四層結(jié)構(gòu)片式氧傳感器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種四層結(jié)構(gòu)片式氧傳感器，包括自上向下依次設(shè)置的敏感元件層、空氣通道層和加熱層，所述加熱層由加熱基片層、以及設(shè)于加熱基片層上方的加熱電極絕緣層組成，所述加熱電極絕緣層和空氣通道層之間還設(shè)有一氧化鋯基片層，所述氧化鋯基片層包括氧化鋯基片，所述氧化鋯基片的下表面設(shè)有一絕緣印刷層一，本實(shí)用新型在片式氧傳感器中引入一層氧化鋯基片層，減少了印刷烘干次數(shù)，節(jié)約了工藝時(shí)間，同時(shí)減少了因?yàn)橛∷訑?shù)過(guò)多干裂的現(xiàn)象，大大提高了產(chǎn)品成品率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】四層結(jié)構(gòu)片式氧傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種傳感器，特別是用于檢測(cè)汽車(chē)排出廢氣中的氧濃度的四層結(jié)構(gòu)片式氧傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車(chē)尾氣排放環(huán)境污染日益嚴(yán)重，節(jié)約燃油和減少汽車(chē)尾氣的污染正成為當(dāng)前的重要問(wèn)題。目前，主要是通過(guò)氧傳感器實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣氧濃度檢測(cè)和燃燒情況判斷，從而達(dá)到節(jié)約燃油和減少尾氣的排放的目的。
[0003]氧傳感器主要有管式和片式兩種結(jié)構(gòu)，由于片式結(jié)構(gòu)響應(yīng)時(shí)間快等優(yōu)點(diǎn)成為當(dāng)前氧傳感器發(fā)展的主要形式。目前片式結(jié)構(gòu)主要是由三層氧化鋯片組成，上面一層是敏感元件層，上下表面分布著外電極和內(nèi)電極，中間一層是空氣通道層，下面一層是含有加熱電路和絕緣層的加熱層，起加熱功能，最后三層疊壓在一起燒結(jié)為一體。加熱層是現(xiàn)在氧化鋯基片上通過(guò)絲網(wǎng)印刷印刷一層絕緣層漿料，烘干后再在其上面印刷一層加熱電極，然后再烘干，印刷再一層絕緣層。但是，印刷工藝較復(fù)雜，效果較難控制，而且會(huì)出現(xiàn)絕緣層干裂的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種解決絕緣層干裂及印刷不方便的問(wèn)題，工藝大為簡(jiǎn)化，產(chǎn)品性能良好的四層結(jié)構(gòu)片式氧傳感器。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種四層結(jié)構(gòu)片式氧傳感器，包括自上向下依次設(shè)置的敏感元件層、空氣通道層和加熱層，所述加熱層由加熱基片層、以及設(shè)于加熱基片層上方的加熱電極絕緣層組成，所述加熱電極絕緣層和空氣通道層之間還設(shè)有一氧化鋯基片層，所述氧化鋯基片層包括氧化鋯基片，所述氧化鋯基片的下表面設(shè)有一絕緣印刷層一。
[0006]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述敏感元件層由敏感元件層本體、外電極和內(nèi)電極組成，所述外電極設(shè)于敏感元件層本體的上表面，所述內(nèi)電極設(shè)于敏感元件層本體的下表面，且連接內(nèi)電極的引腳一設(shè)于敏感元件層本體的上表面，所述引腳一上設(shè)有內(nèi)電極通孔。
[0007]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述空氣通道層包括空氣通道層本體，且所述空氣通道層本體內(nèi)設(shè)有空腔室。
[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述加熱電極絕緣層包括加熱電極，所述加熱電極的下方設(shè)有絕緣印刷層二，所述加熱電極設(shè)于絕緣印刷層一和絕緣印刷層二之間，所述加熱基片層包括加熱基片層本體，連接加熱電極的引腳二設(shè)于加熱基片層本體的下表面，且引腳二上設(shè)有加熱電極通孔。
[0009]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述敏感元件層本體上表面位于引腳一周?chē)≡O(shè)有多孔保護(hù)層，所述加熱基片層本體下表面位于引腳二周?chē)≡O(shè)有絕緣層。[0010]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述敏感元件層本體、空氣通道層本體、加熱基片層本體和氧化鋯基片均采用氧化鋯材料流延制得，且四者者的長(zhǎng)度和寬度相同，其長(zhǎng)度為70-80mm,寬度為6_7_，所述空氣通道本體和氧化鋯基片厚度一樣，約為0. 3-0. 4mm ;所述敏感層本體及加熱基片層本體厚度均為0. 6-0. 8mm。
[0011]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述空腔室的橫截面為大小不同的矩形一和矩形二組成，所述矩形一的長(zhǎng)為8-12mm，寬為1. 1-1. 5mm ;所述矩形二的長(zhǎng)為60_70mm，寬為0. 6-1. 0mm。
[0012]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和功效是：本實(shí)用新型在片式氧傳感器中引入一層氧化鋯基片層，減少了印刷烘干次數(shù)，節(jié)約了工藝時(shí)間，同時(shí)減少了因?yàn)橛∷訑?shù)過(guò)多干裂的現(xiàn)象，大大提聞了廣品成品率。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0015]圖3是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的仰視圖；
[0016]圖4是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的加熱電極結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖5是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的空氣通道層結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖中標(biāo)示：1_敏感元件層；2_空氣通道層；3_加熱層；4_加熱基片層；5_加熱電極絕緣層；6_氧化鋯基片層；11-敏感元件層本體；12_外電極；13_內(nèi)電極；14_引腳一；15-內(nèi)電極通孔；16_多孔保`護(hù)層；21_空氣通道層本體；22_空腔室；23_矩形一 ；24_矩形二 ；41_加熱基片層本體；43-引腳二 ；44_加熱電極通孔；45_絕緣層；51_加熱電極；52-絕緣印刷層二 ；61_氧化鋯基片；62_絕緣印刷層一。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了加深對(duì)本實(shí)用新型的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述，該實(shí)施例僅用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定。
[0020]圖1-圖3示出了本實(shí)用新型一種四層結(jié)構(gòu)片式氧傳感器的一種實(shí)施方式：包括自上向下依次設(shè)置的敏感元件層1、空氣通道層2和加熱層3，所述加熱層3由加熱基片層4、以及設(shè)于加熱基片層4上方的加熱電極絕緣層5組成，所述加熱電極絕緣層5和空氣通道層2之間還設(shè)有一氧化鋯基片層6，所述氧化鋯基片層6包括氧化鋯基片61，所述氧化鋯基片61的下表面設(shè)有一絕緣印刷層一 62。
[0021]所述敏感元件層1由敏感元件層本體11、外電極12和內(nèi)電極13組成，所述外電極12設(shè)于敏感元件層本體1的上表面，所述內(nèi)電極13設(shè)于敏感元件層本體1的下表面，且連接內(nèi)電極13的引腳一 14設(shè)于敏感元件層本體1的上表面，所述引腳一 14上設(shè)有內(nèi)電極通孔15，如圖2所示；所述空氣通道層2包括空氣通道層本體21，且所述空氣通道層本體21內(nèi)設(shè)有空腔室22 ;所述加熱電極絕緣層5包括加熱電極51，所述加熱電極51的下方設(shè)有絕緣印刷層二 52，所述加熱電極設(shè)于絕緣印刷層一 62和絕緣印刷層二 52之間，所述加熱基片層4包括加熱基片層本體41，連接加熱電極51的引腳二 43設(shè)于加熱基片層本體41的下表面，且引腳二 43上設(shè)有加熱電極通孔44，如圖3所示。[0022]所述敏感元件層本體11上表面位于引腳一 14周?chē)≡O(shè)有多孔保護(hù)層16，所述加熱基片層本體41下表面位于引腳二 43周?chē)≡O(shè)有絕緣層45。
[0023]所述敏感元件層本體11、空氣通道層本體21、加熱基片層本體41和氧化鋯基片61均采用氧化鋯材料流延制得，且四者的長(zhǎng)度和寬度相同，其長(zhǎng)度為70-80mm，寬度為為6-7mm，所述空氣通道本體21和氧化鋯基片61厚度一樣，約為0. 3-0. 4mm ;所述敏感層本體11及加熱基片層本體41厚度均為0. 6-0. 8mm。所述空腔室22的橫截面為大小不同的矩形一 23和矩形二 24組成，所述矩形億 23的長(zhǎng)為8-12mm，寬為1. 1-1. 5mm ;所述矩形二 24的長(zhǎng)為 60-70mm,寬為 0. 6-1.0mm。
[0024]本實(shí)施例的片式氧傳感器通常采用以下方式制得：
[0025]利用0-8%摩爾釔含量的氧化鋯材料流延制備得到氧化鋯流延片；
[0026]通過(guò)切割或沖壓方式得到敏感元件層本體11、空氣通道本體21、加熱基片層本體41及氧化鋯基片61 ；
[0027]通過(guò)機(jī)械沖孔方式分布在敏感元件層本體11及加熱基片層本體41上沖出內(nèi)電極通孔15和加熱電極通孔44 ；
[0028]通過(guò)絲網(wǎng)印刷技術(shù)在氧化鋯基片61下表面印刷絕緣印刷層一 62得到氧化鋯基片層6 ；
[0029]在加熱電極51的下表面印刷絕緣印刷層二 52，得到加熱電極絕緣層5 ；
[0030]加熱基片層本體41下表面依次印刷引腳二 43和絕緣層45得到加熱基片層4 ；
[0031]將加熱電極絕緣層5和加熱基片層4疊壓，通過(guò)向引腳二 43的加熱電極通孔44注入鉬漿料以便聯(lián)通加熱電極53和引腳二 43，得到加熱層3。
[0032]通過(guò)絲網(wǎng)印刷技術(shù)在敏感元件層本體11上表面依次印刷外電極12和引腳一 14及多孔保護(hù)層16，下表面印刷內(nèi)電極13，通過(guò)向內(nèi)電極引腳通孔15注入鉬漿料以便聯(lián)通內(nèi)電極13和引腳一 14，得到敏感元件層1 ;
[0033]將上述所制備的敏感元件層1、空氣通道層2、氧化鋯基片層6、加熱層3按順序依次對(duì)正疊放，通過(guò)50-80°C疊層熱壓形成整體；
[0034]將疊層整體放入高溫爐內(nèi)先進(jìn)行排膠，然后按工藝進(jìn)行燒結(jié)，最后得到本產(chǎn)品。
[0035]上述絕緣流延漿料是以氧化鋁為主添加有機(jī)溶劑配制得到。有機(jī)溶劑主要有PVB、松油醇、鄰苯二甲酸二丁酯、蓖麻油，此外還添加了少量氧化硅、氧化鈣和氧化鎂；
[0036]上述多孔保護(hù)層16漿料主要含有MgAl204、Zr02及造孔劑，有機(jī)物有松油醇、乙基纖維素、鄰苯二甲酸二丁酯、PVB及聚乙二醇。
[0037]上述內(nèi)電極13、外電極12、加熱電極51均是用鉬漿料通過(guò)絲網(wǎng)印刷制備。
【權(quán)利要求】
1.一種四層結(jié)構(gòu)片式氧傳感器，包括自上向下依次設(shè)置的敏感元件層（1)、空氣通道層（2)和加熱層（3)，所述加熱層（3)由加熱基片層（4)、以及設(shè)于加熱基片層（4)上方的加熱電極絕緣層（5)組成，其特征在于：所述加熱電極絕緣層（5)和空氣通道層（2)之間還設(shè)有一氧化鋯基片層(6)，所述氧化鋯基片層（6)包括氧化鋯基片（61)，所述氧化鋯基片(61)的下表面設(shè)有一絕緣印刷層一（62)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四層結(jié)構(gòu)片式氧傳感器，其特征在于：所述敏感元件層(1)由敏感元件層本體（11)、外電極（12)和內(nèi)電極（13)組成，所述外電極（12)設(shè)于敏感元件層本體（1)的上表面，所述內(nèi)電極（13)設(shè)于敏感元件層本體（1)的下表面，且連接內(nèi)電極（13)的引腳一（14)設(shè)于敏感兀件層本體（1)的上表面，所述引腳一（14)上設(shè)有內(nèi)電極通孔（15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四層結(jié)構(gòu)片式氧傳感器，其特征在于：所述空氣通道層(2)包括空氣通道層本體（21)，且所述空氣通道層本體（21)內(nèi)設(shè)有空腔室（22)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四層結(jié)構(gòu)片式氧傳感器，其特征在于：所述加熱電極絕緣層（5)包括加熱電極（51)，所述加熱電極（51)的下方設(shè)有絕緣印刷層二（52)，所述加熱電極設(shè)于絕緣印刷層一 (62)和絕緣印刷層二（52)之間，所述加熱基片層（4)包括加熱基片層本體（41)，連接加熱電極（51)的引腳二（43)設(shè)于加熱基片層本體（41)的下表面，且引腳二（43)上設(shè)有加熱電極通孔（44)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的一種四層結(jié)構(gòu)片式氧傳感器，其特征在于：所述敏感元件層本體（11)上表面位于引腳一（14)周?chē)≡O(shè)有多孔保護(hù)層（16)，所述加熱基片層本體(41)下表面位于引腳二（43)周?chē)≡O(shè)有絕緣層（45)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的一種四層結(jié)構(gòu)片式氧傳感器，其特征在于：所述敏感元件層本體（11)、空氣通道層本體（21)、加熱基片層本體（41)和氧化鋯基片(61)均采用氧化鋯材料流延制得，且四者的長(zhǎng)度和寬度相同，其長(zhǎng)度為70-80mm，寬度為6_7mm，所述空氣通道本體（21)和氧化鋯基片(61)厚度一樣，為0.3-0. 4_;所述敏感層本體（11)及加熱基片層本體（41)厚度均為0. 6-0. 8mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種四層結(jié)構(gòu)片式氧傳感器，其特征在于：所述空腔室（22)的橫截面為大小不同的矩形一（23)和矩形二（24)組成，所述矩形一（23)的長(zhǎng)為8-12mm，寬為1. 1-1. 5mm ;所述矩形二（24)的長(zhǎng)為60_70mm，寬為0. 6-1. 0mm。
【文檔編號(hào)】G01N27/00GK203376282SQ201320423286
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月17日
【發(fā)明者】田慎重, 許金鑫, 徐鵬, 王一平, 王春華 申請(qǐng)人:蘇州衡業(yè)新材料科技有限公司