一种平板式氧传感器芯片制造技术

本实用新型专利技术涉及氧传感器技术领域，尤其是一种平板式氧传感器芯片，多孔保护层连接至氧化铝绝缘层上，能斯特电池层设置在氧化铝绝缘层内，空气通道层固定连接至能斯特电池层的底端，氧化锆过渡层设置在空气通道层的底端，加热器层设置在氧化铝绝缘层内，加热器层位于氧化锆过渡层的下方。本实用新型专利技术通过氧化铝绝缘层包覆在芯片外表面，可避免氧化锆芯片在加热时表面变黑的问题，氧化铝绝缘层作为加热电路和电池电路的绝缘层，利用氧化铝良好的绝缘性来实现芯片优异的绝缘效果，无需额外的工艺，同时氧化锆过渡层使得芯片的抗弯强度高，可有效降低后期封装过程中剪切应力导致的断裂。效降低后期封装过程中剪切应力导致的断裂。效降低后期封装过程中剪切应力导致的断裂。

【技术实现步骤摘要】
一种平板式氧传感器芯片


[0001]本技术涉及氧传感器
，尤其涉及一种平板式氧传感器芯片。

技术介绍

[0002]随着环保政策和机动车排放标准的日益严苛，氧传感器已经广泛应用于发动机燃烧系统及尾气催化系统中。相比于传统的管式氧化锆氧传感器敏感单元，片式氧传感器芯片拥有加热效率高、响应速度快、机械加工性能好等优点，在氧传感器芯片领域中占据大部分的市场份额。
[0003]目前主流的氧传感器芯片的基体材料为氧化锆或氧化铝，采用单一基体材料的优点在于同种材料间无收缩率差别，坯体可在平板式承载板上烧成而不会产生弯曲变形。但采用单一基体材料制作的器件也存在一定的缺陷，如氧化锆基体的绝缘性较差，其绝缘方法为：在电极导通孔的外围填充氧化铝浆料包覆住内侧的铂浆，这种方法对工艺和设备精度要求很高，且绝缘电阻一般不超过100Ω；而采用氧化铝基体作为主体材料，只在感应电池层使用氧化锆，虽然可以做到很好的绝缘效果，但氧化铝陶瓷的烧成温度很高，需在1600℃左右烧成，会大幅增加能耗，且氧化铝粉的成本比氧化锆要高出很多。若添加较多助熔剂材料降低氧化铝的烧成温度，则器件的抗折强度相对较低，在后期封装过程中容易受到剪切力的作用从而发生断裂。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是为了解决现有技术中存在的需要采用额外工艺加工处理，同时容易受到剪切力的作用从而发生断裂的缺点，而提出的一种平板式氧传感器芯片。
[0005]为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：
[0006]设计一种平板式氧传感器芯片，包括多孔保护层、氧化铝绝缘层、能斯特电池层、空气通道层、氧化锆过渡层和加热器层，其中：
[0007]所述多孔保护层连接至所述氧化铝绝缘层上，所述能斯特电池层设置在所述氧化铝绝缘层内，所述空气通道层固定连接至所述能斯特电池层的底端，所述氧化锆过渡层设置在所述空气通道层的底端，所述加热器层设置在氧化铝绝缘层内，所述加热器层位于所述氧化锆过渡层的下方。
[0008]优选的，所述氧化铝绝缘层包括能斯特电池引线脚、第一导通孔、矩形孔洞、第一氧化铝绝缘层、第二氧化铝绝缘层和第三氧化铝绝缘层，所述能斯特电池引线脚连接至所述第一氧化铝绝缘层上，所述能斯特电池引线脚连接所述能斯特电池层，所述第一导通孔开设置至所述第一氧化铝绝缘层上，所述第一导通孔与所述能斯特电池层相配合，所述矩形孔洞开设置至所述第一氧化铝绝缘层上，所述矩形孔洞与所述多孔保护层、所述能斯特电池层相配合，所述第二氧化铝绝缘层的上表面连接所述氧化锆过渡层，所述第二氧化铝绝缘层的下表面连接所述加热器层，所述第三氧化铝绝缘层固定连接所述加热器层，所述加热器层位于所述第二氧化铝绝缘层与所述第三氧化铝绝缘层之间。
[0009]优选的，所述能斯特电池层包括能斯特电池感应外电极头、能斯特电池的氧化锆功能层、第二导通孔和能斯特电池感应内电极头，所述能斯特电池感应外电极头固定连接至所述能斯特电池的氧化锆功能层的上表面，所述能斯特电池感应外电极头固定连接至所述能斯特电池的氧化锆功能层的下表面，所述第二导通孔开设至所述能斯特电池的氧化锆功能层上，所述能斯特电池感应外电极头与所述第一导通孔、所述矩形孔洞相配合，所述能斯特电池感应外电极头连接所述能斯特电池引线脚，所述能斯特电池的氧化锆功能层连接所述空气通道层。
[0010]优选的，所述空气通道层包括空腔层、支撑层和空腔层气室，所述空腔层上开设所述空腔层气室，所述支撑层设置在所述空腔层气室内，所述空腔层与所述能斯特电池的氧化锆功能层相连接，所述空腔层连接所述氧化锆过渡层。
[0011]优选的，所述加热器层包括加热电路层和加热器引线脚，所述加热电路层设置在所述第二氧化铝绝缘层与所述第三氧化铝绝缘层之间，所述加热器引线脚连接至所述第三氧化铝绝缘层上，所述加热器引线脚连接所述加热电路层。
[0012]本技术提出的一种平板式氧传感器芯片，有益效果在于：
[0013]通过氧化铝绝缘层包覆在芯片外表面，可避免氧化锆芯片在加热时表面变黑的问题，氧化铝绝缘层作为加热电路和电池电路的绝缘层，利用氧化铝良好的绝缘性来实现芯片优异的绝缘效果，无需额外的工艺，同时氧化锆过渡层使得芯片的抗弯强度高，可有效降低后期封装过程中剪切应力导致的断裂。
附图说明
[0014]图1为本技术提出的一种平板式氧传感器芯片的展开结构示意图。
[0015]图中：多孔保护层1、能斯特电池引线脚2、第一导通孔3、矩形孔洞4、第一氧化铝绝缘层5、能斯特电池感应外电极头6、能斯特电池的氧化锆功能层7、第二导通孔8、能斯特电池感应内电极头9、空腔层10、支撑层11、空腔层气室12、氧化锆过渡层13、第二氧化铝绝缘层14、加热电路层15、第三氧化铝绝缘层16、加热器引线脚17。
具体实施方式
[0016]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。
[0017]实施例1
[0018]参照图1，一种平板式氧传感器芯片，包括多孔保护层1、氧化铝绝缘层、能斯特电池层、空气通道层、氧化锆过渡层13和加热器层，其中：
[0019]多孔保护层1连接至氧化铝绝缘层上，能斯特电池层设置在氧化铝绝缘层内，氧化铝绝缘层作为加热电路和电池电路的绝缘层，利用氧化铝良好的绝缘性来实现芯片优异的绝缘效果，无需额外的工艺，操作简单、效果显著，氧化铝绝缘层包覆在芯片外表面，可避免氧化锆芯片在加热时表面变黑的问题，空气通道层固定连接至能斯特电池层的底端，氧化锆过渡层13设置在空气通道层的底端，氧化锆过渡层13由8
‑
10层氧化锆膜片组成，可以根据器件厚度及电阻要求来调整过渡层中膜片的数量，氧化锆过渡层13使得芯片的抗弯强度
高，可有效降低后期封装过程中剪切应力导致的断裂不良率，加热器层设置在氧化铝绝缘层内，加热器层位于氧化锆过渡层13的下方。
[0020]工作过程：多孔保护层1、氧化铝绝缘层、能斯特电池层、空气通道层、氧化锆过渡层13和加热器层从上至下依次设置，氧化铝绝缘层包覆在芯片外表面，可避免氧化锆芯片在加热时表面变黑的问题，氧化铝绝缘层作为加热电路和电池电路的绝缘层，利用氧化铝良好的绝缘性来实现芯片优异的绝缘效果，无需额外的工艺，操作简单、效果显著，同时氧化锆过渡层13使得芯片的抗弯强度高，可有效降低后期封装过程中剪切应力导致的断裂不良率。
[0021]本技术还提出了一种平板式氧传感器芯片的制备方法，包括如下步骤：
[0022]S1：按照芯片的叠层结构和厚度要求，在定位板上依次叠加各功能层的膜片；
[0023]S2：将叠好的生坯装入塑料密封袋中，将袋内抽成真空后密封；
[0024]S3：将装有生坯的密封袋放入温等静压设备中压制成型，压制过程步骤：
[0025](1)80℃下保温900s；
[0026](2)10Mpa本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平板式氧传感器芯片，其特征在于，包括多孔保护层(1)、氧化铝绝缘层、能斯特电池层、空气通道层、氧化锆过渡层(13)和加热器层，其中：所述多孔保护层(1)连接至所述氧化铝绝缘层上，所述能斯特电池层设置在所述氧化铝绝缘层内，所述空气通道层固定连接至所述能斯特电池层的底端，所述氧化锆过渡层(13)设置在所述空气通道层的底端，所述加热器层设置在氧化铝绝缘层内，所述加热器层位于所述氧化锆过渡层(13)的下方。2.根据权利要求1所述的平板式氧传感器芯片，其特征在于，所述氧化铝绝缘层包括能斯特电池引线脚(2)、第一导通孔(3)、矩形孔洞(4)、第一氧化铝绝缘层(5)、第二氧化铝绝缘层(14)和第三氧化铝绝缘层(16)，所述能斯特电池引线脚(2)连接至所述第一氧化铝绝缘层(5)上，所述能斯特电池引线脚(2)连接所述能斯特电池层，所述第一导通孔(3)开设置至所述第一氧化铝绝缘层(5)上，所述第一导通孔(3)与所述能斯特电池层相配合，所述矩形孔洞(4)开设置至所述第一氧化铝绝缘层(5)上，所述矩形孔洞(4)与所述多孔保护层(1)、所述能斯特电池层相配合，所述第二氧化铝绝缘层(14)的上表面连接所述氧化锆过渡层(13)，所述第二氧化铝绝缘层(14)的下表面连接所述加热器层，所述第三氧化铝绝缘层(16)固定连接所述加热器层，所述加热器层位于所述第二氧化铝绝缘层(14)与所述第三氧化铝绝缘层(16)之间。3.根据权利要求2所述的平板式氧传感器芯片，...

【专利技术属性】
技术研发人员：程辉，王梁，
申请(专利权)人：武汉市浦翔电子有限公司，
类型：新型
国别省市：