにより出来た湿度センサ素子の特性を確
認した。まず感湿特性については第３図に示すように直
線性も良好で、また信頼性においては７０℃×９０％の
高温高温中で２０００時間放置後も変化率が２％と高い
ものであった。
ノール、塩酸を加え、加水分解後頁に微粉末シリカを添
加することによりなるものであり、付着後の膜厚は引き
上げ速度５０ｍｍ／分で２μｍであった。この付着した
膜を更に８００°Ｃで３０分焼成した。これによりでき
た感湿膜２上にスクリーン印刷法で電極３を印刷し焼成
した。焼成後の状態を第２図に示す、この後見に保護膜
として５ｉ０２−ゾルを用いディッピング法で保護膜を
付着させた。保護膜の焼成においては前述したように高
温処理では電極の破壊が生じるため、４５０℃で４０分
処理した。これにより出来た湿度センサ素子の特性を確
認した。まず感湿特性については第３図に示すように直
線性も良好で、また信頼性においては７０℃×９０％の
高温高温中で２０００時間放置後も変化率が２％と高い
ものであった。
［実施例−２］
実施例−１と同様の方法で湿度センサを試作した。
この時の構造を第４図に示す。第４図において４１はア
ルミナ基板、４２は感湿膜、４４は保護膜、５はカーボ
ン、６は櫛形電極、７は電極引出し部である０作製法の
差異は５ｉ０２−ゾルにインピーダンス調整のためカー
ボンを添加したことと、電極はスパッタリングで薄膜を
付着させフォトエツチング法でパターン加工をしたこと
である。より電極作製について詳しく述べると、まずク
ロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）、ニクロム（ＮｉＣｒ）、金
（Ａｕ）を連続でスパッタし、この後フォトエツチング
加工により櫛形電極部はクロムのみ、電極引出し部は前
述した４層構造に加工する。また感湿膜を焼成するさい
に特に考慮した点はカーボンが焼失しないように酸素の
ない不活性ガス雰囲気中で処理したことである。ちなみ
に温度条件は７５０℃×３５分である。この出来た湿度
センサ素子の感湿特性を評価したところ第５図に示すよ
うに直線性もよく、インピーダンスもカーボン添加。
ルミナ基板、４２は感湿膜、４４は保護膜、５はカーボ
ン、６は櫛形電極、７は電極引出し部である０作製法の
差異は５ｉ０２−ゾルにインピーダンス調整のためカー
ボンを添加したことと、電極はスパッタリングで薄膜を
付着させフォトエツチング法でパターン加工をしたこと
である。より電極作製について詳しく述べると、まずク
ロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）、ニクロム（ＮｉＣｒ）、金
（Ａｕ）を連続でスパッタし、この後フォトエツチング
加工により櫛形電極部はクロムのみ、電極引出し部は前
述した４層構造に加工する。また感湿膜を焼成するさい
に特に考慮した点はカーボンが焼失しないように酸素の
ない不活性ガス雰囲気中で処理したことである。ちなみ
に温度条件は７５０℃×３５分である。この出来た湿度
センサ素子の感湿特性を評価したところ第５図に示すよ
うに直線性もよく、インピーダンスもカーボン添加。
の効果から実施例−１に比べ低くできた。更にまた本実
施例でインピーダンスはカーボンの添加量により希望値
を自由にコントロールできることもわかった。
施例でインピーダンスはカーボンの添加量により希望値
を自由にコントロールできることもわかった。
［実施例−３］
実施例１．２と同様の製法を用い、感湿膜の焼成温度を
かえ感湿特性、信頼性を確認した。感湿特性は相対湿度
１０％〜９５％で直線性とインピーダンス、信頼性は８
０°Ｃ×６０％で２０００時間放置後初期値に対しての
変化率を測定した０表−１に結果を示す。
かえ感湿特性、信頼性を確認した。感湿特性は相対湿度
１０％〜９５％で直線性とインピーダンス、信頼性は８
０°Ｃ×６０％で２０００時間放置後初期値に対しての
変化率を測定した０表−１に結果を示す。
表−１
上記表−１に示すように感湿膜の焼成温度は高温程信頼
性が高い為信頼性確保には１０００〜１１００℃が良好
である。
性が高い為信頼性確保には１０００〜１１００℃が良好
である。
［発明の効果コ
以上述べたように発明によれば感湿膜上に電極を設け、
更に保護膜を付着させることで従来不可能だった温度で
感湿膜の焼成が可能ためゾル−ゲル法の多孔質シリカ膜
を感湿膜に用いた湿度センサ素子が容易に提供できるも
のである。
更に保護膜を付着させることで従来不可能だった温度で
感湿膜の焼成が可能ためゾル−ゲル法の多孔質シリカ膜
を感湿膜に用いた湿度センサ素子が容易に提供できるも
のである。
また他の効果としては感湿膜にゾル−ゲル法の多孔質シ
リカを用いているため高信頼性の温度センサを提供でき
るものである。
リカを用いているため高信頼性の温度センサを提供でき
るものである。
また更に他の効果としては電極は保護膜焼成時の温度し
か印加されないため、電極材の自由度が広がりセンサ製
造上低コスト化も可能という効果もある。
か印加されないため、電極材の自由度が広がりセンサ製
造上低コスト化も可能という効果もある。
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図は本実施例でもちいた電極パターン図。 第３図は本発明の温度センサ素子の感温特性図。 第４図は本実施例２の湿度センサ素子の断面構造図。 第５図は本実施例２の感湿特性図。 １．４１・・・・・・アルミナ基板 ２．２２．４２・・・感湿膜 ３、 ２３． ６・・・・櫛形電極 ４．４４・・・・・・保護膜 ５・・・・・・・・・カーボン ７・・・・・・・・・電極引出し部 具上 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１名 シ５４１（ン４ン 半ψｍ ／ＤＯ ：／Ｓ友Ｃｆ）
断面図。 第２図は本実施例でもちいた電極パターン図。 第３図は本発明の温度センサ素子の感温特性図。 第４図は本実施例２の湿度センサ素子の断面構造図。 第５図は本実施例２の感湿特性図。 １．４１・・・・・・アルミナ基板 ２．２２．４２・・・感湿膜 ３、 ２３． ６・・・・櫛形電極 ４．４４・・・・・・保護膜 ５・・・・・・・・・カーボン ７・・・・・・・・・電極引出し部 具上 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１名 シ５４１（ン４ン 半ψｍ ／ＤＯ ：／Ｓ友Ｃｆ）
Claims (3)
- （１）絶縁性基板上に感湿膜、一対の櫛形電極、保護
膜の構成よりなる湿度センサ素子において、前記一対の
櫛形電極は感湿膜と保護膜の間に介在することを特徴と
する湿度センサ素子。 - （２）感湿膜及び保護膜の主成分が多孔質シリカから
なることを特徴とする請求項１記載の湿度センサ素子。 - （３）感湿膜が７００℃〜１１００℃の温度で焼成さ
れたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の湿度
センサ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12582789A JPH02306151A (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 湿度センサ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12582789A JPH02306151A (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 湿度センサ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02306151A true JPH02306151A (ja) | 1990-12-19 |
Family
ID=14919924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12582789A Pending JPH02306151A (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 湿度センサ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02306151A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1262767A3 (en) * | 2001-05-31 | 2003-07-16 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | Humidity sensor |
-
1989
- 1989-05-19 JP JP12582789A patent/JPH02306151A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1262767A3 (en) * | 2001-05-31 | 2003-07-16 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | Humidity sensor |
| US6812821B2 (en) | 2001-05-31 | 2004-11-02 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Humidity sensor |
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