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感知“利”器|旁热式微型气体传感器
2017-08-29 07:32:43   来源:麦姆斯咨询   评论:0   点击:

本发明提供的旁热式微传感器,通过传感器表面形成图案化掩模金属层,在完成结构释放后构筑疏水疏油层,利用剥离工艺实现疏水疏油层的图案化。在上载操作中,利用传感器表面不同区域的不同特性,实现液态敏感材料在敏感电极区域内的自对准式上载。

工欲善其事,必先利其器。在全球化的今天,专利已不仅仅是创新的一种保护手段,它已成为商业战场中的利器。麦姆斯咨询倾情打造MEMS、传感器以及物联网领域的专利运营平台,整合全产业链知识产权资源,积极推动知识产权保护与有效利用。

基于MEMS(微机电系统)技术和敏感材料构筑技术而制造的加热式微传感器由于具备优越的气体敏感、功耗低、成本低廉等优点已经得到了广泛而深入的研究,其应用已经进入了人类生产生活的多个领域,促进了产业的发展。目前市场应用最多的仍是陶瓷管式气体传感器,这类产品体积大、功耗高、敏感材料上载技术难以自动化因而成品率较低,其制造成本高,限制了此类传感器的推广与应用。

随着微纳技术的不断发展与进步,近十年来,基于MEMS的半导体传感器不断出现,这类传感器多数使用金属氧化物材料、多孔材料、金属框架有机物等做为敏感材料,通过涂覆、旋涂、喷墨打印、显微操作系统等手段将敏感材料上载于传感器的测试电极区域。

微热板传感器

微热板传感器

目前国内外微加热式传感器的研究众多,大都是悬膜、悬岛型结构,敏感材料的上载大量依赖于人工涂覆、浸渍提拉法、喷墨打印以及显微操作系统等等方式。其中人工涂覆大多为陶瓷管式的传感器,器件体积大,对人工操作的技术要求高、均一性较差,并且需要花费大量的时间培训熟练的技术工进行涂覆。对于浸渍提拉法,芯片浸没于敏感材料溶液中,整个表面都会沉积敏感材料,一方面会造成敏感材料的浪费,而且新材料的研发通常形成的量较少,难以满足需求。另一方面具备导电性材料覆盖在电极之间会造成不同电极间的漏电,带来了不小的测试误差。

【推荐发明专利】

《旁热式微传感器及其制造方法》

【发明内容】

本发明提供的旁热式微传感器,通过传感器表面形成图案化掩模金属层,在完成结构释放后构筑疏水疏油层,利用剥离工艺实现疏水疏油层的图案化。在上载操作中,利用传感器表面不同区域的不同特性,实现液态敏感材料在敏感电极区域内的自对准式上载。

本发明采用旁热式结构,减少了敏感材料所在区域绝缘层漏电对于敏感测试信号造成的干扰。该旁热式微传感器的敏感材料上载可以在悬空的微结构表面进行,不损伤微结构,工艺兼容性强,金属保护层去除容易。上载过程样品需求量小,操作简单非敏感区材料易于去除。

旁热式微传感器俯视图

旁热式微传感器俯视图

旁热式微传感器结构示意图

旁热式微传感器结构示意图

本发明具有工艺兼容性好、实用性强、制造工艺简单、成本低,适合在可动或悬空微结构表面材料上载等优势。相比于现有技术,本发明技术方案解决了现有技术难以在悬空或可动结构表面指定微小区域进行材料附载的困难,同时旁热式结构避免了常见直热式结构由于绝缘层缺陷导致的漏电。

【相关专利】

《薄膜型微热导检测器》

《一种平面型半导体热电芯片及制备方法》

《具有圆弧形凹槽加热膜区的三维微型加热器及制作方法》

《一种具有网孔结构加热膜的低功耗微型加热器及制作方法》

【相关报告】

《室内空气质量监测市场-2016版》

《气体传感器技术和市场》

《CCS挥发性有机化合物MEMS气体传感器:CCS801》

《AMS VOC MEMS气体传感器:AS-MLV-P2》

《微型气体传感器专利分析报告》

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