[發明專利]一種聚酰亞胺膜微型快速響應濕度傳感元件及其制作方法

有效

• 申請號: 201010272929.1
• 申請日: 2010-09-03
• 公開（公告）號: CN101949878A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 王良璧;周文和;王良成;楊建紅;常青;令小波;胡萬林;任學昌
• 申請（專利權）人: 蘭州交通大學
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22;B81C1/00
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 鮮林

1.一種聚酰亞胺膜微型快速響應濕度傳感元件，為高分子平行板電容式結構，上層金屬層為上電極(1)，下層金屬層為下電極(3)，上、下金屬層之間為感濕層(2)，其特征在于所述上電極(1)為柵狀布置，所述感濕層(2)以聚酰亞胺為感濕膜。

2.根據權利要求1所述一種聚酰亞胺膜微型快速響應濕度傳感元件，其特征在于所述上電極(1)和下電極(3)的電極線寬為1～12μm。

3.如權利要求1所述的一種聚酰亞胺膜微型快速響應濕度傳感元件的制作方法，其特征在于采用微電子工藝按下述工藝過程制備：

a、清洗并且氧化極片；

b、濺射下電極：大面積依次濺射鉬和鋁Mo-Al或鉬和鉑Mo-Pt，其中Mo作為緩沖層，厚度為500～1500電極總厚度為9000～15000

c、涂聚酰亞胺：在高速涂膠臺涂布聚酰亞胺調節轉速以控制介質層厚度；

d、亞胺化：在恒溫箱中分不同溫度區段進行亞胺化；

e、濺射上電極：大面積濺射上電極，選擇Mo-Al或Mo-Pt作為電極材料，其中Mo同樣作為緩沖層，其厚度為500～1500電極總厚度為9000～15000

f、一次光刻，刻蝕劃片道：電極部分采用化學濕法刻蝕，聚酰亞胺層采用等離子刻蝕；

g、二次光刻，刻蝕上電極圖形：采用濕法刻蝕獲得上電極圖形；

h、三次光刻，刻蝕下電極引線孔：采用等離子氣體刻蝕的方法打開下電極引線孔；

i、切片、壓焊、封裝：將整塊晶片沿劃片道分割成獨立的管芯，然后進行壓焊和封裝。

4.根據權利要求3所述一種聚酰亞胺膜微型快速響應濕度傳感元件的制作方法，其特征在于所述涂布聚酰亞胺的方法為：將聚酰亞胺酸溶液的濃度定為5～20％涂膜于下電極。

5.根據權利要求4所述一種聚酰亞胺膜微型快速響應濕度傳感元件的制作方法，其特征在于所述聚酰亞胺酸的合成工藝為：控制溫度在20～50℃，以N，N-二甲基乙酰胺為溶劑，4，4-二氨基對苯醚和均苯四甲酸二酐為單體，兩種單體的質量比為1∶0.8～1.3，控制聚酰亞胺酸溶液濃度在5～20％，在氮氣保護下反應5～10小時，再加入占總反應物量5％的3，5-二氨基苯甲酸，再反應2～4小時，得到聚酰亞胺酸溶液。

6.根據權利要求3所述一種聚酰亞胺膜微型快速響應濕度傳感元件的制作方法，其特征在于所述亞胺化是將涂好聚酰亞胺酸溶液的感濕元件放在恒溫箱中進行亞胺化，亞胺化的升溫步驟為：

a、由室溫升至100℃，并保持30min；

b、由100℃升至200℃，并保持30min；

c、由200℃升至300℃，并保持30min；

d、由300℃升至350℃，并保持60min。