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半导体湿敏电容传感器技术的研发

  
 

  

 

  我司自主研发的敏感材料是一种高性能的感湿材料,该材料具有较好的滞回特性和线性度,抗污染能力强。可广泛用于半导体工艺中作为钝化层或者多层布线。本项目将高分子材料应用在MEMS工艺湿敏电容器中,旨在研发出一种具有优异湿度响应特性的高分子材料并将其应用于MEMS工艺湿敏电容器件中,实现湿敏电容器件的微型化,最终得到一类响应快、灵敏度高、抗环境干扰能力强同时又具有低价格优势的电容式湿度传感器,并实产业化。

  项目介绍

  我司自主研发的高性能敏感材料是一种很好的感湿材料,并且广泛用于半导体工艺中作为钝化层或者是多层布线。它与CMOS工艺兼容可以做到批量生产,一致性好。该感湿膜材料在吸湿、脱湿的过程,即当湿度从0%RH变化到100%RH时,它的介电常数会发生变化,从而引起敏感电容的变化,并且该感湿材料具有很好的滞回特性和线性度,抗污染能力好。我司自主研发的感湿材料结合半导体工艺组成的三明治结构,解决了感湿元件长期暴露被污染而影响其测量的精度和长期的稳定性的问题。 电容式高分子湿度敏感材料 (1)对高分子材料进行结构改性设计,设计合成一系类高分子湿度敏感材料; (2)对合成的一系列湿度敏感材料的性能进行测试,根据测试结果进行实验改进。最终得到一种耐湿性好,环境稳定性强,湿度响应灵敏度高,重复性好同时与半导体工艺兼容的高分子湿度敏感材料。

  本项目的实施过程中我公司建立了半导体MEMS工艺的全流程自动化生产线(目前国内行业产业化第一条生产线),基于此,使公司从传统手工生产方式的“厚膜传感器”过度到“芯片级半导体工艺的传感器”。大大提高了生产效率和产品性能,降低了生产成本。半导体工艺全生产链的掌握,使芯片级半导体工艺的温湿度模组及气体传感器大量上市得以实现,结束了我国湿度测量核心元件(核心芯片)完全依赖进口的历史,有力保障了公司产品质量和产品供应,得到了国内外大企业的认可,目前产品已进入国内主要渠道销售,产品代理商、经销商遍及中国**各省市,部分产品远销国际各国。

  我司自主研发的半导体湿敏电容传感器芯片主要应用于我司温湿度传感器、变送器等产品等产品上,可以确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。本产品支持较宽的工作电源电压范围,该器件可为各类常见应用场景提供低成本和低功耗优势,温湿度传感器均在高精度的恒温恒湿腔室中进行出厂校准,直接输出经温度补偿后的湿度、温度等信息,用户无需要对湿度进行温度补偿,便可得到准确的温湿度信息。我公司的温湿度传感器已经获得海尔、美的、格力等国内厂商的认可。除了家用电器的应用以外,我司的温湿度传感器还可以在环境湿度控制、农业、养殖业等应用市场,根据特殊环境需求进行智能监测。以下为传感器的行业应用。

  相关评估评价信息

  1、技术能力(35%)

  1.本项目的研发对高分子材料进行结构改性设计,合成一种耐湿性好,环境稳定性强,湿度响应灵敏度高,重复性好同时与半导体工艺兼容的高分子湿度敏感材料; 2.我公司研发的半导体湿敏电容元件,所研发半导体湿敏电容元件达到国内外同类产品的先进水平,研究形成发明专利1~2项; 3.优化生产工艺,使生产工艺适用于大批量生产,并监测所生产半导体湿敏电容元件的性能。 4.本项目是基于独特工艺设计的湿敏电容元件。全互换性,在标准环境下不需校正,长时间饱和下快速脱湿,可以自动化焊接,包括波峰焊,高可靠性与长时间稳定性,专利的固态聚合物结构,可用于线性电压或频率输出回路,快速反应时间快。

  2、商业能力(40%)

  市场前景:本项目由我司进行的自主研发,集设计、制造、封装以及产品化于一体的研发项目,成功研发制造了一类响应快、灵敏度高、低成本、稳定性好的温湿度传感器。我司研发的产品性价比高,价格实惠,目前面向的客户小到每户家庭、学校、科研机构,用于检测室内外温湿度环境,大到海尔、美的、格力等国内厂商在智能家电方面的应用。实现将传感器普及化、大众化的目标,让越来越多的人都认识到传感器给生活带来的便利,推进物联网的发展,响应国家推动智能时代的号召。本项目的研发还减少公司的生产成本,提高了公司的生产效率,并且提高了公司的经济效益。 商业模式:本项目的实施过程中我公司建立了半导体MEMS工艺的全流程自动化生产线(目前国内行业产业化第一条生产线),基于此,使公司从传统手工生产方式的“厚膜传感器”过度到“芯片级半导体工艺的传感器”。大大提高了生产效率和产品性能,降低了生产成本。半导体工艺全生产链的掌握,使芯片级半导体工艺的温湿度模组及气体传感器大量上市得以实现,结束了我国湿度测量核心元件(核心芯片)完全依赖进口的历史,有力保障了公司产品质量和产品供应,得到了国内外大企业的认可,目前产品已进入国内主要渠道销售,产

  3、团队能力(25%)

  项目团队由公司董事长张宾先生亲自担任研发中心总工程师,公司在2016年底被认定为“国家高新技术企业 ”,同年底被广州市科技创新委员会评定为“广州市企业研究开发机构”。公司研发中心每年投入超过销售收入10%以上的研发经费,以确保各研发项目的有效实施开发。目前拥有先进的光刻机、镀膜机、湿度标准箱、高低温恒湿箱、高度精密的露点仪等设备,多年来先后与国内外多家科研机构、院所以及高分子材料学术界专家、教授建立了长期的技术合作关系,并自主组建了由国内本行业的资深专家、研发工程师、设计师组成的核心研究开发团队,其中博士2人、研究生5人、本科生30余人,保证了公司的研发与创新能力。近三年累计开发项目超30项,形成科技成果20余项,且已成功进行科技成果转化,同时已申请获得各项软件著作权或专利等知识产权40余项。

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