[发明专利]一种聚酰亚胺膜微型快速响应湿度传感元件及其制作方法

权利要求书

1.一种聚酰亚胺膜微型快速响应湿度传感元件，为高分子平行板电容式结构，上层金属层为上电极(1)，下层金属层为下电极(3)，上、下金属层之间为感湿层(2)，其特征在于所述上电极(1)为栅状布置，所述感湿层(2)以聚酰亚胺为感湿膜。

2.根据权利要求1所述一种聚酰亚胺膜微型快速响应湿度传感元件，其特征在于所述上电极(1)和下电极(3)的电极线宽为1～12μm。

3.如权利要求1所述的一种聚酰亚胺膜微型快速响应湿度传感元件的制作方法，其特征在于采用微电子工艺按下述工艺过程制备：

a、清洗并且氧化极片；

b、溅射下电极：大面积依次溅射钼和铝Mo-Al或钼和铂Mo-Pt，其中Mo作为缓冲层，厚度为500～1500电极总厚度为9000～15000

c、涂聚酰亚胺：在高速涂胶台涂布聚酰亚胺调节转速以控制介质层厚度；

d、亚胺化：在恒温箱中分不同温度区段进行亚胺化；

e、溅射上电极：大面积溅射上电极，选择Mo-Al或Mo-Pt作为电极材料，其中Mo同样作为缓冲层，其厚度为500～1500电极总厚度为9000～15000

f、一次光刻，刻蚀划片道：电极部分采用化学湿法刻蚀，聚酰亚胺层采用等离子刻蚀；

g、二次光刻，刻蚀上电极图形：采用湿法刻蚀获得上电极图形；

h、三次光刻，刻蚀下电极引线孔：采用等离子气体刻蚀的方法打开下电极引线孔；

i、切片、压焊、封装：将整块晶片沿划片道分割成独立的管芯，然后进行压焊和封装。

4.根据权利要求3所述一种聚酰亚胺膜微型快速响应湿度传感元件的制作方法，其特征在于所述涂布聚酰亚胺的方法为：将聚酰亚胺酸溶液的浓度定为5～20％涂膜于下电极。

5.根据权利要求4所述一种聚酰亚胺膜微型快速响应湿度传感元件的制作方法，其特征在于所述聚酰亚胺酸的合成工艺为：控制温度在20～50℃，以N，N-二甲基乙酰胺为溶剂，4，4-二氨基对苯醚和均苯四甲酸二酐为单体，两种单体的质量比为1∶0.8～1.3，控制聚酰亚胺酸溶液浓度在5～20％，在氮气保护下反应5～10小时，再加入占总反应物量5％的3，5-二氨基苯甲酸，再反应2～4小时，得到聚酰亚胺酸溶液。

6.根据权利要求3所述一种聚酰亚胺膜微型快速响应湿度传感元件的制作方法，其特征在于所述亚胺化是将涂好聚酰亚胺酸溶液的感湿元件放在恒温箱中进行亚胺化，亚胺化的升温步骤为：

a、由室温升至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。