JP2735423B2 - Humidity sensor - Google Patents
Humidity sensorInfo
- Publication number
- JP2735423B2 JP2735423B2 JP3341694A JP34169491A JP2735423B2 JP 2735423 B2 JP2735423 B2 JP 2735423B2 JP 3341694 A JP3341694 A JP 3341694A JP 34169491 A JP34169491 A JP 34169491A JP 2735423 B2 JP2735423 B2 JP 2735423B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- humidity
- external atmosphere
- substrate
- temperature sensing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 28
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 22
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 15
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 8
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 4
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 claims description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 claims description 3
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- POIUWJQBRNEFGX-XAMSXPGMSA-N cathelicidin Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CO)C(O)=O)NC(=O)[C@H](CC=1C=CC=CC=1)NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@@H](N)CC(C)C)C1=CC=CC=C1 POIUWJQBRNEFGX-XAMSXPGMSA-N 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、検出感度及び検出応答
性を向上した湿度センサーに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a humidity sensor having improved detection sensitivity and detection response.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年では各種のセンサーが開発され、種
々の分野において使用されている。例えば家電製品であ
る電子レンジもその一例に漏れず、温度センサーや湿度
センサーが使用されている。一般的に使用されている湿
度センサーの一例としては、図5に示すような構造のも
のが挙げられる。この図に示してあるものは、第1及び
第2の感温素子をそれぞれ独立して設けたものである。
第1及び第2の感温素子としては例えばサーミスタなど
が使用されている。2つの感温素子によって湿度を検出
するには、一方側を外部雰囲気にさらし、また他方側は
逆に外部雰囲気から遮断するように構成する必要があ
る。このような構造とする必要があるのは、湿度の検出
原理に基づくものである。つまり両サーミスタはそれぞ
れ自己発熱するようになっており、これによって両サー
ミスタは同一の環境においては共にほぼ同一の温度とな
るようになっている。このようなサーミスタの一方は外
部雰囲気中の温度変化を検出しうるようにし、他方は外
部雰囲気の温度変化に影響されないように外部雰囲気か
ら遮断しておけば、両検出値の差,つまり両サーミスタ
が呈する抵抗値の差は、雰囲気中の絶対湿度に関連した
値となる。これは、外部雰囲気中に露呈されているサー
ミスタは湿度変化による熱伝達係数の変化をそれに設け
られている感熱抵抗の抵抗値の変化として検出すること
となり、外部雰囲気から遮断されているサーミスタは外
部雰囲気の温度変化による熱伝達係数の変化をそれに設
けられている感熱抵抗の抵抗値の変化として検出するこ
ととなるからに他ならない。2. Description of the Related Art In recent years, various sensors have been developed and used in various fields. For example, a microwave oven, which is a home electric appliance, is one example, and a temperature sensor and a humidity sensor are used. An example of a humidity sensor that is commonly used, include the structure shown in FIG. In this figure, the first and second temperature sensing elements are provided independently of each other.
As the first and second temperature sensing elements, for example, thermistors are used. In order to detect humidity with two temperature-sensitive elements, it is necessary to expose one side to the outside atmosphere and to reversely shield the other side from the outside atmosphere. The need for such a structure is based on the humidity detection principle. In other words, both thermistors generate heat by themselves, so that both thermistors have substantially the same temperature in the same environment. If one of the thermistors is capable of detecting a temperature change in the external atmosphere and the other is isolated from the external atmosphere so as not to be affected by the temperature change of the external atmosphere, the difference between the two detection values, that is, both thermistors, Is a value related to the absolute humidity in the atmosphere. This means that the thermistor exposed to the external atmosphere detects a change in the heat transfer coefficient due to a change in humidity as a change in the resistance value of the heat-sensitive resistor provided to the thermistor. A change in the heat transfer coefficient due to a change in the temperature of the atmosphere is detected as a change in the resistance value of the heat-sensitive resistor provided therein.
【0003】以上のような検出原理であるから、図5に
示した湿度センサーにおける一方のサーミスタには、外
部雰囲気中の湿度を検出できるようにするために外部雰
囲気と連通させるための孔1aが複数開口された金属製
キャップ1が装着され、他方のサーミスタには外部雰囲
気と遮断するために密閉構造の金属製キャップ2が装着
されている。尚、これらのサーミスタはハーメチックシ
ール3aにマウントされる。また、外部雰囲気とは遮断
されるサーミスタは他方のサーミスタの温度補償用であ
るから、両サーミスタの温度が等しくなるようにハーメ
チックシール3aにマウントされた両サーミスタは金属
製の均熱板3に保持されている。Because of the above detection principle, one of the thermistors in the humidity sensor shown in FIG. 5 has a hole 1a for communicating with the external atmosphere in order to detect the humidity in the external atmosphere. A metal cap 1 having a plurality of openings is mounted, and a metal cap 2 having a closed structure is mounted on the other thermistor to shut off the external atmosphere. These thermistors are mounted on the hermetic seal 3a. Further, since the thermistor which is cut off from the external atmosphere is used for temperature compensation of the other thermistor, both thermistors mounted on the hermetic seal 3a are held on the metal soaking plate 3 so that the temperatures of both thermistors become equal. Have been.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の湿度センサーにあっては、サーミスタなどの
感温素子が独立して設けられているから、その各々を単
独で金属製キャップによって封止する必要があり、構成
部品数が多い。また、湿度の検出精度を維持するために
は両感温素子はその熱応答性を一致させる必要があるこ
とから、同一形状の金属製キャップを用いているが、湿
度の検出感度は感温素子が直接外部雰囲気内に置かれた
場合が最良であるから、このような金属製キャップを用
いることは湿度の検出感度および応答性を犠牲にしてい
るものといえる。本発明は、このような従来の湿度セン
サーの問題点を解消するために成されたものであり、同
一基板上にそれぞれ構造の異なる2つの感温素子を形成
し、これらの感温素子の封止は外部雰囲気との連通性が
良好な金属製のキャップあるいはメッシュによって行な
っている湿度センサーの提供を目的とする。However, in such a conventional humidity sensor, since a temperature sensing element such as a thermistor is provided independently, each of them is individually sealed with a metal cap. And the number of components is large. In order to maintain the accuracy of detecting humidity, both thermosensitive elements must have the same thermal responsiveness. Therefore, metal caps of the same shape are used. It is best to place such a metal cap directly in an external atmosphere, so that use of such a metal cap sacrifices humidity detection sensitivity and responsiveness. The present invention has been made to solve such a problem of the conventional humidity sensor. Two temperature-sensitive elements having different structures are formed on the same substrate, and the sealing of these temperature-sensitive elements is performed. It is an object of the present invention to provide a humidity sensor using a metal cap or mesh having good communication with an external atmosphere.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、同一基板上に第1及び第2の感温素子が一
体的に形成され、該第1の感温素子は外部雰囲気中の湿
度が検出可能な構造とされ、該第2の感温素子は外部雰
囲気から遮断させるべく密封構造とされ、前記基板は金
属製のハーメチックシールにマウントされており、前記
第1及び第2の感温素子はほぼ同一温度に自己加熱され
るように構成され、外部雰囲気中の湿度変化に基づく第
1及び第2の感温素子における検出値の変化に基づいて
絶対湿度を検出する湿度センサーであって、前記ハーメ
チックシールは外部雰囲気への連通孔が開口されている
金属製キャップで封止されているとともに、前記感温素
子がブリッジ構造を構成していることを特徴とする。ま
た、同一基板上に第1及び第2の感温素子が一体的に形
成され、該第1の感温素子は外部雰囲気中の湿度が検出
可能な構造とされ、該第2の感温素子は外部雰囲気から
遮断されるべく密封構造とされ、前記基板は金属製のハ
ーメチックシールにマウントされており、前記第1及び
第2の感温素子はほぼ同一温度に自己加熱されるように
構成され、外部雰囲気中の湿度変化に基づく第1及び第
2の感温素子における検出値の変化に基づいて絶対湿度
を検出する湿度センサーであって、前記第1第2の感温
素子は、熱酸化により基板全面にSi0 2 膜を形成した
Si基板にエッチングによりキャップの2つの空洞及び
センサ側の水蒸気の出入り可能な微小孔が形成できるよ
うに基板の表裏面にフォトリソグラフィー技術と化学エ
ッチングあるいはドライエッチング技術によりSiO 2
膜をエッチングし、露出したSi部を本体素子と同様に
アルカリ溶液により異方性エッチングすることによって
得られたブリッジ構造のキャップで封止されていること
を特徴とする。According to the present invention, in order to achieve the above object, a first and a second temperature sensing element are integrally formed on the same substrate, and the first temperature sensing element is connected to an external atmosphere. The second temperature sensing element has a hermetically sealed structure so as to be shielded from an external atmosphere, and the substrate is mounted on a metal hermetic seal. Humidity sensor which is configured to be self-heated to substantially the same temperature, and detects an absolute humidity based on a change in a detection value in the first and second temperature sensors based on a change in humidity in an external atmosphere. The hermetic seal is sealed with a metal cap having an opening for communicating with an external atmosphere, and the thermosensitive element is sealed.
The child forms a bridge structure . The first and second temperature sensing elements are integrally formed on the same substrate, and the first temperature sensing element has a structure capable of detecting humidity in an external atmosphere. Has a hermetically sealed structure so as to be shielded from an external atmosphere, the substrate is mounted on a metal hermetic seal, and the first and second temperature sensing elements are configured to be self-heated to substantially the same temperature. , a humidity sensor for detecting absolute humidity based on the change of the detected value of the first and second temperature sensitive elements based on humidity change in the ambient atmosphere, the first second temperature sensitive
For the device, a SiO 2 film was formed on the entire surface of the substrate by thermal oxidation
Two cavities in the cap by etching into the Si substrate and
A small hole through which water vapor can enter and exit on the sensor side can be formed.
Photolithography technology and chemical
SiO 2 by etching or dry etching technology
Etch the film and remove the exposed Si portion in the same way
By anisotropic etching with an alkaline solution
It is characterized by being sealed with the obtained bridge structure cap .
【0006】[0006]
【作用】以上のように構成された本発明の湿度センサ
は、同一基板上に、外部雰囲気中の湿度が検出可能な構
造とされた第1の感温素子と外部雰囲気から遮断させる
べく密封構造とされた第2の感温素子が一体的に形成さ
れているから、2つの素子間の均熱性は非常に優れてい
る。このために、蒸気結露が原因で生じるリード線の電
蝕防止用のキャップとして、複数の孔が開いた金属製の
キャップや金属製のメッシュの使用が可能となる。この
ようなキャップを用いても、上記のように均熱性が良好
であるから、両感温素子の熱応答性は常に一致してお
り、検出感度を低下させることなく検出精度及び応答性
を向上させることができる。The humidity sensor of the present invention constructed as described above has a first temperature-sensitive element having a structure capable of detecting the humidity in the external atmosphere on the same substrate and a sealed structure for isolating from the external atmosphere. Since the second temperature sensing element is integrally formed, the heat uniformity between the two elements is very excellent. Therefore, a metal cap having a plurality of holes or a metal mesh can be used as a cap for preventing electrical corrosion of a lead wire caused by vapor condensation. Even if such a cap is used, the thermal uniformity is good as described above, so the thermal responsiveness of both thermosensitive elements is always the same, and the detection accuracy and responsiveness are improved without lowering the detection sensitivity. Can be done.
【0007】[0007]
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図1(A),(B)は本発明の湿度センサーの素
子構造を示す図であり、(A)はその斜視図、(B)は
X−X’断面図である。図に示す湿度センサーは、同一
特性のマイクロブリッジ素子4あるいはカンチレバー素
子5を同一基板内に形成し、かつ2つのマイクロブリッ
ジあるいはカンチレバーを同時にSi異方性エッチング
して製作したブリッジ構造のキャップ7で気密封止して
1つの素子として構成されている。マイクロブリッジ側
には外部雰囲気の水蒸気の出入りが可能なように微小孔
6が形成してあり、カンチレバー側は外部雰囲気の水蒸
気の出入りを完全に絶つように気密封止の構造とされて
いる。このような構造のセンサーの出力端子からは水蒸
気変動によるもののみが高精度で出力されることにな
る。このような構造の湿度センサーは次のようにして製
造される。まず、第1の感温素子であるセンサ、第2の
感温素子であるリファレンス素子の製作に関しては、2
つのマイクロブリッジ素子4あるいはカンチレバー素子
5を同一基板10上に形成して、1ユニットとして1つ
の本体素子とする。次にキャップ7の製作は、熱酸化に
より基板全面にSiO2 膜を形成したSi基板にエッチ
ングによりキャップ7の2つの空洞8、9及びセンサ側
の水蒸気の出入り可能な微小孔6が形成できるように基
板の表裏面にフォトリソグラフィー技術と化学エッチン
グあるいはドライエッチング技術によりSiO2 膜をエ
ッチングしパターン化する。この後SiO2 のエッチン
グにより露出したSi部を本体素子と同様にアルカリ溶
液により異方性エッチングすることによって行なう。最
後にこうして得られたキャップ7と本体素子の接合を行
なって感温素子が製作される。この接合は具体的には低
融点のガラスなどの接合媒体11を用いて行なわれる。
すなわち、キャップの接合パターン部にスクリーン印刷
法あるいは塗布法などによって低融点のガラス11をパ
ターン形成し、これを本体素子と位置合わせして極低温
の雰囲気炉内で焼成結合する。こうして接合の完了した
素子を公知のTOパッケージ等に搭載して電極部12に
ワイヤーボンディングして最終的な素子を作る。この素
子を用いて水蒸気の変化を高精度で検出する。尚、上記
の感温素子には白金薄膜抵抗体が使用されており、感温
部をブリッジ構造とするのは、発熱効率を向上させるた
めである。この湿度センサーの大きさは5mm角程度で
あり、この2つの感温素子間の均熱性は非常に優れてい
る。また上記のギャップをつけるのは、検出対象が湿度
であることから、常に結露による電蝕を考慮する必要が
あり、湿度のセンサー部への到達をある程度制限する必
要があるからである。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A and 1B are views showing the element structure of a humidity sensor according to the present invention, wherein FIG. 1A is a perspective view thereof, and FIG. 1B is a sectional view taken along line XX ′. The humidity sensor shown in the figure has a bridge structure cap 7 in which a microbridge element 4 or a cantilever element 5 having the same characteristics is formed in the same substrate and two microbridges or cantilevers are simultaneously subjected to Si anisotropic etching. It is hermetically sealed to form one element. Micro holes 6 are formed on the microbridge side so that water vapor in the external atmosphere can enter and exit, and the cantilever side has a hermetically sealed structure so as to completely prevent the entrance and exit of water vapor in the external atmosphere. From the output terminal of the sensor having such a structure, only the signal due to the fluctuation of water vapor is output with high accuracy. The humidity sensor having such a structure is manufactured as follows. First, regarding the manufacture of the sensor as the first temperature-sensitive element and the reference element as the second temperature-sensitive element,
One microbridge element 4 or cantilever element 5 is formed on the same substrate 10 to form one main body element as one unit. Next, the cap 7 is manufactured so that two cavities 8 and 9 of the cap 7 and micro holes 6 through which water vapor can enter and exit from the sensor side can be formed by etching a Si substrate having an SiO 2 film formed on the entire surface of the substrate by thermal oxidation. Next, the SiO 2 film is etched and patterned on the front and back surfaces of the substrate by photolithography and chemical etching or dry etching. Thereafter, the Si portion exposed by the etching of SiO 2 is anisotropically etched with an alkaline solution in the same manner as the main element. Finally, the cap 7 thus obtained and the body element are joined to produce a temperature-sensitive element. Specifically, this bonding is performed using a bonding medium 11 such as glass having a low melting point.
That is, a glass 11 having a low melting point is formed in a pattern on the joining pattern portion of the cap by a screen printing method, a coating method, or the like. The element completed in this manner is mounted on a known TO package or the like, and wire-bonded to the electrode portion 12 to form a final element. Using this element, changes in water vapor are detected with high accuracy. The temperature sensing element uses a platinum thin film resistor, and the temperature sensing part has a bridge structure in order to improve heat generation efficiency. The size of this humidity sensor is about 5 mm square, and the temperature uniformity between the two temperature sensing elements is very excellent. Also, the reason why the above gap is provided is that since the detection target is humidity, it is necessary to always consider the electrolytic corrosion due to dew condensation, and it is necessary to limit the arrival of humidity to the sensor part to some extent.
【0008】図2から図4までは、本発明にかかる湿度
センサーの各種の態様を示すものである。図2は、湿度
センサーをハーメチックシールにマウントした場合の状
態を示している。湿度センサー13は図示の通りハーメ
チックシール15に取り付けられ、これとはハーメチッ
クシール15に取り付けられているリード線部16にワ
イヤー14によって接続される。そして、図3に示すよ
うに、この湿度センサー13を覆うようにハーメチック
シール15には複数の孔17aが開口された金属製のキ
ャップ17が取り付けられる。また、この金属製のキャ
ップ17に代えて図4に示すように、金属メッシュ18
が取り付けられる。この金属メッシュ18はそれ自体で
はハーメチックシール15との装着性がないから、メッ
シュ押え金具19によって取り付けられる。このような
構造とすることによって、湿度センサー13に金属製の
カバーを装着したとしても、そのカバーは湿度センサー
13の検出精度や応答性にはなんら関係がなくなること
となり、非常に高精度の検出を迅速に行なえるようにな
る。従来では、構造上、両側の感温素子の熱応答性を一
致させるために上述のギャップ構造に制約があったが、
本発明のものでは、センサー部の均熱性が優れているた
めに、このセンサーの設置条件と必要とされる応答性に
より金属製のキャップで封止でき、このキャップは上記
のように複数の孔があいているものや、メッシュ状のも
のが使用可能となる。このメッシュ状のものは、電子レ
ンジに使用したときでも十分な信頼性が確認されてお
り、応答性を重視する場合にはメッシュタイプのもの
を、コストを重視する場合には金属製キャップのもの
を、それぞれ使い分けることができる。FIGS. 2 to 4 show various embodiments of the humidity sensor according to the present invention. FIG. 2 shows a state where the humidity sensor is mounted on a hermetic seal. The humidity sensor 13 is attached to a hermetic seal 15 as shown in the figure, and is connected to a lead wire portion 16 attached to the hermetic seal 15 by a wire 14. Then, as shown in FIG. 3, a metal cap 17 having a plurality of holes 17a is attached to the hermetic seal 15 so as to cover the humidity sensor 13. Further, instead of the metal cap 17, as shown in FIG.
Is attached. Since the metal mesh 18 does not have a mountability with the hermetic seal 15 by itself, the metal mesh 18 is attached by the mesh press fitting 19. By adopting such a structure, even if a metal cover is attached to the humidity sensor 13, the cover has no relation to the detection accuracy and the responsiveness of the humidity sensor 13, so that a very high precision detection is possible. Can be done quickly. Conventionally, in order to match the thermal responsiveness of the temperature sensing elements on both sides, there was a restriction on the above-described gap structure due to the structure.
In the sensor of the present invention, since the sensor portion has excellent heat uniformity, it can be sealed with a metal cap depending on the installation conditions of the sensor and the required response, and the cap has a plurality of holes as described above. It is possible to use ones that are open or meshed. This mesh type has been confirmed to have sufficient reliability even when used in a microwave oven, and when responsiveness is important, a mesh type is used, and when cost is important, a metal cap type is used. Can be used separately.
【0009】[0009]
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明によれば、同一基板上にそれぞれ構造の異なる2つの
感温素子を形成し、これらの感温素子の封止は外部雰囲
気との連通性が良好な金属製のキャップあるいはメッシ
ュによって行なったから、両感温素子の熱応答性は常に
一致しており、検出感度を低下させることなく検出精度
及び応答性を向上させることができる。As is apparent from the above description, according to the present invention, two temperature-sensitive elements having different structures are formed on the same substrate, and these temperature-sensitive elements are sealed with an external atmosphere. Since the thermal responsiveness of both thermosensitive elements is always the same, the detection accuracy and the responsiveness can be improved without lowering the detection sensitivity because the heat responsiveness is achieved by using a metal cap or mesh having good communication.
【図1】本発明の湿度センサーの素子構造を示す図であ
り、(A)はその斜視図、(B)は(A)のX−X’断
面図である。FIG. 1 is a diagram showing an element structure of a humidity sensor according to the present invention, wherein (A) is a perspective view thereof, and (B) is a cross-sectional view taken along line XX ′ of (A).
【図2】本発明に係る湿度センサーをハーメチックシー
ルにマウントした場合の状態図である。FIG. 2 is a state diagram when the humidity sensor according to the present invention is mounted on a hermetic seal.
【図3】本発明にかかる湿度センサーの金属製キャップ
の第1の態様を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a first embodiment of a metal cap of the humidity sensor according to the present invention.
【図4】本発明にかかる湿度センサーの金属製キャップ
の第2の態様を示す図である。FIG. 4 is a view showing a second mode of the metal cap of the humidity sensor according to the present invention.
【図5】従来の湿度センサーの構造図である。FIG. 5 is a structural diagram of a conventional humidity sensor.
4:マイクロブリッジ素子(第1の感温素子) 5:カンチレバー素子(第2の感温素子) 6:孔 7:キャップ 8、9:空洞 10:基板 11:接合媒体 12:電極部 13:湿度センサー 14:ワイヤ 15:ハーメチックシール 16:リード線部 17:穴あき金属製キャップ 18:金属製メッシュ 19:メッシュ押え金具 4: Micro bridge element (first temperature sensing element) 5: Cantilever element (second temperature sensing element) 6: Hole 7: Cap 8, 9: Cavity 10: Substrate 11: Bonding medium 12: Electrode section 13: Humidity Sensor 14: Wire 15: Hermetic seal 16: Lead wire 17: Perforated metal cap 18: Metal mesh 19: Mesh presser
Claims (2)
一体的に形成され、該第1の感温素子は外部雰囲気中の
湿度が検出可能な構造とされ、該第2の感温素子は外部
雰囲気から遮断させるべく密封構造とされ、前記基板は
金属製のハーメチックシールにマウントされており、前
記第1及び第2の感温素子はほぼ同一温度に自己加熱さ
れるように構成され、外部雰囲気中の湿度変化に基づく
第1及び第2の感温素子における検出値の変化に基づい
て絶対湿度を検出する湿度センサーであって、前記ハー
メチックシールは外部雰囲気への連通孔が開口されてい
る金属製キャップで封止されているとともに、前記感温
素子がブリッジ構造を構成していることを特徴とする湿
度センサー。A first temperature sensing element integrally formed on the same substrate, wherein the first temperature sensing element has a structure capable of detecting humidity in an external atmosphere; The temperature-sensitive element has a hermetic structure so as to be shielded from the external atmosphere, the substrate is mounted on a metal hermetic seal, and the first and second temperature-sensitive elements are self-heated to substantially the same temperature. A humidity sensor configured to detect absolute humidity based on a change in a detection value in the first and second temperature sensing elements based on a change in humidity in the external atmosphere, wherein the hermetic seal has a communication hole to the external atmosphere. together are sealed with a metal cap is opened, the temperature sensing
A humidity sensor, wherein the elements constitute a bridge structure .
一体的に形成され、該第1の感温素子は外部雰囲気中の
湿度が検出可能な構造とされ、該第2の感温素子は外部
雰囲気から遮断されるべく密封構造とされ、前記基板は
金属製のハーメチックシールにマウントされており、前
記第1及び第2の感温素子はほぼ同一温度に自己加熱さ
れるように構成され、外部雰囲気中の湿度変化に基づく
第1及び第2の感温素子における検出値の変化に基づい
て絶対湿度を検出する湿度センサーであって、前記第1
第2の感温素子は、熱酸化により基板全面にSi0 2 膜
を形成したSi基板にエッチングによりキャップの2つ
の空洞及びセンサ側の水蒸気の出入り可能な微小孔が形
成できるように基板の表裏面にフォトリソグラフィー技
術と化学エッチングあるいはドライエッチング技術によ
りSiO 2 膜をエッチングし、露出したSi部を本体素
子と同様にアルカリ溶液により異方性エッチングするこ
とによって得られたブリッジ構造のキャップで封止され
ていることを特徴とする湿度センサー。A first temperature sensing element integrally formed on the same substrate, wherein the first temperature sensing element has a structure capable of detecting humidity in an external atmosphere; The temperature-sensitive element has a hermetic structure so as to be shielded from an external atmosphere, the substrate is mounted on a metal hermetic seal, and the first and second temperature-sensitive elements are self-heated to substantially the same temperature. is configured, a humidity sensor for detecting absolute humidity based on the change of the detected value of the first and second temperature sensitive elements based on humidity change in the external atmosphere, said first
The second temperature sensing element is composed of a SiO 2 film over the entire surface of the substrate by thermal oxidation.
Two caps by etching on the Si substrate with
The shape of the cavity and the micro hole on the sensor side where water vapor can enter and exit
Photolithography technology on the front and back of the substrate
Technique and chemical etching or dry etching technology
The SiO 2 film is etched, and the exposed Si portion is
Perform anisotropic etching with an alkaline solution
And sealed with the bridge structure cap obtained by
And humidity sensor, characterized in that are.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3341694A JP2735423B2 (en) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | Humidity sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3341694A JP2735423B2 (en) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | Humidity sensor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05149901A JPH05149901A (en) | 1993-06-15 |
JP2735423B2 true JP2735423B2 (en) | 1998-04-02 |
Family
ID=18348054
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3341694A Expired - Fee Related JP2735423B2 (en) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | Humidity sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2735423B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005106802A (en) * | 2003-07-10 | 2005-04-21 | Canon Inc | Environmental sensor, environmental measuring device and environmental measuring system |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0435806Y2 (en) * | 1985-11-22 | 1992-08-25 | ||
JPH01193638A (en) * | 1988-01-27 | 1989-08-03 | Sharp Corp | Moisture detecting element |
-
1991
- 1991-12-02 JP JP3341694A patent/JP2735423B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05149901A (en) | 1993-06-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5048336A (en) | Moisture-sensitive device | |
US6393907B1 (en) | Thermo-sensitive flow rate sensor | |
US6840103B2 (en) | Absolute humidity sensor | |
KR20010014671A (en) | Thermal-type flow sensor | |
JP3513048B2 (en) | Thermal flow sensor and method of manufacturing the same | |
JP2735423B2 (en) | Humidity sensor | |
JPH10160538A (en) | Heat sensor and its manufacture | |
JP3083901B2 (en) | Atmosphere sensor | |
JP3112180B2 (en) | Humidity sensor | |
JP3386250B2 (en) | Thermal dependency detector | |
JP2002139360A (en) | Thermal flow sensor | |
JP3524707B2 (en) | Micro flow sensor element | |
JPH08105854A (en) | CO sensor | |
JP2621928B2 (en) | Gas detector | |
JP3345695B2 (en) | Acceleration sensor | |
JPH085597A (en) | Micro gas sensor with windproof structure | |
JP2000065850A (en) | Thermal type acceleration sensor | |
JP2860086B2 (en) | Microcap for humidity sensor and humidity sensor | |
JP3358684B2 (en) | Thermal dependency detector | |
KR100370066B1 (en) | Micro Absolute Humidity Sensor and Fabricating Method for the same | |
JP2697938B2 (en) | Temperature sensor | |
JPH0795054B2 (en) | Humidity sensor | |
JP2001165733A (en) | Flow sensor and method of manufacturing the same | |
JPH10221144A (en) | Micro heater and manufacturing method thereof | |
JP2550435B2 (en) | Flow sensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080109 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090109 Year of fee payment: 11 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |