基于柔性PI衬底的加热型传感器/阵列相关技术研究
发布时间：2023-08-26 03:29
随着集成电路及传感器产业的快速发展,开发各种具有便捷制造工艺、低制造成本、轻便可弯曲等特性的新型非硅传感器,在环境检测、运输存储、人体舒适度检测等方面具有广泛的应用需求,检测目标包括环境温度、湿度、有毒、有害气体含量等。对基于有机物衬底的柔性传感器而言,需要解决的难点问题包括：弯曲过程中器件的稳定性；衬底表面金属图形化；材料物理化学性质对于加工温度等条件的限制等。本文根据柔性气体传感器的需求,选用PI材料,通过喷墨打印结合离子交换与自金属化工艺,研究便捷、低成本、可批量生产的柔性气体、湿度、温度传感器／阵列的制备技术,实现了加热器一传感器双面结构的一次性制备,简化工艺步骤。本文主要研究包括：第一,利用喷墨打印技术结合离子交换,实现了PI表面低温溶液法制备图形化金属银。实验中用KOH溶液对于PI胶带进行表面改性,然后通过离子交换技术,利用打印图形作为掩膜,采用牺牲层技术,制备了Ag薄膜结构。对其材料、电学、力学性能测试表明,可以适用于高度柔性应用场合。第二,制备了可用于体温检测的柔性电阻型温度传感器。设计不同图形的Ag薄膜电阻式温度传感器,对其电学、热学性能进行表征。测试表明,温度传感器...
【文章页数】：117 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
内容摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 柔性电子
1.2 柔性衬底
1.3 柔性传感器
1.3.1 敏感材料：有机材料和无机材料
1.3.2 基于金属氧化物的柔性气体传感器
1.4 柔性温控系统
1.5 基于柔性传感器测量电路设计及无线应用
1.5.1 基于柔性传感器测量电路的设计
1.5.2 基于RFID技术的柔性电子标签
1.6 本文研究内容及意义
参考文献
第二章 Polyimide柔性衬底的表面金属化
2.1 柔性衬底：聚酰亚胺
2.2 柔性衬底金属图形化工艺原理
2.2.1 传统MEMS金属图形化工艺原理
2.2.2 表面改性及离子交换法
2.3 制备工艺
2.3.1 实验试剂及仪器
2.3.2 制备步骤
2.4 PI/Ag圈形化薄膜表征
2.4.1 PI/Ag图形化表征
2.4.2 PI/Ag薄膜材料表征
2.4.3 PI/Ag亲疏水性测试
2.4.4 PI/Ag复合薄膜的机械性能测试
2.5 基于光刻技术的PI/Ag材料制备
2.6 本章小结
参考文献
第三章 基于柔性衬底的体温传感器与柔性加热器研究
3.1 加热—温度传感系统研究意义
3.2 基于柔性衬底温度传感器设计
3.2.1 温度传感器工作原理
3.2.2 基于柔性衬底温度传感器结构设计
3.2.3 基于柔性衬底温度传感器性能测试
3.3 基于柔性衬底原位加热器设计
3.3.1 加热器工作原理
3.3.2 基于柔性衬底加热器结构设计
3.3.3 基于柔性衬底加热器性能测试
3.4 结果讨论
3.5 本章小结
参考文献
第四章 基于柔性衬底的加热式湿度传感器研究
4.1 柔性加热式湿度传感器研究意义
4.2 柔性加热式湿度传感器结构和工作原理
4.3 制备工艺
4.3.1 实验试剂及仪器
4.3.2 制备步骤
4.4 柔性加热式湿度传感器测试及表征
4.4.1 湿度环境测试系统
4.4.2 柔性湿度传感器结构形貌表征
4.4.3 测试结果与分析
4.5 本章小结
参考文献
第五章 基于柔性衬底的加热式气体传感器研究
5.1 加热式柔性气体传感器研究背景
5.2 柔性加热式气体传感器工作原理
5.2.1 沉积方式
5.2.2 气体传感器检测原理
5.3 测试结果与分析
5.3.1 无加热结构柔性气体传感器测试
5.3.2 加热式柔性气体传感器测试
5.4 本章小结
参考文献
第六章 基于柔性传感器测量电路设计及无线应用
6.1 测量电路设计
6.1.1 测量转换电路
6.1.2 电容-电压测量转换电路的研究与分析
6.1.3 电路仿真与测试
6.2 基于柔性传感器电子标签设计及其无线应用
6.3 本章小结
参考文献
第七章 总结与展望
附录
致谢
硕士论文期间发表文章
本文编号：3843863
【文章页数】：117 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
内容摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 柔性电子
1.2 柔性衬底
1.3 柔性传感器
1.3.1 敏感材料：有机材料和无机材料
1.3.2 基于金属氧化物的柔性气体传感器
1.4 柔性温控系统
1.5 基于柔性传感器测量电路设计及无线应用
1.5.1 基于柔性传感器测量电路的设计
1.5.2 基于RFID技术的柔性电子标签
1.6 本文研究内容及意义
参考文献
第二章 Polyimide柔性衬底的表面金属化
2.1 柔性衬底：聚酰亚胺
2.2 柔性衬底金属图形化工艺原理
2.2.1 传统MEMS金属图形化工艺原理
2.2.2 表面改性及离子交换法
2.3 制备工艺
2.3.1 实验试剂及仪器
2.3.2 制备步骤
2.4 PI/Ag圈形化薄膜表征
2.4.1 PI/Ag图形化表征
2.4.2 PI/Ag薄膜材料表征
2.4.3 PI/Ag亲疏水性测试
2.4.4 PI/Ag复合薄膜的机械性能测试
2.5 基于光刻技术的PI/Ag材料制备
2.6 本章小结
参考文献
第三章 基于柔性衬底的体温传感器与柔性加热器研究
3.1 加热—温度传感系统研究意义
3.2 基于柔性衬底温度传感器设计
3.2.1 温度传感器工作原理
3.2.2 基于柔性衬底温度传感器结构设计
3.2.3 基于柔性衬底温度传感器性能测试
3.3 基于柔性衬底原位加热器设计
3.3.1 加热器工作原理
3.3.2 基于柔性衬底加热器结构设计
3.3.3 基于柔性衬底加热器性能测试
3.4 结果讨论
3.5 本章小结
参考文献
第四章 基于柔性衬底的加热式湿度传感器研究
4.1 柔性加热式湿度传感器研究意义
4.2 柔性加热式湿度传感器结构和工作原理
4.3 制备工艺
4.3.1 实验试剂及仪器
4.3.2 制备步骤
4.4 柔性加热式湿度传感器测试及表征
4.4.1 湿度环境测试系统
4.4.2 柔性湿度传感器结构形貌表征
4.4.3 测试结果与分析
4.5 本章小结
参考文献
第五章 基于柔性衬底的加热式气体传感器研究
5.1 加热式柔性气体传感器研究背景
5.2 柔性加热式气体传感器工作原理
5.2.1 沉积方式
5.2.2 气体传感器检测原理
5.3 测试结果与分析
5.3.1 无加热结构柔性气体传感器测试
5.3.2 加热式柔性气体传感器测试
5.4 本章小结
参考文献
第六章 基于柔性传感器测量电路设计及无线应用
6.1 测量电路设计
6.1.1 测量转换电路
6.1.2 电容-电压测量转换电路的研究与分析
6.1.3 电路仿真与测试
6.2 基于柔性传感器电子标签设计及其无线应用
6.3 本章小结
参考文献
第七章 总结与展望
附录
致谢
硕士论文期间发表文章
本文编号：3843863
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