一种响应时间短氧传感器芯片制造技术

本发明专利技术公开一种响应时间短氧传感器芯片，整体为片状氧传感器芯片，包括外电极、内电极、引脚电极、氧化锆基层、参比氧气基层、加热电极，其特征在于还包括内电极辅助电极、外电极辅助电极，所述外电极与引脚电极位于同一层面，氧化锆基层有氧化锆上层和氧化锆下层，氧化锆上层和氧化锆下层之间从上到下，依次夹有内电极、参比氧气基层、内电极辅助电极、加热电极，所述氧化锆下层的下侧面上有外电极辅助电极。本发明专利技术能够提高氧传感器芯片的响应速率，确保氧传感器芯片响应速率快，响应时间短，保证氧传感器芯片的使用效果好，性能优良。

【技术实现步骤摘要】
一种响应时间短氧传感器芯片
本专利技术涉及片式氧传感器芯片领域，具体属于一种响应时间短氧传感器芯片。
技术介绍
汽车氧传感器主要分为片式氧传感器和管式氧传感器，其中片式氧传感器是新发展的一种氧传感器，具有加热快，响应时间短的优点。此类传感器能够借助ECU控制汽车发动机喷油器喷油量的增减，达到调整混合气的空燃比(用A/F表示是空气与汽油的质量比)，使混合气的空燃气在理论值14.7附近。此外，如果汽车发动机空燃比达到14.7:1以上时，此时发动机内汽油的燃烧效率更高，更经济更环保，能够提高汽车发动机的动力输出，此时配套对应的汽车氧传感器为极限电流型氧传感器。极限电流型氧传感器的核心部件是氧传感器芯片，氧传感器芯片质量的好坏与否，对极限电流型氧传感器整体效果起决定性作用。国内外关于氧传感器芯片的技术研究，已有些报道。如CN201010160291.2公开了一种片式氧传感器及其制备方法，其包括加热体和加热体上部的测氧体；所述加热体，包括两个绝缘层和夹持于两绝缘层间的加热电极；所述测氧体，从下至上依次包括参比气基片、电解质层和多孔保护层；所述片式氧传感器还包括位于加热体和测氧体中间的过渡层。这种结构的氧传感器芯片具有简单实用的特点，但是这种结构的氧传感器芯片存在响应时间长，氧传感器芯片的响应时间为16s，响应速率慢的缺点。CN111521661A公开了一种参考泵电流式氧传感器，其包括信号层、粘结层、加热层、信号电极、参考泵电极、加热电极和接触电极，所述信号层、粘结层与加热层从上至下设置，所述信号层和加热层通过粘结层粘结在一起，所述信号层外部设置有信号电极，所述信号层内部设置有参考泵电极。此种结构的氧传感器芯片，具有能够提高信号精度和发动机起动后的快速准备速度的特点，其存在内外电极泵入少量氧气，到内电极处做参比氧时，没有考虑氧传感器芯片本身响应速率，是否能够满足快速响应要求的缺陷。为此，本专利技术提供了一种响应时间短氧传感器芯片，采用一对外电极，一对内电极，并且分别将其以短路的形式连接，进而提高氧传感器芯片整体响应速率。
技术实现思路
本专利技术提供一种响应时间短氧传感器芯片，通过对外电极、内电极、引脚电极、氧化锆基层、参比氧气基层、加热电极、电极辅助电极、外电极辅助电极，以及氧化锆上层有左上方小孔和右下方小孔，氧化锆下层有左上孔，参比氧气基层有左上小孔和左下小孔的整体研发设计，解决了上述
技术介绍
中提到的问题。同时，本专利技术能够提高氧传感器芯片的响应速率，确保氧传感器芯片响应速率快，响应时间短，保证氧传感器芯片的使用效果好，性能优良，适合在生产氧传感器芯片过程中推广使用。为实现上述目的本专利技术采用的技术方案如下：一种响应时间短氧传感器芯片，整体为片状氧传感器芯片，包括外电极、内电极、引脚电极、氧化锆基层、参比氧气基层、加热电极，其特征在于还包括内电极辅助电极、外电极辅助电极，所述外电极与引脚电极位于同一层面，氧化锆基层有氧化锆上层和氧化锆下层，氧化锆上层和氧化锆下层之间从上到下，依次夹有内电极、参比氧气基层、内电极辅助电极、加热电极，所述氧化锆下层的下侧面上有外电极辅助电极，所述参比氧气基层上面有开槽，开槽能够作为参比氧气的通道，所述氧化锆上层有左上方小孔和右下方小孔，氧化锆下层有左上孔，参比氧气基层有左上小孔和左下小孔，所述外电极辅助电极与外电极通过，氧化锆上层的左上方小孔、氧化锆下层的左上孔和参比氧气基层的左上小孔连接。优选地，所述内电极辅助电极和内电极通过，参比氧气基层的左下小孔连接。优选地，所述内电极与引脚电极通过，氧化锆上层右下方小孔连接。优选地，所述氧化锆上层和氧化锆下层由含钇稳定氧化锆纳米粉体制成。优选地，所述氧化锆上层和氧化锆下层的制作粉体中含有：圣戈班5Y-ZrO2粉体80份(本专利技术中份的单位为：克)，PVB粘结剂10份，溶剂丁酮100份，混合后经过球磨96小时，然后脱泡流延制作成生胚，干燥后切割制成，所述圣戈班5Y-ZrO2粉体由法国圣戈班公司生产，PVB粘结剂由洛阳硕然化工产品有限公司生产，溶剂丁酮由江苏嘉松化工有限公司生产。优选地，所述参比氧气基层由含有纳米氧化铝粉体制成。优选地，所述参比氧气基层的制作粉体中有：纳米氧化铝78份，PVB粘结剂10份，溶剂丁酮100份，混合后经过三辊磨制96小时，然后脱泡流延制作成生胚，干燥后切割制成，所述纳米氧化铝由宣城晶瑞新材料有限公司生产，PVB粘结剂由洛阳硕然化工产品有限公司生产，溶剂丁酮由江苏嘉松化工有限公司生产。优选地，所述参比氧气基层上面的开槽，能够在参比氧气基层的右侧面形成小缺口。优选地，所述片状氧传感器芯片的响应时间小于等于9s，所述片状氧传感器芯片响应时间优选为9s。与已有技术相比，本专利技术的有益效果如下：通过对外电极、内电极、引脚电极、氧化锆基层、参比氧气基层、加热电极、电极辅助电极、外电极辅助电极，以及氧化锆上层有左上方小孔和右下方小孔，氧化锆下层有左上孔，参比氧气基层有左上小孔和左下小孔进行整体优化设计组合，制造出了一种响应时间短氧传感器芯片。解决了普通的氧传感器芯片在实际使用时，存在响应时间长(普通氧传感器芯片的响应时间为16s)，响应速率慢的缺点，同时解决原参考泵电流式氧传感器芯片，在内外电极泵入少量氧气，到内电极处做参比氧时，没有考虑氧传感器芯片本身的响应速率，是否能够满足快速响应要求的缺陷。本专利技术能够提高氧传感器芯片的响应速率，确保氧传感器芯片响应速率快，响应时间短，本专利技术氧传感器芯片的响应时间为9s，同时保证氧传感器芯片的使用效果好，性能优良，适合在生产氧传感器芯片过程中推广使用。附图说明图1为本专利技术整体结构示意图；图2为本专利技术整体结构爆炸示意图；图3为专利CN201010160291.2氧传感器芯片产品，对应的传感器响应曲线图，横坐标代表时间，单位为s，纵坐标代表电压，单位为mv；图4为本专利技术氧传感器芯片产品，对应的传感器响应曲线图，横坐标代表时间，单位为s，纵坐标代表电压，单位为mv。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于专利技术保护的范围。下面结合实施例和具体实施方式对本专利技术做进一步详细的说明。参见附图：一种响应时间短氧传感器芯片，整体为片状氧传感器芯片，包括外电极1、内电极4、引脚电极2、氧化锆基层、参比氧气基层5、加热电极7，其特征在于还包括内电极辅助电极6、外电极辅助电极9，所述外电极1与引脚电极2位于同一层面，氧化锆基层有氧化锆上层3和氧化锆下层8，氧化锆上层3和氧化锆下层8之间从上到下，依次夹有内电极4、参比氧气基层5、内电极辅助电极6、加热电极7，所述氧化锆下层8的下侧面上有外电极辅助电极9，所述参比氧气基层5上面有开槽501，开槽501能够作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种响应时间短氧传感器芯片，整体为片状氧传感器芯片，包括外电极、内电极、引脚电极、氧化锆基层、参比氧气基层、加热电极，其特征在于还包括内电极辅助电极、外电极辅助电极，所述外电极与引脚电极位于同一层面，氧化锆基层有氧化锆上层和氧化锆下层，氧化锆上层和氧化锆下层之间从上到下，依次夹有内电极、参比氧气基层、内电极辅助电极、加热电极，所述氧化锆下层的下侧面上有外电极辅助电极，所述参比氧气基层上面有开槽，开槽能够作为参比氧气的通道，所述氧化锆上层有左上方小孔和右下方小孔，氧化锆下层有左上孔，参比氧气基层有左上小孔和左下小孔，所述外电极辅助电极与外电极通过，氧化锆上层的左上方小孔、氧化锆下层的左上孔和参比氧气基层的左上小孔连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种响应时间短氧传感器芯片，整体为片状氧传感器芯片，包括外电极、内电极、引脚电极、氧化锆基层、参比氧气基层、加热电极，其特征在于还包括内电极辅助电极、外电极辅助电极，所述外电极与引脚电极位于同一层面，氧化锆基层有氧化锆上层和氧化锆下层，氧化锆上层和氧化锆下层之间从上到下，依次夹有内电极、参比氧气基层、内电极辅助电极、加热电极，所述氧化锆下层的下侧面上有外电极辅助电极，所述参比氧气基层上面有开槽，开槽能够作为参比氧气的通道，所述氧化锆上层有左上方小孔和右下方小孔，氧化锆下层有左上孔，参比氧气基层有左上小孔和左下小孔，所述外电极辅助电极与外电极通过，氧化锆上层的左上方小孔、氧化锆下层的左上孔和参比氧气基层的左上小孔连接。


2.根据权利要求1所述一种响应时间短氧传感器芯片，其特征在于所述内电极辅助电极和内电极通过，参比氧气基层的左下小孔连接。


3.根据权利要求1所述一种响应时间短氧传感器芯片，其特征在于所述内电极与引脚电极通过，氧化锆上层右下方小孔连接。


4.根据权利要求1所述一种响应时间短氧传感器芯片，其特征在于所述氧化锆上层和氧化锆下层由含钇稳定氧化锆纳米粉体制作而成。


5.根据权利要求4所述一种响应时间短氧传感器芯片，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐斌，张文振，苗伟峰，胡延超，李敏，应俊，
申请(专利权)人：苏州禾苏传感器科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32