[實用新型]一種疊層結構的微瓦斯傳感器

有效

• 申請號: 201320600030.7
• 申請日: 2013-09-26
• 公開（公告）號: CN203513269U
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 馬洪宇;王文娟
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: B81B7/02
• 分類號: B81B7/02;G01N27/16
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種疊層結構的微瓦斯傳感器，其特征在于：它包括單片瓦斯微反應器（1）及單片溫度檢測器（2）；

所述單片瓦斯微反應器（1）包括：硅框架支座（101）、加熱元件（103）、2個固定端（102）、2個鍵合-固定端（1021）、多個電極引出端（104）、多個鍵合支撐端（301）、金屬凸點（400）與催化劑載體（105）；所述硅框架支座（101）包括硅襯底（11）與埋層氧化硅（12）；所述固定端（102）、鍵合-固定端（1021）、鍵合支撐端（301）均相互獨立的設在硅框架支座（101）的埋層氧化硅（12）上；固定端（102）包括支撐硅層（21）、設在支撐硅層（21）外的氧化硅層（23）、設在氧化硅層（23）上的金屬層（22），所述固定端（102）的支撐硅層（21）內設有摻雜硅層（24），金屬層（22）通過氧化硅層（23）的窗口與摻雜硅層（24）相接觸形成歐姆接觸；鍵合-固定端（1021）、電極引出端（104）與鍵合支撐端（301）均包括支撐硅層（21）、設在支撐硅層（21）外的氧化硅層（23）、設在氧化硅層（23）上的金屬層（22）；加熱元件（103）包括支撐硅層（21）、設在支撐硅層（21）外的氧化硅層（23）；電極引出端（104）也設在硅框架支座（101）的埋層氧化硅（12）上；每個鍵合-固定端（1021）、固定端（102）均與一個對應的電極引出端（104）的一端相連，尤其是金屬層（22）是相連的；電極引出端（104）設有電引出焊盤Pad區域，電引出焊盤Pad區域較佳設在電極引出端（104）的另一端，用引線連接外電路與電極引出端（104）的電引出焊盤Pad區域；所述加熱元件（103）設有硅加熱器（1031）、兩個對稱設置的硅懸臂（1032），硅加熱器（1031）較佳為圓環形，圓環形硅加熱器（1031）中間較佳設有兩個對稱內伸的散熱-支撐硅塊（1033）；所述硅懸臂（1032）的一端與硅微加熱器（1031）相連，另一端與硅框架支座（101）之上的固定端（102）相連；所述加熱元件（103）的硅加熱器（1031）上設有催化劑載體（105），加熱元件（103）的硅加熱器（1031）完全嵌入在催化劑載體（105）中，并且催化劑載體（105）貫穿于硅加熱器（1031）中，尤其是催化劑載體（105）是一個整體結構；在鍵合-固定端（1021）、鍵合支撐端（301）的金屬層（22）上設有金屬凸點（400）；電極引出端（1021）與固定端（102）較佳均設在硅框架支座（101）的同一側，排列順序為一個電極引出端、一個固定端、另一個固定端、另一個電極引出端；

所述單片溫度檢測器（2）包括硅框架支座（101）、硅測溫單元（203）、2個固定端（202）、若干鍵合支撐端（301）；所述硅測溫單元（203）設有硅測溫器（2031）、兩個對稱設置的硅連接臂（2033），2個對稱設置的硅支撐臂（2032）；所述硅測溫器（2031）、硅連接臂（2033）、硅支撐臂（2033）、固定端（202）依次相連；所述硅框架支座（101）包括硅襯底（11）與埋層氧化硅（12）；所述鍵合支撐端（301）、固定端（202）均設在硅框架支座（101）的埋層氧化硅（12）上，所述鍵合支撐端（301）、固定端（202）均包括支撐硅層（21）、設在支撐硅層（21）外的氧化硅層（23）、設在氧化硅層（23）上的金屬層（22）；固定端（202）的支撐硅層（21）內設有摻雜硅層（24），金屬層（22）通過氧化硅層（23）的窗口與固定端（102）的摻雜硅層（24）相接觸形成歐姆接觸；硅測溫單元（203）包括支撐硅層（21）、設在支撐硅層（21）上的氧化硅層（23），硅測溫單元（203）通過固定端（202）固定在硅框架支座（101）上的埋層氧化硅（12）上；

單片溫度檢測器（2）的2個固定端（202）與分別與單片瓦斯微反應器（1）的2個鍵合-固定端（1021）在距離、位置上相對應，單片溫度檢測器（2）的鍵合支撐端（301）與單片瓦斯微反應器（1）對應的鍵合支撐端（301）在位置上相對應，單片瓦斯微反應器（1）與單片溫度檢測器（2）通過金屬凸點（400）緊密連接；單片溫度檢測器（2）的硅測溫單元（203）位于單片瓦斯微反應器（1）的有催化劑載體（105）的加熱元件（103）正上方；單片瓦斯微反應器（1）的位于外側的一個電極引出端（104）、一個鍵合-固定端（1021）及其上的金屬凸點（400）、單片溫度檢測器（2）的一個固定端（202）、硅測溫單元（203）、單片溫度檢測器（2）的另一個固定端（202）、單片瓦斯微反應器（1）的另一個鍵合-固定端（1021）及其上的金屬凸臺（400）與單片瓦斯微反應器（1）的另一個位于外側的電極引出端（104）形成一個二端測溫器件通路；單片溫度檢測器（2）的尺寸小于單片瓦斯微反應器（1）的尺寸使單片瓦斯微反應器（1）的電極引出端（104）的電引出焊盤Pad區域不被單片溫度檢測器（2）覆蓋，并能進行引線鍵合。