一种片式开关型氧传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及传感器技术领域，特别是涉及一种片式开关型氧传感器。
【背景技术】
[0002]汽车氧传感器是应用在发动机排气管上三元催化器前和后的传感部件，它利用电化学原理的固体电解质元件将排气中氧浓度转换成电信号并输入控制单元(ECU)，通过控制闭环燃油喷射修正补偿达到理想的空燃比，改善汽车排放和提高燃油经济性。
[0003]现有技术较为成熟的氧传感器的敏感元件主要采用三层氧化锆层组成，氧传感器的陶瓷层材料全部采用氧化锆陶瓷材料，由于氧化锆陶瓷材料的高温绝缘性能差，需要在内电极表面镀一层绝缘层，由于对绝缘层所使用的材料要求高，并且要多增加一道工序，使成本相应地增加、良率则相应地会降低。而且，这种全氧化锆结构会因导热性差而影响氧传感器的敏感度。另外，这种结构的氧传感器，在丝网印刷内、外电极时需对同一块流延膜片正反两面分别丝网印刷才可实现，这样，在丝网印刷过程就不能带PET膜带；这种结构的产品，对精度、自动化程度等都会有影响。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种片式开关型氧传感器，通过采用复合型结构，从而可以解决使用全氧化锆陶瓷片所带来的弊端，并且具有能够实现单面丝网印刷，自动化程度高、产品一致性好、响应时间短的特点。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种片式开关型氧传感器，包括敏感元件；所述敏感元件由保护层、感应层、基体层和加热层叠合而成；其中，所述感应层由至少二层氧化锆陶瓷片和一层氧化铝陶瓷片叠合而成，且各层氧化锆陶瓷片设在氧化铝陶瓷片的上面；在各层氧化锆陶瓷片中，最上层氧化锆陶瓷片的上表面设有采用丝网印刷形成的外电极及引线，最下层氧化锆陶瓷片的下表面设有采用丝网印刷形成的内电极及引线；所述感应层的氧化铝陶瓷片开有参比气道，参比气道中填充碳流延片填充条；所述基体层由至少一层氧化铝陶瓷片叠合而成。
[0006]所述保护层为一层，由氧化铝陶瓷片和多孔氧化铝陶瓷片拼接而成，其中，多孔氧化铝陶瓷片对应在外电极的上面，氧化铝陶瓷片对应在引线的上面，该氧化铝陶瓷片的上表面设有采用丝网印刷形成的电极引脚。
[0007]所述电极引脚为两个，在保护层的氧化铝陶瓷片中，对应于丝网印刷有电极引脚的一端设有一个或一组第一通孔，第一通孔中装有第一导电体，该第一导电体连接在所述外电极的引线与其中一个电极引脚之间。
[0008]在保护层的氧化铝陶瓷片中以及感应层的各氧化锆陶瓷片中，对应于丝网印刷有电极引脚的一端分别设有一个或一组第二通孔，第二通孔中装有第二导电体，该第二导电体连接在所述内电极的引线与其中另一个电极引脚之间。
[0009]所述加热层由至少二层氧化铝陶瓷片叠合而成，其中，最上层氧化铝陶瓷片的上表面设有采用丝网印刷形成的加热器及引线；最下层氧化铝陶瓷片的下表面设有采用丝网印刷形成的加热器引脚。
[0010]所述加热器引脚为两个，在加热层的各氧化铝陶瓷片中，对应于丝网印刷有加热器引脚的一端设有二个或两组第三通孔，二个或两组第三通孔中分别装有第三导电体，第三导电体分别连接在所述加热器的引线与两个加热器引脚之间。
[0011]所述感应层由二层氧化锆陶瓷片和一层氧化铝陶瓷片叠合而成，所述加热层由二层氧化铝陶瓷片叠合而成，所述基体层由六层氧化铝陶瓷片叠合而成。
[0012]所述保护层、感应层、基体层和加热层中的各陶瓷片的厚度相等。
[0013]所述陶瓷片的厚度为0.1mm?0.15mm。
[0014]与现有技术相比较，本实用新型的有益效果是:
[0015]1、由于采用了氧化铝陶瓷片和氧化锆陶瓷片叠合所形成的复合结构来构成片式开关型氧传感器，且在保护层的氧化铝陶瓷片的上表面设有采用丝网印刷形成的电极引脚；在感应层的最上层氧化锆陶瓷片的上表面设有采用丝网印刷形成的外电极及引线，在感应层的最下层氧化锆陶瓷片的下表面设有采用丝网印刷形成的内电极及引线；在加热层的最上层氧化铝陶瓷片的上表面设有采用丝网印刷形成的加热器及引线；在加热层的最下层氧化铝陶瓷片的下表面设有采用丝网印刷形成的加热器引脚，从而实现了单面印刷，由于此结构不需对流延片进行正反面印刷，不仅能显著降低正反面两次印刷对印刷图案的破坏，而且能提高生产过程的自动化程度及良率。
[0016]2、本实用新型的这种复合结构由于能够实现单面印刷，使得带PET膜带进行打孔和印刷成为了可能，带PET膜带进行后续加工，不仅能显著提高陶瓷生瓷片在加工过程中的强度，而且还降低了加工过程中的对位偏差、印刷精度低等风险。
[0017]3、由于采用了氧化锆、氧化铝层的复合结构，降低了产品因氧化锆材料导热性差引起的敏感度低问题，能显著缩短产品的响应时间，提高产品的灵敏度；这种氧化锆、氧化铝层的复合结构，还提高了产品的绝缘可靠性，氧化铝陶瓷材料导热性好且高温绝缘性好，无须再增加绝缘层，同时具有优良的力学性能。
[0018]4、由于采用了将陶瓷片的厚度设计为0.1mm?0.15mm，使产品的一致性好；流延成型的陶瓷片的厚度太厚、太薄都比较难控制和制备，相比同类7层氧化锆、氧化铝复合结构，本发明中的十二层氧化锆、氧化铝复合结构减小了流延过程中流延片的厚度；本实用新型中要求的流延片厚度范围在0.1mm?0.15_，使得流延时在厚度方向更易控制，精度更高，产品一致性更好。
[0019]以下结合实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的一种片式开关型氧传感器不局限于实施例。
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]实施例
[0022]参见图1所示，本实用新型的一种片式开关型氧传感器，包括敏感元件；所述敏感元件由十二层陶瓷片叠合而成，自上而下分别为:第一层氧化铝陶瓷片I和多孔氧化铝陶瓷片100，第二层氧化锆陶瓷片2，第三层氧化锆陶瓷片3，第四层氧化铝陶瓷片4，第五层氧化铝陶瓷片5，第六层氧化铝陶瓷片6，第七层氧化铝陶瓷片7，第八层氧化铝陶瓷片8，第九层氧化铝陶瓷片9，第十层氧化铝陶瓷片10，第十一层氧化铝陶瓷片11和第十二层氧化铝陶瓷片12。每层陶瓷片的厚度为0.1mm?0.15mm，陶瓷片的厚薄易于控制、精度高、产品一致性好。另，每层陶瓷片的厚度相等，可实现自动化批量生产，提高生产效率。
[0023]片式开关型氧传感器的敏感元件由保护层、感应层、基体层和加热层叠合而成。
[0024]所述感应层由二层氧化锆陶瓷片(即第二层氧化锆陶瓷片2，第三层氧化锆陶瓷片3)和一层氧化铝陶瓷片(即第四层氧化铝陶瓷片4)叠合而成，二层氧化锆陶瓷片设在氧化铝陶瓷片的上面；在二层氧化锆陶瓷片中，上层氧化锆陶瓷片即第二层氧化锆陶瓷片2的上表面设有采用丝网印刷形成的外电极21及引线211，下层氧化锆陶瓷片即第三层氧化锆陶瓷片3的下表面设有采用丝网印刷形成的内电极22及引线221 ;所述感应层的氧化铝陶瓷片即第四层氧化铝陶瓷片4开有参比气道31，参比气道31中填充碳流延片填充条32ο
[0025]所述保护层为一层，由氧化铝陶瓷片(即第一层氧化铝陶瓷片I)和多孔氧化铝陶瓷片(即第一层多孔氧化铝陶瓷片100)拼接而成，其中，多孔氧化铝陶瓷片100对应在外电极21的上面，氧化铝陶瓷片I对应在引线211的上面，该氧化铝陶瓷片I的上表面设有采用丝网印刷形成的电极引脚101。第一层氧化铝陶瓷片I保护引线，多孔氧化铝陶瓷片100保护电极免受外界刮伤、防止粉尘、汽油等异物进入电极表面而干扰电极感应废气中的空气进而提尚氧传感器的精度。
[0026]所述电极引脚101为两个，在保护层的氧化铝陶瓷片I中，对应于丝网印刷有电极引脚的一端设有一个或一组第一通孔201，第一通孔201中装有第一导电体，该第一导电体连接在所述外电极的引线211与其中一个电极引脚101之间。当采用一组第一通孔201时，每组通孔为2?4个小孔，采用一组多孔的目的是为了提高电性连接的可靠性。
[0027]在保护层的氧化铝陶瓷片I中以及感应层的二层氧化锆陶瓷片2、3中，对应于丝网印刷有电极引脚的一端分别设有一个或一组第二通孔200，第二通孔200中装有第二导电体，该第二导电体连接在所述内电极的引线221与其中另一个电极引脚101之间。
[0028]所述基体层由六层氧化铝陶瓷片叠合而成，即第五层氧化铝陶瓷片5，第六层氧化铝陶瓷片6