JPH05312754A - 湿度センサ - Google Patents
湿度センサInfo
- Publication number
- JPH05312754A JPH05312754A JP14494392A JP14494392A JPH05312754A JP H05312754 A JPH05312754 A JP H05312754A JP 14494392 A JP14494392 A JP 14494392A JP 14494392 A JP14494392 A JP 14494392A JP H05312754 A JPH05312754 A JP H05312754A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- humidity
- part electrode
- sensitive film
- upper electrode
- humidity sensor
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 絶縁性基板上に下部電極、感湿膜および上部
電極を順次形成させた静電容量式湿度センサにおいて、
上部電極部の信頼性を向上させる。 【構成】 上記構成の静電容量式湿度センサにおいて、
上部電極を十分にカバーする形状および面積で上面がフ
ラットな感湿膜を形成させ、この感湿膜上に段差のない
状態で上部電極を形成させる。
電極を順次形成させた静電容量式湿度センサにおいて、
上部電極部の信頼性を向上させる。 【構成】 上記構成の静電容量式湿度センサにおいて、
上部電極を十分にカバーする形状および面積で上面がフ
ラットな感湿膜を形成させ、この感湿膜上に段差のない
状態で上部電極を形成させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、湿度センサに関する。
更に詳しくは、信頼性を向上させた静電容量式の湿度セ
ンサに関する。
更に詳しくは、信頼性を向上させた静電容量式の湿度セ
ンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、高分子膜を感湿膜とする湿度セン
サには、抵抗検出型と容量検出型のものがある。抵抗検
出型のものは、低温・低湿度域での測定値の信頼性が低
く、一方容量検出型のものは、高温・高湿度域での精度
が悪いが、現在用いられている湿度センサで、相対湿度
0〜100%の範囲を計測できるものは殆んど容量検出型で
ある。
サには、抵抗検出型と容量検出型のものがある。抵抗検
出型のものは、低温・低湿度域での測定値の信頼性が低
く、一方容量検出型のものは、高温・高湿度域での精度
が悪いが、現在用いられている湿度センサで、相対湿度
0〜100%の範囲を計測できるものは殆んど容量検出型で
ある。
【０００３】この容量検出型のものは、一般に絶縁性基
板上に形成させた導電性電極の表面を高分子膜状体で被
覆し、この高分子感湿膜の上に透湿性上部電極を形成さ
せ、これと導電性電極よりなる下部電極とで高分子感湿
膜を挟んだ構造をとっている。そして、容量検出型湿度
センサの働きは、湿度によって感湿膜中の含水量が変化
するのに伴う誘電率の変化量が静電容量の変化量として
検出されるという原理に基いている。
板上に形成させた導電性電極の表面を高分子膜状体で被
覆し、この高分子感湿膜の上に透湿性上部電極を形成さ
せ、これと導電性電極よりなる下部電極とで高分子感湿
膜を挟んだ構造をとっている。そして、容量検出型湿度
センサの働きは、湿度によって感湿膜中の含水量が変化
するのに伴う誘電率の変化量が静電容量の変化量として
検出されるという原理に基いている。
【０００４】ところで容量検出型湿度センサの内、静電
容量式の湿度センサとしては、従来主として図３〜４に
示されるようなものが一般に採用されている。ここで、
11は絶縁性基板であり、12は下部電極、13は感湿膜、14
は上部電極である。
容量式の湿度センサとしては、従来主として図３〜４に
示されるようなものが一般に採用されている。ここで、
11は絶縁性基板であり、12は下部電極、13は感湿膜、14
は上部電極である。
【０００５】かかる一般的な構成の湿度センサにあって
は、D´-D´断面図に示されるように、B´-B´断面とC
´-C´断面の途中において、上部電極14は感湿膜13から
絶縁性基板11へ段差15を設けながら形成されている。
は、D´-D´断面図に示されるように、B´-B´断面とC
´-C´断面の途中において、上部電極14は感湿膜13から
絶縁性基板11へ段差15を設けながら形成されている。
【０００６】ところで、上部電極は透湿性がなければな
らないので、その厚さは約5〜50nm程度と薄くしてある
が、感湿膜の方は数μm程度と厚く、しかもそれが湿度
および温度の変化により膨張または収縮するので、上部
電極の感湿膜に接している部分と接していない部分とで
は、感湿膜のこのような変化に対応する度合いが異なる
ことになる。即ち、段差を有する部分において、上部電
極に対する信頼性の問題がみられる。
らないので、その厚さは約5〜50nm程度と薄くしてある
が、感湿膜の方は数μm程度と厚く、しかもそれが湿度
および温度の変化により膨張または収縮するので、上部
電極の感湿膜に接している部分と接していない部分とで
は、感湿膜のこのような変化に対応する度合いが異なる
ことになる。即ち、段差を有する部分において、上部電
極に対する信頼性の問題がみられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、絶縁
性基板上に下部電極、感湿膜および上部電極を順次形成
させた静電容量式湿度センサにおいて、上部電極部の信
頼性を向上させることにある。
性基板上に下部電極、感湿膜および上部電極を順次形成
させた静電容量式湿度センサにおいて、上部電極部の信
頼性を向上させることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
上記構成の静電容量式湿度センサにおいて、上部電極を
十分にカバーする形状および面積で上面がフラットな感
湿膜を形成させ、該感湿膜上に段差のない状態で上部電
極を形成させることにより達成される。
上記構成の静電容量式湿度センサにおいて、上部電極を
十分にカバーする形状および面積で上面がフラットな感
湿膜を形成させ、該感湿膜上に段差のない状態で上部電
極を形成させることにより達成される。
【０００９】図１〜２には、本発明に係る湿度センサの
一態様が示されており、絶縁性基板１上に下部電極２を
形成させた後、感湿膜３が上部電極４を十分にカバーす
る形状および面積で上面がフラットな状態で形成され、
更にこのような感湿膜３上に形成される一般に均一な厚
さの上部電極４も段差のない状態で形成される。
一態様が示されており、絶縁性基板１上に下部電極２を
形成させた後、感湿膜３が上部電極４を十分にカバーす
る形状および面積で上面がフラットな状態で形成され、
更にこのような感湿膜３上に形成される一般に均一な厚
さの上部電極４も段差のない状態で形成される。
【００１０】絶縁性基板としては、ガラス、アルミナ、
石英、表面が絶縁処理されたシリコンウェハなどが用い
られ、前記の如き構成を有する上部電極および下部電極
の電極材料としては、Au、Pt、Alなどの薄膜化し得る導
体が用いられ、薄膜化は蒸着法、スパッタリング法など
によって行われる。また、それのパターニングは、フォ
トリソグラフィーによるレジストパターンの形成および
エッチングにより行われる。
石英、表面が絶縁処理されたシリコンウェハなどが用い
られ、前記の如き構成を有する上部電極および下部電極
の電極材料としては、Au、Pt、Alなどの薄膜化し得る導
体が用いられ、薄膜化は蒸着法、スパッタリング法など
によって行われる。また、それのパターニングは、フォ
トリソグラフィーによるレジストパターンの形成および
エッチングにより行われる。
【００１１】上部電極と下部電極との間に形成せしめる
感湿膜は、感光性ポリイミドのコーティング剤のスピン
コート後プリベークし、ポジ型のフォトレジストをスピ
ンコート、プリベーク、露光、現像後レジストを除去
し、熱処理することにより形成させている。また、フォ
トレジストを感湿膜形成用のコーティング剤として用
い、通常の処理(スピンコート、プリベーク、露光、現
像およびポストベーク)で所定の形状の感湿膜とするこ
ともできる。
感湿膜は、感光性ポリイミドのコーティング剤のスピン
コート後プリベークし、ポジ型のフォトレジストをスピ
ンコート、プリベーク、露光、現像後レジストを除去
し、熱処理することにより形成させている。また、フォ
トレジストを感湿膜形成用のコーティング剤として用
い、通常の処理(スピンコート、プリベーク、露光、現
像およびポストベーク)で所定の形状の感湿膜とするこ
ともできる。
【００１２】更に、感湿膜上に所定形状の上部電極を形
成させなければならないので、不要な部分をメタルマス
クなどでマスキングしてから、蒸着またはスパッタリン
グにより所定の膜厚の膜を形成させる。
成させなければならないので、不要な部分をメタルマス
クなどでマスキングしてから、蒸着またはスパッタリン
グにより所定の膜厚の膜を形成させる。
【００１４】
【発明の効果】絶縁性基板上に下部電極、感湿膜および
上部電極を順次形成させた静電容量式湿度センサにおい
て、上部電極を十分にカバーする形状および面積で上面
がフラットな感湿膜を形成させ、この感湿膜上に段差の
ない状態で上部電極を形成させることにより、湿度や温
度変化が感湿膜に作用した場合でも、上部電極部の信頼
性を著しく高めることができる。
上部電極を順次形成させた静電容量式湿度センサにおい
て、上部電極を十分にカバーする形状および面積で上面
がフラットな感湿膜を形成させ、この感湿膜上に段差の
ない状態で上部電極を形成させることにより、湿度や温
度変化が感湿膜に作用した場合でも、上部電極部の信頼
性を著しく高めることができる。
【００１５】
【実施例】次に、実施例について本発明を説明する。
【００１６】実施例 ガラス基板上に、フォトレジストを用いたフォトリソ工
程で所定のパターンを形成させた後、真空蒸着装置でCr
50nmおよびPt 150nmを連続成膜し、リフトオフ法でレ
ジストを除去して、Pt/Crの下部積層電極を形成させ
る。
程で所定のパターンを形成させた後、真空蒸着装置でCr
50nmおよびPt 150nmを連続成膜し、リフトオフ法でレ
ジストを除去して、Pt/Crの下部積層電極を形成させ
る。
【００１７】下部電極を形成させた絶縁性基板に、ポリ
イミドコーティング剤(デュポン社製品パイラリンSP P1
-2570-D)をスピンコートした後、プリベーク(100℃と14
0℃で各々3分間)した。更に、ポジ型のフォトレジスト
(東京応化製品OFPR-800)をスピンコートし、プリベーク
(85℃、30分間)、露光、現像後レジストを除去し、200
℃の空気中および350℃の窒素雰囲気中で各々30分間熱
処理して、所定形状の感湿膜を形成させる。
イミドコーティング剤(デュポン社製品パイラリンSP P1
-2570-D)をスピンコートした後、プリベーク(100℃と14
0℃で各々3分間)した。更に、ポジ型のフォトレジスト
(東京応化製品OFPR-800)をスピンコートし、プリベーク
(85℃、30分間)、露光、現像後レジストを除去し、200
℃の空気中および350℃の窒素雰囲気中で各々30分間熱
処理して、所定形状の感湿膜を形成させる。
【００１８】次に、メタルマスクなどでマスキングし
て、Ptを10nm蒸着させることにより、上部電極を形成さ
せる。最後に、端子取出部にペーストを付け、乾燥させ
た後、リードフレームをハンダ付けする。
て、Ptを10nm蒸着させることにより、上部電極を形成さ
せる。最後に、端子取出部にペーストを付け、乾燥させ
た後、リードフレームをハンダ付けする。
【００１９】このようにして作製された、図１〜２に示
される態様の静電容量式湿度センサについて、熱衝撃付
与(100℃⇔25℃、10回)後、100℃に500時間放置し、次
いで60℃、90%RHの雰囲気中に500時間放置したが、この
ような試験の前後で静電容量に殆んど変化は認められな
かった。
される態様の静電容量式湿度センサについて、熱衝撃付
与(100℃⇔25℃、10回)後、100℃に500時間放置し、次
いで60℃、90%RHの雰囲気中に500時間放置したが、この
ような試験の前後で静電容量に殆んど変化は認められな
かった。
【００２０】比較例 実施例と同様にして、図３〜４に示される態様の静電容
量式湿度センサを作製した。この湿度センサについて、
実施例と同様の試験を行ったところ、熱衝撃付与(100℃
⇔25℃、10回)だけで、上部電極の段差部に断線するも
のがみられた。
量式湿度センサを作製した。この湿度センサについて、
実施例と同様の試験を行ったところ、熱衝撃付与(100℃
⇔25℃、10回)だけで、上部電極の段差部に断線するも
のがみられた。
【図１】本発明に係る静電容量式湿度センサの平面図で
ある。
ある。
【図２】本発明に係る静電容量式湿度センサの断面図で
ある。
ある。
【図３】従来の静電容量式湿度センサの平面図である。
【図４】従来の静電容量式湿度センサの断面図である。
１,11 絶縁性基板 ２,12 下部電極 ３,13 感湿膜 ４,14 上部電極 15 上部電極段差部
Claims (1)
- 【請求項１】 絶縁性基板上に下部電極、感湿膜および
上部電極を順次形成させた静電容量式湿度センサにおい
て、上部電極を十分にカバーする形状および面積で上面
がフラットな感湿膜を形成させ、該感湿膜上に段差のな
い状態で上部電極を形成せしめてなる湿度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14494392A JPH05312754A (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 湿度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14494392A JPH05312754A (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 湿度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05312754A true JPH05312754A (ja) | 1993-11-22 |
Family
ID=15373798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14494392A Pending JPH05312754A (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 湿度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05312754A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013542422A (ja) * | 2010-09-30 | 2013-11-21 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | センサー素子、その製造方法、及びそれを含むセンサー装置 |
-
1992
- 1992-05-11 JP JP14494392A patent/JPH05312754A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013542422A (ja) * | 2010-09-30 | 2013-11-21 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | センサー素子、その製造方法、及びそれを含むセンサー装置 |
| US10228344B2 (en) | 2010-09-30 | 2019-03-12 | 3M Innovative Properties Company | Sensor element, method of making the same, and sensor device including the same |
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