电阻式湿度传感器及电阻式湿度传感器的制造方法与流程

1.本发明涉及电阻式湿度传感器及电阻式湿度传感器的制造方法。


背景技术：

2.在日本特开昭54
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70096号公报(专利文献1)的第2图中，公开了一种电阻式湿度传感器，其以从上方覆盖设置在中空圆筒形基板l的表面的两端的2个电极2之间的间隔的间隙的方式将感湿膜3覆盖在电极2上，利用2根电极引出线4测定间隙之间的感湿膜3的电阻值。
3.另外，在日本特开平4
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364456号公报(专利文献2)的图2中，公开了具备形成为大致圆柱状或大致圆筒状的感湿性元件1、隔着间隙部3配设于该感湿性元件1的表面的2个导体层2、以及设置于2个导体层2的引线4的湿度传感器。该感湿性元件1是使多孔质陶瓷元件含浸感湿性高分子电解质而成的。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开昭54
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70096号公报第2图
7.专利文献2：日本特开平4
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364456号公报图2
8.在电阻式湿度传感器的用户未意识到额定电流而使用的情况下，流过额定电流以上的电流，产生无法在正确的动作范围内使用电阻式湿度传感器的问题。另外，还存在用户错误地使容许电流以上的过电流在电阻式湿度传感器流动而烧坏电阻式湿度传感器的情况。
9.另外，在需要特性调整用的外接电阻的情况下，需要在驱动电路中另外设置外接电阻器。


技术实现要素：

10.本发明的目的在于提供一种能够极力防止所需以上的电流流动的电阻式湿度传感器。
11.本发明的另一目的在于提供一种不需要用于特性调整的外接部件的电阻式湿度传感器。
12.本发明的另一目的在于提供一种不需要用于特性调整的外接部件的电阻式湿度传感器的制造方法。
13.用于解决课题的技术方案
14.本发明的电阻式湿度传感器具备：圆柱状绝缘基体；一对帽状端子，嵌合固定于圆柱状绝缘基体的两端；电阻膜，形成在圆柱状绝缘基体的表面上且与一对帽状端子电连接；狭缝，为了将电阻膜一分为二而形成于所述电阻膜；以及感湿膜，被设置成堵塞该狭缝，电阻值根据湿度的变化而变化。根据本发明，能够提供一种能够极力防止所需以上的电流流动的电阻式湿度传感器。另外，通过适当地设定电阻膜的电阻值，也能够消除作为特性调整
用的其他部件而外接电阻体的必要性。需要说明的是，在本技术说明书中，所谓“一分为二”，意味着将电阻膜分为两部分，并不限定于将电阻膜形成为1/2。
15.感湿膜理论上只要被设置成堵塞狭缝即可。然而，在本发明中，也可以被设置成整体地覆盖位于一对帽状端子之间的电阻膜及狭缝。
16.电阻膜优选不包含成为产生迁移的原因的金属成分。这是因为，当迁移在狭缝间延伸时，由于被一分为二的电阻膜的短路的发生，湿度传感器的特性发生变化。
17.另外，优选还具备至少覆盖感湿膜而保护感湿膜的具有透湿性的保护膜。保护膜也可以整体地覆盖一对帽状端子之间的电阻膜和感湿膜。若形成这样的保护膜，则能够防止污物附着于感湿膜，并且能够防止在向电路基板安装前感湿膜以及电阻膜产生损伤。
18.另外，也可以在一对帽状端子上连接有一对引线，在一对引线的一方的引线以沿着圆柱状绝缘基体且与另一方的引线并列的方式弯曲的状态下，收纳于具有多个通气孔的壳体内。在该情况下，一对引线从壳体突出。本发明的湿度传感器能够将一对引线直接用作壳体的固定机构，因此能够减少部件数量。
19.另外，优选一对帽状端子及与该一对帽状端子连续的一对引线的一部分被具有绝缘性的树脂涂敷层覆盖。另外，一对帽状端子的一方的帽状端子的至少一部分和与该一方的帽状端子连续的引线的一部分也可以由具有绝缘性的树脂涂敷层连续地覆盖。这样，通过有可能在制造工序中产生附着的感湿膜，能够防止一对帽状端子及引线的一部分产生腐蚀。另外，也能够防止产生不必要的短路。
20.本发明以电阻式湿度传感器的制造方法为对象，该电阻式湿度传感器具备：圆柱状绝缘基体；一对帽状端子，嵌合固定于圆柱状绝缘基体的两端；电阻膜，与一对帽状端子电连接；狭缝，为了将电阻膜一分为二而形成于电阻膜；以及感湿膜，被设置成堵塞狭缝，电阻值根据湿度的变化而变化。在本发明中，在一对帽状端子上分别连接有引线，在将引线与一对帽状端子连接后，形成感湿膜。这样，在将一对引线分别粘贴于引导带的状态下，能够连续地进行之后的加工，因此能够提高制造效率。另外，在将引线与一对帽状端子连接之前形成感湿膜时，在狭缝被感湿膜覆盖的状态下进行引线的连接，因此能够阻止在引线连接时产生的、烟尘所包含的导电性物质进入狭缝内而成为特性的偏差的产生原因。
21.另外，若电阻膜的形成、狭缝的形成、感湿膜的形成、帽状端子的安装及引线的连接全部通过自动化生产线来执行，则能够大幅降低制造成本。
附图说明
22.图1(a)是在本实施方式的电阻式湿度传感器的制造过程的中途状态下将帽状端子表现为透明的图，(b)是在帽状端子的两侧焊接引线且实施了感湿膜及保护膜以及树脂涂敷层之后的图，(c)是表示本实施方式的电阻式湿度传感器的感湿膜形成部的构造的示意剖视图。
23.图2是表示本实施方式的电阻式湿度传感器的上述样品的特性的图。
24.图3(a)至(j)是表示制造电阻式湿度传感器的情况下的方法的一例的工序的图。
25.图4(a)及(b)是表示本实施方式的电阻式湿度传感器的出货形态的例子的图。
26.图5(a)是表示电阻式湿度传感器的感湿膜形成部的不同构造的示意剖视图，(b)及(c)是表示实施树脂涂敷层的其他例子的图，(d)是表示壳体的不同的例子的图。
27.附图标记的说明
28.1、电阻式湿度传感器；3、圆柱状绝缘基体；5、电阻膜；7、帽状端子；9、引线；11、狭缝；13、感湿膜；15、保护膜；19、树脂涂敷层；21、壳体。
具体实施方式
29.以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。图1(a)是在本实施方式的电阻式湿度传感器1的制造过程的中途状态下将帽状端子7、7表现为透明的图，图1(b)是在帽状端子7、7的两侧焊接引线9、9且实施了感湿膜13及保护膜15以及树脂涂敷层19之后的图。图1(c)是表示本实施方式的电阻式湿度传感器1的感湿膜形成部的构造的示意图。图1(a)所示的中途状态的电阻式湿度传感器1具备由陶瓷材料构成的圆柱状绝缘基体3和在圆柱状绝缘基体3的外周面的表面的大部分形成的电阻膜5。该电阻膜5由不产生迁移的氧化钌等电阻体材料形成。在圆柱状绝缘基体3的两端，以与电阻膜5接触的方式嵌合有金属制的一对帽状端子7、7。该一对帽状端子7、7分别在铁制的帽状本体的表面实施有cu和sn的镀敷。帽状端子7具备：嵌合圆柱状绝缘基体3的开口部7a；环状的端面部7b；与环状的端面部7b连续且与圆柱状绝缘基体3的端部的外周面相向的筒部7c；以及与圆柱状绝缘基体3的端部的端面3a相向的弯曲部7d。另外，为了将电阻膜5一分为二，在电阻膜5形成有遍及整周的环状的狭缝11。另外，帽状端子7、7的形状并不限定于如本实施方式那样具备弯曲部7d的形状，也可以不设置弯曲部7d而具备沿着圆柱状绝缘基体3的端面那样的外形。
30.在图1(b)和(c)所示的例子中，以堵塞该狭缝11的方式形成有由电阻值根据湿度的变化而变化的离子性感湿聚合物构成的感湿膜13。感湿膜13以填埋狭缝11且与电阻膜5重叠的方式涂敷例如日本特开2003
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4685号公报所公开那样的感湿聚合物与使感湿聚合物相对于圆柱状绝缘基体3的粘接性及耐水性增加的聚乙烯醇等添加聚合物的混合物，并使该涂敷物干燥固化而形成。在该例子中，还形成有覆盖一对帽状端子7、7间的电阻膜5的一部分和感湿膜13的保护膜15。在本实施方式中，作为该保护膜15，使用与在感湿膜13的形成中使用的基本的聚合物材料相同的聚合物材料。该保护膜15具有透湿性，使得水分、灰尘等不会直接附着于感湿膜13。
31.感湿膜13理论上只要被设置成堵塞狭缝11即可，另外，保护膜15只要被设置成覆盖感湿膜13即可。但是，当然也可以将感湿膜13设置成整体地覆盖位于一对帽状端子7、7之间的电阻膜5及狭缝11。需要说明的是，在用感湿膜13覆盖电阻膜5的上方的情况下，优选感湿膜13不与一对帽状端子7、7接触。这样一来，越是小型，感湿膜13对电阻膜5的粘接力越低，因此能够有效地防止感湿膜13的粘接面积增加而感湿膜13剥离。另外，在将保护膜15形成在感湿膜13之上的情况下，保护膜15也优选形成为不与一对帽状端子7、7接触。
32.另外，在本实施方式中，在一对帽状端子7、7焊接连接有一对引线9、9。而且，一对帽状端子7、7及一对引线9、9的一部分被涂敷有由环氧树脂构成的绝缘树脂涂料而形成的树脂涂敷层19、19覆盖。树脂涂敷层19、19能够防止在感湿膜13以及保护膜15的涂敷工序中，在感湿膜13以及保护膜15与帽状端子7、7以及引线9、9接触的情况下，帽状端子7、7以及引线9、9发生腐蚀。另外，能够抑制感湿膜中的离子发生反应、析出，特性异常的发生。
33.另外，若表示上述实施方式的试验用散样品的尺寸，则一对帽状端子7、7的端部间的长度l1为约5.8mm，一对帽状端子7、7的开口部7a、7a间的长度为约2.8mm，圆柱状绝缘基
体3的长度l2为约5.5mm，直径d为约1.5mm，狭缝的宽度为0.13
±
0.1mm。另外，根据与周边的电路的平衡，电阻式湿度传感器1的电阻值优选为1kω～1000kω左右。
34.图2是表示本实施方式的电阻式湿度传感器的上述样品的特性的图。由图2可知，随着湿度的增加，电阻值在对数曲线图上呈大致直线状地减少。另外，通过改变电阻膜5的电阻值，能够使该特性整体偏移。顺便说一下，若降低电阻膜5的电阻值，则特性整体下降，若提高电阻膜5的电阻值，则特性整体上升。
35.[制造方法]
[0036]
以下，参照图3对制造图1(a)至(c)所示的构造的电阻式湿度传感器的情况下的方法的一个例子进行说明。首先，准备圆柱状绝缘基体3[图3(a)]。接着，将电阻涂料涂敷于圆柱状绝缘基体3后，进行烧成而形成电阻膜5[图3(b)]。另外，电阻膜5形成在必要的范围即可。然后，以与电阻膜5接触的方式，在圆柱状绝缘基体3的两端嵌合一对帽状端子7、7[(图3(c))]。另外，在图3(c)中，将帽状端子7、7描绘成透明。
[0037]
接着，通过激光切断加工形成狭缝11[图3(d)]。在激光切断加工中，固定激光，使圆柱状绝缘基体3旋转来进行。接着，在一对帽状端子7、7上焊接引线9、9[图3(e)]。然后，利用环氧树脂涂敷一对帽状端子7、7并进行干燥[图3(f)]，然后利用环氧树脂涂敷引线9、9的基部并进行干燥，形成树脂涂敷层19[图3(g)]。该树脂涂敷层19出于保护和绝缘的目的而形成。
[0038]
接着，以覆盖狭缝11的方式涂敷感湿液并进行干燥，由此形成感湿膜13[图3(h)]。接着，以覆盖感湿膜13的方式将保护液涂敷于感湿膜13和电阻膜5之上，形成保护膜15[图3(i)]。在该状态下，也可以将一对引线9分别用带夹持而进行贴合，但也可以如图3(j)所示那样，以使一对引线9的一方弯曲并与另一方的引线9平行地延伸的方式进行成形。
[0039]
在如图3(j)那样进行了成形的情况下，也可以如图4(a)所示那样收纳于壳体21。需要说明的是，在图4(a)中，为了能够看到壳体21的内部，设为将壳体21的正面门21a去除了的状态。即，也可以在一对引线9、9的一方的引线9以沿着圆柱状绝缘基体3且与另一方的引线9并列的方式弯曲的状态下，收纳于在正面门21a具有多个通气孔21b的壳体21内。这样，若一对引线9、9从壳体21突出，则能够将一对引线9、9直接用作壳体21的固定机构，因此能够减少部件数量。另外，在本实施方式的湿度传感器中，在不需要将电阻膜5的电阻值设为适当的值而将特性调整用的电阻体设为其他部件的情况下，能够大幅减小壳体21的尺寸。
[0040]
另外，如图4(b)所示，能够将2根引线9、9夹在1根一对胶带22之间，制成卷状，形成为出货包装体。
[0041]
需要说明的是，在图3(d)的工序之后，在形成了感湿膜13的情况下，也可以用感湿液覆盖狭缝11和电阻膜5的上方，然后将引线9焊接于帽状端子7。在将引线9、9与一对帽状端子7、7连接之前形成感湿膜13时，在狭缝11被感湿膜13覆盖的状态下进行引线9的连接，因此能够阻止引线连接时产生的、烟尘所包含的导电性物质进入狭缝内而成为特性的偏差的原因。另外，保护膜15的形成可以在形成感湿膜13之后进行，另外也可以与图3的制造工序同样地在连接引线9之后进行。
[0042]
[其他]
[0043]
在上述实施方式中，用保护膜15覆盖感湿膜13的上方，但如图5(a)所示，也可以用
保护膜15覆盖位于一对帽状端子7、7之间的电阻膜5。另外，如图5(b)和(c)所示，也可以利用具有绝缘性的树脂涂敷层19连续地覆盖一对帽状端子7、7的一方的帽状端子7的至少一部分和与该一方的帽状端子连续的引线9的一部分。进而，若将以引线9的一方远离另一方的引线的方式弯曲而形成的凸部10设置于一方的引线，则能够在向电路基板安装时将凸部10用作定位机构。而且，如图5(d)所示，也可以将壳体21设为具有通气性的筒状构造。另外，也可以利用热收缩管形成该具有通气性的筒状构造的壳体21。若使用热收缩管，则能够廉价地制造壳体21，并且能够简单地固定壳体21，而且能够简单地阻止壳体21移动。
[0044]
另外，电阻膜5的形成、狭缝11的形成、感湿膜13的形成、帽状端子7的安装以及引线9的连接也可以全部通过自动化生产线来执行。这样，能够大幅降低制造成本。
[0045]
此外，狭缝11的位置并不限定于电阻膜5的中央位置。并且，狭缝11并不限定于与圆柱状绝缘基体3的中心轴正交而形成的情况，当然也可以以相对于该中心轴不正交的方式形成。
[0046]
产业上的利用可能性
[0047]
根据本发明，能够提供一种能够极力防止所需以上的电流流动的电阻式湿度传感器。另外，通过适当地设定电阻膜的电阻值，也能够消除作为特性调整用的其他部件而外接电阻体的必要性，能够廉价地且小型地构成湿度传感器装置。