[发明专利]气体感测单元及其制造方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种气体感测单元(gas sensor unit)及其制造方法，且特别是有关于一种低成本(low cost)且高敏度(highsensitivity)的气体感测单元及其制造方法。

背景技术

为了防止工业制程中所使用或产生的各种有毒、可燃性、爆炸性或是窒息性的气体泄漏，而危害人体甚至造成环境上的重大伤害，近来各界已经对于能够检测各种不同气体分子的传感器投入研发，并且着重于高敏度、低成本、选择性佳、反应快速、高稳定性与再现性等效能。

目前常用的气体传感器可分为触媒燃烧型、金属半导体吸附型、导电高分子材料等气体传感器。不过，因为目前普遍应用于如醇类的气体感测材料，例如触媒燃烧型或者金属氧化物吸附型，皆需于高温下操作，因而限定其对易燃性气体的检测应用。

相较之下，因为导电高分子材料具有单、双链交错共轭键，所以可通过由其所具有的特殊电子组态，经过氧化或还原后，电子可沿着分子链或跨越分子链做跳跃运动而具导电性。所以，可以在室温下进行气体感测。

然而，目前在有关导电高分子材料的气体传感器中，仅有聚吡咯(polypyrrole，PPy)有相关的研究，惟目前聚吡咯(PPy)无商业化的应用，其价格昂贵且来源取得不易。

发明内容

本发明的目的是提供一种气体感测单元，其具备低成本(lowcost)以及高敏度(high sensitivity)的优点。

本发明的再一目的是提供一种气体感测单元的制造方法，可轻易制作出低成本高敏度的气体感测单元。

本发明提出一种气体感测单元，包括导电高分子以及用来吸附气体分子的吸收体。其中，导电高分子为聚苯胺(Polyaniline，PAN)、吸收体为聚胺酯(polyurethane，PU)。而且，以气体感测单元为100wt％来算，导电高分子的含量为25～55wt％，而吸收体的含量则为45～75wt％。

依照本发明的优选实施例所述气体感测单元，上述被吸附的气体分子包括醇类分子，如甲醇分子、乙醇分子等。

依照本发明的优选实施例所述气体感测单元，更包括一感应电路，通过以感应气体感测单元整体的电阻变化。其中，感应电路是指氧化铝陶瓷载盒(ceramic leaded chip carrier，CLCC)。

依照本发明的优选实施例所述气体感测单元是通过由吸脱附醇类的气体分子，而改变气体感测单元整体的电阻变化，而用于检测醇类气体。

本发明另提出一种气体感测单元的制造方法，包括混合导电高分子与吸收体，以形成一种混合物，之后再固化前述混合物。其中，导电高分子为聚苯胺(PAN)，其含量以混合物的固态成分为100wt％来算为25～55wt％；吸收体则为聚胺酯(PU)，其含量以混合物的固态成分为100wt％来算为45～75wt％。

依照本发明的优选实施例所述的制造方法，上述固化混合物的方法包括将混合物以热处理(thermal treatment)成膜。

依照本发明的优选实施例所述的制造方法，上述固化所述混合物的方法包括烘干前述混合物。而且，烘干混合物的条件包括在50℃～70℃的温度范围中恒温，并烘干280分钟至320分钟。

依照本发明的优选实施例所述的制造方法，上述形成混合物的方法包括在混合导电高分子与吸收体时加入一种溶剂，其中前述溶剂包括甲苯。

依照本发明的优选实施例所述的制造方法，在形成混合物之后与固化混合物之前，更包括将混合物涂布于一感应电路，通过以感应气体感测单元整体的电阻变化。其中，感应电路是指一氧化铝陶瓷载盒(CLCC)。

依照本发明的优选实施例所述的制造方法，上述气体感测单元是通过由吸脱附醇类的气体分子，而改变气体感测单元整体的电阻变化，而用于检测醇类气体者。

由于本发明采用导电的高分子材料聚苯胺(PAN)作为感测材料，同时搭配聚胺酯(PU)作为气体分子的吸收体，所以能够制造出低成本且高敏度的气体感测单元。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1为依照本发明的优选实施例的气体感测单元的制造流程步骤图；

图2为本发明的第一实例的气体感测单元(PA/PU：40/60wt％)于静置状态下的电阻值与时间的关系曲线图；

图3为本发明的第一实例的气体感测单元进行气体感测后的电阻值与时间的关系曲线图；