[发明专利]一种片式宽域氧传感器芯片的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及传感器技术，尤其涉及一种片式宽域氧传感器芯片的制作方法。

背景技术

稀薄燃烧技术可以提高燃油效率降低尾气污染物的排放，但稀燃烧容易造成发动机熄火，且混合不合理会产生过量的NOx化合物，导致环境污染，宽域氧传感器可以精确监测全范围汽车尾气中的准确氧含量，来反应发动机运行状况，然后发动机电脑(ECU)才能根据其实时状况进行调整，从而提高燃烧效率、降低污染排放量和检测三元催化运行状况。

在现有技术中，传感器在叠压过程中，加热电极的受力通常是不均匀的，会造成电阻丝变形，在加热过程中增加热应力，导致加热电极烧断，从而影响传感器寿命，而且参比通道气室比较大，在传感器中形成一个大的空腔，会降低传感器工作区域的强度，使传感器失效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种片式宽域氧传感器芯片的制作方法，有效的提高了传感器的强度，且不会对传感器生坯造成内应力，能有效提高传感器的合格率和使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种片式宽域氧传感器芯片的制作方法，包括以下步骤：

步骤1，将氧化钇稳定氧化锆粉体制成稳定均匀的浆料并流延，剪切形成第一层流延基片、第二层流延基片、第三层流延基片、第四层流延基片、第五层流延基片以及第六层流延基片；

步骤2，对第二层流延基片进行打孔形成扩散空腔，对第三层流延基片进行打孔形成扩散通道，对第四层流延基片进行打孔形成反应空腔，对第六层流延基片进行打孔形成导电孔；

步骤3，在第三层流延基片的上表面丝网印刷信号外泵电极和保护层，在下表面丝网印刷有信号内泵电极；在第三层流延基片与第四层流延基片之间印刷有参比电极以及覆盖在参比电极上下表面的第一绝缘层；在第五层流延基片与第六层流延基片之间印刷有加热电极以及覆盖在加热电极的上下表面的第二绝缘层；在第六层流延基片的导电孔中填充电极引脚；

步骤4，制备烧结挥发片和环形扩散障碍层，并将扩散障碍层填充在反应空腔内，并将烧结挥发片填充在扩散障碍层与反应空腔的内壁之间；

步骤5，将第一层流延基片、第二层流延基片、第三层流延基片、第四层流延基片、第五层流延基片以及第六层流延基片由上而下依次进行叠合，再进行温等静压压制，形成坯材，再对坯材进行切割处理，形成单个芯片生坯；

步骤6，进行烧结处理。

进一步地，所述温等静压压制的压力在15Mpa至25Mpa之间，温度在65℃至85℃之间；所述烧结的温度在1450℃至1550℃之间。

进一步地，所述信号外泵电极、信号内泵电极、参比电极的印刷浆料是由铂与氧化锆陶瓷按质量分数比为99:1～90:10配制后的粉料再加粘结剂调和而成，配制的粉料与粘结剂按质量分数比为1:0.4～1:0.5进行配制。

进一步地，所述加热电极的印刷浆料是由铂与粘结剂按质量分数比为1:0.25～1:0.4进行配制并调和而成。

进一步地，所述第一绝缘层和第二绝缘层的印刷浆料是由氧化铝：玻璃料：粘结剂按质量分数比为：(80～99):(1～20):(25～40)进行配制并调和而成。

进一步地，所述保护层的印刷浆料是由氧化铝、造孔剂和粘结剂按质量分数比为(6～9):(1～4)：(2.5～4)进行配制而成。

进一步地，所述扩散障碍层的流延浆料是由氧化铝、造孔剂、溶剂和粘结剂按质量分数比为：100:(1～5):(50～60):(30～50)进行配制而成。

进一步地，所述扩散障碍层的印刷浆料是由氧化锆、氧化铝和粘结剂按质量分数比为5:5:(3～4)进行配制而成。

进一步地，所述烧结挥发片的流延浆料是由有机物粉料、溶剂和粘结剂按质量分数比为：100:(50～60):(30～50)进行配制并调和而成，有机物粉料可以是淀粉、石墨粉或其他有机粉体。

上述技术方案至少具有如下有益效果：本发明通过采用有机烧结挥发片填充空腔，同时配合等静压叠合，有效的提高了传感器的强度，另外等静压比传统热层压叠合效果好，且不会对传感器生坯造成内应力，能有效提高传感器的合格率和使用寿命。

附图说明

图1是本发明片式宽域氧传感器芯片的纵向剖视图。

图2是本发明片式宽域氧传感器芯片设有烧结挥发片时的纵向剖视图。

图3是本发明片式宽域氧传感器芯片的横向剖视图。

具体实施方式