專利名稱：物理量傳感器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種物理量傳感器以及用于制造這種物理量傳感器的方法。
背景技術(shù)：
通過將濕度感應(yīng)薄膜插入一對電極之間而制造的用作物理量傳感器的一種常規(guī)電容型濕度傳感器，其中濕度感應(yīng)薄膜的相對介電常數(shù)隨著濕度而變化。例如，這種類型的傳感器公開于日本公開專利申請No.2002-243690中，其與US 6,580,600和US 2002-0114125A1相應(yīng)。
電容型濕度傳感器通過以下方式進行制造，形成一對電極以便使得這對電極彼此分開并且彼此相對地位于半導(dǎo)體襯底的同一平面上，并且在半導(dǎo)體襯底上形成濕度感應(yīng)薄膜以便使得濕度感應(yīng)薄膜覆蓋著這對電極以及這對電極之間的空間。濕度感應(yīng)薄膜的相對介電常數(shù)隨著濕度而變化。另外，當絕緣薄膜(第二絕緣薄膜)已經(jīng)形成于電極與濕度感應(yīng)薄膜之間時，關(guān)于電極的濕度感應(yīng)特性可以通過該絕緣薄膜而固定。因此，即使并未特別使用具有優(yōu)良抗?jié)裥阅艿陌嘿F金屬例如貴金屬，這些電極仍可以使用可以用于正常半導(dǎo)體生產(chǎn)線中的材料，例如鋁(即Al)來制造。
另外，用于處理電極之間電容變化以便獲得電信號的電路單元(電路元件單元)被提供于半導(dǎo)體襯底平面的形成有電極的一側(cè)上。如果這個電路中所使用的布線材料與電極的結(jié)構(gòu)材料相同，那么就可以使得制造步驟簡化。
另一方面，在具有上述結(jié)構(gòu)的電容型濕度傳感器中，為了保護至少提供于電路單元的邊緣部分的可以起到外部連接端子作用的墊(即，防腐蝕)，所以這些墊的表面必須由例如凝膠等等的保護材料所覆蓋。
然而，電極與電路單元已按照集成方式形成于半導(dǎo)體襯底的同一平面?zhèn)壬?。另外，局部涂敷凝膠尤其困難。因此，形成半導(dǎo)體襯底平面的電路的整個表面由凝膠所覆蓋，并且由電極和濕度感應(yīng)薄膜制成的檢測單元的上部也由凝膠所覆蓋，從而使得電容型濕度傳感器的反應(yīng)特性惡化。
另外，除了上述結(jié)構(gòu)之外，已知另一種具有上述結(jié)構(gòu)的電容型濕度傳感器。就是說，當具有其電容因濕度而變化的檢測單元的檢測板和具有電路單元到的電路板分開制備時，通過接合線等等電連接于電極上的傳感器墊就電連接于這種電容型濕度傳感器中的電路單元上。然而，同樣在這種情況下，由于檢測板的傳感器墊必須被覆蓋，所以濕度感應(yīng)薄膜和電極的上部就由凝膠所覆蓋，從而使得電容型濕度傳感器的反應(yīng)特性惡化。
上述電容型濕度傳感器按照以下方式進行制造，形成一對電極以便使得這對電極彼此分開并且彼此相對地位于半導(dǎo)體襯底的同一平面上，并且在半導(dǎo)體襯底上形成濕度感應(yīng)薄膜以便使得濕度感應(yīng)薄膜覆蓋著這對電極以及這對電極之間的空間。濕度感應(yīng)薄膜的相對介電常數(shù)隨著濕度而變化。
在這種情況下，在上述電容型濕度傳感器的制造過程中，如果包含與結(jié)構(gòu)材料相應(yīng)的聚合物材料的膏為絲網(wǎng)印刷式，并且隨后對印刷膏進行硬化以便形成濕度成形薄膜，那么就可以消除利用應(yīng)用旋轉(zhuǎn)涂敷方法時所需的光學(xué)處理的圖案形成處理。換而言之，制造步驟得以簡化。另外，存在使得設(shè)備能夠易于處理的另一種優(yōu)點。
另一方面，在絲網(wǎng)印刷操作中，由于膏通過形成于絲網(wǎng)掩模中的圖案孔而印制于襯底上，所以必須使得絲網(wǎng)掩模相對于襯底準確定位。另外，在上述電容型濕度傳感器中，由于尤其是傳感器構(gòu)造的緊湊性的要求，所以濕度感應(yīng)薄膜必須具有高定位精度，因此保證絲網(wǎng)掩模一定相對于襯底準確定位。
為此，通常情況下，例如，當絲網(wǎng)掩模相對于襯底定位時，絲網(wǎng)掩模就與模型襯底(即用于試驗?zāi)康牡囊r底)靠接并且膏為絲網(wǎng)印刷式。于是，已經(jīng)通過圖案孔進行印刷的印刷區(qū)的定位情況就可以通過使用成像設(shè)備例如CCD照相機而進行檢測。于是，就將襯底定位于一個階段上，以便于所檢測的印刷區(qū)和待印刷的區(qū)域可以變成大致相同的位置。在這種定位情況下，可以進行印刷操作。
然而，在絲網(wǎng)印刷操作的情況下，使得濕度感應(yīng)薄膜厚度均勻就特別困難。這種原因是由例如發(fā)生于邊緣區(qū)的所謂“鞍形”現(xiàn)象所致。因此，為了使得薄膜厚度大致均勻的中心部分(其由邊緣部分所圍繞)的有效區(qū)域設(shè)置于待印刷的襯底上的該區(qū)域中，已將圖案孔設(shè)定成大于待印刷的區(qū)域。另外，在絲網(wǎng)印刷操作的情況下，由于擠壓物滑動以便于印膏，所以已經(jīng)實際印刷區(qū)域(濕度感應(yīng)薄膜)的形狀和/或面積或多或少不同于圖案孔。換句話說，待印刷襯底上的區(qū)域同模型襯底上已經(jīng)實際印刷的區(qū)域的形狀和/或尺寸具有較大不同。這樣，即使在對襯底進行定位操作同時將已印刷區(qū)用作參考區(qū)時，也存在不能以高定位精度形成濕度感應(yīng)薄膜的問題。
上述電容型濕度傳感器通過包括以下部件而進行制造包括半導(dǎo)體襯底；形成于半導(dǎo)體襯底上的第一絕緣薄膜；一對電極；按照使得第二絕緣薄膜覆蓋著一對電極的方式形成第二絕緣薄膜；以及按照使得濕度感應(yīng)薄膜覆蓋著這對電極和這對電極之間的空間的方式形成于半導(dǎo)體襯底上的電容型濕度傳感器。一對電極已經(jīng)按照使得這些成對電極分別彼此相對地位于同一平面上的方式而形成于第一絕緣上。因此，當其相對介電常數(shù)隨著濕度而變化的濕度感應(yīng)薄膜已插入成對電極之間時，就可以根據(jù)濕度感應(yīng)薄膜的相對介電常數(shù)中的變化而檢測到濕度。
常規(guī)電容型濕度傳感器通過以下方式而設(shè)置，由電極和濕度感應(yīng)薄膜構(gòu)造成的檢測單元形成于剛性襯底上，例如半導(dǎo)體襯底和玻璃襯底。
因此，在上述電容型濕度傳感器直接設(shè)置于具有彎曲平面的安裝單元上時，由于這種常規(guī)電容型濕度傳感器與安裝單元局部接觸，所以當外力施加于該傳感器上時就會存在使得濕度傳感器斷裂的風(fēng)險。例如，常規(guī)電容型濕度傳感器設(shè)置于車輛的擋風(fēng)玻璃上以便被用于自動空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的自動控制操作，其以能夠防止車輛擋風(fēng)玻璃的成霧現(xiàn)象作為目的之一。
另外，可以構(gòu)想這種傳感器設(shè)置結(jié)構(gòu)。就是說，常規(guī)電容型濕度傳感器通過緩沖構(gòu)件而設(shè)置于安裝單元上，該緩沖構(gòu)件擁有同安裝單元的彎曲表面相一致而形成的彎曲表面。在這種傳感器設(shè)置結(jié)構(gòu)中，包含緩沖構(gòu)件的傳感器的構(gòu)造變大。因此，尤其是當濕度傳感器安裝于擋風(fēng)玻璃上時，這種濕度傳感器就可能干擾車輛乘客的視野從而產(chǎn)生不利結(jié)果。
在這種情況下，常規(guī)電容型濕度傳感器已被設(shè)置于平面單元(例如緩沖板)中，該平面單元與具有彎曲平面的安裝單元分開。因此，就可能或多或少地產(chǎn)生相對于實際待測量部分的誤差。
通常，主要具有兩種不同類型的濕度傳感器，電阻型濕度傳感器和電容型濕度傳感器。鑒于這些常規(guī)型濕度傳感器，發(fā)明人已經(jīng)初步研究了電容型濕度傳感器如具有圖16中所示結(jié)構(gòu)的原型。
圖16中示出了這種電容型傳感器的剖面結(jié)構(gòu)。如這副圖中所示，絕緣薄膜J2形成于半導(dǎo)體襯底J1的正面，而且由多個溝槽J3分開的多個電極J4也形成于其正面。多個溝槽J3的內(nèi)部由濕度感應(yīng)材料J6通過形成于這些多個電極J6正面的絕緣薄膜J5進行充填。
在具有上述結(jié)構(gòu)的濕度傳感器中，由于每個濕度感應(yīng)構(gòu)件的介電常數(shù)“ε”隨大氣內(nèi)的濕度而變化，所以形成于這些多個電極J4中的電容也會改變。因此，這種濕度傳感器可以根據(jù)響應(yīng)于電容變化的電信號的變化情況來進行檢測。例如，這些內(nèi)容公開于日本公開專利申請No.2002-243689中，其與US 6,445,565-B1相應(yīng)。
在具有上述結(jié)構(gòu)的濕度傳感器中，輸出響應(yīng)于多個電極J4中所形成的電容的電信號，從而使得這些電信號輸出變成模擬信號輸出。因此，濕度傳感器的模擬輸出必須轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出。為此，就需要A/D轉(zhuǎn)換器。因此，存在的問題就是濕度傳感器的電路設(shè)置結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，從而就使得濕度傳感器不可能結(jié)構(gòu)緊湊。
應(yīng)當理解，已經(jīng)以濕度傳感器為實例進行了描述，但是類似問題可以發(fā)生于使用上述工作模式的傳感設(shè)備中，例如紅外傳感器、壓力傳感器。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種能夠防止反應(yīng)特性降低的電容型濕度傳感器，同時提供一種用于制造上述電容型濕度傳感器的方法。
此外，本發(fā)明的另一個目的是提供一種能夠以較高定位精度印刷的絲網(wǎng)印刷方法。
此外，本發(fā)明的另一個目的是提供一種能夠產(chǎn)生數(shù)字傳感器輸出同時不需要A/D轉(zhuǎn)換器的傳感設(shè)備。
電容型濕度傳感器包括檢測襯底，其包括置于檢測襯底第一側(cè)上的檢測部分；包括電路部分的電路板。檢測部分根據(jù)檢測部分的電容變化而對濕度進行檢測。電路部分將檢測部分的電容變化處理為電信號。檢測部分電連接于電路部分上。檢測襯底還包括置于同檢測襯底的第一側(cè)相對的檢測襯底第二側(cè)上的傳感器墊。傳感器墊用作電路部分所用的連接端子。傳感器墊通過位于檢測襯底的通孔中的導(dǎo)體電連接于檢測部分上。
在上述傳感器中，檢測部分和電路部分形成于不同的板上，從而使得檢測部分沒有保護膜例如凝膠。這樣，對濕度的反映情況得以改進。
優(yōu)選地，傳感器還包括密封構(gòu)件。電路板還包括作為用于傳感器墊的連接端子的第一墊。第一墊置于電路板的第一側(cè)上。第一墊電連接于電路部分上。檢測襯底和電路板按照使得檢測襯底的第二側(cè)與電路板的第一側(cè)接觸的方式堆疊。傳感器墊通過連接構(gòu)件電連接于第一墊上。密封構(gòu)件為環(huán)形并且置于電路板的第一側(cè)與檢測襯底的第二側(cè)之間，從而使得密封構(gòu)件密封著傳感器墊和第一墊。在這種情況下，可以防止腐蝕電極與電路部分之間的連接部分，即傳感器墊、第一墊和連接構(gòu)件。另外，可以減少傳感器的尺寸。
優(yōu)選地，檢測部分包括一對梳齒電極和濕度感應(yīng)薄膜。檢測襯底由半導(dǎo)體襯底制成。梳齒電極彼此交錯以便使得梳齒電極隔開預(yù)定距離。濕度感應(yīng)薄膜覆蓋著梳齒電極和該梳齒電極之間的空間。在這種情況下，梳齒電極的相對面積增大。這樣，電極之間的電容變化就增大。此外，襯底可以由玻璃襯底或半導(dǎo)體襯底制成。通過使用半導(dǎo)體襯底，就可以利用常規(guī)型半導(dǎo)體工藝來制造傳感器。這樣，就減少了傳感器的制造成本。
優(yōu)選地，濕度感應(yīng)薄膜能夠根據(jù)大氣中的濕度來改變濕度感應(yīng)薄膜的相對電容率。電路板具有撓性以便使得電路板可以根據(jù)安裝部分的曲率而變形。傳感器安裝于安裝部分上以便使得電路板的第二側(cè)與安裝部分接觸。電路板的第二側(cè)與電路板的第一側(cè)相對，其中第一側(cè)面向檢測襯底。更優(yōu)選地，電路部分將梳齒電極之間的電容變化處理為電信號。
此外，提供了一種用于制造電容型濕度傳感器的方法。該方法包括以下步驟制備檢測襯底，其包括置于檢測襯底第一側(cè)上的檢測部分；制備包括電路部分的電路板；以及在檢測部分與電路部分之間進行電連接。檢測部分能夠根據(jù)大氣中的濕度來改變檢測部分的電容。電路部分將檢測部分的電容變化處理為電信號。制備檢測襯底的步驟包括在檢測襯底第二側(cè)上形成傳感器墊。檢測襯底的第二側(cè)同檢測襯底的第一側(cè)相對。傳感器墊用作電路部分所用的連接端子。傳感器墊通過位于檢測襯底的通孔中的導(dǎo)體電連接于檢測部分上。
在由上述方法制造的傳感器中，檢測部分和電路部分形成于不同的板上，從而使得檢測部分沒有保護膜例如凝膠。這樣，對濕度的反映情況就得以改進。
優(yōu)選地，制備電路板的步驟包括在電路板上形成第一墊作為用于傳感器墊的連接端子的步驟。第一墊置于電路板的第一側(cè)上。第一墊電連接于電路部分上。電連接的步驟包括以下步驟按照使得檢測襯底的第二側(cè)與電路板的第一側(cè)接觸的方式堆疊檢測襯底和電路板；通過連接構(gòu)件在傳感器墊與第一墊之間進行電連接；利用置于電路板的第一側(cè)與檢測襯底的第二側(cè)之間的密封構(gòu)件進行密封，從而使得密封構(gòu)件密封著位于傳感器墊與第一墊之間的連接部分。密封構(gòu)件為環(huán)形。
另外，提供了一種通過將絲網(wǎng)掩模應(yīng)用于襯底上而通過絲網(wǎng)掩模的圖案孔將絲網(wǎng)印刷膏應(yīng)用于襯底上的方法。這種方法包括以下步驟在絲網(wǎng)掩模中制備標準圖案孔來作為絲網(wǎng)掩模與襯底間的定位標準；在襯底上形成定位圖案；通過將絲網(wǎng)掩模應(yīng)用于模型襯底上而將膏印制于模型襯底上，從而通過標準圖案孔來將標準圖案印制于模型圖案上；檢測模型襯底上標準圖案的定位情況；按照襯底上定位圖案的位置與檢測步驟中檢測到的標準圖案的位置相一致的方式使得襯底定位；并且在定位步驟中令襯底定位的情況下通過將絲網(wǎng)掩模應(yīng)用于襯底上而使得膏印制于襯底上。定位圖案具有與標準圖案幾乎相同的形狀。襯底上的定位圖案根據(jù)標準圖案孔與該圖案孔之間的定位關(guān)系而形成。在這種情況下，襯底與絲網(wǎng)掩模能夠以高精度定位。
優(yōu)選地，定位圖案包括多個彼此隔開預(yù)定距離的定位圖案部分。更優(yōu)選地，位于襯底上的定位圖案部分夾入襯底上的區(qū)域中。在印制膏的步驟中，膏被通過圖案孔而印制于襯底的區(qū)域中。
優(yōu)選地，襯底包括一對互相交錯的電極。膏包括濕度感應(yīng)薄膜的聚合物材料。圖案孔按照使得圖案孔與襯底上的濕度感應(yīng)薄膜待形成區(qū)域相對應(yīng)的方式形成。濕度感應(yīng)薄膜待形成區(qū)域覆蓋著電極和電極之間的距離。更優(yōu)選地，襯底上的定位圖案由未被濕度感應(yīng)薄膜覆蓋的部分提供。
此外，用于根據(jù)作為檢測目標的物理量生成輸出的傳感設(shè)備包括解碼器；以及包括多個存儲單元的半導(dǎo)體襯底，其中每個單元包括用于開關(guān)的晶體管和電容器。每個存儲單元中的晶體管包括源區(qū)、漏極區(qū)和柵電極。源區(qū)和漏極區(qū)為第一傳導(dǎo)類型。柵電極按照使得柵電極夾入源區(qū)與漏極區(qū)之間的方式通過柵絕緣薄膜而置于半導(dǎo)體襯底上。每個存儲單元中的電容器包括溝槽、半導(dǎo)體區(qū)、介電薄膜和電容電極。溝槽置于半導(dǎo)體襯底中。具有第一傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體區(qū)置于溝槽中并且連接于源區(qū)上。介電薄膜能夠根據(jù)物理量的情況而改變介電薄膜的介電常數(shù)。介電薄膜按照使得介電薄膜置于半導(dǎo)體區(qū)的表面上的方式而嵌入溝槽中的半導(dǎo)體區(qū)中。電容電極按照使得電容電極面向溝槽的方式通過絕緣薄膜而置于介電薄膜的表面上。每個存儲單元中的溝槽具有在每個存儲單元中都不相同的開口面積。解碼器對存儲單元是處于寫入狀態(tài)還是處于未寫入狀態(tài)的每個存儲單元的狀態(tài)進行檢測，并根據(jù)存儲器的狀態(tài)輸出輸出信號。
在上述設(shè)備中，由于每個溝槽的開口面積不同，所以寫入每個存儲單元的物理量也就不同。這樣，物理量就可以作為數(shù)值而獲得。因此，傳感器設(shè)備在沒有A/D轉(zhuǎn)換器的情況下產(chǎn)生數(shù)字傳感輸出。
優(yōu)選地，每個存儲單元中溝槽的寬度在每個存儲單元中各不相同，從而使得溝槽的開口面積在每個存儲單元中各不相同。更優(yōu)選地，每個存儲單元中溝槽的寬度可以通過對預(yù)定寬度進行二次或N次乘方來獲得，其中N代表自然數(shù)。
此外，用于根據(jù)作為檢測目標的物理量而生成輸出的傳感設(shè)備包括解碼器；以及包括多個存儲單元的半導(dǎo)體襯底，其中每個單元包括用于開關(guān)的晶體管和電容器。晶體管包括源區(qū)、漏極區(qū)和柵電極。源區(qū)和漏極區(qū)為第一傳導(dǎo)類型。柵電極按照使得柵電極夾入源區(qū)與漏極區(qū)之間的方式通過柵絕緣薄膜而置于半導(dǎo)體襯底上。電容器包括一對梳齒電極和介電薄膜。梳齒電極置于半導(dǎo)體襯底上。介電薄膜能夠根據(jù)物理量的情況而改變介電薄膜的介電常數(shù)。介電薄膜充填梳齒電極之間的空間。梳齒電極彼此隔開一定距離。每個存儲單元中的一對梳齒電極的距離在每個存儲單元中各不相同。解碼器對存儲單元是處于寫入狀態(tài)還是處于未寫入狀態(tài)的每個存儲單元的狀態(tài)進行檢測，并根據(jù)存儲器的狀態(tài)輸出輸出信號。
在上述設(shè)備中，由于每個存儲單元中的電極之間的距離不同，所以每個存儲單元中所寫入的物理量也不同。這樣，物理量就可以作為數(shù)值而獲得。因此，傳感器設(shè)備在沒有A/D轉(zhuǎn)換器的情況下產(chǎn)生數(shù)字傳感輸出。


通過閱讀參看附圖進行的以下詳細描述，將會更清楚本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)點。
圖1A為示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電容型濕度傳感器的平面圖，圖1B為示出了沿圖1A中的線IB-IB剖開的傳感器的剖視圖；圖2A為說明在用于制造傳感器的方法中的檢測襯底制備過程的剖視圖，圖2B為說明方法中的電路板制備過程的剖視圖，圖2C為說明方法中的連接過程的剖視圖，均根據(jù)第一實施例；圖3為根據(jù)第一實施例的變型的示出了電容型濕度傳感器的剖視圖；圖4A為示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的電容型濕度傳感器的平面圖；圖4B為示出了沿圖4A中的線IVB-IVB剖開的傳感器的剖視圖；圖5A為說明在用于制造傳感器的方法中的電極成形過程的剖視圖，圖5B為說明方法中的印刷過程的剖視圖，圖5C為說明方法中的濕度感應(yīng)薄膜成形過程的剖視圖，均根據(jù)第二實施例；圖6為根據(jù)第二實施例的對比方案的用于定位的對比方法的平面圖；圖7A至7C為根據(jù)第二實施例的示出了標準圖案孔和定位圖案的平面圖；圖8A為說明了在印刷過程中對模型襯底進行印刷的印刷步驟的剖視圖，圖8B為說明了在印刷過程中對標準進行檢測的位置檢測步驟的剖視圖，圖8C為說明了在印刷過程中對半導(dǎo)體襯底進行定位的定位步驟的剖視圖，圖8D為說明了對半導(dǎo)體襯底進行印刷的印刷步驟的剖視圖，均根據(jù)第二實施例；圖9A和9B為示出了根據(jù)第二實施例的變型的標準圖案孔的平面圖；圖10A為示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的電容型濕度傳感器的平面圖；圖10B為示出了沿圖10A中的線XB-XB剖開的傳感器的剖視圖；圖11A為示出了安裝于車輛擋風(fēng)玻璃上的傳感器的安裝狀態(tài)的示意性透視圖；圖11B為示出了圖11A中的傳感器的局部放大剖視圖，均根據(jù)第三實施例；圖12為示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的濕度傳感器的感應(yīng)部分的局部放大剖視圖；圖13為示出了根據(jù)第四實施例的感應(yīng)部分中存儲單元之一的等效電路圖；圖14為示出了根據(jù)第四實施例的濕度傳感器的示意性電路圖；圖15為示出了根據(jù)本發(fā)明第五實施例的濕度傳感器的感應(yīng)部分布置情況的平面圖；以及圖16為示出了根據(jù)第四實施例的對比方案的作為原型的濕度傳感器感應(yīng)部分的局部放大剖視圖。
具體實施例方式
(第一實施例)圖1A和1B為用于示意性示出根據(jù)第一實施例模式的電容型濕度傳感器300的結(jié)構(gòu)的簡圖；圖1A為用于表示這種電容型濕度傳感器300的平面圖；而圖1B為示出了沿圖1A中的線IB-IB剖開的濕度傳感器的剖視圖。應(yīng)當指出為方便起見，在圖1A中，對位于濕度感應(yīng)薄膜和第二絕緣薄膜之下的一對電極按照輸電模式進行示出。
如圖1A和1B中所示，電容型濕度傳感器300由檢測板100和電路板200構(gòu)造成。其電容隨著濕度而變化的檢測單元提供于檢測板100的一個平面的一側(cè)上。用于處理檢測單元電容變化的電路單元提供于電路板200上。
首先，對檢測板100進行描述。參考標號110示出了用作襯底的半導(dǎo)體襯底，并且在該第一實施例模式中半導(dǎo)體襯底110由硅制成。隨后，一對電極131和132通過用作絕緣薄膜的氧化硅薄膜120而形成。電極131和132的設(shè)置方式使得這些電極131和132彼此隔開并且彼此相對地位于氧化硅薄膜120上的同一平面上。
盡管對電極131和132的形狀并不作具體限制，但是在該第一實施例模式中，如圖1A中所示，相應(yīng)電極131和132由共用電極部分131a和132a和多個梳齒狀電極部分131b和132b(圖1中有三個電極部分)構(gòu)造成。這些多個梳齒狀電極部分131b和132b從共用電極部分131a和132a分別沿著一個方向延伸。于是，將一對電極131和132設(shè)置成使得一對電極131和132的梳齒狀電極部分131b和132b互相交替排列。如前面所述，由于梳齒狀形狀被用作一對電極131和132的形狀，而可以使得電極131和132的設(shè)置面積變小，所以就可以使得梳齒狀電極部分131b和132b彼此相對放置于的這些面積變大。因此，隨著其周圍部分的濕度變化而變化的電極131和132之間的靜電電容的變化量增加，從而就可以改進電容型濕度傳感器300的靈敏度。
就電極131和132而言，可以使用布線材料例如Al、Ag、Au、Cu、Ti、Poly-Si等等。然而，由于相對于水分具有抗腐蝕特性的貴金屬(Au等等)成本較高并且在半導(dǎo)體過程中構(gòu)成污染源，所以在第一實施例模式中，這些電極131和132可以使用鋁(即Al)來制造，而鋁電極成本低并且可以在半導(dǎo)體過程中進行制造。
因此，在第一實施例模式中，氮化硅薄膜140在半導(dǎo)體襯底110上形成為保護膜，以便使得這種氮化硅薄膜140覆蓋著這些成對電極131和132。因此，可以抑制由水分所引起的對這些電極131和132的腐蝕。
由具有吸濕性的聚合物材料所制成的濕度感應(yīng)薄膜150形成于氮化硅薄膜140上，以便使得這種濕度感應(yīng)薄膜150覆蓋著這些電極131和132中的一對以及這些電極131和132之間的空間?？梢允褂镁酆衔锊牧稀⒕埘啺?、丁酸/乙酸纖維素等等。在第一實施例模式中，濕度感應(yīng)薄膜150通過使用聚酰亞胺而形成。成對電極131和132和濕度感應(yīng)薄膜150構(gòu)成檢測單元。應(yīng)當理解，在圖1A中，虛線所圍繞的矩形區(qū)域表示濕度感應(yīng)薄膜150在此形成的區(qū)域。
另外，如圖1A中所示，電極墊131c和132c形成于電極131和132的邊緣部分。于是，通孔160就形成于半導(dǎo)體襯底110和氧化硅薄膜120中，同時將電極墊131c和132c用作底部。電極墊131c和132c通過通孔160內(nèi)的導(dǎo)體161而形成于電極131和132的半導(dǎo)體襯底110的背面上。電極墊131c和132c電連接于傳感器墊162上，其用作用于連接電路板200的電路單元的連接端子。該連接器墊162裸露以便連接于連接電路板200的電路單元上。至于導(dǎo)體161的結(jié)構(gòu)材料，如果該導(dǎo)體161可以設(shè)置于通孔160內(nèi)，那么對此就沒有具體限制。第一實施例模式中，該導(dǎo)體161通過類似于在第一實施例模式中電極131和132的方式使用鋁而形成。應(yīng)當指出，參考標號163表示絕緣層。
接下來，對電路板200進行描述。在圖1B中，參考標號210示出了用作襯底的半導(dǎo)體襯底。在第一實施例模式中，半導(dǎo)體襯底210由硅制成。隨后，電路單元230形成于半導(dǎo)體襯底210的正面上。這種電路單元230(例如，包含用于將電容轉(zhuǎn)換成電壓的C-V轉(zhuǎn)換單元)對電極131和132之間所限定的電容變化進行處理以便獲得電信號。該電路單元230由例如CMOS晶體管等等構(gòu)造成。在第一實施例模式中，為簡潔起見，只表示了電路單元230內(nèi)的布線部分，同時這種布線部分由Al制成并且通過用作絕緣薄膜的氧化硅薄膜220形成于半導(dǎo)體襯底210上。
另外，第一墊231在氧化硅薄膜220上形成為連接端子。第一墊231通過布線單元(未示出)連接于電路單元230上，這個連接端子被用于連接于檢測板100的傳感器墊162上。另外，第二墊232在處于堆疊層狀況(稍后將進行討論)下的第一墊231外周側(cè)上的未被檢測板100覆蓋的區(qū)域中形成為外部連接端子，以便于將電路單元230中所處理的信號導(dǎo)出至外部單元。這個外部連接端子通過布線單元(未示出)電連接于電路單元230上。還應(yīng)當指出在第一實施例模式中，第一墊231和第一墊232都通過類似于在第一實施例模式中電極131和132的方式使用鋁而形成。
另外，參考標號240表示氮化硅薄膜，其用作能夠防止電路單元230腐蝕的保護膜。第一墊231和第二墊232相對于氮化硅薄膜240而裸露。
在上述結(jié)構(gòu)中進行制造的檢測板100和電路板200被堆疊，以便使得形成檢測板100的平面的傳感器墊與形成電路板200的平面的第一墊位置相對。在這種堆疊情況下，檢測板100的傳感器墊162通過連接材料310(例如焊料)連接于電路板200的第一墊231上。換句話說，由于傳感器墊162連接于位于形成電極131和132的成形平面背面?zhèn)鹊牡谝粔|231上。這些電極131和132電連接于電路單元230上。
另外，密封構(gòu)件320按照環(huán)形形狀設(shè)置于檢測板100的傳感器墊成形平面和電路板200的第一墊成形平面之間。因此，傳感器墊162與第一墊231之間的連接部分和電路單元230都按照氣密方式密封。至于密封材料230，在材料設(shè)置于檢測板100的傳感器墊成形平面和電路板200的第一墊成形平面之間的情況下，如果這種材料既能夠以氣密方式對傳感器墊162與第一墊231之間的連接部分進行密封，又能夠以氣密方式對電路單元230以及傳感器墊成形平面和第一墊成形平面進行密封，那么就可以使用任何密封材料。在第一實施例模式中，應(yīng)用環(huán)氧系列粘合劑作為密封材料320以便按照氣密方式對連接部分和電路單元230進行密封，并且還便于將檢測板100固定于電路板200上。因此，傳感器墊162(電極131和132)與第一墊231(電路單元230)之間的連接的可靠性得以提高。
而且，形成于密封構(gòu)件320的設(shè)置位置的外周側(cè)上的第二墊232由保護構(gòu)件330進行保護。這個保護構(gòu)件330用于防止腐蝕第二墊232。在第一實施例模式中，將硅凝膠應(yīng)用于保護構(gòu)件330上。應(yīng)當指出，盡管第二墊232已經(jīng)通過粘結(jié)線等等連接于外部單元上，但是為了簡潔起見，在第一實施例模式中對其進行了省略。
在使用上述結(jié)構(gòu)的電容型濕度傳感器300中，當水分滲透入濕度感應(yīng)薄膜150中時，由于水分擁有較大的相對介電常數(shù)，所以濕度感應(yīng)薄膜150的相對介電常數(shù)就隨著滲透過的水分的量而變化。因此，當濕度感應(yīng)薄膜150被用作電介質(zhì)的一部分時，由這些電極131和132的一對所構(gòu)成的電容器的靜電電容就會變化，隨后這種電容變化由電路單元230來進行處理以便轉(zhuǎn)換成電壓。濕度感應(yīng)薄膜150中所包含的水分的量可以同電容型濕度傳感器300周圍的濕度相對應(yīng)，從而可以根據(jù)這些電極131和132中一對之間的靜電電容來檢測濕度。
接下來，將參看圖2A至2C，對用于制造使用上述結(jié)構(gòu)的電容型濕度傳感器300的方法進行說明。圖2為剖視圖，其用于表示電容型濕度傳感器300的制造方法所用的制造步驟的實例；圖2A表示檢測板制備步驟；圖2B表示電路板制備步驟；圖2C代表連接步驟。
首先，進行檢測板制備步驟。就是說，如圖2A所示，利用例如CVD(化學(xué)汽相淀積)方法使得相當于絕緣薄膜的氧化硅薄膜120形成于半導(dǎo)體襯底110的正面，并且通過使用例如汽相淀積方法而使得鋁(即Al)沉積于氧化硅薄膜120上，隨后，使得沉積的鋁組成圖案以便形成電極131和132。在形成電極131和132之后，利用例如等離子CVD方法來制造相當于保護膜的氮化硅薄膜140從而使得該氮化硅薄膜140覆蓋著電極131和132的上部以及電極131和132之間的空間。于是，濕度感應(yīng)薄膜150就形成于氮化硅薄膜140上的預(yù)定區(qū)域中，從而使得該氮化硅薄膜140覆蓋著電極131和132的上部，并且還覆蓋著電極131和132之間的空間。
在這種情況下，至于用于形成濕度感應(yīng)薄膜150的方法，可以使用旋轉(zhuǎn)涂敷法和絲網(wǎng)印刷法。在第一實施例模式中，絲網(wǎng)印刷法是通過使用由聚酰亞胺的前體(即其中使用聚酰胺酸作為基本骨架的濕度感應(yīng)薄膜的前體)制成的膏來實現(xiàn)，以便使得這種膏沉積于相當于半導(dǎo)體襯底11的最上部正面的氮化硅薄膜140上。其后，這種沉積的膏被以預(yù)定溫度加熱并硬化(以便形成酰亞胺)，從而形成由聚酰亞胺制成的濕度感應(yīng)薄膜150。
此外，構(gòu)成相對于電路板200的連接端子的傳感器墊162形成于半導(dǎo)體襯底110的電極成形平面的背面上。掩模(未示出)形成于半導(dǎo)體襯底110的背面，隨后，通過使用例如TMAH溶液(氫氧化四甲基銨溶液)之類的蝕刻流體對半導(dǎo)體襯底110進行蝕刻。在蝕刻過程之后，位于半導(dǎo)體襯底110的蝕刻區(qū)域上的氧化硅薄膜120就被去除，然后形成通孔160同時將傳感器墊162用作底部。
然后，在絕緣層163形成于半導(dǎo)體襯底110的電極成形平面的背面和通孔160的側(cè)面之后，例如，使得鋁從半導(dǎo)體襯底110的背面?zhèn)冗M行汽相淀積并且使得沉積的鋁組成圖案。因此，導(dǎo)體161就形成于通孔160之內(nèi)，并且連接于該導(dǎo)體161上的傳感器墊162也形成于半導(dǎo)體襯底110的電極成形平面的背面上。應(yīng)當指出，關(guān)于用于形成通孔160、導(dǎo)體161和傳感器墊162的方法，本發(fā)明并不只限于上述實施例。例如，當形成導(dǎo)體161時，可以交替使用絲網(wǎng)印刷法和噴墨印刷法。優(yōu)選地，在通孔160內(nèi)提供大量金屬。
接下來，進行電路板制備步驟。就是說，利用例如離子注入法、熱擴散法、CVD法等等使得電路單元230的一部分形成于半導(dǎo)體襯底210的表面上。隨后，利用例如CVD法形成相當于絕緣薄膜的氧化硅薄膜220并且形成接觸孔(未示出)。其后，通過使用例如汽相淀積法使得鋁沉積于氧化硅薄膜220上。隨后，由于沉積的鋁組成圖案，所以形成電路單元230、第一墊231以及第二墊232，另外形成了用于使得電路單元230、第一墊231以及第二墊232彼此連接的布線部分(未示出)。
此外，在第一實施例模式中，利用例如等離子體CVD法就使得相當于保護膜的氮化硅薄膜240形成于這些結(jié)構(gòu)元件上。在這種情況下，為了使得電路板200電連接于檢測板100和外部單元上，形成于第一墊231和第二墊232上的氮化硅薄膜240通過蝕刻過程被去除。應(yīng)當指出，關(guān)于檢測板制備步驟和電路板制備步驟的制造時序，可以首先進行這些制備步驟中的任何一個，或者按照并行的方式交替進行。
然后，在制備檢測板100和電路板200的情況下，進行連接步驟。就是說，當連接材料(即第一實施例模式中的焊接材料)涂敷于電路板200的第一墊231上時，例如在對檢測板100進行定位以便使得傳感器墊162與第一墊231位置相對的情況下，加熱工具(未示出)與檢測板100的電極成形平面靠接。然后，加熱工具對該電極成形平面進行加熱，同時加熱工具沿著電路板200的方向?qū)﹄姌O成形平面施加壓力。因此，連接材料310熔化從而使得傳感器墊162連接于第一墊231上，進而使得電極131和132電連接于電路單元230上。
在將傳感器墊162連接于第一墊231上之后，用作密封構(gòu)件320的環(huán)氧系列粘合劑被注入環(huán)形形狀中，進入形成于檢測板100的傳感器墊成形平面和電路板200的第一墊成形平面之間的間隙中，隨后，對這種環(huán)氧系列粘合劑進行加熱以便于硬化。因此，傳感器墊162與第一墊231之間的連接部分以及電路單元230通過檢測板100的傳感器墊成形平面、電路板200的第一墊成形平面以及密封材料320而被以氣密方式密封。這樣，就按照上述制造方式來制造電容型濕度傳感器300。
應(yīng)當指出，由于第二墊232相當于用來將電路單元230所處理的信號導(dǎo)入外部單元的外部連接端子，所以例如在完成對電容型濕度傳感器300的特性調(diào)查之后或者在通過粘結(jié)線(未示出)將第二墊232連接于外部單元上之后，第二墊232(及其連接部分)由保護材料330例如硅凝膠覆蓋/保護以便防止其被腐蝕。應(yīng)當指出，盡管已通過粘結(jié)線等等將第二墊232連接于外部單元上，但是為了簡潔起見，在這個第一實施例模式中還是將其省略。
如前面所述，根據(jù)第一實施例模式的電容型濕度傳感器300的結(jié)構(gòu)，由電極31、32和濕度感應(yīng)薄膜50構(gòu)成的檢測單元以及電路單元230提供于不同的板100和200上。用作與電路單元230連接的連接端子的傳感器墊162提供于檢測板100中的檢測單元成形平面的背面上。因此，由于保護材料例如凝膠不需要提供于檢測單元上，這就不同于常規(guī)電容型濕度傳感器，從而可以避免降低這種電容型濕度傳感器300的反應(yīng)特性。
另外，在第一實施例模式中，在對檢測板100和電路板200進行堆疊以便使得檢測板100的傳感器墊成形平面和電路板200的第一墊成形平面位置相對的情況下，連接器墊162通過連接材料310而連接于第一墊231上。另外，該連接部分通過傳感器墊成形平面、第一墊成形平面和密封構(gòu)件320而相對于外部大氣以氣密方式被密封。因此，就能夠防止對傳感器墊162與第一墊231之間的連接部分的腐蝕，另外可以使得沿平面方向的傳感器300的構(gòu)造更加緊湊。換句話說，如果這個傳感器300的尺寸沿著平面方向等于常規(guī)型傳感器的尺寸，那么這個傳感器300的檢測單元的面積就可以大于常規(guī)型傳感器的檢測單元的面積，從而使得這個傳感器300的靈敏性得以改進。
另外，當電路單元230和第一墊231形成于半導(dǎo)體襯底210的同一平面?zhèn)壬蠒r，電路單元230通過傳感器墊成形平面、第一墊成形平面和與第一墊231相結(jié)合的密封構(gòu)件320而相對于外部大氣以氣密方式被密封。因此，即使用作保護膜的氮化硅薄膜240并未提供于電路單元230(氧化硅薄膜210)上，仍可以防止電路單元230被腐蝕。應(yīng)當理解，在這個第一實施例模式中，氮化硅薄膜240在電路板200形成后直到連接步驟之間的步驟中形成，以便避免電路單元230受到外部大氣的不利影響。
另外，第二墊232形成于位于密封構(gòu)件320設(shè)置位置的外周側(cè)上的電路板200的第一墊成形平面上。這個第二墊232用于將電路單元230所處理的信號導(dǎo)入外部單元。因此，例如，即使在傳感器墊162與第一墊231之間的連接部分已經(jīng)通過密封構(gòu)件320而以氣密方式被先密封的情況下，試驗裝置與第二墊232靠接以便進行特性試驗，或者傳感器300可以通過第二墊232電連接于外部單元上。另外，由于第二墊232提供于不同于電極成形平面的平面上，所以在電極131和132以及濕度感應(yīng)薄膜150未被覆蓋時，第二墊232仍可以被保護材料330所覆蓋/保護。
盡管已經(jīng)對于本發(fā)明的優(yōu)選實施例模式進行了描述，但是本發(fā)明并不僅限于上述實施例模式，而是可以改進成各種模式。
在所示例的第一實施例模式中，將由硅制成的半導(dǎo)體襯底110用作構(gòu)成檢測板100的板，而電極131和132都通過氧化硅薄膜120形成于這個半導(dǎo)體襯底110上。如前面所述，如果將半導(dǎo)體襯底110用作襯底，那么檢測板100可以利用通用半導(dǎo)體過程而形成，從而令制造成本得以簡化。然而，對于襯底，可以使用絕緣襯底例如玻璃襯底。
類似地，在所示例的第一實施例模式中，將半導(dǎo)體襯底210用作構(gòu)成電路板200的板，電路板200通過使用半導(dǎo)體過程而形成。然而，電路板200并非只限于上述實例，而是可以使用陶瓷和樹脂作為板。
另外，在所示例的第一實施例模式中，電路單元230還通過檢測板100的傳感器墊成形平面、電路板200的第一墊成形平面以及密封構(gòu)件320而以氣密方式被密封。換句話說，所示例的這個實例中電路單元230和第一墊231形成于半導(dǎo)體襯底210的同一平面?zhèn)壬?。然而，如圖3中所示，替代地，傳感器300構(gòu)造成使得電路單元230提供于第一墊成形平面的背面?zhèn)?。就是說，圖3為示意性地示出了這個第一實施例模式的變型的剖視圖，即與圖1B相應(yīng)。
在這種替代結(jié)構(gòu)的情況下，電路單元230可以由保護材料330如硅凝膠覆蓋。應(yīng)當理解，在圖3中，參考標號250表示形成于半導(dǎo)體襯底210中的通孔，參考標號251表示通孔250內(nèi)的導(dǎo)體，參考標號252表示絕緣層，并且電路單元230還通過電路單元230的邊緣墊230a連接于導(dǎo)體251上。另外，當?shù)诙|232提供于電路單元230的成形平面?zhèn)壬蠒r，這個第二墊232就由保護材料330覆蓋/保護。然而，由于在圖1A和圖1B所示的傳感器結(jié)構(gòu)中，保護材料330并未提供于第一墊成形表面的背面?zhèn)壬希匝刂询B層方向的傳感器的構(gòu)造可以變得結(jié)構(gòu)緊湊。
應(yīng)當理解，其中堆疊著檢測板100和電路板200的結(jié)構(gòu)并非僅限于上述結(jié)構(gòu)。替代地，可以使用另一種結(jié)構(gòu)，例如，其中只有一個第二墊232形成于第一墊成形平面的背面?zhèn)壬稀?br> 另外，為了將電極131和132電連接于電路單元230上，本發(fā)明并非僅限于檢測板100和電路板200互相堆疊的結(jié)構(gòu)。例如，提供于電極成形平面背面上的傳感器墊161和第一墊231可以通過使用結(jié)合線而互相連接。如果使用這種結(jié)構(gòu)，其中至少一個用于連接外部單元的連接端子并未提供于檢測板100的電極成形平面?zhèn)壬?，那么保護材料33就并未設(shè)置于由電極131和132以及濕度感應(yīng)薄膜150構(gòu)成的檢測單元上。因此，就可以防止反應(yīng)特性的降低。
另外，在所示例的第一實施例模式中，一對電極131和132按照梳齒狀方式形成。然而，如果這種結(jié)構(gòu)通過將濕度感應(yīng)薄膜150插入這些電極131和132的一對之間來制成，那么對于檢測單元的結(jié)構(gòu)就沒有具體限制。
(第二實施例)應(yīng)當理解，在下述實施例模式中，將根據(jù)本發(fā)明的絲網(wǎng)印刷法應(yīng)用于形成電容型濕度傳感器400的濕度感應(yīng)薄膜，該傳感器400是通過將濕度感應(yīng)薄膜插入一對電極之間來進行制造，同時濕度感應(yīng)薄膜的相對介電常數(shù)隨著濕度情況而變化。
參看圖4A和4B，首先對電容型濕度傳感器400的示意性結(jié)構(gòu)進行描述。圖4A為用于表示這種電容型濕度傳感器400的平面圖；圖4B為示出了沿圖4A中的線IVB-IVB剖開的傳感器的剖視圖。應(yīng)當指出，為方便起見，在圖4A中，對位于濕度感應(yīng)薄膜和第二絕緣薄膜之下的一對電極以晶體管的方式示出。另外，在圖4A和4B中，只示出了檢測單元的周圍部分。在檢測單元中，電容隨著其周圍部分的濕度變化而變化。
在圖4A中，參考標號210示出了用作襯底的半導(dǎo)體襯底，并且在該實施例模式中半導(dǎo)體襯底210由硅制成。隨后，用作第一絕緣薄膜的氧化硅薄膜220形成于半導(dǎo)體襯底210的上部平面上。一對電極131和132的設(shè)置方式使得這些電極131和132彼此隔開并且彼此相對地位于氧化硅薄膜220上的同一平面上。
盡管對電極131和132的形狀并不作具體限制，但是在該實施例模式中，如圖4A中所示，相應(yīng)電極131和132由共用電極部分131a和132a和多個梳齒狀電極部分131b和132b構(gòu)造成。這些多個梳齒狀電極部分131b和132b從共用電極部分131a和132a分別沿著一個方向延伸。于是，將一對電極131和132設(shè)置成使得一對電極131和132的梳齒狀電極部分131b和132b互相交替排列。如前面所述，由于梳齒狀形狀被用作一對電極131和132的形狀，而可以使得電極131和132的設(shè)置面積變小，所以就可以使得梳齒狀電極部分131b和132b彼此相對放置于的這些面積變大。因此，隨著其周圍部分的濕度變化而變化的電極131和132之間的靜電電容的變化量增加，從而就可以改進電容型濕度傳感器400的靈敏度。
就電極131和132而言，可以使用布線材料例如Al、Ag、Au、Cu、Ti、Poly-Si等等。在這個第一實施例模式中，這些電極131和132可以使用鋁(Al)來制造。應(yīng)當指出，梳齒狀電極部分131b和132b相應(yīng)于限定于專利的權(quán)利要求范圍內(nèi)的電極，而共用電極部分131a和132a相應(yīng)于限定于專利的權(quán)利要求范圍內(nèi)的布線部分。
另外，在這個實施例模式中，氮化硅薄膜240在半導(dǎo)體襯底210上形成為第二絕緣薄膜，以便使得這種氮化硅薄膜140覆蓋著這些成對電極131和132。因此，可以抑制由水分所引起的對這些電極131和132的腐蝕。例如，在電極131和132擁有相對于水分的抗腐蝕特性的情況下，濕度傳感器400可以在沒有氮化硅薄膜240的情況下進行設(shè)定。
如圖4A中所示，應(yīng)當指出，當用作外部連接端子的電極墊131c和132c形成于電極131和132的邊緣部分時，這些電極131和132就通過這些電極墊131c和132c連接于用于校正輸出的校正電路和用于檢測靜電電容變化量的信號處理電路上。這些電極墊131c和132c必須裸露以便連接于校正電路等等上，因而這些電極墊131c和132c并未被氮化硅薄膜240覆蓋。另外，在這個實施例模式中，由于將半導(dǎo)體襯底210用作用于構(gòu)造電容型濕度傳感器400的襯底，所以上述校正電路等等可以形成于同一襯底上。
由具有吸濕性的聚合物材料所制成的濕度感應(yīng)薄膜150形成于氮化硅薄膜240上以便使得這種濕度感應(yīng)薄膜150覆蓋著這些電極131和132中的一對以及這些電極131和132之間的空間。對于聚合物材料而言，可以使用聚酰亞胺、丁酸/乙酸纖維素等等。在這個實施例模式中，濕度感應(yīng)薄膜150通過使用聚酰亞胺而形成。應(yīng)當指出，就成形方法而言，應(yīng)用了能夠通過光學(xué)處理而去除圖案形成操作的絲網(wǎng)印刷法。稍后將對這種制造方法進行說明。
在使用上述結(jié)構(gòu)的電容型濕度傳感器400中，當水分滲透入濕度感應(yīng)薄膜150中時，由于水分擁有較大的相對介電常數(shù)，所以濕度感應(yīng)薄膜150的相對介電常數(shù)就隨著滲透過的水分的量而變化。因此，當濕度感應(yīng)薄膜150被用作電介質(zhì)的一部分時，由這些電極131和132的一對所構(gòu)成的電容器的靜電電容就會變化。濕度感應(yīng)薄膜150中所包含的水分的量可以同電容型濕度傳感器400周圍的濕度相對應(yīng)，從而可以根據(jù)這些電極131和132中一對之間的靜電電容來檢測濕度。
接下來，將參看圖5A至5C，對用于制造電容型濕度傳感器400的方法進行說明。圖5A至5C為剖視圖，其用于表示根據(jù)這個實施例模式的電容型濕度傳感器400的制造方法的制造步驟；圖5A表示電極成形步驟；圖5B表示印刷步驟；圖5C代表濕度感應(yīng)薄膜形成后的步驟。應(yīng)當理解，盡管半導(dǎo)體襯底210通常在晶片狀態(tài)下提供，但是為方便起見，只示出了其一部分。
首先，如圖5A所示，進行電極成形步驟。利用例如CVD(化學(xué)汽相淀積)法使得相當于第一絕緣薄膜的氧化硅薄膜220形成于半導(dǎo)體襯底210的正面上，隨后，利用例如汽相淀積法通過使用Al而形成電極131和132(這個圖中示出了梳齒狀電極部分131b、132b和墊131c)。在這個實施例模式中，在這個步驟中，還利用例如等離子CVD法來制造相當于第二絕緣薄膜的氮化硅薄膜240從而使得該氮化硅薄膜240覆蓋著電極131和132的上部，并且還覆蓋著電極131和132之間的空間。
接下來，如圖5B中所示，進行用于形成濕度感應(yīng)薄膜150的印刷步驟。在這個印刷步驟中，在電極131和132形成后，半導(dǎo)體襯底210被輸送入絲網(wǎng)印刷設(shè)備中，隨后，絲網(wǎng)印刷設(shè)備通過使用膏410來執(zhí)行絲網(wǎng)印刷操作，膏410包含相應(yīng)于濕度感應(yīng)薄膜150的結(jié)構(gòu)材料的聚合物材料。
具體而言，對絲網(wǎng)掩模420進行制備以便提供相當于濕度感應(yīng)薄膜150的成形區(qū)的圖案孔421，同時通過將乳劑423涂敷于網(wǎng)篩422(例如具有250個網(wǎng)孔的不銹鋼絲網(wǎng))上來制作絲網(wǎng)掩模420。隨后，該絲網(wǎng)掩模420與半導(dǎo)體襯底210的正面(電極131和132的成形平面?zhèn)?靠接。其后，將由聚合物的前體(即其中使用聚酰胺酸作為基本骨架的濕度感應(yīng)薄膜的前體)制成的膏410應(yīng)用于這個絲網(wǎng)掩模420上。由于擠壓物130滑動，所以膏410通過位于相當于半導(dǎo)體襯底210的最上部正面的氮化硅薄膜240上的圖案孔421而被印刷。另外，在印刷步驟之后，當印刷膏410被以預(yù)定溫度加熱并硬化(以便形成酰亞胺)時，就形成由聚酰亞胺制成的濕度感應(yīng)薄膜150，如圖5C中所示。然后，在切割步驟(未示出)中對濕度感應(yīng)薄膜150進行處理以便將其切成芯片單元。
另一方面，在上述電容型濕度傳感器400中，由于所制造的傳感器構(gòu)造緊湊，所以就需要濕度感應(yīng)薄膜150的位置精度，因而，絲網(wǎng)掩模420必須相對于半導(dǎo)體襯底210準確定位。
關(guān)于這種需求，在常規(guī)型絲網(wǎng)印刷操作中，可以實行以下方法。就是說，首先，絲網(wǎng)掩模420與模型襯底(即，例如，并未形成電極131、132等等的半導(dǎo)體襯底210)靠接，膏為絲網(wǎng)印刷式。于是，已經(jīng)通過圖案孔421進行印刷的印刷區(qū)的定位情況就可以通過使用成像設(shè)備例如CCD照相機而進行檢測。于是，就將半導(dǎo)體襯底210定位于一個階段上，以便于所檢測的印刷區(qū)和濕度感應(yīng)薄膜成形區(qū)(將要形成濕度感應(yīng)薄膜的區(qū)域)可以變成大致相同的位置。在這種定位情況下，就可以進行印刷操作。
然而，在絲網(wǎng)印刷操作的情況下，使得印刷于半導(dǎo)體襯底210正面的膏410(即濕度感應(yīng)薄膜150)厚度均勻就特別困難。這種原因是由例如發(fā)生于邊緣區(qū)的所謂“鞍形”現(xiàn)象所致。因此，如圖6中所示，由于所制作的半導(dǎo)體襯底210中濕度感應(yīng)薄膜成形區(qū)50a大于絲網(wǎng)掩模420的圖案孔421(圖6中虛線所圍繞的區(qū)域)，所以可以使得膏410的薄膜厚度大致均勻的有效區(qū)域設(shè)置于濕度感應(yīng)薄膜成形區(qū)450a中。
另外，在絲網(wǎng)印刷操作的情況下，由于擠壓物430滑動以便于印刷膏410，所以實際印刷區(qū)域(濕度感應(yīng)薄膜)的形狀和/或尺寸由于網(wǎng)篩422的延伸而或多或少不同于圖案孔421的形狀和/或尺寸。因此，例如，如圖6中所示，半導(dǎo)體襯底210的濕度感應(yīng)薄膜成形區(qū)450a與已實際印刷于模型襯底上的印刷區(qū)450b之間在形狀和/或尺寸上存在不同。這樣，即使在對半導(dǎo)體襯底210進行定位操作同時將印刷區(qū)450b用作參考區(qū)時，也不能以較高定位精度形成濕度感應(yīng)薄膜150。應(yīng)當指出，圖6是用于說明常規(guī)定位操作的示意圖。在圖6中，為方便起見，印刷區(qū)450b的形狀被制成等于圖案孔421(和濕度感應(yīng)薄膜成形區(qū)450a)的形狀。
在這個第一實施例模式中，上述印刷步驟(圖5B)按照下述方法而進行?，F(xiàn)在將使用圖7A至圖7C和圖8A至圖8D來對這種印刷步驟進行說明。圖7A至圖7C是用于說明參考圖案孔和定位圖案的簡圖。另外，圖8是用于更詳細地說明圖5B中所示的印刷步驟的簡圖；圖8A說明性地示出了對模型襯底的印刷操作；圖8B說明性地示出了參考圖案的位置檢測操作；圖8C說明性地表示半導(dǎo)體襯底10的定位操作；以及圖8D說明性地示出了對半導(dǎo)體襯底10的印刷操作。
如圖7A中所示，在這個實施例模式中，參考圖案孔424形成于絲網(wǎng)掩模420上，同時參考圖案孔424構(gòu)成相對于該絲網(wǎng)掩模420和半導(dǎo)體襯底210的定位參考。具體而言，通過夾入形成濕度感應(yīng)薄膜150的圖案孔421，而將多個(總共4件)圓形參考圖案孔424提供于這些參考圖案孔124位置彼此相對的位置處。這些參考圖案孔424中每一個的直徑都設(shè)置在大于或等于100μm與小于或等于1000μm的范圍(例如300μm)內(nèi)。
另外，如圖7B中所示，形狀和尺寸大致等于參考圖案460a的定位圖案460b形成于半導(dǎo)體襯底210上，以便響應(yīng)于圖案孔421與參考圖案孔424之間的位置關(guān)系，如圖7c中所示。通過參考圖案孔424(即圖7B中虛線所圍繞的區(qū)域)沿著半導(dǎo)體襯底210的平面方向進行印刷參考圖案460a。具體而言，在用于形成電容型濕度傳感器400的芯片中，定位圖案460b通過使得氮化硅薄膜240沉積于預(yù)定區(qū)域上并且使得氮化硅薄膜240還沉積在不同于用來形成電容型濕度傳感器400的芯片區(qū)的預(yù)定位置上而形成。替代地，定位圖案460b可以根據(jù)通過參考圖案孔424而預(yù)先印刷于半導(dǎo)體襯底210上(在形成結(jié)構(gòu)元件直至氮化硅薄膜240的情況下)的形狀來形成，或者根據(jù)通過參考圖案孔424而預(yù)先印刷于模型襯底上的形狀來形成。
于是，在制備具有上述結(jié)構(gòu)的絲網(wǎng)掩模420和半導(dǎo)體襯底210的情況下(在形成氮化硅薄膜240并且通過這個氮化硅薄膜240形成定位圖案的情況下)，首先，如圖8A中所示，模型襯底470(即并未形成電極131和132的半導(dǎo)體襯底210)被暫時定位并固定于絲網(wǎng)印刷設(shè)備的平臺440上。其后，平臺440被進給至絲網(wǎng)掩模420的設(shè)定位置，同時絲網(wǎng)掩模420與模型襯底470靠接，對成為濕度感應(yīng)薄膜150的膏410進行印刷。同時，模型襯底470的印刷條件與半導(dǎo)體襯底210的印刷條件(稍后將進行說明)大致相同。在這個實施例模式中，對平臺440的高度進行調(diào)節(jié)，就可以使得絲網(wǎng)掩模420的下部平面與模型襯底470的正面之間的間隔與絲網(wǎng)掩模420的下部平面與半導(dǎo)體襯底210的正面之間的間隔大致相等。另外，對于模型襯底470，可以替代地使用與半導(dǎo)體襯底210大致相同厚度的襯底。
接下來，在平臺440從絲網(wǎng)掩模420的設(shè)定位置返回至襯底設(shè)定位置的情況下，印刷于掩模襯底470上的參考圖案460a通過安裝于襯底設(shè)定位置上方的CCD照相機而成像，以便檢測參考圖案460a相對于平臺440的位置(坐標值)。具體而言，參考圖案460a的坐標值由定標器(沿x方向和y方向的兩組定標器)所限定，這些坐標值按照與參考圖案460a的圖像重疊的方式而顯示于監(jiān)控器上。
在確定參考圖案460a的位置之后，將模型襯底470從平臺440上拆下，隨后將半導(dǎo)體襯底210放置于平臺440上以便固定于平臺上。具體而言，如圖8C中所示，定位圖案460b通過CCD照相機480成像，然后對半導(dǎo)體襯底210的位置進行調(diào)整以便使得定位圖案460b與定標器所確定的位置一致。
然后，在這種定位情況下，平臺440被輸送至絲網(wǎng)掩模420的安裝側(cè)，隨后，如圖8D中所示，絲網(wǎng)掩模420與半導(dǎo)體襯底210靠接，并且對構(gòu)成濕度感應(yīng)薄膜150的膏410進行印刷。應(yīng)當指出，圖8D與先前的圖5B相對應(yīng)。另外，在圖8C和圖8D中，為方便起見，省略了形成于半導(dǎo)體襯底210上的電極131和132，并且只示出了定位圖案460b。
如前面所述，根據(jù)這個實施例模式的絲網(wǎng)印刷方法，由于形成于半導(dǎo)體襯底210上的定位圖案460b和印刷于模型襯底470上的參考圖案460a具有大致相同的形狀和大致相同的尺寸，所以可以使得半導(dǎo)體襯底210和絲網(wǎng)掩模420以高精度定位。因此，通過用于形成濕度感應(yīng)薄膜150的圖案孔421就可以相對于半導(dǎo)體襯底210上的濕度感應(yīng)薄膜成形區(qū)450a而進行較高定位精度的印刷操作。
應(yīng)當指出，定位圖案460b與可以在絲網(wǎng)掩模420與半導(dǎo)體襯底210之間構(gòu)成定位參考的那部分而不是濕度感應(yīng)薄膜成形區(qū)450a相對應(yīng)，其中膏410將要通過半導(dǎo)體襯底210上的圖案孔421而被印刷。由于這個定位圖案460b的形狀和/或尺寸因其特性不同于濕度感應(yīng)薄膜成形區(qū)450a而并不固定，所以這個定位圖案460b可以制造成使得這個定位圖案460b的尺寸和/或形狀幾乎等于通過參考圖案孔424印刷的參考圖案460a的尺寸和/或形狀。
另外，在這個實施例模式中，將對這種實例進行示例。就是說，多個定位圖案460b通過夾入濕度感應(yīng)薄膜成形區(qū)450a中而提供于相對位置處。因此，即使在參考圖案孔424與印刷之間的形狀和尺寸差異根據(jù)定位圖案460b的成形位置而互不相同，仍可以通過圖案孔421進行較高定位精度的印刷操作。
另外，在濕度感應(yīng)薄膜150由聚酰亞胺制成的情況下，如這個實施例模式所示，由于構(gòu)成絲網(wǎng)掩模420的乳劑423需要具有耐化學(xué)性，所以乳劑423的保護層厚度必須較厚。固此，如果參考圖案孔424的尺寸小于100μm，那么所印刷的參考圖案460a就不會形成為精細圖案。然而，在這個實施例模式中，由于沿著半導(dǎo)體襯底210平面方向的參考圖案孔424的尺寸(直徑)都設(shè)置在大于或等于100μm與小于或等于1000μm的范圍內(nèi)，所以印刷于模型襯底470上的參考圖案460a可以被制成精細圖案，從而使得參考圖案460a易于定位。
盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例模式，但是本發(fā)明并非僅限于上述實施例模式，而是可以改進成各種模式。
在所示例的這個實施例模式中，將由硅制成的半導(dǎo)體襯底210用作襯底，而電極131和132都通過絕緣薄膜220形成于這個半導(dǎo)體襯底210上。如前面所述，如果將半導(dǎo)體襯底210用作襯底，那么電容型濕度傳感器210可以利用通用半導(dǎo)體過程而形成，從而令制造成本得以簡化。然而，對于襯底而言，可以使用絕緣襯底，例如玻璃襯底。另外，本發(fā)明的絲網(wǎng)印刷方法并非僅限于用來形成電容型濕度傳感器400的濕度感應(yīng)薄膜150，而是可以用于例如在印刷電路板上印刷導(dǎo)電膏的方法。
另外，在這個實施例模式中，這種實例表示成參考圖案孔424為圓形。在將參考圖案孔424制成圓形時，參考圖案孔424與通過參考圖案孔424而印刷的參考圖案460a之間存在較小形狀差異，另外，由于沒有角部分就可能難以受到堵塞，所以可以容易地確定(檢測)印刷于模型襯底470上的參考圖案460a的位置。然而，由于定位圖案460b也制成大致為圓形，所以當定位圖案460b位于單個參考圖案孔124和定位圖案460b的中心處時，就會存在半導(dǎo)體襯底210沿著轉(zhuǎn)動方向相對于網(wǎng)格掩模120移動的風(fēng)險。相反地，例如，如圖9A中所示，如果將參考圖案孔124的形狀和定位圖案60b的形狀制成大致為L形，即使在使用一件參考圖案孔424中時，也可以容易地確定半導(dǎo)體襯底210相對于平臺440的位置(即沿著平面方向的兩個方向)。還應(yīng)當指出，參考圖案孔424的形狀并非僅限于上述實例，而是可以替代地使用多邊形(如一個實例，圖9B中所示的矩形)。尤其是，如果使用多個這些參考圖案形狀424，那么就可以使得半導(dǎo)體襯底210以較高定位精度定位。
另外，在所示例的這個實施例模式中，定位圖案460b提供于不同于半導(dǎo)體襯底210的電容型濕度傳感器400的成形區(qū)的區(qū)域中。然而，未被濕度感應(yīng)薄膜150所覆蓋的部分可以替代地用作電容型濕度傳感器400內(nèi)的定位圖案460b。例如，可以交替使用墊131c和132c以便用作定位圖案460b。在這種替代情況下，由于定位圖案460b不需要單獨形成，所以可以使得傳感器結(jié)構(gòu)緊湊并且可以使得其制造成本降低。
另外，在所示例的這個實施例模式中，形成于絲網(wǎng)掩模420中的參考圖案孔424的尺寸設(shè)置在大于或等于100μm與小于或等于1000μm的范圍內(nèi)。然而，膏410形成用作濕度感應(yīng)薄膜150的聚酰亞胺，并且乳劑423的保護層厚度因耐化學(xué)性而較厚，所以參考圖案孔424的尺寸選擇成大于或等于100μm。因此，由于根據(jù)膏410的種類情況，保護層的厚度可能較薄，所以沿著半導(dǎo)體襯底10平面方向的形成于絲網(wǎng)掩模120中的參考圖案孔424的尺寸可以替代地設(shè)置在大于或等于50μm與小于或等于1000μm的范圍內(nèi)。在尺寸小于50μm的情況下，就難以將根據(jù)構(gòu)成絲網(wǎng)掩模420的網(wǎng)格尺寸進行印刷的參考圖案460a制成為精細圖案。應(yīng)當指出，由于形成電容型濕度傳感器400處的芯片尺寸通常選自大約1000μm至2000μm，其最大尺寸選擇成小于或等于1000μm。另外，對于最小尺寸而言，在為圓形的情況下，最小尺寸設(shè)定為其直徑。在圖9中所示的L形的情況下，以及為多邊形的情況下，最小尺寸設(shè)定為一個邊緣。
(第三實施例)圖10A和10B為示意性地示出了根據(jù)第三實施例模式的電容型濕度傳感器500的結(jié)構(gòu)的簡圖；圖10A為用于表示這種電容型濕度傳感器500的平面圖；而圖10B為沿著圖10A中的線XB-XB剖開的用于示出濕度傳感器500的剖視圖。應(yīng)當指出為方便起見，在圖10A中，位于濕度感應(yīng)薄膜之下的一對電極由虛線所示。
在圖10A和圖10B中，參考標號510示出了襯底，在該實施例模式中應(yīng)用具有撓性的柔性襯底。如果材料像襯底510的結(jié)構(gòu)材料一樣擁有撓性，那么在此就沒有具體限制。因此，在這個實施例模式中，由厚度為25μm的液晶聚合物(LCP)制成的熱塑性樹脂薄膜被應(yīng)用于襯底510的結(jié)構(gòu)材料。
隨后，一對電極131和132設(shè)置成使得這些電極131和132彼此隔開并且彼此相對地位于襯底510上的同一平面上。盡管對電極131和132的形狀并不作具體限制，但是在該實施例模式中，如圖10A中所示，相應(yīng)電極131和132由共用電極部分131a和132a和多個梳齒狀電極部分131b和132b構(gòu)造成。這些多個梳齒狀電極部分131b和132b從共用電極部分131a和132a分別沿著一個方向延伸。于是，將一對電極131和132設(shè)置成使得一對電極131和132的梳齒狀電極部分131b和132b互相交替排列。如前面所述，由于梳齒狀形狀被用作一對電極131和132的形狀，而可以使得電極131和132的設(shè)置面積變小，所以就可以使得梳齒狀電極部分131b和132b彼此相對放置于的這些面積變大。因此，隨著其周圍部分的濕度變化而變化的電極131和132之間的靜電電容的變化量增加，從而就可以改進電容型濕度傳感器500的靈敏度。
電極131和132可以通過以下方式而形成，例如，對粘附于襯底510的單個平面上的導(dǎo)電箔進行使用蝕刻以便獲得所需圖案。就導(dǎo)電箔而言，可以低電阻的金屬箔，例如Au、Ag、Cu、以及Al。在這個實施例模式中，使用了Au箔。應(yīng)當指出，這些電極131和132的形成可以通過使用例如除導(dǎo)電箔的蝕刻方法之外的印刷方法來實現(xiàn)。
應(yīng)當指出，在電極131和132沒有相對于水分的抗腐蝕特性的情況下，由于保護薄膜形成于襯底510上以便使得這種保護薄膜覆蓋著成對電極131和132，從而可以抑制由水分所引起的對這些電極131和132的腐蝕。
另外，如圖10A中所示，電極131和132擁有位于其邊緣部分的用作外部連接端子的墊部分131c和132c。這些電極131和132通過引線550電連接于電路單元(電路板)上，其中引線通過使用焊料等等而連接于這些墊部分131c和132c上，信號處理電路形成于電路單元上，同時該信號處理電路可以校正輸出信號并且可以檢測靜電電容的變化量。這些墊部分131c和132c必須裸露以便連接于引線550上，因而這些電極墊131c和132c并未被濕度感應(yīng)薄膜(稍后將對其進行說明)所覆蓋。
由具有吸濕性的聚合物材料所制成的濕度感應(yīng)薄膜150還形成于襯底510上以便使得這種濕度感應(yīng)薄膜150覆蓋著這些電極131和132中的一對以及這些電極131和132之間的空間。就聚合物材料而言，可以使用聚酰亞胺、丁酸/乙酸纖維素等等。在這個實施例模式中，濕度感應(yīng)薄膜150通過使用聚酰亞胺而形成。應(yīng)當指出，就成形方法而言，盡管可以設(shè)想各種方法，但是在這個實施例模式中使用了能夠通過光學(xué)處理而去除圖案形成操作的絲網(wǎng)印刷法。
在使用上述結(jié)構(gòu)的電容型濕度傳感器500中，當水分滲透入濕度感應(yīng)薄膜150中時，由于水分擁有較大的相對介電常數(shù)，所以濕度感應(yīng)薄膜150的相對介電常數(shù)就隨著滲透過的水分的量而變化。因此，當濕度感應(yīng)薄膜150被用作電介質(zhì)的一部分時，由這些電極131和132的一對所構(gòu)成的電容器的靜電電容就會變化。濕度感應(yīng)薄膜150中所包含的水分的量可以同電容型濕度傳感器500周圍的濕度相對應(yīng)，從而可以根據(jù)這些電極131和132中一對之間的靜電電容來檢測濕度。
接下來，將通過使用圖11A和圖11B，來對這個實施例模式中所示的電容型濕度傳感器500的特征部分進行說明。圖11為用于示例性示出了一種安裝實例的簡圖，其中這個實施例中所示的電容型濕度傳感器500安裝于安裝單元的彎曲平面上；圖11A為用于示出在電容型濕度傳感器500安裝于用作安裝單元的車輛擋風(fēng)玻璃上的情況下的結(jié)構(gòu)簡圖；圖11B為用于表示圖11A中的傳感器500的外周部分的放大剖視圖。
為了將電容型濕度傳感器500應(yīng)用于自動空調(diào)系統(tǒng)的自動控制操作中，其以能夠防止車輛擋風(fēng)玻璃的成霧現(xiàn)象作為目的之一，就需要在擋風(fēng)玻璃附近以高精度來檢測濕度。然而，在將使用剛性襯底的常規(guī)電容型濕度傳感器直接相對于擋風(fēng)玻璃(即圖11A中的擋風(fēng)玻璃)的彎曲平面而設(shè)置時，由于這種常規(guī)電容型濕度傳感器與安裝單元局部接觸，所以當外力施加于該傳感器上時就會存在使得常規(guī)電容型濕度傳感器斷裂的風(fēng)險。
另外，可以構(gòu)想這種傳感器設(shè)置結(jié)構(gòu)。就是說，常規(guī)電容型濕度傳感器通過緩沖構(gòu)件而設(shè)置于安裝單元上，該緩沖構(gòu)件擁有同擋風(fēng)玻璃的彎曲表面相一致而形成的彎曲表面。在這種傳感器設(shè)置結(jié)構(gòu)中，包含緩沖構(gòu)件的電容型濕度傳感器的構(gòu)造變大。換句話說，由于干擾乘客(尤其是在傳感器安裝于擋風(fēng)玻璃上的情況下車輛駕駛員)的視野的范圍增加，所以就會產(chǎn)生不利結(jié)果。
在這種情況下，常規(guī)電容型濕度傳感器被設(shè)置于平面單元(例如緩沖板530)中，該平面單元與具有彎曲平面的擋風(fēng)玻璃分開。因此，就可能或多或少地產(chǎn)生相對于實際待測量部分的誤差。
相反地，在根據(jù)這個實施例模式的電容型濕度傳感器500中，盡管襯底510具有撓性，如圖11A和圖11B所示，但是當這種電容型濕度傳感器500設(shè)置成使得襯底510的電極成形平面的背面與擋風(fēng)玻璃520的內(nèi)部平面位置相對時，可以使得這種濕度傳感器500產(chǎn)生與擋風(fēng)玻璃520的彎曲平面相應(yīng)的變形。如前面所述，根據(jù)這個第一實施例模式的電容型濕度傳感器500甚至可以直接設(shè)置于具有彎曲平面的安裝單元例如擋風(fēng)玻璃520上。換句話說，電容型濕度傳感器500可以以較高精度來檢測濕度。應(yīng)當指出，在圖11A中，引線550的另一端電連接于位于緩沖板530之下的電路單元(未示出)上，引線550的一端連接于電容型濕度傳感器500上。另外，在圖11B中，參考標號540表示粘附層，并且在這個實施例模式中將雙面帶用作這種粘附層。
另外，在這種濕度傳感器500發(fā)生與擋風(fēng)玻璃520的彎曲平面相應(yīng)的變形的情況下，電容型濕度傳感器500固定于擋風(fēng)玻璃520的內(nèi)部平面上。因此，即使對電容型濕度傳感器500施加外力，由于應(yīng)力分布，所以該實施例模式的這種電容型濕度傳感器500可以具有相對于外力的較強的結(jié)構(gòu)，而不同于將常規(guī)電容型濕度傳感器500直接設(shè)置于擋風(fēng)玻璃520上的結(jié)構(gòu)。
另外，根據(jù)這種實施例模式的電容型濕度傳感器500不僅可以發(fā)生與具有預(yù)定“R”的彎曲平面相應(yīng)的變形，而且可以發(fā)生與具有任意“R”的另一彎曲平面相應(yīng)的變形。因此，例如，盡管關(guān)于擋風(fēng)玻璃520的彎曲平面的“R”形狀根據(jù)車輛的種類情況而互不相同，但是可以適當使用同一電容型濕度傳感器500。根據(jù)上述描述可以清楚，這種電容型濕度傳感器500不僅可以設(shè)置于彎曲平面上，而且還可以設(shè)置于平坦平面上。而且，例如，電容型濕度傳感器500可以設(shè)置于棱柱的角部分等等上。
另外，在這種實施例模式中，盡管分開提供由電極131、132與濕度感應(yīng)薄膜150構(gòu)造成的電路單元和檢測單元，但是這些電路單元和檢測單元通過引線550互相電連接。當使用這種設(shè)置結(jié)構(gòu)時，可以使得設(shè)置于擋風(fēng)玻璃520上的電容型濕度傳感器500的構(gòu)造緊湊。換句話說，可以減少對乘客視野的干擾。然而，濕度傳感器500可以替代地設(shè)置成使得電路單元提供于襯底510上，其中電極131、132和濕度感應(yīng)薄膜150提供于該襯底510上。在這種替代情況下，由于可以形成電極131和132，同時可以形成構(gòu)成電路單元的布線線路，因此可以使得制造步驟簡化。
盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例模式，但是本發(fā)明并非僅限于上述實施例模式，而是可以改進成各種模式。
在所示例的這個實施例模式中，電容型傳感器500設(shè)置于作為安裝單元的車輛擋風(fēng)玻璃520的正面上。然而，替代地，除了上述實施例之外，這種實施例模式中所示的電容型濕度傳感器500可以相對于具有另一彎曲平面的安裝單元進行設(shè)置。
(第四實施例)圖12示出了濕度傳感器的感應(yīng)單元100的截面結(jié)構(gòu)，其用作應(yīng)用于本發(fā)明的第四實施例中的傳感器設(shè)備。
如圖12中所示，濕度傳感器的感應(yīng)單元600具有多個位于P型硅襯底1上的存儲單元604，每個存儲單元604由作為一對的NMOS晶體管602和電容器603形成。
NMOS晶體管602用作開關(guān)晶體管，并且具有形成于硅襯底601的表層部分的其間具有間隔的源區(qū)605和漏極區(qū)606，以及通過柵絕緣薄膜607而形成于半導(dǎo)體襯底601表面上的柵電極608。對于NMOS晶體管602的這種結(jié)構(gòu)而言，每個存儲單元604擁有同一結(jié)構(gòu)。就是說，裝備于每個存儲單元604中的NMOS晶體管602的柵電極608連接于字線609a上，源區(qū)606連接于位線609b上。
應(yīng)當指出，字線609a和位線609b通過中間層絕緣薄膜610而形成于柵電極608上，并且通過形成于中間層絕緣薄膜610中的接觸孔610a和610b電連接于柵電極608和漏極606上。
利用從硅襯底601的正面至預(yù)定深度而形成的溝槽611，電容器603由形成于溝槽611內(nèi)壁上的n+層612、形成于n+層612表面上以便充填溝槽611的濕度感應(yīng)薄膜150以及形成于濕度感應(yīng)薄膜150上的電極614構(gòu)造成。
溝槽611的開口面積通過使得其在相應(yīng)存儲單元604中的寬度不同而變化。例如，按照這個圖進行觀察時，相對于左側(cè)溝槽611的寬度“W”，相應(yīng)剩余溝槽611的寬度設(shè)定成在這個圖中向右連續(xù)加倍。
n+層612的一端與源區(qū)605接觸。
濕度感應(yīng)薄膜150隨著大氣中的濕度而改變其介電常數(shù)“ε”。因此，電容器603的電容值是根據(jù)濕度感應(yīng)薄膜150中所包含的介電常數(shù)“ε”來進行確定。
電極614設(shè)置成通過絕緣薄膜615而面向濕度感應(yīng)薄膜150。構(gòu)成電容器603的兩個電極通過這個電極614和上述濕度感應(yīng)薄膜613而形成。
在這種情況下，電容器603的電容值“C”定義為如下(公式1)C＝ε×S/d
應(yīng)當指出符號“S”表示電容器603中的面積，并且通常與位于溝槽611底部平面上的濕度感應(yīng)薄膜150的那部分的面積相應(yīng)。另外，符號“d”代表電容器603中的電極間隔，并且與濕度感應(yīng)薄膜150的深度相應(yīng)。
如前所述，因此，在相應(yīng)存儲單元604中的溝槽611的寬度發(fā)生變化，從而使得提供于相應(yīng)存儲單元604中的電容器603的電容值“C”擁有互不相同的值。
圖13中表示了上述結(jié)構(gòu)的濕度傳感器中的每個存儲單元604的等效電路。
隨后，圖14示出了濕度傳感器的傳感器電路的示意性結(jié)構(gòu)。
如圖14中所示，感應(yīng)單元600具有多個按照矩陣形式設(shè)置的存儲單元604。應(yīng)當理解，圖13中所示的每個存儲單元604實際按照通過在圖14的矩陣形狀中進行再分而形成的每個段而設(shè)置。然而，在這幅圖中，省略了這種實際設(shè)置結(jié)構(gòu)以便于簡化這副圖。
所提供的行譯碼器620用于連接至這個感應(yīng)單元6100中的每條字線609a上。在將行地址609a從用于將濕度傳感器推入行譯碼器620中的控制單元(未示出)輸入時，該行譯碼器620對相應(yīng)字線609a施加電壓。因此，就將柵電壓施加于這種存儲單元604的NMOS晶體管602的柵電極608上，其電連接于由多個存儲單元604的行地址所示的字線609a上，進而，將位于柵電極608之下的硅襯底601的導(dǎo)電型表層部分反轉(zhuǎn)以便使得源區(qū)605與漏極區(qū)606之間的路徑導(dǎo)電。
另外，讀出放大器630和列選開關(guān)631提供于感應(yīng)單元600的相應(yīng)位線609b之間。列選開關(guān)631由例如MOS晶體管構(gòu)成，并且由列譯碼器632來驅(qū)動。換句話說，在將列地址從用于將濕度傳感器推入該列譯碼器632中的控制單元(未示出)輸入時，列譯碼器632就對施加于列選開關(guān)631上以便接通與該輸入列地址相應(yīng)的列選開關(guān)631的電壓進行調(diào)節(jié)。因此，列譯碼器632可以控制位線609b與連接于列選開關(guān)31上的數(shù)據(jù)線633之間的連接狀況。
具有上述結(jié)構(gòu)的濕度傳感器具有裝備著多個電容器603的多個存儲單元604，其電容值“C”互不相同。因此，在濕度感應(yīng)薄膜150吸收與大氣濕度相應(yīng)的水分的情況下，即使大氣內(nèi)的濕度相同，相應(yīng)存儲單元604中所使用的多個電容器603的電容值“C”也互不相同。就是說，在相應(yīng)存儲單元604中，電容器603可以檢測到的電容值“C”發(fā)生變化。
因此，如果使得多個存儲單元604的極限值彼此相等，那么相應(yīng)存儲單元604的電容值“C”的寫入狀況可以隨著大氣中的濕度情況而變得互不相同。換句話說，當相應(yīng)存儲單元604的電容器603的電容值“C”變?yōu)轭A(yù)定值(極限值)時，相應(yīng)存儲單元604就進入寫入狀況。然后，由于電容器603的電容值“C”表示成上述公式1，所以如果濕度增加并且濕度感應(yīng)薄膜150的介電常數(shù)“ε”增加，那么電容器603的電容值“C”就變大。由于在所有的多個存儲單元604中使得電容器603的電極間隔“d”彼此相等，所以該電容值“C”通過使用面積“S”和電容器603的介電常數(shù)“ε”作為變量來確定。因此，在提供于相應(yīng)存儲單元604中的電容器603中，即使在低濕度的情況下，具有較大面積“S”的電容器603，即其溝槽611具有較大寬度的電容器也擁有較大的電容值“C”，從而使得這個電容器603進入寫入狀況。相反地，在提供于相應(yīng)存儲單元604中的電容器603中，如果在低濕度的情況下，具有較小面積“S”的電容器603，即其溝槽611具有較窄寬度的電容器也擁有較小的電容值“C”，從而使得這個電容器603進入非寫入狀況。
因此，相應(yīng)存儲單元604的輸出根據(jù)現(xiàn)有狀況是進入非寫入狀況還是寫入狀況而由“0”和“1”代替。就是說，存儲單元604的這些輸出變成響應(yīng)于大氣內(nèi)的濕度的值。
然后，通過用于相應(yīng)存儲單元604的相應(yīng)數(shù)據(jù)線來讀出相應(yīng)存儲單元604是處于非寫入狀況還是寫入狀況，就可能獲得響應(yīng)作為數(shù)值的濕度的傳感器輸出。
如前面所述，根據(jù)這種實施例模式，濕度傳感器就可以在不需要A/D轉(zhuǎn)換器的情況下產(chǎn)生數(shù)字輸出。因此，就可以避免使得濕度傳感器的電路設(shè)置結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，并且可以使得濕度傳感器結(jié)構(gòu)緊湊。
(第五實施例)接下來，對本發(fā)明的第五實施例模式進行描述。圖15示出了應(yīng)用于本發(fā)明第五實施例模式的濕度傳感器中所用的感應(yīng)單元700的布局結(jié)構(gòu)。
如這副圖中所示，在這個第二實施例模式中，每個電容器603包括多個梳齒狀電極701。還應(yīng)當指出，盡管只示出了存儲單元604內(nèi)的一個電容器603，但是類似于第四實施例模式的開關(guān)晶體管實際上裝配于每個存儲單元604中。
在這副圖中，多個梳齒狀電極701中的間隔設(shè)定成向右連續(xù)加倍。然后，濕度感應(yīng)薄膜150提供于裝備著這種梳齒狀電極701的感應(yīng)單元700的整個表面上，以便填充相應(yīng)梳齒狀電極701中的空間。
類似于第四實施例模式，在電容器603由這種梳齒狀電極701形成的這種類型的濕度傳感器中，電容器603的電容值“C”隨著這些梳齒狀電極701中的間隔而變化。因此，類似于第四實施例模式，濕度傳感器的輸出可以按照數(shù)字方式表示。因此，可以獲得類似于第一在上述第四和第五實施例中，通過改變溝槽611的寬度，溝槽611的開口面積就會改變從而改變電容器603的電容值“C”。替代地，即使溝槽611的深度，即其沿垂直方向(如圖12中所示)的尺寸隨各個存儲單元604而改變，仍可以實現(xiàn)類似于第四實施例的效應(yīng)。然而，在這種替代情況下，由于沿深度方向的相應(yīng)溝槽611的長度互不相同，所以用于構(gòu)造濕度傳感器的半導(dǎo)體襯底601的尺寸必須增加。因此，優(yōu)選地是使用如上述實施例模式中所述的結(jié)構(gòu)。
另外，在上述第四和第五實施例模式中，溝槽611的寬度連續(xù)加倍。替代地，如果將溝槽611的寬度設(shè)定成逐漸增加，那么濕度的逐漸變化將成為可能。
另外，已經(jīng)在使用NMOS晶體管602并且n+層612形成于溝槽611中的情況下對上述第四與第五實施例進行了描述，即第一傳導(dǎo)類型為n型而第二導(dǎo)電類型為p型的情況。這只是示出了一個實例。就是說，本發(fā)明可以類似應(yīng)用于一種相反結(jié)構(gòu)中，其中第一傳導(dǎo)類型選擇成“p”型而第二導(dǎo)電類型選擇成“n”型，其導(dǎo)電類型可以與相應(yīng)實施例模式的導(dǎo)電類型相反。
此外，與上述實施例不同，可以使得構(gòu)成相應(yīng)電容器603的溝槽611的寬度彼此相等。在這種替代情況下，對于多個存儲單元604的所有電容器603而言，關(guān)于現(xiàn)有狀況是否進入寫入狀況的行為可以在同一濕度下互相一致。因此，這種替代結(jié)構(gòu)可以用作能夠檢測濕度成為預(yù)定極限值的通斷開關(guān)。
盡管參考本發(fā)明的優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了描述，但是應(yīng)當理解本發(fā)明并不限于優(yōu)選實施例和構(gòu)造。本發(fā)明意欲覆蓋各種變型和等效設(shè)置結(jié)構(gòu)。另外，盡管各種優(yōu)選的組合與配置在本發(fā)明的范圍內(nèi)，但是包括或多或少或者僅有單個元件的其它組合與配置也屬于本發(fā)明的精神與范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電容型濕度傳感器，包括檢測襯底，其包括置于檢測襯底第一側(cè)上的檢測部分；以及包括電路部分的電路板，其中檢測部分根據(jù)檢測部分的電容變化而對濕度進行檢測，電路部分將檢測部分的電容變化處理為電信號，檢測部分電連接于電路部分上，檢測襯底還包括置于同檢測襯底的第一側(cè)相對的檢測襯底第二側(cè)上的傳感器墊，傳感器墊用作電路部分所用的連接端子，以及傳感器墊通過位于檢測襯底的通孔中的導(dǎo)體電連接于檢測部分上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，還包括密封構(gòu)件，其中電路板還包括作為用于傳感器墊的連接端子的第一墊，第一墊置于電路板的第一側(cè)上，第一墊電連接于電路部分上，檢測襯底和電路板按照使得檢測襯底的第二側(cè)與電路板的第一側(cè)接觸的方式堆疊，傳感器墊通過連接構(gòu)件電連接于第一墊上，以及密封構(gòu)件為環(huán)形并且置于電路板的第一側(cè)與檢測襯底的第二側(cè)之間，從而使得密封構(gòu)件密封著傳感器墊和第一墊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳感器，其中電路部分置于電路板的第一側(cè)上從而使得密封構(gòu)件將電路部分與第一墊密封在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳感器，其中電路部分置于同電路板的第一側(cè)相對的電路板的第二側(cè)上，以及電路部分被用保護薄膜覆蓋。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任一項所述的傳感器，其中電路板還包括置于電路板的第一側(cè)的一部分上的第二墊，該部分并未與檢測襯底重疊，以及第二墊通過布線而電連接于電路部分上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中檢測部分包括一對梳齒電極和濕度感應(yīng)薄膜，檢測襯底由半導(dǎo)體襯底制成，梳齒電極彼此交錯以便使得梳齒電極隔開預(yù)定距離，以及濕度感應(yīng)薄膜覆蓋著梳齒電極和該梳齒電極之間的空間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的傳感器，其中濕度感應(yīng)薄膜能夠根據(jù)大氣中的濕度來改變濕度感應(yīng)薄膜的相對電容率，電路板具有撓性以便使得電路板可以根據(jù)安裝部分的曲率而變形，傳感器安裝于安裝部分上以便使得電路板的第二側(cè)與安裝部分接觸，以及電路板的第二側(cè)與電路板的第一側(cè)相對，其中第一側(cè)面向檢測襯底。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳感器，其中電路部分將梳齒電極之間的電容變化處理為電信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的傳感器，其中梳齒電極通過檢測襯底上的傳感器墊而電連接于電路部分上。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的傳感器，其中安裝部分為機動車的擋風(fēng)玻璃。
11.一種用于制造電容型濕度傳感器的方法，該方法包括以下步驟制備檢測襯底，其包括置于檢測襯底第一側(cè)上的檢測部分；制備包括電路部分的電路板；以及在檢測部分與電路部分之間進行電連接，其中檢測部分能夠根據(jù)大氣中的濕度來改變檢測部分的電容，電路部分將檢測部分的電容變化處理為電信號，制備檢測襯底的步驟包括在檢測襯底第二側(cè)上形成傳感器墊的步驟，檢測襯底的第二側(cè)同檢測襯底的第一側(cè)相對，傳感器墊用作電路部分所用的連接端子，以及傳感器墊通過位于檢測襯底的通孔中的導(dǎo)體而電連接于檢測部分上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中制備電路板的步驟包括在電路板上形成第一墊作為用于傳感器墊的連接端子的步驟，第一墊置于電路板的第一側(cè)上，第一墊電連接于電路部分上，電連接的步驟包括以下步驟按照使得檢測襯底的第二側(cè)與電路板的第一側(cè)接觸的方式堆疊檢測襯底和電路板；通過連接構(gòu)件在傳感器墊與第一墊之間進行電連接；以及利用置于電路板的第一側(cè)與檢測襯底的第二側(cè)之間的密封構(gòu)件進行密封，從而使得密封構(gòu)件密封著位于傳感器墊與第一墊之間的連接部分，以及密封構(gòu)件為環(huán)形。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中制備電路板的步驟還包括在電路板的第一側(cè)上形成電路部分的步驟；以及電連接的步驟還包括通過密封構(gòu)件將電路部分與第一墊密封在一起的步驟。
14.一種通過將絲網(wǎng)掩模應(yīng)用于襯底上而通過絲網(wǎng)掩模的圖案孔將絲網(wǎng)印刷膏應(yīng)用于襯底上的方法，這種方法包括以下步驟在絲網(wǎng)掩模中制備標準圖案孔來作為絲網(wǎng)掩模與襯底間的定位標準；在襯底上形成定位圖案；通過將絲網(wǎng)掩模應(yīng)用于模型襯底上而將膏印制于模型襯底上，從而通過標準圖案孔來將標準圖案印制于模型襯底上；檢測模型襯底上標準圖案的位置情況；按照襯底上定位圖案的位置與檢測步驟中檢測到的標準圖案的位置相一致的方式使得襯底定位；以及在定位步驟中令襯底定位的情況下通過將絲網(wǎng)掩模應(yīng)用于襯底上而使得膏印制于襯底上，其中定位圖案具有與標準圖案幾乎相同的形狀，以及襯底上的定位圖案根據(jù)標準圖案孔與該圖案孔之間的定位關(guān)系而形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中定位圖案包括多個彼此隔開預(yù)定距離的定位圖案部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中位于襯底上的定位圖案部分夾入襯底上的區(qū)域中，以及在印制膏的步驟中，膏被通過圖案孔而印制于襯底的區(qū)域中。
17.根據(jù)權(quán)利要求14-16中任一項所述的方法，其中襯底包括一對互相交錯的電極，膏包括濕度感應(yīng)薄膜的聚合物材料，圖案孔按照使得圖案孔與襯底上的濕度感應(yīng)薄膜待形成區(qū)域相對應(yīng)的方式形成，以及濕度感應(yīng)薄膜待形成區(qū)域覆蓋著電極和電極之間的空間。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中襯底上的定位圖案由未被濕度感應(yīng)薄膜覆蓋的部分提供。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中標準圖案孔為L形或圓形。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中標準圖案孔在襯底的平面上具有一尺寸，以及標準圖案孔的尺寸設(shè)置在50μm與1000μm之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中濕度感應(yīng)薄膜由聚酰亞胺制成；標準圖案孔在襯底的平面上具有一尺寸；以及標準圖案孔的尺寸設(shè)置在100μm與1000μm之間。
22.一種用于根據(jù)作為檢測目標的物理量生成輸出的傳感設(shè)備，該傳感設(shè)備包括解碼器；以及包括多個存儲單元的半導(dǎo)體襯底，其中每個單元包括用于開關(guān)的晶體管和電容器，其中每個存儲單元中的晶體管包括源區(qū)、漏極區(qū)和柵電極，源區(qū)和漏極區(qū)為第一傳導(dǎo)類型，柵電極按照使得柵電極夾入源區(qū)與漏極區(qū)之間的方式通過柵絕緣薄膜而置于半導(dǎo)體襯底上，每個存儲單元中的電容器包括溝槽、半導(dǎo)體區(qū)、介電薄膜和電容電極，溝槽置于半導(dǎo)體襯底中，具有第一傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體區(qū)置于溝槽中并且連接于源區(qū)上，介電薄膜能夠根據(jù)物理量的情況而改變介電薄膜的介電常數(shù)，介電薄膜按照使得介電薄膜置于半導(dǎo)體區(qū)的表面上的方式而嵌入溝槽中的半導(dǎo)體區(qū)中，電容電極按照使得電容電極面向溝槽的方式通過絕緣薄膜而置于介電薄膜的表面上，每個存儲單元中的溝槽具有在每個存儲單元中都不相同的開口面積，以及解碼器對存儲單元是處于寫入狀態(tài)還是處于未寫入狀態(tài)的每個存儲單元的狀態(tài)進行檢測，并根據(jù)存儲器的狀態(tài)輸出輸出信號。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中每個存儲單元中溝槽的寬度在每個存儲單元中各不相同，從而使得溝槽的開口面積在每個存儲單元中各不相同。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中每個存儲單元中溝槽的寬度可以通過對預(yù)定寬度進行二次或N次乘方來獲得，以及N代表自然數(shù)。
25.根據(jù)權(quán)利要求22-24中任一項所述的設(shè)備，其中介電薄膜為濕度感應(yīng)薄膜，其介電常數(shù)可以根據(jù)大氣中的濕度而改變。
26.一種用于根據(jù)作為檢測目標的物理量而生成輸出的傳感設(shè)備，該設(shè)備包括解碼器；以及包括多個存儲單元的半導(dǎo)體襯底，其中每個單元包括用于開關(guān)的晶體管和電容器，其中晶體管包括源區(qū)、漏極區(qū)和柵電極，源區(qū)和漏極區(qū)為第一傳導(dǎo)類型，柵電極按照使得柵電極夾入源區(qū)與漏極區(qū)之間的方式通過柵絕緣薄膜而置于半導(dǎo)體襯底上，電容器包括一對梳齒電極和介電薄膜，梳齒電極置于半導(dǎo)體襯底上，介電薄膜能夠根據(jù)物理量的情況而改變介電薄膜的介電常數(shù)，介電薄膜充填梳齒電極之間的空間，梳齒電極彼此隔開一定距離，每個存儲單元中的一對梳齒電極的距離在每個存儲單元中各不相同，以及解碼器對存儲單元是處于寫入狀態(tài)還是處于未寫入狀態(tài)的每個存儲單元的狀態(tài)進行檢測，并根據(jù)存儲器的狀態(tài)輸出輸出信號。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其中每個存儲單元中成對梳齒電極的距離可以通過對預(yù)定距離進行二次或N次乘方來獲得，以及N代表自然數(shù)。
28.根據(jù)權(quán)利要求26或27所述的設(shè)備，其中介電薄膜為濕度感應(yīng)薄膜，其介電常數(shù)可以根據(jù)大氣中的濕度而改變。
全文摘要
一種電容型濕度傳感器包括檢測襯底，其包括置于檢測襯底第一側(cè)上的檢測部分；包括電路部分的電路板。檢測部分根據(jù)檢測部分的電容變化而對濕度進行檢測。電路部分將檢測部分的電容變化處理為電信號。檢測襯底還包括置于檢測襯底第二側(cè)上的傳感器墊。傳感器墊通過位于檢測襯底的通孔中的導(dǎo)體而電連接于檢測部分上。
文檔編號H01G9/00GK1746668SQ20051009991
公開日2006年3月15日 申請日期2005年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月8日
發(fā)明者磯貝俊樹, 石原正人, 林道孝, 板倉敏和 申請人:株式會社日本自動車部品綜合研究所, 株式會社電裝