(57)【要約】【課題】検出素子の上面に付着した水滴を容易に排出することができるセンサ装置を提供すること。【解決手段】一実施形態のセンサ装置は、基板と、前記基板の上に搭載された検出素子と、前記検出素子を覆う樹脂と、を備え、前記樹脂は、前記検出素子を露出させる開口部と、前記開口部と連通し前記樹脂の外側面まで延在する溝部と、を有し、前記溝部の底面の高さは、前記検出素子の上面の高さ以下である。【選択図】図２１
2018059716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上に搭載された検出素子と、
前記検出素子を覆う樹脂と、
を備え、
前記樹脂は、前記検出素子を露出させる開口部と、前記開口部と連通し前記樹脂の外側面まで延在する溝部と、を有し、
前記溝部の底面の高さは、前記検出素子の上面の高さ以下である、
センサ装置。
【請求項２】
前記溝部は、前記開口部の側から前記樹脂の外側面に向かって底面の高さが低くなるように傾斜している、
請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記溝部は、前記開口部を挟んで対向する位置に少なくとも一対形成されている、
請求項１又は２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
前記樹脂は、前記基板の一方の面側から見たときの形状が矩形であり、
前記溝部は、前記開口部から前記樹脂の各辺まで延在するように少なくとも４つ形成されている、
請求項１又は２に記載のセンサ装置。
【請求項５】
前記溝部の底面は、前記検出素子の上面よりも親水性が高い、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のセンサ装置。
【請求項６】
前記検出素子は、湿度に応じて誘電率が変化する感湿膜を含む湿度センサである、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、湿度に応じて誘電率が変化する感湿膜を上部電極と下部電極との間に挟み込んだ湿度センサが、樹脂で覆われた静電容量式の湿度センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような湿度センサでは、感湿膜が水分を吸脱着することにより変化する上部電極と下部電極との間の静電容量を測定することで、湿度を検出する。このため、樹脂の湿度センサが形成された領域と対応する領域には、湿度センサを露出させるための開口部が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１５１２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の湿度センサを結露が生じる環境や水滴が付着する環境で使用すると、露出した湿度センサの上面に水滴が溜まり、湿度センサが異常な湿度の値を出力する場合がある。また、露出した湿度センサの上面に溜まった水滴が乾燥するまで湿度の検出が行えない場合がある。さらに、水滴に不純物が含まれていると、水滴が乾燥した後、湿度センサの上面に不純物が残存し、湿度の計測に誤差が生じる場合があり、不純物の成分によっては、湿度センサが劣化しやすくなる。
【０００５】
また、このような課題は、湿度センサのみではなく、検出素子が露出した他のセンサでも生じ得る。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、検出素子の上面に付着した水滴を容易に排出することができるセンサ装置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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係るセンサ装置（１００）は、基板（１０１）と、前記基板（１０１）の上に搭載された検出素子（１０２）と、前記検出素子（１０２）を覆う樹脂（１０３）と、を備え、前記樹脂（１０３）は、前記検出素子（１０２）を露出させる開口部（１０７）と、前記開口部（１０７）と連通し前記樹脂（１０３）の外側面まで延在する溝部（１０８）と、を有し、前記溝部（１０８）の底面の高さは、前記検出素子（１０２）の上面の高さ以下である。
【０００８】
なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、図示の態様に限定されるものではない。
【発明の効果】
【０００９】
開示の技術によれば、検出素子の上面に付着した水滴を容易に排出することができるセンサ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態において、湿度センサの検出原理を説明する図である。
【図２】第１実施形態において、湿度センサの検出原理を説明する図である。
【図３】第１実施形態の湿度センサの構成例１を示す概略断面図である。
【図４】第１実施形態の湿度センサの構成例２を示す概略断面図である。
【図５】第１実施形態の湿度センサに用いられる電極パターンの例を示す図である。
【図６】第１実施形態の湿度センサの効果確認のために、実施例のセンサ構造を比較例の構成とともに示す図である。
【図７】上部電極パターンのシミュレーションモデルを説明する図である。
【図８】比較例のセンサ構成における水付着の影響を説明する図である。
【図９】実施例のセンサ構成における水付着の影響の防止効果を示す図である。
【図１０】実施例のセンサ構成の測定精度向上の効果を示す図である。
【図１１】第２実施形態のセンサ素子の構成例を示す図である。
【図１２】第２実施形態で用いられる撥水膜の模式図である。
【図１３】第２実施形態で用いられる撥水パターンの例を示す図である。
【図１４】撥水パターンの効果を検証するためのサンプルと噴霧条件を示す図である。
【図１５】撥水パターンの構造と寸法の一覧である。
【図１６】パターンＡの撥水状態を示す画像である。
【図１７】パターンＢの撥水状態を示す画像である。
【図１８】パターンＣの撥水状態を示す画像である。
【図１９】比較例として撥水パターンのない検知膜上の水滴付着状態を示す画像である。
【図２０】実施形態の撥水パターンの評価結果を示す図である。
【図２１】センサ装置の一例を説明するための図（１）である。
【図２２】センサ装置の一例を説明するための図（２）である。
【図２３】変形例１に係るセンサ装置を説明するための図である。
【図２４】変形例２に係るセンサ装置を説明するための図である。
【図２５】変形例３に係るセンサ装置を説明するための図である。
【図２６】変形例４に係るセンサ装置を説明するための図である。
【図２７】変形例５に係るセンサ装置を説明するための図である。
【図２８】変形例６に係るセンサ装置を説明するための図である。
【図２９】変形例７に係るセンサ装置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１２】
＜第１実施形態＞
第１実施形態では、センサ素子のうち、特に湿度センサに着目し、上部電極上に感湿膜を追加することで電気力線の状態に対する水滴の影響を低減し、湿度検出の精度を安定化する。さらに、上部電極のパターンを最適化することで、漏れ電界の閉じ込め効果を高めて測定精度を向上する。
【００１３】
図１及び図２は、湿度センサの原理を説明する図である。図１に示すように、平行平板型の湿度センサは、下部電極（ＢＥ）と上部電極（ＴＥ）の間に感湿膜を挟み込んだ構造を有する。湿度によって感湿膜に吸着する水分子の数が異なり、感湿膜の誘電率が変化する。感湿膜と水の比誘電率の差を利用して静電容量値の変化を捉える。
【００１４】
図２に示すように、０％と１００％の間で相対湿度（Ｒｈ）の変化に対応する静電容量値Ｃの変化を測定する。複数の既知の相対湿度で静電容量値Ｃを測定して近似式を得る。図２の例では、湿度ＨはＨ＝ａ＊Ｃ＋ｂで線形近似される。勾配ａと切片ｂを補正定数として用いて、測定した静電容量値を相対湿度に換算することができる。
【００１５】
平行平板型の湿度センサでは、感湿膜に空気中の水分を効率良く取り込んで応答性を高めるために、上部電極（ＴＥ）に開口パターンが形成される場合がある。この場合、上部電極（ＴＥ）の開口から電界が空気中に漏れ出る。上述したように、漏れ電界に結露や水滴が付着すると電気力線の状態が変化し、上部電極（ＴＥ）と下部電極（ＢＥ）の間の静電容量値が上昇する。そうすると、もともとの近似式（補正定数）が使えなくなり、湿度センサとしての機能が損なわれる。
【００１６】
そこで、第１実施形態では、平行平板型の湿度センサにおいて、上部電極と下部電極の間に配置される第１の感湿膜と、上部電極を覆う第２の感湿膜との積層構造を採用する。これにより、空気中への漏れ電界を防止し、湿度センサへの水滴の影響を抑制する。
【００１７】
図３は、第１実施形態の構成例１として、湿度センサ１０Ａを示す。湿度センサ１０Ａは、基板１１上に下部電極１３、下部電極１３上の第１の感湿膜１４ａ、感湿膜１４ａ上の上部電極１５、上部電極１５上の第２の感湿膜１４ｂ、及び保護膜１７がこの順に積層された積層構造体を有する。保護膜１７は必須ではないが、第２の感湿膜１４ｂを保護する観点から、第２の感湿膜１４ｂ上に配置されてもよい。
【００１８】
基板１１は、たとえばシリコン基板であり、下部電極１３は絶縁膜１２を介して基板１１上に形成されている。絶縁性の基板を用いる場合は、絶縁膜１２を省略してもよい。下部電極１３と上部電極１５の間に配置される第１の感湿膜１４ａは、厚さが０．５μｍ〜１．５μｍでありポリイミド、セルロース、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）など、水分子を吸着しやすい高分子材料で形成されている。第１の感湿膜１４ａの膜厚が０．５μｍより薄くなると短絡するおそれがある。１．５μｍより厚くなると応答性または感度を高く維持することが困難になる。
【００１９】
上部電極１５は所定の開口１６を有し、開口１６内で第１の感湿膜１４ａと第２の感湿膜１４ｂが連通している。開口１６は、可能な限り小さい方が好ましい。開口１６が小さいほど漏れ電界の閉じ込め効果を十分に発揮させることができる。また、上部電極１５の幅は小さいことが好ましく、空気中の水分子を第１の感湿膜１４ａへ効率的に取り込むことができる、このときの上部電極１５の幅は、特性やプロセスを考慮して最適な設計値とされる。
【００２０】
上部電極１５を覆って第２の感湿膜１４ｂを配置することで、上部電極１５の開口１６から電界が漏れ出た場合でも、漏れ電界に水滴が接触することを防止できる。第２の感湿膜１４ｂは、第１の感湿膜１４ａと同じ種類の膜であってもよいし、異なる種類の膜でもよい。第２の感湿膜１４ｂの厚さは、第１の感湿膜１４ａの厚さの１〜１０倍である。第２の感湿膜１４ｂの厚さが第１の感湿膜１４ａの厚さよりも薄くなると、漏れ電界への水滴の接触を効果的に防止することが困難になる。第１の感湿膜１４ａの厚さの１０倍よりも大きくなると、第１の感湿膜１４ａへ迅速に水分子を取り込むことが難しくなる。
【００２１】
保護膜１７は必須ではないが、図３の例では、第２の感湿膜１４ｂ上で、上部電極１５のパターンに対応する位置に形成されている。保護膜１７に、上部電極１５の開口１６と対応する位置に開口１７ａを設けることで、第２の感湿膜１４ｂへの水滴や汚れの付着を防止し、かつ空気中の水分（水分子）を最短のパスで第１の感湿膜１４ａへ取り込むことができる。
【００２２】
保護膜１７は、上部電極１５の導電率を変化させず、第２の感湿膜１４ｂの劣化を防止することのできる任意の材料で形成され、たとえば金属や絶縁体を用いることができる。保護膜１７に替えて、ワイヤボンディング用の厚膜パッドを配置してもよい。
【００２３】
湿度センサ１０Ａには、下部電極１３に到達する電極取り出し用の開口１８と、上部電極１５に到達する電極取り出し用の開口１９が形成されている。上部電極１５と下部電極の間に所定の電圧を印加して、静電容量Ｃを測定し、あらかじめ取得した近似式（補正定数）を用いて相対湿度を算出する。図３の構成では、上部電極１５が漏れ電界の閉じ込め効果を有し、かつ第２の感湿膜１４ｂによってセンサ主要部が水分子の付着から保護されているので、測定された静電容量から相対湿度への換算が正確に行われる。
【００２４】
図３の湿度センサ１０Ａの作製工程を簡単に説明する。シリコン等の基板１１上に絶縁膜１２としてシリコン酸化膜をたとえば０．５μｍの膜厚で形成する。絶縁膜１２上に、アルミニウム（Ａｌ）、金／ニッケル（Ａｕ／Ｎｉ）等の導電層を形成する。導電層上にレジスト膜を形成し、フォトリソグラフィにより所定の形状のレジストパターンにパターニングする。レジストパターンをマスクとして用いて、イオンミリング等で導電層を加工し、所望の形状の下部電極１３を形成する。下部電極１３の厚さは、センサの小型化と安定した電圧印加の観点から適切な厚さに設定され、一例として０．５μｍに設定される。その後、レジストパターンを除去して洗浄する。
【００２５】
下部電極１３を覆って第１の感湿膜１４ａを成膜する。上述した高分子材料をスピンコート、バーコータ、スプレイコータ等で０．５μｍ〜１．５μｍの厚さに塗布する。図３では図示されていないが、感湿膜１４ａ上にレジスト膜を形成し、フォトリソグラフィにより所定の形状のレジストパターンを形成する。レジストパターンをマスクとして用いてRIE等で感湿膜１４ａを加工し、所定のパターンを形成してもよい。感湿膜１４ａ上に、Ａｌ、Ａｕ／Ｎｉ等の導電層を形成し、導電層上にレジスト膜を形成し、フォトリソグラフィにより所定の形状のレジストパターンを形成する。レジストパターンをマスクとして用いてイオンミリング等で導電層を加工し、所定の開口パターンを有する上部電極１５を形成する。上部電極１５の厚さは、開口１６のパターニングの正確さと安定した電圧印加の観点から適切な厚さに設定され、一例として０．２〜０．３μｍの厚さに形成される。その後、レジストパターンを除去して洗浄する。
【００２６】
上部電極１５上に、たとえば０．５μｍ〜１０μｍの厚さの第２の感湿膜１４ｂを形成する。上部電極１５の開口１６は第２の感湿膜１４ｂで埋め込まれる。必要に応じて、第２の感湿膜１４ｂ上に金属、絶縁体等で所定の開口１７ａを有する保護膜１７を形成する。その後、電極取り出し口に対応する位置に開口を有するレジストマスクを形成し、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等で第２の感湿膜１４ｂを部分的に除去して上部電極１５の一部を所定の箇所で露出する。いったんレジストを除去し、下部電極取り出し用のレジストマスクを形成し、ＲＩＥ等で第２の感湿膜１４ｂと第１の感湿膜１４ａを部分的に除去して下部電極１３の一部を所定の箇所で露出する。レジストを除去して洗浄することで図３の構成が得られる。
【００２７】
図４は、第１実施形態の構成例２として、湿度センサ１０Ｂを示す。図３と同様に、湿度センサ１０Ｂは、下部電極１３と上部電極１５の間に挟まれる第１の感湿膜１４ａと、上部電極１５を覆う第２の感湿膜１４ｂを有する。第１の感湿膜１４ａと第２の感湿膜１４ｂの材料、厚さ等は、図３の構成例１と同様である。上部電極１５の導体領域と開口１６の面積割合も図３の構成例１と同様である。
【００２８】
図３の構成と異なる点は、保護膜１７が直接、上部電極１５を覆って形成されている。図４の例でも保護膜１７は必須ではないが、上部電極１５からの漏れ電界を低減する観点から、形成されてもよい。保護膜１７は、電極取り出し用の開口１９内で露出する領域を除いて、上部電極１５の上面と側面を覆っている。上部電極１５と保護膜１７は、第１の感湿膜１４ａに空気中の水分子を取り込むための開口１７ａを有する。上部電極１５の上面と側面が保護膜１７に覆われているので、開口１７ａからの漏れ電界自体を抑制することができる。また、上部電極１５の上部に第２の感湿膜１４ｂが形成されているので、上部電極１５への水滴の付着を防止することができる。図４の構成でも、漏れ電界への水滴の接触を防止することができる。
【００２９】
図５は、上部電極１５のパターンの例を示す。図５（Ａ）の上部電極１５Ａのパターンは、下部電極１３上の第１の感湿膜１４ａ上に形成される格子状のパターンであり、開口１６Ａを有する。図５（Ｂ）の上部電極１５Ｂのパターンは、第１の感湿膜１４ａ上に形成されたラダー状のパターンであり、一方向に延びる開口１６Ｂを有する。図５では便宜上、第２の感湿膜１４ｂは省略されているが、いずれのパターンでも上部電極１５Ａ、１５Ｂ上に第２の感湿膜１４ｂが配置されるので、開口１６Ａ、１６Ｂからの漏れ電界への水滴の接触は抑制される。同時に、開口１６Ａ、１６Ｂから第１の感湿膜１４ａへ最短パスで空気中の水分子を取り込むことができる。
【００３０】
上部電極１５の開口パターンによって、湿度センサ１０Ａ、１０Ｂの測定精度が変わり得る。また、第２の感湿膜１４ｂの厚さも最適化できるはずである。そこで、上部電極１５のライン・アンド・スペースと第２の感湿膜１４ｂの厚さを種々に変化させて、センサの応答特性をシミュレーションする。
【００３１】
図６は、第１実施形態の湿度センサの効果確認のために、実施例の湿度センサ２０の構成を比較例とともに示す図である。図６（Ａ）の湿度センサ２０の基本構成は、保護膜１７を用いていないことを除いて、図３の湿度センサ１０Ａ及び図４の湿度センサ１０Ｂの構成と同じである。この例では、絶縁膜１２の厚さを１μｍ、第１の感湿膜１４ａの厚さを１μｍとしている。第２の感湿膜１４ｂの厚さを、１μｍ、３μｍ、５μｍと変化させる。図６（Ｂ）の比較例の構成は、第２の感湿膜１４ｂを用いていない点を除いて、図６（Ａ）の湿度センサ２０と同じである。
【００３２】
図７は、上部電極パターンのシミュレーションモデルを説明する図である。図６（Ａ）と図６（Ｂ）のそれぞれで、下部電極１３の外形は１００×１００μｍのベタ膜である。上部電極１５の外形は１００×１００μｍであり、格子状の電極パターンを定義するライン・アンド・スペース（Ｌ／Ｓ）を、１／１、２／２、５／５、１０／１０（単位はいずれもμｍ）と変化させる。電極領域と開口１６の面積の比が３：１を維持するように、開口１６の数を均等に設定する。図７（Ａ）は、Ｌ／Ｓを２μｍ／２μｍに設定した例、図７（Ｂ）は、Ｌ／Ｓを１０μｍ／１０μｍに設定した例を示す。
【００３３】
上部電極以外の構成要素のパラメータは図６で説明した条件を用いる。シミュレーションにおける物質の比誘電率は以下のとおりである。
【００３４】
空気  １
水  ８０
絶縁膜１２  ３．３
第１の感湿膜１４ａ（乾燥時すなわち０％のＲｈ想定時）  ３．０
第１の感湿膜１４ａ（多湿時すなわち１００％Ｒｈ想定時）  ３．３
図８は、比較例のセンサ構成における水付着の影響を説明する図である。図８（Ａ）に示すように、第２の感湿膜１４ｂを有しない比較例のセンサ上に水２９を付着させて、第１の感湿膜１４ａの乾燥時（湿度０％Ｒｈ）及び多湿時（湿度１００％Ｒｈ）の状態と比較する。
【００３５】
図８（Ｂ）は、比較例の構成で、Ｌ／Ｓ［μｍ／μｍ］を１／１、２／２、５／５、１０／１０と変化させたときの静電容量［ｐＦ］のシミュレーション結果を示す。図中、菱形マークでプロットされたラインＬは、第１の感湿膜１４ａの乾燥時（湿度０％Ｒｈ、比誘電率３．０）の静電容量の変化を表わす。四角マークでプロットされたラインＭは、第１の感湿膜１４ａの多湿時（湿度１００％Ｒｈ、比誘電率３．３）の静電容量の変化を表わす。三角マークでプロットされたラインＮは、図８（Ａ）のようにセンサ上に水が付着した状態（多湿状態＋水付着）での静電容量の変化を示す。
【００３６】
ラインＬとラインＭの、Ｌ／Ｓの変化に応じた静電容量のプロファイルはほぼ平行であり、電極領域と開口部の面積比を同一にした場合、Ｌ／Ｓが小さいほど感度が上がることがわかる。乾燥時（０％Ｒｈ）と多湿時（１００％Ｒｈ）の静電容量の差が、センサの計測可能な範囲（フルスケール）であり、図８（Ｃ）に示すように、静電容量値と相対湿度を、０％Ｒｈと１００Ｒｈの間でリニアな関係に近似することができる。
【００３７】
これに対し、センサ上に水が付着した状態では、Ｌ／Ｓの変化にかかわらず、異常に高い静電容量値を示す。近似式を用いて換算すると、図８（Ｃ）のように異常に高い相対湿度に換算され、誤った測定値が出力される。
【００３８】
図９は、実施例のセンサ構成における水付着の影響の防止効果を示す図である。図９（Ａ）に示すように、第２の感湿膜１４ｂが形成されたセンサ上に水２９を付着させて、図８と同様に、第１の感湿膜１４ａの乾燥時（湿度０％Ｒｈ）及び多湿時（湿度１００％Ｒｈ）の状態と比較する。
【００３９】
図９（Ｂ）は、実施例の構成で、Ｌ／Ｓ［μｍ／μｍ］を１／１、２／２、５／５、１０／１０と変化させたときの静電容量［ｐＦ］のシミュレーション結果を示す。図中、菱形マークでプロットされたラインＯは、第１の感湿膜１４ａの乾燥時（湿度０％Ｒｈ、比誘電率３．０）の静電容量の変化を表わす。四角マークでプロットされたラインＰは、第１の感湿膜１４ａの多湿時（湿度１００％Ｒｈ、比誘電率３．３）の静電容量の変化を表わす。三角マークでプロットされたラインＱは、図９（Ａ）のようにセンサ上に水が付着した状態（多湿状態＋水付着）での静電容量の変化を示す。
【００４０】
図９（Ｂ）において、ラインＯ、ラインＰ、及びラインＱの、Ｌ／Ｓの変化に応じた静電容量のプロファイルはほぼ平行である。電極領域と開口部の面積比を一定にした場合、Ｌ／Ｓが小さいほど感度が高くなる。図８と大きく異なり、センサ上に水が付着しても、静電容量が異常に高い値を示すことはなく、水が付着していない状態と同じプロファイルで静電容量が変化する。したがって、換算値が１００％Ｒｈを超えた場合は所定値を差し引く補正を行うことで、ほぼ正確な湿度測定値を得ることができる。
【００４１】
図１０は、実施例のセンサ構成の測定精度向上の効果を示す図である。ここで、ＦＳは大きい程、測定精度がよい。種々のＬ／Ｓについて、第２の感湿膜１４ｂが無い状態と、第２の感湿膜１４ｂの厚さを１μｍ、３μｍ、５μｍと変えた場合の測定精度を示す。縦軸の測定精度は、第２の感湿膜１４ｂなしで上部電極１５のＬ／Ｓ［μｍ／μｍ］が１０／１０のときのフルスケール（ＦＳ）を１としたときの上昇率で表される。図中、菱形マークでプロットされたラインＳは、Ｌ／Ｓが１μｍ／１μｍのときのＦＳ上昇率、四角マークでプロットされたラインＴは、Ｌ／Ｓが２μｍ／２μｍのときのＦＳ上昇率、三角マークでプロットされたラインＵはＬ／Ｓが５μｍ／５μｍのときのＦＳ上昇率、クロスマークでプロットされたラインＶは、Ｌ／Ｓが１０μｍ／１０μｍのときのＦＳ上昇率を表わす。
【００４２】
第２の感湿膜１４ｂが無い状態でも、上部電極のＬ／Ｓを最適化することで、測定精度をある程度向上できる。特に、Ｌ／Ｓを５μｍ／５μｍ以下とすることで、精度向上の効果が期待できる。しかし、第２の感湿膜１４ｂを設けない状態だと、図８に示したように水滴の付着により異常値が出力されるおそれがある。
【００４３】
第２の感湿膜１４ｂを配置することで、ＦＳは大幅に向上し、かつ異常な出力を防止して安定的に測定結果を出力することができる。Ｌ／Ｓ［μｍ／μｍ］が１／１〜１０／１０の範囲で、測定精度を上げることができる。この例で、Ｌ／Ｓが１／１は、開口１６の一辺の長さが、上部電極１５の一辺の長さの１／１００の構成に対応する。Ｌ／Ｓが１０／１０は、開口１６の一辺の長さが、上部電極１５の一辺の長さの１／１０の構成に対応する。
【００４４】
これらのシミュレーション結果から、上部電極１５上に第２の感湿膜１４ｂを配置し、上部電極のパターンを最適化することで、水付着によるセンサへの影響を低減して、安定した測定精度を実現できることがわかる。また、図５（Ｂ）のようなラダー型の上部電極１５Ｂを形成した場合も、開口１６Ｂの長手方向と直交する方向の幅を電極１５Ｂの同じ方向での一辺の長さの１／１００〜１／１０に設定することで、同様の効果が得られると推測される。
【００４５】
＜第２実施形態＞
第２実施形態では、センサ表面に、水滴が侵入しにくく、かつ付着した水滴を除去しやすい形状の撥水パターンを設けることで、任意のセンサ素子を水滴から保護する。
【００４６】
図１１は、第２実施形態のセンサ素子３０の構成例を示す。図１１（Ａ）は概略断面図、図１１（Ｂ）は上面図である。センサ素子３０は、基板２１上に絶縁膜２２を介して、下部電極２３、下部電極２３上の検知膜２４、検知膜２４上の上部電極２５、カバー膜２７、及び撥水膜３１がこの順に積層された積層構造体を有する。
【００４７】
絶縁膜２２は、基板２１としてシリコン（Ｓｉ）等の半導体基板が用いられる場合に、基板２１と下部電極２３の間に挿入される。酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、サファイア（Ａｌ2Ｏ3）等の絶縁性基板が用いられる場合は、絶縁膜２２を省略してもよい。下部電極２３は良導性の金属で形成され、一例として、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｔａ、これらの合金などを用いることができる。
【００４８】
検知膜２４は、センサ素子３０の検知対象によって異なる材料が用いられる。湿度センサの場合は、たとえばポリイミド、セルロース、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）などの高分子の感湿膜が用いられる。温度センサの場合は、熱膨張セラミクスや感温塗料などの感温膜が用いられる。ガスセンサの場合は、たとえば酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などを主成分とする多孔質の金属酸化物や、ハロゲン化合物などの感ガス材料膜が用いられる。
【００４９】
上部電極２５は所定のパターンを有し、検知膜２４の一部を露出する開口部２６を有する。カバー膜２７は必須ではないが、上部電極２５や検知膜２４を保護する観点から、センサ素子３０の積層体を覆って配置されてもよい。センサ素子３０が湿度センサである場合は、カバー膜２７として、たとえば水滴を通さず空気中の水分子だけを通す透湿膜を用いてもよい。透湿膜の材料は感湿膜と同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。上部電極２５と下部電極２３は、図示しない引き出し線（リード）によって、容量計、電流計等の計測器に接続されている。
【００５０】
撥水膜３１は、センサ素子３０の表面で一定の方向を向くパターンにパターニングされている。撥水膜３１自体は、たとえば５０ｎｍ〜２００ｎｍピッチの凹凸構造を有するベーマイト層にＣＦ3（トリフルオロメチル）基などの撥水性の基が結合した構造を有する。尚、本実施形態においては、撥水膜３１は、約１００ｎｍピッチの凹凸構造とした。ベーマイトは、ＡｌＯＯＨの組成で示されるアルミナ水和物である。ベーマイト層に替えて、５０ｎｍ〜２００ｎｍピッチの凹凸構造を有するＨｆＯ2、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＳｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＦ２、ＬａＦ３、ＳｉＯＮ等の酸化物、窒化物及び酸窒化物を用いてもよい。あるいは撥水膜３１として、フッ素化合物膜やシリコーン化合物など、撥水性の高い膜を用いてもよい。図１１（Ｂ）では、テーパ状の撥水膜３１は、下層の上部電極２５の端部の位置まで延びているが、上部電極２５の端部位置をさらに超えて、センサ素子３０のエッジ近傍まで延びていてもよい。
【００５１】
図１２は、撥水膜３１の断面模式図である。ベーマイト等の基材層に突起３２と窪み３３を形成することで、基材層の表面積を増大させ、表面に結合したＣＦ3基３４による撥水効果を高める。撥水膜３１の厚さ（ｔ）は、１０〜２００ｎｍである。厚さが１０ｎｍ未満になると、耐久性が不十分になるおそれがある。また、材料によっては所望の撥水性を得るための凹凸の形成が困難になる。厚さが２００ｎｍを超えると、最表面には凸凹構造は形成されるが、パターン作製のプロセスが困難になる。ピッチが５０ｎｍ〜２００ｎｍの凹凸は、膜厚１０ｎｍ〜２００ｎｍのアルミニウム薄膜を８０〜１００℃の温水中に１５〜６０分浸漬させることにより形成される。温水中に浸漬することで、アルミニウム表面の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）が水と化学的に反応してベーマイト層を形成するとともに熱水に溶解し、数十ｎｍの微細構造が形成される。このような凹凸構造により、撥水膜３１は水との接触角が１２０°以上の撥水性を示し、さらに好ましくは１３０°以上の接触角を有する。
【００５２】
第２実施形態の特徴として、撥水膜３１は、水を弾き、付着した水滴を除去しやすく、かつ検知対象となる成分を下層の検知膜２に滞りなく通すことのできるパターンにパターニングされている。具体的には、撥水膜３１は、下地層（たとえばカバー膜２７）を部分的に覆って、所定の方向性を持ったパターンにパターニングされている。パターニングは、たとえばフォトリソグラフィ法による露光と現像で、所望の形状のパターンを形成することができる。方向性を有するパターンとすることで、水滴を凝集させながら一定の方向に移動させて大きくなった水滴を外部に排出することが容易になる。更には、固形物質との接触面積が小さい為に付着力を弱めることができ、固形物質の自発的な離脱が容易になる。
【００５３】
図１１（Ｂ）の例では、撥水膜３１は一方向に延びてテーパ状に先細りしたパターンを有する。パターンの表面とテーパ形状を形成するエッジで水滴を弾き、テーパの中心軸が延びる方向に水滴を集めながら移動させて外部へ排出する。他方、空気中に含まれる検知対象の成分（特定のガス成分や水分子など）は、テーパとテーパの間からカバー膜２７と上部電極２５の開口部を通って、検知膜２４に吸着する。この構成により、水滴の影響を抑制して、センシングの精度を高く維持することができる。
【００５４】
図１３は、撥水膜３１の様々なパターンを示す。図１３（Ａ）は、図１１（Ｂ）と同様に、高さ方向に長い二等辺三角形を有するテーパ状のパターンである。図１３（Ｂ）は、一定方向を向く三角形が多数並べられた三角模様のパターンである。図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）のように、撥水膜一定方向を向く（異方性のある）パターンは、表面に付着した水滴を一定の方向に移動させやすい。
【００５５】
図１３（Ｃ）は、ストライプパターンである。このパターンは、ストライプの撥水膜３１の表面及びエッジで水滴を弾いて、ストライプが延びる方向に沿って水滴を集めて移動させることができる。図１３（Ｄ）は多角形または蜂の巣（ハニカム）状のパターンである。図１３（Ｅ）は、ジグザグパターンである。図１３（Ａ）〜図１３（Ｅ）のパターンの撥水効果を調べるために、図１３（Ａ）〜図１３（Ｅ）に対応する撥水パターンを有するサンプルを作製して撥水状態を観察した。
【００５６】
図１４は、撥水パターン確認用のサンプル４０の構成と噴霧条件を示す図である。サンプル４０は、シリコン基板４１と、シリコン基板４１上の感湿膜４４と、感湿膜４４上に形成された所定パターンを有する撥水膜３１を有する。
【００５７】
作製したサンプル４０を水平面に対して９０°の角度に保持し、スプレイ４５で水滴を噴霧する。すべてのパターンにおいて、噴霧距離ｄは１００ｍｍ±５０ｍｍ、噴霧回数は５回、水滴径は１００μｍ〜１０００μｍである。評価方法として、オリンパス株式会社製のデジタルカメラＴＧ−４の顕微鏡モードでの撮像を行った。
【００５８】
図１５は、各撥水パターンの諸元を示す図である。パターンＡ〜パターンＥは、図１３（Ａ）〜図１３（Ｅ）の形状に対応する。パターンＡとして、Ａ−１〜Ａ−４の４種類のテーパ状のパターンを形成する。Ａ−１〜Ａ−４のそれぞれは、高さ（ｈ）が８００μｍの二等辺三角形であり、撥水膜３１の各二等辺三角形の底辺のサイズａと、隣接する二等辺三角形の頂点間の距離（またはピッチ）ｂを異ならせている。
【００５９】
パターンＢとして、Ｂ−１〜Ｂ−５の５種類の三角模様のパターンを形成する。撥水膜３１の各三角形は、底辺と高さがともに"ａ"であり、Ｂ−１〜Ｂ−５で、"ａ"の値を異ならせる。各パターンで隣接する三角形の頂点間の距離（またはピッチ）ｂはａに設定されている（ａ＝ｂ）。
【００６０】
パターンＣとして、Ｃ−１〜Ｃ−４の４種類のストライプパターンを形成する。撥水膜３１のストライプの幅ａを固定（ａ＝３０μｍ）とし、ストライプ間の間隔ｂを異ならせる。パターンＤとしてＤ−１〜Ｄ−４の正六角形のパターンを形成する。撥水膜３１の正六角形の一辺の長さａと、隣接する正六角形との間の距離ｂをそれぞれ異ならせる。パターンＥとして、ジグザグパターンを１種類形成する。ジグザグの振れ幅ａを８４０μｍ、隣接するピーク間の間隔ｂを１２０μ、ジグザグの切れ込みｃを３４０μｍとする。
【００６１】
図１６は、図１５のパターンＡ−１の観察結果を示す。テーパ状の撥水膜３１のパターンＡ−１の近傍には水滴５０が少なく、パターンに沿って水滴５０が弾かれている様子がわかる。具体的には、水滴５０はテーパの頂点に向かって集合しながら移動している。テーパ状の撥水パターンの頂点側に排水溝等を設けることで、付着した水滴５０を効果的に排出することができる。さらに、テーパとテーパの間に露出する感湿膜４４上には水滴の付着が少なく、空気中の水蒸気（水分子）が感湿膜４４に吸着しやすいことがわかる。
【００６２】
図１７は、三角模様の撥水膜３１のパターンＢ−２と、パターンＢ−５の観察結果を示す。パターンＢ−２はパターンＢ−５よりも細かい三角形が繰り返し配置されている。パターンサイズが小さいＢ−２では、パターンサイズの大きいＢ−５と比較して撥水領域の面積割合が高く、全体的に水滴５０が付着しにくい。また、隣接する撥水膜３１の間の開口から水分子が十分に透過することができる。パターンＢ−５では、隣接する三角形の撥水膜３１の間の露出領域も広く、撥水膜３１で弾かれた水滴５０が、露出する感湿膜４４上にとどまっている。実施例では底辺と高さが等しい二等辺三角形のパターンを用いているが、正三角形のパターンにしたときも同様の結果が得られると推測される。ここから、三角模様の撥水パターンを用いる場合は、正三角形の一辺または二等辺三角形の底辺及び高さを２０μｍ〜１００μｍ、より好ましくは４０μｍ〜８０μｍの範囲とすることで良好な水滴防止及び除去効果が得られる。
【００６３】
図１８は、ストライプのパターンＣ−２の観察結果を示す。ストライプの撥水膜３１の幅が３０μｍ、ストライプ間の間隔が５０μｍである。ストライプのパターンに沿って水滴５０が弾かれているが、水滴５０のサイズが大きくなると、パターンを跨り、素子全体に水滴５０が付着するおそれがある。
【００６４】
図１９は、比較例として、撥水パターンを設けずに、感湿膜４４の全体を露出させたサンプルの観察画像を示す。感湿膜４４のみでは、水滴５０は全面にランダムに付着する。
【００６５】
図２０は、図１６〜図１９に基づく評価結果を示す。撥水膜３１のパターンＡ−１、Ｂ−２、Ｂ−５、Ｃ−２と、図１９の比較例について、デジタル顕微画像から耐水滴付着性を評価している。テーパ状のパターンＡ−１と細かい三角模様のパターンＢ−２は、水滴が付着しにくく良好な水滴防止効果と水滴除去効果を有する。粗い三角模様のパターンＢ−５とストライプのパターンＣ−２は、一部に水滴が付着するが、比較例と比べると、水滴防止効果と水滴除去効果が期待できる。
【００６６】
以上から、センサ素子の最表面に方向性を有する撥水パターンを配置することで、センサに水滴が付着しにくく、かつ付着した水滴をパターンに沿って移動させて除去しやすくなる。撥水パターンを設けることで、結露環境下でも測定精度を維持することができる。また、水滴付着性を低減することで、水垢等による汚染を防止する効果が得られ、耐久性が向上する。
【００６７】
なお、第１実施形態の湿度センサ１０及び／又は２０に、第２実施形態の撥水パターンを組み合わせてもよい。この場合は、湿度センサに対する水滴の影響をさらに抑制することができる。
【００６８】
＜第３実施形態＞
第３実施形態では、前述した湿度センサを含むセンサ装置の一例について説明する。本実施形態に係る湿度センサを含むセンサ装置は、湿度を検出したい種々の場所に設置して使用することができるが、例えばビニールハウス等の農業用等、結露が生じやすい場所や水滴が付着しやすい場所に設置して使用する場合に特に好適である。
【００６９】
図２１及び図２２は、センサ装置の一例を説明するための図である。図２１は、センサ装置の斜視図である。図２２（Ａ）は図２１のセンサ装置の上面を示し、図２２（Ｂ）は図２２（Ａ）における一点鎖線Ｂ−Ｂにおいて切断した断面を示し、図２２（Ｃ）は図２２（Ａ）における一点鎖線Ｃ−Ｃにおいて切断した断面を示している。
【００７０】
図２１及び図２２に示されるように、センサ装置１００は、基板１０１と、湿度センサ１０２と、樹脂１０３とを有する。
【００７１】
基板１０１は、湿度センサ１０２を搭載するものであり、例えばＰＣＢ（Printed Circuit Board）である。基板１０１には、１つの湿度センサ１０２が搭載されていてもよく、複数の湿度センサ１０２が搭載されていてもよい。もしくは、これらを複数個同時に内蔵する構成としても良い。また、基板１０１には湿度センサ１０２に加えて、例えば温度を検出する素子等の他の種類の検出素子、加熱用のヒータ、集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit）基板が搭載されていてもよい。なお、図２１及び図２２では、基板１０１の上に１つの湿度センサ１０２が搭載されている場合を示している。基板１０１の厚さは、例えば２００μｍとすることができる。
【００７２】
湿度センサ１０２は、基板１０１の上に搭載されており、シリコン基板１０４と、感湿部１０５とを含む。シリコン基板１０４の厚さは、例えば３００μｍとすることができる。感湿部１０５は、例えば湿度に応じて誘電率が変化する感湿膜が上部電極と下部電極とによって挟まれることにより形成されている。上部電極及び下部電極は、金ワイヤ１０６を用いたワイヤボンディングによって、それぞれ基板１０１に形成された電極と電気的に接続されている。また、上部電極及び下部電極は、例えばＴＡＢ（Tape Automated Bonding）やＦＣＢ（Flip Chip Bonding）によって、それぞれ基板１０１に形成された電極と電気的に接続されていてもよい。なお、図２１及び図２２では、感湿部１０５は、上面から見たときの形状が正方形であり、感湿部１０５を構成する感湿膜、上部電極及び下部電極並びに基板１０１に形成された電極の図示を省略している。
【００７３】
樹脂１０３は、湿度センサ１０２を覆うように形成されている。より具体的には、樹脂１０３は、基板１０１の上面、湿度センサ１０２の側面及び上面の一部を覆うように形成されている。樹脂１０３は、開口部１０７と、溝部１０８とを有する。樹脂１０３には、フィラーを一定濃度含んでも良い。
【００７４】
開口部１０７は、湿度センサ１０２の感湿部１０５を露出させる部位である。開口部１０７では、感湿部１０５の上面が露出しているので、開口部１０７において感湿膜が水分を吸脱着することにより、感湿膜の誘電率が変化する。そして、感湿膜の誘電率の変化、即ち、上部電極と下部電極との間の静電容量の変化を測定することで、センサ装置１００が取り付けられた場所における湿度を検出することができる。開口部１０７は、上面から見たときの形状が正方形である。開口部１０７の深さは、例えば５０μｍとすることができる。
【００７５】
溝部１０８は、開口部１０７と連通し樹脂１０３の外側面まで延在する部位である。溝部１０８の底面の高さは、湿度センサ１０２の感湿部１０５の上面の高さ以下である。これにより、露出した湿度センサ１０２の感湿部１０５の上面に水滴が溜まった場合であっても、感湿部１０５の上面に付着した水滴は開口部１０７から溝部１０８を介して樹脂１０３の外側面の方向へ排出される。このため、感湿部１０５の上面に付着した水滴を容易に排出することができる。溝部１０８は、上面から見たときの形状が長方形である。溝部１０８の深さは、例えば５０μｍとすることができる。尚、図２１に示すように開口部１０７及び溝部１０８は、垂直な側壁で囲われるように形成されているが、側壁を緩やかな傾斜面とすることで水滴の排出がより容易となり好ましい。
【００７６】
また、溝部１０８の底面は、湿度センサ１０２の感湿部１０５の上面よりも親水性が高いことが好ましい。これにより、溝部１０８の底面の親水性と感湿部１０５の上面の親水性とが同じである場合よりも、感湿部１０５の上面に付着した水滴が溝部１０８に移動しやすくなるので、感湿部１０５の上面に付着した水滴が樹脂１０３の外側面の方向へ排出されやすくなる。
【００７７】
（変形例１）
変形例１に係るセンサ装置について説明する。図２３は、変形例１に係るセンサ装置を説明するための図である。図２３（Ａ）はセンサ装置の上面を示し、図２３（Ｂ）は図２３（Ａ）における一点鎖線Ｂ−Ｂにおいて切断した断面を示している。
【００７８】
図２３に示されるように、変形例１に係るセンサ装置１１０においては、樹脂の上面に４つの溝部１１８Ａ、１１８Ｂ、１１８Ｃ、１１８Ｄが形成されている。
【００７９】
４つの溝部１１８Ａ、１１８Ｂ、１１８Ｃ、１１８Ｄは、それぞれ上面から見たときの形状が矩形であり、開口部１０７から樹脂１０３の各辺まで延在するように形成されている。また、溝部１１８Ａと溝部１１８Ｃとは開口部１０７を挟んで対向する位置に形成されており、溝部１１８Ｂと溝部１１８Ｄとは開口部１０７を挟んで対向する位置に形成されている。これにより、センサ装置１１０が設置される向きによらず、感湿部１０５の上面に付着した水滴を容易に排出することができる。
【００８０】
なお、その他の構成要素は、図２１及び図２２に示されたセンサ装置１００と同様であるので、その説明を省略する。
【００８１】
（変形例２）
変形例２に係るセンサ装置について説明する。図２４は、変形例２に係るセンサ装置を説明するための図である。図２４（Ａ）はセンサ装置の上面を示し、図２４（Ｂ）、図２４（Ｃ）及び図２４（Ｄ）は、それぞれ図２４（Ａ）における一点鎖線Ｂ−Ｂ、一点鎖線Ｃ−Ｃ及び一点鎖線Ｄ−Ｄにおいて切断した断面を示している。
【００８２】
図２４に示されるように、変形例２に係るセンサ装置１２０においては、樹脂１０３の上面に８つの溝部１２８Ａ、１２８Ｂ、１２８Ｃ、１２８Ｄ、１２８Ｅ、１２８Ｆ、１２８Ｇ、１２８Ｈが形成されている。
【００８３】
８つの溝部１２８Ａ、１２８Ｂ、１２８Ｃ、１２８Ｄ、１２８Ｅ、１２８Ｆ、１２８Ｇ、１２８Ｈは、それぞれ上面から見たときの形状が矩形であり、開口部１０７から樹脂１０３の各辺まで延在するように形成されている。また、溝部１２８Ａと溝部１２８Ｆ、溝部１２８Ｂと溝部１２８Ｅ、溝部１２８Ｃと溝部１２８Ｈ、及び溝部１２８Ｄと溝部１２８Ｇとは、それぞれ開口部１０７を挟んで対向する位置に形成されている。これにより、センサ装置１２０が設置される向きによらず、感湿部１０５の上面に付着した水滴を容易に排出することができる。
【００８４】
また、８つの溝部１２８Ａ、１２８Ｂ、１２８Ｃ、１２８Ｄ、１２８Ｅ、１２８Ｆ、１２８Ｇ、１２８Ｈの各々の幅は、図２１及び図２２に示されたセンサ装置１００の溝部１０８の幅よりも狭くなっている。これにより、感湿部１０５の上面に付着した小さい水滴を容易に排出することができる。
【００８５】
なお、その他の構成要素は、図２１及び図２２に示されたセンサ装置１００と同様であるので、その説明を省略する。
【００８６】
（変形例３）
変形例３に係るセンサ装置について説明する。図２５は、変形例３に係るセンサ装置を説明するための図である。図２５（Ａ）はセンサ装置の上面を示し、図２５（Ｂ）は、図２５（Ａ）における一点鎖線Ｂ−Ｂにおいて切断した断面を示している。
【００８７】
図２５に示されるように、変形例３に係るセンサ装置１３０においては、開口部１０７の側から樹脂１０３の外側面に向かって溝部１３８の底面の高さが低くなるように傾斜している。これにより、感湿部１０５の上面に付着した水滴が溝部１３８の底面を勢いよく移動するので、感湿部１０５の上面に付着した水滴を容易に排出することができる。
【００８８】
なお、その他の構成要素は、図２１及び図２２に示されたセンサ装置１００と同様であるので、その説明を省略する。
【００８９】
（変形例４）
変形例４に係るセンサ装置について説明する。図２６は、変形例４に係るセンサ装置を説明するための図である。図２６（Ａ）はセンサ装置の上面を示し、図２６（Ｂ）は図２６（Ａ）における一点鎖線Ｂ−Ｂにおいて切断した断面を示している。
【００９０】
図２６に示されるように、変形例４に係るセンサ装置１４０においては、開口部１０７の側から樹脂１０３の外側面に向かって溝部１４８の底面の高さが低くなるように２段階に傾斜している。即ち、溝部１４８は、開口部１０７と連通する第１の溝部１４８Ａと、第１の溝部１４８Ａと連通し樹脂１０３の外側面まで延在する第２の溝部１４８Ｂとを含む。第１の溝部１４８Ａは、第１の傾きを有する。第２の溝部１４８Ｂは、第１の傾きよりも大きい第２の傾きを有する。これにより、感湿部１０５の上面に付着した水滴が変形例３の場合よりも溝部１４８の底面を勢いよく移動するので、感湿部１０５の上面に付着した水滴を容易に排出することができる。
【００９１】
なお、その他の構成要素は、図２１及び図２２に示されたセンサ装置１００と同様であるので、その説明を省略する。
【００９２】
（変形例５）
変形例５に係るセンサ装置について説明する。図２７は、変形例５に係るセンサ装置を説明するための図である。図２７（Ａ）はセンサ装置の上面を示し、図２７（Ｂ）は図２７（Ａ）における一点鎖線Ｂ−Ｂにおいて切断した断面を示している。
【００９３】
図２７に示されるように、変形例５に係るセンサ装置１５０においては、上面から見たときの開口部１５７の形状が長方形である。
【００９４】
この場合、図２１及び図２２に示された上面から見たときの形状が正方形である開口部１０７を有するセンサ装置１５０と同様に、感湿部１０５の上面に付着した水滴は開口部１５７から溝部１０８を介して樹脂１０３の外側面の方向へ排出される。このため、感湿部１０５の上面に付着した水滴を容易に排出することができる。
【００９５】
なお、その他の構成要素は、図２１及び図２２に示されたセンサ装置１００と同様であるので、その説明を省略する。
【００９６】
（変形例６）
変形例６に係るセンサ装置について説明する。図２８は、変形例６に係るセンサ装置を説明するための図である。図２８（Ａ）はセンサ装置の上面を示し、図２８（Ｂ）は図２８（Ａ）における一点鎖線Ｂ−Ｂにおいて切断した断面を示している。
【００９７】
図２８に示されるように、変形例６に係るセンサ装置１６０においては、上面から見たときの開口部１６７の形状が円形である。
【００９８】
この場合、図２１及び図２２に示された上面から見たときの形状が正方形である開口部１０７を有するセンサ装置１００と同様に、感湿部１０５の上面に付着した水滴は開口部１６７から溝部１０８を介して樹脂１０３の外側面の方向へ排出される。このため、感湿部１０５の上面に付着した水滴を容易に排出することができる。
【００９９】
なお、その他の構成要素は、図２１及び図２２に示されたセンサ装置１００と同様であるので、その説明を省略する。
【０１００】
（変形例７）
変形例７に係るセンサ装置について説明する。図２９は、変形例７に係るセンサ装置を説明するための図である。図２９（Ａ）はセンサ装置の上面を示し、図２９（Ｂ）は図２９（Ａ）における一点鎖線Ｂ−Ｂにおいて切断した断面を示している。
【０１０１】
図２９に示されるように、変形例７に係るセンサ装置１７０においては、上面から見たときの開口部１７７の形状が楕円形である。
【０１０２】
この場合、図２１及び図２２に示された上面から見たときの形状が正方形である開口部１０７を有するセンサ装置１００と同様に、感湿部１０５の上面に付着した水滴は開口部１７７から溝部１０８を介して樹脂１０３の外側面の方向へ排出される。このため、感湿部１０５の上面に付着した水滴を容易に排出することができる。
【０１０３】
なお、その他の構成要素は、図２１及び図２２に示されたセンサ装置１００と同様であるので、その説明を省略する。
【０１０４】
（センサ装置の製造方法）
次に、湿度センサを含むセンサ装置の製造方法について、変形例３に係るセンサ装置１３０を製造する場合を例に挙げて説明する。
【０１０５】
まず、基板１０１の上に搭載された湿度センサ１０２の上面に、ポリイミド製テープ等の表面保護材を貼り付ける。このとき、湿度センサ１０２の感湿部１０５を覆うように表面保護材を貼り付ける。表面保護材を貼り付ける位置及び形状は、開口部１０７を形成する位置及び形状に応じて定めることができる。例えば、基板１０１の中央部分に正方形の開口部１０７を形成する場合、基板１０１の中央部分に正方形の表面保護材を貼り付ければよい。表面保護材の厚さは、形成する開口部１０７の深さを定めるものであり、例えば５０μｍとすることができる。
【０１０６】
続いて、基板１０１の上面、湿度センサ１０２の側面、湿度センサ１０２の上面及び表面保護材の上面を覆うように、樹脂１０３を用いてモールド成形を行うことにより、上面から見たときの形状が正方形であるセンサ装置１３０が形成される。
【０１０７】
続いて、研磨装置を用いて、成形された樹脂１０３の上面側から表面保護材が露出するまで樹脂１０３を研磨し、露出した表面保護材を剥がすことにより、樹脂１０３の上面に開口部１０７が形成される。
【０１０８】
続いて、樹脂１０３の上面側の一辺を面取り加工することにより、面取り形状が直線状であるＣ面取り形状の溝部１３８を形成する。
【０１０９】
以上の方法により、変形例３に係るセンサ装置１３０を製造することができる。なお、センサ装置の製造方法は、これに限定されるものではなく、種々の方法を使用することができる。例えば、開口部及び溝部を形成する位置に凸部を有する金型に、湿度センサが搭載された基板を入れて樹脂を充填することによって、センサ装置を製造することができる。
【０１１０】
以上、好ましい実施の形態について説明したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【０１１１】
上記の実施形態では、上面から見たときの感湿部１０５の形状が正方形である場合を例に挙げて説明したが、これに限定されず、例えば長方形、円形、楕円形であってもよい。
【符号の説明】
【０１１２】
１０Ａ、１０Ｂ、２０  湿度センサ
１１、２１  基板
１３、２３  下部電極
１４ａ  第１の感湿膜
１４ｂ  第２の感湿膜
１５、２５  上部電極
１６  開口
１７  保護膜
２４  検知膜
３０  センサ素子
３１  撥水膜
４４  感湿膜
１００  センサ装置
１０１  基板
１０２  湿度センサ
１０３  樹脂
１０４  シリコン基板
１０５  感湿部
１０６  金ワイヤ
１０７  開口部
１０８  溝部
【図１】
2018059716.tif 000003
【図２】
2018059716.tif 000004
【図３】
2018059716.tif 000005
【図４】
2018059716.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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