[發(fā)明專利]催化式氣體傳感元件、加工方法和催化式氣體傳感器在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010311714.X | 申請(qǐng)日： | 2020-04-20 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN111443114A | 公開（公告）日： | 2020-07-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 荊高山;樊曉華 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 江蘇集萃智能集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)研究所有限公司 |
| 主分類號(hào)： | G01N27/16 | 分類號(hào)： | G01N27/16 |
| 代理公司： | 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103 | 代理人： | 孫仿衛(wèi) |
| 地址： | 214000 江蘇省無(wú)錫市新吳*** | 國(guó)省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 催化 氣體 傳感 元件 加工 方法 傳感器 | ||
1.一種催化式氣體傳感元件，其特征在于：所述催化式氣體傳感元件包括：
薄膜基底，所述薄膜基底的導(dǎo)熱系數(shù)小于5.0W/m.k，厚度小于30μm、能夠耐受500℃以上高溫且絕緣；
檢測(cè)元件，所述檢測(cè)元件在所述薄膜基底上加工而成，所述檢測(cè)元件包括用于使所述檢測(cè)元件加熱到所需的起燃溫度的檢測(cè)元件加熱電極、用于對(duì)所述檢測(cè)元件的溫度進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)元件溫度檢測(cè)電極；
參考元件，所述參考元件在所述薄膜基底上加工而成，所述參考元件包括用于使所述參考元件加熱到所需的起燃溫度的參考元件加熱電極、用于對(duì)所述參考元件的溫度進(jìn)行檢測(cè)的參考元件溫度檢測(cè)電極；
多孔沉積層，所述多孔沉積層包括沉積在所述檢測(cè)元件上的含有催化劑的多孔載體、沉積在所述參考元件上的不含催化劑的多孔載體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化式氣體傳感元件，其特征在于：所述薄膜基底采用陶瓷、玻璃或金屬氧化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化式氣體傳感元件，其特征在于：所述薄膜基底上加工有隔離所述檢測(cè)元件和所述參考元件的鏤空區(qū)域。
4.一種如權(quán)利要求1所述的催化式氣體傳感元件的加工方法，其特征在于：所述催化式氣體傳感元件的加工方法包括以下步驟：
步驟1：準(zhǔn)備所述薄膜基底，在所述薄膜基底上加工所述檢測(cè)元件和所述參考元件；
步驟2：在所述參考元件上方沉積所述不含催化劑的多孔載體；
步驟3：在所述檢測(cè)元件上方沉積所述含有催化劑的多孔載體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的催化式氣體傳感元件的加工方法，其特征在于：所述步驟1中，在所述薄膜基底的表面利用光刻、金屬蒸鍍/濺射、刻蝕工藝加工出所述檢測(cè)元件和所述參考元件，或者，在所述薄膜基底的表面利用光刻、金屬蒸鍍/濺射、剝離工藝加工出所述檢測(cè)元件和所述參考元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的催化式氣體傳感元件的加工方法，其特征在于：所述步驟1中，將所述薄膜基底放置在承托物表面，所述承托物采用硅晶圓。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的催化式氣體傳感元件的加工方法，其特征在于：所述步驟2中，利用高精密絲網(wǎng)印刷工藝，在所述參考元件上方沉積所述不含催化劑的多孔載體并烘干表面，在所述步驟3中，利用高精密絲網(wǎng)印刷工藝，在所述檢測(cè)元件上方沉積所述含有催化劑的多孔載體并烘干表面；然后利用高溫?zé)Y(jié)工藝使得所述不含催化劑的多孔載體和所述含有催化劑的多孔載體形成穩(wěn)定的多孔結(jié)構(gòu)。
8.一種如權(quán)利要求3所述的催化式氣體傳感元件的加工方法，其特征在于：所述催化式氣體傳感元件的加工方法包括以下步驟：
步驟1：準(zhǔn)備所述薄膜基底，在所述薄膜基底上加工所述檢測(cè)元件和所述參考元件；
步驟2：在所述參考元件上方沉積所述不含催化劑的多孔載體；
步驟3：在所述檢測(cè)元件上方沉積所述含有催化劑的多孔載體；
步驟4：加工所述鏤空區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的催化式氣體傳感元件的加工方法，其特征在于：所述步驟4中，利用高功率激光或高精密機(jī)械加工工藝，加工出所述鏤空區(qū)域。
10.一種催化式氣體傳感器，其特征在于：所述催化式氣體傳感器包括：
催化式氣體傳感元件，所述催化式氣體傳感元件為權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的催化式氣體傳感元件；
恒功率輸出電路，所述恒功率輸出電路分別與所述檢測(cè)元件中的所述檢測(cè)元件加熱電極、所述參考元件中的所述參考元件加熱電極相連接，所述恒功率輸出電路用于向所述檢測(cè)元件加熱電極、所述參考元件加熱電極施加相同功率，以使所述檢測(cè)元件加熱電極和所述參考元件加熱電極達(dá)到相同的所述起燃溫度；
惠斯通電橋差分檢測(cè)電路，所述惠斯通電橋差分檢測(cè)電路分別與所述檢測(cè)元件中的所述檢測(cè)元件溫度檢測(cè)電極、所述參考元件中的所述參考元件溫度檢測(cè)電極相連接，所述惠斯通電橋差分檢測(cè)電路用于使所述檢測(cè)元件溫度檢測(cè)電極和所述參考元件溫度檢測(cè)電極構(gòu)成惠斯通電橋，并基于所述惠斯通電橋輸出能夠反映可燃?xì)怏w濃度的電信號(hào)。
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