[發(fā)明專利]制造芯片的方法、氣體傳感器裝置、在芯片上鍍碳納米管的方法

無效

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• 申請日: 2011-03-11
• 公開（公告）號: CN102279220A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘元志
• 申請（專利權(quán)）人: 潘元志
• 主分類號: G01N27/70
• 分類號: G01N27/70;B81C1/00;B81B7/02
• 代理公司: 北京友聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11343
• 代理人: 尚志峰;汪海屏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納機電系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種制造芯片的方法、一種氣體傳感器裝置和一種在芯片上鍍碳納米管的方法。

背景技術(shù)

呼吸是人類的基本生命現(xiàn)象，通過對呼吸所具有的物理特征(如呼氣量、呼吸頻率等動態(tài)特征)和化學(xué)特征(如呼出氣中的分子成分)的檢測分析，可以獲得有關(guān)人類生理、病理、心理狀況的重要信息，隨著家庭護理概念的日益普及，使得小型化、低成本、便攜式的醫(yī)療診斷設(shè)備逐步走進家庭。同時，MEMS(納機電系統(tǒng))傳感器也不斷朝著家庭護理醫(yī)療儀器領(lǐng)域發(fā)展，這些領(lǐng)域也要求MEMS傳感器件向小型化、低成本和高可靠性方向發(fā)展，以配合此類應(yīng)用。

傳統(tǒng)的呼吸傳感器產(chǎn)品都是其他專用傳感器的附屬，主要采用壓力傳感器件，實時監(jiān)測呼吸氣流引起的氣壓差或者呼吸時胸部、腹部的形狀變化，或者溫度傳感器監(jiān)測鼻口附近溫度的變化。從實際應(yīng)用上講，這些傳感器都給被監(jiān)測者帶來了極大的不便，影響使用的舒適度，難以便攜式使用。并且市場上現(xiàn)有的一些產(chǎn)品還存在價格高，靈敏度低，系統(tǒng)響應(yīng)慢，不能快速檢測多種化學(xué)氣體成份等致命缺點。

因此，需要一種新的方式，能夠靈敏地、快速地針對用戶的呼吸氣體進行檢測，并且能夠做到便攜，同時不影響用戶的舒適。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種新的方式，能夠靈敏地、快速地針對用戶的呼吸氣體進行檢測，并且能夠做到便攜，同時不影響用戶的舒適。

有鑒于此，本發(fā)明提供一種制造芯片的方法，芯片用于氣體傳感器，包括：步驟102，在基底上制作芯片的電極；步驟104，在基底上制作電極間的連線；步驟106，在電極上鍍上碳納米管。通過本技術(shù)方案，可以制造出電極上具有碳納米管的芯片，通過碳納米管保證了氣體傳感器對氣體快速靈敏地檢測。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，步驟102包括：選擇硅片、石英片或者玻璃片作為芯片的基底，并進行烘干；在基底上濺射Cr/Cu種子層；對基底上的Cr/Cu上進行甩膠、光刻；對基底上的Cr/Cu進行蝕刻，以形成電極。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，步驟104包括：在基底上進行甩膠、光刻；在基底上濺射Cr/Cu種子層；對基底進行去膠，以形成連線。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，步驟106包括：在基底上進行甩膠、光刻，以保護連線，釋放電極；在電極上電鍍鎳；在電極的鎳上鍍上碳納米管。

本發(fā)明還提供一種氣體傳感器裝置，包括信號發(fā)生器、傳感器芯片、電流/電壓轉(zhuǎn)換器、帶通濾波器、交/直流轉(zhuǎn)換器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、可編程控制器，其中，

信號發(fā)生器，為傳感器芯片提供正弦波交流信號；

傳感器，傳感器的芯片的電極上覆蓋有碳納米管，接收來自信號發(fā)生器的正弦波交流信號，并對氣體產(chǎn)生感應(yīng)，形成電流信號；

電流/電壓轉(zhuǎn)換器，接收來自傳感器的電流信號，對感應(yīng)電流進行電流/電壓轉(zhuǎn)換以及差分放大，形成交流電壓信號；

帶通濾波器，接收來自電流/電壓傳感器的交流電壓信號，對交流電壓信號進行濾波處理；

交/直流轉(zhuǎn)換器，接收來自帶通濾波器的交流電壓信號，并轉(zhuǎn)換成直流電壓信號；

模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，接收來自交/直流轉(zhuǎn)換器的直流電壓信號，將電壓信號由模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；

可編程控制器，接收來自模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號，并對數(shù)字信號進行分析處理，并輸出結(jié)果數(shù)據(jù)。通過該技術(shù)方案，氣體傳感器裝置可以快速靈敏地檢測氣體，并對氣體進行分析。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，信號發(fā)生器為由運算放大器和RC文氏電橋組成的振蕩器。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，電流/電壓轉(zhuǎn)換器為由運算放大器和反饋電阻組成的并聯(lián)負反饋電路。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，帶通濾波器為RC反饋網(wǎng)絡(luò)和運算放大器組成的二階帶通濾波器。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，交/直流轉(zhuǎn)換器為線性檢波電路。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，還包括：顯示模塊，接收來自可編程控制器的結(jié)果數(shù)據(jù)，并將結(jié)果數(shù)據(jù)以波形的方式進行顯示；存儲模塊，接收來自可編程控制器的結(jié)果數(shù)據(jù)并進行存儲；異常模塊，接收來自可編程控制器的結(jié)果數(shù)據(jù)，并根據(jù)結(jié)果數(shù)據(jù)判斷氣體是否存在異常。

本發(fā)明還提供一種在芯片上鍍碳納米管的方法，芯片用于氣體傳感器，包括：步驟302，將碳納米管均勻分散在丙酮溶液中；步驟304，對含有碳納米管的丙酮溶液進行超聲處理；步驟306，通過電泳，將丙酮溶液中的碳納米管鍍到芯片的電極上。通過該技術(shù)方案，可以將碳納米管均勻附著在芯片的電極上，保證了芯片對氣體的敏感性。