JPH0519961B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高分子薄膜感温素子に関する。更に
詳しくは、耐環境性にすぐれ、しかも中温度領域
の温度を精度よく測定し得る高分子薄膜感温素子
に関する。

〔従来の技術〕および〔発明が解決しようとする
問題点〕 抵抗変化によつて温度を検出する代表的な素子
としては、金属の低抗体やサーミスタが挙げられ
る。低抗体としての金属には、精度が必要な場合
にはプラチナが使用されるがこれは高価であり、
従つて一般的には廉価なニツケルや銅が使用され
るが、これらは精度の点で十分とはいえず、その
抵抗変化量は１℃当り１％以下である。

また、サーミスタは、金属低抗体の場合よりは
感度がよく、通常１℃当りの抵抗変化は３〜５％
程度と大きいが、生医学や化学の分野では中温度
領域（０〜100℃）の温度を精度よく測定する必
要があり、この点からするとサーミスタでも十分
とはいえない。また、サーミスタ材料として半導
体が使用されるため、高価であるばかりではな
く、それの耐環境性が悪く、電磁波や湿度の影響
を受けて雑音となるため、信頼性にも問題があ
る。

本発明者は、従来の金属低抗体やサーミスタに
みられるこうした欠点を避け、耐環境性にすぐ
れ、しかも中温度領域の温度を精度よく測定し得
る感温素子を求めて種々検討の結果、次のような
構造の高分子薄膜感温素子がかかる課題を有効に
解決させるものであることを見出した。

〔問題点を解決するための手段〕および〔作用〕 従つて、本発明は高分子薄膜感温素子に係り、
この高分子薄膜感温素子は、絶縁性基板上に形成
させた導電性くし形電極の表面を、感温特性にす
ぐれた高分子薄膜ａおよび絶縁性かつ断湿性の高
分子膜ｂで順次覆つてなる。

絶縁性基板上への導電性くし形電極の形成は、
次のようにして行われる。即ち、絶縁性基板とし
てはガラス、石英、アルミナなどが、一般にはガ
ラス板などが用いられ、その表面上にはステンレ
ススチール、ハステロイＣ、インコネル、モネ
ル、金などの耐食性金属や銀、アルミニウムなど
の電極形成材料金属をスパツタリング法、イオン
プレーテイング法などにより、約0.1〜0.5μm程度
の厚さで薄膜状で形成させる。

例えばアルミニウムの場合には、このようにし
て形成された電極形成材料金属薄膜へのフオトレ
ジストパターンの形成は、周知のフオトリソグラ
フ工程を適用することによつて行われる。即ち、
金属薄膜上にフオトレジストコーテイングを行な
い、そこにくし形電極のパターンの陰画または陽
画を焼付けたガラス乾板を重ね、光照射による焼
付けおよび現像によつて行われる。この後、湿式
化学エツチングが行われるが、エツチング液とし
ては、リン酸−硫酸−無水クロム酸−水（重量比
65：15：５：15）混合液、BHF（フツ酸系）、塩
化第２鉄水溶液、硝酸、リン酸−硝酸混合液など
が用いられる。

このようにして絶縁性基板上に形成させた導電
性くし形電極の表面は、感温特性にすぐれた高分
子薄膜ａによつて覆われる。この高分子薄膜の形
成は、一般にプラズマ重合法によつて行われ、プ
ラズマ重合される単量体としては、例えばトリメ
チルシリルジメチルアミン、トリエチルシラザ
ン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルシク
ロトリシラザンなどの含窒素有機けい素化合物が
用いられる。

このプラズマ重合法により、約0.3〜0.6μm程度
の厚さの高分子薄膜が取出電極部分を除いて形成
されるが、形成されたプラズマ重合膜は電気抵抗
が高く、通常は絶縁性の薄膜であるが、その表面
を臭化メチル、臭化エチル、ヨウ化メチル、ヨウ
化エチルなどのハロゲン化アルキルのガスと接触
させると、その抵抗値を下げることができる。こ
れは、化学反応や拡散現象により、膜中に臭素や
ヨウ素が取り込まれ、そのために導電性が改善さ
れるためと考えられる。

ハロゲン化アルキルで表面が処理された高分子
薄膜は、絶縁性かつ断湿性の高分子膜、例えばエ
ポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹
脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、
ポリスチレン樹脂、フツ素樹脂、酢酸セルロース
などの被覆樹脂膜ｂで、少くとも高分子薄膜ａの
表面全体が覆われる。

図面の第１図は、本発明に係る高分子薄膜感温
素子の一態様を示すそれの平面図であり、絶縁性
基板１１上に導電性くし形電極１２，１２′が形
成され、その表面はハロゲン化アルキルで表面処
理されたプラズマ重合膜１３およびエポキシ樹脂
膜１４によつて順次覆われており、これらの膜に
よつて覆われていない取出電極１５，１５′には
半田付けあるいは銀ペースト１６，１６′により
リード線１７，１７′が取り付けられている。

〔発明の効果〕

本発明に係る高分子薄膜感温素子は、従来の金
属抵抗体やサーミスタと比較して感度が高く、中
温度領域での測定精度がよい。また、表面の高分
子膜の存在は、電磁波や湿度の影響を排除させ、
耐環境性を良好とし、信頼性を高める。また、材
料は主として高分子材料を使用しているので、廉
価である。

〔実施例〕

次に、実施例について本発明を説明する。

実施例 第１図に示される如く、26×48×２mmの寸法の
ガラス基板上に形成させたアルミニウム−けい素
（99：１）のスパツタリング薄膜にフオトレジス
トパターンを形成させた後、それを湿式化学エツ
チングすることにより、幅50μm、間隔100μm、
厚さ0.2μmの線状歯を13mmの長さで多数本形成さ
せ、その長さの内11mmに相当する部分で互いに対
向する線状歯同士が噛み合つているような状態の
くし形電極を形成させ、次いでトリメチルシリル
ジメチルアミンのプラズマ重合膜をこのくし形電
極部分を十分に覆うようにして形成させ、その後
このプラズマ重合膜に臭化メチルガスを接触させ
て導電性を改善した。最後に、絶縁性かつ断湿性
の高分子であるエポキシ樹脂でプラズマ重合膜全
体を覆つた。

この高分子薄膜感温素子について、中温度領域
における抵抗値を測定すると、第２図のグラフに
示されるような結果が得られ、即ち０〜50℃では
１℃当り約１％の、また50〜100℃では１℃当り
６％以上の抵抗変化がみられ、高感度であること
が分つた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る高分子薄膜感温素子の
一態様を示す平面図である。第２図は、実施例の
高分子薄膜感温素子を用いた測定結果を示すグラ
フである。 符号の説明、１１……絶縁性基板、１２……導
電性くし形電極、１３……プラズマ重合膜、１４
……エポキシ樹脂膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 絶縁性基板上に形成させた導電性くし形電極
   の表面を、ハロゲン化アルキルで表面処理された
   含窒素有機けい素化合物プラズマ重合膜よりなる
   感温特性にすぐれた高分子薄膜ａおよび絶縁性か
   つ断湿性の高分子膜ｂで順次覆つてなる高分子薄
   膜感温素子。