JPH07294474A - 湿度センサー - Google Patents

湿度センサー

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JPH07294474A
JPH07294474A JP6086671A JP8667194A JPH07294474A JP H07294474 A JPH07294474 A JP H07294474A JP 6086671 A JP6086671 A JP 6086671A JP 8667194 A JP8667194 A JP 8667194A JP H07294474 A JPH07294474 A JP H07294474A
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JP
Japan
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moisture
humidity sensor
moisture sensitive
substrate
conductive patterns
Prior art date
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Pending
Application number
JP6086671A
Other languages
English (en)
Inventor
Chihiro Kawaguchi
千廣 川口
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP6086671A priority Critical patent/JPH07294474A/ja
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特性のばらつき及び劣化を防止でき、しかも
小型化できる湿度センサーを提供する事を目的とする。 【構成】 基板12の上に導電パターン13,14を設
け、この導電パターン13,14の対向部13a,14
a状に感湿部19を取り付ける。感湿部19は繊維質シ
ートに感湿材を担持させる事によって構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、湿度検出装置等に用い
られる湿度センサーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の湿度センサーを示す斜視図
である。図3において、1はアルミナ基板、2,3は端
子導出パターン、4は多孔質セラミックス板、5,6は
電極、7は接続部、8,9はリード線、10,11は半
田付け部を示す。アルミナ基板1には、端子導出パター
ン2,3が銀とパラジュウムからなる導電性ペーストを
印刷して形成されている。また、多孔質セラミックス板
4は厚みが0.2mmで形状は幅が2mm、長さが4m
m程度の板である。その両面に電極5,6が印刷により
形成されている。
【0003】電極5,6の材料にはRuO2 が主に用い
られる。湿度を感湿する感湿部は、アルミナ基板1の端
子導出パターン2,3上に多孔質セラミックス板4を乗
せ導電性ペーストで電極5と端子導出パターン3を電気
的に接続し、電極6と端子導出パターン2と電気的に接
続し、更に硬化させる事で接着固定している。リード線
8,9は端子導出パターン2,3と半田付け部10,1
1で半田付けをする。
【0004】この湿度センサーの湿度−抵抗値特性を図
4に例示する。抵抗値は相対湿度30%RHでおよそ6
MkΩ、60%RHでは20kΩ、90%RHでは1k
Ω程度と指数関数的に大きく変化している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、多孔質セラミックス板4は、セラミックス
の原料を配合、成形し焼成したあと所定の厚さや形状に
切断加工して作製されていたので、多孔質セラミックス
板4が目詰まりを起したり、また密度や形状などがばら
つくので、その結果多孔質セラミックス板4に担持され
る感湿性高分子電解質の量が個々のセンサーによって異
なり特性に大きなばらつきが生じていた。
【0006】また、多孔質セラミックス板4の厚みが
0.2mm以下になると割れる事があるのである程度厚
さを厚くしなければならず、センサー小型化の妨げにな
っていた。
【0007】更に、多孔質セラミックス板4をアルミナ
基板1に取り付ける際に熱膨張係数などの違いによっ
て、多孔質セラミックス板4が割れる事があり、これも
特性の劣化の原因となっていた。
【0008】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
で、特性のばらつき及び劣化を防止でき、しかも小型化
できる湿度センサーを提供する事を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、繊維質シートに感湿材を担持させて感湿部を構成し
た。
【0010】
【作用】この構成により、感湿部の感湿材の担持量のば
らつきを抑える事ができ、更に感湿部に柔軟性を持たせ
る事ができる。
【0011】
【実施例】図1及び図2は本発明の一実施例における湿
度センサーを示す斜視図及び側面図である。図1及び図
2において、12は基板で、基板12は例えばアルミナ
やガラスエポキシ樹脂等の絶縁材料やサーミスタ等で構
成される。また多少導電性のある材料で基板12を構成
する場合には、少なくとも導電膜を形成する部分にレジ
スト等の絶縁材料をコーティングする事が好ましい。基
板12の材料としてアルミナを用いた場合、アルミナは
熱や薬品等に対して安定した材料であるので基板12の
構成材料としては最も好ましい。
【0012】13,14は互いに接触しないように基板
12の上にそれぞれ設けられた導電パターンで、導電パ
ターン13,14はそれぞれ対向部13a,14aと引
出し部13b,14bによって構成されている。本実施
例では対向部分が最も広く取れる事や、湿度の感度を向
上させる事等の有利な点が多いので対向部13a,14
aはそれぞれ同心円の関係になるように設けたが、他の
関係になるように対向部13a,14aを設けてもよ
い。更に対向部13a,14a間の距離は使用条件や構
成によって多少異なるが、本実施例では0.3mmから
0.5mmとした。
【0013】また、導電パターン13,14の形成は印
刷法や鍍金法等が用いられる。印刷法を用いる場合に
は、例えば導電性を有する金属酸化物(RuO2 等)や
金等の貴金属をガラス等に分散させたペーストを作製
し、このペーストを基板12の上に所定の形状に塗布
し、その後に加熱処理を施してペーストを基板12の上
に焼き付けて導電パターン13,14を形成する。この
場合、基板12としては耐熱性のあるアルミナを構成材
料とする事が好ましい。
【0014】鍍金法で導電パターン13,14を構成す
る場合、無電界鍍金法によって銅等の薄膜を基板12の
上に形成し、その薄膜の上に所定の形状のマスクを形成
する。次にエッチング等によってマスクされた部分以外
の薄膜を取り除いて導電パターン13,14を形成す
る。この時無電界鍍金が行える材料は一般的に腐食しや
すい材料で構成されているので、導電パターン13,1
4上に腐食防止のために例えば貴金属等の鍍金を施す事
が好ましい。鍍金法で導電パターン13,14を形成す
る場合には、熱処理が不要であるので基板12の構成材
料としてガラスエポキシ樹脂等の樹脂材料を用いる事が
でき、更に微細な導電パターン13,14を形成する場
合には印刷法で形成するよりも有利である。
【0015】更に、基板12上に導電箔を張り付けて、
その導電箔上に所定の形状のマスクを形成し、エッチン
グ等によってマスクされた部分以外の薄膜を取り除いて
導電パターン13,14を形成する方法等も用いられ
る。
【0016】15,16は基板12上に設けられた導出
端子で、導出端子15,16にはそれぞれ引出し部13
b,14bがそれぞれ接続されている。導出端子15,
16は例えば基板12上に印刷や鍍金法などによって形
成したり、または導電クリップ等を基板12に挟む等し
て構成されている。
【0017】17,18はそれぞれリード線で、リード
線17,18はそれぞれ導出端子15,16に接合され
ている。
【0018】19は厚さ数十μm程度の感湿部で、感湿
部19は繊維質シートに感湿材(例えば高分子電解)を
担持させた構成となっている。本実施例では、導電パタ
ーン13,14の対向部13a,14aを同心円として
いるので、感湿部19は円形とした。感湿部19を対向
部13a,14a上に取り付ける事によって、絶縁状態
にあった導電パターン13,14は感湿部19を介して
接合された状態となっている。従って湿度センサーの周
りの湿度が変化すると感湿部19の電気抵抗が変わり、
その電気抵抗の変化を導電パターン13,14間の例え
ば電圧を見る事によって湿度を観測する事ができる。
【0019】繊維質シートとしては吸湿性があり薬品に
対して安定な繊維で構成されたものが好ましい。すなわ
ち吸湿性がなければ空気中の水分を吸着する時間が長く
なってしまうので、湿度の検出に時間がかかってしま
う。更に薬品に対して安定性がないと繊維質シート自体
の特性が変わってしまい、良好な感湿特性を得る事はで
きない。例えば感湿材を担持させる時には、一般的に感
湿材を溶かし込んだ溶媒中に繊維質シートを浸漬するの
で、繊維質シートには溶媒に対しての安定性が求められ
る。繊維質シートとしては、例えば合成繊維で構成され
た不織布やセルロース系の長繊維で構成されたシートや
ポリエステル系の不織布等を用いる事ができる。
【0020】以下感湿材の繊維質シートへの担持方法に
ついて一例を説明する。まず、高分子電解質(感湿材の
一種)の水溶液中に繊維質シートを浸漬する。次に繊維
質シートを取り出して余分な水分を160℃前後の温度
で乾燥して除去して感湿部19が形成される。この時高
分子電解質自体に粘着性があれば、そのまま感湿部19
を対向部13a,14a上に張り付ける事ができるが、
粘着性がない場合には接着剤等を用いて対向部13a,
14a上に張り付ける必要がある。本実施例では、接着
剤を用いずに感湿部19を張り付けるために高分子電解
質水溶液中にポリビニルアルコールを適量混合する事に
よって、感湿部19に粘着性を持たせた。
【0021】なお本実施例では、感湿部19を円形とし
たが、対向部13aと対向部14aが感湿部19を介し
て電気的に接合するような構成にすればよいので、ドー
ナツ形状にしてもよい。
【0022】20は通気シートで、通気シート20は水
蒸気のみを通して液体の水を通さないようなシートで構
成されている。具体的には、合成繊維等で構成された不
織布20aと、水蒸気を通し液体の水を通さない多孔質
膜20bと、粘着材20cを積層して構成されており、
粘着材20cは基板12に接合して、通気シート20を
基板12から脱落しないようにしている。この通気シー
ト20は湿度が非常に多いところに用いる場合などに特
に有効である。すなわち、多湿のところで通気シート2
0を取り付けていないと感湿部19に水滴が付き感湿部
19に担持されていた感湿材が溶け出して特性の劣化が
生じるが、上述のような通気シート20を取り付けてい
れば感湿材が溶け出す事はない。
【0023】以上のように本実施例では、感湿部19を
繊維質シートに感湿材を担持させた構成としているの
で、感湿材を担持させる繊維質シートは形状や密度等に
ほとんどばらつきが生じない。すなわち従来例では多孔
質セラミックスに感湿材を担持させていたので、多孔質
セラミックスの形状密度等を揃える事ができなかったの
で、感湿材の担持量の違いによる特性のばらつきが生じ
ていたが、本実施例ではそのような不具合は生じない。
【0024】また、本実施例では繊維質シートを用いる
事によって、感湿部19を薄くしても割れ等が発生しな
いので、センサー自体を小型化できる。
【0025】更に、基板12に感湿部19を取り付ける
際にも、感湿部19自体がセラミックスのように堅くな
く柔軟性があるので、基板12と感湿部19の熱膨張係
数等の違いによる感湿部19の割れが発生しないので、
特性の劣化が生じる事はない。従って本実施例の湿度セ
ンサーは特性のばらつきが少なく、しかも製造が容易で
あり、更に特性の劣化がない。また、非常に感湿部19
を薄く形成できるのでセンサーを小型化できるととも
に、センサーの感度を向上させる事ができる。
【0026】
【発明の効果】本発明は、繊維質シートに感湿材を担持
させて感湿部を構成した事によって感湿部の感湿材の担
持量のばらつきを抑える事ができ、更に感湿部に柔軟性
を持たせる事ができるので、特性のばらつき及び劣化を
防止でき、しかもセンサーを小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における湿度センサーを示す
斜視図
【図2】本発明の一実施例における湿度センサーを示す
側面図
【図3】従来の湿度センサーを示す斜視図
【図4】従来の湿度センサーの湿度−抵抗値特性を示す
グラフ
【符号の説明】
12 基板 13,14 導電パターン 13a,14a 対向部 13b,14b 引出し部 19 感湿部 20 通気シート 20a 不織布 20b 多孔質膜 20c 粘着材

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板と、前記基板上に設けられた一対の導
    電パターンと、繊維質シートに感湿材を設けた構造とな
    っているとともに前記一対の導電パターン上に設けられ
    た感湿部を備えた事を特徴とする湿度センサー。
  2. 【請求項2】前記感湿部の上に通気性部材を設けた事を
    特徴とする請求項1記載の湿度センサー。
  3. 【請求項3】通気性部材を不織布と多孔質体と粘着材を
    積層して構成した事を特徴とする請求項2記載の湿度セ
    ンサー。
  4. 【請求項4】繊維質シートとして合成繊維で構成された
    不織布を用い、感湿材として高分子電解質を用いた事を
    特徴とする請求項1記載の湿度センサー。
  5. 【請求項5】導電パターンを引出し部と対向部で構成す
    るとともに、一対の導電パターンのそれぞれの対向部を
    同心円状に配置した事を特徴とする請求項1記載の湿度
    センサー。
JP6086671A 1994-04-25 1994-04-25 湿度センサー Pending JPH07294474A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008083041A (ja) * 2006-08-30 2008-04-10 Kri Inc 検出素子およびその製造方法、ならびに検出装置
JP2008216083A (ja) * 2007-03-05 2008-09-18 Sharp Corp 化学物質センシング素子、化学物質センシング装置、及び化学物質センシング素子の製造方法
WO2008126897A1 (ja) * 2007-04-10 2008-10-23 Hokuriku Electric Industry Co., Ltd. 感応センサ及びその製造方法

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