[发明专利]片式氧传感器的敏感元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种片式氧传感器的加热电阻，属于片式氧传感器技术领域。

背景技术

氧传感器是现代汽车中一个非常重要的传感器，用于检测汽车排放尾气中氧含量。现有的汽车氧传感器主要分为管式氧传感器和片式氧传感器，它们的敏感元件需要被加热到700摄氏度才能正常工作。其中片式氧传感器敏感元件的分解结构如图1所示，信号外电极1、信号内电极3和加热电阻6分别被涂印在信号基片2和加热基片7上，几层基片叠压在一起后烧结而成。这样加热电阻直接制作在敏感元件内部，片式氧传感器就加热升温快，可以在较短的时间内开始工作。

通常在片式氧传感器上涂印的加热电阻图案如图2所示，如果增大头部加热区域61的电阻占整个电阻的比值，头部的加热效率会更高，升温更快。但是这种加热电阻图案发热不均匀也会使敏感元件受热应力损坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能使敏感元件上涂印的加热电阻头部有效加热区域升温更快、发热均匀、减小热应力冲击的片式氧传感器的敏感元件。

本发明的技术方案是：

一种片式氧传感器的敏感元件，包括信号外电极、信号内电极和加热电阻，信号外电极、信号内电极被涂印在信号基片的正、反两面，加热电阻被涂印在加热基片上，信号内电极和加热电阻之间还包括空腔基片和中间基片，加热电阻包括加热区域和引线，加热电阻的加热区域为两条并列的波浪形发热线。

加热区域的两条并列的波浪形发热线外侧的间距小于波浪形发热线内侧的间距，引线的宽度是发热线宽度的3-4倍。

有益效果：本发明改变涂印在基片上加热电阻的发热头部的图案，由原来四根纵向首尾相连的发热线改为两条纵向的波浪形发热线，这样在加热区域内布置了比以前更长的发热线。波浪形发热线外侧的间距比内侧的间距要略小，能消除外侧散热带来的发热不均的影响。加热电阻宽的引线是慢慢变细过渡到细的发热线的，防止加热电阻上温度阶梯变化对加热基片的损坏。可以提高片式氧传感器的加热效率和升温速度，加热电阻发热均匀，可减小热应力对敏感元件的损坏。

附图说明

图1是片式氧传感器敏感元件的分解结构示意图；

图2是传统的片式氧传感器加热电阻样式示意图；

图3是本发明的片式氧传感器加热电阻样式示意图；

图4是本发明的片式氧传感器加热电阻的局部示意图。

图中：1—信号外电极、2—信号基片、3—信号内电极、4—空腔基片、5—中间基片、6—加热电阻、7—加热基片、61—加热区域、62—引线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

一种片式氧传感器的敏感元件，包括信号外电极1、信号内电极3和加热电阻6，信号外电极1、信号内电极3被涂印在信号基片2的正、反两面，加热电阻6被涂印在加热基片7上，信号内电极3和加热电阻6之间还包括空腔基片4和中间基片5，加热电阻6包括加热区域61和引线62，加热电阻6的加热区域61为两条并列的波浪形发热线。

加热区域61的两条并列的波浪形发热线外侧的间距a小于波浪形发热线内侧的间距b，引线62的宽度d是发热线宽度c的3-4倍。

如图3所示，在加热区域61内的发热线采用两列波浪形，这一段波浪形线长比图2中加热区域61内的线长增加了20%以上。片式氧传感器烧结成型后，测得常温下加热区域所占电阻比值由原来的60%提高到80%以上。

如图4所示，考虑到加热区域61外侧散热的影响，波浪线外侧的间距a比波浪线内侧的间距b小。这样波浪形发热线虽然会向外侧散热，但是外侧发热也更多。为减小加热电阻引线62占整个加热电阻6的比值，加热电阻引线62的宽度d是加热线宽度c的3—4倍，引线和加热线连接处是线宽逐渐减小的。

给片式氧传感器成品施加电压加热，测得芯片到达700℃的时间比原来缩短了一半，并且没有芯片受高温冲击开裂的现象。