基于聚酰亚胺的柔性湿度传感器制备及研究

文中以聚酰胺酸(PAA)为前驱体,通过热处理工艺可得聚酰亚胺(PI)薄膜,添加氧化石墨烯(GO)合成PI/GO复合薄膜及后续电极制备得到基于聚酰亚胺的平行板电容式柔性湿度传感器。在此基础上深入研究了叉指电极式和平行板式构型、PAA旋涂转速、PAA酰亚胺化温度、GO喷涂量对湿度传感器性能的影响,最终得到的湿度传感器具有良好重复性、快速的响应恢复时间,最大湿滞仅为3.8%RH,且具有优异的柔性性能,在可穿戴柔性电子器件领域具有广泛的应用前景。

湿度传感器用聚酰亚胺材料亚胺化工艺研究

利用红外光谱、差热和热失重等分析手段,对聚酰胺酸(PA)的亚胺化工艺过程进行了研究,分析了聚酰亚胺薄膜样品在热演化过程中的分子结构变化,揭示了PA向聚酰亚胺(PI)转化的物理化学过程。实验发现,70～110℃之间各种溶剂挥发比较激烈,PA环化脱水转为PI的亚胺化反应在250℃已经基本完成。如果在150℃以下缓慢升温,使溶剂和化学反应生成物充分挥发,或在真空环境下进行亚胺化,有利于避免敏感膜出现气孔或开裂。

具有SiO_2绝缘层的硅基聚酰亚胺电容式湿度传感器的特性研究

传统夹层聚酰亚胺电容式湿度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。为此,从元件的结构入手,制作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。研究表明,Si-SiO2-PI结构的湿度传感器在同等测试条件下,其电容值要比传统结构样品高25%,湿度灵敏度达到1.24 pF / %,具有重复性好和一致性高的优点,并且特别利于克服薄膜孔洞和厚度不均匀造成的短路现象,有利于批量生产。

基于纳米化聚酰亚胺材料的MEMS湿度传感器的研究

针对现有的MEMS湿度传感器制备工艺复杂、灵敏度较低等问题,文中报道了一种基于纳米化聚酰亚胺材料的MEMS湿度传感器,该器件的感湿材料是利用等离子技术对聚酰亚胺进行表面修饰制备的,该方法简单且与CMOS工艺兼容。同时文中对同样结构基于亚胺化聚酰亚胺材料和纳米化聚酰亚胺材料的两种器件在不同湿度条件下的电容响应特性进行了测试,测试结果表明,在相对湿度50%~80%范围内,基于纳米化聚酰亚胺材料的器件灵敏度高于同样结构基于亚胺化聚酰亚胺材料器件约50%。

新型聚酰亚胺电容式湿度传感器

本文叙述了以聚酰亚胺为感湿膜的电容式湿度传感器的结构及制备工艺,研究了它的湿敏特性,概述了工作原理。

聚酰亚胺薄膜电容栅FET湿度传感器的研制

一种聚酰亚胺（ＰＩ）薄膜电容栅ＦＥＴ微型湿度传感器已经初步研制成功．这是一个ｎ沟道增强型器件，具有曲折栅结构；沟道长约１０μｍ，宽＞８０００μｍ；栅区绝缘层厚约３００ｎｍ（ＳｉＯ＿２＋Ｓｉ＿３Ｎ＿４）；一个Ａｕ－ＰＩ－Ａｌ纵向湿敏电容覆植于绝缘栅上．本文报道该ＰＩ－ＨＵＭＦＥＴ的结构设计、工作原理和主要性能并对某些有关问题进行了初步讨论．

聚酰亚胺(PI)薄膜用于光纤布拉格光栅湿度传感器的特性分析

研究了湿敏聚合物——聚酰亚胺(PI)薄膜用于光纤布拉格光栅湿度传感器的原理及应用,并对其传感特性进行了分析与测量.实验表明:镀有聚酰亚胺(PI)薄膜的光纤布拉格光栅的反射峰位置漂移量与湿度呈线性关系,容易标定,实现了对湿度的高精度测量.用这种材料制作的湿度传感器比其他类型湿度传感器性能优越.

聚酰亚胺MOSFET湿度传感器研究

将聚酰亚胺(PI)薄膜制作在金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)的栅极上,当环境湿度发生变化时,将引起PI吸湿量的变化,电容量改变,据此可制成湿度传感器件,测试结果显示:该湿度传感器具有明显的湿度敏感特性。

聚酰亚胺(PI)薄膜电容型湿度传感器的研制

高分子薄膜湿度传感器是当今可实用的性能较优越的一类湿度传感器.一般所用的感湿材料,以醋酸纤维系为主(CA,CAB).聚酰亚胺(PI)于六十年代开始用作电器绝缘材料,七十年代用于微电子器件的表面钝化和PMP技术的多层布线,八十年代起替代SiO_2作电子器件绝缘介质.1982年后应用于湿度传感器作为感湿材料.与醋酸纤维系材料相比,PI具有以下特点:

高分子电容式聚酰亚胺湿度传感器的研究进展

湿度传感器是一类重要的化学传感器，其应用前景十分广阔。介绍了湿度传感器的研究进展及其分类，着重介绍高分子湿敏电容的国内外研究情况。还阐述了一类新的敏感材料聚酰亚胺及其感湿机理，聚酰亚胺作为一类新的敏感材料，有着良好的应用前景，有望开发出新一代优异的湿度传感器。

基于石英晶体微天平的聚醚酰亚胺湿度传感器

研制了基于石英晶体微天平方法的聚醚酰亚胺湿度传感器,研究了它对相对湿度的响应特性和灵敏度以及这种湿度传感器在高湿度对比下的循环特性和长期老化性能。结果表明:在较宽的湿度范围内,这种湿度传感器表现出良好的湿敏特性。当相对湿度从11%变化至95%时,频率变化达2000Hz。高湿度差对比下的响应时间和恢复时间分别为30和20s。在循环测试和长时间老化测试中,也表现出优良的重复性和稳定性。

CMOS工艺制备聚酰亚胺电容型湿度传感器及其性能

以正胶光刻和干湿刻蚀方法,结合CMOS工艺制备了聚酰亚胺电容型湿度传感器。研究了硅基、钼–铝栅条状电极湿度传感器的结构及亚胺化温度对其性能的影响。结果表明:相对湿度(RH)为20%～80%发生准静态变化时,该传感器的湿度–电容曲线具有较好的线性度;外界相对湿度在12%和92%间发生阶跃变化时,响应时间约为40s。

聚酰亚胺电容式湿度传感器的研制及改进

聚酰亚胺(PI)电容式湿度传感器的新型设计简化了工艺流程,避免引线台阶式引出时可能出现的脱落、断裂等问题;改进了温度补偿电极的位置及结构;分析了平板式电容式传感器的等效电路及简化条件,以及PI薄膜的厚度与亚胺化温度对吸湿性能的影响.研究了反应离子刻蚀(RIE)对完成电极腐蚀后的芯片进行高选择比的各向异性刻蚀及对湿度响应的影响,结果表明增大了PI与周围环境的接触面积,提高了响应速度.

一种格栅状上电极的CMOS工艺聚酰亚胺电容型湿度传感器(英文)

报道了采用标准CMOS工艺制作的格栅型上电极的电容型湿度传感器,采用高分子材料聚酰亚胺作为感湿介质,铝作为金属电极。对该湿度传感器的器件结构、制作工艺和传感器特性,如灵敏度、湿滞以及响应时间等进行了讨论。测试结果表明,在12%-92%的湿度范围内,电容-相对湿度曲线具有良好的线性度,灵敏度为0.9 pF/RH,响应时间为5.5 s。

基于聚酰亚胺的温湿压集成传感器

微型化、集成化可以使得传感系统减少体积、重量,降低成本,提高系统的可靠性,具有重要的科学意义。基于聚酰亚胺材料,利用MEMS技术,设计了一个用于测量大气湿度、温度和气压检测的微型集成传感器。分别采用湿敏电容、铂电阻法和聚酰亚胺薄膜对湿度、温度、压力进行检测,并且进行了理论计算,设计了加工工艺步骤,制作出雏形器件。

微型线圈-铁芯结构传感器中聚酰亚胺的低成本刻蚀和平坦化方法

研究了预亚胺化温度、时间以及刻蚀时间对聚酰亚胺湿法刻蚀结果的影响。预亚胺化后2.5μm厚的PI-5型聚酰亚胺采用EPG 533型光刻胶作为掩膜时,预亚胺化采用90℃/5 min^140℃/10 min方案,采用1%KOH溶液,15 s的显影/刻蚀时间会得到较好的刻蚀结果。在此基础上,通过实验研究了一种低成本的填充式平坦化技术。通过在底层线圈上旋涂第1层聚酰亚胺,湿法刻蚀去除铜线上的聚酰亚胺保留间隙中聚酰亚胺,然后再旋涂第2层聚酰亚胺的方式,完成了第2层聚酰亚胺的平坦化。与直接在底层线圈上旋涂聚酰亚胺而不做平坦化处理比较,起伏高度差从1.8μm降低到150 nm,且起伏缓慢、无明显台阶。应用这种技术制备了一种采用线圈铁芯结构的微型磁通门传感器并进行了测试,传感器工作正常,性能优良。

基于聚酰亚胺柔性衬底微温度传感器阵列的关键技术研究

基于柔性MEMS技术,在聚酰亚胺柔性衬底上成功制作出8×8阵列的铂薄膜电阻微温度传感器.该器件特别适用于复杂几何体高曲率表面温度的实时监控.采用了两种方法制作柔性器件:第一种方法是将液态聚酰亚胺旋涂在有氧化物牺牲层的载体硅片上;第二种方法是用胶粘剂将P16051膜暂时粘在载体硅片上,然后分别在两种柔性PI衬底上制作铂薄膜热敏电阻温度传感器,最后将器件从硅片载体上分离下来.采用低温(小于300℃)工艺技术减小了PI柔性衬底的热循环.实验测试结果表明,PI衬底上的铂薄膜热敏电阻具备良好的线性度,其电阻温度系数接近于0.0023/℃.

用聚酰亚胺改善POSFET超声传感器的性能

用聚酰亚胺（ＰＩ）垫高ＰＶＤＦ－ＭＯＳＦＥＴ超声传感器的扩展栅电极，当ＰＩ厚度大于５μｍ时，扩展栅电容减少到原来的１／６以下，传感器的灵敏度可提高１１．３ｄＢ。讨论了ＰＩ工艺膜的制备和亚胺化温度对ＰＩ膜厚和介电系数的影响。

新型聚酰亚胺湿度传感器的研制

本文介绍一种分子结构带有羧基-COOH的聚酰亚胺（PIC）湿敏电容及其传感器。PIC既具有PI材料的稳定性，又有良好的湿敏特性。其传感器已为电子野战气象仪、南极中山站等多项重要工程配套。

萘酰亚胺负载聚降冰片烯荧光传感器的合成及应用

聚合物荧光化学传感器广泛用于环境及生命体内一些重要物质检测,受到人们广泛关注。通过开环易位聚合反应得到了一种新型的基于萘酰亚胺修饰聚降冰片烯共聚物P-NB-NA-PEG,通过红外光谱和核磁氢谱确定了其结构,并研究了该材料的热稳定性。该聚合物在530 nm具有明显的特征荧光发射峰。同时由于酰胺键和咪唑钅翁识别位点的引入,聚合物传感器P-NB-NA-PEG可以对H_(2)PO^(-)_(4)达到特异性的荧光识别,这可归因于其ICT激发态的“推-拉”效应进而导致荧光发射明显增强。P-NB-NA-PEG对H_(2)PO^(-)_(4)的络合常数为6.04×10^(4)mol·L^(-1),检测限低至0.148μmol·L^(-1),表明该聚合物传感器材料具有很高的灵敏度。