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CAPACITANCE TYPE GAS SENSOR AND FABRICATION METHOD OF THE SAME

Patent code P160012983
File No. N15111
Posted date May 11, 2016
Application number P2016-046713
Publication number P2016-170172A
Patent number P6583858
Date of filing Mar 10, 2016
Date of publication of application Sep 23, 2016
Date of registration Sep 13, 2019
Priority data
  • P2015-046831 (Mar 10, 2015) JP
Inventor
  • (In Japanese)伊東 栄次
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人信州大学
Title CAPACITANCE TYPE GAS SENSOR AND FABRICATION METHOD OF THE SAME
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a capacitance type gas sensor that has excellent detection sensitivity for gas and response characteristics, can be made small in size and is easily mounted as an electronic component, and a fabrication method of the above sensor.
SOLUTION: The capacitance type gas sensor includes, on a substrate 12, a first electrode layer 14, a sensitive film 16 covering the first electrode layer 14, and a second electrode layer 18 on a surface of the sensitive film 16 to oppose to the first electrode layer 14, in which the second electrode layer 18 is made of a nanocarbon material entangled to form a mesh. The sensitive film 16 is made of a polyimide-based photosensitive resin. The second electrode layer 18 is integrally formed with the sensitive film 16, which thereby has excellent weather resistance. Thus the capacitance type gas sensor has high sensitivity and excellent response characteristics.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

容量型の湿度センサは、水分の吸着によって誘電率が変化する感湿膜(感応膜)の静電容量を計測することにより湿度を検知するものである。容量型の湿度センサには、感湿膜上にくし歯状に電極を配置し、電極間の容量を計測する構成としたもの(引用文献1)や、感湿膜を厚さ方向に挟む電極を配置して感湿膜の容量を計測する構成としたものがある(特許文献2、3)。本発明者は、感応膜の外表面に設ける電極層をナノカーボン材により形成することにより、感応膜へのガス透過性を向上させ、1秒以下の応答特性が得られる容量型ガスセンサを提案している(特許文献4)。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、湿度等の計測に用いられる容量型ガスセンサに関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
基板上に、第1の電極層と、第1の電極層を被覆する感応膜と、前記第1の電極層対向して前記感応膜の表面に設けられた第2の電極層とを備え、第2の電極層が、ナノカーボン材と樹脂との複合材料からなる容量型ガスセンサであって、
前記基板として、前記第1の電極層を兼ねる導電性を有するシリコン基板が用いられ、
前記感応膜が感光性樹脂からなるとともに、前記シリコン基板の表面を被覆するSiO2膜の上に形成され、
前記第2の電極層が、前記感応膜に用いられている樹脂と同一の樹脂と前記ナノカーボン材とからなる複合電極として形成され、前記ナノカーボン材が互いに絡み合った網目状に形成されることにより導電性と通気性を備え、かつ、前記感応膜と一体的に形成されていることを特徴とする容量型ガスセンサ。

【請求項2】
 
前記感応膜として、前記感光性樹脂にかえてフッ素化ポリイミドが用いられていることを特徴とする請求項1記載の容量型ガスセンサ。

【請求項3】
 
前記ナノカーボン材として、SWCNT、MWCNT、DWCNT、グラフェンから選ばれる一種、もしくは複数種が用いられていることを特徴とする請求項1または2記載の容量型ガスセンサ。

【請求項4】
 
前記第2の電極層が、前記感応膜の厚さの数倍程度の厚さに設けられていることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項記載の容量型ガスセンサ。

【請求項5】
 
前記感応膜の厚さが0.4~1.5μm、前記第2の電極層の厚さが0.75~13μmであることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項記載の容量型ガスセンサ。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2016046713thum.jpg
State of application right Registered
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