[发明专利]电导率传感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电导率传感器及其制造方法。

背景技术

在本领域中电导率测量传感器是公知的，并用于测量例如液体或在液体中悬浮的扩散固体等流体的电导率(conductivity)。电导率传感器常用于研究溶液中的电解质的特性，例如分解度、化学成分的形成、和水解等特性。流体的电导率还被用于测量广泛的其它不同参数，例如饮用水中的污染物的量和工业过程中化学浓度的测量等。在许多物理环境中，这些应用会带来电导率的恶化。

电导率的单位是Siemens/cm，其与较老的单位mhos/cm等同。电导率测量覆盖从小于lx10^-7S/cm的纯净水到数值超过1S/cm的浓缩溶液的广大范围的溶液电导率。

一种电导率测量技术包括用导电性电极接触溶液。例如，一种接触导电率测量技术采用一种具有两个与电解溶液接触的金属或石墨电极的传感器。通过电导率分析器，交流电(alternating current，AC)电压被施加到电极，导致在电极之间流通的AC电流被用于确定电导系数(conductance)。接触型电导率传感器通常采用两个或有时四个接触电极，这些电极与样品溶液物理地接触。在四个电极的接触传感器中，四个电极暴露于样品溶液，并且电流通过一对电极。然后，测量另一对电极之间的电压变化。根据电流和电压，计算液体的电导率。传统上，通过将导电棒(由不锈钢、钛、石墨等制成)插入塑料管中、然后沿导电棒的长度用环氧化物密封这些导电棒，从而制造具有两个或四个电极的传感器等接触型电导率传感器。然后，塑料管的一端的横截面被用于将电极暴露到样品溶液。图1A是对应于现有技术的四个电极的接触型电导率传感器10的示意图。传感器10连接到适当的电导率分析器12。传感器10的远端14将导电棒18的远端16暴露于靠近远端14设置的样品溶液。图1B是显示导电棒18的远端16的传感器10的仰视图。

近来，通过使用半导体等平面制造技术来制造例如两个或四个电极的电导率传感等接触型电导率传感器。通过薄/厚膜技术等适当的处理技术将电极沉积在无源硅片(passivated silicon wafer)上。利用这种半导体处理技术制造的电导率传感器能够被大规模制造，导致这种传感器的尺寸减小、成本降低。然而，半导体基电导率传感器的尺寸的减小产生了其它制造困难。利用低成本半导体基制造技术的半导体基接触型电导率传感器设计对该技术领域具有进一步的好处。

发明内容

一种接触型电导率传感器，包括设置在基片的远端表面(distalsurface)上的多个电极。基片包括多个通孔，通过该多个通孔实现了与电极的电互连(electrical interconnection)。电导率传感器能采用两个或四个电极，并且可具有设置在远端表面上的温度检测元件。电极可被图案化或否则使用半导体处理技术来沉积。

附图说明

图1A是对应于现有技术的四个电极的接触电导率检测系统的示意图；

图1B是四个电极的接触型电导率传感器的仰视图；

图2A是本发明的具有特定优点的实施例的基片的立体图；

图2B是图2A所示的基片的剖视图；

图2C是对应于本发明实施例的、具有多个填充有金属的通孔的基片的剖视图；

图2D是对应于本发明实施例的、具有在金属填充的通孔上沉积的电极的图2C所示的传感器的剖视图；

图2E是在制造的中间阶段期间对应于本发明实施例的电导率传感器的剖视图；

图2F是对应于本发明实施例的接触型电导率传感器的示意图；

图3A是本发明的具有优点的实施例的基片的立体图；

图3B是图3A所示的、显示通孔的基片的剖视图；

图3C是在制造的中间阶段期间电导率传感器的剖视图；

图3D是在制造的中间阶段期间电导率传感器的剖视图；

图3E是对应于本发明实施例的接触型电导率传感器的剖视图；

图4A是对应于本发明实施例的电导率传感器的仰视图；

图4B是对应于本发明实施例的四个电极的接触电导率传感器的仰视图；

图4C是对应于本发明实施例的接触型电导率传感器的仰视图。

具体实施方式