CN207396405U - 一种氧化锆陶瓷与氧化铝陶瓷共烧的片式氧传感器陶瓷芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种片式氧传感器陶瓷芯片。一种氧化锆陶瓷与氧化铝陶瓷共烧的片式氧传感器陶瓷芯片，该片式氧传感器陶瓷芯片包括保护层、第一氧化铝陶瓷基体、外电极引脚、内电极引脚、铂金外电极、氧化锆反应层、铂金内电极、外电极通孔铂金导线、内电极通孔铂金导线、第二氧化铝陶瓷基体、第三氧化铝陶瓷基体、加热器、第四氧化铝陶瓷基体、第一加热通孔铂金导线、第二加热通孔铂金导线、第一加热电极引脚和第二加热电极引脚。本实用新型制作工艺流程更加简化；另外，大大提高外电极引脚、内电极引脚分别与第一加热电极引脚和第二加热电极引脚之间的绝缘电阻值及绝缘性。

Description

一种氧化锆陶瓷与氧化铝陶瓷共烧的片式氧传感器陶瓷芯片

技术领域

本实用新型涉及一种片式氧传感器陶瓷芯片。

背景技术

片式氧传感器是最近发展起来的一种比较新颖的氧传感器，它具有响应时间短、尺寸小、制造成本低、性能可靠等优点，是汽车行业实现节能(提高燃油经济性)、减排(减少汽车尾气有害气体排放)的重要零部件。氧传感器芯片为片式氧传感器最为核心，同时也是起主要作用的部件。氧传感器可以测定发动机排气中氧气含量，确定汽油与空气是否完全燃烧。电子控制器根据氧传感器的反馈信息实现以过量空气系数λ＝1为目标的闭环控制，以确保三元催化转化器对排气中HC、CO和NOx三种污染物都有最大的转化效率。

目前的片式氧传感器陶瓷芯片包含保护层、外电极引脚、内电极引脚、外电极、氧化锆反应层、内电极、第一通孔导线、参比气道层、氧化锆基片层、第一绝缘层、加热器、第二绝缘层、第一加热电极引脚、第二加热电极引脚、第二通孔导线和加热氧化锆基片层。其工作原理还是：在12V电压下，加热器，可在12S以内，给氧化锆反应层提供700℃以上的温度。含有钇稳定的氧化锆反应层，在300℃及以上，在外电极和内电极含铂金属的催化作用时，当氧化锆反应层的二个表面的氧浓度不相同时，氧化锆反应层可传导氧离子，氧离子的移动，形成电流和电压。

汽车用片式氧传感器陶瓷芯片对绝缘有非常高的要求，国外同类产品要求绝缘电阻≧30MΩ，目前国内产品绝缘电阻≧1MΩ。目前，氧化锆反应层与内电极通孔导线产生电流信号；氧化锆基体与加热导线会产生电流信号；这些干扰信号影响片式氧传陶瓷感器芯片外电极引脚与内电极引脚之间的电流信号，从而影响绝缘。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的是提供一种高绝缘性的片式氧传感器陶瓷芯片，该片式氧传感器陶瓷芯片避免了电流的影响，提高了绝缘。

为了实现上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案：

一种氧化锆陶瓷与氧化铝陶瓷共烧的片式氧传感器陶瓷芯片，该片式氧传感器陶瓷芯片包括保护层、第一氧化铝陶瓷基体、外电极引脚、内电极引脚、铂金外电极、氧化锆反应层、铂金内电极、外电极通孔铂金导线、内电极通孔铂金导线、第二氧化铝陶瓷基体、第三氧化铝陶瓷基体、加热器、第四氧化铝陶瓷基体、第一加热通孔铂金导线、第二加热通孔铂金导线、第一加热电极引脚和第二加热电极引脚；所述的保护层和第一氧化铝陶瓷基体分别覆盖设置在氧化锆反应层的左、右上方，所述的外电极引脚、内电极引脚设置在第一氧化铝陶瓷基体的上方，所述的外电极通孔铂金导线穿过第一氧化铝陶瓷基体，外电极通孔铂金导线的上端与所述的外电极引脚相连接，下端与铂金外电极相连接，所述的内电极通孔铂金导线穿过第一氧化铝陶瓷基体和氧化锆反应层，上端与所述的内电极引脚相连接，下端与铂金内电极相连接；所述的第二氧化铝陶瓷基体设置在氧化锆反应层的下方，在第二氧化铝陶瓷基体上设置有参比气道；所述的加热器设置在第三氧化铝陶瓷基体和第四氧化铝陶瓷基体之间，第三氧化铝陶瓷基体设置在第二氧化铝陶瓷基体的下方，第一加热电极引脚和第二加热电极引脚分别设置在第四氧化铝陶瓷基体的下方，所述的第一加热通孔铂金导线、第二加热通孔铂金导线分别穿过第四氧化铝陶瓷基体，下端分别连接第一加热电极引脚和第二加热电极引脚，上端分别连接加热器的两极。

本实用新型由于采用了上述的技术方案，除了氧化锆反应层，基体层全部采用氧化铝陶瓷，在铂金加热器的上、下层不需要制作氧化铝绝缘层，制作工艺流程更加简化；第三氧化铝陶瓷基体与加热通孔铂金导线不产生电流信号，同时还通过第三氧化铝陶瓷基体与其以上结构实现绝缘，大大提高外电极引脚、内电极引脚分别与第一加热电极引脚和第二加热电极引脚之间的绝缘电阻值及绝缘性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型对比例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做一个详细的说明。

如图1所述的一种氧化锆陶瓷与氧化铝陶瓷共烧的片式氧传感器陶瓷芯片，该片式氧传感器陶瓷芯片包括保护层1、第一氧化铝陶瓷基体10A、外电极引脚2、内电极引脚3、铂金外电极4、氧化锆反应层5、铂金内电极6、外电极通孔铂金导线7、内电极通孔铂金导线8、第二氧化铝陶瓷基体10B、第三氧化铝陶瓷基体10C、加热器11、第四氧化铝陶瓷基体10D、第一加热通孔铂金导线14、第二加热通孔铂金导线15、第一加热电极引脚12和第二加热电极引脚13；所述的保护层1和第一氧化铝陶瓷基体10A分别覆盖设置在氧化锆反应层5的左、右上方，所述的外电极引脚2、内电极引脚3设置在第一氧化铝陶瓷基体10A的上方，所述的外电极通孔铂金导线7穿过第一氧化铝陶瓷基体10A，外电极通孔铂金导线7的上端与所述的外电极引脚2相连接，下端与铂金外电极4相连接，所述的内电极通孔铂金导线8穿过第一氧化铝陶瓷基体10A和氧化锆反应层5，上端与所述的内电极引脚3相连接，下端与铂金内电极6相连接；所述的第二氧化铝陶瓷基体10B设置在氧化锆反应层5的下方，在第二氧化铝陶瓷基体10B上设置有参比气道9；所述的加热器11设置在第三氧化铝陶瓷基体10C和第四氧化铝陶瓷基体10D之间，第三氧化铝陶瓷基体10C设置在第二氧化铝陶瓷基体10B的下方，第一加热电极引脚12和第二加热电极引脚13分别设置在第四氧化铝陶瓷基体10D的下方，所述的第一加热通孔铂金导线14、第二加热通孔铂金导线15分别穿过第四氧化铝陶瓷基体10D，下端分别连接第一加热电极引脚12和第二加热电极引脚13，上端分别连接加热器11的两极。

绝缘电阻测试方法：片式氧传感器陶瓷芯片在430℃状态下，采用绝缘电阻测试仪，25V AC下，外电极引脚2、内电极引脚3分别与第一加热电极引脚12和第二加热电极引脚13之间的绝缘电阻值。

对比例

如图2所示的一种高绝缘性的片式氧传感器陶瓷芯片，该片式氧传感器陶瓷芯片包括保护层1、外电极引脚2、内电极引脚3、外电极4、氧化锆反应层5、内电极6、第一通孔导线7、参比气道层8、氧化锆基片层9、第一绝缘层10、加热器11、第二绝缘层12、第一加热电极引脚14、第二加热电极引脚15、第二通孔导线16和加热氧化锆基片层13；外电极4设置在保护层1与氧化锆反应层5之间，内电极6设置在氧化锆反应层5与参比气道层8之间，所述的氧化锆反应层5上设置有第一通孔，内电极6通过设置在第一通孔内的第一通孔导线7与外电极4引脚2相连接；所述的加热器11设置在第一绝缘层10与第二绝缘层12，并在第二绝缘层12与加热氧化锆基片层13上设置有两个第二通孔，加热器11的两极分别通过设置在两个第二通孔内的第二通孔导线16与所述的第一加热电极引脚14和第二加热电极引脚15相连接；第一通孔和第二通孔的表面均匀包覆一层氧化铝陶瓷。所述的第一绝缘层10和第二绝缘层12的主体材料为氧化锆陶瓷，并至少在主体材料的上表面均匀包覆一层氧化铝陶瓷。氧化锆基片层9选用一层或多层氧化锆基片。

绝缘电阻测试方法：片式氧传感器陶瓷芯片在430℃状态下，采用绝缘电阻测试仪，25V AC下，外电极引脚2、内电极引脚3分别与第一加热电极引脚14、第二加热电极引脚15之间的电阻值。

国产样件1～3为不设置氧化铝陶瓷的结构。

Claims (1)

1.一种氧化锆陶瓷与氧化铝陶瓷共烧的片式氧传感器陶瓷芯片，其特征在于，该片式氧传感器陶瓷芯片包括保护层(1)、第一氧化铝陶瓷基体(10A)、外电极引脚(2)、内电极引脚(3)、铂金外电极(4)、氧化锆反应层(5)、铂金内电极(6)、外电极通孔铂金导线(7)、内电极通孔铂金导线(8)、第二氧化铝陶瓷基体(10B)、第三氧化铝陶瓷基体(10C)、加热器(11)、第四氧化铝陶瓷基体(10D)、第一加热通孔铂金导线(14)、第二加热通孔铂金导线(15)、第一加热电极引脚(12)和第二加热电极引脚(13)；所述的保护层(1)和第一氧化铝陶瓷基体(10A)分别覆盖设置在氧化锆反应层(5)的左、右上方，所述的外电极引脚(2)、内电极引脚(3)设置在第一氧化铝陶瓷基体(10A)的上方，所述的外电极通孔铂金导线(7)穿过第一氧化铝陶瓷基体(10A)，外电极通孔铂金导线(7)的上端与所述的外电极引脚(2)相连接，下端与铂金外电极(4)相连接，所述的内电极通孔铂金导线(8)穿过第一氧化铝陶瓷基体(10A)和氧化锆反应层(5)，上端与所述的内电极引脚(3)相连接，下端与铂金内电极(6)相连接；所述的第二氧化铝陶瓷基体(10B)设置在氧化锆反应层(5)的下方，在第二氧化铝陶瓷基体(10B)上设置有参比气道(9)；所述的加热器(11)设置在第三氧化铝陶瓷基体(10C)和第四氧化铝陶瓷基体(10D)之间，第三氧化铝陶瓷基体(10C)设置在第二氧化铝陶瓷基体(10B)的下方，第一加热电极引脚(12)和第二加热电极引脚(13)分别设置在第四氧化铝陶瓷基体(10D)的下方，所述的第一加热通孔铂金导线(14)、第二加热通孔铂金导线(15)分别穿过第四氧化铝陶瓷基体(10D)，下端分别连接第一加热电极引脚(12)和第二加热电极引脚(13)，上端分别连接加热器(11)的两极。