本發(fā)明是一種基于MEMS終端式微波功率傳感器結(jié)構(gòu)的濕度傳感器，屬于微電子器件技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

濕度傳感器廣泛應(yīng)用于氣象檢測(cè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)控制、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。近年來，濕度傳感器的發(fā)展越來越趨向于微型化?，F(xiàn)有的微型濕度傳感器類型主要包括電容式、電阻式、壓阻式及MEMS等。聚酰亞胺與CMOS工藝兼容且具有良好的感濕特性，因此常被用做濕度傳感器的敏感材料。近年來，我國物聯(lián)網(wǎng)取得了長(zhǎng)足發(fā)展，而傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)中的必要組成部分，也必將得到進(jìn)一步推廣和應(yīng)用，在這樣的形勢(shì)下，開展?jié)穸葌鞲衅鳟a(chǎn)業(yè)化方面的工作是非常有意義的。

因此，本發(fā)明是基于MEMS終端式微波傳功率感器結(jié)構(gòu)的濕度傳感器，當(dāng)空氣濕度發(fā)生變化時(shí)，終端式微波功率傳感器的匹配電阻上涂覆的聚酰亞胺能夠吸收空氣中的水汽分子，其介電常數(shù)發(fā)生變化，從而使得共面波導(dǎo)終端阻抗發(fā)生變化產(chǎn)生失配，導(dǎo)致一部分微波功率發(fā)生反射，這會(huì)使得熱電堆輸出的熱電勢(shì)發(fā)生改變，從而實(shí)現(xiàn)濕度的測(cè)量。相比而言，基于MEMS終端式微波功率傳感器結(jié)構(gòu)的濕度傳感器具有以下主要特點(diǎn)：一、MEMS終端式微波傳功率感器的匹配電阻上的濕度敏感材料聚酰亞胺對(duì)共面波導(dǎo)終端阻抗的改變非常敏感，因此可以提高靈敏度；二、該濕度傳感器為電壓輸出，相較于傳統(tǒng)濕度傳感器的電容或電阻變化量的輸出更易于測(cè)量；三、該濕度傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、且消耗的功率低，可以實(shí)現(xiàn)高可靠、微型化和低功耗的應(yīng)用需求；四、該濕度傳感器的制作無需特殊的材料并且與Si或GaAs工藝完全兼容。

基于以上MEMS終端式微波功率傳感器結(jié)構(gòu)的濕度傳感器特點(diǎn)，很明顯的可以看出本發(fā)明與傳統(tǒng)的濕度傳感器相比提高了靈敏度，輸出測(cè)量更加簡(jiǎn)易，并具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、功耗低的特點(diǎn)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)與Si或GaAs工藝兼容，具有高重復(fù)性、低生產(chǎn)成本等優(yōu)點(diǎn)，很好的滿足了集成電路對(duì)器件的基本要求。因此，基于MEMS終端式微波功率傳感器結(jié)構(gòu)的濕度傳感器具有較好的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的市場(chǎng)潛力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提供一種基于MEMS終端式微波功率傳感器結(jié)構(gòu)的濕度傳感器，該濕度傳感器利用具有良好感濕特性的聚酰亞胺作為濕度敏感材料，通過濕度變化時(shí)其介電常數(shù)的變化，改變共面波導(dǎo)終端阻抗，并通過MEMS終端式微波功率傳感器結(jié)構(gòu)輸出熱電勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)濕度的測(cè)量。采用該結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)高靈敏度、電壓輸出和低功耗，并且能與Si或GaAs工藝相兼容，解決在材料、工藝、可靠性、可重復(fù)性和生產(chǎn)成本等諸多方面的問題，從而為實(shí)現(xiàn)基于MEMS終端式微波功率傳感器結(jié)構(gòu)的濕度傳感器在工業(yè)自控領(lǐng)域中的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供了支持和保證。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于MEMS終端式微波功率傳感器結(jié)構(gòu)的濕度傳感器，該濕度傳感器包括終端式微波功率傳感器和濕度敏感材料聚酰亞胺；其中，

終端式微波功率傳感器包括并聯(lián)的第一匹配電阻和第二匹配電阻、共面波導(dǎo)信號(hào)線、與共面波導(dǎo)信號(hào)線相距一定距離且相對(duì)設(shè)置的第一共面波導(dǎo)地線、與共面波導(dǎo)信號(hào)線相距一定距離且相對(duì)設(shè)置的第二共面波導(dǎo)地線，第一共面波導(dǎo)地線和第二共面波導(dǎo)地線分別布置在共面波導(dǎo)信號(hào)線兩側(cè)，第一匹配電阻設(shè)在共面波導(dǎo)信號(hào)線和第一共面波導(dǎo)地線之間，第二匹配電阻設(shè)置在共面波導(dǎo)信號(hào)線和第二共面波導(dǎo)地線之間，設(shè)置在共面波導(dǎo)信號(hào)線相對(duì)的位置且與其相距一定距離的熱電堆；在第一匹配電阻和第二匹配電阻上涂覆一層濕度敏感材料聚酰亞胺；

當(dāng)空氣濕度發(fā)生變化時(shí)，終端式微波功率傳感器的第一匹配電阻和第二匹配電阻上涂覆的聚酰亞胺吸收空氣中的水汽分子，其介電常數(shù)發(fā)生變化，從而使得在共面波導(dǎo)的終端阻抗發(fā)生變化產(chǎn)生失配，導(dǎo)致一部分微波功率發(fā)生反射。

有益效果：該濕度傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，整個(gè)傳感器通過微電子加工工藝，結(jié)構(gòu)尺寸的精度可以達(dá)到較高水平，體積大幅縮小，有利于實(shí)現(xiàn)傳感器的小型化；該濕度傳感器選用的濕度敏感材料聚酰亞胺對(duì)共面波導(dǎo)終端阻抗的改變非常敏感，靈敏度高。

近年來，濕度傳感器的發(fā)展越來越趨向于微型化，本發(fā)明是基于MEMS終端式微波功率傳感器結(jié)構(gòu)的濕度傳感器，當(dāng)空氣濕度發(fā)生變化時(shí)，該濕度傳感器在終端式微波功率傳感器的匹配電阻上涂覆具有良好感濕特性的聚酰亞胺作為濕度敏感材料，可以通過吸收空氣中的水汽分子改變介電常數(shù)，從而導(dǎo)致共面波導(dǎo)終端阻抗發(fā)生變化而產(chǎn)生失配，使得一部分微波功率發(fā)生反射，這會(huì)使得熱電堆輸出的熱電勢(shì)發(fā)生改變，從而實(shí)現(xiàn)濕度的測(cè)量。該濕度傳感器具有高的靈敏度，且通過電壓輸出易于測(cè)量，極大拓展了濕度傳感器的實(shí)際適用性。同時(shí)，基于MEMS終端式微波功率傳感器結(jié)構(gòu)的濕度傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、功耗低、可靠性高等諸多優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是基于MEMS終端式微波功率傳感器結(jié)構(gòu)的濕度傳感器。

其中有：終端式微波功率傳感器1、第一匹配電阻1a1、第二匹配電阻1a2、共面波導(dǎo)信號(hào)線1b1、第一共面波導(dǎo)地線1b2、第二共面波導(dǎo)地線1b3、熱電堆1d和濕度敏感材料聚酰亞胺2。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

參見圖1，本發(fā)明提供了一種基于MEMS終端式微波功率傳感器結(jié)構(gòu)的濕度傳感器，該濕度傳感器包括終端式微波功率傳感器1和濕度敏感材料聚酰亞胺2；其中，

終端式微波功率傳感器1包括并聯(lián)的第一匹配電阻1a1和第二匹配電阻1a2、共面波導(dǎo)信號(hào)線1b1、與共面波導(dǎo)信號(hào)線1b1相距一定距離且相對(duì)設(shè)置的第一共面波導(dǎo)地線1b2、與共面波導(dǎo)信號(hào)線1b1相距一定距離且相對(duì)設(shè)置的第二共面波導(dǎo)地線1b3、設(shè)置在共面波導(dǎo)信號(hào)線相對(duì)的位置且與其相距一定距離的熱電堆1d，第一共面波導(dǎo)地線1b2和第二共面波導(dǎo)地線1b3分別布置在共面波導(dǎo)信號(hào)線1b1兩側(cè)，第一匹配電阻1a1設(shè)在共面波導(dǎo)信號(hào)線1b1和第一共面波導(dǎo)地線1b2間，第二匹配電阻1a2設(shè)置在共面波導(dǎo)信號(hào)線1b1和第二共面波導(dǎo)地線1b3之間；在第一匹配電阻1a1和第二匹配電阻1a2上涂覆一層濕度敏感材料聚酰亞胺2；

當(dāng)空氣濕度發(fā)生變化時(shí)，終端式微波功率傳感器的第一匹配電阻1a1和第二匹配電阻1a2上涂覆的聚酰亞胺2吸收空氣中的水汽分子，其介電常數(shù)發(fā)生變化，從而使得在共面波導(dǎo)的終端阻抗發(fā)生變化產(chǎn)生失配，導(dǎo)致一部分微波功率發(fā)生反射。這會(huì)使得熱電堆1d輸出的熱電勢(shì)發(fā)生改變，從而實(shí)現(xiàn)濕度的測(cè)量。

本發(fā)明中基于MEMS終端式微波功率傳感器結(jié)構(gòu)的濕度傳感器不同于傳統(tǒng)的濕度傳感器，該濕度傳感器具有以下主要特點(diǎn)：一、MEMS終端式微波傳功率感器的匹配電阻上的濕度敏感材料聚酰亞胺對(duì)共面波導(dǎo)終端阻抗的改變非常敏感，因此可以提高靈敏度；二、該濕度傳感器為電壓輸出，相較于傳統(tǒng)濕度傳感器的電容或電阻變化量的輸出更易于測(cè)量；三、該濕度傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、且消耗的功率低，可以實(shí)現(xiàn)高可靠、微型化和低功耗的應(yīng)用需求；四、該濕度傳感器的制作無需特殊的材料并且與Si或GaAs工藝完全兼容。

區(qū)分是否為該結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)如下：

(a)采用MEMS終端式微波功率傳感器結(jié)構(gòu)，

(b)采用聚酰亞胺作為濕度敏感材料來感應(yīng)濕度變化。

滿足以上兩個(gè)條件的結(jié)構(gòu)即應(yīng)視為該結(jié)構(gòu)的濕度傳感器。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不以上述實(shí)施方式為限，但凡本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所揭示內(nèi)容所作的等效修飾或變化，皆應(yīng)納入權(quán)利要求書中記載的保護(hù)范圍內(nèi)。