2019-10-14 16:58
天津津腾实验设备有限公司发现由于平行板电容器的极板间有效面积大、极板间距小，而且电容产生的几乎所有电场线都穿过对湿度敏感的电介质材料，所以具有三明治型电极结构的湿度传感器敏感电容大、灵敏度高。但是，三明治型的电极结构也有一些缺点：
(1）这种电极结构的传感器需要制作两层金属并图形化，所以其制作工艺更加复杂。
(2）两层金属都需要引线，可能存在台阶覆盖问题。在柔性衬底受应力的情况下，台阶处的金属层更容易断裂，从而导致器件失效。
(3）如果电介质层在制备过程中引入某些缺陷，如针孔等，则在上电极淀积过程中可能造成上下极板连通，从而导致器件失效。
(4）为了使外界的水分子可以渗入电介质层，一般需要特殊设计上电极，使其具有一定的透气性。例如，用多孔导电材料制备上电极；将上电极图形化为网格状等等。这增加了工艺的复杂性。
柔性衬底材料聚四氟乙烯
为白色蜡状热塑性树脂，是由四氟乙烯共聚而成的全氟聚合物。聚四氟乙烯是RoyPlunkett于1938年在工作中偶然发现的，后来得到了美国军方的关注，作为原子弹、炮弹的防熔密封垫圈使用。这种材料在二战之后被解密，由美国杜邦公司首先将其投入工业化生产。其分子的结构式，它具有完全的对称性，且无支链，是线性高分子材料，其分子没有极性。聚四氟乙烯具有结晶度高、分子量大、分子中没有支链、氟原子紧密排布在碳-碳骨架的周围、碳原子链扭曲成Z字型、碳-氟键能高和氟原子对主链起屏蔽作用等结构特点。聚四氟乙烯这种特殊结构，决定了其具有摩擦系数小、不吸水、不黏、不燃、耐热性好、使用温度范围宽和介电性质优异等特点。
聚四氟乙烯的结晶熔点为327℃，熔点以上为透明状态，几乎不流动。常温至250℃，聚四氟乙烯几乎不能被任何化学药品侵蚀，只有高温高压下的氟和熔融的碱金属才能对其有作用。本文中天津津腾实验设备有限公司采用的是疏水型的聚四氟乙烯微孔滤膜，液态水在其表面受到表面张力的作用，不能浸润或者渗入滤膜中，只能作为水珠存在。另外，聚四氟乙烯微孔滤膜虽然含有丰富的孔隙结构，但绝大部分孔径都小于10μm。由于聚四氟乙烯的疏水性，水在微孔表面会受到向外的张力作用，所以液态水不能通过聚四氟乙烯微孔滤膜。总之，聚四氟乙烯具有良好的电绝缘性、耐温性能（能在-180℃～250℃的温度下长期工作）和力学性能。而且聚四氟乙烯对生物没有毒性。更为重要的是，聚四氟乙烯具有良好的防水透气功能，而且不易吸附水分子。这些独特的优点，使得聚四氟乙烯微孔滤膜可以作为柔性湿度传感器的衬底使用。
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