一种对流量不敏感的微型热导检测器
摘要文本
一种对流量不敏感的微型热导检测器，属于微电子机械系统领域。在硅基底背面蚀刻“总分总”形式的微通道作为气流通道，在硅基底正面采用蚀刻技术将硅基底贯穿形成两个微长方体热导池，同时形成位于硅基底正面的网状支撑膜及其上的热敏电阻并悬挂于热导池上方，最后硅基底分别与玻璃盖板及玻璃衬底键合完成制作。该结构实现了气流通道与热敏电阻非共平面设计，并结合分支形式的微通道布置，实现气流通道与热导池的半扩散式设计，大大减小了气体流量波动对于热导检测器工作性能的影响，并同时兼顾了响应速度的要求。此外，非共平面设计避免了传统设计中通道对于电路集成的干扰，使得在硅基底正面直接集成电桥及相关电路变得简单易行。
申请人信息
- 申请人:北京工业大学
- 申请人地址:100124 北京市朝阳区平乐园100号
- 发明人: 北京工业大学
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种对流量不敏感的微型热导检测器 |
| 专利类型 | 发明授权 |
| 申请号 | CN201810306905.X |
| 申请日 | 2018年4月8日 |
| 公告号 | CN108318525B |
| 公开日 | 2024年1月5日 |
| IPC主分类号 | G01N25/20 |
| 权利人 | 北京工业大学 |
| 发明人 | 夏国栋; 贺鑫 |
| 地址 | 北京市朝阳区平乐园100号 |
专利主权项内容
1.一种对流量不敏感的微型热导检测器，其特征在于，包括：硅基底(1)、上玻璃盖板(2)、下玻璃衬底(3)，下玻璃衬底(3)与硅基底(1)的背面即下端面键合在一起，上玻璃盖板(2)与硅基底(1)的正面即上端面键合在一起；硅基底(1)设有两个长方体微型热导池(12)，两个长方体微型热导池(12)为腔体结构，上下贯通硅基底(1)上下端面，且两个长方体微型热导池(12)沿长度方向在同一直线上；在硅基底(1)背面即下端面针对每个长方体微型热导池(12)蚀刻有一个气体入口通道、一个入口分流通道、多个分支通道、一个出口汇流通道、一个气体出口通道，形成“总分总”式的气体通道；一个入口通道与一个入口分流通道连通，入口分流通道长度方向与长方体微型热导池(12)长度方向平行，出口汇流通道与入口分流通道平行，分支通道为直线型分支通道，多个分支通道并行，分别与入口分流通道、出口汇流通道垂直且连通，多个分支通道均穿过所对应的长方体微型热导池(12)下部，并与长方体微型热导池(12)长度方向垂直；出口汇流通道与气体出口通道连接，在连接处出口汇流通道长度方向与气体出口通道长度方向垂直；两个长方体微型热导池(12)的气体通道，排布呈中心面对称，一个气体通道作为待测气体通道，另一个作为参考气体通道；在硅基底(1)正面即上端面每个长方体微型热导池(12)上端口均固定设有两个网状支撑膜(13)，每个网状支撑膜(13)上表面沉积有一个热敏电阻(14)；热敏电阻(14)为多段折形结构并排串联形成平面状结构，即热敏电阻(14)通过网状支撑膜(13)悬挂于长方体微型热导池(12)上端口上；每个热敏电阻(14)的两端均连接有电极引线(15)，电极引线(15)位于硅基底(1)正面表面上；每个长方体微型热导池(12)上端口内的两个热敏电阻(14)沿长方体微型热导池(12)长度方向排列，在硅基底(1)上设有的四个热敏电阻(14)依次形成R1、R4、R2、R3四个电阻，四个电阻由电极引线(15)连接，并在硅基底(1)正面边缘处设置电极焊盘(16)；R1、R4在一个长方体微型热导池(12)的上端口，R2、R3在另一个长方体微型热导池(12)的上端口；两个热导池中共计四个热敏电阻(14)构成惠斯通电桥的四个桥臂，并且电桥电路直接由电极引线(15)在硅基底(1)正面的绝缘层上连接完成；热敏电阻(14)凸出网状支撑膜(13)正面，所对应的在上玻璃盖板(2)上设有凹槽用于匹配热敏电阻(14)。