(57)【要約】【課題】  湿度センサ素子を十分に小型化できるとともに生産効率を十分に向上させることができる湿度センサ素子の製造方法を提供する。【解決手段】  本発明の湿度センサ素子の製造方法では、まず、集合基板１の一面１ａ上に、複数の検出電極部４を一列に配列し、複数の検出電極部４のそれぞれに一対の端子２を電気的に接続する。これにより、複数の検出電極部４からなる検出電極部群６が集合基板１の一面上に形成される。次に、集合基板１の一面上に、検出電極部群６を取り囲むように環状仕切り部５を形成する。次に、集合基板１の一面上であって環状仕切り部５の内側に、感湿膜形成溶液を用いて集合感湿膜９を形成する。次に、集合基板１及び集合感湿膜９を、検出電極部４を挟み且つ環状仕切り部５を横切る２本の切断線Ｌに沿って切断する。【選択図】  図３
2005283482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出電極部と、前記検出電極部上に設けられる感湿膜と、前記感湿膜の両側に分離して配置される一対の仕切り部と、前記検出電極部に接続され前記一対の仕切り部のうちの一方の仕切り部に対して前記検出電極部と反対側に設けられる一対の端子とを備える湿度センサ素子の製造方法であって、
複数の前記検出電極部を一列に配列してなり、前記複数の検出電極部のそれぞれに前記一対の端子が電気的に接続された検出電極部群が一面上に形成されている集合基板の前記一面上に、前記検出電極部群を取り囲むように環状仕切り部を形成する仕切り部形成工程と、
前記集合基板の前記一面上であって前記環状仕切り部の内側に、感湿膜形成溶液を用いて集合感湿膜を形成する集合感湿膜形成工程と、
前記集合基板及び前記集合感湿膜を、前記検出電極部を挟み且つ前記環状仕切り部を横切る２本の切断線に沿って切断することにより、前記湿度センサ素子を得る切断工程と、
を含む湿度センサ素子の製造方法。
【請求項２】
検出電極部と、前記検出電極部上に設けられる感湿膜と、前記感湿膜の片側に設けられる仕切り部と、前記検出電極部に接続され前記仕切り部に対して前記検出電極部と反対側に設けられる一対の端子とを備える湿度センサ素子の製造方法であって、
複数の前記検出電極部を２列に配列してなり且つ一方の列の前記検出電極部に接続される一対の端子と他方の列の前記検出電極部に接続される一対の端子とが互いに反対側に向けられた検出電極部群が一面上に形成されている集合基板の前記一面上に、前記検出電極部群を取り囲むように環状仕切り部を形成する仕切り部形成工程と、
前記集合基板の前記一面上であって前記環状仕切り部の内側に、感湿膜形成溶液を用いて集合感湿膜を形成する集合感湿膜形成工程と、
前記集合基板及び前記集合感湿膜を、前記環状仕切り部を横切る１本の切断線に沿って、前記２列に配列された検出電極部群を２つの分離検出電極部群に分離するように切断する第１切断工程と、
前記集合基板及び前記集合感湿膜を、前記分離検出電極部群における前記検出電極部を挟む２本の切断線に沿って切断することにより、前記湿度センサ素子を得る第２切断工程と、
を含む湿度センサ素子の製造方法。
【請求項３】
前記環状仕切り部が、前記感湿膜形成溶液に対して撥液性を有する材料から構成されている請求項１又は２に記載の湿度センサ素子の製造方法。
【請求項４】
前記感湿膜形成溶液に対して撥液性を有する材料がフッ素樹脂を含む請求項３に記載の湿度センサ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿度センサ素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
気体中の相対湿度の変化を電気抵抗の変化として湿度の値を測定する抵抗変化型湿度センサ素子が知られている。この抵抗変化型湿度センサ素子は一般に、絶縁基板と、絶縁基板の一面上に形成される一対の電極と、一対の電極上に設けられる感湿膜とを備えている。
【０００３】
このような抵抗変化型湿度センサ素子の製造方法として、従来、絶縁基板上の検出電極部の周囲に、端子が外側に配置されるように環状のダムを形成し、このダムの内側で絶縁基板上に感湿膜形成溶液を塗布することにより湿度センサ素子を作製する方法が知られており（例えば特許文献１参照）、この製法により、感湿膜について十分な膜厚が確保されている。
【特許文献１】特開２００２−２１４１８０号公報（図８）
【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、前述した特許文献１に記載の製造方法は、感湿膜の膜厚が十分に確保されるため、感湿膜の感度を向上させることができるものの、湿度センサ素子のより一層の小型化及び生産効率の一層の向上という観点からは、未だ改良の余地を有していた。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、湿度センサ素子を十分に小型化できるとともに生産効率を十分に向上させることができる湿度センサ素子の製造方法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】
上記課題を解決するため、本発明は、検出電極部と、検出電極部上に設けられる感湿膜と、感湿膜の両側に分離して配置される一対の仕切り部と、検出電極部に接続され一対の仕切り部のうちの一方の仕切り部に対して検出電極部と反対側に設けられる一対の端子とを備える湿度センサ素子の製造方法であって、複数の検出電極部を一列に配列してなり、複数の検出電極部のそれぞれに一対の端子が電気的に接続された検出電極部群が一面上に形成されている集合基板の一面上に、検出電極部群を取り囲むように環状仕切り部を形成する仕切り部形成工程（ａ）と、集合基板の一面上であって環状仕切り部の内側に、感湿膜形成溶液を用いて集合感湿膜を形成する集合感湿膜形成工程（ｂ）と、集合基板及び集合感湿膜を、検出電極部を挟み且つ環状仕切り部を横切る２本の切断線に沿って切断することにより、湿度センサ素子を得る切断工程（ｃ）とを含む湿度センサ素子の製造方法である。
【０００７】
この製造方法によれば、多数の湿度センサ素子を製造するために、環状仕切り部及び感湿膜の形成が１回の工程で済む。このため、多数の湿度センサ素子を製造する場合には、１つの湿度センサ素子ごとに環状仕切り部及び感湿膜の形成が行われる場合に比べて、湿度センサ素子の生産性を十分に向上させることができる。また、得られる湿度センサ素子においては、感湿膜の両側に一対の仕切り部が分離して設けられる。このため、感湿膜の周囲に環状仕切り部が設けられる湿度センサ素子に比べて、湿度センサ素子を十分に小型化することができる。
【０００８】
また本発明は、検出電極部と、検出電極部上に設けられる感湿膜と、感湿膜の片側に設けられる仕切り部と、検出電極部に接続され仕切り部に対して検出電極部と反対側に設けられる一対の端子とを備える湿度センサ素子の製造方法であって、複数の検出電極部を２列に配列してなり且つ一方の列の検出電極部に接続される一対の端子と他方の列の検出電極部に接続される一対の端子とが互いに反対側に向けられた検出電極部群が一面上に形成されている集合基板の一面上に、検出電極部群を取り囲むように環状仕切り部を形成する仕切り部形成工程（ｄ）と、集合基板の一面上であって環状仕切り部の内側に、感湿膜形成溶液を用いて集合感湿膜を形成する集合感湿膜形成工程（ｅ）と、集合基板及び集合感湿膜を、環状仕切り部を横切る１本の切断線に沿って、２列に配列された検出電極部群を２つの分離検出電極部群に分離するように切断する第１切断工程（ｆ）と、集合基板及び集合感湿膜を、分離検出電極部群における検出電極部を挟む２本の切断線に沿って切断することにより、湿度センサ素子を得る第２切断工程（ｇ）とを含む湿度センサ素子の製造方法である。
【０００９】
この製造方法によれば、多数の湿度センサ素子を製造するために、環状仕切り部及び感湿膜の形成が１回の工程で済む。このため、多数の湿度センサ素子を製造する場合には、１つの湿度センサ素子ごとに環状仕切り部及び感湿膜の形成が行われる場合に比べて、湿度センサ素子の生産性を十分に向上させることができる。また、得られる湿度センサ素子においては、感湿膜の片側にのみ仕切り部が設けられる。このため、感湿膜の周囲に環状の仕切り部が設けられる湿度センサ素子に比べて、湿度センサ素子を十分に小型化することができる。
【００１０】
上記製造方法においては、上記環状仕切り部が、感湿膜形成溶液に対して撥液性を有する材料から構成されていることが好ましい。この場合、感湿膜の膜厚を十分に大きくすることができる。
【００１１】
ここで、感湿膜形成溶液に対して撥液性を有する材料がフッ素樹脂を含むことが好ましい。この場合、当該材料としてフッ素樹脂以外のものが用いられる場合と比べて感湿膜の膜厚をより十分に大きくすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による湿度センサ素子の製造方法によれば、湿度センサ素子をより十分に小型化できるとともに生産効率をより十分に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面とともに本発明に係る湿度センサ素子の製造方法の実施形態について詳細に説明する。なお、全図面中、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
【００１４】
［第１実施形態］
（湿度センサ素子）
まず本発明に係る湿度センサ素子の製造方法の実施形態の説明に先立って、この製造方法により製造される湿度センサ素子について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の第１実施形態に係る湿度センサ素子の製造方法により得られる湿度センサ素子１００を模式的に示す平面図である。図２は、図１のII−II線に沿った概略断面図である。
【００１６】
図１に示すように、湿度センサ素子１００は絶縁基板１０１を有し、絶縁基板１０１の一面１０１ａ上には一対の櫛形電極３が設けられている。一対の櫛形電極３は、それぞれ抵抗変化の検出に寄与する検出部３ａと、抵抗変化の検出に寄与しない非検出部３ｂとで構成されている。一対の櫛形電極３の検出部３ａ同士は、一定のギャップＧを介して互いに噛み合うように対向配置されている。これら一対の検出部３ａは、後述する感湿膜１０９の抵抗変化を検出する検出電極部４として機能する。各櫛形電極３の端部、詳細には非検出部３ｂの端部には端子２が接続されている。従って、検出部３ａと端子２とは非検出部３ｂを介して電気的に接続されることとなる。検出電極部４上には、下地膜１０７が設けられており、この下地膜１０７上に感湿膜１０９が設けられている。
【００１７】
また絶縁基板１０１の一面１０１ａ上においては、感湿膜１０９の両側に一対の仕切り部１０５ａ、１０５ｂが分離して配置されている。一対の端子２は、仕切り部１０５ａに対して検出電極部４と反対側に設けられている。すなわち、この仕切り部１０５ａによって、端子２と検出電極部４とが仕切られている。また、絶縁基板１０１の一面１０１ａ上であって一対の仕切り部１０５ａ、１０５ｂの間には、仕切り部１０５ａ、１０５ｂの内側の面１０５ｃ、１０５ｄに接するように下地膜１０７が設けられている。下地膜１０７は、感湿膜１０９を絶縁基板１０１に強固に固定させ、絶縁基板１０１からの感湿膜１０９の剥離を十分に防止するためのものである。
【００１８】
（絶縁基板）
絶縁基板１０１としては、例えば、ガラス基板、アルミナ基板、石英基板、熱酸化シリコンからなる基板、プラスチック材料を主成分とする基板、水酸基を有する樹脂により被覆された金属基板等を用いることができる。これらのうち、プラスチック材料を主成分とする基板が好ましい。プラスチック材料を主成分とする基板を用いることにより、プラスチック材料以外の材料を主成分とする基板を用いる場合と比べて、湿度センサ素子の軽量化、及び耐衝撃性の向上を図ることができる。このプラスチック材料としては、湿度センサ素子の軽量化及び耐衝撃性の向上を図ることができ且つ耐熱温度が感湿膜１０９の熱処理温度以上であれば、公知の材料を用いることができ、例えば、ポリイミド、フッ素高分子、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができる。湿度センサ素子１００の感度を高めるためには、このプラスチック材料は、感湿膜１０９より吸湿性が低いことが好ましい。なお、機械的強度や絶縁特性の安定性を考慮した場合、絶縁基板１０１としては、アルミナ基板が好ましい。
【００１９】
（端子）
端子２は、絶縁基板１０１上に設けられた電極パッド１１と、電極パッド１１に対して電気的に接続されたリード線１３とを有している。電極パッド１１は、半田１５を介してリード線１３と電気的に接続されている。
【００２０】
なお、リード線１３は、本体部１３ａの途中から分岐する挟持部１３ｂを有しており、挟持部１３ｂと本体部１３ａの先端部１３ｃとによって絶縁基板１０１の縁及び電極パッド１１が挟まれており、これによりリード線１３が櫛形電極３に強固に固定されることになる。
【００２１】
電極パッド１１の構成材料としては、半田との相溶性のある材料が好ましい。かかる材料としては、例えば銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）−パラジウム（Ｐｄ）合金、銀（Ａｇ）−白金（Ｐｔ）等が挙げられる。より具体的には、電極パッド１１は、銀−白金でコーティングされた銅パッドからなる。
【００２２】
リード線１３の構成材料としては、例えば、リン青銅、銅等が挙げられる。
【００２３】
（櫛形電極）
一対の櫛形電極３は、例えば、金（Ａｕ）等の金属や酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）等の金属酸化物等により構成されている。なお、櫛形電極３は、必要に応じて、例えば、ガラスフリットを含有する低抵抗ペーストがスクリーン印刷された後に高温焼結された焼結体により構成される場合もある。特に、下地膜１０７との密着性を考慮すれば、例えば、櫛形電極３は、表面に水酸基を有する酸化ルテニウムにより構成されているのが好ましい。
【００２４】
（仕切り部）
仕切り部１０５ａ、１０５ｂは、感湿膜１０９を形成するための感湿膜形成溶液に対して撥液性を有する材料から構成されることが好ましい。感湿膜形成溶液に対して高い撥液性を有する材料としては、フッ素樹脂等が挙げられる。仕切り部１０５ａ、１０５ｂがフッ素樹脂から形成されていると、フッ素樹脂以外の材料から形成されている場合に比べて、感湿膜１０９の膜厚を大きくできるとともに、感湿膜１０９の膜厚の面内バラツキを低減できる。フッ素樹脂としては、例えばポリテトラフルオロエチレン、（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、パーフルオロエチレンプロペンコーポリマー（ＰＦＥＰ）、ポリテトラフルオロエチレン−パーフルオロジオキソールポリマー（ＴＦＥ／ＰＤＤ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）又はこれらの誘導体等が挙げられる。
【００２５】
（下地膜）
下地膜１０７は、例えば、シランカップリング剤（シラン化合物）により構成されている。このシランカップリング剤は、例えば、反応性の異なる２種類の官能基としてアルコキシシリル基と不飽和反応性基（例えばエチレン性不飽和反応性基）を含むアクリル系化合物である。より具体的には、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等が挙げられる。
【００２６】
（感湿膜）
感湿膜１０９を構成する材料は、気体中の水分量に応じて抵抗値が変化するものであれば特に制限されず、感湿材料の架橋物が用いられる。感湿材料は、例えば、シランカップリング剤と結合可能なイオン導電性高分子（導電性ポリマー）により構成される。このイオン導電性高分子は、例えば、反応基として不飽和反応性基（例えばエチレン性不飽和反応性基）を含むものであり、具体的には、化１に示したモノマー及び化２に示したモノマーのうちの少なくとも１種以上が共重合された共重合体により構成されている。
【００２７】
【化１】
2005283482.tif 000003
（式中、Ａ１は二価基を表す。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４はいずれもアルキル基を表し、互いに同一でもよいし異なってもよい。Ｙ１及びＹ２はいずれもエチレン性不飽和反応性基を末端に有する一価基を表し、互いに同一でもよいし異なってもよい。Ｒ１〜Ｒ４、Ｙ１、Ｙ２、Ａ１及びこれらの窒素原子（Ｎ）に近い側の一部のうちの任意の２つ以上は、窒素原子と共に環を形成してもよい。Ｘ１−及びＸ２−はいずれも陰イオンを表し、互い同一でもよいし異なってもよい。）
【００２８】
【化２】
2005283482.tif 000004
（式中、Ｂ１及びＤ１はいずれも二価基を表す。Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７及びＲ８はいずれもアルキル基を表し、互いに同一でもよいし異なってもよい。Ｙ３及びＹ４はいずれもエチレン性不飽和反応性基を末端に有する一価基を表し、互いに同一でもよいし異なってもよい。Ｒ５〜Ｒ８、Ｙ３、Ｂ１及びこれらの窒素原子（Ｎ）に近い側の一部のうちの任意の２つ以上、あるいはＲ７、Ｒ８、Ｙ４、Ｄ１及びこれらの窒素原子に近い側の一部のうちの任意の２つ以上は、窒素原子と共に環を形成してもよい。Ｘ３−及びＸ４−はいずれも陰イオンを表し、互いに同一でもよいし異なってもよい。ｎは２〜５０００である。）
【００２９】
化１として示したモノマーは、例えば、アミン化合物とジハロゲン化合物とが合成されたものである。アミン化合物としては、例えば、メタクリル酸ジメチルアミノエチルエステルやアクリル酸ジメチルアミノエチルエステル等が挙げられ、ジハロゲン化合物としては、例えば、１，３−ジクロロプロパンや１，３−ジブロモプロパン等が挙げられる。一方、化２として示したモノマーは、例えば、ジアミン化合物とジハロゲン化合物とが合成されて中間体が形成された後、その中間体と所定の化合物とが合成されたものである。ジアミン化合物としては、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，６−ヘキサンジアミン等が挙げられ、ジハロゲン化合物としては、例えば、１，３−ジクロロプロパンや１，１２−ジブロモドデカン等が挙げられ、所定の化合物としては、例えば、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド等が挙げられる。
【００３０】
（湿度センサ素子の製造方法）
次に、図１、図２、図３(Ａ)〜図３(Ｃ)、図４(Ａ)及び図４(Ｂ)を参照して、上述した湿度センサ素子１００の製造方法について説明する。図３(Ａ)〜図３(Ｃ)、図４(Ａ)及び図４(Ｂ)は、それぞれ湿度センサ素子１００の製造工程を示す概略図である。
【００３１】
（櫛形電極及び端子形成工程）
まず、図３(Ａ)に示されるように、構造体Ａを準備する。構造体Ａは、集合基板１の一面１ａ上に、一列に配列された複数の検出電極部４からなる検出電極部群６と、各検出電極部４に電気的に接続された一対の端子２と、検出電極部群６を取り囲む環状仕切り部５とが形成されたものである。
【００３２】
構造体Ａを製造するためにはまず集合基板１を用意する。集合基板１は、必要に応じて公知の方法により洗浄及び乾燥されてもよい。
【００３３】
続いて、集合基板１の一面１ａ上に、集合基板１の縁部に沿って、複数対の電極パッド１１を一列に配列して形成する。その後、各対の電極パッド１１に対して一対の櫛形電極３を接続する。これにより、複数対の櫛形電極３が、電極パッド１１と同様に一列に配列される。ここで、櫛形電極３は、例えば、ガラスフリットを含有する低抵抗ペーストをスクリーン印刷した後に高温焼結して得ることができる。こうして得られる一対の櫛形電極３はそれぞれ、感湿膜１０９の抵抗変化の検出に寄与する検出部３ａと、抵抗変化の検出に寄与しない非検出部３ｂとで構成される。これらの検出部３ａにより上述した検出電極部４が得られる。
【００３４】
続いて、電極パッド１１にリード線１３を取り付ける。その後、図３（Ａ）に示すように、半田１５によりリード線１３を電極パッド１１に固定する。なお、この後、必要に応じて、例えば半田フラックスを除去するためにリード線１３の周辺をアルコール洗浄してもよい。このようにして、櫛形電極３の検出部３ａに電気的に接続された端子２が形成され、検出電極部４に一対の端子２が電気的に接続されることになる。
【００３５】
（仕切り部形成工程）
次に、図３(Ａ)に示されるように、集合基板１の一面１ａ上に環状仕切り部５を形成する。環状仕切り部５は、検出電極部群６が内側に配置され複数対の端子２が外側に配置されるように検出電極部群６を取り囲む。このとき、環状仕切り部５の一部が検出部３ａと非検出部３ｂとの間を横切るようにする。こうして検出電極部群６と複数対の端子２とが環状仕切り部５によって仕切られることとなる。環状仕切り部５の形成は、例えばディスペンサ法を用いてフッ素樹脂を環状に塗布した後に乾燥させることで行うことができる。ディスペンサ法を用いると、検出電極部群６上にマスキング材等を塗布する必要がないので、可塑剤等の有機物が検出電極部群６上に残存することがない。このため、マスキング材等に起因する異物の混入を防止できると共に、かかる異物に起因する感湿膜１０９の剥離及び湿度センサ素子１００の特性劣化を十分に防止できる。こうして構造体Ａが得られる。
【００３６】
（水処理工程）
次に、図３(Ｂ)に示されるように、水槽ｂに収容された水ｗに、構造体Ａを浸漬させる。このとき、複数対の端子２が水ｗに浸漬しないようにすると好ましい。これにより集合基板１の一面１ａと水ｗとが接触する。また構造体Ａを水ｗに浸漬させている間は、必要に応じて超音波をかける。その後、構造体Ａを水ｗから引き上げて乾燥させる。
【００３７】
（集合下地膜形成工程）
次に、図３(Ｃ)に示されるように、集合基板１の一面１ａ上であって環状仕切り部５の内側に集合下地膜７を形成する。集合下地膜７は、環状仕切り部５の内側の面５ａに接するように形成する。集合下地膜７は、例えば下地膜形成用溶液を集合基板１上に塗布した後に乾燥することで形成することができる。この場合、集合下地膜７の厚さは環状仕切り部５に近づくにつれて厚くなる傾向にある。下地膜形成用溶液の塗布方法としては、浸漬法等を用いることができる。なお、こうして形成される集合下地膜７の厚さは、ＥＰＭＡ等を用いて解析することができる。
【００３８】
下地膜形成用溶液は、上述のシラン化合物を含む。この下地膜形成用溶液を用いて集合下地膜７を形成すると、集合基板１と集合下地膜７との接着性が向上する。
【００３９】
（集合感湿膜形成工程）
次に、図４(Ａ)に示されるように、集合下地膜７上であって環状仕切り部５の内側に集合感湿膜９を形成する。集合感湿膜９は、具体的には、集合感湿膜９を形成するための感湿膜形成溶液を環状仕切り部５の内側の集合下地膜７上に塗布した後に乾燥することで得ることができる。
【００４０】
塗布方法としてはディスペンス法が特に好ましい。その他には、例えば浸漬（ディッピング）法、刷毛塗り法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、スピナー塗布法、インクジェット法等種々の方法が使用でき、工程や製品の用途・種類等により選択すればよい。浸漬法は簡便な方法であるが、ディスペンス法に比べて塗布量の制御が困難となる傾向にある。ディスペンス法では、感湿膜形成溶液の滴下量の制御が可能であるので、塗布量の制御も容易である。
【００４１】
感湿膜形成溶液は、感湿材料と、これを溶解又は分散させる溶媒とを含む。感湿材料としては、イオン導電性高分子を用い、このイオン導電性高分子としては、例えば化１に示したモノマー及び化２に示したモノマーのうちの少なくとも１種以上が共重合された共重合体であって、化１中のＸ１−及びＸ２−又はこれらのいずれか一方が、臭化物イオン又は塩化物イオン等のハロゲン化物イオンであるものを用いる。
【００４２】
続いて、感湿膜形成溶液を乾燥させる。その後、感湿膜形成溶液中の感湿材料を架橋処理する。架橋処理は、具体的には、紫外線照射等によって行うことができる。これにより、図４（Ａ）に示すように、集合下地膜７上に集合感湿膜９が形成される。
【００４３】
このとき、集合下地膜７がシラン化合物を用いて形成されている場合には、シラン化合物を用いないで集合下地膜７を形成する場合に比べて、集合下地膜７と集合感湿膜９との接着性が向上する。またシラン化合物を用いて集合下地膜７を形成する場合には、上記水処理工程が行われると、水処理工程を行わない場合に比べて、集合基板１とシラン化合物を含む集合下地膜７との接着性をより十分に向上させることができる。このため、集合下地膜７の剥離に伴う集合感湿膜９の剥離を十分に防止できる。また感湿材料が架橋処理されているため、集合感湿膜９が気体中の水分によって溶出することが十分に防止される。なお、得られる集合感湿膜９の高さは通常、環状仕切り部５の高さより低くなる。
【００４４】
（切断工程）
次に、図４(Ｂ)に示されるように、切断線Ｌに沿って集合基板１、集合下地膜７及び集合感湿膜９を切断する。この切断線Ｌは、検出電極部４を挟み且つ環状仕切り部５を横切る線である。例えば、２本の切断線Ｌに沿って集合基板１、集合下地膜７及び集合感湿膜９を切断すると、図１及び図２に示される湿度センサ素子１００が得られる。このとき、集合基板１が絶縁基板１０１となり、集合下地膜７が下地膜１０７となり、集合感湿膜９が感湿膜１０９となる。切断は、レーザ光の照射等により行うことができる。切断をより簡便に行うためには、切断線Ｌの位置における集合基板１の裏面に予め溝を形成しておくことが好ましい。なお、切断は、２本の切断線Ｌに沿って同時に集合基板１を切断してもよいし、１本の切断線Ｌに沿って集合基板１を切断した後、もう一方の切断線Ｌに沿って集合基板１を切断するようにしてもよい。
【００４５】
上記湿度センサ素子１００の製造方法によれば、多数の湿度センサ素子を製造するために、環状仕切り部、下地膜及び感湿膜の形成が１回の工程で済む。このため、多数の湿度センサ素子を製造する場合には、１つの湿度センサ素子ごとに環状仕切り部、下地膜及び感湿膜の形成が行われる場合に比べて、湿度センサ素子１００の生産性を十分に向上させることができる。
【００４６】
また、得られる湿度センサ素子１００においては、感湿膜１０９の両側に一対の仕切り部１０５ａ、１０５ｂが分離して設けられる。このため、感湿膜１０９の周囲に環状の仕切り部が設けられる湿度センサ素子に比べて、湿度センサ素子１００を十分に小型化することができる。
【００４７】
更に、感湿膜形成溶液は、フッ素樹脂で構成される環状仕切り部５に対して撥液性を有する。このため、集合感湿膜９の厚さを十分に大きくすることができ、ひいては湿度センサ素子１００における感湿膜１０９の厚さを十分に大きくすることができる。また集合基板１上に感湿膜形成溶液を塗布するため、感湿膜１０９の膜厚の面内バラツキを十分に低減できる。
【００４８】
また、上記仕切り部形成工程では、検出電極部群６の両側に、検出電極部４が形成されていないダミー領域を形成するように環状仕切り部５を形成することが好ましい。これにより、集合感湿膜９の膜厚の面内バラツキをより少なくできる。
【００４９】
また、上記水処理工程を行うと、集合基板１とシラン化合物を含む集合下地膜７との接着性をより向上させることができる。このため、集合下地膜７の剥離に伴う集合感湿膜９の剥離を十分に防止でき、ひいては湿度センサ素子１００においても感湿膜１０９の絶縁基板１０１からの剥離を十分に防止することができる。
【００５０】
［第２実施形態］
（湿度センサ素子）
図５は、第２実施形態に係る湿度センサ素子の製造方法により得られる湿度センサ素子２００を模式的に示す平面図である。
【００５１】
図５に示すように、湿度センサ素子２００は絶縁基板２０１を有し、絶縁基板２０１の一面２０１ａ上には一対の櫛形電極３が設けられている。一対の櫛形電極３は、それぞれ抵抗変化の検出に寄与する検出部３ａと、抵抗変化の検出に寄与しない非検出部３ｂとで構成されている。一対の櫛形電極３の検出部３ａ同士は、一定のギャップＧを介して互いに噛み合うように対向配置されている。これら一対の検出部３ａは、後述する感湿膜２０９の抵抗変化を検出する検出電極部４として機能する。各櫛形電極３の端部、詳細には非検出部３ｂの端部には端子２が接続されている。従って、検出部３ａと端子２とは非検出部３ｂを介して電気的に接続されることとなる。検出電極部４上には、下地膜２０７が設けられており、この下地膜２０７上に感湿膜２０９が設けられている。
【００５２】
また絶縁基板２０１の一面２０１ａ上においては、感湿膜２０９の片側に仕切り部２０５が設けられている。一対の端子２は、仕切り部２０５に対して検出電極部４と反対側に設けられている。すなわち、この仕切り部２０５によって、端子２と検出電極部４とが仕切られている。また、絶縁基板２０１の一面２０１ａ上であって検出電極部４上には、仕切り部２０５の一方の側面２０５ａに接するように下地膜２０７が設けられている。下地膜２０７は、感湿膜２０９を絶縁基板２０１に強固に固定させ、絶縁基板２０１からの感湿膜２０９の剥離を十分に防止するためのものである。
【００５３】
（湿度センサ素子の製造方法）
次に、図５、図６(Ａ)、図６(Ｂ)、図７(Ａ)及び図７(Ｂ)を参照して、上記湿度センサ素子２００の製造方法について説明する。図６(Ａ)、図６(Ｂ)、図７(Ａ)及び図７(Ｂ)は、それぞれ湿度センサ素子２００の製造工程を示す概略図である。
【００５４】
（櫛形電極及び端子形成工程）
まず、図６(Ａ)に示されるように、構造体Ｂを準備する。構造体Ｂは、集合基板１の一面１ａ上に、２列に配列された検出電極部群６と、各検出電極部４に電気的に接続された一対の端子２と、検出電極部群６を取り囲む環状仕切り部５とが形成されたものである。ここで、検出電極部群６は、複数の検出電極部４から構成されている。
【００５５】
構造体Ｂを製造するためにはまず集合基板１を用意する。集合基板１の一面１ａは互いに平行な２つの縁部を有している。集合基板１は、必要に応じて公知の方法により洗浄及び乾燥されてもよい。
【００５６】
続いて、集合基板１の一面１ａ上に、集合基板１の２つの縁部のそれぞれに沿って、複数対の電極パッド１１を配列して形成する。こうして複数対の電極パッド１１が２列に配列して形成されることになる。その後、集合基板１の一面１ａ上に、各対の電極パッド１１に対して一対の櫛形電極３を接続する。これにより、複数対の櫛形電極３が、電極パッド１１と同様に２列に配列されることになる。ここで、櫛形電極３は、例えば、ガラスフリットを含有する低抵抗ペーストをスクリーン印刷した後に高温焼結して得ることができる。こうして得られる一対の櫛形電極３はそれぞれ、感湿膜２０９の抵抗変化の検出に寄与する検出部３ａと、抵抗変化の検出に寄与しない非検出部３ｂとで構成される。これらの検出部３ａにより上述した検出電極部４が構成される。
【００５７】
続いて、電極パッド１１にリード線１３を取り付ける。その後、図６（Ａ）に示すように、半田１５によりリード線１３の一端を電極パッド１１に固定する。このとき、リード線１３は、その他端が集合基板１の一面１ａから外側に突出するように電極パッド１１に固定する。こうして、櫛形電極３の検出部３ａに電気的に接続された端子２が形成され、検出電極部４に一対の端子２が電気的に接続されると共に、一方の列の検出電極部４に設けられる一対の端子２と他方の列の検出電極部４に設けられる一対の端子２とが、互いに反対側に向けられることとなる。なお、この後、必要に応じて、例えば半田フラックスを除去するためにリード線１３の周辺をアルコール洗浄してもよい。
【００５８】
（仕切り部形成工程）
次に、図６(Ａ)に示されるように、集合基板１の一面１ａ上に環状仕切り部５を形成する。環状仕切り部５は、検出電極部群６を取り囲むように、詳細には、２列の検出電極部群６が内側に配置され複数対の端子２が外側に配置されるように形成する。このとき、環状仕切り部５の一部が検出部３ａと非検出部３ｂとの間を横切るようにする。こうして検出電極部群６と複数対の端子２とが環状仕切り部５によって仕切られることとなる。環状仕切り部５の形成は、例えばディスペンサ法を用いてフッ素樹脂を環状に塗布した後に乾燥させることで行うことができる。ディスペンサ法を用いると、検出電極部群６上にマスキング材等を塗布する必要がないので、可塑剤等の有機物が検出電極部群６上に残存することがない。このため、マスキング材等に起因する異物の混入を防止できると共に、かかる異物に起因する感湿膜２０９の剥離及び湿度センサ素子２００の特性劣化を十分に防止できる。こうして図６（Ａ）に示す構造体Ｂが得られる。
【００５９】
（水処理工程）
次に、構造体Ｂを水中に浸漬させる。このとき、複数対の端子２が水に浸漬しないようにすると好ましい。これにより集合基板１の一面１ａと水とが接触する。また構造体Ｂを水に浸漬させている間は、必要に応じて超音波をかける。その後、構造体Ｂを水から引き上げて乾燥させる。
【００６０】
（集合下地膜形成工程）
次に、図６(Ｂ)に示されるように、集合基板１の一面１ａ上であって環状仕切り部５の内側に集合下地膜７を形成する。集合下地膜７は、環状仕切り部５の内側の面５ａに接するように形成する。集合下地膜７は、例えば下地膜形成用溶液を集合基板１上に塗布した後に乾燥することで形成することができる。この場合、集合下地膜７の厚さは環状仕切り部５に近づくにつれて厚くなる傾向にある。下地膜形成用溶液の塗布方法としては、浸漬法等を用いることができる。なお、こうして形成される集合下地膜７の厚さは、ＥＰＭＡ等を用いて解析することができる。
【００６１】
下地膜形成用溶液は、上述のシラン化合物を含む。この下地膜形成用溶液を用いて集合下地膜７を形成すると、集合基板１と集合下地膜７との接着性が向上する。
【００６２】
（集合感湿膜形成工程）
次に、図７(Ａ)に示されるように、集合下地膜７上であって環状仕切り部５の内側に集合感湿膜９を形成する。集合感湿膜９は、具体的には、集合感湿膜９を形成するための感湿膜形成溶液を環状仕切り部５の内側の集合下地膜７上に塗布した後に乾燥することで得ることができる。
【００６３】
塗布方法としてはディスペンス法が特に好ましい。その他には、例えば浸漬（ディッピング）法、刷毛塗り法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、スピナー塗布法、インクジェット法等種々の方法が使用でき、工程や製品の用途・種類等により選択すればよい。浸漬法は簡便な方法であるが、ディスペンス法に比べて塗布量の制御が困難となる傾向にある。ディスペンス法では、感湿膜形成溶液の滴下量の制御が可能であるので、塗布量の制御も容易である。
【００６４】
感湿膜形成溶液は、感湿材料と、これを溶解又は分散させる溶媒とを含む。感湿材料としては、イオン導電性高分子を用い、このイオン導電性高分子としては、例えば化１に示したモノマー及び化２に示したモノマーのうちの少なくとも１種以上が共重合された共重合体であって、化１及び化２中のＸ１−、Ｘ２−、Ｘ３−、Ｘ４−の少なくとも１つが、臭化物イオン又は塩化物イオン等であるものを用いる。
【００６５】
続いて、感湿膜形成溶液を乾燥させる。その後、感湿膜形成溶液中の感湿材料を架橋処理する。架橋処理は、具体的には、紫外線照射等によって行うことができる。これにより、図７（Ａ）に示すように、集合下地膜７上に集合感湿膜９が形成される。
【００６６】
このとき、集合下地膜７がシラン化合物を用いて形成されている場合には、シラン化合物を用いないで集合下地膜７を形成する場合に比べて、集合下地膜７と集合感湿膜９との接着性が向上する。またシラン化合物を用いて集合下地膜７を形成する場合には、上記水処理工程が行われると、水処理工程を行わない場合に比べて、集合基板１とシラン化合物を含む集合下地膜７との接着性をより十分に向上させることができる。このため、集合下地膜７の剥離に伴う集合感湿膜９の剥離を十分に防止できる。また感湿材料が架橋処理されているため、集合感湿膜９が気体中の水分によって溶出することが十分に防止される。なお、得られる集合感湿膜９の高さは通常、環状仕切り部５の高さより低くなる。
【００６７】
（第１切断工程）
次に、図７(Ｂ)に示されるように、環状仕切り部５を横切る１本の切断線Ｌ１に沿って集合基板１、集合下地膜７及び集合感湿膜９を切断する。これにより、２列に配列された検出電極部群６が２つの分離検出電極部群６ａに分離される。
【００６８】
（第２切断工程）
続いて、図７(Ｂ)に示されるように、切断線Ｌ２に沿って集合基板１、集合下地膜７及び集合感湿膜９を切断する。この切断線Ｌ２は、各々の分離検出電極部群６ａにおいて検出電極部４を挟み且つ環状仕切り部５を横切る線である。例えば、２本の切断線Ｌ２に沿って集合基板１、集合下地膜７及び集合感湿膜９を切断すると、図５に示される湿度センサ素子２００が得られる。このとき、集合基板１が絶縁基板２０１となり、集合下地膜７が下地膜２０７となり、集合感湿膜９が感湿膜２０９となる。
【００６９】
上記第１及び第２切断工程において、切断は、レーザ光の照射等により行うことができる。切断をより簡便に行うためには、切断線Ｌ１、Ｌ２の位置における集合基板１の裏面に予め溝を形成しておくことが好ましい。なお、切断は、まず切断線Ｌ２に沿って集合基板１を切断した後、切断線Ｌ１に沿って集合基板１を切断してもよいし、切断線Ｌ１、Ｌ２に沿って同時に集合基板１を切断してもよい。
【００７０】
上記湿度センサ素子２００の製造方法によれば、多数の湿度センサ素子を製造するために、環状仕切り部、下地膜及び感湿膜の形成が１回の工程で済む。このため、多数の湿度センサ素子を製造する場合には、１つの湿度センサ素子ごとに下地膜形成工程及び感湿膜形成工程が行われる場合に比べて、湿度センサ素子の生産性を十分に向上させることができる。
【００７１】
また、得られる湿度センサ素子２００においては、感湿膜２０９の片側にのみ仕切り部２０５が設けられる。このため、感湿膜の周囲に環状の仕切り部が設けられる湿度センサ素子に比べて、湿度センサ素子２００を十分に小型化することができる。
【００７２】
更に、感湿膜形成溶液は、フッ素樹脂で構成される環状仕切り部５に対して撥液性を有する。このため、集合感湿膜９の厚さを十分に大きくすることができ、ひいては湿度センサ素子２００における感湿膜２０９の厚さを十分に大きくすることができる。また集合基板１上に感湿膜形成溶液を塗布するため、感湿膜２０９の膜厚の面内バラツキを十分に低減できる。
【００７３】
また、上記仕切り部形成工程では、検出電極部群６の両側に、検出電極部４が形成されていないダミー領域を形成するように環状仕切り部５を形成することが好ましい。これにより、集合感湿膜９の膜厚の面内バラツキをより少なくできる。
【００７４】
また、上記水処理工程を行うと、集合基板１とシラン化合物を含む集合下地膜７との接着性をより向上させることができる。このため、集合下地膜７の剥離に伴う集合感湿膜９の剥離を十分に防止でき、ひいては湿度センサ素子２００においても感湿膜２０９の絶縁基板２０１からの剥離を十分に防止することができる。
【００７５】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されない。
【００７６】
例えば、上記各実施形態では、櫛形電極３を用いたが、電極の形状は櫛形に限られない。
【００７７】
また、上記各実施形態では、水処理工程及び下地膜形成工程を実施するとしたが、これらの処理を実施しないとしてもよい。
【００７８】
また、上記各実施形態では、抵抗変化型の湿度センサ素子について説明したが、本発明の湿度センサ素子の製造方法は、抵抗変化型のみならず容量変化型の湿度センサ素子にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る湿度センサ素子の製造方法により得られる湿度センサ素子を模式的に示す平面図である。
【図２】図１のII−II線に沿った概略断面図である。
【図３】図３(Ａ)〜図３(Ｃ)は、それぞれ湿度センサ素子の製造工程を示す概略図である。
【図４】図４(Ａ)及び図４(Ｂ)は、それぞれ湿度センサ素子の製造工程を示す概略図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る湿度センサ素子の製造方法により得られる湿度センサ素子を模式的に示す平面図である。
【図６】図６(Ａ)及び図６(Ｂ)は、それぞれ湿度センサ素子の製造工程を示す概略図である。
【図７】図７(Ａ)及び図７(Ｂ)は、それぞれ湿度センサ素子の製造工程を示す概略図である。
【符号の説明】
【００８０】
１…集合基板、１ａ…集合基板の一面、２…端子、４…検出電極部、５…環状仕切り部、６…検出電極部群、６ａ…分離検出電極部群、９…集合感湿膜、１００，２００…湿度センサ素子、１０５ａ，１０５ｂ，２０５ａ，２０５ｂ…仕切り部、１０９，２０９…感湿膜、Ｌ，Ｌ１，Ｌ２…切断線。
【図１】
2005283482.tif 000005
【図２】
2005283482.tif 000006
【図３】
2005283482.tif 000007
【図４】
2005283482.tif 000008
【図５】
2005283482.tif 000009
【図６】
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【図７】
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