[发明专利]集成片式氧传感器及其制作方法

权利要求书

1.一种集成片式氧传感器，该传感器包括氧化锆基体(1)，其特征是，氧化 锆基体(1)由上层氧化锆基板(11)和下层氧化锆基板(15)构成，上层氧化 锆基板(11)的外表面带有测量电极(12)，上层氧化锆基板(11)的内表面带 有参比电极(13)和狭长缝隙(14)，下层氧化锆基板(15)的内表面直接和狭 长缝隙(14)接触，下层氧化锆基板(15)的外表面上覆盖氧化铝陶瓷绝缘层 (16)，氧化铝陶瓷绝缘层(16)直接和铂加热元件(23)集成在一起，加热电 极片(24)和铂加热元件(23)在氧化锆基体(1)的外表面上直接连接在一起， 氧化锆基体(1)的最外层设有多孔陶瓷保护层(18)，所述上层氧化锆基板(11) 的内表面通过电极连接通孔(20)和外表面的内电极连接片(19)相连。

2.根据权利要求1所述的集成片式氧传感器，其特征是，所述狭长缝隙(14) 为15微米到50微米厚。

3.一种集成片式氧传感器的制作方法，其特征是：包括以下步骤：

第一步，将5％摩尔氧化钇的氧化锆粉末同PVB、松油醇和邻苯二甲酸二丁 酯(DBP)以70～86∶6～12∶4～9∶4～9的质量比混合球磨制备成浆体，然后通 过双刀口技术流延成型，自然干燥后制成氧化锆生坯带，再通过模具冲压成基 片坯体，即上层氧化锆基板(11)；然后将含有70％～90％铂粉的电极浆料和导 电浆料分别印刷在上层氧化锆基板(11)的内、外表面，形成参比电极(13) 和测量电极(12)；内表面电极通过上层氧化锆基板(11)末端冲压形成的电极 连接通孔(20)与外表面的内电极连接片(19)相连；

第二步，将石墨粉、PVB、松油醇和柔软剂以30～46∶20～30∶16～24∶10～24 的质量比混合充分，形成可丝网印刷浆料，并将该浆料印刷并覆盖在内表面电 极上；参比空气扩散缝隙印刷层(21)宽度介于上层氧化锆基板(11)和参比 电极(13)宽度之间，厚度要达到15到50微米，烧结后就会形成狭长缝隙(14)；

第三步，将5％摩尔氧化钇的氧化锆粉末同PVB、松油醇和邻苯二甲酸二丁 酯(DBP)以70～86∶6～12∶4～9∶4～9的质量比混合球磨制备成浆体，然后通 过双刀口技术流延成型，自然干燥后制成氧化锆生坯带，再通过模具冲压成基 片坯体，即下层氧化锆基板(15)；将含有纯度达到97％以上的氧化铝粉末的浆 料印刷在下层氧化锆基板(15)的外表面，制备氧化铝陶瓷绝缘层(22)；然后 将含有铂粉的导电浆料印刷在该氧化铝陶瓷绝缘层(22)上，并一次印刷形成 铂加热元件(23)和加热电极片(24)；

第四步，接下来，用含有氧化锆粉的粘合剂将上层氧化锆基板(11)和下 层氧化锆基板(15)层叠在一起，加热至40～60度同时压紧密实，再将测量电 极(12)端浸入含有镁铝尖晶石的浆料中提拉，形成包裹一体的多孔陶瓷保护 层(18)；

第五步，合并包裹成一体的生坯在1300～1500度高温烧结1～3个小时，制 备出集成片式氧传感器。