JP2001272366A - 湿度検出機能を持つ電子部品及びその製造方法 - Google Patents
湿度検出機能を持つ電子部品及びその製造方法Info
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Abstract
湿度検出機能を持つ電子部品の使用場所に合った所定の
膜厚で、導体パターン及び電極導体を形成したり、更に
は、アスペクト比の高い部分にも電極導体を形成可能と
する。 【解決手段】 絶縁基板20の主面上に非感光性導電ペ
ーストをスクリーン印刷機等でパターン印刷してはんだ
付け用電極導体部21を形成し、それに一部が重なるよ
うに感光性導電ペーストを櫛形に露光、現像で高精度に
パターニングして櫛形電極導体部23を形成する。この
櫛形電極導体部23は微小ギャップで対向するように一
対形成されていて、感湿膜で覆われるべき湿度検出用電
極導体部であり、一対の櫛形電極導体部23を覆うよう
に感湿膜25を設ける。感湿膜25はハロゲンイオン等
の解離型イオンを含んだ高分子膜で構成されている。
Description
センサを含む複合部品等の湿度検出機能を持つ電子部品
及びその製造方法に係り、特に、感光性導電材料を用い
て素子主面上に電極導体を高精度で形成した湿度検出機
能を持つ電子部品及びその製造方法に関する。
に解離型イオンを含む感湿膜を設けた高分子型の湿度セ
ンサは、測定範囲が広く、比較的安価に生産できる為、
近年では、非常に使用範囲が拡大している。こうした
中、高分子型の湿度センサが比較的苦手にしている低湿
度側の湿度測定や、製品の湿度に関わる精度、ばらつき
に対する要求も非常に厳しくなってきている。
型化に伴い、湿度センサ本体の大きさも小型化が要求さ
れており、その結果、湿度センサにおける導体パターン
は、微細化と高精度化の両立が要求されている。例え
ば、最近では小型の携帯型温湿度測定器や、低温低湿度
管理用の保管庫に使用される湿度センサ、更には、食品
分野、医療分野等の湿度センサとして、さらなる小型
化、高精度化が求められてきている。特に、電極部分は
μm単位の高精度な微細パターンを高歩留で精度良く安
定生産することが望まれており、それと同時に、感湿膜
としての高分子膜中に存在する遊離イオン(例えばハロ
ゲンイオン)に対する影響の少ない高信頼性に富んだ電
極構造が要求されている。
市販されている湿度センサのパターンピッチは、250
μm〜1000μmといったようなサイズであるが、将
来の小型化、高精度化には対応できなくなることが予想
され、いずれは、30μm〜50μmといった要求や、
それ以下のものが求められて来る。
パターン、実装部分の電極等は、小型化によって、より
高強度で、しかも高信頼性なものが求められており、更
には、最近の鉛フリー化により、はんだ付け温度が高温
化の傾向に有り、それに絶えられるような高耐熱の電極
も求められている。
は、真空蒸着等は導体膜厚が薄く、生産性も悪いので導
電ペーストを用いたスクリーン印刷方式(厚膜印刷方
式)が一般的であり、スクリーンとスキージを用いて銀
ペーストや金ペーストさらには、酸化ルテニウムペース
トをセラミック上に印刷して導体パターンを形成し、そ
の後、乾燥工程を経て、450℃〜1000℃程度の温
度で導体パターンを焼成して電極導体を形成している。
センサの製造過程を示す。まず、図11(A)のアルミ
ナ等の絶縁基板1上に同図(B)のように端子接続用電
極導体部2を銀、銀パラジウム合金等の導電ペーストで
印刷する。次に図11(C)のように微小ギャップで対
向した一対の櫛形電極導体部3を酸化ルテニウムの導電
ペーストで印刷し、これらの導電ペーストを所定温度で
焼成して絶縁基板1上に焼き付ける。その後、図11
(D)のようにハロゲンイオン等の遊離イオンを含む高
分子膜である感湿膜4を一対の櫛形電極導体部3上に設
け、さらに同図(E)のようにリード端子5を前記端子
接続用電極導体部2にはんだ付けする。
基板10上において多数の区画に対して図11(A)乃
至(D)までの過程を実行して湿度センサを同時に作製
する。その際、導体パターンの位置ずれ等を考慮して隣
接素子間に斜線部Sのようにスペースを設けることが行
われている。なお、櫛形電極導体部3は図12の拡大断
面のように両側面が垂直にならずだれてしまう。
リーン印刷方式によると、スクリーンの位置精度、
治具の位置精度、ペーストの滲み出し、印刷のかす
れ、スクリーンの劣化、スキージの劣化等、微細な
導体パターンを高精度で安定に形成するためには、数々
の寸法ばらつき要因が有り、この影響で、最終的な湿度
特性が個々の製品でばらついてしまい、公差の大きな製
品となってしまっていた。
には、繰り返し印刷する為に発生するスクリーンの伸び
による導体パターン精度の悪化や、導体パターンと導体
パターン間のギャップの寸法精度の悪化、さらには、導
体パターン自体の直線性の劣化が、製品特性のばらつき
に大きく影響を与えてしまっていた。
の周りには、印刷精度の悪化を考慮したスペースを確保
したり、電極形状の劣化や、悪さを予め考慮して、電極
間のギャップを大きく取ったりしていた。例えば、図1
1の従来製法では、はんだ付け用の端子接続用電極導体
部2を銀等で形成しておき、その上に酸化ルテニウムの
櫛形電極導体部3を形成するが、繰り返しの印刷によっ
てスクリーンが伸びてしまい、櫛形電極部3の位置がず
れてしまうことから、特に集合基板上で多数個の製品を
一度に印刷する場合には、図12の斜線部Sように導体
パターンの周りにスペースを設けている。
電極導体部3の断面形状も図12中の拡大断面のような
だれた形状の為、その周囲に形成する感湿膜の形状がば
らついたり、感湿膜の高分子材料中のハロゲンイオン等
の解離イオンの移動距離がばらついて特性の精度に影響
を与えていた。これを回避する意味で、電極間のギャッ
プを大きくとると、今度は、低湿度側でイオンが移動し
きれなくなり、その結果、電気抵抗値が大きくなり(例
えば100MΩ以上)、測定ができなくなってしまって
いた。
プレイの分野では、最近は上記スクリーン印刷の微細化
には限界があることから、感光性導電ペースト(感光性
を有する導電ペースト)を用いることも検討されてお
り、特にスクリーン印刷によるとメッシュ跡がピンホー
ル欠陥を生じる欠点に対して、感光性導電ペーストの流
動性を高める等の工夫(特開平10−112216号公
報)も図られてはいるが、湿度センサの場合には、ハロ
ゲンイオンに対して充分な耐食性を確保しなければなら
ないことや、はんだ付け部分にははんだが着きやすい導
体パターンを形成しなければならないこと、光に対して
垂直な部分(特に、アスペクト比が大きなスルーホー
ル)の露光、他の部品と混載するようなモジュール製品
上のパターン部分の膜厚確保等、現在市販されている非
感光性導電ペースト(感光性を有しない導電ペースト)
に匹敵する膜厚、コストの安いもの等が得られていない
等の未だ解決するには至っていない項目が多々存在す
る。
トを用いた構成が特開平8−186005号公報にあ
る。
った導体パターン印刷精度を高めるだけでなく、湿度検
出機能を持つ電子部品の使用場所に合った所定の膜厚
で、導体パターン及び電極導体を形成したり、更には、
アスペクト比の高い部分にも電極導体を形成可能な湿度
検出機能を持つ電子部品及びその製造方法を提供するに
ある。
置精度、ライン幅の精度、パターン形状を安定させて高
精度化を図ることで、最終的な製品特性のばらつきを大
幅低減し、従来に比べ製品特性ばらつきを非常に小さく
し且つ信頼性に優れた製品を実現可能な湿度検出機能を
持つ電子部品及びその製造方法を提供するにある。
トと非感光性導電ペーストとを適宜使い分けし、例えば
湿度検出のための電極導体部に感光性導電ペーストを用
い、はんだ付けの必要な電極導体部には非感光性導電ペ
ーストを用いたりすることで、従来は為し得なかった、
パターン精度の良い導体パターン、電極導体部を備え、
かつはんだ付け等にも耐え得る膜厚の電極導体部を形成
可能な湿度検出機能を持つ電子部品及びその製造方法を
提供するにある。
の実施の形態において明らかにする。
に、本願請求項1の発明は、絶縁基板上にギャップを介
して対向するように一対の電極導体を形成し、該ギャッ
プに感湿膜を設けた湿度検出機能を持つ電子部品におい
て、該電極導体の全部又は一部が感光性導電材料を用い
て構成されていることを特徴としている。
て、前記感湿膜が高分子膜で構成されていることを特徴
としている。
おいて、前記感湿膜内に解離型イオンを含むことを特徴
としている。
3において、前記電極導体が多層構造であり、少なくと
も電極導体上層部が前記感湿膜に対する耐食性を有する
ことを特徴としている。
又は4において、前記一対の電極導体間のギャップが2
0〜100μmであり、当該ギャップ構成部分における
各電極導体の膜厚が3〜20μmであることを特徴とし
ている。
3,4又は5において、前記電極導体の少なくとも一部
がルテニウム、ルテニウム化合物、金、又は金化合物で
構成されていることを特徴としている。
導体を形成した湿度検出機能を持つ電子部品において、
該主面に感光性導電ペーストを露光、現像して形成した
導体パターンからなる電極導体部と、非感光性導電ペー
ストにより形成した電極導体部とを有し、かつ、両方の
電極導体部の少なくとも一部が互いに重なって電気的に
導通した電極導体を構成していることを特徴としてい
る。
面に接する他面とに跨って電極導体を形成した湿度検出
機能を持つ電子部品において、該主面に感光性導電ペー
ストを露光、現像して形成した導体パターンからなる電
極導体部と、該他面に非感光性導電ペーストにより形成
した電極導体部とを有し、かつ、前記主面と前記他面が
接する部分の近傍で両方の電極導体部の少なくとも一部
が重なって電気的に導通した電極導体を構成しているこ
とを特徴としている。
おいて、前記非感光性導電ペーストにより形成した電極
導体部は、前記電極導体の少なくとも一部として前記素
子の端面で端面電極を形成していることを特徴としてい
る。
において、前記素子が、前記主面と前記他面が接する部
分に、該主面と該他面をつなぐ接続面を有しており、し
かも、前記感光性導電ペーストを露光、現像して形成し
た導体パターンが前記主面から前記接続面に延びて電極
導体部を形成していることを特徴としている。
極導体を形成した湿度検出機能を持つ電子部品の製造方
法において、該主面に感光性導電ペーストを露光、現像
して導体パターンからなる電極導体部を形成するステッ
プと、非感光性導電ペーストにより電極導体部を形成す
るステップとを備え、両方の電極導体部の少なくとも一
部が重なるように当該両方の電極導体部を前記素子の表
面に配置したことを特徴としている。
主面に接する他面とに跨って電極導体を形成した湿度検
出機能を持つ電子部品の製造方法において、前記他面に
非感光性導電ペーストにより電極導体部を形成するステ
ップと、前記主面に感光性導電ペーストを露光、現像し
て導体パターンからなる電極導体部を形成するステップ
とを備え、両方の電極導体部の少なくとも一部が重なる
ように当該両方の電極導体部を前記主面及び他面に配置
したことを特徴としている。
いて、前記素子は、前記主面と前記他面が接する部分
に、該主面と該他面をつなぐ接続面を有し、前記他面に
形成する非感光性導電ペーストによる電極導体部を前記
接続面に延在させるとともに、前記主面に形成する感光
性導電ペーストによる電極導体部も前記接続面に延在さ
せることを特徴としている。
いて、前記主面に形成する感光性導電ペーストによる電
極導体部は、前記他面に形成した非感光性導電ペースト
による電極導体部の表面に重なり、前記感光性導電ペー
ストを露光、現像して導体パターンが形成されて前記主
面と前記他面とに跨る電極導体を形成することを特徴と
している。
2,13又は14において、前記感光性導電ペーストを
露光、現像した導体パターンでギャップを介して対向す
るように一対の電極導体部を形成し、少なくとも感湿膜
で覆われる前記電極導体部の上層に金属メッキ膜を形成
し、その後前記ギャップに感湿膜を設けることを特徴と
している。
2,13,14又は15において、前記感光性導電ペー
ストを露光、現像して形成した導体パターンからなる電
極導体部は、少なくともその一部が、前記非感光性導電
ペーストにより形成した電極導体部に重なって焼成され
ていることを特徴としている。
を持つ電子部品及びその製造方法の実施の形態を図面に
従って説明する。
を持つ電子部品及びその製造方法の第1の実施の形態を
説明する。ここでは、湿度検出機能を持つ電子部品とし
ての湿度センサを作製する場合に、感湿膜で覆われる一
対の櫛形電極導体部を感光性導電材料を用いて構成して
いる。
工程#1では、図1(A)のようにアルミナ等の絶縁基
板20の主面上に非感光性導電ペーストをスクリーン印
刷機等でパターン印刷してはんだ付け用電極導体部21
(本例ではリード端子接続用電極導体部となる)を形成
し、乾燥工程#2にて80℃で10分間乾燥させる。は
んだ付け用電極導体部21の位置精度はとくに問題とな
らないので、一般的なスクリーン印刷方式でよい。
において、図1(B)のように非感光性導電ペーストの
電極導体部21の上に少なくとも一部が重なるように感
光性導電ペースト22を絶縁基板20の主面の所定範囲
(大部分乃至全面)に塗布し、乾燥工程#4にて80℃
で20分乾燥させる。
工程)にて、感光性導電ペースト22に対して所定パタ
ーンで露光用光源により200〜3000mJ/cm2の
露光を行い、その後現像処理によって感光性導電ペース
トの不要部分を除去する。現像は、炭酸ナトリウム、炭
酸カリウム、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム等の
アルカリ溶液で、20℃〜50℃でスプレー又は浸漬に
より行う。具体的には、通常のコンベア、スプレータイ
プの現像機で30℃の0.4%Na2CO3をスプレー
圧10〜20psiで吹き付けること等で実行できる。こ
のような現像処理にて、図1(C)のように感光性導電
ペースト22を櫛形にパターニングした櫛形電極導体部
23を形成する。この櫛形電極導体部23は微小ギャッ
プで対向するように一対形成されていて、感湿膜で覆わ
れるべき湿度検出用電極導体部である。
部23はパターンの滲みや幅のばらつきが少ないのは勿
論のこと、その断面形状側面も垂直になって、形状が安
定している。なお、図2(B)は従来の非感光性導電ペ
ーストでパターン形成した櫛形電極導体部の断面形状で
あり、側面が垂直にならずにだれて形状が安定しない。
光線、近紫外線、紫外線、電子線、X線、レーザー光等
があげられるが、これらの中で紫外線が好ましくその光
源としては例えば低圧水銀灯、高圧水銀灯,超高圧水銀
灯、ハロゲンランプ殺菌灯等が使用できる。これらの中
でも超高圧水銀灯が特に好ましい。また、現像工程は非
感光性導電ペーストには影響を及ぼさないものを選定し
ている。
めに、80℃で5分の乾燥を行い、水分の除去を行った
後、焼成工程#6にて非感光性導電ペーストによるはん
だ付け用電極導体部21及び感光性導電ペーストによる
櫛形電極導体部23を1時間本焼成(但し、ピーク時は
温度850℃で10分間)を行い、同時焼成することで
電極導体部21及び電極導体部23が相互に重なって電
気的に導通した電極導体が絶縁基板20上に得られる。
ここでは、図3(A)のように、はんだ付け用電極導体
部21の上に櫛形電極導体部23の一部が重なった接続
状態で焼成される。なお、同時焼成が、工程数を少なく
する上で有利であるが、勿論別々に導体部を焼成しても
よい。
焼成が終了したら、図1(D)のように感湿膜塗布工程
#7で一対の櫛形電極導体部23を覆うように感湿膜2
5を塗布し、常温乃至120℃程度の温度で乾燥させ
る。ここでは、図2(A)のように一対の櫛形電極導体
部23間の微小ギャップG間に感湿膜25が入り込み、
かつ好ましくは電極導体部23の上面をも覆うように感
湿膜25を被着形成する。感湿膜25はハロゲンイオン
等の解離型イオンを含んだ高分子膜で構成されている。
電極導体部23はパターンの滲みや幅のばらつきが少な
く、かつ断面形状側面も垂直になって、形状が安定して
いるから、感湿膜25の付き方のばらつきも小さくで
き、湿度検出特性の安定化を図ることができる。なお、
図2(B)は従来の非感光性導電ペーストでパターン形
成した櫛形電極導体部の断面形状であり、側面が垂直に
ならずにだれて形状が安定せず、この結果、感湿膜の付
き方にもばらつきが発生して、特性が安定しない。
度センサとする場合には、リード端子26を図1(E)
のようにはんだ付け用電極導体部21にはんだ付けして
製品とする。
に用いる感光性導電ペーストの導電材にはルテニウム、
ルテニウム化合物(例えば酸化ルテニウム等)を好適に
用いることができ、その他ガラスフリットと感光性樹脂
(モノマー、オリゴマーもしくはポリマー)、光重合開
始剤、増感剤の他、場合によっては、熱重合禁止剤、酸
化防止剤、増粘剤を必要に応じて添加するとよい。
ターンを形成できる感光性導電ペーストを用いること
で、前記一対の櫛形電極導体部23間のギャップGは2
0〜100μm程度にすることが可能であり、また当該
ギャップ構成部分における各電極導体部の膜厚は3〜2
0μmであることが望ましい。ギャップが20μm未満
では短絡の危険性があり、100μmを超える間隔は作
製容易となるが感光性導電ペーストの露光、現像といっ
たフォトリソグラフィ工程を採用する利点が少なくな
る。また、櫛形電極導体部23のギャップ構成部分にお
ける膜厚が3μm未満ではピンホールの発生や櫛形パタ
ーン切れの危険性がでてくるし、20μmを超える膜厚
は感光性導電ペーストの露光、現像工程では形成が面倒
になる。また、湿度センサとしての用途を考えても20
μmを超える膜厚を要求される必然性がない。
非感光性導電ペーストの塗布の場合と同様に、スクリー
ン印刷等で行うことができる。
光性導電ペーストを用いている為、通常のチップ部品の
ようなはんだ付け性、はんだ耐熱性の要求される電極部
分として、充分なはんだ濡れ性、電極厚みを持たせるこ
とが可能で、高信頼性の電極導体部とすることができ
る。この結果、鉛フリー化された、高温はんだを用いて
はんだ付けを行っても、電極食われによる断線を生ずる
ことはない。
非感光性導電ペーストによる電極導体部の長所と、感光
性導電ペーストによる電極導体部の長所とを組み合わせ
ることで、従来の問題点であったパターン精度を高める
だけでなく、使用場所に適した所定の膜厚、パターンを
持つ電極導体を形成した湿度検出機能を持つ電子部品を
作製可能となる。具体的な効果を以下に列挙する。
は、導電ペーストを精度良くパターン印刷する必要はな
く、パターン形成面全面に塗布すればよい。また、パタ
ーン形成時にも、感光性導電ペーストは、マスクを用い
て露光するため、従来のように印刷マスク(スクリー
ン)に大きな圧力を加える必要が無く、従って、スクリ
ーンの劣化に伴うパターン精度の悪化を気にする必要も
ない。
ら、パターン自身の寸法精度も高く、ペーストの滲みだ
しに伴う、パターンのゆがみが無く、パターン幅のばら
つきも殆ど無い。従って、湿度センサの場合、湿度検出
用電極導体部である一対の櫛形電極導体部23のパター
ンの間隔、つまりギャップGをより狭くすることで、低
湿度側でも高分子材料中のハロゲンイオン等の解離イオ
ンを充分電気抵抗として検出でき高感度にすることがで
きる。また、従来の大きさの1/5以下で櫛形電極を形
成できることから、製品自身も小型化が可能である。
電極導体部23のパターンの滲みや幅のばらつきはもち
ろんのこと、その断面形状側面も垂直になって、形状が
安定したことから、感湿膜25の付き方のばらつきも小
さくできる。従って、ばらつきの少ない製品とすること
が可能になる。なお、従来のスクリーン印刷でのパター
ン形成では側面が垂直にならずにだれて形状が安定せ
ず、この結果、感湿膜の付き方にもばらつきが発生す
る。
と比較して比較的安価なルテニウム、ルテニウム化合物
を用いた感光性導電ペーストで櫛形電極導体部23を形
成すれば、解離イオンとしてハロゲンイオンを含む感湿
膜25に耐食性を有するから、耐食性を確保するために
メッキ等の処理は不要で、製造工程の簡素化が可能であ
る。また、感光性導電ペーストとして酸化ルテニウムペ
ーストを用いる場合、ペーストが黒色の為、他の金属粒
子に比べ光の散乱が無く、金属に比べれば光透過性が高
いので、より高精度なパターン形成が可能である。
要とすることで、メッキによるコストアップは勿論のこ
と、微細パターンの場合に問題となるメッキ伸びと呼ば
れる現象(微細パターンや狭ピッチパターンの場合に隣
同士がメッキの横方向の成長によってショートしてしま
う現象)でショート不良が発生する問題を解消できる。
非感光性導電ペーストを用いている為に、導電性の良好
な材料を用いて十分な膜厚で形成でき、鉛フリー化され
た、高温はんだを用いてはんだ付けを行っても、電極食
われによる断線を生ずることはない。
形電極導体部23に直接はんだ付けする必要がなくな
り、感光性導電ペーストを必要以上に厚膜に付ける必要
が無く、よりパターン精度を向上させることができる。
(A)のように、非感光性導電ペーストによるはんだ付
け用電極導体部21を絶縁基板20上に塗布後、感光性
導電ペーストによる櫛形電極導体部23をパターン形成
したが、図3(B)のように感光性導電ペーストによる
櫛形電極導体部23をパターン形成後に非感光性導電ペ
ーストによるはんだ付け用電極導体部21を所定パター
ンで塗布するようにしても差し支えない。この場合は、
先にパターニングしてから非感光性ペーストを塗布でき
るので、非感光性導電ペーストを現像液(Na2CO3
溶液等)に浸さなくて良くなる。
て、湿度検出機能を持つ電子部品としての湿度センサを
作製する場合に、絶縁基板20の主面と側面とに跨って
はんだ付け用端子電極導体部31を形成している。
工程#11において、図4(A)のようにアルミナ等の
絶縁基板20の主面上及び端面(側面)に非感光性導電
ペーストをスクリーン印刷機等でパターン印刷してはん
だ付け用端子電極導体部31を形成し、乾燥工程#12
にて80℃で10分間乾燥させる。なお、端子電極導体
部31は基板裏面にも跨るように設けてもよい。
3において、図4(B)のように非感光性導電ペースト
の電極導体部21の上に少なくとも一部が重なるように
感光性導電ペースト22を絶縁基板20の主面の所定範
囲(大部分乃至全面)に塗布し、乾燥工程#14にて8
0℃で20分乾燥させる。
ィ工程)にて、感光性導電ペースト22に対して所定パ
ターンで露光用光源により所定の露光を行い、その後現
像処理によって感光性導電ペーストの不要部分を除去す
る。このような現像処理にて、図4(C)のように感光
性導電ペースト22を櫛形にパターニングした櫛形電極
導体部23を形成する。この櫛形電極導体部23は微小
ギャップで対向するように基板主面上に一対形成されて
いて、感湿膜で覆われるべき湿度検出用電極導体部であ
る。
めに、80℃で5分の乾燥を行い、水分の除去を行った
後、焼成工程#16にて非感光性導電ペーストによる端
子電極導体部31及び感光性導電ペーストによる櫛形電
極導体部23を1時間本焼成(但し、ピーク時は温度8
50℃で10分間)を行い、同時焼成することで電極導
体部31及び電極導体部23が相互に重なって電気的に
導通した電極導体が絶縁基板20上に得られる。
焼成が終了したら、感湿膜塗布工程#17で一対の櫛形
電極導体部23を覆うように感湿膜25を塗布し、常温
乃至120℃程度の温度で乾燥させる。
20の主面及び側面にわたりはんだ付け用端子電極導体
部31を形成したので、通常のチップ部品のようなはん
だ付け性、はんだ耐熱性が必要な端子電極導体部31と
なる部分には、非感光性導電ペーストにより充分なはん
だ濡れ性、電極厚み、はんだ食われの問題のない高信頼
性の電極導体部を構成でき、且つ、湿度検出用の電極導
体部23には精密で微細なパターンを形成できる。
条件等は前述した第1の実施の形態と同様であり、その
他の作用効果も第1の実施の形態と同様である。
導電ペーストによる櫛形電極導体部23をパターン形成
後に非感光性導電ペーストによるはんだ付け用端子電極
導体部31を所定パターンで塗布するようにしても差し
支えない。
て、湿度検出機能を持つ電子部品としての湿度センサを
作製する場合に、絶縁基板20の両方の端部全体(主
面、裏面、側面を含む5面)にわたってそれぞれはんだ
付け用端子電極導体部32を形成している。湿度検出用
の櫛形電極導体部23の引出方向は端子電極導体部32
の配置にあわせて第2の実施の形態とは変えてある。そ
の他の構成は前述の第2の実施の形態と同様であり、同
一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
の両端部にはんだ付け用端子電極導体部32が形成され
ているため、通常のチップ部品と同様の取り扱いができ
る利点がある。その他の作用効果は第1の実施の形態と
同様である。
て、湿度検出機能を持つ電子部品としての湿度センサを
作製する場合に、絶縁基板20の両端部に内周に電極導
体部を設けたスルーホールを2分割した形状のはんだ付
け用端子電極導体部33を形成している。湿度検出用の
櫛形電極導体部23の形状、引出位置は端子電極導体部
33の配置にあわせて第2、第3の実施の形態とは変え
てある。この第4の実施の形態の構成は、量産に適した
構造である。その他の構成、作用効果は前述の第3の実
施の形態と同様である。
て、湿度検出機能を持つ電子部品にアスペクト比の高い
スルーホールを設けた場合の例であり、絶縁基板(ある
いは湿度センサを内蔵した素子)のスルーホール内面に
形成された非感光性導電ペーストによる電極導体部と素
子主面に感光性導電ペーストで形成された電極導体部と
が相互に接続して構成された例を示す。
#21において、図7(A)のように湿度センサの絶縁
基板20(あるいは素子)のスルーホール41内周部に
非感光性導電ペーストで電極導体部42を形成し、乾燥
工程#22にて乾燥させる。
3において、図7(B)のように感光性導電ペースト4
3を絶縁基板20の主面(ここでは上面)に塗布し、乾
燥工程#24にて乾燥させる。このときスルーホール内
面の非感光性導電ペースト上端部と感光性導電ペースト
とは互いに接するかあるいは部分的に重なり合う(重力
で感光性導電ペーストがスルーホール内側に多少入り込
む)。
スト43を所定パターンで露光し、その後現像処理によ
って感光性導電ペーストの不要部分を除去し、図7
(C)のように感光性導電ペースト43をパターニング
した電極導体部44を形成する。
ペーストによる電極導体部42及び感光性導電ペースト
による電極導体部44を同時焼成して電極導体部42及
び電極導体部44が相互に接してもしくは重なって電気
的に導通した電極導体が絶縁基板20上に得られる。
実施の形態と同様でよい。また、前記感光性導電ペース
ト43の露光、現像で湿度検出用の櫛形電極導体部を第
1の実施の形態と同様に形成した後、感湿膜を設けるよ
うにしてもよい。あるいは、絶縁基板20の別の領域又
は別の面に感光性導電ペーストによる櫛形電極導体部を
パターン形成後、感湿膜を設けるようにしてもよい。
困難なスルーホール内面に非感光性導電ペーストを設け
ておくことで、アスペクト比の高いスルーホール部分に
も電極導体部42を形成でき、主面側の感光性導電ペー
ストによる電極導体部44と電気的に導通した電極導体
を備えた湿度検出機能を持つ電子部品が得られる。この
とき、スルーホール端面からある程度の深さ方向に露光
のための紫外線が透過するため、感光性導電ペーストも
スルーホール入り口部分までは硬化し、スルーホール内
部が十分な膜厚の電極導体部で覆われるだけでなく、ス
ルーホールのエッジ部の膜厚もある程度稼ぐことが出
来、接続信頼性も向上する(エッジ部には両方のペース
トを存在させることができる。)。
電ペーストを用いている為、スルーホール部分が未硬化
になることがなく、電極導体部42の膜厚も十分確保で
きる。例えば、図7の工程で得られた内面に電極導体部
を有するスルーホールを2分割して図6の第4の実施の
形態に示すはんだ付け用端子電極導体部33を構成した
ような場合、鉛フリー化された、高温はんだを用いては
んだ付けを行っても、電極食われによる断線を生ずるこ
とがない。
感光性導電ペーストを下にして、感光性導電ペーストを
その上に重ねるのは勿論のこと、逆に感光性導電ペース
トを下にしても良い。この場合は、先にパターニングし
てから非感光性ペーストを塗布できるので、非感光性導
電ペーストを現像液(Na2CO3溶液等)に浸さなく
て良くなる。
て、湿度検出機能を持つ電子部品にアスペクト比の高い
スルーホールを設けた場合の例であり、絶縁基板(ある
いは湿度センサを内蔵する素子)のスルーホール内面に
形成された非感光性導電ペーストによる電極導体部と素
子主面に感光性導電ペーストで形成された電極導体部と
が相互に重なり合って接続して構成された例を示す。
縁基板20(あるいは素子)に形成したスルーホール4
1の素子主面(上面)側端部にテーパー状接続面41a
を形成している。この接続面41aの主面に対する角度
は好ましくは45°乃至60°程度であるが、テーパー
がついていればよい。そして、テーパー状接続面41a
を含むスルーホール41内面に非感光性導電ペーストを
塗布、乾燥させて電極導体部42とし、次いで、感光性
導電ペースト43を素子主面及びテーパー状接続面41
aに塗布し、乾燥させる。このとき図8(A),(B)
のようにスルーホール端部のテーパー状接続面41aの
非感光性導電ペーストと感光性導電ペーストとは互いに
重なり合う。その後、感光性導電ペースト43を所定パ
ターンで露光し、現像処理によって感光性導電ペースト
の不要部分を除去し、感光性導電ペースト43をパター
ニングした電極導体部44を形成する。そして、非感光
性導電ペーストによる電極導体部42及び感光性導電ペ
ーストによる電極導体部44を同時焼成して(又は別々
に焼成して)電極導体部42及び電極導体部44が相互
に重なって電気的に導通した電極導体が絶縁基板20上
に得られる。なお、乾燥、露光、現像等の条件は第1の
実施の形態と同様でよい。
困難なスルーホール41内面の端部にテーパー状接続面
41aを形成しておくことで、非感光性導電ペーストと
感光性導電ペーストとの重なり部分が十分広くなり、エ
ッジ切れ等の不具合が無くなる。露光に用いる紫外線は
直進性が高いが、このように45°乃至60°程度のテ
ーパーをスルーホール端部に付けることで、感光性導電
ペーストもテーパー状接続面41aを形成した領域まで
は確実に硬化する。
面でもよいし、R面、U面等の傾斜が徐々に変化してい
る斜面でも良い。
電ペーストの電極導体部42で埋まっていてバイアホー
ルとなっていて、その上に感光性導電ペーストの電極導
体部44を設ける構成となってもよい。
た内周に電極導体部を有するスルーホールを2分割して
はんだ付け用端子電極導体部47とした例であり、例え
ば図6の第4の実施の形態に示すはんだ付け用端子電極
導体部33としてそのまま利用できる。
だ付け用端子電極導体部が図8(C)の構造であれば、
スルーホールを2分割した円周凹面の内面が非感光性導
電ペーストの電極導体部42で十分覆われているだけで
なく、エッジ部分にも十分な導体が存在している(エッ
ジ部分には非感光性及び感光性の導電ペーストの両方を
存在させることができる)から、端子電極として使用し
てもはんだ食われや断線の心配がいらない、高信頼性の
端子電極として使用できる。
て、絶縁基板20(又は素子)上に湿度センサ部50を
構成するとともに、その周辺回路を構成するチップ素子
51及び配線52を基板20上に設けた湿度検出機能を
持つ電子部品としての複合部品を示す。
ターンを含むはんだ付け用電極導体部61はアルミナ等
の絶縁基板20(又は素子)の主面上に非感光性導電ペ
ーストをスクリーン印刷機等でパターン印刷して形成す
る。また、湿度センサ部50の櫛形電極導体部23は感
光性導電ペーストを絶縁基板20の主面の所定範囲に塗
布し、露光、現像することで得られる。そして、それら
電極導体部23,61を焼成後、図9(B)のように電
極導体部23に感湿膜25を設けて湿度センサ部50を
構成する。また基板上の配線52のはんだパッドには所
定種類のチップ素子51をはんだ付けで搭載し、図9
(C)のように基板縁部のはんだ付け用電極導体部61
にはリード端子56をはんだ付けする。なお、前記感湿
膜25は部品搭載後に設けてもよい。
23の引出部は配線52に部分的に重なり合って電気的
に接続している。また、基板20にスルーホール55を
設けて表裏の配線52を接続する構成とすることもで
き、この場合、スルーホール55は図7の第5の実施の
形態又は図8の第6の実施の形態の構成とすることがで
きる。また、センサ部50の具体的な製造過程は第1の
実施の形態と同様である。
サ及びその周辺回路を一体化して、全体としていっそう
の小型化を図り得る。なお、その他の作用効果は前述し
た第1の実施の形態と同様である。
て、湿度センサの櫛形電極導体部23をメッキを併用し
た多層構造とした例を示す。この場合、基板20の主面
に形成される櫛形電極導体部23の最下層の導体膜70
は感光性導電ペーストを印刷、露光、現像し、焼成した
ものであり、感光性導電ペーストとして銀ペースト等の
最も安価で一般的な材料としている。その上の中間メッ
キ膜71ははんだ食われ防止層であり、はんだ耐食性の
あるニッケル等の電気メッキ膜である。最上層のメッキ
膜72は金(Au)等の感湿膜25に対して耐食性を有
する電気メッキ膜である。
形態と同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付し
て説明を省略する。
5の解離イオンに対して耐食性のある金等のメッキ膜7
2で最上層を形成することで、下層の感光性導電ペース
トによる導体膜70は最も一般的で安価な導電材料のも
のを使用できる。
金、銀、銅、パラジウム、白金、ニッケル等の金属や、
これらの混合物でも良く、感光性材料としては、アルカ
リ現像型バインダーモノマー、モノマー及び開始剤を含
むもので焼成によって揮発、分解し、パターン中に炭化
物を残存させないものであることが重要である。但し、
櫛形電極導体部が単層構造の場合、感湿膜に直接接する
ため、使用する感湿膜に対して耐食性を有することが必
要となる。また、図10のように櫛形電極導体部が多層
構造である場合、そのような最下層の感光性導電ペース
トへの制約は無くなる。
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。
基板又は素子に形成される電極導体の全部又は一部が感
光性導電材料を用いて構成されているため、従来のスク
リーン印刷法におけるスクリーンの劣化等による位置ず
れを解消し、電極導体のパターン位置精度の向上を図る
ことができ、製品の特性ばらつきを極めて小さくすると
いう効果がある。しかも、感湿膜を設ける領域に櫛形の
電極導体部を形成するような場合にも、精度良く、狭ピ
ッチのパターニングが行えるため、櫛形の電極導体部を
微細化、小型化することが可能となり、また湿度測定ば
らつきの減少といった効果も出すことができる。
その製造方法の第1の実施の形態であって、感光性導電
ペーストによる電極導体部と、非感光性導電ペーストに
よる電極導体部とが互いに接続している湿度センサの例
を示す説明図である。
その周辺の構造を従来と対比して示す断面図である。
による電極導体部と、非感光性導電ペーストによる電極
導体部との上下関係を示す説明図である。
る。
る。
る。
ールを有する例を示す説明図である。
ールを有する他の例、及びスルーホールを2分割した端
子電極導体部の例を示す説明図である
機能を持つ電子部品として湿度センサと周辺回路とを一
体化した複合部品を作製した例を示す説明図である。
極導体部を多層構造とした場合の例を示す断面図であ
る。
ある。
取りする製法の場合の説明図である。
Claims (16)
- 【請求項1】 絶縁基板上にギャップを介して対向する
ように一対の電極導体を形成し、該ギャップに感湿膜を
設けた湿度検出機能を持つ電子部品において、 該電極導体の全部又は一部が感光性導電材料を用いて構
成されていることを特徴とする湿度検出機能を持つ電子
部品。 - 【請求項2】 前記感湿膜が高分子膜で構成されている
ことを特徴とする請求項1記載の湿度検出機能を持つ電
子部品。 - 【請求項3】 前記感湿膜内に解離型イオンを含むこと
を特徴とする請求項1又は2記載の湿度検出機能を持つ
電子部品。 - 【請求項4】 前記電極導体が多層構造であり、少なく
とも電極導体上層部が前記感湿膜に対する耐食性を有す
ることを特徴とする請求項1,2又は3記載の湿度検出
機能を持つ電子部品。 - 【請求項5】 前記一対の電極導体間のギャップが20
〜100μmであり、当該ギャップ構成部分における各
電極導体の膜厚が3〜20μmであることを特徴とする
請求項1,2,3又は4記載の湿度検出機能を持つ電子
部品。 - 【請求項6】 前記電極導体の少なくとも一部がルテニ
ウム、ルテニウム化合物、金、又は金化合物で構成され
ている請求項1,2,3,4又は5記載の湿度検出機能
を持つ電子部品。 - 【請求項7】 素子の主面に電極導体を形成した湿度検
出機能を持つ電子部品において、 該主面に感光性導電ペーストを露光、現像して形成した
導体パターンからなる電極導体部と、非感光性導電ペー
ストにより形成した電極導体部とを有し、かつ、両方の
電極導体部の少なくとも一部が互いに重なって電気的に
導通した電極導体を構成していることを特徴とする湿度
検出機能を持つ電子部品。 - 【請求項8】 素子の主面と該主面に接する他面とに跨
って電極導体を形成した湿度検出機能を持つ電子部品に
おいて、 該主面に感光性導電ペーストを露光、現像して形成した
導体パターンからなる電極導体部と、該他面に非感光性
導電ペーストにより形成した電極導体部とを有し、か
つ、前記主面と前記他面が接する部分の近傍で両方の電
極導体部の少なくとも一部が重なって電気的に導通した
電極導体を構成していることを特徴とする湿度検出機能
を持つ電子部品。 - 【請求項9】 前記非感光性導電ペーストにより形成し
た電極導体部は、前記電極導体の少なくとも一部として
前記素子の端面で端面電極を形成していることを特徴と
する請求項7又は8記載の湿度検出機能を持つ電子部
品。 - 【請求項10】 前記素子は、前記主面と前記他面が接
する部分に、該主面と該他面をつなぐ接続面を有してお
り、しかも、前記感光性導電ペーストを露光、現像して
形成した導体パターンが前記主面から前記接続面に延び
て電極導体部を形成していることを特徴とする請求項8
又は9記載の湿度検出機能を持つ電子部品。 - 【請求項11】 素子の主面に電極導体を形成した湿度
検出機能を持つ電子部品の製造方法において、 該主面に感光性導電ペーストを露光、現像して導体パタ
ーンからなる電極導体部を形成するステップと、 非感光性導電ペーストにより電極導体部を形成するステ
ップとを備え、 両方の電極導体部の少なくとも一部が重なるように当該
両方の電極導体部を前記素子の表面に配置したことを特
徴とする湿度検出機能を持つ電子部品の製造方法。 - 【請求項12】 素子の主面と該主面に接する他面とに
跨って電極導体を形成した湿度検出機能を持つ電子部品
の製造方法において、 前記他面に非感光性導電ペーストにより電極導体部を形
成するステップと、 前記主面に感光性導電ペーストを露光、現像して導体パ
ターンからなる電極導体部を形成するステップとを備
え、 両方の電極導体部の少なくとも一部が重なるように当該
両方の電極導体部を前記主面及び他面に配置したことを
特徴とする湿度検出機能を持つ電子部品の製造方法。 - 【請求項13】 前記素子は、前記主面と前記他面が接
する部分に、該主面と該他面をつなぐ接続面を有し、前
記他面に形成する非感光性導電ペーストによる電極導体
部を前記接続面に延在させるとともに、前記主面に形成
する感光性導電ペーストによる電極導体部も前記接続面
に延在させることを特徴とする請求項12記載の湿度検
出機能を持つ電子部品の製造方法。 - 【請求項14】 前記主面に形成する感光性導電ペース
トによる電極導体部は、前記他面に形成した非感光性導
電ペーストによる電極導体部の表面に重なり、前記感光
性導電ペーストを露光、現像して導体パターンが形成さ
れて前記主面と前記他面とに跨る電極導体を形成するこ
とを特徴とする請求項12記載の湿度検出機能を持つ電
子部品の製造方法。 - 【請求項15】 前記感光性導電ペーストを露光、現像
した導体パターンでギャップを介して対向するように一
対の電極導体部を形成し、少なくとも感湿膜で覆われる
前記電極導体部の上層に金属メッキ膜を形成し、その後
前記ギャップに感湿膜を設けることを特徴とする請求項
11,12,13又は14記載の湿度検出機能を持つ電
子部品の製造方法。 - 【請求項16】 前記感光性導電ペーストを露光、現像
して形成した導体パターンからなる電極導体部は、少な
くともその一部が、前記非感光性導電ペーストにより形
成した電極導体部に重なって焼成されていることを特徴
とする請求項11,12,13,14又は15記載の湿
度検出機能を持つ電子部品の製造方法。
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