气体传感器及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种气体传感器及其制备方法。所述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，同时切除了所述基底上多余的部分，从而使得所述基底镂空。由于镂空后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。

【技术实现步骤摘要】
气体传感器及其制备方法
本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
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。本专利技术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为本专利技术提供的气体传感器整体结构示意图；图2为本专利技术提供的气体传感器整体结构的俯视图；图3为本专利技术提供的气体传感器的气敏元件的截面结构示意图；图4为本专利技术提供的气体传感器的基片的第一表面的结构示意图；图5为本专利技术提供的气体传感器的基片的第二表面的结构示意图；图6为本专利技术提供的气体传感器的气敏元件的结构示意图；图7为本专利技术提供的气体传感器的气敏元件的电极结构示意图。附图标记说明气体传感器10、基底20、镂空部30、气敏元件40、基片410、具有第一表面412、第二表面414、加热电极层420、加热电极层电极422、测试电极层430、测试电极层电极432、气敏材料层440、连接臂450、电极连接部50、排针固定座502、排针电极504、排针孔506。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参见图1-2，本专利技术提供的一种气体传感器10包括：基底20以及多个气敏元件40。所述基底20设置有多个间隔设置的镂空部30。每个所述气敏元件40悬空设置于一个所述镂空部30中。多个所述气敏元件40与多个所述镂空部30一一对应间隔设置。所述基底20上设置有所述气敏元件40，所述基底20与所述气敏元件40没有接触的部位设置为所述镂空部30，从而可以使得所述基底20的面积变小。由于设置有所述镂空部30的所述基底20的面积变小，减小了所述气体传感器10的发热面积，进而降低了所述气体传感器10的热功耗。请参见图3，在一个实施例中，所述气敏元件40包括基片410、加热电极层420、测试电极层430以及气敏材料层440。所述基片410具有第一表面412和与所述第一表面412相对的第二表面414。所述基片410悬空设置于所述镂空部30。所述加热电极层420设置于所述第一表面412。所述测试电极层430设置于所述第二表面414。气敏材料层440设置于所述第二表面414，并覆盖所述测试电极层430。在所述基片410相对的两个表面分别设置有所述加热电极层420与所述测试电极层430，可以使得所述加热电极层420与所述测试电极层430分离，减小了所述气体传感器10的发热面积，降低了所述气体传感器10的热功耗。在所述基片410的所述第一表面412与所述第二表面414上分别印刷所述加热电极层420与所述测试电极层430。同时，在所述第一表面412与所述第二表面414上分别印刷连接电路，从而得到加热插齿、测试电路插齿和导线连接电路。在所述基片410上印刷电极时可以采用丝网印刷技术。同时，所述气敏材料层440设置于所述第二表面414，并覆盖所述测试电极层430。也就是说，此时，所述测试电极层430设置于所述基片410上，所述气敏材料层440的下面，所述加热电极层420设置于所述基片410背面。在一个实施例中，所述加热电极层420与所述测试电极层430在电极制备时采用丝网印刷技术进行制备，同时，根据所述电极的设计图来制备，在各电极区采用金丝球焊技术焊接电极引线。所述加热电极层420本身就是一个发热电阻，可以起到加热的作用。为了使得所述气敏元件40在一个干燥且恒温的条件下灵敏的工作，所述加热电极层420可以去除吸附在所述气敏元件40的油污、尘埃以及潮气等，加速气体的吸附，提高灵敏度和响应速度。此时，所述气敏元件40根据所述气敏材料层440形成的气敏薄膜可以与待测气体相互作用，使得所述气敏薄膜的膜层质量和导电率发生变化。当检测气体浓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体传感器，其特征在于，包括：基底(20)，所述基底(20)设置有多个间隔设置的镂空部(30)；以及多个气敏元件(40)，每个所述气敏元件(40)悬空设置于一个所述镂空部(30)中。

【技术特征摘要】
1.一种气体传感器，其特征在于，包括：基底(20)，所述基底(20)设置有多个间隔设置的镂空部(30)；以及多个气敏元件(40)，每个所述气敏元件(40)悬空设置于一个所述镂空部(30)中。2.如权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述气敏元件(40)包括：基片(410)，所述基片(410)具有第一表面(412)和与所述第一表面(412)相对的第二表面(414)，所述基片(410)悬空设置于所述镂空部(30)；加热电极层(420)，设置于所述第一表面(412)；测试电极层(430)，设置于所述第二表面(414)；气敏材料层(440)，设置于所述第二表面(414)，并覆盖所述测试电极层(430)。3.如权利要求2所述的气体传感器，其特征在于，所述基片(410)与所述基底(20)一体成型。4.如权利要求2所述的气体传感器，其特征在于，所述加热电极层(420)为图案化电极，所述测试电极层(430)也为图案化电极。5.如权利要求2所述的气体传感器，其特征在于，所述气敏元件(40)还包括：至少两个连接臂(450)，所述基片(410)通过所述至少两个连接臂(450)与所述镂空部(30)连接。6.如权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述镂空部(30)为开设于所述基底(20)的通孔。7.如权利要求1-6中任一项所述的气体传感器，其特征在于，进一步包括两个电极连接部(50)，间隔固定设置于所述基片(20)的两端。8.如权利要求7...

【专利技术属性】
技术研发人员：左国民，高适，张顺平，王学峰，李丹萍，张立功，王宁，周建梅，鲁胜利，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军防化学院，
类型：发明
国别省市：北京,11