专利名称：物理量传感器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种物理量传感器以及用于制造这种物理量传感器的方法。
背景技术：
通过将湿度感应薄膜插入一对电极之间而制造的用作物理量传感器的一种常规电容型湿度传感器，其中湿度感应薄膜的相对介电常数随着湿度而变化。例如，这种类型的传感器公开于日本公开专利申请No.2002-243690中，其与US 6,580,600和US 2002-0114125A1相应。
电容型湿度传感器通过以下方式进行制造，形成一对电极以便使得这对电极彼此分开并且彼此相对地位于半导体衬底的同一平面上，并且在半导体衬底上形成湿度感应薄膜以便使得湿度感应薄膜覆盖着这对电极以及这对电极之间的空间。湿度感应薄膜的相对介电常数随着湿度而变化。另外，当绝缘薄膜(第二绝缘薄膜)已经形成于电极与湿度感应薄膜之间时，关于电极的湿度感应特性可以通过该绝缘薄膜而固定。因此，即使并未特别使用具有优良抗湿性能的昂贵金属例如贵金属，这些电极仍可以使用可以用于正常半导体生产线中的材料，例如铝(即Al)来制造。
另外，用于处理电极之间电容变化以便获得电信号的电路单元(电路元件单元)被提供于半导体衬底平面的形成有电极的一侧上。如果这个电路中所使用的布线材料与电极的结构材料相同，那么就可以使得制造步骤简化。
另一方面，在具有上述结构的电容型湿度传感器中，为了保护至少提供于电路单元的边缘部分的可以起到外部连接端子作用的垫(即，防腐蚀)，所以这些垫的表面必须由例如凝胶等等的保护材料所覆盖。
然而，电极与电路单元已按照集成方式形成于半导体衬底的同一平面侧上。另外，局部涂敷凝胶尤其困难。因此，形成半导体衬底平面的电路的整个表面由凝胶所覆盖，并且由电极和湿度感应薄膜制成的检测单元的上部也由凝胶所覆盖，从而使得电容型湿度传感器的反应特性恶化。
另外，除了上述结构之外，已知另一种具有上述结构的电容型湿度传感器。就是说，当具有其电容因湿度而变化的检测单元的检测板和具有电路单元到的电路板分开制备时，通过接合线等等电连接于电极上的传感器垫就电连接于这种电容型湿度传感器中的电路单元上。然而，同样在这种情况下，由于检测板的传感器垫必须被覆盖，所以湿度感应薄膜和电极的上部就由凝胶所覆盖，从而使得电容型湿度传感器的反应特性恶化。
上述电容型湿度传感器按照以下方式进行制造，形成一对电极以便使得这对电极彼此分开并且彼此相对地位于半导体衬底的同一平面上，并且在半导体衬底上形成湿度感应薄膜以便使得湿度感应薄膜覆盖着这对电极以及这对电极之间的空间。湿度感应薄膜的相对介电常数随着湿度而变化。
在这种情况下，在上述电容型湿度传感器的制造过程中，如果包含与结构材料相应的聚合物材料的膏为丝网印刷式，并且随后对印刷膏进行硬化以便形成湿度成形薄膜，那么就可以消除利用应用旋转涂敷方法时所需的光学处理的图案形成处理。换而言之，制造步骤得以简化。另外，存在使得设备能够易于处理的另一种优点。
另一方面，在丝网印刷操作中，由于膏通过形成于丝网掩模中的图案孔而印制于衬底上，所以必须使得丝网掩模相对于衬底准确定位。另外，在上述电容型湿度传感器中，由于尤其是传感器构造的紧凑性的要求，所以湿度感应薄膜必须具有高定位精度，因此保证丝网掩模一定相对于衬底准确定位。
为此，通常情况下，例如，当丝网掩模相对于衬底定位时，丝网掩模就与模型衬底(即用于试验目的的衬底)靠接并且膏为丝网印刷式。于是，已经通过图案孔进行印刷的印刷区的定位情况就可以通过使用成像设备例如CCD照相机而进行检测。于是，就将衬底定位于一个阶段上，以便于所检测的印刷区和待印刷的区域可以变成大致相同的位置。在这种定位情况下，可以进行印刷操作。
然而，在丝网印刷操作的情况下，使得湿度感应薄膜厚度均匀就特别困难。这种原因是由例如发生于边缘区的所谓“鞍形”现象所致。因此，为了使得薄膜厚度大致均匀的中心部分(其由边缘部分所围绕)的有效区域设置于待印刷的衬底上的该区域中，已将图案孔设定成大于待印刷的区域。另外，在丝网印刷操作的情况下，由于挤压物滑动以便于印膏，所以已经实际印刷区域(湿度感应薄膜)的形状和/或面积或多或少不同于图案孔。换句话说，待印刷衬底上的区域同模型衬底上已经实际印刷的区域的形状和/或尺寸具有较大不同。这样，即使在对衬底进行定位操作同时将已印刷区用作参考区时，也存在不能以高定位精度形成湿度感应薄膜的问题。
上述电容型湿度传感器通过包括以下部件而进行制造包括半导体衬底；形成于半导体衬底上的第一绝缘薄膜；一对电极；按照使得第二绝缘薄膜覆盖着一对电极的方式形成第二绝缘薄膜；以及按照使得湿度感应薄膜覆盖着这对电极和这对电极之间的空间的方式形成于半导体衬底上的电容型湿度传感器。一对电极已经按照使得这些成对电极分别彼此相对地位于同一平面上的方式而形成于第一绝缘上。因此，当其相对介电常数随着湿度而变化的湿度感应薄膜已插入成对电极之间时，就可以根据湿度感应薄膜的相对介电常数中的变化而检测到湿度。
常规电容型湿度传感器通过以下方式而设置，由电极和湿度感应薄膜构造成的检测单元形成于刚性衬底上，例如半导体衬底和玻璃衬底。
因此，在上述电容型湿度传感器直接设置于具有弯曲平面的安装单元上时，由于这种常规电容型湿度传感器与安装单元局部接触，所以当外力施加于该传感器上时就会存在使得湿度传感器断裂的风险。例如，常规电容型湿度传感器设置于车辆的挡风玻璃上以便被用于自动空气调节系统的自动控制操作，其以能够防止车辆挡风玻璃的成雾现象作为目的之一。
另外，可以构想这种传感器设置结构。就是说，常规电容型湿度传感器通过缓冲构件而设置于安装单元上，该缓冲构件拥有同安装单元的弯曲表面相一致而形成的弯曲表面。在这种传感器设置结构中，包含缓冲构件的传感器的构造变大。因此，尤其是当湿度传感器安装于挡风玻璃上时，这种湿度传感器就可能干扰车辆乘客的视野从而产生不利结果。
在这种情况下，常规电容型湿度传感器已被设置于平面单元(例如缓冲板)中，该平面单元与具有弯曲平面的安装单元分开。因此，就可能或多或少地产生相对于实际待测量部分的误差。
通常，主要具有两种不同类型的湿度传感器，电阻型湿度传感器和电容型湿度传感器。鉴于这些常规型湿度传感器，发明人已经初步研究了电容型湿度传感器如具有图16中所示结构的原型。
图16中示出了这种电容型传感器的剖面结构。如这副图中所示，绝缘薄膜J2形成于半导体衬底J1的正面，而且由多个沟槽J3分开的多个电极J4也形成于其正面。多个沟槽J3的内部由湿度感应材料J6通过形成于这些多个电极J6正面的绝缘薄膜J5进行充填。
在具有上述结构的湿度传感器中，由于每个湿度感应构件的介电常数“ε”随大气内的湿度而变化，所以形成于这些多个电极J4中的电容也会改变。因此，这种湿度传感器可以根据响应于电容变化的电信号的变化情况来进行检测。例如，这些内容公开于日本公开专利申请No.2002-243689中，其与US 6,445,565-B1相应。
在具有上述结构的湿度传感器中，输出响应于多个电极J4中所形成的电容的电信号，从而使得这些电信号输出变成模拟信号输出。因此，湿度传感器的模拟输出必须转换成数字输出。为此，就需要A/D转换器。因此，存在的问题就是湿度传感器的电路设置结构变得复杂，从而就使得湿度传感器不可能结构紧凑。
应当理解，已经以湿度传感器为实例进行了描述，但是类似问题可以发生于使用上述工作模式的传感设备中，例如红外传感器、压力传感器。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的一个目的是提供一种能够防止反应特性降低的电容型湿度传感器，同时提供一种用于制造上述电容型湿度传感器的方法。
此外，本发明的另一个目的是提供一种能够以较高定位精度印刷的丝网印刷方法。
此外，本发明的另一个目的是提供一种能够产生数字传感器输出同时不需要A/D转换器的传感设备。
电容型湿度传感器包括检测衬底，其包括置于检测衬底第一侧上的检测部分；包括电路部分的电路板。检测部分根据检测部分的电容变化而对湿度进行检测。电路部分将检测部分的电容变化处理为电信号。检测部分电连接于电路部分上。检测衬底还包括置于同检测衬底的第一侧相对的检测衬底第二侧上的传感器垫。传感器垫用作电路部分所用的连接端子。传感器垫通过位于检测衬底的通孔中的导体电连接于检测部分上。
在上述传感器中，检测部分和电路部分形成于不同的板上，从而使得检测部分没有保护膜例如凝胶。这样，对湿度的反映情况得以改进。
优选地，传感器还包括密封构件。电路板还包括作为用于传感器垫的连接端子的第一垫。第一垫置于电路板的第一侧上。第一垫电连接于电路部分上。检测衬底和电路板按照使得检测衬底的第二侧与电路板的第一侧接触的方式堆叠。传感器垫通过连接构件电连接于第一垫上。密封构件为环形并且置于电路板的第一侧与检测衬底的第二侧之间，从而使得密封构件密封着传感器垫和第一垫。在这种情况下，可以防止腐蚀电极与电路部分之间的连接部分，即传感器垫、第一垫和连接构件。另外，可以减少传感器的尺寸。
优选地，检测部分包括一对梳齿电极和湿度感应薄膜。检测衬底由半导体衬底制成。梳齿电极彼此交错以便使得梳齿电极隔开预定距离。湿度感应薄膜覆盖着梳齿电极和该梳齿电极之间的空间。在这种情况下，梳齿电极的相对面积增大。这样，电极之间的电容变化就增大。此外，衬底可以由玻璃衬底或半导体衬底制成。通过使用半导体衬底，就可以利用常规型半导体工艺来制造传感器。这样，就减少了传感器的制造成本。
优选地，湿度感应薄膜能够根据大气中的湿度来改变湿度感应薄膜的相对电容率。电路板具有挠性以便使得电路板可以根据安装部分的曲率而变形。传感器安装于安装部分上以便使得电路板的第二侧与安装部分接触。电路板的第二侧与电路板的第一侧相对，其中第一侧面向检测衬底。更优选地，电路部分将梳齿电极之间的电容变化处理为电信号。
此外，提供了一种用于制造电容型湿度传感器的方法。该方法包括以下步骤制备检测衬底，其包括置于检测衬底第一侧上的检测部分；制备包括电路部分的电路板；以及在检测部分与电路部分之间进行电连接。检测部分能够根据大气中的湿度来改变检测部分的电容。电路部分将检测部分的电容变化处理为电信号。制备检测衬底的步骤包括在检测衬底第二侧上形成传感器垫。检测衬底的第二侧同检测衬底的第一侧相对。传感器垫用作电路部分所用的连接端子。传感器垫通过位于检测衬底的通孔中的导体电连接于检测部分上。
在由上述方法制造的传感器中，检测部分和电路部分形成于不同的板上，从而使得检测部分没有保护膜例如凝胶。这样，对湿度的反映情况就得以改进。
优选地，制备电路板的步骤包括在电路板上形成第一垫作为用于传感器垫的连接端子的步骤。第一垫置于电路板的第一侧上。第一垫电连接于电路部分上。电连接的步骤包括以下步骤按照使得检测衬底的第二侧与电路板的第一侧接触的方式堆叠检测衬底和电路板；通过连接构件在传感器垫与第一垫之间进行电连接；利用置于电路板的第一侧与检测衬底的第二侧之间的密封构件进行密封，从而使得密封构件密封着位于传感器垫与第一垫之间的连接部分。密封构件为环形。
另外，提供了一种通过将丝网掩模应用于衬底上而通过丝网掩模的图案孔将丝网印刷膏应用于衬底上的方法。这种方法包括以下步骤在丝网掩模中制备标准图案孔来作为丝网掩模与衬底间的定位标准；在衬底上形成定位图案；通过将丝网掩模应用于模型衬底上而将膏印制于模型衬底上，从而通过标准图案孔来将标准图案印制于模型图案上；检测模型衬底上标准图案的定位情况；按照衬底上定位图案的位置与检测步骤中检测到的标准图案的位置相一致的方式使得衬底定位；并且在定位步骤中令衬底定位的情况下通过将丝网掩模应用于衬底上而使得膏印制于衬底上。定位图案具有与标准图案几乎相同的形状。衬底上的定位图案根据标准图案孔与该图案孔之间的定位关系而形成。在这种情况下，衬底与丝网掩模能够以高精度定位。
优选地，定位图案包括多个彼此隔开预定距离的定位图案部分。更优选地，位于衬底上的定位图案部分夹入衬底上的区域中。在印制膏的步骤中，膏被通过图案孔而印制于衬底的区域中。
优选地，衬底包括一对互相交错的电极。膏包括湿度感应薄膜的聚合物材料。图案孔按照使得图案孔与衬底上的湿度感应薄膜待形成区域相对应的方式形成。湿度感应薄膜待形成区域覆盖着电极和电极之间的距离。更优选地，衬底上的定位图案由未被湿度感应薄膜覆盖的部分提供。
此外，用于根据作为检测目标的物理量生成输出的传感设备包括解码器；以及包括多个存储单元的半导体衬底，其中每个单元包括用于开关的晶体管和电容器。每个存储单元中的晶体管包括源区、漏极区和栅电极。源区和漏极区为第一传导类型。栅电极按照使得栅电极夹入源区与漏极区之间的方式通过栅绝缘薄膜而置于半导体衬底上。每个存储单元中的电容器包括沟槽、半导体区、介电薄膜和电容电极。沟槽置于半导体衬底中。具有第一传导类型的半导体区置于沟槽中并且连接于源区上。介电薄膜能够根据物理量的情况而改变介电薄膜的介电常数。介电薄膜按照使得介电薄膜置于半导体区的表面上的方式而嵌入沟槽中的半导体区中。电容电极按照使得电容电极面向沟槽的方式通过绝缘薄膜而置于介电薄膜的表面上。每个存储单元中的沟槽具有在每个存储单元中都不相同的开口面积。解码器对存储单元是处于写入状态还是处于未写入状态的每个存储单元的状态进行检测，并根据存储器的状态输出输出信号。
在上述设备中，由于每个沟槽的开口面积不同，所以写入每个存储单元的物理量也就不同。这样，物理量就可以作为数值而获得。因此，传感器设备在没有A/D转换器的情况下产生数字传感输出。
优选地，每个存储单元中沟槽的宽度在每个存储单元中各不相同，从而使得沟槽的开口面积在每个存储单元中各不相同。更优选地，每个存储单元中沟槽的宽度可以通过对预定宽度进行二次或N次乘方来获得，其中N代表自然数。
此外，用于根据作为检测目标的物理量而生成输出的传感设备包括解码器；以及包括多个存储单元的半导体衬底，其中每个单元包括用于开关的晶体管和电容器。晶体管包括源区、漏极区和栅电极。源区和漏极区为第一传导类型。栅电极按照使得栅电极夹入源区与漏极区之间的方式通过栅绝缘薄膜而置于半导体衬底上。电容器包括一对梳齿电极和介电薄膜。梳齿电极置于半导体衬底上。介电薄膜能够根据物理量的情况而改变介电薄膜的介电常数。介电薄膜充填梳齿电极之间的空间。梳齿电极彼此隔开一定距离。每个存储单元中的一对梳齿电极的距离在每个存储单元中各不相同。解码器对存储单元是处于写入状态还是处于未写入状态的每个存储单元的状态进行检测，并根据存储器的状态输出输出信号。
在上述设备中，由于每个存储单元中的电极之间的距离不同，所以每个存储单元中所写入的物理量也不同。这样，物理量就可以作为数值而获得。因此，传感器设备在没有A/D转换器的情况下产生数字传感输出。
通过阅读参看附图进行的以下详细描述，将会更清楚本发明的上述及其它目的、特征和优点。
图1A为示出了根据本发明第一实施例的电容型湿度传感器的平面图，图1B为示出了沿图1A中的线IB-IB剖开的传感器的剖视图；图2A为说明在用于制造传感器的方法中的检测衬底制备过程的剖视图，图2B为说明方法中的电路板制备过程的剖视图，图2C为说明方法中的连接过程的剖视图，均根据第一实施例；图3为根据第一实施例的变型的示出了电容型湿度传感器的剖视图；图4A为示出了根据本发明第二实施例的电容型湿度传感器的平面图；图4B为示出了沿图4A中的线IVB-IVB剖开的传感器的剖视图；图5A为说明在用于制造传感器的方法中的电极成形过程的剖视图，图5B为说明方法中的印刷过程的剖视图，图5C为说明方法中的湿度感应薄膜成形过程的剖视图，均根据第二实施例；图6为根据第二实施例的对比方案的用于定位的对比方法的平面图；图7A至7C为根据第二实施例的示出了标准图案孔和定位图案的平面图；图8A为说明了在印刷过程中对模型衬底进行印刷的印刷步骤的剖视图，图8B为说明了在印刷过程中对标准进行检测的位置检测步骤的剖视图，图8C为说明了在印刷过程中对半导体衬底进行定位的定位步骤的剖视图，图8D为说明了对半导体衬底进行印刷的印刷步骤的剖视图，均根据第二实施例；图9A和9B为示出了根据第二实施例的变型的标准图案孔的平面图；图10A为示出了根据本发明第三实施例的电容型湿度传感器的平面图；图10B为示出了沿图10A中的线XB-XB剖开的传感器的剖视图；图11A为示出了安装于车辆挡风玻璃上的传感器的安装状态的示意性透视图；图11B为示出了图11A中的传感器的局部放大剖视图，均根据第三实施例；图12为示出了根据本发明的第四实施例的湿度传感器的感应部分的局部放大剖视图；图13为示出了根据第四实施例的感应部分中存储单元之一的等效电路图；图14为示出了根据第四实施例的湿度传感器的示意性电路图；图15为示出了根据本发明第五实施例的湿度传感器的感应部分布置情况的平面图；以及图16为示出了根据第四实施例的对比方案的作为原型的湿度传感器感应部分的局部放大剖视图。
具体实施例方式
(第一实施例)图1A和1B为用于示意性示出根据第一实施例模式的电容型湿度传感器300的结构的简图；图1A为用于表示这种电容型湿度传感器300的平面图；而图1B为示出了沿图1A中的线IB-IB剖开的湿度传感器的剖视图。应当指出为方便起见，在图1A中，对位于湿度感应薄膜和第二绝缘薄膜之下的一对电极按照输电模式进行示出。
如图1A和1B中所示，电容型湿度传感器300由检测板100和电路板200构造成。其电容随着湿度而变化的检测单元提供于检测板100的一个平面的一侧上。用于处理检测单元电容变化的电路单元提供于电路板200上。
首先，对检测板100进行描述。参考标号110示出了用作衬底的半导体衬底，并且在该第一实施例模式中半导体衬底110由硅制成。随后，一对电极131和132通过用作绝缘薄膜的氧化硅薄膜120而形成。电极131和132的设置方式使得这些电极131和132彼此隔开并且彼此相对地位于氧化硅薄膜120上的同一平面上。
尽管对电极131和132的形状并不作具体限制，但是在该第一实施例模式中，如图1A中所示，相应电极131和132由共用电极部分131a和132a和多个梳齿状电极部分131b和132b(图1中有三个电极部分)构造成。这些多个梳齿状电极部分131b和132b从共用电极部分131a和132a分别沿着一个方向延伸。于是，将一对电极131和132设置成使得一对电极131和132的梳齿状电极部分131b和132b互相交替排列。如前面所述，由于梳齿状形状被用作一对电极131和132的形状，而可以使得电极131和132的设置面积变小，所以就可以使得梳齿状电极部分131b和132b彼此相对放置于的这些面积变大。因此，随着其周围部分的湿度变化而变化的电极131和132之间的静电电容的变化量增加，从而就可以改进电容型湿度传感器300的灵敏度。
就电极131和132而言，可以使用布线材料例如Al、Ag、Au、Cu、Ti、Poly-Si等等。然而，由于相对于水分具有抗腐蚀特性的贵金属(Au等等)成本较高并且在半导体过程中构成污染源，所以在第一实施例模式中，这些电极131和132可以使用铝(即Al)来制造，而铝电极成本低并且可以在半导体过程中进行制造。
因此，在第一实施例模式中，氮化硅薄膜140在半导体衬底110上形成为保护膜，以便使得这种氮化硅薄膜140覆盖着这些成对电极131和132。因此，可以抑制由水分所引起的对这些电极131和132的腐蚀。
由具有吸湿性的聚合物材料所制成的湿度感应薄膜150形成于氮化硅薄膜140上，以便使得这种湿度感应薄膜150覆盖着这些电极131和132中的一对以及这些电极131和132之间的空间。可以使用聚合物材料、聚酰亚胺、丁酸/乙酸纤维素等等。在第一实施例模式中，湿度感应薄膜150通过使用聚酰亚胺而形成。成对电极131和132和湿度感应薄膜150构成检测单元。应当理解，在图1A中，虚线所围绕的矩形区域表示湿度感应薄膜150在此形成的区域。
另外，如图1A中所示，电极垫131c和132c形成于电极131和132的边缘部分。于是，通孔160就形成于半导体衬底110和氧化硅薄膜120中，同时将电极垫131c和132c用作底部。电极垫131c和132c通过通孔160内的导体161而形成于电极131和132的半导体衬底110的背面上。电极垫131c和132c电连接于传感器垫162上，其用作用于连接电路板200的电路单元的连接端子。该连接器垫162裸露以便连接于连接电路板200的电路单元上。至于导体161的结构材料，如果该导体161可以设置于通孔160内，那么对此就没有具体限制。第一实施例模式中，该导体161通过类似于在第一实施例模式中电极131和132的方式使用铝而形成。应当指出，参考标号163表示绝缘层。
接下来，对电路板200进行描述。在图1B中，参考标号210示出了用作衬底的半导体衬底。在第一实施例模式中，半导体衬底210由硅制成。随后，电路单元230形成于半导体衬底210的正面上。这种电路单元230(例如，包含用于将电容转换成电压的C-V转换单元)对电极131和132之间所限定的电容变化进行处理以便获得电信号。该电路单元230由例如CMOS晶体管等等构造成。在第一实施例模式中，为简洁起见，只表示了电路单元230内的布线部分，同时这种布线部分由Al制成并且通过用作绝缘薄膜的氧化硅薄膜220形成于半导体衬底210上。
另外，第一垫231在氧化硅薄膜220上形成为连接端子。第一垫231通过布线单元(未示出)连接于电路单元230上，这个连接端子被用于连接于检测板100的传感器垫162上。另外，第二垫232在处于堆叠层状况(稍后将进行讨论)下的第一垫231外周侧上的未被检测板100覆盖的区域中形成为外部连接端子，以便于将电路单元230中所处理的信号导出至外部单元。这个外部连接端子通过布线单元(未示出)电连接于电路单元230上。还应当指出在第一实施例模式中，第一垫231和第一垫232都通过类似于在第一实施例模式中电极131和132的方式使用铝而形成。
另外，参考标号240表示氮化硅薄膜，其用作能够防止电路单元230腐蚀的保护膜。第一垫231和第二垫232相对于氮化硅薄膜240而裸露。
在上述结构中进行制造的检测板100和电路板200被堆叠，以便使得形成检测板100的平面的传感器垫与形成电路板200的平面的第一垫位置相对。在这种堆叠情况下，检测板100的传感器垫162通过连接材料310(例如焊料)连接于电路板200的第一垫231上。换句话说，由于传感器垫162连接于位于形成电极131和132的成形平面背面侧的第一垫231上。这些电极131和132电连接于电路单元230上。
另外，密封构件320按照环形形状设置于检测板100的传感器垫成形平面和电路板200的第一垫成形平面之间。因此，传感器垫162与第一垫231之间的连接部分和电路单元230都按照气密方式密封。至于密封材料230，在材料设置于检测板100的传感器垫成形平面和电路板200的第一垫成形平面之间的情况下，如果这种材料既能够以气密方式对传感器垫162与第一垫231之间的连接部分进行密封，又能够以气密方式对电路单元230以及传感器垫成形平面和第一垫成形平面进行密封，那么就可以使用任何密封材料。在第一实施例模式中，应用环氧系列粘合剂作为密封材料320以便按照气密方式对连接部分和电路单元230进行密封，并且还便于将检测板100固定于电路板200上。因此，传感器垫162(电极131和132)与第一垫231(电路单元230)之间的连接的可靠性得以提高。
而且，形成于密封构件320的设置位置的外周侧上的第二垫232由保护构件330进行保护。这个保护构件330用于防止腐蚀第二垫232。在第一实施例模式中，将硅凝胶应用于保护构件330上。应当指出，尽管第二垫232已经通过粘结线等等连接于外部单元上，但是为了简洁起见，在第一实施例模式中对其进行了省略。
在使用上述结构的电容型湿度传感器300中，当水分渗透入湿度感应薄膜150中时，由于水分拥有较大的相对介电常数，所以湿度感应薄膜150的相对介电常数就随着渗透过的水分的量而变化。因此，当湿度感应薄膜150被用作电介质的一部分时，由这些电极131和132的一对所构成的电容器的静电电容就会变化，随后这种电容变化由电路单元230来进行处理以便转换成电压。湿度感应薄膜150中所包含的水分的量可以同电容型湿度传感器300周围的湿度相对应，从而可以根据这些电极131和132中一对之间的静电电容来检测湿度。
接下来，将参看图2A至2C，对用于制造使用上述结构的电容型湿度传感器300的方法进行说明。图2为剖视图，其用于表示电容型湿度传感器300的制造方法所用的制造步骤的实例；图2A表示检测板制备步骤；图2B表示电路板制备步骤；图2C代表连接步骤。
首先，进行检测板制备步骤。就是说，如图2A所示，利用例如CVD(化学汽相淀积)方法使得相当于绝缘薄膜的氧化硅薄膜120形成于半导体衬底110的正面，并且通过使用例如汽相淀积方法而使得铝(即Al)沉积于氧化硅薄膜120上，随后，使得沉积的铝组成图案以便形成电极131和132。在形成电极131和132之后，利用例如等离子CVD方法来制造相当于保护膜的氮化硅薄膜140从而使得该氮化硅薄膜140覆盖着电极131和132的上部以及电极131和132之间的空间。于是，湿度感应薄膜150就形成于氮化硅薄膜140上的预定区域中，从而使得该氮化硅薄膜140覆盖着电极131和132的上部，并且还覆盖着电极131和132之间的空间。
在这种情况下，至于用于形成湿度感应薄膜150的方法，可以使用旋转涂敷法和丝网印刷法。在第一实施例模式中，丝网印刷法是通过使用由聚酰亚胺的前体(即其中使用聚酰胺酸作为基本骨架的湿度感应薄膜的前体)制成的膏来实现，以便使得这种膏沉积于相当于半导体衬底11的最上部正面的氮化硅薄膜140上。其后，这种沉积的膏被以预定温度加热并硬化(以便形成酰亚胺)，从而形成由聚酰亚胺制成的湿度感应薄膜150。
此外，构成相对于电路板200的连接端子的传感器垫162形成于半导体衬底110的电极成形平面的背面上。掩模(未示出)形成于半导体衬底110的背面，随后，通过使用例如TMAH溶液(氢氧化四甲基铵溶液)之类的蚀刻流体对半导体衬底110进行蚀刻。在蚀刻过程之后，位于半导体衬底110的蚀刻区域上的氧化硅薄膜120就被去除，然后形成通孔160同时将传感器垫162用作底部。
然后，在绝缘层163形成于半导体衬底110的电极成形平面的背面和通孔160的侧面之后，例如，使得铝从半导体衬底110的背面侧进行汽相淀积并且使得沉积的铝组成图案。因此，导体161就形成于通孔160之内，并且连接于该导体161上的传感器垫162也形成于半导体衬底110的电极成形平面的背面上。应当指出，关于用于形成通孔160、导体161和传感器垫162的方法，本发明并不只限于上述实施例。例如，当形成导体161时，可以交替使用丝网印刷法和喷墨印刷法。优选地，在通孔160内提供大量金属。
接下来，进行电路板制备步骤。就是说，利用例如离子注入法、热扩散法、CVD法等等使得电路单元230的一部分形成于半导体衬底210的表面上。随后，利用例如CVD法形成相当于绝缘薄膜的氧化硅薄膜220并且形成接触孔(未示出)。其后，通过使用例如汽相淀积法使得铝沉积于氧化硅薄膜220上。随后，由于沉积的铝组成图案，所以形成电路单元230、第一垫231以及第二垫232，另外形成了用于使得电路单元230、第一垫231以及第二垫232彼此连接的布线部分(未示出)。
此外，在第一实施例模式中，利用例如等离子体CVD法就使得相当于保护膜的氮化硅薄膜240形成于这些结构元件上。在这种情况下，为了使得电路板200电连接于检测板100和外部单元上，形成于第一垫231和第二垫232上的氮化硅薄膜240通过蚀刻过程被去除。应当指出，关于检测板制备步骤和电路板制备步骤的制造时序，可以首先进行这些制备步骤中的任何一个，或者按照并行的方式交替进行。
然后，在制备检测板100和电路板200的情况下，进行连接步骤。就是说，当连接材料(即第一实施例模式中的焊接材料)涂敷于电路板200的第一垫231上时，例如在对检测板100进行定位以便使得传感器垫162与第一垫231位置相对的情况下，加热工具(未示出)与检测板100的电极成形平面靠接。然后，加热工具对该电极成形平面进行加热，同时加热工具沿着电路板200的方向对电极成形平面施加压力。因此，连接材料310熔化从而使得传感器垫162连接于第一垫231上，进而使得电极131和132电连接于电路单元230上。
在将传感器垫162连接于第一垫231上之后，用作密封构件320的环氧系列粘合剂被注入环形形状中，进入形成于检测板100的传感器垫成形平面和电路板200的第一垫成形平面之间的间隙中，随后，对这种环氧系列粘合剂进行加热以便于硬化。因此，传感器垫162与第一垫231之间的连接部分以及电路单元230通过检测板100的传感器垫成形平面、电路板200的第一垫成形平面以及密封材料320而被以气密方式密封。这样，就按照上述制造方式来制造电容型湿度传感器300。
应当指出，由于第二垫232相当于用来将电路单元230所处理的信号导入外部单元的外部连接端子，所以例如在完成对电容型湿度传感器300的特性调查之后或者在通过粘结线(未示出)将第二垫232连接于外部单元上之后，第二垫232(及其连接部分)由保护材料330例如硅凝胶覆盖/保护以便防止其被腐蚀。应当指出，尽管已通过粘结线等等将第二垫232连接于外部单元上，但是为了简洁起见，在这个第一实施例模式中还是将其省略。
如前面所述，根据第一实施例模式的电容型湿度传感器300的结构，由电极31、32和湿度感应薄膜50构成的检测单元以及电路单元230提供于不同的板100和200上。用作与电路单元230连接的连接端子的传感器垫162提供于检测板100中的检测单元成形平面的背面上。因此，由于保护材料例如凝胶不需要提供于检测单元上，这就不同于常规电容型湿度传感器，从而可以避免降低这种电容型湿度传感器300的反应特性。
另外，在第一实施例模式中，在对检测板100和电路板200进行堆叠以便使得检测板100的传感器垫成形平面和电路板200的第一垫成形平面位置相对的情况下，连接器垫162通过连接材料310而连接于第一垫231上。另外，该连接部分通过传感器垫成形平面、第一垫成形平面和密封构件320而相对于外部大气以气密方式被密封。因此，就能够防止对传感器垫162与第一垫231之间的连接部分的腐蚀，另外可以使得沿平面方向的传感器300的构造更加紧凑。换句话说，如果这个传感器300的尺寸沿着平面方向等于常规型传感器的尺寸，那么这个传感器300的检测单元的面积就可以大于常规型传感器的检测单元的面积，从而使得这个传感器300的灵敏性得以改进。
另外，当电路单元230和第一垫231形成于半导体衬底210的同一平面侧上时，电路单元230通过传感器垫成形平面、第一垫成形平面和与第一垫231相结合的密封构件320而相对于外部大气以气密方式被密封。因此，即使用作保护膜的氮化硅薄膜240并未提供于电路单元230(氧化硅薄膜210)上，仍可以防止电路单元230被腐蚀。应当理解，在这个第一实施例模式中，氮化硅薄膜240在电路板200形成后直到连接步骤之间的步骤中形成，以便避免电路单元230受到外部大气的不利影响。
另外，第二垫232形成于位于密封构件320设置位置的外周侧上的电路板200的第一垫成形平面上。这个第二垫232用于将电路单元230所处理的信号导入外部单元。因此，例如，即使在传感器垫162与第一垫231之间的连接部分已经通过密封构件320而以气密方式被先密封的情况下，试验装置与第二垫232靠接以便进行特性试验，或者传感器300可以通过第二垫232电连接于外部单元上。另外，由于第二垫232提供于不同于电极成形平面的平面上，所以在电极131和132以及湿度感应薄膜150未被覆盖时，第二垫232仍可以被保护材料330所覆盖/保护。
尽管已经对于本发明的优选实施例模式进行了描述，但是本发明并不仅限于上述实施例模式，而是可以改进成各种模式。
在所示例的第一实施例模式中，将由硅制成的半导体衬底110用作构成检测板100的板，而电极131和132都通过氧化硅薄膜120形成于这个半导体衬底110上。如前面所述，如果将半导体衬底110用作衬底，那么检测板100可以利用通用半导体过程而形成，从而令制造成本得以简化。然而，对于衬底，可以使用绝缘衬底例如玻璃衬底。
类似地，在所示例的第一实施例模式中，将半导体衬底210用作构成电路板200的板，电路板200通过使用半导体过程而形成。然而，电路板200并非只限于上述实例，而是可以使用陶瓷和树脂作为板。
另外，在所示例的第一实施例模式中，电路单元230还通过检测板100的传感器垫成形平面、电路板200的第一垫成形平面以及密封构件320而以气密方式被密封。换句话说，所示例的这个实例中电路单元230和第一垫231形成于半导体衬底210的同一平面侧上。然而，如图3中所示，替代地，传感器300构造成使得电路单元230提供于第一垫成形平面的背面侧。就是说，图3为示意性地示出了这个第一实施例模式的变型的剖视图，即与图1B相应。
在这种替代结构的情况下，电路单元230可以由保护材料330如硅凝胶覆盖。应当理解，在图3中，参考标号250表示形成于半导体衬底210中的通孔，参考标号251表示通孔250内的导体，参考标号252表示绝缘层，并且电路单元230还通过电路单元230的边缘垫230a连接于导体251上。另外，当第二垫232提供于电路单元230的成形平面侧上时，这个第二垫232就由保护材料330覆盖/保护。然而，由于在图1A和图1B所示的传感器结构中，保护材料330并未提供于第一垫成形表面的背面侧上，所以沿着堆叠层方向的传感器的构造可以变得结构紧凑。
应当理解，其中堆叠着检测板100和电路板200的结构并非仅限于上述结构。替代地，可以使用另一种结构，例如，其中只有一个第二垫232形成于第一垫成形平面的背面侧上。
另外，为了将电极131和132电连接于电路单元230上，本发明并非仅限于检测板100和电路板200互相堆叠的结构。例如，提供于电极成形平面背面上的传感器垫161和第一垫231可以通过使用结合线而互相连接。如果使用这种结构，其中至少一个用于连接外部单元的连接端子并未提供于检测板100的电极成形平面侧上，那么保护材料33就并未设置于由电极131和132以及湿度感应薄膜150构成的检测单元上。因此，就可以防止反应特性的降低。
另外，在所示例的第一实施例模式中，一对电极131和132按照梳齿状方式形成。然而，如果这种结构通过将湿度感应薄膜150插入这些电极131和132的一对之间来制成，那么对于检测单元的结构就没有具体限制。
(第二实施例)应当理解，在下述实施例模式中，将根据本发明的丝网印刷法应用于形成电容型湿度传感器400的湿度感应薄膜，该传感器400是通过将湿度感应薄膜插入一对电极之间来进行制造，同时湿度感应薄膜的相对介电常数随着湿度情况而变化。
参看图4A和4B，首先对电容型湿度传感器400的示意性结构进行描述。图4A为用于表示这种电容型湿度传感器400的平面图；图4B为示出了沿图4A中的线IVB-IVB剖开的传感器的剖视图。应当指出，为方便起见，在图4A中，对位于湿度感应薄膜和第二绝缘薄膜之下的一对电极以晶体管的方式示出。另外，在图4A和4B中，只示出了检测单元的周围部分。在检测单元中，电容随着其周围部分的湿度变化而变化。
在图4A中，参考标号210示出了用作衬底的半导体衬底，并且在该实施例模式中半导体衬底210由硅制成。随后，用作第一绝缘薄膜的氧化硅薄膜220形成于半导体衬底210的上部平面上。一对电极131和132的设置方式使得这些电极131和132彼此隔开并且彼此相对地位于氧化硅薄膜220上的同一平面上。
尽管对电极131和132的形状并不作具体限制，但是在该实施例模式中，如图4A中所示，相应电极131和132由共用电极部分131a和132a和多个梳齿状电极部分131b和132b构造成。这些多个梳齿状电极部分131b和132b从共用电极部分131a和132a分别沿着一个方向延伸。于是，将一对电极131和132设置成使得一对电极131和132的梳齿状电极部分131b和132b互相交替排列。如前面所述，由于梳齿状形状被用作一对电极131和132的形状，而可以使得电极131和132的设置面积变小，所以就可以使得梳齿状电极部分131b和132b彼此相对放置于的这些面积变大。因此，随着其周围部分的湿度变化而变化的电极131和132之间的静电电容的变化量增加，从而就可以改进电容型湿度传感器400的灵敏度。
就电极131和132而言，可以使用布线材料例如Al、Ag、Au、Cu、Ti、Poly-Si等等。在这个第一实施例模式中，这些电极131和132可以使用铝(Al)来制造。应当指出，梳齿状电极部分131b和132b相应于限定于专利的权利要求范围内的电极，而共用电极部分131a和132a相应于限定于专利的权利要求范围内的布线部分。
另外，在这个实施例模式中，氮化硅薄膜240在半导体衬底210上形成为第二绝缘薄膜，以便使得这种氮化硅薄膜140覆盖着这些成对电极131和132。因此，可以抑制由水分所引起的对这些电极131和132的腐蚀。例如，在电极131和132拥有相对于水分的抗腐蚀特性的情况下，湿度传感器400可以在没有氮化硅薄膜240的情况下进行设定。
如图4A中所示，应当指出，当用作外部连接端子的电极垫131c和132c形成于电极131和132的边缘部分时，这些电极131和132就通过这些电极垫131c和132c连接于用于校正输出的校正电路和用于检测静电电容变化量的信号处理电路上。这些电极垫131c和132c必须裸露以便连接于校正电路等等上，因而这些电极垫131c和132c并未被氮化硅薄膜240覆盖。另外，在这个实施例模式中，由于将半导体衬底210用作用于构造电容型湿度传感器400的衬底，所以上述校正电路等等可以形成于同一衬底上。
由具有吸湿性的聚合物材料所制成的湿度感应薄膜150形成于氮化硅薄膜240上以便使得这种湿度感应薄膜150覆盖着这些电极131和132中的一对以及这些电极131和132之间的空间。对于聚合物材料而言，可以使用聚酰亚胺、丁酸/乙酸纤维素等等。在这个实施例模式中，湿度感应薄膜150通过使用聚酰亚胺而形成。应当指出，就成形方法而言，应用了能够通过光学处理而去除图案形成操作的丝网印刷法。稍后将对这种制造方法进行说明。
在使用上述结构的电容型湿度传感器400中，当水分渗透入湿度感应薄膜150中时，由于水分拥有较大的相对介电常数，所以湿度感应薄膜150的相对介电常数就随着渗透过的水分的量而变化。因此，当湿度感应薄膜150被用作电介质的一部分时，由这些电极131和132的一对所构成的电容器的静电电容就会变化。湿度感应薄膜150中所包含的水分的量可以同电容型湿度传感器400周围的湿度相对应，从而可以根据这些电极131和132中一对之间的静电电容来检测湿度。
接下来，将参看图5A至5C，对用于制造电容型湿度传感器400的方法进行说明。图5A至5C为剖视图，其用于表示根据这个实施例模式的电容型湿度传感器400的制造方法的制造步骤；图5A表示电极成形步骤；图5B表示印刷步骤；图5C代表湿度感应薄膜形成后的步骤。应当理解，尽管半导体衬底210通常在晶片状态下提供，但是为方便起见，只示出了其一部分。
首先，如图5A所示，进行电极成形步骤。利用例如CVD(化学汽相淀积)法使得相当于第一绝缘薄膜的氧化硅薄膜220形成于半导体衬底210的正面上，随后，利用例如汽相淀积法通过使用Al而形成电极131和132(这个图中示出了梳齿状电极部分131b、132b和垫131c)。在这个实施例模式中，在这个步骤中，还利用例如等离子CVD法来制造相当于第二绝缘薄膜的氮化硅薄膜240从而使得该氮化硅薄膜240覆盖着电极131和132的上部，并且还覆盖着电极131和132之间的空间。
接下来，如图5B中所示，进行用于形成湿度感应薄膜150的印刷步骤。在这个印刷步骤中，在电极131和132形成后，半导体衬底210被输送入丝网印刷设备中，随后，丝网印刷设备通过使用膏410来执行丝网印刷操作，膏410包含相应于湿度感应薄膜150的结构材料的聚合物材料。
具体而言，对丝网掩模420进行制备以便提供相当于湿度感应薄膜150的成形区的图案孔421，同时通过将乳剂423涂敷于网筛422(例如具有250个网孔的不锈钢丝网)上来制作丝网掩模420。随后，该丝网掩模420与半导体衬底210的正面(电极131和132的成形平面侧)靠接。其后，将由聚合物的前体(即其中使用聚酰胺酸作为基本骨架的湿度感应薄膜的前体)制成的膏410应用于这个丝网掩模420上。由于挤压物130滑动，所以膏410通过位于相当于半导体衬底210的最上部正面的氮化硅薄膜240上的图案孔421而被印刷。另外，在印刷步骤之后，当印刷膏410被以预定温度加热并硬化(以便形成酰亚胺)时，就形成由聚酰亚胺制成的湿度感应薄膜150，如图5C中所示。然后，在切割步骤(未示出)中对湿度感应薄膜150进行处理以便将其切成芯片单元。
另一方面，在上述电容型湿度传感器400中，由于所制造的传感器构造紧凑，所以就需要湿度感应薄膜150的位置精度，因而，丝网掩模420必须相对于半导体衬底210准确定位。
关于这种需求，在常规型丝网印刷操作中，可以实行以下方法。就是说，首先，丝网掩模420与模型衬底(即，例如，并未形成电极131、132等等的半导体衬底210)靠接，膏为丝网印刷式。于是，已经通过图案孔421进行印刷的印刷区的定位情况就可以通过使用成像设备例如CCD照相机而进行检测。于是，就将半导体衬底210定位于一个阶段上，以便于所检测的印刷区和湿度感应薄膜成形区(将要形成湿度感应薄膜的区域)可以变成大致相同的位置。在这种定位情况下，就可以进行印刷操作。
然而，在丝网印刷操作的情况下，使得印刷于半导体衬底210正面的膏410(即湿度感应薄膜150)厚度均匀就特别困难。这种原因是由例如发生于边缘区的所谓“鞍形”现象所致。因此，如图6中所示，由于所制作的半导体衬底210中湿度感应薄膜成形区50a大于丝网掩模420的图案孔421(图6中虚线所围绕的区域)，所以可以使得膏410的薄膜厚度大致均匀的有效区域设置于湿度感应薄膜成形区450a中。
另外，在丝网印刷操作的情况下，由于挤压物430滑动以便于印刷膏410，所以实际印刷区域(湿度感应薄膜)的形状和/或尺寸由于网筛422的延伸而或多或少不同于图案孔421的形状和/或尺寸。因此，例如，如图6中所示，半导体衬底210的湿度感应薄膜成形区450a与已实际印刷于模型衬底上的印刷区450b之间在形状和/或尺寸上存在不同。这样，即使在对半导体衬底210进行定位操作同时将印刷区450b用作参考区时，也不能以较高定位精度形成湿度感应薄膜150。应当指出，图6是用于说明常规定位操作的示意图。在图6中，为方便起见，印刷区450b的形状被制成等于图案孔421(和湿度感应薄膜成形区450a)的形状。
在这个第一实施例模式中，上述印刷步骤(图5B)按照下述方法而进行。现在将使用图7A至图7C和图8A至图8D来对这种印刷步骤进行说明。图7A至图7C是用于说明参考图案孔和定位图案的简图。另外，图8是用于更详细地说明图5B中所示的印刷步骤的简图；图8A说明性地示出了对模型衬底的印刷操作；图8B说明性地示出了参考图案的位置检测操作；图8C说明性地表示半导体衬底10的定位操作；以及图8D说明性地示出了对半导体衬底10的印刷操作。
如图7A中所示，在这个实施例模式中，参考图案孔424形成于丝网掩模420上，同时参考图案孔424构成相对于该丝网掩模420和半导体衬底210的定位参考。具体而言，通过夹入形成湿度感应薄膜150的图案孔421，而将多个(总共4件)圆形参考图案孔424提供于这些参考图案孔124位置彼此相对的位置处。这些参考图案孔424中每一个的直径都设置在大于或等于100μm与小于或等于1000μm的范围(例如300μm)内。
另外，如图7B中所示，形状和尺寸大致等于参考图案460a的定位图案460b形成于半导体衬底210上，以便响应于图案孔421与参考图案孔424之间的位置关系，如图7c中所示。通过参考图案孔424(即图7B中虚线所围绕的区域)沿着半导体衬底210的平面方向进行印刷参考图案460a。具体而言，在用于形成电容型湿度传感器400的芯片中，定位图案460b通过使得氮化硅薄膜240沉积于预定区域上并且使得氮化硅薄膜240还沉积在不同于用来形成电容型湿度传感器400的芯片区的预定位置上而形成。替代地，定位图案460b可以根据通过参考图案孔424而预先印刷于半导体衬底210上(在形成结构元件直至氮化硅薄膜240的情况下)的形状来形成，或者根据通过参考图案孔424而预先印刷于模型衬底上的形状来形成。
于是，在制备具有上述结构的丝网掩模420和半导体衬底210的情况下(在形成氮化硅薄膜240并且通过这个氮化硅薄膜240形成定位图案的情况下)，首先，如图8A中所示，模型衬底470(即并未形成电极131和132的半导体衬底210)被暂时定位并固定于丝网印刷设备的平台440上。其后，平台440被进给至丝网掩模420的设定位置，同时丝网掩模420与模型衬底470靠接，对成为湿度感应薄膜150的膏410进行印刷。同时，模型衬底470的印刷条件与半导体衬底210的印刷条件(稍后将进行说明)大致相同。在这个实施例模式中，对平台440的高度进行调节，就可以使得丝网掩模420的下部平面与模型衬底470的正面之间的间隔与丝网掩模420的下部平面与半导体衬底210的正面之间的间隔大致相等。另外，对于模型衬底470，可以替代地使用与半导体衬底210大致相同厚度的衬底。
接下来，在平台440从丝网掩模420的设定位置返回至衬底设定位置的情况下，印刷于掩模衬底470上的参考图案460a通过安装于衬底设定位置上方的CCD照相机而成像，以便检测参考图案460a相对于平台440的位置(坐标值)。具体而言，参考图案460a的坐标值由定标器(沿x方向和y方向的两组定标器)所限定，这些坐标值按照与参考图案460a的图像重叠的方式而显示于监控器上。
在确定参考图案460a的位置之后，将模型衬底470从平台440上拆下，随后将半导体衬底210放置于平台440上以便固定于平台上。具体而言，如图8C中所示，定位图案460b通过CCD照相机480成像，然后对半导体衬底210的位置进行调整以便使得定位图案460b与定标器所确定的位置一致。
然后，在这种定位情况下，平台440被输送至丝网掩模420的安装侧，随后，如图8D中所示，丝网掩模420与半导体衬底210靠接，并且对构成湿度感应薄膜150的膏410进行印刷。应当指出，图8D与先前的图5B相对应。另外，在图8C和图8D中，为方便起见，省略了形成于半导体衬底210上的电极131和132，并且只示出了定位图案460b。
如前面所述，根据这个实施例模式的丝网印刷方法，由于形成于半导体衬底210上的定位图案460b和印刷于模型衬底470上的参考图案460a具有大致相同的形状和大致相同的尺寸，所以可以使得半导体衬底210和丝网掩模420以高精度定位。因此，通过用于形成湿度感应薄膜150的图案孔421就可以相对于半导体衬底210上的湿度感应薄膜成形区450a而进行较高定位精度的印刷操作。
应当指出，定位图案460b与可以在丝网掩模420与半导体衬底210之间构成定位参考的那部分而不是湿度感应薄膜成形区450a相对应，其中膏410将要通过半导体衬底210上的图案孔421而被印刷。由于这个定位图案460b的形状和/或尺寸因其特性不同于湿度感应薄膜成形区450a而并不固定，所以这个定位图案460b可以制造成使得这个定位图案460b的尺寸和/或形状几乎等于通过参考图案孔424印刷的参考图案460a的尺寸和/或形状。
另外，在这个实施例模式中，将对这种实例进行示例。就是说，多个定位图案460b通过夹入湿度感应薄膜成形区450a中而提供于相对位置处。因此，即使在参考图案孔424与印刷之间的形状和尺寸差异根据定位图案460b的成形位置而互不相同，仍可以通过图案孔421进行较高定位精度的印刷操作。
另外，在湿度感应薄膜150由聚酰亚胺制成的情况下，如这个实施例模式所示，由于构成丝网掩模420的乳剂423需要具有耐化学性，所以乳剂423的保护层厚度必须较厚。固此，如果参考图案孔424的尺寸小于100μm，那么所印刷的参考图案460a就不会形成为精细图案。然而，在这个实施例模式中，由于沿着半导体衬底210平面方向的参考图案孔424的尺寸(直径)都设置在大于或等于100μm与小于或等于1000μm的范围内，所以印刷于模型衬底470上的参考图案460a可以被制成精细图案，从而使得参考图案460a易于定位。
尽管已经描述了本发明的优选实施例模式，但是本发明并非仅限于上述实施例模式，而是可以改进成各种模式。
在所示例的这个实施例模式中，将由硅制成的半导体衬底210用作衬底，而电极131和132都通过绝缘薄膜220形成于这个半导体衬底210上。如前面所述，如果将半导体衬底210用作衬底，那么电容型湿度传感器210可以利用通用半导体过程而形成，从而令制造成本得以简化。然而，对于衬底而言，可以使用绝缘衬底，例如玻璃衬底。另外，本发明的丝网印刷方法并非仅限于用来形成电容型湿度传感器400的湿度感应薄膜150，而是可以用于例如在印刷电路板上印刷导电膏的方法。
另外，在这个实施例模式中，这种实例表示成参考图案孔424为圆形。在将参考图案孔424制成圆形时，参考图案孔424与通过参考图案孔424而印刷的参考图案460a之间存在较小形状差异，另外，由于没有角部分就可能难以受到堵塞，所以可以容易地确定(检测)印刷于模型衬底470上的参考图案460a的位置。然而，由于定位图案460b也制成大致为圆形，所以当定位图案460b位于单个参考图案孔124和定位图案460b的中心处时，就会存在半导体衬底210沿着转动方向相对于网格掩模120移动的风险。相反地，例如，如图9A中所示，如果将参考图案孔124的形状和定位图案60b的形状制成大致为L形，即使在使用一件参考图案孔424中时，也可以容易地确定半导体衬底210相对于平台440的位置(即沿着平面方向的两个方向)。还应当指出，参考图案孔424的形状并非仅限于上述实例，而是可以替代地使用多边形(如一个实例，图9B中所示的矩形)。尤其是，如果使用多个这些参考图案形状424，那么就可以使得半导体衬底210以较高定位精度定位。
另外，在所示例的这个实施例模式中，定位图案460b提供于不同于半导体衬底210的电容型湿度传感器400的成形区的区域中。然而，未被湿度感应薄膜150所覆盖的部分可以替代地用作电容型湿度传感器400内的定位图案460b。例如，可以交替使用垫131c和132c以便用作定位图案460b。在这种替代情况下，由于定位图案460b不需要单独形成，所以可以使得传感器结构紧凑并且可以使得其制造成本降低。
另外，在所示例的这个实施例模式中，形成于丝网掩模420中的参考图案孔424的尺寸设置在大于或等于100μm与小于或等于1000μm的范围内。然而，膏410形成用作湿度感应薄膜150的聚酰亚胺，并且乳剂423的保护层厚度因耐化学性而较厚，所以参考图案孔424的尺寸选择成大于或等于100μm。因此，由于根据膏410的种类情况，保护层的厚度可能较薄，所以沿着半导体衬底10平面方向的形成于丝网掩模120中的参考图案孔424的尺寸可以替代地设置在大于或等于50μm与小于或等于1000μm的范围内。在尺寸小于50μm的情况下，就难以将根据构成丝网掩模420的网格尺寸进行印刷的参考图案460a制成为精细图案。应当指出，由于形成电容型湿度传感器400处的芯片尺寸通常选自大约1000μm至2000μm，其最大尺寸选择成小于或等于1000μm。另外，对于最小尺寸而言，在为圆形的情况下，最小尺寸设定为其直径。在图9中所示的L形的情况下，以及为多边形的情况下，最小尺寸设定为一个边缘。
(第三实施例)图10A和10B为示意性地示出了根据第三实施例模式的电容型湿度传感器500的结构的简图；图10A为用于表示这种电容型湿度传感器500的平面图；而图10B为沿着图10A中的线XB-XB剖开的用于示出湿度传感器500的剖视图。应当指出为方便起见，在图10A中，位于湿度感应薄膜之下的一对电极由虚线所示。
在图10A和图10B中，参考标号510示出了衬底，在该实施例模式中应用具有挠性的柔性衬底。如果材料像衬底510的结构材料一样拥有挠性，那么在此就没有具体限制。因此，在这个实施例模式中，由厚度为25μm的液晶聚合物(LCP)制成的热塑性树脂薄膜被应用于衬底510的结构材料。
随后，一对电极131和132设置成使得这些电极131和132彼此隔开并且彼此相对地位于衬底510上的同一平面上。尽管对电极131和132的形状并不作具体限制，但是在该实施例模式中，如图10A中所示，相应电极131和132由共用电极部分131a和132a和多个梳齿状电极部分131b和132b构造成。这些多个梳齿状电极部分131b和132b从共用电极部分131a和132a分别沿着一个方向延伸。于是，将一对电极131和132设置成使得一对电极131和132的梳齿状电极部分131b和132b互相交替排列。如前面所述，由于梳齿状形状被用作一对电极131和132的形状，而可以使得电极131和132的设置面积变小，所以就可以使得梳齿状电极部分131b和132b彼此相对放置于的这些面积变大。因此，随着其周围部分的湿度变化而变化的电极131和132之间的静电电容的变化量增加，从而就可以改进电容型湿度传感器500的灵敏度。
电极131和132可以通过以下方式而形成，例如，对粘附于衬底510的单个平面上的导电箔进行使用蚀刻以便获得所需图案。就导电箔而言，可以低电阻的金属箔，例如Au、Ag、Cu、以及Al。在这个实施例模式中，使用了Au箔。应当指出，这些电极131和132的形成可以通过使用例如除导电箔的蚀刻方法之外的印刷方法来实现。
应当指出，在电极131和132没有相对于水分的抗腐蚀特性的情况下，由于保护薄膜形成于衬底510上以便使得这种保护薄膜覆盖着成对电极131和132，从而可以抑制由水分所引起的对这些电极131和132的腐蚀。
另外，如图10A中所示，电极131和132拥有位于其边缘部分的用作外部连接端子的垫部分131c和132c。这些电极131和132通过引线550电连接于电路单元(电路板)上，其中引线通过使用焊料等等而连接于这些垫部分131c和132c上，信号处理电路形成于电路单元上，同时该信号处理电路可以校正输出信号并且可以检测静电电容的变化量。这些垫部分131c和132c必须裸露以便连接于引线550上，因而这些电极垫131c和132c并未被湿度感应薄膜(稍后将对其进行说明)所覆盖。
由具有吸湿性的聚合物材料所制成的湿度感应薄膜150还形成于衬底510上以便使得这种湿度感应薄膜150覆盖着这些电极131和132中的一对以及这些电极131和132之间的空间。就聚合物材料而言，可以使用聚酰亚胺、丁酸/乙酸纤维素等等。在这个实施例模式中，湿度感应薄膜150通过使用聚酰亚胺而形成。应当指出，就成形方法而言，尽管可以设想各种方法，但是在这个实施例模式中使用了能够通过光学处理而去除图案形成操作的丝网印刷法。
在使用上述结构的电容型湿度传感器500中，当水分渗透入湿度感应薄膜150中时，由于水分拥有较大的相对介电常数，所以湿度感应薄膜150的相对介电常数就随着渗透过的水分的量而变化。因此，当湿度感应薄膜150被用作电介质的一部分时，由这些电极131和132的一对所构成的电容器的静电电容就会变化。湿度感应薄膜150中所包含的水分的量可以同电容型湿度传感器500周围的湿度相对应，从而可以根据这些电极131和132中一对之间的静电电容来检测湿度。
接下来，将通过使用图11A和图11B，来对这个实施例模式中所示的电容型湿度传感器500的特征部分进行说明。图11为用于示例性示出了一种安装实例的简图，其中这个实施例中所示的电容型湿度传感器500安装于安装单元的弯曲平面上；图11A为用于示出在电容型湿度传感器500安装于用作安装单元的车辆挡风玻璃上的情况下的结构简图；图11B为用于表示图11A中的传感器500的外周部分的放大剖视图。
为了将电容型湿度传感器500应用于自动空调系统的自动控制操作中，其以能够防止车辆挡风玻璃的成雾现象作为目的之一，就需要在挡风玻璃附近以高精度来检测湿度。然而，在将使用刚性衬底的常规电容型湿度传感器直接相对于挡风玻璃(即图11A中的挡风玻璃)的弯曲平面而设置时，由于这种常规电容型湿度传感器与安装单元局部接触，所以当外力施加于该传感器上时就会存在使得常规电容型湿度传感器断裂的风险。
另外，可以构想这种传感器设置结构。就是说，常规电容型湿度传感器通过缓冲构件而设置于安装单元上，该缓冲构件拥有同挡风玻璃的弯曲表面相一致而形成的弯曲表面。在这种传感器设置结构中，包含缓冲构件的电容型湿度传感器的构造变大。换句话说，由于干扰乘客(尤其是在传感器安装于挡风玻璃上的情况下车辆驾驶员)的视野的范围增加，所以就会产生不利结果。
在这种情况下，常规电容型湿度传感器被设置于平面单元(例如缓冲板530)中，该平面单元与具有弯曲平面的挡风玻璃分开。因此，就可能或多或少地产生相对于实际待测量部分的误差。
相反地，在根据这个实施例模式的电容型湿度传感器500中，尽管衬底510具有挠性，如图11A和图11B所示，但是当这种电容型湿度传感器500设置成使得衬底510的电极成形平面的背面与挡风玻璃520的内部平面位置相对时，可以使得这种湿度传感器500产生与挡风玻璃520的弯曲平面相应的变形。如前面所述，根据这个第一实施例模式的电容型湿度传感器500甚至可以直接设置于具有弯曲平面的安装单元例如挡风玻璃520上。换句话说，电容型湿度传感器500可以以较高精度来检测湿度。应当指出，在图11A中，引线550的另一端电连接于位于缓冲板530之下的电路单元(未示出)上，引线550的一端连接于电容型湿度传感器500上。另外，在图11B中，参考标号540表示粘附层，并且在这个实施例模式中将双面带用作这种粘附层。
另外，在这种湿度传感器500发生与挡风玻璃520的弯曲平面相应的变形的情况下，电容型湿度传感器500固定于挡风玻璃520的内部平面上。因此，即使对电容型湿度传感器500施加外力，由于应力分布，所以该实施例模式的这种电容型湿度传感器500可以具有相对于外力的较强的结构，而不同于将常规电容型湿度传感器500直接设置于挡风玻璃520上的结构。
另外，根据这种实施例模式的电容型湿度传感器500不仅可以发生与具有预定“R”的弯曲平面相应的变形，而且可以发生与具有任意“R”的另一弯曲平面相应的变形。因此，例如，尽管关于挡风玻璃520的弯曲平面的“R”形状根据车辆的种类情况而互不相同，但是可以适当使用同一电容型湿度传感器500。根据上述描述可以清楚，这种电容型湿度传感器500不仅可以设置于弯曲平面上，而且还可以设置于平坦平面上。而且，例如，电容型湿度传感器500可以设置于棱柱的角部分等等上。
另外，在这种实施例模式中，尽管分开提供由电极131、132与湿度感应薄膜150构造成的电路单元和检测单元，但是这些电路单元和检测单元通过引线550互相电连接。当使用这种设置结构时，可以使得设置于挡风玻璃520上的电容型湿度传感器500的构造紧凑。换句话说，可以减少对乘客视野的干扰。然而，湿度传感器500可以替代地设置成使得电路单元提供于衬底510上，其中电极131、132和湿度感应薄膜150提供于该衬底510上。在这种替代情况下，由于可以形成电极131和132，同时可以形成构成电路单元的布线线路，因此可以使得制造步骤简化。
尽管已经描述了本发明的优选实施例模式，但是本发明并非仅限于上述实施例模式，而是可以改进成各种模式。
在所示例的这个实施例模式中，电容型传感器500设置于作为安装单元的车辆挡风玻璃520的正面上。然而，替代地，除了上述实施例之外，这种实施例模式中所示的电容型湿度传感器500可以相对于具有另一弯曲平面的安装单元进行设置。
(第四实施例)图12示出了湿度传感器的感应单元100的截面结构，其用作应用于本发明的第四实施例中的传感器设备。
如图12中所示，湿度传感器的感应单元600具有多个位于P型硅衬底1上的存储单元604，每个存储单元604由作为一对的NMOS晶体管602和电容器603形成。
NMOS晶体管602用作开关晶体管，并且具有形成于硅衬底601的表层部分的其间具有间隔的源区605和漏极区606，以及通过栅绝缘薄膜607而形成于半导体衬底601表面上的栅电极608。对于NMOS晶体管602的这种结构而言，每个存储单元604拥有同一结构。就是说，装备于每个存储单元604中的NMOS晶体管602的栅电极608连接于字线609a上，源区606连接于位线609b上。
应当指出，字线609a和位线609b通过中间层绝缘薄膜610而形成于栅电极608上，并且通过形成于中间层绝缘薄膜610中的接触孔610a和610b电连接于栅电极608和漏极606上。
利用从硅衬底601的正面至预定深度而形成的沟槽611，电容器603由形成于沟槽611内壁上的n+层612、形成于n+层612表面上以便充填沟槽611的湿度感应薄膜150以及形成于湿度感应薄膜150上的电极614构造成。
沟槽611的开口面积通过使得其在相应存储单元604中的宽度不同而变化。例如，按照这个图进行观察时，相对于左侧沟槽611的宽度“W”，相应剩余沟槽611的宽度设定成在这个图中向右连续加倍。
n+层612的一端与源区605接触。
湿度感应薄膜150随着大气中的湿度而改变其介电常数“ε”。因此，电容器603的电容值是根据湿度感应薄膜150中所包含的介电常数“ε”来进行确定。
电极614设置成通过绝缘薄膜615而面向湿度感应薄膜150。构成电容器603的两个电极通过这个电极614和上述湿度感应薄膜613而形成。
在这种情况下，电容器603的电容值“C”定义为如下(公式1)C＝ε×S/d
应当指出符号“S”表示电容器603中的面积，并且通常与位于沟槽611底部平面上的湿度感应薄膜150的那部分的面积相应。另外，符号“d”代表电容器603中的电极间隔，并且与湿度感应薄膜150的深度相应。
如前所述，因此，在相应存储单元604中的沟槽611的宽度发生变化，从而使得提供于相应存储单元604中的电容器603的电容值“C”拥有互不相同的值。
图13中表示了上述结构的湿度传感器中的每个存储单元604的等效电路。
随后，图14示出了湿度传感器的传感器电路的示意性结构。
如图14中所示，感应单元600具有多个按照矩阵形式设置的存储单元604。应当理解，图13中所示的每个存储单元604实际按照通过在图14的矩阵形状中进行再分而形成的每个段而设置。然而，在这幅图中，省略了这种实际设置结构以便于简化这副图。
所提供的行译码器620用于连接至这个感应单元6100中的每条字线609a上。在将行地址609a从用于将湿度传感器推入行译码器620中的控制单元(未示出)输入时，该行译码器620对相应字线609a施加电压。因此，就将栅电压施加于这种存储单元604的NMOS晶体管602的栅电极608上，其电连接于由多个存储单元604的行地址所示的字线609a上，进而，将位于栅电极608之下的硅衬底601的导电型表层部分反转以便使得源区605与漏极区606之间的路径导电。
另外，读出放大器630和列选开关631提供于感应单元600的相应位线609b之间。列选开关631由例如MOS晶体管构成，并且由列译码器632来驱动。换句话说，在将列地址从用于将湿度传感器推入该列译码器632中的控制单元(未示出)输入时，列译码器632就对施加于列选开关631上以便接通与该输入列地址相应的列选开关631的电压进行调节。因此，列译码器632可以控制位线609b与连接于列选开关31上的数据线633之间的连接状况。
具有上述结构的湿度传感器具有装备着多个电容器603的多个存储单元604，其电容值“C”互不相同。因此，在湿度感应薄膜150吸收与大气湿度相应的水分的情况下，即使大气内的湿度相同，相应存储单元604中所使用的多个电容器603的电容值“C”也互不相同。就是说，在相应存储单元604中，电容器603可以检测到的电容值“C”发生变化。
因此，如果使得多个存储单元604的极限值彼此相等，那么相应存储单元604的电容值“C”的写入状况可以随着大气中的湿度情况而变得互不相同。换句话说，当相应存储单元604的电容器603的电容值“C”变为预定值(极限值)时，相应存储单元604就进入写入状况。然后，由于电容器603的电容值“C”表示成上述公式1，所以如果湿度增加并且湿度感应薄膜150的介电常数“ε”增加，那么电容器603的电容值“C”就变大。由于在所有的多个存储单元604中使得电容器603的电极间隔“d”彼此相等，所以该电容值“C”通过使用面积“S”和电容器603的介电常数“ε”作为变量来确定。因此，在提供于相应存储单元604中的电容器603中，即使在低湿度的情况下，具有较大面积“S”的电容器603，即其沟槽611具有较大宽度的电容器也拥有较大的电容值“C”，从而使得这个电容器603进入写入状况。相反地，在提供于相应存储单元604中的电容器603中，如果在低湿度的情况下，具有较小面积“S”的电容器603，即其沟槽611具有较窄宽度的电容器也拥有较小的电容值“C”，从而使得这个电容器603进入非写入状况。
因此，相应存储单元604的输出根据现有状况是进入非写入状况还是写入状况而由“0”和“1”代替。就是说，存储单元604的这些输出变成响应于大气内的湿度的值。
然后，通过用于相应存储单元604的相应数据线来读出相应存储单元604是处于非写入状况还是写入状况，就可能获得响应作为数值的湿度的传感器输出。
如前面所述，根据这种实施例模式，湿度传感器就可以在不需要A/D转换器的情况下产生数字输出。因此，就可以避免使得湿度传感器的电路设置结构变得复杂，并且可以使得湿度传感器结构紧凑。
(第五实施例)接下来，对本发明的第五实施例模式进行描述。图15示出了应用于本发明第五实施例模式的湿度传感器中所用的感应单元700的布局结构。
如这副图中所示，在这个第二实施例模式中，每个电容器603包括多个梳齿状电极701。还应当指出，尽管只示出了存储单元604内的一个电容器603，但是类似于第四实施例模式的开关晶体管实际上装配于每个存储单元604中。
在这副图中，多个梳齿状电极701中的间隔设定成向右连续加倍。然后，湿度感应薄膜150提供于装备着这种梳齿状电极701的感应单元700的整个表面上，以便填充相应梳齿状电极701中的空间。
类似于第四实施例模式，在电容器603由这种梳齿状电极701形成的这种类型的湿度传感器中，电容器603的电容值“C”随着这些梳齿状电极701中的间隔而变化。因此，类似于第四实施例模式，湿度传感器的输出可以按照数字方式表示。因此，可以获得类似于第一在上述第四和第五实施例中，通过改变沟槽611的宽度，沟槽611的开口面积就会改变从而改变电容器603的电容值“C”。替代地，即使沟槽611的深度，即其沿垂直方向(如图12中所示)的尺寸随各个存储单元604而改变，仍可以实现类似于第四实施例的效应。然而，在这种替代情况下，由于沿深度方向的相应沟槽611的长度互不相同，所以用于构造湿度传感器的半导体衬底601的尺寸必须增加。因此，优选地是使用如上述实施例模式中所述的结构。
另外，在上述第四和第五实施例模式中，沟槽611的宽度连续加倍。替代地，如果将沟槽611的宽度设定成逐渐增加，那么湿度的逐渐变化将成为可能。
另外，已经在使用NMOS晶体管602并且n+层612形成于沟槽611中的情况下对上述第四与第五实施例进行了描述，即第一传导类型为n型而第二导电类型为p型的情况。这只是示出了一个实例。就是说，本发明可以类似应用于一种相反结构中，其中第一传导类型选择成“p”型而第二导电类型选择成“n”型，其导电类型可以与相应实施例模式的导电类型相反。
此外，与上述实施例不同，可以使得构成相应电容器603的沟槽611的宽度彼此相等。在这种替代情况下，对于多个存储单元604的所有电容器603而言，关于现有状况是否进入写入状况的行为可以在同一湿度下互相一致。因此，这种替代结构可以用作能够检测湿度成为预定极限值的通断开关。
尽管参考本发明的优选实施例对本发明进行了描述，但是应当理解本发明并不限于优选实施例和构造。本发明意欲覆盖各种变型和等效设置结构。另外，尽管各种优选的组合与配置在本发明的范围内，但是包括或多或少或者仅有单个元件的其它组合与配置也属于本发明的精神与范围内。
权利要求
1.一种电容型湿度传感器，包括检测衬底，其包括置于检测衬底第一侧上的检测部分；以及包括电路部分的电路板，其中检测部分根据检测部分的电容变化而对湿度进行检测，电路部分将检测部分的电容变化处理为电信号，检测部分电连接于电路部分上，检测衬底还包括置于同检测衬底的第一侧相对的检测衬底第二侧上的传感器垫，传感器垫用作电路部分所用的连接端子，以及传感器垫通过位于检测衬底的通孔中的导体电连接于检测部分上。
2.根据权利要求1所述的传感器，还包括密封构件，其中电路板还包括作为用于传感器垫的连接端子的第一垫，第一垫置于电路板的第一侧上，第一垫电连接于电路部分上，检测衬底和电路板按照使得检测衬底的第二侧与电路板的第一侧接触的方式堆叠，传感器垫通过连接构件电连接于第一垫上，以及密封构件为环形并且置于电路板的第一侧与检测衬底的第二侧之间，从而使得密封构件密封着传感器垫和第一垫。
3.根据权利要求2所述的传感器，其中电路部分置于电路板的第一侧上从而使得密封构件将电路部分与第一垫密封在一起。
4.根据权利要求2所述的传感器，其中电路部分置于同电路板的第一侧相对的电路板的第二侧上，以及电路部分被用保护薄膜覆盖。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的传感器，其中电路板还包括置于电路板的第一侧的一部分上的第二垫，该部分并未与检测衬底重叠，以及第二垫通过布线而电连接于电路部分上。
6.根据权利要求1所述的传感器，其中检测部分包括一对梳齿电极和湿度感应薄膜，检测衬底由半导体衬底制成，梳齿电极彼此交错以便使得梳齿电极隔开预定距离，以及湿度感应薄膜覆盖着梳齿电极和该梳齿电极之间的空间。
7.根据权利要求6所述的传感器，其中湿度感应薄膜能够根据大气中的湿度来改变湿度感应薄膜的相对电容率，电路板具有挠性以便使得电路板可以根据安装部分的曲率而变形，传感器安装于安装部分上以便使得电路板的第二侧与安装部分接触，以及电路板的第二侧与电路板的第一侧相对，其中第一侧面向检测衬底。
8.根据权利要求7所述的传感器，其中电路部分将梳齿电极之间的电容变化处理为电信号。
9.根据权利要求7或8所述的传感器，其中梳齿电极通过检测衬底上的传感器垫而电连接于电路部分上。
10.根据权利要求7或8所述的传感器，其中安装部分为机动车的挡风玻璃。
11.一种用于制造电容型湿度传感器的方法，该方法包括以下步骤制备检测衬底，其包括置于检测衬底第一侧上的检测部分；制备包括电路部分的电路板；以及在检测部分与电路部分之间进行电连接，其中检测部分能够根据大气中的湿度来改变检测部分的电容，电路部分将检测部分的电容变化处理为电信号，制备检测衬底的步骤包括在检测衬底第二侧上形成传感器垫的步骤，检测衬底的第二侧同检测衬底的第一侧相对，传感器垫用作电路部分所用的连接端子，以及传感器垫通过位于检测衬底的通孔中的导体而电连接于检测部分上。
12.根据权利要求11所述的方法，其中制备电路板的步骤包括在电路板上形成第一垫作为用于传感器垫的连接端子的步骤，第一垫置于电路板的第一侧上，第一垫电连接于电路部分上，电连接的步骤包括以下步骤按照使得检测衬底的第二侧与电路板的第一侧接触的方式堆叠检测衬底和电路板；通过连接构件在传感器垫与第一垫之间进行电连接；以及利用置于电路板的第一侧与检测衬底的第二侧之间的密封构件进行密封，从而使得密封构件密封着位于传感器垫与第一垫之间的连接部分，以及密封构件为环形。
13.根据权利要求12所述的方法，其中制备电路板的步骤还包括在电路板的第一侧上形成电路部分的步骤；以及电连接的步骤还包括通过密封构件将电路部分与第一垫密封在一起的步骤。
14.一种通过将丝网掩模应用于衬底上而通过丝网掩模的图案孔将丝网印刷膏应用于衬底上的方法，这种方法包括以下步骤在丝网掩模中制备标准图案孔来作为丝网掩模与衬底间的定位标准；在衬底上形成定位图案；通过将丝网掩模应用于模型衬底上而将膏印制于模型衬底上，从而通过标准图案孔来将标准图案印制于模型衬底上；检测模型衬底上标准图案的位置情况；按照衬底上定位图案的位置与检测步骤中检测到的标准图案的位置相一致的方式使得衬底定位；以及在定位步骤中令衬底定位的情况下通过将丝网掩模应用于衬底上而使得膏印制于衬底上，其中定位图案具有与标准图案几乎相同的形状，以及衬底上的定位图案根据标准图案孔与该图案孔之间的定位关系而形成。
15.根据权利要求14所述的方法，其中定位图案包括多个彼此隔开预定距离的定位图案部分。
16.根据权利要求15所述的方法，其中位于衬底上的定位图案部分夹入衬底上的区域中，以及在印制膏的步骤中，膏被通过图案孔而印制于衬底的区域中。
17.根据权利要求14-16中任一项所述的方法，其中衬底包括一对互相交错的电极，膏包括湿度感应薄膜的聚合物材料，图案孔按照使得图案孔与衬底上的湿度感应薄膜待形成区域相对应的方式形成，以及湿度感应薄膜待形成区域覆盖着电极和电极之间的空间。
18.根据权利要求17所述的方法，其中衬底上的定位图案由未被湿度感应薄膜覆盖的部分提供。
19.根据权利要求17所述的方法，其中标准图案孔为L形或圆形。
20.根据权利要求17所述的方法，其中标准图案孔在衬底的平面上具有一尺寸，以及标准图案孔的尺寸设置在50μm与1000μm之间。
21.根据权利要求17所述的方法，其中湿度感应薄膜由聚酰亚胺制成；标准图案孔在衬底的平面上具有一尺寸；以及标准图案孔的尺寸设置在100μm与1000μm之间。
22.一种用于根据作为检测目标的物理量生成输出的传感设备，该传感设备包括解码器；以及包括多个存储单元的半导体衬底，其中每个单元包括用于开关的晶体管和电容器，其中每个存储单元中的晶体管包括源区、漏极区和栅电极，源区和漏极区为第一传导类型，栅电极按照使得栅电极夹入源区与漏极区之间的方式通过栅绝缘薄膜而置于半导体衬底上，每个存储单元中的电容器包括沟槽、半导体区、介电薄膜和电容电极，沟槽置于半导体衬底中，具有第一传导类型的半导体区置于沟槽中并且连接于源区上，介电薄膜能够根据物理量的情况而改变介电薄膜的介电常数，介电薄膜按照使得介电薄膜置于半导体区的表面上的方式而嵌入沟槽中的半导体区中，电容电极按照使得电容电极面向沟槽的方式通过绝缘薄膜而置于介电薄膜的表面上，每个存储单元中的沟槽具有在每个存储单元中都不相同的开口面积，以及解码器对存储单元是处于写入状态还是处于未写入状态的每个存储单元的状态进行检测，并根据存储器的状态输出输出信号。
23.根据权利要求22所述的设备，其中每个存储单元中沟槽的宽度在每个存储单元中各不相同，从而使得沟槽的开口面积在每个存储单元中各不相同。
24.根据权利要求23所述的设备，其中每个存储单元中沟槽的宽度可以通过对预定宽度进行二次或N次乘方来获得，以及N代表自然数。
25.根据权利要求22-24中任一项所述的设备，其中介电薄膜为湿度感应薄膜，其介电常数可以根据大气中的湿度而改变。
26.一种用于根据作为检测目标的物理量而生成输出的传感设备，该设备包括解码器；以及包括多个存储单元的半导体衬底，其中每个单元包括用于开关的晶体管和电容器，其中晶体管包括源区、漏极区和栅电极，源区和漏极区为第一传导类型，栅电极按照使得栅电极夹入源区与漏极区之间的方式通过栅绝缘薄膜而置于半导体衬底上，电容器包括一对梳齿电极和介电薄膜，梳齿电极置于半导体衬底上，介电薄膜能够根据物理量的情况而改变介电薄膜的介电常数，介电薄膜充填梳齿电极之间的空间，梳齿电极彼此隔开一定距离，每个存储单元中的一对梳齿电极的距离在每个存储单元中各不相同，以及解码器对存储单元是处于写入状态还是处于未写入状态的每个存储单元的状态进行检测，并根据存储器的状态输出输出信号。
27.根据权利要求26所述的设备，其中每个存储单元中成对梳齿电极的距离可以通过对预定距离进行二次或N次乘方来获得，以及N代表自然数。
28.根据权利要求26或27所述的设备，其中介电薄膜为湿度感应薄膜，其介电常数可以根据大气中的湿度而改变。
全文摘要
一种电容型湿度传感器包括检测衬底，其包括置于检测衬底第一侧上的检测部分；包括电路部分的电路板。检测部分根据检测部分的电容变化而对湿度进行检测。电路部分将检测部分的电容变化处理为电信号。检测衬底还包括置于检测衬底第二侧上的传感器垫。传感器垫通过位于检测衬底的通孔中的导体而电连接于检测部分上。
文档编号H01G9/00GK1746668SQ20051009991
公开日2006年3月15日 申请日期2005年9月8日 优先权日2004年9月8日
发明者矶贝俊树, 石原正人, 林道孝, 板仓敏和 申请人:株式会社日本自动车部品综合研究所, 株式会社电装