Fabrikasi Sensor Kelembapan Tipe Resistif Berbasis PVA dan Nanopartikel Zinc Oxide (ZnO) Menggunakan Teknologi Film Tebal

Abstract

Sensor kelembapan tipe resistif mengalami perubahan nilai resistansi sesuai tingkat kelembapan udara di sekitarnya. Penelitian ini membahas fabrikasi sensor kelembapan tipe resistif berbasis PVA dan nanopartikel ZnO dengan teknologi film tebal yaitu teknik screen printing. Elektroda interdigital dengan desain finger 6 (F6) dan 8 (F8) dicetak di atas substrat Alumina (Al2O3) menggunakan pasta Perak Paladium (AgPd). Lapisan sensitif terdiri dari nanokomposit PVA dan ZnO dengan variasi konsentrasi (5%, 10%, dan 15%) yang dideposisikan menggunakan metode spin coating. Pengujian sensor dilakukan pada rentang tingkat kelembapan 60%RH-90%RH di dalam chamber styrofoam di kondisi suhu ruang. Pengukuran nilai resistansi menggunakan alat ukur Keithley yang terhubung ke PC melalui GPIB (General Purpose Interface Bus). Nilai resistansi sensor menurun seiring peningkatan kelembapan di dalam chamber styrofoam, yang menunjukkan bahwa sensor menunjukkan responsnya terhadap perubahan tingkat kelembapan dalam bentuk nilai resistansi. Penambahan nanopartikel ZnO meningkatkan konduktivitas sensor sehingga mengurangi nilai resistansi. Ketebalan rata-rata lapisan sensitif PVA-nanopartikel ZnO adalah 23,87 µm.

A resistive type humidity sensor's resistance changes with surrounding humidity. This research focuses on fabricating resistive type humidity sensors based on PVA and ZnO nanoparticles using thick film technology namely screen printing. Interdigital electrodes with 6 and 8 finger designs were printed on Alumina (Al2O3) substrates using Silver-Paladium (AgPd) paste. The humidity-sensitive layer, made of PVA nanocomposite with 5%, 10%, and 15% ZnO concentrations, was deposited using spin coating method. Sensor testing occurred in a styrofoam chamber at 60%-90% RH at room temperature. A Keithley measuring instrument connected to a PC via GPIB recorded the sensor's resistance values. Results showed resistance decreases as humidity increases, indicating sensor responsiveness. The addition of ZnO nanoparticles increases the conductivity of the sensor, thereby reducing the resistance value. The average thickness of sensitive layer the PVA-nanoparticle ZnO-based humidity sensor is 23.87 µm.