CN104297109A - 颗粒物质传感器单元 - Google Patents
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Abstract
一种颗粒物质传感器单元，其可以包括静电感应类型的传感器部分、保护垫、加热器电极和传感器电极，所述传感器部分可以在具有电荷的颗粒物质可能经过传感器部分附近时反应，所述传感器部分通过导电膏可以粘结在所述保护垫的一侧上，所述加热器电极可以形成在所述保护垫上并燃烧在所述传感器部分上处理的颗粒物质以去除所述颗粒物质，所述传感器电极可以形成在所述保护垫上以将可以由所述传感器部分产生的信号传输至外部。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年7月18日提交的韩国专利申请第10-2013-0084909号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明涉及一种颗粒物质传感器单元，其有效地检测颗粒物质，保持传感器的灵敏度，并改进总体机械强度。
背景技术
用于减少排放气体的颗粒过滤器（PF）应用至车辆。使用差压传感器以感测由颗粒过滤器收集的排放气体的量。
颗粒过滤器可以选择性地应用至所有内燃机，例如柴油车辆、汽油车辆和燃气车辆。
未来，根据排放气体控制，通过使用现有的差压传感器获得的由柴油颗粒过滤器收集的颗粒物质的感测精度可能降低，且不容易感测到对于柴油颗粒过滤器的损伤。
同时，持续地进行对传感器感测颗粒物质的研究，进行研究以通过颗粒物质粘附至传感器时去除颗粒物质来维持传感器的灵敏度，还进行研究从而改进传感器部分的强度。
公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面旨在提供一种颗粒物质传感器单元，其具有增强其传感器部分强度、减少成本、并通过在生产过程中改进生产率来增加生产量的优点。
在本发明的一方面，颗粒物质传感器单元可以包括静电感应类型的传感器部分、保护垫、加热器电极和传感器电极，所述传感器部分在具有电荷的颗粒物质经过传感器部分附近时反应，所述传感器部分通过导电膏粘结在所述保护垫的一侧，所述加热器电极形成在保护垫上，并构造成燃烧在传感器部分上处理的颗粒物质以去除颗粒物质，所述传感器电极形成在保护垫上以将由传感器部分产生的信号传输至外部。
所述传感器部分可以包括传感器本体、绝缘层、连接电极，硅材料的传感器突出部分形成在所述传感器本体的上侧表面上，所述绝缘层覆盖所述传感器本体的上侧和下侧，所述连接电极通过没有形成绝缘层的部分连接所述传感器本体和所述传感器电极。
其中所述传感器电极形成在所述保护垫的上表面，加热器电极形成在所述保护垫的下表面，其中所述导电膏应用在所述保护垫的上表面的一侧上以覆盖所述传感器电极的一部分，其中所述传感器部分粘结在所述导电膏上以固定在所述保护垫的上表面上。
所述传感器部分或加热器电极可以包括Pt、Mo和W的至少一种。
所述保护垫可以包括陶瓷材料。
所述传感器本体通过蚀刻硅片制造。
所述绝缘层由SiO2或Si3O4制得。
所述陶瓷材料可以包括Si3O4、莫来石或玻璃陶瓷。
如上所述，根据本发明的示例性实施方案的颗粒物质传感器单元可以补充传感器部分的强度，其中所述传感器部分安装在保护垫上，所述保护垫以硅片形成。
此外，由于硅片通过半导体生产过程制造且所述硅片通过导电膏安装在保护垫上，生产成本可以降低，生产量可以增加。
本发明的方法和装置具有其它特征和优点，这些特征和优点将在纳入本文的附图以及随后与附图一起用于解释本发明的某些原理的具体实施方式中显现或更详细地阐明。
附图说明
图1是根据本发明的示例性实施方案的传感器单元的局部立体图。
图2是根据本发明的示例性实施方案的传感器单元的局部分解立体图。
图3是根据本发明的示例性实施方案的传感器单元的横截面图。
图4是显示设置在根据本发明的示例性实施方案的传感器单元上的传感器部分的制造方法的过程图。
图5是显示设置在根据本发明的示例性实施方案的传感器单元上的加热器电极的制造方法的过程图。
图6是显示设置在根据本发明的示例性实施方案的传感器单元上的传感器部分的制造方法的流程图。
图7是显示设置在根据本发明的示例性实施方案的传感器单元上的加热器电极的制造方法的流程图。
应了解，附图并不必须按比例绘制，其示出了某种程度上经过简化了的本发明的基本原理的各个特征。在此所公开的本发明的特定的设计特征，包括例如特定的尺寸、定向、位置和形状，将部分地由特定目的的应用和使用环境加以确定。
在这些图形中，附图标记在贯穿附图的多幅图形中指代本发明的同样的或等同的部件。
具体实施方式
现在将详细提及本发明的各个实施方案，这些实施方案的实例显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案结合加以描述，但是应当理解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
下面将参考附图详细描述本发明的示例性实施方案。
图1是根据本发明的示例性实施方案的传感器单元的局部立体图。
参考图1，传感器单元100包括传感器部分110、加热器电极120、保护垫130和传感器电极140。
当具有电荷的颗粒物质经过传感器部分110的附近时，传感器部分110反应以产生电信号。
保护垫130为陶瓷材料，加热器电极120在其上形成，加热器电极120加热在传感器部分110上处理的颗粒物质以去除颗粒物质。传感器电极140起到传输自传感器部分110产生的信号的作用。
图2是根据本发明的示例性实施方案的传感器单元的局部分解立体图。
参考图2，加热器电极120沿着锯齿形形成在陶瓷材料的保护垫130的上表面的一侧上，传感器电极140形成在保护垫130的上表面的中心部分。以及，连接至传感器电极140的连接电极112形成在传感器部分110的后表面。
在本发明的示例性实施方案中，由于由硅和绝缘材料制得的传感器部分110粘结在陶瓷基材的保护垫130上，保留了传感器部分110的作用，且强度和刚性可得以改进。
以及，通过考虑作为传感器部分110的材料的硅和作为保护垫130的材料的陶瓷之间的热膨胀参数来选择导电膏300，从而将传感器部分110粘结在保护垫130上。
由于传感器部分110经受约650摄氏度的温度，导电膏300由具有耐高温性的合金材料制得，粘结工艺例如倒装粘接、网印或电镀可以作为粘接方法应用。
图3是根据本发明的示例性实施方案的传感器单元的横截面图。
参考图3，传感器单元100的传感器部分110包括传感器本体430和绝缘层420，传感器本体430以硅材料形成在中心部分，传感器突出部分435凸出地形成在传感器本体430的上表面，绝缘层420形成在传感器本体430的上表面和下表面。
传感器电极140形成在保护垫130的上表面上，加热器电极120形成在保护垫130的下表面上。在本发明的示例性实施方案中，加热器电极120形成在靠近传感器电极140的保护垫130的上表面。
传感器部分110粘结在保护垫130的上表面的左侧，导电膏300插入传感器部分110和保护垫130之间。
以及，传感器部分110的传感器本体430通过连接电极112和导电膏300连接至传感器电极140。
图4是显示设置在根据本发明的示例性实施方案的传感器单元上的传感器部分的制造方法的过程图。
参考图4，硅片400在（a）中清洗，随后在（b）中在硅片400上形成光致抗蚀剂410，并进行蚀刻过程以形成在硅片上的突出部分。
光致抗蚀剂410在（c）中去除，在（d）中在硅片的上表面和下表面形成绝缘层420。在本发明的示例性实施方案中，绝缘层420可以包含SiO2或Si3O4。
图5是显示设置在根据本发明的示例性实施方案的传感器单元上的加热器电极的制造方法的过程图。
参考图5，清洗陶瓷材料的保护垫130以在（e）中制备，在（f）中在保护垫130的上表面形成传感器电极140，在其下表面形成加热器电极120。
在（g）中将导电膏300应用至保护垫130的上表面的一侧，在（h）中将传感器部分110粘结在导电膏300上。
陶瓷基材的保护垫130可以包含Si3N4、莫来石或玻璃陶瓷，加热器电极120可以包含Pt、Mo或W。传感器电极140可以包含Pt、Mo或W。
图6是显示设置在根据本发明的示例性实施方案的传感器单元上的传感器部分的制造方法的流程图。
参考图6，在S600中清洗硅片400，光致抗蚀剂410在S610中在硅片400的上表面上形成图案，在S620中去除光致抗蚀剂410，在S630中在上表面和下表面形成绝缘层420以形成传感器部分110。
图7是显示设置在根据本发明的示例性实施方案的传感器单元上的加热器电极的制造方法的流程图。
参考图7，陶瓷基材的保护垫130在S700中清洗，在S710中在保护垫130上形成加热器电极120和传感器电极（140，接触垫），在S720中将导电膏300应用至保护垫130的上表面，在S730中将传感器部分110通过导电膏300粘结在保护垫130上。
为了便于解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”和“外”用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。它们并不会毫无遗漏，也不会将本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多修改和变化都是可能的。它们并不会毫无遗漏，也不会将本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导及其各种变体和修改的很多修改和变化都是可能的。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等同方案加以限定。
Claims (8)
1.一种颗粒物质传感器单元，其包括：
静电感应类型的传感器部分，所述传感器部分在具有电荷的颗粒物质经过所述传感器部分附近时反应；
保护垫，所述传感器部分通过导电膏粘结在所述保护垫的一侧上；
加热器电极，所述加热器电极形成在所述保护垫上并构造成燃烧在所述传感器部分上处理的颗粒物质以消除颗粒物质；以及
传感器电极，所述传感器电极形成在所述保护垫上以将由所述传感器部分产生的信号传输至外部。
2.根据权利要求1所述的颗粒物质传感器单元，其中所述传感器部分包括：
传感器本体，在所述传感器本体的上侧表面上形成硅材料的传感器突出部分；
绝缘层，所述绝缘层覆盖所述传感器本体的上侧和下侧；以及
连接电极，所述连接电极通过没有绝缘层形成的部分连接所述传感器本体和所述传感器电极。
3.根据权利要求1所述的颗粒物质传感器单元，
其中所述传感器电极形成在所述保护垫的上表面，所述加热器电极形成在所述保护垫的下表面，
其中所述导电膏应用在所述保护垫的上表面的一侧上以覆盖所述传感器电极的一部分，以及
其中所述传感器部分粘结在所述导电膏上以固定在所述保护垫的上表面上。
4.根据权利要求1所述的颗粒物质传感器单元，其中所述传感器部分或所述加热器电极包含Pt、Mo和W的至少一种。
5.根据权利要求1所述的颗粒物质传感器单元，其中所述保护垫包含陶瓷材料。
6.根据权利要求2所述的颗粒物质传感器单元，其中所述传感器本体通过蚀刻硅片制造。
7.根据权利要求2所述的颗粒物质传感器单元，其中所述绝缘层由SiO2或Si3O4制得。
8.根据权利要求5所述的颗粒物质传感器单元，其中所述陶瓷材料包含Si3O4、莫来石或玻璃陶瓷。
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