[发明专利]一种一体化结构的柔性温湿度传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种一体化结构的柔性温湿度传感器，包括柔性衬底(1)，所述柔性衬底(1)上设置有敏感单元，所述敏感单元包括温度敏感单元(301)和湿度敏感单元(303)，其特征在于：所述柔性衬底(1)上还设置有微型电路芯片(5)和供电单元(6)，所述微型电路芯片(5)用于处理来自敏感单元的信号，所述供电单元(6)用于对微型电路芯片(5)进行供电；

所述微型电路芯片(5)包括ASIC芯片和无线传输芯片，所述ASIC芯片通过I 2 C接口方式与无线传输芯片电连接，所述ASIC芯片用于处理来自敏感单元的信号，所述无线传输芯片用于将ASIC芯片处理后的信号通过中继网关与远程控制中心进行交互；

所述柔性衬底(1)上表面设置有两个凸台，所述柔性衬底(1)的下表面设置有与上表面对称有凸台，所述凸台的高度为25-35μm，所述柔性衬底(1)上表面的两个凸台上分别设置有温度敏感单元(301)和湿度敏感单元(303)，所述柔性衬底(1)下表面与温度敏感单元(301)对称的一个凸台上设置温度补偿单元(302)，所述柔性衬底(1)下表面的另一个凸台上设置湿度补偿单元(304)，所述温度敏感单元(301)和温度补偿单元(302)串联后接入所述微型电路芯片(5)，所述湿度敏感单元(303)和湿度补偿单元(304)分别接入所述微型电路芯片(5)。

2.根据权利要求1所述的一种一体化结构的柔性温湿度传感器，其特征在于：所述ASIC芯片包括温度信号读取电路、湿度信号读取电路、A/D转换器、数字信号处理器、传感器信号补偿电路、I 2 C接口和电源及偏置管理单元。

3.根据权利要求1所述的一种一体化结构的柔性温湿度传感器，其特征在于：所述凸台为方形。

4.根据权利要求1所述的一种一体化结构的柔性温湿度传感器，其特征在于：所述温度敏感单元(301)为双螺旋结构，所述温度补偿单元(302)与温度敏感单元(301)为相同的单元。

5.根据权利要求1所述的一种一体化结构的柔性温湿度传感器，其特征在于：所述温度敏感单元(301)、温度补偿单元(302)、湿度敏感单元(303)和湿度补偿单元(304)上均设置有保护层(4)。

6.一种一体化结构的柔性温湿度传感器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：采用多次流延的方式，在带凹槽的模具上制备双面均带两个方形凸台的柔性衬底(1)，所述凸台的高度为25-35μm，所述柔性衬底(1)上表面的两个凸台上分别设置有温度敏感单元(301)和湿度敏感单元(303)，所述柔性衬底(1)下表面与温度敏感单元(301)对称的一个凸台上设置温度补偿单元(302)，所述柔性衬底(1)下表面的另一个凸台上设置湿度补偿单元(304)；

步骤2：在所述柔性衬底(1)上下表面对称的两个凸台上制备金属薄膜，对所述金属薄膜，采用剥离工艺得到温度敏感单元(301)和温度补偿单元(302)；

步骤3：在所述柔性衬底(1)上下表面对称的另外两个凸台上制作下金属电极，将湿度敏感材料旋涂在带有下电极上，放在烤箱中烤干作为湿敏薄膜，在所述湿敏薄膜上制备上金属电极，完成湿度敏感元件和湿度补偿单元(304)的制备；

步骤4：在所述温度敏感单元(301)的上表面、温度补偿单元(302)下表面、湿度敏感单元(303)的上表面和湿度补偿单元(304)的下表面采用旋涂工艺制备保护层(4)；

步骤5：制作ASIC芯片，所述ASIC芯片包括温度信号读取电路、湿度信号读取电路、A/D转换器、数字信号处理器、传感器信号补偿、I 2 C接口和电源及偏置管理单元；

步骤6：将无线传输芯片与所述ASIC芯片电连接，形成微型电路芯片(5)，将微型电路芯片和供电单元(6)粘贴在所述柔性衬底(1)的非凸台区域，并通过柔性衬底(1)金属布线及穿孔布线实现微型电路芯片(5)、供电单元(6)、温度敏感单元(301)、湿度敏感单元(303)、湿度补偿单元(304)和温度补偿单元(302)之间的电连接。