CN203376282U - 四层结构片式氧传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种四层结构片式氧传感器，包括自上向下依次设置的敏感元件层、空气通道层和加热层，所述加热层由加热基片层、以及设于加热基片层上方的加热电极绝缘层组成，所述加热电极绝缘层和空气通道层之间还设有一氧化锆基片层，所述氧化锆基片层包括氧化锆基片，所述氧化锆基片的下表面设有一绝缘印刷层一，本实用新型在片式氧传感器中引入一层氧化锆基片层，减少了印刷烘干次数，节约了工艺时间，同时减少了因为印刷层数过多干裂的现象，大大提高了产品成品率。

Description

四层结构片式氧传感器

技术领域

本实用新型涉及一种传感器，特别是用于检测汽车排出废气中的氧浓度的四层结构片式氧传感器。

背景技术

随着汽车尾气排放环境污染日益严重，节约燃油和减少汽车尾气的污染正成为当前的重要问题。目前，主要是通过氧传感器实现机动车尾气氧浓度检测和燃烧情况判断，从而达到节约燃油和减少尾气的排放的目的。

氧传感器主要有管式和片式两种结构，由于片式结构响应时间快等优点成为当前氧传感器发展的主要形式。目前片式结构主要是由三层氧化锆片组成，上面一层是敏感元件层，上下表面分布着外电极和内电极，中间一层是空气通道层，下面一层是含有加热电路和绝缘层的加热层，起加热功能，最后三层叠压在一起烧结为一体。加热层是现在氧化锆基片上通过丝网印刷印刷一层绝缘层浆料，烘干后再在其上面印刷一层加热电极，然后再烘干，印刷再一层绝缘层。但是，印刷工艺较复杂，效果较难控制，而且会出现绝缘层干裂的现象。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种解决绝缘层干裂及印刷不方便的问题，工艺大为简化，产品性能良好的四层结构片式氧传感器。

为了实现上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种四层结构片式氧传感器，包括自上向下依次设置的敏感元件层、空气通道层和加热层，所述加热层由加热基片层、以及设于加热基片层上方的加热电极绝缘层组成，所述加热电极绝缘层和空气通道层之间还设有一氧化锆基片层，所述氧化锆基片层包括氧化锆基片，所述氧化锆基片的下表面设有一绝缘印刷层一。

作为本实用新型的进一步改进，所述敏感元件层由敏感元件层本体、外电极和内电极组成，所述外电极设于敏感元件层本体的上表面，所述内电极设于敏感元件层本体的下表面，且连接内电极的引脚一设于敏感元件层本体的上表面，所述引脚一上设有内电极通孔。

作为本实用新型的进一步改进，所述空气通道层包括空气通道层本体，且所述空气通道层本体内设有空腔室。

作为本实用新型的进一步改进，所述加热电极绝缘层包括加热电极，所述加热电极的下方设有绝缘印刷层二，所述加热电极设于绝缘印刷层一和绝缘印刷层二之间，所述加热基片层包括加热基片层本体，连接加热电极的引脚二设于加热基片层本体的下表面，且引脚二上设有加热电极通孔。

作为本实用新型的进一步改进，所述敏感元件层本体上表面位于引脚一周围印设有多孔保护层，所述加热基片层本体下表面位于引脚二周围印设有绝缘层。

作为本实用新型的进一步改进，所述敏感元件层本体、空气通道层本体、加热基片层本体和氧化锆基片均采用氧化锆材料流延制得，且四者者的长度和宽度相同，其长度为70-80mm，宽度为6-7mm，所述空气通道本体和氧化锆基片厚度一样，约为0.3-0.4mm；所述敏感层本体及加热基片层本体厚度均为0.6-0.8mm。

作为本实用新型的进一步改进，所述空腔室的横截面为大小不同的矩形一和矩形二组成，所述矩形一的长为8-12mm，宽为1.1-1.5mm；所述矩形二的长为60-70mm，宽为0.6-1.0mm。

    本实用新型的优点和功效是：本实用新型在片式氧传感器中引入一层氧化锆基片层，减少了印刷烘干次数，节约了工艺时间，同时减少了因为印刷层数过多干裂的现象，大大提高了产品成品率。

附图说明

图1是本实用新型结构的侧视图；

图2是本实用新型结构的俯视图；

图3是本实用新型结构的仰视图；

图4是本实用新型结构的加热电极结构图；

图5是本实用新型结构的空气通道层结构图；

图中标示：1-敏感元件层；2-空气通道层；3-加热层；4-加热基片层；5-加热电极绝缘层；6-氧化锆基片层；11-敏感元件层本体；12-外电极；13-内电极；14-引脚一；15-内电极通孔；16-多孔保护层；21-空气通道层本体；22-空腔室；23-矩形一；24-矩形二；41-加热基片层本体； 43-引脚二；44-加热电极通孔；45-绝缘层；51-加热电极；52-绝缘印刷层二；61-氧化锆基片；62-绝缘印刷层一。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例和附图对本实用新型作进一步详述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。

图1-图3示出了本实用新型一种四层结构片式氧传感器的一种实施方式：包括自上向下依次设置的敏感元件层1、空气通道层2和加热层3，所述加热层3由加热基片层4、以及设于加热基片层4上方的加热电极绝缘层5组成，所述加热电极绝缘层5和空气通道层2之间还设有一氧化锆基片层6，所述氧化锆基片层6包括氧化锆基片61，所述氧化锆基片61的下表面设有一绝缘印刷层一62。

所述敏感元件层1由敏感元件层本体11、外电极12和内电极13组成，所述外电极12设于敏感元件层本体1的上表面，所述内电极13设于敏感元件层本体1的下表面，且连接内电极13的引脚一14设于敏感元件层本体1的上表面，所述引脚一14上设有内电极通孔15，如图2所示；所述空气通道层2包括空气通道层本体21，且所述空气通道层本体21内设有空腔室22；所述加热电极绝缘层5包括加热电极51，所述加热电极51的下方设有绝缘印刷层二52，所述加热电极设于绝缘印刷层一62和绝缘印刷层二52之间，所述加热基片层4包括加热基片层本体41，连接加热电极51的引脚二43设于加热基片层本体41的下表面，且引脚二43上设有加热电极通孔44，如图3所示。

所述敏感元件层本体11上表面位于引脚一14周围印设有多孔保护层16，所述加热基片层本体41下表面位于引脚二43周围印设有绝缘层45。

所述敏感元件层本体11、空气通道层本体21、加热基片层本体41和氧化锆基片61均采用氧化锆材料流延制得，且四者的长度和宽度相同，其长度为70-80mm，宽度为为6-7mm，所述空气通道本体21和氧化锆基片61厚度一样，约为0.3-0.4mm；所述敏感层本体11及加热基片层本体41厚度均为0.6-0.8mm。所述空腔室22的横截面为大小不同的矩形一23和矩形二24组成，所述矩形一23的长为8-12mm，宽为1.1-1.5mm；所述矩形二24的长为60-70mm，宽为0.6-1.0mm。

本实施例的片式氧传感器通常采用以下方式制得：

利用0-8%摩尔钇含量的氧化锆材料流延制备得到氧化锆流延片；

通过切割或冲压方式得到敏感元件层本体11、空气通道本体21、加热基片层本体41及氧化锆基片61；

通过机械冲孔方式分布在敏感元件层本体11及加热基片层本体41上冲出内电极通孔15和加热电极通孔44；

通过丝网印刷技术在氧化锆基片61下表面印刷绝缘印刷层一62得到氧化锆基片层6；

在加热电极51的下表面印刷绝缘印刷层二52，得到加热电极绝缘层5；

加热基片层本体41下表面依次印刷引脚二43和绝缘层45得到加热基片层4；

将加热电极绝缘层5和加热基片层4叠压，通过向引脚二43的加热电极通孔44注入铂浆料以便联通加热电极53和引脚二43，得到加热层3。

通过丝网印刷技术在敏感元件层本体11上表面依次印刷外电极12和引脚一14及多孔保护层16，下表面印刷内电极13，通过向内电极引脚通孔15注入铂浆料以便联通内电极13和引脚一14，得到敏感元件层1；

将上述所制备的敏感元件层1、空气通道层2、氧化锆基片层6、加热层3按顺序依次对正叠放，通过50-80℃叠层热压形成整体；

将叠层整体放入高温炉内先进行排胶，然后按工艺进行烧结，最后得到本产品。

上述绝缘流延浆料是以氧化铝为主添加有机溶剂配制得到。有机溶剂主要有PVB、松油醇、邻苯二甲酸二丁酯、蓖麻油，此外还添加了少量氧化硅、氧化钙和氧化镁；

上述多孔保护层16浆料主要含有MgAl₂O₄ 、ZrO2及造孔剂，有机物有松油醇、乙基纤维素、邻苯二甲酸二丁酯、PVB及聚乙二醇。

上述内电极13、外电极12、加热电极51均是用铂浆料通过丝网印刷制备。

Claims (7)

1.一种四层结构片式氧传感器，包括自上向下依次设置的敏感元件层(1)、空气通道层(2)和加热层(3)，所述加热层(3)由加热基片层(4)、以及设于加热基片层(4)上方的加热电极绝缘层(5)组成，其特征在于：所述加热电极绝缘层(5)和空气通道层(2)之间还设有一氧化锆基片层(6)，所述氧化锆基片层(6)包括氧化锆基片(61)，所述氧化锆基片(61)的下表面设有一绝缘印刷层一(62)。

2.根据权利要求1所述的一种四层结构片式氧传感器，其特征在于：所述敏感元件层(1)由敏感元件层本体(11)、外电极(12)和内电极(13)组成，所述外电极(12)设于敏感元件层本体(1)的上表面，所述内电极(13)设于敏感元件层本体(1)的下表面，且连接内电极(13)的引脚一(14)设于敏感元件层本体(1)的上表面，所述引脚一(14)上设有内电极通孔(15)。

3.根据权利要求1所述的一种四层结构片式氧传感器，其特征在于：所述空气通道层(2)包括空气通道层本体(21)，且所述空气通道层本体(21)内设有空腔室(22)。

4.根据权利要求1所述的一种四层结构片式氧传感器，其特征在于：所述加热电极绝缘层(5)包括加热电极(51)，所述加热电极(51)的下方设有绝缘印刷层二(52)，所述加热电极设于绝缘印刷层一(62)和绝缘印刷层二(52)之间，所述加热基片层(4)包括加热基片层本体(41)，连接加热电极(51)的引脚二(43)设于加热基片层本体(41)的下表面，且引脚二(43)上设有加热电极通孔(44)。

5.根据权利要求2或4所述的一种四层结构片式氧传感器，其特征在于：所述敏感元件层本体(11)上表面位于引脚一(14)周围印设有多孔保护层(16)，所述加热基片层本体(41)下表面位于引脚二(43)周围印设有绝缘层(45)。

6.根据权利要求1、2或4所述的一种四层结构片式氧传感器，其特征在于：所述敏感元件层本体(11)、空气通道层本体(21)、加热基片层本体(41)和氧化锆基片(61)均采用氧化锆材料流延制得，且四者的长度和宽度相同，其长度为70-80mm，宽度为6-7mm，所述空气通道本体(21)和氧化锆基片(61)厚度一样，为0.3-0.4mm；所述敏感层本体(11)及加热基片层本体(41)厚度均为0.6-0.8mm。

7.根据权利要求3所述的一种四层结构片式氧传感器，其特征在于：所述空腔室(22)的横截面为大小不同的矩形一(23)和矩形二(24)组成，所述矩形一(23)的长为8-12mm，宽为1.1-1.5mm；所述矩形二(24)的长为60-70mm，宽为0.6-1.0mm。

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