CN1844906A - 结露感测器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明结露感测器包括：含至少二电极的基板；至少二梳状电极；以及一感测层；其中，至少二梳状电极是与基板上的二电极部分接触；感测层是含一纤维素衍生物，且形成于至少二梳状电极上；本发明更包括一种结露感测器的制作方法，包括：(a)提供一含至少二电极的基板，一导电胶以及一感测胶；(b)将导电胶涂覆于基板上形成至少二相间但不相接触的梳状电极，且梳状电极是部分与基板上的二电极接触；以及(c)将感测胶涂覆于梳状电极上；其中感测胶是含一纤维素衍生物以及一碳粉。

Description

结露感测器及其制造方法

技术领域

本发明是关于一种结露感测器，尤指一种以纤维素化学衍生物作为感测层的结露感测器。

背景技术

随着时代的发展，科技、农业、纺织、机房、航空航太、电力等工业部门，越来越需要采用湿度感测器，对产品质量的要求越业越高，对环境温、湿度的控制以及对工业材料水份值的监测与分析都已成为标准技术条件之一。湿度是指空气中水分的含量，就工业制程而言，较佳的湿度控制约在0-20％RH间，若湿度在20％RH时，药物、食品、电子半导体等物件便开始变质，而在35％RH时，金属和电子制品等开始出现氧化或机件老化的严重情况，于60％RH高湿时，摄影资讯光学等器材以及纸类纺织品更易因发霉而不堪使用，因此湿度的测量为非常重要的一环。

湿度感测器的基本形式是在基片上涂覆感湿材料以形成感湿膜，当空气中的水蒸汽吸附于感湿材料后，元件的阻抗、介质常数会发生很大的变化，而形成湿度敏感性元件，此利用水份影响导电性的原理，更可用以制作结露感测器，以感测温室内空气是否达到饱和结露状态。

一般为避免电气产品的机盒内因加装有水冷式散热装置，而导致机盒内温度变换造成的结露，引起电器短路或损坏，多会于机盒内加装结露感测器，以于结露前及早反应并回馈控制信号，启动除湿装置，保全电器产品；然而一般常用的湿度感测器反应特性曲线较为平缓，因此常未能在湿度达到80％-90％RH可能结露时及时反应；此外，公知金属氧化物类型的感测器，多使用类似IC晶圆式制程制作，其备制过程繁琐，且材料及制程费用价格昂贵，因此无法普及于一般低价消费品使用。

发明内容

纤维素的化学衍生物一羟乙基纤维素(HydroxyethylCellulose，HEC)具有良好的增稠、乳化、悬浮、分散、保持水份、抗维生物侵蚀、强效保湿剂等性能，是一种纤维素高分子型非离子界面活性剂，本发明利用羟乙基纤维素的特性，结合简单制程，开发出一适用于电器机壳内的结露感测器。

本发明结露感测器包括：含至少二电极的基板；至少二梳状电极；以及一感测层；其中，至少二梳状电极是与基板上的二电极部分接触；感测层是含一纤维素衍生物，且形成于至少二梳状电极上。

本发明更包括一种结露感测器的制作方法，其步骤包括：(a)提供一含至少二电极的基板，一导电胶以及一感测胶；(b)将导电胶涂覆于该基板上形成至少二相间但不相接触的梳状电极，且该梳状电极是部分与该基板上的二电极接触；以及(c)将该感测胶涂覆于该梳状电极上；其中该感测胶是含一纤维素衍生物以及一碳粉。

适用于本发明的基板可为常用的任何一种基板，如陶瓷板、电木板或玻璃纤维板，较佳为具备有一对电极的一陶瓷基板；于基板上所形成的梳状电极材料可以是常用的任何一种电极用的导电材料，如金胶、银胶、碳胶，较佳是含一碳粉的碳胶；本发明感测层所含的纤维素衍生物较佳可为羟乙基纤维素；其含量可视使用状态而定，较佳可为总量的5-15％；而本发明感测层更包括一碳粉成分，其含量同样可视使用状态而定，较佳可为总量的5-15％。

本发明的制作方法中，步骤(b)中的涂覆方式可为常用的任何一种，较佳可以网印形成；而在步骤(b)完成后，步骤(c)进行前，可更包括一步骤(b1)，将基板烘干，以使步骤(b)所涂覆的导电胶可完整的固定附着于基板上：而在最后步骤(c)完成后，更可包括一步骤(c1)，将该基板烘干。

附图说明

图1是本发明实施例1的制备结构平面图。

图2是本发明的输出电压相对于结露感测器的相对湿度测试结果图。

具体实施方式

实施例1

制备羟乙基纤维素高分子的步骤如下：以纤维素为原料，加入氢氧化钠反应成硷化的纤维素后，再加入氧化烯反应，即得羟乙基纤维素高分子界面活性剂。

制备碳黑材料：考量碳黑颗粒大小及与HEC能均匀混合，而采用SFG-75系列(Switzerland)，然添加比重可视感测器随湿度吸湿澎涨的动作阻抗值弹性调整。

碳胶的制作：主要使用于可变电阻器厚膜印刷制程，是采用碳黑SFG-75系列(Switzerland)，添加与PCB板相容的酚醛树酯材料，并于其中添加甲苯等溶剂，使均匀搅拌浓缩制成。

湿度感测胶的制作：将羟乙基纤维素(约5-15％)加入适量的纯水，约70-80％，及所需的碳黑(约5-15％)均匀搅拌使均匀分离浓缩混合。

实施例2

本发明结露感测器的制作过程请参考图1。

首先提供一具备两端银电极20，21的陶瓷基板10(主成份A1203)，如图1a，于基板10上以网印(网目选择#100-#250)印刷进行，将实施例1备制完成的碳胶网印于陶瓷基板10上，印刷的图样为二相对的梳状31，32，即一端为彼此交叉但不相接，而另一端各连接于陶瓷基板上的电极20，21，如图1b所示；接着经烘干炉180度3分钟烘干后，再将湿度感测胶40以完全覆盖于梳状电极31，32上的方式，印刷于碳胶面积上，再经烘干炉200度5分钟烘干，最后形成如图1c所示的结露感测器结构。

本实施例中整个碳胶图形的印刷方式，主要可增加接触面积及增加湿度感测胶与基板间的附着性。

网印的相关参数如下：(A)每印50片擦拭网版一次(B)网版张力34Kg/cm²(C)印刷速度30cm/s(D)印刷间隙0.6mm。

实施例3

检测部份首先使用标准恒湿恒温机检测，使用夹具夹住结露感测器的二电极，透过导线接至三用电表，设定标准恒湿恒温机的湿度及温度，稳定后测定结露感测器二电极间的电阻值；此外，亦可规划建置简易型湿度产生方法——饱和食盐水法进行检测，主要可根据日本工业标准——JIS B7920“湿度计——性能试验方法”，不同盐类的饱和水溶液，于定温下会产生不同的相对湿度。检测结果请参考图2。

图2是在25℃下进行测试的结果，其中M工N、AVG、MAX表示结露感测器二电极间的电阻值；使用标准恒湿恒温机测试，将温度设定为25℃，使用夹具夹住结露感测器的两电极，透过导线接至三用电表，同时测试10颗结露感测器，测试在湿度分别为60％、75％、80％、85％、90％、93％、95％时，结露感测器二电极间的电阻值，并取10颗结露感测器中的MIN、AVG、MAX电阻值，结果如图2。

湿度感测80％-90％RH时电阻曲线呈指数型拉升，此即为结露感测材的动作点。主要原理为干燥后的湿度感测胶经吸湿后会澎涨，造成电阻增加，整个电阻曲线为向上扬的指数型曲线。

上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以权利要求的保护范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (15)

1.一种结露感测器，其特征在于，包括：

含至少二电极的基板；

至少二梳状电极；以及

一感测层；

其中，该至少二梳状电极是与该基板上的该二电极部分接触；该感测层是含一纤维素衍生物，且形成于该至少二梳状电极上。

2.如权利要求1所述的结露感测器，其特征在于，其中该基板为一陶瓷基板。

3.如权利要求1所述的结露感测器，其特征在于，其中该至少二梳状电极是含一碳粉。

4.如权利要求1所述的结露感测器，其特征在于，其中该感测层的纤维素衍生物是经乙基纤维素。

5.如权利要求4所述的结露感测器，其特征在于，其中该感测层中该羟乙基纤维素的含量为总量的5-15％。

6.如权利要求1所述的结露感测器，其特征在于，其中该感测层更包括一碳粉成分。

7.如权利要求6所述的结露感测器，其特征在于，其中该感测层中该碳粉成分的含量为总量的5-15％。

8.一种结露感测器的制作方法，其特征在于，步骤包括：

(a)提供一含至少二电极的基板，一导电胶以及一感测胶；

(b)将该导电胶涂覆于该基板上形成至少二相间但不相接触的梳状电极，且该梳状电极是部分与该基板上的二电极接触；以及

(c)将该感测胶涂覆于该梳状电极上；

其中该感测胶是含一纤维素衍生物以及一碳粉。

9.如权利要求8所述的制作方法，其特征在于，其中步骤(a)中的该基板为一陶瓷基板。

10.如权利要求8所述的制作方法，其特征在于，其中该纤维素衍生物是羟乙基纤维素。

11.如权利要求10所述的制作方法，其特征在于，其中该湿度感测层中该经乙基纤维素的含量为总量的5-15％。

12.如权利要求8所述的制作方法，其特征在于，其中该湿度感测层中该碳粉成分的含量为总量的5-15％。

13.如权利要求8所述的制作方法，其特征在于，其中该步骤(b)中的涂覆方式是以网印形成。

14.如权利要求8所述的制作方法，其特征在于，其中于该步骤(b)完成后，该步骤(c)进行前，更包括一步骤(b1)，将该基板烘干。

15.如权利要求8所述的制作方法，其特征在于，其中于该步骤(c)完成后更包括一步骤(c1)，将该基板烘干。

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