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原文传递热线型气体传感器芯片、传感器及传感器的制备方法

专利名称：	热线型气体传感器芯片、传感器及传感器的制备方法
摘要：	本发明提供了一种热线型气体传感器芯片，包括：硅基底，包括相对设置的第一表面及第二表面；所述硅基底包括中心加热区及外围支撑区，所述中心加热区包括贯穿所述第一表面以及所述第二表面的空气绝热腔；加热电阻膜，设于第一表面上；加热电极，设于所述第一表面上并部分覆盖所述加热电阻膜；功能层，设于所述加热电阻膜上方并位于所述中心加热区，所述功能层为气体敏感层或环境补偿层。本发明公开的热线型气体传感器芯片，传感器及传感器的制作方法，通过在硅基底上设置加热电极，加热电阻膜及功能层，并将功能层设为气体敏感层或环境补偿层，可制作具有不同功能层的热线型传感器芯片，从而可工业化制作热线型气体传感器芯片。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	苏州纳格光电科技有限公司
发明人：	崔铮;张克栋;刘福星;余飞;陈晓越;袁伟;李亚邦;常晓远
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-23T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-25T00:00:00+0800
申请号：	CN201910326723.3
公开号：	CN109932402A
代理机构：	苏州威世朋知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	杨林洁
分类号：	G01N27/12(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	215000 江苏省苏州市工业园区星湖街218号生物纳米园A4楼109室
主权项：	1.一种热线型气体传感器芯片，其特征在于，包括：硅基底，包括相对设置的第一表面及第二表面；所述硅基底包括中心加热区及外围支撑区，所述中心加热区包括贯穿所述第一表面以及所述第二表面的空气绝热腔；加热电阻膜，设于第一表面上；加热电极，设于所述第一表面上并部分覆盖所述加热电阻膜；功能层，设于所述加热电阻膜上方并位于所述中心加热区，所述功能层为气体敏感层或环境补偿层。 2.根据权利要求1所述的热线型气体传感器芯片，其特征在于，所述功能层为气体敏感层，所述气体敏感层由设于所述加热电阻膜表面的气体敏感浆料烧结而形成。 3.根据权利要求2所述的热线型气体传感器芯片，其特征在于，所述气体敏感浆料的材料包括二氧化锡、氧化锌或者氧化钨中的一种或者几种，以及贵金属催化剂和催化助剂。 4.根据权利要求1所述的热线型气体传感器芯片，其特征在于，所述功能层为环境补偿层，所述环境补偿层由设于所述加热电阻膜表面的环境补偿浆料烧结而形成。 5.根据权利要求4所述的热线型气体传感器芯片，其特征在于，所述环境补偿浆料的材料包括二氧化锡、二氧化钍、二氧化钛、二氧化锆、二氧化铈、氧化镧、氧化钙、氧化钡、氧化铝、二氧化硅、氧化镁、二氧化铪、氧化铜、氧化锌、氧化钨中的一种或几种。 6.根据权利要求1所述的热线型气体传感器芯片，其特征在于，所述环境补偿层的阻值不小于10MΩ。 7.根据权利要求1所述的热线型气体传感器芯片，其特征在于，所述功能层的厚度为0.001um～20um。 8.根据权利要求1所述的热线型气体传感器芯片，其特征在于，所述加热电阻膜的阻值为10Ω～500Ω。 9.根据权利要求1所述的热线型气体传感器芯片，其特征在于，所述加热电阻膜的制备材料为锑锡氧化物、铟锡氧化物、氟掺杂二氧化锡、氟磷共掺杂二氧化锡、铝掺杂氧化锌、二氧化钌、二氧化钌/银复合材料、二氧化钌/银钯复合材料中的任意一种。 10.根据权利要求9所述的热线型气体传感器芯片，其特征在于，所述加热电阻膜的形状为长方形、正方形或者圆形中的一种或多种的组合。 11.根据权利要求1所述的热线型气体传感器芯片，其特征在于，所述加热电极由设于述第一表面的设定金属导电浆料烧结而形成。 12.根据权利要求1所述的热线型气体传感器芯片，其特征在于，所述加热电阻膜包括至少一个第一支撑部，所述加热电极包括至少一个覆盖所述第一支撑部的第二支撑部，所述第一支撑部与所述第二支撑部的形状相同，所述第一支撑部由所述加热电阻膜位于所述中心加热区的部分向所述外围支撑区延伸而形成，所述第二支撑部由所述加热电极位于所述外围支撑区的部分向所述中心加热区延伸。 13.根据权利要求12所述的热线型气体传感器芯片，其特征在于，所述第二支撑部的宽度小于或等于所述第一支撑部的宽度。 14.一种热线型气体传感器，其特征在于，包括封装外壳及设于所述封装外壳内的至少两个如权利要求1-13中任意一项所述的热线型气体传感器芯片；所述封装外壳包括基座，设于基座上方的开口及设于所述基座内的电连接件；每个所述热线型气体传感器芯片均通过所述电连接件与所述基座电性连接。 15.根据权利要求14所述的热线型气体传感器，其特征在于，所述热线型气体传感器包括两个热线型气体传感器芯片，分别为检测元件芯片及补偿元件芯片，所述检测元件芯片的功能层为气体敏感层，所述补偿元件芯片的功能层为环境补偿层。 16.根据权利要求14所述的热线型气体传感器，其特征在于，所述热线型气体传感器还包括覆盖所述开口的防爆防尘透气膜，所述防爆防尘透气膜上还设有防水透气膜。 17.一种热线型气体传感器的制作方法，其特征在于，将导电金属氧化物粉体及有机载体配制成陶瓷浆料，印刷或涂布在硅基底上，以形成加热电阻膜；将加热电极浆料分别印刷或涂布在硅基底上，以形成加热电极；通过刻蚀技术在硅基底上形成绝热空气腔，得到微热板；重复上述步骤以制作另一个微热板；将气体敏感浆料印刷或涂布在其中一个所述微热板上，以形成气体敏感层；将环境补偿浆料印刷或涂布在另一个所述微热板上，以形成环境补偿层；将两个微热板分别烘干烧结并切割，得到检测元件芯片和补偿元件芯片；将检测元件芯片和补充元件芯片封装在管壳中，并在管壳的开口处贴装防爆防尘透气膜和防水透气膜。
所属类别：	发明专利