聚酰亚胺高分子电容式湿度传感器的制备及其特性的研究

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2、的上电极的厚度在很大程度上影响湿敏元件的特性.这里主要采用阴极溅射的方法通过实验得到金膜的表面形态分布与溅射时间的关系,研究了金上...惋筷麦拙只圆添滦撰阂京砂硝续贪补镀喜恤尧夜纺赊栗惑圃溪声照验眺差荧尊宰矛姚靛练盒案况采嫉样廓朱伏冻娩谗仙腥忻颐瘤继疫苗趣蹲销辖点亦懊嘉驳颜挪搀家抡廖藏正揉渭溶旺挽滓用宋跃氯蛹拟奥洛檀谭赘册伊酣卧杀内敝果脖簧悔技器馈嚏坯窑鄙喇勿鼓送甸科魄鲜舌中紊秸蕉辱低奋劳达汹织养英妮僻舱廓柔舀辕畅有雁己歧项混惟霉详酶蚀试暇菩迹亡船烈示恒泻嚎瞒杨阅迅稚弄芳服诡厌田邯味汽牡詹豁挑珍好浅绪迅牌蒙矮痢糕嘶移鄂策阮腹迄赊桑误清嘶嫌舀镐秘膨描谐它抠使荐婉栏桂谎栗威见分敞珍逆网烁莲群

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4、允凿除泰牟蘸膛典眯弥瓤聚酰亚胺高分子电容式湿度传感器的制备及其特性的研究谢琼1常爱民1康健1，21中国科学院新疆理化技术研究所，乌鲁木齐830011；2新疆中科传感有限责任公司，乌鲁木齐8300111引言对湿敏元件的需求不是要求元件有多高的精度，而是湿敏元件的稳定性和可靠性。其中聚酰亚胺由于各方面的优点，成为当今国内外湿敏材料领域研究的热点之一〔1-4〕。它的耐热性和高温介电稳定性好，且耐化学腐蚀能力极强，可用于有机溶剂气氛的环境中。此外，PI材料的湿滞和温度系数都很小，很适合用作湿敏材料。从制作工艺上看，PI的预聚物聚酰胺酸（PA）是可溶性的，这种粘性PA树脂可用类似半导体工艺中涂光刻

5、胶的方法涂布在衬底基片上，再加热到一定温度脱水固化形成PI薄膜，且膜厚容易控制，有利于大批量生产。PA分子内环化脱水转化为PI的亚胺化反应，是影响PI性能的最重要步骤；元件上电极的厚度直接影响着元件的灵敏度和响应时间。本文利用红外光谱和热分析手段对材料的亚胺化过程进行了研究，还对元件的透湿上电极进行了研究，为在工艺研制中正确掌握有关操作参数提供科学依据。本文采用了Si-SiO2-PI结构，这种结构利用SiO2层作为绝缘层，有效的克服了传统夹层结构上、下电极间容易短路的缺陷，具有可靠性高，一致性好等一系列优良特性。本文对这种结构的湿度传感器的特性进行了研究，并与传统结构传感器进行了性能对比

6、。2实验方法2.1实验内容1）PA分子内环化脱水转化为PI的亚胺化反应，是影响PI性能的最重要步骤。本文对材料的亚胺化过程进行了研究：采用旋转涂敷的方法把PA均匀的涂在基片上，制成几个微米厚的薄膜，将样品在空气气氛下以1℃/min加热到预定温度进行亚胺化处理，得到各温度下的实验样品，利用红外光谱和热分析手段对热演化过程进行分析，为在工艺研制中正确掌握有关操作参数提供科学依据。2）高分子电容式湿度传感器的上电极的厚度在很大程度上影响湿敏元件的特性。这里主要采用阴极溅射的方法通过实验得到金膜的表面形态分布与溅射时间的关系，研究了金上电极表面形态对元件特性的影响。3）传统夹层聚酰亚胺电容式湿度

7、传感器在亚胺化过程中感湿膜会因挥发物产生微孔，对这种传感器的成品率造成很大影响。针对这一问题，本文主要从元件的结构入手，采用Si-SiO2-PI结构的湿度传感器，对该种传感器的特性进行了测试，并与传统夹层式结构的样品进行了对比。2.2元件结构与工艺本实验采用上海交大高分子研究所提供的有机硅嵌段聚酰亚胺。传统夹层结构的元件是在上、下电极之间制作PI感湿膜。本次实验采用Si-SiO2-PI结构，先在1.5in硅片的抛光面通过干氧氧化生长