JPH0781975B2 - 感湿素子 - Google Patents
感湿素子Info
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- JPH0781975B2 JPH0781975B2 JP1304805A JP30480589A JPH0781975B2 JP H0781975 B2 JPH0781975 B2 JP H0781975B2 JP 1304805 A JP1304805 A JP 1304805A JP 30480589 A JP30480589 A JP 30480589A JP H0781975 B2 JPH0781975 B2 JP H0781975B2
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は有機高分子樹脂を感湿材料として用いてなる感
湿素子に係わり、特にその下側端子の構造に関するもの
である。
湿素子に係わり、特にその下側端子の構造に関するもの
である。
従来、この種の感湿素子は、絶縁性基板の表面に薄膜状
下側電極，有機高分子樹脂材料からなる感湿膜および透
湿性の薄膜状上側電極を順次積層形成して構成されてお
り、この感湿膜の相対湿度に対する対向電極間の容量値
もしくはインピーダンスの変化を湿度の検出として取り
出していた。
下側電極，有機高分子樹脂材料からなる感湿膜および透
湿性の薄膜状上側電極を順次積層形成して構成されてお
り、この感湿膜の相対湿度に対する対向電極間の容量値
もしくはインピーダンスの変化を湿度の検出として取り
出していた。
しかしながら、絶縁性基板上に成膜される薄膜状下側電
極は、電極構造においては、アルミニウム薄膜を用いる
と、腐食しやすく、長期安定性や信頼性に欠けることか
ら、厚膜ペーストを塗布し焼成した厚膜金電極が用いら
れていたが、この厚膜金電極では膜厚が約10μｍ前後で
あり、また、この厚膜金電極上に成膜される高分子樹脂
材料の感湿膜の膜厚が0.5〜10μｍ程度であるので、ピ
ンホールのために不良となつたり、さらに上側電極と下
側電極との間の短絡の原因となつたり、また、厚膜金電
極の表面は凹凸が大きいため、耐電圧特性を低下させた
りするなどの問題があつた。さらに電極の形成方法にお
いては、厚膜金電極を用いる場合、印刷，乾燥，焼成な
どの工程を必要とし、工程が複雑となる問題があつた。
極は、電極構造においては、アルミニウム薄膜を用いる
と、腐食しやすく、長期安定性や信頼性に欠けることか
ら、厚膜ペーストを塗布し焼成した厚膜金電極が用いら
れていたが、この厚膜金電極では膜厚が約10μｍ前後で
あり、また、この厚膜金電極上に成膜される高分子樹脂
材料の感湿膜の膜厚が0.5〜10μｍ程度であるので、ピ
ンホールのために不良となつたり、さらに上側電極と下
側電極との間の短絡の原因となつたり、また、厚膜金電
極の表面は凹凸が大きいため、耐電圧特性を低下させた
りするなどの問題があつた。さらに電極の形成方法にお
いては、厚膜金電極を用いる場合、印刷，乾燥，焼成な
どの工程を必要とし、工程が複雑となる問題があつた。
このような課題を解決するために本発明による感湿素子
は、絶縁性基板上に形成される下側電極を厚さ50〜1000
ÅのNb膜と厚さ1000〜100000ÅのPt膜との２層構造の積
層膜により構成するものである。
は、絶縁性基板上に形成される下側電極を厚さ50〜1000
ÅのNb膜と厚さ1000〜100000ÅのPt膜との２層構造の積
層膜により構成するものである。
本発明による他の感湿素子は、絶縁性基板上に形成され
る下側電極をNb膜とPt膜との間に導電性金属膜を介在さ
せた３層構造の積層膜により構成するものである。
る下側電極をNb膜とPt膜との間に導電性金属膜を介在さ
せた３層構造の積層膜により構成するものである。
本発明においては、Nb膜が絶縁性基板の表面に高い付着
力で密着形成され、このNb膜上にPt膜が密着して成膜さ
れる。また、Nb膜上に導電性の良好な導電性金属膜が高
い付着力で密着形成され、電極材となるとともにこの導
電性金属膜上に形成されるPt膜の厚さを薄くしても同程
度の導電率が得られる構成となつている。
力で密着形成され、このNb膜上にPt膜が密着して成膜さ
れる。また、Nb膜上に導電性の良好な導電性金属膜が高
い付着力で密着形成され、電極材となるとともにこの導
電性金属膜上に形成されるPt膜の厚さを薄くしても同程
度の導電率が得られる構成となつている。
以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図（ａ）は本発明による感湿素子の一実施例を示す
要部平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ′
線の断面図である。同図において、例えばガラス，アル
ミナ，シリコン，窒化アルミもしくは窒化珪素などから
なる絶縁性基板１の表面には遷移金属として例えばNbを
蒸着もしくはスパツタリング法により50〜1000Åの厚さ
に被着させてNb膜21が成膜され、引き続き貴金属として
例えばPtを蒸着もしくはスパツタリング法により1000〜
10000Åの厚さに被着させてPt膜22が成膜されて２層構
造からなる下側電極２が形成されている。この場合、こ
の下側電極２は、第２図に示すように絶縁性基板１上に
例えば表裏面で開口径の異なる開口部11aを有する厚さ
約0.1mmのSUS製のメタルマスク11を位置合せして上述し
た金属を蒸着もしくはスパツタリングすることにより、
Nb膜21およびPt膜22はエツジに丸味をおびて成膜され、
これによつてNb膜21がPt膜22で全面を完全に覆われた積
層構造で形成される。なお、2aは下側電極２と同一材
料，同一手段により一体的に成膜された電極端子であ
る。また、この下側電極２上には有機高分子樹脂材料を
スピンコートもしくはデイツピング法により塗布した
後、この有機高分子樹脂材料のガラス転移点以上の熱処
理を行なつて厚さ約10000〜50000Å程度の感湿膜３が形
成されている。なお、感湿膜３を構成する有機高分子樹
脂材料としては、メチルメタクリレートの重合体，メチ
ルメタクリレートとビニル基を２個以上有する化合物と
の共重合体，エチルメタクリレートの重合物，エチルメ
タクリレートとビニル基を２個以上有する化合物との共
重合体，メタクリル酸の重合物などが用いられる。ま
た、この感湿膜３上には例えばAuを加熱蒸着法により10
0〜500Åの厚さに被着させて透湿性の上側電極４が形成
されている。なお、4aは上側電極４と同一材料，同一手
段により一体的に成膜された電極端子である。最後に図
示されないが、電極端子2a,4a上に外部引き出し用のリ
ード線を導電性樹脂により接着して電気的接続を行なつ
て完成する。
要部平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ′
線の断面図である。同図において、例えばガラス，アル
ミナ，シリコン，窒化アルミもしくは窒化珪素などから
なる絶縁性基板１の表面には遷移金属として例えばNbを
蒸着もしくはスパツタリング法により50〜1000Åの厚さ
に被着させてNb膜21が成膜され、引き続き貴金属として
例えばPtを蒸着もしくはスパツタリング法により1000〜
10000Åの厚さに被着させてPt膜22が成膜されて２層構
造からなる下側電極２が形成されている。この場合、こ
の下側電極２は、第２図に示すように絶縁性基板１上に
例えば表裏面で開口径の異なる開口部11aを有する厚さ
約0.1mmのSUS製のメタルマスク11を位置合せして上述し
た金属を蒸着もしくはスパツタリングすることにより、
Nb膜21およびPt膜22はエツジに丸味をおびて成膜され、
これによつてNb膜21がPt膜22で全面を完全に覆われた積
層構造で形成される。なお、2aは下側電極２と同一材
料，同一手段により一体的に成膜された電極端子であ
る。また、この下側電極２上には有機高分子樹脂材料を
スピンコートもしくはデイツピング法により塗布した
後、この有機高分子樹脂材料のガラス転移点以上の熱処
理を行なつて厚さ約10000〜50000Å程度の感湿膜３が形
成されている。なお、感湿膜３を構成する有機高分子樹
脂材料としては、メチルメタクリレートの重合体，メチ
ルメタクリレートとビニル基を２個以上有する化合物と
の共重合体，エチルメタクリレートの重合物，エチルメ
タクリレートとビニル基を２個以上有する化合物との共
重合体，メタクリル酸の重合物などが用いられる。ま
た、この感湿膜３上には例えばAuを加熱蒸着法により10
0〜500Åの厚さに被着させて透湿性の上側電極４が形成
されている。なお、4aは上側電極４と同一材料，同一手
段により一体的に成膜された電極端子である。最後に図
示されないが、電極端子2a,4a上に外部引き出し用のリ
ード線を導電性樹脂により接着して電気的接続を行なつ
て完成する。
このような構成によれば、下側電極２は、Nb膜21とPt膜
22との２層構造により構成したことにより、絶縁性基板
１との付着力が強化され、かつ耐食性の極めて良好な下
側電極２が得られた。つまり、下側電極２をPt膜22のみ
で構成した場合には絶縁性基板１との付着力が弱く、電
極として形成すると、剥離する問題があつたが、絶縁性
基板１上にNb膜21が高い付着力で接着されるとともこの
Nb膜２を完全に覆つてPt膜22が高い付着力で接着される
ので、安定した付着力の強いPt膜22を主体とした下側電
極２を得ることができた。また、この下側電極２にPt膜
22を用いたことにより、この下側電極２と水との間の化
学反応を抑えることができる。さらに下側電極２をメタ
ルマスク11により、電極構造を形成するため、工程が簡
単で安価にかつ安定な下側電極２を形成することができ
る。また、メタルマスク11により、Nb膜21はPt膜22に完
全に覆われた形状とすることができるので、Nb膜21の腐
食を確実に抑えることができる。さらにメタルマスクを
用いた電極形成法では下側電極２の端部の膜厚が徐々に
薄く形成できるので、電界の集中が少なくなり、耐電圧
特性を向上させることができる。
22との２層構造により構成したことにより、絶縁性基板
１との付着力が強化され、かつ耐食性の極めて良好な下
側電極２が得られた。つまり、下側電極２をPt膜22のみ
で構成した場合には絶縁性基板１との付着力が弱く、電
極として形成すると、剥離する問題があつたが、絶縁性
基板１上にNb膜21が高い付着力で接着されるとともこの
Nb膜２を完全に覆つてPt膜22が高い付着力で接着される
ので、安定した付着力の強いPt膜22を主体とした下側電
極２を得ることができた。また、この下側電極２にPt膜
22を用いたことにより、この下側電極２と水との間の化
学反応を抑えることができる。さらに下側電極２をメタ
ルマスク11により、電極構造を形成するため、工程が簡
単で安価にかつ安定な下側電極２を形成することができ
る。また、メタルマスク11により、Nb膜21はPt膜22に完
全に覆われた形状とすることができるので、Nb膜21の腐
食を確実に抑えることができる。さらにメタルマスクを
用いた電極形成法では下側電極２の端部の膜厚が徐々に
薄く形成できるので、電界の集中が少なくなり、耐電圧
特性を向上させることができる。
第３図は本発明による感湿素子の他の実施例を示す下側
電極の拡大断面図である。同図において、下側電極２′
は絶縁性基板１上に遷移金属からなる第１の金属膜21と
導電性金属からなる第２の金属膜22と貴金属からなる第
３の金属膜23とが順次被着形成され、３層構造の積層に
より構成されている。この場合、各金属膜は、Nb/Ni/Pt
3層構造で構成され、上記Niの代りにCu,Agなどを用いて
も良い。
電極の拡大断面図である。同図において、下側電極２′
は絶縁性基板１上に遷移金属からなる第１の金属膜21と
導電性金属からなる第２の金属膜22と貴金属からなる第
３の金属膜23とが順次被着形成され、３層構造の積層に
より構成されている。この場合、各金属膜は、Nb/Ni/Pt
3層構造で構成され、上記Niの代りにCu,Agなどを用いて
も良い。
このような構成によれば、遷移金属膜21と貴金属膜23と
の間に中間膜としての導電性金属膜22を介在させたこと
により、電極部の抵抗を同じにしたまま高価な貴金属で
あるPd,Au,Ptの厚さを500〜1000Å程度に薄くすること
ができ、コスト上有利であるとともに下側電極２′の電
極端子に外部引き出し用リード線を半田付けする際に第
３の金属膜33がAu膜の場合、Auが半田に食われるので、
第２の金属膜22を中間に設けることにより、はんだと第
２の金属膜22と電気的に接続させることができるので、
確実な電気的接続手段が確保できる。
の間に中間膜としての導電性金属膜22を介在させたこと
により、電極部の抵抗を同じにしたまま高価な貴金属で
あるPd,Au,Ptの厚さを500〜1000Å程度に薄くすること
ができ、コスト上有利であるとともに下側電極２′の電
極端子に外部引き出し用リード線を半田付けする際に第
３の金属膜33がAu膜の場合、Auが半田に食われるので、
第２の金属膜22を中間に設けることにより、はんだと第
２の金属膜22と電気的に接続させることができるので、
確実な電気的接続手段が確保できる。
なお、前述した実施例においては、対向配置される上側
電極と下側電極との間に感湿膜を挾持させた感湿素子の
平面状下側電極を適用した場合について説明したが、く
し形電極など他の形状の電極構造に適用できることは言
うまでもない。
電極と下側電極との間に感湿膜を挾持させた感湿素子の
平面状下側電極を適用した場合について説明したが、く
し形電極など他の形状の電極構造に適用できることは言
うまでもない。
以上説明したように本発明によれば、絶縁性基板との付
着力が強固でかつ安定でしかも耐食性の良好な下側電極
が得られるので、品質および信頼性の高い感湿素子が得
られるという極めて優れた効果を有する。
着力が強固でかつ安定でしかも耐食性の良好な下側電極
が得られるので、品質および信頼性の高い感湿素子が得
られるという極めて優れた効果を有する。
第１図は本発明の一実施例による感湿素子を示す図、第
２図は第１図の下側電極の形成方法を説明する断面図、
第３図は本発明の他の実施例による感湿素子の下側電極
の構成を示す拡大断面図である。 １……絶縁性基板、2,2′……下側電極、21……Nb膜、2
2……Pt膜、2a……電極端子、21……第１の金属膜、22
……第２の金属膜、23……第３の金属膜、３……感湿
膜、４……上側電極、4a……電極端子、11……メタルマ
スク、11a……開口部。
２図は第１図の下側電極の形成方法を説明する断面図、
第３図は本発明の他の実施例による感湿素子の下側電極
の構成を示す拡大断面図である。 １……絶縁性基板、2,2′……下側電極、21……Nb膜、2
2……Pt膜、2a……電極端子、21……第１の金属膜、22
……第２の金属膜、23……第３の金属膜、３……感湿
膜、４……上側電極、4a……電極端子、11……メタルマ
スク、11a……開口部。
Claims (2)
- 【請求項１】絶縁性基板上に下側電極，感湿膜，上側電
極を順次積層形成してなる感湿素子において、 前記下側電極は厚さ50〜1000ÅのNb膜と、厚さ1000〜10
0000ÅのPt膜との２層構造の積層膜で構成したことを特
徴とする感湿素子。 - 【請求項２】請求項１記載の感湿素子において、前記下
側電極は前記Nb膜と前記Pt膜との間に導電性金属膜を介
在させた３層構造の積層膜で構成したことを特徴とする
感湿素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1304805A JPH0781975B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 感湿素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1304805A JPH0781975B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 感湿素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03167463A JPH03167463A (ja) | 1991-07-19 |
| JPH0781975B2 true JPH0781975B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=17937458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1304805A Expired - Lifetime JPH0781975B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 感湿素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0781975B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5402075A (en) * | 1992-09-29 | 1995-03-28 | Prospects Corporation | Capacitive moisture sensor |
| JP2007278867A (ja) * | 2006-04-07 | 2007-10-25 | Ghitron Technology Co Ltd | 湿度感知部品の電極構造 |
| JP2010164344A (ja) * | 2009-01-13 | 2010-07-29 | Nitto Denko Corp | 物質検知センサ |
| JP5849836B2 (ja) * | 2012-04-10 | 2016-02-03 | 株式会社デンソー | 湿度センサ |
| JP6611362B2 (ja) * | 2014-12-11 | 2019-11-27 | 北陸電気工業株式会社 | 容量式湿度センサ |
| JP6883777B2 (ja) * | 2016-07-26 | 2021-06-09 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
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| JPS6420439A (en) * | 1987-07-15 | 1989-01-24 | Yamatake Honeywell Co Ltd | Humidity sensible element |
-
1989
- 1989-11-27 JP JP1304805A patent/JPH0781975B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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| JPH03167463A (ja) | 1991-07-19 |
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