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专利号: 2021113843119
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种湿度传感器芯片的制造方法,其特征在于:所述湿度传感器芯片包括矩形衬底,所述矩形衬底具有相对设置的第一边缘和第二边缘、相对设置的第三边缘和第四边缘,所述湿度传感器芯片的制造方法包括如下步骤:A.在矩形衬底上制备一对叉指电极;

B.在步骤A 所得到的附着有一对叉指电极的矩形衬底上制备湿度敏感材料,具体实现如下:

B‑a.采用雾化喷头从第一边缘的上方,斜向下指向矩形衬底的第二边缘,向矩形衬底脉冲式雾化喷射第一湿度敏感材料,含有第一湿度敏感材料的气雾存在浓度梯度,使得从第一边缘到第二边缘的方向上,衬底上沉积的第一湿度敏感材料的分布密度逐渐降低;

B‑b.采用雾化喷头从第二边缘的上方,斜向下指向矩形衬底的第一边缘,向矩形衬底脉冲式雾化喷射第二湿度敏感材料,含有第二湿度敏感材料的气雾存在浓度梯度,使得从第二边缘到第一边缘的方向上,衬底上沉积的第二湿度敏感材料的分布密度逐渐降低;步骤B‑a、B‑b 交替进行,重复次数根据需要而定;

C.烘干、固化湿度敏感材料;

D.焊接电极引出线,完成湿度传感器芯片的制造;

所述矩形衬底上附着有电极和湿度敏感材料,在步骤A 中,叉指电极的叉指线条位于衬底的第三边缘和第四边缘之间,与衬底的第三边缘和第四边缘平行,一对叉指电极的两个引出线条与衬底的第一边缘和第二边缘平行,并分别靠近于衬底的第一边缘和第二边缘,两个引出线条分别设置有引出焊盘;所述第一湿度敏感材料与所述第二湿度敏感材料具有不同的表面电阻率—湿度特征曲线,使得所述第一湿度敏感材料与所述第二湿度敏感材料具有不同的最佳感湿灵敏度。

2. 如权利要求1 所述的方法,其特征在于:步骤A 中,采用溅射、蒸镀、掩膜印刷、化学电镀、丝网印刷中任意一种工艺完成叉指电极的制备。

3. 如权利要求1 或2 所述的方法,其特征在于:所述第一湿度敏感材料与所述第二湿度敏感材料均为纳米材料,各自均匀分散于溶剂中形成溶液,以用于脉冲式雾化喷射。

4. 如权利要求1 或2 所述的方法,其特征在于:从第一边缘到第二边缘的方向上,步骤B‑a、B‑b 交替进行若干次后形成的第一湿度敏感材料与第二湿度敏感材料得到的复合湿度敏感材料,其表面电阻率—湿度特征曲线在电极的长度方向上呈现逐渐变化,使得不同位置处的复合湿度敏感材料具有不同的最佳感湿灵敏度;最终得到宽测量范围的电阻型湿度传感器。

5. 如权利要求1 或2 所述的方法,其特征在于:步骤B‑a、B‑b 交替进行,雾化喷头分别移动至第一边缘的上方、第二边缘的上方,并调整角度,喷射方向分别斜向下指向矩形衬底的第二边缘、第一边缘。

6. 如权利要求1 或2 所述的方法,其特征在于:一对叉指电极包括第一子电极和第二子电极,第一子电极的引出线条与第二子电极的引出线条的间距为L,第一子电极和第二子电极之间的线间距为w,在第一子电极的引出线条与第二子电极之间,任意一点距离第一子电极的引出线条的垂直距离x 处,复合湿度敏感材料的表面电阻率R 为湿度h 和距离x 的函数 R(h,x)。

7. 如权利要求1 或2 所述的方法,其特征在于:每次脉冲式雾化喷射由微型阀门切换第一湿度敏感材料的溶液或第二湿度敏感材料的溶液的输送至雾化喷头。

8.如权利要求1 或2 所述的方法,其特征在于:第一湿度敏感材料和第二湿度敏感材料选自SnO2 纳米材料、Fe3O4 纳米材料、Sb2O3 纳米材料、ZnO 纳米材料、In2O3 纳米材料、TiO2 纳米线、PdCl2 纳米材料、Cu2O 纳米材料、WO3 纳米材料、CeO2 纳米材料、MnWO4 粉末、NiWO4 粉末、ZnCrO4 粉末、MgCr2O4粉末、聚吡咯、聚乙烯二氧噻吩、聚苯乙烯磺酸钠、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯溴代正丁烷季铵盐、活性硅氧烷单体—γ‑甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷中的任意两种;湿度敏感材料选用其他任何已知的具有湿度敏性质的材料,所述材料所选择出的第一湿度敏感材料和第二湿度敏感材料具有不同的湿度敏感特性曲线。