[发明专利]一种原位生长氧化铝载体温湿度集成传感器的制造方法、传感器及工作方法

权利要求书

1.一种原位生长氧化铝载体温湿度集成传感器的制造方法，其特征在于：具体步骤为：

步骤一、利用原位生长的Al2O3多孔膜状陶瓷材料作为湿度单元敏感体，同时作为温度单元基底，通过微加工技术加工成集成传感器微结构载体，同时形成电极过孔；

步骤二、采用丝网印刷工艺在集成传感器微结构载体的一面制作温度单元敏感电极，温度单元敏感电极同时作为湿度单元净化器，高温烧结；

步骤三、采用丝网印刷工艺在集成传感器微结构载体的另一面制作湿度单元叉指电极，高温烧结，形成敏感芯片；

步骤四、利用金浆将温度敏感单元引线及湿度敏感单元引线烧结到敏感芯片的电极过孔处的焊盘上；

步骤五、利用储能焊机，将温度敏感单元引线及湿度敏感单元引线焊接到4脚基座的管腿上；

步骤六、将敏感芯片浸渍表面修饰剂，通电高温处理，形成芯片载体感湿表面修饰材料；

步骤七、将上述组装在4脚基座上的敏感芯片，用带防水透气膜的标准管壳封装，形成温湿度集成传感器。

2.根据权利要求1所述的一种原位生长氧化铝载体温湿度集成传感器的制造方法，其特征在于：所述步骤一中，原位生长的Al2O3多孔膜状陶瓷材料，孔洞尺寸在150nm～250nm范围内。

3.根据权利要求1所述的一种原位生长氧化铝载体温湿度集成传感器的制造方法，其特征在于：所述步骤二、三中，在集成传感器微结构载体表面利用厚膜丝网印刷铂厚膜，热处理温度在900℃～1000℃范围内、形成温度单元敏感电极，冷态阻值范围15Ω～20Ω；在温度单元敏感电极的对面印刷湿度单元叉指电极，热处理温度在900℃～1000℃范围内。

4.根据权利要求1所述的一种原位生长氧化铝载体温湿度集成传感器的制造方法，其特征在于：所述步骤二、三中，采用光刻掩模和湿法刻蚀法制作温度单元敏感电极和湿度单元叉指电极，形成传感器微结构芯片。

5.根据权利要求1所述的一种原位生长氧化铝载体温湿度集成传感器的制造方法，其特征在于：所述步骤六中，在传感器原位生长载体纳米孔内进行修饰，利用浸渍正硅酸乙酯和磷酸钍盐的稀溶液，在富氧条件下热分解制得二氧化硅稳定化大分子磷酸钍修饰。

6.一种基于权利要求1-5任一所述的一种原位生长氧化铝载体温湿度集成传感器的制造方法获得的原位生长氧化铝载体温湿度集成传感器，其特征在于：包括敏感芯片、4脚基座和管壳；所述敏感芯片包括原位生长的Al2O3多孔膜状陶瓷材料的集成传感器微结构载体，集成传感器微结构载体作为湿度单元敏感体，同时也作为温度单元基底，集成传感器微结构载体上加工有电极过孔，集成传感器微结构载体一面制作温度单元敏感电极，温度单元敏感电极同时作为湿度单元净化器，集成传感器微结构载体的另一面制作湿度单元叉指电极；温度敏感单元引线及湿度敏感单元引线烧结到敏感芯片的电极过孔处的焊盘上，温度敏感单元引线及湿度敏感单元引线焊接到4脚基座的管腿上，敏感芯片置于管壳内。

7.一种基于权利要求6所述的一种原位生长氧化铝载体温湿度集成传感器的使用方法，其特征在于：具体为：先检测温度单元敏感电极阻值，进而检测出温湿度集成传感器所处环境的温度；然后给温度单元敏感电极加载电流，使温湿度集成传感器的氧化铝载体温度达到350℃～550℃，热净化氧化铝载体；载体冷却到所处环境温度时检测湿度单元叉指电极间电阻，换算出环境湿度，进而实现湿度测量。