[发明专利]一种带扩散障片式氧传感器芯片

说明书

本发明公开了一种带扩散障片式氧传感器芯片，其特征是包括扩散障一、泵氧池外电极、泵氧池层、泵氧池内电极、测试空腔、中间层、参比池内电极、参比池层、参比池外电极和扩散障二共同组成芯片整体，所述扩散障一和扩散障二处的芯片整体从上到下共有九层，所述泵氧池层、中间层和参比池层都有氧化锆陶瓷电解质制成，所述泵氧池外电极、泵氧池内电极、参比池内电极和参比池外电极都为铂电极薄片层。本发明整体结构简单，感测灵敏度高，生产工艺容易控制，氧传感器芯片整体抗热振效果好，解决了普通氧传感器芯片大多通过异质烧结而成，由于异质在热振时膨胀系数不同，使得片式传感器芯片的热振效果差，加工工艺复杂的问题。

技术领域

本发明涉及芯片，具体属于一种带扩散障片式氧传感器芯片。

背景技术

汽车氧传感器主要分为片式氧传感器和管式氧传感器，其中片式汽车氧传感器是新发展的一种氧传感器，具有加热快，响应时间短的优点。这种传感器能够借助ECU控制汽车发动机喷油器喷油量的增减，从而调整混合气的空燃比(用A/F表示是空气与汽油的质量比)在理论值14.7附近。此外，如果汽车发动机空燃比达到14.7:1以上时，此时发动机内汽油的燃烧效率更高，经济环保，还能提高汽车发动机的动力输出，此时配套对应的汽车氧传感器为极限电流型氧传感器。此类氧传感器中的核心部件是氧传感器芯片，氧传感器芯片的质量好坏与否，对氧传感器整体效果起决定性作用。

国内外关于此类氧传感器芯片的技术研究，已有些报道。如专利CN201010261524.8公开了一种极限电流型氧传感器，包括电解质层、致密扩散障层、正集电极层和负集电极层，正集电极层设置在电解质层下表面，特点是电解质层和致密扩散障层为同一种材料，均为氧化锆基陶瓷或氧化铈基陶瓷，负集电极层设置在电解质层和致密扩散障层之间，用于分隔电解质层和致密扩散障层，致密扩散障层上表面设置有等电位电极层，等电位电极层和负集电极层由一条导线相连接，优点在于在烧结过程中不会出现陶瓷的开裂、起翘、分离等问题，使用过程中传感器不易开裂，致密扩散障层的密封性好，氧传感器的测氧能力强。再如专利US6569303B1具有内外电极、感应层氧化锆、扩散障和空气槽等结构，空气槽能够提供参比氧，空气槽有氧化铝材料制成，感应层氧化锆和空气槽层氧化铝通过异质共烧结而成。但是这些氧传感器芯片，在实际使用过程中：CN201010261524.8公开的氧传感器存在，负集电极层与电解质层致密扩散障层之间整体材质不同，通过氧化铝和氧化锆异质共烧结制成；US6569303B1公开的氧传感器存在，感应层和空气槽层之间制作材料不同，也是通过氧化铝和氧化锆异质共烧结制成。此类氧传感器芯片都采用异质共烧结制成后，由于氧化铝和氧化锆在加热或温度升高后振动(简称热振)时，相互之间的膨胀系数不同，容易出现微裂纹，使得此类氧传感器芯片的抗热振效果差，同时还存在整体加工工艺复杂的缺点。为此，我公司通过自主研发制造了一种带扩散障片式氧传感器芯片。

发明内容

本发明提供一种带扩散障片式氧传感器芯片，通过对芯片主体、扩散障、泵氧池层、中间层、参比池层及配套的内外电极的整体研发及优化设计组合，突破了此类氧传感器芯片关键生产工艺和技术，打破了国外公司对氧传感器芯片生产制造的严格保密统治。同时，本发明整体结合紧密，整体结构简单，感测灵敏度高，生产工艺容易控制，氧传感器芯片整体抗热振效果好。

本发明所采用的技术方案如下：