[发明专利]一种柔性气体传感器芯片结构

说明书

本发明提供了一种柔性气体传感器芯片结构，其包括柔性衬底、柔性气体传感单元和柔性盖层，柔性气体传感单元为多个且互相之间间隔设置，每个柔性气体传感单元包括柔性下电极和柔性上电极，柔性下电极和柔性上电极之间设置气体敏感层，柔性衬底中设置金属丝作为连接电极，柔性盖层下面设置金属丝作为连接电极，柔性下电极与分别柔性衬底中的金属丝连接，柔性上电极与柔性盖层下面的金属丝连接，柔性盖层上具有孔，孔设置的位置在柔性气体传感单元之间的间隔位置处且避开柔性盖层中的金属丝，解决了目前气体传感器柔性需求下的封装的问题，通过该封装结构实现柔性气体传感器，使气体传感器的应用场景得到扩展。

技术领域

本发明属于气体传感器技术领域，尤其涉及一种柔性气体传感器芯片结构。

背景技术

气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器。探测头通过气体传感器对气体样品进行调理，通常包括滤除杂质和干扰气体、干燥或制冷处理仪表显示部分。气体传感器分为：半导体气体传感器、电化学气体传感器、催化燃烧式气体传感器、热导式气体传感器、红外线气体传感器等，半导体式气体传感器是利用一些金属氧化物半导体材料，在一定温度下，电导率随着环境气体成份的变化而变化的原理制造的。比如，酒精传感器，就是利用二氧化锡在高温下遇到酒精气体时，电阻会急剧减小的原理制备的。半导体式气体传感器可以有效地用于：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、酒精、甲醛、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙炔、氯乙烯、苯乙烯、丙烯酸等很多气体地检测。尤其是，这种传感器成本低廉，适宜于民用气体检测的需求。下列几种半导体式气体传感器是成功的：甲烷(天然气、沼气)、酒精、一氧化碳(城市煤气)、硫化氢、氨气(包括胺类，肼类)，高质量的传感器可以满足工业检测的需要。半导体式气体传感器也具有如下缺点：稳定性较差，受环境影响较大；尤其，每一种传感器的选择性都不是唯一的，输出参数也不能确定。因此，不宜应用于计量准确要求的场所。目前这种传感器的主要供应商在日本(发明者)，其次是中国，最近有新加入了韩国，其他国家如美国在这方面也有相当的工作，但是始终没有汇入主流，中国在这个领域投入的人力和时间都不亚于日本，但是由于多年来国家政策导向以及社会信息闭塞等原因，我国流行于市场的半导体式气体传感器性能质量都远逊于日本产品，相信，随着市场进步，民营资本的进一步兴起，中国产的半导体式气体传感器达到和超越日本水平已经指日可待。

在目前的研究状态下，需要对气体传感器结构进行优化以及研究在新应用场景下的应用，比如目前可穿戴设备领域中，使用气体传感器时也需要其具有柔性，因此需要提供一种在柔性场景下应用的气体传感器封装。

发明内容

为了解决目前气体传感器柔性需求下的封装的问题，通过该封装结构实现柔性气体传感器，使气体传感器的应用场景得到扩展，本发明提供了一种柔性气体传感器芯片结构，其包括柔性衬底、柔性气体传感单元和柔性盖层，所述柔性气体传感单元为多个且互相之间间隔设置，每个柔性气体传感单元包括柔性下电极和柔性上电极，所述柔性下电极和柔性上电极之间设置气体敏感层，所述柔性衬底中设置金属丝作为连接电极，所述柔性盖层下面设置金属丝作为连接电极，所述柔性下电极与分别所述柔性衬底中的金属丝连接，所述柔性上电极与所述柔性盖层下面的金属丝连接，所述柔性盖层上具有孔，所述孔设置的位置在柔性气体传感单元之间的间隔位置处且避开柔性盖层中的金属丝。

进一步地，所述两个气体传感单元间距大于所述气体传感单元的横向宽度。

进一步地，所述柔性衬底下表面还设置接触部，所述接触部由金属构成，所述柔性衬底和所述柔性盖层中的金属丝分别与不同接触部相连作为输出电极。

进一步地，所述柔性衬底中还设置有通气孔，所述通气孔的位置在柔性气体传感单元之间的间隔位置处且避开柔性衬底中的金属丝和接触部。

进一步地，所述柔性上电极和所述柔性下电极包括银纳米线和聚合物基层。

进一步地，所述气体敏感层中还设置有网状聚合物层，所述网状聚合物层采用与聚合物基层相同的材料形成。