JPS59186302A - 感湿素子 - Google Patents
感湿素子Info
- Publication number
- JPS59186302A JPS59186302A JP58061275A JP6127583A JPS59186302A JP S59186302 A JPS59186302 A JP S59186302A JP 58061275 A JP58061275 A JP 58061275A JP 6127583 A JP6127583 A JP 6127583A JP S59186302 A JPS59186302 A JP S59186302A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrodes
- humidity
- moisture
- oxide
- resistor layer
- 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.)
- Pending
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (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】
［発明の技術分野］
この発明は、湿度によって、電気抵抗が変化する感湿物
質を利用した感湿素子に関するものである。
質を利用した感湿素子に関するものである。
［従来の技術及び欠点コ
酸化物を用いた感湿素子が、開発されている。この金属
酸化物系の感湿素子は、上記塩化リチウム系の感湿素子
に比較して特性の経時変化や適用できる相対湿度領域の
大きさの面で優れる。しかし、定期的に加熱クリーニン
グを施す必要がある。そのため、このような金属酸化物
系の感湿素子では、その対策として傍熱型のヒーターを
付設しているが、それによって構造が複雑となることが
ら量産性や製造価格の点で大きな問題を残している。ま
た、温度サイクルや湿度サイクル中に基板と感湿抵抗体
層との接着状態が悲くなったり、感湿抵抗体層にひびが
ｊれを生じたりすることか、冬々経験され、この而での
特性の改善が望まれている。
酸化物系の感湿素子は、上記塩化リチウム系の感湿素子
に比較して特性の経時変化や適用できる相対湿度領域の
大きさの面で優れる。しかし、定期的に加熱クリーニン
グを施す必要がある。そのため、このような金属酸化物
系の感湿素子では、その対策として傍熱型のヒーターを
付設しているが、それによって構造が複雑となることが
ら量産性や製造価格の点で大きな問題を残している。ま
た、温度サイクルや湿度サイクル中に基板と感湿抵抗体
層との接着状態が悲くなったり、感湿抵抗体層にひびが
ｊれを生じたりすることか、冬々経験され、この而での
特性の改善が望まれている。
一方弁加熱型のセラミック湿度センサでは、大気中の有
機ガスを吸着し、経時変化を起しやすいため、感湿膜表
面の安定性の改善が望まれている。
機ガスを吸着し、経時変化を起しやすいため、感湿膜表
面の安定性の改善が望まれている。
［発明の目的］
このざｔ明は上記欠点を改善し、広範囲の相対湿度領域
にわたって高い感度と長時間安定した感湿性能を＠する
うえ、絶縁性基板と感湿抵抗体層とさらに、感湿特性に
おいて、各相対湿度に対する抵抗値を下げるために、ス
ピネル型及びベロブ抗で使い易い感湿特性を有する素子
を提供することを目的とＪる。
にわたって高い感度と長時間安定した感湿性能を＠する
うえ、絶縁性基板と感湿抵抗体層とさらに、感湿特性に
おいて、各相対湿度に対する抵抗値を下げるために、ス
ピネル型及びベロブ抗で使い易い感湿特性を有する素子
を提供することを目的とＪる。
［発明の構成と効果］
この発明の感湿素子は、セラミックなどの絶縁ｆめ
基板上に、一対の゛電極と、これら両電極／にわたる感
湿抵抗体層が、形成された感湿素子において、感湿抵抗
体層が［１を含む複合酸化物ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ
３、［１２■１０３、Ｌ１２１ｒ０３、Ｌ１２１ｒ０３
、ＬＩ２ｗＯ４より選ばれる少なくとも一種の酸化物粉
末と、ＡＩ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｃａ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍ
ｎ、３ｒ、Ｚｎ元素からなる金属酸化物より選ばれる少
なくとも一種の酸化物粉末に、バナジン酸化合粉末を添
加した組成物の仮焼結微粉末と、スピネル型複合酸化物
（ＨｅＨ２Ｏ４）及びベロノブスカイト型複合酸化物（
Ｈｅｒｏ３）において、Ｍｅが、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆ
ｅよりなる少なくとも一種の酸化物粉末とを含有する組
成物の焼結体からなることを特′徴とするものである。
湿抵抗体層が、形成された感湿素子において、感湿抵抗
体層が［１を含む複合酸化物ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ
３、［１２■１０３、Ｌ１２１ｒ０３、Ｌ１２１ｒ０３
、ＬＩ２ｗＯ４より選ばれる少なくとも一種の酸化物粉
末と、ＡＩ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｃａ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍ
ｎ、３ｒ、Ｚｎ元素からなる金属酸化物より選ばれる少
なくとも一種の酸化物粉末に、バナジン酸化合粉末を添
加した組成物の仮焼結微粉末と、スピネル型複合酸化物
（ＨｅＨ２Ｏ４）及びベロノブスカイト型複合酸化物（
Ｈｅｒｏ３）において、Ｍｅが、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆ
ｅよりなる少なくとも一種の酸化物粉末とを含有する組
成物の焼結体からなることを特′徴とするものである。
上記組成物において、Ｌ＋ＮｂＯ、ＬｉＴａＯ３、Ｌｉ
２ＺｒＯ３、Ｌｉ２ＴｉＯ３、Ｌｉ、＋ＭｏＯ４、Ｌｉ
２ＷＯ，より選ばれる少なくとも一種の化合物粉末は、
感湿膜中のし）イオン源として添加されている。その場
合、配合比が２０モルパーセント以下であると、素子の
抵抗値の増加が著しく、７０モルパーセント以上では、
その添加効果が飽和する。
２ＺｒＯ３、Ｌｉ２ＴｉＯ３、Ｌｉ、＋ＭｏＯ４、Ｌｉ
２ＷＯ，より選ばれる少なくとも一種の化合物粉末は、
感湿膜中のし）イオン源として添加されている。その場
合、配合比が２０モルパーセント以下であると、素子の
抵抗値の増加が著しく、７０モルパーセント以上では、
その添加効果が飽和する。
金属酸化物には上記元素の酸化物が適用されるが、上記
し１イオン源と反応しセラミックの融点を下げるＨｎＯ
、ＳｒＯ、ＰｂＯが焼結性の点から好ましい。
し１イオン源と反応しセラミックの融点を下げるＨｎＯ
、ＳｒＯ、ＰｂＯが焼結性の点から好ましい。
Ｐｂ（１）末の場合では、配合比が２０モルパーセント
以下であると、感湿抵抗体層の絶縁基板に対する接着強
度が低下し、７０モルパーセン１〜以上であると上記イ
オン源としての化合物粉末としての添加目的が阻害され
る。
以下であると、感湿抵抗体層の絶縁基板に対する接着強
度が低下し、７０モルパーセン１〜以上であると上記イ
オン源としての化合物粉末としての添加目的が阻害され
る。
さらにバナジン酸化合物は、焼結促進剤及び表面の安定
化の目的で添加されたものであり、ｖイ０１、Ｖ２Ｏ３
、ＶＯ２、ＶＮ、 ＶＣ，ＦｅＶＯ４、ＨＤ、 Ｖ２Ｏ
６等を使用り−ることができ、その場合、上記の２種の
酸化物わ）末の添加目的を阻害しない有効な量として１
〜２０モルパーセントの範囲で適当に選択することか望
ましい。
化の目的で添加されたものであり、ｖイ０１、Ｖ２Ｏ３
、ＶＯ２、ＶＮ、 ＶＣ，ＦｅＶＯ４、ＨＤ、 Ｖ２Ｏ
６等を使用り−ることができ、その場合、上記の２種の
酸化物わ）末の添加目的を阻害しない有効な量として１
〜２０モルパーセントの範囲で適当に選択することか望
ましい。
次に、添加するスピネル型複合酸化物
（ＨｅＨ２Ｏ，）及びペロブスカイト型複合酸化物（ｔ
’ｌｅＭＯ３＞において、ＭｅがＮｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆ
ｅ、」ζりなる酸化物粉末は、感Ｉ！ｉｉ！特性の抵
抗値の制御のために使用されるものであり、これらの酸
化物中に、［１イオンが固溶されるとセラミック半導体
を形成し、電子伝導成分を増加させ、そのｈｄ台比によ
って所望の抵抗値の感湿膜を得ることができる。
’ｌｅＭＯ３＞において、ＭｅがＮｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆ
ｅ、」ζりなる酸化物粉末は、感Ｉ！ｉｉ！特性の抵
抗値の制御のために使用されるものであり、これらの酸
化物中に、［１イオンが固溶されるとセラミック半導体
を形成し、電子伝導成分を増加させ、そのｈｄ台比によ
って所望の抵抗値の感湿膜を得ることができる。
次に、感湿抵抗体層を形成するには、上記の混合粉末に
、ビークル、たとえばエチルセルローズやアクリル樹脂
、ブチルアセテート、テーピネオルなどからなるビーク
ルを加え、ローラやボルルばよい。
、ビークル、たとえばエチルセルローズやアクリル樹脂
、ブチルアセテート、テーピネオルなどからなるビーク
ルを加え、ローラやボルルばよい。
この発明による感湿素子は、広範な相対湿度領域にわた
って高感度で、特に品温雰囲気での放置に対して非常に
安定した特性を示し、また、有機ガスの吸着による経時
変化が少ないため、クリーニングかほとんど不要となり
、そのため、従来のｆガ ように傍熱型ヒーター／どの余分なりリーニング手段を
付設づる必要がなく、しかも、この素子が、厚膜技術に
よって生産できる。したがって、その量産化と、低１Ｉ
ｌｌｌ格化に適し、工業的利用１ｉｌＩｉ餡の高い利点
を有づる。
って高感度で、特に品温雰囲気での放置に対して非常に
安定した特性を示し、また、有機ガスの吸着による経時
変化が少ないため、クリーニングかほとんど不要となり
、そのため、従来のｆガ ように傍熱型ヒーター／どの余分なりリーニング手段を
付設づる必要がなく、しかも、この素子が、厚膜技術に
よって生産できる。したがって、その量産化と、低１Ｉ
ｌｌｌ格化に適し、工業的利用１ｉｌＩｉ餡の高い利点
を有づる。
［実施例の説明ｊ
次に、この発明の感湿素子の具体的な構造を図面にした
がって説明する。
がって説明する。
第１図は、この発明の感湿素子の一例を示１ものであり
、図中１１はセラミックなどからなる絶縁基板、１２及
び１３はそれぞれ櫛型の形状を有して対向する一対の電
極であり、この電極１２と１３にお（プるそれぞれリー
ドアウト部１２ｂと、１３ｂとを除く主要部１２ａと１
３８にまたかっ′Ｃ既述しｌこ焼結体よりなる感湿抵抗
体層コ４が被覆されている。１５及び１６は電極１２と
電極１３とを各々の外部リード１７及び１８に接続づる
ための電極である。第２図は、第１図の２−２−断面を
示づ。このような感湿素子は、たとえば次の方法によっ
て製造される。まずあらかじめ電極１５及び１６が設け
られた絶縁基板１１を用い、この表面に櫛型の電極１２
．１３及び電極１５．１６をスクリーン印刷によって形
成し、焼成炉中で８５０〜９５０″ＣＰｉ！度にて電極
を焼成する。次いで、記）ホしたペースト状の組成物を
用いて、電極１２と１３の主要部１２ａと１３ｂとを完
全に覆うように均一な厚みでスクリーン印刷を行って被
ｆｆ１Ｆｉを形成し、続いて絶縁基板１１と感湿抵抗体
層１４との密着性を増すために焼成炉中で、たとえば９
００〜１２００°Ｃの適当な温度で焼成する。この焼成
後の冷却過程で、感湿抵抗体層１４は硬化するとともに
、絶縁基板１１に対する密着性が良好で、しかも適度な
細孔分布を有する被膜となる。この冷却後、外部リード
１７及び１８を取り角（プ、続いて特性の安定化のため
に高温高湿化で負伺工−ヂングを行う。
、図中１１はセラミックなどからなる絶縁基板、１２及
び１３はそれぞれ櫛型の形状を有して対向する一対の電
極であり、この電極１２と１３にお（プるそれぞれリー
ドアウト部１２ｂと、１３ｂとを除く主要部１２ａと１
３８にまたかっ′Ｃ既述しｌこ焼結体よりなる感湿抵抗
体層コ４が被覆されている。１５及び１６は電極１２と
電極１３とを各々の外部リード１７及び１８に接続づる
ための電極である。第２図は、第１図の２−２−断面を
示づ。このような感湿素子は、たとえば次の方法によっ
て製造される。まずあらかじめ電極１５及び１６が設け
られた絶縁基板１１を用い、この表面に櫛型の電極１２
．１３及び電極１５．１６をスクリーン印刷によって形
成し、焼成炉中で８５０〜９５０″ＣＰｉ！度にて電極
を焼成する。次いで、記）ホしたペースト状の組成物を
用いて、電極１２と１３の主要部１２ａと１３ｂとを完
全に覆うように均一な厚みでスクリーン印刷を行って被
ｆｆ１Ｆｉを形成し、続いて絶縁基板１１と感湿抵抗体
層１４との密着性を増すために焼成炉中で、たとえば９
００〜１２００°Ｃの適当な温度で焼成する。この焼成
後の冷却過程で、感湿抵抗体層１４は硬化するとともに
、絶縁基板１１に対する密着性が良好で、しかも適度な
細孔分布を有する被膜となる。この冷却後、外部リード
１７及び１８を取り角（プ、続いて特性の安定化のため
に高温高湿化で負伺工−ヂングを行う。
なお、上２部′した第１図及び第２図の構成の感湿素子
とその製造操作の例においていは、一対の電極１２及び
１３を被覆する状態で感湿抵抗体層１４を形成した構成
について説明しているが、このＩよ 発明の感湿素子２両者の形成順序を逆にして感湿抵抗体
層上に一対の電極を形成したものや、感湿ｒつ 抵抗体層を電極でサンドインチ状にした対ＪＲ電也をも
包含づる。
とその製造操作の例においていは、一対の電極１２及び
１３を被覆する状態で感湿抵抗体層１４を形成した構成
について説明しているが、このＩよ 発明の感湿素子２両者の形成順序を逆にして感湿抵抗体
層上に一対の電極を形成したものや、感湿ｒつ 抵抗体層を電極でサンドインチ状にした対ＪＲ電也をも
包含づる。
次にこの発明の感湿素子を製造する手順を説明する。
下記の表−１に示す配合比で１１を含む複合酸化物しｉ
Ｎ ｂ Ｏ、Ｌ ｉ Ｔ ａ Ｏ３の微粉末の金属酸
化物ｐｂ。
Ｎ ｂ Ｏ、Ｌ ｉ Ｔ ａ Ｏ３の微粉末の金属酸
化物ｐｂ。
微粉末に、添加物としてバナジン酸化合物ｖ２０５を加
え乳鉢にて混合粉砕したのち、空気中９５０〜１２００
℃の温度において、３時間仮焼成した。
え乳鉢にて混合粉砕したのち、空気中９５０〜１２００
℃の温度において、３時間仮焼成した。
上記仮焼結体を粉砕し、スピネル型複合酸化物として０
２０４、ＨｎＣ「２０４、ＦｅＣｒ２Ｏ４、Ｃ０Ｃｒ２
Ｏ４、ＮｉＣｒ２Ｏ，より選ばれる少なくとも一種の酸
化物粉末をボールミル中で混合し、エチルセルローズと
ブヂルカルビトールアセテートとテレピネオールとから
なるビークルを加え、めのう製乳鉢にて均一な粘度のペ
ースト状組成物とした。次に、この組成物を、第１図及
び第２図で示す構成図において、電極１２及び１３がＲ
ｕｂ□ニ電極、電＆１５及び１６がＡＱ−Ｐｂ電極であ
るアルミナ性絶縁基板上にＩＩＩ厚が５０〜１００μｍ
となるようにスクリーン印刷し、空気中で約３５０°Ｃ
にて加熱して溶剤を揮発除去したのち、９５０°Ｃで焼
結させ、冷却後に６０℃、９０％ＲＨにて通電下のエー
シングを行い、常法に準じて感湿素子とした。
２０４、ＨｎＣ「２０４、ＦｅＣｒ２Ｏ４、Ｃ０Ｃｒ２
Ｏ４、ＮｉＣｒ２Ｏ，より選ばれる少なくとも一種の酸
化物粉末をボールミル中で混合し、エチルセルローズと
ブヂルカルビトールアセテートとテレピネオールとから
なるビークルを加え、めのう製乳鉢にて均一な粘度のペ
ースト状組成物とした。次に、この組成物を、第１図及
び第２図で示す構成図において、電極１２及び１３がＲ
ｕｂ□ニ電極、電＆１５及び１６がＡＱ−Ｐｂ電極であ
るアルミナ性絶縁基板上にＩＩＩ厚が５０〜１００μｍ
となるようにスクリーン印刷し、空気中で約３５０°Ｃ
にて加熱して溶剤を揮発除去したのち、９５０°Ｃで焼
結させ、冷却後に６０℃、９０％ＲＨにて通電下のエー
シングを行い、常法に準じて感湿素子とした。
上記実施例にて得られた感湿素子について、電極間の電
気抵抗を２５℃において測定雰囲気の相対湿度を変化さ
せて測定した値を下記表−２に示づ。
気抵抗を２５℃において測定雰囲気の相対湿度を変化さ
せて測定した値を下記表−２に示づ。
）
第３図から明らかなように、上記実施例の素子は、広範
な相対湿度領域にわたって、従来のちのに比べ、抵抗値
が小さくかつ安定性に優れ、特に高湿雰囲気での放置に
対して非常に安定した特性を示づ。
な相対湿度領域にわたって、従来のちのに比べ、抵抗値
が小さくかつ安定性に優れ、特に高湿雰囲気での放置に
対して非常に安定した特性を示づ。
また、上述したところから明らかなように、この素子は
厚膜技術によって容易に生産されるものである。
厚膜技術によって容易に生産されるものである。
、 −ミ −
Ａ−１
鬼 −２
４、ｖＤ甫ｔ＋ Ｆ碍”ａ−ｔＬｅｔｌ第１図はこの発
明の感湿素子の実例を示す平面図、第２図は第１図の２
−２′断面図、第３図は相対湿度と、電気抵抗値の関係
を示す特性図である。
明の感湿素子の実例を示す平面図、第２図は第１図の２
−２′断面図、第３図は相対湿度と、電気抵抗値の関係
を示す特性図である。
１１・・・絶縁基数、１２．１３・・・対向する一対の
電極、１４・・・感湿抵抗体層、 特許出口人 立石電杷株式会社
電極、１４・・・感湿抵抗体層、 特許出口人 立石電杷株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 セラミックなどの絶縁基板上に一対の電極と、これら両
電極間にわたる感湿抵抗体層がｌ形成された感湿素子に
おいて、感湿抵抗体層がし１を含む複合酸化物ＬｉＮｂ
Ｏ３、ＬｉＴａＯ３，Ｌｉ２Ｐｉ０３、Ｌｉ２２ｒＯ１
２，Ｌｉ２Ｎｏ０． 、 ＬｉＴａＯ３より選ばれる少
なくとも一種の酸化物粉末と、ＡＩ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｃａ
、Ｐｂ、 Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｓｒ、 Ｚｎ、元素から
なる金Ｉｉ１酸化物より選ばれる少なくとも一種の酸化
物粉末に、バナジン酸化合物粉末を添加した組成物の仮
焼成微粉末と、スピネル型複合酸化物（ＨｅＨ、、Ｏ，
）及びべＯブス力イト型複合酸化物（ＨｅＨ０３）にお
いて、ＭｅがＮｉ、Ｎｎ、ＣＯ。 Ｆｅ、よりなる少なくとも一種の酸化物粉末とを含有す
る組成物の焼結体からなることを特徴とする感湿素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58061275A JPS59186302A (ja) | 1983-04-06 | 1983-04-06 | 感湿素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58061275A JPS59186302A (ja) | 1983-04-06 | 1983-04-06 | 感湿素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59186302A true JPS59186302A (ja) | 1984-10-23 |
Family
ID=13166491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58061275A Pending JPS59186302A (ja) | 1983-04-06 | 1983-04-06 | 感湿素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59186302A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0376562A (ja) * | 1989-08-18 | 1991-04-02 | Kibun Kk | 包装蒲鉾及びその包装方法 |
-
1983
- 1983-04-06 JP JP58061275A patent/JPS59186302A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0376562A (ja) * | 1989-08-18 | 1991-04-02 | Kibun Kk | 包装蒲鉾及びその包装方法 |
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