NL8403264A - CAPACITIVE HUMIDITY DETECTOR AND METHOD FOR MANUFACTURING THAT. - Google Patents

CAPACITIVE HUMIDITY DETECTOR AND METHOD FOR MANUFACTURING THAT. Download PDF

Info

Publication number
NL8403264A
NL8403264A NL8403264A NL8403264A NL8403264A NL 8403264 A NL8403264 A NL 8403264A NL 8403264 A NL8403264 A NL 8403264A NL 8403264 A NL8403264 A NL 8403264A NL 8403264 A NL8403264 A NL 8403264A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
layer
moisture
structured
base electrode
electrode
Prior art date
Application number
NL8403264A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Endress Hauser Gmbh Co
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress Hauser Gmbh Co filed Critical Endress Hauser Gmbh Co
Publication of NL8403264A publication Critical patent/NL8403264A/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/22Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
    • G01N27/223Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance for determining moisture content, e.g. humidity
    • G01N27/225Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance for determining moisture content, e.g. humidity by using hygroscopic materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

‘ NO 32780 r ."NO 32780 r.

tt

Capacitieve vochtigheidsdetector en werkwijze voor het vervaardigen daarvanCapacitive moisture detector and method for its manufacture

De uitvinding heeft betrekking op een capacitieve vochtigheidsdetector met een vocht-gevoelig, geïsoleerd substraat en met een dunne laag uit een vocht-gevoelig polymeer, die op het substraat tussen twee voor het vormen van tussenruimten gestructureerde elektroden is aange-5 bracht, alsmede op een werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke vochtigheidsdetector.The invention relates to a capacitive moisture detector with a moisture-sensitive, insulated substrate and with a thin layer of a moisture-sensitive polymer, which is applied to the substrate between two electrodes structured to form gaps, and to a method of manufacturing such a moisture detector.

Vochtigheidsdetectoren van deze soort zijn bijvoorbeeld bekend uit de Duitse octrooischriften 2.339.545, en 2.347.389 en de ter inzage gelegde Duitse octrooiaanvragen 2.920.808 en 2.927.634. Bij al deze be-10 kende vochtigheidsdetectoren zijn de beide gestructureerde elektroden als kam-elektroden met in elkaar grijpende tanden rechtstreeks op het substraat gevormd en is het vocht-gevoelige polymeer daarna zodanig daarop aangebracht, dat het de beide kam-elektroden bedekt of ten minste de tussenruimten tussen de kam-elektroden opvult. Bij deze uitvoe-15 ring is een zeer fijne structurering van elektroden niet mogelijk en aangezien ook in verband met de noodzakelijke isolatie tussen de gestructureerde elektroden de tussenruimten tussen de elektroden betrekkelijk groot moeten zijn, is de voor een gegeven oppervlak bereikbare basiscapaciteit van de vochtigheidsdetector betrekkelijk klein. Voorts 20 zijn vanwege de betrekkelijk grote dikte van het zich tussen de elektroden bevindend polymeer de gevoeligheid en de aanspreeksnelheid van de vochtigheidsdetector beperkt. De toegepaste polymeren zijn overwegend thermoplastisch, meestal polyamiden en daarom mechanisch, chemisch en thermisch weinig bestendig.Humidity detectors of this type are known, for example, from German Pat. Nos. 2,339,545 and 2,347,389 and German Patent Applications 2,920,808 and 2,927,634 laid open to public inspection. In all of these known moisture detectors, the two structured electrodes are formed as comb electrodes with interlocking teeth directly on the substrate and the moisture-sensitive polymer is then applied thereto to cover the two comb electrodes or at least fills the gaps between the comb electrodes. In this embodiment, a very fine structuring of electrodes is not possible, and since the spacing between the electrodes must also be relatively large in connection with the necessary insulation between the structured electrodes, the basic capacity of the moisture detector which is achievable for a given surface is relatively small. Furthermore, because of the relatively great thickness of the polymer located between the electrodes, the sensitivity and the response speed of the moisture detector are limited. The polymers used are predominantly thermoplastic, usually polyamides, and therefore have little mechanical, chemical and thermal resistance.

25 Uit "Handbook of Materials and Processes for Electronics", opnieuw uitgegeven door Charles A. Harper, McGraw-Hill Book Company, New York 1970, biz. 1-66, is het bekend, dat de elektrische eigenschappen van polyimiden, in het bijzonder de di'élektrische constante en de verlies-factor afhankelijk van het vochtgehalte veranderen.25 From "Handbook of Materials and Processes for Electronics", republished by Charles A. Harper, McGraw-Hill Book Company, New York 1970, biz. 1-66, it is known that the electrical properties of polyimides, in particular the dielectric constant and the loss factor, change depending on the moisture content.

30 In dit verband is in het Europese octrooischrift 0.010.771 een ca pacitieve vochtigheidsdetector beschreven, waarvan de vocht-gevoelige laag een polyimidefolie is, die door middel van een dunne hechtlaag op een metaalsubstraat is gehecht, dat als elektrode dient, terwijl de andere elektrode een op de polyimidefolie aangebrachte goudlaag is, die 35 zo dun is dat deze voor water doorlaatbaar is* De polylmidelaag kan ook door imidiseren worden verkregen uit een polyimide-voorprodukt dat 8403264 2 eerst als oplossing op het metaalsubstraat Is aangebracht. Polyimide als vocht-gevoelig materiaal heeft het voordeel, dat het chemisch resistent, mechanisch stabiel en thermisch belastbaar is. Echter zijn ook bij deze bekende vochtigheidsdetectoren de gevoeligheid en de aan-5 spreeksnelheid beperkt, omdat enerzijds de laagdikte van de polyimide-laag niet willekeurig dun kan worden gekozen, opdat de geleidbaarheid voor gelijkstroom tussen de elektroden wordt uitgesloten en omdat anderzijds de goudlaag die de polyimidelaag bedekt, de diffusie van water en dus een snel vereffenen van de parti'éle waterdampdruk in het poly-10 imide en in de atmosfeer belemmert. De zeer dunne goudlaag is bovendien mechanisch, metallurgisch en elektrisch instabiel en het aanbrengen van het aansluitcontact op deze dunne goudlaag gaat gepaard met moeilijkheden.In this connection, European patent specification 0,010,771 discloses a capacitive moisture detector, the moisture-sensitive layer of which is a polyimide film, which is bonded by means of a thin adhesive layer on a metal substrate, which serves as an electrode, while the other electrode is a gold layer applied to the polyimide film, which is so thin that it is permeable to water. * The polyamide layer can also be obtained by imidization from a polyimide precursor which has first been applied as a solution to the metal substrate. Polyimide as a moisture-sensitive material has the advantage that it is chemically resistant, mechanically stable and thermally loadable. However, also with these known moisture detectors, the sensitivity and the rate of attack are limited, because on the one hand the layer thickness of the polyimide layer cannot be arbitrarily chosen thin, so that the conductivity for direct current between the electrodes is excluded and, on the other hand, because the gold layer which polyimide layer, which hinders the diffusion of water and thus rapid equalization of the partial water vapor pressure in the polyimide and in the atmosphere. The very thin gold layer is moreover mechanically, metallurgically and electrically unstable and the application of the connecting contact to this thin gold layer is associated with difficulties.

De uitvinding heeft ten doel te voorzien in een vochtigheidsdetec-15 tor van de in de aanhef genoemde soort, die bij goede mechanische, chemische en thermische bestendigheid een grote gevoeligheid, aanspreek-snelheid en grote stabiliteit op lange termijn en een kleine hysteresis heeft.The object of the invention is to provide a moisture detector of the type mentioned in the preamble, which, with good mechanical, chemical and thermal resistance, has a high sensitivity, response speed and long-term stability and a small hysteresis.

Volgens de uitvinding wordt dit doel daardoor bereikt, dat de ene 20 gestructureerde elektrode als basiselektrode op het substraat is gevormd, dat de dunne vocht-gevoelige l.aag uit polyimide bestaat en op de gestructureerde basiselektrode is aangebracht en dat de tweede elektror-de als afdekelektrode op de polyimidelaag is aangebracht en hoofdzakelijk complementair aan de basiselektrode is gestructureerd.According to the invention, this object is achieved in that the one structured electrode is formed as a base electrode on the substrate, the thin moisture-sensitive layer consists of polyimide and is applied to the structured base electrode and that the second electrode is cover electrode is applied to the polyimide layer and is structured primarily complementary to the base electrode.

25 De vochtigheidsdetector volgens de uitvinding heeft de voordelen van de toepassing van polyimide voor de vocht-gevoelige laag, dus de goede mechanische, chemische, thermische en elektrische eigenschappen van dit materiaal. De polymidelaag kan een geringe dikte hebben. Aanger zien de afdekelektrode op de polyimidelaag is aangebracht, is de elek-30 trode-afstand door de laagdikte bepaald, zodat bij kleine laagdikte een grote begincapaciteit wordt bereikt. Het aanbrengen van de polyimidelaag tussen twee ten opzichte van elkaar complementaire gestructureerde elektrodelaag levert een grote gevoeligheid en hoge aanspreeksnelheid op, omdat het polyimide in de tussenruimten van de gestructureerde af-35 dekelektrode rechtstreeks in aanraking is met de omgevingsatmosfeer, zodat de zeer dunne polyimidelaag snel tot de heersende vochtigheid kan worden verzadigd. De gestructureerde afdekelektrode behoeft daarom niet voor water doorlaatbaar te zijn, zodat deze met een dikte kan worden uitgevoerd die een goede mechanische en elektrische stabiliteit met 40 zich meebrengt en een zonder problemen aanbrengen van de aansluitcon- 840 32 6 4 ♦ * 3 tacten, bijvoorbeeld door solderen, mogelijk maakt.The moisture detector according to the invention has the advantages of the use of polyimide for the moisture-sensitive layer, ie the good mechanical, chemical, thermal and electrical properties of this material. The polymer layer can have a small thickness. Since the cover electrode is applied to the polyimide layer, the electrode distance is determined by the layer thickness, so that a large initial capacity is achieved at a small layer thickness. The application of the polyimide layer between two structured electrode layers complementary to each other provides a high sensitivity and high speed of attack, because the polyimide in the interstices of the structured cover electrode is in direct contact with the ambient atmosphere, so that the very thin polyimide layer until the prevailing humidity can be saturated. Therefore, the structured cover electrode need not be permeable to water, so that it can be made with a thickness that provides good mechanical and electrical stability with 40 and that the connection contacts can be made without problems, for example 840 32 6 4 ♦ * 3 by soldering.

Volgens een bij voorkeur toe te passen uitvoeringsvorm van de uitvinding is tussen de gestructureerde basiselektrode en vocht-gevoelige polyimidelaag een vocht-gevoelige, elektrisch isolerende laag aange-5 bracht, die bij voorkeur een oxidelaag is die door oppervlakte-oxydatie van de gestructureerde basiselektrode is gevormd. De polyimidelaag kan dan met een buitengewoon geringe laagdikte die minder dan 1 ym kan bedragen, worden uitgevoerd, zonder dat het gevaar van een geleidbaarheid voor gelijkstroom tussen de elektroden bestaat. De op deze wijze uitge-10 voerde vochtigheidsdetector heeft een bijzonder grote gevoeligheid en hoge aanspreeksnelheid.According to a preferred embodiment of the invention, a moisture-sensitive, electrically insulating layer is provided between the structured base electrode and moisture-sensitive polyimide layer, which is preferably an oxide layer which is oxidized by surface oxidation of the structured base electrode. formed. The polyimide layer can then be made with an extremely small layer thickness which can be less than 1 µm, without the danger of a direct current conductivity between the electrodes. The moisture detector designed in this way has a particularly high sensitivity and high response speed.

Een bij voorkeur toe te passen werkwijze voor het vervaardigen van de vochtigheidsdetector volgens de uitvinding bestaat daarin, dat op een vocht-gevoelig isolerend substraat een dunne laag uit het metaal 15 van de basiselektrode wordt aangebracht en overeenkomstig de gewenste vorm van de basiselektrode wordt gestructureerd, dat op het vlak van het substraat dat door de gestructureerde basiselektrode wordt bedekt, een dunne laag uit een polyimide-voorprodukt wordt aangebracht en over-eenkosmtig de gewenste vorm van de vocht-gevoelige laag wordt gestruc-20 tureerd, dat het polyimide-voorprodukt van de gestructureerde laag voor het omzetten in vocht-gevoelig polyimide wordt ge'imidiseexd en dat op het vlak van het substraat dat door de basiselektrode en de vocht-gevoelige polyimidelaag wordt bedekt, een dunne laag uit het metaal van de afdekelektrode wordt aangebracht en overeenkomstig de gewenste vorm 25 van de afdekelektrode wordt gestructureerd.A preferred method of manufacturing the moisture detector according to the invention consists in that a thin layer of the metal of the base electrode is applied to a moisture-sensitive insulating substrate and is structured in accordance with the desired shape of the base electrode, that a thin layer of a polyimide precursor is applied to the surface of the substrate covered by the structured base electrode and structured in accordance with the desired shape of the moisture-sensitive layer, comprising the polyimide precursor of the structured layer for conversion to moisture-sensitive polyimide is imidized and that on the surface of the substrate covered by the base electrode and the moisture-sensitive polyimide layer, a thin layer of the metal of the cover electrode is applied and corresponding to the desired shape of the cover electrode is structured.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt gebruik gemaakt van het Inzicht, dat de uit het polyimide-voorprodukt bestaande laag nog oplosbaar is en daarom gemakkelijk kan worden gestructureerd terwijl dit bij het onoplosbare polyimide van de uiteindelijke vocht-gevoelige 30 laag niet zonder meer mogelijk zou zijn. Het structureren van de vocht-gevoelige laag is voor de toepassing daarvan voor gestructureerde elektroden gunstig. In het bijzonder is het door een op geschikte wijze structureren van de vocht-gevoelige laag mogelijk om de aanspreeksnel-heid nog verder te verhogen.The method according to the invention makes use of the insight that the layer consisting of the polyimide precursor is still soluble and can therefore be structured easily, while this would not readily be possible with the insoluble polyimide of the final moisture-sensitive layer. to be. Structuring the moisture-sensitive layer is advantageous for its use for structured electrodes. In particular, by appropriately structuring the moisture-sensitive layer, it is possible to increase the speed of attack even further.

35 Een werkwijze voor het bereiden van polyimide uit een zuur-gemodi ficeerd polyamide dat als polyimide-voorprodukt dient, is beschreven in het artikel "Aromatic Polypyromel 1 itimides from Aromatic Polyamic Acids" van Sroog, Endrey, Abramo, Berr, Edwards en Olivier, verschenen in het tijdschrift "Journal of Polymer Science", deel A, volume 3, 40 1965, blz. 1373 tot 1390.35 A process for preparing polyimide from an acid-modified polyamide serving as a polyimide precursor is described in the article "Aromatic Polypyromel 1 itimides from Aromatic Polyamic Acids" by Sroog, Endrey, Abramo, Berr, Edwards and Olivier, published in the journal "Journal of Polymer Science", Vol. A, Volume 3, 40 1965, pp. 1373-1390.

840 32 6 4 4 « «840 32 6 4 4 ««

De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht aan de hand van in de tekeningen getoonde uitvoeringsvormen. In de tekeningen tonen: Fig. la en lb een stroomdiagram van de werkwijzestappen van een bij voorkeur toe te passen werkwijze voor het vervaardigen van een 5 vochtigheidsdetector,The invention will be explained in more detail below with reference to embodiments shown in the drawings. In the drawings show: 1a and 1b show a flow chart of the method steps of a preferred method of manufacturing a moisture detector,

Fig. 2a t/m 2h doorsneden van verschillende vervaardigingsstadia, die bij het vervaardigen van de in fig. 5 geïllustreerde vochtigheidsdetector volgens de werkwijze van fig. 1 ontstaan,Fig. 2a to 2h show cross-sections of different manufacturing stages which are produced during the manufacture of the moisture detector illustrated in fig. 5 according to the method of fig. 1,

Fig. 3 een met fig. 2h overeenkomende doorsnede van een gewijzigde 10 uitvoeringsvorm van de vochtigheidsdetector,Fig. 3 is a sectional view corresponding with FIG. 2h of a modified embodiment of the moisture detector,

Fig. 4 een bovenaanzicht van de basiselektrode, die in een vervaardig ingsstadium wordt verkregen, enFig. 4 is a top plan view of the base electrode obtained at a manufacturing stage, and

Fig. 5 een bovenaanzicht van de gerede vochtigheidsdetector.Fig. 5 is a top view of the finished moisture detector.

Aan de hand van het stroomdiagram van fig. la en lb en de doorsne-15 de van fig. 2a t/m 2h wordt het vervaardigen van een bij voorkeur toe te passen uitvoeringsvorm van de vochtigheidsdetector beschreven, die in fig. 5 in bovenaanzicht is weergegeven.The flowchart of Figs. 1a and 1b and the cross-section of Figs. 2a to 2h describe the manufacture of a preferred embodiment of the moisture detector, which is a top view in Fig. 5. displayed.

Bij de werkwijzestap I wordt op een substraat 1 uit een vocht-gevoelig, mechanisch stabiel en elektrisch isolerend materiaal een dun-20 ne laag uit tantaal door kathodeverstuiving aangebracht (fig. 2a). Voor het substraat 1 wordt bij voorkeur alkalimetaalvrij glas met een hoge zuiverheid en een zo goed mogelijke oppervlaktekwaliteit gebruikt. De tantaallaag kan bijvoorbeeld met een dikte van 0,15 pm door verstuiving worden aangebracht.In process step I, a thin tantalum layer of cathode sputtering is applied to a substrate 1 of a moisture-sensitive, mechanically stable and electrically insulating material (Fig. 2a). The substrate 1 preferably uses alkali metal-free glass with a high purity and the best possible surface quality. For example, the tantalum layer can be sprayed at a thickness of 0.15 µm.

25 Overeenkomstig de gebruikelijke dunne-laagtechnologie wordt op het substraat 1 gelijktijdig een groot aantal vochtdetectoren vervaardigd, die nadat deze gereed zijn, van elkaar worden gescheiden. Eenvoudig-heidshalve wordt hierna het vervaardigen van een enkele vochtigheidsdetector beschreven.In accordance with the usual thin layer technology, a large number of moisture detectors are simultaneously produced on the substrate 1, which are separated from each other after they have been completed. For the sake of simplicity, the manufacture of a single moisture detector is described below.

30 Bij een werkwijzestap II wordt de tantaallaag 2 voor het vormen van de basiselektrode gestructureerd. Dit kan op gebruikelijke wijze door middel van fotolithografie worden uitgevoerd· Hiervoor wordt eerst op de tantaallaag 2 een etsmasker gevormd, waarbij het gehele oppervlak met een fotolaklaag van ongeveer 1,5 \m wordt bedekt en waarbij de 35 fotolak daarna door een schabloon heen wordt belicht, ontwikkeld en uitgehard. Daarna wordt het tantaal van de laag 2 dat niet door het etsmakser wordt bedekt, door chemisch laketsen verwijderd. Na het etsen en verwijderen van het etsmasker heeft de tantaallaag 2 de gewenste vorm van de basiselektrode 10, die in fig. 4 in bovenaanzicht is 40 getoond. De basiselektrode 10 is een kamvormige elektrode met een 8403264 + · 5 verbindingsstuk 11, vanwaar af een aantal smalle, langwerpige tanden 12 zich uitstrekt, tussen welke de tussenruimten 13 aanwezig zijn. Aan een uiteinde gaat het verbindingsstuk 11 over in een verbreed aansluitvlak 14. Duidelijkheidshalve is de afbeelding in fig. 4 sterk vereenvoudigd.In a method step II, the tantalum layer 2 is structured to form the base electrode. This can be done in the usual manner by means of photolithography. For this purpose, an etching mask is first formed on the tantalum layer 2, the entire surface of which is covered with a photoresist layer of approximately 1.5 µm and the photoresist is then passed through a stencil. exposed, developed and cured. Thereafter, the tantalum of the layer 2 not covered by the etchant is removed by chemical etching. After etching and removing the etching mask, the tantalum layer 2 has the desired shape of the base electrode 10, which is shown in top view in Fig. 4. The base electrode 10 is a comb-shaped electrode with an 8403264 + 5 connector 11, from which a number of narrow, elongated teeth 12 extend, between which the interstices 13 are present. At one end the connecting piece 11 merges into a widened connecting surface 14. For clarity, the representation in Fig. 4 has been greatly simplified.

5 In werkelijkheid is het aantal tanden 12 van de kamrelektrode veel groter; de breedte van de tanden 12 en de breedte van de tussenruimten 13 bedraagt telkens ongeveer 5 tot 10 μα.In reality, the number of teeth 12 of the comb electrode is much larger; the width of the teeth 12 and the width of the interstices 13 are in each case about 5 to 10 μα.

De afbeelding in fig. 2b komt overeen met een doorsnede door drie tanden 12 van de basiselektrode 10.The figure in Fig. 2b corresponds to a section through three teeth 12 of the base electrode 10.

10 Bij de werkwijzestap III wordt een oppervlakte-oxydatie van het tantaal van de basiselektrode uitgevoerd, waarbij het aansluitvlak 14 aet een oxydatie-beschermingsmasker wordt afgedekt. De oppervlakte-axy-datie vindt plaats door een anodiseren met een spanning van ongeveer 100 V over een diepte van ongeveer 0,05 μα, zodat onder de oxidelaag 15 metallisch tantaal met een dikte van ongeveer 0,1 ym blijft bestaan.In the process step III, a surface oxidation of the tantalum of the base electrode is performed, the interface 14 being covered with an oxidation protection mask. The surface oxidation takes place by an anodizing with a voltage of about 100 V over a depth of about 0.05 μα, so that metallic tantalum with a thickness of about 0.1 µm remains under the oxide layer.

Bét door anodisatie gevormde tantaaloxide ^2^5 neemt een groter voluae in dan het metaal, zodat de ontstaande tantaaloxidelaag 3 (fig.Tantalum oxide ^ 2 ^ 5 formed by anodization takes up a larger volume than the metal, so that the resulting tantalum oxide layer 3 (fig.

2c) een dikte van ongeveer 0,15 ym heeft. De oxidelaag 3 stelt een absoluut dichte, sterk isolerende passiveringsbekleding voor. Dit heeft 20 het voordeel, dat de basiselektrode 10 nagenoeg niet chemisch kan worden aangetast en daardoor bijzonder stabiel is. In elektrisch opzicht wordt bereikt, dat in de gerede vochtigheidsdetector een geleidbaarheid voor gelijkstroom van de condensatorconstructie wordt vermeden. In fysisch opzicht betekent dit dat de gerede vochtigheidsdetector een uLt-25 stekende lineariteit en stabiliteit heeft, in het bijzonder ook bij hoge temperaturen en hoge relatieve vochtigheid.2c) has a thickness of about 0.15 µm. The oxide layer 3 represents an absolutely dense, highly insulating passivation coating. This has the advantage that the base electrode 10 cannot be chemically attacked and is therefore particularly stable. From an electrical point of view, it is achieved that in the finished moisture detector a DC conductivity of the capacitor construction is avoided. Physically, this means that the finished moisture detector has an ultra-25 linearity and stability, especially also at high temperatures and high relative humidity.

Bij de werkwijzestap IV wordt het gehele oppervlak van het substraat 1 en de daarop gevormde basiselektrode 10 bedekt met een laag 4 (fig. 2d) uit een polyimide-voorprodukt, waaruit later door imidiseren 30 het vocht-gevoelige polyimide wordt gevormd. Bij dit polyimide-voorprodukt gaat het om een zuur-gemodificeexd polyamide met een zeer hoge zuiverheid, dat door centrifugeren met een laagdikte van ongeveer 1,0 tot 2,0 ym wordt aangebracht. De laag 4 wordt daarna bij de werkwijze-stap V gedroogd bij 90 tot 120°C. De geringe laagdikte is in het bij-35 zonder mogelijk door de goede oppervlaktekwaliteit van het glassub-straat 1.In process step IV, the entire surface of the substrate 1 and the base electrode 10 formed thereon is covered with a layer 4 (Fig. 2d) of a polyimide precursor, from which the moisture-sensitive polyimide is later formed by imidization. This polyimide precursor is an acid-modified polyamide of very high purity which is applied by centrifugation with a layer thickness of about 1.0 to 2.0 µm. The layer 4 is then dried in the process step V at 90 to 120 ° C. The low layer thickness is particularly possible due to the good surface quality of the glass substrate 1.

De werkwijzestappen VI t/m VIII dienen voor het structureren van de latere vocht-gevoelige laag. Dit structureren wordt weer uitgevoerd volgens de gewone foto-lithografische methode. Hiervoor wordt bij de 40 werkwijzestap VI een laag 5 (fig. 2e) uit positieve fotolak met een 8403264 \ dikte van ongeveer 1,5 μια door centrifugeren aangebracht, terwijl deze fotolaklaag bij de werkwijzestap VII bij 90°C ongeveer 30 minuten wordt gedroogd. Bij de werkwijzestap VIII wordt de fotolaklaag door een scha-bloon 6 heen op de plaatsen belicht, waar later geen vocht-gevoelige 5 laag aanwezig mag zijn. Dit zijn in het bijzonder de aansluitvlakken 14 van alle op het glassubstraat gevormde basiselektroden, die voor het aanbrengen van de elektrische aansluitcontacten vrij moeten zijn en bij het hier beschreven voorbeeld ook de tussenruimten 13 tussen de tanden 12 van de basiselektrode 10. Na het belichten wordt de fotolak bij de 10 werkwijzestap IX ontwikkeld, dat wil zeggen dat de belichte delen van de fotolaklaag 5 worden opgelost. De hiervoor toegepaste ontwikkelaar lost ook de daaronder liggende delen van de laag 4 op, terwijl de onder de niet-belichte plaatsen van de fotolaklaag 5 liggende delen, de laag 4 blijft bestaan. Het etsen dat voor het structureren van de vocht-15 gevoelige laag noodzakelkijk is, wordt dus in een bewerkingsgang met het ontwikkelen van de fotolak uitgevoerd.The method steps VI to VIII serve to structure the later moisture-sensitive layer. This structuring is again carried out according to the ordinary photo-lithographic method. For this purpose, in the 40 step VI, a layer 5 (FIG. 2e) of positive photoresist with a thickness of about 1.5 microns is applied by centrifugation, while this photoresist layer is dried in the process step VII at 90 ° C for about 30 minutes. In the process step VIII, the photoresist layer is exposed through a blister 6 at the places where later no moisture-sensitive layer may be present. These are in particular the connection surfaces 14 of all base electrodes formed on the glass substrate, which must be free for the application of the electrical connection contacts, and in the example described here also the gaps 13 between the teeth 12 of the base electrode 10. After exposure the photoresist developed in the process step IX, that is to say that the exposed parts of the photoresist layer 5 are dissolved. The developer used for this purpose also dissolves the underlying parts of the layer 4, while the parts lying under the unexposed places of the photoresist layer 5 remain the layer 4. Thus, the etching required to structure the moisture-sensitive layer is performed in one operation with the development of the photoresist.

Nadat het achterblijvende, onbelichte gedeelte van de fotolak bij de werkwijzestap X is verwijderd, wordt bij de werkwijzestap XI het imidiseren van het nog aanwezige zuur-gemodificeerde polyamide van de 20 laag 4 door middel van een warmtebehandeling bij 300 tot 400°C gedurende ongeveer 1 uur uitgevoerd, waardoor de vocht-gevoelige polyimidelaag wordt verkregen. De daardoor bereikte structuur komt overeen met de doorsnede van fig. 2f. De uit het tantaal van de laag 2 bestaande tanden 12 van de kamvormige basiselektrode 10 (alsmede het in fig. 2f niet 25 zichtbare verbindingsstuk 11) zijn bij het oppervlak dat niet met het glassubstraat 1 in aanraking is, volledig door de laag 3 uit tantaal-oxide omgeven en de tantaaloxidelaag is op zijn beurt omhult door een laag 7 uit vocht-gevoelig polyimide. In de tussenruimten 13 tussen de tanden 12 is daarentegen het glassubstraat vrij. Bij het imidiseren 30 wordt de laagdikte kleiner, zodat uit de polyimidelaag met de hierboven aangegeven dikte van ongeveer 1 tot 2 pm, een polyimidelaag met een laagdikte van ongeveer 0,5 tot 1,0 μη ontstaat.After the remaining unexposed portion of the photoresist has been removed in the process step X, in the process step XI, imidizing the still present acid-modified polyamide of the layer 4 by heat treatment at 300 to 400 ° C for about 1 hour, whereby the moisture-sensitive polyimide layer is obtained. The structure thus achieved corresponds to the cross section of Fig. 2f. The teeth 12 of the comb-shaped base electrode 10 consisting of the tantalum of the layer 2 (as well as the connecting piece 11 not visible in Fig. 2f) are completely through the tantalum layer 3 at the surface not in contact with the glass substrate 1 oxide and the tantalum oxide layer is in turn enveloped by a layer 7 of moisture-sensitive polyimide. In the spaces 13 between the teeth 12, however, the glass substrate is free. During imidization, the layer thickness becomes smaller, so that a polyimide layer with a layer thickness of about 0.5 to 1.0 μη is formed from the polyimide layer with the above-indicated thickness of about 1 to 2 µm.

Daarna wordt de afdekelektrode gevormd, die de tweede elektrode van de condensator voorstelt, waarvan de eerste elektrode de basis-35 elektrode 10 is en waarvan het diëlektricum wordt gevormd door de vocht-gevoelige laag 7. Voor het vormen van de afdekelektrode wordt eerst het gehele oppervlak van de tot nu toe verkregen structuur bekleed met een laag 8 uit het materiaal van de afdekelektrode (fig. 2g). De laag 8 kan een enkele metaallaag zijn, of kan uit een aantal na el-40 kaar aangebrachte metaallagen bestaan. Wanneer de afdekelektrode uit 8403264 η 7 goud moet bestaan, is het voor het bereiken van een verbeterde hechting van de goudlaag noodzakelijk om eerst een dunne nikkel-chroomlaag (dikte 0,02 ym) aan te brengen en eerst daarna de goudlaag (dikte 0,2 ym) aan te brengen. Overzichtelijksheidshalve zijn de verschillende lagen 5 van de laag 8 niet in de tekening weergegeven.Thereafter, the cover electrode is formed, which represents the second electrode of the capacitor, the first electrode of which is the base electrode 10, and the dielectric of which is formed by the moisture-sensitive layer 7. Before forming the cover electrode, the entire surface of the structure obtained so far coated with a layer 8 of the material of the cover electrode (Fig. 2g). The layer 8 can be a single metal layer, or it can consist of a number of metal layers arranged one after the other. If the cover electrode is to consist of 8403264 η 7 gold, to achieve an improved adhesion of the gold layer it is necessary to first apply a thin nickel-chrome layer (thickness 0.02 µm) and then the gold layer (thickness 0, 2 ym). For the sake of clarity, the different layers 5 of the layer 8 are not shown in the drawing.

Bij de werkwijzestap XIII wordt de metaallaag 8 voor het vormen van de afdekelektrode gestructureerd. Dit wordt weer op de hierboven beschreven wijze uitgevoerd volgens de gewone fotolithografische methode. Nel het etsen en verwijderen van het etsmasker heeft de metaallaag 8 10 de gewenste vorm van de afdekelektrode 20 die in fig. 5 in bovenaanzicht is weergegeven. De afdekelektrode 20 is eveneens een kamrelektrode met een verbindingsstuk 21, vanwaar uit een aantal smalle langwerpige tanden 22 zich uitstrekken, waartussen de tussenruimten 23 aanwezig zijn. Op het verbindingsastuk 21 van de afdekelektrode 20 sluit een 15 aansluitvlak 24 aan, dat naast het aansluitvlak 14 van de basiselektrode 10 ligt. Zoals uit fig. 2h, waarin een doorsnede door een aantal tanden 22 van de afdekelektrode is getoond blijkt, liggen de tanden 22 van de afdekelektrode boven de tussenruimten 13 van de basiselektrode, terwijl de tussenruimten 23 van de afdekelektrode boven de tanden 12 20 van de basiselektrode liggen. De tanden 22 van de afdekelektrode liggen in de tussenruimten 13 tussen de tanden 12 van de basiselektrode op het glassubstraat en de vocht-gevoelige laag 7 die de tanden van de basiselektrode bedekt, is in de tussenruimten 23 van de afdekelektrode vrij. In de overgangsgebieden tussen de randen van deze gebieden is de 25 vocht-gevoelige laag 7 telkens tussen de tegenover elkaar liggende randgebieden van twee elektrodentanden 12 en 22 ingesloten. De randen van de elektrodentanden 12 en 22 kunnen elkaar in hoofdzaak bedekken of enigszins overlappen.In the process step XIII, the metal layer 8 is structured to form the cover electrode. This is again performed in the manner described above according to the ordinary photolithographic method. After etching and removing the etching mask, the metal layer 8 has the desired shape of the cover electrode 20 shown in top view in Fig. 5. The cover electrode 20 is also a comb electrode with a connecting piece 21 from which a number of narrow elongated teeth 22 extend, between which the spaces 23 are present. A connecting surface 24 adjoins the connecting piece 21 of the cover electrode 20, which lies next to the connecting surface 14 of the base electrode 10. As shown in Fig. 2h, which shows a cross section through a number of teeth 22 of the cover electrode, the teeth 22 of the cover electrode lie above the gaps 13 of the base electrode, while the spaces 23 of the cover electrode lie above the teeth 12 of the base electrode. base electrode. The teeth 22 of the cover electrode lie in the spaces 13 between the teeth 12 of the base electrode on the glass substrate and the moisture-sensitive layer 7 covering the teeth of the base electrode is exposed in the spaces 23 of the cover electrode. In the transition regions between the edges of these regions, the moisture-sensitive layer 7 is each time enclosed between the opposite edge regions of two electrode teeth 12 and 22. The edges of the electrode teeth 12 and 22 may substantially cover or overlap each other.

Bij de werkwijzestap XIV wordt een temperen van de verkregen 30 structuur gedurende 2 uren bij een temperatuur van 300°C uitgevoerd. De hoge imidiseringstemperatuur van 300 tot 400eC biedt de mogelijkheid van de toepassing van de hoge temperingtemperatuur van 300°C, waardoor een uitstekende verouderingsbestendigheid van de gerede vochtigheids-detector wordt bereikt.In the process step XIV, a tempering of the obtained structure is carried out for 2 hours at a temperature of 300 ° C. The high imidization temperature of 300 to 400eC allows the application of the high tempering temperature of 300 ° C, thereby achieving excellent aging resistance of the finished moisture detector.

35 Bij de werkwijzestap XV wordt het scheiden in afzonderlijke voch- tigheidedetectoren door krassen en breken van het glassubstraat uitgevoerd. Daarna worden bij de werkwijzestap XVI aan de beide contactvlak-ken 14 en 24 van elke vochtigheidsdetector neg elektrische aansluitconr tacten 15 resp. 25 gesoldeerd. De vochtigheidsdetector is dan gereed 40 voor gebruik.In the method step XV, the separation into separate moisture detectors is performed by scratching and breaking the glass substrate. Thereafter, in the process step XVI, at the two contact surfaces 14 and 24 of each moisture detector, nine electrical connection contacts 15 and 15 respectively. 25 soldered. The moisture detector is then ready for use.

8403264 * ' © .1 \ 8 '8403264 * '© .1 \ 8'

De beschreven uitvoering van de vochtigheidsdetector heeft aanzienlijke voordelen, zowel ten aanzien van de vervaardiging als met be--trekking tot de eigenschappen bij het gebruik.The described embodiment of the moisture detector has significant advantages both in manufacture and in terms of its properties in use.

De werkwijze voor het vervaardigen van een vochtigheidsdetector 5 heeft het essentiële kenmerk, dat voor het vormen van de vocht-gevoeli-ge polyimidelaag eerst een polyamidelaag wordt aangebracht, die vervolgens wordt gestructureerd en eerst daarna in de vocht-gevoelige poly-imdelaag wordt omgezet. Deze werkwijze biedt namelijk de mogelijkheid van een zeer eenvoudig structureren van de latere vocht-gevoelige laag 10 volgens de gebruikelijke dunne-laagtechnologie, omdat het als poly- imide-voorprodukt gebruikte zuur-gemodificeerde polyamide oplosbaar is, terwijl een structureren van de polyimidelaag op deze wijze niet mogelijk zou zijn, aangezien polyimide chemisch, thermisch en mechanisch zeer stabiel is. Deze eigenschappen van polyimide die het gemakkelijk 15 bewerken volgens de dunne-laagtechnologie tegengaan, leveren weer een uitstekende stabiliteit op lange termijn van de gerede vochtdetector op.The method of manufacturing a moisture detector 5 has the essential feature that in order to form the moisture-sensitive polyimide layer, a polyamide layer is first applied, which is then structured and only then converted into the moisture-sensitive polyimide layer. Namely, this method offers the possibility of very simple structuring of the later moisture-sensitive layer 10 according to the usual thin-layer technology, because the acid-modified polyamide used as polyimide precursor is soluble, while a structuring of the polyimide layer on this would not be possible because polyimide is very stable chemically, thermally and mechanically. These polyimide properties, which counteract easy machining according to the thin film technology, again provide excellent long term stability of the finished moisture detector.

Bovendien is zuur-gemodificeerd polyamide met een een zeer grote zuiverheid verkrijgbaar, wat beslist noodzakelijk is, opdat wordt ge-20 waarborgd dat de vochtdetector met lading-onafhankelijke, reproduceerbare eigenschappen wordt vervaardigd.In addition, acid-modified polyamide of very high purity is available, which is absolutely necessary to ensure that the moisture detector is produced with charge-independent, reproducible properties.

Voorts kan het polyimide volgens de beschreven werkwijze met een zeer geringe laagdikte, bijvoorbeeld 0,5 tot 1,0 ym worden aangebracht, zonder dat de mechanische sterkte daaronder lijdt* Door de geringe 25 laagdikte wordt de aanspreeksnelheid waarmee de vochtigheidsdetector variaties van de relatieve vochtigheid kan volgen, aanzienlijk verhoogd.Furthermore, the polyimide can be applied by the method described with a very small layer thickness, for instance 0.5 to 1.0 µm, without the mechanical strength suffering therefrom. * Due to the small layer thickness, the response speed at which the moisture detector varies from relative humidity can follow, significantly increased.

Door de imidiseringsparameters, in het bijzonder de toegepaste imidiseringstemperatuur en imidiseringsatmosfeer, kan de karakteristiek 30 van de vochtigheidsdetector in de gewenste zin worden beïnvloed. Het is gebleken dat met een imidiseringstemperatuur van 300 tot 400°C optimale elektrische en fysische eigenschappen van de vochtigheidsdetector worden bereikt.Due to the imidization parameters, in particular the imidization temperature and imidization atmosphere used, the characteristic of the moisture detector can be influenced in the desired sense. It has been found that optimum electrical and physical properties of the moisture detector are achieved with an imidization temperature of 300 to 400 ° C.

Deze voordelige eigenschappen die op het toegepaste vocht-gevoeli-35 ge materiaal en de wijze van vervaardiging daarvan berusten, worden door de structuur van de vochtigheidsdetector nog verder verbeterd. Zoals in het bijzonder uit de doorsnede van fig. 2h blijkt, is een groot gedeelte van het oppervlak van de vocht-gevoelige laag 7 direkt blootgesteld aan de atmosfeer, zodat het vocht ongehinderd in de vocht-ge-40 voelige laag kan binnendringen. Hst door de afdekelektrode bedekte ge- 8403264 9 deelte van de vocht-gevoelige laag is betrekkelijk klein en kan in bet bijzonder als gevolg van de geringe laagdikte, snél tot de heersende vochtigheid worden verzadigd* De geringe laagdikte leidt weer tot een grote capaciteit tussen de tegenover elkaar liggende elektroden. Ander-5 zijds wordt ondanks de geringe dikte van de vocht-gevoelige laag, elk gevaar van een elektrische gelijkstroomweg tussen de elektroden door de oxidelaag 3 op de basiselektrode vermeden.These advantageous properties, which are based on the moisture-sensitive material used and the method of manufacture thereof, are further improved by the structure of the moisture detector. As appears in particular from the cross-section of Fig. 2h, a large part of the surface of the moisture-sensitive layer 7 is directly exposed to the atmosphere, so that the moisture can penetrate freely into the moisture-sensitive layer. Most of the moisture-sensitive layer covered by the cover electrode is relatively small and, in particular, can be saturated quickly to the prevailing moisture due to the low layer thickness. * The small layer thickness again leads to a large capacity between the opposite electrodes. On the other hand, in spite of the small thickness of the moisture-sensitive layer, any danger of an electric direct current path between the electrodes through the oxide layer 3 on the base electrode is avoided.

Aangezien het vocht direkt toegang heeft tot de vocht-gevoelige laag, kan de afdekelektrode met een grote dikte en voor water ondoor-10 laatbaar worden uitgevoerd, wat enerzijds de mechanische sterkte en elektrische stabiliteit verhoogd en anderzijds het direkt solderen van het elektrische aansluitcontact op de afdekelektrode mogelijk maakt* Door het solderen van de aansluitcontacten worden in het bijzonder in-stabiliteiten op lange termijn uitgesloten, die hechtverbindingen in 15 het bijzonder bij hoge temperaturen en/of grote vochtigheid vertonen.Since the moisture has direct access to the moisture-sensitive layer, the cover electrode can be made of a large thickness and impermeable to water, which on the one hand increases the mechanical strength and electrical stability and, on the other hand, directly solder the electrical connection contact to the cover electrode possible * Soldering of the connection contacts in particular excludes long-term instabilities which exhibit adhesive bonds, in particular at high temperatures and / or high humidity.

Figuur 3 toont een met fig. 2h overeenkomende doorsnede van een enigszins gewijzigde uitvoeringsvorm van de vochtigheidsdetector. Deze onderscheidt zich slechts van de hierboven beschreven vochtigheidsdetector, doordat bij de werkwijzestappen VIII en IX het polyamide in de 20 tussenruimten 13 tussen de tanden 12 van de basiselektrode niet wordt verwijderd. Het voor het structureren toegepaste schabloon 6 heeft dus op de plaatsen van de tussenruimten 13 geen gaten, maar dient slechts voor het vrijmaken van de aansluitvlakken 14. Overigens wordt de werkwijze zonder verandering ten opzichte van de hierboven beschreven wijze 25 uitgevoerd en het bovenaanzicht van de gerede vochtigheidsdetector komt overeen met de afbeelding van fig. 5. Als gevolg van' de aangegeven modificatie liggen echter zoals uit figuur 3 blijkt, de tanden 221 van de afdekelektrode, in de tussenruimten 13 tussen de tanden 12 van de basiselektrode niet op het glassubstraat 1 maar op de vocht-gevoelige po-30 lyimidelaag 7. De vervaardiging van de vochtigheidsdetector wordt daardoor vereenvoudigd, omdat het fijn structureren van de polyimidelaag vervalt. Echter is de aanspreeksnelheid van dé vochtigheidsdetector volgens fig. 3 geringer, omdat de waterdiffusiewegen onder de afdekelektrode langer zijn. Ook heeft de vochtigheidsdetector van fig. 3 een 35 kleinere basiscapaciteit en een kleiner veranderingsgebied van de capaciteit dan die van fig. 2h.Figure 3 shows a cross-section corresponding to Figure 2h of a slightly modified embodiment of the moisture detector. It differs from the moisture detector described above, in that in process steps VIII and IX the polyamide is not removed in the interstices 13 between the teeth 12 of the base electrode. Thus, the stencil 6 used for structuring has no holes at the locations of the interspaces 13, but only serves to free up the connecting surfaces 14. Incidentally, the method is carried out without change from the manner described above and the top view of the Finished moisture detector corresponds to the figure in Fig. 5. However, as shown in Fig. 3, as shown in Fig. 3, the teeth 221 of the cover electrode, in the spaces 13 between the teeth 12 of the base electrode, do not lie on the glass substrate 1 but on the moisture-sensitive polyimide layer 7. The manufacture of the moisture detector is thereby simplified, since the fine structuring of the polyimide layer is eliminated. However, the response speed of the moisture detector of Figure 3 is slower, because the water diffusion paths under the cover electrode are longer. Also, the moisture detector of Fig. 3 has a smaller base capacity and a smaller capacity change range than that of Fig. 2h.

De eerder beschreven vochtigheidsdetector met een gestructureerde basiselektrode uit tantaal, die door oppervlakte-oxydatie met een isolerende tantaaloxidelaag is bekleed, heeft optimale mechanische, fysi-40 eche, chemische en elektrische eigenschappen en kan door middel van de 8403264 ψ ' ·* \ werkwijze volgens de dunne-laagtechnologle op rationele wijze met zeer goede reproduceerbaarheid worden vervaardigd. Er zijn echter ook wijzigingen van de vochtigheidsdetector en van de werkwijze voor het vervaardigen daarvan mogelijk. Bijvoorbeeld kan de basiselektrode uit een 5 ander metaal dan tantaal worden vervaardigd, dat door oppervlakte-oxy-datie kan worden bedekt met een isolerende oxidelaag. Ook kan de isolatielaag op andere wijze dan door 'oppervlakte-oxydatie worden gevormd, bijvoorbeeld door het bekleden met een isolerend materiaal. In elk geval doet zich het voordeel voor, dat de vocht-gevoelige laag zonder re-10 kening te houden met de elektrische isolatie zeer dun kan worden uitgevoerd, zodat een grote gevoeligheid en hoge aanspreeksnelheid worden bereikt. Wanneer een zekere verslechtering van deze eigenschappen op de koop toe kan worden genomen, is het ook mogelijk om de isolatielaag weg te laten en daarvoor de vocht-gevoelige polyimidelaag enigszins dikker 15 uit te voeren, zodat deze de elektrische isolatie tussen de elektroden waarborgt. Daardoor wordt de werkwijze enigszins vereenvoudigd. Ook in dit geval ontstaat als gevolg van het aanbrengen van de vocht-gevoelige laag tussen twee gestructureerde elektroden nog een wezenlijk betere gevoeligheid en hogere aanspreeksnelheid dan bij bekende vochtigheids-20 detectoren.The previously described moisture detector with a structured tantalum base electrode, which has been coated with an insulating tantalum oxide layer by surface oxidation, has optimum mechanical, physical, chemical and electrical properties and can be processed by the method 8403264 according to the thin layer technology can be manufactured rationally with very good reproducibility. However, changes to the moisture detector and to the method of manufacturing it are also possible. For example, the base electrode can be made of a metal other than tantalum, which can be coated with an insulating oxide layer by surface oxidation. The insulating layer can also be formed in a manner other than by surface oxidation, for example by coating with an insulating material. In any case, the advantage arises that the moisture-sensitive layer, without taking into account the electrical insulation, can be made very thin, so that a high sensitivity and a high response speed are achieved. When a certain deterioration of these properties can be accepted, it is also possible to omit the insulating layer and to make the moisture-sensitive polyimide layer slightly thicker for this purpose, so that it guarantees the electrical insulation between the electrodes. This simplifies the method somewhat. In this case too, as a result of the application of the moisture-sensitive layer between two structured electrodes, a substantially better sensitivity and a higher response speed are obtained than with known moisture detectors.

In plaats van kam-elektroden kunnen ook andere onderling complementaire elektrodenvormen met tussenruimten worden toegepast, bijvoorbeeld rooster-vormige elektroden, die zodanig worden aangebracht, dat de roosterbanen van de afdekelektrode boven de gaten van de basiselek-25 trode liggen en omgekeerd de roosterbanen van de basiselektrode onder de gaten van de afdekelektrode liggen.Instead of comb electrodes, other mutually complementary electrode shapes with spaces can be used, for example grid-shaped electrodes, which are arranged such that the grid paths of the cover electrode lie above the holes of the base electrode and vice versa the grid paths of the base electrode under the holes of the cover electrode.

84032648403264

Claims (16)

1. Capacitieve vochtigheidsdetector met eea voor vocht ongevoelig, Isolerend substraat en met een dunne laag uit een vocht—gevoelig 5 polymeer, die op het substraat tussen twee voor het vormen van tussenruimten gestructureerde elektroden is aangebracht, met het kenmerk, dat de ene gestructureerde elektrode als basiselektrode op het substraat is gevormd, dat de dunne vocht-gevoelige laag uit polyimide bestaat en op de gestructureerde basiselektrode is aangebracht en dat 10 de tweede elektrode als afdekelektrode op de polyimidelaag is aangebracht en in hoofdzaak complementair aan de basiselektrode is gestructureerd.1. Capacitive moisture detector with a moisture-resistant insulating substrate and a thin layer of a moisture-sensitive polymer applied to the substrate between two electrodes structured to form gaps, characterized in that the one structured electrode the base electrode is formed on the substrate, that the thin moisture-sensitive layer consists of polyimide and is applied to the structured base electrode and that the second electrode is applied as a cover electrode to the polyimide layer and is structured substantially complementary to the base electrode. 2. Capacitieve vochtigheidsdetector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat tussen de gestructureerde basiselektrode en de 15 vocht-gevoelige polyimidelaag een voor vocht ongevoelige, elektrisch isolerende laag is aangebracht·2. Capacitive moisture detector according to claim 1, characterized in that a moisture-insensitive, electrically insulating layer is arranged between the structured base electrode and the moisture-sensitive polyimide layer. 3. Capacitieve vochtigheidsdetector volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de elektrisch isolerende laag een oocidelaag is die door oppervlakte-oxydatie van de gestructureerde basiselektrode is gevormd.Capacitive moisture detector according to claim 2, characterized in that the electrically insulating layer is an oocide layer formed by surface oxidation of the structured base electrode. 4. Capacitieve vochtigheidsdetector volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de basiselektrode uit tantaal bestaat en door oppervlakte-oxydatie is bedekt met een tantaaloxidelaag.Capacitive moisture detector according to claim 3, characterized in that the base electrode consists of tantalum and is coated with a tantalum oxide layer by surface oxidation. 5. Capacitieve vochtigheidsdetector volgens één van de conclusies 1 t/m 4, met het kennerk, dat de beide elektroden kamvormig zijn.Capacitive moisture detector according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the two electrodes are comb-shaped. 6. Capacitieve vochtigheidsdetector volgens één van de conclusies 1 t/m 5, met het kenmerk, dat de beide elektroden langs de randen van de tussenruimten elkaar enigszins overlappen.Capacitive moisture detector according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the two electrodes overlap slightly along the edges of the interstices. 7. Capacitieve vochtigheidsdetector volgens één van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de dunne polyimidelaag 30 overeenkomstig de vorm van de basiselektrode zodanig is gestructureerd, dat deze niet het substraat in de tussenruimten van de basiselektrode bedekt.Capacitive moisture detector according to any one of the preceding claims, characterized in that the thin polyimide layer 30 is structured according to the shape of the base electrode so that it does not cover the substrate in the interstices of the base electrode. 8. Capacitieve vochtigheidsdetector volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de dikte van de polyimidelaag 0,5 tot 35 1,0 ym bedraagt.Capacitive moisture detector according to any one of the preceding claims, characterized in that the thickness of the polyimide layer is 0.5 to 1.0 µm. 9. Capacitieve vochtigheidsdetector volgens één van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat het substraat een glassubstraat met een grote zuiverheid en hoge oppervlaktekwaliteit ie.Capacitive moisture detector according to any one of the preceding claims, characterized in that the substrate is a glass substrate of high purity and high surface quality. 10. Werkwijze voor het vervaardigen van een vochtigheidsdetector 8403264 *s ί» * * volgens één van de conclusies 1 t/m 9, met het kenmerk, dat op een voor vocht ongevoelig, isolerend substraat een dunne laag uit het metaal van de basiselektrode wordt aangebracht en overeenkomstig de gewenste vorm van de basiselektrode wordt gestructureerd, dat op het door de gestruc-5 tureerde basiselektrode bedekte vlak van het substraat een dunne laag uit een polyimide-voorprodukt wordt aangebracht en overeenkomstig de gewenste vorm van de vocht-gevoelige laag wordt gestructureerd, dat het polyimide-voorprodukt van de gestructureerde laag wordt ge'lmidiseezd voor het omzetten daarvan in een vocht-gevoelig polyimide en dat op het 10 vlak van het substraat dat door de basiselektrode en de vocht-gevoelige polyimidelaag is bedekt, een dunne laag uit het metaal van de afdek-elektrode wordt aangebracht en overeenkomstig de gewenste vorm van de afdekelektrode wordt gestructureerd.Method for manufacturing a moisture detector 8403264 * s ί »* * according to any one of claims 1 to 9, characterized in that a thin layer of the metal of the base electrode is deposited on a moisture-resistant insulating substrate applied and structured according to the desired shape of the base electrode, that a thin layer of a polyimide precursor is applied to the surface of the substrate covered by the structured base electrode and structured according to the desired shape of the moisture-sensitive layer that the polyimide precursor is structured from the structured layer before it is converted into a moisture-sensitive polyimide and that a thin layer is deposited on the surface of the substrate covered by the base electrode and the moisture-sensitive polyimide layer. the metal of the cover electrode is applied and structured according to the desired shape of the cover electrode. 11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de ge- 15 structureerde basiselektrode voorafgaand aan het aanbrengen van de laag uit het polyimide-voorprodukt met een voor vocht ongevoelige, elektrisch isolerende laag wordt bedekt.11. A method according to claim 10, characterized in that the structured base electrode is covered with a moisture-insensitive, electrically insulating layer prior to the application of the polyimide precursor layer. 12. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de gestructureerde basiselektrode door oppervlakte-oxydatie met een isole- 20 rende oxidelaag wordt bedekt.12. A method according to claim 11, characterized in that the structured base electrode is coated with an insulating oxide layer by surface oxidation. 13. Werkwijze volgens één van de conclusies 10 t/m 12, met het kenmerk, dat het structureren van de laag uit het polyimide-voorprodukt langs fotolithografische weg door belichten ai ontwikkkelen van een fo-tolaklaag wordt uitgevoerd.Method according to any one of claims 10 to 12, characterized in that the structuring of the layer from the polyimide precursor is carried out photolithographically by exposing and developing a photoresist layer. 14. Werkwijze volgens één van de conclusies 10 t/m 13, met het kenmerk, dat als polyimide-voorprodukt een zuur-gemodificeerd polyamide wordt gebruikt.Process according to any one of claims 10 to 13, characterized in that an acid-modified polyamide is used as the polyimide precursor. 15. Werkwijze volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat het imi-dlseren van het polyimide-voorprodukt door verhitten tot een tempera- 30 tuur van ongeveer 300 tot 400°C wordt uitgevoerd.15. A process according to claim 14, characterized in that the imidation of the polyimide precursor is carried out by heating to a temperature of about 300 to 400 ° C. 16. Werkwijze volgens één van de conclusies 10 t/m 15, met het kenmerk, dat na het aanbrengen van de afdekelektrode een temperen bij een temperatuur van ongeveer 300°C wordt uitgevoerd. S33SS 8403264Method according to any one of claims 10 to 15, characterized in that after applying the cover electrode, a tempering is carried out at a temperature of about 300 ° C. S33SS 8403264
NL8403264A 1983-10-28 1984-10-26 CAPACITIVE HUMIDITY DETECTOR AND METHOD FOR MANUFACTURING THAT. NL8403264A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19833339276 DE3339276A1 (en) 1983-10-28 1983-10-28 CAPACITIVE HUMIDITY SENSOR AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
DE3339276 1983-10-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8403264A true NL8403264A (en) 1985-05-17

Family

ID=6213031

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8403264A NL8403264A (en) 1983-10-28 1984-10-26 CAPACITIVE HUMIDITY DETECTOR AND METHOD FOR MANUFACTURING THAT.

Country Status (8)

Country Link
JP (1) JPS60166854A (en)
DE (1) DE3339276A1 (en)
FI (1) FI844116L (en)
FR (1) FR2554237A1 (en)
GB (1) GB2149922A (en)
IT (1) IT1177031B (en)
NL (1) NL8403264A (en)
SE (1) SE8405100L (en)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI65674C (en) * 1982-12-21 1984-06-11 Vaisala Oy CAPACITIVE FUEL FARTIGHETSGIVARE OCH FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNINGDAERAV
JPS6486053A (en) * 1987-09-29 1989-03-30 Toshiba Corp Sensitive element
JPH0786492B2 (en) * 1987-12-15 1995-09-20 三菱化学株式会社 Humidity sensor
JPH0786491B2 (en) * 1987-12-15 1995-09-20 三菱化学株式会社 Humidity sensor
JPH0786489B2 (en) * 1987-12-15 1995-09-20 三菱化学株式会社 Condensation sensor
FI901655A0 (en) * 1989-05-02 1990-04-02 Siemens Ag CAPACITIVE FUNCTION SENSOR.
DE3919864A1 (en) * 1989-06-19 1990-12-20 Testoterm Mestechnik Gmbh & Co CAPACITIVE HUMIDITY SENSOR
EP0489825A1 (en) * 1989-08-29 1992-06-17 E + E Elektronik Gesellschaft M.B.H. Process for making a moisture sensor
US4965698A (en) * 1989-09-27 1990-10-23 Johnson Service Company Capacitance humidity sensor
DE4438892C2 (en) * 1994-10-31 1997-09-04 Testo Gmbh & Co Adjustable capacitive sensor and method for adjusting such a sensor
WO2000025120A1 (en) * 1998-10-22 2000-05-04 Marco Koch Capacitive moisture sensor and a method for the production thereof
DE19917717C2 (en) * 1999-04-20 2002-10-17 Joerg Mueller Capacitive humidity sensor
JP2003516539A (en) * 1999-12-08 2003-05-13 ゼンジリオン アクチエンゲゼルシャフト Capacitive sensor
JP2002243689A (en) 2001-02-15 2002-08-28 Denso Corp Capacity-type humidity sensor and method for manufacturing the same
US6580600B2 (en) 2001-02-20 2003-06-17 Nippon Soken, Inc. Capacitance type humidity sensor and manufacturing method of the same
JP2002243690A (en) * 2001-02-20 2002-08-28 Denso Corp Capacitance type humidity sensor and method for manufacturing the same
JP2003004683A (en) 2001-06-15 2003-01-08 Denso Corp Capacitance-type humidity sensor
JP4501320B2 (en) 2001-07-16 2010-07-14 株式会社デンソー Capacitive humidity sensor
JP2006019589A (en) * 2004-07-02 2006-01-19 Denso Corp Semiconductor apparatus
DE102009047201A1 (en) 2009-11-26 2011-06-01 Hagen, Gunter, Dipl.-Ing. Use of organometallic framework material comprising organic compound that is at least bidentate and coordinately bonded to metal ion comprising ion of iron, zinc, copper, aluminum or cobalt to produce sorption layer for humidity sensor
US9063067B1 (en) 2010-11-17 2015-06-23 Alvin P. Schmitt Moisture sensing devices
JP7120519B2 (en) * 2018-07-12 2022-08-17 ミネベアミツミ株式会社 Humidity sensor and its manufacturing method
JP7193203B2 (en) * 2018-11-16 2022-12-20 ミネベアミツミ株式会社 detector

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI48229C (en) * 1972-10-12 1974-07-10 Vaisala Oy Capacitive humidity sensor and manufacturing process for the same.
DE2848034A1 (en) * 1978-11-06 1980-05-14 Siemens Ag CAPACITIVE HUMIDITY SENSOR
FR2486656A1 (en) * 1980-07-09 1982-01-15 Commissariat Energie Atomique CAPACITIVE HYGROMETER
FI65674C (en) * 1982-12-21 1984-06-11 Vaisala Oy CAPACITIVE FUEL FARTIGHETSGIVARE OCH FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNINGDAERAV

Also Published As

Publication number Publication date
SE8405100L (en) 1985-05-30
DE3339276A1 (en) 1985-05-09
FI844116A0 (en) 1984-10-18
IT1177031B (en) 1987-08-26
IT8423303A1 (en) 1986-04-25
IT8423303A0 (en) 1984-10-25
FI844116L (en) 1985-04-29
GB2149922A (en) 1985-06-19
SE8405100D0 (en) 1984-10-11
FR2554237A1 (en) 1985-05-03
GB8425691D0 (en) 1984-11-14
JPS60166854A (en) 1985-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL8403264A (en) CAPACITIVE HUMIDITY DETECTOR AND METHOD FOR MANUFACTURING THAT.
US8220988B2 (en) Sensor device
JPH03165501A (en) Chip type electric resistor and its manufacture
FR2517503A1 (en) SUBSTRATE COMPRISING A PATTERN CONSISTING OF A GOLD ALLOY, A NOBLE METAL AND A BASE METAL, THE PATTERN BEING ISOLATED BY OXIDES OF NOBLE AND BASE METALS
JPS6367329B2 (en)
JPS58165313A (en) Moisture sensor and method of producing same
JPH02324A (en) Conducting film circuit and its manufacture
KR100236718B1 (en) Process for manufacturing components on a metal film base
US4615908A (en) Method for the manufacture of plasma-polymer multilayer capacitors
US3550057A (en) Sensing element
JPS5837907A (en) Method of producing anodic oxidized aluminum humidity sensitive film
JPH0531304B2 (en)
JPH0510828A (en) Manufacture of platinum temperature sensor
US4073971A (en) Process of manufacturing terminals of a heat-proof metallic thin film resistor
JPH0781975B2 (en) Moisture sensitive element
US4539434A (en) Film-type electrical substrate circuit device and method of forming the device
JPH0599758A (en) Manufacturing of platinum temperature sensor using zirconia base plate
JPH03129694A (en) Heating element
JPH10172806A (en) Temperature sensor and its manufacture
JPS63201559A (en) Detecting element
JP4310852B2 (en) Electronic components
JPH01163648A (en) Humidity sensing element and its manufacture
JP2516122B2 (en) Method of joining metal and solid electrolyte
JPS6110264A (en) Manufacture of hybrid ic
JPH0353781B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
BV The patent application has lapsed