【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于湿度传感器，更具体地说，本专利技术涉及一种有机湿敏薄膜及其在湿度传感器的应用。
技术介绍
1、有机湿敏薄膜被外界灰尘颗粒沾污后会对其电学性能产生较大影响，目前的做法为在湿度传感器封装时采用防尘罩，但此方法会增加封装体积；由于空气中水气的饱和蒸汽压与环境温度密切相关，需要同时测量湿敏薄膜表面空间温度来获取湿度的确切值。因而温度传感器距离湿敏薄膜表面越小越有利于提高湿度传感器的测量精度。现有技术中，湿度传感器一般集成有温度传感器来测量温度，但温度传感器与有机湿敏薄膜表面的间距一般在毫米量级以上，造成温度传感器测量值与有机湿敏薄膜表面实际温度存在偏差，进而造成湿度传感器的测量精度降低。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
2、为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种有机湿敏薄膜的制备方法，所述有机湿敏薄膜为聚酰亚胺湿敏薄膜，所述聚酰亚胺湿敏薄膜的制备方法包括：
3、s1、以四羧酸二酐与芳香二胺为原料，在高沸点极性溶剂中进行缩合反应，生成聚酰胺酸溶液；
4、s2、将s1中合成的聚酰胺酸溶液以旋涂的方式在衬底上原位形成均匀的聚酰胺酸薄膜；
5、s3、将s2中旋涂成型的聚酰胺酸薄膜置于真空烘箱中，在程序控温条件下将聚酰胺酸脱水环化生成聚酰亚胺，最终获得聚酰亚胺湿敏薄膜。
6、优选的是，其中，所述四羧酸二酐包括但不限于4,4’-联苯醚二酐、均苯四甲
7、所述芳香二胺包括但不限于4,4’-二氨基二苯醚、对苯二胺、1,3-苯二胺、4,4’-联苯二胺中的一种或两种及以上的混合物；
8、所述高沸点极性溶剂包括但不限于二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮。
9、优选的是，其中，所述s1中，四羧酸二酐与芳香二胺的摩尔量之比为1：1，生成的聚酰胺酸溶液的质量分数为10wt％至25wt％；
10、所述s3，程序控温的升温速率小于3℃/min，最高温度不超过350℃。
11、优选的是，其中，所述s3得到聚酰亚胺湿敏薄膜后，还包括对聚酰亚胺湿敏薄膜进行改性处理，改性方法包括：将聚酰亚胺湿敏薄膜浸入氢氧化钾溶液中，氢氧化钾溶液中氢氧化钾的质量分数为10～40％，浸入时间为2～6h，浸没温度为15～30℃；取出后用0.1～3mol/l的盐酸漂洗，然后用去离子水清洗多次，在60～80℃烘干；
12、对烘干的聚酰亚胺湿敏薄膜进行co离子束注入改性，改性方法包括：将离子束注入机抽真空，真空度为2.2×10-4～3.6×10-4pa；将聚酰亚胺湿敏薄膜放入至离子束注入机的真空室中，选用co作为阴极，引出电压为50～120kv，氦离子束流强度为20～250ma，脉冲频率为50hz，辐照剂量为5×1011～2×1020ion/cm2，注入时间10～30min，将co离子注入至聚酰亚胺湿敏薄膜中，得到改性聚酰亚胺湿敏薄膜。
13、一种聚酰亚胺湿敏薄膜在湿度传感器中的应用，所述聚酰亚胺湿敏薄膜应用于具备防尘、测温功能的湿度传感器中作为测量湿度的后级湿敏薄膜，所述具备防尘、测温功能的湿度传感器的结构包括：
14、衬底，其上设置有金属插指电极，所述有机湿敏薄膜设置在金属插指电极上，所述衬底上还设置有用于连接金属插指电极的两个第一引线电极，其特征在于，所述湿度传感器还包括：
15、微纳防尘罩，其与所述衬底键合形成腔室，所述有机湿敏薄膜位于所述腔室内，且所述微纳防尘罩对应所述衬底垂直开设有微米级的多个第一通孔；
16、测温组件，其设置在所述微纳防尘罩内壁上，且所述测温组件与所述有机湿敏薄膜相对应设置。
17、优选的是，其中，所述测温组件包括：
18、测温薄膜，其设置在所述微纳防尘罩的内侧顶端；
19、四个第二引线电极，其设置在所述衬底上，且四个所述第二引线电极与所述测温薄膜通过导线连接。
20、优选的是，其中，所述微纳防尘罩的两侧还分别开设有多个用于走线的亚微米级走线孔；
21、所述第一通孔设置为圆孔、矩形孔、异形孔中的任意一种。
22、优选的是，其中，所述衬底设置为玻璃衬底、石英衬底、表面覆盖绝缘层的硅片衬底中的任意一种；所述微纳防尘罩设置为玻璃微纳防尘罩、石英微纳防尘罩、表面覆盖绝缘层的硅片微纳防尘罩中的任意一种；所述测温薄膜设置为铂测温薄膜。
23、优选的是，其中，所述第一通孔的直径或宽度为1μm～50μm，所述腔室的高度为1μm～5μm。
24、一种具备防尘、测温功能的湿度传感器的制备方法，包括以下步骤：
25、步骤一、取相同材质的衬底和制备微纳防尘罩的衬底粗料；
26、步骤二、通过光刻和电子束蒸发工艺在衬底上制备金属插指电极；
27、步骤三、在衬底上旋涂有机湿敏薄膜，然后对有机湿敏薄膜进行低温预固化，通过光刻和湿法腐蚀去除金属插指电极以外的有机湿敏薄膜，然后将有机湿敏薄膜加热固化，并通过光刻和电子束蒸发工艺制备出多个第一引线电极；湿法腐蚀使用的腐蚀液为质量分数2.38％的四甲基氢氧化铵溶液；
28、步骤四、通过光刻和电子束蒸发工艺制备在衬底上制备第一键合图形电极，且有机湿敏薄膜位于第一键合图形电极内；
29、步骤五、通过光刻、rie和drie工艺刻蚀掉衬底粗料的部分物料，得到微纳防尘罩，再通过光刻、rie和drie工艺在微纳防尘罩上分别制备多个第一通孔和多个走线孔；
30、步骤五、采用pecvd工艺在微纳防尘罩内壁上生长一层绝缘层，然后采用光刻和磁控溅射工艺在绝缘层上制备一层测温薄膜；
31、步骤六、通过光刻和电子束蒸发工艺在微纳防尘罩的底端制备第二键合图形电极；
32、步骤七、通过第一键合图形电极和第二键合图形电极，将衬底与微纳防尘罩进行键合；
33、所述步骤五中，在微纳防尘罩上制备测温薄膜的方法为：
34、通过磁控溅射工艺在微纳防尘罩的绝缘层上制备一层金属薄膜，然后利用管式炉通入空气对金属薄膜热处理，热处理温度为250～400℃，热处理时间大于1h；
35、通过光刻、离子束刻蚀工艺将金属薄膜图形化，制备出测温薄膜。
36、本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术利用成熟的mems技术，将防尘罩尺寸缩小，同时通过在微纳防尘罩上加工特殊结构可完全防止尺寸在数十微米量级以上灰尘颗粒沾污，在大幅缩减封装体积的同时确保器件性能不受影响。同时在微纳防尘罩内壁上集成测温组件，确保测温组件与有机湿敏薄膜表面的间距可控制在微米量级，进而提高湿度传感器测量精度。
37、本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种有机湿敏薄膜的制备方法，其特征在于，所述有机湿敏薄膜为聚酰亚胺湿敏薄膜，所述聚酰亚胺湿敏薄膜的制备方法包括：
2.如权利要求1所述的有机湿敏薄膜的制备方法，其特征在于，所述四羧酸二酐包括但不限于4,4’-联苯醚二酐、均苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐、3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐中的一种或两种及以上的混合物；
3.如权利要求1所述的有机湿敏薄膜的制备方法，其特征在于，所述S1中，四羧酸二酐与芳香二胺的摩尔量之比为1：1，生成的聚酰胺酸溶液的质量分数为10wt％至25wt％；
4.如权利要求1所述的有机湿敏薄膜的制备方法，其特征在于，所述S3得到聚酰亚胺湿敏薄膜后，还包括对聚酰亚胺湿敏薄膜进行改性处理，改性方法包括：将聚酰亚胺湿敏薄膜浸入氢氧化钾溶液中，氢氧化钾溶液中氢氧化钾的质量分数为10～40％，浸入时间为2～6h，浸没温度为15～30℃；取出后用0.1～3mol/L的盐酸漂洗，然后用去离子水清洗多次，在60～80℃烘干；
5.一种聚酰亚胺湿敏薄膜在湿度传感器中的应用，所述聚酰亚胺湿敏薄膜由权利要求1
6.根据权利要求5所述的聚酰亚胺湿敏薄膜在湿度传感器中的应用，其特征在于，所述测温组件包括：
7.根据权利要求5所述的聚酰亚胺湿敏薄膜在湿度传感器中的应用，其特征在于，所述微纳防尘罩的两侧还分别开设有多个用于走线的亚微米级走线孔；
8.根据权利要求5所述的聚酰亚胺湿敏薄膜在湿度传感器中的应用，其特征在于，所述衬底设置为玻璃衬底、石英衬底、表面覆盖绝缘层的硅片衬底中的任意一种；所述微纳防尘罩设置为玻璃微纳防尘罩、石英微纳防尘罩、表面覆盖绝缘层的硅片微纳防尘罩中的任意一种；所述测温薄膜设置为铂测温薄膜。
9.根据权利要求5所述的聚酰亚胺湿敏薄膜在湿度传感器中的应用，其特征在于，所述第一通孔的直径或宽度为1μm～50μm，所述腔室的高度为1μm～5μm。
10.一种具备防尘、测温功能的湿度传感器的制备方法，所述湿度传感器为权利要求5-9任一项所述的湿度传感器，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种有机湿敏薄膜的制备方法，其特征在于，所述有机湿敏薄膜为聚酰亚胺湿敏薄膜，所述聚酰亚胺湿敏薄膜的制备方法包括：
2.如权利要求1所述的有机湿敏薄膜的制备方法，其特征在于，所述四羧酸二酐包括但不限于4,4’-联苯醚二酐、均苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐、3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐中的一种或两种及以上的混合物；
3.如权利要求1所述的有机湿敏薄膜的制备方法，其特征在于，所述s1中，四羧酸二酐与芳香二胺的摩尔量之比为1：1，生成的聚酰胺酸溶液的质量分数为10wt％至25wt％；
4.如权利要求1所述的有机湿敏薄膜的制备方法，其特征在于，所述s3得到聚酰亚胺湿敏薄膜后，还包括对聚酰亚胺湿敏薄膜进行改性处理，改性方法包括：将聚酰亚胺湿敏薄膜浸入氢氧化钾溶液中，氢氧化钾溶液中氢氧化钾的质量分数为10～40％，浸入时间为2～6h，浸没温度为15～30℃；取出后用0.1～3mol/l的盐酸漂洗，然后用去离子水清洗多次，在60～80℃烘干；
5.一种聚酰亚胺湿敏薄膜在湿度传感器中的应用，所述聚酰亚胺湿敏薄膜由权利要求1-4任一项所述的有机湿敏薄...
【专利技术属性】
技术研发人员：阎大伟，吴之清，舒琳，湛治强，张继成，韩尚君，李恪宇，彭丽萍，罗跃川，蒋涛，王雪敏，吴卫东，陈风伟，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：
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