一种新型平板式四线型氧传感器芯片的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种芯片结构，具体涉及一种新型平板式四线型氧传感器芯片。
【背景技术】
[0002]近年来，随着汽车使用数量的大幅增加，未达排放标准的汽车废气污染问题相对严重，汽车用氧气传感器的问世很好的解决了汽车尾气污染相对严重的问题，大幅降低了汽车排放尾气对大气的危害。
[0003]氧传感器是利用陶瓷敏感元件测量汽车排气管道中的氧电势，由化学平衡原理计算出对应的氧浓度，达到监测和控制燃烧空燃比(混合气中空气与燃料之间的质量的比例)，以保证产品质量及尾气排放达标的测量元件。汽车用氧传感器工作原理与干电池相似，传感器中的氧化锆元素起类似电解液的作用。其基本工作原理是:在一定条件下，利用氧化锆内外两侧的氧浓度差，产生电位差，且浓度差越大，电位差越大。大气中氧的含量为21%，浓混合气燃烧后的废气实际上不含氧，稀混合气燃烧后生成的废气或因缺火产生的废气中含有较多的氧，但仍比大气中的氧少得多。在高温及铂的催化下，带负电的氧离子吸附在氧化锆套管的内外表面上。由于大气中的氧气比废气中的氧气多，套管上与大气相通一侧比废气一侧吸附更多的负离子，两侧离子的浓度差产生电动势。氧传感器由芯片和保护套管等组合而成，其中测量得到的电信号通过芯片尾部的四个或者五个引脚与外部线束连接，被传输出来进入下一处理控制环节。
[0004]现有技术中的平板式宽范围型氧传感器都是五线型结构，如图1所示，即需要五根外部接线。现代工业中，使用平板式宽范围型氧传感器对对于整个浓燃烧和稀薄燃烧范围的空燃比控制则具有优势，这类氧传感器同时利用了氧浓差电池原理和电化学氧栗原理。如图1和图2所示，它由2个电池组成:栗电池和传感电池，如图2所示，该氧传感器的原理是尾气通过栗电池的小槽进入到芯片内部，当混合气浓度低时，λ( λ为实际空燃比和理论空燃比的比值)大于1，栗电池就将氧气从混合气中栗出；当混合气浓度高时(即λ小于I时)，栗电池通过改变栗电流的方向就将氧气从外栗入检测腔中；在λ等于I处，没有氧气需要栗出或者栗入。这样通过控制栗电流就可以控制检测腔中的混合气，使混合气的浓度达到理想的空燃比。由于栗电流和氧气的浓度成一定的比例关系，所以通过检测栗电流就可以知道混合气的稀或浓。在宽量程氧传感器中，加入了专门控制电路来获得栗电流，以栗电流作为检测废气过量空气系数λ的参数。
[0005]现有传统技术中，平板式宽范围型氧传感器都是采用五线外引脚的结构，由于必须有五根线接出，整个氧传感器在芯片与外部线束连接时需要接出五根线和五个线孔，在生产的加工工序过程，生产成本高和生产效率低。
【实用新型内容】
[0006]( I)要解决的技术问题
[0007]本实用新型为了克服现有技术中采用五线型结构，在生产的加工工序过程，生产成本高，生产效率低的缺点，本实用新型要解决的技术问题是提供一种新型平板式四线型氧传感器芯片。
[0008](2)技术方案
[0009]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了这样一种新型平板式四线型氧传感器芯片，包括有多孔保护层、外电极、氧栗基体、内电极、导体扩散障、铂金电极、基体层、参考电极、参比气通道层、上绝缘层、加热电极、下绝缘层、加热器基体、加热线引脚1、加热线引脚、加热线I1、加热线1、信号线1、信号线I1、信号线引脚I和信号线引脚II ;
[0010]氧栗基体上、下面分别设置有外电极和内电极，外电极一端的上方设置有多孔保护层，另一端与信号线引脚II连接，内电极下发设置有导体扩散障，导体扩散障下方设置有铂金电极，铂金电极下方设置有基体层，基体层下方设置有参考电极，参考电极一端通过信号线I与信号线引脚I连接，信号线I是穿过设置在氧栗基体上的线孔与信号线引脚I连接的；参比气通道层设置在参考电极的下方，参比气通道层中间设置有参比气通道，参比气通道为穿通整个参比气通道层的方形结构，参比气通道层下方分别设置有上绝缘层、加热电极、下绝缘层和加热器基体。加热电极被上绝缘层和下绝缘层形成的方体结构包围，加热电极一端设有两个接线端，两个接线端分别通过加热线I和加热线II与设置在加热器基体下方的加热线引脚I和加热线引脚II连接；
[0011]多孔保护层中间设置有通气孔，通气孔正下方的氧栗基体上也设置有相同大小的通气孔，导体扩散障也中间也设置有通气孔，在安装时导体扩散障上的通气孔与氧栗基体上的通气孔相通。
[0012]优选地，所述氧栗基体、基体层、参比气通道层和加热器基体都为氧化锆陶瓷材料。
[0013]优选地，所述外电极、内电极、铀金电极和参考电极材料都为铂金。
[0014]优选地，所述通气孔直径为0.5-lmm。
[0015](3)有益效果
[0016]本实用新型具有的有益效果是:(1)通过将传统的五线型结构改成四线型结构，大幅的减少了氧传感器生产的工序过程，降低了生产成本；(2)通过将外电极与信号线引脚II连接，减少了第五根接线，减少了一个接地线引脚；(3)通过减少了内电极的长度，使得所需铂金减少和使整个芯片结构更加紧凑、制造更加便捷。
【附图说明】
[0017]图1为传统现有技术的结构示意图。
[0018]图2为传统现有技术的爆炸结构示意图。
[0019]图3本实用新型的爆炸结构示意图。
[0020]附图中的标记为:1-多孔保护层，2-外电极，3-氧栗基体，4-内电极，5-导体扩散障，6-铂金电极，7-基体层，8-参考电极，9-参比气通道层，10-上绝缘层，11-加热电极，12-下绝缘层，13-加热器基体，14-加热线引脚I，15-加热线引脚II，16-加热线II，17-加热线I，18-参比气通道，19-信号线I，20-信号线II，21-线孔，22-信号线引脚I，23_信号线引脚II，24-接地线引脚。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0022]实施例1
[0023]—种新型平板式四线型氧传感器芯片，如图3所示，包括有多孔保护层1、外电极2、氧栗基体3、内电极4、导体扩散障5、铂金电极6、基体层7、参考电极8、参比气通道层9、上绝缘层10、加热电极11、下绝缘层12、加热器基体13、加热线引脚I 14、加热线引脚、加热线II 16、加热线I 17、信号线I 19、信号线II 20、信号线引脚I 22和信号线引脚II 23;
[0024]氧栗基体3上、下面分别设置有外电极2和内电极4，外电极2 —端的上方设置有多孔保护层1，另一端与信号线引脚II 23连接，内电极4下发设置有导体扩散障5，导体扩散障5下方设置有铂金电极6，铂金电极6下方设置有基体层7，基体层7下方设置有参考电极8，参考电极8 —端通过信号线I 19与信号线引脚I 22连接，信号线I 19是穿过设置在氧栗基体3上的线孔21与信号线引脚I 22连接的；参比气通道层9设置在参考电极8的下方，参比气通道层9中间设置有参比气通道18，参比气通道18为穿通整个参比气通道层9的方形结构，参比气通道层9下方分别设置有上绝缘层10、加热电极11、下绝缘层12和加热器基体13。加热电极11被上绝缘层10和下绝缘层12形成的方体结构包围，加热电极11 一端设有两个接线端，两个接线端分别通过加热线I 17和加热线II 16与设置在加热器基体13下方的加热线引脚I 14和加热线引脚II 15连接；
[0025]多孔保护层I中间设置有通气孔，通气孔正下方的氧栗基体3上也设置有相同大小的通气孔，导体扩散障5也中间也设置有通气孔，在安装时导体扩散障5上的通气孔与氧栗基体3上的通气孔相通。
[0026]实施例2
[0027]—种新型平板式四线型氧传感器芯片，如图3所示，包括有多孔保护层1、外电极2、氧栗基体3、内电极4、导体扩散障5、铂金电极6、基体层7、参