CN108414572A - 片式8线智能氮氧传感器和封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及氧传感器领域，尤其是片式8线智能氮氧传感器和封装方法。该传感器包括套筒、感应芯片、绝缘环、密封粉块、陶瓷压块、高温导线、引线接头和电极触点，感应芯片置于套筒内，感应芯片穿过绝缘环、密封粉块、陶瓷压块，感应芯片的电极触点通过引线接头与高温导线连接，所述感应芯片的连接端头四周分布有电极触点，套筒内壁的四周分布有连接电极，连接电极的另一端通过引线接头和高温导线连接。该发明采用连接电极和引线接头分开设计、以及感应芯片四周对称布置8个接触电极等结构和方法，解决了高温环境下信号绝缘性、连接可靠性及安装便利性等问题，实现了柔性连接；针对片式感应元件无台阶、封装过程难定位的问题，简化了封装工序并提高一致性。
Description
技术领域
本发明涉及钢材切割设备领域，尤其是片式8线智能氮氧传感器和封装方法。
背景技术
现有日本NGK公司智能氮氧传感器8根导线与感应芯片连接方式采用传统的集中接触、统一弹压方法，具体为：感应芯片8个电极触点集中对称布置在芯片端头上下表面，与电极触点接触的8个引线接头一端通过压接与导线相连，另一端固定在上下陶瓷支座上。上下陶瓷支座相互分离，其内侧插入感应芯片后确保上下各4个引线接头和电极触点精准对位，外侧附有上下两个弹片，并通过外围金属套筒周向铆压收缩后，在上下两个方向施加弹力以实现引线接头和电极触点的可靠连接。该方法结构复杂，工艺繁琐。公开的专利CN201520337670和专利CN201721070019都是采用这种连接方法。 而专利CN201410154558公开的连接方法是将引线接头设计为接触弹簧式，包括前端接触弹针、后端压接端头和中间U型缓冲3部分，并由电极支座和导线支座进行固定限位。这种方法同样是上下两面集中接触，且引线接头的前端接触弹针和后端压接端头是一体设计的，而这两部分的功能对材料的要求有所不同，前端接触弹针需要有良好的耐高温和弹性，后端压接端头需要有高的强度和延展性才能确保对导线的包裹力足够。
此外现有的片式氧传感器因感应芯片是规则的长条状，在封装过程中都需要外部工装进行长度方向和中心方向的定位，增加了工艺难度且一致性保障困难。
发明内容
为了克服现有的传感器结构复杂，工艺繁琐的不足，本发明提供了片式8线智能氮氧传感器和封装方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种片式8线智能氮氧传感器，包括套筒、感应芯片、绝缘环、密封粉块、陶瓷压块、高温导线和引线接头，感应芯片置于套筒内，感应芯片穿过绝缘环、密封粉块、陶瓷压块，感应芯片的电极触点通过引线接头与高温导线连接，所述感应芯片的连接端头四周分布有电极触点，套筒内壁的四周分布有连接电极，感应芯片的电极触点与连接电极的一端相贴合，连接电极的另一端通过引线接头和高温导线连接。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述连接电极为弹性折弯片。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述套筒内壁四周固定有电极支座，感应芯片的连接端头与连接电极的一端置于电极支座内。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述电极支座的材质为氧化铝绝缘瓷体。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述套筒内固定有卡扣，感应芯片和绝缘环通过卡扣固定连接。
一种片式8线智能氮氧传感器的封装方法，包括以下步骤：
（1）首先将感应芯片和绝缘环通过卡扣固定在一起，并在长度方向预定位好，放入焊接好探头套的六角座当中；
（2）将微米球状滑石粉末精确称量0.5-2.5g并均匀填充至六角座内，之后再放入陶瓷压块；
（3）通过施加0.5~2吨压力在陶瓷压块上，将微米球状滑石粉末压实成密封粉块，确保探头密封区完全密封，并且在此过程中通过感应芯片在长度方向的预定位，使得其尾端仅连接触点区域，露出陶瓷压块的端面；
（4）在室温下通过夹具压铆六角座上端口沿，将陶瓷压块扣住并压紧，完成冷铆压，再将六角座整体加热到500度~700度，并迅速热铆压；
（5）将穿好8个连接电极的电极支座插入感应芯片露出端头部分，并确保8个电极触点和8个连接电极准确对位连接，之后再套上固定锁套将电极支座沿轴向压紧，并通过铆接或焊接跟六角座固定在一起；
（6）裁剪8根不同颜色的高温导线并压接上引线接头，依次穿好导线支座、密封塞和主套筒；
（7）将8个引线接头前端与连接电极露出电极支座部分的8个触针一一对应焊接，确保不同颜色的高温导线跟对应功能的电极正确连接，再将导线支座和密封塞套入到位，将8个引线接头和8根高温导线固定好并相互隔开；
（8）将套筒穿到六角座上并压到位，再通过激光将圆周焊接起来；
（9）最后将密封塞与主套筒通过圆周铆压密封固定起来，进而实现主体端防水。
本发明的有益效果是，该发明采用连接电极和引线接头包裹端头分开设计、以及感应芯片四周对称布置8个接触电极等结构和方法，很好解决了高温环境下、狭小空间内氮氧传感器电极密集分布所要求的信号绝缘性、连接可靠性及安装便利性等问题，并且实现了感应芯片8个接触电极和8跟引线接头之间的柔性连接；此外针对片式感应元件无台阶、封装过程难定位的问题，采用金属卡扣将绝缘环和感应芯片进行预连接定位，简化了封装工序并提高一致性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的连接电极的结构示意图；
图3是本发明的感应芯片与电极支座的结构示意图；
图中1. 套筒，2. 感应芯片，3. 绝缘环，4. 密封粉块，5. 陶瓷压块，6. 高温导线，7.连接电极，8. 引线接头，9. 电极支座，10.卡扣，11. 电极触点。
具体实施方式
如图1是本发明的结构示意图，图2是本发明的连接电极的结构示意图，图3是本发明的感应芯片与电极支座的结构示意图。一种片式8线智能氮氧传感器，包括套筒1、感应芯片2、绝缘环3、密封粉块4、陶瓷压块5、高温导线6和引线接头8，感应芯片2置于套筒1内，感应芯片2穿过绝缘环3、密封粉块4、陶瓷压块5，感应芯片2的电极触点11通过引线接头8与高温导线6连接，所述感应芯片2的连接端头四周分布有电极触点11，套筒1内壁的四周分布有连接电极7，感应芯片2的电极触点11与连接电极7的一端相贴合，连接电极7的另一端通过引线接头8和高温导线6连接。所述连接电极7为弹性折弯片。所述套筒1内壁四周固定有电极支座9，感应芯片2的连接端头与连接电极7的一端置于电极支座9内。所述电极支座9的材质为氧化铝绝缘瓷体。所述套筒1内固定有卡扣10，感应芯片2和绝缘环3通过卡扣10固定连接。
片式8线智能氮氧传感器的封装方法，包括以下步骤：
（1）首先将感应芯片2和绝缘环3通过卡扣10固定在一起，并在长度方向预定位好，放入焊接好探头套的六角座当中；
（2）将微米球状滑石粉末精确称量0.5-2.5g并均匀填充至六角座内，之后再放入陶瓷压块5；
（3）通过施加0.5~2吨压力在陶瓷压块5上，将微米球状滑石粉末压实成密封粉块4，确保探头密封区完全密封，并且在此过程中通过感应芯片2在长度方向的预定位，使得其尾端仅连接触点区域，露出陶瓷压块5的端面；
（4）在室温下通过夹具压铆六角座上端口沿，将陶瓷压块5扣住并压紧，完成冷铆压，再将六角座整体加热到500度~700度，并迅速热铆压；
（5）将穿好8个连接电极7的电极支座9插入感应芯片2露出端头部分，并确保8个电极触点11和8个连接电极7准确对位连接，之后再套上固定锁套将电极支座9沿轴向压紧，并通过铆接或焊接跟六角座固定在一起；
（6）裁剪8根不同颜色的高温导线6并压接上引线接头8，依次穿好导线支座、密封塞和主套筒；
（7）将8个引线接头8前端与连接电极7露出电极支座9部分的8个触针一一对应焊接，确保不同颜色的高温导线6跟对应功能的电极正确连接，再将导线支座和密封塞套入到位，将8个引线接头8和8根高温导线6固定好并相互隔开；
（8）将套筒1穿到六角座上并压到位，再通过激光将圆周焊接起来；
（9）最后将密封塞与主套筒1通过圆周铆压密封固定起来，进而实现主体端防水。
结合附图1、附图2和附图3所示，套筒1内的上端面分布有三个连接电极7，下端面分布有三个连接电极7，上端面的三个连接电极7与下端面的三个连接电极7对称设置。套筒1内的左右两端面上各安装有一个连接电极7，左右两端面的连接电极7互相对称。每个连接电极7均与感应芯片2的一个电极触点11弹压接触。这样就可以将8个感应芯片2的电极触点11的间距尽量扩大，很好解决了高温环境下、狭小空间内氮氧传感器电极密集分布所要求的信号绝缘性、连接可靠性及安装便利性等问题。
引线接头8一端与高温导线6包裹压接在一起，另一端跟连接电极7焊接在一起。电极支座9为四周有8个孔位的氧化铝绝缘瓷体，用来固定8个连接电极7并相互绝缘，其插入感应芯片2的连接端头，确保8个电极触点11和8个连接电极7准确对位连接。固定锁套将电极支座9沿轴向压紧，并通过铆接或焊接跟六角座固定在一起，实现整体连接部位的稳定可靠。
Claims (6)
1.一种片式8线智能氮氧传感器，包括套筒（1）、感应芯片（2）、绝缘环（3）、密封粉块（4）、陶瓷压块（5）、高温导线（6）、引线接头（8）和电极触点（11），感应芯片（2）置于套筒（1）内，感应芯片（2）穿过绝缘环（3）、密封粉块（4）、陶瓷压块（5），感应芯片（2）的电极触点（11）通过引线接头（8）与高温导线（6）连接，其特征是，所述感应芯片（2）的连接端头四周分布有电极触点（11），套筒（1）内壁的四周分布有连接电极（7），感应芯片（2）的电极触点（11）与连接电极（7）的一端相贴合，连接电极（7）的另一端通过引线接头（8）和高温导线（6）连接。
2.根据权利要求1所述的片式8线智能氮氧传感器，其特征是，所述连接电极（7）为弹性折弯片。
3.根据权利要求1所述的片式8线智能氮氧传感器，其特征是，所述套筒（1）内壁四周固定有电极支座（9），感应芯片（2）的连接端头与连接电极（7）的一端置于电极支座（9）内。
4.根据权利要求3所述的片式8线智能氮氧传感器，其特征是，所述电极支座（9）的材质为氧化铝绝缘瓷体。
5.根据权利要求1或3所述的片式8线智能氮氧传感器，其特征是，所述套筒（1）内固定有卡扣（10），感应芯片（2）和绝缘环（3）通过卡扣（10）固定连接。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述片式8线智能氮氧传感器的封装方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）首先将感应芯片（2）和绝缘环（3）通过卡扣（10）固定在一起，并在长度方向预定位好，放入焊接好探头套的六角座当中；
（2）将微米球状滑石粉末精确称量0.5-2.5g并均匀填充至六角座内，之后再放入陶瓷压块（5）；
（3）通过施加0.5~2吨压力在陶瓷压块（5）上，将微米球状滑石粉末压实成密封粉块（4），确保探头密封区完全密封，并且在此过程中通过感应芯片（2）在长度方向的预定位，使得其尾端仅连接触点区域，露出陶瓷压块（5）的端面；
（4）在室温下通过夹具压铆六角座上端口沿，将陶瓷压块（5）扣住并压紧，完成冷铆压，再将六角座整体加热到500度~700度，并迅速热铆压；
（5）将穿好8个连接电极（7）的电极支座（9）插入感应芯片（2）露出端头部分，并确保8个电极触点（11）和8个连接电极（7）准确对位连接，之后再套上固定锁套将电极支座（9）沿轴向压紧，并通过铆接或焊接跟六角座固定在一起；
（6）裁剪8根不同颜色的高温导线（6）并压接上引线接头（8），依次穿好导线支座、密封塞和主套筒；
（7）将8个引线接头（8）前端与连接电极（7）露出电极支座（9）部分的8个触针一一对应焊接，确保不同颜色的高温导线（6）跟对应功能的电极正确连接，再将导线支座和密封塞套入到位，将8个引线接头（8）和8根高温导线（6）固定好并相互隔开；
（8）将套筒（1）穿到六角座上并压到位，再通过激光将圆周焊接起来；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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