[发明专利]一种基于氧化物绝缘浆料的车用氧传感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及传感器，尤其涉及一种基于氧化物绝缘浆料的车用氧传感器及其制造方法。

背景技术

近年来随着汽车市场的发展，汽车进入每家每户已经是一种趋势，但是汽车尾气已成为主要的大气污染源之一，尤其是2013年初，北京地区遭遇的多日的雾霭阴霾天气，PM2.5超标三倍之多，使人民的生活品质遭到了很大的威胁，雾霭天气会引起鼻炎，支气管炎，长久处于这种环境还会诱发肺癌。2013年1月1日，我国已经全面启动国四排放标准来控制汽车尾气对大气的污染，而车用氧传感器是唯一一个对废气进行检测的传感元件。现有的片式氧传感器的制备主要采用丁酮，二甲苯体系流延得到流延片和使用过渡层控制传感器的绝缘性，使用异物填充得到空气通道，在烧结过程中会有残留物存在，影响传感器的灵敏度，同时，传感器制造过程中使用的有机溶剂多数为丁酮、二甲苯等有毒溶剂，容易污染环境，并且对人体健康造成危害。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种基于氧化物绝缘浆料的车用氧传感器及其制造方法，该车用氧传感器的各层基体，尤其是绝缘层均采用特选氧化物制成，各基体层具有好的烧结结合度，并且该传感器具有较好的灵敏度，提高了产品质量。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种基于氧化物绝缘浆料的车用氧传感器，其包括有由上至下层叠设置的敏感层基体、空气通道层、空气通道支撑体和加热层基体，所述敏感层基体的上表面依次印制有外工作电极和多孔保护层，该敏感层基体的下表面印制有内工作电极，所述空气通道层上对应所述内工作电极开设有空气通道，所述加热层基体的上表面依次印制有第一绝缘层、加热电极和第二绝缘层，所述加热层基体的下表面依次印制有第三绝缘层和加热导电引脚，所述外工作电极与内工作电极通过导电引孔电性连接，所述加热电极与加热导电引脚通过导电引孔电性连接，其中，所述第一绝缘层、第二绝缘层和第三绝缘层由绝缘浆料制成，所述绝缘浆料包括以下重量份的物质：由氧化物构成的无机粉体4-6份，有机载体2-4份，助剂1-3份。

优选地，所述绝缘浆料包括以下重量份的物质：无机粉体5份，有机载体3份，助剂2份，其中，所述无机粉体包括以下重量份的物质：氧化铝20份，氧化锆1份，其中氧化铝为α相低温烧结氧化铝6份和γ相粒径＜15nm的氧化铝14份的混合物；所述有机载体为水浴处理后的混合液，该有机载体包括以下重量份的物质：松油醇25份，乙基纤维素1份；所述助剂包括以下重量份的物质：分散剂6份，粘结剂3份，流平剂3份，触变剂1份。

优选地，所述敏感层基体的厚度为：0.5-0.7mm，所述空气通道层的厚度为0.3-0.4mm，所述空气通道支撑体的厚度为0.2-0.3mm，所述加热层基体的厚度为0.5-0.7mm。

优选地，所述加热电极的厚度为10-15um，所述外工作电极和内工作电极的厚度均为10-15um，所述第一绝缘层、第二绝缘层和第三绝缘层的厚度均为30-35um，多孔保护层厚度为70-80um。

一种基于氧化物绝缘浆料的车用氧传感器制造方法，其包括如下步骤：步骤S1，制备绝缘浆料，所述绝缘浆料包括以下重量份的物质：无机粉体4-6份，有机载体2-4份，助剂1-3份，将无机粉体、有机载体和助剂混合，并且用行星球磨机球磨后得到绝缘浆料，其物理性质为温度25℃时粘度为100±20Pa·s，附着力为12N/mm²，电阻率为3.1x10¹²Ω·cm；步骤S2，利用冲裁模具，将敏感层基体、空气通道层、空气通道支撑体和加热层基体分别按预设厚度裁片，再分别冲裁定位孔和导电引孔，之后对空气通道层冲裁空气通道；步骤S3，利用丝网印刷设备，在加热层基体的上表面依次印刷第一绝缘层、加热电极和第二绝缘层，在加热层基体的下表面依次印刷第三绝缘层和加热导电引脚，在敏感层基体的上表面依次印刷外工作电极和多孔保护层，在敏感层基体的下表面印刷内工作电极；步骤S4，将敏感层基体、空气通道层、空气通道支撑体和加热层基体依次层叠，利用温等静压机在真空条件下以预设压力叠层，之后用冲裁磨具冲裁成预设尺寸，得到传感器生坯；步骤S5，传感器生坯上覆盖多孔承烧压板，用烧结炉烧结。