CN109239164B - 一种用于电化学氧气传感器封装的制具及封装防护方法 - Google Patents

一种用于电化学氧气传感器封装的制具及封装防护方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109239164B
CN109239164B CN201810863671.9A CN201810863671A CN109239164B CN 109239164 B CN109239164 B CN 109239164B CN 201810863671 A CN201810863671 A CN 201810863671A CN 109239164 B CN109239164 B CN 109239164B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sensor
glue
electrochemical oxygen
fixing
upper cover
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810863671.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109239164A (zh
Inventor
梅源
张东旭
马俊平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Aut Eq Science & Technology Co ltd
Original Assignee
Nanjing Aut Eq Science & Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Aut Eq Science & Technology Co ltd filed Critical Nanjing Aut Eq Science & Technology Co ltd
Priority to CN201810863671.9A priority Critical patent/CN109239164B/zh
Publication of CN109239164A publication Critical patent/CN109239164A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109239164B publication Critical patent/CN109239164B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403—Cells and electrode assemblies
    • G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
    • G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
    • G01N27/4078—Means for sealing the sensor element in a housing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于电化学氧气传感器封装的制具及封装防护方法，所述制具包括制具本体、传感器固定腔室和内六角螺杆；其中，所述制具本体为中部镂空的盒状结构，其上盖表面设有带螺纹的穿孔，其底部固定有传感器固定腔室且与穿孔位置相对应，其两端设有制具固定杆，用于连接固定制具上盖和制具底部；所述内六角螺杆能通过所述制具上盖的穿孔压入所述传感器固定腔室中。采用该制具进行封装及防护的方法操作方便、成本低，不仅能达到与超声波封装、超声波焊接相同的效果，甚至增加传感器的引脚焊接点的机械性能和耐腐蚀性能，而且焊接点处上下密封，密封性更优，可解决电解液从引脚处渗出的问题。

Description

一种用于电化学氧气传感器封装的制具及封装防护方法
技术领域
本发明属于电化学气体传感器加工领域，具体涉及一种用于电化学氧气传感器封装的制具及封装防护方法。
背景技术
传感器作为物联网最核心和最基础的环节，是各种信息和人工智能的桥梁，而属于其中重要类别的气体传感器作为一种保障人们生产生活安全的常用传感器，其应用领域遍及医疗、工业、排放等，工作环境各不相同，有时会接触腐蚀性气体，有时会遇到较大的机械震动。
液体电解质的电化学氧气传感器的底部有两个的镀金引脚与传感器内腔中正负极银导电丝相连接，将产生的电流信号输出到仪器仪表中进行信号处理。常规的电化学氧气传感器是使用超声波焊接技术将引脚与导电丝连接在一起，然后固定在传感器底部。为增加传感器的引脚焊接点的机械性能和耐腐蚀性能，郑州炜盛电子科技有限公司在专利《气体传感器焊接点的防护方法》(公开号：CN 101049593 A)中公开了一种传感器焊接点使用树脂胶涂覆防护的方法。该专利指出，通过该方法处理的气体传感器焊接点对比常规的裸露焊接点，增加了气体传感器的机械强度，并且抗腐蚀、抗氧化能力大大提高。但是，该专利只是单纯的将超声波焊接点处涂覆树脂胶加固，并没有解决传感器焊接点超声波焊接工艺复杂、成本高及长期使用引脚处有电解液渗出的问题。
专利《电化学气体传感器》(公开号：CN 101339157 B)中说明，常规的电化学氧气传感器为保证传感器内部处于完全压缩状态，保证各组件充分的接触，将传感器帽与传感器外壳底部使用超声焊接方法来密封。但超声封装需要配套的超声波设备及夹具，操作复杂，成本高，而且超声焊接靠的是传感器塑料壳体的熔接，在传感器内腔较大的内应力作用下密封处可能出现缝隙，导致电解液渗出。
可见，无论是对引脚焊接点的防护还是传感器的封装，现有的技术都存在操作复杂、成本高及存在密封不严的缺点。
发明内容
为解决现有传感器加工中超声波封装和焊接工艺复杂、成本高及长期使用引脚处有电解液渗出的问题，本发明提供了一种用于电化学氧气传感器封装的制具及封装防护方法。采用该制具进行封装及防护的方法操作方便、成本低，不仅能达到与超声波封装、超声波焊接相同的效果，甚至增加传感器的引脚焊接点的机械性能和耐腐蚀性能，而且焊接点处上下密封，密封性更优，可解决电解液从引脚处渗出的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于电化学氧气传感器封装的制具，包括制具本体、传感器固定腔室和内六角螺杆；其中，所述制具本体为中部镂空的盒状结构，其上盖表面设有带螺纹的穿孔，其底部固定有传感器固定腔室且与穿孔位置相对应，其两端设有制具固定杆，用于连接固定制具上盖和制具底部；所述内六角螺杆能通过所述制具上盖的穿孔压入所述传感器固定腔室中。
一种基于上述用于电化学氧气传感器封装的制具的电化学氧气传感器封装防护方法，包括以下步骤：
步骤1)将电化学氧气传感器用镀金“T”型引脚竖立固定后，取银导线丝紧贴“T”型引脚上表面，使用恒温焊台电烙铁进行锡焊连接，无铅锡丝熔化后将引脚与银导电丝焊接在一起；
步骤2)采用橡胶密封环垫片套在所述引脚上，将焊接好的引脚和银导电丝传感器引脚固定在传感器底部的引脚固定及灌胶凹槽中；
步骤3)配置混合环氧树脂胶，将所述混合环氧树脂胶滴入步骤2)所述引脚固定及灌胶凹槽中，至胶面与传感器壳体下底面平齐，将电化学氧气传感器连同引脚一起放在洁净环境中静置，待所述引脚固定及灌胶凹槽中的混合环氧树脂胶完全固化；
步骤4)将电化学氧气传感器的上盖和传感器内腔所有组件装配完毕，将传感器上盖压入传感器壳体的卡槽中；
步骤5)将电化学氧气传感器放入传感器固定腔室中，向下通过穿孔拧紧内六角螺杆至传感器上盖最高凸起面与传感器壳体上表面在同一水平面；
步骤6)使用滴管吸取步骤3)所述混合环氧树脂胶，缓慢滴入传感器固定腔室中的传感器上盖表面的灌胶密封凹槽中，去除胶中小气泡至胶面与传感器壳体上表面平齐；
步骤7)将电化学氧气传感器连同所述封装制具一起放在洁净环境中静置，待传感器上盖表面的灌胶密封凹槽中的混合环氧树脂胶完全固化后，拧松内六角螺杆，取出传感器即可。
进一步地，步骤1)所述锡焊连接的温度为350～400℃。
进一步地，步骤2)所述橡胶密封环垫片为三元乙丙橡胶密封环垫片。
进一步地，步骤3)所述混合环氧树脂胶的配制方法为：取YY2014A环氧树脂胶和YY2014B环氧树脂胶，按质量比为4：1放入干燥、无尘容器中混合，在室温下搅拌均匀，静置5min即可。
进一步地，步骤3)与步骤7)所述静置过程为：室温下静置24h或50℃下加热6～8h后静置冷却至室温。
本发明的有益效果如下：
1、本发明使用简单的机械制具和价格低廉的环氧树脂胶对气体传感器进行封装，代替了工艺复杂、价格昂贵的超声波封装设备；该混合环氧树脂胶在低于80℃下性能优良，收缩率低，附着力强，耐冷热循环和大气老化性好，表面平整，光泽优，绝缘防潮耐酸碱，散热性能好，并有一定的阻燃性，对传感器封装处电解液渗出现象有很好的防护作用(电化学氧气传感器正常使用温度范围为-20～50℃)。
2、本发明使用市场上价格较低的恒温焊台电烙铁替代了成本昂贵的超声波焊接机对传感器引脚和银导电丝进行锡焊连接，在达到相同焊接效果的同时，大幅降低了生产成本，简化了操作工艺。
3、常规的气体传感器在复杂的工况下容易出现电解液渗出现象，降低了传感器的正常使用寿命，使用混合环氧树脂胶和密封垫片不但对焊接点的机械性能和耐腐蚀性有所改善，而且也解决了传感器的电解液在引脚处容易渗出的问题，对气体传感器的使用寿命也有所改善。
附图说明
图1为封装制具的剖面示意图；
图2为电化学氧气传感器的上盖示意图；
图3为电化学氧气传感器的剖面示意图。
图中：1、内六角螺杆；2、制具上盖；3、制具固定杆；4、传感器固定腔室；5、制具底部；6、最高凸起面；7、灌胶密封凹槽；8、引脚固定及灌胶凹槽。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步阐述。
实施例1
一种用于电化学氧气传感器封装的制具，如图1所示，所述制具包括制具本体、传感器固定腔室4和内六角螺杆1；其中，所述制具本体为中部镂空的盒状结构，制具上盖2表面设有带螺纹的穿孔，制具底部5固定有传感器固定腔室4且与穿孔位置相对应，其两端设有制具固定杆3，用于连接固定制具上盖2和制具底部5；所述内六角螺杆1能通过所述制具上盖2的穿孔压入所述传感器固定腔室4中。
如图2所示，所述电化学氧气传感器的上盖为圆形，其圆心位置在最高凸起面6中心的小凹槽内，其边缘一圈设有灌胶密封凹槽7。如图3所示，所述电化学氧气传感器的下底面设有引脚固定及灌胶凹槽8。
一、电化学氧气传感器的引脚焊接点防护方法
(1)将电化学氧气传感器用镀金“T”型引脚竖立固定后，取宽度2mm的银导线丝紧贴“T”型引脚上表面，使用恒温焊台电烙铁控制温度350～400℃进行锡焊连接，无铅锡丝熔化后将引脚与银导电丝焊接在一起。
(2)采用外径4mm，内径1.5mm的三元乙丙橡胶密封环垫片套在所述引脚上，将焊接好的引脚和银导电丝传感器引脚固定在传感器底部的引脚固定及灌胶凹槽8中。
(3)取YY2014A/B(黑色)环氧灌封胶，YY2014A环氧树脂胶单位重量4份，YY2014B环氧树脂胶单位重量1份，按质量比为4：1称量100g后放入干燥、无尘容器中，在室温下混合后用玻璃棒搅拌均匀，静置5min配制成混合环氧树脂胶；将混合环氧树脂胶滴入所述引脚固定及灌胶凹槽8中，至胶面与传感器壳体下底面平齐，将电化学氧气传感器连同引脚一起放在洁净环境中，室温下静置24h或50℃加热6～8h后静置冷却至室温，待所述引脚固定及灌胶凹槽8中的混合环氧树脂胶完全固化即可。
二、电化学氧气传感器的封装方法
(1)将电化学氧气传感器的上盖和传感器内腔所有组件装配完毕，将传感器上盖压入传感器壳体的卡槽中，形成如图3所示的结构。
(2)将电化学氧气传感器放入传感器固定腔室4中，向下通过穿孔拧紧内六角螺杆1至传感器上盖的最高凸起面6与传感器壳体的上表面在同一水平面。
(3)使用滴管吸取上述防护方法中配制好的混合环氧树脂胶，缓慢滴入传感器固定腔室4中的传感器上盖表面的灌胶密封凹槽7中，去除胶中小气泡至胶面与传感器壳体上表面平齐。
(4)将电化学氧气传感器连同所述封装制具整套装置一起放在洁净环境中，室温下静置24h或50℃加热6～8h后静置冷却至室温，待传感器上盖表面的灌胶密封凹槽7中的混合环氧树脂胶完全固化后，拧松内六角螺杆1，取出传感器即可。
本发明的防护方法使用锡焊连接代替超声波焊接，采用混合环氧树脂胶和密封垫片双重防护传感器的引脚焊接点，降低生产成本，改善电解液在传感器引脚处渗出问题。
本发明的封装方法使用混合环氧树脂胶代替超声波封装设备对电化学氧气传感器进行封装，从而改善传感器电解液渗出现象。

Claims (5)

1.一种电化学氧气传感器的封装防护方法，其特征在于，所述封装防护方法采用一种用于电化学氧气传感器封装的制具，所述制具包括制具本体、传感器固定腔室和内六角螺杆；其中，所述制具本体为中部镂空的盒状结构，其上盖表面设有带螺纹的穿孔，其底部固定有传感器固定腔室且与穿孔位置相对应，其两端设有制具固定杆，用于连接固定制具上盖和制具底部；所述内六角螺杆能通过所述制具上盖的穿孔压入所述传感器固定腔室中；
所述封装防护方法的具体步骤如下：
步骤1)将电化学氧气传感器用镀金“T”型引脚竖立固定后，取银导线丝紧贴“T”型引脚上表面，使用恒温焊台电烙铁进行锡焊连接，无铅锡丝熔化后将引脚与银导电丝焊接在一起；
步骤2)采用橡胶密封环垫片套在所述引脚上，将焊接好的引脚和银导电丝传感器引脚固定在传感器底部的引脚固定及灌胶凹槽中；
步骤3)配置混合环氧树脂胶，将所述混合环氧树脂胶滴入步骤2)所述引脚固定及灌胶凹槽中，至胶面与传感器壳体下底面平齐，将电化学氧气传感器连同引脚一起放在洁净环境中静置，待所述引脚固定及灌胶凹槽中的混合环氧树脂胶完全固化；
步骤4)将电化学氧气传感器的上盖和传感器内腔所有组件装配完毕，将传感器上盖压入传感器壳体的卡槽中；
步骤5)将电化学氧气传感器放入传感器固定腔室中，向下通过穿孔拧紧内六角螺杆至传感器上盖最高凸起面与传感器壳体上表面在同一水平面；
步骤6)使用滴管吸取步骤3)所述混合环氧树脂胶，缓慢滴入传感器固定腔室中的传感器上盖表面的灌胶密封凹槽中，去除胶中小气泡至胶面与传感器壳体上表面平齐；
步骤7)将电化学氧气传感器连同所述制具一起放在洁净环境中静置，待传感器上盖表面的灌胶密封凹槽中的混合环氧树脂胶完全固化后，拧松内六角螺杆，取出传感器即可。
2.根据权利要求1所述的一种电化学氧气传感器的封装防护方法，其特征在于，步骤1)所述锡焊连接的温度为350～400℃。
3.根据权利要求1所述的一种电化学氧气传感器的封装防护方法，其特征在于，步骤2)所述橡胶密封环垫片为三元乙丙橡胶密封环垫片。
4.根据权利要求1所述的一种电化学氧气传感器的封装防护方法，其特征在于，步骤3)所述混合环氧树脂胶的配制方法为：取YY2014A环氧树脂胶和YY2014B环氧树脂胶，按质量比为4：1放入干燥、无尘容器中混合，在室温下搅拌均匀，静置5min即可。
5.根据权利要求1所述的一种电化学氧气传感器的封装防护方法，其特征在于，步骤3)与步骤7)所述静置过程为：室温下静置24h或50℃下加热6～8h后静置冷却至室温。
CN201810863671.9A 2018-08-01 2018-08-01 一种用于电化学氧气传感器封装的制具及封装防护方法 Active CN109239164B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810863671.9A CN109239164B (zh) 2018-08-01 2018-08-01 一种用于电化学氧气传感器封装的制具及封装防护方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810863671.9A CN109239164B (zh) 2018-08-01 2018-08-01 一种用于电化学氧气传感器封装的制具及封装防护方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109239164A CN109239164A (zh) 2019-01-18
CN109239164B true CN109239164B (zh) 2021-07-27

Family

ID=65073402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810863671.9A Active CN109239164B (zh) 2018-08-01 2018-08-01 一种用于电化学氧气传感器封装的制具及封装防护方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109239164B (zh)

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5896034A (en) * 1995-07-06 1999-04-20 Avonwood Developments Limited Method and apparatus for detecting and monitoring corrosion
CN102590313A (zh) * 2010-11-10 2012-07-18 霍夫曼-拉罗奇有限公司 具有微孔电解质层和部分开口覆盖膜的氧传感器
WO2013118843A1 (ja) * 2012-02-09 2013-08-15 富士電機株式会社 物理量センサおよび物理量センサの製造方法
CN103308217A (zh) * 2013-06-06 2013-09-18 清华大学 一种高温压力传感器的封装结构
CN104132712A (zh) * 2014-07-17 2014-11-05 湖南宇航科技有限公司 电容式水位传感器的灌胶方法
CN203984785U (zh) * 2014-07-17 2014-12-03 苏州路之遥科技股份有限公司 灌胶压合治具
CN104634837A (zh) * 2015-02-03 2015-05-20 北京华科仪科技股份有限公司 电化学传感器及其制备方法
CN105424260A (zh) * 2014-09-17 2016-03-23 富士电机株式会社 压力传感器装置以及压力传感器装置的制造方法
CN205519967U (zh) * 2016-04-07 2016-08-31 邵阳学院 一种电化学试验用快速夹紧工作电极夹具
CN106365105A (zh) * 2016-09-24 2017-02-01 苏州捷研芯纳米科技有限公司 基于mems技术的气体传感器封装件及其批量加工方法
CN106449967A (zh) * 2016-10-11 2017-02-22 南京江淳机电装备科技有限公司 超声导波弛豫铁电单晶传感器封装的保压装置及封装方法
CN106546363A (zh) * 2016-09-29 2017-03-29 中国电子科技集团公司第四十八研究所 一种薄膜压力传感器及其封装方法
CN206161101U (zh) * 2016-11-18 2017-05-10 广州森纳士仪器有限公司 一种投入式液位变送器
CN107102104A (zh) * 2017-05-17 2017-08-29 南京艾伊科技有限公司 传感器模块

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018013352A (ja) * 2016-07-19 2018-01-25 日本特殊陶業株式会社 ガスセンサの製造方法

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5896034A (en) * 1995-07-06 1999-04-20 Avonwood Developments Limited Method and apparatus for detecting and monitoring corrosion
CN102590313A (zh) * 2010-11-10 2012-07-18 霍夫曼-拉罗奇有限公司 具有微孔电解质层和部分开口覆盖膜的氧传感器
WO2013118843A1 (ja) * 2012-02-09 2013-08-15 富士電機株式会社 物理量センサおよび物理量センサの製造方法
CN103308217A (zh) * 2013-06-06 2013-09-18 清华大学 一种高温压力传感器的封装结构
CN104132712A (zh) * 2014-07-17 2014-11-05 湖南宇航科技有限公司 电容式水位传感器的灌胶方法
CN203984785U (zh) * 2014-07-17 2014-12-03 苏州路之遥科技股份有限公司 灌胶压合治具
CN105424260A (zh) * 2014-09-17 2016-03-23 富士电机株式会社 压力传感器装置以及压力传感器装置的制造方法
CN104634837A (zh) * 2015-02-03 2015-05-20 北京华科仪科技股份有限公司 电化学传感器及其制备方法
CN205519967U (zh) * 2016-04-07 2016-08-31 邵阳学院 一种电化学试验用快速夹紧工作电极夹具
CN106365105A (zh) * 2016-09-24 2017-02-01 苏州捷研芯纳米科技有限公司 基于mems技术的气体传感器封装件及其批量加工方法
CN106546363A (zh) * 2016-09-29 2017-03-29 中国电子科技集团公司第四十八研究所 一种薄膜压力传感器及其封装方法
CN106449967A (zh) * 2016-10-11 2017-02-22 南京江淳机电装备科技有限公司 超声导波弛豫铁电单晶传感器封装的保压装置及封装方法
CN206161101U (zh) * 2016-11-18 2017-05-10 广州森纳士仪器有限公司 一种投入式液位变送器
CN107102104A (zh) * 2017-05-17 2017-08-29 南京艾伊科技有限公司 传感器模块

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
气体传感器低成本封装方案探讨;邵荣昌 等;《中国集成电路》;20160731(第206期);第65-68页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109239164A (zh) 2019-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN206370449U (zh) 一种带有正负极软连接的电池顶盖
CN209762751U (zh) 一种led灯泡
CN211855643U (zh) 一种陶瓷压力传感器封装结构
CN108417885A (zh) 铝壳动力锂离子电池的复合极柱构建与复合玻璃封接方法
CN109239164B (zh) 一种用于电化学氧气传感器封装的制具及封装防护方法
CN105098439B (zh) 金属纳米注塑气密电连接器及其制造工艺
CN103682030A (zh) Led 、led装置及led制作工艺
CN107481944B (zh) 一种半导体器件混合封装方法
CN104266149B (zh) 一种led灯泡灯头连接工艺
CN201142368Y (zh) 一种铜、铝线带密封防护接头的结构
CN201708184U (zh) 大功率led封装结构
CN110560814B (zh) 一种耐低温碳纤维与铜导线的焊接方法
CN207427077U (zh) 连接装置及连接系统
CN104752936B (zh) 导线之间电连接的方法及雷管脚线的延长方法
CN205141218U (zh) 一种传感器密封基座
CN103700954B (zh) 电气设备接线柱与导线的导电胶接方法
CN213089463U (zh) 一种新型led立体光源
CN210803355U (zh) 用于熔盐电化学测试的电极集成系统
CN206425188U (zh) 一种点胶阀
CN220084182U (zh) 农用温度传感器
CN103048368B (zh) 一种超微电极的简易制备方法
CN205352584U (zh) 一种pcb封装的压力传感器
CN110534437A (zh) 一种基于igbt模块的母排的新型制备工艺
CN111106102A (zh) 一种新型led光源结构及其制作方法
CN110739218A (zh) 一种二极管的制备工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant