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,温度传感器的电阻温度系数,可以通过离子交换过程等加以调整,对于蛇形电阻条结构,在-20～+120℃范围内,最高灵敏度(电阻温度系数)可以达到(2.638±0.024)×10-3/℃。第三,创新性地采用双面金属化工艺,制备了加热器—传感器集成结构,为敏感层生长、性能优化提供了低功耗的原位加热控温方式。结合滴涂法与原位加热处理,制备了氧化锌纳米叶结构敏感薄膜。对基于PI、PAA、氧化锌不同感湿材料的湿度传感器性能进行了分析比较。此外,通过原位加热解决了高湿环境下柔性湿度传感器脱湿慢、湿滞大的问题。第四,制备了具有加热器—传感器集成结构的氧化锌气体传感器。利用氧化锌物理、化学吸附特性,对于几种常见气体乙醇、丙酮、氨气等进行了响应测试。实验表明,柔性气体传感器具有较好的性能。集成加热器,经退火工艺处理后的柔性气体传感器响应时间、灵敏度得到明显改善。第五,针对本文设计的三种传感器结构,输出信号为pF量级的微小电容,为方便信号的读取测量,设计了基于开关电容的接口电路设计。同时探索了电容式传感器在柔性电子标签领域应用的可能。本研究所开发的技术,对于未来柔性电子器件、新型柔性气体传感器的研究具有重要的指导意义。