一種新型極限電流型片式氧傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種片式氧傳感器，具體說是一種結構合理、工藝簡單、成品率高且產品性能穩定的新型極限電流型片式氧傳感器。
【背景技術】
[0002]目前二氧化鋯基傳感器主要包括氧傳感器和NOx傳感器，用于空燃比控制的氧傳感器按工作原理分類，可分為三類:(I)濃差電池型；(2)電化學泵型；(3)氧化物半導體型。在三種氧傳感器中，只有電化學泵型氧傳感器用于稀薄燃燒系統中，電化學泵型氧傳感器又分為極限電流型氧傳感器和寬域氧傳感器。
[0003]豐田公司1984年首次應用的稀薄燃燒控制系統。該系統的目的是，提高燃料的利用率，在保證有害氣體的排放量低于規定值的基礎上。控制空燃比在一個有限的范圍內(14.7 ^ A/F ^ 23)是非常必要的，因為通過增大空燃比，在稀薄燃燒的范圍(A/F>20)燃燒，可以使NOx的濃度降低到允許范圍之內。但如果繼續增大空燃比容易使發動機熄火，引起輸出功率下降，同時由于不充分燃燒，污染反而更加嚴重。為了控制空燃比，在稀薄燃燒系統中，也要用到氧傳感器來控制發動機廢氣的空燃比。而它利用的是稀薄空燃比傳感器(即極限電流型氧傳感器)。
[0004]目前國內極限電流型氧傳感器還沒有擺脫長期依賴進口的狀況，主要是被日本的產品所壟斷，日本極限電流型氧傳感器主要采用氧化鋁和氧化鋯流延片疊合的制造技術，本發明是基于二氧化鋯流延片為陶瓷主體進行設計的一種極限電流型氧傳感器，其結構簡單，制備工藝簡單，成本低廉。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是提供一種結構簡單、工藝穩定、性能好，成本低的新型極限電流型氧傳感器。
[0006]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
1.一種新型極限電流型片式氧傳感器，其特征在于:芯片主體由6層250 μπι厚的鋯流延片組成，為第一層流延基片1，第二層流延基片2，第三層流延基片3，第四層流延基片4，第五層流延基片5，第六層流延基片6，第一層流延基片I與第二層流延基片2緊貼，沿芯片主體長度方向在第一層流延基片I的左側上方位置由上至下依次分布有擴散障礙層流延基片7，氣體穩定空腔9，化學泵外電極11的頭部，在第一層流延基片I的右側上方位置由上至下依次為化學泵外電極線的上表面絕緣10，化學泵外電極11的尾部及化學泵外電極線的下表面絕緣12，氣體穩定空腔9兩側部分連接擴散障礙層流延基片7與第一層流延基片I之間為粘結劑層8 ;
沿芯片主體長度方向在第二層流延基片2的左側下方位置由上至下依次分布有化學泵內電極16的頭部，空氣參比通道19，在第二層流延基片2的右側下方位置由上至下依次分布有化學泵內電極線的上表面絕緣15，化學泵內電極16的尾部，化學泵內電極線的上表面絕緣17，空氣參比通道19，空氣參比通道19兩側部分連接第二層流延基片2與第四層流延基片4之間為第三層流延基片3;為了導出化學泵內電極16的引線，在第一層流延基片I的引腳處開有第一層流延基片化學泵內電極引出孔13，及在第二層流延基片2的引腳處開有第二層流延基片2化學泵內電極引出孔14 ;
在第四層流延基片4與第五層流延基片5結合處分布有加熱電極21，及加熱電極上表面絕緣20，加熱電極下表面絕緣22 ；
第五層流延基片5與第六層流延基片6緊貼，為了導出加熱電極21的引線，在第五層流延基片5上開有第五層流延基片加熱電極引出孔23，在第六層流延基片6上開有第六層流延基片加熱電極引出孔24 ;在第六層流延基片6的下表面設置有一加熱引腳電極26，在第六層流延基片6下表面與加熱引腳電極26上表面之間還設置有加熱引腳絕緣層25。
[0007]所述第一層流延基片1，第二層流延基片2，第三層流延基片3，第四層流延基片4，第五層流延基片5，第六層流延基片6均為氧化鋯流延基片，其厚度均為250±5um。
[0008]所述氧化鋯流延基片以5mol氧化釔穩定氧化鋯為主要粉體，加入溶劑、分散劑、粘結劑和增塑劑，通過球磨法制成流延漿料，在經流延機流延烘干定型，裁片，沖孔而成，所述氧化鋯粉體、溶劑、分散劑、粘結劑、增塑劑的質量比為:1000: (300?500): (10?30): (50 ?80): (20 ?40)。
[0009]所述擴散障礙層流延基片7以5mol氧化釔穩定氧化鋯為主要粉體，以納米炭黑為造孔劑，加入溶劑、分散劑、粘結劑和增塑劑，通過球磨法制成流延漿料，在經流延機流延烘干定型，裁片，沖孔而成，所述氧化鋯粉體、碳粉、溶劑、分散劑、粘結劑、增塑劑的質量比為:1000: (10 ?100): (300 ?500): (10 ?30): (50 ?80): (20 ?40)。
[0010]所述粘結劑層8為PVA、PVB或PVC層。
[0011]與現有技術相比，本發明的有益效果是:提供了一種片式氧傳感器，該氧傳感器結構緊湊堅實，反應靈敏，高溫下也可以穩定的工作，同時其制備工序簡單，生產效率很高，穩定性好。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明一種新型片式氧傳感器的長度方向的結構示意圖。
[0013]圖2為本發明一種新型片式氧傳感器的左側寬度方向的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]以下結合具體實施例對本發明的具體技術方案進行說明。
[0015]實施例1
一種新型極限電流型片式氧傳感器，其特征在于:芯片主體由6層250 μm厚的鋯流延片組成，為第一層流延基片1，第二層流延基片2，第三層流延基片3，第四層流延基片4，第五層流延基片5，第六層流延基片6，第一層流延基片I與第二層流延基片2緊貼，沿芯片主體長度方向在第一層流延基片I的左側上方位置由上至下依次分布有擴散障礙層流延基片7，氣體穩定空腔9，化學泵外電極11的頭部，在第一層流延基片I的右側上方位置由上至下依次為化學泵外電極線的上表面絕緣10，化學泵外電極11的尾部及化學泵外電極線的下表面絕緣12，氣體穩定空腔9兩側部分連接擴散障礙層流延基片7與第一層流延基片I之間為粘結劑層8 ；
沿芯片主體長度方向在第二層流延基片2的左側下方位置由上至下依次分布有化學泵內電極16的頭部，空氣參比通道19，在第二層流延基片2的右側下方位置由上至下依次分布有化學泵內電極線的上表面絕緣15，化學泵內電極16的尾部，化學泵內電極線的上表面絕緣17，空氣參比通道19，空氣參比通道19兩側部分連接第二層流延基片2與第四層流延基片4之間為第三層流延基片3;為了導出化學泵內電極16的引線，在第一層流延基片I的引腳處開有第一層流延基片化學泵內電極引出孔13，及在第二層流延基片2的引腳處開有第二層流延基片2化學泵內電極引出孔14 ;
在第四層流延基片4與第五層流延基片5結合處分布有加熱電極21，及加熱電極上表面絕緣20，加熱電極下表面絕緣22 ；
第五層流延基片5與第六層流延基片6緊貼，為了導出加熱電極21的引線，在第五層流延基片5上開有第五層流延基片加熱電極引出孔23，在第六層流延基片6上開有第六層流延基片加熱電極引出孔24 ;在第六層流延基片6的下表面設置有一加熱引腳電極26，在第六層流延基片6下表面與加熱引腳電極26上表面之間還設置有加熱引腳絕緣層25。
[0016]所述第一層流延基片1，第二層流延基片2，第三層流延基片3，第四層流延基片4，第五層流延基片5，第六層流延基片6均為氧化鋯流延基片，其厚度均為250um。
[0017]所述氧化鋯流延基片以5mol氧化釔穩定氧化鋯為主要粉體，加入溶劑、分散劑、粘結劑和增塑劑，通過球磨法制成流延漿料，在經流延機流延烘干定型，裁片，沖孔而成，所述氧化鋯粉體、溶劑、分散劑、粘結劑、增塑劑的質量比為:1000:300:10:50:20。
[0018]所述擴散障礙層流延基片以5mol氧化釔穩定氧化鋯為主要粉體，以納米炭黑為造孔劑，加入溶劑、分散劑、粘結劑和增塑劑，通過球磨法制成流延漿料，在經流延機流