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CMOS兼容湿度传感器封装的研究

作者：黄慧锋 Publish: 2007-6-11 Hits:-

【中文题名】

CMOS兼容湿度传感器封装的研究

【英文题名】

Research on the Package of Humidity Sensor Compatible with CMOS Technology

【学科专业】

微电子学与固体电子学

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-6-11

【中关键词】

湿度传感器,封装,CMOS工艺,MEMS,,

【英关键词】

Humidity sensor,Package,CMOS process,MEMS,

【分类导航】

工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化元件、部件>发送器（变换器）、传感器>

【论文摘要】

湿度传感器广泛应用于工业生产和日常生活中。随着基于硅技术的集成电路工艺的发展,特别是CMOS工艺的日渐成熟和MEMS技术的飞速发展,人们已经开始尝试把湿度传感器和后端信号处理电路集成在同一片芯片上,制成集成湿度传感器。这是当前湿度传感器研究的热点。本论文首先介绍了课题的背景和湿度传感器的发展概况,回顾了湿度测量技术的发展史,并且介绍了湿度传感器的分类和当前国内外湿度传感器研究现状。然后讨论了封装的定义,微电子封装的发展和目前的现状,同时介绍了MEMS封装分类、功能和基本的工艺方法,以及MEMS封装和微电子封装的异同。最后重点分析比较了目前湿度传感器封装结构,讨论了当前国内外湿度传感器封装概况,指出了湿度传感器封装的发展方向。本论文的主要工作是完成对CMOS兼容湿度传感器芯片的封装。封装结构采用SOP封装结构。封装基板是采用具有比较大的空腔的陶瓷基板,将湿度传感器粘贴在陶瓷基板的空腔内,用引线键合实现湿度传感器芯片和陶瓷基板的电连接。封装盖板采用的是带有透气孔的塑料盖板,同时,盖板内侧粘贴聚偏二氟乙烯微孔滤膜,这种微孔滤膜作为芯片的保护膜,过滤空气中的灰尘等杂质,给湿度传感器芯片提...

【论文题纲】

摘要	5-6
Abstract	6-10
第一章引言	10-13
1.1 课题背景	10-11
1.2 本论文的主要工作	11-12
1.3 论文纲要	12
1.4 本章小结	12-13
第二章湿度传感器	13-23
2.1 湿度传感器的分类	13-15
2.1.1 伸缩式湿度传感器	13
2.1.2 蒸发式湿度传感器	13-14
2.1.3 露点传感器	14
2.1.4 电磁波湿度传感器	14
2.1.5 吸收式、分压式、红外线等湿度传感器	14
2.1.6 电子式湿度传感器	14-15
2.1.6.1 电阻式湿度传感器	14-15
2.1.6.2 电容式湿度传感器	15
2.2 CMOS兼容电容式湿度传感器	15-20
2.2.1 金属-PI-金属湿度传感器	15-16
2.2.2 Si-SiO_2-PI结构湿度传感器	16
2.2.3 高速湿度传感器	16-17
2.2.4 悬臂梁结构湿度传感器	17-18
2.2.5 梳齿状电极湿度传感器	18-19
2.2.6 多孔硅湿度传感器	19
2.2.7 多孔SiC湿度传感器	19-20
2.3 湿度的表示方法	20
2.4 湿度传感器的主要参数	20-22
2.4.1 湿度量程	20
2.4.2 相对湿度特性曲线	20-21
2.4.3 灵敏度	21
2.4.4 湿度温度系数	21
2.4.5 响应时间	21
2.4.6 滞回特性	21-22
2.5 本章小结	22-23
第三章湿度传感器封装的结构分析	23-34
3.1 封装的定义和发展	23-29
3.1.1 封装的定义	23-24
3.1.2 世界范围内的电子封装最近进展	24-25
3.1.3 MEMS封装技术的发展	25-26
3.1.4 MEMS封装与微电子封装的异同	26-27
3.1.5 MEMS封装的功能	27-28
3.1.6 MEMS封装的类别	28
3.1.7 MEMS封装的工艺方法	28-29
3.2 湿度传感器封装的结构分析	29-33
3.2.1 晶体管外壳（TO）封装	29-30
3.2.2 单列直插封装（SIP）	30-31
3.2.3 小外形封装（SOP）	31-32
3.2.4 其它封装形式	32
3.2.5 湿度传感器和其它传感器混合封装	32-33
3.3 本章小结	33-34
第四章湿度传感器的封装设计	34-42
4.1 CMOS 工艺兼容湿度传感器	34-35
4.2 湿度传感器封装的结构设计	35-38
4.2.1 TO封装形式	35-37
4.2.2 SOP封装形式	37-38
4.3 封装结构材料的选择	38-40
4.3.1 封装基板的选择	38
4.3.2 盖板材料选择和结构设计	38-39
4.3.3 微孔滤膜的选择	39-40
4.4 湿度传感器封装制作步骤	40-41
4.5 本章小结	41-42
第五章湿度传感器的性能测试	42-51
5.1 微孔滤膜特性测试	42-44
5.2 湿度传感器封装前后输出特性曲线比较	44-46
5.3 封装后湿度传感器的性能测试	46-50
5.3.1 湿度量程	46
5.3.2 灵敏度测试	46-48
5.3.3 滞回特性测试	48
5.3.4 温度特性测试	48-50
5.3.4.1 电容温度系数	49-50
5.3.4.2 感湿温度系数	50
5.3.5 响应时间测量	50
5.4 本章小结	50-51
第六章湿度传感器接口电路	51-57
6.1 多谐振荡电路	51-53
6.2 电容/电压转换电路	53-54
6.3 C-F施密特转换电路	54-56
6.3.1 C-F施密特转换电路	54-55
6.3.2 电路性能的初步测试	55-56
6.4 本章小结	56-57
第七章结束语	57-59
7.1 展望	57-58
7.2 总结	58-59
参考文献	59-62
图表索引	62-63
作者简介	63
攻读硕士期间发表论文	63-64
致谢	64

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.383443



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