CN102426182A - 一种摩托车片式氧传感器的制作方法 - Google Patents

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王啸
贺彪
马涛
张士察
李冉
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Abstract

本发明公开一种摩托车片式氧传感器的制作方法，其利用多层工艺加工方法在氧化锆陶瓷基体中布设敏感元件及参比气体通道、在氧化锆陶瓷基体的内部植入膜式加热器，其工艺步骤包括：落片、打孔、填孔、印刷、叠片、热压、切割、烧结。在传统的摩托车片式氧传感器内部植入膜式加热器 3 ，由膜式加热器 3 与尾气共同为氧传感器提供热能，以缩短摩托车片式氧传感器的起燃时间，使摩托车 ECU 系统快速进入工作状态，能够形成持续、稳定的热源，能够使摩托车片式氧传感器实现快速升温至工作温度。

Description

一种摩托车片式氧传感器的制作方法
技术领域
本发明涉及氧传感器领域，特别是，涉及一种摩托车片式氧传感器的制作方法。
背景技术
目前车用片式氧传感器内部均植入了加热器，为氧传感器提供热源，其起燃时间为14s～18s；而摩托车片式氧传感器中没有植入加热器，其供热热源主要来源于尾气热能，因此摩托车片式氧传感器的起燃时间大于车用片式氧传感器。
发明内容
本发明的目的是提供一种内部植入膜式加热器而使起燃时间缩短的摩托车片式氧传感器的制作方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种摩托车片式氧传感器的制作方法，其利用多层工艺加工方法在氧化锆陶瓷基体中布设敏感元件及参比气体通道、在氧化锆陶瓷基体的内部植入膜式加热器，其工艺步骤包括：落片、打孔、填孔、印刷、叠片、热压、切割、烧结。
优选地，各个所述的工艺步骤：①落片：将氧化锆流延瓷片切割为加工所需尺寸的方片；②打孔：在两片上述的方片上分别制作互连通孔、在另一片上述的方片上开设参比气体通道；③填孔：在所述的互连通孔中填充能够实现内外连通的金属材料；④印刷：在上述的方片表面通过丝网印刷工艺沉积对应的材料而形成测试电极、参比电极、膜式加热器、膜式加热器引线、绝缘介质层、膜式加热器引脚及测试电极保护层；⑤叠片：将④处理后的各个方片按次序进行叠片；⑥热压：在压力作用下将堆叠的方片压制成致密氧化锆陶瓷片；⑦切割：将⑥处理后的陶瓷片切割为氧传感器单元；⑧烧结：将⑦中切割后的氧传感器单元进行烧结而制成以氧化锆陶瓷基体为基础的具有电路功能的摩托车片式氧传感器。
优选地，所述的膜式加热器由裸露于空气中的所述的膜式加热器引脚、包裹在两层绝缘介质层之间的加热器电阻、所述的膜式加热器引线、所述的互连通孔以及加热器承载氧化锆陶瓷基体组成。
优选地，所述的加热器电阻为“蛇形”电阻，所述的加热器电阻阻值为3-12Ω，所述的加热器电阻线宽为0.1-0.5mm，所述的加热器电阻线间距为0.2-1mm。
优选地，所述的参比气体通道为形成在该摩托车片式氧传感器的氧化锆陶瓷基体内部的腔体，所述的腔体由所述的氧化锆陶瓷基体内部向外延伸、直至与外界大气相通，所述的参比气体通道的内端部呈圆柱面。
优选地，所述的参比气体通道宽度为0.5-5mm、长度为18-58mm、厚度为0.05-5mm。
优选地，所述的测试电极、参比电极、参比电极引脚、所述的参比电极与参比电极引脚之间的所述互连通孔、所述的参比电极与测试电极之间的氧化锆陶瓷基体组成所述的敏感元件。
优选地，所述的测试电极及参比电极由可印刷的铂浆印刷制成，二者的电极敏感区宽度为0.5-6mm、长度为3-18mm，二者的电极连接引线宽度为0.1-2mm。
优选地，所述的致密氧化锆陶瓷片的宽度为1.5-6mm、长度为20-60mm、厚度为0.5-2mm。
优选地，所述的氧化锆陶瓷基体的厚度为0.05-0.5mm。
本发明现对于现有技术的有益效果在于：
a、能够形成持续、稳定的热源：摩托车片式氧传感器内部植入的膜式加热器在加电后可以为氧传感器提供稳定、持续的热能，形成持续、稳定的热源；
b、能够使摩托车片式氧传感器实现快速升温至工作温度：摩托车片式氧传感器内部植入的膜式加热器加电后直接作用于氧化锆陶瓷集体内部，能够将热能集中供于氧传感器，氧传感器升温速度远远高于现有由尾气热能通过热传递方式产生的氧传感器升温速度。
附图说明
附图1为本发明的摩托车片式氧传感器的外观示意图；
附图2为本发明的摩托车片式氧传感器的参比电极的结构示意图；
附图3为本发明的摩托车片式氧传感器的膜式加热器的结构示意图；
附图4为本发明的摩托车片式氧传感器的绝缘层的结构示意图；
附图5为本发明的摩托车片式氧传感器的模式加热器引脚的结构示意图；
附图6为本发明的摩托车片式氧传感器的结构示意图（未进行热压）。
附图中：1、参比气体通道；2、测试电极；3、膜式加热器；4、膜式加热器引线；5、互连通孔；6、绝缘介质层；7、膜式加热器引脚；8、测试电极保护层；9、参比电极；10、氧化锆陶瓷基体。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明的技术方案作以下详细描述：
一种摩托车片式氧传感器的制作方法，其利用多层工艺加工方法在氧化锆陶瓷基体10中布设敏感元件及参比气体通道1、在氧化锆陶瓷基体10的内部植入膜式加热器3，其工艺步骤包括：落片、打孔、填孔、印刷、叠片、热压、切割、烧结，各个工艺步骤：①落片：将氧化锆流延瓷片切割为加工所需尺寸的方片；②打孔：在两片上述的方片上分别制作互连通孔5、在另一片上述的方片上开设参比气体通道1；③填孔：在互连通孔5中填充能够实现内外连通的金属材料；④印刷：在上述的方片表面通过丝网印刷工艺沉积对应的材料而形成测试电极2、参比电极9、膜式加热器3、膜式加热器引线4、绝缘介质层6、膜式加热器引脚7及测试电极保护层8；⑤叠片：将④处理后的各个方片按次序进行叠片；⑥热压：在压力作用下将堆叠的方片压制成致密氧化锆陶瓷片；⑦切割：将⑥处理后的陶瓷片切割为氧传感器单元；⑧烧结：将⑦中切割后的氧传感器单元进行烧结而制成以氧化锆陶瓷基体10为基础的具有电路功能的摩托车片式氧传感器。
如附图1至附图6所示，其中，膜式加热器3由裸露于空气中的膜式加热器引脚7、包裹在两层绝缘介质层6之间的加热器电阻、膜式加热器引线4、互连通孔5以及加热器承载氧化锆陶瓷基体10组成，加热器电阻为“蛇形”电阻，加热器电阻阻值为3-12Ω，加热器电阻线宽为0.1-0.5mm，加热器电阻线间距为0.2-1mm，参比气体通道1为形成在该摩托车片式氧传感器的氧化锆陶瓷基体10内部的腔体，腔体由氧化锆陶瓷基体10内部向外延伸、直至与外界大气相通，参比气体通道1的内端部呈球面，参比气体通道1宽度为0.5-5mm、长度为18-58mm、厚度为0.05-5mm，测试电极2、参比电极9、参比电极9引脚、参比电极9与参比电极9引脚之间的所述互连通孔5、参比电极9与测试电极2之间的氧化锆陶瓷基体10组成敏感元件，测试电极2及参比电极9由可印刷的铂浆印刷制成，二者的电极敏感区宽度为0.5-6mm、长度为3-18mm，二者的电极连接引线宽度为0.1-2mm，致密氧化锆陶瓷片的宽度为1.5-6mm、长度为20-60mm、厚度为0.5-2mm，氧化锆陶瓷基体10的厚度为0.05-0.5mm。
本发明的摩托车片式氧传感器通过在传统的摩托车片式氧传感器内部植入膜式加热器3，由膜式加热器3与尾气共同为氧传感器提供热能，以缩短摩托车片式氧传感器的起燃时间，使摩托车ECU系统快速进入工作状态，能够形成持续、稳定的热源：摩托车片式氧传感器内部植入的膜式加热器3在加电后可以为氧传感器提供稳定、持续的热能，形成持续、稳定的热源，同时，能够使摩托车片式氧传感器实现快速升温至工作温度：摩托车片式氧传感器内部植入的膜式加热器3加电后直接作用于氧化锆陶瓷集体内部，能够将热能集中供于氧传感器，氧传感器升温速度远远高于现有由尾气热能通过热传递方式产生的氧传感器升温速度。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种摩托车片式氧传感器的制作方法，其特征在于：其利用多层工艺加工方法在氧化锆陶瓷基体中布设敏感元件及参比气体通道、在氧化锆陶瓷基体的内部植入膜式加热器，其工艺步骤包括：落片、打孔、填孔、印刷、叠片、热压、切割、烧结。
2.根据权利要求1所述的一种摩托车片式氧传感器的制作方法，其特征在于：各个所述的工艺步骤：①落片：将氧化锆流延瓷片切割为加工所需尺寸的方片；②打孔：在两片上述的方片上分别制作互连通孔、在另一片上述的方片上开设参比气体通道；③填孔：在所述的互连通孔中填充能够实现内外连通的金属材料；④印刷：在上述的方片表面通过丝网印刷工艺沉积对应的材料而形成测试电极、参比电极、膜式加热器、膜式加热器引线、绝缘介质层、膜式加热器引脚及测试电极保护层；⑤叠片：将④处理后的各个方片按次序进行叠片；⑥热压：在压力作用下将堆叠的方片压制成致密氧化锆陶瓷片；⑦切割：将⑥处理后的陶瓷片切割为氧传感器单元；⑧烧结：将⑦中切割后的氧传感器单元进行烧结而制成以氧化锆陶瓷基体为基础的具有电路功能的摩托车片式氧传感器。
3.根据权利要求2所述的一种摩托车片式氧传感器的制作方法，其特征在于：所述的膜式加热器由裸露于空气中的所述的膜式加热器引脚、包裹在两层绝缘介质层之间的加热器电阻、所述的膜式加热器引线、所述的互连通孔以及加热器承载氧化锆陶瓷基体组成。
4.根据权利要求3所述的一种摩托车片式氧传感器的制作方法，其特征在于：所述的加热器电阻为“蛇形”电阻，所述的加热器电阻阻值为3-12Ω，所述的加热器电阻线宽为0.1-0.5mm，所述的加热器电阻线间距为0.2-1mm。
5.根据权利要求2所述的一种摩托车片式氧传感器的制作方法，其特征在于：所述的参比气体通道为形成在该摩托车片式氧传感器的氧化锆陶瓷基体内部的腔体，所述的腔体由所述的氧化锆陶瓷基体内部向外延伸、直至与外界大气相通，所述的参比气体通道的内端部呈圆柱面。
6.根据权利要求5所述的一种摩托车片式氧传感器的制作方法，其特征在于：所述的参比气体通道宽度为0.5-5mm、长度为18-58mm、厚度为0.05-5mm。
7.根据权利要求2所述的一种摩托车片式氧传感器的制作方法，其特征在于：所述的测试电极、参比电极、参比电极引脚、所述的参比电极与参比电极引脚之间的所述互连通孔、所述的参比电极与测试电极之间的氧化锆陶瓷基体组成所述的敏感元件。
8.根据权利要求7所述的一种摩托车片式氧传感器的制作方法，其特征在于：所述的测试电极及参比电极由可印刷的铂浆印刷制成，二者的电极敏感区宽度为0.5-6mm、长度为3-18mm，二者的电极连接引线宽度为0.1-2mm。
9.根据权利要求2所述的一种摩托车片式氧传感器的制作方法，其特征在于：所述的致密氧化锆陶瓷片的宽度为1.5-6mm、长度为20-60mm、厚度为0.5-2mm。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的一种摩托车片式氧传感器的制作方法，其特征在于：所述的氧化锆陶瓷基体的厚度为0.05-0.5mm。
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