JP2017116460A - Porous electrode, manufacturing method for the same, and humidity sensor using porous electrode - Google Patents
Porous electrode, manufacturing method for the same, and humidity sensor using porous electrode Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017116460A JP2017116460A JP2015253743A JP2015253743A JP2017116460A JP 2017116460 A JP2017116460 A JP 2017116460A JP 2015253743 A JP2015253743 A JP 2015253743A JP 2015253743 A JP2015253743 A JP 2015253743A JP 2017116460 A JP2017116460 A JP 2017116460A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- melting point
- heated
- point metal
- low melting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Description
本発明は、例えば測定空間内の雰囲気中のガス濃度や湿度を計測する気体センシングデバイスに搭載される多孔質電極及び該電極の製造方法並びにこの多孔質電極を用いた湿度センサに関するものである。 The present invention relates to a porous electrode mounted on a gas sensing device that measures, for example, a gas concentration or humidity in an atmosphere in a measurement space, a method for manufacturing the electrode, and a humidity sensor using the porous electrode.
従来より、例えば研究所、病院、半導体工場等に設置されるクリーンルームや恒温恒湿ルームのように室内空調管理がシビアに行われる環境において、測定空間内で測定した雰囲気中に含まれるガス濃度や温度(気温)、湿度を計測する気体センシングデバイスが広く普及している。 Conventionally, in an environment where indoor air conditioning management is severely performed such as a clean room or a constant temperature and humidity room installed in a laboratory, a hospital, a semiconductor factory, etc., the gas concentration contained in the atmosphere measured in the measurement space Gas sensing devices that measure temperature (air temperature) and humidity are widely used.
この種の気体センシングデバイスに具備される湿度センサは、セラミックスやガラス製の基板上に形成された下部電極と上部電極との間に、誘電体となる感湿性高分子膜(例えば、セルロース系化合物やポリビニル系化合物、芳香属系ポリマーからなるエンジニアリングプラスチック(エンプラ)やスーパーエンジニアリングプラスチック(スーパーエンプラ)等)を挟み込むことで平行平板型コンデンサを形成し、感湿性高分子膜の誘電率の変化に伴って変化する静電容量を測定することで湿度を計測している。 The humidity sensor provided in this type of gas sensing device is a moisture-sensitive polymer film (for example, a cellulosic compound) serving as a dielectric between a lower electrode and an upper electrode formed on a ceramic or glass substrate. A parallel plate capacitor is formed by sandwiching engineering plastics (engineering plastics) or super engineering plastics (super engineering plastics) made of aromatic compounds, polyvinyl compounds, and aromatic polymers. With the change in the dielectric constant of the moisture-sensitive polymer film The humidity is measured by measuring the changing capacitance.
この上部電極には、測定雰囲気中に含まれる水分が通過できる程度の微小なクラック(貫通部分)が形成されており、雰囲気中の水分がこのクラックを通過して感湿性高分子膜に吸着されるようになっている。 The upper electrode is formed with minute cracks (penetrating parts) that allow the moisture contained in the measurement atmosphere to pass through, and the moisture in the atmosphere passes through the crack and is absorbed by the moisture-sensitive polymer film. It has become so.
また、センサの種類は異なるが、上部電極のような多孔質な薄膜形成方法の一つとして、下記特許文献1には、2種類以上の異なる物質を分散形成させた薄膜のうち、少なくともそのうちの1種類の物質を除去して多孔質層を形成する技術が開示されている。 In addition, as a method of forming a porous thin film such as the upper electrode, although the type of sensor is different, Patent Document 1 listed below describes at least one of the thin films formed by dispersing two or more different substances. A technique for forming a porous layer by removing one kind of substance is disclosed.
しかしながら、従来の上部電極は、例えばAu(金)やCr(クロム)の薄膜を感湿性高分子膜の上に蒸着することによる応力で、微細なクラックを生じさせることで形成されている。このため、クラックのサイズや形成範囲を正確に制御することができず、製品の歩留りが安定しないという課題があった。 However, the conventional upper electrode is formed, for example, by generating fine cracks by stress caused by depositing a thin film of Au (gold) or Cr (chromium) on the moisture-sensitive polymer film. For this reason, the size and formation range of cracks cannot be accurately controlled, and there is a problem that the yield of products is not stable.
また、特許文献1に開示される技術を湿度センサの上部電極の作製方法として採用した場合、例えば文献中に記載されたCr(クロム)とCu(銅)を同時に真空蒸着するため被蒸着部となる感湿性高分子膜を400〜600℃程度に加熱する必要がある。 Further, when the technique disclosed in Patent Document 1 is adopted as a method for producing an upper electrode of a humidity sensor, for example, Cr (chromium) and Cu (copper) described in the document are simultaneously vacuum deposited, It is necessary to heat the resulting moisture-sensitive polymer film to about 400 to 600 ° C.
ところが、感湿性高分子膜に使用されるエンプラやスーパーエンプラは、耐熱温度が200℃程度であるため、特許文献1のように400℃以上の温度で加熱してしまうと感湿性高分子膜の耐熱温度を超えてしまうため、感湿性高分子膜が変質して製品品質に問題が生じる虞がある。 However, since engineering plastics and super engineering plastics used for moisture-sensitive polymer films have a heat-resistant temperature of about 200 ° C., if they are heated at a temperature of 400 ° C. or higher as in Patent Document 1, the moisture-sensitive polymer film Since the heat-resistant temperature is exceeded, there is a possibility that the moisture-sensitive polymer film is altered and a problem is caused in product quality.
そこで、本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、電極部分の貫通部分のサイズや形成範囲をある程度制御しながら製品の歩留りを向上させることのできる多孔質電極及び該電極の製造方法並びにこの多孔質電極を用いた湿度センサを提供することを目的としている。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and a porous electrode capable of improving the yield of a product while controlling the size and the formation range of the penetrating portion of the electrode portion to some extent, and a method of manufacturing the electrode An object of the present invention is to provide a humidity sensor using the porous electrode.
上記した目的を達成するため、本発明に係る第1の態様は、少なくとも鉛よりも融点が低く、且つエッチング処理で除去される低融点金属と、
前記エッチング処理で除去されない電極材料と、
少なくとも前記低融点金属が凝集して微粒子化する凝集温度で加熱される被加熱基材と、
を用いて作製される多孔質電極であって、
前記凝集温度で加熱した前記被加熱基材の表面に前記低融点金属を物理蒸着させ、
前記被加熱基材を常温に戻した状態で前記電極材料を物理蒸着により形成し、
前記低融点金属と前記電極材料とが共に蒸着された前記被加熱基材をエッチング処理して前記低融点金属のみを除去して得られることを特徴とする、多孔質電極である。
In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention includes a low melting point metal having a melting point lower than that of at least lead and removed by etching,
An electrode material not removed by the etching process;
A substrate to be heated that is heated at an agglomeration temperature at which the low-melting-point metal agglomerates into fine particles;
A porous electrode produced using
Physical vapor deposition of the low melting point metal on the surface of the heated substrate heated at the aggregation temperature,
The electrode material is formed by physical vapor deposition in a state where the substrate to be heated is returned to room temperature,
A porous electrode obtained by etching the substrate to be heated on which both the low melting point metal and the electrode material are deposited to remove only the low melting point metal.
また、本発明に係る第2の態様は、少なくとも鉛よりも融点が低く、且つエッチング処理で除去される低融点金属と、
前記エッチング処理で除去されない電極材料と、
少なくとも前記低融点金属が凝集して微粒子化する凝集温度で加熱される被加熱基材と、
を用いて作製される多孔質電極の製造方法であって、
前記凝集温度で加熱した前記被加熱基材の表面に前記低融点金属を物理蒸着させ、
前記被加熱基材を常温に戻した状態で前記電極材料を物理蒸着により形成し、
前記低融点金属と前記電極材料とが共に蒸着された前記被加熱基材をエッチング処理して前記低融点金属のみを除去して得られることを特徴とする、多孔質電極の製造方法である。
The second aspect of the present invention is a low melting point metal having a melting point lower than that of lead and removed by etching,
An electrode material not removed by the etching process;
A substrate to be heated that is heated at an agglomeration temperature at which the low-melting-point metal agglomerates into fine particles;
A method for producing a porous electrode produced using
Physical vapor deposition of the low melting point metal on the surface of the heated substrate heated at the aggregation temperature,
The electrode material is formed by physical vapor deposition in a state where the substrate to be heated is returned to room temperature,
It is a method for producing a porous electrode, which is obtained by etching the substrate to be heated on which both the low melting point metal and the electrode material are deposited to remove only the low melting point metal.
また、本発明に係る第3の態様は、第1の態様に係る多孔質電極を第1の電極とし、この第1の電極と、第2の電極とで、感湿性高分子膜を挟持して形成された平行平板型コンデンサとなる電極構造を有することを特徴とする、湿度センサである。 Further, according to a third aspect of the present invention, the porous electrode according to the first aspect is used as a first electrode, and the moisture-sensitive polymer film is sandwiched between the first electrode and the second electrode. It is a humidity sensor characterized by having the electrode structure used as the parallel plate type capacitor formed in this way.
本発明によれば、電極材料にエッチング処理で除去した低融点金属の微粒子形状を成す貫通孔を形成させることができるため、従来品のような不規則なクラックではなく、電極面における貫通孔の形成範囲や貫通孔の径等が制御可能な多孔質電極を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to form through holes in the shape of fine particles of a low melting point metal removed by etching treatment in the electrode material, so that the through holes on the electrode surface are not irregular cracks as in the conventional product. It is possible to provide a porous electrode in which the formation range, the diameter of the through hole, and the like can be controlled.
また、この多孔質電極を例えば湿度センサの電極として用いた場合、感湿性高分子膜に対し適切に水分を吸着させることができ、製品の歩留りが高まるという効果を奏する。さらに、凝集させる電極材料のサイズや電極表面における凝集密度を制御することができるため、センサの応答性を制御することができる。 Further, when this porous electrode is used as an electrode of a humidity sensor, for example, moisture can be appropriately adsorbed to the moisture-sensitive polymer film, and the yield of the product is increased. Furthermore, since the size of the electrode material to be aggregated and the aggregation density on the electrode surface can be controlled, the responsiveness of the sensor can be controlled.
さらに、少なくとも鉛(融点:327.5℃)よりも融点の低い低融点金属LMを使用するため、湿度センサの電極として使用した場合に、感湿性高分子膜5が変質しない温度を上限とした温度で物理蒸着することが可能となる。 Further, since a low melting point metal LM having a melting point lower than that of lead (melting point: 327.5 ° C.) is used, the upper limit is a temperature at which the moisture sensitive polymer film 5 does not change when used as an electrode of a humidity sensor. It becomes possible to perform physical vapor deposition at temperature.
以下、本発明を実施するための形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではなく、この形態に基づいて当業者などによりなされる実施可能な他の形態、実施例及び運用技術などは全て本発明の範疇に含まれる。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the present invention is not limited by this embodiment, and all other forms, examples, operation techniques, etc. that can be implemented by those skilled in the art based on this form are included in the scope of the present invention. .
本発明の多孔質電極は、例えば研究所、病院、半導体工場等に設置されるクリーンルームや恒温恒湿ルームのような室内空調管理がシビアな環境において、被測定空間の雰囲気中に含まれるガス濃度や湿度を計測する気体センシングデバイスに搭載される湿度センサや酸素センサの電極として採用される。 The porous electrode of the present invention is, for example, a gas concentration contained in the atmosphere of a measurement space in an environment with severe indoor air conditioning management such as a clean room or a constant temperature and humidity room installed in a laboratory, a hospital, a semiconductor factory, etc. It is used as an electrode for humidity sensors and oxygen sensors that are mounted on gas sensing devices that measure humidity.
まず、本発明の多孔質電極を用いた湿度センサの構成について説明する。
図1に示すように、湿度センサ1は、セラミックスやガラスからなる基板2上に、下部電極3と、上部電極4と、感湿性高分子膜5とを備えて構成される。
First, the configuration of a humidity sensor using the porous electrode of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, the humidity sensor 1 includes a
また、下部電極3と上部電極4は、それぞれリード線6を介して演算部7と配線接続さている。さらに、下部電極3、上部電極4及び感湿性高分子膜5で平行平板型コンデンサとなる電極構造を有している。
Further, the
本実施形態の湿度センサ1は、上記電極構造を有する静電容量式湿度センサであるため、感湿性高分子膜5に対する水分吸着に伴う誘電率の変化がもたらす電極間の静電容量の変化に基づき、演算部7で測定雰囲気中の湿度を算出している。 Since the humidity sensor 1 of the present embodiment is a capacitance type humidity sensor having the above electrode structure, the change in the capacitance between the electrodes caused by the change in the dielectric constant due to the moisture adsorption to the moisture sensitive polymer film 5 occurs. Based on this, the calculation unit 7 calculates the humidity in the measurement atmosphere.
下部電極3(請求項における「第2の電極」に相当)は、基板2の上にNi(ニッケル)、Ta(タンタル)、Al(アルミニウム)、Cr(クロム)のような電極として機能する金属や合金を成膜した後、所望の形状となるようにエッチング処理で不要な部分を除去して形成される。
The lower electrode 3 (corresponding to the “second electrode” in the claims) is a metal that functions as an electrode such as Ni (nickel), Ta (tantalum), Al (aluminum), or Cr (chromium) on the
上部電極4(請求項における「第1の電極」に相当)は、感湿性高分子膜5の上面に形成され、その表面には測定雰囲気中の微小な貫通孔が電極面全体に亘って無数に形成された多孔質電極である。 The upper electrode 4 (corresponding to “first electrode” in the claims) is formed on the upper surface of the moisture-sensitive polymer film 5, and the surface has innumerable minute through holes in the measurement atmosphere over the entire electrode surface. It is the porous electrode formed in this.
上部電極4は、図2(a)〜(c)に示すような作業工程1〜3の手順に沿って作製されることで、電極面に無数の貫通孔が形成された多孔質電極となる。
なお、基板2、下部電極3及び感湿性高分子膜5は、工程1における物理蒸着の際に、低融点金属LMを凝集して微粒子化させるために加熱される「被加熱基材」として機能する。また、図2に示す各図では、低融点金属LMの粒径、電極材料EMや感湿性高分子膜5の膜厚等をデフォルメした状態で表現している。
The
The
−工程1(低融点金属蒸着処理)−
まず、少なくとも低融点金属LMが凝集して微粒子化し、且つ感湿性高分子膜5が変質しない程度の温度(以下、「凝集温度」という)に被加熱基材を加熱し、この被加熱基材の表面(ここでは、感湿性高分子膜5の表面)に物理蒸着法(被加熱基材を凝集温度まで加熱しながら蒸着する方法であれば特に限定されない)により低融点金属LMを成膜する。
-Step 1 (low melting point metal deposition process)-
First, the substrate to be heated is heated to a temperature (hereinafter referred to as “aggregation temperature”) at least so that the low-melting point metal LM aggregates to form fine particles and the moisture-sensitive polymer film 5 does not change in quality. The low melting point metal LM is formed on the surface of the substrate (here, the surface of the moisture-sensitive polymer film 5) by physical vapor deposition (not particularly limited as long as vapor deposition is performed while heating the substrate to be heated to the aggregation temperature). .
工程1で使用する低融点金属LMは、少なくともPb(鉛)の融点(327.5℃)よりも低く、後述するエッチング処理により除去可能な金属や合金であり、例えばSn(錫、融点:231. 9℃)やIn(インジウム、融点:156.6℃)のような単体金属、半田(例えばSn(錫)−Ag(銀)−Cu(銅)系合金、融点:約180〜220℃)のような易融合金等が該当する。 The low-melting-point metal LM used in step 1 is a metal or alloy that is at least lower than the melting point of Pb (lead) (327.5 ° C.) and can be removed by an etching process described later. For example, Sn (tin, melting point: 231) 9 ° C) and In (indium, melting point: 156.6 ° C), single metal, solder (for example, Sn (tin) -Ag (silver) -Cu (copper) alloy, melting point: about 180-220 ° C) Such as easy fusion money.
また、工程1では、図2(a)に示すように、凝集温度で加熱された感湿性高分子膜5の表面に低融点金属LMを物理蒸着させると、凝集して微粒子化する。これにより、感湿性高分子膜5の表面に無数の凝集した微粒子状の低融点金属LMが蒸着される。また、低融点金属LMの平均粒径は、被加熱基材が加熱される温度(凝集温度)によって異なるが、大凡0.01〜10μmの範囲で制御される。 Further, in step 1, as shown in FIG. 2A, when the low melting point metal LM is physically vapor-deposited on the surface of the moisture-sensitive polymer film 5 heated at the aggregation temperature, it aggregates into fine particles. Thereby, countless agglomerated fine particle low melting point metal LM is deposited on the surface of the moisture sensitive polymer film 5. Further, the average particle diameter of the low melting point metal LM is controlled within a range of about 0.01 to 10 μm, although it varies depending on the temperature (aggregation temperature) at which the substrate to be heated is heated.
−工程2(物理蒸着処理)−
次に、基板2の加熱を止め、常温(20℃±15℃の範囲)に戻した後、次工程のエッチング処理によって除去(エッチング)されない金属を、スパッタリング法のようなPVD(Physical Vapor Deposition )によって低融点金属LMが蒸着された被加熱基材の表面(感湿性高分子膜5の表面)に蒸着させる。
-Step 2 (physical vapor deposition treatment)-
Next, after heating of the
工程2では、図2(b)に示すように、微粒子化凝集した無数の低融点金属LMが蒸着した感湿性高分子膜5の表面に、上部電極4となる電極材料EM(例えばAu(金)のような電極として機能し、且つエッチング除去されない金属又は合金)を蒸着させている。なお、工程2で蒸着される電極材料EMは、上部電極4として機能し、且つ工程3によるエッチング処理によって除去されない金属又は合金であれば、その種類は問わない。
In
−工程3(エッチング処理)−
そして、工程1で蒸着した低融点金属LMのみをエッチング処理によって除去することで貫通孔が無数に形成された多孔質な上部電極4が作製される。
-Step 3 (Etching treatment)-
Then, only the low-melting point metal LM deposited in step 1 is removed by an etching process, so that a porous
工程3では、図2(c)に示すように、感湿性高分子膜5の表面に蒸着した低融点金属LMがエッチング処理により除去されることで、感湿性高分子膜5の表面において低融点金属LMが存在した部分以外の領域に上部電極4となる金属が残る。これにより、低融点金属LMの形状を成す無数の貫通孔が上部電極4に形成されることになる。
In
このように、本発明に係る上部電極4は、工程1における物理蒸着時の加熱温度を、有機物である感湿性高分子膜5の耐熱温度を超えない範囲で、且つ低融点金属LMが凝集して微粒子化する温度に調整することで、感湿性高分子膜5が変質することなく該膜の表面に微粒子化凝集した低融点金属LMを蒸着させることができる。
Thus, in the
そのため、上記工程1〜3を経て作製された上部電極4は、従来製品のように制御しにくいクラックとは異なり、平均粒径が大凡0.01〜10μm程度の孔を電極面全体に亘って形成可能となるため、感湿性高分子膜5に吸着する水分の偏りや通過不良が抑制され、湿度センサ1の歩留り率を高くすることができる。また、電極面にクラックが発生しないため、センサの感度特性を安定させることができる。
Therefore, the
なお、被加熱基材を加熱する凝集温度は、下限として被加熱基材の表面で低融点金属LMが凝集して微粒子化する温度であり、上限として少なくともPb(鉛)の融点よりも低く、有機物である感湿性高分子膜5が変質しない温度とする必要がある。よって、感湿性高分子膜5の種類にもよるが、概ね100〜250℃の範囲で凝集する低融点金属LMを選択することが好ましい。 The agglomeration temperature for heating the substrate to be heated is a temperature at which the low melting point metal LM agglomerates and forms fine particles on the surface of the substrate to be heated as a lower limit, and is at least lower than the melting point of Pb (lead) as the upper limit. It is necessary to set the temperature at which the moisture-sensitive polymer film 5 that is an organic substance does not change. Therefore, although it depends on the type of the moisture-sensitive polymer film 5, it is preferable to select the low melting point metal LM that aggregates in the range of about 100 to 250 ° C.
また、低融点金属LMは、被加熱基材の加熱温度が高温になるに連れて凝集しやすい傾向にあるため、平均粒径を制御する際は、上記した凝集温度の温度条件を満たす範囲で温度調整すればよい。 Moreover, since the low melting point metal LM tends to aggregate as the heating temperature of the substrate to be heated becomes high, when controlling the average particle size, the temperature condition of the above aggregation temperature is satisfied. The temperature may be adjusted.
感湿性高分子膜5は、例えばセルロース系化合物やポリビニル系化合物、芳香属系ポリマーのようなエンジニアリングプラスチック(エンプラ)やスーパーエンジニアリングプラスチック(スーパーエンプラ)で構成され、下部電極3と上部電極4との間に挟持して平行平板型コンデンサを形成するための誘電体(絶縁体)である。 The moisture sensitive polymer film 5 is made of, for example, an engineering plastic (engineering plastic) or super engineering plastic (super engineering plastic) such as a cellulose compound, a polyvinyl compound, or an aromatic polymer. It is a dielectric (insulator) sandwiched between them to form a parallel plate type capacitor.
以上説明したように、上述した湿度センサ1の上部電極4は、基板2上に下部電極3、感湿性高分子膜5の順で成膜した被加熱基材を凝集温度で加熱し、この加熱状態で感湿性高分子膜5の表面に低融点金属LMを物理蒸着させる。次に、低融点金属LMが蒸着した被加熱基材を常温に戻して電極材料EMを物理蒸着させた後、エッチング処理により低融点金属LMのみを除去して得られる多孔質電極である。
As described above, the
これにより、物理蒸着の際に、凝集温度によって平均粒径がある程度制御可能な微粒子化凝集した低融点金属LMを、電極材料EMの表面全体に亘って分布した状態で蒸着させることができ、またエッチング処理後は、従来品のような不規則なクラックではなく、電極材料EMに低融点金属LMの微粒子形状を成す貫通孔を感湿性高分子膜5の表面に亘って略均一に形成させた多孔質電極を提供することができる。 Thereby, during physical vapor deposition, the low melting point metal LM finely divided and aggregated, whose average particle diameter can be controlled to some extent by the aggregation temperature, can be deposited in a state distributed over the entire surface of the electrode material EM, and After the etching treatment, the through holes forming the fine particles of the low melting point metal LM were formed substantially uniformly over the surface of the moisture-sensitive polymer film 5 instead of the irregular cracks as in the conventional product. A porous electrode can be provided.
また、この多孔質電極を例えば湿度センサの電極として用いた場合、感湿性高分子膜5に対し適切に水分を吸着させることができ、製品の歩留りを高めることが可能となる。さらに、電極面にクラックが発生しないため、センサの感度特性を安定させることができる。 Moreover, when this porous electrode is used as an electrode of a humidity sensor, for example, moisture can be adsorbed appropriately to the moisture-sensitive polymer film 5, and the yield of products can be increased. Furthermore, since no cracks are generated on the electrode surface, the sensitivity characteristics of the sensor can be stabilized.
また、少なくとも鉛(融点:327.5℃)よりも融点の低い低融点金属LMを使用するため、有機物である感湿性高分子膜5が変質しない程度の温度で被加熱基材に対して物理蒸着させることができる。 In addition, since a low melting point metal LM having a melting point lower than that of lead (melting point: 327.5 ° C.) is used, it is physically applied to the substrate to be heated at a temperature at which the moisture sensitive polymer film 5 that is an organic substance does not change. It can be evaporated.
[その他の実施形態について]
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下に示すように使用環境等に応じて適宜変更して実施することもできる。また、以下の変更例を本発明の要旨を逸脱しない範囲の中で任意に組み合わせて実施することもできる。
[Other embodiments]
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, For example, as shown below, according to a use environment etc., it can also change suitably and can implement. Also, the following modifications can be implemented in any combination within the scope not departing from the gist of the present invention.
上述した形態では、基板2、下部電極3及び感湿性高分子膜5が被加熱基材として機能する構成で説明したが、基板2は必須の構成要件ではない。よって、図3に示すように、感湿性高分子膜5を基板としての強度が保てる程度の厚さにし、その表裏面に下部電極3と上部電極4を成膜した構成とすることもできる。このような構成の場合、下部電極3と感湿性高分子膜5が被加熱基材として機能することになる。
In the embodiment described above, the
また、上記変形例のような構成とした場合、少なくとも一方の電極が多孔質電極となっていればよいため、例えば下部電極3を多孔質電極とした構成や、下部電極3及び上部電極4の両方を多孔質電極とした構成とすることもできる。
Moreover, when it is set as the structure as the said modification, since at least one electrode should just be a porous electrode, the structure which used the
さらに、上述した形態では、本発明の多孔質電極を湿度センサ1の上部電極4として使用した例を説明したが、例えば安定化ジルコニア固体電解質に一対の電極を設けた限界電流式酸素センサの陰極として使用することもできる。
Furthermore, in the embodiment described above, an example in which the porous electrode of the present invention is used as the
1…湿度センサ
2…基板
3…下部電極(請求項における第2の電極)
4…上部電極(本発明に係る多孔質電極であり、請求項における第1の電極)
5…感湿性高分子膜
6…リード線
7…演算部
LM…低融点金属
EM…電極材料
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
4 ... Upper electrode (the porous electrode according to the present invention, the first electrode in the claims)
5 ... Humidity sensitive polymer film 6 ... Lead wire 7 ... Calculation unit LM ... Low melting point metal EM ... Electrode material
Claims (3)
前記エッチング処理で除去されない電極材料と、
少なくとも前記低融点金属が凝集して微粒子化する凝集温度で加熱される被加熱基材と、
を用いて作製される多孔質電極であって、
前記凝集温度で加熱した前記被加熱基材の表面に前記低融点金属を物理蒸着させ、
前記被加熱基材を常温に戻した状態で前記電極材料を物理蒸着により形成し、
前記低融点金属と前記電極材料とが共に蒸着された前記被加熱基材をエッチング処理して前記低融点金属のみを除去して得られることを特徴とする多孔質電極。 A low melting point metal having a melting point lower than that of lead and removed by etching;
An electrode material not removed by the etching process;
A substrate to be heated that is heated at an agglomeration temperature at which the low-melting-point metal agglomerates into fine particles;
A porous electrode produced using
Physical vapor deposition of the low melting point metal on the surface of the heated substrate heated at the aggregation temperature,
The electrode material is formed by physical vapor deposition in a state where the substrate to be heated is returned to room temperature,
A porous electrode obtained by etching the substrate to be heated on which both the low melting point metal and the electrode material are deposited to remove only the low melting point metal.
前記エッチング処理で除去されない電極材料と、
少なくとも前記低融点金属が凝集して微粒子化する凝集温度で加熱される被加熱基材と、
を用いて作製される多孔質電極の製造方法であって、
前記凝集温度で加熱した前記被加熱基材の表面に前記低融点金属を物理蒸着させ、
前記被加熱基材を常温に戻した状態で前記電極材料を物理蒸着により形成し、
前記低融点金属と前記電極材料とが共に蒸着された前記被加熱基材をエッチング処理して前記低融点金属のみを除去して得られることを特徴とする多孔質電極の製造方法。 A low melting point metal having a melting point lower than that of lead and removed by etching;
An electrode material not removed by the etching process;
A substrate to be heated that is heated at an agglomeration temperature at which the low-melting-point metal agglomerates into fine particles;
A method for producing a porous electrode produced using
Physical vapor deposition of the low melting point metal on the surface of the heated substrate heated at the aggregation temperature,
The electrode material is formed by physical vapor deposition in a state where the substrate to be heated is returned to room temperature,
A method for producing a porous electrode, which is obtained by etching the substrate to be heated on which both the low melting point metal and the electrode material are vapor-deposited to remove only the low melting point metal.
この第1の電極と、第2の電極とで、感湿性高分子膜を挟持して形成された平行平板型コンデンサとなる電極構造を有することを特徴とする湿度センサ。 The porous electrode according to claim 1 is a first electrode,
A humidity sensor having an electrode structure that becomes a parallel plate capacitor formed by sandwiching a moisture-sensitive polymer film between the first electrode and the second electrode.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015253743A JP6624928B2 (en) | 2015-12-25 | 2015-12-25 | Method for manufacturing porous electrode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015253743A JP6624928B2 (en) | 2015-12-25 | 2015-12-25 | Method for manufacturing porous electrode |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017116460A true JP2017116460A (en) | 2017-06-29 |
JP6624928B2 JP6624928B2 (en) | 2019-12-25 |
Family
ID=59234331
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015253743A Active JP6624928B2 (en) | 2015-12-25 | 2015-12-25 | Method for manufacturing porous electrode |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6624928B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020047776A (en) * | 2018-09-19 | 2020-03-26 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | Gas-permeable capacitor element, sensor element, and measurement method using them |
JPWO2022202290A1 (en) * | 2021-03-25 | 2022-09-29 |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4482581A (en) * | 1981-01-19 | 1984-11-13 | Commissariat A L'energie Atomique | Process for the production of a capacitive hygrometer |
JPS6059066A (en) * | 1983-09-12 | 1985-04-05 | Clarion Co Ltd | Manufacture of porous thin film |
JPH0212047A (en) * | 1988-06-30 | 1990-01-17 | Toshiba Corp | Capacity change type moisture sensitive element and production thereof |
JPH06124039A (en) * | 1992-10-10 | 1994-05-06 | Ricoh Co Ltd | Production of toner carrying member |
JPH06294765A (en) * | 1991-09-06 | 1994-10-21 | Glory Ltd | Manufacture of humidity sensor |
JP2000182628A (en) * | 1998-12-15 | 2000-06-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of porous electrode for thin film solid electrolyte element |
JP2001004579A (en) * | 1999-06-16 | 2001-01-12 | Shinei Kk | Capacitance-type humidity sensitive element |
JP3928856B2 (en) * | 2002-07-15 | 2007-06-13 | 光照 木村 | Thermal infrared sensor, radiation thermometer, and infrared absorption film forming method |
JP2010045122A (en) * | 2008-08-11 | 2010-02-25 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Method of manufacturing tantalum porous membrane, and method of manufacturing tantalum porous electrode foil |
US20100134948A1 (en) * | 2008-11-14 | 2010-06-03 | Postech Academy-Industry Foundation | Humidity sensor having anodic aluminum oxide layer, and fabricating method thereof |
JP2011066157A (en) * | 2009-09-16 | 2011-03-31 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Method of manufacturing porous electrode for electrolytic capacitor |
JP2014098175A (en) * | 2012-11-13 | 2014-05-29 | Sekisui Chem Co Ltd | Method of producing mixed film, method of producing porous film, mixed film, porous film and film formation apparatus |
-
2015
- 2015-12-25 JP JP2015253743A patent/JP6624928B2/en active Active
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4482581A (en) * | 1981-01-19 | 1984-11-13 | Commissariat A L'energie Atomique | Process for the production of a capacitive hygrometer |
JPS6059066A (en) * | 1983-09-12 | 1985-04-05 | Clarion Co Ltd | Manufacture of porous thin film |
JPH0212047A (en) * | 1988-06-30 | 1990-01-17 | Toshiba Corp | Capacity change type moisture sensitive element and production thereof |
JPH06294765A (en) * | 1991-09-06 | 1994-10-21 | Glory Ltd | Manufacture of humidity sensor |
JPH06124039A (en) * | 1992-10-10 | 1994-05-06 | Ricoh Co Ltd | Production of toner carrying member |
JP2000182628A (en) * | 1998-12-15 | 2000-06-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of porous electrode for thin film solid electrolyte element |
JP2001004579A (en) * | 1999-06-16 | 2001-01-12 | Shinei Kk | Capacitance-type humidity sensitive element |
JP3928856B2 (en) * | 2002-07-15 | 2007-06-13 | 光照 木村 | Thermal infrared sensor, radiation thermometer, and infrared absorption film forming method |
JP2010045122A (en) * | 2008-08-11 | 2010-02-25 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Method of manufacturing tantalum porous membrane, and method of manufacturing tantalum porous electrode foil |
US20100134948A1 (en) * | 2008-11-14 | 2010-06-03 | Postech Academy-Industry Foundation | Humidity sensor having anodic aluminum oxide layer, and fabricating method thereof |
JP2011066157A (en) * | 2009-09-16 | 2011-03-31 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Method of manufacturing porous electrode for electrolytic capacitor |
JP2014098175A (en) * | 2012-11-13 | 2014-05-29 | Sekisui Chem Co Ltd | Method of producing mixed film, method of producing porous film, mixed film, porous film and film formation apparatus |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020047776A (en) * | 2018-09-19 | 2020-03-26 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | Gas-permeable capacitor element, sensor element, and measurement method using them |
JPWO2022202290A1 (en) * | 2021-03-25 | 2022-09-29 | ||
WO2022202290A1 (en) * | 2021-03-25 | 2022-09-29 | 三菱電機株式会社 | Substance detecting device, substance detecting system, and semiconductor integrated circuit system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6624928B2 (en) | 2019-12-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101367887B1 (en) | Capacitance Type Humidity Sensor | |
WO2017193423A1 (en) | Micro-nano textured graphene-based bionic ph sensor and preparation method therefor | |
JPH0227620B2 (en) | ||
CN111457833B (en) | Flexible bending sensor based on three-dimensional electrode structure and processing method | |
JP2011119142A (en) | Method for manufacturing transparent conductive base material | |
JP6624928B2 (en) | Method for manufacturing porous electrode | |
JP2010230369A (en) | Electrode structure, manufacturing method of the same, and electrochemical sensor | |
US20100245030A1 (en) | Processes for Producing Thin-Film Sensors, Thin-Film Sensors and Thin-Film Sensor Modules | |
KR102219619B1 (en) | Standard gas barrier film | |
JP2015007618A (en) | Capacitance type gas sensor and manufacturing method therefor | |
JP2017044674A5 (en) | ||
CN101105468B (en) | Porous anode alumina humidity sensor and its preparing process | |
Smith et al. | Aerosol Jet Printing Conductive 3D Microstructures from Graphene Without Post‐Processing | |
US9976975B2 (en) | Method of making thin film humidity sensors | |
US11287395B2 (en) | Capacitive gas sensor | |
CN1037041C (en) | Inorganic thin film humidity-sensitive element with high performance and its producing method | |
JP3047137B2 (en) | Manufacturing method of humidity sensor | |
KR100727674B1 (en) | Methodo of manufacturing a high-precise capacitive humidity sensor | |
KR20040024134A (en) | High-precise capacitive humidity sensor and methodo of manufacturing the same | |
KR102648751B1 (en) | Sensor and its manufacturing method | |
JPH0212047A (en) | Capacity change type moisture sensitive element and production thereof | |
JP3845937B2 (en) | Gas sensor | |
TW201541073A (en) | Inorganic thin film laminated film | |
KR102361168B1 (en) | Humidity sensor and method for preparing the same | |
JPH03223648A (en) | Thin film moisture sensitive element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160308 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20160308 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180524 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190307 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190319 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190517 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191105 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191126 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6624928 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |