(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１絶縁層を用意する工程、
互いに間隔を隔てて対向配置され、電気抵抗検知器に接続されるための１対の配線を、前記第１絶縁層の上に、複数形成する工程、
内側が開口される複数の堰部分である第２絶縁層を、前記第１絶縁層の上に、前記複数の１対の配線を部分的に開口するように、形成することにより、前記複数の堰部分内の前記１対の配線を１対の電極とする工程、および、
特定の物質の種類および／または量に応じて、膨潤する割合が変化する導電性層を、前記複数の堰部分内の前記第１絶縁層の上に、前記複数の堰部分のそれぞれに対応する前記１対の電極間にわたって、前記１対の電極と電気的に接続されるように、複数形成することによって、前記１対の電極と前記導電性層とを備える検知ユニットを互いに間隔を隔てて複数形成する工程を備え、
前記第２絶縁層を形成する工程では、絶縁材料および感光剤を含むワニスを、前記第１絶縁層および前記複数の１対の配線の上にキャスティングにより成膜して皮膜を形成し、前記皮膜をフォトマスクを介して露光し、その後、現像することにより、前記第２絶縁層を、前記複数の堰部分のそれぞれが複数の前記検知ユニットのそれぞれに対応して形成されるように、形成することを特徴とする、物質検知センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物質検知センサの製造方法、詳しくは、主としてガスの種類や量を検知するための物質検知センサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、気体や液体を検知する物質センサが種々の産業用途に用いられている。このような物質センサは、特定の気体や液体における定性分析や定量分析などに用いられている。
例えば、導電性物質を含むレジスタと、互いに間隔を隔てて配置され、レジスタを介して電気的に接続される第１および第２の導電性リードとを備えるセンサアレイを複数設けることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特表平１１−５０３２３１号公報（図４Ａ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかるに、特許文献１では、各センサアレイのレジスタに対応する導電性物質を含む溶液を、第１および第２の導電性リードと接触するようにそれぞれ塗布した後、乾燥することにより、各レジスタを形成している。
しかし、上記した溶液を第１および第２の導電性リードの上に単に塗布すれば、塗布された溶液が対応するセンサアレイのレジスタの形成部分から漏れ、さらには、そのセンサアレイと隣接するセンサアレイに流出して、その流出した溶液の導電性物質により、互いに隣接するセンサアレイのレジスタ間で短絡を生じるおそれがある。
【０００４】
また、上記のように塗布すれば、形成されたレジスタの厚みが不均一になるおそれがある。
これらの結果、物質を精度良く検知することができないという不具合がある。
本発明の目的は、導電性層の検知ユニットからの漏れを防止することができるとともに、導電性層が検知ユニットにおいて均一な厚みで形成されることにより、物質を優れた精度で検知することのできる、物質検知センサの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の物質検知センサの製造方法は、第１絶縁層を用意する工程、互いに間隔を隔てて対向配置され、電気抵抗検知器に接続されるための１対の配線を、前記第１絶縁層の上に、複数形成する工程、内側が開口される複数の堰部分である第２絶縁層を、前記第１絶縁層の上に、前記複数の１対の配線を部分的に開口するように、形成することにより、前記複数の堰部分内の前記１対の配線を１対の電極とする工程、および、特定の物質の種類および／または量に応じて、膨潤する割合が変化する導電性層を、前記複数の堰部分内の前記第１絶縁層の上に、前記複数の堰部分のそれぞれに対応する前記１対の電極間にわたって、前記１対の電極と電気的に接続されるように、複数形成することによって、前記１対の電極と前記導電性層とを備える検知ユニットを互いに間隔を隔てて複数形成する工程を備え、前記第２絶縁層を形成する工程では、絶縁材料および感光剤を含むワニスを、前記第１絶縁層および前記複数の１対の配線の上にキャスティングにより成膜して皮膜を形成し、前記皮膜をフォトマスクを介して露光し、その後、現像することにより、前記第２絶縁層を、前記複数の堰部分のそれぞれが複数の前記検知ユニットのそれぞれに対応して形成されるように、形成することを特徴としている。
【０００６】
本発明の物質検知センサの製造方法により得られる物質検知センサによれば、検知ユニットにおいて、特定の物質に応じて膨潤する割合が変化する導電性層の電気抵抗値を、電気抵抗検知器によって検知することによって、物質を確実に検知することができる。
しかも、本発明の物質検知センサの製造方法により得られる物質検知センサでは、堰部分が検知ユニットを仕切っているので、導電性層が堰部分内に充填される。そのため、導電性層が検知ユニットから漏れることを防止することができる。
【０００７】
さらには、導電性層が堰部分内に確実に充填されるので、検知ユニットにおける導電性層の厚みを均一にすることができる。
これらの結果、物質を優れた精度で検知することができる。
【０００８】
本発明の物質検知センサの製造方法により得られる物質検知センサによれば、配線を被覆する第２絶縁層が堰部分を兼ねるので、構成を簡略化することができる。
【０００９】
本発明の物質検知センサの製造方法により得られる物質検知センサによれば、検知ユニットが複数設けられるので、異なる種類の物質を優れた精度で検知することができる。
また、堰部分は、各検知ユニットに対応して設けられているので、各検知ユニットでは、導電性層の漏れが防止され、ひいては、隣接する検知ユニットの導電性層に起因する短絡を防止することができる。さらに、各検知ユニットにおける導電性層が堰部分内に確実に充填されて、導電性層の厚みを各検知ユニットにおいて均一にすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の物質検知センサの製造方法により得られる物質検知センサによれば、物質の検知を、確実、かつ、優れた精度で実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の物質検知センサの製造方法により得られる物質検知センサの一実施形態としてのガス検知センサの平面図、図２は、図１に示すガス検知センサの検知ユニットにおける拡大平面図、図３は、図２のＡ−Ａ線における断面図、図４は、図２に示すガス検知センサの製造方法を示す製造工程図を示す。なお、導体パターンの相対配置を明確に示すために、図１および図２においては、第１保護層１１および第２保護層１２を省略し、さらに、図１においては、導体パターン８を実線で示している。
【００１２】
図１において、このガス検知センサ１は、第１絶縁層としてのベース絶縁層２と、ベース絶縁層２の上に形成される導体パターン８と、ベース絶縁層２の上に、導体パターン８の一部を被覆するように形成される第２絶縁層としてのカバー絶縁層９とを備えている。
ベース絶縁層２は、例えば、長手方向（図１において紙面上下方向）に延びる平板形状のシート形状に形成されている。
【００１３】
導体パターン８は、ベース絶縁層２の表面において、長手方向において間隔を隔てて複数（１６個）設けられている。各導体パターン８は、１対の配線６を備える配線回路パターンとして形成されている。
各１対の配線６は、長手方向に互いに間隔を隔てて対向配置され、幅方向（長手方向に直交する方向）に沿って延びるように形成されている。１対の配線６は、図２に示すように、長手方向一方側に配置される第１配線６Ａと、長手方向他方側に配置される第２配線６Ｂとを備えている。また、１対の配線６は、その幅方向一方側端部に設けられる電気抵抗検知器１０と接続される。
【００１４】
また、導体パターン８には、図３に示すように、導体パターン８を被覆する第１保護層１１およびその第１保護層１１を被覆する第２保護層１２が形成されている。
第１保護層１１は、第１配線６Ａおよび第２配線６Ｂの表面（上面および側面）に直接形成されている。
第２保護層１２は、第１保護層１１の表面（上面および側面）に形成されている。
【００１５】
カバー絶縁層９は、図１および図２に示すように、ベース絶縁層２の表面において、１対の配線６を露出させる開口部１４が形成されるシート形状に形成されている。また、カバー絶縁層９は、図１に示すように、その周端縁がベース絶縁層２の周端縁と平面視において同一位置に形成されるように、形成されている。
開口部１４は、複数の導体パターン８（１対の配線６）に対応して複数（１６個）形成されている。各開口部１４は、長手方向に間隔を隔てて形成され、各導体パターン８の１対の配線６が露出するように、平面視略矩形状に形成されている。
【００１６】
そして、各開口部１４から露出する部分に検知ユニット３が設けられている。
すなわち、カバー絶縁層９では、図２および図３に示すように、その開口部１４の内側端縁が、各検知ユニット３を仕切る堰部分４を形成している。
これによって、検知ユニット３は、長手方向において互いに間隔を隔てて複数配置され、堰部分４は、各検知ユニット３に対応して複数設けられ、長手方向において互いに隣接する検知ユニット３の間を区画している。
【００１７】
各検知ユニット３は、ベース絶縁層２の上において、平面視略矩形状の領域として堰部分４により区画されている。また、各検知ユニット３は、１対（２つ）の電極５と導電性層７とを備えている。
すなわち、１対の電極５は、１対の配線６において、開口部１４から露出する部分とされている。また、１対の電極５において、第１配線６Ａに対応する電極５が第１電極５Ａとされ、第２配線６Ｂに対応する電極５が第２電極５Ｂとされている。
【００１８】
導電性層７は、ベース絶縁層２の上において、各開口部１４内に充填され、１対の電極５を被覆するように形成されている。そして、導電性層７は、堰部分４により仕切られることによって、検知ユニット３の外形形状を画成している。
より具体的には、導電性層７は、堰部分４の周側面と、第２保護層１２の表面と、第２保護層１２から露出するベース絶縁層２の上面とに接触するように、形成されている。これにより、導電性層７は、第１電極５Ａおよび第２電極５Ｂ間にわたって、第１電極５Ａおよび第２電極５Ｂと電気的に接続されている。
【００１９】
次に、このガス検知センサ１を製造する方法について、図４を参照して説明する。
まず、この方法では、図４（ａ）に示すように、ベース絶縁層２を用意する。
ベース絶縁層２を形成する絶縁材料としては、例えば、液晶ポリマー（ＬＣＰ；芳香族または脂肪族ジヒドロキシ化合物の重合体、芳香族または脂肪族ジカルボン酸の重合体、芳香族ヒドロキシカルボン酸の重合体、芳香族ジアミン、芳香族ヒドロキシアミンまたは芳香族アミノカルボン酸の重合体など）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルニトリル、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニリンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂などが用いられる。これら絶縁材料は、単独使用または併用することができる。
【００２０】
また、このような絶縁材料としては、好ましくは、吸水率、湿度膨張係数、熱膨張係数およびガス透過率が低い材料が用いられる。
好ましくは、液晶ポリマーまたはポリエチレンテレフタレートが用いられる。液晶ポリマーまたはポリエチレンテレフタレートは、吸水率やガス透過率（酸素透過率など）が低いため、雰囲気中の水蒸気の吸水によりベース絶縁層２が膨潤することを防止でき、また、ベース絶縁層２の下面からガスや水蒸気が透過して、導電性層７に影響を与えることを防止できる。従って、そのようなベース絶縁層２の膨潤に基づく誤検知や、ベース絶縁層２の透過の影響に基づく誤検知を、防止することができる。
【００２１】
ベース絶縁層２を用意するには、例えば、上記した絶縁材料のシートを準備する。また、図示しない剥離板の上に、絶縁材料のワニスをキャスティングにより成膜し、乾燥後、必要により硬化させることにより、用意することもできる。
なお、上記した絶縁材料のシートとしては、市販品を用いることができ、例えば、ベクスターシリーズ（液晶ポリマーシート、クラレ社製）、ＢＩＡＣシリーズ（液晶ポリマーシート、ジャパンゴアテックス社製）、ルミラーシリーズ（ポリエチレンテレフタレートシート、東レ社製）などが用いられる。
【００２２】
このようにして形成されるベース絶縁層２の厚みは、例えば、５〜１５０μｍ、好ましくは、１５〜７５μｍである。
次いで、この方法では、図４（ｂ）に示すように、導体パターン８を、ベース絶縁層２の上に、形成する。
導体パターン８を形成する材料としては、例えば、銅、ニッケル、金、錫、ロジウム、はんだ、またはこれらの合金などの導体材料が用いられ、好ましくは、導電性および加工性の観点から、銅が用いられる。
【００２３】
導体パターン８は、例えば、印刷法、アディティブ法、サブトラクティブ法などの公知のパターンニング法によって、上記した配線回路パターンとして形成する。
印刷法では、例えば、上記した材料の微粒子を含むペーストを、ベース絶縁層２の表面に、上記したパターンでスクリーン印刷した後、焼結する。これにより、導体パターン８を、ベース絶縁層２の表面に、直接形成する。
【００２４】
アディティブ法では、例えば、まず、ベース絶縁層２の表面に、図示しない導体薄膜（種膜）を形成する。導体薄膜は、スパッタリング、好ましくは、クロムスパッタリングおよび銅スパッタリングにより、クロム薄膜と銅薄膜とを順次積層する。
次いで、この導体薄膜の表面に、上記した導体パターンと逆パターンでめっきレジストを形成した後、めっきレジストから露出する導体薄膜の表面に、電解めっきにより、導体パターン８を形成する。その後、めっきレジストおよびそのめっきレジストが積層されていた部分の導体薄膜を除去する。
【００２５】
サブトラクティブ法では、例えば、まず、ベース絶縁層２の表面に、上記した導体材料からなる導体層が予め積層されている２層基材（銅箔２層基材など）を用意し、その導体層の上に、ドライフィルムレジストを積層した後、露光および現像し、上記した導体パターン８と同一のパターンのエッチングレジストを形成する。その後、エッチングレジストから露出する導体層を化学エッチング（ウェットエッチング）した後、エッチングレジストを除去することにより、導体パターン８を形成する。なお、２層基材の用意において、必要により、ベース絶縁層２と導体層との間に、公知の接着剤層を介在させることもできる。
【００２６】
なお、上記したサブトラクティブ法による導体パターン８の形成において、銅箔２層基材としては、市販品を用いることができ、例えば、液晶ポリマーからなるベース絶縁層２の表面に、銅からなら導体層が予め積層されている液晶ポリマー銅張積層板（ＥＳＰＡＮＥＸ  Ｌシリーズ、片面品、標準タイプ／Ｐタイプ、新日鐵化学社製）が用いられる。
これらのパターンニング法において、好ましくは、印刷法が用いられる。この方法によれば、導体パターン８を、ベース絶縁層２の表面に、確実に直接形成できるので、特定のガスの検知を、精度よく実施することができる。
【００２７】
このようにして形成される導体パターン８の厚みは、例えば、３〜５０μｍ、好ましくは、５〜２０μｍである。また、各配線６の長さ（幅方向長さ）は、同一または相異なっていてもよく、例えば、５〜１００ｍｍ、好ましくは、１０〜５０ｍｍである。各配線６（電極５）の幅（電極５の長手方向長さ）は、例えば、１０〜５００μｍ、好ましくは、２０〜３００μｍである。また、各配線６（電極５）間の間隔は、例えば、２０〜２０００μｍ、好ましくは、１００〜１５００μｍである。
【００２８】
次いで、この方法では、図４（ｃ）に示すように、第１保護層１１を、導体パターン８を被覆するように、形成する。
第１保護層１１を形成する材料としては、例えば、錫などの金属材料が用いられる。また、錫と銅との錫合金などの合金材料などが用いられる。第１保護層１１を、錫層または錫合金層として形成すれば、検知する特定のガスが酸性ガスであって、次に述べる第２保護層１２にピンホールが形成されても、耐腐食性に優れる錫層または錫合金層により、導体パターン８の腐食を防止することができる。
【００２９】
この第１保護層１１は、例えば、スパッタリング、例えば、無電解めっきや電解めっきなどのめっきなど、公知の薄膜形成法によって、導体パターン８を被覆するように形成される。
このようにして形成される第１保護層１１の厚みは、例えば、０．２〜２μｍ、好ましくは、０．５〜１．５μｍである。
【００３０】
次いで、この方法では、図４（ｄ）に示すように、第２保護層１２を、第１保護層１１を被覆するように、形成する。
第２保護層１２を形成する材料としては、例えば、金などの金属材料が用いられる。第２保護層１２を、金層として形成すれば、検知する特定のガスが酸性ガスであっても、この金層により、導体パターン８の腐食を確実に防止することができる。
【００３１】
この第２保護層１２は、例えば、スパッタリング、例えば、無電解めっきや電解めっきなどのめっきなど、公知の薄膜形成法によって、第１保護層１１を被覆するように形成される。
このようにして形成される第２保護層１２の厚みは、例えば、０．０５〜３μｍ、好ましくは、０．５〜１．５μｍである。
【００３２】
次いで、この方法では、図４（ｅ）に示すように、カバー絶縁層９を、開口部１４が形成される上記したパターンで形成する。
カバー絶縁層９を形成する絶縁材料としては、例えば、ベース絶縁層２の絶縁材料と同様のものが挙げられる。
カバー絶縁層９を形成するには、例えば、絶縁材料のワニスを、ベース絶縁層２および第２保護層１２の上に、キャスティングにより成膜し、乾燥後、必要により硬化させた後、エッチングなどにより、上記したパターンに形成する。
【００３３】
また、上記した絶縁材料のワニスに感光剤を含有させて、フォト加工により、上記したパターンでカバー絶縁層９を形成することもできる。フォト加工によりカバー絶縁層９を形成するには、絶縁材料および感光剤を含むワニスを、ベース絶縁層２および第２保護層１２の上に、キャスティングにより成膜して、乾燥させることにより、カバー皮膜を形成する。その後、カバー皮膜を、フォトマスクを介して、露光後、現像して、上記したパターンに加工して、必要により硬化させることにより、カバー絶縁層９を形成する。
【００３４】
さらに、上記したパターンに予め形成した絶縁材料のシートを、公知の接着剤を介して、ベース絶縁層２および第２保護層１２の上に積層することもできる。
このようにして形成されるカバー絶縁層９の厚みは、例えば、５〜５０μｍ、好ましくは、８〜２５μｍである。
また、カバー絶縁層９の開口部１４の大きさは、検知ユニット３の形状に応じて、適宜選択されるが、例えば、幅方向長さが、１〜５０ｍｍ、好ましくは、５〜２０ｍｍであり、長手方向長さが、１〜５０ｍｍ、好ましくは、５〜２０ｍｍである。また、互いに隣接する検知ユニット３間におけるカバー絶縁層９の幅（長手方向長さ）は、例えば、０．１〜５．０ｍｍ、好ましくは、０．３〜１．０ｍｍである。
【００３５】
次いで、この方法では、図４（ｆ）に示すように、導電性層７を、カバー絶縁層９の開口部１４内のベース絶縁層２の上に、第２保護層１２を被覆するように、形成する。
導電性層７は、導電性材料から形成され、この導電性材料は、特定のガスの種類や量（濃度）に応じて、膨潤する割合が変化する材料であって、例えば、導電性物質と非導電性物質との混合物から形成される。
【００３６】
導電性物質としては、例えば、有機導電体、無機導電体、または、有機／無機の混合導電体などが用いられる。
有機導電体としては、例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアセチレンなどの導電性ポリマー、例えば、カーボンブラック、グラファイト、コークス、Ｃ60などの炭素質物質、例えば、テトラメチルパラフェニレンジアミンクロラニル、テトラシアノキノリノジメタン−アルカリ金属錯体、テトラチオフルバレン−ハロゲン錯体などの電荷移動錯体などが用いられる。
【００３７】
無機導電体としては、例えば、銀、金、銅、白金などの金属、例えば、金銅合金などの、上記した金属の合金、例えば、ケイ素、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、インジウムリン（ＩｎＰ）、硫化モリブデン（ＭｏＳ2）、酸化チタン（ＴｉＯ2）などの高ドーピング半導体、例えば、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化錫（ＳｎＯ2）、酸化白金ナトリウム（ＮａｘＰｔ3Ｏ4）などの導電性金属酸化物、例えば、ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7、Ｔｌ2Ｂａ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10などの超導電体などが用いられる。
【００３８】
有機／無機の混合導電体としては、例えば、テトラシアノ−白金錯体、イリジウム−ハロカルボニル錯体、積層大環状錯体などが用いられる。
これら導電性物質は、単独使用または併用することができる。
非導電性物質としては、例えば、主鎖炭素ポリマー、主鎖非環式複素原子ポリマー、主鎖複素環式ポリマーなどの非導電性有機ポリマーが用いられる。
【００３９】
主鎖炭素ポリマーとしては、例えば、ポリジエン、ポリアルケン、ポリアクリル、ポリメタクリル、ポリビニルエーテル、ポリビニルチオエーテル、ポリビニルアルコール、ポリビニルケトン、ポリビニルハライド、ポリビニルニトリル、ポリビニルエステル、ポリスチレン、ポリ（α−メチルスチレン）、ポリアリーレン、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニルなどが用いられる。
【００４０】
主鎖非環式複素原子ポリマーとしては、例えば、ポリオキシド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアンハイドライド、ポリウレタン、ポリスルホネート、ポリシロキサン、ポリスルフィド、ポリチオエステル、ポリスルホン、ポリスルホンアミド、ポリアミド、ポリユリア、ポリホスファゼン、ポリシラン、ポリシラザンなどが用いられる。
主鎖複素環式ポリマーとしては、例えば、ポリ（フランテトラカルボン酸ジイミド）、ポリベンズオキサゾール、ポリオキサジアゾール、ポリベンゾチアジノフェノチアジン、ポリベンゾチアゾール、ポリピラジノキノキサリン、ポリピロメリトイミド（ｐｏｌｙｐｉｒｏｍｅｎｉｔｉｍｉｄｅｓ）、ポリキノキサリン、ポリベンズイミダゾール、ポリオキシンドール、ポリオキソイソインドリン、ポリジオキソイソインドリン、ポリトリアジン、ポリピリダジン、ポリピペラジン、ポリピリジン、ポリピペリジン、ポリトリアゾール、ポリピラゾール、ポリピロリジン、ポリカルボラン、ポリオキサビシクロノナン、ポリジベンゾフラン、ポリフタライド、ポリアセタール、ポリビニルピロリドン、ポリビスフェノール、または、その他の炭化水素などが用いられる。
【００４１】
これら非導電性物質は、単独使用または併用することができる。
導電性層７を形成するには、例えば、溶液キャスティング、懸濁液キャスティング、機械的混合などの公知の方法が用いられる。
溶液キャスティングでは、例えば、導電性物質および非導電性物質（またはこれらの前駆物質）と、溶媒とを配合して溶解させ、得られた溶液を、スピン、スプレー、ディップ、ドロップなどの公知のコーティング法により、塗布する。その後、溶媒を蒸発させることにより、導電性層７を形成することができる。
【００４２】
溶媒としては、導電性物質および非導電性物質（またはこれらの前駆物質）を溶解できればよく、例えば、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、アセトニトリルなどの非水系溶媒が用いられる。
また、溶液には、必要により、触媒などの公知の添加剤を添加することができる。
懸濁液キャスティングでは、導電性物質における少なくとも１つの成分を、分散媒に懸濁させ、これ以外の成分を溶解させて、得られた懸濁液を、上記と同様の公知のコーティング法により、塗布する。その後、分散媒を蒸発させることにより、導電性層７を形成することができる。
【００４３】
また、懸濁液キャスティングにおける懸濁液には、必要により、上記と同様の添加剤を添加することができる。
分散媒としては、導電性物質における少なくとも１つの成分、例えば、導電性物質を分散できればよく、上記した溶媒と同様の非水系溶媒（非水系分散媒）や、水などが用いられる。
【００４４】
また、懸濁液の調製では、例えば、強制攪拌機や超音波攪拌機などの公知の攪拌機により、導電性物質を分散媒中に懸濁させる。
なお、上記した溶液キャスティングや懸濁液キャスティングによる塗布において、例えば、導電性物質の前駆物質を用いる場合には、溶液（または懸濁液）の塗布または溶媒（または分散媒）の蒸発とともに、前駆物質（モノマー）が反応（重合）されて、導電性物質が生成される。より具体的には、例えば、前駆物質としてピロールを用いる場合には、ＴＨＦ、ピロールおよびリンモリブデン酸（触媒）を含有する溶液を塗布したとき、または、塗布後における、ＴＨＦが蒸発されたとき、ピロールが酸化されて重合され、ポリピロールが生成される。
【００４５】
上記した溶液キャスティングにおける溶液の調製や、懸濁液キャスティングにおける懸濁液の調製において、各成分の配合割合は、非導電性物質１００重量部に対して、導電性物質が、例えば、１０〜５０重量部、好ましくは、２０〜３５重量部、溶媒または分散媒が、例えば、２００〜２０００重量部、好ましくは、５００〜１０００重量部である。
機械的混合では、導電性物質および非導電性物質と、必要により添加される上記した添加剤とを配合して、ボールミルなどの公知の混合機などによって、物理的に混合する。また、機械的混合において、非導電性物質が、熱可塑性を有している場合には、上記した成分の混合物を加熱して、非導電性物質を溶融または軟化させながら、効率的に混合することもできる。
【００４６】
上記した機械混合において、各成分の配合割合は、非導電性物質１００重量部に対して、導電性物質が、例えば、１０〜５０重量部、好ましくは、２０〜３５重量部である。
また、形成された導電性層７には、必要により、ドーピング処理（例えば、ヨウ素への暴露処理）することにより、導電性を付与することもできる。
導電性層７の厚みは、例えば、０．０１〜５０μｍ、好ましくは、０．１〜２０μｍ、さらに好ましくは、０．２〜１０μｍである。
【００４７】
これにより、検知ユニット３を形成することができる。
このようにして形成される各検知ユニット３における導電性層７では、第１電極５Ａおよび第２電極５Ｂ間において、導電性物質により形成される電気経路（パス）が、非導電性物質により形成されるギャップにより、電気的な障害となる。この非導電性物質のギャップにより、第１電極５Ａおよび第２電極５Ｂ間に、所定の電気抵抗が付与され、後述する特定のガスの吸収や吸着に基づく導電性層７の膨潤によって、上記した所定の電気抵抗が変化する。
【００４８】
なお、各検知ユニット３において、導電性層７の種類は、同一または相異なっていてもよい。
また、このガス検知センサ１は、ベース絶縁層２と導体パターン８とカバー絶縁層９とを備えていることから、配線回路基板として形成されている。
その後、図１および図２に示すように、各１対の配線６を各電気抵抗検知器１０に接続する。これにより、ガス検知センサ１を製造することができる。
【００４９】
次に、このガス検知センサ１を用いて、特定のガスを検知する方法について説明する。
まず、この方法では、ガス検知センサ１を、特定のガスを検知したい場所に配置する。
ガス検知センサ１によって検知される特定のガスは、特に限定されず、例えば、アルカン、アルケン、アルキン、アレン、アルコール、エーテル、ケトン、アルデヒド、カルボニル、カルバニオンなどの有機物質、上記した有機物質の誘導体（例えば、ハロゲン化誘導体など）、糖などの生化学分子、イソプレンおよびイソプレノイド、脂肪酸および脂肪酸の誘導体などの化学物質が挙げられる。
【００５０】
その後、この方法では、各電気抵抗検知器１０によって、各検知ユニット３における第１電極５Ａおよび第２電極５Ｂ間の電気抵抗を検知する。より具体的には、特定のガスが、導電性層（導電性材料）７の非導電性物質と接触したときに、この非導電性物質が、特定のガスを吸収または吸着して、特定のガスの種類および／または量（濃度）に応じて、膨潤する。そうすると、この導電性層７も膨潤し、これによって、導電性層７の、第１電極５Ａおよび第２電極５Ｂ間における電気抵抗値が変化する。そして、この電気抵抗値の変化を、各電気抵抗検知器１０によって、検知する。
【００５１】
そして、検知された電気抵抗値の変化から、所定のライブラリを有する図示しないコンピュータの解析によって、特定のガスの種類および／または量（濃度）について、定性分析および／または定量分析される。
なお、このような電気抵抗値の変化の解析および分析については、特表平１１−５０３２３１号公報や米国特許５５７１４０１号明細書の記載に準拠して、実施することができる。
【００５２】
そして、このガス検知センサ１では、検知ユニット３において、特定のガスの種類や量に応じて膨潤する割合が変化する導電性層７の電気抵抗値を、電気抵抗検知器１０によって検知することによって、特定のガスを確実に検知することができる。
しかも、このガス検知センサ１では、堰部分４が検知ユニット３を仕切っているので、導電性層７が開口部１４内に充填される。そのため、導電性層７、すなわち、導電性材料（具体的には、導電性物質）が検知ユニット３から漏れることを防止することができる。
【００５３】
また一般に、導電性層７の形成において、ドロップなどのコーティング方法を用いる場合には、ドロップされた溶液または懸濁液が、放射状（円状）に拡散するため、堰部分４が形成されていないと、導電性層７を、上記した平面視略矩形状および所定厚みで形成することが困難となる。
しかし、このガス検知センサ１では、堰部分４が形成されているので、導電性層７の形成において、ドロップなどのコーティング方法を用いる場合にも、ドロップされた溶液または懸濁液が堰部分４に堰き止められるので、溶液または懸濁液が開口部１４に確実に充填され、導電性層７が開口部１４内に確実に形成される。しかも、導電性層７の厚みを均一にすることができる。
【００５４】
これらの結果、特定のガスの種類や量（濃度）を優れた精度で検知することができる。
さらに、このガス検知センサ１では、配線６を被覆するカバー絶縁層９が堰部分４を兼ねるので、ガス検知センサ１の構成を簡略化することができる。
さらにまた、このガス検知センサ１では、検知ユニット３が複数設けられるので、検知できる特定のガスの種類を拡大させることができ、また、特定のガスの量（濃度）を、より一層精度よく検知することができる。
【００５５】
また、堰部分４が、各検知ユニット３に対応して設けられているので、各検知ユニット３では、導電性層７の漏れが防止され、ひいては、互いに隣接する検知ユニット３の導電性層７（導電性材料、より具体的には、導電性物質）に起因する短絡を防止することができる。
さらに、各検知ユニット３における導電性層７が開口部１４内に確実に形成されて、導電性層７の厚みを各検知ユニット３において均一にすることができる。
【００５６】
なお、上記した説明では、本発明の物質検知センサの製造方法により得られる物質検知センサとして、ガス検知センサ１を例示して説明したが、本発明の物質検知センサの製造方法により得られる物質検知センサでは、検知する物質の状態は特に限定されず、例えば、検知する特定の物質が液体でもよい。
また、上記した説明では、複数の検知ユニット３の配置は、図１においては、１列で配列したが、ベース絶縁層２の形状に応じて、自由に選択でき、例えば、図示しないが、縦４列、横４列で配列したり、縦２列、横８列で配列することもできる。
【００５７】
また、上記した説明では、検知ユニット３を１６個設けたが、検知ユニット３の数は、特に限定されず、例えば、図示しないが、上記数未満（例えば、１個〜１５個）あるいは上記数を超過して（例えば、１７個以上）設けることもできる。
図５は、本発明の物質検知センサの製造方法により得られる物質検知センサの他の実施形態であるガス検知センサ（各検知ユニットにおける電極が８本である態様）の断面図、図６は、本発明の物質検知センサの製造方法により得られる物質検知センサの他の実施形態であるガス検知センサ（導電性層が電極の各側面のみを被覆する態様）の断面図を示す。なお、上記した各部に対応する部材については、図５および図６において同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５８】
また、上記した説明では、各検知ユニット３における電極５を、１対の電極５（第１電極５Ａおよび第２電極５Ｂ）として形成したが、その数は２本以上であって、電気抵抗検知器１０に接続されるように偶数本であれば、特に限定されず、例えば、図５に示すように、８本、すなわち、４本の第１電極５Ａと、４本の第２電極５Ｂとから形成することもできる。なお、図５では、各第１電極５Ａおよび各第２電極５Ｂが、長手方向（並列）において交互に配列されている。
【００５９】
このように電極５を設ければ、特定のガスの種類や量（濃度）を、より一層精度よく検知することができる。
また、上記した説明では、ベース絶縁層２の下面を露出させたが、例えば、図３の仮想線で示すように、金属層１３によって、ベース絶縁層２の下面を被覆することもできる。
この金属層１３は、ベース絶縁層２の下に形成されており、より具体的には、ベース絶縁層２の下面全面に設けられている。
【００６０】
金属層１３を形成する金属材料としては、例えば、ステンレス、４２アロイ、アルミニウム、銅−ベリリウム、りん青銅などが用いられる。好ましくは、耐腐食性の観点から、ステンレスが用いられる。
この金属層１３を設けるには、例えば、上記した金属層１３を予め用意し、その後、ベース絶縁層２を形成する。または、金属層１３およびベース絶縁層２を、金属層１３およびベース絶縁層２が予め順次積層されている２層基材として用意することもできる。さらに、金属層１３、ベース絶縁層２および導体層（導体パターン８を形成するための導体層）が予め順次積層されている３層基材として用意することもできる。このような３層基材としては、市販品を用いることができ、例えば、銅からなる金属層１３の表面に、液晶ポリマーからなるベース絶縁層２および銅からなる導体層が予め積層されている液晶ポリマー銅張積層板（ＥＳＰＡＮＥＸ  Ｌシリーズ、両面品、標準タイプ／Ｐタイプ、新日鐵化学社製）が用いられる。
【００６１】
また、金属層１３の厚みは、例えば、０．０５〜５０μｍ、好ましくは、０．１〜２０μｍである。
このような金属層１３を、ベース絶縁層２、とりわけ、ガス透過率の高い絶縁材料からなるベース絶縁層２の下に設ければ、金属層１３は、下側からベース絶縁層２に接触しようとするガスを遮断できるため、雰囲気中の水蒸気の吸水によりベース絶縁層２が膨潤することを防止でき、ベース絶縁層２の下面からガスや水蒸気が透過して、導電性層７に影響を与えることを防止できる。従って、そのようなベース絶縁層２の膨潤に基づく誤検知や、ベース絶縁層２の透過の影響に基づく誤検知を、防止することができる。
【００６２】
また、上記した説明では、導電性層７を、電極５の表面、すなわち、電極５の上面および各側面を被覆するように、形成したが、第１電極５Ａおよび第２電極５Ｂと接続するように形成すればよく、例えば、図６に示すように、導電性層７を、電極５の各側面（第２保護層１２の各側面）のみを被覆するように形成することもできる。なお、各検知ユニット３において、導電性層７は、その上面が第２保護層１２の上面と長手方向において面一となるように、形成されている。
【００６３】
また、上記した説明では、第１保護層１１および第２保護層１２を、導体パターン８を被覆するように形成したが、例えば、図示しないが、第１保護層１１および第２保護層１２を、電極５のみを被覆して、カバー絶縁層９に被覆される配線６を被覆しないように、形成することができる。
さらにまた、上記した説明では、第１保護層１１および第２保護層１２の両方を、形成したが、例えば、図示しないが、第１保護層１１および第２保護層１２のいずれか一方のみを形成することもできる。また、例えば、図示しないが、第１保護層１１および第２保護層１２の両方を形成せず、電極５と導電性層７とを直接接触させることもできる。
【実施例】
【００６４】
以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、何ら実施例および比較例に限定されることはない。
（ガス検知センサの製造）
実施例１
ベース絶縁層としての厚み５０μｍの液晶ポリマーシートの表面に、導体層としての厚み１８μｍの銅箔が予め積層されている液晶ポリマー銅張積層板（品番：ＥＳＰＡＮＥＸ  ＬＣ−１８−５０−００ＮＥ、片面品、標準タイプ、新日鐵化学社製）を用意し、サブトラクティブ法により、１６個の導体パターンを、それぞれ形成した（図４（ｂ）参照）。なお、各電極（配線）の幅は０．２５４ｍｍであり、各配線（電極）間の間隔は１．０１６ｍｍであった。
【００６５】
次いで、厚み０．５μｍの金層を、各導体パターンの表面に形成した（図４（ｄ）参照）。
次いで、ベース絶縁層および導体パターンの上に、感光性ポリアミック酸樹脂のワニスをキャスティングにより塗布し、乾燥させることにより、カバー皮膜を形成した。その後、カバー皮膜を、フォトマスクを介して露光後、現像して、上記したパターンに加工して、加熱により硬化させることにより、１６個の導体パターンに対応する開口部を有する厚み１２μｍのカバー絶縁層を形成した（図４（ｅ）参照）。
【００６６】
なお、各開口部は、幅方向長さが２．１４ｍｍ、長手方向長さが１３．９ｍｍであり、また、互いに隣接する検知ユニット間におけるカバー絶縁層の幅は０．４ｍｍであった。
次いで、下記に示す組成の溶液をそれぞれ調製し、これらを１６個の開口部から露出するベース絶縁層の上にそれぞれ塗布して、厚み約１．０μｍの導電性層を形成することにより、堰部分により仕切られた１６個の検知ユニットを形成した（図４（ｆ）および図１参照）。
【００６７】
なお、図１における１〜１６の番号（Ｎｏ．）は、検知ユニット番号であって、下記に示す１６個の組成に対応する番号である。また、１６個の検知ユニットの導電性層のうち、２個（検知ユニット番号１および２に対応する導電性層）については、非導電性物質が含有されていない。
検知ユニット番号    導電性物質              非導電性物質
Ｎｏ．１            ポリピロール            −
Ｎｏ．２            ポリピロール            −
Ｎｏ．３            ポリピロール            ポリスチレン
Ｎｏ．４            ポリピロール            ポリスチレン
Ｎｏ．５            ポリピロール            ポリスチレン
Ｎｏ．６            ポリピロール            ポリ（α−メチルスチレン）
Ｎｏ．７            ポリピロール            ポリ（スチレン・アクリロニトリル）
Ｎｏ．８            ポリピロール            ポリ（スチレン・無水マレイン酸）
Ｎｏ．９            ポリピロール            ポリ（スチレン・アリルアルコール）
Ｎｏ．１０          ポリピロール            ポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）
Ｎｏ．１１          ポリピロール            ポリ（４−ビニルフェノール）
Ｎｏ．１２          ポリピロール            ポリビニルブチラール
Ｎｏ．１３          ポリピロール            ポリ酢酸ビニル
Ｎｏ．１４          ポリピロール            ポリビスフェノールＡ  カーボネート
Ｎｏ．１５          ポリピロール            ポリスチレン
Ｎｏ．１６          ポリピロール            ポリスチレン
各溶液の調製では、溶液を、ピロール１９ｍｇ（０．２９ミリモル）およびＴＨＦ５．０ｍｌを含むピロールＴＨＦ溶液と、リンモリブデン酸５９２ｍｇ（０．２５ミリモル）および各非導電性物質３０ｍｇを含む非導電性物質ＴＨＦ溶液（検知ユニット番号１および２については、非導電性物質を含まない。）５．０ｍｌとを、配合することにより調製した。次いで、調製した各溶液を、溶液キャスティング法に基づき、カバー絶縁層の各開口部内のベース絶縁層の上にドロップにより塗布し、ポリピロールおよび各非導電性物質からなる導電性層を上記したパターンで、１６個形成した。
【００６８】
その後、残存するリンモリブデン酸および未反応のピロールを、ＴＨＦにより除去して、導電性層の表面を洗浄した。
実施例２
ベース絶縁層としての厚み２５μｍのポリイミドシートの表面に、導体層としての厚み１８μｍの銅箔が予め積層されているポリイミド銅張積層板を用意し、サブトラクティブ法により、１６個の導体パターンを、実施例１と同様のパターンでそれぞれ形成した（図４（ｂ）参照）。
【００６９】
次いで、厚み０．１μｍの錫層を、無電解錫めっきにより、各導体パターンの表面に形成し（図４（ｃ）参照）、続いて、無電解金めっきにより、厚み０．５μｍの金層を錫層の表面に形成した（図４（ｄ）参照）。
次いで、実施例１と同様の方法により、カバー絶縁層および導電性層を順次形成し、導電性層の表面を洗浄した（図４（ｅ）、図４（ｆ）および図１参照）。
【００７０】
実施例３
金属層としての厚み２０μｍのステンレス箔およびベース絶縁層としての厚み２５μｍのポリイミドシートが積層された２層基板を用意し（図４（ａ）参照）、次いで、アディティブ法により、１６個の導体パターンを、ポリイミドシートの上に、実施例１と同様のパターンでそれぞれ形成した（図４（ｂ）参照）。
【００７１】
次いで、厚み０．１μｍの錫層を、無電解錫めっきにより、各導体パターンの表面に形成し（図４（ｃ）参照）、続いて、無電解金めっきにより、厚み０．５μｍの金層を錫層の表面に形成した（図４（ｄ）参照）。
次いで、実施例１と同様の方法により、カバー絶縁層および導電性層を順次形成し、導電性層の表面を洗浄した（図４（ｅ）、図４（ｆ）および図１参照）。
【００７２】
実施例４
ベース絶縁層としての厚み５０μｍのポリエチレンテレフタレートシート（品番：ルミラーＸ６０、ルミラーシリーズ、東レ社製）を用意し（図４（a）参照）、次いで、銅微粒子を含む銅ペーストを用いる印刷法により、１６個の導体パターンを、ポリエチレンテレフタレートシートの上に、それぞれ形成した（図４（ｂ）参照）。
【００７３】
次いで、厚み０．１μｍの錫層を、無電解錫めっきにより、各導体パターンの表面に形成し（図４（ｃ）参照）、続いて、無電解金めっきにより、厚み０．５μｍの金層を錫層の表面に形成した（図４（ｄ）参照）。
次いで、実施例１と同様の方法により、カバー絶縁層および導電性層を順次形成し、導電性層の表面を洗浄した（図４（ｅ）、図４（ｆ）および図１参照）。
【００７４】
比較例１
カバー絶縁層を形成しなかった以外は、実施例１と同様にして、ガス検知センサを製造した。
比較例２
カバー絶縁層を形成しなかった以外は、実施例２と同様にして、ガス検知センサを製造した。
【００７５】
比較例３
カバー絶縁層を形成しなかった以外は、実施例３と同様にして、ガス検知センサを製造した。
比較例４
カバー絶縁層を形成しなかった以外は、実施例４と同様にして、ガス検知センサを製造した。
【００７６】
（評価）
（各検知ユニットにおける導電性層の厚み）
実施例１〜４により製造したガス検知センサにおいて、各検知ユニットの導電性層の厚みを断面観察にて精密に測定した。その結果、各検知ユニットにおける導電性層の厚みが０．５〜１．３μｍの範囲内であり、その標準偏差が０．３μｍであった。
【００７７】
一方、比較例１〜４のガス検知センサにおいても、上記と同様に、厚みを精密に測定したところ、厚みが０．５〜３．０μｍの範囲内であり、その標準偏差が０．８μｍであった。
（導電性層の流出の有無）
実施例１〜４および比較例１〜４により製造したガス検知センサにおいて、各検知ユニットの外観を顕微鏡にて検査した。
【００７８】
その結果、実施例１〜４の全てのガス検知センサにおいて、導電性層の検知ユニットからの流出が確認されなかった。
一方、比較例１〜４の全てのガス検知センサで、導電性層の検知ユニットからの流出を確認した。
（ガス検知）
実施例１〜４および比較例１〜４により製造したガス検知センサを用いて、エタノールガスを既知濃度で含有するガス（蒸気）雰囲気に暴露させ、その雰囲気におけるエタノールガスの検知を実施した。
【００７９】
その結果、実施例１〜４の全てのガス検知センサで、既知濃度通りのエタノールガスを検知することができた。
一方、比較例１〜４の全てのガス検知センサでは、既知濃度と大きく相違するエタノールガスを検知した。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の物質検知センサの製造方法により得られる物質検知センサの一実施形態としてのガス検知センサの平面図を示す。
【図２】図１に示すガス検知センサの検知ユニットにおける拡大平面図を示す。
【図３】図２のＡ−Ａ線における断面図を示す。
【図４】図２に示すガス検知センサの製造方法を示す製造工程図を示し、（ａ）は、ベース絶縁層を用意する工程、（ｂ）は、導体パターンを形成する工程、（ｃ）は、第１保護層を形成する工程、（ｄ）は、第２保護層を形成する工程、（ｅ）は、カバー絶縁層を、開口部が形成されるパターンで形成する工程、（ｆ）は、導電性層を形成する工程を示す。
【図５】本発明の物質検知センサの製造方法により得られる物質検知センサの他の実施形態であるガス検知センサ（各検知ユニットにおける電極が８本である態様）の断面図を示す。
【図６】本発明の物質検知センサの製造方法により得られる物質検知センサの他の実施形態であるガス検知センサ（導電性層が電極の各側面のみを被覆する態様）の断面図を示す。
【符号の説明】
【００８１】
１    ガス検知センサ
２    ベース絶縁層
３    検知ユニット
４    堰部分
５    電極
６    配線
７    導電性層
９    カバー絶縁層
１０  電気抵抗検知器
【図１】
0005007211.tif 000002
【図２】
0005007211.tif 000003
【図３】
0005007211.tif 000004
【図４】
0005007211.tif 000005
【図５】
0005007211.tif 000006
【図６】
0005007211.tif 000007