CN107589150A - 一种新型气体传感器 - Google Patents
一种新型气体传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107589150A CN107589150A CN201711078725.2A CN201711078725A CN107589150A CN 107589150 A CN107589150 A CN 107589150A CN 201711078725 A CN201711078725 A CN 201711078725A CN 107589150 A CN107589150 A CN 107589150A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sensor chip
- new gas
- gas sensor
- sensor
- working electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
本发明提供了一种新型气体传感器，新型气体传感器包括：传感器芯片，传感器芯片包括工作电极和加热电极，工作电极设置在传感器芯片的正面，加热电极设置在传感器芯片的背面，用于将传感器芯片加热到工作温度；和封装壳体，其包括：上封装盖体，其上具有多个通孔，用于流通外部空气，工作电极与上封装盖体相对设置；和下封装盖体，用于布置引线；其中，传感器芯片具有多个过孔，用于将加热电极的引线通过过孔从传感器芯片的背面引导至正面，以使工作电极和加热电极的引线共面布置。本发明中在传感器芯片上布置多个过孔，以将加热元件的引线引至传感器芯片的正面上，并使得工作电极和加热电极的引线共面布置，如此，极大降低操作难度。
Description
技术领域
本发明涉及传感器封装技术领域，特别是涉及一种新型气体传感器。
背景技术
气体传感器是一种将气体中特定的成分通过某种原理检测出来，并且把检测出来的某种信号转换成适当的电学信号的器件。随着人类对环保、污染及公共安全等问题的日益重视，以及人们对于生活水平的要求的不断提高，气体传感器在工业、民用和环境监测三大主要领域内取得了广泛的应用。
根据气体传感器检测气体的原理的不同，气体传感器主要包括催化燃烧式、电化学式、热导式、红外吸收式和半导体式气体传感器等。其中，半导体式气体传感器具有灵敏度高、操作方便、体积小、成本低廉、响应时间短和恢复时间短等优点，使得半导体式气体传感器得到了广泛应用，例如在对易燃易爆气体(如CH4，H2等)和有毒有害气体(如CO、NOx等)的探测中起着重要的作用。
气体传感器在过去半个多世纪的发展历程中，广泛应用于石化、煤矿、医疗、航空航天、工业生产和家居生活等领域。随着物联网技术的发展，气体传感器的应用需求也不断增加，特别是具有小尺寸、低功耗、高灵敏和快响应的气体传感器具有迫切的应用需求。然而传统的气体传感器制造和封装技术，比如基于陶瓷管加热和管壳封装技术的半导体式气体传感器，在尺寸、功耗和灵敏度等方面已经难以满足物联网的应用需求。现在基于MEMS技术的气体传感器，有望解决这一问题，比如，中国实用新型专利，201520757454.3一种具有两支撑悬梁六层结构的电阻式气体传感器，报道了一种低功耗高灵敏半导体式气体传感器。如何对MEMS气体传感器芯片和相应的配套集成电路芯片进行封装，是本领域专业人员关注的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种新型气体传感器，所述新型气体传感器包括：
传感器芯片，所述传感器芯片包括工作电极和加热电极，所述工作电极设置在所述传感器芯片的正面，所述加热电极设置在所述传感器芯片的背面，用于将所述传感器芯片加热到工作温度；和
封装壳体，其包括：
上封装盖体，其上具有多个通孔，用于流通外部空气，所述工作电极与所述上封装盖体相对设置；和
下封装盖体，用于布置引线；
其中，所述传感器芯片具有多个过孔，用于将所述加热电极的引线通过所述过孔从所述传感器芯片的背面引导至正面，以使所述工作电极和所述加热电极的引线共面布置。
进一步地，所述下封装盖板上具有多个支撑柱，所述多个支撑柱用于将所述传感器芯片悬空在所述封装壳体内。
进一步地，所述新型气体传感器还包括：
电路板，所述电路板上具有一通槽，所述通槽的尺寸稍大于所述传感器芯片的尺寸，以将所述传感器芯片放置在所述通槽内，并使所述下封装壳体紧贴所述电路板的第一表面。
进一步地，所述上封装盖体紧贴所述电路板的与所述第一表面相对的第二表面，并覆盖所述通槽，以将所述传感器芯片封装在由所述封装壳体和所述通槽围城的空间内。
进一步地，所述下封装盖体的尺寸大于所述传感器芯片的尺寸。
进一步地，所述工作电极的材料选择为金、铂或铜材料。
进一步地，所述盖板为陶瓷材料制成。
进一步地，所述电路板由IC工艺加工而成，所述传感器芯片为MEMS技术制成。
进一步地，所述电路板的厚度大于或等于所述传感器芯片的厚度。
进一步地，所述盖板为平板状结构。
根据本发明的方案，由于将传感器芯片设置在具有电路板的通槽内，即相当于将传感器芯片封装在由封装壳体和通槽围城的空间内，因此，封装后的气体传感器芯片整体体积较小，可以适用于各种小型化精密仪器中。此外，与现有技术中的将加热电极设置在传感器芯片的背面，将工作电极设置在传感器芯片的正面的技术方案相比，本发明中在传感器芯片上布置多个过孔，以将加热元件的引线引至传感器芯片的正面上，并使得工作电极和加热电极的引线共面布置，如此，极大降低操作难度。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的新型气体传感器的示意性结构图；
图2是根据本发明一个实施例的新型气体传感器的示意性俯视图；
图3是根据本发明一个实施例的传感器芯片的示意性结构图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明一个实施例的新型气体传感器的示意性结构图。图2示出了根据本发明一个实施例的新型气体传感器的示意性俯视图。图3示出了根据本发明一个实施例的传感器芯片1的示意性结构图。如图1至图3所示，本发明提供的一种新型气体传感器，所述新型气体传感器包括：传感器芯片1，所述传感器芯片1包括工作电极12和加热电极11，所述工作电极12设置在所述传感器芯片1的正面，所述加热电极11设置在所述传感器芯片1的背面，用于将所述传感器芯片1加热到工作温度；和封装壳体，其包括：上封装盖体21，其上具有多个通孔211，用于流通外部空气，所述工作电极12与所述上封装盖体21相对设置；和下封装盖体22，用于布置引线；其中，所述传感器芯片1具有多个过孔13，用于将所述加热电极11的引线通过所述过孔13从所述传感器芯片1的背面引导至正面，以使所述工作电极12和所述加热电极11的引线共面布置。
如图3所示，所述下封装盖板上具有多个支撑柱4，所述多个支撑柱4用于将所述传感器芯片1悬空在所述封装壳体内。如图1至图3所示，所述新型气体传感器还包括：电路板3，所述电路板3上具有一通槽31，所述通槽31的尺寸稍大于所述传感器芯片1的尺寸，以将所述传感器芯片1放置在所述通槽31内，并使所述下封装壳体紧贴所述电路板3的第一表面。进一步地，所述上封装盖体21紧贴所述电路板3的与所述第一表面相对的第二表面，并覆盖所述通槽31，以将所述传感器芯片1封装在由所述封装壳体和所述通槽31围城的空间内。进一步地，所述下封装盖体22的尺寸大于所述传感器芯片1的尺寸。
在一个实施例中，所述工作电极12的材料选择为金、铂或铜材料。所述盖板为陶瓷材料制成。所述电路板3由IC工艺加工而成，所述传感器芯片1为MEMS技术制成。所述电路板3的厚度大于或等于所述传感器芯片1的厚度。所述盖板为平板状结构。
根据本发明的方案，由于将传感器芯片1设置在具有电路板3的通槽31内，即相当于将传感器芯片1封装在由封装壳体和通槽31围城的空间内，因此，封装后的气体传感器芯片1整体体积较小，可以适用于各种小型化精密仪器中。此外，与现有技术中的将加热电极11设置在传感器芯片1的背面，将工作电极12设置在传感器芯片1的正面的技术方案相比，本发明中在传感器芯片1上布置多个过孔13，以将加热元件的引线引至传感器芯片1的正面上，并使得工作电极12和加热电极11的引线共面布置，如此，极大降低操作难度。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (10)
1.一种新型气体传感器，其特征在于，所述新型气体传感器包括：
传感器芯片，所述传感器芯片包括工作电极和加热电极，所述工作电极设置在所述传感器芯片的正面，所述加热电极设置在所述传感器芯片的背面，用于将所述传感器芯片加热到工作温度；和
封装壳体，其包括：
上封装盖体，其上具有多个通孔，用于流通外部空气，所述工作电极与所述上封装盖体相对设置；和
下封装盖体，用于布置引线；
其中，所述传感器芯片具有多个过孔，用于将所述加热电极的引线通过所述过孔从所述传感器芯片的背面引导至正面，以使所述工作电极和所述加热电极的引线共面布置。
2.根据权利要求1所述的新型气体传感器，其特征在于，所述下封装盖板上具有多个支撑柱，所述多个支撑柱用于将所述传感器芯片悬空在所述封装壳体内。
3.根据权利要求2所述的新型气体传感器，其特征在于，所述新型气体传感器还包括：
电路板，所述电路板上具有一通槽，所述通槽的尺寸稍大于所述传感器芯片的尺寸，以将所述传感器芯片放置在所述通槽内，并使所述下封装壳体紧贴所述电路板的第一表面。
4.根据权利要求3所述的新型气体传感器，其特征在于，所述上封装盖体紧贴所述电路板的与所述第一表面相对的第二表面，并覆盖所述通槽，以将所述传感器芯片封装在由所述封装壳体和所述通槽围城的空间内。
5.根据权利要求1所述的新型气体传感器，其特征在于，所述下封装盖体的尺寸大于所述传感器芯片的尺寸。
6.根据权利要求1所述的新型气体传感器封装壳，其特征在于，所述工作电极的材料选择为金、铂或铜材料。
7.根据权利要求1所述的新型气体传感器封装壳，其特征在于，所述盖板为陶瓷材料制成。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的新型气体传感器封装壳，其特征在于，所述电路板由IC工艺加工而成，所述传感器芯片为MEMS技术制成。
9.根据权利要求8所述的新型气体传感器封装壳，其特征在于，所述电路板的厚度大于或等于所述传感器芯片的厚度。
10.根据权利要求1-7中任一项所述的新型气体传感器封装壳，其特征在于，所述盖板为平板状结构。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711078725.2A CN107589150A (zh) | 2017-11-06 | 2017-11-06 | 一种新型气体传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711078725.2A CN107589150A (zh) | 2017-11-06 | 2017-11-06 | 一种新型气体传感器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107589150A true CN107589150A (zh) | 2018-01-16 |
Family
ID=61044743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711078725.2A Pending CN107589150A (zh) | 2017-11-06 | 2017-11-06 | 一种新型气体传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107589150A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109030563A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-12-18 | 苏州慧闻纳米科技有限公司 | 一种气体传感器及其制备方法 |
| CN111812155A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-10-23 | 艾感科技(广东)有限公司 | 无需打线接合的三维纳米管气体传感器阵列及其封装方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002005874A (ja) * | 2000-06-26 | 2002-01-09 | Figaro Eng Inc | 固体電解質センサを用いたガス検出装置 |
| KR20030062394A (ko) * | 2003-06-30 | 2003-07-25 | (주)센텍코리아 | 후막형 가스 센서 칩 |
| US20060090541A1 (en) * | 2004-11-03 | 2006-05-04 | Theil Jeremy A | Integration of thermal regulation and electronic fluid sensing |
| CN201096739Y (zh) * | 2007-10-26 | 2008-08-06 | 华中科技大学 | 一种气体敏感阵列传感器 |
| CN104515636A (zh) * | 2013-09-27 | 2015-04-15 | 英飞凌科技股份有限公司 | 包括换能器管芯的换能器布置和覆盖换能器管芯的方法 |
| CN106802310A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-06-06 | 烟台睿创微纳技术股份有限公司 | 一种单片集成的mems气体传感器 |
-
2017
- 2017-11-06 CN CN201711078725.2A patent/CN107589150A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002005874A (ja) * | 2000-06-26 | 2002-01-09 | Figaro Eng Inc | 固体電解質センサを用いたガス検出装置 |
| KR20030062394A (ko) * | 2003-06-30 | 2003-07-25 | (주)센텍코리아 | 후막형 가스 센서 칩 |
| US20060090541A1 (en) * | 2004-11-03 | 2006-05-04 | Theil Jeremy A | Integration of thermal regulation and electronic fluid sensing |
| CN201096739Y (zh) * | 2007-10-26 | 2008-08-06 | 华中科技大学 | 一种气体敏感阵列传感器 |
| CN104515636A (zh) * | 2013-09-27 | 2015-04-15 | 英飞凌科技股份有限公司 | 包括换能器管芯的换能器布置和覆盖换能器管芯的方法 |
| CN106802310A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-06-06 | 烟台睿创微纳技术股份有限公司 | 一种单片集成的mems气体传感器 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109030563A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-12-18 | 苏州慧闻纳米科技有限公司 | 一种气体传感器及其制备方法 |
| CN111812155A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-10-23 | 艾感科技(广东)有限公司 | 无需打线接合的三维纳米管气体传感器阵列及其封装方法 |
| CN111812155B (zh) * | 2020-07-21 | 2023-11-28 | 艾感科技(广东)有限公司 | 无需打线接合的三维纳米管气体传感器阵列及其封装方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Meng et al. | Detection of four alcohol homologue gases by ZnO gas sensor in dynamic interval temperature modulation mode | |
| CN107589150A (zh) | 一种新型气体传感器 | |
| CN107860870A (zh) | 一种室温阵列气体传感器 | |
| CN104535792B (zh) | 一种高灵敏热风速传感器结构和风速风向测定方法 | |
| CN103487474B (zh) | 一种具有高灵敏度快速响应的mems电容式湿度传感器 | |
| CN205820886U (zh) | 一种基于芯片堆叠技术的气体传感器及其封装结构 | |
| CN203480336U (zh) | 一种采用新型温度采集技术的温控器 | |
| Ma et al. | Power reduction with enhanced sensitivity for pellistor methane sensor by improved thermal insulation packaging | |
| CN107884443A (zh) | 一种气体传感器 | |
| CN108446042B (zh) | 一种电容式触摸传感器、电子皮肤和智能机器人 | |
| CN108195490A (zh) | 具有分时、分区域屏蔽功能的传感器、电子皮肤和机器人 | |
| CN207923324U (zh) | 具有分时、分区域屏蔽功能的传感器、电子皮肤和机器人 | |
| CN106289540B (zh) | 红外热释电感应单元及红外热释电传感器 | |
| CN107860794A (zh) | 一种气体传感器封装结构 | |
| CN205845948U (zh) | 一种基于芯片堆叠和倒装焊的气体传感器及其封装结构 | |
| CN104897739B (zh) | 一种有机半导体纳米材料及其制备方法与用途和一种二氧化氮气敏传感器 | |
| CN104316577B (zh) | 一种基于倒装焊封装的甲烷传感器及其制备方法与应用 | |
| CN205879838U (zh) | 一种微型气体传感器的封装结构 | |
| CN209326675U (zh) | 电容传感器及玻璃、汽车、陶瓷或亚克力面板、家用电器 | |
| CN205879844U (zh) | 一种一体式气体传感器的封装结构 | |
| CN208420776U (zh) | 一种用于家电领域的tvoc气体检测器件 | |
| CN101831353B (zh) | 快速电加热高精度可控可调的香薰精油熟化系统 | |
| CN106323378B (zh) | 密封包装箱用温湿度压力测量显示装置 | |
| CN106872532A (zh) | 一种贴片式半导体气体传感器 | |
| CN206772887U (zh) | 一种耐高温的高分子湿敏电容传感器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180116 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |