DE3833136A1 - Kapazitives fuehlelement und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft kapazitive Fühlelemente und ein Verfahren zu ihrer Herstellung, wobei die Elemente zum Feststellen von Feuchtigkeit usw. dienen unter Verwendung von Fühlkörpern, deren dielektrische Konstante sich als Folge eines äußeren Faktors, wie beispielsweise Feuchtigkeit usw., ändert.

Üblicherweise wird ein Fühlelement der genannten Art hergestellt unter Verwendung von Fühlkörpern, deren dielektrische Konstante sich durch physikalische oder chemische Interaktion zwischen den Fühlkörpern und einem äußeren Faktor, wie beispielsweise Feuchtigkeit oder dergleichen, die festgestellt werden soll, ändert.

Fig. 1 zeigt ein erstes Beispiel eines solchen üblichen Fühlelementes. Bei diesem Fühlelement sind eine untere Elektrode 32, ein empfindlicher dünner Film 33 aus einem gegenüber Feuchtigkeit empfindlichen Hochpolymeren, und eine obere Elektrode 34 aufeinanderfolgend auf einem Isoliersubstrat 31, beispielsweise aus Glas, gestapelt, so daß ein empfindlicher Teil bzw. Fühlteil 35 dargestellt ist, der aus einem Kondensator zusammengesetzt ist, wobei der empfindliche dünne Film 33 als Dielektrikum dient. Der festzustellende äußere Faktor, wie beispielsweise die Feuchtigkeit, wird von dem empfindlichen dünnen Film 33 über die obere Elektrode 34 absorbiert und über die obere Elektrode 34 abgegeben, so daß die obere Elektrode 34 aus einem sehr dünnen metallenen Verdampfungsfilm bzw. aufgedampften Film gebildet ist, der eine Dicke von mehreren hundert Ångström (Å) hat, um Leitfähigkeit und Durchlässigkeit für Feuchtigkeit usw. zu liefern. Weiterhin erstreckt sich eine Endseite der oberen Elektrode 34 nach unten auf die obere Fläche des Isoliersubstrats 31 in einem abgestuften Teil an einer Endkante des dünnen empfindlichen Filmes 33, wobei ein Anschlußkissen 34 a gebildet ist zum Anschließen der oberen Elektrode 34 an einen Feststellstromkreis. Das Bezugszeichen 32 a bezeichnet ein Anschlußkissen auf der Seite der unteren Elektrode 32.

Der äußere Faktor, wie beispielsweise die Feuchtigkeit usw., die festgestellt werden soll, wird zu dem empfindlichen dünnen Film 33 absorbiert, und die Änderung der dielektrischen Konstante, d. h. die Änderung der Kapazität zwischen der oberen Elektrode 34 und der unteren Elektrode 32, wird zum Feststellen der Feuchtigkeit als Änderung eines elektrischen Signals durch den Feststellstromkreis ausgegeben bzw. geliefert.

Da jedoch bei der oben beschriebenen ersten üblichen Ausführung die obere Elektrode 34 gebildet ist durch Metallverdampfung bzw. Metallaufdampfung nach der Bildung des empfindlichen dünnen Filmes 33, der aus einem gegenüber Feuchtigkeit empfindlichen Hochpolymeren zusammengesetzt ist, wird der empfindliche dünne Film 33 beim Aufdampfen erhitzt und eine thermische Reaktion oder andere Reaktion wird zwischen dem empfindlichen dünnen Film 33 und dem Metall der oberen Elektrode 34, die durch Aufdampfung aufgestapelt ist, hervorgerufen, wodurch sich eine Verschlechterung an der Fläche des empfindlichen dünnen Films 33 ergibt. Weiterhin wird, da die obere Elektrode 34 durch einen sehr dünnen metallenen aufgedampften Film gebildet ist, der eine Dicke von mehreren hundert Å hat, eine Dispersion hervorgerufen mit Bezug auf die Permeabilität von Feuchtigkeit und die Leitfähigkeit, so daß für die elektrischen Eigenschaften des Elementes das Bestreben besteht, dispergiert bzw. zerstreut zu werden. Da weiterhin die obere Elektrode 34 durch die sehr dünne metallene Aufdampfung gebildet ist, wie es oben erwähnt ist, besteht für den dünnen Film das Bestreben, an dem abgestuften Teil an der Endkante des empfindlichen dünnen Films 33 bei der Aufdampfung zu brechen, wodurch die Ausbeute bei der Herstellung und die Zuverlässigkeit verringert werden.

Fig. 2 zeigt eine zweite bekannte Ausführungsform des Fühlelementes. Bei diesem üblichen Ausführungsbeispiel sind zwei untere Elektroden 37 und 38 in einem zweckentsprechenden Abstand voneinander an einem Isoliersubstrat 31 angebracht, und ein empfindlicher dünner Film 39 und eine obere Elektrode 40 sind aufeinanderfolgend auf den beiden unteren Elektroden 37 und 38 angeordnet. Ein Kondensator ist gebildet durch die eine untere Elektrode 37 und die obere Elektrode 40 mit dem empfindlichen dünnen Film 39 als Dielektrikum, und ein anderer Kondensator ist gebildet durch die andere untere Elektrode 38 und die obere Elektrode 40, so daß der Fühlteil 41 durch die beiden in Reihe zueinander angeschlossenen Kondensatoren gebildet ist.

Selbst bei dem zweiten üblichen Ausführungsbeispiel wird, ähnlich wie bei dem ersten üblichen Ausführungsbeispiel, der äußere Faktor, wie beispielsweise Feuchtigkeit usw., die festgestellt werden soll, absorbiert bzw. abgegeben mit Bezug auf den empfindlichen dünnen Film 39 über die obere Elektrode 40. Daher ist die obere Elektrode 40 aus einem sehr dünnen metallenen aufgedampften Film gebildet mit einer Dicke von mehreren hundert Å. Dementsprechend ist auch bei dem zweiten üblichen Ausführungsbeispiel eine thermische Reaktion oder eine andere Reaktion zwischen dem empfindlichen dünnen Film 39 und dem Metall der oberen Elektrode 40 hervorgerufen, so daß die Fläche des empfindlichen dünnen Filmes 39 verschlechtert oder zerstört werden kann, und es wird Dispersion oder Zerstreuung hervorgerufen mit Bezug auf die Permeabilität von Feuchtigkeit und die Leitfähigkeit, so daß für die elektrischen Eigenschaften der Elemente das Bestreben besteht, dispergiert bzw. zerstreut zu werden.

Wie oben beschrieben, ist bei dem ersten üblichen Ausführungsbeispiel die obere Elektrode 34 nach der Bildung des empfindlichen dünnen Films 33 durch Metallaufdampfung gebildet, und eine thermische Reaktion oder eine andere Reaktion wird zwischen dem empfindlichen dünnen Film 33 und dem aufgedampften Metall hervorgerufen, so daß die Fläche des empfindlichen dünnen Films 33 verschlechtert oder zerstört werden kann. Da weiterhin die obere Elektrode 34 durch einen sehr dünnen Film einer Dicke von mehreren hundert Å gebildet ist, ist Dispersion hervorgerufen mit Bezug auf die Permeabilität von Feuchtigkeit und Leitfähigkeit, und für die elektrischen Eigenschaften der Elemente besteht das Bestreben, dispergiert bzw. zerstreut zu werden. Weiterhin besteht für die obere Elektrode 34 das Bestreben, in dem abgestuften Teil an der einen Endkante des empfindlichen dünnen Filmes 33 bei der Aufdampfung zu brechen, wodurch die Ausbeute bei der Herstellung und die Zuverlässigkeit verringert werden.

Bei dem zweiten üblichen Ausführungsbeispiel kann, da die obere Elektrode 40 durch eine sehr dünne metallene Aufdampfung gebildet ist, mit einer Dicke von mehreren hundert Å, und zwar ähnlich wie bei dem ersten üblichen Ausführungsbeispiel, die Fläche des empfindlichen dünnen Filmes 39 bei der Herstellung verschlechtert werden, und Dispersion wird hervorgerufen mit Bezug auf die Permeabilität von Feuchtigkeit und die Leitfähigkeit, so daß für die elektrischen Eigenschaften der Elemente das Bestreben besteht, dispergiert bzw. zerstreut zu werden.

Weiterhin werden bei einem anderen Fühlelement die elektrischen Eigenschaften verschlechtert durch Hystereseeigenschaften, und die Ansprechgeschwindigkeit ist niedrig. Außerdem kann ein gegenüber Feuchtigkeit empfindliches Material mit niedrigem Wärmewiderstand nicht verwendet werden, um die Verschlechterung des empfindlichen dünnen Filmes zu vermeiden. Weiterhin ist es bei den bekannten Verfahren zur Herstellung eines Feuchtigkeitsfühlelementes erforderlich, eine Arbeitsweise auszuführen zum Bilden der oberen Elektrode, sowie eine Formgebungsarbeitsweise für den gegenüber Feuchtigkeit empfindlichen dünnen Film, wobei das Verfahren insgesamt aufwendig ist.

Um die oben genannten Probleme zu überwinden, besteht ein Zweck der vorliegenden Erfindung darin, ein kapazitives Fühlelement und ein Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen, wobei es nicht erforderlich ist, eine obere Elektrode anzuordnen und die Fläche des empfindlichen dünnen Films in einem Arbeitsvorgang nach seiner Bildung nicht verschlechtert wird. Außerdem ist Dispersion mit Bezug auf die elektrischen Eigenschaften zwischen den Elementen verhindert, und die Elektrode kann während der Herstellung nicht brechen, so daß die Ausbeute bei der Herstellung und die Zuverlässigkeit verbessert sind.

Im Hinblick auf den oben genannten Zweck umfaßt die vorliegende Erfindung ein kapazitives Fühlelement, umfassend ein Paar von Elektroden, die an einem Isoliersubstrat gebildet sind und gegenüberliegende Elektrodenflächen haben, die mit Bezug auf die Fläche des Isoliersubstrats rechtwinklig oder schräg gebildet sind. Das Fühlelement umfaßt weiterhin Fühlmittel, die zwischen den gegenüberliegenden Elektrodenflächen des Elektrodenpaares angeordnet sind und elektrische Eigenschaften haben, die sich auf der Basis physikalischer oder chemischer Interaktion zwischen den Fühlmitteln und einer festzustellenden Substanz ändern.

Ein Verfahren zum Herstellen eines kapazitiven Fühlelementes umfaßt die Schritte des Bildens einer Nut an einem Isoliersubstrat, des Bildens eines dünnen Metallfilmes einer vorbestimmten Dicke an dem die Nut aufweisenden Isoliersubstrat, das Ausführen eines Ätzens eines vorbestimmten Musters in einem Teil des dünnen Metallfilmes, der einen Bodenflächenteil der Nut umfaßt, und das Bilden eines Paares von Elektroden sowie das Überziehen der gesamten Fläche des Elektrodenpaares und des Isoliersubstrates mit einem gegenüber Feuchtigkeit empfindlichen Material, wobei danach das aufgetragene, gegenüber Feuchtigkeit empfindliche Material gehärtet wird. Schließlich wird dem gehärteten, gegenüber Feuchtigkeit empfindlichen Material eine entsprechende Form gegeben.

Eine Ausführungsform des Verfahrens zum Herstellen eines kapazitiven Fühlelementes kann die Schritte umfassen des Bildens eines dünnen Metallfilms vorbestimmter Dicke an einem Isoliersubstrat, eine Formgebung des dünnen Metallfilmes und das Bilden eines Paares von Elektroden in einem vorbestimmten Abstand, des Überziehens der gesamten Fläche des Isoliersubstrats einschließlich des Elektrodenpaares mit einem gegenüber Feuchtigkeit empfindlichen Material, des darauffolgenden Härtens des aufgetragenen, gegenüber Feuchtigkeit empfindlichen Materials, und der Formgebung des gehärteten, gegenüber Feuchtigkeit empfindlichen Materials.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht einer ersten üblichen Ausführungsform eines Fühlelementes.

Fig. 2 ist eine Längsschnittansicht eines zweiten üblichen Ausführungsbeispieles eines Fühlelementes.

Fig. 3 ist eine Längsschnittansicht eines Fühlelementes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 4A bis 4G sind Ansichten, anhand von denen ein Ausführungs­ beispiel eines Verfahrens zum Herstellen des Fühlelementes der einen Ausführungsform gemäß der Erfindung erläutert wird.

Fig. 5 ist ein Stromkreisdiagramm einer Ausführungsform eines Feststellstromkreises, der bei der Ausführungsform gemäß der Erfindung angewendet wird.

Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht eines Fühlelementes einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 7A bis 7E sind Ansichten, anhand denen eine Ausführungsform des Verfahrens zum Herstellen des Fühlelementes gemäß der anderen Ausführungsform der Erfindung erläutert wird.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen ein kapazitives Fühlelement gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ändert sich die dielektrische Konstante in einem Fühlkörper durch die festgestellte Feuchtigkeit.

Bei der Ausführung des kapazitiven Fühlelementes 10 gemäß Fig. 3 wird ein dünner Siliziumoxidfilm 2 gebildet durch Oxidieren einer Fläche eines Siliziumsubstrats 1, und ein dünner Siliziumnitridfilm 3 wird auf dem dünnen Siliziumoxidfilm 2 mittels chemischer Dampfniederschlagung mit vorbestimmter Dicke gebildet, und die Elemente 1, 2 und 3 stellen ein Isoliersubstrat 4 dar. Eine Nut 6 ist in einer vorbestimmten Position des dünnen Siliziumnitridfilmes 3 gebildet und sie besitzt gegenüberliegende Innenwandflächen, die in einem solchen Winkel liegen, daß sie zu der Fläche des Isoliersubstrats 4 annähernd rechtwinklig verlaufen. Zwei Metallelektroden 7 und 8 verlaufen von den gegenüberliegenden Innenwandflächen zu einem oberen Flächenabschnitt des Isoliersubstrats 4, und die gegenüberliegenden Elektrodenflächen 7 a und 8 a sind an Abschnitten der gegenüberliegenden Innenwandflächen gebildet.

Ein Fühlkörper 9 aus einem gegenüber Feuchtigkeit empfindlichen Hochpolymeren ist an den Elektroden 7 und 8 angeordnet, und ein Fühlteil, bestehend aus einem Kondensator, ist durch den Fühlkörper 9 dargestellt als Dielektrikum an den gegenüberlie­ genden Elektrodenflächen 7 a und 8 a.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Herstellungsverfahrens für das Fühlelement wird nachstehend in Verbindung mit den Fig. 4A bis 4G beschrieben.

Eine Fläche des Siliziumsubstrats 1 wird oxidiert und der dünne Siliziumoxidfilm 2 wird auf dieser Fläche gebildet, wie es in Fig. 4A dargestellt ist. Danach wird der dünne Siliziumnitridfilm 3 auf dem dünnen Siliziumoxidfilm 2 durch chemische Dampfniederschlagung mit vorbestimmter Dicke gebildet, wobei das Substrat 1 und die Filme 2 und 3 das Isoliersubstrat 4 darstellen, wie es in Fig. 4B dargestellt ist. Gemäß Fig. 4C wird die Nut 6 gebildet derart, daß ihre gegenüberliegenden Innenwandflächen annähernd rechtwinklig zur Oberfläche des Isoliersubstrates 4 liegen. Die Nut 6 wird in einer vorbestimmten Position in dem dünnen Siliziumnitridfilm 3 gebildet durch wahlweises Ätzen. Danach wird ein dünner Metallfilm 11 auf das Isoliersubstrat 4 mit vorbestimmter Dicke aufgebracht, und zwar durch Bedampfen.

In den dünnen Metallfilm 11 wird dann ein vorbestimmtes Muster geätzt, umfassend das Ätzen eines Abschnitts der Bodenwandfläche der Nut 6, so daß die beiden Elektroden 7 und 8 gebildet werden, wie sie in Fig. 4E dargestellt sind. Danach wird die gesamte Fläche des Isoliersubstrats 4 einschließlich der Elektroden 7 und 8 mit einem Material überzogen, welches aus einem gegenüber Feuchtigkeit empfindlichen Hochpolymeren gebildet ist, wie beispielsweise Polyimid. Das Auftragen erfolgt durch Spinauftragung bzw. Drall- oder Schleuderauf­ tragung, und das Material wird wärmegehärtet, wie es in Fig. 4F dargestellt ist und danach einem Formgebungsvorgang unterworfen, wie es in Fig. 4G dargestellt ist, wodurch die Bildung des Fühlelementes 10 vervollständigt ist.

Bei dem Fühlelement 10 gemäß dieser Ausführungsform wird die Feuchtigkeit in der geprüften Atmosphäre direkt von dem Fühlkörper 9 absorbiert, wobei die Feuchtigkeit der Atmosphäre durch Änderung der dielektrischen Konstante festgestellt wird, d. h. durch eine Änderung der Kapazität des in einem Abschnitt der Nut 6 gebildeten Kondensators.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Feststellstromkreises zum Liefern einer Änderung der Kapazität als eine Änderung eines Spannungssignals.

Gemäß Fig. 5 oszilliert ein Oszillator 12 einen Wechselstrom, der konstante Amplitude und konstante Frequenz hat, und das Fühlelement 10 und ein Bezugskondensator 13, der eine konstante Kapazität hat, sind in Reihe zueinander zwischen zwei Ausgangsanschlüsse des Oszillators 12 geschaltet. Ein Verstärker 15 und ein Spitzenhaltestromkreis 16 sind aufeinanderfolgend an einen gemeinsamen Anschlußpunkt 14 zwischen dem Fühlelement 10 und dem Bezugskondensator 13 angeschlossen, und ein Ausgangsanschluß 17 ist an den Spitzenhaltestromkreis 16 angeschlossen.

Eine Wechselsignalwellenform mit einer Amplitude, die auf die entsprechenden Kapazitäten des Fühlelementes 10 und des Bezugskondensators 13 aufgeteilt ist, wird an dem gemeinsamen Anschlußpunkt 14 erzeugt. Wenn demgemäß das Fühlelement 10 Feuchtigkeit feststellt und seine Kapazität geändert wird, wird eine Wechselsignalwellenform an dem gemeinsamen Anschlußpunkt 14 erzeugt, die eine Amplitude in Übereinstimmung mit dieser Änderung hat. Nachdem dieses Signal durch den Verstärker 15 in zweckentsprechender Weise verstärkt ist, wird sein Spitzenwert von dem Spitzenhalte­ stromkreis 16 gehalten, und am Ausgangsanschluß 17 wird eine Gleichspannung geliefert mit einem Pegel, der mit Bezug auf die Feuchtigkeit und demgemäß auf das Feststellen der Feuchtigkeit definitiv bestimmt ist.

Die Fig. 6 und 7 zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform wird die dielektrische Konstante eines Fühlkörpers durch festgestellte Feuchtigkeit geändert.

In dem kapazitiven Fühlelement 20 dieser Ausführungsform sind zwei Elektroden 18 und 19, die vorbestimmte ausreichende Dicke haben, parallel zueinander und an einem Isoliersubstrat 5 angeordnet, bei welchem ein dünner Siliziumoxidfilm 2 an einem Siliziumsubstrat 1 gebildet ist. Die einander gegenüber­ liegenden Elektrodenflächen 18 a und 19 a der Elektroden 18 und 19 sind durch gegenüberliegende Seitenwandflächen von innen gebildet derart, daß sie zur oberen Fläche des Isoliersubstrats 5 rechtwinklig verlaufen. Ein Fühlkörper 21 ist zwischen den gegenüberliegenden Elektrodenflächen 18 a und 19a eingebettet und er stellt einen aus Kondensatoren zusammengesetzten Fühlteil dar und dient als Dielektrikum.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahren für die Herstellung des Fühlelementes 20 wird nachstehend anhand der Fig. 7A bis 7E beschrieben.

Eine Fläche des Siliziumsubstrats 1 wird oxidiert, und der dünne Siliziumoxidfilm 2 wird auf der oxidierten Fläche des Siliziumsubstrats 1 gebildet, wodurch das Isoliersubstrat 5 gebildet wird, wie es in Fig. 7A dargestellt ist. Ein dünner Aluminiumfilm 22, der eine vorbestimmte ausreichende Dicke hat, wird durch Aufdampfen auf dem Isoliersubstrat 5 gebildet, wie es in Fig. 7B dargestellt ist. Dem Film 22 wird durch wahlweises Ätzen eine Form gegeben in Gestalt der Elektroden 18 und 19, welche die gegenüberliegenden Elektrodenflächen 18 a und 19 a haben, die in einem vorbestimmten Abstand voneinander liegen, wie es in Fig. 7C dargestellt ist. Danach wird die gesamte Fläche des Isoliersubstrats 5 einschließlich der Elektroden 18 und 19 mit einem Material überzogen, welches aus einem gegenüber Feuchtigkeit empfindlichen Hochpolymeren gebildet ist und welches wärmegehärtet wird, wie es in Fig. 7D dargestellt ist, sowie einer Formgebung unterworfen wird, wie es in Fig. 7E dargestellt ist, wodurch die Schaffung des kapazitiven Fühlelementes 20 vervollständigt ist.

Bei dem Fühlelement 20 gemäß der gerade beschriebenen Ausführungsform wird die Feuchtigkeit der Atmosphäre direkt von dem Fühlkörper 21 absorbiert, wobei die Feuchtigkeit der Atmosphäre festgestellt wird durch Änderung der Dielektrizität des Fühlkörpers 21, d. h. durch eine Änderung der Kapazität der Kondensatoren, die in Teilen oder Abschnitten der gegenüberliegenden Elektrodenflächen 18 a und 19 a gebildet sind. Wenn das Fühlelement 20 in den Feststellstromkreis gemäß Fig. 5 geschaltet wird, kann die Feuchtigkeit festgestellt werden durch Liefern eines Signals betreffend die Änderung der Kapazität als eine Änderung der Gleichspannung, ähnlich wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wird der dünne Siliziumoxidfilm 2 an dem Siliziumsubstrat gebildet, um ein Isoliersubstrat zu schaffen. Jedoch kann ein anderes Isoliersubstrat, beispielsweise ein Glassubstrat verwendet werden. Weiterhin kann der Fühlkörper 9 bzw. 21 ohne Verwendung der mittels Spinauftragung arbeitenden Überzugs­ einrichtung dadurch gebildet werden, daß ein anderes Material nur auf einen Teil der gegenüberliegenden Elektrodenflächen 7 a, 8 a bzw. 18 a, 19 a durch Auftropfen (dropping) aufgebracht und das aufgebrachte Material gehärtet wird.

Wie oben erläutert, werden gemäß der Erfindung zwei Elektroden an dem Isoliersubstrat derart gebildet, daß gegenüberliegende Elektrodenflächen rechtwinklig oder annähernd rechtwinklig zu einer Fläche des Isoliersubstrats verlaufen, und ein Fühlkörper wird zwischen den gegenüber­ liegenden Elektrodenflächen derart angeordnet, daß ein äußerer Faktor, beispielsweise Feuchtigkeit, von dem Fühlkörper direkt absorbiert bzw. von ihm abgegeben wird. Demgemäß ist es nicht erforderlich, eine obere Elektrode anzuordnen, die durch einen aufgedampften dünnen Metallfilm gebildet ist, wie es bei den bekannten oder üblichen Fühlelementen der Fall ist. Weiterhin wird bei einem Fühlelement gemäß der Erfindung die Fläche des dünnen Fühlfilmes oder empfindlichen Filmes während eines Arbeitsschrittes nach seiner Bildung nicht verschlechtert und es wird auch mit Bezug auf die elektrischen Eigenschaften zwischen den Elementen durch die obere Elektrode keine Dispersion oder Zerstreuung durchgeführt, so daß insbesondere in einer Massenfertigung alle Elemente die gleichen elektrischen Eigenschaften haben. Weiterhin ist verhindert, daß die Elektrode während der Herstellung bricht, so daß die Ausbeute bei der Herstellung und die Zuverlässigkeit verbessert sind.

Weiterhin ist bei einem Fühlelement gemäß der Erfindung auch verhindert, daß seine elektrischen Eigenschaften durch Hysterese verschlechtert werden. Gleichzeitig wird auch hohe Ansprechgeschwindigkeit erhalten und es kann für den dünnen empfindlichen Film ein Material verwendet werden mit niedrigem Wärmewiderstand, um eine Verschlechterung oder Zerstörung des empfindlichen dünnen Filmes zu vermeiden. Weiterhin ist es beim Herstellen eines Fühlelementes gemäß der Erfindung nicht erforderlich, einen Arbeitsvorgang zum Bilden der oberen Elektrode auszuführen, so daß die Herstellung des Fühlelementes vereinfacht ist.

Claims (9)

1. Kapazitives Fühlelement, umfassend eine Elektrodenein­ richtung, die an einem Isoliersubstrat angeordnet ist, und eine Fühleinrichtung, die zwischen gegenüberliegenden Elektrodenflächen angeordnet ist und elektrische Eigenschaften hat, die auf der Basis von physikalischer oder chemischer Interaktion zwischen der Fühleinrichtung und einer festzustellenden Substanz geändert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodeneinrichtung zwei Elektroden (7, 8 bzw. 18, 19) aufweist, die an dem Isoliersubstrat (4 bzw. 5) gebildet sind und gegenüberliegende Flächen (7 a, 8 a bzw. 18 a, 19 a) aufweisen, die mit Bezug auf die Fläche des Isoliersubstrats schräg oder rechtwinklig verlaufen, und daß die Fühleinrichtung (9 bzw. 21) zwischen den sich gegenüberliegenden Elektrodenflächen (7 a, 8 a bzw. 18 a, 19 a) angeordnet ist.

2. Fühlelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektroden (7, 8) an gegenüberliegenden Innenwandflächen einer im Isoliersubstrat (4) gebildeten Nut (6) angeordnet sind.

3. Fühlelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden, eine vorbestimmte Dicke aufweisenden Elektroden (18, 19) an dem Isoliersubstrat (5) parallel zueinander angeordnet sind, und daß die gegenüberliegenden Elektrodenflächen (18 a, 19 a) an gegenüberliegenden Seitenwandflächen der beiden Elektroden (18, 19) gebildet sind.

4. Verfahren zum Herstellen eines kapazitiven Fühlelementes, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
an einem Isoliersubstrat (4) wird eine Nut (6) gebildet,
an dem die Nut aufweisenden Isoliersubstrat wird ein dünner Metallfilm (7, 8) vorbestimmter Dicke gebildet,
in dem die Bodenfläche der Nut umfassenden Abschnitt des dünnen Metallfilmes wird ein vorbestimmtes Muster geätzt und es werden zwei Elektroden (7, 8) gebildet,
die gesamte Fläche der beiden Elektroden und des Isoliersubstrats werden mit einem gegenüber Feuchtigkeit empfindlichen Material (9) überzogen, welches danach gehärtet wird, und
das gehärtete, gegenüber Feuchtigkeit empfindliche Material wird einem Formgebungsvorgang unterworfen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als gegenüber Feuchtigkeit empfindliches Material ein hochpolymeres Material verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (6) annähernd mit V-Gestalt gebildet wird.

7. Verfahren zum Herstellen eines kapazitiven Fühlelementes, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
an einem Isoliersubstrat (5) wird ein dünner Metallfilm vorbestimmter Dicke gebildet,
der dünne Metallfilm wird einem Formgebungsvorgang unterworfen und es werden zwei in einem vorbestimmten Abstand voneinanderliegende Elektroden (18, 19) gebildet,
die gesamte Fläche des Isoliersubstrats einschließlich der beiden Elektroden wird mit einem gegenüber Feuchtigkeit empfindlichen Material überzogen, welches danach gehärtet wird, und
das gehärtete, gegenüber Feuchtigkeit empfindliche Material wird einem Formgebungsvorgang unterworfen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als gegenüber Feuchtigkeit empfindliches Material ein hochpolymeres Material verwendet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektroden derart gebildet werden, daß sie durch vertikale gegenüberliegende Wandabschnitte von innen im Abstand voneinander liegen.