CN219065356U - 一种带过渡层的氮氧传感器芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带过渡层的氮氧传感器芯片，包括芯片基体，芯片基体的检测端设有保护层，芯片基体的上表面和下表面均设有过渡层，过渡层设置在保护层与芯片基体之间，保护层不完全覆盖过渡层，过渡层为多孔过渡层，厚度为20‑30um，孔隙率为20%‑60%；本实用新型中在保护层与芯片基体之间设置过渡层，通过将过渡层当中间附着层，使保护层附着于过渡层上，不直接与光滑的芯片基体接触，解决了保护层与芯片基体之间结合不牢的问题，保护层不容易脱落，使用寿命与耐久性得到了保证，提升了氮氧传感器芯片的寿命，同时，过渡层具有一定的厚度也可以缓解氮氧传感器芯片在湿度大的环境下开裂，从而也保证了氮氧传感器整体使用寿命。

Description

一种带过渡层的氮氧传感器芯片

技术领域

本实用新型涉及氮氧传感器芯片保护领域，具体是涉及一种带过渡层的氮氧传感器芯片。

背景技术

目前氮氧传感器通常安装于汽车底盘尾部排气系统中，直接暴露于外部环境中，承受着汽车尾气高温、车辆行驶振动、外界环境剧烈变化等恶劣的工作条件，氮氧传感器芯片作为氮氧传感器的核心零部件，检测部位的温度需要一直维持在850℃左右，现有的氮氧传感器芯片无法阻隔尾气中水汽接触到芯片检测部，同时也因为尾气压力突变芯片结构受到的冲击，导致氮氧传感器芯片表面产生裂纹，现在陆续有技术在氮氧传感器芯片检测部制备保护层解决了此问题，但是由于芯片基体表面过于光滑平整，导致保护层与芯片基体结合不牢，容易脱落，可靠性较低，保护层的寿命与使用耐久性得不到保证，从而会导致芯片的受损，影响氮氧传感器整体使用。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种带过渡层的氮氧传感器芯片，解决了保护层与芯片基体之间结合不牢的问题。

为实现上述目的，本实用新型的一种带过渡层的氮氧传感器芯片的具体技术方案如下：

一种带过渡层的氮氧传感器芯片，包括芯片基体，所述芯片基体的检测端设有保护层，所述芯片基体的上表面和下表面均设有过渡层，所述过渡层设置在保护层与芯片基体之间，所述保护层不完全覆盖过渡层，所述过渡层为多孔过渡层，厚度为20-30um，孔隙率为20%-60%。

进一步，所述芯片基体为氧化锆芯片。

进一步，所述保护层为多孔保护层，厚度50-200um，孔隙率20%-60%。

进一步，所述过渡层通过丝网印刷于芯片基体的上表面和下表面。

进一步，所述芯片基体包括基板，所述基板的一侧从外至内依次设置缓冲腔室、第一腔室、第二腔室、第三腔室，所述基板另一侧设置有参考通道。

进一步，所述第一腔室内设置有主泵电极，所述第二腔室内设置有辅泵电极，所述第三腔室内设置有测量泵电极，所述参考通道内设置有参考电极，所述基板上表面设置有外电极，所述外电极被过渡层所覆盖，所述基板内部靠近下表面处设置有加热电极。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型中在保护层与芯片基体之间设置过渡层，通过将过渡层当中间附着层，使保护层附着于过渡层上，不直接与光滑的芯片基体接触，解决了保护层与芯片基体之间结合不牢的问题，保护层不容易脱落，使用寿命与耐久性得到了保证，提升了氮氧传感器芯片的寿命，同时，过渡层具有一定的厚度也可以缓解氮氧传感器芯片在湿度大的环境下开裂，从而也保证了氮氧传感器整体使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图；

图中：1.芯片基体，10.基板，100.外电极，101.加热电极，11.缓冲腔室，12.第一腔室，121.主泵电极，13.第二腔室，131.辅泵电极，14.第三腔室，141.测量泵电极，15.参考通道，151.参考电极，2.保护层，3.过渡层。

具体实施方式：

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，设计出一种带过渡层的氮氧传感器芯片，包括芯片基体1，芯片基体1的检测端设有保护层2，芯片基体1的上表面和下表面均设有过渡层3，过渡层3设置在保护层2与芯片基体1之间，保护层2不完全覆盖过渡层3，过渡层3为多孔过渡层，厚度为20-30um，孔隙率为20%-60%。

其中，在保护层2与芯片基体1之间设置过渡层3，通过将过渡层3当中间附着层，使保护层2附着于过渡层3上，不直接与光滑的芯片基体1接触，解决了保护层2与芯片基体1之间结合不牢的问题，保护层2不容易脱落，使用寿命与耐久性得到了保证，提升了氮氧传感器芯片的寿命，同时，过渡层3具有一定的厚度也可以缓解氮氧传感器芯片在湿度大的环境下开裂，从而也保证了氮氧传感器整体使用寿命。

如图1所示，芯片基体1为氧化锆芯片；芯片基体1包括基板10，基板10的一侧从外至内依次设置缓冲腔室11、第一腔室12、第二腔室13、第三腔室14，基板10另一侧设置有参考通道15；第一腔室12内设置有主泵电极121，第二腔室13内设置有辅泵电极131，第三腔室14内设置有测量泵电极141，参考通道15内设置有参考电极151，基板10上表面设置有外电极100，外电极100被过渡层3所覆盖，基板10内部靠近下表面处设置有加热电极101。

具体的工作时，主泵电极2与外电极100用于调节第一腔室12氧气浓度，辅泵电极131与外电极100用于调节第二腔室13氧气浓度，测量泵电极141与外电极100用于调节第三腔室14氧气浓度；加热电极101用于加热，使芯片基体1温度达到主泵电极121、辅泵电极131和测量泵电极141的工作温度；参考电极151与主泵电极121用于测量第一腔室12的氧气浓度，参考电极151与辅泵电极131用来测量第二腔室13的氧气浓度，参考电极151与测量泵电极141用来测量第三腔室14的氧气浓度。

过渡层3为多孔过渡层，包括以下重量的物质组分：氧化物3-5份，造孔剂1-3份，有机载体1-3份，助剂0.5-1份；

其中，氧化物包括以下物质：氧化铝、氧化锆、二氧化钛；

有机载体包括以下物质：松油醇、乙基纤维素；

助剂包括以下物质：分散剂、增塑剂、粘结剂。

过渡层3通过丝网印刷于芯片基体1的上表面和下表面，具体的制备步骤：首先将氧化物、造孔剂、分散剂、有机载体混合后放入球磨罐中球磨24H，然后添加增塑剂与粘结剂继续球磨24H得到过渡层3浆料，然后使用丝网印刷设备，在未烧结前的芯片基体1上表面和下表面印刷一层厚度20-30um的过渡层3，最后将芯片基体1放在高温烧结炉内烧制完成。

保护层2为多孔保护层，厚度50-200um，孔隙率小于20%时会阻碍被测气体进入氮氧传感器芯片检测端，影响氮氧传感器芯片的精度与响应时间，大于60%时保护层2无法充分抑制外界水汽进入氮氧传感器芯片表面从而产生裂纹，由此孔隙率20%-60%区间效果最好；保护层2的制备是将尖晶石粉末、氧化铝粉末、氧化锆粉末等混合，利用高等离子喷涂到氮氧传感器芯片检测端。

可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。

Claims (6)

1.一种带过渡层的氮氧传感器芯片，包括芯片基体（1），所述芯片基体（1）的检测端设有保护层（2），其特征在于，所述芯片基体（1）的上表面和下表面均设有过渡层（3），所述过渡层（3）设置在保护层（2）与芯片基体（1）之间，所述保护层（2）不完全覆盖过渡层（3），所述过渡层（3）为多孔过渡层，厚度为20-30um，孔隙率为20%-60%。

2.根据权利要求1所述的一种带过渡层的氮氧传感器芯片，其特征在于，所述芯片基体（1）为氧化锆芯片。

3.根据权利要求1所述的一种带过渡层的氮氧传感器芯片，其特征在于，所述保护层（2）为多孔保护层，厚度50-200um，孔隙率20%-60%。

4.根据权利要求1所述的一种带过渡层的氮氧传感器芯片，其特征在于，所述过渡层（3）通过丝网印刷于芯片基体（1）的上表面和下表面。

5.根据权利要求1所述的一种带过渡层的氮氧传感器芯片，其特征在，所述芯片基体（1）包括基板（10），所述基板（10）的一侧从外至内依次设置缓冲腔室（11）、第一腔室（12）、第二腔室（13）、第三腔室（14），所述基板（10）另一侧设置有参考通道（15）。

6.根据权利要求5所述的一种带过渡层的氮氧传感器芯片，其特征在，所述第一腔室（12）内设置有主泵电极（121），所述第二腔室（13）内设置有辅泵电极（131），所述第三腔室（14）内设置有测量泵电极（141），所述参考通道（15）内设置有参考电极（151），所述基板（10）上表面设置有外电极（100），所述外电极（100）被过渡层（3）所覆盖，所述基板（10）内部靠近下表面处设置有加热电极（101）。

Images