(57)【要約】【課題】  感湿膜の膜厚を均一にできる湿度センサを提供すること。【解決手段】  半導体などからなる基板１の上面には、酸化シリコン膜などの絶縁膜を介してパッド部２ｂと、このパッド部２ｂから一方向に延びる複数の櫛歯形状の検出部２ａとにより構成される一対の電極２が同一平面に離間して対向配置される。この電極２上には窒化シリコン膜を介して、一対の電極２及び電極２間を覆うように、ポリイミド系ポリマーなどからなる吸湿性を備えた感湿膜３が形成されている。そして、この感湿膜３を、感湿剤と同一の材料であるビーズ３ａを含有する吸湿性の高分子有機材料の感湿剤にて構成する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一平面に離間して対向配置された一対の電極を有する基板と、
前記一対の電極及び前記一対の電極間を覆うように前記基板上に形成され、粒状のビーズを含有する感湿剤からなる感湿膜とを備えることを特徴とする湿度センサ。
【請求項２】
前記ビーズは、吸湿性を有し湿度に応じて誘電率が変化するものであることを特徴とする請求項１に記載の湿度センサ。
【請求項３】
前記ビーズは感湿剤と同一材料によって形成されるものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の湿度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿度センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、センサ特性を安定化させるために感湿膜の膜厚を均一にする湿度センサとして特許文献１に示すものがあった。図３は、特許文献１における湿度センサの概略構成を示す斜視図である。
【０００３】
図３に示すように、特許文献１における湿度センサ１０は、基板１、電極２、感湿膜３、枠部材Ｅを備える。湿度センサ１０は、基板１の表面にくし歯状に形成された検出部２ａ及び外部の処理回路などとの電気的接続のためのパッド部２ｂを備える電極２が形成される。また、湿度センサの特性を安定させるため、即ち検出部２ａ表面に形成される感湿膜３の膜厚を均一にするために検出部２ａを囲むように環状に発泡材料による枠部材Ｅが形成される。そして、この枠部材Ｅの内側の検出部２ａが形成された部分を含む基板１の表面全体に感湿膜３が形成される。
【特許文献１】特開２００２−７１６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示す湿度センサ１０においては、枠部材Ｅを用いた場合でも、感湿膜３の膜厚は均一になりにくいという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、感湿膜の膜厚を均一にできる湿度センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１に記載の湿度センサは、同一平面に離間して対向配置された一対の電極を有する基板と、一対の電極及び一対の電極間を覆うように基板上に形成され、粒状のビーズを含有する感湿剤からなる感湿膜とを備えることを特徴とするものである。
【０００７】
このように、感湿膜にビーズを含有した感湿剤を用いると、各ビーズが平面的に並んだ状態で留り、そのビーズの粒径が基準となり感湿膜の膜厚を均一にすることができる。
【０００８】
また、請求項２に示すように、ビーズは、吸湿性を有し湿度に応じて誘電率が変化するものとすることによって、感湿膜の感湿特性の低下を抑制し、湿度センサのセンサ特性を安定化させることがきる。
【０００９】
また、請求項３に示すように、ビーズを感湿剤と同一の材料とすることによって、感湿膜の感湿特性が安定し、湿度センサのセンサ特性をより一層安定化させることがきる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態における湿度センサの概略構成を示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態における湿度センサのＩ−Ｉ断面図である。
【００１１】
本実施の形態における湿度センサは、図１に示されるように、基板１、くし型電極２、感湿膜３を備える。基板１は、半導体基板であり、本実施形態においてはシリコンから形成されている。そして、基板１の上面には、図示しない酸化シリコン膜などの絶縁膜を介して一対の電極２が同一平面に離間して対向配置される。
【００１２】
それぞれの電極２は、図１に示されるようにパッド部２ｂと、このパッド部２ｂから一方向に延びる複数の櫛歯形状の検出部２ａとにより構成される。そして、それぞれの検出部２ａが交互に並んで配置されるように、一対の電極２が配置されている。
【００１３】
なお、電極２の形状は特に限定されるものではないが、本実施の形態においては、一対の電極２の形状として櫛歯形状を採用することにより、電極２の配置面積を小さくしつつ、検出部２ａが互いに対向する面積を大きくすることができる。これにより、周囲の湿度変化に伴って変化する電極２間の静電容量の変化量が大きくなり、湿度センサ１０の感度が向上する。
【００１４】
この電極２は、例えばアルミ、銅、金、白金等の低抵抗金属材料を基板１上に蒸着やスパッタリング等の手法によって付着させ、その後、フォトリソグラフィー処理により、櫛歯状パターンにパターニングすることによって形成される。本実施形態において、くし型電極２はアルミを用いて形成されている。また，電極２は導電性ペーストを印刷することによっても形成することが出来る。
【００１５】
そして、一対の電極２を覆うように、基板１上に図示しない窒化シリコン膜からなる保護膜が形成される。この窒化シリコン膜は、例えばプラズマＣＶＤ法等により、基板１上の各部において同じ厚さをもつように堆積形成される。但し、電極２が水分に対する耐食性がある場合には、保護膜（窒化シリコン膜）を形成しなくても良い。
【００１６】
電極２の端部に形成されたパッド部２ａは、外部接続端子として形成されている。湿度センサ１０は、このパッド部２ａを介して、出力を補正する補正回路や静電容量の変化量を検出するための信号処理回路等と電気的に接続されている。また、パッド部２ａは、補正回路等との接続のため露出されている必要があり、窒化シリコン膜によっては被覆されていない。また、本実施形態においては、湿度センサ１０を構成する基板１として半導体基板を採用しているので、上述した補正回路等を同一基板上に形成することも可能である。
【００１７】
電極２上には窒化シリコン膜を介して、一対の電極２及び電極２間を覆うように、ポリイミド系ポリマーなどからなる吸湿性を備えた感湿膜３が形成されている。感湿膜３は、ポリイミド系ポリマーをスピンコート法や印刷法にて塗布後、硬化することにより形成することができる。
【００１８】
この感湿膜３は、ビーズ３ａを含有する吸湿性の高分子有機材料よりなる感湿剤であり、具体的には、ポリイミドや酪酸酢酸セルロース等（本例では、ポリイミド）によって構成する。このように感湿膜３にビーズ３ａを含有した感湿剤を用いることによって、感湿膜３の膜厚は、図２に示すように、ビーズ３ａの粒径と略同程度で均一となる。これは、各ビーズ３ａが平面的に並んだ状態で留まり、そのビーズの粒径が基準となり感湿膜の膜厚が均一となるからである。また、ビーズ３ａを含有した感湿剤を用いることによって、ビーズ３ａがダムのような働きをし、ビーズ３ａを含有しない感湿剤に比べて感湿剤が流れ広がるのを抑制できる。
【００１９】
なお、ビーズ３ａは、感湿剤と同様に吸湿性を有し湿度に応じて誘電率が変化する材料を用いると、感湿膜３の感湿特性の低下を抑制し、湿度センサのセンサ特性を安定化させることがきるので好適である。さらに、ビーズ３ａは、感湿剤と同一の材料とすることによって、感湿膜の感湿特性が安定し、湿度センサのセンサ特性をより一層安定化させることがきるのでより一層好適である。
【００２０】
このように構成される湿度センサ１０において、感湿膜３中に水分が浸透すると、水分は誘電率が大きいため、その浸透した水分量に応じて、感湿膜３の誘電率が変化する。その結果、感湿膜３を誘電体の一部として一対の電極２によって構成されるコンデンサの静電容量が変化する。感湿膜３内に含まれる水分量は、湿度センサ１０の周囲の湿度に対応するため、一対の電極２間の静電容量から湿度を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態における湿度センサの概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態における湿度センサのＩ−Ｉ断面図である。
【図３】従来技術（特許文献１）における湿度センサの概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  基板、２  電極、２ａ  検出部、２ｂ  パッド部、３  感湿膜、３ａ  ビーズ、１０  湿度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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