[实用新型]耐高温高分子湿敏元件

说明书

本发明涉及电子传感器的敏感元件。

目前，国内外已广泛使用的湿敏元件，多以湿敏高分子薄膜做电容介质。由于其介电常数随所吸附的水气量的变化而变化，从而可以用于环境相对湿度的测量。这类湿敏元件，如高分子电容式湿敏元件、高分子场效应湿敏元件，以其精度高、测量范围宽、响应速度快、温度系数小、一致性好、便于大批量生产等优点，倍受生产者和使用者的青睐。

这类湿敏元件敏感部分基本构造是一个电容，即在绝缘衬底上采用真空溅射或镀膜的方法淀积上一层金薄膜做为下电极，在其上涂敷湿敏高分子材料做为电容介质，经条件化处理使其固化，然后再用同样方法在电容介质上淀积上一层金薄膜形成上电极。由于上电极金原子仅是通过物理方法嵌固在电容介质表面，因此若使这类湿敏元件久置高湿环境下，由于感湿材料的亲水作用，吸附的大量水分子使金原子与感湿膜间形成隔离层。故此久置高湿环境下，这类湿敏元件的特征值易于上漂。特别是在60℃以上高湿环境里，由于水分子活动能量急剧增加，很快使金原子与感湿膜分离而使元件失去作用。故此现有的以高分子材料为介质的湿敏元件都不能长时间进行100℃以下全湿范围的测量。

鉴于上述现有的以高分子感湿膜为电容介质的湿敏元件所存在的不足，本发明的目的在于制作一种耐高温的高分子湿敏元件，使其完成100℃以下全湿范围内的测量。

本发明基于前述所分析的湿敏元件不耐高温的原理，在现有的湿敏元件的制造工艺基础上，在敏感电容的上电极上增加了一层保护膜结构，从而使本发明具有了耐高温的特性。

下面结合附图给出本发明的最佳实施例。

附图为耐高温高分子湿敏元件。

如图所示，在绝缘衬底①上采用真空溅射或镀膜的方法淀积上一层金薄膜，经光刻腐蚀成具有一定几何形状的下电极②；再把感湿高分子材料涂敷其上作为电容介质，对于场效应湿敏元件，可直接涂敷在场效应管的下栅极上，经条件化处理使之交联固化形成感湿膜③。这种感湿高分子材料可选用交联的纤维素脂类、聚酰亚胺、酚醛树脂的其中一种。之后在感湿膜③上以同样办法再淀积一层金薄膜形成上电极④。对于场效应湿敏元件则形成上栅极。上电极④极薄并有微孔可使水分子通过。最后在上电极④上再涂敷一层0.6μm－2.5μm厚的保护膜⑤。保护膜⑤的材料可选用有机硅高分子材料、聚酰亚胺、环氧树脂中的一种，经条件化处理使之交联固化，即得本发明所述的耐高温高分子湿敏元件，包括耐高温高分子电容式湿敏元件和耐高温高分子场效应湿敏元件。

实施本发明，能长时间在100℃以下全湿范围内工作。其主要性能指标：测量范围0－100％RH；工作温度－40℃－＋100℃；响应时间；吸湿10秒，脱湿20秒（测程的63％）。具有一致性好、稳定性明显提高，并具有一定耐污染能力，因而使用寿命明显提高。