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1、第13卷第6期光学精密工程Vol.13No.62005年12月OpticsandPrecisionEngineeringDec.2005文章编号10042924X(2005)0620674207基于柔性MEMS皮肤技术温度传感器阵列的研究肖素艳,车录锋,李昕欣,王跃林(中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术国家重点实验室,上海200050)摘要:采用MEMS皮肤技术,在聚酰亚胺柔性衬底上成功研制出8×8阵列铂薄膜热敏电阻温度传感器。实验采用热氧化硅片为机械载体,以便于旋涂液态聚酰亚胺柔性衬底上器件的加工。最后用湿法腐蚀方法将柔性器件从载体上释放下来。试验表明聚酰亚胺衬底
2、上的铂薄膜热敏电阻与温度的变化具有良好的线性,其电阻温度系数达0.0023/℃。与固态聚酰亚胺膜衬底相比,采用旋涂液态聚酰亚胺解决了制备中遇到的两大主要困难:其一,消除了涂聚酰亚胺衬底与载体界面之间的气泡,聚酰亚胺衬底表面能保持良好平整度;其二,制备过程中由于热循环而使柔性衬底产生的热膨胀明显减小。这种柔性温度传感器阵列易贴于高曲率物体表面以探测小面积温度场分布。关键词:皮肤技术;聚酰亚胺;柔性衬底;铂薄膜电阻;温度传感器中图分类号:TP212.11文献标识码:AAtemperaturesensorarraybasedonflexibleMEMSskintechnologyX
3、IAOSu2yan,CHELu2feng,LIXin2xin,WANGYue2lin(StateKeyLaboratoryofTransducerTechnology,ShanghaiInstituteofMicrosystemandInformationTechnology,ChineseAcademyofSciences,Shanghai200050,China)Abstract:A8×8arrayplatinumfilmresistortemperaturesensoronpolyimideflexiblesubstratewassuccessfullyfabricat
4、edbasedonMEMSskintechnology.Theflexiblepolyimidesubstratewereformedbyspin2coatingliquidpolyimideonathermallyoxidizedsiliconwafer.Thewaferwasusedasame2chanicalcarrierfortheflexiblesubstrateduringdevicefabrication.Thefinishedflexibledeviceswerefinallyseparatedfromthecarrierbywetetching.Thetes
5、tresultsshowthattheplatinumfilmresistortemperaturesensorsonpolyimidesubstratesexhibitexcellentlinearityandthetemperaturecoefficientofresistanceiscloseto0.0023/℃.Thespin2coatedliquidpolyimidesolvestwomajorproblemscom2paringwiththesolidpolyimidesheetsasaflexiblesubstrate.First,flatnessofthefl
6、exiblesubstrateismaintainedwithnoairbubblesbetweentheinterfaceofployimideandsilicon.Second,thethermalex2pansionoftheflexiblesubstratesduringthefabricationprocessduetothermalcyclingisreducedgreatly.Theflexibleskinwithatemperaturesensorarraycanbeeasilyattachedonahighlycurvedsurfacetodetecttem
7、peraturedistributioninsideasmallarea.Keywords:skintechnology;polyimide;flexiblesubstrate;platinumfilmresistor;temperaturesensor收稿日期:2005209201;修订日期:2005209216.基金项目:国家863高技术研究发展计划资助项目(No.2003AA404090)。第6期肖素艳,等:基于柔性MEMS皮肤技术温度传感器阵列的研究6751引言2传感器阵列结构设计随着微加工技术
