一種片式開關型氧傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及傳感器技術領域，特別是涉及一種片式開關型氧傳感器。
【背景技術】
[0002]汽車氧傳感器是應用在發動機排氣管上三元催化器前和后的傳感部件，它利用電化學原理的固體電解質元件將排氣中氧濃度轉換成電信號并輸入控制單元(ECU)，通過控制閉環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濟性。
[0003]現有技術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，使成本相應地增加、良率則相應地會降低。而且，這種全氧化鋯結構會因導熱性差而影響氧傳感器的敏感度。另外，這種結構的氧傳感器，在絲網印刷內、外電極時需對同一塊流延膜片正反兩面分別絲網印刷才可實現，這樣，在絲網印刷過程就不能帶PET膜帶；這種結構的產品，對精度、自動化程度等都會有影響。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于克服現有技術之不足，提供一種片式開關型氧傳感器，通過采用復合型結構，從而可以解決使用全氧化鋯陶瓷片所帶來的弊端，并且具有能夠實現單面絲網印刷，自動化程度高、產品一致性好、響應時間短的特點。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:一種片式開關型氧傳感器，包括敏感元件；所述敏感元件由保護層、感應層、基體層和加熱層疊合而成；其中，所述感應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有采用絲網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有采用絲網印刷形成的內電極及引線；所述感應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在外電極的上面，氧化鋁陶瓷片對應在引線的上面，該氧化鋁陶瓷片的上表面設有采用絲網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，對應于絲網印刷有電極引腳的一端設有一個或一組第一通孔，第一通孔中裝有第一導電體，該第一導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層的各氧化鋯陶瓷片中，對應于絲網印刷有電極引腳的一端分別設有一個或一組第二通孔，第二通孔中裝有第二導電體，該第二導電體連接在所述內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有采用絲網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有采用絲網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，對應于絲網印刷有加熱器引腳的一端設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電體，第三導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]與現有技術相比較，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合結構來構成片式開關型氧傳感器，且在保護層的氧化鋁陶瓷片的上表面設有采用絲網印刷形成的電極引腳；在感應層的最上層氧化鋯陶瓷片的上表面設有采用絲網印刷形成的外電極及引線，在感應層的最下層氧化鋯陶瓷片的下表面設有采用絲網印刷形成的內電極及引線；在加熱層的最上層氧化鋁陶瓷片的上表面設有采用絲網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有采用絲網印刷形成的加熱器引腳，從而實現了單面印刷，由于此結構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，而且能提高生產過程的自動化程度及良率。
[0016]2、本實用新型的這種復合結構由于能夠實現單面印刷，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、印刷精度低等風險。
[0017]3、由于采用了氧化鋯、氧化鋁層的復合結構，降低了產品因氧化鋯材料導熱性差引起的敏感度低問題，能顯著縮短產品的響應時間，提高產品的靈敏度；這種氧化鋯、氧化鋁層的復合結構，還提高了產品的絕緣可靠性，氧化鋁陶瓷材料導熱性好且高溫絕緣性好，無須再增加絕緣層，同時具有優良的力學性能。
[0018]4、由于采用了將陶瓷片的厚度設計為0.1mm?0.15mm，使產品的一致性好；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、氧化鋁復合結構，本發明中的十二層氧化鋯、氧化鋁復合結構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，產品一致性更好。
[0019]以下結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是本實用新型的結構示意圖。
【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、產品一致性好。另，每層陶瓷片的厚度相等，可實現自動化批量生產，提高生產效率。
[0023]片式開關型氧傳感器的敏感元件由保護層、感應層、基體層和加熱層疊合而成。
[0024]所述感應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的上表面設有采用絲網印刷形成的外電極21及引線211，下層氧化鋯陶瓷片即第三層氧化鋯陶瓷片3的下表面設有采用絲網印刷形成的內電極22及引線221 ;所述感應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對應在外電極21的上面，氧化鋁陶瓷片I對應在引線211的上面，該氧化鋁陶瓷片I的上表面設有采用絲網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，對應于絲網印刷有電極引腳的一端設有一個或一組第一通孔201，第一通孔201中裝有第一導電體，該第一導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中以及感應層的二層氧化鋯陶瓷片2、3中，對應于絲網印刷有電極引腳的一端分別設有一個或一組第二通孔200，第二通孔200中裝有第二導電體，該第二導電體連接在所述內電極的引線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