[發明專利]一種新型氣體傳感器

在審

• 申請號: 201711078725.2
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107589150A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 余帝乾
• 申請（專利權）人: 余帝乾
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所44242
• 代理人: 馮筠

技術領域

本發明涉及傳感器封裝技術領域，特別是涉及一種新型氣體傳感器。

背景技術

氣體傳感器是一種將氣體中特定的成分通過某種原理檢測出來，并且把檢測出來的某種信號轉換成適當的電學信號的器件。隨著人類對環保、污染及公共安全等問題的日益重視，以及人們對于生活水平的要求的不斷提高，氣體傳感器在工業、民用和環境監測三大主要領域內取得了廣泛的應用。

根據氣體傳感器檢測氣體的原理的不同，氣體傳感器主要包括催化燃燒式、電化學式、熱導式、紅外吸收式和半導體式氣體傳感器等。其中，半導體式氣體傳感器具有靈敏度高、操作方便、體積小、成本低廉、響應時間短和恢復時間短等優點，使得半導體式氣體傳感器得到了廣泛應用，例如在對易燃易爆氣體(如CH₄，H₂等)和有毒有害氣體(如CO、NO_x等)的探測中起著重要的作用。

氣體傳感器在過去半個多世紀的發展歷程中，廣泛應用于石化、煤礦、醫療、航空航天、工業生產和家居生活等領域。隨著物聯網技術的發展，氣體傳感器的應用需求也不斷增加，特別是具有小尺寸、低功耗、高靈敏和快響應的氣體傳感器具有迫切的應用需求。然而傳統的氣體傳感器制造和封裝技術，比如基于陶瓷管加熱和管殼封裝技術的半導體式氣體傳感器，在尺寸、功耗和靈敏度等方面已經難以滿足物聯網的應用需求。現在基于MEMS技術的氣體傳感器，有望解決這一問題，比如，中國實用新型專利，201520757454.3一種具有兩支撐懸梁六層結構的電阻式氣體傳感器，報道了一種低功耗高靈敏半導體式氣體傳感器。如何對MEMS氣體傳感器芯片和相應的配套集成電路芯片進行封裝，是本領域專業人員關注的問題。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種新型氣體傳感器，所述新型氣體傳感器包括：

傳感器芯片，所述傳感器芯片包括工作電極和加熱電極，所述工作電極設置在所述傳感器芯片的正面，所述加熱電極設置在所述傳感器芯片的背面，用于將所述傳感器芯片加熱到工作溫度；和

封裝殼體，其包括：

上封裝蓋體，其上具有多個通孔，用于流通外部空氣，所述工作電極與所述上封裝蓋體相對設置；和

下封裝蓋體，用于布置引線；

其中，所述傳感器芯片具有多個過孔，用于將所述加熱電極的引線通過所述過孔從所述傳感器芯片的背面引導至正面，以使所述工作電極和所述加熱電極的引線共面布置。

進一步地，所述下封裝蓋板上具有多個支撐柱，所述多個支撐柱用于將所述傳感器芯片懸空在所述封裝殼體內。

進一步地，所述新型氣體傳感器還包括：

電路板，所述電路板上具有一通槽，所述通槽的尺寸稍大于所述傳感器芯片的尺寸，以將所述傳感器芯片放置在所述通槽內，并使所述下封裝殼體緊貼所述電路板的第一表面。

進一步地，所述上封裝蓋體緊貼所述電路板的與所述第一表面相對的第二表面，并覆蓋所述通槽，以將所述傳感器芯片封裝在由所述封裝殼體和所述通槽圍城的空間內。

進一步地，所述下封裝蓋體的尺寸大于所述傳感器芯片的尺寸。

進一步地，所述工作電極的材料選擇為金、鉑或銅材料。

進一步地，所述蓋板為陶瓷材料制成。

進一步地，所述電路板由IC工藝加工而成，所述傳感器芯片為MEMS技術制成。

進一步地，所述電路板的厚度大于或等于所述傳感器芯片的厚度。

進一步地，所述蓋板為平板狀結構。

根據本發明的方案，由于將傳感器芯片設置在具有電路板的通槽內，即相當于將傳感器芯片封裝在由封裝殼體和通槽圍城的空間內，因此，封裝后的氣體傳感器芯片整體體積較小，可以適用于各種小型化精密儀器中。此外，與現有技術中的將加熱電極設置在傳感器芯片的背面，將工作電極設置在傳感器芯片的正面的技術方案相比，本發明中在傳感器芯片上布置多個過孔，以將加熱元件的引線引至傳感器芯片的正面上，并使得工作電極和加熱電極的引線共面布置，如此，極大降低操作難度。

根據下文結合附圖對本發明具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本發明的上述以及其他目的、優點和特征。

附圖說明

后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本發明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中：

圖1是根據本發明一個實施例的新型氣體傳感器的示意性結構圖；