[發(fā)明專利]電化學傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510082174.1
• 申請日: 2015-02-15
• 公開（公告）號: CN104880499B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬蒂亞斯·梅茲;迪米特里·索科爾
• 申請（專利權(quán)）人: ams國際有限公司
• 主分類號: G01N27/403
• 分類號: G01N27/403
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 王波波

1.一種用于感測目標物質(zhì)的電化學傳感器，包括：

電化學單元，包含：

電解質(zhì)基體，其中所述基體貯藏電解質(zhì)；

工作電極，在第一位置處耦接至電解質(zhì)基體；

反電極，在第二位置處耦接至電解質(zhì)基體；

包括穩(wěn)壓器的電子電路，耦接至工作電極和反電極，并且能夠響應(yīng)于在工作電極和反電極之間響應(yīng)于目標物質(zhì)的存在而流動的電流產(chǎn)生輸出信號，

其中所述目標物質(zhì)是氣體，

其中所述電化學單元和穩(wěn)壓器共同集成在襯底中；以及

其中所述襯底位于穩(wěn)壓器的第一側(cè)上，而所述電化學單元位于與穩(wěn)壓器電路的第一側(cè)相對的一側(cè)上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述電解質(zhì)基體是由固態(tài)電解質(zhì)和全氟磺酸構(gòu)成的組中之一。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中：

所述電解質(zhì)基體是浸漬有液體電解質(zhì)的多孔層；以及

所述多孔層包括由以下物質(zhì)構(gòu)成的組中的至少之一：多孔無機材料、二氧化硅、氧化鋁、多孔有機材料、聚合物、具有孔洞的非多孔無機材料、纖維襯底以及玻璃纖維網(wǎng)絡(luò)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述電解質(zhì)基體保持電極與電解質(zhì)相接觸，而無論電化學傳感器的物理朝向。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述穩(wěn)壓器耦接至工作電極和反電極。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述工作電極位于目標物質(zhì)和電解質(zhì)基體的第一側(cè)之間，以及所述反電極位于基底和與電解質(zhì)基體的與第一側(cè)相對的一側(cè)之間。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述工作電極和反電極位于目標物質(zhì)和電解質(zhì)基體的第一側(cè)之間。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述目標物質(zhì)在接觸反電極之前接觸工作電極。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述襯底包括由以下物質(zhì)構(gòu)成的組中的至少之一：硅、二氧化硅、氮化物層、玻璃、聚合物、防水化合物、耐化學化合物。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，還包括：

封裝，密封電子電路并具有開口；

其中所述開口位于電化學單元上方；以及

其中所述封裝包括第二開口，位于電子電路內(nèi)的環(huán)境傳感器上方。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，還包括過濾器，所述過濾器鄰近所述開口并阻擋一個或更多個非目標物質(zhì)。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，還包括電解質(zhì)儲液器，所述電解質(zhì)儲液器鄰近所述電解質(zhì)基體并向電解質(zhì)基體中補充電解質(zhì)。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中使用CMOS工藝來制造所述電化學單元和穩(wěn)壓器。

14.一種用于感測目標物質(zhì)的電化學傳感器，包括：

電化學單元，包含第一和第二電解質(zhì)基體，所述第一和第二電解質(zhì)基體具有多孔結(jié)構(gòu)，其中所述多孔結(jié)構(gòu)貯藏電解質(zhì)；

中間電極，耦接在第一和第二電解質(zhì)基體之間；

底部電極，耦接至第一電解質(zhì)基體的與中間電極相對的一側(cè)；

頂部電極，耦接至第二電解質(zhì)基體的與中間電極相對的一側(cè)；

包括穩(wěn)壓器的電子電路，耦接至頂部電極、中間電極和底部電極，并且能夠響應(yīng)于在任意兩個電極之間響應(yīng)于目標物質(zhì)的存在而流動的電流產(chǎn)生輸出信號，

其中所述目標物質(zhì)是氣體，

其中所述電化學單元和穩(wěn)壓器共同集成在襯底中；以及

其中所述襯底位于穩(wěn)壓器的第一側(cè)上，而所述電化學單元位于與穩(wěn)壓器電路的第一側(cè)相對的一側(cè)上。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的傳感器，

其中所述頂部電極是工作電極，所述中間電極是反電極，以及所述 底部電極是參考電極；以及

其中所述穩(wěn)壓器耦接至工作電極、反電極和參考電極。

16.一種用于制造用于感測目標物質(zhì)的電化學傳感器的方法，包括：

制作具有多孔結(jié)構(gòu)的電解質(zhì)基體；

在第一位置處將工作電極與所述電解質(zhì)基體相耦接；

在第二位置處將反電極與電解質(zhì)基體相耦接；

向所述多孔結(jié)構(gòu)添加電解質(zhì)；以及

將電子電路與工作電極和反電極相耦接，其中所述電子電路包括穩(wěn)壓器并且能夠響應(yīng)于在工作電極和反電極之間響應(yīng)于目標物質(zhì)的存在而流動的電流產(chǎn)生輸出信號，

其中所述目標物質(zhì)是氣體，

其中所述電化學傳感器包括電化學單元，所述電化學單元包括電解質(zhì)基體、工作電極和反電極，

其中所述電化學單元和穩(wěn)壓器共同集成在襯底中，以及

其中所述襯底位于穩(wěn)壓器的第一側(cè)上，而所述電化學單元位于與穩(wěn)壓器電路的第一側(cè)相對的一側(cè)上。