濕度傳感器的封裝方法和注意事項

一、分類介紹

1、氯化鋰濕度傳感器

（1）電阻式氯化鋰濕度計

第一個基於電阻-濕度特性原理的氯化鋰電濕敏元件是美國標準局的F.W.Dunmore研製出來的。這種元件具有較高的精度，同時結構簡單

、價廉，適用於常溫常濕的測控等一係列優點。

氯化鋰元件的測量範圍與濕敏層的氯化鋰濃度及其它成分有關。單個元件的有效感濕範圍一般在20%RH 以內。例如0.05%的濃度對應的感濕範圍約為（80～100）%RH ，0.2%的濃度對應範圍是（60～80）%RH 等。由此可見
，要測量較寬的濕度範圍時，必須把不同濃度的元件組合在一起使用。可用於全量程測量的濕度計組合的元件數一般為5個，采用元件組合法的氯化鋰濕度計可測範圍通常為（15～100）%RH，國外有些產品聲稱其測量範圍可達（2 ～100）%RH 。

（2）露點式氯化鋰濕度計

露點式氯化鋰濕度計是由美國的 Forboro 公(gong)司(si)首(shou)先(xian)研(yan)製(zhi)出(chu)來(lai)的(de)
，其(qi)後(hou)我(wo)國(guo)和(he)許(xu)多(duo)國(guo)家(jia)都(dou)做(zuo)了(le)大(da)量(liang)的(de)研(yan)究(jiu)工(gong)作(zuo)。這(zhe)種(zhong)濕(shi)度(du)計(ji)和(he)上(shang)述(shu)電(dian)阻(zu)式(shi)氯(lv)化(hua)鋰(li)濕(shi)度(du)計(ji)形(xing)式(shi)相(xiang)似(si)，但(dan)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)卻(que)完(wan)全(quan)不(bu)同(tong)。簡(jian)而(er)言(yan)之(zhi)，它(ta)是(shi)利(li)用(yong)氯(lv)化(hua)鋰(li)飽(bao)和(he)水(shui)溶(rong)液(ye)的(de)飽(bao)和(he)水(shui)汽(qi)壓(ya)隨(sui)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)而(er)進(jin)行(xing)工(gong)作(zuo)的(de)。

2、碳濕敏元件

碳濕敏元件是美國的 E.K.Carver 和 C.W.Breasefield 於1942年首先提出來的，與常用的毛發、腸衣和氯化鋰等探空元件相比，碳濕敏元件具有響應速度快、重複性好、無衝蝕效應和滯後環窄等優點，因之令人矚目。我國氣象部門於70年代初開展碳濕敏元件的研製，並取得了積極的成果，其測量不確定度不超過±5%RH ，時間常數在正溫時為2～3s，滯差一般在7%左右
，比阻穩定性亦較好。

3、氧化鋁濕度計

氧化鋁傳感器的突出優點是，體積可以非常小（例如用於探空儀的濕敏元件僅90μm厚
、12mg重）
，靈敏度高（測量下限達-110℃露點）
，響應速度快（一般在 0.3s 到 3s 之間）
，測ce量liang信xin號hao直zhi接jie以yi電dian參can量liang的de形xing式shi輸shu出chu，大da大da簡jian化hua了le數shu據ju處chu理li程cheng序xu，等deng等deng。另ling外wai，它ta還hai適shi用yong於yu測ce量liang液ye體ti中zhong的de水shui分fen。如ru上shang特te點dian正zheng是shi工gong業ye和he氣qi象xiang中zhong的de某mou些xie測ce量liang領ling域yu所suo希xi望wang的de。因yin此ci它ta被bei認ren為wei是shi進jin行xing高gao空kong大da氣qi探tan測ce可ke供gong選xuan擇ze的de幾ji種zhong合he乎hu要yao求qiu的de傳chuan感gan器qi之zhi一yi。也ye正zheng是shi因yin為wei這zhe些xie特te點dian使shi人ren們men對dui這zhe種zhong方fang法fa產chan生sheng濃nong厚hou的de興xing趣qu。然ran而er，遺yi憾han的de是shi盡jin管guan許xu多duo國guo家jia的de專zhuan業ye人ren員yuan為wei改gai進jin傳chuan感gan器qi的de性xing能neng進jin行xing了le不bu懈xie的de努nu力li，但dan是shi在zai探tan索suo生sheng產chan質zhi量liang穩wen定ding的de產chan品pin的de工gong藝yi條tiao件jian，以yi及ji提ti高gao性xing能neng穩wen定ding性xing等deng與yu實shi用yong有you關guan的de重zhong要yao問wen題ti.

4、陶瓷濕度傳感器

在(zai)濕(shi)度(du)測(ce)量(liang)領(ling)域(yu)中(zhong)，對(dui)於(yu)低(di)濕(shi)和(he)高(gao)濕(shi)及(ji)其(qi)在(zai)低(di)溫(wen)和(he)高(gao)溫(wen)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)測(ce)量(liang)
，到(dao)目(mu)前(qian)為(wei)止(zhi)仍(reng)然(ran)是(shi)一(yi)個(ge)薄(bo)弱(ruo)環(huan)節(jie)，而(er)其(qi)中(zhong)又(you)以(yi)高(gao)溫(wen)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)濕(shi)度(du)測(ce)量(liang)技(ji)術(shu)最(zui)為(wei)落(luo)後(hou)。以(yi)往(wang)，通(tong)風(feng)幹(gan)濕(shi)球(qiu)濕(shi)度(du)計(ji)幾(ji)乎(hu)是(shi)在(zai)這(zhe)個(ge)溫(wen)度(du)條(tiao)件(jian)下(xia)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)的(de)唯(wei)一(yi)方(fang)法(fa)，而(er)該(gai)法(fa)在(zai)實(shi)際(ji)使(shi)用(yong)中(zhong)亦(yi)存(cun)在(zai)種(zhong)種(zhong)問(wen)題(ti)，無(wu)法(fa)令(ling)人(ren)滿(man)意(yi)。另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)
，科(ke)學(xue)技(ji)術(shu)的(de)進(jin)展(zhan)
，要(yao)求(qiu)在(zai)高(gao)溫(wen)下(xia)測(ce)量(liang)濕(shi)度(du)的(de)場(chang)合(he)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)，例(li)如(ru)水(shui)泥(ni)
、金屬冶煉、食品加工等涉及工藝條件和質量控製的許多工業過程的濕度測量與控製。

二、封裝方法

shiduchuanganqiyouyuqigongzuoyuanlidexianzhi
，bixucaiqufeimifengfengzhuangxingshi，jiyaoqiufengzhuangguankeliuyouhewaijieliantongdejiechukonghuozhejiechuchuang，rangshiminxinpianganshibufenhekongqizhongdeshiqinenggouhenhaodejiechu。tongshi，weilefangzhishiminxinpianbeikongqizhongdehuichenhuozazhiwuran，xuyaocaiquyixiebaohucuoshi。muqian
，zhuyaoshouduanshishiyongjinshufangchenzhaohuozhejuhewuduokongmojinxingbaohu。xiamianjieshaojizhongshiduchuanganqidebutongfengzhuangxingshi。

1.晶體管外殼(TO)封裝

目前
，用TO型封裝技術封裝濕敏元件是一種比較常見的方法。TO型封裝技術有金屬封裝和塑料封裝兩種。金屬封裝先將濕敏芯片固定在外殼底座的中心，可以采用環氧樹脂粘接固化法;然後在濕敏芯片的焊區與接線柱用熱壓焊機或者超聲焊機將Au絲或其他金屬絲連接起來;最zui後hou將jiang管guan帽mao套tao在zai底di座zuo周zhou圍wei的de凸tu緣yuan上shang，利li用yong電dian阻zu熔rong焊han法fa或huo環huan形xing平ping行xing焊han法fa將jiang管guan帽mao與yu底di座zuo邊bian緣yuan焊han牢lao。金jin屬shu管guan帽mao的de頂ding端duan或huo者zhe側ce麵mian開kai有you小xiao孔kong或huo小xiao窗chuang，以yi便bian濕shi敏min芯xin片pian和he空kong氣qi能neng夠gou接jie觸chu。根gen據ju不bu同tong濕shi敏min芯xin片pian和he性xing能neng要yao求qiu

，可ke以yi考kao慮lv加jia一yi層ceng金jin屬shu防fang塵chen罩zhao，以yi延yan長chang濕shi度du傳chuan感gan器qi的de使shi用yong壽shou命ming。

2.單列直插封裝(SIP)封裝

單列直插封裝(SIP)也常用來封裝濕度傳感器。濕敏芯片的輸出引腳數一般隻有數個，因而可以將基板上的I/O引腳引向一邊
，用鍍Ni、鍍Ag或者鍍Pb-Sn的“卡式”引線(基材多為Kovar合金)卡在基板的I/O焊區上，將卡式引線浸入熔化的Pb-Sn槽中進行再流焊，將焊點焊牢。根據需要，卡式引線的節距有2.54mm和1.27mmliangzhong，pingshiyinxianjunlianchengdaizhuang
，hanjiehouzaijianchengdangekashiyinxian。tongchanghaiyaoduizuzhuanghaoyuanqijiandejibanjinxingtufubaohu
，zuijiandandeshijinziyicenghuanyangshuzhi，ranhouguhua。zuihousufengbaohu，zhengxiumaoci，wanchengfengzhuang。

3.小外形封裝(SOP)

小外形封裝(SOP)法是另一種封裝濕度傳感器的方法。SOP是從雙列直插封裝(DIP)變形發展而來的，它將DIP的直插引腳向外彎曲成90°
，變成了適於表麵組裝技術(SMT)的封裝。SOP基本全部是塑料封裝


，其封裝工藝為:先(xian)將(jiang)濕(shi)敏(min)芯(xin)片(pian)用(yong)導(dao)電(dian)膠(jiao)或(huo)環(huan)氧(yang)樹(shu)脂(zhi)粘(zhan)接(jie)在(zai)引(yin)線(xian)框(kuang)架(jia)上(shang)，經(jing)樹(shu)脂(zhi)固(gu)化(hua)，使(shi)濕(shi)敏(min)芯(xin)片(pian)固(gu)定(ding)，再(zai)將(jiang)濕(shi)敏(min)芯(xin)片(pian)上(shang)的(de)焊(han)區(qu)與(yu)引(yin)線(xian)框(kuang)架(jia)引(yin)腳(jiao)的(de)鍵(jian)合(he)區(qu)用(yong)引(yin)線(xian)鍵(jian)合(he)法(fa)連(lian)接(jie)。然(ran)後(hou)放(fang)入(ru)塑(su)料(liao)模(mo)具(ju)中(zhong)進(jin)行(xing)膜(mo)塑(su)封(feng)裝(zhuang)，出(chu)模(mo)後(hou)經(jing)切(qie)筋(jin)整(zheng)修(xiu)，去(qu)除(chu)塑(su)封(feng)毛(mao)刺(ci)
，對(dui)框(kuang)架(jia)外(wai)引(yin)腳(jiao)打(da)彎(wan)成(cheng)型(xing)。塑(su)料(liao)外(wai)殼(ke)表(biao)麵(mian)開(kai)有(you)與(yu)空(kong)氣(qi)接(jie)觸(chu)的(de)小(xiao)窗(chuang)
，並(bing)貼(tie)上(shang)空(kong)氣(qi)過(guo)濾(lv)薄(bo)膜(mo)，阻(zu)擋(dang)灰(hui)塵(chen)等(deng)雜(za)質(zhi)，從(cong)而(er)保(bao)護(hu)濕(shi)敏(min)芯(xin)片(pian)。相(xiang)較(jiao)於(yu)TO和SIP兩種封裝形式，SOP封裝外形尺寸要小的多

，重量比較輕。SOP封裝的濕度傳感器長期穩定性很好，漂移小，成本低，容易使用。同時適合SMT，是一種比較優良的封裝方法。

4.其它封裝形式

外(wai)部(bu)支(zhi)撐(cheng)框(kuang)架(jia)是(shi)由(you)高(gao)分(fen)子(zi)化(hua)合(he)物(wu)形(xing)成(cheng)，用(yong)預(yu)先(xian)設(she)計(ji)的(de)模(mo)子(zi)澆(jiao)鑄(zhu)而(er)成(cheng)，其(qi)設(she)計(ji)充(chong)分(fen)考(kao)慮(lv)了(le)空(kong)間(jian)結(jie)構(gou)，保(bao)證(zheng)濕(shi)敏(min)芯(xin)片(pian)和(he)空(kong)氣(qi)能(neng)充(chong)分(fen)接(jie)觸(chu)。濕(shi)敏(min)芯(xin)片(pian)沿(yan)著(zhe)滑(hua)道(dao)直(zhi)接(jie)插(cha)入(ru)外(wai)框(kuang)架(jia)，然(ran)後(hou)固(gu)定(ding)。從(cong)外(wai)框(kuang)架(jia)另(ling)一(yi)端(duan)插(cha)入(ru)外(wai)引(yin)線(xian)，與(yu)濕(shi)敏(min)芯(xin)片(pian)的(de)焊(han)區(qu)相(xiang)接(jie)(也可以懸空)，然ran後hou用yong導dao電dian膠jiao熱re固gu法fa將jiang濕shi敏min芯xin片pian和he外wai引yin線xian連lian接jie起qi來lai。最zui後hou
，外wai框kuang架jia的de正zheng反fan兩liang麵mian都dou貼tie上shang空kong氣qi過guo濾lv薄bo膜mo。過guo濾lv薄bo膜mo由you聚ju四si氟fu乙yi烯xi製zhi成cheng的de多duo孔kong膜mo，能neng夠gou允yun許xu空kong氣qi滲shen透tou進jin入ru傳chuan感gan器qi而er能neng阻zu擋dang灰hui塵chen和he水shui滴di。

這(zhe)種(zhong)濕(shi)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)封(feng)裝(zhuang)有(you)別(bie)於(yu)傳(chuan)統(tong)的(de)濕(shi)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)封(feng)裝(zhuang)，它(ta)不(bu)采(cai)用(yong)傳(chuan)統(tong)的(de)引(yin)線(xian)鍵(jian)合(he)的(de)方(fang)法(fa)連(lian)接(jie)外(wai)引(yin)線(xian)和(he)濕(shi)敏(min)芯(xin)片(pian)，而(er)是(shi)直(zhi)接(jie)將(jiang)濕(shi)敏(min)芯(xin)片(pian)外(wai)引(yin)線(xian)連(lian)接(jie)
，從(cong)而(er)避(bi)免(mian)了(le)因(yin)為(wei)內(nei)引(yin)線(xian)的(de)原(yuan)因(yin)而(er)導(dao)致(zhi)的(de)失(shi)效(xiao)問(wen)題(ti)。同(tong)時(shi)，它(ta)的(de)封(feng)裝(zhuang)體(ti)積(ji)較(jiao)小(xiao)
，傳(chuan)感(gan)器(qi)性(xing)能(neng)穩(wen)定(ding)
，能(neng)夠(gou)長(chang)時(shi)間(jian)工(gong)作(zuo)。不(bu)過(guo)和(he)它(ta)對(dui)外(wai)框(kuang)架(jia)製(zhi)作(zuo)要(yao)求(qiu)較(jiao)高(gao)，工(gong)藝(yi)相(xiang)對(dui)比(bi)較(jiao)複(fu)雜(za)。

5.濕度傳感器和其它傳感器混合封裝

很多時候
，濕度傳感器並不是單獨封裝的
，而是和溫度傳感器、風速傳感器或壓力傳感器等其它傳感器以及後端處理電路集成混合封裝

，以滿足相應的功能需求。其封裝工藝為:先(xian)將(jiang)濕(shi)敏(min)芯(xin)片(pian)用(yong)導(dao)電(dian)膠(jiao)或(huo)環(huan)氧(yang)樹(shu)脂(zhi)粘(zhan)接(jie)在(zai)基(ji)板(ban)上(shang)，經(jing)樹(shu)脂(zhi)固(gu)化(hua)，使(shi)濕(shi)敏(min)芯(xin)片(pian)固(gu)定(ding)。再(zai)將(jiang)濕(shi)敏(min)芯(xin)片(pian)上(shang)的(de)焊(han)區(qu)與(yu)基(ji)板(ban)鍵(jian)合(he)區(qu)用(yong)引(yin)線(xian)鍵(jian)合(he)法(fa)連(lian)接(jie)。然(ran)後(hou)封(feng)蓋(gai)外(wai)殼(ke)(材料可選擇水晶聚合物)。外wai殼ke的de表biao麵mian開kai有you與yu空kong氣qi接jie觸chu的de小xiao窗chuang
，使shi濕shi度du敏min感gan元yuan件jian和he溫wen度du敏min感gan元yuan件jian芯xin片pian和he空kong氣qi充chong分fen接jie觸chu，而er其qi他ta部bu分fen與yu空kong氣qi隔ge離li，密mi封feng保bao護hu。小xiao窗chuang貼tie有you空kong氣qi過guo濾lv薄bo膜mo，以yi防fang止zhi雜za質zhi的de沾zhan汙wu。

三、注意事項

1.濕度傳感器是非密封性的，為保護測量的準確度和穩定性，應盡量避免在酸性、堿(jian)性(xing)及(ji)含(han)有(you)機(ji)溶(rong)劑(ji)的(de)氣(qi)氛(fen)中(zhong)使(shi)用(yong)。也(ye)避(bi)免(mian)在(zai)粉(fen)塵(chen)較(jiao)大(da)的(de)環(huan)境(jing)中(zhong)使(shi)用(yong)。為(wei)正(zheng)確(que)反(fan)映(ying)欲(yu)測(ce)空(kong)間(jian)的(de)濕(shi)度(du)，還(hai)應(ying)避(bi)免(mian)將(jiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)安(an)放(fang)在(zai)離(li)牆(qiang)壁(bi)太(tai)近(jin)或(huo)空(kong)氣(qi)不(bu)流(liu)通(tong)的(de)死(si)角(jiao)處(chu)。如(ru)果(guo)被(bei)測(ce)的(de)房(fang)間(jian)太(tai)大(da)，就(jiu)應(ying)放(fang)置(zhi)多(duo)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)。

2.有的濕度傳感器對供電電源要求比較高，否則將影響測量精度．或者傳感器之間相互幹擾

，甚至無法工作。使用時應要求提供合適的
、符合精度要求的供電電源。

3.傳感器需要進行遠距離信號傳輸時
，要注意信號的衰減問題。當傳輸距離超過200m以上時，建議選用頻率輸出信號的濕度傳感器。

4.由(you)於(yu)濕(shi)敏(min)元(yuan)件(jian)都(dou)存(cun)在(zai)一(yi)定(ding)的(de)分(fen)散(san)性(xing)，無(wu)論(lun)進(jin)口(kou)或(huo)國(guo)產(chan)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)都(dou)需(xu)逐(zhu)支(zhi)調(tiao)試(shi)標(biao)定(ding)。大(da)多(duo)數(shu)在(zai)更(geng)換(huan)濕(shi)敏(min)元(yuan)件(jian)後(hou)需(xu)要(yao)重(zhong)新(xin)調(tiao)試(shi)標(biao)定(ding)，對(dui)於(yu)測(ce)量(liang)精(jing)度(du)比(bi)較(jiao)高(gao)的(de)濕(shi)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)尤(you)其(qi)重(zhong)要(yao)。

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