[发明专利]一种高灵敏度陶瓷基叉指电极

说明书

本发明公开了一种高灵敏度陶瓷基叉指电极，包含基底层和功能层，功能层包含相互之间平行等距的长引脚，长引脚的上端部设置有相互之间平行等距且与长引脚方向垂直的一级叉指条，并以齿梳状交错排列；一级叉指条之间分别设置有相互之间平行等距、以齿梳状交错排列、且与所述一级叉指条方向呈15°～90°夹角的二级叉指条。本发明提供的高灵敏度陶瓷基叉指电极，结构设计合理，确保了陶瓷基叉指电极可靠性好、灵敏度高、导电性能好、电信号基线稳定、抗干扰能力强的特点。

技术领域：

本发明属于功能陶瓷器件领域，涉及电化学传感器芯片，尤其涉及一种高灵敏度陶瓷基叉指电极。

背景技术：

在电化学检测中，常见的单电极可实现在线检测目标物质或化学反应，反馈得到包括物质浓度等信息。除上述常见的单电极检测外，双电极模式可同步获取不同反应的信息。一般地，双电极由独立控制的两个工作电极所组成，可实现对不同反应的同时控制，从而获得比传统单电极模式更为丰富的物质变化信息，为利用电化学方法实现反应过程中痕量物质的检测提供了有力手段。

叉指电极是指状或梳状的面内有周期性图案的电极，它是通过微纳加工工艺获得的超精细电路。叉指电极进行选择和设计相对灵活，目前在气体检测、微生物检测、液体检测等领域都得到了广泛的应用。

由于陶瓷具有高强度、绝缘性佳、耐高温、耐酸碱、耐潮的特性，因而在高温、高湿、酸碱环境复杂的环境中，陶瓷基板具有比高分子/树脂类基板明显的优势。国内外通常采用氮化铝或氧化铝陶瓷作为基体层，进行叉指电极的设计开发。

近年来行业内很多企业院校，开发生产的叉指电极类传感器性能指标相差较大、产品制程不良率较高，究其原因，很大部分因素在于，作为核心部件的叉指电极存在着可靠性差、精度不高等主要问题。

授权公告号为CN 215263245 U的中国专利文件，公开了一种陶瓷基高精度叉指电极，从下往上依次包括基底、导电内层和反应层，其中基底表面设有所述导电内层，导电内层外表面设有反应层，基底的厚度为0.38mm，导电内层的厚度为7.1～15.1μm，反应层厚度为1.0μm，反应层外表面还设有修饰层，修饰层厚度为3.0μm。一方面，该叉指电极结构简单，相反极性的叉指交叉重叠程度较小，灵敏度低；另一方面，该叉指电极在工作时，反应层直接与检测环境相接触，容易导致“中毒”乃至失效等问题，即其可靠性较低。

如何提高叉指电极的可靠性，直接影响产品的使用寿命；如何提高叉指电极的灵敏度，直接影响传感器的测量精度。因此如何进一步提高叉指电极的可靠性和灵敏度，是以叉指电极结构为核心的传感器的技术发展方向。

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可靠性好、灵敏度高、导电性能好、电信号基线稳定、抗干扰能力强的陶瓷基叉指电极，具有耐高温高压、可在极端环境下使用的高灵敏度陶瓷基叉指电极。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提出一种高灵敏度陶瓷基叉指电极，结构设计合理，确保了陶瓷基叉指电极可靠性好、灵敏度高、导电性能好、电信号基线稳定和抗干扰能力强的特点，并提出了如下的技术方案：

一种高灵敏度陶瓷基叉指电极，包含基底层和功能层，功能层设置于基底层的表面，功能层包含相互之间平行等距的长引脚，分别为第一引脚和第二引脚。长引脚的下端部延伸至上述基底层的下端构成两个引脚端点。第一引脚的上端部和第二引脚的上端部之间分别设置有相互之间平行等距且与长引脚方向垂直的一级叉指条，第一引脚的一级叉指条和上述第二引脚的一级叉指条以齿梳状交错排列。第二引脚的一级叉指条设置在第一引脚的一级叉指条的间隙中，第一引脚的一级叉指条和第二引脚的一级叉指条之间分别设置有相互之间平行等距、以齿梳状交错排列的二级叉指条。