一種新型平板式四線型氧傳感器芯片的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種芯片結構，具體涉及一種新型平板式四線型氧傳感器芯片。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著汽車使用數量的大幅增加，未達排放標準的汽車廢氣污染問題相對嚴重，汽車用氧氣傳感器的問世很好的解決了汽車尾氣污染相對嚴重的問題，大幅降低了汽車排放尾氣對大氣的危害。
[0003]氧傳感器是利用陶瓷敏感元件測量汽車排氣管道中的氧電勢，由化學平衡原理計算出對應的氧濃度，達到監測和控制燃燒空燃比(混合氣中空氣與燃料之間的質量的比例)，以保證產品質量及尾氣排放達標的測量元件。汽車用氧傳感器工作原理與干電池相似，傳感器中的氧化鋯元素起類似電解液的作用。其基本工作原理是:在一定條件下，利用氧化鋯內外兩側的氧濃度差，產生電位差，且濃度差越大，電位差越大。大氣中氧的含量為21%，濃混合氣燃燒后的廢氣實際上不含氧，稀混合氣燃燒后生成的廢氣或因缺火產生的廢氣中含有較多的氧，但仍比大氣中的氧少得多。在高溫及鉑的催化下，帶負電的氧離子吸附在氧化鋯套管的內外表面上。由于大氣中的氧氣比廢氣中的氧氣多，套管上與大氣相通一側比廢氣一側吸附更多的負離子，兩側離子的濃度差產生電動勢。氧傳感器由芯片和保護套管等組合而成，其中測量得到的電信號通過芯片尾部的四個或者五個引腳與外部線束連接，被傳輸出來進入下一處理控制環節。
[0004]現有技術中的平板式寬范圍型氧傳感器都是五線型結構，如圖1所示，即需要五根外部接線。現代工業中，使用平板式寬范圍型氧傳感器對對于整個濃燃燒和稀薄燃燒范圍的空燃比控制則具有優勢，這類氧傳感器同時利用了氧濃差電池原理和電化學氧栗原理。如圖1和圖2所示，它由2個電池組成:栗電池和傳感電池，如圖2所示，該氧傳感器的原理是尾氣通過栗電池的小槽進入到芯片內部，當混合氣濃度低時，λ( λ為實際空燃比和理論空燃比的比值)大于1，栗電池就將氧氣從混合氣中栗出；當混合氣濃度高時(即λ小于I時)，栗電池通過改變栗電流的方向就將氧氣從外栗入檢測腔中；在λ等于I處，沒有氧氣需要栗出或者栗入。這樣通過控制栗電流就可以控制檢測腔中的混合氣，使混合氣的濃度達到理想的空燃比。由于栗電流和氧氣的濃度成一定的比例關系，所以通過檢測栗電流就可以知道混合氣的稀或濃。在寬量程氧傳感器中，加入了專門控制電路來獲得栗電流，以栗電流作為檢測廢氣過量空氣系數λ的參數。
[0005]現有傳統技術中，平板式寬范圍型氧傳感器都是采用五線外引腳的結構，由于必須有五根線接出，整個氧傳感器在芯片與外部線束連接時需要接出五根線和五個線孔，在生產的加工工序過程，生產成本高和生產效率低。
【實用新型內容】
[0006]( I)要解決的技術問題
[0007]本實用新型為了克服現有技術中采用五線型結構，在生產的加工工序過程，生產成本高，生產效率低的缺點，本實用新型要解決的技術問題是提供一種新型平板式四線型氧傳感器芯片。
[0008](2)技術方案
[0009]為了解決上述技術問題，本實用新型提供了這樣一種新型平板式四線型氧傳感器芯片，包括有多孔保護層、外電極、氧栗基體、內電極、導體擴散障、鉑金電極、基體層、參考電極、參比氣通道層、上絕緣層、加熱電極、下絕緣層、加熱器基體、加熱線引腳1、加熱線引腳、加熱線I1、加熱線1、信號線1、信號線I1、信號線引腳I和信號線引腳II ;
[0010]氧栗基體上、下面分別設置有外電極和內電極，外電極一端的上方設置有多孔保護層，另一端與信號線引腳II連接，內電極下發設置有導體擴散障，導體擴散障下方設置有鉑金電極，鉑金電極下方設置有基體層，基體層下方設置有參考電極，參考電極一端通過信號線I與信號線引腳I連接，信號線I是穿過設置在氧栗基體上的線孔與信號線引腳I連接的；參比氣通道層設置在參考電極的下方，參比氣通道層中間設置有參比氣通道，參比氣通道為穿通整個參比氣通道層的方形結構，參比氣通道層下方分別設置有上絕緣層、加熱電極、下絕緣層和加熱器基體。加熱電極被上絕緣層和下絕緣層形成的方體結構包圍，加熱電極一端設有兩個接線端，兩個接線端分別通過加熱線I和加熱線II與設置在加熱器基體下方的加熱線引腳I和加熱線引腳II連接；
[0011]多孔保護層中間設置有通氣孔，通氣孔正下方的氧栗基體上也設置有相同大小的通氣孔，導體擴散障也中間也設置有通氣孔，在安裝時導體擴散障上的通氣孔與氧栗基體上的通氣孔相通。
[0012]優選地，所述氧栗基體、基體層、參比氣通道層和加熱器基體都為氧化鋯陶瓷材料。
[0013]優選地，所述外電極、內電極、鈾金電極和參考電極材料都為鉑金。
[0014]優選地，所述通氣孔直徑為0.5-lmm。
[0015](3)有益效果
[0016]本實用新型具有的有益效果是:(1)通過將傳統的五線型結構改成四線型結構，大幅的減少了氧傳感器生產的工序過程，降低了生產成本；(2)通過將外電極與信號線引腳II連接，減少了第五根接線，減少了一個接地線引腳；(3)通過減少了內電極的長度，使得所需鉑金減少和使整個芯片結構更加緊湊、制造更加便捷。
【附圖說明】
[0017]圖1為傳統現有技術的結構示意圖。
[0018]圖2為傳統現有技術的爆炸結構示意圖。
[0019]圖3本實用新型的爆炸結構示意圖。
[0020]附圖中的標記為:1-多孔保護層，2-外電極，3-氧栗基體，4-內電極，5-導體擴散障，6-鉑金電極，7-基體層，8-參考電極，9-參比氣通道層，10-上絕緣層，11-加熱電極，12-下絕緣層，13-加熱器基體，14-加熱線引腳I，15-加熱線引腳II，16-加熱線II，17-加熱線I，18-參比氣通道，19-信號線I，20-信號線II，21-線孔，22-信號線引腳I，23_信號線引腳II，24-接地線引腳。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0022]實施例1
[0023]—種新型平板式四線型氧傳感器芯片，如圖3所示，包括有多孔保護層1、外電極2、氧栗基體3、內電極4、導體擴散障5、鉑金電極6、基體層7、參考電極8、參比氣通道層9、上絕緣層10、加熱電極11、下絕緣層12、加熱器基體13、加熱線引腳I 14、加熱線引腳、加熱線II 16、加熱線I 17、信號線I 19、信號線II 20、信號線引腳I 22和信號線引腳II 23;
[0024]氧栗基體3上、下面分別設置有外電極2和內電極4，外電極2 —端的上方設置有多孔保護層1，另一端與信號線引腳II 23連接，內電極4下發設置有導體擴散障5，導體擴散障5下方設置有鉑金電極6，鉑金電極6下方設置有基體層7，基體層7下方設置有參考電極8，參考電極8 —端通過信號線I 19與信號線引腳I 22連接，信號線I 19是穿過設置在氧栗基體3上的線孔21與信號線引腳I 22連接的；參比氣通道層9設置在參考電極8的下方，參比氣通道層9中間設置有參比氣通道18，參比氣通道18為穿通整個參比氣通道層9的方形結構，參比氣通道層9下方分別設置有上絕緣層10、加熱電極11、下絕緣層12和加熱器基體13。加熱電極11被上絕緣層10和下絕緣層12形成的方體結構包圍，加熱電極11 一端設有兩個接線端，兩個接線端分別通過加熱線I 17和加熱線II 16與設置在加熱器基體13下方的加熱線引腳I 14和加熱線引腳II 15連接；
[0025]多孔保護層I中間設置有通氣孔，通氣孔正下方的氧栗基體3上也設置有相同大小的通氣孔，導體擴散障5也中間也設置有通氣孔，在安裝時導體擴散障5上的通氣孔與氧栗基體3上的通氣孔相通。
[0026]實施例2
[0027]—種新型平板式四線型氧傳感器芯片，如圖3所示，包括有多孔保護層1、外電極2、氧栗基體3、內電極4、導體擴散障5、鉑金電極6、基體層7、參