半导体集成电路与精密仪器设备
湿度传感器芯片
2023-04-28
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湿度传感器芯片广泛应用于如下领域, 

·医疗 - 婴儿暖箱,呼吸机 

·工业 - 工业空调,制冷 

·气象 ·通信 

·手机 

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目前国际上通用的方法,有电容式湿度传感器以及电阻式湿度传感器芯片 2 类。

电容式湿度传感器芯片是根据介电聚合物的电容 - 电容随水蒸气相对饱和度的变化呈线性变化。 

电阻式湿度传感器芯片是基于当水蒸气被吸收时,体电阻聚合物传感聚合物发生电离。交流电阻随相对湿度的增加 呈指数下降。

电容式湿度传感器芯片相对于电阻式有如下优势:工作温度高,全范围相对湿度,线性度高和响应时间快。

MEMS 电容式湿度传感器芯片,基于如下结构, 

半导体硅做基底,利于与后续处理电路集成。其原理是基于薄膜 polyimide 聚合物的绝缘常数变化,导致传感电 容值发生变化;合适地选择和后处理特殊 polyimide 聚合物,它会精确地吸收空气中的水分,或吐纳所吸收的水分到 空气中,使得聚合物的湿度与被测环境的湿度完全一致;精确地测量聚合物电容值,即可获得被测湿度值 。

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本项目的研究内容为

A. 优化湿度与电容的关系,传感器的温度补偿原理,提出传感器芯片的设计方案;

B. 优化材料研究,Polymer 材料选择,前处理,后处理,以减小迟滞影响;

C. 多孔电极材料 Platinum 工艺处理研究,确保湿度水分子自由通过电极,从而提高芯片的响应时间和灵敏度