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JPS6133372B2 - - Google Patents
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JPS6133372B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6133372B2
JPS6133372B2 JP54007769A JP776979A JPS6133372B2 JP S6133372 B2 JPS6133372 B2 JP S6133372B2 JP 54007769 A JP54007769 A JP 54007769A JP 776979 A JP776979 A JP 776979A JP S6133372 B2 JPS6133372 B2 JP S6133372B2
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JP
Japan
Prior art keywords
humidity
group
capacitance
oxide film
conductive paste
Prior art date
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Expired
Application number
JP54007769A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5599058A (en
Inventor
Osakuni Ogino
Atsushi Nishino
Akihiko Yoshida
Toshuki Yasufuku
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP776979A priority Critical patent/JPS5599058A/en
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は小型で高精度、高応答性の湿度検出素
子に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a compact, highly accurate, and highly responsive humidity sensing element.

自然界の基礎的な諸変化量、例えば温度、気圧
湿度などのうちで、末だ精度の高い測定が困難な
ものは湿度である。最近、化学、薬品、紙・パル
プ、繊維、木材、煙草、印刷等の諸工業関係、温
室、土壌、ふ化、養鶏、養豚等の農林畜産関係、
調理器、冷暖房器、乾燥器、野菜保存器等の家電
関係、医療機器関係等多くの分野で湿度の正確で
容易な測定およびその調整が強く望まれており、
本発明はかかる分野における要望を満たす湿度検
出素子に関するものである。
Among the various basic variables in the natural world, such as temperature and pressure/humidity, humidity is the most difficult to measure with high precision. Recently, various industries such as chemicals, medicine, paper/pulp, textiles, wood, tobacco, printing, etc., agriculture, forestry and livestock related such as greenhouses, soil, hatching, poultry farming, pig farming, etc.
Accurate and easy humidity measurement and adjustment are strongly desired in many fields such as home appliances such as cookers, air conditioners, dryers, vegetable preservers, and medical equipment.
The present invention relates to a humidity detection element that satisfies the needs in this field.

現在、電気信号として湿度を検出する方式とし
ては、塩化リチウムのような潮解性塩のイオン伝
導の変化を利用するもの、マグネタイト、シリコ
ン半導体の水分吸脱着による抵抗変化を利用した
ものが広く利用されている。
Currently, methods that use the change in ionic conduction of deliquescent salts such as lithium chloride to detect humidity as an electrical signal, and methods that use resistance changes due to moisture adsorption and desorption of magnetite and silicon semiconductors are widely used. ing.

しかしながら、これらの方式のものは、いずれ
もイオン伝導を利用したものであり、分極による
経時変化が大きく、かつ湿度以外の吸着ガスによ
つても指示値が変つてしまう欠点がある。また、
応答性が悪く、ヒステリシスも大きく、測定湿度
範囲が非常に限られたものである。
However, all of these systems utilize ionic conduction, and have the disadvantage that changes over time due to polarization are large, and indicated values change due to adsorbed gases other than humidity. Also,
The response is poor, the hysteresis is large, and the measurement humidity range is very limited.

また、毛髪、ナイロン、スチレンのような合成
繊維の水分吸脱着に伴なう変形を応力素子などと
組合せたものもあるが、応答性が悪く、ヒステリ
シス、精度に難点がある。
There are also devices that combine the deformation of synthetic fibers such as hair, nylon, and styrene with stress elements as they absorb and desorb moisture, but these devices have poor responsiveness, hysteresis, and accuracy.

カーボン、金属粉末などの導電性微粒子を含ん
だ合成樹脂の膨潤性を利用した素子もあるが、応
答性、ヒステリシスに問題があり、湿度劣化も大
さい欠点がある。
There are elements that utilize the swelling properties of synthetic resins containing conductive fine particles such as carbon and metal powder, but these have problems with response and hysteresis, and also suffer from significant humidity deterioration.

さらに、酸化アルミニウムの細孔での水分吸脱
着を容量変化として検出する方式のものもある
が、経時変化が大きい欠点がある。
Furthermore, there is a method that detects water adsorption and desorption in the pores of aluminum oxide as a change in capacitance, but this method has the drawback of large changes over time.

また、α線吸収透過を利用した湿度計は非常に
精度が高いが、装置が大がかりであり、また非常
に高価であるため一般用としては用いることがで
きないものである。
Further, a hygrometer that uses α-ray absorption and transmission has very high accuracy, but the device is large-scale and very expensive, so it cannot be used for general purpose.

このように、現在開発され、あるいは市販され
ている湿度検出素子およびその装置は、精度、感
度、応答性、ヒステリシス、測定湿度範囲、耐熱
性、環境ガスの影響、経時変化、取扱いの容易
さ、価格などでいずれも一長一短があり、すべて
の面で満足のできるものが存在しなかつた。
In this way, currently developed or commercially available humidity detection elements and their devices are characterized by accuracy, sensitivity, responsiveness, hysteresis, measurement humidity range, heat resistance, influence of environmental gases, changes over time, ease of handling, All of them have advantages and disadvantages in terms of price, etc., and there was no one that was satisfactory in all aspects.

本発明はこのような従来の湿度検出素子の欠点
を除去するものであり、小型で取扱いが容易で特
性的に安定した安価な静電容量変化型の湿度検出
素子を提供しようとするものである。
The present invention aims to eliminate these drawbacks of conventional humidity detection elements, and provides a capacitance variable humidity detection element that is small, easy to handle, stable in characteristics, and inexpensive. .

以下、本発明の静電容量変化型湿度検出素子の
基本構成並びに湿度検出機構および製造方法、さ
らにその製造方法により得られた湿度検知素子の
問題点およびその解決のための技術的手段等につ
いて、順次図面により説明する。
Below, we will discuss the basic structure, humidity detection mechanism and manufacturing method of the capacitance variable humidity sensing element of the present invention, as well as the problems of the humidity sensing element obtained by the manufacturing method and technical means for solving them. This will be explained sequentially with reference to the drawings.

まず、第1図により本発明の湿度検出素子の基
本構成について述べる。第1図において、1はタ
ンタル、チタニウム、アルミニウムのような弁作
用金属若しくはこれらの金属の金属基体であり、
この金属基体1の表面には陽極酸化等により誘電
体性陽極酸化皮膜2が形成されている。この誘電
体性陽極酸化皮膜2の上には二酸化マンガンのよ
うな半導体性金属酸化物膜3が形成されている。
ただし、誘電体性陽極酸化皮膜2には半導体性金
属酸化物膜3との非接触空間部4と接触部分5と
がある。そしてこの半導体性金属酸化物膜3の上
には、カーボン層6、および陰極集電層7が設け
られている。8は陰極極取出部である。
First, the basic configuration of the humidity detection element of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, 1 is a valve metal such as tantalum, titanium, or aluminum or a metal substrate of these metals;
A dielectric anodic oxide film 2 is formed on the surface of the metal base 1 by anodizing or the like. A semiconductor metal oxide film 3 such as manganese dioxide is formed on the dielectric anodic oxide film 2 .
However, the dielectric anodic oxide film 2 has a non-contact space 4 and a contact portion 5 with the semiconductor metal oxide film 3. A carbon layer 6 and a cathode current collecting layer 7 are provided on this semiconductor metal oxide film 3. 8 is a cathode extraction part.

次に湿度検知機構について述べる。 Next, we will discuss the humidity detection mechanism.

いま、相対湿度0%の雰囲気中に本発明の湿度
検出素子を配置し静電容量を計測した場合、半導
体性金属酸化物膜3による水分吸収が0であるた
め、第2図に示す接触部分5のみの誘電体性陽極
酸化皮膜による静電容量(この静電容量のことを
以下、「固体化容量」と称し、CSと略す。)のみ
が検出される。このとき、半導体性金属酸化物膜
3は、例えば二酸化マンガンのようなものであ
り、半導体性を有するため、静電容量取出用電極
としての働きをする。
Now, when the humidity sensing element of the present invention is placed in an atmosphere with a relative humidity of 0% and the capacitance is measured, since the moisture absorption by the semiconductor metal oxide film 3 is 0, the contact portion shown in FIG. Only the capacitance (hereinafter, this capacitance will be referred to as "solid capacitance" and abbreviated as C S ) due to the dielectric anodic oxide film of No. 5 is detected. At this time, the semiconducting metal oxide film 3 is made of manganese dioxide, for example, and has semiconducting properties, so it functions as an electrode for extracting capacitance.

次に本発明の湿度検出素子を湿気中に配置する
と、半導体性金属酸化物膜3が吸湿性を有するた
め、吸湿された水分が誘電体性陽極酸化皮膜2と
半導体性金属酸化物膜3との非接触空間部4の表
面にまで到る。この半導体性金属酸化物膜3の吸
湿水分量は、空気中の相対湿度に比例するので、
誘電体性陽極酸化皮膜2における水分被覆率は相
対湿度に比例することになる。このようにして、
誘電体性陽極酸化皮膜2まで到達した水分は、空
気中の炭酸ガス、半導体性金属酸化物膜3の中の
金属イオン、その他のイオンを含んでおり、それ
自体が電解質としての機能を有している。この非
接触空間部4における水分被覆により生じる静電
容量を非固体化容量と呼びCW(W=0〜100)と
略す。本発明の湿度検出素子をある一定湿度雰囲
気中に配置し、静電容量の測定を行うと、誘電体
性陽極酸化皮膜2の接触部分5に帰因する固体化
容量CSと非接触空間部4における吸湿水分量に
基く非固体化容量CWとの合成静電容量(CXX=
0〜100と略す。)を計測することになる。
Next, when the humidity detection element of the present invention is placed in humidity, since the semiconducting metal oxide film 3 has hygroscopicity, the absorbed moisture will be transferred to the dielectric anodic oxide film 2 and the semiconducting metal oxide film 3. It reaches the surface of the non-contact space 4. Since the amount of moisture absorbed by this semiconducting metal oxide film 3 is proportional to the relative humidity in the air,
The moisture coverage in the dielectric anodic oxide film 2 is proportional to the relative humidity. In this way,
The moisture that has reached the dielectric anodic oxide film 2 contains carbon dioxide gas in the air, metal ions in the semiconductor metal oxide film 3, and other ions, and itself functions as an electrolyte. ing. The capacitance generated by the moisture coating in the non-contact space 4 is called the non-solidified capacitance and abbreviated as C W (W=0 to 100). When the humidity sensing element of the present invention is placed in a certain humidity atmosphere and the capacitance is measured, the solidified capacitance C S attributable to the contact portion 5 of the dielectric anodic oxide film 2 and the non-contact space Combined capacitance ( C
Abbreviated as 0 to 100. ) will be measured.

すなわち、 CX=CS+CW ……(1) (ただし、X=0〜100,W=0〜100) CSは相対湿度の変化に対して一定不変の値で
あるが、CWは相対湿度の変化に応じて変化する
ので、CXも相対湿度の変化に応じて変化する。
In other words , C Since it changes in response to changes in relative humidity, CX also changes in response to changes in relative humidity.

ところで、このような湿度検出素子は、一般的
には第3図に示す製造工程により製造される。す
なわち、弁作用金属基体に誘電体陽極酸化皮膜を
形成し、半導体性金属酸化物膜を形成し、さら
に、カーボン層および陰極集電層を順次形成し、
半田等により陰極取出部を形成し、必要に応じ
て、エージング処理を施し、完成品となる。
By the way, such a humidity detection element is generally manufactured by the manufacturing process shown in FIG. That is, a dielectric anodic oxide film is formed on a valve metal base, a semiconducting metal oxide film is formed, and a carbon layer and a cathode current collecting layer are sequentially formed.
A cathode extraction part is formed using solder or the like, and if necessary, an aging treatment is performed to obtain a finished product.

この製造工程において、半導体性金属酸化物膜
の形成方法については、現在種々の方法が提唱さ
れている。例えば、硝酸マンガンや硝酸鉛のよう
な金属硝酸塩を適当な温度で加熱分解を行い、相
当する金属酸化物を得る方法、あるいは電気化学
的に電着により形成する方法等がある。また、陰
極集電層の形成に関しても、種々の方法が知られ
ている。例えば、金、銀、銅、白金、アルミニウ
ムなどの電気良導体の微粉末を合成樹脂中に分散
させた、いわゆる導電ペーストにて形成する方
法、あるいは、金、銀、銅、アルミニウムなどの
電気良導体を蒸着や溶射等により直接形成する方
法等がある。
In this manufacturing process, various methods are currently proposed for forming the semiconducting metal oxide film. For example, there is a method of thermally decomposing a metal nitrate such as manganese nitrate or lead nitrate at an appropriate temperature to obtain the corresponding metal oxide, or a method of forming the metal oxide by electrochemical electrodeposition. Furthermore, various methods are known for forming the cathode current collecting layer. For example, a method using a so-called conductive paste in which fine powder of a good electrical conductor such as gold, silver, copper, platinum, or aluminum is dispersed in a synthetic resin, or a method in which a good electrical conductor such as gold, silver, copper, or aluminum is used There are methods such as direct formation by vapor deposition, thermal spraying, etc.

さらに、陰極取出部の形成に関しても、溶融半
田の中に素子を浸漬する方法、直接金属層を蒸着
等により形成する方法等が考えられる。
Furthermore, regarding the formation of the cathode lead-out portion, there may be a method of immersing the element in molten solder, or a method of directly forming a metal layer by vapor deposition or the like.

このような種々の方法において、特性的に安定
で、取扱い操作が簡便で、しかも安価な方法の組
合せは次のような方法である。
Among these various methods, combinations of methods that are characteristically stable, easy to handle, and inexpensive are the following methods.

すなわち、半導体性金属酸化物膜の形成につい
ては、硝酸マンガン水溶液の熱分解により、カー
ボン層の形成については、コロイダルカーボン水
溶液中に素子を浸漬することにより、陰極集電層
の形成については、銀導電ペーストの塗布方法に
より、また陰極取出部の形成は、半田デイツプの
方法により形成する方法である。
That is, the formation of a semiconducting metal oxide film is performed by thermal decomposition of an aqueous solution of manganese nitrate, the formation of a carbon layer is performed by immersing the element in an aqueous colloidal carbon solution, and the formation of a cathode current collecting layer is performed using silver. The conductive paste is applied and the cathode lead-out portion is formed by a solder dip method.

以上に述べた製造方法に基いて作られる静電容
量変化型湿度検出素子においては、その他の変換
方式の湿度検出素子にも共通的に必要とされる諸
特性、例えば感度、レスポンス、ヒステリシスな
どのほかに、長期間容量の絶対値および湿度変化
に対する容量変化の割合(以下、単に容量変化率
と呼ぶ。)が不変であることが必要である。
The capacitance variable humidity sensing element manufactured based on the manufacturing method described above has various characteristics commonly required for humidity sensing elements using other conversion methods, such as sensitivity, response, and hysteresis. In addition, it is necessary that the absolute value of the long-term capacity and the rate of change in capacity with respect to changes in humidity (hereinafter simply referred to as the rate of change in capacity) remain unchanged.

ところが、上述した製造方法で作られた湿度検
出素子には、高温高湿雰囲気中で容量の絶対値が
漸減する欠点があつた。すなわち、タンタル金属
を基体とし、陽極酸化法により誘電体性陽極酸化
皮膜を形成後、硝酸マンガン水溶液の熱分解によ
り二酸化マンガンを形成し、さらにカーボン層お
よび銀導電ペーストにより陰極集電層を形成して
なる湿度検出素子を高温高湿環境下(例えば、85
℃,90%RH)に放置しておくと、容量の絶対値
が小さくなる現象がある。このように容量の絶対
値が小さくなることは、このような湿度検出素子
を機器に使用した場合、機器の信頼性が著しく損
われることになる。例えば、このような湿度検出
素子を湿度表示装置に組込んだ場合、長期間の使
用に伴なつて、正しい湿度よりも低い湿度を表示
装置するようになり、またこれを湿度コントロー
ラに組込んだ場合、誤動作の原因となる。
However, the humidity detection element manufactured by the above-described manufacturing method has a drawback that the absolute value of the capacitance gradually decreases in a high-temperature, high-humidity atmosphere. That is, using tantalum metal as a base, after forming a dielectric anodic oxide film by an anodizing method, manganese dioxide is formed by thermal decomposition of an aqueous manganese nitrate solution, and then a cathode current collecting layer is formed from a carbon layer and a silver conductive paste. A humidity sensing element made of
℃, 90% RH), the absolute value of the capacitance decreases. If the absolute value of the capacitance becomes small in this way, when such a humidity detection element is used in a device, the reliability of the device will be significantly impaired. For example, if such a humidity detection element is incorporated into a humidity display device, over a long period of use, the device will display a lower humidity than the correct humidity, and if this device is incorporated into a humidity controller, the humidity will be displayed lower than the correct humidity. Otherwise, it may cause malfunction.

このような湿度検出素子を高温高湿環境下に放
置した場合の特性変化を第4図に示す。第4図は
湿度―容量特性図であり、図中の9の実線は、湿
度検出素子の初期湿度特性である。そして、この
湿度検出素子を高温高湿環境下(例えば85℃,90
%RH)に約150時間放置し、乾燥後測定した湿度
特性が、同図の10の実線である。
FIG. 4 shows changes in characteristics when such a humidity detection element is left in a high temperature and high humidity environment. FIG. 4 is a humidity-capacitance characteristic diagram, and the solid line 9 in the diagram is the initial humidity characteristic of the humidity detection element. This humidity detection element is then used in a high temperature and high humidity environment (e.g. 85℃, 90℃).
%RH) for about 150 hours and measured after drying, the solid line 10 in the figure shows the humidity characteristics.

この第4図より明らかなように、容量減少は特
に低湿側において著しい。この現象について考察
すると、例えば相対湿度0%のときの容量は、(1)
式におけるCW=0であり、CS、すなわち固体化
容量と等しい。つまり、高温高湿処理を施すこと
により、その前後で固体化容量が減少しているこ
とがわかる。この固体化容量が減少する原因は、
湿度検出素子が高温高湿中に放置されることによ
り、銀導電ペーストが膨潤し、これに接着してい
るカーボン層、若しくは二酸化マンガン層が、誘
電体性陽極皮膜から剥離し、固体化容量が減少す
るためである。
As is clear from FIG. 4, the capacity reduction is particularly significant on the low humidity side. Considering this phenomenon, for example, the capacity when the relative humidity is 0% is (1)
In the formula, C W =0, which is equal to C S , that is, the solidification capacity. In other words, it can be seen that the solidification capacity decreases before and after the high temperature and high humidity treatment. The reason for this decrease in solidification capacity is
When the humidity sensing element is left in high temperature and high humidity, the silver conductive paste swells, and the carbon layer or manganese dioxide layer adhered to it peels off from the dielectric anodic film, causing the solidification capacity to decrease. This is because it decreases.

本発明では、このような容量漸減の現象を改善
するためのものであり、高温高湿環境下に放置し
た場合においても、長期時安定した容量特性を有
する湿度検出素子を提供するものである。
The present invention aims to improve the phenomenon of gradual capacity reduction, and provides a humidity sensing element that has stable capacitance characteristics over a long period of time even when left in a high temperature and high humidity environment.

本発明の技術的手法は、従来の銀導電ペースト
中にシランカツプリング剤を添加し、これを湿度
検出素子に適用することである。
The technical approach of the present invention is to add silane coupling agent into the conventional silver conductive paste and apply it to the humidity sensing element.

従来の銀導電ペーストを用いた場合と、本発明
によるシランカツプリング剤を添加した銀導電ペ
ーストを用いた場合の容量特性について第5図に
示す。
FIG. 5 shows the capacitance characteristics when using a conventional silver conductive paste and when using a silver conductive paste containing a silane coupling agent according to the present invention.

第5図に示す実施例の特性は、同一のロツトに
おいて、陽極酸化からカーボン塗布まで行い、カ
ーボン塗膜形成後、2分し、一方には従来の銀導
電ペースト、他方には本発明によるシランカツプ
リング剤入りの銀導電ペーストを用い、そしてそ
の後、全く同一条件下で陰極取出部を形成し、完
成品となし、上記2種類の湿度検出素子を85℃,
90%RH環境下に放置し、一定時間経過後、66%
RH雰囲気中(20℃,NaNO2過飽和溶液における
空間を利用)において静電容量の測定を行い、そ
の経時変化を示した特性図であり、11は従来の
銀導電ペーストを用いた場合、12は本発明によ
るシランカツプリング剤を添加した銀導電ペース
トを用いた場合である。
The characteristics of the embodiment shown in FIG. 5 are that in the same lot, everything from anodizing to carbon coating was performed, and after the carbon coating was formed, it was divided into two parts, one part was filled with conventional silver conductive paste, and the other part was filled with silane according to the present invention. Using a silver conductive paste containing a coupling agent, a cathode extraction part was then formed under exactly the same conditions to form a completed product, and the above two types of humidity detection elements were heated at 85°C.
66% after a certain period of time when left in a 90%RH environment
The capacitance was measured in an RH atmosphere (20°C, using the space in the NaNO 2 supersaturated solution) and is a characteristic diagram showing its change over time. This is a case where a silver conductive paste to which a silane coupling agent according to the present invention was added was used.

この第5図から明らかなように、本発明による
シランカツプリング剤を添加した銀導電ペースト
を用いた場合の湿度検出素子の静電容量の経時変
化は、従来の銀導電ペーストを用いた場合に比較
して著しく小さいことが判る。
As is clear from FIG. 5, the change over time in the capacitance of the humidity sensing element when using the silver conductive paste containing the silane coupling agent according to the present invention is different from that when using the conventional silver conductive paste. It can be seen that it is significantly smaller in comparison.

以上の説明のように、シランカツプリング剤を
用いた銀導電ペーストを用いると、静電容量の漸
減現象が防止され、長期間安定した湿度特性を有
する湿度検出素子を得ることができる。
As described above, when a silver conductive paste containing a silane coupling agent is used, the phenomenon of gradual decrease in capacitance is prevented, and a humidity sensing element having stable humidity characteristics for a long period of time can be obtained.

次に、シランカツプリング剤を用いた銀導電ペ
ーストを用いることにより湿度検出素子の長期静
電容量の安定化を実現したことについて、さらに
詳細に説明する。
Next, the stabilization of the long-term capacitance of the humidity sensing element by using a silver conductive paste using a silane coupling agent will be described in more detail.

シランカツプリング剤とは、例えば(2)式に示す
ように、ケイ素原子を中心にして、その分子内に
2個以上の異つた反応基を持つ有機ケイ素化合物
単量体である。
The silane coupling agent is, for example, an organosilicon compound monomer having two or more different reactive groups in its molecule, with a silicon atom at its center, as shown in formula (2).

R−Si≡(R′) ……(2) 2個の反応基の1つのRは有機物質材料(各種
の合成樹脂)と化学結合し得る官能基であり、こ
れらには、例えばビニール基、エポキシ基、アク
リル基、アミノ基、メルカプト基などがある。ま
た、もう一方の官能基R′は、無機物質材料(ガ
ラス、金属、金属酸化物、セラミツクスなど)と
結合し得るものであり、例えばメトキシ基、エト
キシ基、β―メトキシエトキシ基、ハロゲンなど
がある。つまり、シランカツプリング剤は、有機
物質と撰択的に結合する官能基と無機物質と撰択
的に結合する官能基の両方を単分子内に備えてい
るものであり、シランカツプリング剤を介して有
機物質と無機物質とを化学的に結合せしめる性質
を有するものである。
R−S i ≡(R′) ...(2) One of the two reactive groups, R, is a functional group that can chemically bond with organic materials (various synthetic resins), and these include, for example, vinyl groups. , epoxy group, acrylic group, amino group, mercapto group, etc. The other functional group R' can be bonded to inorganic materials (glass, metals, metal oxides, ceramics, etc.), such as methoxy groups, ethoxy groups, β-methoxyethoxy groups, halogens, etc. be. In other words, a silane coupling agent has in a single molecule both a functional group that selectively binds to an organic substance and a functional group that selectively binds to an inorganic substance. It has the property of chemically bonding an organic substance and an inorganic substance through a substance.

すなわち、従来の銀導電ペースト中に、上記の
ような性質を有するシランカツプリング剤を添加
した場合、従来の銀導電ペーストに比べて、無機
物質に対しての接着力が著しく向上するため、こ
のように変性された銀導電ペーストを使用すれ
ば、二酸化マンガンや誘電体性陽極酸化皮膜と化
学的に結合し、また銀導電ペーストは、液状樹脂
から構成され、しかもシランカツプリング剤も液
状であるため、コロイダルカーボン層やポーラス
な二酸化マンガン層中を容易に浸透し、二酸化マ
ンガンや誘電体性陽極酸化皮膜と容易に接着する
ことにより、本発明の湿度検出素子を高温高湿中
に放置しても静電容量の減少が阻止されるのであ
る。
In other words, when a silane coupling agent with the above properties is added to a conventional silver conductive paste, the adhesive strength to inorganic substances is significantly improved compared to the conventional silver conductive paste. If a silver conductive paste modified in this way is used, it will chemically bond with manganese dioxide and a dielectric anodic oxide film, and the silver conductive paste is composed of a liquid resin, and the silane coupling agent is also liquid. Therefore, by easily penetrating the colloidal carbon layer and porous manganese dioxide layer and easily adhering to manganese dioxide and the dielectric anodic oxide film, the humidity sensing element of the present invention can be left in high temperature and high humidity. This also prevents the capacitance from decreasing.

以上説明したように本発明によれば、従来の銀
導電ペースト中に単にシランカツプリング剤を添
加するのみでよく、従来の銀導電ペーストと全く
同様に扱え、しかも高温高湿中での静電容量の減
少を防止でき、長期に亘つて安定した湿度検出素
子を得ることができるという工業的価値大なるも
のである。
As explained above, according to the present invention, it is sufficient to simply add a silane coupling agent to a conventional silver conductive paste, and it can be handled in exactly the same way as a conventional silver conductive paste. This has great industrial value as it is possible to prevent a decrease in capacity and to obtain a humidity sensing element that is stable over a long period of time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の静電容量変化型湿度検出素子
の構成を示す図、第2図は同素子の誘電体性陽極
酸化皮膜と半導体性金属酸化物層の接触状態を示
す拡大断面図、第3図は同素子を製造するための
一般的な製造工程図、第4図は同素子において、
従来の銀導電ペーストを用いた場合の湿度特性
図、第5図は本発明の銀導電ペーストを用いた静
電容量変化型湿度検出素子を85℃,90%RH中に
放置した場合の容量減少率を示す図である。 1……金属基体、2……誘電体性陽極酸化皮
膜、3……半導体性金属酸化物膜、4……非接触
空間部、5……接触部分、6……カーボン層、7
……陰極集電層。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the capacitance variable humidity sensing element of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the contact state between the dielectric anodic oxide film and the semiconducting metal oxide layer of the same element. Figure 3 is a general manufacturing process diagram for manufacturing the same element, and Figure 4 is a diagram of the same element.
Humidity characteristic diagram when conventional silver conductive paste is used. Figure 5 shows the capacitance decrease when a capacitance variable humidity sensing element using the silver conductive paste of the present invention is left at 85℃ and 90%RH. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Metal base, 2...Dielectric anodic oxide film, 3...Semiconductor metal oxide film, 4...Non-contact space part, 5...Contact part, 6...Carbon layer, 7
...Cathode current collecting layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 電極基板上に誘電体性陽極酸化皮膜からなる
感湿膜を形成し、この膜上に半導体性金属酸化物
層、カーボン層、陰極集電層を順次積層形成し、
陰極集電層にシランカツプリング剤を添加した導
電ペーストを用い、前記陰極集電層と電極基板間
の容量変化を検出することを特徴とする湿度検出
素子。 2 シランカツプリング剤が、加水分解され得る
官能基R′および有機物質と結合しうる官能基R
をそれぞれ少なくとも1個以上有することを特徴
とする特許請求の範囲第1項に記載の湿度検出素
子。 3 R′がメトキシ基、エトキシ基、β―メトキ
シエトキシ基、ハロゲンのうちのいずれか1つで
あることを特徴とする特許請求の範囲第2項に記
載の湿度検出素子。 4 Rがビニル基、アクリル基、アミノ基、メル
カプト基のいずれか1つであることを特徴とする
特許請求の範囲第2項に記載の湿度検出素子。
[Scope of Claims] 1. A moisture-sensitive film made of a dielectric anodic oxide film is formed on an electrode substrate, and a semiconductor metal oxide layer, a carbon layer, and a cathode current collecting layer are sequentially laminated on this film,
1. A humidity detection element, characterized in that a conductive paste containing a silane coupling agent is used in the cathode current collection layer, and a change in capacitance between the cathode current collection layer and the electrode substrate is detected. 2 The silane coupling agent has a functional group R′ that can be hydrolyzed and a functional group R that can bond with an organic substance.
The humidity detection element according to claim 1, characterized in that the humidity detection element has at least one or more of the following. 3. The humidity sensing element according to claim 2, wherein R' is any one of a methoxy group, an ethoxy group, a β-methoxyethoxy group, and a halogen. 4. The humidity sensing element according to claim 2, wherein R is any one of a vinyl group, an acrylic group, an amino group, and a mercapto group.
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