[发明专利]湿度传感器芯片

说明书

本发明揭示了一种湿度传感器芯片，传感器芯片包括湿度敏感模块、测量电路模块、微处理单元MCU、存储模块；湿度敏感材料存在两种不同的物理性质随湿度敏感材料含水率变化而变化。测量电路模块同时测量湿度敏感材料的两种不同的物理性质，测量电路模块将测量结果传输至微处理单元MCU；存储模块中存储有标准参数库，所述标准参数库中记录有湿度敏感材料的两种不同的物理性质随着湿度敏感材料含水率变化而变化的标准曲线；微处理单元MCU根据上述测量得到的结果，对标准参数库中记录的标准曲线分别进行索引，比较、运算，分别得到所要测量的环境空气湿度参考值a和环境空气湿度参考值b；a和b的均方根值或平均值作为结果输出。

技术领域

本发明涉及一种湿度传感器芯片。

背景技术

由于应用领域不同，对湿度传感器的技术要求也不同。从制造角度看，同是湿度传感器，材料、结构不同，工艺不同.其性能和技术指标(像精度方面)有很大差异，因而价格也相差甚远。在检测环境湿度时，湿敏材料要长期暴露在待测环境中，很容易被污染而影响其测量精度及长期稳定性。在实际使用中，由于尘土、油污及有害气体的影响，使用时间一长，会产生老化，精度下降，湿度传感器的精度水平要结合其长期稳定性去判断，一般说来，长期稳定性和使用寿命是影响湿度传感器质量的头等问题，年漂移量控制在1％RH水平的产品很少，一般都在±2％左右，甚至更高。

发明内容

本发明提供一种湿度传感器芯片，其目的在于无需凭借湿度传感器芯片自身以外的任何外在的参照标准，仅仅利用自身特性而实现比常规湿度传感器更准确的测量结果。

出于简明、清晰的撰写需求，以及合理保护发明人的发明创造，在本发明专利申请中，发明人作出特别约定：在说明书中所记载的各个实施方式中，所采取的技术手段是互不冲突的，即可以自由组合，构建成不同的技术方案。这些可能的排列组合出的技术方案，均视为已经记载在本申请的原始申请文件中。除非作出了特别声明，某些技术手段在技术上是矛盾的，不能在同一个技术方案中并存。

在本发明中，用于测量湿度的传感器芯片，其特征在于：传感器芯片包括湿度敏感模块、测量电路模块、微处理单元MCU、存储模块；湿度敏感模块、微处理单元MCU、存储模块集成得到用于测量湿度的传感器芯片；为了测量环境湿度，所述湿度敏感模块包括湿度敏感材料。

在本发明的各种实施方式中，均可以采取集成化的技术手段：湿度敏感模块、微处理单元MCU、存储模块通过层叠封装技术集成在一片衬底材料上得到用于测量湿度的传感器芯片。这种集成化的湿度传感器芯片，使得传感器芯片在使用时更加方便，无需再另外构建测量电路和信号处理电路，在使用时，系统的体积更为小巧。

在本发明中，对于真正其敏感作用的湿度敏感模块，其包括湿度敏感材料、衬底、上电极和下电极；下电极位于衬底材料的背面，上电极位于衬底材料的正面；上电极和下电极构成叉指电极；湿度敏感材料制备在衬底的正面上。

上电极为部分覆盖湿度敏感材料表面使得湿度敏感材料具有漏出部分的电极，例如叉指电极，例如回形电极，例如梳装电极；上电极表面积为湿度敏感材料表面积的1/3～2/3。在湿度敏感模块中，上电极和下电极的设置，是为了利用测量电路模块对湿度敏感材料施加测量电信号，得到湿度敏感材料与环境湿度有关的物理性质。

在这里，上电极和下电极也可以为互相交错而不接触的蛇形电极、回形电极等，或者上电极为蛇形电极或回形电极，下电极为完全覆盖衬底背面的平面形电极。

可选地，在制作湿度敏感模块时，可以在完成上电极的沉积之后再在其上制备湿度敏感材料；也可以在完成湿度敏感材料的制备后再在其上制备上电极。

湿度敏感材料、衬底、上电极和下电极构成电容器结构。