一種新型片式氧傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種新型片式氧傳感器，具體說是一種工藝簡單、成品率高且產(chǎn) 品性能穩(wěn)定的新型片式氧傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著世界各國汽車尾氣排放法規(guī)的頒布，汽車氧傳感器是現(xiàn)代汽車中一個非常重 要的傳感器，它被用來監(jiān)測發(fā)動機(jī)所排出廢氣中氧的含量或濃度，并根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)輸 出一個信號電壓，反饋給車載電腦（ECU)，車載電腦根據(jù)收到的信號控制噴油量、進(jìn)氣量的 大小，調(diào)整氣、油比（最佳氣油比為14.7 : 1)，從而達(dá)到省油、提高效率、減少污染等目的。
[0003] 汽車氧傳感器通常安裝在排氣系統(tǒng)中，直接與排氣氣流接觸。一般車在三元催化 器前安裝一個氧傳感器（前氧）用于發(fā)動機(jī)的閉環(huán)控制，三元催化器后安裝一個樣傳感器 (后氧）用于檢測前氧和三元催化器工作是否正常。
[0004] 據(jù)國外權(quán)威機(jī)構(gòu)統(tǒng)計，汽車使用氧傳感器后可省油15%、提高效率18%、降低污 染50 %，改善了環(huán)境，降低汽車尾氣對環(huán)境的污染。
[0005] 目前國內(nèi)片式氧傳感器還沒有擺脫長期依賴進(jìn)口的狀況，主要是國內(nèi)片式氧傳感 器的相關(guān)制造工藝還不穩(wěn)定，不能很好的控制產(chǎn)品的一致性和穩(wěn)定性。
[0006] 實用新型專利CN101806768中公開了一種集成片式氧傳感器及其制作方法，采 用印刷揮發(fā)漿料的辦法來制造空氣參比通道，缺點為：1.印刷空腔的厚度非常有限，燒結(jié) 前厚度達(dá)到lSym-SOym厚，燒結(jié)后空腔厚度更小，不利于參比通道空氣與外界的交換； 2.印刷層在后續(xù)操作過程中有脫落，會影響流延片的疊合性能；3.印刷層比較酥松，在等 靜壓時容易發(fā)生變形，導(dǎo)致空腔形狀不規(guī)則；4.印刷揮發(fā)漿料是包裹在兩層片之間，容易 導(dǎo)致層與層之間開裂；5.將測量電極端浸入含有鎂鋁尖晶石的漿料中提拉，形成包裹一體 的多孔陶瓷保護(hù)層，提拉時容易導(dǎo)致多孔保護(hù)層的不均勻，不利于多次印刷；
[0007] 實用新型專利CN101042366A公開了一種平板式氧傳感器的制造方法，在流延干 燥后進(jìn)行脫模切割，缺點為：1.在后續(xù)印刷烘干過程中，流延生坯會由于PVB的軟化而變形 收縮，導(dǎo)致套印時對位偏差，會直接導(dǎo)致廢品率的上升；2.印刷烘干過程中會翹曲，產(chǎn)生一 定的彎曲應(yīng)力，不利于后續(xù)的疊合；3.變形后同時會導(dǎo)致多層疊片時產(chǎn)生對位偏差；4.采 用激光切割方式把基片切成傳感器片、中間片和加熱片，該方法原理是用激光的高能量燒 除流延片中的有機(jī)物，但是會產(chǎn)生灰塵，氧傳感器的大批量對潔凈度要求非常高，不利于大 批量生產(chǎn)。
[0008] 實用新型專利CN202522539U公開了一種平板式氧傳感器，第三層陶瓷生片上中 間用激光切割一個尾部敞開的長槽作為參考通道，缺點為：采用激光切割的原理是用激光 的高能量燒除流延片中的有機(jī)物，但是會產(chǎn)生灰塵，氧傳感器的大批量對潔凈度要求非常 高，不利于大批量生產(chǎn)。
[0009] 實用新型專利CN203587569U公開了一種汽車加熱型平板式氧傳感器，加熱器上、 下分別設(shè)置加熱器上絕緣層、加熱器下絕緣層。
[0010] 上述專利 CN101042366A、CN101042366A、CN202522539U 和 CN203587569U 的氧傳感 器只是對傳感器的加熱器上下進(jìn)行絕緣，而忽略了加熱器的引出端的絕緣工藝，該方法制 備出的氧傳感器在短期和低溫工作狀態(tài)下不會出現(xiàn)問題，但是當(dāng)傳感器工作環(huán)境比較惡 劣，溫度比較高時，尾部的溫度一旦達(dá)到300°C以上，尾部氧化鋯也達(dá)到了工作溫度，此時該 傳感器的內(nèi)阻會變大，傳感器會出現(xiàn)發(fā)黑或失效的現(xiàn)象。
[0011] 因此急需研發(fā)一種工藝簡單，成品率高，產(chǎn)品性能穩(wěn)定的氧傳感器勢在必行。經(jīng)檢 索有關(guān)文獻(xiàn)，未發(fā)現(xiàn)與本實用新型相同或相似的技術(shù)方案。 【實用新型內(nèi)容】
[0012] 本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種控制精確、成品率高、性能穩(wěn)定，成本低 的新型片式氧傳感器及其制備方法與檢測方法。
[0013] 為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案為：一種新型片式氧傳感器，其創(chuàng)新 點在于：所述傳感器由上保護(hù)層、信號層、空氣參比通道層以及加熱層由上至下依次疊合后 燒結(jié)而成，
[0014] 所述信號層包括由上至下依次疊合的第一層流延基片、第二層流延基片、第三層 流延基片以及第四層流延基片，在第一層流延基片的上表面和第四層流延基片的下表面分 別設(shè)置一信號外電極和一信號內(nèi)電極；所述信號外電極與信號內(nèi)電極之間通過一引線A連 接后，該引線A的一端與信號內(nèi)電極連接，另一端由下至上依次貫穿第四層流延基片、第三 層流延基片、第二層流延基片以及第一層流延基片后的信號內(nèi)電極導(dǎo)出孔與信號外電極相 連，且與信號外電極連接端上設(shè)置有信號電極引腳；在信號外電極上表面還疊合一外電極 保護(hù)層；
[0015] 所述空氣參比通道層包括由上至下依次疊合的第五層流延基片、第六層流延基片 以及第七層流延基片，所述第五層流延基片上表面設(shè)置有一端封閉的空氣參比通道，空氣 參比通道內(nèi)完全填充一揮發(fā)片；
[0016] 所述加熱層包括由上至下依次疊合的第八層流延基片、第九層流延基片、第十層 流延基片、第十一層流延基片以及第十二層流延基片，在第八層流延基片的上表面與第 十二層流延基片的下表面分別設(shè)置有一加熱電極和一加熱引腳；所述加熱電極的上表面與 下表面分別設(shè)置一上加熱絕緣層與下加熱絕緣層，所述加熱電極與加熱引腳通過一引線B 相連，該引線B的一端與加熱電極相連，另一端由上至下依次貫穿第八層流延基片、第九層 流延基片、第十層流延基片、第十一層流延基片以及第十二層流延基片的上加熱電極導(dǎo)出 孔與加熱引腳相連，在第十二層流延基片下表面與加熱引腳上表面之間還設(shè)置有加熱引腳 絕緣層；
[0017] 所述上保護(hù)層包括一上保護(hù)層流延基片，該上保護(hù)層流延基片疊合在外電極保護(hù) 層的上表面。
[0018] 進(jìn)一步地，所述第一層流延基片至第十二層流延基片的厚度均為125um。
[0019] 進(jìn)一步地，所述上保護(hù)層流延基片的厚度為80um。
[0020] 本實用新型的優(yōu)點在于：
[0021] 1.本氧傳感器，加熱電極上表面設(shè)置有加熱引腳絕緣層，可以提高傳感器的穩(wěn)定 性，提高傳感器的適應(yīng)性，高溫下也可以穩(wěn)定的工作；
[0022] 2.上保護(hù)層包括一上保護(hù)層流延基片，該上保護(hù)層流延基片的厚度為80um，上保 護(hù)層采用疊合流延基片的形式，既可以保證上保護(hù)層的厚度，又降低了印刷的工作量；
[0023] 3.本氧傳感器的第一層流延基片至第十二層流延基片的厚度為125um，流延基片 厚度的降低有助于均勻化流延基片制備過程中的缺陷，提高流延基片