[發明專利]一種新型氧傳感器及其封裝方法

在審

• 申請號: 201611003375.9
• 申請日: 2016-11-15
• 公開（公告）號: CN106596848A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 黃海琴;朱銀濤;陳圣龍
• 申請（專利權）人: 萊鼎電子材料科技有限公司
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙)11316
• 代理人: 滑春生

技術領域

本發明涉及一種車用氣體傳感器領域，特別涉及一種新型氧傳感器及其封裝方法。

背景技術

氧傳感器，主要用于測定發動機燃燒后的排氣中氧是否過剩的信息，即氧氣含量，并把氧氣含量轉換成電壓信號傳遞到發動機計算機，使發動機能夠實現以過量空氣系數為目標的閉環控制，確保三效催化轉換器對排氣中的碳氫化合物（HC）、一氧化碳（CO）和氮氧化合物（NOX）三種污染物都有最大的轉化效率，最大程度地進行排放污染物的轉化和凈化。氧傳感器一旦出現故障，將使電子燃油噴射系統的電腦不能得到排氣管中氧濃度的信息，因而不能對空燃比進行反饋控制，會使發動機油耗和排氣污染增加，發動機出現怠速不穩、缺火、嘴振等故障現象。因此，汽車氧傳感器生產時對封裝的密封效果要求很高，否則，壽命很短。

經檢索，專利CN 103196953 A公開了一種平板式氧傳感器的封裝結構，其主要改進在于：對用于定位并密封氧傳感器芯片的套座和上定位陶瓷件的結構進行了改進，對芯片電極引腳與接觸端子的導通結構進行了改進，對用于保護芯片頭部的探頭罩進行了改進，從而使得氧傳感器芯片的裝配過程變得簡單易操作，不僅能夠使封裝后的氧傳感器密封性好，還能夠保證芯片的引腳與接觸端子可靠導通。但該封裝結構的氧傳感器，仍存在如下一些缺陷：

（1）該封裝結構的氧傳感器是采用的翻邊鉚壓的形式來固定上定位陶瓷件的結構來固定芯片部件，此類結構在制造過程中容易對上定位陶瓷件和芯片產生傷害，即實際生產中經常會發生上定位陶瓷件和芯片在翻邊工序后破裂和斷裂。即使上定位陶瓷件和芯片在經過此工序后未破損，也已經受到了翻邊工序帶來的潛在的傷害，在產品后續使用過程中壽命會受到影響。

（2）該封裝結構的氧傳感器通過改進，在能有效探測氣體的基礎上，有效防止氣體的泄露，但其不能做到產品對水和廢氣的完全密封，所以其性能和壽命無法得到保障。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種新型氧傳感器及其封裝方法，通過鎖緊帽圓周均勻鉚壓的固定結構來固定芯片部件，避免實際生產中后陶瓷體和芯片的破裂或斷裂；并通過過盈配合工藝在基座外設置有套筒，能夠將套筒和基座形成整體，進一步密封。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：一種新型氧傳感器，包括一芯片以及依次同軸設置的前陶瓷體、密封粉塊和后陶瓷體，所述芯片的中間段位于前陶瓷體、密封粉塊以及后陶瓷體的中心孔中，所述前陶瓷體、密封粉塊以及后陶瓷體的外部設置有用于密封芯片的六角基座；所述芯片頭部設置有連接在六角基座上用于防護芯片頭部的探頭罩；所述芯片尾部設置有用于卡接與芯片電極引腳相連接的接觸端子的端子卡座；其創新點在于：還包括用于鎖緊六角基座和后陶瓷體的鎖緊帽，所述六角基座、鎖緊帽、后陶瓷體以及端子卡座的外部還設置有用于密封整體的套筒，所述套筒頭部通過過盈配合工藝設置在六角基座外，套筒尾部的內腔中還設置有與內腔配合的密封塞。

進一步地，所述前陶瓷體、密封粉塊以及后陶瓷體均為圓柱形結構，其中，后陶瓷體為直徑不同并相接的三段圓柱，且后陶瓷體的第二段圓柱與第三段圓柱的連接處設有用于鎖緊帽收口的臺階面；

所述六角基座為一臺階狀軸體，所述軸體由探頭罩連接段、過渡段、套筒連接段以及鎖緊帽連接段沿軸體軸向依次同軸連接構成；所述六角基座的內腔為兩段直徑不同并相接的圓柱孔，兩段圓柱孔的直徑自芯片頭部至芯片尾部依次增大，所述前陶瓷體卡裝在第一段圓柱孔中，所述密封粉塊以及后陶瓷體的第一段圓柱卡裝在第二段圓柱孔中。

一種上述新型氧傳感器的封裝方法，其特創新點在于：所述方法具體步驟如下：

（1）將探頭罩通過精密壓機使用翻邊工藝連接到六角基座上，形成一帶有探頭罩的六角基座；

（2）將芯片插入密封粉塊的中心孔中，將前陶瓷體和后陶瓷體分別從頭部和尾部套入，初步形成一體；

（3）將步驟（2）中套有前陶瓷體、密封粉塊及后陶瓷體的芯片放入帶有探頭罩的六角基座的內腔中，使前陶瓷體、密封粉塊及部分后陶瓷體正好通過六角基座的內腔，并向后陶瓷體施加1.5～1.8t的壓力，使中間的密封粉塊均勻粉碎并致密的填充在芯片、前陶瓷體、后陶瓷體和六角基座之間，將芯片固定于六角基座中；再對其進行氣密性測試，測試壓力為4MPa，泄露量＜2ml/min，測試合格，進入步驟（4）；