JPH03163344A - 容量素子 - Google Patents
容量素子Info
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- JPH03163344A JPH03163344A JP30208689A JP30208689A JPH03163344A JP H03163344 A JPH03163344 A JP H03163344A JP 30208689 A JP30208689 A JP 30208689A JP 30208689 A JP30208689 A JP 30208689A JP H03163344 A JPH03163344 A JP H03163344A
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は対向配置される上側電極と下側電極との間に湿
度容量変換素子を挾持させてなる容量素子に係わ９、特
にその容量調節構造に関するものである。
度容量変換素子を挾持させてなる容量素子に係わ９、特
にその容量調節構造に関するものである。
従来、この種の容量素子としての感湿素子は、第７図に
示すように絶縁性基板１の表面に薄膜状下側電極２，有
機高分子樹脂材料からなる感湿膜３および透湿性の薄膜
状上側電極４を順次積層形成して構成されておジ、この
感湿膜３の相対湿度に対する上側電極４と下側電極２と
の間の容量値の変化を、湿度の検出として各電極端子２
ａ ， ４ａに接続された外部引き出し用リード線５ａ
，５ｂから取シ出してｂた。なお、６ぱ導電性接着剤
である。
示すように絶縁性基板１の表面に薄膜状下側電極２，有
機高分子樹脂材料からなる感湿膜３および透湿性の薄膜
状上側電極４を順次積層形成して構成されておジ、この
感湿膜３の相対湿度に対する上側電極４と下側電極２と
の間の容量値の変化を、湿度の検出として各電極端子２
ａ ， ４ａに接続された外部引き出し用リード線５ａ
，５ｂから取シ出してｂた。なお、６ぱ導電性接着剤
である。
このように構成される感湿素子は下側電極２と上側電極
４とが対向して重なる有効面積Ｓと感湿膜３の一定湿度
、例えば５０％ＲＨにおける誘電率ε５０と、感湿膜３
の平均膜厚ｔとの間に以下に示すような式が成立し、５
０％ＲＨにおける容ｉＣ５ｏを決定していた。
４とが対向して重なる有効面積Ｓと感湿膜３の一定湿度
、例えば５０％ＲＨにおける誘電率ε５０と、感湿膜３
の平均膜厚ｔとの間に以下に示すような式が成立し、５
０％ＲＨにおける容ｉＣ５ｏを決定していた。
Ｓ
Ｃ５０：ε５〇一
ｔ
このため、感湿膜４の膜厚の変動（バラッキ）と、上側
電極４訃よび下側電極２の寸法のバラッキとによＤ、容
量Ｃｏｏが太き〈±１５％程度のバラッキを有していた
。したがって多数個の感湿素子間の互換性を感湿素子単
体で確保できず、抵抗器との組合せで確保したシ、感湿
素子交換後、回路も含めて再調整したシするなどの手間
がかかるとともに湿度計の精度上、好筐しくはなかった
。
電極４訃よび下側電極２の寸法のバラッキとによＤ、容
量Ｃｏｏが太き〈±１５％程度のバラッキを有していた
。したがって多数個の感湿素子間の互換性を感湿素子単
体で確保できず、抵抗器との組合せで確保したシ、感湿
素子交換後、回路も含めて再調整したシするなどの手間
がかかるとともに湿度計の精度上、好筐しくはなかった
。
このようｉｌ！題を解決するために本発明は、絶縁性基
板上に形成された上側電極と下側電極との間に湿度容量
変換素子を介在させるとともにとの下側電極の一部に湿
度容量変換素子の容量値の変動を補正する薄膜抵抗パタ
ーンを設けたものである。
板上に形成された上側電極と下側電極との間に湿度容量
変換素子を介在させるとともにとの下側電極の一部に湿
度容量変換素子の容量値の変動を補正する薄膜抵抗パタ
ーンを設けたものである。
本発明に釦いては、薄膜抵抗パターンの調節（トリミン
グ加工）を行なうことにより、容量値のバラツキを最小
限に調整することができる。
グ加工）を行なうことにより、容量値のバラツキを最小
限に調整することができる。
以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図は本発明による容量素子を感湿素子に適用しｉ一
実施例を示す図であシ、同図（．）は平面甲、同図（ｂ
）は同図（．）のＢ−Ｂ’線断面図であう、前述の図と
同一部分には同一符号を付してある。同図において、絶
縁性基板１上の下部電極端子２ａと上部電極端子４ａと
の間には、下部電極２と同一部材からなる電極端子２ｂ
が一体的にパターン形成され、さらにこの電極端子２ｂ
と下側電極２との間には抵抗値のトリミングを行なう薄
膜抵抗パターン７がメタルマスク法もしくはフォトリソ
グラフィー法によう成膜されて形威され、電気的に接続
されている。なか、この薄膜抵抗パターン７はＴａＮ
＋ ＮｉＣｒ ＋ Ｃｒ−Ｓｉ Ｔ Ｃｒ ＳｉＯな
どが好適である。筐た、この電極端子２ｂには外部引き
出し用リード線５ｃが導電性接着剤６により接着硬化さ
れて電気的に接続され、したがってこの感湿素子は第２
図に示すように容量Ｃと抵抗値Ｒとからなる等価回路が
形成とれることになる。
実施例を示す図であシ、同図（．）は平面甲、同図（ｂ
）は同図（．）のＢ−Ｂ’線断面図であう、前述の図と
同一部分には同一符号を付してある。同図において、絶
縁性基板１上の下部電極端子２ａと上部電極端子４ａと
の間には、下部電極２と同一部材からなる電極端子２ｂ
が一体的にパターン形成され、さらにこの電極端子２ｂ
と下側電極２との間には抵抗値のトリミングを行なう薄
膜抵抗パターン７がメタルマスク法もしくはフォトリソ
グラフィー法によう成膜されて形威され、電気的に接続
されている。なか、この薄膜抵抗パターン７はＴａＮ
＋ ＮｉＣｒ ＋ Ｃｒ−Ｓｉ Ｔ Ｃｒ ＳｉＯな
どが好適である。筐た、この電極端子２ｂには外部引き
出し用リード線５ｃが導電性接着剤６により接着硬化さ
れて電気的に接続され、したがってこの感湿素子は第２
図に示すように容量Ｃと抵抗値Ｒとからなる等価回路が
形成とれることになる。
このように構成された未調整感湿素子は、感湿膜３の膜
厚のパラツキと、上側電極４訟よび下側電極２の寸法の
バラツキとによシ、５０％ＲＨｔ’ｌ−ける容量ＣＳＯ
が±１５％程度のバラツキを有しているときにその容量
値のバラツキの程度によって薄膜抵抗パターンＴの複数
個所に例えばレーザによる加工もしくはサンドブラスト
，メカクスラッチなどの加工手段によシパターン切断部
７ａを形成するトリミング加工を行なって薄膜抵抗パタ
ーン７の長さもしくは形状すなわち抵抗値を調節するこ
とによって容量Ｃ５０のバラツキによるＣＲ積のバラツ
キ（容量と抵抗値の積のバラツキ）を最小限に調整する
ことができる。
厚のパラツキと、上側電極４訟よび下側電極２の寸法の
バラツキとによシ、５０％ＲＨｔ’ｌ−ける容量ＣＳＯ
が±１５％程度のバラツキを有しているときにその容量
値のバラツキの程度によって薄膜抵抗パターンＴの複数
個所に例えばレーザによる加工もしくはサンドブラスト
，メカクスラッチなどの加工手段によシパターン切断部
７ａを形成するトリミング加工を行なって薄膜抵抗パタ
ーン７の長さもしくは形状すなわち抵抗値を調節するこ
とによって容量Ｃ５０のバラツキによるＣＲ積のバラツ
キ（容量と抵抗値の積のバラツキ）を最小限に調整する
ことができる。
ここで、薄膜抵抗パターン７の抵抗値調節方法としては
、第３図に示すように上述した未調整感湿素子１０を接
続する発振回路１１と、周波数カウンタ１２と、容量Ｃ
ｏｏのパラツキのない基準となる感湿素子１３を接続す
る発振回路１４と、周波数カウンタ１５と、両周波数カ
ウンタ１２ ． １５の出力の大小を比較する比較器１
６と、比較器１６の出力に対応して未調整感湿素子１０
の薄膜抵抗パターン７をトリミング加工するトリミング
装置１Ｔとを設け、感湿素子の容量変化は一担周波数変
化に変換した後に信号処理され、周波数は感湿素子の容
量Ｃと抵抗値Ｒ）−の蹟で決宗されるので、未調整感湿
素子１０の発振周波数と基準感湿素子１３の発振周波数
との差が所定のバラツキ内に入るように未調整感湿素子
１０の薄膜抵抗パターン７をトリミング装置１７によシ
トリミング加工を行なって抵抗値Ｒを調整する。筐た、
抵抗値調節方法の他の実施例としては、第４図に示すよ
うに未調整感湿素子１０を所定の条件に設定した恒温恒
湿槽１８内に収容し、比較器１６に代えてコンピュー／
１９を用い、このコンピュータ１９内に予めデータを設
定しておき、このデータに基づいてトリミング加工を行
なっても良い。この場合は、第３図で示した基準感湿素
子１３，発振回路１４，周波数カウンタ１５および比較
器１１１どを不要として未調整感湿素子１０の薄膜抵抗
パターン７の抵抗値Ｒを調整することができる。さらに
は発振回路１１および周波数カウンタ１２の代シにＬＣ
２メータおよび抵抗測定器を用いてコンピュータ１９に
よう未調整感湿素子１０の容量Ｃと抵抗値Ｒとの積から
比較しても良い。この場合は、抵抗値Ｒの調整作業と同
時に容量Ｃおよび抵抗値Ｒの製造工程中κおけるパラツ
キを測定することができる。また、前述した抵抗値調節
方法に訃いて、基準感湿素子１３との比較およびトリミ
ング加工は同時に行なっても良く、第５図に示すように
データをコンピュータ１９内にストアしておき、恒温恒
湿槽１８内の未調整感湿素子１０を取シ出し別室に移動
してトリマ２０によｂ目標抵抗値Ｒにトリミング加工を
行なっても良−。この場合は、基準感湿素子１３との比
較装ｅ（第３図に示す発振回路１１，周波数カウンタ１
２など）と、第４図に示すトリミング装置１７とが離れ
ていても未調整感湿素子１０のトリミング加工を行なう
ことが可能となる。筐た、これによう、比較とトリミン
グ加工とは時間的にも離すことができ、トリミング装置
を比較作業によって待たせることなく、あらかじめ測定
したデータから一気に動かすことによシむだ時間なく使
える。
、第３図に示すように上述した未調整感湿素子１０を接
続する発振回路１１と、周波数カウンタ１２と、容量Ｃ
ｏｏのパラツキのない基準となる感湿素子１３を接続す
る発振回路１４と、周波数カウンタ１５と、両周波数カ
ウンタ１２ ． １５の出力の大小を比較する比較器１
６と、比較器１６の出力に対応して未調整感湿素子１０
の薄膜抵抗パターン７をトリミング加工するトリミング
装置１Ｔとを設け、感湿素子の容量変化は一担周波数変
化に変換した後に信号処理され、周波数は感湿素子の容
量Ｃと抵抗値Ｒ）−の蹟で決宗されるので、未調整感湿
素子１０の発振周波数と基準感湿素子１３の発振周波数
との差が所定のバラツキ内に入るように未調整感湿素子
１０の薄膜抵抗パターン７をトリミング装置１７によシ
トリミング加工を行なって抵抗値Ｒを調整する。筐た、
抵抗値調節方法の他の実施例としては、第４図に示すよ
うに未調整感湿素子１０を所定の条件に設定した恒温恒
湿槽１８内に収容し、比較器１６に代えてコンピュー／
１９を用い、このコンピュータ１９内に予めデータを設
定しておき、このデータに基づいてトリミング加工を行
なっても良い。この場合は、第３図で示した基準感湿素
子１３，発振回路１４，周波数カウンタ１５および比較
器１１１どを不要として未調整感湿素子１０の薄膜抵抗
パターン７の抵抗値Ｒを調整することができる。さらに
は発振回路１１および周波数カウンタ１２の代シにＬＣ
２メータおよび抵抗測定器を用いてコンピュータ１９に
よう未調整感湿素子１０の容量Ｃと抵抗値Ｒとの積から
比較しても良い。この場合は、抵抗値Ｒの調整作業と同
時に容量Ｃおよび抵抗値Ｒの製造工程中κおけるパラツ
キを測定することができる。また、前述した抵抗値調節
方法に訃いて、基準感湿素子１３との比較およびトリミ
ング加工は同時に行なっても良く、第５図に示すように
データをコンピュータ１９内にストアしておき、恒温恒
湿槽１８内の未調整感湿素子１０を取シ出し別室に移動
してトリマ２０によｂ目標抵抗値Ｒにトリミング加工を
行なっても良−。この場合は、基準感湿素子１３との比
較装ｅ（第３図に示す発振回路１１，周波数カウンタ１
２など）と、第４図に示すトリミング装置１７とが離れ
ていても未調整感湿素子１０のトリミング加工を行なう
ことが可能となる。筐た、これによう、比較とトリミン
グ加工とは時間的にも離すことができ、トリミング装置
を比較作業によって待たせることなく、あらかじめ測定
したデータから一気に動かすことによシむだ時間なく使
える。
第６図（ａ） ． （ｂ） ， （ｅ）は上述したトリ
ミング加工を行なう薄膜抵抗パターンの他の実施例を示
す平面図である。同図（．）は下側電極２と電極端子２
ｂと？間に梯子状のＮ膜抵抗パターン７１を成膜し、矢
印Ａ方向に例えばレーザビームを走査させてトリミング
加工を行なってパターン切断部７ｔａを形成するデジタ
ルトリミングを行なっても良く、筐た、同図（ｂ）に示
すように下側電極２と電極端子２ｂとの間にペタ状の薄
膜抵抗パターンＴ２を或膜し、矢印Ｂ方向釦よび矢印Ｃ
方向にレーザビームを走査させてトリミング加工を行な
ってパターン切断部７２＆および７ｚｂを形成して抵抗
値Ｒを調整しても良い。筐た、矢印Ｂ方向のトリミング
加工のみでも良い。さらに同図（ｃ）に示すようなトリ
■ング加工でも良い。
ミング加工を行なう薄膜抵抗パターンの他の実施例を示
す平面図である。同図（．）は下側電極２と電極端子２
ｂと？間に梯子状のＮ膜抵抗パターン７１を成膜し、矢
印Ａ方向に例えばレーザビームを走査させてトリミング
加工を行なってパターン切断部７ｔａを形成するデジタ
ルトリミングを行なっても良く、筐た、同図（ｂ）に示
すように下側電極２と電極端子２ｂとの間にペタ状の薄
膜抵抗パターンＴ２を或膜し、矢印Ｂ方向釦よび矢印Ｃ
方向にレーザビームを走査させてトリミング加工を行な
ってパターン切断部７２＆および７ｚｂを形成して抵抗
値Ｒを調整しても良い。筐た、矢印Ｂ方向のトリミング
加工のみでも良い。さらに同図（ｃ）に示すようなトリ
■ング加工でも良い。
な釦、上述した実施例におしては、容量素子として感湿
素子を用いた場合について説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、容量式ガスセンサ，圧カセン
サもしくは加速度センナなどに適用しても上述とほぼ同
等の効果が得られることは言う渣でもない。
素子を用いた場合について説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、容量式ガスセンサ，圧カセン
サもしくは加速度センナなどに適用しても上述とほぼ同
等の効果が得られることは言う渣でもない。
以上説明したように本発明による容量素子によれば、湿
度容量変換素子の容量値の変動を補正する薄膜抵抗パタ
ーンを下側電極の一部に設けたことによシ、多数個の容
量素子相互間におけるＣＲ積のバラツキを最小限に抑え
ることができるので、回路定数（固定抵抗の交換，半固
定抵抗の調整など）を変更することなく、高精度が得ら
れるとともに互換性が向上でき、さらには出荷時の調整
が不要となるなどの極めて優れた効果が得られる。
度容量変換素子の容量値の変動を補正する薄膜抵抗パタ
ーンを下側電極の一部に設けたことによシ、多数個の容
量素子相互間におけるＣＲ積のバラツキを最小限に抑え
ることができるので、回路定数（固定抵抗の交換，半固
定抵抗の調整など）を変更することなく、高精度が得ら
れるとともに互換性が向上でき、さらには出荷時の調整
が不要となるなどの極めて優れた効果が得られる。
第１図は本発明による容量素子を感湿素子に適用したー
実施例による構成を示す図、第２図は第１図の感湿素子
の等価回路を示す図、第３図ないし第５図は薄膜抵抗パ
ターンの抵抗値調節方法を説明する回路のブロック図、
第６図は薄膜抵抗パターンの他の実施例を示す平面図、
第７図は従来の感湿素子の構成を示す図である。 １・・・・絶縁性基板、２・・・・下側電極、２ｍ ，
２ｂ・●●・電極端子、３・・・・感湿膜、４●●●
●上側電極、４ａ・・●●電極端子、５＆，５ｂ ，５
ｃ・●・●外部引き出し用リード線、６・・導電性接着
剤、 ア ，７１ ＋７２ ・薄膜 抵抗パターン、 ７ｍ ＋ ７１ｍ ＋ ７２８ ＋ ７２ｂ●ターン切
断部。
実施例による構成を示す図、第２図は第１図の感湿素子
の等価回路を示す図、第３図ないし第５図は薄膜抵抗パ
ターンの抵抗値調節方法を説明する回路のブロック図、
第６図は薄膜抵抗パターンの他の実施例を示す平面図、
第７図は従来の感湿素子の構成を示す図である。 １・・・・絶縁性基板、２・・・・下側電極、２ｍ ，
２ｂ・●●・電極端子、３・・・・感湿膜、４●●●
●上側電極、４ａ・・●●電極端子、５＆，５ｂ ，５
ｃ・●・●外部引き出し用リード線、６・・導電性接着
剤、 ア ，７１ ＋７２ ・薄膜 抵抗パターン、 ７ｍ ＋ ７１ｍ ＋ ７２８ ＋ ７２ｂ●ターン切
断部。
Claims (1)
- 絶縁性基板上に上側電極と下側電極との間に湿度容量変
換素子を挾持させて配置してなる容量素子において、前
記容量変換素子の容量値の変動を補正する薄膜抵抗パタ
ーンを下側電極の一部に設けたことを特徴とする容量素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30208689A JPH0695085B2 (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 容量素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30208689A JPH0695085B2 (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 容量素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03163344A true JPH03163344A (ja) | 1991-07-15 |
| JPH0695085B2 JPH0695085B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=17904757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30208689A Expired - Lifetime JPH0695085B2 (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 容量素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0695085B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0514909U (ja) * | 1991-07-30 | 1993-02-26 | 三菱重工業株式会社 | 静電容量型湿度センサー |
| JP2005201753A (ja) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Kett Electric Laboratory | 水分検出ユニット及び水分測定装置 |
| US8688040B2 (en) | 2010-09-29 | 2014-04-01 | Sena Technologies Inc. | Bluetooth headset for helmet having inter-communication function |
-
1989
- 1989-11-22 JP JP30208689A patent/JPH0695085B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0514909U (ja) * | 1991-07-30 | 1993-02-26 | 三菱重工業株式会社 | 静電容量型湿度センサー |
| JP2005201753A (ja) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Kett Electric Laboratory | 水分検出ユニット及び水分測定装置 |
| US8688040B2 (en) | 2010-09-29 | 2014-04-01 | Sena Technologies Inc. | Bluetooth headset for helmet having inter-communication function |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0695085B2 (ja) | 1994-11-24 |
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