该文通过有限元仿真获得微机电系统(MEMS)声学传感器在Parylene-C封装前后的灵敏度变化, 并以集**数等效电路模型推导出器件的接收灵敏度与电压激励下薄膜振幅的转换系数Krt, 从而探究了Parylene-C封装对器件功能的影响。测试结果显示, 器件的接收灵敏度和振幅均值在封装后分別降至原有的42%和48%, 两者降幅相近, 这表明封装前后Krt不变, 因此, 通过测量谐振振幅可评估器件灵敏度的变化。采用此方法对同一批器件进行快速筛选, 可提高效率; 同时仿真得到封装后的灵敏度降至55%, 与振幅测试结果相近, 二者相互印证。

房颤、血栓等患者抗凝药物日常口服等场景迫切需要凝血参数快速检测, 本文设计和制作了一种Parylene-C增强型石英晶体微天平(QCM)传感器及其耗散因子检测系统用于凝血测量。首先使用Parylene-C有效增加石英晶体微天平传感器的峰峰值和有效使用次数, 基于传感器耗散因子对血液凝固过程血液粘弹性变化敏感, 设计电导谱分析法的压电传感器耗散因子快速测量系统, 对血浆部分凝血活酶时间(aPTT)进行测量。并用SYSMEX CS 5100光学凝血仪、Lambda 950分光光度计验证系统测量结果。实验表明, Parylene-C增强型QCM传感器信号峰峰值增加8±1%, 传感器aPTT实验有效重复使用次数为30次, 系统30 ℃温差最大耗散偏移2.09×10-6。aPTT耗散曲线与光学法(lambda 950)吸光度曲线变化趋势一致。与SYSMEX CS 5100临床结果线性拟合决定系数R2为0.99。同样本10次重复实验结果变异系数为1.48%。Parylene-C增强型QCM传感器与耗散分析法的联合应用具备多场景下凝血参数快速检测的能力, 系统温度稳定性好, 具有满足即时检测应用的潜力。

针对声表面波(SAW)传感器对品质因数、寿命和成本的要求，研制了Parylene增强型SAW传感器。根据金属剥离工艺要求，利用LOR剥离胶和AZ5214光刻胶双层胶旋涂工艺制作了梯形结构；在传统光学光刻条件下制作了2 μm的超细叉指电极。传感器制作过程利用了MEMS工艺，不仅实现了传感器的微型化，还可以批量化生产，得到的以石英为基底的传感器谐振频率达到249.077 953 MHz。最后在传感器的表面镀制Parylene聚合物薄膜以提高基底温度灵敏度。实验对比了未增强型（未镀Parylene）和增强型SAW传感器 (镀Parylene)的温度灵敏度。结果显示：未增强型SAW传感器温度灵敏度为2.048 kHz/℃，Parylene增强型SAW传感器温度灵敏度为2.855 kHz/℃，比前者提高了0.807 kHz/℃，且镀Parylene之后谐振频率变化量与温度具有较好的线性度，线性相关系数达到0.996 15。实验证明，Parlene增强型SAW传感器的性能优于未增强的SAW传感器。

为了研制具有高导通电流和高导通速率能力的单触发开关,利用微加工技术制备了基于Parylene C的三明治结构单触发开关.在主回路充电电压1.0 ~1.6 kV的范围内,分析了开关触发回路电流、电压特性,导通峰值电流、上升时间、开关延迟时间,并且对单触发开关的电感、电阻做了估算.结果表明,基于Parylene C的单触发开关性能优于基于聚酰亚胺的单触发开关;随着开关加载电压的升高,开关导通的峰值电流呈现不断增大的趋势,但是上升时间几乎不变,其延迟时间分布在1~200 μs之间,呈随机性分布,开关电阻随其作用时间增加不断增大.

通过对仅有单层介电薄膜双液体变焦透镜模型的相关理论分析, 得出介电层薄膜的厚度及均匀性对双液体变焦透镜的性能影响很大, 并绘制了双液体变焦透镜焦距与驱动电压、介电层厚度的关系曲线.在此基础上, 以降低双液体变焦透镜的驱动电压为目的, 对介电层的选择进行了分析, 选择既可充当介电层又可充当疏水层的派瑞林材料作为双液体变焦透镜的介电层材料, 通过真空蒸发镀膜工艺得到了合适厚度的介电层派瑞林薄膜, 并对所镀薄膜表面形貌以及厚度进行了测试.选择氯化钾以及溴代十二烷作为导电液体和油性液体, 利用离心方式除去液体中溶有的气体, 进而制作完成双液体变焦透镜样品.电驱变焦实验得到低压双液体变焦透镜样品的变焦范围为±20 mm, 驱动电压约为30 V, 对于实验过程中出现的迟滞效应, 通过对杨氏方程中引入摩擦力项, 合理地解释了其原因.

使用自制的分子束源制备了聚对二甲苯(Parylene-N, PPXN)薄膜。通过对该分子束源的设计和不断优化, PPXN薄膜可以在室温、10-3 Pa的较低反应压强下以0.01 nm/s~0.02 nm/s的速率沉积聚合。用红外透射光谱和原子力显微镜测量了PPXN薄膜的成分和表面形貌。结果表明, 所制备的薄膜成分为PPXN, 薄膜呈波浪状、无尖刺的表面形貌。准确控制的PPXN薄膜在有机电致发光二极管中用作缓冲层, 对载流子的注入和传输进行调控, 有效地改善了器件内部的载流子平衡。最优化结构的器件较未插入PPXN缓冲层的器件, 电流效率提高80%以上。

针对多通道柔性神经微电极的设计及制作，研究了微电极的加工工艺。采用一种新型的柔性聚合物材料——聚对二甲苯(parylene C)作为微电极的基底和绝缘材料，借助微细加工技术，制作了36通道(按6×6矩阵排列)的柔性神经微电极，微电极的尺寸分别为Φ150 μm(圆形)和150 μm×150 μm(方形)，电极引线线宽为30 μm。无论微电极为圆形或方形，表面均平整光滑、轮廓清晰。电学性能测试结果表明，1 kHz时微电极的阻抗仅为7 kΩ左右，且随着频率的增加，阻抗逐渐降低，呈明显高通特性。微电极加工质量较好，电学性能优良，实现了微电极和柔性基底的集成，有利于高效率批量制作，为视觉假体中柔性神经接口的研制奠定了基础。