气体传感器的制作方法

1.本发明是关于气体检测设备技术领域，特别是关于一种应用于甲烷气体检测的气体传感器。


背景技术：

2.低功耗氧化物半导体甲烷传感器的工作原理是，在一定工作温度下，利用气体敏感材料的电阻值随甲烷浓度呈线性变化的原理测量甲烷浓度。但是现有陶瓷基底氧化物半导体甲烷传感器具有两个不足。
3.其一为传感芯片封装结构复杂、质量较大进而功耗较大。参考公开号为cn110865100a发明专利申请，披露了一种片式结构一体化催化燃烧式可燃气体传感器及其制备方法，其包含了上下两层陶瓷片结构、一个探测区和一个对比区。该结构设置导致陶瓷基底的厚度和面积都将显著增加，进而增加传感器的功耗。且该传感器的上下两层陶瓷片结构，每层陶瓷片的上下表面都印有电路，显著增加了产品制造的工艺步骤和难度。
4.其二为遇硫化氢气体发生中毒反应和对乙醇气体易产生误报。针对该问题，现有技术中已通过在活性炭颗粒载体上固载sno2气敏层、pt/pd催化剂和al2o3/sio2分离层来实现抗干扰。例如参考公开号为cn105606656b的发明专利，公开了一种活性炭颗粒载体上固载sno2气敏层、pt/pd催化剂和al2o3/sio2分离层的抗干扰气体传感器。但其缺点是采用了活性炭颗粒固载的半导体氧化物气敏层，该气敏层的性能相比于单独的半导体氧化物气敏层有显著的下降。
5.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种应用于甲烷气体检测的氧化物半导体气体传感器，检测灵敏度高，响应时间快，且具有极低的工作能耗以及可采用简单的工艺制作。
7.为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种气体传感器，包括封装件以及芯片组件。所述封装件上形成有贯穿其厚度方向的槽孔，所述封装件上形成有第一电极组；所述芯片组件包括基底、加热层以及气敏层，所述基底具有在厚度方向相对设置第一表面和第二表面，所述加热层设置于所述第一表面上，所述第一表面上还设置有与加热层电连接的加热电极，所述气敏层设置于所述第二表面上，所述第二表面上还设置有与气敏层电连接的气敏电极，所述加热电极和/或所述气敏电极沿所述基底的厚度方向贯穿所述基底；所述芯片组件通过金属引线悬设于所述槽孔上，所述金属引线电连接于所述第一电极组和所述加热电极之间，以及所述第一电极组和所述气敏电极之间；其中，所有所述金属引线均自所述基底的同一个表面上引出至所述封装件的第一电极组上。
8.在本发明的一个或多个实施方式中，所述基底的边缘与所述槽孔的边缘之间形成有间隙。
9.在本发明的一个或多个实施方式中，所述加热电极的数量有两个，所述气敏电极的数量有两个。
10.在本发明的一个或多个实施方式中，所述基底的第一表面上形成有第一导线层，所述加热层通过所述第一导线层电连接所述加热电极；所述基底的第二表面上形成有第二导线层，所述气敏层通过所述第二导线层电连接所述气敏电极。
11.在本发明的一个或多个实施方式中，所述加热层包括加热电阻层和介质保护层，所述加热电阻层设于所述基底上，所述介质保护层覆盖所述加热电阻层设置。
12.在本发明的一个或多个实施方式中，所述加热电阻层由低阻值的铂金浆料或其他合金浆料制成，所述介质保护层由不导电氧化物制成，如氧化硅，玻璃釉料；所述气敏层由金属氧化物半导体材料制成，所述金属氧化物半导体材料为掺杂的氧化锡和氧化锌混合物。
13.在本发明的一个或多个实施方式中，所述封装件上于所述槽孔的四周形成有贯穿所述封装件设置的第二电极组，所述第二电极组电连接所述第一电极组，所述第二电极组的轴向形成有第一通孔。
14.在本发明的一个或多个实施方式中，所述气体传感器还包括封装壳体，所述封装壳体内形成有容置空间，所述封装壳体上开设有与所述容置空间连通的第二通孔，所述封装件设置于所述容置空间内。
15.在本发明的一个或多个实施方式中，所述气体传感器还包括过滤结构，所述过滤结构设置于所述容置空间内且将所述容置空间划分为第一空间和第二空间，所述第二通孔直接连通所述第一空间，所述封装件设置于所述第二空间内。
16.在本发明的一个或多个实施方式中，所述过滤结构包括依次层叠设置的金属网过滤层、活性炭过滤层以及纤维过滤层，所述金属网过滤层位于所述第二通孔所在侧，所述纤维过滤层位于所述封装件所在侧。
17.在本发明的一个或多个实施方式中，所述封装壳体包括封装底座以及设于所述封装底座上的外壳，所述第二通孔开设于所述外壳上；所述封装底座具有一承载面，所述封装件设置于所述承载面上；所述封装底座上贯穿所述承载面设置有电极引线，所述电极引线穿设于所述封装件的第一通孔内且电连接所述第二电极组。
18.在本发明的一个或多个实施方式中，所述电极引线的数量与所述第一通孔的数量相同且一一对应设置。
19.在本发明的一个或多个实施方式中，所述电极引线上于所述承载面和所述封装件之间设置有支撑结构。
20.与现有技术相比，根据本发明实施方式的气体传感器，检测灵敏度高，响应时间快，且具有极低的工作能耗以及可采用简单的工艺制作。
21.根据本发明实施方式的气体传感器，采用单片基底，其一面设置加热层，另外一面设置气敏层，通过贯通的加热电极和/或气敏电极连通，有效的降低了气体传感器的厚度和面积，简化了结构及制备工艺，进而能够将气体传感器的工作功耗控制在5～15mw。
22.根据本发明实施方式的气体传感器，通过增加活性炭过滤层解决家用燃气环境中酒精和硫化氢气体对气体传感器的干扰，能够在不影响甲烷气体检测灵敏度和响应时间的前提下，起到强抗干扰的作用。
附图说明
23.图1是根据本发明实施例1的气体传感器的立体结构图；
24.图2是根据本发明实施例1的气体传感器的剖面示意图；
25.图3是根据本发明实施例1的气体传感器内部结构示意图；
26.图4是根据本发明实施例1的气体传感器中封装件示意图；
27.图5是根据本发明实施例1的气体传感器中基底示意图；
28.图6是根据本发明实施例1的气体传感器中封装底座示意图。
29.图7是根据本发明实施例2的气体传感器的立体结构图；
30.图8是根据本发明实施例2的气体传感器的剖面示意图；
31.图9是根据本发明实施例2的气体传感器内部结构示意图；
32.图10是根据本发明实施例2的气体传感器中封装底座示意图；
33.图11是根据本发明实施例2的气体传感器中基底示意图；
34.图12是根据本发明实施例2的气体传感器中封装件示意图。
具体实施方式
35.下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
36.除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
37.如背景技术所言，低功耗氧化物半导体甲烷传感器是在一定工作温度下，利用气体敏感材料的电阻值随甲烷浓度呈线性变化的原理测量甲烷浓度。气体敏感材料一般为金属氧化物半导体，如氧化锡、氧化锌等。低功耗氧化物半导体甲烷传感器具有灵敏度高、甲烷最小探测浓度低、价格低等特点。低功耗氧化物半导体甲烷传感器的工作原理为，在高温工作条件下氧化物半导体感应材料-气体敏感材料中的载流子浓度随环境中的甲烷浓度而变化，感应材料结构中的载流子浓度变化使感应材料电阻的阻值发生变化，使之输出稳定的电流信号，再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。针对家用燃气报警应用方案，陶瓷基底氧化物半导体甲烷传感器具有价格低，寿命长，可靠性高等特点。但现有的陶瓷基底氧化物半导体甲烷传感器，缺陷之一在于，封装结构复杂，功耗较大。
38.为了解决上述技术问题，本发明提出了一种应用于甲烷气体检测的气体传感器，采用单片基底，其一面设置加热层，另外一面设置气敏层，并通过贯通的加热电极和/或气敏电极引导至同一表面，有效的降低了气体传感器的厚度和面积、简化了结构及封装难度，进而能够将气体传感器的工作功耗控制在5～15mw。
39.实施例1：
40.如图1至图3所示，根据本发明一实施方式的气体传感器，包括封装件40以及芯片组件100。芯片组件100设置于封装件40上。芯片组件100包括基底10、设置于基底10上的加热层20和气敏层30。
41.参考图4所示，封装件40优选为pcb电路板，封装件40为芯片组件100提供支撑并成为芯片组件100的电学封装结构。封装件40上形成有第一电极组41。封装件40的中部形成有
在其厚度方向贯穿设置的槽孔42，槽孔42的尺寸大于基底10的尺寸，以容纳基底10并使基底10与槽孔42边缘不接触以形成间隙。
42.封装件40上于槽孔42的四周形成有在其厚度方向贯穿封装件40设置的第二电极组44，第二电极组44电连接第一电极组41(可以通过导线或者形成于表面的导线层或者其他方式连接)，第二电极组44的轴向形成有第一通孔45。第一通孔45用于容纳气体传感器的其他边缘导电部件。其中，第一电极组41包含多个第一电极，第二电极组44包含多个第二电极，第一电极与第二电极一一对应连通设置。第一电极的数量与加热电极和气敏电极的数量之和一致。
43.参考图5所示，基底10优选为陶瓷基底。基底10具有在厚度方向上相对设置第一表面和第二表面，基底10的第一表面上形成有第一导线层(图未示)，第一导线层用于与加热层20实现电连接。基底10的第二表面上形成有第二导线层(图未示)，第二导线层用于与气敏层30实现电连接。基底10上形成有在垂直于第一表面和第二表面方向(基底10的厚度方向)贯穿基底10设置的加热电极和/或气敏电极11。加热电极和/或气敏电极11用于将位于基底10相对的两个表面的加热层20和气敏层30连接至基底10的任一相同表面，便于后续金属引线43的连接。加热电极的数量有两个，分别通过第一导线层连接加热层20。气敏电极的数量有两个，分别通过第二导线层连接气敏层30。
44.在一示例性实施例中，可以是加热电极设置于基底的第一表面上，气敏电极贯穿基底设置，气敏层电连接位于第二表面的气敏电极端，气敏层即通过贯穿设置的气敏电极连接至基底的第一表面上；在另一示例性实施例中，也可以是气敏电极设置于基底的第二表面上，加热电极贯穿基底设置，加热层电连接位于第一表面的加热电极端，加热层即通过贯穿设置的加热电极连接至基底的第二表面上；在又一示例性实施例中，还可以是加热电极和气敏电极均贯穿基底设置，加热层电连接位于第一表面的加热电极端，气敏层电连接位于第二表面的气敏电极端，加热层或气敏层即通过贯穿设置的加热电极和气敏电极连接至基底的相同任一表面上。贯穿设置的加热电极和/或气敏电极使得加热电极与气敏电极位于同一平面，便于利用自动化引线设备进行大规模批量生产。
45.参考图2和图3所示，基底10通过金属引线43悬设于槽孔42上或者槽孔42内部，且基底10的加热电极和/或气敏电极11与封装件40的第一电极组41之间通过金属引线43电性连接，其中，金属引线43电连接于第一电极组41和加热电极之间，金属引线43电连接于第一电极组41和气敏电极之间。基底10与封装件40之间通过电连接加热电极和/或气敏电极11与第一电极组41的金属引线43进行支撑。且，所有的金属引线43均自基底10的同一个表面上引出至封装件40的第一电极组41上。
46.参考图3至图5所示，加热层20形成于基底10的第一表面上且电连接第一导线层。加热层20通过第一导线层电连接位于第一表面的加热电极端。加热层20可以通过在基底10的第一表面沉积可将电能转化成热能的材料，并对其进行图形化形成。其中，加热层20包括加热电阻层和介质保护层，加热电阻层设于基底10上，介质保护层覆盖加热电阻层设置；加热电阻层由低阻值铂金浆料或低阻值的其他合金浆料制成，加热电阻层的电阻值约在50ω左右。介质保护层由不导电氧化物制成，如玻璃釉料，氧化硅等。
47.参考图2和图5所示，气敏层30形成于基底10的第二表面上且电连接第二导线层，气敏层30通过第二导线层电连接位于第二表面的气敏电极端。气敏层30能对甲烷气体产生
反应。其电阻值能随甲烷浓度呈线性变化。当环境中的甲烷浓度发生变化时，气敏层30发生温度变化形成电学信号，并通过加热电极和/或气敏电极11及其他电极(用于将加热电极和/或气敏电极11与气体传感器所安装的系统进行电连接的电极或引线)反馈给气体传感器所处系统，进而计算出甲烷浓度值。气敏层30可以通过在基底10的第二表面沉积金属氧化物半导体材料，并对其进行图形化形成。其中，金属氧化物半导体材料为掺杂的氧化锡和氧化锌混合物。
48.在上述技术方案中，基底10上贯通设置的加热电极和/或气敏电极11，可以将位于基底10两个表面的加热层20和气敏层30连接于同一任一表面。
49.参考图1、图2和图6所示，气体传感器还包括封装壳体50，封装壳体50内形成有容置空间，封装壳体50上开设有与容置空间连通的第二通孔501，封装件40以及基底10均设置于容置空间内。
50.在一示例性实施例中，封装壳体50包括封装底座51以及设于封装底座51上的外壳52，第二通孔501开设于外壳52上。封装底座51呈中部高，边缘低的台阶状结构设置，封装底座51的中部具有一承载面511，封装件40设置于承载面511上。封装底座51上贯穿承载面511设置有电极引线512，电极引线512穿设于封装件40的第一通孔45内且电连接第二电极组44(连接方式可以为过盈设置或者部分接触连接)。电极引线512的数量与第一通孔45的数量相同且一一对应设置。电极引线512上于承载面511和封装件40之间设置有支撑结构53。支撑结构53的材质可选用传热系数小的有机材料，如耐热硅胶等。支撑结构53使得基底10能与承载面511之间存在一定间隔空间，形成空气隔热层用于降低加热层的散热，进而降低芯片组件的功耗。外壳52为两端开口的圆柱金属结构，其中一端的开口即为第二通孔501。外壳52与封装底座51连接，通过胶水与封装底座51的边缘形成密封固定。
51.与现有技术相比，根据本发明实施方式的气体传感器，检测灵敏度高，响应时间快，且具有极低的工作能耗以及可采用简单的工艺制作。本发明实施方式的气体传感器，采用单片基底，其一面设置加热层，另外一面设置气敏层，并通过贯通的加热电极和/或气敏电极引导至同一表面，有效的降低了气体传感器的厚度和面积、简化了结构及封装难度，进而能够将气体传感器的工作功耗控制在5-15mw。
52.根据本发明实施方式的气体传感器，采用独特的单片陶瓷基底，并集成了加热及气敏探测的功能，体积小质量轻，使得器件功耗能够保持在5～15mw范围内。
53.现有的陶瓷基底氧化物半导体甲烷传感器，缺陷之二在于，气体干扰性弱，会出现遇硫化氢气体发生中毒反应和对乙醇气体易产生误报。然而陶瓷基底氧化物半导体甲烷传感器的所需的重要性能就是抗干扰性能，例如抗家用燃气使用环境中常见的酒精和硫化氢气体的能力。
54.为了解决上述技术问题，本发明提出了一种应用于甲烷气体检测的气体传感器，通过增加活性炭过滤层解决家用燃气环境中酒精和硫化氢气体对气体传感器的干扰，能够在不影响甲烷气体检测灵敏度和响应时间的前提下，起到强抗干扰的作用。
55.实施例2：
56.如图7至图9所示，根据本发明一实施方式的气体传感器，包括封装壳体100，过滤结构200以及检测芯片300。封装壳体100内形成有容置空间，封装壳体100上开设有与容置空间连通的第二通孔101。过滤结构200设置于容置空间内且将容置空间划分为第一空间和
第二空间。第二通孔101直接连通第一空间，检测芯片300设置于第二空间内。
57.示例性的，过滤结构200包括依次层叠设置的金属网过滤层201、活性炭过滤层202以及纤维过滤层203。金属网过滤层201位于第二通孔101所在侧，纤维过滤层203位于检测芯片300所在侧。过滤结构200用于过滤家用燃气环境中酒精和硫化氢气体。
58.参考图8、图9和图10所示，在一示例性实施例中，封装壳体100包括封装底座110以及设于封装底座110上的外壳120，第二通孔101开设于外壳120上。封装底座110呈中部高，边缘低的台阶状结构设置，封装底座110的中部具有一承载面111，检测芯片300设置于承载面111上。封装底座110上贯穿承载面111设置有电极引线112，电极引线112电连接检测芯片300。电极引线112上于承载面111和检测芯片300之间设置有支撑结构130。支撑结构130的材质可选用传热系数小的有机材料，如耐热硅胶等。支撑结构130使得检测芯片300能与承载面111之间存在一定间隔空间，形成空气隔热层用于检测芯片300与封装底座110之间的隔热，进而降低芯片组件的功耗。外壳120为两端开口的圆柱金属结构，其中一端的开口即为第二通孔101，该端与金属网过滤层201接触。第二通孔101的直径小于金属网过滤层201的尺寸。外壳120与封装底座110连接，通过胶水与封装底座110的边缘形成密封固定。
59.示例性的，检测芯片300包括封装件310以及芯片组件320，芯片组件320包括设置于封装件310上的基底330，设置于基底330上的加热层340和气敏层350。
60.参考图11所示，基底330优选为陶瓷基底。基底330具有在厚度方向上相对设置第一表面和第二表面，基底330的第一表面上形成有第一导线层(图未示)，第一导线层用于与加热层340实现电连接。基底330的第二表面上形成有第二导线层(图未示)，第二导线层用于与气敏层350实现电连接。基底330上形成有在垂直于第一表面和第二表面方向(基底330的厚度方向)贯穿基底330设置的加热电极和/或气敏电极331。加热电极和/或气敏电极331用于将位于基底330相对的两个表面的加热层340和气敏层350连接至基底330的任一相同表面，便于后续金属引线313的连接。加热电极的数量有两个，分别通过第一导线层连接加热层340。气敏电极的数量有两个，分别通过第二导线层连接气敏层350。
61.在一示例性实施例中，可以是加热电极设置于基底的第一表面上，气敏电极贯穿基底设置，气敏层电连接位于第二表面的气敏电极端，气敏层即通过贯穿设置的气敏电极连接至基底的第一表面上；在另一示例性实施例中，也可以是气敏电极设置于基底的第二表面上，加热电极贯穿基底设置，加热层电连接位于第一表面的加热电极端，加热层即通过贯穿设置的加热电极连接至基底的第二表面上；在又一示例性实施例中，还可以是加热电极和气敏电极均贯穿基底设置，加热层电连接位于第一表面的加热电极端，气敏层电连接位于第二表面的气敏电极端，加热层或气敏层即通过贯穿设置的加热电极和气敏电极连接至基底的相同任一表面上。贯穿设置的加热电极和/或气敏电极使得加热电极与气敏电极位于同一平面，便于简化电极引线焊接工艺，使得可利用自动化引线设备进行大规模批量生产。
62.参考图8和图11所示，加热层340形成于基底330的第一表面上且电连接第一导线层。加热层340通过第一导线层电连接位于第一表面的加热电极端。加热层340可以通过在基底330的第一表面沉积可将电能转化成热能的材料，并对其进行图形化形成。其中，加热层340包括加热电阻层和介质保护层，加热电阻层设于基底10上，介质保护层覆盖加热电阻层设置；加热电阻层由低阻值铂金浆料或低阻值的其他合金浆料制成，加热电阻层的电阻
值约在50ω左右。介质保护层由不导电氧化物制成，如玻璃釉料，氧化硅等。参考图9和图11所示，气敏层350形成于基底330的第二表面上且电连接第二导线层，气敏层350通过第二导线层电连接位于第二表面的气敏电极端。气敏层350能对甲烷气体产生反应。其电阻值能随甲烷浓度呈线性变化。当环境中的甲烷浓度发生变化时，气敏层350发生温度变化形成电学信号，并通过加热电极和/或气敏电极331及其他电极(用于将加热电极和/或气敏电极331与气体传感器所安装的系统进行电连接的电极)反馈给气体传感器所处系统，进而计算出甲烷浓度值。气敏层350可以通过在基底330的第二表面沉积金属氧化物半导体材料，并对其进行图形化形成。其中，金属氧化物半导体材料为掺杂的氧化锡和氧化锌混合物。
63.在上述技术方案中，基底330上贯通设置的加热电极和/或气敏电极331，可以将位于基底330两个表面的加热层340和气敏层350连接于同一任一表面。
64.参考图8、图9和图12所示，封装件310优选为pcb电路板，为芯片组件320提供支撑并成为芯片组件320的电学封装结构。封装件310上形成有第一电极组311。封装件310的中部形成有贯穿的槽孔312，槽孔312的尺寸大于基底330的尺寸，以容纳基底330并使基底330与槽孔312边缘不接触以形成间隙。基底330通过金属引线313悬设于槽孔312上或者槽孔312内部，且基底330的加热电极和/或气敏电极331与封装件310的第一电极组311之间通过金属引线313电性连接，其中，金属引线313电连接于第一电极组311和加热电极之间，金属引线313电连接于第一电极组311和气敏电极之间。。基底330与封装件310之间通过电连接加热电极和/或气敏电极331与第一电极组311的金属引线313进行支撑。且，所有的金属引线313均自基底330的同一个表面上引出至封装件310的第一电极组311上。
65.封装件310上于槽孔312的四周形成有贯穿封装件310设置的第二电极组314，第二电极组314电连接第一电极组311(可以通过导线或者形成于表面的导线层或者其他方式连接)。其中，第一电极组311包含多个第一电极，第二电极组314包含多个第二电极，第一电极与第二电极一一对应连通设置。第一电极的数量与加热电极和气敏电极的数量一致。第二电极组314的轴向形成贯穿的第一通孔315。第一通孔315用于容纳封装底座110上的电极引线112，电极引线112穿设于封装件310的第一通孔315内且电连接第二电极组314(连接方式可以为过盈设置或者部分接触连接)。电极引线112的数量与第一通孔315的数量相同且一一对应设置。电极引线112上于承载面111和封装件310之间设置有支撑结构130。
66.本发明的气体传感器，基底上的加热层在工作条件下将电能转化为热能，将基底以及气敏层加热至工作温度并完成基准标定；当环境中的甲烷浓度发生变化时，气敏层发生温度变化形成电学信号，通过电极(加热电极和/或气敏电极、第一电极组、金属引线、第一导电层、第二导线层以及电极引线等)反馈给系统，进而计算出甲烷浓度值。本发明的气体传感器，采用独特的单片陶瓷基底，集成了加热及气敏探测的功能，体积小质量轻，使得器件功耗能够保持在5～15mw范围内。另外，本发明设置了活性炭过滤层，在保证甲烷气体探测灵敏度和响应时间性能不下降的前提下，实现了抗酒精和硫化氢干扰的功能。
67.与现有技术相比，根据本发明实施方式的气体传感器，检测灵敏度高，响应时间快，且具有极低的工作能耗以及可采用简单的工艺制作。本发明实施方式的气体传感器，采用单片基底，其一面设置加热层，另外一面设置气敏层，并通过贯通的加热电极和/或气敏电极引导至同一表面，有效的降低了气体传感器的厚度和面积、简化了结构及封装难度，进而能够将气体传感器的工作功耗控制在5～15mw。本发明实施方式的气体传感器，通过增加
活性炭过滤层解决家用燃气环境中酒精和硫化氢气体对气体传感器的干扰，能够在不影响甲烷气体检测灵敏度和响应时间的前提下，起到强抗干扰的作用。
68.在其他实施例中，检测芯片300还可以为现有技术中用于检测甲烷浓度的传感器芯片。
69.前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

技术特征：
1.一种气体传感器，其特征在于，包括：封装件，所述封装件上形成有贯穿其厚度方向的槽孔，所述封装件上形成有第一电极组；芯片组件，包括基底、加热层以及气敏层，所述基底具有在厚度方向相对设置第一表面和第二表面，所述加热层设置于所述第一表面上，所述第一表面上还设置有与加热层电连接的加热电极，所述气敏层设置于所述第二表面上，所述第二表面上还设置有与气敏层电连接的气敏电极，所述加热电极和/或所述气敏电极沿所述基底的厚度方向贯穿所述基底；所述芯片组件通过金属引线悬设于所述槽孔上，所述金属引线电连接于所述第一电极组和所述加热电极之间，以及所述第一电极组和所述气敏电极之间；其中，所有所述金属引线均自所述基底的同一个表面上引出至所述封装件的第一电极组上。2.如权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述基底的边缘与所述槽孔的边缘之间形成有间隙。3.如权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述基底的第一表面上形成有第一导线层，所述加热层通过所述第一导线层电连接所述加热电极；所述基底的第二表面上形成有第二导线层，所述气敏层通过所述第二导线层电连接所述气敏电极。4.如权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述加热层包括加热电阻层和介质保护层，所述加热电阻层设于所述基底上，所述介质保护层覆盖所述加热电阻层设置；所述加热电阻层由铂金浆料或合金浆料制成，所述介质保护层由不导电氧化物制成；所述气敏层由金属氧化物半导体材料制成，所述金属氧化物半导体材料为掺杂的氧化锡和氧化锌混合物。5.如权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述封装件上于所述槽孔的四周形成有贯穿所述封装件设置的第二电极组，所述第二电极组电连接所述第一电极组，所述第二电极组的轴向形成有第一通孔。6.如权利要求5所述的气体传感器，其特征在于，还包括封装壳体，所述封装壳体内形成有容置空间，所述封装壳体上开设有与所述容置空间连通的第二通孔，所述封装件设置于所述容置空间内。7.如权利要求6所述的气体传感器，其特征在于，还包括过滤结构，所述过滤结构设置于所述容置空间内且将所述容置空间划分为第一空间和第二空间，所述第二通孔直接连通所述第一空间，所述封装件设置于所述第二空间内。8.如权利要求7所述的气体传感器，其特征在于，所述过滤结构包括依次层叠设置的金属网过滤层、活性炭过滤层以及纤维过滤层，所述金属网过滤层位于所述第二通孔所在侧，所述纤维过滤层位于所述封装件所在侧。9.如权利要求6所述的气体传感器，其特征在于，所述封装壳体包括封装底座以及设于所述封装底座上的外壳，所述第二通孔开设于所述外壳上；所述封装底座具有一承载面，所述封装件设置于所述承载面上；所述封装底座上贯穿所述承载面设置有电极引线，所述电极引线穿设于所述封装件的第一通孔内且电连接所述第二电极组。
10.如权利要求9所述的气体传感器，其特征在于，所述电极引线的数量与所述第一通孔的数量相同且一一对应设置；和/或，所述电极引线上于所述承载面和所述封装件之间设置有支撑结构。

技术总结
本发明公开了一种气体传感器，包括封装件和芯片组件，封装件上形成有第一电极组和在厚度方向贯穿封装件的槽孔；芯片组件包括基底、加热层和气敏层，基底具有在厚度方向相对设置第一表面和第二表面，加热层以及与加热层电连接的加热电极设置于第一表面上，气敏层以及与气敏层电连接的气敏电极设置于第二表面上，加热电极和/或气敏电极沿基底的厚度方向贯穿基底；芯片组件通过金属引线悬设于槽孔上，金属引线电连接于第一电极组和加热电极以及第一电极组和气敏电极之间；其中，所有金属引线均自基底的同一个表面上引出至封装件的第一电极组上。本发明的气体传感器，检测灵敏度高，响应时间快，且具有极低的工作能耗以及可采用简单的工艺制作。单的工艺制作。单的工艺制作。


技术研发人员：张小飞 刘志康
受保护的技术使用者：苏州博印芯科技有限公司
技术研发日：2023.05.08
技术公布日：2023/7/25