硅基MEMS苯傳感器制作及其檢測技術(shù)的研究.pdf

1、苯是室內(nèi)環(huán)境中的主要污染物，同時(shí)也是一種危險(xiǎn)的化學(xué)原料，它嚴(yán)重的影響著人們的健康生活和財(cái)產(chǎn)安全。而目前的分光光度法、色譜法都無法達(dá)到現(xiàn)場快速檢測苯的要求，且操作復(fù)雜、測試結(jié)果因人而異、檢測設(shè)備體積大、費(fèi)用昂貴。因此，研制出一種便攜式現(xiàn)場苯檢測裝置是十分必要的。
　　本課題主要針對(duì)傳統(tǒng)的苯檢測的不足以及當(dāng)前國內(nèi)市場的需求，通過對(duì)聚合物/無機(jī)雜化氣體敏感材料的氣敏機(jī)理分析，結(jié)合硅基 MEMS工藝，設(shè)計(jì)了一種硅基聚苯胺/二氧化錫 MEM

2、S微結(jié)構(gòu)苯傳感器，使之能夠高精度、快速的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場苯的檢測。
　　本文主要研究內(nèi)容如下：
　　1.設(shè)計(jì)了新型硅基 MEMS微結(jié)構(gòu)傳感器。依據(jù)設(shè)計(jì)的具體要求設(shè)計(jì)了微傳感器的尺寸和結(jié)構(gòu)，應(yīng)用ANSYS10.0有限元軟件對(duì)微結(jié)構(gòu)的溫度分布進(jìn)行了仿真計(jì)算，驗(yàn)證了工藝的可行性。
　　2.完成了硅基MEMS苯傳感器的制備。通過磁控濺射、光刻和濕法刻蝕工藝完成了傳感器微電極的制備；通過化學(xué)氧化合成法合成了聚苯胺（PANI）氣敏材料，溶

3、膠凝膠法合成了二氧化錫（SnO2）氣敏材料；通過水熱法合成PANI/SnO2雜化氣敏材料。最后通過激光切割、敏感材料涂敷、燒結(jié)、焊接引線封裝等工藝完成傳感器的制作。
　　3.對(duì)硅基MEMS苯傳感器的性能進(jìn)行了測試，包括氣體濃度性能測試、靈敏度性能測試和選擇性性能測試等，并分析了測試結(jié)果。
　　4.針對(duì)硅基MEMS苯傳感器的性能，設(shè)計(jì)了硬件檢測電路，其中包括：芯片及環(huán)境測溫電路、加熱電路和氣敏濃度信號(hào)調(diào)理電路；并完成了相應(yīng)的固