CN111812155A - 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 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种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，所述方法包括：阳极氧化铝薄膜第一表面的至少一个第一电极与其第二表面的至少一个第二电极对应使得第一电极与第二电极之间的阳极氧化铝薄膜区域形成传感区域(S1)，设置在过孔第一端的所述第一电极的一端通过临近的过孔内的导电元件与过孔第二端的延伸电极(32)连接，从而使得三维纳米管基底第一表面的第一电极通过延伸电极与第二电极在三维纳米管基底第二表面进行共面设置，第一电极与延伸电极之间的过孔形成过孔区域。本发明避免打线接合，以实现三维纳米管结构的集成及上下电极的引出。
Description
技术领域
本发明涉及智能传感技术领域，尤其涉及一种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。
背景技术
三维双通纳米管基底，以双通阳极氧化铝(Free-standing Anodized AluminumOxide)薄膜为代表，在气体传感器，光电传感器，发光二极管，太阳能电池，可变电阻式记忆体等领域有着广泛的应用前景。特别在气体传感器领域，配合在管壁上沉积纳米尺寸的气敏材料薄膜，可达到极高的比表面积，并实现在室温下的高灵敏度快速探测，无需时刻保持一个较高的工作温度。特别地，通过选择不同的气敏材料电极，可在单块三维纳米管基底上实现多个传感器的集成，而将此三维纳米管气体传感器阵列进行芯片集成，将可实现高密度的传感器阵列数据读取。
现有的气体传感器阵列多为平面结构，通过将多个叉指电极(Finger Electrode)或多个源漏电极对(Source-Drain Electrode Pair)集成在单块基底上，并沉积不同的气体传感器材料，配合打线接合，可将传感器阵列的信号引出至芯片载体上。并且，现有的气体传感器阵列封装工艺仅针对平面气敏材料薄膜，与三维纳米管结构互相不兼容。薄膜气敏材料的电极为共面设置，而三维纳米管传感器的电极为上下电极，并不共面，因此目前的封装工艺无法运用到三维纳米管传感器的封装上。同时由于三维纳米管衬底厚度较薄，封装过程中的打线接合工艺易造成衬底的破碎。
例如，中国专利CN 101105468 B公开了一种多孔阳极氧化铝湿度传感器，包括多孔阳极氧化铝膜片，多孔阳极氧化铝膜片上下表面设有金属膜电极，其特征在于，所述金属膜电极为多孔金属膜电极，多孔阳极氧化铝膜片和多孔金属膜电极上的孔洞沿多孔阳极氧化铝膜片厚度方向连通并在上下表面开口。该传感器的电极设置较为简单，通过简单的两端电极来设置湿度传感器。但是，该传感器阵列的缺陷在于：难以进行多孔的封装。
例如，中国专利CN 108981980 A公开了一种纳米级圆台微结构压力传感器的制备方法，包括步骤：(1)以双通孔多孔阳极氧化铝为模板，将双通孔多孔阳极氧化铝模板固定在平整的基板上；(2)在所述双通孔多孔阳极氧化铝模板上均匀涂覆Ag纳米线，其中至少一根所述Ag纳米线渗入或进入双通孔多孔阳极氧化铝模板的孔洞当中；(3)接着在双通孔多孔阳极氧化铝模板上均匀涂覆PDMS；(4)固化、脱模，得到纳米级圆台微纳结构的PDMS；(5)在所述纳米级圆台微纳结构的PDMS具有纳米级圆台微纳结构的面上均匀涂覆Ag纳米线；(6)采用镀有氧化铟锡的PET为电极，将两块所述电极采用三明治方式包夹住步骤(5)中涂覆Ag纳米线的PDMS，进行封装，并制备引出电极，得到所述纳米级圆台微结构压力传感器。该专利的封装方式使得引出电极较为混乱，并且其涂覆的Ag纳米线不能够具有完整整齐的信号通路，使得传感数据存在较大误差。
因此，针对该新型的三维纳米管阵列，需要新的封装方式来实现封装，使其应用更广泛。
此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。
发明内容
现有技术中，现有的气体传感器阵列封装工艺仅针对平面气敏材料薄膜，与三维纳米管结构互相不兼容。同时由于三维纳米管衬底厚度较薄，封装过程中的打线接合工艺易造成衬底的破碎。
针对现有技术之不足，本发明提供一种无需打线接合的三维纳米管气体传感器阵列的封装方法，所述方法包括：三维纳米管基底设置有按照阵列分布的若干三维纳米管，三维纳米管之间设置有贯穿三维纳米管基底的至少一个过孔，三维纳米管基底第一表面的至少一个第一电极与其第二表面的至少一个第二电极相对设置在三维纳米管的两端，使得第一电极与第二电极之间的三维纳米管形成传感区域，设置在过孔第一端的所述第一电极的一端通过临近的过孔内的导电元件与过孔第二端的延伸电极连接，从而使得三维纳米管基底第一表面的第一电极通过延伸电极与第二电极在三维纳米管基底第二表面进行共面设置，第一电极与延伸电极之间的过孔形成过孔区域。本发明通过设置过孔区域及其导电元件，改变第一电极之间的连接方式，将第一电极之间的打线方式进行改进，使得第一电极和第二电极形成共面设置，有利于传感器阵列的信号传输稳定，避免了打线移位和断裂的情况；第二，通过导电元件的连接降低了三维纳米管的封装厚度并且增强了层面的坚固性，降低了三维纳米管衬底在封装过程中的破碎概率，更有利于三维纳米传感器阵列的使用寿命的延长。
优选的，所述三维纳米管基底第二表面与陶瓷层第一表面接触，将所述三维纳米管基底第二表面共面设置的至少一个第二电极和至少一个延伸电极分别与陶瓷层对应位置的第三电极连接，所述第三电极以贯穿所述陶瓷层的方式设置。有利于将传感区域的数据快速传输至芯片。其中，金属元件设置在陶瓷层的通道内，更有利于数据的传输稳定性，也有利于提高数据传输线路的保护程度，使得三维传感器阵列的整体更不容易损坏，也降低了整体的厚度，缩小的三维纳米传感器阵列的体积。
优选的，三维纳米管气体传感器阵列的封装方法还包括：以焊接的方式将陶瓷层底面的若干第三电极连接为能够与芯片焊接的焊盘，从而将传感区域采集的气体数据信息发送至芯片以进行数据提取。如此设置的优势在于，第三电极阵列形成焊盘，能够进一步巩固第三电极的坚固性。不仅如此，本发明的金属导线、导电元件分别设置在三维纳米管基底内和陶瓷层中，本身就提高了导电和数据传输的安全程度。本发明通过热蒸镀的方式设置第一电极、第二电极、延伸电极和第三电极，电极不容易损坏。在封装的过程中，三维纳米管基底和陶瓷层彼此之间也不容易错位，封装过程不怕挤压，封装更容易，封装时间更短。
优选的，所述第一电极与第二电极之间的传感区域与至少一个过孔区域相邻设置并且所述第一电极延伸至至少一个过孔区域的边沿。如此设置的优势在于，使得三维纳米管基底内的传感区域和过孔区域有序排列，使得每一个传感区域都具有独立的导电元件连接，形成独立的数据传输路径，从而在单个传感区域的气体探测功能失效后，其他传感区域依然能够进行相同的气体探测，减少三维纳米传感器阵列的故障几率，延长三维纳米传感器阵列的工作寿命。
优选的，用于将第一电极延伸端与对应的延伸电极连接的导电元件为基于热蒸镀及电镀沉积的金属纳米线，金属纳米线能够承受挤压且不容易损坏，使得三维纳米传感器阵列的表面较平整，没有明显突出的结构，增强了抗压能力。
优选的，所述第一电极与所述第二电极之间的传感区域以阵列的形式排布在三维纳米管基底上从而形成同时传输气体成分数据的传感器阵列。如此设置，有利于同时探测多种气体，探测效率高，传感器响应速度快。
优选的，所述过孔区域设置在同一行/列的两个传感区域之间，并且所述第一电极与延伸电极之间的过孔区域与共有第一电极的传感区域的相对方向一致，从而与至少一个第二电极和至少一个延伸电极分别连接的陶瓷层的第三电极形成第三电极阵列。如此设置的优势在于，有序的设置能够进一步缩小三维纳米管气体传感器阵列的平面体积，更有利于三维纳米管气体传感器阵列的缩小。
优选的，所述传感区域的形成方式包括：以三维纳米管为基底，在所述三维纳米管的管壁沉积至少一种气敏材料；在所述气敏材料上设置至少一种金属颗粒修饰；所述传感区域为允许气流通过的两端贯通的通道区域。则本发明的三维纳米传感器阵列能够探测的气体种类按照倍数等级增加，进一步扩展了传感器阵列的气体的检测能力。
优选的，不同区域的三维纳米管的气敏材料上分别设置不同的金属颗粒修饰，从而三维纳米传感器阵列对不同的气体形成差异性响应。本发明有利于形成了在一个电极对之间的传感区域具有至少两种气体的探测能力，提高三维纳米传感器阵列的探测气体的种类的数量。
优选的，至少两种金属颗粒通过不影响气体探测的聚合物分别凝聚成颗粒团，至少两种金属颗粒团修饰以混合的方式存在于所述传感区域中。沉积在气敏材料上能够避免由于金属颗粒物分散而探测到的气体微小成分被忽略的缺陷，又避免了三维纳米管内的传感区域的探测盲区。
本发明提供一种无需打线接合的三维纳米管气体传感器阵列，至少包括设置有按照阵列分布的若干三维纳米管的三维纳米管基底，三维纳米管之间设置有贯穿三维纳米管基底的至少一个过孔，三维纳米管基底第一表面的至少一个第一电极与其第二表面的至少一个第二电极相对设置在三维纳米管的两端，使得第一电极与第二电极之间的三维纳米管形成传感区域，设置在过孔第一端的所述第一电极的一端通过临近的过孔内的导电元件与过孔第二端的延伸电极连接，从而使得三维纳米管基底第一表面的第一电极通过延伸电极与第二电极在三维纳米管基底第二表面进行共面设置，第一电极与延伸电极之间的过孔形成过孔区域。
本发明的三维纳米管气体传感器阵列中，所述三维纳米管基底第二表面与陶瓷层第一表面接触，将所述三维纳米管基底第二表面共面设置的至少一个第二电极和至少一个延伸电极分别与陶瓷层对应位置的第三电极连接，所述第三电极以贯穿所述陶瓷层的方式设置。
本发明的三维纳米管气体传感器阵列中，以焊接的方式将陶瓷层底面的若干第三电极连接为能够与芯片焊接的焊盘，从而将传感区域采集的气体数据信息发送至芯片以进行数据提取。
本发明的三维纳米管气体传感器阵列中，所述过孔区域设置在同一行/列的两个传感区域之间，并且所述第一电极与延伸电极之间的过孔区域与共有第一电极的传感区域的相对方向一致，从而与至少一个第二电极和至少一个延伸电极分别连接的陶瓷层的第三电极形成第三电极阵列。
附图说明
图1是本发明的三维纳米管结构的简单结构示意图。
附图标记列表
10：第一电极；20：导电元件；30：第二电极；31：第二电极；32：延伸电极；40：焊盘；50：第三电极；S1：传感区域；S2：过孔区域；AAO：阳极氧化铝薄膜；BB：陶瓷层。
具体实施方式
下面结合附图进行详细说明。
本发明提供一种无需打线接合的三维纳米管气体传感器阵列的封装方法。如图1所示，无需打线接合的三维纳米管气体传感器阵列至少包括三维纳米管基底、若干电极和陶瓷层。三维纳米管基底优选为阳极氧化铝薄膜AAO。三维纳米管基底第一表面设置有若干第一电极。三维纳米管基底第二表面设置有若干第二电极。第一电极和第二电极之间形成的传感区域的长度方向垂直于三维纳米管基底层。优选的，第一电极与形成传感区域的第二电极能够以相对的方式分布在三维纳米管两端。三维纳米管的孔壁上存在气敏材料，第一电极与形成传感区域的第二电极之间的管壁上的气敏材料为气体传感实际发生的位置。
无需打线接合的三维纳米管气体传感器阵列的封装方法包括：一种无需打线接合的三维纳米管气体传感器阵列的封装方法，所述方法包括：三维纳米管基底设置有按照阵列分布的若干三维纳米管，三维纳米管之间设置有贯穿三维纳米管基底的至少一个过孔，三维纳米管基底第一表面的至少一个第一电极与其第二表面的至少一个第二电极相对设置在三维纳米管的两端，使得第一电极与第二电极之间的三维纳米管形成传感区域S1，设置在过孔第一端的所述第一电极的一端通过临近的过孔内的导电元件与过孔第二端的延伸电极32连接，从而使得三维纳米管基底第一表面的第一电极通过延伸电极与第二电极在三维纳米管基底第二表面进行共面设置，第一电极与延伸电极之间的过孔形成过孔区域S2。如图1所示的S2过孔区域部分，第一电极的一端延伸至孔的上方，通过沉积得到的金属纳米线与孔的下方的延伸电极32连接，从而第一电极与延伸电极形成电连接。本发明的延伸电极相当于是三维纳米管基底第一表面的第一电极的延伸，将原本只能设置在三维纳米管基底两端的第一电极和第二电极通过导电元件的延伸设置在共同的第二表面，实现共面设置。在将第一电极和第二电极分别与第三电极进行电连接时，共面设置的优势非常明显，能够在三维纳米管基底与陶瓷层接触面完成电极间的连接。并且电极间的连接比较稳定，不会受外界的触碰而损坏。传感区域的第一电极是需要与第三电极电连接的。传统方式是通过额外的打线将第一电极与第三电极连接。很明显地，使用打线结合的缺陷在于，打线容易移位和出现线路混乱的情况。本发明通过改变连接方式，使得传感区域两端的第一电极和第二电极形成共面设置，相当于将原本的打线结构设置在了过孔区域中。本发明的优势在于，第一，将具有连接功能的导电元件设置在过孔区域内，有利于传感器阵列的信号传输稳定，避免了打线移位和断裂的情况；第二，消除了打线结构，传感器阵列的不需要在三维纳米管基底的表面设置用于保护打线结构的环氧树脂涂层，通过平面的金属元件的连接降低了三维纳米管的封装厚度并且增强了层面的坚固性，避免了三维纳米管衬底在封装过程中的破碎。
优选的，无需打线接合的三维纳米管气体传感器阵列的封装方法还包括：将所述三维纳米管基底第二表面的形成共面设置的至少一个第二电极31和至少一个延伸电极32分别与陶瓷层BB的第三电极50以贯穿陶瓷层的方式连接。如此设置的优势在于，在不影响信号传输的基础上，能够进一步保证信号传输的稳定性。过孔区域内的孔洞有利于保护导电元件的结构和稳定性。优选的，导电元件为导电金属。优选的，导电元件为三维纳米管基底中沉积的金属纳米线，金属纳米线可将过孔填满，实现从上表面到下表面的电信号传导。
优选的，无需打线接合的三维纳米管气体传感器阵列的封装方法还包括：以焊接的方式将陶瓷层底面的若干第三电极连接为能够与芯片焊接的焊盘40，从而将传感区域采集的气体数据信息发送至芯片以进行数据提取。
优选的，所述第一电极与第二电极之间的传感区域与至少一个过孔区域相邻设置。例如，第一电极的长度大于与其相对的第二电极的长度，从而在一端对齐的情况下，第一电极与第二电极之间的长度差等于过孔区域的孔洞与传感区域之间的距离。优选的，导电元件为三维纳米管基底孔内的金属纳米线。金属纳米线的制作工艺流程为：先在过孔区域表面热蒸镀一层金属，然后在金属溶液中进行电镀，使得过孔区域表面形成贯通的金属纳米线，继而将先前表面热蒸镀沉积的金属去除。在后续生产步骤中，金属纳米线的表面通过第一电极(即热蒸镀沉积的导电金属)与传感区域表面进行连接。如此设置的优势在于，传感器阵列的表面较平整，没有明显突出的结构，从而避免了压迫形成的损坏，增强了抗压能力。
优选的，所述第一电极与所述第二电极之间的传感区域以阵列的形式排布在三维纳米管基底上从而形成同时传输气体成分数据的传感器阵列。阵列的优势在于，一方面，通过传感区域的均匀分布能够均匀地获取气体中的挥发性有机化合物的数据，从而减少遗漏气体成分数据的概率，使得气体成分的监测更准确，敏感性更高。另一方面，本发明选择在不同传感区域内的气敏材料表面表示进行不同的金属纳米颗粒修饰，从而使得每个传感区域都是一个独特的气体传感器，其对于不同气体的灵敏度不同，从而在单个芯片上集成传感器阵列，搭建多气体探测的平台。
优选的，第一电极与延伸电极之间的过孔区域与对应的传感区域的相对方向一致。如此设置的优势在于，传输数据的金属元件的有序间隔，既避免了散热的不均匀性，又使得陶瓷层中的过孔区域均匀设置，避免了陶瓷层由于过孔区域不均匀出现容易破裂的现象。
本发明的三维纳米管气体传感器阵列的封装方法还包括：
S11：向上下通孔的三维纳米管基底的管壁内沉积数纳米厚度的金属氧化物半导体气敏传感材料。在气敏材料沉积结束后，三维纳米管基底仍然保持上下通孔状态。
具体地，利用原子层沉积(Atomic Layer Deposition)或超声喷雾热解(Ultrasonic Spray Pyrolysis)的方法对三维纳米管基底的管壁内沉积金属氧化物半导体气敏传感材料，形成传感区域。三维纳米管基底的厚度范围为10-50um，孔径范围为100-500nm。三维纳米管基底以阳极氧化铝薄膜AAO为代表，也可以是其他薄膜，例如阳极氧化钛薄膜ATO。
S12：将不同的金属纳米颗粒溶液分别沉积在三维纳米管基底的不同区域，形成差异化传感的三维纳米管基底。将沉积后的三维纳米管基底在200度惰性气体中煅烧后，不同区域的气敏材料表面会存在不同的金属颗粒修饰，从而实现对不同气体的差异性响应。金属纳米颗粒溶液包括金，铂金，银等颗粒溶液。
例如，一个传感区域分别设置一种不同的金属颗粒修饰，每一个传感区域能够具有单独气体的响应。则对于具有m个传感区域的传感器阵列，最多可以对m种气体进行探测和响应。
例如，同一个传感区域设置至少两种不同的金属颗粒修饰，能够具有至少两种气体的差异性响应。则对于具有m个传感区域的传感器阵列，最多可以对2m种气体进行探测和响应。
优选的，三维纳米传感器的传感区域中的至少两种金属颗粒修饰区域可以按照管壁的轴向纵向划分，形成纵向传感区域。优选的，两种金属颗粒修饰区域分别有多个，例如多个纵向的条形区域，可以交错设置。如此设置的优势在于，从气体通过的路径中都可以探测到气体并进行对应的响应，尤其在气体进入三维纳米传感器阵列的端口就可以探测到对应的气体，从而减少探测的盲区。优选的，传感区域不限于两种金属颗粒修饰区域的设置，还可以沿纵向划分更多种类的金属颗粒修饰区域。形成纵向分区域的金属颗粒修饰的方法若干，随着技术科技的发展，可实现的技术手段越来越多。例如，可以采用分别具有纵向分割的三维纳米管部分的三维纳米管基底拼接为完整三维纳米管，然后进行封装。或者，采用纳米级别的遮挡物在沉积的过程中分步骤进行遮挡，实现纵向的分区域沉积。优选的，三维纳米传感器的传感区域中的至少两种金属颗粒修饰区域可以按照管壁的周向划分，从而形成环形的探测区域。优选的，探测区域按照半周向区域设置，并且两种金属颗粒修饰区域同径向且交错设置，从而在三维纳米传感器的端口同时存在两种气体的探测区域，有利于提高三维纳米气体传感器阵列的敏感性。优选的，传感区域不限于两种金属颗粒修饰区域的设置，还可以沿周向划分更多种类的金属颗粒修饰区域。例如，将分别设置不同金属颗粒修饰的多个薄型三维纳米管基底进行上下拼接，使得两个基底的三维纳米管在纵向上同轴同半径设置，并且使得两个三维纳米管在纵向上贯通，实现了金属颗粒修饰在周向上的不同分布。
优选的，三维纳米传感器的传感区域中的至少两种金属颗粒修饰区域可以在管壁以螺旋曲线形区域进行相邻设置。相比于纵向划分和周向划分，螺旋曲线形区域的交错设置，更有利于不同金属颗粒修饰在气敏材料上的敏感性响应。只要气体从三维纳米管内通过，气敏材料上的金属颗粒修饰均能够在两端、管壁上的任一位置探测到对应的气体并进行响应，不局限于纵向和周向的划分盲区的限制。因此，如此设置的三维纳米传感器阵列的探测敏感度更高，对气体的响应速度更快。例如，最简单的方式是，将沉积有气敏材料的表面设置有螺旋形的纳米级的遮挡线、遮挡片或者其他遮挡组件，从而实现螺旋形的金属颗粒修饰区域。本发明实现相同技术效果的技术手段不限于此，还可以是其他具有相同技术效果的技术手段。
优选的，至少两种金属颗粒以点的方式混合设置在三维纳米传感器的传感区域上，使得传感区域不存在某种气体探测的盲区，更有利于多种气体的探测。其中，混合设置可以是均匀混合设置，也可以是不均匀混合设置。
优选的，至少两种金属颗粒通过不影响气体探测的聚合物分别凝聚成颗粒团，至少两种金属颗粒团修饰以混合的方式存在于所述传感区域中。颗粒团是指金属颗粒通过不影响探测的聚合物凝聚成颗粒团，然后沉积在气敏材料上。如此设置，既能够避免由于金属颗粒物分散而探测到的气体微小成分被忽略的缺陷，又避免了三维纳米管内的传感区域的探测盲区。
S13：在过孔区域表面热蒸镀一层金属，然后在金属溶液中进行电镀，使得过孔区域表面形成贯通的金属纳米线，继而将先前表面热蒸镀沉积的金属去除。
S14：对差异化传感的三维纳米管基底的上下表面对应位置分别沉积第一电极、第二电极和延伸电极。沉积方法包括热蒸镀法或电子束蒸镀法。优选的，第一电极、第二电极和延伸电极为金电极。第二电极、延伸电极为100nm。第一电极的尺寸大于第二电极。金电极的导电性能更加，更有利于电流的流通和传感数据的传输。在沉积完成后，第一电极、第二电极通过传感区域的气敏材料形成电连接，第一电极通过过孔区域的金属纳米线与延伸电极形成电连接。
S15：将三维纳米管基底的第二表面的第二电极和延伸电极设置在陶瓷层的第一表面。优选的，在电极沉积完成后，将获得的三维纳米管基底的第二表面的第二电极和延伸电极与带有过孔的陶瓷层的第三电极采用倒片封装的方法相连接。
具体地，倒片封装的方法包括：利用掩模版在陶瓷层表面第三电极处涂抹锡膏，将三维纳米管基底对齐放置于陶瓷层处，升温至180-220度进行回流焊接，使得三维纳米管基底的第二电极和延伸电极与陶瓷层第三电极之间形成稳定的电连接。
本发明不需要在三维纳米管基底的第一表面额外设置环氧树脂涂层并进行固化。本发明的制作工序简化，制作成本降低。本发明的气体传感器阵列的表面平坦坚固，不具有凸点，不容易在安装组合过程受到损坏。
需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种无需打线接合的三维纳米管气体传感器阵列的封装方法，其特征在于，所述方法包括：
三维纳米管基底设置有按照阵列分布的若干三维纳米管，三维纳米管之间设置有贯穿三维纳米管基底的至少一个过孔，
三维纳米管基底第一表面的至少一个第一电极与其第二表面的至少一个第二电极相对设置在三维纳米管的两端，使得第一电极与第二电极之间的三维纳米管形成传感区域(S1)，
设置在过孔第一端的所述第一电极的一端通过临近的过孔内的导电元件与过孔第二端的延伸电极(32)连接，从而使得三维纳米管基底第一表面的第一电极通过延伸电极与第二电极在三维纳米管基底第二表面进行共面设置，第一电极与延伸电极之间的过孔形成过孔区域。
2.根据权利要求1所述的三维纳米管气体传感器阵列的封装方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述三维纳米管基底第二表面与陶瓷层第一表面接触，
将所述三维纳米管基底第二表面共面设置的至少一个第二电极(31)和至少一个延伸电极(32)分别与陶瓷层(BB)对应位置的第三电极(50)连接，
所述第三电极以贯穿所述陶瓷层的方式设置。
3.根据权利要求2所述的三维纳米管气体传感器阵列的封装方法，其特征在于，所述方法还包括：
以焊接的方式将陶瓷层底面的若干第三电极连接为能够与芯片焊接的焊盘，从而将传感区域采集的气体数据信息发送至芯片以进行数据提取。
4.根据权利要求3所述的三维纳米管气体传感器阵列的封装方法，其特征在于，
所述过孔区域设置在同一行/列的两个传感区域之间，并且所述第一电极与延伸电极之间的过孔区域与共有第一电极的传感区域的相对方向一致，
从而与至少一个第二电极(31)和至少一个延伸电极(32)分别连接的陶瓷层(BB)的第三电极(50)形成第三电极阵列。
5.根据权利要求1～4之一所述的三维纳米管气体传感器阵列的封装方法，其特征在于，所述传感区域的形成方式包括：
以三维纳米管为基底，在所述三维纳米管的管壁沉积至少一种气敏材料；
在所述气敏材料上设置至少一种金属颗粒修饰；
所述传感区域为允许气流通过的两端贯通的通道区域。
6.根据权利要求1～4之一所述的三维纳米管气体传感器阵列的封装方法，其特征在于，所述过孔区域的导电元件的形成方式包括：
在过孔区域表面热蒸镀一层金属，
在金属溶液中进行电镀，使得过孔区域表面形成贯通的金属纳米线，
将热蒸镀沉积的金属去除。
7.一种无需打线接合的三维纳米管气体传感器阵列，其特征在于，至少包括设置有按照阵列分布的若干三维纳米管的三维纳米管基底，三维纳米管之间设置有贯穿三维纳米管基底的至少一个过孔，
三维纳米管基底第一表面的至少一个第一电极与其第二表面的至少一个第二电极相对设置在三维纳米管的两端，使得第一电极与第二电极之间的三维纳米管形成传感区域(S1)，
设置在过孔第一端的所述第一电极的一端通过临近的过孔内的导电元件与过孔第二端的延伸电极(32)连接，从而使得三维纳米管基底第一表面的第一电极通过延伸电极与第二电极在三维纳米管基底第二表面进行共面设置，第一电极与延伸电极之间的过孔形成过孔区域。
8.根据权利要求7所述的三维纳米管气体传感器阵列，其特征在于，
所述三维纳米管基底第二表面与陶瓷层第一表面接触，
将所述三维纳米管基底第二表面共面设置的至少一个第二电极(31)和至少一个延伸电极(32)分别与陶瓷层(BB)对应位置的第三电极(50)连接，
所述第三电极以贯穿所述陶瓷层的方式设置。
9.根据权利要求8所述的三维纳米管气体传感器阵列，其特征在于，
以焊接的方式将陶瓷层底面的若干第三电极连接为能够与芯片焊接的焊盘，从而将传感区域采集的气体数据信息发送至芯片以进行数据提取。
10.根据权利要求7～9之一所述的三维纳米管气体传感器阵列，其特征在于，
所述过孔区域设置在同一行/列的两个传感区域之间，并且所述第一电极与延伸电极之间的过孔区域与共有第一电极的传感区域的相对方向一致，
从而与至少一个第二电极(31)和至少一个延伸电极(32)分别连接的陶瓷层(BB)的第三电极(50)形成第三电极阵列。
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