[发明专利]一种带保护帽涂层的氮氧传感器芯片

说明书

本发明公开了一种带保护帽涂层的氮氧传感器芯片，包括氧化锆芯片，所述氧化锆芯片内设置有第一内电极、第二内电极、第三内电极、第四内电极和加热电极，所述氧化锆芯片外表面局部位置设置有置物凹槽，所述置物凹槽内设置有外电极，所述氧化锆芯片的加热区包覆有保护帽，所述保护帽包括第一保护涂层和第二保护涂层，所述第一保护涂层包覆住第二保护涂层，所述第一保护涂层和第二保护涂层均为多孔结构。上述技术方案，结构设计合理、水蒸气挥发效果好、工作可靠、使用寿命长且实用性好。

技术领域

本发明涉及氮氧传感器技术领域，具体涉及一种带保护帽涂层的氮氧传感器芯片。

背景技术

氮氧传感器为了获得较高的测量精度，工作时需要将传感和测量部位的温度一直维持在850℃左右，但是，现有的氮氧传感器的结构存在不足：在工作的过程中部分产品容易出现氧化锆芯片的开裂情况，第一是在快速的启动过程中，有一定的比例会出现芯片开裂，从而导致产品失效，也是各大氮氧传感器厂家共同的问题；第二在湿度大的情况下，容易出现芯片受到湿气甚至水珠的影响，加热时瞬间开裂，在沿海地区氮氧传感器的寿命会大大降低，使用寿命短，实用性差。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种结构设计合理、水蒸气挥发效果好、工作可靠、使用寿命长且实用性好的带保护帽涂层的氮氧传感器芯片。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种带保护帽涂层的氮氧传感器芯片，包括氧化锆芯片，所述氧化锆芯片内设置有第一内电极、第二内电极、第三内电极、第四内电极和加热电极，所述氧化锆芯片外表面局部位置设置有置物凹槽，所述置物凹槽内设置有外电极，所述氧化锆芯片的加热区包覆有保护帽，所述保护帽包括第一保护涂层和第二保护涂层，所述第一保护涂层包覆住第二保护涂层，所述第一保护涂层和第二保护涂层均为多孔结构。

本发明进一步设置为：所述第二保护涂层的孔隙率大于第一保护涂层的孔隙率。

本发明还进一步设置为：所述第二保护涂层的厚度为180-200微米，气孔率为30％-45％。

本发明还进一步设置为：所述第一保护涂层的厚度为180-200微米，气孔率在20％-30％。

本发明还进一步设置为：所述第一保护涂层和第二保护涂层均为多孔氧化铝涂层。

本发明还进一步设置为：所述氧化锆芯片包括基板，所述基板的一侧从外至内依次设置有开口、第一腔室和第二腔室，所述第一内电极设置在第一腔室内，所述第二内电极设置在第二腔室内。

本发明还进一步设置为：所述第一内电极和外电极用于调节第一腔室内氧气浓度；所述第二内电极和外电极用于调节第二腔室内氧气浓度；所述第三内电极和外电极用于调节第三内电极表面的氧气浓度。

本发明还进一步设置为：所述第四内电极为参比电极，所述第一内电极和第四内电极用于测量第一腔室内氧气浓度，所述第二内电极和第四内电极用于测量第二腔室内氧气浓度。

本发明的优点是：与现有技术相比，本发明结构设置更加合理，保护帽可以大大降低氧化锆芯片在迅速加热过程中所带来的热应力；在正常工作的过程中保护帽表面温度在400-500℃，比原来芯片表面温度要低200-300℃，可降低尾气对芯片的温差冲击；尤其是在氮氧传感器处于湿度比较大的环境时，在氧化锆芯片的表面会形成水珠，此时如果芯片迅速加热，就有可能会导致芯片的淬裂，这也是氮氧传感器多年来失效的主要模式，添加该保护帽后，多空保护层会吸收一定的水汽，在加热过程中，由于其多孔结构有利于水蒸气的挥发，可以阻隔对氧化锆芯片的伤害，从而提高氮氧传感器的整体寿命。结构设计合理、水蒸气挥发效果好、工作可靠、使用寿命长且实用性好。

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

具体实施方式