[发明专利]催化式气体传感元件、加工方法和催化式气体传感器

权利要求书

1.一种催化式气体传感元件，其特征在于：所述催化式气体传感元件包括：

薄膜基底，所述薄膜基底的导热系数小于5.0W/m^.k，厚度小于30μm、能够耐受500℃以上高温且绝缘；

检测元件，所述检测元件在所述薄膜基底上加工而成，所述检测元件包括用于使所述检测元件加热到所需的起燃温度的检测元件加热电极、用于对所述检测元件的温度进行检测的检测元件温度检测电极；

参考元件，所述参考元件在所述薄膜基底上加工而成，所述参考元件包括用于使所述参考元件加热到所需的起燃温度的参考元件加热电极、用于对所述参考元件的温度进行检测的参考元件温度检测电极；

多孔沉积层，所述多孔沉积层包括沉积在所述检测元件上的含有催化剂的多孔载体、沉积在所述参考元件上的不含催化剂的多孔载体。

2.根据权利要求1所述的催化式气体传感元件，其特征在于：所述薄膜基底采用陶瓷、玻璃或金属氧化物。

3.根据权利要求1所述的催化式气体传感元件，其特征在于：所述薄膜基底上加工有隔离所述检测元件和所述参考元件的镂空区域。

4.一种如权利要求1所述的催化式气体传感元件的加工方法，其特征在于：所述催化式气体传感元件的加工方法包括以下步骤：

步骤1：准备所述薄膜基底，在所述薄膜基底上加工所述检测元件和所述参考元件；

步骤2：在所述参考元件上方沉积所述不含催化剂的多孔载体；

步骤3：在所述检测元件上方沉积所述含有催化剂的多孔载体。

5.根据权利要求4所述的催化式气体传感元件的加工方法，其特征在于：所述步骤1中，在所述薄膜基底的表面利用光刻、金属蒸镀/溅射、刻蚀工艺加工出所述检测元件和所述参考元件，或者，在所述薄膜基底的表面利用光刻、金属蒸镀/溅射、剥离工艺加工出所述检测元件和所述参考元件。

6.根据权利要求4所述的催化式气体传感元件的加工方法，其特征在于：所述步骤1中，将所述薄膜基底放置在承托物表面，所述承托物采用硅晶圆。

7.根据权利要求4所述的催化式气体传感元件的加工方法，其特征在于：所述步骤2中，利用高精密丝网印刷工艺，在所述参考元件上方沉积所述不含催化剂的多孔载体并烘干表面，在所述步骤3中，利用高精密丝网印刷工艺，在所述检测元件上方沉积所述含有催化剂的多孔载体并烘干表面；然后利用高温烧结工艺使得所述不含催化剂的多孔载体和所述含有催化剂的多孔载体形成稳定的多孔结构。

8.一种如权利要求3所述的催化式气体传感元件的加工方法，其特征在于：所述催化式气体传感元件的加工方法包括以下步骤：

步骤1：准备所述薄膜基底，在所述薄膜基底上加工所述检测元件和所述参考元件；

步骤2：在所述参考元件上方沉积所述不含催化剂的多孔载体；

步骤3：在所述检测元件上方沉积所述含有催化剂的多孔载体；

步骤4：加工所述镂空区域。

9.根据权利要求8所述的催化式气体传感元件的加工方法，其特征在于：所述步骤4中，利用高功率激光或高精密机械加工工艺，加工出所述镂空区域。

10.一种催化式气体传感器，其特征在于：所述催化式气体传感器包括：

催化式气体传感元件，所述催化式气体传感元件为权利要求1至3中任一项所述的催化式气体传感元件；

恒功率输出电路，所述恒功率输出电路分别与所述检测元件中的所述检测元件加热电极、所述参考元件中的所述参考元件加热电极相连接，所述恒功率输出电路用于向所述检测元件加热电极、所述参考元件加热电极施加相同功率，以使所述检测元件加热电极和所述参考元件加热电极达到相同的所述起燃温度；

惠斯通电桥差分检测电路，所述惠斯通电桥差分检测电路分别与所述检测元件中的所述检测元件温度检测电极、所述参考元件中的所述参考元件温度检测电极相连接，所述惠斯通电桥差分检测电路用于使所述检测元件温度检测电极和所述参考元件温度检测电极构成惠斯通电桥，并基于所述惠斯通电桥输出能够反映可燃气体浓度的电信号。