一种新型极限电流型片式氧传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种片式氧传感器，具体说是一种结构合理、工艺简单、成品率高且产品性能稳定的新型极限电流型片式氧传感器。
【背景技术】
[0002]目前二氧化锆基传感器主要包括氧传感器和NOx传感器，用于空燃比控制的氧传感器按工作原理分类，可分为三类:(I)浓差电池型；(2)电化学泵型；(3)氧化物半导体型。在三种氧传感器中，只有电化学泵型氧传感器用于稀薄燃烧系统中，电化学泵型氧传感器又分为极限电流型氧传感器和宽域氧传感器。
[0003]丰田公司1984年首次应用的稀薄燃烧控制系统。该系统的目的是，提高燃料的利用率，在保证有害气体的排放量低于规定值的基础上。控制空燃比在一个有限的范围内(14.7 ^ A/F ^ 23)是非常必要的，因为通过增大空燃比，在稀薄燃烧的范围(A/F>20)燃烧，可以使NOx的浓度降低到允许范围之内。但如果继续增大空燃比容易使发动机熄火，引起输出功率下降，同时由于不充分燃烧，污染反而更加严重。为了控制空燃比，在稀薄燃烧系统中，也要用到氧传感器来控制发动机废气的空燃比。而它利用的是稀薄空燃比传感器(即极限电流型氧传感器)。
[0004]目前国内极限电流型氧传感器还没有摆脱长期依赖进口的状况，主要是被日本的产品所垄断，日本极限电流型氧传感器主要采用氧化铝和氧化锆流延片叠合的制造技术，本发明是基于二氧化锆流延片为陶瓷主体进行设计的一种极限电流型氧传感器，其结构简单，制备工艺简单，成本低廉。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、工艺稳定、性能好，成本低的新型极限电流型氧传感器。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
1.一种新型极限电流型片式氧传感器，其特征在于:芯片主体由6层250 μπι厚的锆流延片组成，为第一层流延基片1，第二层流延基片2，第三层流延基片3，第四层流延基片4，第五层流延基片5，第六层流延基片6，第一层流延基片I与第二层流延基片2紧贴，沿芯片主体长度方向在第一层流延基片I的左侧上方位置由上至下依次分布有扩散障碍层流延基片7，气体稳定空腔9，化学泵外电极11的头部，在第一层流延基片I的右侧上方位置由上至下依次为化学泵外电极线的上表面绝缘10，化学泵外电极11的尾部及化学泵外电极线的下表面绝缘12，气体稳定空腔9两侧部分连接扩散障碍层流延基片7与第一层流延基片I之间为粘结剂层8 ;
沿芯片主体长度方向在第二层流延基片2的左侧下方位置由上至下依次分布有化学泵内电极16的头部，空气参比通道19，在第二层流延基片2的右侧下方位置由上至下依次分布有化学泵内电极线的上表面绝缘15，化学泵内电极16的尾部，化学泵内电极线的上表面绝缘17，空气参比通道19，空气参比通道19两侧部分连接第二层流延基片2与第四层流延基片4之间为第三层流延基片3;为了导出化学泵内电极16的引线，在第一层流延基片I的引脚处开有第一层流延基片化学泵内电极引出孔13，及在第二层流延基片2的引脚处开有第二层流延基片2化学泵内电极引出孔14 ;
在第四层流延基片4与第五层流延基片5结合处分布有加热电极21，及加热电极上表面绝缘20，加热电极下表面绝缘22 ；
第五层流延基片5与第六层流延基片6紧贴，为了导出加热电极21的引线，在第五层流延基片5上开有第五层流延基片加热电极引出孔23，在第六层流延基片6上开有第六层流延基片加热电极引出孔24 ;在第六层流延基片6的下表面设置有一加热引脚电极26，在第六层流延基片6下表面与加热引脚电极26上表面之间还设置有加热引脚绝缘层25。
[0007]所述第一层流延基片1，第二层流延基片2，第三层流延基片3，第四层流延基片4，第五层流延基片5，第六层流延基片6均为氧化锆流延基片，其厚度均为250±5um。
[0008]所述氧化锆流延基片以5mol氧化钇稳定氧化锆为主要粉体，加入溶剂、分散剂、粘结剂和增塑剂，通过球磨法制成流延浆料，在经流延机流延烘干定型，裁片，冲孔而成，所述氧化锆粉体、溶剂、分散剂、粘结剂、增塑剂的质量比为:1000: (300?500): (10?30): (50 ?80): (20 ?40)。
[0009]所述扩散障碍层流延基片7以5mol氧化钇稳定氧化锆为主要粉体，以纳米炭黑为造孔剂，加入溶剂、分散剂、粘结剂和增塑剂，通过球磨法制成流延浆料，在经流延机流延烘干定型，裁片，冲孔而成，所述氧化锆粉体、碳粉、溶剂、分散剂、粘结剂、增塑剂的质量比为:1000: (10 ?100): (300 ?500): (10 ?30): (50 ?80): (20 ?40)。
[0010]所述粘结剂层8为PVA、PVB或PVC层。
[0011]与现有技术相比，本发明的有益效果是:提供了一种片式氧传感器，该氧传感器结构紧凑坚实，反应灵敏，高温下也可以稳定的工作，同时其制备工序简单，生产效率很高，稳定性好。
【附图说明】
[0012]图1为本发明一种新型片式氧传感器的长度方向的结构示意图。
[0013]图2为本发明一种新型片式氧传感器的左侧宽度方向的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]以下结合具体实施例对本发明的具体技术方案进行说明。
[0015]实施例1
一种新型极限电流型片式氧传感器，其特征在于:芯片主体由6层250 μm厚的锆流延片组成，为第一层流延基片1，第二层流延基片2，第三层流延基片3，第四层流延基片4，第五层流延基片5，第六层流延基片6，第一层流延基片I与第二层流延基片2紧贴，沿芯片主体长度方向在第一层流延基片I的左侧上方位置由上至下依次分布有扩散障碍层流延基片7，气体稳定空腔9，化学泵外电极11的头部，在第一层流延基片I的右侧上方位置由上至下依次为化学泵外电极线的上表面绝缘10，化学泵外电极11的尾部及化学泵外电极线的下表面绝缘12，气体稳定空腔9两侧部分连接扩散障碍层流延基片7与第一层流延基片I之间为粘结剂层8 ；
沿芯片主体长度方向在第二层流延基片2的左侧下方位置由上至下依次分布有化学泵内电极16的头部，空气参比通道19，在第二层流延基片2的右侧下方位置由上至下依次分布有化学泵内电极线的上表面绝缘15，化学泵内电极16的尾部，化学泵内电极线的上表面绝缘17，空气参比通道19，空气参比通道19两侧部分连接第二层流延基片2与第四层流延基片4之间为第三层流延基片3;为了导出化学泵内电极16的引线，在第一层流延基片I的引脚处开有第一层流延基片化学泵内电极引出孔13，及在第二层流延基片2的引脚处开有第二层流延基片2化学泵内电极引出孔14 ;
在第四层流延基片4与第五层流延基片5结合处分布有加热电极21，及加热电极上表面绝缘20，加热电极下表面绝缘22 ；
第五层流延基片5与第六层流延基片6紧贴，为了导出加热电极21的引线，在第五层流延基片5上开有第五层流延基片加热电极引出孔23，在第六层流延基片6上开有第六层流延基片加热电极引出孔24 ;在第六层流延基片6的下表面设置有一加热引脚电极26，在第六层流延基片6下表面与加热引脚电极26上表面之间还设置有加热引脚绝缘层25。
[0016]所述第一层流延基片1，第二层流延基片2，第三层流延基片3，第四层流延基片4，第五层流延基片5，第六层流延基片6均为氧化锆流延基片，其厚度均为250um。
[0017]所述氧化锆流延基片以5mol氧化钇稳定氧化锆为主要粉体，加入溶剂、分散剂、粘结剂和增塑剂，通过球磨法制成流延浆料，在经流延机流延烘干定型，裁片，冲孔而成，所述氧化锆粉体、溶剂、分散剂、粘结剂、增塑剂的质量比为:1000:300:10:50:20。
[0018]所述扩散障碍层流延基片以5mol氧化钇稳定氧化锆为主要粉体，以纳米炭黑为造孔剂，加入溶剂、分散剂、粘结剂和增塑剂，通过球磨法制成流延浆料，在经流延机流