JP5315156B2 - センサ基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、センサ基板の製造方法、および、その製造方法により得られるセンサ基板に関し、詳しくは、主としてガスの種類や量を検知するためのセンサ基板の製造方法、および、その製造方法により得られるセンサ基板に関する。

従来より、気体や液体を検知する物質センサが種々の産業用途に用いられている。このような物質センサは、特定の気体や液体における定性分析や定量分析などに用いられている。
例えば、導電性物質を含むレジスタと、互いに間隔を隔てて配置され、レジスタを介して電気的に接続される第１および第２の導電性リードとを備えるセンサアレイを複数設けることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特表平１１−５０３２３１号公報

しかるに、特許文献１では、各センサアレイのレジスタに対応する導電性物質、および、その導電性物質を溶解する溶媒を含む溶液を、第１および第２の導電性リードと接触するようにそれぞれ塗布した後、乾燥することにより、各レジスタを形成している（溶液キャスティング）。また、その溶液を、エアスプレー法によって塗布することも知られている。

しかし、上記した溶液を第１および第２の導電性リードの上に単に塗布、あるいは、エアスプレー法により塗布すると、塗布した後、乾燥するまでの間に、濡れ広がりが発生する。そのため、溶液中の溶媒が蒸発する際、溶液に含まれている導電性物質が、凝集および／または偏在化し、これにより、形成されたレジスタの厚みや拡がりが不均一になる場合がある。その結果、上記した方法によって形成されたレジスタでは、物質を精度良く検知することができない場合がある。また、上記した方法では、上記した溶液の過剰塗布または飛散などにより、材料のロスが発生するという不具合がある。

本発明の目的は、導電性層が均一な厚みで形成されることにより、物質を優れた精度で検知することのできるセンサ基板を製造することのできるセンサ基板の製造方法、および、その製造方法によって得られるセンサ基板を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のセンサ基板の製造方法は、絶縁層を用意する工程と、前記絶縁層の上に、少なくとも１対の電極を形成する工程と、前記電極を被覆するように、前記絶縁層の上に、導電性成分含有液を超音波スプレー法により噴き付けて、導電性層を形成する工程とを備えることを特徴としている。
また、本発明のセンサ基板の製造方法では、前記導電性成分含有液が、有機溶剤、導電性粒子および非導電性物質を含むことが好適である。

また、本発明のセンサ基板の製造方法では、前記導電性成分含有液の２５℃における粘度が、０．０５Ｐａ・ｓ以下であることが好適である。
また、本発明は、上記したセンサ基板の製造方法により得られる、センサ基板を含んでいる。

本発明のセンサ基板の製造方法によれば、導電性層を均一に形成することができる。
また、本発明のセンサ基板の製造方法によれば、導電性成分含有液のロスが少なく、そのため、センサ基板の製造におけるコストを、低減することができる。
また、このようなセンサ基板の製造方法により得られるセンサ基板によれば、物質の検知を、確実、かつ、優れた精度で実施することができる。

本発明のセンサ基板の製造方法により得られるセンサ基板の一実施形態の平面図を示す。 図１のＡ−Ａ線における断面図を示す。 図１に示すセンサ基板の製造方法を示す製造工程図を示し、（ａ）は、ベース絶縁層を用意する工程、（ｂ）は、導体パターンを形成する工程、（ｃ）は、保護層を形成する工程、（ｄ）は、導電性層を形成する工程を示す。 本発明のセンサ基板の他の実施形態（検知部における電極が８本である態様）の断面図を示す。 本発明のセンサ基板の他の実施形態（導電性層が電極の各側面のみを被覆する態様）の断面図を示す。

図１は、本発明のセンサ基板の製造方法により得られるセンサ基板の一実施形態の平面図、図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図、図３は、図１に示すセンサ基板の製造方法を示す製造工程図を示す。なお、導体パターンの相対配置を明確に示すために、図１においては、保護層１１を省略している。
図１において、このセンサ基板１は、絶縁層としてのベース絶縁層２と、ベース絶縁層２の上に形成される導体パターン８とを備えている。

ベース絶縁層２は、例えば、長手方向に延びる矩形状のシートから形成されている。
導体パターン８は、ベース絶縁層２の表面において、１対の配線６を備える配線回路パターンとして形成されている。
１対の配線６は、長手方向と直交する方向（以下、幅方向という。）に互いに間隔を隔てて対向配置され、長手方向に沿って延びるように形成されている。

具体的には、１対の配線６は、幅方向一方側に配置される第１配線６Ａと、幅方向他方側に配置される第２配線６Ｂとを備えている。また、１対の配線６は、その長手方向一方側端部において、対向方向内側に屈曲して、電気抵抗検知器１０と接続されている。
また、導体パターン８には、図２に示すように、導体パターン８を被覆する保護層１１が形成されている。

保護層１１は、第１配線６Ａおよび第２配線６Ｂの表面（上面および側面）に直接形成されている。
そして、このように形成されるセンサ基板１は、検知部３を備えている。
検知部３は、センサ基板１において物質を検知する領域であって、図１に示されるように、ベース絶縁層２の上において、平面視略矩形状に区画されている。また、検知部３は、１対（２つ）の電極５と導電性層７とを備えている。

すなわち、１対の電極５は、１対の配線６において、検知部３の領域内に含まれる部分とされている。また、１対の電極５において、第１配線６Ａに対応する電極５が第１電極５Ａとされ、第２配線６Ｂに対応する電極５が第２電極５Ｂとされている。
導電性層７は、ベース絶縁層２の上において、１対の電極５を被覆するように、平面視略矩形状に形成され、検知部３の外形形状を画成している。

より具体的には、導電性層７は、ベース絶縁層２の上面において、保護層１１の表面と、保護層１１から露出するベース絶縁層２の上面とに接触するように、形成されている。これにより、導電性層７は、第１電極５Ａおよび第２電極５Ｂ間にわたって、第１電極５Ａおよび第２電極５Ｂと電気的に接続されている。
次に、このセンサ基板１を製造する方法について、図３を参照して説明する。

まず、この方法では、図３（ａ）に示すように、ベース絶縁層２を用意する。
ベース絶縁層２を形成する絶縁材料としては、例えば、液晶ポリマー（ＬＣＰ；芳香族または脂肪族ジヒドロキシ化合物の重合体、芳香族または脂肪族ジカルボン酸の重合体、芳香族ヒドロキシカルボン酸の重合体、芳香族ジアミン、芳香族ヒドロキシアミンまたは芳香族アミノカルボン酸の重合体など）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルニトリル、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニリンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂などが用いられる。これら絶縁材料は、単独使用または併用することができる。

また、このような絶縁材料としては、好ましくは、吸水率、湿度膨張係数、熱膨張係数およびガス透過率が低い材料が用いられる。
好ましくは、液晶ポリマーまたはポリエチレンテレフタレートが用いられる。液晶ポリマーまたはポリエチレンテレフタレートは、吸水率やガス透過率（酸素透過率など）が低いため、雰囲気中の水蒸気の吸水によりベース絶縁層２が膨潤することを防止でき、また、ベース絶縁層２の下面からガスや水蒸気が透過して、導電性層７に影響を与えることを防止できる。従って、そのようなベース絶縁層２の膨潤に基づく誤検知や、ベース絶縁層２の透過の影響に基づく誤検知を、防止することができる。

ベース絶縁層２を用意するには、例えば、上記した絶縁材料のシートを準備する。また、図示しない剥離板の上に、絶縁材料のワニスをキャスティングにより成膜し、乾燥後、必要により硬化させることにより、用意することもできる。
なお、上記した絶縁材料のシートとしては、市販品を用いることができ、例えば、ベクスターシリーズ（液晶ポリマーシート、クラレ社製）、ＢＩＡＣシリーズ（液晶ポリマーシート、ジャパンゴアテックス社製）、ルミラーシリーズ（ポリエチレンテレフタレートシート、東レ社製）などが用いられる。

このようにして形成されるベース絶縁層２の厚みは、例えば、５〜３０μｍ、好ましくは、５〜２５μｍである。
次いで、この方法では、図３（ｂ）に示すように、導体パターン８を、ベース絶縁層２の上に、形成する。
導体パターン８を形成する材料としては、例えば、銅、ニッケル、金、錫、ロジウム、はんだ、またはこれらの合金などの導体材料が用いられ、好ましくは、導電性および加工性の観点から、銅が用いられる。

導体パターン８は、例えば、印刷法、アディティブ法、サブトラクティブ法などの公知のパターンニング法によって、上記した配線回路パターンとして形成する。
印刷法では、例えば、上記した材料の微粒子を含むペーストを、ベース絶縁層２の表面に、上記したパターンでスクリーン印刷した後、焼結する。これにより、導体パターン８を、ベース絶縁層２の表面に、直接形成する。

アディティブ法では、例えば、まず、ベース絶縁層２の表面に、図示しない導体薄膜（種膜）を形成する。導体薄膜は、スパッタリング、好ましくは、クロムスパッタリングおよび銅スパッタリングにより、クロム薄膜と銅薄膜とを順次積層する。
次いで、この導体薄膜の表面に、上記した導体パターンと逆パターンでめっきレジストを形成した後、めっきレジストから露出する導体薄膜の表面に、電解めっきにより、導体パターン８を形成する。その後、めっきレジストおよびそのめっきレジストが積層されていた部分の導体薄膜を除去する。

サブトラクティブ法では、例えば、まず、ベース絶縁層２の表面に、上記した導体材料からなる導体層が予め積層されている２層基材（銅箔２層基材など）を用意し、その導体層の上に、ドライフィルムレジストを積層した後、露光および現像し、上記した導体パターン８と同一のパターンのエッチングレジストを形成する。その後、エッチングレジストから露出する導体層を化学エッチング（ウェットエッチング）した後、エッチングレジストを除去することにより、導体パターン８を形成する。なお、２層基材の用意において、必要により、ベース絶縁層２と導体層との間に、公知の接着剤層を介在させることもできる。

なお、上記したサブトラクティブ法による導体パターン８の形成において、銅箔２層基材としては、市販品を用いることができ、例えば、液晶ポリマーからなるベース絶縁層２の表面に、銅からなら導体層が予め積層されている液晶ポリマー銅張積層板（ＥＳＰＡＮＥＸ Ｌシリーズ、片面品、標準タイプ／Ｐタイプ、新日鐵化学社製）が用いられる。
これらのパターンニング法において、好ましくは、印刷法が用いられる。この方法によれば、導体パターン８を、ベース絶縁層２の表面に、確実に直接形成できるので、特定のガスの検知を、精度よく実施することができる。

このようにして形成される導体パターン８の厚みは、例えば、５〜３０μｍ、好ましくは、５〜２０μｍである。また、各配線６の長さ（長手方向長さ）は、同一または相異なっていてもよく、例えば、５〜１００ｍｍ、好ましくは、５〜５０ｍｍである。各配線６（電極５）の幅（幅方向長さ）は、例えば、１０〜５００μｍ、好ましくは、２０〜３００μｍである。また、各配線６（電極５）間の間隔は、例えば、０．１〜１０ｍｍ、好ましくは、０．２〜４ｍｍである。

そして、このような導体パターン８の形成により、同時に１対の電極５が形成される。
次いで、この方法では、図３（ｃ）に示すように、保護層１１を、導体パターン８を被覆するように、形成する。
保護層１１を形成する材料としては、例えば、金などの金属材料が用いられる。保護層１１を、金層として形成すれば、検知する特定のガスが酸性ガスであっても、この金層により、導体パターン８の腐食を確実に防止することができる。

この保護層１１は、例えば、スパッタリング、例えば、無電解めっきや電解めっきなどのめっきなど、公知の薄膜形成法によって、導体パターン８を被覆するように形成される。
このようにして形成される保護層１１の厚みは、例えば、０．０５〜３μｍ、好ましくは、０．５〜１．５μｍである。

次いで、この方法では、図３（ｄ）に示すように、導電性層７を、ベース絶縁層２の上に、保護層１１を被覆するように、平面視略矩形状に形成する。
導電性層７は、導電性材料から形成され、この導電性材料は、例えば、導電性の導電性粒子と、特定のガスの種類や量（濃度）に応じて膨潤する非導電性物質との混合物から形成される。

導電性粒子としては、例えば、有機導電体、無機導電体、または、有機／無機の混合導電体などが用いられる。
有機導電体としては、例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアセチレンなどの導電性ポリマー、例えば、カーボンブラック、グラファイト、コークス、Ｃ６０などの炭素質物質、例えば、テトラメチルパラフェニレンジアミンクロラニル、テトラシアノキノリノジメタン−アルカリ金属錯体、テトラチオフルバレン−ハロゲン錯体などの電荷移動錯体などが用いられる。

無機導電体としては、例えば、銀、金、銅、白金などの金属、例えば、金銅合金などの、上記した金属の合金、例えば、ケイ素、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、インジウムリン（ＩｎＰ）、硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）などの高ドーピング半導体、例えば、酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）、酸化錫（ＳｎＯ_２）、酸化白金ナトリウム（Ｎａ_ｘＰｔ_３Ｏ_４）などの導電性金属酸化物、例えば、ＹＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７、Ｔｌ_２Ｂａ_２Ｃａ_２Ｃｕ_３Ｏ_１０などの超導電体などが用いられる。

有機／無機の混合導電体としては、例えば、テトラシアノ−白金錯体、イリジウム−ハロカルボニル錯体、積層大環状錯体などが用いられる。
これら導電性粒子は、単独使用または併用することができる。
非導電性物質としては、例えば、主鎖炭素ポリマー、主鎖非環式複素原子ポリマー、主鎖複素環式ポリマーなどの非導電性有機ポリマーが用いられる。

主鎖炭素ポリマーとしては、例えば、ポリジエン、ポリアルケン、ポリアクリル、ポリメタクリル、ポリビニルエーテル、ポリビニルチオエーテル、ポリビニルアルコール、ポリビニルケトン、ポリビニルハライド、ポリビニルニトリル、ポリビニルエステル、ポリスチレン、ポリ（α−メチルスチレン）、ポリアリーレン、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニルなどが用いられる。

主鎖非環式複素原子ポリマーとしては、例えば、ポリオキシド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアンハイドライド、ポリウレタン、ポリスルホネート、ポリシロキサン、ポリスルフィド、ポリチオエステル、ポリスルホン、ポリスルホンアミド、ポリアミド、ポリアミドアミン（ポリアミドアミンデンドリマー）、ポリユリア、ポリホスファゼン、ポリシラン、ポリシラザンなどが用いられる。

主鎖複素環式ポリマーとしては、例えば、ポリ（フランテトラカルボン酸ジイミド）、ポリベンズオキサゾール、ポリオキサジアゾール、ポリベンゾチアジノフェノチアジン、ポリベンゾチアゾール、ポリピラジノキノキサリン、ポリピロメリトイミド（ｐｏｌｙｐｉｒｏｍｅｎｉｔｉｍｉｄｅｓ）、ポリキノキサリン、ポリベンズイミダゾール、ポリオキシンドール、ポリオキソイソインドリン、ポリジオキソイソインドリン、ポリトリアジン、ポリピリダジン、ポリピペラジン、ポリピリジン、ポリピペリジン、ポリトリアゾール、ポリピラゾール、ポリピロリジン、ポリカルボラン、ポリオキサビシクロノナン、ポリジベンゾフラン、ポリフタライド、ポリアセタール、ポリビニルピロリドン、ポリビスフェノール、または、その他の炭化水素などが用いられる。

また、非導電性物質としては、例えば、ポリエステルアクリレートオリゴマーなどのオリゴマーを用いることもできる。
これら非導電性物質は、単独使用または併用することができる。
導電性層７を形成するには、有機溶剤、導電性粒子および非導電性物質（またはこれらの前駆物質（モノマー））を含む導電性成分含有液（溶液および／または懸濁液）を調製して、それを超音波スプレー法によって、ベース絶縁層２の上に噴き付ける。

有機溶剤としては、沸点が、４０〜１２０℃のものが好ましく、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−プロピルアルコールなどのアルコール類、例えば、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、例えば、塩化メチレンなどのハロゲン化炭化水素類、例えば、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）などのエーテル類、例えば、アセトニトリルなどのニトリル類などが挙げられる。

これら有機溶剤は、単独使用または併用することができる。
導電性成分含有液を、溶液として調製する場合には、有機溶剤として、導電性粒子および非導電性物質（またはこれらの前駆物質）を溶解できる有機溶剤（溶媒）を選択し、そのような有機溶剤と、導電性粒子および非導電性物質（またはこれらの前駆物質）とを配合して溶解させる。

また、導電性成分含有液を、懸濁液として調製する場合には、有機溶剤として、導電性粒子を分散できる有機溶剤（分散媒）を選択し、そのような有機溶剤に、導電性粒子を懸濁させる。また、このような場合においては、例えば、強制攪拌機や超音波攪拌機などの公知の攪拌機により、導電性粒子を有機溶剤中に懸濁させる。なお、懸濁液の調製において、導電性粒子を複数種類使用する場合には、一部を懸濁させ、その他を溶解させることもできる。

導電性成分含有液の調製における、各成分の配合割合は、非導電性物質１００重量部に対して、導電性粒子が、例えば、１０〜５０重量部、好ましくは、２０〜３５重量部、有機溶剤が、例えば、２０００〜２００００重量部、好ましくは、５０００〜１５０００重量部である。
また、導電性成分含有液には、必要により、触媒などの公知の添加剤を添加することができる。

なお、導電性成分含有液の調製において、例えば、導電性粒子の前駆物質を用いる場合には、超音波スプレー法による導電性成分含有液の噴き付け、および、有機溶剤の蒸発とともに、前駆物質（モノマー）が反応（重合）されて、導電性粒子が生成される。より具体的には、例えば、前駆物質としてピロールを用いる場合には、ＴＨＦ、ピロールおよびリンモリブデン酸（触媒）を含有する導電性成分含有液（溶液）を噴き付けるとともに、ＴＨＦが蒸発されたとき、ピロールが酸化されて重合され、ポリピロールが生成される。

また、このように調製される導電性成分含有液の２５℃における粘度は、例えば、０．０５Ｐａ・ｓ以下、好ましくは、１×１０^−４〜０．０５Ｐａ・ｓ、さらに好ましくは、５×１０^−４〜０．０１Ｐａ・ｓである。
超音波スプレー法は、超音波を用いたスプレーコーティング法であって、例えば、液体を、超音波振動によって、微細な粒径を有する液滴（霧状）として噴霧する。これにより、塗工液を、対象物に、均一かつ無駄なく塗布することができる。

超音波スプレー法によって、導電性成分含有液をベース絶縁層２に対して噴き付ければ、導電性成分含有液が、微細な粒径の液滴として噴霧される。そのため、導電性成分含有液の液滴が、ベース絶縁層２に到達するまでに、導電性成分含有液中の有機溶剤が、蒸発する。そのため、超音波スプレー法によれば、導電性成分含有液の濡れ拡がりを抑制することができ、その結果、導電性材料（導電性粒子および非導電性物質）の凝集および／または偏在化を抑制することができる。

超音波スプレー法による導電性成分含有液の噴き付けにおいて、超音波の周波数は、例えば、２０〜１５０ｋＨｚ、好ましくは、６０〜１２０ｋＨｚである。超音波の周波数が上記の範囲にあれば、噴き付けられる導電性成分含有液を、エアスプレー法による液滴よりも、非常に微細な粒径とすることができる。
より具体的には、例えば、６０ｋＨｚの超音波を用いれば、導電性成分含有液の粒径を約３５μｍ以下とすることができ、１２０ｋＨｚの超音波を用いれば、導電性成分含有液の粒径を、約２０μｍ以下とすることができる。

導電性成分含有液の粒径が微細であれば、導電性成分含有液をベース絶縁層２に、より均一に噴き付けることができ、そのため、得られる導電性層７の厚みを、より均一とすることができる。
なお、超音波スプレー法によって、上記した導電性成分含有液をベース絶縁層２に噴き付けるには、一般に市販されている超音波スプレー装置を用いることができる。そのような超音波スプレー装置としては、例えば、超音波スプレーノズル（Ｓｏｎｏ−Ｔｅｃ社製）などが挙げられる。

導電性成分含有液をベース絶縁層２に噴き付けるには、より具体的には、例えば、まず、超音波スプレー装置を、その噴射口がベース絶縁層２に向くように設置し、次いで、その噴射口に対して、例えば、１０〜２００ｍｍ、好ましくは、３０〜１００ｍｍ離間したベース絶縁層２に、超音波スプレー装置の噴射口より、導電性成分含有液を噴霧する。
このように噴霧すれば、噴射口から噴射された導電性成分含有液が、ベース絶縁層２に到達するまでに、導電性成分含有液中の有機溶剤が、良好に蒸発する。

なお、このような導電性成分含有液の噴き付けにおいては、導電性成分含有液が、微細な粒径を有する液滴として自然落下する場合には、必要により、例えば、アシストガスを導入することもできる。
アシストガスとしては、例えば、窒素、アルゴン、空気などが挙げられ、ノズル口径が約１ｍｍφの場合、その吐出圧力は、例えば、０．０５〜５．０ｋＰａ、好ましくは、０．３〜１．０ｋＰａである。

また、導電性成分含有液を所定のパターンに噴き付ける場合には、必要により、例えば、マスクを用いることもできる。より具体的には、導電性成分含有液を噴き付ける前に、所定のパターンに開口したマスクによってベース絶縁層２を覆い、次いで、ベース絶縁層２およびマスクの上方から導電性成分含有液を噴き付け、その後、マスクを除去する。これにより、導電性成分含有液を、所定のパターンに噴き付けることができる。

また、導電性成分含有液は、例えば、常温において噴き付ける。
このように、導電性成分含有液をベース絶縁層２に噴き付けることによって、導電性層７を形成することができる。
また、形成された導電性層７には、必要により、ドーピング処理（例えば、ヨウ素への暴露処理）することにより、導電性を付与することもできる。

導電性層７の厚みは、例えば、０．０１〜５０μｍ、好ましくは、０．１〜２０μｍ、さらに好ましくは、０．２〜１０μｍである。
これにより、検知部３を形成することができる。
このようにして形成される検知部３における導電性層７では、第１電極５Ａおよび第２電極５Ｂ間において、導電性粒子により形成される電気経路（パス）が、非導電性物質により形成されるギャップにより、電気的な障害となる。この非導電性物質のギャップにより、第１電極５Ａおよび第２電極５Ｂ間に、所定の電気抵抗が付与され、後述する特定のガスの吸収や吸着に基づく導電性層７の膨潤によって、上記した所定の電気抵抗が変化する。

なお、検知部３において、導電性層７の種類は、同一または相異なっていてもよい。
また、このセンサ基板１は、ベース絶縁層２と導体パターン８とを備えていることから、配線回路基板として形成されている。
その後、図１に示すように、１対の配線６を各電気抵抗検知器１０に接続する。これにより、センサ基板１を製造することができる。

次に、このセンサ基板１を用いて、特定のガスを検知する方法について説明する。
まず、この方法では、センサ基板１を、特定のガスを検知したい場所に配置する。
センサ基板１によって検知される特定のガスは、特に限定されず、例えば、アルカン、アルケン、アルキン、アレン、アルコール、エーテル、ケトン、アルデヒド、カルボニル、カルバニオンなどの有機物質、上記した有機物質の誘導体（例えば、ハロゲン化誘導体など）、糖などの生化学分子、イソプレンおよびイソプレノイド、脂肪酸および脂肪酸の誘導体などの化学物質が挙げられる。

その後、この方法では、電気抵抗検知器１０によって、検知部３における第１電極５Ａおよび第２電極５Ｂ間の電気抵抗を検知する。より具体的には、特定のガスが、導電性層（導電性材料）７の非導電性物質と接触したときに、この非導電性物質が、特定のガスを吸収または吸着して、特定のガスの種類および／または量（濃度）に応じて、膨潤する。そうすると、この導電性層７も膨潤し、これによって、導電性層７の、第１電極５Ａおよび第２電極５Ｂ間における電気抵抗値が変化する。そして、この電気抵抗値の変化を、電気抵抗検知器１０によって、検知する。

そして、検知された電気抵抗値の変化から、所定のライブラリを有する図示しないコンピュータの解析によって、特定のガスの種類および／または量（濃度）について、定性分析および／または定量分析される。
なお、このような電気抵抗値の変化の解析および分析については、特表平１１−５０３２３１号公報や米国特許５５７１４０１号明細書の記載に準拠して、実施することができる。

そして、このセンサ基板１では、検知部３において、特定のガスの種類や量に応じて膨潤する割合が変化する導電性層７の電気抵抗値を、電気抵抗検知器１０によって検知することによって、特定のガスを確実に検知することができる。
また一般に、導電性層７の形成において、例えば、溶液キャスティング、エアスプレー法、ドロップなどのコーティング方法を用いて、導電性成分含有液をベース絶縁層２に塗布すれば、ベース絶縁層２の上において、塗布された導電性成分含有液が乾燥するまでの間に濡れ拡がりが発生する。そのため、導電性成分含有液中の有機溶剤が蒸発する際、導電性粒子の凝集や偏りが発生する場合があり、導電性層７を、所定の厚みで均一に形成することが困難となる。

しかし、このセンサ基板１の製造方法では、ベース絶縁層２の上に導電性成分含有液を、超音波スプレー法により噴き付けるので、噴霧中に有機溶剤を蒸発させることができる。そのため、導電性成分含有液の濡れ拡がりを抑制し、導電性層７の厚みを均一にすることができる。
また、このセンサ基板１の製造方法では、超音波スプレー法によって、導電性成分含有液を噴き付け、導電性層７を形成しているため、導電性成分含有液のロスが少なく、コスト面において非常に優れている。

なお、上記した説明では、センサ基板１を例示し、検知する特定の物質がガスであるとして説明したが、本発明のセンサ基板では、検知する物質の状態は特に限定されず、例えば、検知する特定の物質が液体でもよい。
また、上記した説明では、検知部３を１個設けたが、検知部３の数は、特に限定されず、例えば、図示しないが、２個以上設けることもできる。

また、上記した説明では、検知部３における電極５を、１対の電極５（第１電極５Ａおよび第２電極５Ｂ）として形成したが、その数は２本以上であって、電気抵抗検知器１０に接続されるように偶数本であれば、特に限定されず、例えば、図４に示すように、８本、すなわち、４本の第１電極５Ａと、４本の第２電極５Ｂとから形成することもできる。なお、図４では、各第１電極５Ａおよび各第２電極５Ｂが、幅方向（並列）において交互に配列されている。

このように電極５を設ければ、特定のガスの種類や量（濃度）を、より一層精度よく検知することができる。
また、上記した説明では、ベース絶縁層２の下面を露出させたが、例えば、図３の仮想線で示すように、金属層１３によって、ベース絶縁層２の下面を被覆することもできる。
この金属層１３は、ベース絶縁層２の下に形成されており、より具体的には、ベース絶縁層２の下面全面に設けられている。

金属層１３を形成する金属材料としては、例えば、ステンレス、４２アロイ、アルミニウム、銅−ベリリウム、りん青銅などが用いられる。好ましくは、耐腐食性の観点から、ステンレスが用いられる。
この金属層１３を設けるには、例えば、上記した金属層１３を予め用意し、その後、ベース絶縁層２を形成する。または、金属層１３およびベース絶縁層２を、金属層１３およびベース絶縁層２が予め順次積層されている２層基材として用意することもできる。さらに、金属層１３、ベース絶縁層２および導体層（導体パターン８を形成するための導体層）が予め順次積層されている３層基材として用意することもできる。このような３層基材としては、市販品を用いることができ、例えば、銅からなる金属層１３の表面に、液晶ポリマーからなるベース絶縁層２および銅からなる導体層が予め積層されている液晶ポリマー銅張積層板（ＥＳＰＡＮＥＸ Ｌシリーズ、両面品、標準タイプ／Ｐタイプ、新日鐵化学社製）が用いられる。

また、金属層１３の厚みは、例えば、０．０５〜５０μｍ、好ましくは、０．１〜２０μｍである。
このような金属層１３を、ベース絶縁層２、とりわけ、ガス透過率の高い絶縁材料からなるベース絶縁層２の下に設ければ、金属層１３は、下側からベース絶縁層２に接触しようとするガスを遮断できるため、雰囲気中の水蒸気の吸水によりベース絶縁層２が膨潤することを防止でき、ベース絶縁層２の下面からガスや水蒸気が透過して、導電性層７に影響を与えることを防止できる。従って、そのようなベース絶縁層２の膨潤に基づく誤検知や、ベース絶縁層２の透過の影響に基づく誤検知を、防止することができる。

また、上記した説明では、導電性層７を、電極５の表面、すなわち、電極５の上面および各側面を被覆するように、形成したが、第１電極５Ａおよび第２電極５Ｂと接続するように形成すればよく、例えば、図５に示すように、導電性層７を、電極５の各側面（保護層１１の各側面）のみを被覆するように形成することもできる。なお、各検知部３において、導電性層７は、その上面が保護層１１の上面と幅方向において面一となるように、形成されている。

また、上記した説明では、保護層１１を、導体パターン８を被覆するように形成したが、例えば、図示しないが、保護層１１を、電極５のみを被覆して、検知部３の領域内に含まれない配線６を被覆しないように、形成することができる。
さらにまた、上記した説明では、保護層１１を形成したが、例えば、図示しないが、保護層１１を形成せず、電極５と導電性層７とを直接接触させることもできる。

以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、何ら実施例および比較例に限定されることはない。
（センサ基板の製造）
実施例１
ベース絶縁層としての厚み２５μｍの液晶ポリマーシートの表面に、導体層としての厚み１２μｍの銅箔が予め積層されている液晶ポリマー銅張積層板（品番：ＥＳＰＡＮＥＸ Ｌ−１２−２５−００ＮＥ、片面品、標準タイプ、新日鐵化学社製）を用意し、サブトラクティブ法により、１対の電極を有する導体パターンを形成した（図３（ｂ）参照）。なお、各電極（配線）の幅は０．２５ｍｍであり、各配線（電極）間の間隔は１．５ｍｍであった。

次いで、厚み０．５μｍの金層を、各導体パターンの表面に形成した（図３（ｃ）参照）。
次いで、カーボンブラック（Ｂｌａｃｋ ｐｅａｒｌ２０００）４０ｍｇ、および、ポリビニルアルコール１５０ｍｇ、トルエン２０ｍＬを配合し、混合して、導電性成分含有液を調製した。この導電性成分含有液の２５℃における粘度は、０．０１Ｐａ・ｓであった。

次いで、得られた導電性成分含有液を、超音波スプレーノズル（ＡｃｃｕＭｉｓｔ Ｎｏｚｚｌｅ、Ｓｏｎｏ−Ｔｅｃ社製）を用いて、ベース絶縁層２の上に噴き付けた（図３（ｄ）参照）。
なお、導電性成分含有液の噴き付けは、超音波の周波数を６０ｋＨｚとし、２５℃において、アシストガス（空気ガス、吐出圧力０．４ｋＰａ、ノズル口径約１ｍｍφ）を導入した。また、超音波スプレーノズルの先端からベース絶縁層までの距離は、４ｃｍとした。

実施例２
超音波の周波数を１２０ｋＨｚとした以外は、実施例１と同様にして、センサ基板を製造した。
比較例１
導電性成分含有液を、アネスト岩田製エアブラシ（ＨＰ−ＣＰｌｕｓ）を用いて、ベース絶縁層２の上に噴き付けた以外は、実施例１と同様にして、センサ基板を製造した。

比較例２
導電性成分含有液を、公知のシリンジを用いて、ベース絶縁層２の上に滴下した以外は、実施例１と同様にして、センサ基板を製造した。
（評価）
（外観）
実施例１〜２により製造したセンサ基板では、センサ基板の表面に均一な導電性層が形成された。

比較例１により製造したセンサ基板では、センサ基板の表面に、カーボンブラックの凝集が確認された。
比較例２により製造したセンサ基板では、センサ基板の全面が有機溶剤によって濡れてしまい、カーボンブラックの凝集および偏在化が確認された。
（電極間の導通）
実施例１〜２により製造したセンサ基板では、安定した抵抗値を得ることができた。

比較例１により製造したセンサ基板では、導通はするものの、安定した抵抗値を得ることができなかった。
比較例２により製造したセンサ基板では、ほぼ導通しなかった。
（センサ機能）
実施例１〜２により製造したセンサ基板を用いて、エタノールガスを既知濃度で含有するガス（蒸気）雰囲気に暴露させ、その雰囲気におけるエタノールガスの検知を実施した。

その結果、実施例１〜２のセンサ基板で、既知濃度通りのエタノールガスを検知することができた。

１ センサ基板
２ ベース絶縁層
５ 電極
７ 導電性層

Claims (4)

1. 絶縁層を用意する工程と、
   前記絶縁層の上に、少なくとも１対の電極を形成する工程と、
   前記電極を被覆するように、前記絶縁層の上に、導電性成分含有液を超音波スプレー法により噴き付けて、導電性層を形成する工程とを備え、
   前記導電性成分含有液は、有機溶剤を含み、
   前記超音波スプレー法では、超音波スプレー装置の噴射口を、絶縁層の上方に１０〜２００ｍｍを離間した位置において、前記絶縁層に向くように設置して、前記超音波スプレー装置の前記噴射口より、前記導電性成分含有液を前記絶縁層に噴き付け、
   前記超音波スプレー法を行っている間、前記導電性成分含有液の液滴が前記絶縁層に到達するまでに前記導電性成分含有液の前記有機溶剤が蒸発する
   ことを特徴とする、センサ基板の製造方法。
2. 前記超音波スプレー法の超音波の周波数が、２０〜１５０ｋＨｚであることを特徴とする、請求項１に記載のセンサ基板の製造方法。
3. 前記導電性成分含有液が、導電性粒子および非導電性物質を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載のセンサ基板の製造方法。
4. 前記導電性成分含有液の２５℃における粘度が、０．０５Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のセンサ基板の製造方法。

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