薄膜固体电解质电流型 SO₂ 气体传感器及制备方法

摘要

本发明公开了一种基于薄膜固体电解质的微型电流型SO₂气体传感器及其制备工艺，其特征在于，在Al₂O₃陶瓷基底上通过丝网印刷的方法制作RuO₂加热及测温元件，在Al₂O₃陶瓷基底的另一面通过微机电加工工艺沉积Li₃PO₄固体电解质层、Au或Pt金属电极，并在电解质层和电极的上方印刷反应电极Li₂SO₄/V₂O₅和参比电极Li₂TiO₃/TiO₂，并在反应电极上方制备扩散阻碍层，最终形成固体电解质SO₂气敏元件。制成的芯片通过金胶烧结固定在Al₂O₃陶瓷基座上，基片上溅射有Au以便于引线。所述传感器共有两个输入信号和两个输出信号，Al₂O₃陶瓷基座的输入信号用于为加热器供电，输出信号用于温度信号的反馈，气敏元件的输入信号为恒压信号，输出电流信号与环境SO₂的浓度相关。

主权项

一种薄膜固体电解质电流型SO₂气体传感器的制备工艺，其特征在于，包括下述步骤：(1)在Al₂O₃基座（1）上表面事先溅射好用于引线的Au薄膜；(2)在Al₂O₃基底的反面使用Ru浆料印刷包括加热、测温两个独立的图形，并于800℃下形成RuO₂厚膜；(3)在Al₂O₃基底的正面蒸发沉积一层固体电解质薄膜；(4)在固体电解质层薄膜上并排溅射沉积至少三个Au电极薄膜；其中一侧Au电极薄膜上印刷Li₂TiO₃/TiO₂参比电极，于600℃成型，之后在另一侧Au电极薄膜上印刷Li₂SO₄/V₂O₅反应电极，于500℃成型，中间的Au电极薄膜不做处理作为辅助电极；(5)采用厚膜烧结法制备扩散阻碍层将Li₂SO₄/V₂O₅反应电极完全覆盖；(6)将Al₂O₃基底反面的RuO₂厚膜通过金胶粘结在Al₂O₃基座的Au薄膜（2）上，加热固结。