(57)【要約】【課題】静電容量や、静電損出係数など感湿素子の特性に関する検査は、ガラスウエーハをダイシング行程で切り離した個別感湿素子を、パッケージ製品にした後に実施される場合が多い。前記検査で不良になった場合、手直しや修正が困難なことから不良となったパッケージ製品そのものを除却しなくてはならない。ウエーハダイシング行程後の個別感湿素子の段階で、静電容量や、静電損失係数を検査する技術、装置が望まれている。【解決手段】先端が針状の第１の金属線と、特定の値の表面積をもつ平面形状の金属製電極先端部を備えた第２の金属線から構成する静電容量式湿度センサ用容量検査プローブ。なお前記金属製電極先端部の平面の表面積と、感湿素子のキャパシタの表面積との間には、規定の面積比を持つ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板に、白金と、有機高分子と、湿度透過性クロムと、を積層するとともに有機高分子が露出した領域を有し、さらに前記湿度透過クロムの規定箇所の表面に白金電極を作成した静電容量式湿度センサの感湿度素子の静電容量を検査するプローブであって、
針状の第１の金属線と、平面形状の金属製電極を先端に備えた第２の金属線から構成することを特徴とする静電容量式湿度センサ用容量検査プローブ。
【請求項２】
請求項１の静電容量式湿度センサ用容量検査プローブにおいて、
前記第２の金属線の先端に備えた平面形状の金属製電極の表面積と、感湿素子のキャパシタの表面積との比を、特定の値にすることを特徴とする静電容量式湿度センサ用容量検査プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機高分子式湿度センサの製造工程において、湿度センサの静電容量を計測する検査プローブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機高分子湿度センサは、空調制御の入力装置として従来から使われている。前記有機高分子湿度センサの感湿素子は、互いに絶縁した一対の平面構造の伝導性薄膜電極の間に、有機高分子湿度を挟んだ構造を採用している。大気中の湿度が前記感湿素子の有機高分子の内部に入ることで前記感湿素子の誘電率が変化する。誘電率、または誘電率の変化を電子回路等で計測するとともに、計測値を工業変換して求めた値を、大気の湿度として前記有機高分子湿度センサの外部に出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許公報  第２８８１７１４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
先行文献１に記載している感湿素子は、有機高分子型湿度センサの構造を開示している。図２は、感湿素子Ｓ２の断面の模式図である。ガラス基板４に白金２−１と、有機高分子１と、湿度透過性クロム３−２と、を積層することで、感湿素子をキャパシタ構造にする。さらに前記湿度透過性クロム３−２の表面に白金電極２−２と、第１の白金線５−４と、を作成する。前記湿度透過性クロム３−２と、前記有機高分子１を物理的に除去して前記白金２−１を露出させた領域がＡ−２である。前記領域Ａ−２の前記白金２−１の表面に、第２の白金線５−３を作成する。大気中の水分を吸収した前記有機高分子１の静電容量は、前記白金線５−３、５−４間の容量を電気的に計測することで算出できる。
【０００５】
前記先行文献１の感湿素子は、適切な有機高分子を採用することで湿度感度の向上と、耐環境性を保持できる。
【０００６】
静電容量や、静電損出係数など感湿素子の特性に関する検査は、ガラスウエーハをダイシング行程で切り離した個別感湿素子をパッケージ製品にした後に実施される場合が多い。前記検査で不良になった場合、手直しや修正が困難なことから不良となったパッケージ製品そのものを除却しなくてはならない。ウエーハダイシング行程後の個別感湿素子の段階で、静電容量や、静電損失係数を検査する技術、装置が望まれている。
【０００７】
特許文献１は、感湿素子の特性を検査する技術を開示してない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
先端が針状の第１の金属線と、特定の値の表面積をもつ平面形状の金属製電極先端部を備えた第２の金属線から構成する静電容量式湿度センサ用容量検査プローブ。なお前記金属製電極先端部の平面の表面積と、感湿素子のキャパシタの表面積との間には、規定の面積比を持つことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
計測する感湿素子は、ガラスウエーハに白金と、有機高分子と、前記有機高分子の表面に湿度透過性クロムを積層するとともに、前記湿度透過性クロムの規定箇所に白金電極その１を形成する。さらに前記感湿素子は前記有機高分子の一部を露出させている。静電容量式湿度センサ用容量検査プローブは、先端が針状の第１の金属線と、平面形状の金属製電極先端部を持つ第２の金属線から構成する。前記第１の金属線と、前記平面形状の金属製電極先端部と、をそれぞれ、前記白金電極その１と、露出させた前記有機高分子と、に接触させて静電容量を計測するとともに、前記感湿素子の合否判定を行う。かかる作業を、ガラスウエーハから切り出した後の個別感湿素子の段階で検査を実行するとともに、不良の感湿素子を除くことで、前記不良の感湿素子をパッケージ製品にする恐れが少なくなることから生産歩留まりは改善する。また製造コストの低減が図れる。  
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の静電容量式湿度センサ用容量検査プローブと接触させた感湿素子の断面の模式図である。
【図２】従来技術の感湿素子の断面の模式図である。
【００１１】
本発明の実施の形態１.を、図１を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、感湿素子Ｓ１の断面図であるとともに、本発明の静電容量式湿度センサ用容量検査プローブを前記感湿素子Ｓ１に接触させて感湿素子の特性を検査する状態を示す模式図である。検査対象の静電容量式湿度センサの感湿素子Ｓ１は、ガラス基板４に、白金２−１と、有機高分子１と、湿度透過性クロム３−１と、を積層するととともに前記湿度透過クロム３−１の規定箇所の表面に白金電極２−２を作成する。前記ガラス基板４は、ガラスウエーハダイシング工程でガラスウエーハから切り離された個別感湿素子の土台となる。Ａ−１は、前記有機高分子１が露出した領域である。前記領域Ａ−１は、前記湿度透過性クロム３−１を、スパッタ技術を用いて有機高分子１に積層する時マスクすることで作成することを想定している。
【００１３】
本発明の静電容量式湿度センサ用容量検査プローブは、先端部が針状の第１の金属線５−１と、規定の値の表面積をもつ平面形状の金属製電極先端部２−３を備えた第２の金属線５−２と、から構成する。
【００１４】
前記感湿素子Ｓ１において、前記領域Ａ−１を除いた前記湿度透過性クロム３−１と、前記湿度透過性クロム３−１の真下に相当する前記白金２−１は、静電容量ＣＸの第１のキャパシタを構成する。また前記領域Ａ−１の有機高分子１の表面に接触させた前記平面形状の金属製電極先端部２−３と、前記平面形状の金属製電極先端部２−３の真下に相当する前記白金２−１は、静電容量ＣＥの第２のキャパシタを構成する。前記第１のキャパシタの静電容量ＣＸの値が実際に求めたい値である。
【００１５】
前記金属線５−１と５−２は電子回路（図示せず）に繋ぎ、静電容量ＣＴを計測する。前記静電容量ＣＴのキャパシタは、前記第１のキャパシタと、前記第２のキャパシタを直列に形成した合成キャパシタである。
【００１６】
前記第１キャパシタの静電容量ＣＸと、前記第２のキャパシタの静電容量ＣＥと、前記合成キャパシタの静電容量ＣＴの、合計３個の静電容量の間には下記の式（１）が成立する。
ＣＴ＝（ＣＸ×ＣＥ）/（ＣＸ＋ＣＥ）    式（１）
【００１７】
前記平面形状の金属製電極先端部２−３の表面積と、前記第１のキャパシタを構成する前記湿度透過性クロム３−１の表面積との比を、１/１０とすると、式（１）は、式（２）となる。
ＣＴ＝０．１ＣＸ/１．１    式（２）
さらに、前記式（２）を式（３）に変形することで、求めたい感湿素子の静電容量ＣＸの値は、測定した前記静電容量ＣＴの値から算出できる。
ＣＸ＝１．１ＣＴ/０．１    式（３）
【００１８】
計測した静電容量ＣＴの値から、前記式（３）に基づいて感湿素子の静電容量ＣＸの値を算出した時、算出した値が、規定値と異なる値になった感湿素子に対して、判断装置（図示せず）は不良感湿素子と判定するとともに、マーキング装置（図示せず）を介して特別マーク（図示せず）を印字する。かかる静電容量の検査と判定処理はガラスウエーハからダイシングして切り離した後の総ての個別感湿素子に対して行う。
【００１９】
静電容量測定と判定処理の終了後、画像処理装置（図示せず）により前記特別マークが付いた感湿素子だけを認識選別して、シリンダー（図示せず）やロボットハンド（図示せず）などで、排除する機構を備えることで、良品の感湿素子だけをパッケージ製品化することになる。かかる本発明の静電容量式湿度センサ用容量検査プローブを採用することで、パッケージ製品化前に、不良品を確実に選定、排除できることから湿度センサのパッケージ製品のイールド率は向上し、製造コストの低減が図れる。尚、前記画像処理装置、ではなく目視検査により前記特別マークが付いた感湿素子を作業員が取り除いてもかまわない。
【００２０】
尚、前記第２のキャパシタを構成する前記金属線５−２の平面形状の金属製電極先端部２−３の表面積と、前記第１のキャパシタを構成する前記湿度透過性クロム３−１の表面積との比を、１/１０の値と限らず、１/２０や１/１００など他の値であってもかまわない。
【００２１】
特定なインダクタンスと、感湿素子のキャパシタと、を電気的に共振させて、規定の共振周波数からの周波数変化を計測するとともに、前記周波数変化を演算処理により静電容量を算出する従来からの静電容量の計測方法を想定しているが、他の計測方法を採用してもかまわない。
【００２２】
本発明の静電容量式湿度センサ用容量検査プローブは、静電容量のみならず、静電容量計測用電子回路の動作を替えることで静電損失係数を求めることは可能である。
【００２３】
静電容量式湿度センサ用容量検査プローブの、前記針状の第１の金属線５−１と、前記平面形状の金属製電極先端部２−３と、さらに前記金属線５−２と、は導電性を持つ材質であれば何を使ってもよい。ただ高精度で静電容量、静電損失係数を計測するためには、材質に白金を採用するのが好ましい。
【符号の説明】
【００２４】
１                有機高分子
２−１            白金
２−２            白金電極
２−３            規定の値の表面積をもつ平面形状の金属製電極先端部
３−１、３−２    湿度透過性クロム
４                基盤ガラス
５−１            針状金属線
５−２            金属線
５−３、５−４    白金線
Ａ-１              湿度透過性クロムを剥離して有機高分子が露出した領域
Ａ-２              有機高分子を剥離して白金が露出した領域
ＣＸ、ＣＥ、ＣＴ    静電容量
Ｓ１、Ｓ２          感湿素子
【図１】
2016151551.tif 000003
【図２】
2016151551.tif 000004