[发明专利]一种电离式传感器的制造方法

说明书

本发明公开了一种电离式传感器的制造方法，包括在微纳电极基片基体材料上制备正面微纳放电电极阵列及背面电极；在转接板绝缘体基体材料上设置导电层电极；连接微纳电极基片的背面电极与转接板的正面电极，并相对固定；切断微纳电极基片但不切断转接板，在微纳放电电极阵列之间形成一条或多条气体间隙，以及将转接板电极接入信号检测电路，进行传感器信号检测等步骤。与现有技术相比，本发明通过分别控制微纳功能结构和辅助结构的加工质量，在器件结构具有微小电极间隙、放电电极系统为微纳结构的基础上，实现快速、低成本、高工艺兼容性的大批量加工制造。

技术领域

本发明涉及自动化监测、控制领域，尤其涉及一种电离式传感器的制造方法。

背景技术

传感器广泛应用于航天、航空、国防、科技和工农业生产、环境监控等各个领域中，根据监控对象、以及对监测自动化、智能化要求的不同，对作为监测信号转换基础器件的传感器提出了更高的要求，如用于室内环境控制的信号转换反馈节点的气体传感器，就存在气体浓度变化范围大，许多具有相似化学性质的不同气体混合物难于快速辨识等技术难点问题。

目前，本领域专家通过引入纳米吸附材料和微纳加工技术以提高传感器器件的敏感度，但由于无法提高传感器的动态范围，其恢复速度比较缓慢，无法适应浓度等监测参数不断上下波动的自控场景的需要。虽然可引入微小型化的色谱、光谱、质谱等成分分析技术，但由于其检测速度较低、成本高、体积较大，应用范围受到限制。

电离式传感器在信号转换机制上具有快速响应和广谱的特征，但现有技术的电离式传感器存在器件制造工艺步骤和功能结构比较复杂的问题，导致器件的一致性、重复性较差，成本也较高。如：基于碳纳米管的微型气体传感器，Modi A,Koratkar N,Lass E，基于碳纳米管的微型气体传感器(Miniaturized Gas Ionization Sensors Using CarbonNanotube)，自然(Nature),2003年第34卷第40期，第171～174页，采用堆叠式结构，难以控制电极间隙；利用键合方法，成本高，上线电极连接困难，一致性难以保证；而利用粘接或者焊接的方法，又很难控制横向位置的对准精度，等等。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种制作方法，在器件结构具有微小电极间隙、放电电极系统为微纳结构的基础上，能够实现快速、低成本的加工制造，并能够与外部检测电路系统更好地融合。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种低成本、高可靠的微纳电极电离式气体传感器制造方法，具有灵活的微纳结构加工工艺兼容性，其工艺效果可实现良好的与外电路连接的特征结构、微小电极间隙特征结构和微纳放电电极系统特征结构。

为实现上述目的，本发明提供了一种电离式传感器的制造方法，包括如下步骤：

第一步，制备微纳电极基片，在微纳电极基片基体材料的正面制备微纳放电电极阵列，背面制作背面电极。微纳电极基片的基体材料是导体、半导体或者是带有正、背面导电连接孔的绝缘体，用以导通微纳电极基片的微纳放电电极阵列和背面电极。

第二步，制备转接板电极，转接板的基体材料是绝缘体，在该基体材料的正面和/或背面设置导电层，设置正、背面导电连接孔，导通正面和背面的导电层。

第三步，将微纳电极基片的背面电极与转接板的正面电极相连接，并使两者相对位置固定。

第四步，加工形成气体间隙，将微纳电极基片切断但不切断转接板，从而在微纳放电电极阵列之间形成一条或者多条气体间隙，每条气体间隙可以是形状相同或者不同的直线、折线或者是曲线。

第五步，将转接板与信号检测电路相连，检测传感器输出信号。