[發(fā)明專(zhuān)利]一種新型片式氧傳感器及其制備方法與檢測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410476899.4
• 申請(qǐng)日: 2014-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104251876A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃海琴
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 萊鼎電子材料科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N27/409
• 分類(lèi)號(hào): G01N27/409
• 代理公司: 北京一格知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11316
• 代理人: 滑春生

1.?一種新型片式氧傳感器，其特征在于：所述傳感器由上保護(hù)層、信號(hào)層、空氣參比通道層以及加熱層由上至下依次疊合后燒結(jié)而成，

所述信號(hào)層包括由上至下依次疊合的第一層流延基片、第二層流延基片、第三層流延基片以及第四層流延基片，在第一層流延基片的上表面和第四層流延基片的下表面分別設(shè)置一信號(hào)外電極和一信號(hào)內(nèi)電極；所述信號(hào)外電極與信號(hào)內(nèi)電極之間通過(guò)一引線(xiàn)A連接后，該引線(xiàn)A的一端與信號(hào)內(nèi)電極連接，另一端由下至上依次貫穿第四層流延基片、第三層流延基片、第二層流延基片以及第一層流延基片后的信號(hào)內(nèi)電極導(dǎo)出孔與信號(hào)外電極相連，且與信號(hào)外電極連接端上設(shè)置有信號(hào)電極引腳；在信號(hào)外電極上表面還疊合一外電極保護(hù)層；?

所述空氣參比通道層包括由上至下依次疊合的第五層流延基片、第六層流延基片以及第七層流延基片，所述第五層流延基片上表面設(shè)置有一端封閉的空氣參比通道，空氣參比通道內(nèi)完全填充一揮發(fā)片；

所述加熱層包括由上至下依次疊合的第八層流延基片、第九層流延基片、第十層流延基片、第十一層流延基片以及第十二層流延基片，在第八層流延基片的上表面與第十二層流延基片的下表面分別設(shè)置有一加熱電極和一加熱引腳；所述加熱電極的上表面與下表面分別設(shè)置一上加熱絕緣層與下加熱絕緣層，所述加熱電極與加熱引腳通過(guò)一引線(xiàn)B相連，該引線(xiàn)B的一端與加熱電極相連，另一端由上至下依次貫穿第八層流延基片、第九層流延基片、第十層流延基片、第十一層流延基片以及第十二層流延基片的上加熱電極導(dǎo)出孔與加熱引腳相連，在第十二層流延基片下表面與加熱引腳上表面之間還設(shè)置有加熱引腳絕緣層；

所述上保護(hù)層包括一上保護(hù)層流延基片，該上保護(hù)層流延基片疊合在外電極保護(hù)層的上表面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型片式氧傳感器，其特征在于：所述第一層流延基片至第十二層流延基片的厚度均為125um。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型片式氧傳感器，其特征在于：所述上保護(hù)層流延基片的厚度為80um。

4.一種制備權(quán)利要求1所述新型片式氧傳感器的制備方法，其特征在于：所述方法具體步驟如下：

制備多種流延漿料：

以5mol氧化釔穩(wěn)定氧化鋯為主要粉體，加入溶劑、分散劑、粘結(jié)劑和增塑劑，其中氧化鋯粉體、溶劑、分散劑、粘結(jié)劑、增塑劑的質(zhì)量比為：1000:(300～500):(10～30):(50～80):(20～40)，通過(guò)球磨法制成穩(wěn)定均勻的流延漿料；

以碳粉為主要粉體，加入溶劑、分散劑、粘結(jié)劑和增塑劑，其中碳粉、溶劑、分散劑、粘結(jié)劑、增塑劑的質(zhì)量比為：500:(300～500):(10～30):(50～80)：(30～40)，通過(guò)球磨法制成穩(wěn)定均勻的流延漿料；

以5mol氧化釔穩(wěn)定氧化鋯為主要粉體，以碳粉為造孔劑，加入溶劑、分散劑、粘結(jié)劑和增塑劑，其中氧化鋯粉體、碳粉、溶劑、分散劑、粘結(jié)劑、增塑劑的質(zhì)量比為：1000:（100～150）：(300～500):(10～30):(50～80):(20～40)，通過(guò)球磨法制成穩(wěn)定均勻的流延漿料；

流延成型：

各種流延漿料在流延機(jī)上進(jìn)行流延烘干定型，分別獲得厚度為125um的氧化鋯流延生坯卷帶、135um的揮發(fā)片流延生坯卷帶和80um的上保護(hù)層流延生坯卷帶；

去邊分切：

將125um的氧化鋯流延生坯卷帶在自動(dòng)裁片機(jī)上，裁成傳感器上信號(hào)層的第一層流延基片、第二層流延基片、第三層流延基片和第四層流延基片，空氣參比通道層的第五層流延基片、第六層流延基片和第七層流延基片，加熱層的第八層流延基片、第九層流延基片、第十層流延基片、第十一層流延基片和第十二層流延基片；將135um的上保護(hù)層流延生坯卷帶在自動(dòng)裁片機(jī)上，裁成傳感器上保護(hù)層流延基片；將80um的揮發(fā)片流延生坯卷帶在自動(dòng)裁片機(jī)上，裁成傳感器上空氣參比通道層空氣參比通道內(nèi)的揮發(fā)片；

沖孔：

在裁好的第一層流延基片、第二層流延基片、第三層流延基片、第四層流延基片上沖出印刷對(duì)位孔和信號(hào)內(nèi)電極導(dǎo)出孔；在第五層流延基片上沖出空氣參比通道；在第八層流延基片、第九層流延基片、第十層流延基片、第十一層流延基片和第十二層流延基片上沖出印刷對(duì)位孔和加熱電極導(dǎo)出孔；

絲網(wǎng)印刷：

在第一層流延基片上表面與第四層流延基片的下表面分別印刷Pt電極漿料形成信號(hào)外電極和信號(hào)內(nèi)電極，在信號(hào)外電極上表面印刷信號(hào)電極引腳和外電極保護(hù)層；在第八層流延基片的上表面印刷氧化鋁漿料,形成下加熱絕緣層，然后在下加熱絕緣層上表面印刷Pt電極漿料，形成加熱電極，最后在加熱電極上表面印刷氧化鋁漿料，形成上加熱絕緣層；在第十二層流延基片的下表面印刷氧化鋁漿料，形成加熱引腳絕緣層，然后在引腳絕緣層下表面印刷加熱引腳；其中每一次印刷都通過(guò)圖形檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行不良品的記錄；

疊片：

通過(guò)沖模對(duì)空氣參比通道層進(jìn)行揮發(fā)片填充，使揮發(fā)片完全填充第五層流延片的空氣參比通道內(nèi)；將所有印刷、填充好的第十二層流延基片至第一層流延基片由下至上進(jìn)行疊合，最后疊合上保護(hù)層形成氧傳感器生坯；

真空封塑：

在疊合后的氧傳感器生坯下方墊上鋼板，然后進(jìn)行真空包裝；

溫等靜壓：

對(duì)包裝好的氧傳感器生坯進(jìn)行溫水等靜壓壓制，使所有流延基片疊合緊密，形成一個(gè)穩(wěn)定的整體，等靜壓完成后搽干包裝外面的水，取出氧傳感器生坯；

分切：

對(duì)壓制好的氧傳感器生坯進(jìn)行加溫切割，首先對(duì)氧傳感器生坯進(jìn)行預(yù)熱處理，使PVB軟化，便于切割，切割時(shí)同時(shí)對(duì)氧傳感器生坯和刀片進(jìn)行加熱，切割成規(guī)則、精確的傳感器基片；

燒結(jié)：

把傳感器基片按照順序擺好在高溫爐內(nèi)，按照燒結(jié)程序進(jìn)行燒結(jié)；

檢測(cè)：

對(duì)燒結(jié)出爐的芯片進(jìn)行逐個(gè)進(jìn)行外觀檢測(cè)和功能檢測(cè)。