[发明专利]绝对湿度传感器

说明书

                         技术领域

本发明涉及一种绝对湿度传感器，尤其涉及一种用于微波炉的绝对湿度传感器。

                         背景技术

通常，湿度传感器用于各种目的，例如，在湿度计、用于在微波炉中烹制食品的湿度传感器等。目前所用的湿度传感器的实例包括电容式湿度传感器、相对湿度传感器和绝对湿度传感器。电容式湿度传感器基于由例如聚酰亚胺的有机材料的吸湿性导致的介电常数的变化。相对湿度传感器基于例如MgCr₂O₄的半导体陶瓷的电阻变化。绝对湿度传感器基于陶瓷的热敏电阻。

对于湿度传感器，基于两个热敏电阻的绝对湿度传感器广泛用作微波炉中用于烹制食品的湿度传感器。

绝对湿度传感器的优点是它能够稳定地检测湿度，因为它不受周围温度变化的影响。

微波炉中绝对湿度传感器的湿度感测原理基于当在食品烹制过程中由食品产生的水蒸汽吸收热敏电阻的热量时，由热敏电阻的温度变化引起的电阻变化。

图1所示为现有技术的绝对湿度传感器的结构。参考图1，通过以如铂的贵金属导体3与支承销4相连，由诸如玻璃膜的钝化膜覆盖的两陶瓷热敏电阻1和2浮置。陶瓷热敏电阻1和2由金属保护壳5封装，该金属保护壳5使这两热敏电阻1和2彼此隔开。

热敏电阻1暴露于空气中，从而允许水蒸汽通过金属保护壳5的小孔与热敏电阻1表面接触。热敏电阻1用作感测元件。另一热敏电阻2通过金属保护壳5密封在干燥N₂中，以不与水蒸汽接触。热敏电阻2用作参比元件。

因此，当桥接电路由两热敏电阻1和2以及外部电阻组成时，在食品烹制过程中由食品产生的水蒸汽吸收暴露于空气中的热敏电阻1的热量。因此，电阻变化仅在暴露的热敏电阻1上发生。这时，由于偏压而产生输出变化，从而检测湿度。

因为现有技术的湿度传感器采用诸如陶瓷热敏电阻的元件，所以热容大，因而灵敏度低。而且，响应时间慢，传感器的尺寸也较大。

而且，热敏电阻元件利用导体3和支承销4浮置，如图1所示，且导体3和插脚4被点焊焊接。装配时，参比元件2应当密封在干燥N₂中。因此，制造工艺步骤复杂，其工艺步骤数量增加。此外，成本昂贵，且不利于批量生产。

                        发明内容

因此，本发明的目的是一种绝对湿度传感器，该绝对湿度传感器基本消除了由于现有技术的限制和缺点而引起的一个或多个问题。

本发明的一个目的是提供一种绝对湿度传感器，该绝对湿度传感器具有提高的灵敏度和较快的响应时间。

本发明的另一目的是提供一种绝对湿度传感器，该绝对湿度传感器具有紧凑的尺寸和便于批量生产的简单工艺步骤。

在随后的说明中将阐明本发明的附加特征和优点，并且部分地可由说明可知，或者可以通过实施本发明而了解。通过在说明书、其权利要求以及附图中具体指出的结构，可以实现并获得本发明的目的和其它优点。

为了实现这些和其它优点，并根据本发明的目的，概括地说，根据本发明的绝对湿度传感器包括：一个有腔体的基片；一个形成于该基片上的隔膜；一个形成于该隔膜上的电阻器；形成于隔膜上的电极焊点，用于与电阻器电连接；以及一钝化膜，该钝化膜形成于电阻器的整个表面上，用于覆盖该电阻器。

隔膜由SiO₂、Si₃N₄、SiO_xN_y和SiO₂/Si₃N₄/SiO₂中的任意一种形成。电阻器由Ti、Pt、Ni、Ni-Cr和VO₂中的一种或多种形成。钝化膜由SiO₂、Si₃N₄、SiO_xN_y、磷硅酸盐玻璃(PSG)和聚酰亚胺中的任意一种形成。

还可以在钝化膜的形成有电阻器的区域上形成导热膜。这时，导热膜由Al和Au中的任意一种形成。