專利名稱:薄膜型二氧化錫氣敏元件及其制造方法
本發(fā)明屬于敏感元件及其制造方法。
本發(fā)明作出之前，為了預防氫氣、瓦斯、液化石油氣、城市煤氣、一氧化碳和乙烷等氣體引起的火災(zāi)，爆炸及中毒事故，所使用的氣敏報警器中，采用克斯科(Kousuke Zhokura)在《傳感器技術(shù)及應(yīng)用》(Sensoron-Technologie und Anuendury)1982年79期(312頁)上報導的燒結(jié)型氣敏元件。這種氣敏元件是把敏感材料如二氧化錫包裹在加熱絲上經(jīng)燒結(jié)制成的，其制造過程的再現(xiàn)性較差，導致了元件的互換性較差，其后張云昌等人在《傳感器論文集》第二冊(300頁)上報導了制造薄膜型二氧化錫氣敏元件的情況。該文指出，用射頻加熱的方法在基片表面形成二氧化錫敏感膜，在基片背面涂上二氧化釕形成加熱膜，然后在敏感膜和加熱膜上分別印刷上銀鈀電極，焊上引線，制成薄膜型二氧化錫氣敏元件。但是制造過程中須經(jīng)射頻加熱和燒結(jié)，尤其是須用貴金屬釕和鈀，故而成本高。
本發(fā)明的目的是提供一種改進了的，元件互換性好，成本低廉的薄膜型二氧化錫氣敏件。
本發(fā)明的另一個目的是提供制造這種薄膜型二氧化錫氣敏元件的制造方法，尤其是制造該元件所包含的敏感膜和加熱膜的工藝條件。
本發(fā)明的要點在于，所提供的薄膜型二氧化錫氣敏元件的加熱膜的主要成份是二氧化錫。所提供的薄膜型二氧化錫氣敏元件的制造方法是，經(jīng)低溫化學沉積，在基片1正面形成二氧化錫敏感膜2，在基片1背面形成二氧化錫加熱膜3;或者在基片1的一個面上先形成二氧化錫加熱膜3，在該加熱膜3上形成絕緣膜8，在該絕緣膜8上形成二氧化錫敏感膜2。其后在所說敏感膜2和加熱膜3上分別涂上銀漿，經(jīng)燒結(jié)法制成銀電極4、5、6和7，焊上金屬引出線9，10，11和12。從而制成本發(fā)明所提供的薄膜型二氧化錫氣敏元件。
圖1和圖2是這種薄膜型二氧化錫氣敏元件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1示出了敏感膜2和加熱膜3分別在基片1的正面和背面所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。圖2示出了敏感膜2和加熱膜3都在基片1的同一個面上所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。
制備所說二氧化錫敏感膜2的工藝條件是源材料為四氯化錫，基片溫度為300～500℃，源材料的蒸發(fā)溫度為100～200℃，用于攜帶源蒸汽的氧氣流量為2-3升/分，反應(yīng)腔內(nèi)的真空度為0.3～1乇。制備所說二氧化錫加熱膜3的工藝條件是源材料為含銻的四氯化錫溶液，基片溫度為300～500
流量為0.06～0.5毫升/分，用于攜帶溶液蒸汽的氧氣流量為2-3升/分。
本發(fā)明所提供的薄膜型二氧化錫氣敏元件性能穩(wěn)定，元件互換性好，優(yōu)于已為人知的同類氣敏元件。按照本發(fā)明提供的制造方法，制造薄膜型二氧化錫氣敏元件是采用普通材料如四氯化錫制備敏感膜和加熱膜，從而取代了貴金屬材料如釕和鈀。設(shè)備簡單，制造方法簡便，工藝重復性好，這不僅可以大大提高生產(chǎn)效率而且可以大幅度降低成本。
權(quán)利要求
1.一種主要由基片、敏感膜和加熱膜構(gòu)成的薄膜型二氧化錫氣敏元件，其特征在于所說的加熱膜[3]的主要成分是二氧化錫。
2.一種薄膜型二氧化錫氣敏元件的制造方法，其特征在于經(jīng)低溫化學沉積，在基片〔1〕正面制成二氧化錫敏感膜〔2〕，在所說基片〔1〕背面制成二氧化錫加熱膜〔3〕;或者在基片〔1〕的一個面上先制成二氧化錫加熱膜〔3〕，在該加熱膜〔3〕上制成絕緣膜〔8〕，在該絕緣膜〔3〕上制成二氧化錫敏感膜〔2〕。在所說二氧化錫敏感膜〔2〕和二氧化錫加熱膜〔3〕表面的兩端分別涂上銀漿制成銀電極〔4〕、〔5〕、〔6〕和〔7〕，在所說銀電極〔4〕、〔5〕、〔6〕和〔7〕上各焊上金屬引出線〔9〕、〔10〕、〔11〕和〔12〕。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所說的氣敏元件的制造方法，其特征在于制備所說二氧化錫敏感膜〔2〕的工藝條件是基片溫度為300～500℃，源材料為四氯化錫，源材料的蒸發(fā)溫度為100～200℃。用于攜帶源蒸汽的氧氣流量為2～3升/分，反應(yīng)腔內(nèi)的真空度為0.3～1乇。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2所說的氣敏元件的制造方法，其特征在于制備所說二氧化錫加熱膜〔3〕的工藝條件是基片溫度為300～500℃，源材料為含銻的四氯化錫溶液，溶液流量為0.06～0.5毫升/分用于攜帶溶液蒸汽的氧氣流量為2～3升/分。
專利摘要
一種改進了的薄膜型二氧化錫氣敏元件及其制造方法。這種薄膜型二氧化錫氣敏元件的加熱膜是二氧化錫膜，該膜內(nèi)含有一定量的銻，敏感膜也是二氧化錫膜。該氣敏元件性能穩(wěn)定，元件互換性好。并且制造方法簡便，工藝重復性好，生產(chǎn)效率高，使用的設(shè)備簡單，成本低。
文檔編號H01L49/02GK85100030SQ85100030
公開日1986年6月10日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者張維新, 徐步華, 侯曾一 申請人:天津大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan