CN103748457A - 湿度传感器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种湿度传感器包括：湿度检测部（30）、焊盘部（40）以及堤坝部（60）。所述湿度检测部（30）包括在基板（20）的预定表面（20a）上彼此面对的一对检测电极（31a，31b）以及覆盖所述检测电极（31a，31b）的湿度灵敏膜（36）。所述焊盘部（40）在所述表面（20a）上与所述湿度检测部（30）分离并且覆盖有保护凝胶部（50）。所述堤坝部（60）在所述表面（20a）上位于所述湿度检测部（30）和所述焊盘部（40）之间。所述堤坝部（60）包括由与所述检测电极（31a，31b）相同的材料制成的堤坝导线（61，81）以及由与所述湿度灵敏膜（36）相同的材料制成的堤坝湿度灵敏膜（62），并且所述堤坝部（60）至少覆盖部分所述堤坝导线（61，81）。

Description

湿度传感器及其制造方法

相关申请的交叉引用

本申请基于2011年6月6日提交的日本专利申请No.2011-126375，在这里通过引用将其内容并入本文。

技术领域

本公开涉及一种湿度传感器以及制造所述湿度传感器的方法，所述湿度传感器包括被设置成彼此面对的一对检测电极以及湿度灵敏膜，所述湿度灵敏膜覆盖所述检测电极以及所述检测电极之间的间隙。

背景技术

例如，如专利文件1和2所公开的，湿度传感器是已知的。

在专利文件1中，在基板的表面上形成一对梳子形状电极，并且围绕所述梳子形状电极设置由泡沫材料制成的框架构件。所述框架构件内的整个区域覆盖有湿度灵敏膜。此外，在所述框架构件外侧的基板上形成作为外部连接端子的焊盘部。

在专利文件2中，湿度检测部和电路部形成在相同的基板上。湿度检测部包括一对检测电极和湿度灵敏膜。电路部处理来自湿度检测部的输出信号。在基板的相同表面上彼此面对的所述一对检测电极彼此分离开。所述湿度灵敏膜覆盖所述检测电极和所述检测电极之间的间隙。此外，所述电路部的焊盘（未示出）连接至键合线，并且在基板的焊盘部（电路部）和湿度检测部之间形成堤坝部。

顺便地，例如基于成本考虑所述焊盘部通常由铝制成。因此，当湿度传感器用于潮湿氛围时存在焊盘部将被腐蚀的问题。在专利文件2中，由抗水材料制成的保护凝胶部覆盖所述焊盘部并且保护所述焊盘部免于被腐蚀。

然而，在涂敷所述保护凝胶部时，所述保护凝胶部仍然具有可流动性。因此，执行硬化处理，使得保护凝胶部可以被固定在预定的位置。因此，当将具有可流动性的保护凝胶部涂敷至焊盘部时，保护凝胶部可以流动并且附着至湿度灵敏膜的表面。在这种情况下，湿度灵敏膜的属性可能被改变，使得可能降低了湿度检测精度。

在专利文件1中，通过堤坝部减小了保护凝胶部附着至湿度灵敏膜。在专利文件2中，通过框架构件减小了保护凝胶部至湿度灵敏膜的附着。

现有技术

专利文件

专利文件1：JP-A-2008-64561

专利文件2：JP-A-2002-71612

顺带地，在专利文件2中，通过将作为用于湿度灵敏膜的材料的聚酰亚胺涂敷至形成湿度检测部的区域同时将聚酰亚胺涂敷至形成堤坝部的区域来形成堤坝部。由于同时形成湿度灵敏膜和堤坝部，所以简化了湿度传感器的结构。另外，简化了制造工艺。

然而，在专利文件2中，与湿度灵敏膜一样，堤坝部仅由聚酰亚胺制成。由于堤坝部的高度取决于湿度灵敏膜的形成条件，所以将堤坝部制成比湿度灵敏膜高（厚）很多是很困难的。因此，如果将要被涂敷的保护凝胶部的量很大的话，则保护凝胶部可能流动至横跨堤坝部的湿度检测部并且附着至湿度灵敏膜。

在专利文件2中，框架构件被形成为与湿度灵敏膜分离的件。因此，可以将框架构件的高度设置为期望的高度，而与湿度灵敏膜的形成条件无关。然而，由于框架构件被形成为与湿度传感器的其它构件分离的件，所以增大了湿度传感器的部件的数量。因此，制造工艺变得复杂。部件数量的增大和制造工艺的复杂化都将大大地反映在制造成本的增大上。结果，湿度传感器将很昂贵。

发明内容

考虑到上述问题，本公开目的在于提供一种湿度传感器以及所述湿度传感器的制造方法，以在简化结构和制造工艺的同时有效地减小保护凝胶部附着至湿度灵敏膜。

根据本公开的第一方面，一种湿度传感器包括湿度检测部、作为外部连接端子的焊盘部以及堤坝部。所述湿度检测部在基板的表面上包括彼此面对的一对检测电极以及覆盖所述检测电极以及所述检测电极之间的间隙的湿度灵敏膜。所述焊盘部在所述基板的表面上与所述湿度检测部分离并且在键合线连接至所述焊盘部的情况下覆盖有保护凝胶部。所述堤坝部在所述基板的所述表面上位于所述湿度检测部和所述焊盘部之间，以限制所述保护凝胶部从所述焊盘部侧流动至所述湿度检测部侧。

所述堤坝部包括堤坝导线和堤坝湿度灵敏膜。所述堤坝导线由与所述检测电极相同的材料制成并且与所述检测电极位于相同的表面上。所述堤坝湿度灵敏膜由与所述湿度灵敏膜相同的材料制成并且至少覆盖部分所述堤坝导线。

根据第一方面，所述堤坝部的所述堤坝导线通过使用与所述检测电极相同的材料与所述检测电极形成在相同的表面上。此外，所述堤坝部的所述堤坝湿度灵敏膜通过使用与所述湿度灵敏膜相同的材料制成。因此，可以在结构上简化湿度传感器的结构。此外，由于通过使用形成湿度传感器的另一部分的工艺来形成堤坝部，所以可以简化制造工艺。

此外，所述堤坝部具有其中所述堤坝湿度灵敏膜位于所述堤坝导线上的多层结构。因此，与所述堤坝部被构建为仅具有堤坝湿度灵敏膜时相比，所述堤坝部的高度可以很大。因此，所述保护凝胶部变得更不可能在所述堤坝部上流动，并且可以有效地减小所述保护凝胶部附着至所述湿度灵敏膜的表面。

因此，根据第一方面，可以简化结构和制造工艺，并且可以有效地减小所述保护凝胶部附着至所述湿度灵敏膜。

根据本公开的第二方面，一种制造湿度传感器的方法包括：电极形成步骤，其在基板的预定表面上形成一对检测电极；湿度检测部形成步骤，其通过形成湿度灵敏膜以覆盖所述检测电极和所述检测电极之间的间隙来形成湿度检测部；以及焊盘部形成步骤，其以如下方式来形成作为外部连接端子的焊盘部：所述焊盘部在所述基板的所述表面上与所述湿度检测部分离并且在键合线连接至所述焊盘部的情况下覆盖有保护凝胶部。所述电极形成步骤包括堤坝导线形成步骤，所述堤坝导线形成步骤通过使用与所述检测电极相同的材料在所述基板的所述表面上在所述湿度检测部和所述焊盘部之间形成堤坝导线。所述湿度检测部形成步骤包括堤坝部形成步骤，所述堤坝部形成步骤通过使用与所述湿度灵敏膜相同的材料形成堤坝湿度灵敏膜以至少覆盖部分所述堤坝导线来形成堤坝部，所述堤坝部限制所述保护凝胶部从所述焊盘部侧流动至所述湿度检测部侧。

在所述电极形成步骤中，形成所述检测电极，并且通过使用与所述检测电极相同的材料在所述基板的所述预定表面上形成所述堤坝部的堤坝导线。

在所述湿度检测部形成步骤中，形成所述湿度灵敏膜以覆盖所述检测电极，并且通过使用与所述湿度灵敏膜相同的材料来形成所述堤坝部的所述堤坝湿度灵敏膜以至少覆盖部分所述堤坝导线。

因此，通过第二方面能够提供通过第一方面提供的相同的优点。

附图说明

根据参考附图给出的以下具体描述，本公开的上述和其它目的、特征以及优点将变得更显而易见。在附图中：

图1是示出了包括根据第一实施例的湿度传感器的湿度检测设备的透视图的示意图，其中出于方便省略了保护凝胶；

图2是示出了根据第一实施例的湿度传感器的平面图的示意图，其中出于方便的原因，检测电极、参考电极、用于将电极连接至焊盘的导线以及虚设导线用实线表示，而保护凝胶用虚线表示；

图3是示出了沿着图2中的线III-III截取的截面图的示意图，其中与图2相比，省略了用于将检测电极连接至焊盘的导线并且降低了检测电极和虚设导线的数量；

图4A是示出了用于解释根据第一实施例的结构的堤坝部的优点的截面图的示意图，其中出于方便的原因，与图3相比降低了虚设线的数量，而图4B是示出了作为比较示例的传统结构的截面图的示意图；

图5是示出了根据变型的堤坝部的截面图的示意图；

图6是示出了根据变型的堤坝部的截面图的示意图；

图7是示出了根据变型的基板上的堤坝部的布设的平面图的示意图，其中出于方便的原因，检测电极、参考电极、用于将电极连接至焊盘的导线以及虚设导线用实线表示，而保护凝胶用虚线表示；

图8是示出了根据变型的基板上的堤坝部的布设的平面图的示意图，其中出于方便的原因，检测电极、参考电极、用于将电极连接至焊盘的导线以及虚设导线用实线表示，而保护凝胶用虚线表示；

图9是根据第二实施例的湿度传感器的平面图的示意图，其中出于方便的原因，检测电极、参考电极、用于将电极连接至焊盘的导线以及虚设导线用实线表示，而保护凝胶用虚线表示；

图10是示出了根据第三实施例的湿度传感器的平面图的示意图，其中检测电极、参考电极、用于将电极连接至电路部的导线、包括在堤坝部中的电路部的导线、用于将电路部连接至焊盘的导线用实线表示，而保护凝胶用虚线表示，并且电路部的除了包括在堤坝部中的导线之外的部分用点划线表示。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本公开的实施例，在附图中类似的附图标记描述类似的元件。在图2、图7-10的平面图中，湿度灵敏膜、堤坝湿度灵敏膜以及连接湿度灵敏膜用阴影表示以示出它们形成的区域。

（第一实施例）

图1示出了包括根据本实施例的湿度传感器芯片10的湿度检测设备100。湿度检测设备100包括：壳体110，由合成树脂制成并且成形为具有底部的矩形管；引线框架岛111和112，固定至壳体110的底部的内表面上；湿度传感器芯片10，安装到岛111上；电路芯片113，安装在岛112上；以及引线114，具有位于壳体110内侧的第一端和位于壳体110的外侧的第二端。

湿度传感器芯片10和电路芯片113通过键合线115电连接到一起。电路芯片113和引线114通过键合线116电连接到一起。尽管在附图中未示出，键合线115、键合线116以及它们的连接部分（焊盘）覆盖有保护凝胶。

通过这种方式，根据本实施例，湿度传感器芯片10是与电路芯片113分离的芯片。湿度传感器芯片10对应于权利要求中所述的湿度传感器。

接下来，描述湿度传感器芯片10的结构。

如图2和3所示，在湿度传感器芯片10中，在公共基板20上形成湿度检测部30、作为外部连接端子的焊盘40以及用于限制保护凝胶50的流动的堤坝部60。在键合线115连接至焊盘40的情况下通过保护凝胶50来保护焊盘40。焊盘40对应于权利要求中所述的焊盘部，并且保护凝胶50对应于权利要求中所述的保护凝胶部。

根据本实施例，基板20是硅基板，并且在基板20的整个第一表面的表面部分中形成杂质扩散层21。根据本实施例，扩散层21是p导电类型扩散层。绝缘层22位于扩散层21上并且在部分绝缘层22中形成接触孔22a。根据本实施例，绝缘层22包括从基板20侧开始依次在彼此的顶部上层叠形成的BPSG层和氧化硅层。在绝缘层22上形成湿度检测部30、焊盘40以及堤坝部60。因此，基板20和绝缘层22共同被称为基板，绝缘层22的与基板20相对的一侧被称为基板20的第一表面20a。第一表面20a对应于权利要求中所述的湿度检测部形成表面。

湿度检测部30至少包括检测电容装置31。根据本实施例，湿度检测部30还包括参考电容装置32。检测电容装置31具有在基板20的第一表面20a上彼此面对的一对检测电极31a、31b。参考电容装置32具有在基板20的第一表面20a上彼此面对的一对参考电极32a、32b，所述一对参考电极32a、32b位于与定位检测电极31a、31b的不同位置。

不限制检测电极31a、31b和参考电极32a、32b的形状。根据本实施例，如图2中所示，检测电极31a、31b具有梳子形状并且交替设置。由于梳子形状，尽管降低了检测电极31a、31b的布设面积，但是增大了检测电极31a、31b的重叠面积。因此，相对于周围环境湿度的变化，增大了检测电极31a、31b之间的电容变化，使得能够增大传感器灵敏度。同样地，参考电极32a、32b具有梳子形状并且交替设置。

此外，如图2中所示，在重叠面积和梳子形状的齿数方面，检测电极31a、31b与参考电极32a、32b不同。具体而言，检测电极31a、31b的齿数大于参考电极32a、32b的齿数，并且检测电极31a、31b的重叠面积大于参考电极32a、32b的重叠面积。

检测电极31a、31b和参考电极32a、32b由相同的材料制成。具体而言，通过气相沉积、溅射等来沉积诸如铝、铜、金、铂或多晶硅的布线材料。然后，在光刻工艺中，构图梳子形状。根据本实施例，检测电极31a，31b、参考电极32a，32b以及焊盘40由铝制成。因此，如图3中所示，在检测电极31a、31b和参考电极32a、32b上形成保护层23，在保护层23上形成湿度灵敏膜36。

保护层23保护检测电极31a、31b和参考电极32a、32b免于由于水导致的腐蚀。根据本实施例，保护层23是通过等离子体CVD法形成的氮化硅层。保护层23形成在基板20的第一表面20a上，以不仅覆盖检测电极31a、31b而且覆盖除了焊盘40之外的部分。当检测电极31a、31b（和参考电极32a、32b）具有能够抵抗水导致的腐蚀时，可以省略保护层23。

在保护层23上形成湿度灵敏膜36，以覆盖检测电极31a，31b、检测电极31a，31b之间的部分、参考电极32a，32b、以及参考电极32a，32b之间的部分。根据本实施例，用于覆盖检测电极31a、31b的湿度灵敏膜36和用于覆盖参考电极32a、32b的湿度灵敏膜36被集成为单个湿度灵敏膜36。湿度灵敏膜36可以由诸如聚酰亚胺型材料的已知材料制成。根据本实施例，湿度灵敏膜36由聚酰亚胺型材料制成。在通过旋涂法或印刷法来涂布前体（聚酰亚胺）之后，执行加热和硬化处理（亚胺化处理）以使得可以形成湿度灵敏膜36。

在湿度检测部30中，如图2中所示，电极电容装置31的检测电极31a通过导线33电连接至对应焊盘41。检测电容装置31的检测电极31b和参考电容装置32的参考电极32b通过公共导线34电连接至对应焊盘42。参考电容装置32的参考电极32a通过导线35电连接至对应焊盘43。因此，利用一对检测电极31a、31b构建的电容器与利用在焊盘41和43之间的一对参考电极32a、32b构建的电容器串联连接，这些电容器之间的连接点（中点）连接至焊盘42。

这些导线33-35形成在基板20的第一表面20a上，即，与检测电极31a、31b和参考电极32a、32b形成在相同的平面上。此外，与检测电极31a、31b和参考电极32a、32b一样，导线33-35由铝制成并且覆盖有保护层23。

在焊盘40中包括电连接至湿度检测部30的电极31a、31b、32a和32b的焊盘41-43。导线33-35的在远离湿度检测部30的一侧上的端部通过保护层23的开口暴露出来并且用作相应的焊盘41-43。也就是说，焊盘41-43与检测电极31a、31b和参考电极32a、32b都由铝制成。

根据本实施例，焊盘40还包括电连接至扩散层21的焊盘44。沿着具有矩形平面形状的基板20的边缘延伸的导线45电连接至焊盘44。如图3中所示，导线45的一部分通过保护层23的开口暴露出来并且用作焊盘44。还在基板20的第一表面20a上，即在与检测电极31a、31b和参考电极32a、32b相同的平面上形成导线45。此外，与检测电极31a、31b和参考电极32a、32b一样，导线45由铝制成并且覆盖有保护层23。如图3中所示，绝缘层22的接触孔22a填充有导线45，使得导线45可以电连接至扩散层21。因此，当通过焊盘44对导线45施加恒定电势（例如，接地电势）时，扩散层21可以用作抵抗电磁波的屏蔽层。

在键合线115连接至焊盘40的情况下，焊盘40（41-44)覆盖有保护凝胶50。也就是说，在键合线115连接至焊盘40之前，湿度传感器芯片10不具有保护凝胶50。保护凝胶50保护由铝制成的焊盘40免于由水导致的腐蚀并且由诸如氟化凝胶的抗水材料制成。保护凝胶50通过使用分配器等涂敷在焊盘40周围，然后进行硬化。因此，在涂敷保护凝胶50的时候保护凝胶50仍然具有可流动性。

如果涂敷在焊盘40附近的保护凝胶50朝着湿度检测部30流动并且附着至湿度灵敏膜36，则可能改变湿度灵敏膜36的属性，使得可能降低了周围环境湿度的检测精度。为此，在基板20的第一表面20a上在湿度检测部30和焊盘40之间形成堤坝部60。堤坝部60防止涂敷在焊盘40附近的保护凝胶50朝着湿度检测部30流动并且附着至湿度灵敏膜36。

堤坝部60包括虚设导线61和堤坝湿度灵敏膜62。虚设导线61由与检测电极31a、31b相同的材料制成并且与检测电极31a、31b形成在相同的平面上（基板20的第一表面20a）。堤坝湿度灵敏膜62由与湿度灵敏膜36相同的材料制成并且至少覆盖虚设导线61的一部分。也就是说，堤坝部60具有多层结构，所述多层结构具有虚设导线61和堤坝湿度灵敏膜62。

下面更具体地描述堤坝部60。虚设导线61与电极31a、31b、32a和32b、以及湿度检测部30的焊盘40电隔离，并且不提供电连接功能。如图3中所示，虚设导线61与检测电极31a、31b形成在相同的平面上，即形成在基板20的第一表面20a上。根据本实施例，如图2中所示，导线33-35、45形成在具有矩形平面形状的湿度传感器10（基板20的第一表面20a）的边缘附近。虚设导线61沿着垂直于面对方向（在下文中，简称为“面对方向”）的方向（沿着矩形形状的一侧的方向）延伸，以将具有矩形平面形状的湿度传感器芯片10划分为两个区域，其中沿着所述面对方向，所述湿度检测部30和焊盘40彼此面对。此外，多条虚设导线61沿着面对方向并排设置。具体而言，以规则的间隔平行设置虚设导线61。

与检测电极31a、31b一样，虚设导线61由铝制成。因此，如图3中所示，虚设导线61也覆盖有保护层23，并且堤坝湿度灵敏膜62穿过保护层23形成。与湿度灵敏膜36一样，堤坝湿度灵敏膜62由聚酰亚胺型材料制成。

堤坝湿度灵敏膜62形成在虚设导线61a上方。具体而言，堤坝湿度灵敏膜62横跨沿着面对方向彼此相邻设置的虚设导线61a一体形成。如图4中所示，由于在相邻的虚设导线61a之间未设置虚设导线61a，在虚设导线61a之间在堤坝湿度灵敏膜62的表面上存在凹陷63。堤坝湿度灵敏膜62沿着虚设导线61a的延伸方向(纵向方向)从具有矩形平面形状的湿度传感器芯片10的一侧延伸到相对一侧。因此，湿度灵敏膜62沿着面对方向将具有矩形平面形状的湿度传感器芯片10划分为两个区域。

其它的虚设导线61是虚设导线61b。虚设导线61b暴露在湿度灵敏膜62外侧，并且仅有保护层23位于虚设导线61b上方。根据本实施例，如图2-4中所示，虚设导线61b位于湿度灵敏膜36和堤坝湿度灵敏膜62之间。由于没有虚设导线61位于虚设导线61b以及与虚设导线61b相邻的虚设导线61a之间，所以在虚设导线61a、61b之间的保护层23的表面上存在凹陷64。尽管在图3和图4中未示出，如图5所示，多条虚设导线61b暴露在堤坝湿度灵敏膜62的外侧。因此，在虚设导线61b之间在保护层23的表面上也存在凹陷64。

堤坝部60沿着面对方面与湿度检测部30间隔开。具体而言，沿着面对方向在虚设导线61和检测电极31a、31b和参考电极32a、32b之间，存在未形成导线和电极的区域。此外，湿度灵敏膜36和堤坝湿度灵敏膜62完全彼此分离，沿着面对方向，在湿度灵敏膜36和堤坝湿度灵敏膜62之间存在未设置湿度灵敏膜36、62的区域。因此，如图4中所示，沿着面对方向，在保护层23的表面上在湿度检测部30和最接近湿度检测部30的最外侧虚设导线61之间存在凹陷65。

在湿度传感器芯片10中，在检测电容装置31中形成的电容器的电容随着周围环境相对湿度的变化而变化，并且在参考电容装置32中形成的电容器的电容随着周围环境相对湿度的变化而变化。此外，由于上述结构，在检测电容装置31和参考电容装置32之间，相对于周围环境湿度的变化的电容的变化的比率是不同的。因此，每个电容通过相对于周围环境相对湿度具有不同的斜率和截距的直线表示。换言之，在检测电容装置31和参考电容装置32之间灵敏度存在差异。因此，可以基于检测电容装置31和参考电容装置32之间的电容变化的差异来检测周围环境相对湿度。

此外，形成在检测电极31a、31b上的湿度灵敏膜36由与形成在参考电极32a、32b上的湿度灵敏膜36相同的材料形成。因此，可以去除由于相对于温度的湿度灵敏膜36的特性（相对于温度的水蒸气的吸收和解吸附的特性）以及湿度灵敏膜36的老化恶化的影响导致的传感器输出特性相对于温度的影响（相对于温度的灵敏度的特性）。

例如，可以通过如下所述的方法来制造湿度传感器芯片10。

首先，制备硅晶圆作为基板20，并且通过热氧化在表面上形成硅氧化层。然后，通过硅氧化层将杂质离子注入到基板20的表面来形成扩散层21。然后，在硅氧化层上形成BPSG层，使得BPSG层和硅氧化层可以变为绝缘层22。然后，在绝缘层22的预定位置处形成接触孔22a之后，在基板20的整个第一表面20a上沉积铝。然后，通过构图形成31a、31b、32a、32b、包括焊盘40（41-44）的导线33-35、以及虚设导线61。通过这种方式，通过使用相同的材料在相同的工艺中形成湿度检测部30的电极31a、31b、32a、32b以及虚设导线（堤坝导线）。

然后，在基板20的整个第一表面20a上形成氮化硅层作为保护层23，并且通过构图暴露焊盘40（41-44）。然后，例如通过旋涂法在基板20的第一表面20a上涂布前体之后，进行硬化处理。然后，通过构图形成湿度灵敏膜36和堤坝湿度灵敏膜62。通过这种方式，通过相同的材料在相同的工艺中形成湿度检测部30的湿度灵敏膜36和堤坝湿度灵敏膜62。

然后，将基板20切割成芯片。然后，在将键合线115连接至对应的焊盘40（41-44）之后，通过使用分配器等在焊盘40周围涂敷保护凝胶50。然后，对保护凝胶50进行硬化。因此，可以制造湿度传感器芯片10。

下面将描述根据本实施例的湿度传感器芯片10和制造方法的优点。

根据本实施例，通过使用相同的材料在相同的工艺中形成湿度检测部30的检测电极31a、31b以及作为堤坝部60的堤坝导线的虚设导线61。此外，虚设导线61与检测电极31a、31b形成在相同的平面上（在基板20的第一表面20a上）。此外，通过使用相同的材料在相同的工艺中形成堤坝部60的堤坝湿度灵敏膜62和湿度检测部30的湿度灵敏膜36。由于通过使用与湿度检测部30相同的材料来制造堤坝部60，所以可以简化湿度传感器芯片10的结构。此外，由于通过使用其中形成湿度检测部30的制造工艺来形成堤坝部60，所以可以简化制造工艺。

此外，如图4B中所示，当堤坝部60仅具有堤坝虚设灵敏膜62而没有作为堤坝导线的虚设导线61时，在绝缘层22上没有虚设导线61的位置处（在其中保护层23与绝缘层22接触的位置处），堤坝部60的高度H2等于堤坝湿度灵敏膜62的厚度。如上所述，由于通过使用相同的材料在相同的工艺中形成湿度灵敏膜36和堤坝湿度灵敏膜62，所以将堤坝湿度灵敏膜62制造得比湿度灵敏膜36厚很多是很困难的。因此，仅使用堤坝湿度灵敏膜62不允许堤坝部60具有足够的高度。

相反地，根据本实施例，如图4A中所示，堤坝部60具有其中堤坝湿度灵敏膜62通过保护层23叠置在虚设导线61a上的多层结构。因此，在绝缘层22上没有虚设导线61的位置（在保护层23与绝缘层22接触的位置），堤坝部60的高度H1等于堤坝湿度灵敏膜62的厚度和虚设导线61（61a）的厚度的总和。因此，与堤坝部60仅具有堤坝湿度灵敏膜62时相比，可以增大堤坝部60的高度。因此，由于保护凝胶50更不可能流到堤坝部60上，所以可以有效地减小保护凝胶50附着到湿度灵敏膜36的表面。在图4A和4B中，虚线之间的区域表示堤坝部60的形成区域。

如上所述，根据本实施例，可以简化湿度传感器芯片10的结构和制造工艺，并且可以有效地减少保护凝胶50附着到湿度灵敏膜36。

此外，根据本实施例，作为堤坝导线的虚设导线61与检测电极31a、31b以及焊盘40电隔离并且不提供电连接功能。在这种方案中，可以增大堤坝部60的高度而无需下面将要描述的电路部80的导线81。此外，由于虚设导线61不提供电连接功能，所以即使在多条虚设导线并排设置并且覆盖有堤坝湿度灵敏膜62时也可以保持信号质量。

顺带地，粘滞力取决于与诸如保护凝胶50的粘滞构件接触的对象的形状。具体而言，与平面相比，由于具有凸起和凹陷的结构与粘滞构件具有大的接触面积，所以粘滞力很大。也就是说，保护凝胶50可以不容易流动。

关于这个问题，根据本实施例，沿着湿度检测部30和焊盘40彼此面对的面对方向，多条虚设导线61并排设置，并且在相邻的虚设导线61之间堤坝部60具有凹陷63。具体而言，横跨彼此相邻设置的虚设导线61a一体形成堤坝湿度灵敏膜62，并且凹陷63位于堤坝湿度灵敏膜62的在虚设导线61a之间的表面上。虚设导线61包括暴露于堤坝湿度灵敏膜62外侧的虚设导线61b，并且凹陷64位于虚设导线61b和与该虚设导线61b相邻的虚设导线61（61a或61b）之间。

当堤坝部60在虚设导线61（在不存在虚设导线61的位置）之间具有凹陷63、64时，在直到保护凝胶50流到堤坝部60上之前，堤坝部60和保护凝胶50之间的接触面积增大而不增大沿着面对方向上堤坝部60的尺寸。换言之，增大了保护凝胶50在堤坝部60上流动所需的流动路径的长度。因此，增大了流动保护凝胶50的粘滞力。此外，可以在凹陷63、64中存储一部分保护凝胶50。因此，可以有效地减少保护凝胶50附着到湿度灵敏膜36。

特别地。根据本实施例，暴露在堤坝湿度灵敏膜62外侧的虚设导线61b沿着其中湿度检测部30和焊盘40彼此面对的面对方向位于堤坝湿度灵敏膜62和湿度灵敏膜36之间。换言之，凹陷64位于堤坝湿度灵敏膜62和湿度灵敏膜36之间。因此，在增大堤坝部60和保护凝胶50之间的接触面积的同时，可以将堤坝湿度灵敏膜62和湿度灵敏膜36彼此分隔开。

通常，随着在高度方向上与虚设导线61的距离越小，通过多条虚设导线61（堤坝导线）形成的凹陷63、64的深度变得更大。关于这一点，根据本实施例，尽管在堤坝湿度灵敏膜62上形成凹陷63，但是通过暴露于堤坝湿度灵敏膜62外侧的虚设导线61b在保护层23的表面上形成凹陷64。由于凹陷64比凹陷63在高度方向上更接近于虚设导线61，所以凹陷64的深度大于凹陷63的深度。因此，可以更有效地减少保护凝胶50附着到湿度灵敏膜36。

此外，根据本实施例，如图2中所示，堤坝湿度灵敏膜62和湿度灵敏膜36彼此分离。因此，即使在保护凝胶50到达堤坝湿度灵敏膜62的表面（顶表面）时，通过在由相同材料（聚酰亚胺）制成的构件上方连续流动，保护凝胶50也不到达湿度灵敏膜36的表面。此外，增大了至湿度灵敏膜36的流动路径的长度。因此，可以更有效地减少保护凝胶50附着到湿度灵敏膜36。特别地，根据本实施例，堤坝部60沿着面对方向将具有矩形平面形状的湿度传感器芯片10（基板20的第一表面20a）划分为两个区域。因此，堤坝部60有效了限制了保护凝胶50流动至湿度检测部30。

此外，根据本实施例，沿着面对方向凹陷65位于湿度检测部30与最接近湿度检测部30的最外侧虚设导线61b之间。通过凹陷62来增大堤坝部60与保护凝胶50之间的接触面积。此外，可以在凹陷65中存储保护凝胶50。

（变型）

在上述实施例中，如图3和4中所示，堤坝部60具有覆盖有堤坝湿度灵敏膜62的虚设导线61a、暴露于所述堤坝湿度灵敏膜62外侧的虚设导线、以及凹陷63，64。或者，例如如图5中所示，堤坝部60可以仅具有覆盖有堤坝湿度灵敏膜62的虚设导线61a，使得可以在堤坝湿度灵敏膜62的表面上仅形成凹陷63。即使在这种结构中，由于堤坝部60的高度变大，所以可以更有效地减少保护凝胶50附着至湿度灵敏膜36的表面。此外，由于堤坝湿度灵敏膜62具有凹陷63，所以可以更有效地减少保护凝胶50附着至湿度灵敏膜36。

在图5中，在焊盘40和湿度检测部30彼此面对的面对方向上，堤坝湿度灵敏膜62的在焊盘40侧上的端部比虚设导线61a的在焊盘40侧上的端部更接近焊盘40，堤坝湿度灵敏膜62的在湿度检测部30侧上的端部比所述虚设导线61a的在所述湿度检测部30侧上的端部更接近所述湿度检测部30。或者，所述堤坝湿度灵敏膜62的在焊盘40侧上的端部可以位于所述虚设导线61a的在焊盘40侧上的端部的上方。同样地，所述堤坝湿度灵敏膜62的在湿度检测部30侧上的端部可以位于所述虚设导线61a的在所述湿度检测部30侧上的端部的上方。

例如，如图6中所示，堤坝部60可以仅具有一条虚设导线61a作为虚设导线61。由于堤坝部60的高度变大，所以可以更有效地减少保护凝胶50附着至湿度灵敏膜36的表面。在图6中，在焊盘40和湿度检测部30彼此面对的面对方向上，堤坝湿度灵敏膜62的在焊盘40侧的端部和堤坝湿度灵敏膜62的在湿度检测部30侧上的端部二者位于虚设导线61a的上方。或者，堤坝湿度灵敏膜62的在焊盘40侧上的端部可以比虚设导线61a的在焊盘40侧上的端部更接近于焊盘40，并且堤坝湿度灵敏膜62的在湿度检测部30侧上的端部可以虚设导线61a的在湿度检测部30侧上的端部更接近于湿度检测部30。

在上述实施例中，堤坝部60沿着垂直于其中湿度检测部30和焊盘40彼此面对的面对方向的方向延伸，以将具有矩形形状的湿度传感器芯片10（基板20的第一表面20a）划分为两个区域。然而，堤坝部60的布设不限于上述示例。例如，如图7中所示，在平面视图中堤坝部60可以具有矩形C形。所述堤坝部60在面对方面上可以位于焊盘40和湿度检测部30之间并且在垂直于所述面对方向的方向上位于所述焊盘40的两侧上。如图7中所示，由于焊盘40位于具有矩形平面形状的基板20的一侧的边缘，所以堤坝部60在基板20的第一表面20a上围绕焊盘40。因此，由于保护凝胶可能沿着远离湿度检测部30的方向流动，所以可以更有效地减少保护凝胶50附着至湿度灵敏膜36。

此外，如图8中所示，堤坝部60可以围绕湿度检测部30。在图8中，堤坝部60具有矩形环形，并且湿度检测部30位于堤坝部60内侧。在图8中，焊盘40横跨湿度检测部30和堤坝部60位于每一侧。即使在这种结构中，可以更有效地减少保护凝胶50附着至湿度灵敏膜36。在图7和8中，在堤坝部60的形成区域内未形成导线33-35和45的部分中形成虚设导线61。

在上述实施例中，检测电极31a，31b、参考电极32a，32b、以及虚设导线61覆盖有保护层23。然而，在检测电极31a，31b、参考电极32a，32b、以及虚设导线61由能够抵抗水导致的腐蚀的材料制成时，可以省略保护层23。在这种情况下，堤坝湿度灵敏膜62与虚设导线61a接触，并且凹陷64与虚设导线61b相邻。

在上述实施例中，由与作为焊盘40的相同铝材料制成连接至焊盘40的导线33-35和45，并且导线33-35和45与检测电极31a、31b形成在相同的平面上（基板20的第一表面20a）。或者，通过扩散层可以设置穿过堤坝部60的形成区域的至少部分导线。在这种方案中，可以形成虚设导线61，使得虚设导线61可以在具有矩形平面形状的湿度传感器芯片10的两个相对侧（基板20的第一表面20a）之间延伸。因此，可以在两个相对侧之间的整个区域中增大堤坝部60的高度。

在上述实施例中，湿度传感器芯片10具有扩散层21、焊盘44、以及电连接至扩散层21的导线45。然而，湿度传感器芯片10无需总是具有这些。

（第二实施例）

在第一实施例中，湿度灵敏膜36和堤坝湿度灵敏膜62彼此分离。相反地，根据本实施例，如图9中所示，湿度灵敏膜36和堤坝湿度灵敏膜62通过连接湿度灵敏膜70集成到一起，所述连接湿度灵敏膜70由与所述湿度灵敏膜36相同的材料（聚酰亚胺）制成。

在图9中示出的示例中，与第一实施例一样（参考图2），堤坝湿度灵敏膜62在具有矩形平面形状的基板20的第一表面20a的两个相对侧之间延伸，以将第一表面20a划分为两个区域。此外。在垂直于堤坝湿度灵敏膜62的纵向方向上（在湿度检测部30和焊盘40彼此面对的方向上），堤坝湿度灵敏膜62的宽度小于湿度灵敏膜36的宽度。在堤坝湿度灵敏膜62的纵向方向上，连接湿度灵敏膜70连接至堤坝湿度灵敏膜62的每一端部。

除了在第一实施例中描述的优点之外，具有上述结构的湿度传感器芯片10还可以以下优点。应注意除了连接湿度灵敏膜70之外的堤坝部60可以提供与凹陷（64，65）相同的优点。

根据本实施例，连接湿度灵敏膜70将湿度灵敏膜36和堤坝湿度灵敏膜62集成到单个湿度灵敏膜中。因此，增大了湿度灵敏膜和基板20之间的总的接触面积，使得可以减少在切割期间湿度灵敏膜36和堤坝湿度灵敏膜62的分离。特别地，可以减少窄于湿度灵敏膜36的堤坝湿度灵敏膜62的分离。

堤坝湿度灵敏膜62在纵向方向上在两端通过连接湿度灵敏膜70连接至湿度灵敏膜36并且在纵向方向上在中间与湿度灵敏膜36分离。在纵向方向上焊盘40位于中间。也就是说，即使在保护凝胶50到达堤坝湿度灵敏膜62（在湿度检测部30和焊盘40彼此面对的面对方面上接近焊盘40）的中间部分的表面，通过在由相同的材料（聚酰亚胺）制成构件上的连续流动，保护凝胶50也不到达湿度灵敏膜36的表面。此外，增大了湿度灵敏膜36的流动路径的长度。因此，可以更有效地减少保护凝胶50附着至湿度灵敏膜36。

（第三实施例）

在上述实施例中，湿度传感器芯片10是与电路芯片113分离的芯片，并且与电极31a、31b、32a、32b和湿度检测部3的焊盘40断开电连接的虚设导线61用作堤坝导线。相反地，根据本实施例，如图10中所示，电路芯片113的电路部80集成到湿度传感器芯片10，并且电路部80的导线81用作堤坝导线。电路部80包括用于处理湿度检测部30的输出的电路（例如，C-V转换电路）。

在图10示出的示例中，在湿度检测部30和焊盘40彼此面对的面对方向上，电路部80形成在所述湿度检测部30和所述焊盘40之间。电路部80的导线81由与检测电极31a、31b相同的材料（铝）制成。与虚设导线61一样，导线81沿着垂直与所述面对方向的方向延伸。此外，多条导线81沿着所述面对方向并排设置。在图2中，两条导线81覆盖有堤坝湿度灵敏膜62。然而，导线81的数量不限于上述示例。与虚设导线61一样，导线81可以不仅包括覆盖有堤坝湿度灵敏膜62的导线，还包括暴露于堤坝湿度灵敏膜62的外侧的导线。

应注意到，导线33-35电连接至湿度检测部30的电极31a、31b、32a、32b以及电路部80。导线46连接至焊盘40和电路部80。

除了在第一实施例中描述的优点之外，具有上述结构的湿度传感器芯片10可以提供以下优点。根据本实施例，电路部80集成到湿度传感器芯片10中。因此，可以减小湿度检测设备100的尺寸。此外，与湿度检测部30形成在相同的基板20中的电路部80的导线81被用作堤坝导线。因此，与使用虚设导线61时相比，湿度传感器芯片10的尺寸可以小。

根据本实施例，湿度传感器芯片10和电路芯片113可以集成在一个芯片中。因此，可以省略图1中示出的湿度检测设备100的岛111、112中的一个岛，并且湿度传感器芯片10的焊盘40通过键合线115连接至引线114。

尽管已经参考了其实施例描述了本公开，但是应该理解的是本公开不限于上述实施例。本公开旨在覆盖本公开的精神和范围内的各种变型和等效设置。

根据实施例，湿度检测部30包括检测电容装置31和参考电容装置32。或者，湿度检测部30可以仅仅包括检测电容装置31。

根据实施例，湿度传感器芯片10被配置为用于基于检测电极31a、31b之间的电容的变化来检测周围环境湿度的变化的电容性湿度传感器。然而，检测原理并不限于此。例如，湿度传感器芯片10可以被配置为用于湿度灵敏膜36的电阻的变化来检测周围环境湿度的变化的电阻性湿度传感器。

Claims (16)

1.一种湿度传感器，包括：

湿度检测部（30），所述湿度检测部（30）包括一对检测电极（31a，31b）和湿度灵敏膜（36），所述检测电极（31a，31b）在基板（20）的湿度检测部形成表面（20a）上彼此面对，所述湿度灵敏膜（36）覆盖所述检测电极（31a，31b）和所述检测电极（31a，31b）之间的间隙；

作为外部连接端子的焊盘部（40），所述焊盘部（40）在所述基板（20）的所述湿度检测部形成表面（20a）上与所述湿度检测部（30）分离并且在键合线（115）连接至所述焊盘部（40）的情况下覆盖有保护凝胶部（50）；以及

堤坝部（60），所述堤坝部（60）在所述基板（20）的所述湿度检测部形成表面（20a）上位于所述湿度检测部（30）和所述焊盘部（40）之间，用以限制所述保护凝胶部（50）从所述焊盘部（40）侧流动至所述湿度检测部（30）侧，其中

所述堤坝部（60）包括堤坝导线（61，81）和堤坝湿度灵敏膜（62），

所述堤坝导线（61，81）由与所述检测电极（31a，31b）相同的材料制成并且与所述检测电极（31a，31b）位于相同的表面上，并且

所述堤坝湿度灵敏膜（62）由与所述湿度灵敏膜（36）相同的材料制成并且至少覆盖部分所述堤坝导线（61，81）。

2.根据权利要求1所述的湿度传感器，还包括：

多条堤坝导线（61，81），所述多条堤坝导线（61，81）包括所述堤坝导线并且沿着所述湿度检测部（30）和所述焊盘部（40）彼此面对的面对方向并排设置，其中

所述堤坝部（60）具有位于相邻的堤坝导线（61，81）之间的凹陷（63，64）。

3.根据权利要求2所述的湿度传感器，其中

所述堤坝湿度灵敏膜（62）覆盖至少两条相邻的堤坝导线（61，81）和所述至少两条相邻的堤坝导线（61，81）之间的间隙，并且

所述凹陷（63，64）位于所述至少两条相邻的堤坝导线（61，81）之间。

4.根据权利要求2或3所述的湿度传感器，其中

所述多条堤坝导线（61，81）的至少一条（61b）暴露于所述堤坝湿度灵敏膜（62）的外侧，并且

所述凹陷（63，64）位于所暴露的堤坝导线（61，81）和与所暴露的堤坝导线（61b）相邻的所述堤坝导线（61，81）之间。

5.根据权利要求4所述的湿度传感器，其中

在所述湿度检测部（30）和所述焊盘部（40）彼此面对的所述面对方向上，所暴露的堤坝导线（61b）位于所述堤坝湿度灵敏膜（62）和所述湿度灵敏膜（36）之间。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的湿度传感器，其中

所述检测电极（31a，31b）、所述焊盘部（40）以及所述堤坝导线（61，81）由相同的材料制成，

所述检测电极（31a，31b）的表面和所述堤坝导线（61，81）的表面共同覆盖有保护层（23），并且

所述湿度灵敏膜（36）和所述堤坝湿度灵敏膜（62）形成在所述保护层（23）上。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的湿度传感器，其中

所述堤坝导线包括虚设导线（61），所述虚设导线（61）不具有电连接功能并且与所述检测电极（31a，31b）和所述焊盘部（40）电隔离。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的湿度传感器，还包括：

电路部（80），所述电路部（80）形成在所述基板（20）中并且能够处理所述湿度检测部（30）的输出信号，其中

所述堤坝导线包括所述电路部（80）的导线（81）。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的湿度传感器，其中

所述湿度灵敏膜（36）和所述堤坝湿度灵敏膜（62）彼此分离。

10.根据权利要求9所述的湿度传感器，其中

所述基板（20）的所述湿度检测部形成表面（20a）具有矩形形状，并且

所述堤坝部（60）的所述堤坝湿度灵敏膜（62）从所述湿度检测部形成表面（20a）的一侧延伸至与所述一侧相对的另一侧，以将所述湿度检测部形成表面（20a）划分为两个区域。

11.根据权利要求1-8中任一项所述的湿度传感器，其中

所述湿度灵敏膜（36）和所述堤坝湿度灵敏膜（62）通过连接湿度灵敏膜（70）集成到一起，所述连接湿度灵敏膜（70）由与所述湿度灵敏膜（36）相同的材料制成。

12.根据权利要求11所述的湿度传感器，其中

所述基板（20）的所述湿度检测部形成表面（20a）具有矩形形状，

所述堤坝部（60）的所述堤坝湿度灵敏膜（62）从所述湿度检测部形成表面（20a）的一侧延伸至与所述一侧相对的另一侧，以将所述湿度检测部形成表面（20a）划分为两个区域，

在垂直于所述堤坝湿度灵敏膜（62）的纵向方向的方向上，所述堤坝湿度灵敏膜（62）的宽度小于所述湿度灵敏膜（36）的宽度，并且

所述连接湿度灵敏膜（70）连接至所述堤坝湿度灵敏膜（62）的一部分。

13.根据权利要求11所述的湿度传感器，其中

所述堤坝部（60）在平面视图中具有矩形C形并且位于所述焊盘部（40）和所述湿度检测部（30）之间，并且

在垂直于所述湿度检测部（30）和所述焊盘部（40）彼此面对的所述面对方向的方向上，所述堤坝部（60）位于所述焊盘部（40）的两侧上。

14.根据权利要求9或11所述的湿度传感器，其中

所述堤坝部（60）围绕所述湿度检测部（30）。

15.根据权利要求1-14中任一项所述的湿度传感器，其中

所述湿度检测部（30）基于所述检测电极（31a，31b）之间的电容变化来检测周围环境湿度的变化。

16.一种湿度传感器的制造方法，包括：

电极形成步骤，所述电极形成步骤在基板（20）的预定表面（20a）上形成一对检测电极（31a，31b）；

湿度检测部形成步骤，所述湿度检测部形成步骤通过形成湿度灵敏膜（36）以覆盖所述检测电极（31a，31b）和所述检测电极（31a，31b）之间的间隙来形成湿度检测部；以及

焊盘部形成步骤，所述焊盘部形成步骤以如下方式来形成作为外部连接端子的焊盘部：所述焊盘部（40）在所述基板（20）的所述表面（20a）上与所述湿度检测部（30）分离并且在键合线（115）连接至所述焊盘部（40）的情况下覆盖有保护凝胶部（50），其中

所述电极形成步骤包括堤坝导线形成步骤，所述堤坝导线形成步骤通过使用与所述检测电极（31a，31b）相同的材料而在所述基板（20）的所述表面（20a）上在所述湿度检测部（30）和所述焊盘部（40）之间形成堤坝导线（61，81），并且

所述湿度检测部形成步骤包括堤坝部形成步骤，所述堤坝部形成步骤通过使用与所述湿度灵敏膜（36）相同的材料形成堤坝湿度灵敏膜（62）以至少覆盖部分所述堤坝导线（61，81）来形成堤坝部（60），所述堤坝部（60）限制所述保护凝胶部（50）从所述焊盘部（40）侧流动至所述湿度检测部（30）侧。

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