气体和/或液体传感器的传感器构件及制法和检测气体和/或液体介质中至少一物质的方法与流程

文档序号:18270656发布日期:2019-07-27 09:38阅读:来源:国知局

技术特征:

1.用于气体和/或液体传感器的传感器构件,具有:

衬底(10),具有至少一个第一印制导线(20)和第二印制导线(22),它们如此构造,使得能够在第一印制导线(20)和第二印制导线(22)之间施加电压(U);和

至少一种在第一印制导线(20)的第一接触段(20a)和第二印制导线(22)的第一接触段(22a)之间存在的灵敏的半导体材料;

其特征在于,

至少一个在衬底(10)的一个侧面(12)上构造的沟(14)具有用至少一种电绝缘的材料制的沟壁(16)和沟底(18),其中第一印制导线(20)的第一接触段(20a)和第二印制导线(22)的第一接触段(22a)在所述沟壁(16)的彼此隔开的两个内侧面上设置,和

其中至少一种灵敏的半导体材料以至少一个颗粒(24)的形式至少在第一印制导线(20)的第一接触段(20a)和第二印制导线(22)的第一接触段(22a)之间填入所述至少一个沟(14)内,使得在所述第一印制导线(20)的或第二印制导线(22)的第一接触段与所述至少一种灵敏的半导体材料之间形成接触,其中,与第一印制导线(20)的第一接触段(20a)和第二印制导线(22)的第一接触段(22a)接触的所述两个内侧面平行于衬底(10)的侧面(12)地彼此隔开一定距离,该距离等于唯一在各沟(14)内填入的所述至少一种灵敏的半导体材料的颗粒(24)的直径或者最大为在该至少一个沟(14)内填入的所述至少一种灵敏的半导体材料的颗粒(24)的平均直径的3倍。

2.根据权利要求1所述的传感器构件,其中,在所述至少一个沟(14)内最多每条沟(14)填入10个颗粒(24)。

3.根据权利要求1或2所述的传感器构件,其中,在第一印制导线(20)的第一接触段(20a)的一个粗糙的表面和所述至少一种灵敏的半导体材料的至少一个由该第一印制导线接触的颗粒(24)之间和/或在第二印制导线(22)的第一接触段(22a)的一个粗糙的表面和所述至少一种灵敏的半导体材料的至少一个由该第二印制导线接触的颗粒(24)之间构建至少一个表面活性的粘接连接和/或附着连接。

4.根据权利要求1或2所述的传感器构件,其中所述至少一种灵敏的半导体材料包括氧化锡、氧化锌、氧化钛、氧化铟和/或氧化钨。

5.根据权利要求1或2所述的传感器构件,其中所述至少一种灵敏的半导体材料用钽和/或铌掺杂。

6.根据权利要求1或2所述的传感器构件,其中所述至少一种灵敏的半导体材料用至少一种碱土金属和/或至少一种稀土金属掺杂。

7.根据权利要求1或2所述的传感器构件,其中所述至少一种灵敏的半导体材料的至少一个颗粒(24)至少部分用金、银、铂、钯、铑和/或钌涂敷。

8.根据权利要求1或2所述的传感器构件,其中所述至少一个沟(14)平行于衬底(10)的侧面(12)具有U形的横截面,其中具有第一印制导线(20)的第一接触段(20a)和第二印制导线(22)的第一接触段(22a)的所述内侧面在该U形横截面的第一个边上设置,并且其中第一印制导线(20)的第二接触段(20b)和第二印制导线(22)的第二接触段(22b)在所述沟壁(16)的另外两个彼此隔开的内侧面上构造,这些内侧面在U形横截面的第二条边上设置。

9.根据权利要求1或2所述的传感器构件,其中所述颗粒(24)包括晶粒和/或晶体。

10.气体和/或液体传感器,具有根据上述权利要求之一所述的传感器构件。

11.用于气体和/或液体传感器的传感器构件的制造方法,具有步骤:

在衬底(10)上构造至少一个第一印制导线(20)和第二印制导线(22),用于在所述气体和/或液体传感器运行时在第一印制导线(20)和第二印制导线(22)之间施加电压(U);和

在所述第一印制导线(20)和第二印制导线(22)之间设置至少一种灵敏的半导体材料;

其特征在于,

构造至少一个通过衬底(10)的侧面(12)的沟(14),它具有用至少一种电绝缘的材料制的沟壁(16)和沟底(18),其中第一印制导线(20)的接触段(20a)和第二印制导线(22)的接触段(22a)在所述沟壁(16)的两个彼此隔开的内侧面上构造(S1),和

其中所述至少一种灵敏的半导体材料以至少一个颗粒(24)的形式至少在第一印制导线(20)的接触段(20a)和第二印制导线(22)的接触段(22a)之间填入所述至少一个沟(14)内(S2),使得在所述第一印制导线(20)的或第二印制导线(22)的接触段与所述至少一种灵敏的半导体材料之间形成接触,及

其中,两个与第一印制导线(20)的第一接触段(20a)和第二印制导线(22)的第一接触段(22a)接触的内侧面平行于衬底(10)的侧面(12)地彼此隔开一定距离,该距离等于唯一在各沟(14)内填入的所述至少一种灵敏的半导体材料的颗粒(24)的直径或者最大为在该至少一个沟(14)内填入的所述至少一种灵敏的半导体材料的颗粒(24)的平均直径的3倍。

12.根据权利要求11所述的制造方法,其中在把所述至少一种灵敏的半导体材料的至少一个颗粒(24)分别填入所述至少一个沟(14)后把传感器构件加热到400℃和700℃之间的温度(S3)。

13.根据权利要求11或12所述的制造方法,其中所述颗粒(24)包括晶粒和/或晶体。

14.气体和/或液体传感器的制造方法,具有步骤:

在所述气体和/或液体传感器内和/或上设置根据权利要求1到9之一所述的传感器构件或者根据权利要求11至13中任一项制造的传感器构件。

15.用于检测气体的和/或液体的介质中的至少一种物质的方法,具有步骤:

把所述介质导入至少一个通过衬底(10)的一个侧面(12)的沟(14)内,所述沟(14)具有由至少一种电绝缘的材料制成的沟壁(16)和沟底(18)和在该沟壁(16)的两个彼此隔开的内侧面上设置的第一印制导线(20)的一个接触段(20a)和第二印制导线(22)的一个接触段(22a),其中,至少一种灵敏的半导体材料以至少一个颗粒(24)的形式至少在第一印制导线(20)的接触段(20a)和第二印制导线(22)的接触段(22a)之间填入至少一个沟(14)内(S10),使得在所述第一印制导线(20)的或第二印制导线(22)的接触段与所述至少一种灵敏的半导体材料之间形成接触;

在第一印制导线(20)和第二印制导线(22)之间施加电压(U)(S11);

对于在第一印制导线(20)的接触段(20a)和第二印制导线(22)的接触段(22a)之间发生的电阻变化确定其大小(S12);和

在考虑所确定的大小的情况下确定气体的和/或液体的介质中的所述至少一种物质的可检定性、气体的和/或液体的介质中的所述至少一种物质的浓度和/或气体的和/或液体的介质的至少一种化学的和/或物理的特性(S13),

其中,两个与第一印制导线(20)的第一接触段(20a)和第二印制导线(22)的第一接触段(22a)接触的内侧面平行于衬底(10)的侧面(12)地彼此隔开一定距离,该距离等于唯一在各沟(14)内填入的所述至少一种灵敏的半导体材料的颗粒(24)的直径或者最大为在该至少一个沟(14)内填入的所述至少一种灵敏的半导体材料的颗粒(24)的平均直径的3倍。

16.根据权利要求15所述的方法,其中所述颗粒(24)包括晶粒和/或晶体。

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