[發(fā)明專利]一種疊層式氣敏傳感器結(jié)構(gòu)及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610217304.2
• 申請(qǐng)日: 2016-04-08
• 公開（公告）號(hào): CN105758899B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬駿;王毅;肖周;吳建昆;云付珍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明貴研金峰科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N27/14
• 分類號(hào): G01N27/14;G01N27/16
• 代理公司: 昆明今威專利商標(biāo)代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

本發(fā)明提出了一種疊層式氣敏傳感器結(jié)構(gòu)及其制造方法，具有使用和組合靈活的特點(diǎn)。其采用陶瓷基片作為疊層單元，其上加工有孔，中間固定氣敏傳感器小球，小球通過引線固定到基片的電極導(dǎo)線上，再通過基片上的引出電極處引出導(dǎo)線；基片間通過粘結(jié)材料粘結(jié)在一起，基片間的孔是聯(lián)通的。根據(jù)應(yīng)用要求可以改變基片的類型和組合方式，實(shí)現(xiàn)單一功能或多功能的氣敏檢測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣敏傳感器領(lǐng)域，主要是提出了一種新的氣敏傳感器結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)

氣敏傳感器是眾多傳感器中的一類，根據(jù)其工作原理的不同，可以分為金屬氧化物半導(dǎo)體式、催化燃燒式、電化學(xué)式、光學(xué)(如紅外)式、熱導(dǎo)式、高溫離子化、光離子化等多種類型氣敏傳感器，在生產(chǎn)和生活中起著重要作用。在傳感器生產(chǎn)工藝中，常用的制造工藝：球式、片式和半導(dǎo)體工藝，根據(jù)不同的工作原理的傳感器會(huì)選用與之匹配的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝。

球式：也稱為繞絲式工藝，將加熱絲或傳感絲繞制成螺旋，螺旋可以采取空芯繞制也可以利用瓷管等做骨架繞制，并在其上涂覆載體和氣敏材料，最終形成類似球狀的傳感器結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)在工業(yè)生產(chǎn)中已使用了很多年，目前仍然在廣泛使用。

片式：為規(guī)模化生產(chǎn)方便，便于采用絲網(wǎng)印刷工藝，將傳感器的各組成部分按片式結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合，如專利“片式氣體傳感器CN201575984U”提出了一種常見的金屬氧化物半導(dǎo)體材料片式氣敏傳感器結(jié)構(gòu)，分別將氣敏測(cè)量膜和加熱膜涂覆在基板的上表面和下表面，再引出到器件基座上組裝成為傳感器。此外，汽車用氧傳感器也逐步從管式結(jié)構(gòu)向片式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，專利“一種片式氧傳感器的制造方法及片式氧傳感器CN102288664A”闡述了此類傳感器的制作工藝和方法。

半導(dǎo)體工藝：由于傳統(tǒng)的球式和片式制作出來的傳感器體積較大，而半導(dǎo)體工藝自動(dòng)化程度高，制作的氣敏傳感器體積小、一致性好，如紅外式CO₂傳感器等基本全部采用半導(dǎo)體工藝進(jìn)行生產(chǎn)，近年在半導(dǎo)體技術(shù)中出現(xiàn)的微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)更加速了傳感器領(lǐng)域的進(jìn)步，氣敏傳感器也朝著這一方向在發(fā)展。

目前常見的傳感器中，金屬氧化物半導(dǎo)體式、催化燃燒式主要采用球式和片式進(jìn)行制造生產(chǎn)。汽車用氧傳感器則有管式和片式兩種結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提出了一種結(jié)合球式和片式傳感器優(yōu)點(diǎn)的新型的氣敏傳感器結(jié)構(gòu)，并且可以通過多片不同氣敏傳感器單元進(jìn)行疊層封裝，實(shí)現(xiàn)多功能氣敏檢測(cè)，如多種氣體對(duì)象、氣體濃度+溫度等的檢測(cè)功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的疊層式氣敏傳感器結(jié)構(gòu)及其制造方法是采用陶瓷基片作為疊層單元，由一片或多片基片堆疊構(gòu)成，其上加工有孔，用于安裝傳感器敏感小球；基片間的孔互相連通，中間固定傳感器敏感小球，敏感小球通過引線固定到基片的電極導(dǎo)線上，再通過基片上的引出電極處引出導(dǎo)線，基片間通過粘結(jié)材料粘結(jié)在一起，根據(jù)應(yīng)用要求可以改變基片的類型和組合方式，實(shí)現(xiàn)單一功能或多功能的氣敏檢測(cè)。

所述基片上的引出電極具有兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)或六個(gè)。

所述基片的電極導(dǎo)線和基片上的引出電極使用鉑、金、鈀、釕或銀漿料，或混合使用。

所述的基片上覆蓋有氧化鋁或玻璃體惰性材料，并作為基片間的粘結(jié)劑使用。

所述的傳感器基片單元，其堆疊層數(shù)可為一層到十二層。

本發(fā)明的疊層式氣敏傳感器結(jié)構(gòu)應(yīng)用于多種氣體對(duì)象或氣體濃度+溫度等的檢測(cè)。

附圖說明

圖1疊層式氣敏傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2兩電極疊層式氣敏傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1和圖2中，陶瓷材料基片1，中央加工圓形通孔2，氣敏傳感器小球3，導(dǎo)電電極引線4，引出電極5，金屬引線6。

具體實(shí)施方式