一种片式氧传感器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种片式氧传感器，其能解决现有常规氧传感器的参比电极和电极引线容易从氧化锆基体材料上起翘甚的问题。其包括自下而上依次叠压的陶瓷基片一、陶瓷基片二、陶瓷基片三和陶瓷基片四，陶瓷基片一和陶瓷基片二之间设置有加热电极且加热电极的上、下表面均覆盖有绝缘层，加热电极的尾部通过通孔一引出至表面电极一，陶瓷基片三自尾部设有向前延伸的空腔，参比电极设置于陶瓷基片三和陶瓷基片四之间并位于空腔的正上方，参比电极的宽度方向两侧延伸至空腔外侧，电极引线设置于陶瓷基片三和陶瓷基片四之间，电极引线的前端与参比电极连接，尾部通过通孔二引出至表面电极二，参比电极和电极引线分别与陶瓷基片三和陶瓷基片四烧结固定。

A Chip Oxygen Sensor

The utility model provides a chip oxygen sensor, which can solve the problem that the reference electrode and electrode lead of the existing conventional oxygen sensor are easily warped from the zirconia matrix material. It consists of a ceramic substrate 1, a ceramic substrate 2, a ceramic substrate 3 and a ceramic substrate 4, which are stacked from bottom to top in turn. A heating electrode is arranged between the ceramic substrate 1 and the ceramic substrate 2, and the upper and lower surfaces of the heating electrode are covered with an insulating layer. The tail of the heating electrode is drawn out to the surface electrode 1 through a through hole. The ceramic substrate 3 is provided with a cavity extending forward from the tail. The electrode is arranged between the ceramic substrate 3 and the ceramic substrate 4 and is positioned directly above the cavity. The width direction of the reference electrode extends to the outer side of the cavity. The lead wire of the electrode is arranged between the ceramic substrate 3 and the ceramic substrate 4. The front end of the lead wire is connected with the reference electrode, and the tail is drawn to the surface electrode 2 through the through-hole 2. The reference electrode and the lead wire of the electrode are respectively connected with the ceramic substrate 3. Fixed with ceramic substrate sintered four times.

【技术实现步骤摘要】
一种片式氧传感器
本技术涉及氧传感器领域，具体为一种片式氧传感器。
技术介绍
在使用三元催化转换器以减少排气污染的发动机上，氧传感器是必不可少的元件。由于混合气的空燃比一旦偏离理论空燃比，三元催化剂对CO、HC和NOx的净化能力将急剧下降，故在排气管中安装氧传感器，用以检测排气中氧的浓度，并向ECU（电子控制单元）发出反馈信号，再由ECU控制喷油器喷油量的增减，从而将混合气的空燃比控制在理论值附近。自加热型片式氧传感器由于加热电极埋在陶瓷内部，可以直接对自身进行加热。因此这类氧传感器具有结构简单、响应迅速、维护容易、使用方便、测量准确等优点。图1和图2为常规自加热型片式氧传感器的结构示意图，该传感器自下而上由四层陶瓷基片叠压而成。加热电极9位于陶瓷基片一1和陶瓷基片二2之间，且其上下表面均覆盖有绝缘层10，加热电极9的尾部通过陶瓷基片一1上的通孔5引出至陶瓷基片一1下表面的表面电极6；陶瓷基片三3的尾部开有空腔11，参比电极12和电极引线13均位于空腔11内并通过烧结固定在陶瓷基片四4的下表面，电极引线13的尾部通过陶瓷基片四4上的通孔7引出至陶瓷基片四4上表面的表面电极8；外电极15位于陶瓷基片四4的上表面。由于参比电极和电极引线使用的材料是铂，而参比电极和电极引线粘附的基体材料（即陶瓷基片）为氧化锆。由于在将两者共烧的过程中，铂在1000℃~1200℃已烧结完成，而氧化锆在1400℃以上才能有效的致密化，两者在烧结的过程中必然存在收缩的先后差异。由于铂的收缩先于氧化锆，当铂收缩时，氧化锆的收缩还较小，导致参比电极和电极引线可能出现边缘起翘的情况。专利技术内容针对现有常规氧传感器的参比电极和电极引线使用铂材料，而陶瓷基片使用氧化锆，二者在烧结过程中收缩的先后差异易导致参比电极和电极引线出现边缘起翘的情况的技术问题，本技术提供了一种片式氧传感器，其能有效避免参比电极和电极引线从氧化锆基体材料上起翘。其技术方案是这样的：一种片式氧传感器，其包括自下而上依次叠压的陶瓷基片一、陶瓷基片二、陶瓷基片三和陶瓷基片四，其还包括参比电极和电极引线，所述陶瓷基片一的底部开设有通孔一且其底面上对应所述通孔一固定有表面电极一，所述陶瓷基片四的顶部开设有通孔二且其顶面上对应所述通孔二固定有表面电极二，所述陶瓷基片一和所述陶瓷基片二之间设置有加热电极且所述加热电极的上、下表面均覆盖有绝缘层，所述加热电极的尾部通过所述通孔一引出至所述表面电极一，所述陶瓷基片三自尾部设有向前延伸的空腔，所述陶瓷基片四的顶面上还固定有外电极；其特征在于：所述参比电极设置于所述陶瓷基片三和所述陶瓷基片四之间并位于所述空腔的正上方，所述参比电极的宽度方向两侧延伸至所述空腔外侧，所述电极引线设置于所述陶瓷基片三和所述陶瓷基片四之间，所述电极引线的前端与所述参比电极连接，尾部通过所述通孔二引出至所述表面电极二，所述参比电极和所述电极引线分别与所述陶瓷基片三和所述陶瓷基片四烧结固定。其进一步特征在于：所述陶瓷基片一、所述陶瓷基片二、所述陶瓷基片三和所述陶瓷基片四的尺寸和组成相同。所述空腔位于所述陶瓷基片三的宽度方向的中部，所述空腔的高度等于所述陶瓷基片三的厚度。所述参比电极位于所述空腔的前部，所述参比电极的两侧延伸出所述空腔的宽度相等，且延伸出所述空腔的宽度占所述参比电极的宽度的比例为1:10。所述通孔一设置在所述陶瓷基片一的后端底面上，所述通孔二与所述通孔一上下正对设置。所述外电极设置在所述陶瓷基片四的前端顶面上，所述外电极的外部覆盖有多孔保护层，所述多孔保护层为氧化锆层、氧化铝层或氧化锆与氧化铝的混合物层。本技术的有益效果是：本技术的氧传感器，由于参比电极的宽度方向两侧边缘埋在陶瓷基片三和陶瓷基片四之间，电极引线全部埋在陶瓷基片三和陶瓷基片四之间，烧结后陶瓷基片三和陶瓷基片四能够将参比电极的两侧边缘以及电极引线有效压紧固定，从而能够有效抑制参比电极和电极引线在烧结过程中发生边缘起翘。附图说明图1为常规自加热型片式氧传感器的主剖视图；图2为图1中陶瓷基片三、参比电极、电极引线三者之间位置关系的俯视图图3为本技术的自加热型片式氧传感器的主剖视图；图4为本技术的陶瓷基片三、参比电极、电极引线三者之间位置关系的俯视图。具体实施方式见图3至图4，本技术的一种片式氧传感器，其包括自下而上依次叠压的陶瓷基片一1、陶瓷基片二2、陶瓷基片三3和陶瓷基片四4，其还包括有铂材料制成的参比电极12和电极引线13，陶瓷基片一1、陶瓷基片二2、陶瓷基片三3和陶瓷基片四4的尺寸相等且均由氧化锆制成，陶瓷基片一1的后端底部开设有通孔一5且其底面上对应通孔一5固定有表面电极一6，陶瓷基片四4的后端顶部开设有通孔二且其顶面上对应通孔二固定有表面电极二8，陶瓷基片一1和陶瓷基片二2之间设有加热电极9，加热电极9的上下表面各设有一层有绝缘层10，加热电极9的尾部通过通孔一5引出至表面电极一6，陶瓷基片三3自尾部设有向前（即沿长度方向）延伸的空腔11且空腔11位于陶瓷基片三3的宽度方向的中部，空腔11的高度等于陶瓷基片三3的厚度，参比电极12设置于陶瓷基片三3和陶瓷基片四4之间并位于空腔11的正上方，参比电极12的宽度方向两侧延伸至空腔11外侧，电极引线13设置于陶瓷基片三3和陶瓷基片四4之间，电极引线13的前端与参比电极12连接，尾部通过通孔二引出至表面电极二8，参比电极12和电极引线13分别与陶瓷基片三3和陶瓷基片四4烧结固定，陶瓷基片四4的前端顶面上还固定有外电极14，外电极14的外部覆盖有多孔保护层15，多孔保护层为氧化锆层、氧化铝层或氧化锆与氧化铝的混合物层。参比电极12位于空腔11的前部，参比电极12的两侧延伸出空腔的宽度a相等，且延伸出空腔的宽度a占参比电极的宽度b的比例为1:10。如此设计，可确保参比电极被稳定的夹装于陶瓷基片三和陶瓷基片四之间，有效避免参比电极边缘起翘。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种片式氧传感器，其包括自下而上依次叠压的陶瓷基片一、陶瓷基片二、陶瓷基片三和陶瓷基片四，其还包括参比电极和电极引线，所述陶瓷基片一的底部开设有通孔一且其底面上对应所述通孔一固定有表面电极一，所述陶瓷基片四的顶部开设有通孔二且其顶面上对应所述通孔二固定有表面电极二，所述陶瓷基片一和所述陶瓷基片二之间设置有加热电极且所述加热电极的上、下表面均覆盖有绝缘层，所述加热电极的尾部通过所述通孔一引出至所述表面电极一，所述陶瓷基片三自尾部设有向前延伸的空腔，所述陶瓷基片四的顶面上还固定有外电极；其特征在于：所述参比电极设置于所述陶瓷基片三和所述陶瓷基片四之间并位于所述空腔的正上方，所述参比电极的宽度方向两侧延伸至所述空腔外侧，所述电极引线设置于所述陶瓷基片三和所述陶瓷基片四之间，所述电极引线的前端与所述参比电极连接，尾部通过所述通孔二引出至所述表面电极二，所述参比电极和所述电极引线分别与所述陶瓷基片三和所述陶瓷基片四烧结固定。

【技术特征摘要】
1.一种片式氧传感器，其包括自下而上依次叠压的陶瓷基片一、陶瓷基片二、陶瓷基片三和陶瓷基片四，其还包括参比电极和电极引线，所述陶瓷基片一的底部开设有通孔一且其底面上对应所述通孔一固定有表面电极一，所述陶瓷基片四的顶部开设有通孔二且其顶面上对应所述通孔二固定有表面电极二，所述陶瓷基片一和所述陶瓷基片二之间设置有加热电极且所述加热电极的上、下表面均覆盖有绝缘层，所述加热电极的尾部通过所述通孔一引出至所述表面电极一，所述陶瓷基片三自尾部设有向前延伸的空腔，所述陶瓷基片四的顶面上还固定有外电极；其特征在于：所述参比电极设置于所述陶瓷基片三和所述陶瓷基片四之间并位于所述空腔的正上方，所述参比电极的宽度方向两侧延伸至所述空腔外侧，所述电极引线设置于所述陶瓷基片三和所述陶瓷基片四之间，所述电极引线的前端与所述参比电极连接，尾部通过所述通孔二引出至所述表面电极二，所述参比电极和所述电极引线分别与所述陶瓷基片三和所述陶...

【专利技术属性】
技术研发人员：王纯强，胡乾，赵锋，陈志，
申请(专利权)人：江苏惟哲新材料有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32