JP2015137937A - Humidity sensor and method for manufacturing the same - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a humidity sensor capable of improving response properties and improving a degree of freedom in design.SOLUTION: On one surface 10a of a board 10, a pad 70 electrically connected to detection electrodes 31, 32 is formed, and a moisture-sensitive film 50 and a protective film 60 are composed of a film formed by self-assembly using a polymer-based material. The protective film 60 includes therein a passage 60b formed in a shape for transmitting vapor and shutting off liquid, the passage 60b allowing the moisture-sensitive film 50 to communicate with an external atmosphere.

Description

本発明は、検出電極を覆うように感湿膜が形成されていると共に、この感湿膜上に保護膜が形成された湿度センサおよびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a humidity sensor in which a moisture sensitive film is formed so as to cover a detection electrode, and a protective film is formed on the moisture sensitive film, and a method for manufacturing the same.

従来より、この種の湿度センサとして、例えば、特許文献１に次のものが提案されている。   Conventionally, as this type of humidity sensor, for example, Patent Document 1 proposes the following.

すなわち、この湿度センサは、基板上に一対の検出電極が形成され、この検出電極を覆うように吸湿性の感湿膜が形成されている。そして、感湿膜上には、水蒸気（気体）を透過させて水滴（液体）を遮断するゴアテックス（登録商標）等の保護膜が形成されている。   That is, in this humidity sensor, a pair of detection electrodes is formed on a substrate, and a hygroscopic moisture sensitive film is formed so as to cover the detection electrodes. On the moisture sensitive film, a protective film such as Gore-Tex (registered trademark) that allows water vapor (gas) to permeate and blocks water droplets (liquid) is formed.

このような湿度センサでは、感湿膜が保護膜を通過した水蒸気（水分）を吸脱着するため、湿度に応じて検出電極間の静電容量が変化する。このため、検出電極間の容量変化に基づいて湿度が検出される。また、保護膜によって水滴が遮断されるため、感湿膜に水滴が付着することを抑制でき、検出精度が低下することを抑制できる。   In such a humidity sensor, since the moisture sensitive film absorbs and desorbs water vapor (water) that has passed through the protective film, the capacitance between the detection electrodes changes according to the humidity. For this reason, humidity is detected based on the capacitance change between detection electrodes. Moreover, since a water droplet is interrupted | blocked by a protective film, it can suppress that a water droplet adheres to a moisture sensitive film | membrane, and can suppress that detection accuracy falls.

特開２００４−２７９３７０号公報JP 2004-279370 A

しかしながら、上記保護膜としてゴアテックスを用いた場合、ゴアテックスは、繊維が積層されて構成されるため、加工性が低い。つまり、ゴアテックスをダイシングブレード等で切断しようとすると、ゴアテックスを構成する繊維がダイシングブレードに絡まるために所望形状に加工することが困難である。したがって、ゴアテックスを保護膜として使用する場合には、ゴアテックスの大きさに基づいて製品の外形を決定しなければならず、設計の自由度が低いという問題がある。   However, when Gore-Tex is used as the protective film, since Gore-Tex is formed by laminating fibers, workability is low. That is, when trying to cut the Gore-Tex with a dicing blade or the like, it is difficult to process the Gore-Tex into a desired shape because the fibers constituting the Gore-Tex are entangled with the dicing blade. Therefore, when Gore-Tex is used as a protective film, the outer shape of the product must be determined based on the size of Gore-Tex, and there is a problem that the degree of freedom in design is low.

本発明は上記点に鑑みて、設計の自由度を向上できる湿度センサおよびその製造方法を提供することを目的とする。   In view of the above points, an object of the present invention is to provide a humidity sensor capable of improving the degree of design freedom and a method for manufacturing the same.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、一面（１０ａ）を有する基板（１０）と、基板の一面に形成され、湿度に応じたセンサ信号を出力する検出電極（３１、３２）と、検出電極を覆う感湿膜（５０）と、感湿膜のうちの検出電極を覆う部分上に配置された保護膜（６０）と、を備え、以下の点を特徴としている。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a substrate (10) having one surface (10a) and a detection electrode (31, 32) formed on one surface of the substrate and outputting a sensor signal corresponding to humidity. ), A moisture-sensitive film (50) that covers the detection electrode, and a protective film (60) that is disposed on the portion of the moisture-sensitive film that covers the detection electrode, and is characterized by the following points.

すなわち、保護膜は、ポリマー系材料を用いて自己組織化形成された膜であって、内部に感湿膜と外部雰囲気とを連通させる通路（６０ｂ）が形成されており、通路は、複数の球状の穴（６０ａ）が互いに連通されることで構成され、水蒸気を透過しつつ、液体を遮断する形状とされていることを特徴としている。   That is, the protective film is a film that is self-organized using a polymer-based material, and has a passage (60b) that allows the moisture-sensitive film and the external atmosphere to communicate with each other. The spherical holes (60a) are configured to communicate with each other, and are characterized in that they are shaped to block liquid while transmitting water vapor.

これによれば、保護膜をポリマー系材料を用いて構成している。このため、感湿膜上にポリマー系材料を含む溶液を塗布して保護膜を形成する場合には、保護膜の大きさを塗布する領域によって任意に変更できる。また、保護膜を形成した後に配置する場合には、ダイシングカッター等で保護膜の形状を容易に加工することができる。このため、設計の自由度を向上できる。   According to this, the protective film is configured using the polymer material. For this reason, when a protective film is formed by applying a solution containing a polymer-based material on the moisture sensitive film, the size of the protective film can be arbitrarily changed depending on the area to be applied. Moreover, when arrange | positioning after forming a protective film, the shape of a protective film can be easily processed with a dicing cutter etc. FIG. For this reason, the freedom degree of design can be improved.

また、請求項５に記載の発明では、基板の一面に検出電極が形成されると共に、検出電極を覆う感湿膜が形成されたものを用意する工程と、ポリマー系材料が溶剤に溶かされた溶液を基材（１２０）に塗布する工程と、溶液内に外部雰囲気から水蒸気を取り込んで水滴（６２）を生成する工程と、溶剤および水滴を蒸発させて内部に通路が形成された保護膜を自己組織化形成する保護膜形成工程と、保護膜を基材から剥離する工程と、保護膜を感湿膜のうちの検出電極を覆う部分上に配置する工程と、を行うことを特徴としている。   Further, in the invention according to claim 5, a step of preparing a detection electrode formed on one surface of the substrate and a moisture-sensitive film covering the detection electrode, and a polymer material dissolved in a solvent A step of applying the solution to the substrate (120), a step of taking water vapor from the external atmosphere into the solution to generate water droplets (62), and a protective film having a passage formed therein by evaporating the solvent and water droplets. It is characterized by performing a protective film forming step for forming a self-organization, a step of peeling the protective film from the base material, and a step of disposing the protective film on a portion of the moisture sensitive film covering the detection electrode. .

これによれば、保護膜の大きさを配置領域に対して適宜変更することができ、設計の自由度を向上できる。   According to this, the size of the protective film can be appropriately changed with respect to the arrangement region, and the degree of freedom in design can be improved.

そして、請求項９に記載の発明では、基板の一面に検出電極が形成されると共に、検出電極を覆う感湿膜が形成されたものを用意する工程と、ポリマー系材料が溶剤に溶かされた溶液を基材（１２０）に塗布する工程と、溶液内に外部雰囲気から水蒸気を取り込んで水滴（６２）を生成する工程と、溶剤および水滴を蒸発させて内部に通路が形成された保護膜を自己組織化形成する保護膜形成工程と、保護膜を基材から剥離する工程と、保護膜を感湿膜のうちの検出電極を覆う部分上に配置する工程と、を行うことを特徴としている。   And in invention of Claim 9, while preparing the detection electrode on one surface of the board | substrate and preparing the moisture sensitive film which covers a detection electrode, the polymer-type material was dissolved in the solvent. A step of applying the solution to the substrate (120), a step of taking water vapor from the external atmosphere into the solution to generate water droplets (62), and a protective film having a passage formed therein by evaporating the solvent and water droplets. It is characterized by performing a protective film forming step for forming a self-organization, a step of peeling the protective film from the base material, and a step of disposing the protective film on a portion of the moisture sensitive film covering the detection electrode. .

これによれば、保護膜をポリマー系材料で構成しているため、保護膜をダイシングカッター等で容易に加工でき、設計の自由度を向上できる。   According to this, since the protective film is made of a polymer material, the protective film can be easily processed with a dicing cutter or the like, and the degree of design freedom can be improved.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の第１実施形態における湿度センサの断面図である。It is sectional drawing of the humidity sensor in 1st Embodiment of this invention. 水滴の粒子径と粒子数との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the particle diameter of a water drop, and the number of particles. 図１に示す湿度センサの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the humidity sensor shown in FIG. 本発明の第２実施形態における湿度センサの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the humidity sensor in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態における湿度センサの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the humidity sensor in 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態における湿度センサの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the humidity sensor in 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態における湿度センサの断面図である。It is sectional drawing of the humidity sensor in 5th Embodiment of this invention. 図７に示す湿度センサの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the humidity sensor shown in FIG.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態の湿度センサは、例えば、車室内のルームミラー近傍に取り付けられ、車室内の湿度を検出するものとして用いられると好適である。 (First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The humidity sensor of the present embodiment is preferably attached, for example, in the vicinity of a room mirror in the vehicle interior and used to detect humidity in the vehicle interior.

図１に示されるように、湿度センサは、シリコン等で構成される基板１０を備えている。そして、基板１０の一面１０ａには、酸化膜等で構成される第１絶縁膜２０を介して一対の検出電極３１、３２が形成されている。   As shown in FIG. 1, the humidity sensor includes a substrate 10 made of silicon or the like. A pair of detection electrodes 31 and 32 are formed on the first surface 10a of the substrate 10 with a first insulating film 20 made of an oxide film or the like interposed therebetween.

一対の検出電極３１、３２は、それぞれ複数本形成されており、互いに噛み合うように対向して形成された櫛歯状とされている。なお、この一対の検出電極３１、３２は、Ａｌ、Ｔｉ、Ａｕ、Ｃｕ等の導電性材料を用いて構成されている。   A plurality of pairs of detection electrodes 31 and 32 are respectively formed, and are formed in a comb-teeth shape facing each other so as to mesh with each other. The pair of detection electrodes 31 and 32 is configured using a conductive material such as Al, Ti, Au, or Cu.

そして、この検出電極３１、３２を覆うようにシリコン窒化膜等で構成される第２絶縁膜４０が形成され、第２絶縁膜４０上には、ポリイミドや酪酸酢酸セルロース等の吸湿性を有する高分子有機材料で構成される感湿膜５０が形成されている。   Then, a second insulating film 40 composed of a silicon nitride film or the like is formed so as to cover the detection electrodes 31 and 32, and a high hygroscopic property such as polyimide or cellulose butyrate acetate is formed on the second insulating film 40. A moisture sensitive film 50 made of a molecular organic material is formed.

また、感湿膜５０のうちの検出電極３１、３２上に位置する部分には、保護膜６０が配置されている。なお、感湿膜５０のうちの検出電極３１、３２上に位置する部分とは、感湿膜５０のうちの検出電極３１、３２の直上に位置する部分およびその周囲の部分のことである。   Further, a protective film 60 is disposed on a portion of the moisture sensitive film 50 located on the detection electrodes 31 and 32. In addition, the part located on the detection electrodes 31 and 32 in the moisture sensitive film 50 is a part located immediately above the detection electrodes 31 and 32 in the moisture sensitive film 50 and a surrounding part thereof.

保護膜６０は、ポリスチレン、ポリメタクリレート、ポリスルホン、ポリカーボネート等のポリマー系材料が自己組織化形成された膜であり、内部に複数の球状の穴６０ａがほぼ均等に形成されている。そして、この穴６０ａが互いに連通されることにより、外部雰囲気（外部空間）と感湿膜５０との間を連通する通路６０ｂが形成されている。言い換えると、保護膜６０は、ハニカム構造とされている。また、通路６０ｂは、水蒸気を透過しつつ、液体を遮断する形状（大きさ）とされている。   The protective film 60 is a film in which a polymer material such as polystyrene, polymethacrylate, polysulfone, or polycarbonate is self-organized, and a plurality of spherical holes 60a are formed almost uniformly inside. The holes 60a communicate with each other to form a passage 60b that communicates between the external atmosphere (external space) and the moisture sensitive film 50. In other words, the protective film 60 has a honeycomb structure. The passage 60b has a shape (size) that blocks water while allowing water vapor to pass therethrough.

ここで、通路６０ｂの形状（大きさ）について図２を参照しつつ説明する。なお、図２は、スプレーノズルで水滴（液滴）を散布したときの水滴の粒子径（直径）と粒子数との関係を示す図である。   Here, the shape (size) of the passage 60b will be described with reference to FIG. In addition, FIG. 2 is a figure which shows the relationship between the particle diameter (diameter) of a water droplet when a water droplet (droplet) is sprayed with a spray nozzle, and the number of particles.

図２に示されるように、水滴は、粒子径（直径）が５μｍより大きい場合に測定される。このため、通路６０ｂは、水滴が感湿膜５０に到達しないように、最も狭くなる部分の幅が５μｍ以下とされている。具体的には、隣接する穴６０ａ同士が連通される部分が最も狭くなるため、この部分の直径（幅）が５μｍ以下とされている。   As shown in FIG. 2, the water droplet is measured when the particle diameter (diameter) is larger than 5 μm. For this reason, the width | variety of the channel | path 60b is made into 5 micrometers or less so that a water droplet may not reach the moisture sensitive film 50. Specifically, since the portion where the adjacent holes 60a communicate with each other is the narrowest, the diameter (width) of this portion is set to 5 μm or less.

また、水蒸気が通過する通路６０ｂは、上記ゴアテックスに形成される穴のように、１μｍ以上であれば応答性が良好であることが知られている。このため、隣接する穴６０ａ同士が連通される部分の直径（幅）が１μｍ以上とされている。   Further, it is known that the passage 60b through which water vapor passes has good responsiveness as long as it is 1 μm or more like the hole formed in the Gore-Tex. For this reason, the diameter (width) of the part where the adjacent holes 60a communicate with each other is set to 1 μm or more.

そして、基板１０の一面１０ａには、図１とは別断面において、検出電極３１、３２と電気的に接続されるパッド７０が形成されている。このパッド７０は、第２絶縁膜４０に形成されたコンタクトホール４０ａおよび感湿膜５０に形成されたコンタクトホール５０ａを介して露出しており、ボンディングワイヤ８０を介して外部回路と電気的に接続される。   A pad 70 that is electrically connected to the detection electrodes 31 and 32 is formed on one surface 10a of the substrate 10 in a cross section different from that shown in FIG. The pad 70 is exposed through a contact hole 40a formed in the second insulating film 40 and a contact hole 50a formed in the moisture sensitive film 50, and is electrically connected to an external circuit through a bonding wire 80. Is done.

以上が本実施形態における湿度センサの構成である。このような湿度センサでは、感湿膜５０が水分（水蒸気）を吸脱着するため、湿度に応じて検出電極３１、３２間の静電容量が変化する。このため、検出電極３１、３２間の容量変化（センサ信号）に基づいて湿度が検出される。   The above is the configuration of the humidity sensor in the present embodiment. In such a humidity sensor, since the moisture sensitive film 50 absorbs and desorbs moisture (water vapor), the capacitance between the detection electrodes 31 and 32 changes according to the humidity. For this reason, humidity is detected based on the capacitance change (sensor signal) between the detection electrodes 31 and 32.

次に、上記湿度センサの製造方法について図３を参照しつつ説明する。   Next, a method for manufacturing the humidity sensor will be described with reference to FIG.

まず、図３（ａ）に示されるように、一般的な製造プロセスを行い、基板１０の一面１０ａ側に、第１絶縁膜２０、検出電極３１、３２、第２絶縁膜４０、感湿膜５０、パッド７０が形成されたものを用意する。なお、第２絶縁膜４０および感湿膜５０には、パッド７０を露出させるコンタクトホール４０ａ、５０ａが形成されている。   First, as shown in FIG. 3A, a general manufacturing process is performed, and the first insulating film 20, the detection electrodes 31, 32, the second insulating film 40, and the moisture sensitive film are formed on the one surface 10a side of the substrate 10. 50 and a pad on which a pad 70 is formed are prepared. In the second insulating film 40 and the moisture sensitive film 50, contact holes 40a and 50a for exposing the pad 70 are formed.

次に、図３（ｂ）に示されるように、感湿膜５０上にレジスト９０を配置する。そして、フォトリソグラフィ等によって当該レジスト９０をパターニングし、感湿膜５０のうちの保護膜形成予定領域をレジスト９０から露出させる。つまり、感湿膜５０のうちの検出電極３１、３２上に位置する部分をレジスト９０から露出させる。   Next, as shown in FIG. 3B, a resist 90 is disposed on the moisture sensitive film 50. Then, the resist 90 is patterned by photolithography or the like, and the protective film formation scheduled region of the moisture sensitive film 50 is exposed from the resist 90. That is, portions of the moisture sensitive film 50 located on the detection electrodes 31 and 32 are exposed from the resist 90.

続いて、図３（ｃ）に示されるように、感湿膜５０およびレジスト９０が覆われるように、スピンコート法等で保護膜６０を構成する溶液６１を塗布する。なお、この溶液６１は、ポリスチレン、ポリメタクリレート、ポリスルホン、ポリカーボネート等のポリマー系材料をトルエン等の有機溶剤に溶かしたものである。   Subsequently, as shown in FIG. 3C, a solution 61 constituting the protective film 60 is applied by spin coating or the like so that the moisture sensitive film 50 and the resist 90 are covered. The solution 61 is obtained by dissolving a polymer material such as polystyrene, polymethacrylate, polysulfone, or polycarbonate in an organic solvent such as toluene.

そして、図３（ｄ）に示されるように、溶液６１内に球状の水滴６２を生成し、保護膜６０内の穴６０ａ（通路６０ｂ）となる鋳型を形成する。具体的には、図３（ｃ）の工程まで行ったものを高湿度環境下に配置することにより、溶液６１内に水蒸気（水分）を取り込んで球状の水滴６２を生成する。このとき、湿度や処理時間、温度等の処理条件を適宜調整することにより、水滴６２の大きさを制御することができる。このため、隣接する水滴６２同士が連結される部分の直径（幅）が１μｍ以上であって５μｍ以下となるように処理条件を適宜調整する。   Then, as shown in FIG. 3 (d), spherical water droplets 62 are generated in the solution 61 to form a mold that becomes a hole 60 a (passage 60 b) in the protective film 60. Specifically, by performing the process up to the process of FIG. 3C in a high humidity environment, water vapor (water) is taken into the solution 61 to generate spherical water droplets 62. At this time, the size of the water droplet 62 can be controlled by appropriately adjusting processing conditions such as humidity, processing time, and temperature. For this reason, the processing conditions are appropriately adjusted so that the diameter (width) of the portion where adjacent water droplets 62 are connected to each other is 1 μm or more and 5 μm or less.

なお、このように溶液６１内に水滴６２を生成すると、水滴６２は最密構造を形成しようとする。このため、水滴６２は、溶液６１内にほぼ均等に生成される。   When water droplets 62 are generated in the solution 61 in this way, the water droplets 62 try to form a close-packed structure. For this reason, the water droplets 62 are generated almost uniformly in the solution 61.

その後、図３（ｅ）に示されるように、溶液６１から溶剤および水滴６２を蒸発させる。これにより、水滴６２が形成されていた部分で穴６０ａ（通路６０ｂ）が形成された保護膜６０を自己組織化形成できる。   Thereafter, as shown in FIG. 3E, the solvent and water droplets 62 are evaporated from the solution 61. Thereby, the protective film 60 in which the hole 60a (passage 60b) is formed in the portion where the water droplet 62 is formed can be self-organized.

続いて、図３（ｆ）に示されるように、レジスト９０を除去する（リフトオフする）ことにより、保護膜６０のうちのレジスト９０上に位置する部分を除去する。そして、パッド７０と外部回路とを接続するボンディングワイヤ８０を形成することにより、上記図１に示す湿度センサが製造される。   Subsequently, as shown in FIG. 3F, the resist 90 is removed (lifted off), so that a portion of the protective film 60 located on the resist 90 is removed. And the humidity sensor shown in the said FIG. 1 is manufactured by forming the bonding wire 80 which connects the pad 70 and an external circuit.

なお、保護膜６０は、自己組織化形成された後は、高湿度環境下に配置されたとしても内部に水滴６２が生成されることはない。つまり、湿度センサの使用時に保護膜６０の内部に水滴６２が生成されることはない。また、上記では、１つの湿度センサの製造方法について説明したが、ウェハ状の基板１０を用意し、各チップ形成領域に上記製造工程を行った後にチップ単位に分割するようにしてもよい。   Note that after the protective film 60 is formed in a self-organized manner, water droplets 62 are not generated inside even if the protective film 60 is disposed in a high humidity environment. That is, water drops 62 are not generated inside the protective film 60 when the humidity sensor is used. In the above description, the manufacturing method of one humidity sensor has been described. However, a wafer-like substrate 10 may be prepared, and the manufacturing process may be performed on each chip formation region, and then divided into chips.

以上説明したように、本実施形態では、保護膜６０を感湿膜５０上に溶液６１を塗布することによって形成している。このため、保護膜６０の大きさを配置領域に対して適宜変更することができ、設計の自由度を向上できる。   As described above, in the present embodiment, the protective film 60 is formed by applying the solution 61 on the moisture sensitive film 50. For this reason, the magnitude | size of the protective film 60 can be suitably changed with respect to an arrangement | positioning area | region, and the freedom degree of design can be improved.

また、通路６０ｂは穴６０ａが互いに連通されることによって構成されている。そして、隣接する穴６０ａ同士が連通される部分の直径（幅）が５μｍ以下とされている。このため、水滴が感湿膜５０に達することを抑制でき、検出精度が低下することを抑制できる。   The passage 60b is configured by communicating the holes 60a with each other. And the diameter (width | variety) of the part which the adjacent holes 60a are connected is made into 5 micrometers or less. For this reason, it can suppress that a water droplet reaches the moisture sensitive film | membrane 50, and can suppress that detection accuracy falls.

そして、隣接する穴６０ａ同士が連通される部分の直径（幅）が１μｍ以上とされている。このため、水蒸気の透過性が低下することを抑制でき、応答性が低下することを抑制できる。すなわち、設計の自由度を向上するために、保護膜としてゲルを用いることも考えられるが、ゲルは内部の穴の径（水蒸気が通過する経路の幅）が数ｎｍ程度であるため、応答性が低い。つまり、本実施形態の湿度センサによれば、設計の自由度を向上しつつ、応答性の低下も抑制できる。   The diameter (width) of the portion where the adjacent holes 60a communicate with each other is set to 1 μm or more. For this reason, it can suppress that the permeability | transmittance of water vapor | steam falls, and can suppress that responsiveness falls. In other words, in order to improve the degree of freedom of design, it is conceivable to use a gel as a protective film. However, since the gel has a hole diameter (the width of a path through which water vapor passes) of about several nanometers, responsiveness Is low. That is, according to the humidity sensor of the present embodiment, it is possible to improve the degree of freedom in design and suppress a decrease in responsiveness.

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して製造工程を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。 (Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the manufacturing process is changed with respect to the first embodiment, and the other parts are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted here.

本実施形態では、図３（ｂ）の工程の際、図４（ａ）に示されるように、感湿膜５０のうちの保護膜形成予定領域を囲むようにレジスト９０をパターニングする。つまり、本実施形態では、感湿膜５０のうちのコンタクトホール５０ａの周囲もレジスト９０から露出している。   In the present embodiment, in the step of FIG. 3B, the resist 90 is patterned so as to surround the protection film formation scheduled region of the moisture sensitive film 50 as shown in FIG. 4A. That is, in the present embodiment, the periphery of the contact hole 50 a in the moisture sensitive film 50 is also exposed from the resist 90.

そして、図４（ｂ）に示されるように、レジスト９０で囲まれた部分に溶液６１をディスペンサ１００等で塗布する。つまり、本実施形態のレジスト９０は、溶液６１がコンタクトホール４０ａ、５０ａ内に侵入することを抑制するダムとしての機能を発揮するものである。その後は、上記図３（ｄ）〜図３（ｆ）の工程と同様の工程を行うことによって湿度センサが製造される。   Then, as shown in FIG. 4B, the solution 61 is applied to the portion surrounded by the resist 90 with the dispenser 100 or the like. That is, the resist 90 of this embodiment exhibits a function as a dam that suppresses the solution 61 from entering the contact holes 40a and 50a. Thereafter, the humidity sensor is manufactured by performing the same steps as those shown in FIGS. 3 (d) to 3 (f).

このようにレジスト９０をパターニングしても湿度センサを製造することができる。   Thus, the humidity sensor can be manufactured even if the resist 90 is patterned.

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してパッド７０を封止部材で封止したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。 (Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the pad 70 is sealed with a sealing member with respect to the first embodiment, and the other aspects are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted here.

本実施形態では、図５（ａ）に示されるように、感湿膜５０のうちのコンタクトホール５０ａを囲む部分にも保護膜６０が形成されるように、図３（ｂ）〜図３（ｆ）の工程を行う。なお、図５（ａ）では、保護膜６０のうちの検出電極３１、３２上に位置する部分と、コンタクトホール５０ａを囲む部分とが分断されたものを図示しているが、これらが一体化されていてもよい。   In this embodiment, as shown in FIG. 5A, the protective film 60 is also formed on the portion of the moisture sensitive film 50 surrounding the contact hole 50a, as shown in FIGS. Step f) is performed. In FIG. 5A, a portion of the protective film 60 located on the detection electrodes 31 and 32 and a portion surrounding the contact hole 50a are separated from each other, but these are integrated. May be.

そして、図５（ｂ）に示されるように、パッド７０とボンディングワイヤ８０との接続部分を封止するようにゲル等の封止部材１１０を形成する。このとき、保護膜６０のうちのコンタクトホール５０ａを囲む部分によって封止部材１１０が濡れ広がることを抑制できる。   Then, as shown in FIG. 5B, a sealing member 110 such as a gel is formed so as to seal the connection portion between the pad 70 and the bonding wire 80. At this time, it is possible to suppress the sealing member 110 from spreading by the portion of the protective film 60 surrounding the contact hole 50a.

これによれば、パッド７０とボンディングワイヤ８０との接続部分を封止する封止部材１１０を配置する場合、封止部材１１０が濡れ広がることを保護膜６０で抑制できる。   According to this, when the sealing member 110 that seals the connection portion between the pad 70 and the bonding wire 80 is disposed, the protective film 60 can suppress the sealing member 110 from spreading.

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して製造工程を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。 (Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the manufacturing process is changed with respect to the first embodiment, and the other parts are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted here.

本実施形態では、図６（ａ）に示されるように、基材１２０上に溶液６１を塗布する。次に、図６（ｂ）に示されるように、図３（ｄ）および図３（ｅ）と同様の工程を行い、内部に穴６０ａ（通路６０ｂ）が形成された保護膜６０を自己組織化形成する。そして、図６（ｃ）に示されるように、保護膜６０を基材１２０から剥離することで保護膜６０を用意する。つまり、本実施形態では、保護膜６０を別工程で予め形成する。   In the present embodiment, as shown in FIG. 6A, the solution 61 is applied on the base material 120. Next, as shown in FIG. 6 (b), the same process as in FIGS. 3 (d) and 3 (e) is performed, and the protective film 60 having a hole 60a (passage 60b) formed therein is self-organized. To form. Then, as shown in FIG. 6C, the protective film 60 is prepared by peeling the protective film 60 from the substrate 120. That is, in this embodiment, the protective film 60 is formed in advance in a separate process.

そして、図６（ｄ）に示されるように、図３（ａ）の工程を行ったものに対して、保護膜６０を感湿膜５０上に図示しない接着剤等を介して配置する。その後は、パッド７０にボンディングワイヤ８０を接続することによって湿度センサが製造される。   Then, as shown in FIG. 6D, a protective film 60 is disposed on the moisture sensitive film 50 via an adhesive or the like (not shown) with respect to what has undergone the process of FIG. Thereafter, the humidity sensor is manufactured by connecting the bonding wire 80 to the pad 70.

このように、保護膜６０を予め形成しておき、当該保護膜６０を感湿膜５０上に配置するようにしても湿度センサを製造することができる。   Thus, the humidity sensor can be manufactured even if the protective film 60 is formed in advance and the protective film 60 is disposed on the moisture sensitive film 50.

なお、保護膜６０は、図６（ｄ）の工程で配置する大きさのものを形成してもよいし、図６（ｃ）の工程で基材１２０から剥離した後にダイシングカッター等で大きさを適宜調整してもよい。ダイシングカッター等で大きさを調整する場合には、保護膜６０はポリマー系材料で構成されているため、容易に切断することができる。つまり、本実施形態のように保護膜６０を別工程で用意する場合においても、保護膜６０を容易に加工できるため、設計の自由度を向上できる。   In addition, the protective film 60 may be formed in a size that is arranged in the step of FIG. 6D, or after being peeled from the base material 120 in the step of FIG. May be adjusted as appropriate. When the size is adjusted with a dicing cutter or the like, the protective film 60 is made of a polymer-based material, and therefore can be easily cut. That is, even when the protective film 60 is prepared in a separate process as in the present embodiment, the protective film 60 can be easily processed, so that the degree of design freedom can be improved.

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態は、第４実施形態に対してモールド樹脂を形成したものであり、その他に関しては第４実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。 (Fifth embodiment)
A fifth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, a mold resin is formed with respect to the fourth embodiment, and the other aspects are the same as those of the fourth embodiment, and thus description thereof is omitted here.

図７に示されるように、本実施形態では、基板１０、第１、第２絶縁膜２０、４０、感湿膜５０の側面、および感湿膜５０のうちの基板１０側と反対側の外縁部が覆われるように、モールド樹脂１３０が形成されている。言い換えると、感湿膜５０のうちの検出電極３１、３２上に位置する部分を露出させる貫通孔１３０ａが形成されたモールド樹脂１３０が備えられている。そして、貫通孔１３０ａのうちの感湿膜５０側と反対側の開口端部に、図示しない接着剤を介して保護膜６０が配置されている。   As shown in FIG. 7, in this embodiment, the substrate 10, the first and second insulating films 20 and 40, the side surfaces of the moisture sensitive film 50, and the outer edge of the moisture sensitive film 50 on the opposite side to the substrate 10 side. Mold resin 130 is formed so as to cover the portion. In other words, the mold resin 130 in which the through-hole 130a which exposes the part located on the detection electrodes 31 and 32 of the moisture sensitive film 50 is formed is provided. And the protective film 60 is arrange | positioned through the adhesive agent which is not shown in the opening edge part on the opposite side to the moisture sensitive film 50 side among the through-holes 130a.

次に、本実施形態の湿度センサの製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the humidity sensor of this embodiment is demonstrated.

このような湿度センサは、図３（ａ）の工程を行った後、図８（ａ）に示されるように、パッド７０にボンディングワイヤ８０を形成する。そして、図８（ｂ）に示されるように、このものを図示しない金型に設置し、感湿膜５０のうちの検出電極３１、３２上に位置する部分を露出させる貫通孔１３０ａが形成されたモールド樹脂１３０を形成する。なお、本実施形態では、基板１０のうちの一面１０ａと反対側の面も露出するように、モールド樹脂１３０を形成する。   In such a humidity sensor, after performing the process of FIG. 3A, a bonding wire 80 is formed on the pad 70 as shown in FIG. 8A. Then, as shown in FIG. 8B, this is placed in a mold (not shown), and a through hole 130a is formed to expose a portion of the moisture sensitive film 50 located on the detection electrodes 31, 32. A mold resin 130 is formed. In the present embodiment, the mold resin 130 is formed so that the surface of the substrate 10 opposite to the one surface 10a is also exposed.

次に、図８（ｃ）に示されるように、上記第４実施形態で説明したように保護膜６０を別工程で用意した後、モールド樹脂１３０における貫通孔１３０ａのうちの感湿膜５０側と反対側の開口端部に図示しない接着剤を介して保護膜６０を配置する。これにより、本実施形態の湿度センサが製造される。   Next, as shown in FIG. 8C, after preparing the protective film 60 in a separate process as described in the fourth embodiment, the moisture sensitive film 50 side of the through hole 130a in the mold resin 130 is prepared. A protective film 60 is disposed at the opening end opposite to the side of the opening through an adhesive (not shown). Thereby, the humidity sensor of this embodiment is manufactured.

このように、感湿膜５０等の外縁部を保護するモールド樹脂１３０を備えた湿度センサに本発明を適用することもできる。   Thus, the present invention can also be applied to a humidity sensor including the mold resin 130 that protects the outer edge portion of the moisture sensitive film 50 and the like.

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。 (Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be appropriately changed within the scope described in the claims.

例えば、上記第１実施形態において、溶液６１に含まれる溶剤として親水性のものを用いてもよい。この場合、図３（ｄ）の工程を行う際、溶液６１のうちの感湿膜５０側と反対側の表面に両親媒性ポリマー系材料を含む溶液を滴下しておくことが好ましい。これにより、図３（ｄ）の工程では、溶液６１内に両親媒性ポリマーが添加された水滴の鋳型が構成される。同様に、上記第２〜第５実施形態においても、溶液６１に含まれる溶剤として親水性のものを用いることもできる。   For example, in the first embodiment, a hydrophilic solvent may be used as the solvent contained in the solution 61. In this case, when performing the process of FIG.3 (d), it is preferable to dripping the solution containing an amphiphilic polymer-type material on the surface on the opposite side to the moisture sensitive film 50 side of the solution 61. FIG. Thus, in the step of FIG. 3D, a water droplet template in which an amphiphilic polymer is added to the solution 61 is formed. Similarly, in the second to fifth embodiments, a hydrophilic solvent can be used as the solvent contained in the solution 61.

そして、上記各実施形態において、隣接する穴６０ａ同士が連通される部分の直径（幅）が１μｍ以上とされていなくてもよい。このような湿度センサとしても、設計の自由度を向上できる湿度センサとできる。   And in each said embodiment, the diameter (width | variety) of the part which the adjacent holes 60a are connected does not need to be 1 micrometer or more. Such a humidity sensor can also be a humidity sensor that can improve the degree of freedom in design.

１０ 基板
１０ａ 一面
３１、３２ 検出電極
５０ 感湿膜
６０ 保護膜
６０ａ 穴
６０ｂ 通路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Substrate 10a One side 31, 32 Detection electrode 50 Moisture sensitive film 60 Protective film 60a Hole 60b Passage

Claims (10)

一面（１０ａ）を有する基板（１０）と、
前記基板の一面側に形成され、湿度に応じたセンサ信号を出力する検出電極（３１、３２）と、
前記検出電極を覆う感湿膜（５０）と、
前記感湿膜のうちの前記検出電極を覆う部分上に配置された保護膜（６０）と、を備え、
前記保護膜は、ポリマー系材料を用いて自己組織化形成された膜であって、内部に前記感湿膜と外部雰囲気とを連通させる通路（６０ｂ）が形成されており、
前記通路は、複数の球状の穴（６０ａ）が互いに連通されることで構成され、水蒸気を透過しつつ、液体を遮断する形状とされていることを特徴とする湿度センサ。 A substrate (10) having one surface (10a);
Detection electrodes (31, 32) that are formed on one side of the substrate and output a sensor signal according to humidity;
A moisture sensitive film (50) covering the detection electrode;
A protective film (60) disposed on a portion of the moisture sensitive film covering the detection electrode,
The protective film is a film that is self-organized using a polymer material, and a passage (60b) that connects the moisture-sensitive film and the external atmosphere is formed therein.
The passage is configured by a plurality of spherical holes (60a) communicating with each other, and has a shape that blocks water while allowing water vapor to pass therethrough. 前記通路は、隣接する前記穴同士が連通される部分の直径が１μｍ以上であって５μｍ以下とされていることを特徴とする請求項１に記載の湿度センサ。   2. The humidity sensor according to claim 1, wherein a diameter of a portion of the passage where the adjacent holes communicate with each other is 1 μm or more and 5 μm or less. 前記基板の一面側には、前記検出電極と電気的に接続されるパッド（７０）が形成され、
前記感湿膜には、前記パッドを露出させるコンタクトホール（５０ａ）が形成され、
前記パッドを封止すると共に、前記感湿膜のうちの前記コンタクトホールの周囲に配置された封止部材（１１０）を有し、
前記保護膜は、前記感湿膜のうちの前記コンタクトホールを囲む部分にも形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の湿度センサ。 A pad (70) electrically connected to the detection electrode is formed on one side of the substrate,
A contact hole (50a) exposing the pad is formed in the moisture sensitive film,
A sealing member (110) disposed around the contact hole in the moisture-sensitive film and sealing the pad;
The humidity sensor according to claim 1, wherein the protective film is also formed on a portion of the moisture sensitive film surrounding the contact hole. 前記感湿膜は、前記検出電極を覆う部分を露出させる貫通孔（１３０ａ）が形成されたモールド樹脂（１３０）で覆われており、
前記保護膜は、前記貫通孔のうちの前記感湿膜側と反対側の開口端部に配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の湿度センサ。 The moisture sensitive film is covered with a mold resin (130) in which a through hole (130a) exposing a portion covering the detection electrode is formed,
The humidity sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the protective film is disposed at an opening end portion of the through hole opposite to the moisture sensitive film side. 一面（１０ａ）を有する基板（１０）と、
前記基板の一面側に形成され、湿度に応じたセンサ信号を出力する検出電極（３１、３２）と、
前記検出電極を覆う感湿膜（５０）と、
前記感湿膜のうちの前記検出電極を覆う部分上に配置された保護膜（６０）と、を備え、
前記保護膜は、ポリマー系材料を用いて自己組織化形成された膜であって、内部に前記感湿膜と外部雰囲気とを連通させる通路（６０ｂ）が形成されており、
前記通路は、複数の球状の穴（６０ａ）が互いに連通されることで構成され、水蒸気を透過しつつ、液体を遮断する形状とされている湿度センサの製造方法において、
前記基板の一面に前記検出電極が形成されると共に、前記検出電極を覆う前記感湿膜が形成されたものを用意する工程と、
前記感湿膜上にポリマー系材料が溶剤に溶かされた溶液（６１）を塗布する工程と、
前記溶液内に外部雰囲気から水蒸気を取り込んで水滴（６２）を生成する工程と、
前記溶剤および水滴を蒸発させて内部に前記通路が形成された前記保護膜を自己組織化形成する保護膜形成工程と、を行うことを特徴とする湿度センサの製造方法。 A substrate (10) having one surface (10a);
Detection electrodes (31, 32) that are formed on one side of the substrate and output a sensor signal according to humidity;
A moisture sensitive film (50) covering the detection electrode;
A protective film (60) disposed on a portion of the moisture sensitive film covering the detection electrode,
The protective film is a film that is self-organized using a polymer material, and a passage (60b) that connects the moisture-sensitive film and the external atmosphere is formed therein.
In the method for manufacturing a humidity sensor, the passage is configured by a plurality of spherical holes (60a) communicating with each other, and is configured to transmit water vapor while blocking liquid.
Preparing the detection electrode formed on one surface of the substrate and the moisture sensitive film covering the detection electrode; and
Applying a solution (61) in which a polymer material is dissolved in a solvent on the moisture sensitive film;
Incorporating water vapor from an external atmosphere into the solution to produce water droplets (62);
A method of forming a humidity sensor, comprising: evaporating the solvent and water droplets to form a protective film in which the protective film having the passage formed therein is self-organized. 前記塗布する工程では、前記感湿膜のうちの前記検出電極を覆う部分と異なる部分にレジスト（９０）を形成した後に、前記感湿膜および前記レジストを覆うように前記溶液を塗布し、
前記保護膜形成工程の後、前記レジストを除去することによって前記レジスト上に形成された前記保護膜を除去することを特徴とする請求項５に記載の湿度センサの製造方法。 In the applying step, after forming a resist (90) in a portion different from the portion covering the detection electrode in the moisture sensitive film, the solution is applied so as to cover the moisture sensitive film and the resist,
6. The method of manufacturing a humidity sensor according to claim 5, wherein after the protective film forming step, the protective film formed on the resist is removed by removing the resist. 前記塗布する工程では、前記感湿膜のうちの前記検出電極を覆う部分を囲むレジスト（９０）を形成した後、前記レジストで囲まれる部分に前記溶液を塗布することを特徴とする請求項５に記載の湿度センサの製造方法。   6. In the step of applying, after forming a resist (90) surrounding a portion of the moisture sensitive film covering the detection electrode, the solution is applied to a portion surrounded by the resist. The manufacturing method of the humidity sensor of description. 前記用意する工程では、前記基板の一面側に前記検出電極と電気的に接続されたパッド（７０）が形成されていると共に、前記感湿膜に前記パッドを露出させるコンタクトホール（５０ａ）が形成され、前記パッドにワイヤ（８０）が接続されたものを用意する工程と、
前記保護膜形成工程では、前記感湿膜のうちの前記検出電極を覆う部分および前記コンタクトホールを囲む部分に前記保護膜を形成し、
前記保護膜形成工程の後、前記パッドと前記ワイヤとの接続部分を封止する封止部材（１１０）を形成することを特徴とする請求項５に記載の湿度センサの製造方法。 In the preparing step, a pad (70) electrically connected to the detection electrode is formed on one surface side of the substrate, and a contact hole (50a) exposing the pad is formed in the moisture sensitive film. Preparing a wire (80) connected to the pad;
In the protective film forming step, the protective film is formed on a portion of the moisture sensitive film that covers the detection electrode and a portion that surrounds the contact hole,
The method for manufacturing a humidity sensor according to claim 5, wherein a sealing member (110) for sealing a connection portion between the pad and the wire is formed after the protective film forming step. 一面（１０ａ）を有する基板（１０）と、
前記基板の一面に形成され、湿度に応じたセンサ信号を出力する検出電極（３１、３２）と、
前記検出電極を覆う感湿膜（５０）と、
前記感湿膜のうちの前記検出電極を覆う部分上に配置された保護膜（６０）と、を備え、
前記保護膜は、ポリマー系材料を用いて自己組織化形成された膜であって、内部に前記感湿膜と外部雰囲気とを連通させる通路（６０ｂ）が形成されており、
前記通路は、複数の球状の穴（６０ａ）が互いに連通されることで構成され、水蒸気を透過しつつ、液体を遮断する形状とされている湿度センサの製造方法において、
前記基板の一面に前記検出電極が形成されると共に、前記検出電極を覆う前記感湿膜が形成されたものを用意する工程と、
ポリマー系材料が溶剤に溶かされた溶液を基材（１２０）に塗布する工程と、
前記溶液内に外部雰囲気から水蒸気を取り込んで水滴（６２）を生成する工程と、
前記溶剤および水滴を蒸発させて内部に前記通路が形成された前記保護膜を自己組織化形成する保護膜形成工程と、
前記保護膜を前記基材から剥離する工程と、
前記保護膜を前記感湿膜のうちの前記検出電極を覆う部分上に配置する工程と、を行うことを特徴とする湿度センサの製造方法。 A substrate (10) having one surface (10a);
Detection electrodes (31, 32) that are formed on one surface of the substrate and output sensor signals according to humidity;
A moisture sensitive film (50) covering the detection electrode;
A protective film (60) disposed on a portion of the moisture sensitive film covering the detection electrode,
The protective film is a film that is self-organized using a polymer material, and a passage (60b) that connects the moisture-sensitive film and the external atmosphere is formed therein.
In the method for manufacturing a humidity sensor, the passage is configured by a plurality of spherical holes (60a) communicating with each other, and is configured to transmit water vapor while blocking liquid.
Preparing the detection electrode formed on one surface of the substrate and the moisture sensitive film covering the detection electrode; and
Applying a solution in which a polymer-based material is dissolved in a solvent to the substrate (120);
Incorporating water vapor from an external atmosphere into the solution to produce water droplets (62);
A protective film forming step of self-organizing the protective film in which the solvent and water droplets are evaporated to form the passages therein;
Peeling the protective film from the substrate;
And a step of disposing the protective film on a portion of the moisture sensitive film covering the detection electrode. 前記用意する工程の後、前記感湿膜のうちの前記検出電極を覆う部分を露出させる貫通孔（１３０ａ）が形成されたモールド樹脂（１３０）を形成し、
前記配置する工程では、前記貫通孔のうちの前記感湿膜側と反対側の開口端部に前記保護膜を配置することを特徴とする請求項９に記載の湿度センサの製造方法。

After the preparing step, forming a mold resin (130) in which a through hole (130a) exposing the portion of the moisture sensitive film that covers the detection electrode is formed,
The method for manufacturing a humidity sensor according to claim 9, wherein, in the step of arranging, the protective film is arranged at an opening end of the through hole opposite to the moisture sensitive film side.

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