一種片式開關(guān)型氧傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種片式開關(guān)型氧傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車氧傳感器是應(yīng)用在發(fā)動機排氣管上三元催化器前和后的傳感部件，它利用電化學(xué)原理的固體電解質(zhì)元件將排氣中氧濃度轉(zhuǎn)換成電信號并輸入控制單元(ECU)，通過控制閉環(huán)燃油噴射修正補償達到理想的空燃比，改善汽車排放和提高燃油經(jīng)濟性。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)較為成熟的氧傳感器的敏感元件主要采用三層氧化鋯層組成，氧傳感器的陶瓷層材料全部采用氧化鋯陶瓷材料，由于氧化鋯陶瓷材料的高溫絕緣性能差，需要在內(nèi)電極表面鍍一層絕緣層，由于對絕緣層所使用的材料要求高，并且要多增加一道工序，使成本相應(yīng)地增加、良率則相應(yīng)地會降低。而且，這種全氧化鋯結(jié)構(gòu)會因?qū)嵝圆疃绊懷鮽鞲衅鞯拿舾卸?。另外，這種結(jié)構(gòu)的氧傳感器，在絲網(wǎng)印刷內(nèi)、外電極時需對同一塊流延膜片正反兩面分別絲網(wǎng)印刷才可實現(xiàn)，這樣，在絲網(wǎng)印刷過程就不能帶PET膜帶；這種結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，對精度、自動化程度等都會有影響。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種片式開關(guān)型氧傳感器，通過采用復(fù)合型結(jié)構(gòu)，從而可以解決使用全氧化鋯陶瓷片所帶來的弊端，并且具有能夠?qū)崿F(xiàn)單面絲網(wǎng)印刷，自動化程度高、產(chǎn)品一致性好、響應(yīng)時間短的特點。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種片式開關(guān)型氧傳感器，包括敏感元件；所述敏感元件由保護層、感應(yīng)層、基體層和加熱層疊合而成；其中，所述感應(yīng)層由至少二層氧化鋯陶瓷片和一層氧化鋁陶瓷片疊合而成，且各層氧化鋯陶瓷片設(shè)在氧化鋁陶瓷片的上面；在各層氧化鋯陶瓷片中，最上層氧化鋯陶瓷片的上表面設(shè)有采用絲網(wǎng)印刷形成的外電極及引線，最下層氧化鋯陶瓷片的下表面設(shè)有采用絲網(wǎng)印刷形成的內(nèi)電極及引線；所述感應(yīng)層的氧化鋁陶瓷片開有參比氣道，參比氣道中填充碳流延片填充條；所述基體層由至少一層氧化鋁陶瓷片疊合而成。
[0006]所述保護層為一層，由氧化鋁陶瓷片和多孔氧化鋁陶瓷片拼接而成，其中，多孔氧化鋁陶瓷片對應(yīng)在外電極的上面，氧化鋁陶瓷片對應(yīng)在引線的上面，該氧化鋁陶瓷片的上表面設(shè)有采用絲網(wǎng)印刷形成的電極引腳。
[0007]所述電極引腳為兩個，在保護層的氧化鋁陶瓷片中，對應(yīng)于絲網(wǎng)印刷有電極引腳的一端設(shè)有一個或一組第一通孔，第一通孔中裝有第一導(dǎo)電體，該第一導(dǎo)電體連接在所述外電極的引線與其中一個電極引腳之間。
[0008]在保護層的氧化鋁陶瓷片中以及感應(yīng)層的各氧化鋯陶瓷片中，對應(yīng)于絲網(wǎng)印刷有電極引腳的一端分別設(shè)有一個或一組第二通孔，第二通孔中裝有第二導(dǎo)電體，該第二導(dǎo)電體連接在所述內(nèi)電極的引線與其中另一個電極引腳之間。
[0009]所述加熱層由至少二層氧化鋁陶瓷片疊合而成，其中，最上層氧化鋁陶瓷片的上表面設(shè)有采用絲網(wǎng)印刷形成的加熱器及引線；最下層氧化鋁陶瓷片的下表面設(shè)有采用絲網(wǎng)印刷形成的加熱器引腳。
[0010]所述加熱器引腳為兩個，在加熱層的各氧化鋁陶瓷片中，對應(yīng)于絲網(wǎng)印刷有加熱器引腳的一端設(shè)有二個或兩組第三通孔，二個或兩組第三通孔中分別裝有第三導(dǎo)電體，第三導(dǎo)電體分別連接在所述加熱器的引線與兩個加熱器引腳之間。
[0011]所述感應(yīng)層由二層氧化鋯陶瓷片和一層氧化鋁陶瓷片疊合而成，所述加熱層由二層氧化鋁陶瓷片疊合而成，所述基體層由六層氧化鋁陶瓷片疊合而成。
[0012]所述保護層、感應(yīng)層、基體層和加熱層中的各陶瓷片的厚度相等。
[0013]所述陶瓷片的厚度為0.1mm?0.15mm。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型的有益效果是:
[0015]1、由于采用了氧化鋁陶瓷片和氧化鋯陶瓷片疊合所形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)來構(gòu)成片式開關(guān)型氧傳感器，且在保護層的氧化鋁陶瓷片的上表面設(shè)有采用絲網(wǎng)印刷形成的電極引腳；在感應(yīng)層的最上層氧化鋯陶瓷片的上表面設(shè)有采用絲網(wǎng)印刷形成的外電極及引線，在感應(yīng)層的最下層氧化鋯陶瓷片的下表面設(shè)有采用絲網(wǎng)印刷形成的內(nèi)電極及引線；在加熱層的最上層氧化鋁陶瓷片的上表面設(shè)有采用絲網(wǎng)印刷形成的加熱器及引線；在加熱層的最下層氧化鋁陶瓷片的下表面設(shè)有采用絲網(wǎng)印刷形成的加熱器引腳，從而實現(xiàn)了單面印刷，由于此結(jié)構(gòu)不需對流延片進行正反面印刷，不僅能顯著降低正反面兩次印刷對印刷圖案的破壞，而且能提高生產(chǎn)過程的自動化程度及良率。
[0016]2、本實用新型的這種復(fù)合結(jié)構(gòu)由于能夠?qū)崿F(xiàn)單面印刷，使得帶PET膜帶進行打孔和印刷成為了可能，帶PET膜帶進行后續(xù)加工，不僅能顯著提高陶瓷生瓷片在加工過程中的強度，而且還降低了加工過程中的對位偏差、印刷精度低等風(fēng)險。
[0017]3、由于采用了氧化鋯、氧化鋁層的復(fù)合結(jié)構(gòu)，降低了產(chǎn)品因氧化鋯材料導(dǎo)熱性差引起的敏感度低問題，能顯著縮短產(chǎn)品的響應(yīng)時間，提高產(chǎn)品的靈敏度；這種氧化鋯、氧化鋁層的復(fù)合結(jié)構(gòu)，還提高了產(chǎn)品的絕緣可靠性，氧化鋁陶瓷材料導(dǎo)熱性好且高溫絕緣性好，無須再增加絕緣層，同時具有優(yōu)良的力學(xué)性能。
[0018]4、由于采用了將陶瓷片的厚度設(shè)計為0.1mm?0.15mm，使產(chǎn)品的一致性好；流延成型的陶瓷片的厚度太厚、太薄都比較難控制和制備，相比同類7層氧化鋯、氧化鋁復(fù)合結(jié)構(gòu)，本發(fā)明中的十二層氧化鋯、氧化鋁復(fù)合結(jié)構(gòu)減小了流延過程中流延片的厚度；本實用新型中要求的流延片厚度范圍在0.1mm?0.15_，使得流延時在厚度方向更易控制，精度更高，產(chǎn)品一致性更好。
[0019]以下結(jié)合實施例對本實用新型作進一步詳細說明；但本實用新型的一種片式開關(guān)型氧傳感器不局限于實施例。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]實施例
[0022]參見圖1所示，本實用新型的一種片式開關(guān)型氧傳感器，包括敏感元件；所述敏感元件由十二層陶瓷片疊合而成，自上而下分別為:第一層氧化鋁陶瓷片I和多孔氧化鋁陶瓷片100，第二層氧化鋯陶瓷片2，第三層氧化鋯陶瓷片3，第四層氧化鋁陶瓷片4，第五層氧化鋁陶瓷片5，第六層氧化鋁陶瓷片6，第七層氧化鋁陶瓷片7，第八層氧化鋁陶瓷片8，第九層氧化鋁陶瓷片9，第十層氧化鋁陶瓷片10，第十一層氧化鋁陶瓷片11和第十二層氧化鋁陶瓷片12。每層陶瓷片的厚度為0.1mm?0.15mm，陶瓷片的厚薄易于控制、精度高、產(chǎn)品一致性好。另，每層陶瓷片的厚度相等，可實現(xiàn)自動化批量生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。
[0023]片式開關(guān)型氧傳感器的敏感元件由保護層、感應(yīng)層、基體層和加熱層疊合而成。
[0024]所述感應(yīng)層由二層氧化鋯陶瓷片(即第二層氧化鋯陶瓷片2，第三層氧化鋯陶瓷片3)和一層氧化鋁陶瓷片(即第四層氧化鋁陶瓷片4)疊合而成，二層氧化鋯陶瓷片設(shè)在氧化鋁陶瓷片的上面；在二層氧化鋯陶瓷片中，上層氧化鋯陶瓷片即第二層氧化鋯陶瓷片2的上表面設(shè)有采用絲網(wǎng)印刷形成的外電極21及引線211，下層氧化鋯陶瓷片即第三層氧化鋯陶瓷片3的下表面設(shè)有采用絲網(wǎng)印刷形成的內(nèi)電極22及引線221 ;所述感應(yīng)層的氧化鋁陶瓷片即第四層氧化鋁陶瓷片4開有參比氣道31，參比氣道31中填充碳流延片填充條32ο
[0025]所述保護層為一層，由氧化鋁陶瓷片(即第一層氧化鋁陶瓷片I)和多孔氧化鋁陶瓷片(即第一層多孔氧化鋁陶瓷片100)拼接而成，其中，多孔氧化鋁陶瓷片100對應(yīng)在外電極21的上面，氧化鋁陶瓷片I對應(yīng)在引線211的上面，該氧化鋁陶瓷片I的上表面設(shè)有采用絲網(wǎng)印刷形成的電極引腳101。第一層氧化鋁陶瓷片I保護引線，多孔氧化鋁陶瓷片100保護電極免受外界刮傷、防止粉塵、汽油等異物進入電極表面而干擾電極感應(yīng)廢氣中的空氣進而提尚氧傳感器的精度。
[0026]所述電極引腳101為兩個，在保護層的氧化鋁陶瓷片I中，對應(yīng)于絲網(wǎng)印刷有電極引腳的一端設(shè)有一個或一組第一通孔201，第一通孔201中裝有第一導(dǎo)電體，該第一導(dǎo)電體連接在所述外電極的引線211與其中一個電極引腳101之間。當(dāng)采用一組第一通孔201時，每組通孔為2?4個小孔，采用一組多孔的目的是為了提高電性連接的可靠性。
[0027]在保護層的氧化鋁陶瓷片I中以及感應(yīng)層的二層氧化鋯陶瓷片2、3中，對應(yīng)于絲網(wǎng)印刷有電極引腳的一端分別設(shè)有一個或一組第二通孔200，第二通孔200中裝有第二導(dǎo)電體，該第二導(dǎo)電體連接在所述內(nèi)電極的引線221與其中另一個電極引腳101之間。
[0028]所述基體層由六層氧化鋁陶瓷片疊合而成，即第五層氧化鋁陶瓷片5，第六層氧化鋁陶瓷片6