[發明專利]一種新型氨氣傳感器芯片及其制備方法

在審

• 申請號: 202011224566.4
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112362716A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 謝光遠;時可;邱電榮;尹亮亮;吳旭旭
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: G01N27/407
• 分類號: G01N27/407;G01N27/41
• 代理公司: 棗莊小度智慧知識產權代理事務所(普通合伙) 37282
• 代理人: 鄭素娟

1.一種新型氨氣傳感器芯片，其特征在于：包括由上而下依次設置的第一層流延基片、第二層流延基片、第三層流延基片、第四層流延基片、第五層流延基片，在第一層流延基片正面印刷公共外電極，其反面印刷非活性電極，在第一層流延基片反面或第三層流延基片正面印刷催化電極，非活性電極和公共外電極形成泵氧功能單元，催化電極和公共外電極形成測氨功能單元；在第三層流延基片反面或第四層流延基片正面印刷參考電極；在第五層流延基片正面印刷加熱電阻，加熱電阻上下兩側分別印刷絕緣層，加熱電阻通過小孔和第五層流延基片反面引腳相連。

2.如權利要求1所述的一種新型氨氣傳感器芯片，其特征在于：催化電極是在相應位置表面先印刷催化電極非活性電極層，其上用多孔漿料印刷催化電極催化層。

3.如權利要求1所述的一種新型氨氣傳感器芯片，其特征在于：非活性電極和催化電極由已沖孔的第二層流延基片分隔開并形成進氣緩沖間、第一腔室以及第二腔室，兩腔室之間留有狹縫擴散通道。

4.如權利要求1-3任一所述一種新型氨氣傳感器芯片的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）在第一層流延基片正面印刷公共外電極，反面印刷非活性電極，在第一層流延基片反面或第三層流延基片正面印刷催化電極，非活性電極和催化電極由已沖孔的第二層流延基片分隔開并形成第一腔室和第二腔室，兩腔室之間留有狹縫擴散通道，非活性電極和公共外電極形成極限電流型主泵用于泵氧測試氧含量，催化電極和公共外電極形成極限電流型測量泵用于測量氨氣含量；

（2）第三層流延基片反面或第四層流延基片正面印刷參考電極，在第五層流延基片正面印刷加熱電阻，加熱電阻上下兩側有絕緣層，加熱電阻通過小孔與第五層流延基片反面的小孔相連；

（3）將五層基片經過等靜壓疊合成為整體生坯，切割生坯形成單個芯片生坯；經過排膠并在1450攝氏度燒結1-3小時，制得新型氨氣傳感器芯片。

5.根據權利要求4所述的新型氨氣傳感器芯片的制備方法，其特征在于，催化電極先印刷一個非活性電極然后其上再印刷催化層，催化層具有促進尾氣中氨氣與氧反應的能力，根據反應后氧含量的減少計算出尾氣中氨氣的含量。

6.根據權利要求4所述的新型氨氣傳感器芯片的制備方法，其特征在于，所述印刷加熱電阻阻值為2~20歐姆。

7.根據權利要求4所述的新型氨氣傳感器芯片的制備方法，其特征在于，在新型氨氣傳感器芯片中的各元件所用對應漿料是指：催化電極的非活性電極層的印刷用鉑金漿料，鉑金漿料中鉑含量為50~99wt%，鉑金漿料中金含量為1~50wt%；鉑金漿料中：鉑的粒徑為0.01～0.5μm，金的粒徑為0.01～0.5μm；

催化電極的催化層印刷用多種具有催化功能的漿料，其中V₂O₅, WO₃,TiO₂，NiO, Au含量分別為0~50wt%，漿料中：各粉體的粒徑為0.01～0.5μm。

8.根據權利要求4所述的新型氨氣傳感器芯片的制備方法，其特征在于，公共外電極、公共外電極的引線、參考電極、參考電極的引線、加熱電阻的電阻絲、電阻絲的引線、電阻絲的引腳的印刷用鉑漿，鉑漿中的鉑粒徑為0.01～0.5μm。