宽域氧传感器芯片制造技术

本实用新型专利技术涉及一种宽域氧传感器芯片，主要由第一基片、第二基片、第三基片、第四基片和第六基片从上到下依次叠压而成；所述第一基片上表面印有外泵电极；所述第四基片上表面设有内泵电极；所述第二基片的下表面设有参比电极；所述内泵电极4的圆环形反应部向上凸出一定高度，即为凸起部；圆环形反应部内侧设有扩散隔离障，所述扩散隔离障覆盖圆环形反应部的整个内侧面，以及部分的凸起部上表面；还设有空气扩散通道，所述空气扩散通道位于外泵电极和内泵电极的圆环形反应部中心。本实用新型专利技术的目的在于提供一种宽域氧传感器芯片，用于解决传动氧传感器芯片厚度过大，烧结叠压产生的应力大且集中的问题。力大且集中的问题。力大且集中的问题。

【技术实现步骤摘要】
宽域氧传感器芯片


[0001]本专利技术属于氧传感器
，具体涉及一种宽域氧传感器芯片。

技术介绍

[0002]随着国内汽车尾气排放标准的要求不断严苛，对尾气中含有的氮氧化物、碳氢化物以及悬浮粒子等的浓度进行了严格的限制，在中国，现行国VI标准的实行无疑是对尾气排放规定的最高标准。为了满足国家现行标准下的排放要求，进一步减少氮氧化物的排放，就必须对现在的氧传感器进行升级改造，精准监控尾气的排放。经调查，从国I到国V阶段，标准每提升一级，单车排放污染将减少30
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50％，能显著改善空气质量。
[0003]传感器的核心部件芯片，决定着传感器的性能，如响应速度、空燃比的范围、输出信号的精度、使用寿命，这些性能的好坏决定着排放气体的清洁程度，对环境有着重要作用。因此，改善传感器的性能，首要地就是提升芯片的性能，尤其是结构上的改进是最为有效的方法之一。
[0004]目前，氧传感器如一种片式宽域氧传感器芯片的制作方法(申请号201410268513.0)，都是在内泵电极处通过将内泵电极设计成C型截面或者设计成双层结构形成腔室，在芯片烧结产生的应力集中，强度低，而且该结构也会增加芯片的整体厚度。在就是该专利是在第二层侧面开口，侧面开口结构会在后续叠压中必须进行填充来避免最终烧结过程中产生的应力和变形弯曲，这样就会导致叠压效果差，烧结叠压产生的应力大，芯片成品率低。而且它这个泵电极在第二层，催化的氧气不好泵出去。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种宽域氧传感器芯片，用于解决传动氧传感器芯片厚度过大，烧结叠压产生的应力大且集中的问题。
[0006]为实现上述目的，本技术所采取的技术方案是：
[0007]一种宽域氧传感器芯片，包括芯片本体，所述芯片本体主要由第一基片a1、第二基片a2、第三基片a3、第四基片a4和第六基片a6从上到下依次叠压而成；所述第一基片a1上表面印有外泵电极1，所述外泵电极1包括圆环形的反应部和长条形的引线部；所述第四基片a4上表面设有内泵电极4，所述内泵电极4包括圆环形的反应部和长条形的引线部；所述第二基片a2的下表面设有参比电极2；所述第六基片a6的上表面设有加热电极6；其特征在于：
[0008]所述内泵电极4的圆环形反应部向上凸出一定高度，即为凸起部14；圆环形反应部内侧设有扩散隔离障5，所述扩散隔离障5覆盖圆环形反应部的整个内侧面，以及部分的凸起部14上表面；
[0009]所述芯片本体上设有空气扩散通道11，所述空气扩散通道11位于外泵电极1和内泵电极4的圆环形反应部中心，贯穿第一基片a1、第二基片a2、第三基片a3和扩散隔离障5。
[0010]进一步地，所述凸起部14厚度等于内泵电极4的厚度。
[0011]进一步地，所述扩散隔离障5覆盖凸起部14上表面宽度的二分之一。
[0012]进一步地，所述外泵电极1表面覆盖有多孔氧化铝保护层12。
[0013]进一步地，所述芯片本体还包括氧化铝材质的第五基片a5和第七基片a7，所述第五基片a5和第七基片a7分别位于加热电极6的上表面和第六基片a6的下表面。
[0014]本技术的有益效果：
[0015](1)本技术中的扩散障位于第二功能层，与内泵电极在同一平面并与其接触，目的是为了尾气经进气小孔进入后通过扩散障能缓慢扩散至电极周围，避免气流太大使得信号不稳定以及产生热冲击损坏电极。这里我们做了一个巧妙的设计，我们将内泵电极的头部印刷厚度增加以形成“壁垒”，再往里面填充多孔的氧化铝从而形成扩散障，这样做避免了打孔形成扩散障(即
技术介绍
中的形成腔室)，减少了后续叠压产生的内应力，提高强度，延长寿命；而且本技术结构取消了腔室降低了芯片的整体厚度，提高芯片的响应时间以及灵敏度。在就是本技术中外泵电极位于最上层，取消了侧面开口结构，避免了后续叠压过程中产生的应力和变形弯曲，提高芯片成品率，还可以让催化的氧气更好泵出去。
[0016](2)本技术中的加热电极上下表面均有绝缘层(第五基片和第七基片)进行保护，目的是为了防止施加在加热电极上的电压流入氧化锆基体上，致使氧化锆发生金属化反应，一旦发生金属化反应，便与周围的氧化锆产生体积差，那么强度就会降低，最终芯片可能会破损。用氧化铝材质的第五基片和第七基片取代传统印刷式绝缘层的方式，大大降低了工艺难度和提升了工艺效率。
[0017](3)本技术中的外泵电极表面印刷有多孔氧化铝保护层，之所以选择多孔氧化铝材料，是因为一是使得外泵电极得到保护，二是能使得氧气能向外扩散。
附图说明
[0018]图1为宽域氧传感器芯片的示意图。
[0019]图2为宽域氧传感器芯片的截面示意图。
[0020]图中：外泵电极1，参比电极2，内泵电极4，扩散隔离障5，加热电极6，上引线7，上导通孔8，下导通孔8，下引线10，空气扩散通道11，保护层12，绝缘层13，凸起部14。第一基片a1，第二基片a2，第三基片a3，第四基片a4，第五基片a5，第六基片a6，第七基片a7。
具体实施方式
[0021]为了更好地理解本技术，下面结合实施例和附图对本技术的技术方案做进一步的说明。
[0022]如图1所示，一种宽域氧传感器芯片，包括芯片本体，所述芯片本体主要由第一基片a1、第二基片a2、第三基片a3、第四基片a4、第五基片a5、第六基片a6和第七基片a7从上到下依次叠压而成；所述第一基片a1上表面印有外泵电极1和上引线7，所述外泵电极1包括圆环形的反应部和长条形的引线部；所述第四基片a4上表面设有内泵电极4，所述内泵电极4包括圆环形的反应部和长条形的引线部；所述第二基片a2的下表面设有参比电极2；所述第六基片a6的上表面设有加热电极6，加热电极6为99
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99.999wt.％的铂粉制成，在施加8
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10V电压时能使芯片温度达到600
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800度的工作温度。所述的外泵电极1和参比电极2通过上导通孔8引出到上引线7与之相接，加热电极通过下导通孔8引出到下引线10与之相连，下引线10印刷在第七基片a7的下表面，所述的上下导通孔的直径为0.5
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1mm，导通孔内壁印刷有导
电铂浆，这样就能分别与上引线和下引线进行导通。
[0023]所述第一基片a1、第二基片a2、第四基片a4和第六基片a6均为氧化钇稳定的氧化锆流延片，由厚度为50
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150um的薄片叠压而成(2
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3层)。所述内泵电极4与参比电极2之间印刷一层氧化锆或者叠压一层的氧化锆流延基片(即第三基片a3)使得两者绝缘，避免电极之间接触短路，第三基片a3厚度为20
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100um，同时之所以用氧化锆也是因为外界的氧气能分解成氧离子需要传输到参比电极2周围。
[0024]如图2所示，所述内泵电极4的圆环形反应部向上凸出一倍内泵电极4的高度，即为凸起部14本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽域氧传感器芯片，包括芯片本体，所述芯片本体主要由第一基片(a1)、第二基片(a2)、第三基片(a3)、第四基片(a4)和第六基片(a6)从上到下依次叠压而成；所述第一基片(a1)上表面印有外泵电极(1)，所述外泵电极(1)包括圆环形的反应部和长条形的引线部；所述第四基片(a4)上表面设有内泵电极(4)，所述内泵电极(4)包括圆环形的反应部和长条形的引线部；所述第二基片(a2)的下表面设有参比电极(2)；所述第六基片(a6)的上表面设有加热电极(6)；其特征在于：所述内泵电极(4)的圆环形反应部向上凸出一定高度，即为凸起部(14)；圆环形反应部内侧设有扩散隔离障(5)，所述扩散隔离障(5)覆盖圆环形反应部的整个内侧面，以及部分的凸起部(14)上表面；所述芯片本体上设有空气扩散通道(11)，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘章明，修吉平，熊建杰，廖志杰，许晨希，鲍黎明，刘成明，
申请(专利权)人：湖北丹瑞新材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：