一种汽车加热型平板式氧传感器及其生产制造工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种汽车加热型平板式氧传感器及其生产制造工艺，主要是选取5mol的Y2O3和8mol的Y2O3的稳定ZrO2纳米粉末，通过混合球研磨制成流延浆料，通过高精度陶瓷流延机形成陶瓷基础芯片基体；通过精密打印机形成加热基体，然后按特定的排列顺序，将引出线电极基体、参比气通道基体以及加热基体依次进行热压叠层，得到集成芯片，本发明制成出来的产品其灵敏度高，对汽车排放尾气测量的响应速度快，稳定性好，使用寿命长。
【专利说明】美的汽车加热型平板式氧传感器。
多使得生产出来的传感器具有响应速度快、
氧传感器的生产制造工艺，其特征在于:该
,03的稳定21~02纳米粉末，按照4.2: 1的1 口分散剂、溶剂、粘合剂以及塑化剂；制成流
机形成陶瓷基础芯片基体；
热器基体，通过精密打印机，在加热器基体社电极，从而形成加热基体；
4匕气通道基体，即将陶瓷基础芯片基体开方；
[极基体，通过精密丝印机将氧化铝浆料的[0018]b.再以7V /min的增温速度增加到900°C，此过程为第一排放过程即排胶和有机物处理；
[0019]c.以10°C /min的增温速度增加到1550°C，此过程为第二排放过程即陶瓷烧结过程;
[0020]d.最后10°C/min降温速度降低到1450°C，然后保持3个小时，再进行自然冷却，此过程为保证晶粒的完好。
[0021]除此之外，本发明还公开了一种由本发明的汽车加热型平板式氧传感器的生产制造工艺生产制造而成的汽车加热型平板式氧传感器，
[0022]传感器从下往上依次为加热基体、参比气通道基体以及引出线电极基体压叠烧结而成，所述加热基体从下往上依次为加热器基体、第一绝缘层、加热电极以及第二绝缘层，所述第一绝缘层、加热电极以及第二绝缘层通过精密丝印机丝印在加热器基体上，所述引出线电极基体从下往上依次为内电极层、电极基体、外电极层以及多孔保护层，所述内电极层、外电极层以及多孔保护层通过精密丝印机丝印在电极基体。
[0023]所述加热器基体采用流延浆料通过高精度陶瓷流延机形成的陶瓷基础芯片基体，所述第一绝缘层和第二绝缘层都是采用Al2O3浆料制成，所述加热电极由Pt电阻浆料制成。
[0024]所述内电极层和外电极层都是采用Pt电极浆料制成，所述电极基体采用流延浆料通过高精度陶瓷流延机形成的陶瓷基础芯片基体，所述多孔保护层采用氧化铝制成，所述参比气通道基体采用流延浆料通过高精度陶瓷流延机形成的陶瓷基础芯片基体。
[0025]所述加热基体可以由多个子加热基体拼接而成，所述引出线电极基体可有由多个子引出线电极基体拼接而成，所述子加热基体和子引出线电极基体位置对应，所述参比气通道基体上设有若干通气槽，所述通气槽对应子加热基体和子引出线电极基体位置。
[0026]本发明的有益效果:本发明制成出来的产品其灵敏度高，对汽车排放尾气测量的响应速度快，稳定性好，使用寿命长。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是本发明的汽车加热型平板式氧传感器的结构示意图。
[0028]具体实施方法
[0029]本发明提供了一种汽车加热型平板式氧传感器的生产制造工艺，其特征在于:该方法包括如下步骤:
[0030]步骤一，选用5mol的Y2O3和8mol的Y2O3的稳定Zro2纳米粉末，按照4.2:1的比例配方进行球研磨混合，在混合球研磨时，添加分散剂、溶剂、粘合剂以及塑化剂；制成浆料。
[0031]步骤二，流延浆料通过高精度陶瓷流延机形成陶瓷基础芯片基体；
[0032]步骤三，采用陶瓷基础芯片基体做为加热器基体，通过精密丝印机，在加热器基体上丝印Al2O3浆料的绝缘层0.6um和Pt电阻浆料的加热电极层0.45um，从而形成加热基体；
[0033]步骤四，采用陶瓷基础芯片基体做为参比气通道基体，即将陶瓷基础芯片基体开出通气槽，将参比气通道基体设置在加热基体上方；
[0034]步骤五，采用陶瓷基础芯片基体做为电极基体，通过精密丝印机将氧化铝浆料的多孔保护层0.50um和Pt电极衆料的电级层0.37um丝印在电极基体的上,从而形成引出线电极基体；
[0035]步骤六，将引出线电极基体、参比气通道基体以及加热基体进行热压叠层；切割成独立集成芯片毛坯。
[0036]步骤七，然后再进行高温烧结，采用两步烧结法，得到集成芯片；
[0037]步骤八，将得到的集成芯片(即氧传感器芯片)通过装配、焊接以及铆装等常用方式，制成传感器。
[0038]对上述的各个步骤的进一步解释:
[0039]I)步骤一中的球研磨时间为22个小时。粘度为950_1200Pa.s之间其浆料混合均匀，流延出来的陶瓷膜片强度和韧性度较好。
[0040]2)步骤三中采用陶瓷基础芯片基体做为加热器基体，通过精密丝印机，在加热器基体上丝印Al2O3浆料的绝缘层为0.6um和Pt电阻浆料的加热电极为0.45um,同时加工8个，从而形成8个加热基体；
[0041]3)步骤四，采用陶瓷基础芯片基体做为参比气通道基体，即将陶瓷基础芯片基体开出8个通气槽，将参比气通道基体8个设置在加热基体上方；
[0042]4)步骤五，采用陶瓷基础芯片基体做为电极基体，通过精密丝印机将氧化铝浆料的多孔保护层为0.5um和Pt电极浆料的电级层为0.37um丝印在电极基体的上同时，加工形成8个，从而形成引出线8个电极基体；
[0043]5)步骤六，将8个引出线电极基体、8个参比气通道基体以及8个加热基体对准定位进行叠层热压；然后，把8个同在叠成热压后基体上进行切割成8个单一的集成芯片毛坯。
[0044]6)步骤六中的热压叠层的具体环境要求为，压力为3Mpa，温度为82摄氏度，时间为180s，压力偏高对通气道变形造成性能影响，压力偏小造成不密封，失效。温度偏高，偏低对基体内溶剂和有机物影响造成芯片性能不稳定。时间既要考虑产品稳定，又有生产成本。
[0045]7)步骤七，然后将集成芯片毛坯平放Zr02烧结板上放入高温烧结炉内进行高温烧结，采用两步烧结法，得到集成芯片；
[0046]8)步骤七中的两步烧结法具体为，
[0047]a.首先是以5°C /min的增温速度增加到120°C，此过程为溶剂挥发处理；
[0048]b.再以7V Mn的增温速度增加到900°C，此过程为第一排放过程即排胶和有机物处理；
[0049]c.以10°C /min的增温速度增加到1550°C，此过程为第二排放过程即陶瓷烧结过程;
[0050]d.最后10°C /min降温速度降低到1450°C，然后保持3个小时，再进行自然冷却，此过程为保证晶粒的完好。
[0051]对于本发明上述提到的步骤进行进一步的解说说明:
[0052]I)利用5mol Y2O3的电器性能好,但存在机械强度不好,同时利用8mol Y2O3电气性能差。但机械强度好的特点。我们经过大量的试验。按照一定比例的配方，即按照4.2: I的比例配方进行混合，球磨，流延。通过各种工序的精密制造加工，达到很好的加热型平板式汽车氧传感器的要求，对于5mol Y2O3和8mol Y2O3,实际还可以采用其他的5MoHSZ和基体1、参比气通道基体2以及引出线电极依次为加热器基体11、第一绝缘层12、力口12、加热电极13以及第二绝缘层14通过精孟极基体3从下往上依次为内电极层31、电；内电极层31、外电极层33以及多孔保护层
么明:
寄精度陶瓷流延机形成的陶瓷基础芯片基:用八1203楽;料制成，所述加热电极13由
电电极浆料制成，所述电极基体32采用础芯片基体，所述多孔保护层34采用氧化过高精度陶瓷流延机形成的陶瓷基础芯片
并接而成，所述引出线电极基体3可有由多時口子引出线电极基体位置对应，所述参比
【权利要求】
1.一种汽车加热型平板式氧传感器的生产制造工艺，其特征在于:该方法包括如下步骤: 步骤一，选用5mol的Y2O3和8mol的Y2O3的稳定ZrO2纳米粉末,按照4.2:1的比例配方进行球研磨混合，在混合球研磨时，添加分散剂、溶剂、粘合剂以及塑化剂；制成流延浆料；步骤二，流延浆料通过高精度陶瓷流延机形成陶瓷基础芯片基体； 步骤三，采用陶瓷基础芯片基体做为加热器基体，通过精密打印机，在加热器基体上丝印Al2O3浆料的绝缘层和Pt电阻浆料的加热电极，从而形成加热基体； 步骤四，采用陶瓷基础芯片基体做为参比气通道基体，即将陶瓷基础芯片基体开出通气槽，将参比气通道基体设置在加热基体上方； 步骤五，采用陶瓷基础芯片基体做为电极基体，通过精密丝印机将氧化铝浆料的多孔保护层和Pt电极浆料的电级层丝印在电极基体的上，从而形成引出线电极基体； 步骤六，将引出线电极基体、参比气通道基体以及加热基体依次进行热压叠层； 步骤七，然后再进行高温烧结，采用两步烧结法，得到集成芯片； 步骤八，将得到的集成芯片通过装配、焊接以及铆装等常用方式，制成传感器。
2.如权利要求1所述的一种汽车加热型平板式氧传感器的生产制造工艺，其特征在于:所述步骤一中的球研磨时间为22个小时。
3.如权利要求1所述的一种汽车加热型平板式氧传感器的生产制造工艺，其特征在于:所述步骤六中的热压叠层的具体环境要求为，压力为3Mpa，温度为82摄氏度，时间为180so
4.如权利要求1所述的一种汽车加热型平板式氧传感器的生产制造工艺，其特征在于:所述步骤七中的两步烧结法具体为， a.首先是以5°C/ min的增温速度增加到120°C，此过程为溶剂挥发处理； b.再以10°C/ min的增温速度增加到900°C，此过程为第一排放过程即排胶和有机物处理； c.以10°C/ min的增温速度增加到1550°C，此过程为第二排放过程即陶瓷烧结过程； d.最后10°C/ min降温速度降低到1450°C，然后保持3个小时，再进行自然冷却，此过程为保证晶粒的完好。
5.由权利要求1-4的一种汽车加热型平板式氧传感器的生产制造工艺制造而成的汽车加热型平板式氧传感器，其特征在于:传感器从下往上依次为加热基体(1)、参比气通道基体(2)以及引出线电极基体(3)压叠烧结而成，所述加热基体(1)从下往上依次为加热器基体(11)、第一绝缘层(12)、加热电极(13)以及第二绝缘层(14)，所述第一绝缘层(12)、加热电极(13)以及第二绝缘层(14)通过精密丝印机丝印在加热器基体(11)上，所述引出线电极基体⑶从下往上依次为内电极层(31)、电极基体(32)、外电极层(33)以及多孔保护层(34)，所述内电极层(31)、外电极层(33)以及多孔保护层(34)通过精密丝印机丝印在电极基体(32)。
6.如权利要求5所述的一种汽车加热型平板式氧传感器，其特征在于:所述加热器基体(11)采用流延浆料通过高精度陶瓷流延机形成的陶瓷基础芯片基体，所述第一绝缘层(12)和第二绝缘层(14)都是采用Al2O3浆料制成，所述加热电极(13)由Pt电阻浆料制成。
7.如权利要求5所述的一种汽车加热型平板式氧传感器，其特征在于:所述内电极层(31)和外电极层(33)都是采用Pt电极浆料制成，所述电极基体(32)采用流延浆料通过高精度陶瓷流延机形成的陶瓷基础芯片基体，所述多孔保护层(34)采用氧化铝制成，所述参比气通道基体(2)采用流延浆料通过高精度陶瓷流延机形成的陶瓷基础芯片基体。
8.如权利要求5或6或7所述的一种汽车加热型平板式氧传感器，其特征在于:所述加热基体(1)可以由多个子加热基体拼接而成，所述引出线电极基体(3)可有由多个子引出线电极基体拼接而成，所述子加热基体和子引出线电极基体位置对应，所述参比气通道基体(2)上设有 若干通气槽(21)，所述通气槽(21)对应子加热基体和子引出线电极基体位置。
【文档编号】G01N27/00GK103837575SQ201310433481
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年9月8日 优先权日:2013年9月8日
【发明者】陈连荣 申请人:温州市申吉汽车配件制造有限公司