JPH04250351A - 湿度検知素子 - Google Patents
湿度検知素子Info
- Publication number
- JPH04250351A JPH04250351A JP6082291A JP6082291A JPH04250351A JP H04250351 A JPH04250351 A JP H04250351A JP 6082291 A JP6082291 A JP 6082291A JP 6082291 A JP6082291 A JP 6082291A JP H04250351 A JPH04250351 A JP H04250351A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- humidity
- polyimide resin
- resin
- moisture
- silicon wafer
- 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
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims abstract description 34
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 19
- JVERADGGGBYHNP-UHFFFAOYSA-N 5-phenylbenzene-1,2,3,4-tetracarboxylic acid Chemical class OC(=O)C1=C(C(O)=O)C(C(=O)O)=CC(C=2C=CC=CC=2)=C1C(O)=O JVERADGGGBYHNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 150000004984 aromatic diamines Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 6
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 abstract description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 7
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract description 3
- DFSAHTMGGGMUFZ-UHFFFAOYSA-N C1(=CC=CC=C1)C1=CC=CC=C1.[C].[C].[C].[C] Chemical compound C1(=CC=CC=C1)C1=CC=CC=C1.[C].[C].[C].[C] DFSAHTMGGGMUFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 125000006157 aromatic diamine group Chemical group 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 abstract 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 19
- 239000010408 film Substances 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920005575 poly(amic acid) Polymers 0.000 description 4
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- -1 aromatic tetracarboxylic acid Chemical class 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 3
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GTDPSWPPOUPBNX-UHFFFAOYSA-N ac1mqpva Chemical compound CC12C(=O)OC(=O)C1(C)C1(C)C2(C)C(=O)OC1=O GTDPSWPPOUPBNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- CYIDZMCFTVVTJO-UHFFFAOYSA-N pyromellitic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC(C(O)=O)=C(C(O)=O)C=C1C(O)=O CYIDZMCFTVVTJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GEYOCULIXLDCMW-UHFFFAOYSA-N 1,2-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=CC=C1N GEYOCULIXLDCMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NHJNWRVCOATWGF-UHFFFAOYSA-N 3-(3-amino-2-phenoxyphenyl)sulfonyl-2-phenoxyaniline Chemical compound NC1=CC=CC(S(=O)(=O)C=2C(=C(N)C=CC=2)OC=2C=CC=CC=2)=C1OC1=CC=CC=C1 NHJNWRVCOATWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFBALUPVVFCEPA-UHFFFAOYSA-N 4-(3,4-dicarboxyphenyl)phthalic acid Chemical compound C1=C(C(O)=O)C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)C(C(O)=O)=C1 LFBALUPVVFCEPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HLBLWEWZXPIGSM-UHFFFAOYSA-N 4-Aminophenyl ether Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1OC1=CC=C(N)C=C1 HLBLWEWZXPIGSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MQJKPEGWNLWLTK-UHFFFAOYSA-N Dapsone Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1S(=O)(=O)C1=CC=C(N)C=C1 MQJKPEGWNLWLTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SMEGJBVQLJJKKX-HOTMZDKISA-N [(2R,3S,4S,5R,6R)-5-acetyloxy-3,4,6-trihydroxyoxan-2-yl]methyl acetate Chemical compound CC(=O)OC[C@@H]1[C@H]([C@@H]([C@H]([C@@H](O1)O)OC(=O)C)O)O SMEGJBVQLJJKKX-HOTMZDKISA-N 0.000 description 1
- 229940081735 acetylcellulose Drugs 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 229920006217 cellulose acetate butyrate Polymers 0.000 description 1
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- DYFXGORUJGZJCA-UHFFFAOYSA-N phenylmethanediamine Chemical compound NC(N)C1=CC=CC=C1 DYFXGORUJGZJCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 1
- LBMZLLXZMSMJPJ-UHFFFAOYSA-N thiepane 1-oxide Chemical compound O=S1CCCCCC1 LBMZLLXZMSMJPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリイミド膜の静電容
量値の変化により、雰囲気の相対湿度を検知する湿度検
知素子に関する。
量値の変化により、雰囲気の相対湿度を検知する湿度検
知素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】静電容量型の湿度検知素子は、２つの電
極間に感湿材の薄膜を配置した構造を成し、前記感湿材
の薄膜中に吸着した水分量により誘電率が変化し、容量
値が変化することを利用したものである。この種の湿度
検知素子は、湿度の変化に対する応答速度が速く、特に
低湿度での測定精度が高いところから、一般の空調用，
産業用または計測用として広く使用されている。この湿
度検知素子の感湿材としては、有機高分子膜，金属酸化
物膜等があげられる。このうち金属酸化物膜は吸水率が
小さく、湿度に対する容量値変化が小さいものが多く、
検知のための回路が複雑になるという欠点がある。これ
に対し有機高分子膜は吸水率の大きな樹脂を選べば湿度
に対する容量値変化を大きくでき、また成膜も容易であ
るという利点がある。
極間に感湿材の薄膜を配置した構造を成し、前記感湿材
の薄膜中に吸着した水分量により誘電率が変化し、容量
値が変化することを利用したものである。この種の湿度
検知素子は、湿度の変化に対する応答速度が速く、特に
低湿度での測定精度が高いところから、一般の空調用，
産業用または計測用として広く使用されている。この湿
度検知素子の感湿材としては、有機高分子膜，金属酸化
物膜等があげられる。このうち金属酸化物膜は吸水率が
小さく、湿度に対する容量値変化が小さいものが多く、
検知のための回路が複雑になるという欠点がある。これ
に対し有機高分子膜は吸水率の大きな樹脂を選べば湿度
に対する容量値変化を大きくでき、また成膜も容易であ
るという利点がある。
【０００３】しかし、有機感湿材は感湿特性面において
相対湿度に対する静電容量の変化が必ずしも直線的に変
化せず、低湿度域あるいは高湿度域で直線よりずれるも
のが多い。そのため実用的な感湿材としては広範囲に亘
り静電容量の変化が直線的になるものが望まれている。 さらに、同じ湿度の状態において周囲温度の変化にした
がって静電容量の値が変化する、いわゆる温度依存性を
持たないものおよび高温高湿度の雰囲気中では感湿膜に
水分が吸着し、低湿度の雰囲気になると吸着した水分が
容易に脱離し静電容量値が初期値に復帰するものが望ま
れている。
相対湿度に対する静電容量の変化が必ずしも直線的に変
化せず、低湿度域あるいは高湿度域で直線よりずれるも
のが多い。そのため実用的な感湿材としては広範囲に亘
り静電容量の変化が直線的になるものが望まれている。 さらに、同じ湿度の状態において周囲温度の変化にした
がって静電容量の値が変化する、いわゆる温度依存性を
持たないものおよび高温高湿度の雰囲気中では感湿膜に
水分が吸着し、低湿度の雰囲気になると吸着した水分が
容易に脱離し静電容量値が初期値に復帰するものが望ま
れている。
【０００４】有機高分子のうちポリイミド樹脂は耐熱性
，耐溶剤性，耐寒性だけではなく電気的特性においても
優れており、また、１〜３％の適当な吸水率を示す感湿
材として注目されている。上述のポリイミド樹脂を用い
た容量型湿度検知素子は特開昭６３−５８２４９号公報
，特開平２−１４０６５３号公報に記載されている。 これらの発明に用いられるポリイミド樹脂は、一般的な
ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミック酸として有
機極性媒体に溶解されたポリイミド樹脂を用いている。 この湿度検知素子はポリイミド樹脂を感湿材としている
ため、相対湿度に対する容量値変化が直線的で温度依存
性が小さく、高温における使用が可能などの種々の特長
を有している。
，耐溶剤性，耐寒性だけではなく電気的特性においても
優れており、また、１〜３％の適当な吸水率を示す感湿
材として注目されている。上述のポリイミド樹脂を用い
た容量型湿度検知素子は特開昭６３−５８２４９号公報
，特開平２−１４０６５３号公報に記載されている。 これらの発明に用いられるポリイミド樹脂は、一般的な
ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミック酸として有
機極性媒体に溶解されたポリイミド樹脂を用いている。 この湿度検知素子はポリイミド樹脂を感湿材としている
ため、相対湿度に対する容量値変化が直線的で温度依存
性が小さく、高温における使用が可能などの種々の特長
を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記湿度
検知素子は、高温高湿の雰囲気中に長時間放置すると、
感湿材中に水分子が吸着し、脱離し難くなり容量値が大
きくなり、低湿状態にしても初期値に復さないことがあ
る。この点について、一般的なポリイミド樹脂では４０
℃−９０％ＲＨの雰囲気中に１２０時間放置したときの
容量値は、相対湿度に換算し２０％ＲＨ以上変化する。 これに対し、特開平２−１４０６５３号公報に記載され
ている湿度検知素子では、１０％ＲＨ前後の変化となり
、やや改善されているものの実用上必ずしも満足すべき
ものではない。一方では、前記高温高湿の雰囲気に放置
した場合の経時変化が少ない素子は、相対湿度に対する
容量値変化が小さいことから容量値を検出する回路が複
雑となるという欠点がある。本発明の目的は上記欠点を
解決するもので、相対湿度に対する容量値変化が大きく
、高温高湿の雰囲気中に長時間放置した後、低湿状態に
しても容量値が初期値に復帰する湿度検知素子を提供す
ることにある。
検知素子は、高温高湿の雰囲気中に長時間放置すると、
感湿材中に水分子が吸着し、脱離し難くなり容量値が大
きくなり、低湿状態にしても初期値に復さないことがあ
る。この点について、一般的なポリイミド樹脂では４０
℃−９０％ＲＨの雰囲気中に１２０時間放置したときの
容量値は、相対湿度に換算し２０％ＲＨ以上変化する。 これに対し、特開平２−１４０６５３号公報に記載され
ている湿度検知素子では、１０％ＲＨ前後の変化となり
、やや改善されているものの実用上必ずしも満足すべき
ものではない。一方では、前記高温高湿の雰囲気に放置
した場合の経時変化が少ない素子は、相対湿度に対する
容量値変化が小さいことから容量値を検出する回路が複
雑となるという欠点がある。本発明の目的は上記欠点を
解決するもので、相対湿度に対する容量値変化が大きく
、高温高湿の雰囲気中に長時間放置した後、低湿状態に
しても容量値が初期値に復帰する湿度検知素子を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明による湿度検知素子は、半導体基板上に感
湿材，電極薄膜層を順次形成して成る湿度検知素子にお
いて、感湿材としてビフェニルテトラカルボン酸類と芳
香族ジアミン類から重合およびイミド化することにより
得られた有機極性溶媒に可溶なポリイミド樹脂を用いて
構成されている。
めに、本発明による湿度検知素子は、半導体基板上に感
湿材，電極薄膜層を順次形成して成る湿度検知素子にお
いて、感湿材としてビフェニルテトラカルボン酸類と芳
香族ジアミン類から重合およびイミド化することにより
得られた有機極性溶媒に可溶なポリイミド樹脂を用いて
構成されている。
【０００７】本発明において感湿材として使用されるポ
リイミド樹脂のビフェニルテトラカルボン酸類としては
、例えば３・３´，４・４´ビフェニルテトラカルボン
酸またはその酸二無水物，２・３，３´・４´ビフェニ
ルテトラカルボン酸またはその酸二無水物などが挙げら
れる。芳香族ジアミン類としては、例えばフェニレンジ
アミン，ジアミノトルエン，ジアミノジフェニルエーテ
ル，ジアミノジフェニルスルホン，ビス（アミノフェノ
キシーフェニル）スルホンなどが挙げられる。また、有
機極性溶媒としては、例えばＮ，Ｎ−ジメチルスルホキ
シド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルアセトアミド、Ｎ−メチル２ピロリドン、Ｎ−ビニル
２ピロリドン、ヘキサメチレンスルホキシド、γ−ブチ
ロラクトンなどが挙げられる。
リイミド樹脂のビフェニルテトラカルボン酸類としては
、例えば３・３´，４・４´ビフェニルテトラカルボン
酸またはその酸二無水物，２・３，３´・４´ビフェニ
ルテトラカルボン酸またはその酸二無水物などが挙げら
れる。芳香族ジアミン類としては、例えばフェニレンジ
アミン，ジアミノトルエン，ジアミノジフェニルエーテ
ル，ジアミノジフェニルスルホン，ビス（アミノフェノ
キシーフェニル）スルホンなどが挙げられる。また、有
機極性溶媒としては、例えばＮ，Ｎ−ジメチルスルホキ
シド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルアセトアミド、Ｎ−メチル２ピロリドン、Ｎ−ビニル
２ピロリドン、ヘキサメチレンスルホキシド、γ−ブチ
ロラクトンなどが挙げられる。
【０００８】
【作用】ビフェニルテトラカルボン酸類と芳香族ジアミ
ン類から重合およびイミド化することにより得られた、
有機極性溶媒に可溶なポリイミド樹脂を感湿材とする本
発明による湿度検知素子は、ポリイミド樹脂が基板上に
成膜されると微細な多孔質構造を形成し水分子の吸脱着
が容易になされるので、一般的なポリアミック酸として
有機極性溶媒に溶解するポリイミド樹脂を感湿材とする
従来の湿度検知素子に比べ、高温高湿雰囲気に放置した
時、容量値の増加が少なく経時変化が少ない。また、そ
の湿度に対する容量値変化も実用上十分に大きい。
ン類から重合およびイミド化することにより得られた、
有機極性溶媒に可溶なポリイミド樹脂を感湿材とする本
発明による湿度検知素子は、ポリイミド樹脂が基板上に
成膜されると微細な多孔質構造を形成し水分子の吸脱着
が容易になされるので、一般的なポリアミック酸として
有機極性溶媒に溶解するポリイミド樹脂を感湿材とする
従来の湿度検知素子に比べ、高温高湿雰囲気に放置した
時、容量値の増加が少なく経時変化が少ない。また、そ
の湿度に対する容量値変化も実用上十分に大きい。
【０００９】
【実施例】以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく
説明する。図１は本発明による湿度検知素子の実施例を
示す斜視図である。まず、表面研磨された抵抗率０．１
Ω・ｃｍ以下のＮ型シリコン・ウェーハ２の裏面に、金
を約５０００Å全面真空蒸着する。その後熱処理を施し
、オーミック接触電極１を形成する。次にシリコン・ウ
ェーハ２を充分脱脂・洗浄した後、表面側の酸化シリコ
ン膜をエッチング処理により除く。
説明する。図１は本発明による湿度検知素子の実施例を
示す斜視図である。まず、表面研磨された抵抗率０．１
Ω・ｃｍ以下のＮ型シリコン・ウェーハ２の裏面に、金
を約５０００Å全面真空蒸着する。その後熱処理を施し
、オーミック接触電極１を形成する。次にシリコン・ウ
ェーハ２を充分脱脂・洗浄した後、表面側の酸化シリコ
ン膜をエッチング処理により除く。
【００１０】一方、ポリイミド樹脂を適当な粘度に調整
し、スピンナーを用いて上記シリコン・ウェーハ表面に
塗布した後、乾燥させて溶媒を除去する。そして、加熱
硬化させてポリイミド感湿膜３を形成する。加熱硬化の
条件は、メーカー指定の条件を参考にそれぞれのポリイ
ミド樹脂での最適条件を決定した。ポリイミド樹脂の膜
厚は、厚すぎると容量値が小さくなり、また薄い場合に
は膜自体の抵抗値が小さくなり等価回路的に静電容量と
並列に形成される抵抗の値が下がりいずれの場合も信号
処理上の不都合を来す。一般に１〜１．５μｍの厚さが
適当である。
し、スピンナーを用いて上記シリコン・ウェーハ表面に
塗布した後、乾燥させて溶媒を除去する。そして、加熱
硬化させてポリイミド感湿膜３を形成する。加熱硬化の
条件は、メーカー指定の条件を参考にそれぞれのポリイ
ミド樹脂での最適条件を決定した。ポリイミド樹脂の膜
厚は、厚すぎると容量値が小さくなり、また薄い場合に
は膜自体の抵抗値が小さくなり等価回路的に静電容量と
並列に形成される抵抗の値が下がりいずれの場合も信号
処理上の不都合を来す。一般に１〜１．５μｍの厚さが
適当である。
【００１１】次に、上部電極４は櫛形のメタルマスクを
用いて金を真空蒸着して形成する。金の膜厚は厚すぎる
と水分が透過しないため、１００〜２００Åの厚さにす
る。そして半導体基板をスクライバーによりチップサイ
ズ５ｍｍ口に切断し、上部電極取出し用リード線５およ
び下部電極取出し用リード線６を取り付け素子を完成さ
せる。ポリイミド樹脂として５種類を選び、上記の手順
によって湿度検知素子５種を表１のように作製した。
用いて金を真空蒸着して形成する。金の膜厚は厚すぎる
と水分が透過しないため、１００〜２００Åの厚さにす
る。そして半導体基板をスクライバーによりチップサイ
ズ５ｍｍ口に切断し、上部電極取出し用リード線５およ
び下部電極取出し用リード線６を取り付け素子を完成さ
せる。ポリイミド樹脂として５種類を選び、上記の手順
によって湿度検知素子５種を表１のように作製した。
【００１２】
【表１】
【００１３】表１中のポリイミドＡ，Ｂは、芳香族テト
ラカルボン酸類がピロメリット酸であるイミド化処理が
必要なポリアミック酸型のポリイミド樹脂。ポリイミド
Ｃは、芳香族テトラカルボン酸類がビフェニルテトラカ
ルボン酸であるイミド化処理が必要なポリアミック酸型
のポリイミド樹脂。ポリイミドＤ，Ｅは、芳香族テトラ
カルボン酸類がビフェニルテトラカルボン酸である有機
極性溶媒に可溶なポリイミド樹脂である。なお、ポリイ
ミドＤ，Ｅはそれぞれ芳香族ジアミン類が異なる。作製
した湿度検知素子の感湿特性を２５℃で湿度を２０％Ｒ
Ｈ，８０％ＲＨとして、その時の容量値をＬＣＲメータ
ーで測定した結果を表１に示す。測定周波数は１ＫＨｚ
である。また、２５℃−６０％ＲＨの雰囲気中で素子の
容量値をＬＣＲメーターで測定した後、４０℃−９０％
ＲＨの雰囲気中に２００時間放置し、再び２５℃−６０
％ＲＨの雰囲気中で素子の容量値を測定し、その変化量
を測定した結果を表２に示す。
ラカルボン酸類がピロメリット酸であるイミド化処理が
必要なポリアミック酸型のポリイミド樹脂。ポリイミド
Ｃは、芳香族テトラカルボン酸類がビフェニルテトラカ
ルボン酸であるイミド化処理が必要なポリアミック酸型
のポリイミド樹脂。ポリイミドＤ，Ｅは、芳香族テトラ
カルボン酸類がビフェニルテトラカルボン酸である有機
極性溶媒に可溶なポリイミド樹脂である。なお、ポリイ
ミドＤ，Ｅはそれぞれ芳香族ジアミン類が異なる。作製
した湿度検知素子の感湿特性を２５℃で湿度を２０％Ｒ
Ｈ，８０％ＲＨとして、その時の容量値をＬＣＲメータ
ーで測定した結果を表１に示す。測定周波数は１ＫＨｚ
である。また、２５℃−６０％ＲＨの雰囲気中で素子の
容量値をＬＣＲメーターで測定した後、４０℃−９０％
ＲＨの雰囲気中に２００時間放置し、再び２５℃−６０
％ＲＨの雰囲気中で素子の容量値を測定し、その変化量
を測定した結果を表２に示す。
【００１４】
【表２】
【００１５】表２中では変化量をそれぞれの素子の湿度
に対する変化率より計算し、相対湿度変化として示した
。なお、上部電極に対する保護のため水分透過が容易な
薄膜、例えば厚さ１０００〜２０００Å程度の薄膜を上
部電極上に設けてもよい。保護膜の材質は水分が透過容
易であればなんでも良く、例えばポリイミド樹脂，シリ
コーン樹脂，アセチルセルロース，セルロースアセテー
トブチレート，ポリイミド樹脂などが挙げられる。
に対する変化率より計算し、相対湿度変化として示した
。なお、上部電極に対する保護のため水分透過が容易な
薄膜、例えば厚さ１０００〜２０００Å程度の薄膜を上
部電極上に設けてもよい。保護膜の材質は水分が透過容
易であればなんでも良く、例えばポリイミド樹脂，シリ
コーン樹脂，アセチルセルロース，セルロースアセテー
トブチレート，ポリイミド樹脂などが挙げられる。
【００１６】表１および表２に示されるように、比較例
１，比較例２は容量値の相対湿度に対する変化率が大き
いが、４０℃−９０％ＲＨ中に放置した場合の変化も大
きく経時変化に問題のあることが理解できる。比較例３
は４０℃−９０％ＲＨに放置した時の経時変化が比較例
１，比較例２に比べ小さいが、容量値の相対湿度に対す
る変化率も小さく使用し難い。これに対し、実施例１，
実施例２は、容量値の相対湿度に対する変化率が大きく
、４０℃−９０％ＲＨ中に放置した場合の変化も小さく
安定していることが分かる。
１，比較例２は容量値の相対湿度に対する変化率が大き
いが、４０℃−９０％ＲＨ中に放置した場合の変化も大
きく経時変化に問題のあることが理解できる。比較例３
は４０℃−９０％ＲＨに放置した時の経時変化が比較例
１，比較例２に比べ小さいが、容量値の相対湿度に対す
る変化率も小さく使用し難い。これに対し、実施例１，
実施例２は、容量値の相対湿度に対する変化率が大きく
、４０℃−９０％ＲＨ中に放置した場合の変化も小さく
安定していることが分かる。
【００１７】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明は感湿材
としてビフェニルテトラカルボン酸類と芳香族ジアミン
類から重合およびイミド化することにより得られた有機
極性溶媒に可溶なポリイミド樹脂を用いているので、相
対湿度に対する容量値の変化が大きく、さらには高温高
湿の雰囲気中に長時間放置後、低湿状態に戻しても容量
値が初期値に復帰する。このため、複雑な検知回路を要
せず、長時間連続して使用できる湿度検知素子を実現で
きる。
としてビフェニルテトラカルボン酸類と芳香族ジアミン
類から重合およびイミド化することにより得られた有機
極性溶媒に可溶なポリイミド樹脂を用いているので、相
対湿度に対する容量値の変化が大きく、さらには高温高
湿の雰囲気中に長時間放置後、低湿状態に戻しても容量
値が初期値に復帰する。このため、複雑な検知回路を要
せず、長時間連続して使用できる湿度検知素子を実現で
きる。
【図１】本発明による湿度検知素子の実施例を示す斜視
図である。
図である。
１ オーミック接触電極
２ シリコン・ウェーハ
３ ポリイミド感湿膜
４ 上部電極
５ 上部電極取出し用リード線
６ 下部電極取出し用リード線
Claims (1)
- 【請求項１】ビフェニルテトラカルボン酸類と芳香族ジ
アミン類から重合およびイミド化することにより得られ
た、有機極性溶媒に可溶なポリイミド樹脂を半導体基板
上に感湿材として形成し、その上に電極薄膜層を形成し
て成る湿度検知素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03060822A JP3078587B2 (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | 湿度検知素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03060822A JP3078587B2 (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | 湿度検知素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04250351A true JPH04250351A (ja) | 1992-09-07 |
| JP3078587B2 JP3078587B2 (ja) | 2000-08-21 |
Family
ID=13153434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03060822A Expired - Lifetime JP3078587B2 (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | 湿度検知素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3078587B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6883371B2 (en) | 2000-10-10 | 2005-04-26 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Humidity sensor |
| JP2009091626A (ja) * | 2007-10-09 | 2009-04-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | マスキング装置 |
-
1991
- 1991-01-25 JP JP03060822A patent/JP3078587B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6883371B2 (en) | 2000-10-10 | 2005-04-26 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Humidity sensor |
| JP2009091626A (ja) * | 2007-10-09 | 2009-04-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | マスキング装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3078587B2 (ja) | 2000-08-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100351810B1 (ko) | 절대습도센서 | |
| JP5112639B2 (ja) | 湿度センサ | |
| US20050081625A1 (en) | Humidity sensor element, device and method for manufacturing thereof | |
| JPS59202052A (ja) | 感湿素子 | |
| CN1043987A (zh) | 一种温湿双功能敏感薄膜元件及其制造方法 | |
| US5161085A (en) | Moisture sensitive element and method of manufacturing the same | |
| Kuroiwa et al. | A thin-film polysulfone-based capacitive-type relative-humidity sensor | |
| US20190353531A1 (en) | Sensor unit, temperature sensor including the same, method of manufacturing the sensor unit, and method of manufacturing the temperature sensor | |
| JPS60168044A (ja) | 感湿素子 | |
| JPS60188835A (ja) | 感湿素子 | |
| Buchhold et al. | A study on the microphysical mechanisms of adsorption in polyimide layers for microelectronic applications | |
| JP3078587B2 (ja) | 湿度検知素子 | |
| JPH06281610A (ja) | 湿度センサ、アルコ−ルセンサまたはケトンセンサ | |
| JP2005003543A (ja) | 湿度センサ用感湿素子 | |
| JPH02140653A (ja) | 湿度検知素子 | |
| JPH05505234A (ja) | 膨潤性プラスチックの用法と容量性湿度センサの製造方法 | |
| JP2003232765A (ja) | 湿度センサ用感湿素子 | |
| JP2925347B2 (ja) | 湿度検知素子の製造方法 | |
| JPS6358249A (ja) | 湿度検知素子 | |
| KR20180047074A (ko) | 습도센서를 이용한 터치 패널 및 디스플레이 장치 | |
| JP2006119153A (ja) | 湿度センサ用感湿素子の製造方法 | |
| JP2529136B2 (ja) | 感湿素子およびその製造方法 | |
| JP2001249099A (ja) | 静電容量式湿度センサおよび湿度測定装置 | |
| JP2002005867A (ja) | 静電容量型湿度センサー | |
| JPH01156653A (ja) | 結露センサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090616 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090616 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100616 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110616 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110616 Year of fee payment: 11 |