JPH02212745A - 半導体湿度センサ - Google Patents
半導体湿度センサInfo
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- JPH02212745A JPH02212745A JP3426789A JP3426789A JPH02212745A JP H02212745 A JPH02212745 A JP H02212745A JP 3426789 A JP3426789 A JP 3426789A JP 3426789 A JP3426789 A JP 3426789A JP H02212745 A JPH02212745 A JP H02212745A
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- moisture
- cellulose
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- diaphragm
- moisture sensitive
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ） 産業上の利用分野
本発明は感湿材の伸縮を利用した半導体湿度センサに関
する、 （口）従来の技術 一般に湿度センサとしては、感湿セラミックス等の如く
雰囲気湿度（相対湿度）による電気特性の変わるものが
知られている。しかし、この湿度センサは気体一固体界
面の電気特性を利用するものであり、従って、その界面
が大気にさらされ汚染等の影響を受けやすく長期安定性
に欠ける。これにＨし、特開昭３６−、：ｌ２１２６号
公報に開示される毛髪やナイロンの様な感湿体は比較的
に長期安定性がある反面、その伸縮を電気信号に変換し
難い。これに対して、本発明者等は、すでに感湿材の雰
囲気湿度による伸縮を半導体のピエゾ抵抗効果や対向電
極間の容量変化により検出する半導体湿度センサを提案
している。
する、 （口）従来の技術 一般に湿度センサとしては、感湿セラミックス等の如く
雰囲気湿度（相対湿度）による電気特性の変わるものが
知られている。しかし、この湿度センサは気体一固体界
面の電気特性を利用するものであり、従って、その界面
が大気にさらされ汚染等の影響を受けやすく長期安定性
に欠ける。これにＨし、特開昭３６−、：ｌ２１２６号
公報に開示される毛髪やナイロンの様な感湿体は比較的
に長期安定性がある反面、その伸縮を電気信号に変換し
難い。これに対して、本発明者等は、すでに感湿材の雰
囲気湿度による伸縮を半導体のピエゾ抵抗効果や対向電
極間の容量変化により検出する半導体湿度センサを提案
している。
｛ハ｝発明が解決しようとする課題
ところで、温度（相対湿度）により伸縮する物質（材料
》は多く存在するが、湿度センサとして使用する場合に
は湿度特性（相対湿度と伸縮の関係）、応答性、温度依
存性などの特性が要求される。この感湿体としては、上
記の従来技術に記述した様に毛髪、ナイロンなどが一般
的に知られているが、本発明者等は、さらに好適な材料
について研究してきた。この結果、相対湿度に対する特
性は生体高分子が感湿材として適するという結論を得て
いる。しかし、従来技術の湿度センサにおいてはＳｔチ
ップ上に感湿材を膜付けするため、これらの感湿材の成
形加工をどのように行うかが課題となる。
》は多く存在するが、湿度センサとして使用する場合に
は湿度特性（相対湿度と伸縮の関係）、応答性、温度依
存性などの特性が要求される。この感湿体としては、上
記の従来技術に記述した様に毛髪、ナイロンなどが一般
的に知られているが、本発明者等は、さらに好適な材料
について研究してきた。この結果、相対湿度に対する特
性は生体高分子が感湿材として適するという結論を得て
いる。しかし、従来技術の湿度センサにおいてはＳｔチ
ップ上に感湿材を膜付けするため、これらの感湿材の成
形加工をどのように行うかが課題となる。
（ニ）課題を解決するための手段
本発明の半導体湿度センサは、感湿体としてセルロース
イＣとの生体高分子材ｆ４を用いろことを特徴としてい
る１、 ・：ボ）１１ミ用 棺ｋＬ’ｒ、是度にχ・ｔして良好な特性を存する生体
高分子材料をＳｌべし・川・トに膜付け−３−ることで
、特性的に良い半導体湿度センサが実現さｔトる。
イＣとの生体高分子材ｆ４を用いろことを特徴としてい
る１、 ・：ボ）１１ミ用 棺ｋＬ’ｒ、是度にχ・ｔして良好な特性を存する生体
高分子材料をＳｌべし・川・トに膜付け−３−ることで
、特性的に良い半導体湿度センサが実現さｔトる。
（へ） 実施例
第１図はダイアフラム方式の湿度センサの断面図′ζ５
Ｓ１ベレ・／ ｌ−（１ｊにエツチング加工されたダイ
ア−７ラムＩ：２）が＋Ｐ）す、こび）ダ・イアフラム
表面にはピエゾ抵抗ｉ３ ） （３ｉ・・が形成され、
さらにダイア−７ラム（２）め裏面に感湿材ｆ＝４）が
膜付けされている。第２図はカンチレバーカ゛式の湿度
センサり）断面図で、第１図の場合と同様Ｓｉべしノド
（１）をエフチン２加工して設けられたカンチレバ−（
ヨ：・に感温材（４：ｌを膜付けし、この感温材Ｈ，−
ｓｒグ）雰囲気湿度による伸縮て゛カンチレバー（５）
かびさ”５゛量をピエゾ抵抗（３）で検出し５ている
第３ＬＡは、第２１’ｌ同様感湿材・：４）の伸縮によ
るカンチレバー（５：・の）ごわスムて第１電極（６）
と第２図−Ｅ極（７）との距離が変化するのをこノ′コ
ろ電（支）間の容量変化どして検出している。
Ｓ１ベレ・／ ｌ−（１ｊにエツチング加工されたダイ
ア−７ラムＩ：２）が＋Ｐ）す、こび）ダ・イアフラム
表面にはピエゾ抵抗ｉ３ ） （３ｉ・・が形成され、
さらにダイア−７ラム（２）め裏面に感湿材ｆ＝４）が
膜付けされている。第２図はカンチレバーカ゛式の湿度
センサり）断面図で、第１図の場合と同様Ｓｉべしノド
（１）をエフチン２加工して設けられたカンチレバ−（
ヨ：・に感温材（４：ｌを膜付けし、この感温材Ｈ，−
ｓｒグ）雰囲気湿度による伸縮て゛カンチレバー（５）
かびさ”５゛量をピエゾ抵抗（３）で検出し５ている
第３ＬＡは、第２１’ｌ同様感湿材・：４）の伸縮によ
るカンチレバー（５：・の）ごわスムて第１電極（６）
と第２図−Ｅ極（７）との距離が変化するのをこノ′コ
ろ電（支）間の容量変化どして検出している。
而して第１図〜第３１Ａに示された半導体湿度センサは
いづ”れＬ１雰囲気湿度による感湿材ｆ４）ｉｆ、＋伸
縮現象を利用ｉ−だもので、この伸縮量を電気信号化す
るためにＳｉのダイアフラム（２）やカンナ１７・バー
・：５）上に感湿拐（７口が゛ｊ摸付けされる。前記感
湿材（・↓）としてはセルローズなと゛の生体高分子材
料が用いられる。
いづ”れＬ１雰囲気湿度による感湿材ｆ４）ｉｆ、＋伸
縮現象を利用ｉ−だもので、この伸縮量を電気信号化す
るためにＳｉのダイアフラム（２）やカンナ１７・バー
・：５）上に感湿拐（７口が゛ｊ摸付けされる。前記感
湿材（・↓）としてはセルローズなと゛の生体高分子材
料が用いられる。
ところで、天然セル口・−ズは、そグ）ままでは１通常
の溶剤や水などに不溶であり、また熱可塑性てらないた
め成形加工や溶液としてグ）利用が難しい。しかしこｈ
をエステルやエーテルなと′の誘導体と１゛ることによ
り溶解性や可塑剤との相Ｑ容性なとの物性を大きく変え
ることかて゛き、その用途を５様化することができる。
の溶剤や水などに不溶であり、また熱可塑性てらないた
め成形加工や溶液としてグ）利用が難しい。しかしこｈ
をエステルやエーテルなと′の誘導体と１゛ることによ
り溶解性や可塑剤との相Ｑ容性なとの物性を大きく変え
ることかて゛き、その用途を５様化することができる。
セルロースの誘導体化び〕方法は、通電セルロース７１
７】樽成は１′）′Ｌであるクルコース残基当９３個あ
る水ｉｉ！基（−０８＞１）化学反応を利用する。この
際、置換基の種類やその程度あるいは得られるセルロー
ス誘導体の重合度をコントロールすることにより、吸水
性、水に対する不溶性、架橋など前記湿度センサとして
の使用に逍するような物性を得ることができる。
７】樽成は１′）′Ｌであるクルコース残基当９３個あ
る水ｉｉ！基（−０８＞１）化学反応を利用する。この
際、置換基の種類やその程度あるいは得られるセルロー
ス誘導体の重合度をコントロールすることにより、吸水
性、水に対する不溶性、架橋など前記湿度センサとして
の使用に逍するような物性を得ることができる。
各Ｓｉペレン）□ｆｌ）上への感湿材（４）の膜付けは
、セルロースとＳｉとの密着性があまり良くないため例
えば、第４図に示す様にＳｉベレッ１−（１）」二に、
まずポリイミド等でプライマ層（８）を形成しその上に
感湿材（４）としてセルロース（９）を膜付けする構造
としている。
、セルロースとＳｉとの密着性があまり良くないため例
えば、第４図に示す様にＳｉベレッ１−（１）」二に、
まずポリイミド等でプライマ層（８）を形成しその上に
感湿材（４）としてセルロース（９）を膜付けする構造
としている。
（Ｉ・） 発明の効果
本発明による半導体湿度センサは、感湿材としより
て天然繊ネリ成した高分子材料を用いることにより、生
体高分子の持つ湿度センサとしての良好な１１寺性をｔ
斗る。二とがて゛きる。
体高分子の持つ湿度センサとしての良好な１１寺性をｔ
斗る。二とがて゛きる。
図面はいずれも本発明による実施例で、第１図はダイア
フラム型でピエゾ抵抗効果を利用した半導体１品度セン
叶σ）断面１図、第２則（二カン千ドパー型でピエゾ抵
抗効果を利用した半導体湿度センサの断面図、第３図は
カンチレバー型で容量変化を利用し５た湿度センサの断
面図、第４図は感湿材と−でＳｉベレノ１□上にセルロ
ースを膜付した状態の要部断面図である。 （１）・・Ｓｉベレット、（２ｊ・・ダイアフラム、（
３）・・・ピエゾ抵抗、（４）・・・感湿材（セルロー
ス）、（５ｉ−・カンチレバー、（６）・第１電極、Ｉ
７．・−・第２電何。
フラム型でピエゾ抵抗効果を利用した半導体１品度セン
叶σ）断面１図、第２則（二カン千ドパー型でピエゾ抵
抗効果を利用した半導体湿度センサの断面図、第３図は
カンチレバー型で容量変化を利用し５た湿度センサの断
面図、第４図は感湿材と−でＳｉベレノ１□上にセルロ
ースを膜付した状態の要部断面図である。 （１）・・Ｓｉベレット、（２ｊ・・ダイアフラム、（
３）・・・ピエゾ抵抗、（４）・・・感湿材（セルロー
ス）、（５ｉ−・カンチレバー、（６）・第１電極、Ｉ
７．・−・第２電何。
Claims (1)
- １）感湿伸縮体の伸縮を半導体ピエゾ抵抗効果あるいは
容量変化として雰囲気湿度（相対湿度）を検出する半導
体湿度センサにおいて、感湿体としてセルローズなどの
生体高分子材料を用いることを特徴とする半導体湿度セ
ンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1034267A JP2630836B2 (ja) | 1989-02-13 | 1989-02-13 | 半導体湿度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1034267A JP2630836B2 (ja) | 1989-02-13 | 1989-02-13 | 半導体湿度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02212745A true JPH02212745A (ja) | 1990-08-23 |
| JP2630836B2 JP2630836B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=12409393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1034267A Expired - Fee Related JP2630836B2 (ja) | 1989-02-13 | 1989-02-13 | 半導体湿度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2630836B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5482678A (en) * | 1993-05-25 | 1996-01-09 | Rosemount Inc. | Organic chemical sensor |
| KR100474516B1 (ko) * | 2002-03-25 | 2005-03-09 | 전자부품연구원 | 캔틸레버를 이용한 초정밀 습도 센서 및 그의 제조방법 |
| CN102565149A (zh) * | 2011-12-31 | 2012-07-11 | 东南大学 | 一种具有温漂补偿的电容湿度传感器及其制作方法 |
| CN103018289A (zh) * | 2013-01-04 | 2013-04-03 | 东南大学 | 一种电容式湿度传感器 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5932857A (ja) * | 1982-08-17 | 1984-02-22 | Murata Mfg Co Ltd | 湿度センサ |
| JPS6228153U (ja) * | 1985-08-05 | 1987-02-20 | ||
| JPS6420439A (en) * | 1987-07-15 | 1989-01-24 | Yamatake Honeywell Co Ltd | Humidity sensible element |
-
1989
- 1989-02-13 JP JP1034267A patent/JP2630836B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5932857A (ja) * | 1982-08-17 | 1984-02-22 | Murata Mfg Co Ltd | 湿度センサ |
| JPS6228153U (ja) * | 1985-08-05 | 1987-02-20 | ||
| JPS6420439A (en) * | 1987-07-15 | 1989-01-24 | Yamatake Honeywell Co Ltd | Humidity sensible element |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5482678A (en) * | 1993-05-25 | 1996-01-09 | Rosemount Inc. | Organic chemical sensor |
| KR100474516B1 (ko) * | 2002-03-25 | 2005-03-09 | 전자부품연구원 | 캔틸레버를 이용한 초정밀 습도 센서 및 그의 제조방법 |
| CN102565149A (zh) * | 2011-12-31 | 2012-07-11 | 东南大学 | 一种具有温漂补偿的电容湿度传感器及其制作方法 |
| CN103018289A (zh) * | 2013-01-04 | 2013-04-03 | 东南大学 | 一种电容式湿度传感器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2630836B2 (ja) | 1997-07-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |