JP2015232496A - 湿度検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型に構成でき、気体の湿度変化に対する応答特性が良好な湿度検知装置を提供することを目的としている。
【解決手段】 第１の対向部材２と第２の対向部材の隙間に湿度検知部５が搭載されている。第１の対向部材２と第２の対向部材との隙間４に、金属接合体１５とダミー接合体１６とが設けられ、２つの対向部材が金属接合体１５とダミー接合体１６とで固定されている。２つの対向部材の隙間４に、金属接合体１５とダミー接合体１６が存在するのみであるため、測定すべき気体が湿度検知部５に移行しやすくなり、湿度変化に検知応答性が良好になる。
【選択図】図４

Description

本発明は、２つの対向部材の隙間に湿度検知部が配置されて、薄型化を図ることができる構造の湿度検知装置に関する。

従来の湿度検知装置は、湿度検知部と、検知回路などを内蔵した集積回路パッケージとが、基板上に並んで配置されて、樹脂材料で被覆されている。湿度検知部は測定しようとする気体に触れさせる必要があるため、湿度検知部に通じる測定孔が設けられ、この測定孔が湿度検知装置の表面に開口した構造となる。

上記従来の湿度検知装置のように、湿度検知部に通じる測定孔が外部に向けて開口している構造では、埃などが測定孔に入り込むと、気体の湿度を正確に検知するのが困難になる。また、基板上に湿度検知部と集積回路パッケージとが並んで配置されている構造であると、湿度検知装置の平面形状が大きくなり、小型化を実現するのが難しい。

特許文献１に記載された湿度検知装置は、基板上に、湿度センサを形成するセンサチップが配置され、センサチップは、感湿膜を基板に向けた状態で、基板上に隙間を空けて対向して配置されている。基板に設けられたランドと、センサチップに設けられた電極パッドとが対向し、ランドと電極パッドとがバンプ電極を介して接合されて導通されている。また、バンプ電極の周囲に、耐湿性を有する樹脂材料で形成されたアンダーフィルが充填され、このアンダーフィルによって、基板とセンサチップとが互いに固定されている。

特許文献１の図９には、基板とセンサチップとの間に、両側が前記アンダーフィルで挟まれた空洞部が形成されており、前記空洞部を介して感湿膜を外部に連通させた構造が示されている。

特開２００８−７０２００号公報

特許文献１に記載された湿度検知装置は、互いに対向する基板とセンサチップとを固定するために、バンプ電極の他にアンダーフィルを充填しているため、基板とセンサチップとを固定する構造と固定作業が複雑になっている。

また、特許文献１の図９に記載されたものは、基板とセンサチップとの隙間において、両側がアンダーフィルで挟まれた細い空洞部で、気体を感湿膜に導いているため、湿度が変化したときに、その変化が感湿膜に至るまでに時間差が生じやすくなり、湿度検知の応答性が低下する。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、対向部材の隙間に湿度検知部が設けられた構造であって、対向部材を十分な強度で接合でき、しかも湿度検知部への通気性を改善して湿度検知の応答性を高めた湿度検知装置を提供することを目的としている。

本発明は、第１の対向部材と第２の対向部材とを有し、前記第１の対向部材の対向面と前記第２の対向部材の対向面とが隙間を有して対向し、第２の対向部材の前記対向面に、湿度検知部が設けられている湿度検知装置において、
それぞれの前記対向面に、複数の電極部と、複数のダミー電極部とが設けられており、前記隙間を挟んで対面する前記電極部どうしが導電性の金属接合体で接合され、前記隙間を挟んで対面する前記ダミー電極部どうしが、前記金属接合体と同じ金属で形成されたダミー接合体で接合されていることを特徴とする
ものである。

本発明の湿度検知装置は、２つの対向部材が、電力や信号を伝達する電極部どうしを接合する金属接合体と、ダミー電極部どうしを接合するダミー接合体とで固定されているため、２つの対向部材を強固に固定できる。

本発明は、前記対向部材どうしが、前記金属接合体と前記ダミー接合体の接合強度によって互いに固定されていることが好ましい。

本発明の湿度検知装置は、２つの対向部材との間に接合用の樹脂を充填する必要がなく、充填するとしてもわずかな量で済むため、２つの対向部材の接合構造を簡単にでき、接合のための工程も削減できる。また、２つの対向部材の隙間に通気性を阻害する障害物が少ないため、測定すべき気体が、隙間から湿度検知部へ速やかに到達するようになり、湿度変化を検知する応答性を高くできる。

本発明は、前記第１の対向部材が回路基板であり、前記第２の前記対向部材が集積回路パッケージであることが好ましい。

上記構造では、集積回路パッケージと基板ならびに湿度検知部とを重ねて配置できるので、湿度検知装置を小型に構成することが可能である。

本発明は、前記第１の対向部材の前記対向面と前記第２の対向部材の前記対向面とが対向する対向領域の平面形状が長方形で、前記対向領域は、前記湿度検知部から離れた位置にあって互いに対向する２つの第１の縁部と、前記湿度検知部からの距離が前記第１の縁部のいずれよりも短い位置にあって互いに対向する２つの第２の縁部とを有しており、
複数の前記金属接合体と複数の前記ダミー接合体とから成る接合体の集合体を、第１の組と第２の組に区分し、第１の組の接合体を、２つの前記第１の縁部に沿って一列に配列し、第２の組の接合体を、前記第１の組の接合体よりも前記湿度検知部に近い位置に配置することが好ましい。

さらに、前記第１の組を構成する接合体の数よりも前記第２の組を構成する接合体の数が少ないものが好ましい。

この場合に、前記第２の組の接合体は、前記第１の組の接合体と前記湿度検知部との間の領域に位置している
ものがさらに好ましい。

あるいは、本発明は、前記第１の対向部材の前記対向面と前記第２の対向部材の前記対向面とが対向する対向領域の平面形状が長方形で、前記対向領域は、前記湿度検知部から離れた位置にあって互いに対向する２つの第１の縁部と、前記湿度検知部からの距離が前記第１の縁部のいずれよりも短い位置にあって互いに対向する２つの第２の縁部とを有しており、前記金属接合体と前記ダミー接合体とが、２つの前記第１の縁部に沿って一列に配列しているものが好ましい。

さらには、本発明の湿度検知装置は、前記湿度検知部が、前記対向面の中央よりも、前記対向部材の縁部に接近した位置に配置されていることが好ましい。

上記のそれぞれの構造を採用することで、測定すべき気体が、隙間から湿度検知部へ速やかに到達できるようになり、湿度変化を検知する応答性をさらに高くできるようになる。

本発明の湿度検知装置は、湿度検知部が２つの対向部材の隙間に位置しているため、湿度検知部が外部に露出しなくなるため、湿度検知部を保護できるようになる。また、２つの対向部材が金属接合体とダミー接合体の双方の接合体で接合されているため、対向部材を互いに強固に固定することができる。金属接合体とダミー接合体は、同じ一連の工程で形成できるので、対向部材を接合する工程も簡単である。

また、２つの対向部材の隙間に固定用の樹脂材料を充填する必要がなく、また充填したとしてもわずかでよいため、前記隙間内で湿度検知部へ気体を速やかに導くことができるようになり、湿度の変化に対応する応答性を高めることが可能である。

（Ａ）は、本発明の実施の形態の湿度検知装置を示す斜視図、（Ｂ）は、湿度検知装置の側面図、 （Ａ）は、図１（Ｂ）に示す湿度検知部を下方から見た拡大平面図、（Ｂ）は、（Ａ）に示す湿度検知部をＢ−Ｂ線で切断した断面図、 金属接合体とダミー接合体の接合部を示す部分拡大断面図、 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、金属接合体とダミー接合体の配置を実施の形態別に示す平面図、 （Ａ）は第１の比較例における湿度の応答性を説明する斜視図、（Ｂ）は第２の比較例における湿度の応答性を説明する斜視図、 第１の実施の形態における湿度の応答性を説明する斜視図、 第２の実施の形態における湿度の応答性を説明する斜視図、 第３の実施の形態における湿度の応答性を説明する斜視図、 第４の実施の形態における湿度の応答性を説明する斜視図、 第５の実施の形態における湿度の応答性を説明する斜視図、 各比較例と各実施の形態の湿度の応答性を比較する線図、 （Ａ）（Ｂ）は、さらに他の実施の形態の湿度検知装置の湿度検知部の配置位置を示す説明図、

図１（Ａ）（Ｂ）に示す湿度検知装置１は、第１の対向部材２と第２の対向部材３とが重ねられて構成されている。第１の対向部材２は回路基板で多層基板であり、第２の対向部材３は、集積回路パッケージである。

第１の対向部材２は、対向面２ａと、主基板へ実装するための実装面２ｂを有している。第２の対向部材３は対向面３ａと上面３ｂを有している。対向面２ａと対向面３ａは平面である。第１の対向部材２と第２の対向部材３は、対向面２ａと対向面３ａとが対面するように組み合わされ、対向面２ａと対向面３ａとの対向領域に隙間４が形成されている。

第２の対向部材３の対向面３ａに、湿度検知部５が搭載されている。図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、湿度検知部５は、感湿素子５ａと基準素子５ｂとを有している。

感湿素子５ａと基準素子５ｂには、共通電極となる裏側電極６が設けられている。感湿素子５ａでは、裏側電極６に感湿樹脂層７ａが重ねられ、その表面に表側電極８ａが重ねられている。基準素子５ｂでは、裏側電極６に感湿樹脂層７ｂが重ねられ、その表面に表側電極８ｂが重ねられている。感湿樹脂層７ａ，７ｂはポリイミド系樹脂材料などで形成されている。

感湿素子５ａと基準素子５ｂは保護樹脂層９で覆われている。保護樹脂層９はＳｉＮなどの非吸湿性の無機材料で形成されている。感湿素子５ａでは、表側電極８ａと保護樹脂層９に複数の開口部９ａが形成されており、この開口部９ａを通じて、感湿素子５ａ内の感湿樹脂層７ａが対向領域の隙間４内に露出している。

基準素子５ｂは、感湿素子５ａと同じ構造であるが、開口部９ａが形成されていないために、感湿樹脂層７ｂが外気に触れないようになっている。

第２の対向部材３は集積回路パッケージであり、裏側電極６と表側電極８ａ，８ｂは、第２の対向部材３内の集積回路に接続されている。

測定すべき気体は、第１の対向部材２と第２の対向部材３との対向領域に形成された隙間４の内部に侵入し、複数の開口部９ａを通過して感湿素子５ａ内の感湿樹脂層７ａに接触する。感湿樹脂層７ａは、周囲の湿度に対応して水分を吸収し、また水分を放出する機能を有しているため、湿度に応じて誘電率が変化し、裏側電極６と表側電極８ａとの間の静電容量が湿度に応じて変化する。一方、基準素子５ｂは非吸湿性の樹脂保護層９で覆われているために、周囲の湿度によって静電容量が変化することはない。

前記集積回路では、感湿素子５ａの表側電極８ａと裏側電極６との間にパルス状の電圧が与えられ、基準素子５ｂの表側電極８ｂと裏側電極６との間にパルス状の電圧が与えられる。感湿素子５ａと基準素子５ｂは、静電容量に応じて電流値などの検知出力が変化するため、感湿素子５ａの検知出力と基準素子５ｂの検知出力の差を取ることで湿度変化を検知することができる。

図３に示すように、第２の対向部材３の対向面３ａに電極部１１が形成され、第１の対向部材２の対向面２ａに電極部１２が形成されており、電極部１１と電極部１２とが隙間４を挟んで対面している。電極部１１と電極部１２は、金属接合体１５で接合されている。

多層基板である第１の対向部材２の対向面２ａに形成された電極部１２は、銅の電極パッドの表面が金メッキされたものである。集積回路パッケージである第２の対向部材３の対向面３ａに形成された電極部１１は、金メッキされた金属パッドである。金属接合体１５は金ボールであり、電極部１１と電極部１２との間に供給されて超音波振動が与えられ、それぞれの電極部１１，１２との間で拡散結合される。

または、電極部１１，１２の一方に、金ボールに代わる金属接合体として、少なくとも表面が金で形成された金属バンプが形成され、この金属バンプが他方の電極部に共晶接合または拡散結合によって接合されたものであってもよい。

図１（Ｂ）に示すように、多層基板である第１の対向部材２の実装面２ｂに複数の端子部１８が形成され、それぞれの端子部１８が電極部１２に導通している。集積回路パッケージである第２の対向部材３に設けられた電極部１１は、集積回路に接続されている。湿度検知部５の容量変化は前記集積回路で検知されて湿度変化を示す検知信号が生成され、その検知信号は、電極部１１から金属接合体１５を介して電極部１２に与えられ、さらに端子部１８から主基板に与えられる。また、主基板から与えられる電力は、端子部１８からいずれかの電極部１２に与えられ、金属接合体１５から電極部１１を経て前記集積回路に与えられる。

図３に示すように、第２の対向部材３の対向面３ａにダミー電極部１３が設けられ、第１の対向部材２の対向面２ａにダミー電極部１４が設けられている。ダミー電極部１３とダミー電極部１４は互いに対面し、両ダミー電極部１３，１４がダミー接合体１６によって接合されている。

第２の対向部材３の対向面３ａに設けられたダミー電極部１３は、電極部１１と同じ材料で同じ構造に形成されている。第１の対向部材２の対向面２ａに設けられたダミー電極部１４は、電極部１２と同じ材料で同じ構造に形成されている。ダミー接合体１６は金属接合体１５と同じ金属材料で同じ構造に形成されている。

第２の対向部材３に設けられたダミー電極部１３は、内部の集積回路に接続されておらず、第１の対向基板２に設けられたダミー電極部１４は端子部１８に導通されていない。また、ダミー電極部１３が集積回路に接続され、ダミー電極部１４が端子部１８に導通されていたとしても、ダミー電極部１３，１４には、電力が供給されることや信号が与えられることがなく、通電に使用されることはない。

図４の各図は、第２の対向部材３を対向面３ａ側から見た底面図である。図１（Ｂ）と図４の各図に示すように、第１の対向部材２と第２の対向部材３との対向領域に形成されている隙間４内に、複数の金属接合体１５と複数のダミー接合体１６が配置されている。図１（Ｂ）と図４の各図では、金属接合体１５とダミー接合体１６とを区別できるようにするために、金属接合体１５のみにハッチングを付している。

図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示す実施の形態の湿度検知装置１は、金属接合体１５が６個とダミー接合体１６が４個設けられている。

金属接合体１５は、集積回路を収納している第２の対向部材３において、規格上必要とされる数に設定される。ダミー接合体１６は、２つの対向部材２，３の接合強度を補強するものであるため、その数は、第１の対向部材２と第２の対向部材３の大きさなどに応じて決められる。ただし、２つの対向部材２，３の隙間４内の通気性を阻害しないようにするために、ダミー接合体１６の数は、金属接合体１５の数と同じであるか、それよりも少ないことが好ましい。

この湿度検知装置１は、第１の対向部材２と第２の対向部材３とが、金属接合体１５による接合力とダミー接合体１６の接合力によって互いに固定されている。金属接合体１５とダミー接合体１６は同じ金属材料で形成され、金属接合体１５による接合構造とダミー接合体１６による接合構造は、同じ工程で一連の作業で行うことができる。よって、少ない工数で、第１の対向部材２と第２の対向部材３とを強固に固定することができる。

第１の対向部材２と第２の対向部材３との隙間４の内部には、球形状または円柱形状の金属接合体１５とダミー接合体１６が存在するのみであるため、隙間４の通気性が良くなり、測定する気体は、隙間４の内部に入り、金属接合体１５とダミー接合体１６の間を通過して、湿度検知部５に速やかに至ることができる。よって、湿度検知部５が気体の湿度変化を検知する応答性を高くすることができる。

第１の対向部材２と第２の対向部材３は、金属接合体１５とダミー接合体１６の接合強度で互いに固定されているために、隙間４内にアンダーフィルなどの補強樹脂を充填する必要がなくなるため、組立作業も容易である。本発明は、隙間４内に補強樹脂が全く存在しないものが好ましいが、２つの対向部材２，３の接合強度を、主に金属接合体１５とダミー接合体１６の接合力によって確保した上で、補助的手段として隙間４内にわずかな補強樹脂が充填されてもよい。

図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、金属接合体１５とダミー接合体１６の配置構造の好ましい例を示している。

図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は対向部材３を対向面３ａ側から見たものであるが、実施の形態では、対向部材２と対向部材３とが同じ形状で同じ寸法であるため、２つの対向部材２，３の間に形成される隙間４の平面形状、すなわち対向面２ａと対向面３ａとが対面する対向領域の平面形状が、対向面２ａと同じである。

図４の各図では、対向面２ａと対向面３ａとが対面する対向領域の平面形状、すなわち隙間４の平面形状が長方形であり、対向領域の平面形状（隙間４の平面形状）が、２つの第１の縁部１ａ，１ａと、２つの第２の縁部１ｂ，１ｂとを有している。第１の縁部１ａ，１ａは湿度検知部５の中心からの距離が遠い２つの縁部であり、第２の縁部１ｂ，１ｂは、湿度検知部５の中心からの距離が、第１の縁部１ａ，１ａのいずれよりも短い２つの縁部である。第１の縁部１ａ，１ａは長方形の短辺であり、第２の縁部１ｂ，１ｂは、長方形の長辺である。

対向部材２の対向面２ａと対向部材３の対向面３ａの形状が相違する場合は、対向領域の平面形状すなわち隙間４の平面形状は、２つの対向面２ａ，３ａとが重なる領域の平面形状となる。したがって、図４の各図に示す前記第１の縁部１ａ，１ａは、第１の対向部材２の短辺の縁部と第２の対向部材３の短辺の縁部のうち、湿度検知部５の中心（または湿度検知装置１の全体の中心）に近い短辺の縁部であり、第２の縁部１ｂ，１ｂは、第１の対向部材２の長辺の縁部と第２の対向部材３の長辺の縁部のうち、湿度検知部５の中心（または湿度検知装置１の全体の中心）に近い長辺の縁部である。このように定義することで、図４の各図に示す長方形は、対向領域の平面形状または隙間４の平面形状を意味することになる。

図４（Ａ）に示す例は、金属接合体１５が、２つの第１の縁部１ａ，１ａと平行な列Ｎに沿って３個配列している。ダミー接合体１６の数は、金属接合体１５の数よりも少ない。ダミー接合体１６は、湿度検知部５よりも第１の縁部１ａ側へ距離Ｌ１だけ離れた位置にある。すなわち、ダミー接合体１６は、湿度検知部５と金属接合体１５との間の帯状の領域内に配置されている。そして、ダミー接合体１６と第２の縁部１ｂとの距離Ｌ３は、第２の縁部１ｂと金属接合体１５との距離Ｌ２よりも長く設定されている。

図４（Ｃ）に示す例は、図４（Ａ）と同様に、金属接合体１５が、２つの第１の縁部１ａ，１ａと平行な列Ｎに沿って３個配列している。ダミー接合体１６は、第２の縁部１ｂと湿度検知部５との間に配置されているが、ダミー接合体１６と第２の縁部１ｂとの距離Ｌ４は、第２の縁部１ｂと金属接合体１５との距離Ｌ２よりも長くなっている。

図４（Ｂ）に示す例では、３個の金属接合体１５と２個のダミー接合体１６とが、第１の縁部１ａ，１ａと平行な列Ｎに沿って一列に配列している。この例では、２つの第２の縁部１ｂ，１ｂから湿度検知部５までの間に、遮蔽物がなく大きな空間が形成されている。

なお、図４（Ｂ）に示すように、接合体１５，１６が最も接近しているとき、その距離Ｌ５は、接合体１５，１６の直径Ｄよりも長いことが好ましい。このように構成することで、隣接する接合体１５，１６の間に測定すべき気体を通過させることが可能である。

図４（Ｂ）に示す例は、湿度検知部５の中心（または湿度検知装置１の全体の中心）からの距離が短い第２の縁部１ｂ，１ｂと、湿度検知部５との間が広く空けられ、測定しようとする気体が第２の縁部１ｂ，１ｂから隙間４内に入って湿度検知部５に触れやすいようなっている。さらに、第１の縁部１ａに沿って並ぶ接合体１５，１６の間の隙間からも気体を内部に導くことができる。そのため、湿度検知装置１の外部での湿度の変化が湿度検知部５に速やかに移行できるようになり、湿度変化に対する検知応答性が良好になる。

図４（Ａ）に示す例は、湿度検知部５と金属接合体１５との間の領域にダミー接合体１６が設けられ、しかもダミー接合体１６は金属接合体１５よりも第２の縁部１ｂから離れている。よって、第２の縁部１ｂから湿度検知部５まで気体を導きやすく、さらに第１の縁部１ａからも気体を内部に導くことができるため、湿度検知装置１の外部での湿度の変化が湿度検知部５に速やかに移行できるようになり、湿度変化に対する検知応答性が良好になる。

図４（Ｃ）に示す例では、湿度検知部５と第２の縁部との間にダミー接合体１６が存在しているが、このダミー接合体１６は、金属接合体１５よりも第２の縁部１ｂから離れている。そのため、第２の縁部１ｂの間口が広く空けられており、第２の縁部１ｂから湿度検知部５に気体が速やかに移行できるようになる。この構造でも、湿度検知装置１の外部での湿度の変化が湿度検知部５に速やかに移行できるようになり、湿度変化に対する検知応答性が良好になる。

図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、列Ｎに沿って並んでいるのが金属接合体１５で、ダミー接合体１６はそれ以外の場所に配置されている。ただし、これらの例において、金属接合体１５とダミー接合体１６とを入れ替えても、接合体１５，１６の配列が同じである限り、湿度変化に対する検知応答性の条件は同じである。

本発明では、図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すように、湿度検知部５の中心部から遠い位置にある第１の縁部１ａ，１ａに沿って、接合体１５，１６を１列に配列させるとともに、列を成す接合体よりも少ない数の接合体１５，１６を、前記列よりも中心側に近い位置に配置することが好ましい。

図５ないし図１０は、比較例と各種実施の形態のシミュレーション結果を比較するものである。このシミュレーションは、接合体１５，１６の配置と、隙間４の中心部の湿度変化の応答性との関係を調べたものである。

図５ないし図１０では、シミュレーションの資料がＮｏ．１〜Ｎｏ．７で示されている。Ｎｏ１とＮｏ２は比較例であり、Ｎｏ．３〜Ｎｏ．７が本発明の実施の形態である。図４（Ａ）に示した好ましい例は、図７のＮｏ．４に相当し、図４（Ｂ）に示した好ましい例は、図８のＮｏ．５に相当し、図４（Ｃ）に示した好ましい例は、図１０のＮｏ．７に相当している。

シミュレーションの資料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７は、いずれも、対向面２ａと対向面３ａとの対向領域となる長方形の第１の縁部１ａの長さが０．８４ｍｍ、第２の縁部１ｂの長さが１．１４ｍｍ、隙間４の厚さ、すなわち、第１の対向部材２と第２の対向部材３との対向間隔が０．０６ｍｍである。

図５ないし図１０のシミュレーション結果は、隙間４内に存在する気体層（空気層）での湿度変化を示している。そのため、Ｎｏ．２〜Ｎｏ．７では、金属接合体１５とダミー接合体１６が存在している部分が丸穴で表現されている。この丸穴の直径は、金属接合体１５とダミー接合体１６の直径であり、直径を０．０８ｍｍに設定している。

図５ないし図１０では、湿度検知装置１の外部の相対湿度を０％から１００％まで瞬時に上昇させた後の１ｍｓｅｃ経過時における気体層（空気層）の各部分における相対湿度がモノクロのグラデーションで示されている。黒色の濃い場所ほど湿度が高くなっている。

図５（Ａ）のＮｏ．１は第１の比較例であり、長辺である第２の縁部１ｂ，１ｂを全長に渡って塞ぎ、端辺である第１の縁部１ａ，１ａを開放させた例である。湿度検知装置１の中心部から距離が短い第２の縁部１ｂ，１ｂが閉鎖され、中心部からの距離が長い第１の縁部１ａ，１ａが解放されたものであるため、１ｍｓｅｃ経過しても中心部の広い範囲で湿度がほとんど高くなっていない。

図５（Ｂ）に示すＮｏ．２の第２の比較例は、図４に示す列Ｎに沿って、それぞれ３個の金属接合体１５を一列に配列したものであり、ダミー接合体１６を使用しないことを想定したものである。この比較例は、中心部から距離の短い第２の縁部１ｂの全長が解放されているため、１ｍｓｅｃ経過後に、中心部の湿度が各方向において均一に高くなるように変化している。

図６ないし図１０に示す実施の形態は、いずれもＮｏ．１の第１の比較例に比べて中心部に湿度変化が速やかに移行しやすくなっている。特に、図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）において好ましい例として説明したＮｏ．４とＮｏ．５ならびにＮｏ．７は、湿度変化の中心部への到達状態が、図５（Ｂ）に示す第２の比較例に近似している。

図１１は、湿度検知装置１の外側の気体（空気）の相対湿度を０％から１００％まで瞬時に高めたときに、隙間４の中心部が相対湿度９０％になるまでの時間を比較したシミュレーション結果を示している。Ｎｏ．１の比較例において、中心部の相対湿度が９０％になるまでの時間を１００％としたときに、Ｎｏ．２〜Ｎｏ．７までの各資料において中心部の相対湿度が９０％に上昇するまでの時間を、Ｎｏ．１に対するパーセンテージで示している。

図１１のシミュレーション結果からも、本発明の実施の形態のＮｏ．３〜Ｎｏ．７に示すものは、いずれもＮＯ．１に示す比較例に比べて中心部の湿度が迅速に上昇する。その中でも、図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示したＮｏ．４とＮｏ．５ならびにＮｏ．７は、中心部の湿度上昇速度が、Ｎｏ．２の比較例と同等なものとなっている。

図６に示すＮｏ．３は、中心部からの距離が短い第２の縁部１ｂ，１ｂに沿って４個の接合体１５，１６が存在することで、第２の縁部１ｂ，１ｂから中心部への水蒸気の移行がやや遅れる傾向となる。Ｎｏ．６の資料は、Ｎｏ．７と異なり、Ｎ列に並ぶべき接合体１５，１６が、第２の縁部１ｂ，１ｂを塞ぐ位置に存在しているために、第２の縁部１ｂ，１ｂから中心部への水蒸気の移行がやや遅れる傾向になる。

以上から、Ｎｏ．４とＮｏ．５ならびにＮｏ．７に示す実施の形態は、金属接合体１５のみを使用した比較例２と同様に、中心部の湿度を速やかに変化させることができ、優れた応答性の湿度検知装置１を構成できることが解る。

図１２に示す他の実施の形態の湿度検知装置１０１は、第１の縁部１０１ａ，１０１ａと第２の縁部１０１ｂ，１０１ｂとが一致しており、第１の対向部材２と第２の対向部材３との隙間４の平面形状（隙間４の平面形状）が正方形である。

そして、湿度検知部５は、正方形の中心部ではなく、第１の縁部１０１ａと第２の縁部１０１ｂの少なくとも一方に接近した位置に配置されている。

この実施の形態では、湿度検知部５が隙間４の外部に短い距離で連通しているため、湿度が変化したときの検知出力の応答特性が良好になる。

なお、前記実施の形態では、第１の対向部材２が積層基板で、第２の対向部材３が集積回路パッケージであるが、湿度検知部５を搭載した第２の対向部材３が積層基板で、第１の対向部材２が集積回路パッケージであってもよい。または第１の対向部材２と第２の対向部材３の双方が積層基板であってもよい。

また、感湿素子５ａと基準素子５ｂの構造は、図２に示すものに限られず、例えば櫛歯状の電極が平面において対向しており、この電極間の静電容量の変化を検知するものであってもよい。

１ 湿度検知装置
１ａ 第１の縁部
１ｂ 第２の縁部
２ 第１の対向部材
２ａ 対向面
３ 第２の対向部材
３ａ 対向面
４ 隙間
５ 湿度検知部
５ａ 感湿素子
５ｂ 基準素子
１１，１２ 電極部
１３，１４ ダミー電極部
１５ 金属接合体
１６ ダミー接合体

Claims (8)

1. 第１の対向部材と第２の対向部材とを有し、前記第１の対向部材の対向面と前記第２の対向部材の対向面とが隙間を有して対向し、第２の対向部材の前記対向面に、湿度検知部が設けられている湿度検知装置において、
   それぞれの前記対向面に、複数の電極部と、複数のダミー電極部とが設けられており、前記隙間を挟んで対面する前記電極部どうしが導電性の金属接合体で接合され、前記隙間を挟んで対面する前記ダミー電極部どうしが、前記金属接合体と同じ金属で形成されたダミー接合体で接合されていることを特徴とする湿度検知装置。
2. 前記対向部材どうしが、前記金属接合体と前記ダミー接合体の接合強度によって互いに固定されている請求項１記載の湿度検知装置。
3. 前記第１の対向部材が回路基板であり、前記第２の前記対向部材が集積回路パッケージである請求項１または２記載の湿度検知装置。
4. 前記第１の対向部材の前記対向面と前記第２の対向部材の前記対向面とが対向する対向 領域の平面形状が長方形で、前記対向領域は、前記 湿度検知部から離れた位置にあって互いに対向する２つの第１の縁部と、前記湿度検知部からの距離が前記第１の縁部のいずれよりも短い位置にあって互いに対向する２つの第２の縁部とを有しており、
   複数 の前記金属接合体と複数の前記ダミー接合体とから成る接合体の集合体を、第１の組と第２の組に区分し、第１の組の接合体を、２つの前記第１の縁部に沿って一列に配列し、第２の組の接合体を、前記第１の組の接合体よりも前記湿度検知部に近い位置に配置する請求項１ないし３のいずれかに記載の湿度検知装置。
5. 前記第１の組を構成する接合体の数よりも前記第２の組を構成する接合体の数が少ない請求項４記載の湿度検知装置。
6. 前記第２の組の接合体は、前記第１の組の接合体と前記湿度検知部との間の領域に位置している請求項４または５記載の湿度検知装置。
7. 前記第１の対向部材の前記対向面と前記第２の対向部材の前記対向面とが対向する対向領域の平面形状が長方形で、前記対向領域は、前記湿度検知部から離れた位置にあって互いに対向する２つの第１の縁部と、前記湿度検知部からの距離が前記第１の縁部のいずれよりも短い位置にあって互いに対向する２つの第２の縁部とを有しており、
   前記金属接合体と前記ダミー接合体とが、２つの前記第１の縁部に沿って一列に配列している請求項１ないし３のいずれかに記載の湿度検知装置。
8. 前記湿度検知部が、前記対向面の中央よりも、前記対向部材の縁部に接近した位置に配置されている請求項１ないし３のいずれかに記載の湿度検知装置。