[发明专利]气体传感器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属氧化物气敏元件阵列领域，特别是涉及一种气体传感器及其制备方法。

背景技术

以气体传感器元件阵列为核心的电子鼻，是一种模拟生物嗅觉的分析仪器，可应用于食品质量检测与控制、环境监测、公共安全、医疗卫生和航空航天等各种气味分析场合。在所有电子鼻的气敏元件类型中，金属氧化物气敏元件因其具有敏感度高、响应时间快等优点，成为世界上产量最大，应用最广泛的一类气体传感器。金属氧化物形成气敏元件阵列(元件个数≥1)时，正常工作温度通常为200℃～300℃。目前，成熟的气敏膜制备方法为丝网印刷技术，其所得到的承载阵列气敏膜的基片尺寸一般为毫米级，因而阵列基片会有一定的热耗散。阵列的热耗散直接决定了阵列的功耗，然而携式设备对功率有严格限制，因此减小阵列热耗散是电子鼻设备可便携的前提。气体传感器的结构很大程度上决定了功耗的大小。但是，目前传统的气敏元件阵列封装结构仍存在发热面积大，封装结构热功耗高的问题。

发明内容

基于此，有必要针对传统的气体传感器封装结构的发热面积大、热功耗高的问题，提供一种机械稳定好的金属氧化物气体传感器及其制备方法。

一种气体传感器包括基底以及多个气敏元件。所述基底设置有多个间隔设置的镂空部。每个所述气敏元件悬空设置于一个所述镂空部中。

在其中一个实施例中，所述气敏元件包括基片、加热电极层、测试电极层以及气敏材料层。所述基片具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述基片悬空设置于所述镂空部。所述加热电极层设置于所述第一表面。所述测试电极层设置于所述第二表面。所述气敏材料层设置于所述第二表面，并覆盖所述测试电极层。

在其中一个实施例中，所述基片与所述基底一体成型。

在其中一个实施例中，所述加热电极层为图案化电极，所述测试电极层也为图案化电极。

在其中一个实施例中，所述气敏元件还包括至少两个连接臂。所述基片通过所述至少两个连接臂与所述镂空部连接。

在其中一个实施例中，所述镂空部为开设于所述基底的通孔。

在其中一个实施例中，所述气体传感器进一步包括两个电极连接部，间隔固定设置于所述基片的两端。

在其中一个实施例中，所述电极连接部包括排针固定座以及多个排针电极。所述排针固定座固定设置于所述基片，且所述排针固定座设置有多个排针孔。每个所述排针电极通过一个所述排针孔固定设置于所述排针固定座，用以与所述气敏元件电连接。

在其中一个实施例中，一种气体传感器的制备方法包括以下步骤：提供一个基底，所述基底包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；在所述第一表面间隔形成多个加热电极层；在所述第二表面间隔形成多个测试电极层，每个所述测试电极层与一个所述加热电极层相对所述基底对称设置；在所述第二表面间隔形成多个气敏材料层，每个气敏材料层覆盖一个所述加热电极层；切割处理所述基底，使得所述基底形成多个镂空部，每个所述镂空部设置有一个所述加热电极层和一个测试电极层。

在其中一个实施例中，所述气体传感器的制备方法还包括：在所述基底的两端固定设置两个排针固定座，每个所述排针固定座设置有多个排针孔；在每个所述排针孔中固定设置一个排针电极，并与所述气敏元件电连接。

本发明提供的一种气体传感器包括基底以及多个气敏元件。所述基底设置有多个间隔设置的镂空部。每个所述气敏元件设置于一个所述镂空部中。多个所述气敏元件与多个所述镂空部一一对应设置。所述基底上设置有所述气敏元件，所述基底与所述气敏元件没有接触的部位设置为所述镂空部，从而可以使得所述基底的面积变小。由于设置有所述镂空部的所述基底的面积变小，减小了所述气敏元件阵列封装结构的发热面积，进而降低了所述气敏元件阵列封装结构的热功耗。

附图说明

图1为本发明提供的气体传感器整体结构示意图；

图2为本发明提供的气体传感器整体结构的俯视图；

图3为本发明提供的气体传感器的气敏元件的截面结构示意图；

图4为本发明提供的气体传感器的基片的第一表面的结构示意图；

图5为本发明提供的气体传感器的基片的第二表面的结构示意图；

图6为本发明提供的气体传感器的气敏元件的结构示意图；

图7为本发明提供的气体传感器的气敏元件的电极结构示意图。

附图标记说明