[發明專利]化學穩健的微型氣體傳感器

在審

• 申請號: 201810801155.3
• 申請日: 2018-07-20
• 公開（公告）號: CN109283227A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 閆淼磊;R·M·瑞貝羅
• 申請（專利權）人: 蘋果公司
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李玲

本發明題為“化學穩健的微型氣體傳感器”。本發明提供了一種微型氣體感測設備，所述微型氣體感測設備包括嵌有多個第一加熱元件的基于硅的基板。多個電極設置在所述基于硅的基板上。氣體感測層覆蓋所述電極。多孔或中孔吸附劑層選擇性地過濾氣體混合物中除目標氣體之外的組分，并且允許所述目標氣體到達所述氣體感測層。所述第一加熱元件可操作以周期性地再生至少所述氣體感測層的感測能力。

本申請根據美國法典第35篇第119條要求提交于2017年7月21日的美國臨時專利申請62/535,788的優先權權益，該申請全文以引用方式并入本文。

技術領域

本發明整體涉及傳感器，并且更特別地涉及化學穩健的微型氣體傳感器。

背景技術

用于消費電子產品的微型氣體傳感器代表技術類別，該技術類別可在諸如例如環境和健康監測、智能家居和物聯網(IoT)等應用中實現即將到來的特征和/或產品。金屬氧化物(MOX)氣體傳感器是由于它們的小尺寸、低功率消耗、與半導體制造工藝的相容性以及相對簡單的架構而與消費電子設備集成的最有希望的技術之一。然而，金屬氧化物傳感器中的傳感器材料的化學中毒和失活可導致基線電阻和靈敏度兩者的漂移。這可能導致非常不準確的感測性能以及甚至過早的設備故障。此類漂移和故障模式基于操作環境和周圍環境而有所不同；從而讓全球預測軟件對漂移的補償非常困難。來自環境的各種化學物質，包括硅氧烷、硫酸鹽、氯化物和磷酸鹽在內，已被鑒定為高風險毒物。此外，濕氣(例如水蒸汽)可為能夠降低金屬氧化物傳感器精度的主要干擾物質?；瘜W中毒和傳感器漂移對微型氣體傳感器的大規模市場采用構成巨大挑戰。

生產耐化學中毒和干擾物質的化學穩健的微型氣體傳感器提高了傳感器的長期穩定性和壽命并且促進微型氣體傳感器的大規模市場采用。

附圖說明

本主題技術的一些特征在所附權利要求書中被示出。然而，出于解釋的目的，在以下附圖中闡述了本主題技術的若干實施方案。

圖1是示出根據本主題技術的一個或多個方面的微型氣體感測設備的示例的示意圖。

圖2是示出根據本主題技術的一個或多個方面被封入殼體中的微型氣體感測設備的示例的示意圖。

圖3A-圖3B是示出根據本主題技術的一個或多個方面被封入殼體中的微型氣體感測設備的示例的俯視圖和橫截面示意圖。

圖4是示出根據本主題技術的一個或多個方面的圖1和圖3B的微型氣體感測設備的操作方法的流程圖。

圖5是示出根據本主題技術的一個或多個方面的圖2的微型氣體感測設備的操作方法的流程圖。

圖6是示出示例性無線通信設備的框圖，本主題技術的一個或多個微型氣體傳感器可被集成在該無線通信設備中。

具體實施方式

下面示出的具體實施方式旨在作為本主題技術的各種配置的描述并且不旨在表示本主題技術可被實踐的唯一配置。附圖被并入本文并且構成具體實施方式的一部分。具體實施方式包括具體的細節旨在提供對本主題技術的透徹理解。然而，本主題技術不限于本文所述的具體細節，并且可在沒有所述具體細節中的一者或多者的情況下實踐。在一些情況下，以框圖形式示出了結構和部件，以便避免使本主題技術的概念模糊。

在本主題技術的一個或多個方面，提供了生產強健的微型氣體傳感器的解決方案。本主題技術的氣體傳感器包括有利的特征，諸如改善的穩定性、增強的耐中毒性和減少的信號干擾。所公開的解決方案可用于在諸如智能家居、物聯網(IoT)等應用中以及其他應用中長期實施環境和健康感測以及危險氣體物質檢測。本主題技術允許從進入氣體流中去除化學毒性和干擾物質，以增強傳感器的耐毒性和穩定性，從而導致隨著時間推移而降低的信號漂移。