[發(fā)明專利]智能氮氧傳感器感應(yīng)芯片

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810270584.2
• 申請(qǐng)日: 2018-03-29
• 公開（公告）號(hào): CN108333243A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮江濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州聯(lián)德電子有限公司
• 主分類號(hào): G01N27/41
• 分類號(hào): G01N27/41;G01N27/407;G01N27/409
• 代理公司: 常州市夏成專利事務(wù)所(普通合伙) 32233
• 代理人: 沈毅

本發(fā)明涉及傳感器感應(yīng)芯片領(lǐng)域，尤其是智能氮氧傳感器感應(yīng)芯片。該感應(yīng)芯片包括外電極、電極觸點(diǎn)一、上層氧化鋯基板、副泵內(nèi)電極、主泵內(nèi)電極、中層氧化鋯基板、參比空氣電極、測(cè)量泵內(nèi)電極、電極觸點(diǎn)二、底層氧化鋯基板、絕緣包裹層、電極觸點(diǎn)三、參比空氣通道、第一測(cè)量腔、第二測(cè)量腔和加熱線路，所述外電極、引線、電極觸點(diǎn)一印刷在上層氧化鋯基板的上端面；所述副泵內(nèi)電極、主泵內(nèi)電極、引線印刷在上層氧化鋯基板的下端面；所述測(cè)量泵內(nèi)電極和參比空氣電極印刷在底層氧化鋯基板的上端面；所述底層氧化鋯基板上印刷有加熱線路、電極觸點(diǎn)三、兩層絕緣包裹層。該發(fā)明使用三層氧化鋯基板，其制備工序簡單、生產(chǎn)效率高、穩(wěn)定性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及傳感器感應(yīng)芯片領(lǐng)域，尤其是智能氮氧傳感器感應(yīng)芯片。

背景技術(shù)

目前已有的氧化鋯電流型氮氧傳感器芯片是由NGK公司生產(chǎn)的（詳見專利US20090242400），其由六層氧化鋯基板構(gòu)建而成，如圖1(a)所示。該芯片從結(jié)構(gòu)上含有第一測(cè)量腔、第二測(cè)量腔、參比空氣通道和加熱單元，第一測(cè)量腔和外界之間以及第一和第二測(cè)量腔之間設(shè)置有擴(kuò)散障礙層。該芯片NOx測(cè)量部分由主泵、副泵和測(cè)量泵組成。在工作時(shí)，汽車尾氣經(jīng)過擴(kuò)散障礙層散到第一測(cè)量腔，尾氣中HC、CO、H2在第一測(cè)量腔被氧化，主泵通過反饋調(diào)節(jié)維持副泵泵電流固定且使第一測(cè)量腔的氧濃度在穩(wěn)定尾氣狀態(tài)下達(dá)到一個(gè)恒定的氧濃度值，這樣就確保了從第一測(cè)量腔擴(kuò)散到第二測(cè)量腔的氧量固定，且NOx能在第一測(cè)量腔不被還原，并順利擴(kuò)散至第二測(cè)量腔。通過副泵作用將第二測(cè)量腔的氧濃度維持在一個(gè)較低的恒定值，該濃度使NOx在測(cè)量泵的催化電極作用下剛好能完全分解成N2和O2，分解的氧氣在測(cè)量泵的作用下被泵出并形成泵電流，那么該測(cè)量泵電流的大小與NOx濃度成正比。

該氮氧傳感器為了獲得較高的測(cè)量精度，工作時(shí)需要將傳感和測(cè)量部位的溫度一直維持在850°C左右；與此同時(shí)為了獲得更快的啟動(dòng)時(shí)間以滿足高排放法規(guī)的要求，其集成的加熱電路必須具有足夠高的加熱功率。因該芯片由6層氧化鋯基片集合而成，而其加熱器只能設(shè)置在底部，因此多層氧化鋯之間的溫度梯度很大，導(dǎo)致溫度控制難度增加并影響了測(cè)量精度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；而且其制造工藝的復(fù)雜度大幅提高，生產(chǎn)效率和成品率較難控制。

此外該芯片5個(gè)測(cè)量信號(hào)電極觸點(diǎn)和3個(gè)加熱單元電極觸點(diǎn)密集分布在連接端頭的上下表面，在芯片寬度受限的情況下，電極觸點(diǎn)的寬度和相鄰距離都非常小，極易造成接觸不良或?qū)ǖ那闆r；且為了集中布置8個(gè)電極觸點(diǎn)，需要內(nèi)部引線做迂回處理，容易引起斷點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的感應(yīng)芯片容易接觸不良或斷點(diǎn)的不足，本發(fā)明提供了智能氮氧傳感器感應(yīng)芯片。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種智能氮氧傳感器感應(yīng)芯片，包括外電極、電極觸點(diǎn)一、上層氧化鋯基板、副泵內(nèi)電極、主泵內(nèi)電極、中層氧化鋯基板、參比空氣電極、測(cè)量泵內(nèi)電極、電極觸點(diǎn)二、底層氧化鋯基板、絕緣包裹層、電極觸點(diǎn)三、參比空氣通道、第一測(cè)量腔、第二測(cè)量腔和加熱線路，所述外電極、引線、電極觸點(diǎn)一印刷在上層氧化鋯基板的上端面；所述副泵內(nèi)電極、主泵內(nèi)電極、引線印刷在上層氧化鋯基板的下端面；所述副泵內(nèi)電極、主泵內(nèi)電極、引線通過過孔與電極觸點(diǎn)一連接；所述測(cè)量泵內(nèi)電極和參比空氣電極印刷在底層氧化鋯基板的上端面；所述測(cè)量泵內(nèi)電極和參比空氣電極通過引線延伸至端頭與兩側(cè)的電極觸點(diǎn)二連接；所述底層氧化鋯基板上印刷有加熱線路、電極觸點(diǎn)三、兩層絕緣包裹層；所述加熱線路包裹在兩層絕緣包裹層之間；所述電極觸點(diǎn)三裸露在外；所述中層氧化鋯基板通過沖切加工成第一測(cè)量腔、第二測(cè)量腔和參比空氣通道。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括所述電極觸點(diǎn)一數(shù)量為三個(gè)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括所述電極觸點(diǎn)二數(shù)量為兩個(gè)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括所述電極觸點(diǎn)三數(shù)量為三個(gè)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括所述上層氧化鋯基板、中層氧化鋯基板、底層氧化鋯基板、絕緣包裹層之間通過疊層和共燒工藝集成為一體。