JPH03163345A - 感湿素子 - Google Patents
感湿素子Info
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- JPH03163345A JPH03163345A JP30208789A JP30208789A JPH03163345A JP H03163345 A JPH03163345 A JP H03163345A JP 30208789 A JP30208789 A JP 30208789A JP 30208789 A JP30208789 A JP 30208789A JP H03163345 A JPH03163345 A JP H03163345A
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- Japan
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- trimming
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- lower electrode
- pattern
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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有
機高分子樹脂を感湿材料とした感湿膜を挾持させてなる
感湿素子に係わυ、特にその電極構造に関するものであ
る。
機高分子樹脂を感湿材料とした感湿膜を挾持させてなる
感湿素子に係わυ、特にその電極構造に関するものであ
る。
従来、この種の感湿素子は、第６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釦シ、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との間の容量値もし
くはインピ〜ダンスの変化を、湿度の検出として各電極
端子２ａ，４ａに接続された外部引き出し用リード線５
ａ，５ｂから取シ出していた。なお、６は導電性接着剤
である。
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釦シ、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との間の容量値もし
くはインピ〜ダンスの変化を、湿度の検出として各電極
端子２ａ，４ａに接続された外部引き出し用リード線５
ａ，５ｂから取シ出していた。なお、６は導電性接着剤
である。
このようにｍ戒される感湿素子は、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３ける誘電率ε，。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或立し
、５０９６ＲＨにおける容量Ｃ５Ｇを決定していた。
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３ける誘電率ε，。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或立し
、５０９６ＲＨにおける容量Ｃ５Ｇを決定していた。
Ｓ
（’ｓｏ：ε，。Ｔ
このため、感湿膜３の膜厚の変動（バラッキ）と、上側
電極４釦よび下側電極２の寸法のバラッキとにより、容
ｉｔｃｓｏが大きく±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、好オしくはなかっ
た。
電極４釦よび下側電極２の寸法のバラッキとにより、容
ｉｔｃｓｏが大きく±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、好オしくはなかっ
た。
ＣＪＡＢを解決するための手段〕
このような課題を解決するために本発明は、上側電極，
下側電極のいずれか一方に電極の一部分を切断して所定
の容量値が得られる容量トリミング部を設けたものであ
る。
下側電極のいずれか一方に電極の一部分を切断して所定
の容量値が得られる容量トリミング部を設けたものであ
る。
本発明にかいては、容量トリミング部の適度の切断によ
う容量値が微調整される。
う容量値が微調整される。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。
。
第１図は本発明による感湿素子の一実施例を示す図で同
図（ａ）は要部平面図、同図６）は同図（一〇Ｂ−Ｂ’
線断面図、同図（ｃ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ’線断面図
であシ、前述の図と同一部分には同一符号を付してある
。同図にかいて、下側電極２には、こ？下側電極２と同
一部材の電極パターンからなる３個のトリミングサイ｝
２３ ， ２２ ， ２ｓ がそれぞれパターン幅
の狭いトリミングネック部２１８，２２ａｔ２３＆に連
結されて一体的に形威されておシ、この下側電極２のト
リミングネック部２ｌ■２２！ｌ ＋ ２３１ を除く
３個のトリミングサイト２１２２ ． ２ｍを含む上面
には感湿膜３を介して上側電極４が対向して形成配置さ
れている。
図（ａ）は要部平面図、同図６）は同図（一〇Ｂ−Ｂ’
線断面図、同図（ｃ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ’線断面図
であシ、前述の図と同一部分には同一符号を付してある
。同図にかいて、下側電極２には、こ？下側電極２と同
一部材の電極パターンからなる３個のトリミングサイ｝
２３ ， ２２ ， ２ｓ がそれぞれパターン幅
の狭いトリミングネック部２１８，２２ａｔ２３＆に連
結されて一体的に形威されておシ、この下側電極２のト
リミングネック部２ｌ■２２！ｌ ＋ ２３１ を除く
３個のトリミングサイト２１２２ ． ２ｍを含む上面
には感湿膜３を介して上側電極４が対向して形成配置さ
れている。
このように構成された未調整感湿素子は、製作された時
点では下側電極２と上側電極４とが対向して重なる有効
面積Ｓにバラツキを有しておシ、例えば５ ０ Ｓ Ｒ
Ｈにおける容量Ｃｓｏが±１５％程度に達している。し
たがってその容！＃のバラツキの程度に応じて下側電極
２のトリミングネック部２１Ｂ ＋ ２２１ ＋ ２３
ａの必要数に矢印入方向にトリミング（例えばレーザー
トリミングでも良いがレーザによらないトリミングでも
良い）を行ない、第１図ＣＣ）に示すように感湿膜パタ
ーン切断部３ａおよび下側電極パターン切断部２ｂを形
成するトリミング加工を行なって上側電極４に対応する
下側電極２の対向面積、すなわち有効面積Ｓを調節する
ことによって容量ＣＳＯのバラツキを最小限に調整する
ことができる。
点では下側電極２と上側電極４とが対向して重なる有効
面積Ｓにバラツキを有しておシ、例えば５ ０ Ｓ Ｒ
Ｈにおける容量Ｃｓｏが±１５％程度に達している。し
たがってその容！＃のバラツキの程度に応じて下側電極
２のトリミングネック部２１Ｂ ＋ ２２１ ＋ ２３
ａの必要数に矢印入方向にトリミング（例えばレーザー
トリミングでも良いがレーザによらないトリミングでも
良い）を行ない、第１図ＣＣ）に示すように感湿膜パタ
ーン切断部３ａおよび下側電極パターン切断部２ｂを形
成するトリミング加工を行なって上側電極４に対応する
下側電極２の対向面積、すなわち有効面積Ｓを調節する
ことによって容量ＣＳＯのバラツキを最小限に調整する
ことができる。
ここで、下側電極２のトリミング加工方法としては、第
２図に示すように上述した未調整感湿紮子１０を接続す
る発振回路１１と、周波数カウンタ１２と、容量Ｃ．０
のバラツキのない基準となる感湿素子１３ｆｔ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とともにその比
較出力に対応する指示信号を出力する：Ｉ／ビュータ１
６と、コンピュータ１６の出力信号に対応して未調整感
湿累子１０の下＠電極２をトリミング加工するト９ｉン
グ装置１７とを設け、感湿素子の容量変化は一旦周波数
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との積で決定されるので、未詞ＩＩＩ
ｉ感湿素子１０の発振周波数と基準感湿索子１３の発振
周波数との差が所定のパラツキ内に入るように未調整感
湿素子１０の下側電極２と上側電極４との重なる有効面
１ａＳをトリミング装置１Ｔによりトリミング加工を行
なって調整する。筐た、トリミング加工方法の他の実収
容し、コンピュータ１６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２図で示した基準感湿素子１３，発
振回路１４釦よび周波数カウンタ１５などを不要として
未調整感湿素子１０の上側電極４に対応する下側電極２
０対向有効面積Ｓを調節することができる。さらκは発
振回路１１および周波数カウンタ１２の代シにＬＣＺメ
ータを用いて行なっても良く、この場合は、専用の発振
回路１１の製作が不要となる。筐た、発振回路１１０代
シにスイツチトキャパシタなトヲ用いた容竜一電圧変換
回路を周波数カウンタ１２の代りに電圧計を用いて行な
っても良い。筐た、前述したトリミング方法に訃いて、
基準感湿累子１３との比較およびトリミング加工は同時
に行なわなくても良く、データをコンピュータ１６内に
ストアしておき、恒温恒湿槽１８内の未調整感湿素子１
０を取シ出し別室に移動して図示しないトリマにより目
標有効面積Ｓにトリミング加工を行なっても良い。この
場合は、基準感湿素子１３との比較装置（第２図に示す
発振回路１１，周波数カウンタ１２など）と、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。また、比較釦よ
びトリミング加工を同時に行なわなくとも良いことから
比較とトリミング加工とを時間的にも離すことができる
。例えば比較に比べてトリミング加工が時間がかかるの
ならば比較器を複数にするかトリミング加工を他の作業
と別の時間帯に行なうことができる。
２図に示すように上述した未調整感湿紮子１０を接続す
る発振回路１１と、周波数カウンタ１２と、容量Ｃ．０
のバラツキのない基準となる感湿素子１３ｆｔ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とともにその比
較出力に対応する指示信号を出力する：Ｉ／ビュータ１
６と、コンピュータ１６の出力信号に対応して未調整感
湿累子１０の下＠電極２をトリミング加工するト９ｉン
グ装置１７とを設け、感湿素子の容量変化は一旦周波数
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との積で決定されるので、未詞ＩＩＩ
ｉ感湿素子１０の発振周波数と基準感湿索子１３の発振
周波数との差が所定のパラツキ内に入るように未調整感
湿素子１０の下側電極２と上側電極４との重なる有効面
１ａＳをトリミング装置１Ｔによりトリミング加工を行
なって調整する。筐た、トリミング加工方法の他の実収
容し、コンピュータ１６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２図で示した基準感湿素子１３，発
振回路１４釦よび周波数カウンタ１５などを不要として
未調整感湿素子１０の上側電極４に対応する下側電極２
０対向有効面積Ｓを調節することができる。さらκは発
振回路１１および周波数カウンタ１２の代シにＬＣＺメ
ータを用いて行なっても良く、この場合は、専用の発振
回路１１の製作が不要となる。筐た、発振回路１１０代
シにスイツチトキャパシタなトヲ用いた容竜一電圧変換
回路を周波数カウンタ１２の代りに電圧計を用いて行な
っても良い。筐た、前述したトリミング方法に訃いて、
基準感湿累子１３との比較およびトリミング加工は同時
に行なわなくても良く、データをコンピュータ１６内に
ストアしておき、恒温恒湿槽１８内の未調整感湿素子１
０を取シ出し別室に移動して図示しないトリマにより目
標有効面積Ｓにトリミング加工を行なっても良い。この
場合は、基準感湿素子１３との比較装置（第２図に示す
発振回路１１，周波数カウンタ１２など）と、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。また、比較釦よ
びトリミング加工を同時に行なわなくとも良いことから
比較とトリミング加工とを時間的にも離すことができる
。例えば比較に比べてトリミング加工が時間がかかるの
ならば比較器を複数にするかトリミング加工を他の作業
と別の時間帯に行なうことができる。
第４図は本発明による感湿素子の他の実施例を説明する
図で同図（ａ）は平面図、同図中）は同図（ａ）のＢ−
Ｂ’線断面図、同図（Ｃ）は同図（ａ）のｃ−ｃ’線断
面図であシ、前述の図と同一部分には同一符号を付して
ある。同図に釦いて、第１図と異なる点は、感湿膜３上
に形成された上側電極４にはとの？側電極４と同一部材
の電極パターンからなる３個のトリミングサイト４１，
４，＋，４ｓ が、それぞれパターン幅の狭いトリミン
グネック部４ １＠ １ ４２Ｂ＋４３ａに連結されて
一体的に形成されておシ、この上側電極４のトリミング
ネック部４１Ｂ＋ ４２Ｂ＋４３！ｌを除くトリミング
サイト４ｌ．４２．４ｓを含む電極パターン面が下方の
下側電極２と感湿膜３を介して対向されている。
図で同図（ａ）は平面図、同図中）は同図（ａ）のＢ−
Ｂ’線断面図、同図（Ｃ）は同図（ａ）のｃ−ｃ’線断
面図であシ、前述の図と同一部分には同一符号を付して
ある。同図に釦いて、第１図と異なる点は、感湿膜３上
に形成された上側電極４にはとの？側電極４と同一部材
の電極パターンからなる３個のトリミングサイト４１，
４，＋，４ｓ が、それぞれパターン幅の狭いトリミン
グネック部４ １＠ １ ４２Ｂ＋４３ａに連結されて
一体的に形成されておシ、この上側電極４のトリミング
ネック部４１Ｂ＋ ４２Ｂ＋４３！ｌを除くトリミング
サイト４ｌ．４２．４ｓを含む電極パターン面が下方の
下側電極２と感湿膜３を介して対向されている。
このように構成された未調整感湿素子においても同様に
製作された時点では下側電極２と上側電極４とが対向し
て重なる有効面積Ｓにパラッキを有しているので、その
容量値のバラツキの程度に応じて上Ｔｈ電極４のトリミ
ングネック部４１Ｂ＋４２１，４３ａの必要数に矢印Ｂ
方向にレーザビームを走査して第５図（Ｃ）に示す上側
電極パターン切断部４ｂを形成するレーザトリミング加
工を行なって下側電極２に対応する上側電極４の有効面
積Ｓを調節することによって容量Ｃｓｏのパラツキを最
小限に調整することができる。
製作された時点では下側電極２と上側電極４とが対向し
て重なる有効面積Ｓにパラッキを有しているので、その
容量値のバラツキの程度に応じて上Ｔｈ電極４のトリミ
ングネック部４１Ｂ＋４２１，４３ａの必要数に矢印Ｂ
方向にレーザビームを走査して第５図（Ｃ）に示す上側
電極パターン切断部４ｂを形成するレーザトリミング加
工を行なって下側電極２に対応する上側電極４の有効面
積Ｓを調節することによって容量Ｃｓｏのパラツキを最
小限に調整することができる。
ここで、上側電極４のトリ■ング方法は、前述した下側
電極２のトリミング方法と全く同様に行なうことができ
る。１た、いずれのトリミング方法においても有効な感
湿部である上側電極４と下側電極２との対向する重なシ
部分ではトリミング加工を行なわないので、感湿膜３の
長期信頼性が損Ｚわれることはない。″！た、第１図，
第４図にトリミングネック部を特別に設けているが、こ
れはトリミング時間を短くするためであシ、ネック部を
設けず、等幅の部位をトリミングしても良い。
電極２のトリミング方法と全く同様に行なうことができ
る。１た、いずれのトリミング方法においても有効な感
湿部である上側電極４と下側電極２との対向する重なシ
部分ではトリミング加工を行なわないので、感湿膜３の
長期信頼性が損Ｚわれることはない。″！た、第１図，
第４図にトリミングネック部を特別に設けているが、こ
れはトリミング時間を短くするためであシ、ネック部を
設けず、等幅の部位をトリミングしても良い。
第５図は本発明による感湿素子のさらに他の実施例を説
明する図で同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ
）のＢ−Ｂ’線断面図、同図（ｃ） ， （ｄ）は同図
（ａ）のｃ−ｃ’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。同図にかいて、前述した実
施例と異なる点は、特別なパターニングを行なわず、絶
縁性基板１上に形成された感湿部を端部分から矢印Ｃ方
向にトリミングして切断部４ｂを形成するトリミング加
工を行なって同図（ｃ）に示すように上側電極４のみを
トリミングしても良く、１た、同図（ｄ）に示すように
感湿部ごとトリミングしても良い。この場合は上側電極
４もしくは下側電極２に特別なトリミングサイトおよび
トリミングネック部などのパターニングを不要として有
効面積Ｓを調節することができる。
明する図で同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ
）のＢ−Ｂ’線断面図、同図（ｃ） ， （ｄ）は同図
（ａ）のｃ−ｃ’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。同図にかいて、前述した実
施例と異なる点は、特別なパターニングを行なわず、絶
縁性基板１上に形成された感湿部を端部分から矢印Ｃ方
向にトリミングして切断部４ｂを形成するトリミング加
工を行なって同図（ｃ）に示すように上側電極４のみを
トリミングしても良く、１た、同図（ｄ）に示すように
感湿部ごとトリミングしても良い。この場合は上側電極
４もしくは下側電極２に特別なトリミングサイトおよび
トリミングネック部などのパターニングを不要として有
効面積Ｓを調節することができる。
なお、前述した実施例に訃いては、感湿素子の対向電極
に容量トリミング部を設けた場合について説明したが、
容量式ガスセンサ，圧カセンサもしくは加速度センナの
対向電極に適用できることは言う１でもない。
に容量トリミング部を設けた場合について説明したが、
容量式ガスセンサ，圧カセンサもしくは加速度センナの
対向電極に適用できることは言う１でもない。
以上説明したように本発明による感湿素子によれば、感
湿膜を挾持する上側電極，下側電極のいずれか一方に電
極の一部分を切断して所定の容量値を得る容量トリミン
グ部を設けたことにより、多数個の感湿素子相互間にか
ける容量値のパ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
）を変更することなぐ、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。
湿膜を挾持する上側電極，下側電極のいずれか一方に電
極の一部分を切断して所定の容量値を得る容量トリミン
グ部を設けたことにより、多数個の感湿素子相互間にか
ける容量値のパ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
）を変更することなぐ、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図は本発明の一実施例による感湿素子の構戒を示す
図、第２図かよび第３図はトリミング方法を説明する回
路のブロック図、第４図シよび第５図は本発明の他の実
施例による感湿素子の構戒を示す図、第６図は従来の感
湿素子の構成を示す図である。 １・・・・絶縁性基飯、２・●●・下側電極、２ｌ．２
２，２ｓ ●●●●トリミングサイト、２ｌ１２２ａ
Ｉ ２３ａ ・●・・トリミングネック部、２ａ・
・・●電極端子、２ｂ ・・・・パターン切断部、３・
・・・感湿膜、３ｍ ・・・・パター７切断部、４・・
・・上側電極、４ｌ． ４ｔ ， ４ｓ ・・・・
トリミングサイト、４１ａ ｌ ４２＠ｌ４３ａ
●●●●トリミングネック部、４ａ ・・●●電極端子
、４ｂ・・・・切断部、５ａ ， ５ｂ ●●・・外
部引き出し用リード線、６・●・・導電性接殖剤。
図、第２図かよび第３図はトリミング方法を説明する回
路のブロック図、第４図シよび第５図は本発明の他の実
施例による感湿素子の構戒を示す図、第６図は従来の感
湿素子の構成を示す図である。 １・・・・絶縁性基飯、２・●●・下側電極、２ｌ．２
２，２ｓ ●●●●トリミングサイト、２ｌ１２２ａ
Ｉ ２３ａ ・●・・トリミングネック部、２ａ・
・・●電極端子、２ｂ ・・・・パターン切断部、３・
・・・感湿膜、３ｍ ・・・・パター７切断部、４・・
・・上側電極、４ｌ． ４ｔ ， ４ｓ ・・・・
トリミングサイト、４１ａ ｌ ４２＠ｌ４３ａ
●●●●トリミングネック部、４ａ ・・●●電極端子
、４ｂ・・・・切断部、５ａ ， ５ｂ ●●・・外
部引き出し用リード線、６・●・・導電性接殖剤。
Claims (1)
- 絶縁性基板上に上側電極と下側電極との間に感湿膜を挾
持させて配置し、相対湿度により容量値が変化する感湿
素子において、前記上側電極、下側電極のいずれか一方
に電極の一部分を切断して所定の容量値を得る容量トリ
ミング部を設けたことを特徴とする感湿素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30208789A JPH03163345A (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 感湿素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30208789A JPH03163345A (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 感湿素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03163345A true JPH03163345A (ja) | 1991-07-15 |
Family
ID=17904769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30208789A Pending JPH03163345A (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 感湿素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03163345A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5402075A (en) * | 1992-09-29 | 1995-03-28 | Prospects Corporation | Capacitive moisture sensor |
| WO2010113711A1 (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-07 | アルプス電気株式会社 | 容量型湿度センサ及びその製造方法 |
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