一种微型氧传感器芯片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种微型氧传感器芯片，依次包括保护层、敏感电极外电极层、第一氧化锆基体层、敏感电极内电极层、空气通道层、第二氧化锆基体层、第一绝缘层、加热电极层、第二绝缘层、第三氧化锆基体层、第三绝缘层和加热电极引脚层；第一氧化锆基体层和第三氧化锆基体层厚度对称，厚度均在80～120μm，且第一氧化锆基体层、第二氧化锆基体层和第三氧化锆基体层的厚度比为1:8:1～1:11:1，且第二氧化锆基体层厚度在800～900μm。通过控制厚度的方式，保证敏感极内阻尽量小，在保证其他功能的前提下，氧传感器的响应时间降低。

【技术实现步骤摘要】
一种微型氧传感器芯片
本技术涉及传感器芯片
，更具体的说是涉及一种浓差电池型微型氧传感器芯片。
技术介绍
目前，片式浓差电池型氧传感器为三层结构：加热器层、空气通道层及敏感电极层。且氧化锆氧传感器的电极材料均为铂，起催化作用兼电极的作用。为了保证厚膜印刷效果，目前制造工艺主要采用三层等厚度氧化锆流延片正反面印刷后叠层共烧的方法，而敏感极层厚度越大，其内阻越大，氧传感器响应时间越长。因此，目前微型氧传感器芯片存在响应时间长、起燃慢等问题。因此，如何提供一种响应时间短的氧传感器芯片是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种微型氧传感器芯片，保证在不影响其他功能的前提下，降低敏感极内阻，以缩小氧传感器响应时间。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种微型氧传感器芯片，依次包括保护层、敏感电极外电极层、第一氧化锆基体层、敏感电极内电极层、空气通道层、第二氧化锆基体层、第一绝缘层、加热电极层、第二绝缘层、第三氧化锆基体层、第三绝缘层和加热电极引脚层；所述第一氧化锆基体层、所述第二氧化锆基体层和所述第三氧化锆基体层的两侧贴合连接，且所述第一氧化锆基体层和所述第二氧化锆基体层的中部设置有所述敏感电极内电极层和所述空气通道层，所述第二氧化锆基体层和所述第三氧化锆基体层的中部设置有所述第一绝缘层、所述加热电极层和所述第二绝缘层，所述加热电极层一端与所述加热电极引脚层的引脚连接，所述敏感电极内电极层一端与所述敏感电极外电极层的引脚连接；所述第一氧化锆基体层和所述第三氧化锆基体层厚度对称，厚度均在80～120μm，且所述第一氧化锆基体层、所述第二氧化锆基体层和所述第三氧化锆基体层的厚度比为1:8:1～1:11:1，且所述第二氧化锆基体层厚度在800～900μm。优选的，所述保护层厚度为20～40μm，所述敏感电极外电极层和所述加热电极引脚层厚度为10～15μm，所述敏感电极内电极层厚度为8～12μm，所述第一绝缘层、所述第二绝缘层和所述第三绝缘层的厚度为10～20μm，所述加热电极层厚度为10～15μm，所述空气通道层厚度为40～80μm。优选的，所述第三氧化锆基体层一端设置有第三通孔，所述加热电极层通过所述第三通孔与所述加热电极引脚层的引脚连接。优选的，所述第三通孔从圆心向外依次为第三铂浆层、绝缘层和第三氧化锆基体层。优选的，所述第一氧化锆基体层一端设置有第一通孔，所述敏感电极内电极层通过所述第一通孔与所述敏感电极外电极层的引脚连接。优选的，所述第一通孔从圆心向外依次为第一铂浆层和第一氧化锆基体层。优选的，所述第三氧化锆基体层的绝缘壁外径为300～500μm，内径为200～300μm之间，所述第三铂浆层外径为200～300μm之间，且所述第三铂浆层厚度与所述第三氧化锆基体层相同。优选的，基体层厚度通过控制流延片厚度实现，具体为制备厚度在30-60μm的流延片后通过叠层等静压的方式实现厚度的控制，所述第一氧化锆基体层和所述第三氧化锆基体层通过2-3层流延片叠层等静压方式实现厚度控制，所述第二氧化锆基体层通过15-30层流延片叠层等静压方式实现厚度控制。优选的，印刷层通过控制印刷丝网乳胶层的厚度进行控制，铂浆层乳胶厚度控制在8-15μm，所述保护层、所述第一绝缘层、所述第二绝缘层和所述第三绝缘层印刷用丝网乳胶厚度控制在18-22μm，通过控制印刷机刮刀压力控制印刷厚度，且通孔处绝缘层通过丝网印刷，所述第一铂浆层和所述第三铂浆层通过SMT钢网印刷，且厚度与对应基体层厚度一致。优选的，所述加热电极层的材质为金属铂，所述第一绝缘层、所述第二绝缘层和所述第三绝缘层的材质为氧化铝。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本技术公开提供了一种微型氧传感器芯片，通过控制厚度的方式，保证敏感极内阻尽量小；通过控制第三氧化锆基体层(组成加热层)及第一氧化锆基体层(组成敏感极层)厚度对称，保证芯片内部不存在应力集中；由于本技术芯片敏感极厚度很小，相同温度下内阻很小，应用于实际氧传感器中时，相同温度下内阻很小，同时加热器厚度减小后冷态电阻相应增大，在外加电压后，迅速对敏感极加热，敏感极内阻随之进一步降低，微型氧传感器达到最佳温度开始工作，起燃响应完成。本技术的有益效果是，在保证其他功能的前提下，氧传感器的响应时间降低。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1附图为本技术提供的微型氧传感器芯片结构示意图。其中：1、保护层，2、敏感电极外电极层，3、第一氧化锆基体层，4、敏感电极内电极层，5、空气通道层，6、第二氧化锆基体层，7、第一绝缘层，8、加热电极层，9、第二绝缘层，10、第三氧化锆基体层，11、第三绝缘层，12、加热电极引脚层，13、第三通孔，14、第一通孔。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。本技术实施例公开了一种微型氧传感器芯片，如图1所示，依次包括保护层1、敏感电极外电极层2、第一氧化锆基体层3、敏感电极内电极层4、空气通道层5、第二氧化锆基体层6、第一绝缘层7、加热电极层8、第二绝缘层9、第三氧化锆基体层10、第三绝缘层11和加热电极引脚层12；保护层1、敏感电极外电极层2、第一氧化锆基体层3、敏感电极内电极层4共同组成敏感极层，第二氧化锆基体层6、第一绝缘层7、加热电极层8、第二绝缘层9、第三氧化锆基体层10、第三绝缘层11和加热电极引脚层12共同组成加热极层。其中，保护层1覆盖在敏感电极外电极层表面，但不覆盖引脚，主要作用为保护外电极不被外界污染，在图1中包括上下两个矩形，分别贴合在敏感电极外电极层2表面对应位置；空气通道5与外界连通；敏感电极内电极层4与空气通道接触，敏感电极外电极层2与应用主体尾气端接触，由于两电极所处位置氧浓度不同，其电极电位不同，且电极电位随两侧氧浓度差变化而变化，敏感电极内电极层4通过敏感电极外电极层下端引脚与外界检测电路相连；第一氧化锆基体层3、第二氧化锆基体层6、第三氧化锆基体层10为基体氧化锆，且基体层两侧通过叠合直接连接，第一氧化锆基体层3和第三氧化锆基体层10厚度对称，且第一氧化锆基体层、第二氧化锆基体层和第三氧化锆基体层的厚度比为1:8:1～1:11:1；第一绝缘层7、第二绝缘层9、第三绝缘层11主要作用为保证基体层与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微型氧传感器芯片，其特征在于，依次包括保护层、敏感电极外电极层、第一氧化锆基体层、敏感电极内电极层、空气通道层、第二氧化锆基体层、第一绝缘层、加热电极层、第二绝缘层、第三氧化锆基体层、第三绝缘层和加热电极引脚层；/n所述第一氧化锆基体层、所述第二氧化锆基体层和所述第三氧化锆基体层的两侧贴合连接，且所述第一氧化锆基体层和所述第二氧化锆基体层的中部设置有所述敏感电极内电极层和所述空气通道层，所述第二氧化锆基体层和所述第三氧化锆基体层的中部设置有所述第一绝缘层、所述加热电极层和所述第二绝缘层，所述加热电极层一端与所述加热电极引脚层的引脚连接，所述敏感电极内电极层一端与所述敏感电极外电极层的引脚连接；/n所述第一氧化锆基体层和所述第三氧化锆基体层厚度对称，厚度均在80～120μm，且所述第一氧化锆基体层、所述第二氧化锆基体层和所述第三氧化锆基体层的厚度比为1:8:1～1:11:1，且所述第二氧化锆基体层厚度在800～900μm。/n

【技术特征摘要】
1.一种微型氧传感器芯片，其特征在于，依次包括保护层、敏感电极外电极层、第一氧化锆基体层、敏感电极内电极层、空气通道层、第二氧化锆基体层、第一绝缘层、加热电极层、第二绝缘层、第三氧化锆基体层、第三绝缘层和加热电极引脚层；
所述第一氧化锆基体层、所述第二氧化锆基体层和所述第三氧化锆基体层的两侧贴合连接，且所述第一氧化锆基体层和所述第二氧化锆基体层的中部设置有所述敏感电极内电极层和所述空气通道层，所述第二氧化锆基体层和所述第三氧化锆基体层的中部设置有所述第一绝缘层、所述加热电极层和所述第二绝缘层，所述加热电极层一端与所述加热电极引脚层的引脚连接，所述敏感电极内电极层一端与所述敏感电极外电极层的引脚连接；
所述第一氧化锆基体层和所述第三氧化锆基体层厚度对称，厚度均在80～120μm，且所述第一氧化锆基体层、所述第二氧化锆基体层和所述第三氧化锆基体层的厚度比为1:8:1～1:11:1，且所述第二氧化锆基体层厚度在800～900μm。


2.根据权利要求1所述的一种微型氧传感器芯片，其特征在于，所述保护层厚度为20～40μm，所述敏感电极外电极层和所述加热电极引脚层厚度为10～15μm，所述敏感电极内电极层厚度为8～12μm，所述第一绝缘层、所述第二绝缘层和所述第三绝缘层的厚度为10～20μm，所述加热电极层厚度为10～15μm，所述空气通道层厚度为40～80μm。


3.根据权利要求1所述的一种微型氧传感器芯片，其特征在于，所述第三氧化锆基体层一端设置有第三通孔，所述加热电极层通过所述第三通孔与所述加热电极引脚层的引脚连接。


4.根据权利要求3所述的一种微型氧传感器芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：于金营，
申请(专利权)人：东莞聚德寿科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44