JPS58200504A - 感湿素子 - 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】 この発明は、湿度によって電気抵抗が変化する感湿物質
を利用した感湿素子に関するものである。

従来、感湿素子としては、１化リチウムを感直物員とす
るものが汎用されていたが、近年では金橘滅化吻を用い
た感湿系子が諭発されている。この金属酸化物系の感湿
素子は、上記塩化リチウム系の感湿菓子に比べて、特性
の経時劣化や適用できる相対直覚領域の大きさの面で優
れる。しかし、湿度サイクル中で感湿抵抗体層の表面に
安定な金属酸化物系が形成されて感度低下をきたすだめ
、定期的に加熱クリ−リングを施す必要がある。そのた
め、この上うな金属酸化物系の感湿素子では傍熱形ヒー
タを付設しているが、それによって構造が複雑となるこ
とから量産性や製造価格などの点で犬＠な問題を残して
いる。まだ、温蜜サイクルや湿度サイクル中に基板と感
湿抵抗体層との接層状態が悪化したり、感湿抵抗体１−
にひび割れを生じることが多々経験され、この面での特
性の改善も望まれている。

この発明は、上記欠点を改きし、広範囲の相対湿度偵域
にわたって高い４度と安定した感湿性化をイする上、絶
縁性基板と感湿抵抗体層との接着性が良好で、しかも耐
雰囲気性が良好なので荷別のクリ−リング手段を付設す
ることを茶渋で、！Ｄジ、量産性に冨むとともに低１面
格化かｏｒ能な感、渥系子を提供することを目的とする
。

すなわち、この発明７よ、杷＊ｉ板上に形成さ１た相対
回すめ一対の１４極間にわたって形成されるＨＡ　ａ　
抵Ｋ　体８１　カ、　Ｌ　ｉ　Ｐ　ｂ　Ｎ　ｂ　Ｏａ　
オよびＬｉＰｂＴａ０ｎより選ばれる少なくともｌａｉ
の化合物粉末＆〜９５モルチと、スピネル構造のクロム
酸塩群より選ばれる少なくとも１種の化合物粉末９５〜
５モルチと、バナジン酸化合物とからなる組成物の焼結
体からなるものである。

上記組成物において、　ＬｉＰｂＮｂ０番およびＬｉＰ
ｂＴ　ａ　０４　’ｔＨ６湿抵抗湿層抗体層中イオン源
とｂて添加され、その場合に、単独添加であっても両者
の混合ｆＱ　７１０であって％＆い。このようなＬｉイ
オン源としての化合物粉末は、その曜加量が５モル憾以
下でめると感湿素子の感度、時に低湿度傾城での感度が
著しく低下し、９５モル嘩以上ではその添加の幼果が層
相する　したがって、この化合物粉末の配合冗は５〜９
５モルチである。

つぎに、スピネル構造のり：“ロム鐵塩としては、Ｍｎ
Ｃｒ５０４、　ＺｎＣｒｔ０４、ＮＩＣｒｚＯａ、Ｃｕ
Ｃｒｚ０４、ＭｇＣｒ２Ｏ４、ＦｅＣｒｚＯａ、Ｃｏ　
Ｃｒ　２０　ａ　、などのスピネル構造のクロム酸塩群
より選ニゲｎる少なくともｌ穐の化身ｖｌＪ紛木が使用
さｎｌその配合比が９５モルチ以上でるる−と、上記Ｌ
ｉイオン源としての化合物粉本の添加目的が著しく阻害
され、５モル憾以下でちると、感湿抵抗体層の抵抗１ぽ
が増大する　したがって、この化合物粉末の配合比は９
５〜５モルチでおる０ また、バナジン酸化合物粉末はバインダとしてｔ＝＝さ
れるもので、たとえば、Ｖｔ０ｉ；やＶＮ、ＶＣ，Ｆｅ
ＶｓＯ藝、ＭｎＶ霊Ｏｓ等が使用される。そして、■！
０５を用いる場合、上記した二種の化合物粉本り添）ロ
目的ｔ−上害せず、しかも、それらの粉本て弓合してお
くのに有効な嵐を、配合比５〜８０モルチの範囲内で適
当に選択すめことが望ましい。

つぎに、感湿抵抗体層を形成するには、上記の混合粉床
に、ビークルたとえ１丁エチルセルローズやアクリル檎
腫と、ブチルカルピトールアてテートと、テレピネオー
ルなどとからなるビークルを児え、ローラやボールミル
などで光分に混合することによって適度な粘、蔓を汀す
るペースト状とじ九組成吻？・＃、戎すれば艮い。

この発明による感湿素子は、広範な相対湿度領域にわた
って、高感度でかつ直姻性に優れ、その特性の経時劣化
が少なく、また、高湿雰囲気下での放置に対して非常に
安定した特性を示し、耐雰囲砥性も良好である。そのた
め、従来のように傍熱形ヒータなどを付設する必要がな
い。加えて、この素子は、厚膜技術によって生産できる
ので、その量産化と低幽格化に過し、工某的利用価値の
高い利点を有する。

、つぎに、この発明の感湿素子の具体的な構造を５面に
したがって説明する。

第１図：１、この発明の感湿素子の一例を示すもので娶
り、図中１１はセラミックなどからなる絶縁基板、１２
２よび１Ｂはそｆそれ１葡形の形状を月゛して刈同する
一対の゛電極でめυ、この電極１２と１８に２けるそれ
ぞれリードアウト部１２ｂと１８ｂを除く主要部１２ａ
と１８ａにまたがって既述した組成物の焼結体よりなる
感湿抵抗体層１４が仮覆さｎている。１５および１６は
、（１２と１３とを′＆のおの外部リード１７および１
８に接続するための電極である。第２図１４　、第１図
の２−°２２面を示す。

このような感湿素子は、たとえばつぎの方法によって製
造される。まず、あらかじめ電極１５および１６が設け
られた絶縁基板１１を用い、この表面に櫛形の電極１２
および１８をスクリーン印刷によって形成し、焼成炉中
で８５０〜９５０℃程度にて電極焼成する。ついで、既
述したべ−２：（ト状の組成物を用いて、電極１２と１
３の主要部１２ｍと１ｆ３ａとを完全に覆うように均一
な厚みでスクリーン印刷全行なって仮覆麺を形成し、続
いて絶縁基板１１と感湿抵抗体層１４との密着性を増す
ために焼成炉中で、たとえば、９００〜１２００℃の適
当な温度で焼成する。この焼成恢の冷却過程で、感湿抵
抗体、曽１４は硬化するとこもに絶減基板１１に対する
密４性か良好でしかも過度な一孔分曲を１する＃膜とな
る。この冷却放、外部リード１７および１８を取り付け
、続いて特注の安定化のために嶋諷高湿下で負荷エージ
ングを行なう。

なお、上述した第１図および第２図の構成の感湿装置と
その製造操作の例においては、一対の電極１２および１
３を液種する状軛で感湿抵抗体層１４を形成した構成に
ついて説明しているが、この発明の感湿素子は両者の形
成順序を逆にして感湿抵抗本層上に一対の電極を形成し
たものや、感湿抵抗体ノーを電極でサンドイッチ状にし
た対向電極をも包含する。

つぎに、この発明の＋ｍ例を説明する。

下記の表１に示す配合比でＬｉＰｂＮｂ０４またはＬｉ
ＰｂＮｂ０４　の微粉末と各４のクロム酸塩微粉末およ
びｖ２０５微粉木とをボールミル中で混合し、エチルセ
ルローズとブチルカルピトールアセテートテレピネオー
ルとからなるビークルを加え、めのう礼拝にて羽−な粘
度のペースト状組；戎吻として。

つぎに、この組成物を、第１図２よひ桑２図でボす＝　
ｔａに〆いて、電量１２９よび１３がＲｕｎ２０、ｉ１
Ｌ＊１５および１６が大ｇ−ｐｄ口であるアルミナ製糖
、兼４板上に膜７１享が５０〜１００μｍとｌ心ように
スクリーン１］制し、空気中で約４５０℃にて加勢して
ビークル成分を揮散除云したのち。

９５０、℃で焼結させ、冷却後に６０℃、９０％ＲＨに
て通・を下のエージングを行ない、常法に準じて感湿素
子とした。

上記の実施例にて得られた感湿素子について、電極−１
の電気抵抗を２５℃において測定製囲気Ｃ相対湿度を変
化さぞて一１定した値を下記表２に示す。

表　　２ 第３図に、表２に示さｎた代茨市な試料についての相対
湿、′ｆと抵抗（直との関係を線図としてべした。なり
第３図Ｖこは、比較のたりに、１疋来の金へ液化物系の
感湿抵抗菓子の持重をも並記した。

晶３凶から明らかなように、上弓口火Ａ例の各素子は、
広範な相対湿す唄域にわたって、細末のものに比べ、尚
感度でかつ直線性（安定荘）に優れ、とくに゛、高湿雰
囲気下での放直に対しても非常に女疋した特性を示す。

また、上述したところから明らかなように、この素子シ
ま、厚膜技術＋ｔこよって容易に生産されるものでめる
。

【図面の簡単な説明】

第１図Ｊよこの発明の感湿素子の・列を示す平面ダ、第
２・図は第１図の２−２断面図、第３図は相対湿度と電
気抵抗匝の関係を示す特性図でろ′ＩＣ１１・・・絶縁
基板、１２．１３・・・対向する一対の電ム、１４・・
・感湿抵抗体層。 特肝出唄人　立石醒澄抹式讐社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁基板上に、相対向する一対の電極と、これら
   両電極間にわたる感湿抵抗体層とが形成された感湿素子
   において、感湿抵抗体層が、ＬｉＰｂＮｂ０４およびＬ
   ｉＰｂＴａＯ４よシ選ばれる少なくとも１種の化合物粉
   末５〜９５モル−と、スピネル構造のクロム酸塩の化合
   物粉末９０〜５モルチと、バナジン酸化合物粉床とから
   なる組成物の焼結体によって構成されたことを特徴とす
   るｌＷ４湿素子。