一种高强度氮氧传感器芯片制作方法与流程

本发明涉及汽车氮氧化合物传感器芯片领域，具体是指一种高强度氮氧传感器芯片制作方法。

背景技术：

1、氮氧化合物是一种气体污染物，国家根据环境保护的要求，把氮氧化物和氨氮都列入了约束性指标，其中最重要的就是机动车的氮氧化物排放。中国重型车国iv、国v方案大部分采用选择性催化还原(scr)方案，该方案可以选择性地将尾气中的氮氧吸附于催化剂，通过向催化剂喷射尿素，以还原反应将氮氧分解成氮和水后排放，尿素的喷射量是由氮氧传感器检测到的氮氧的实时含量来确定，喷射量过多过少都会对环境造成污染，因此，氮氧传感器作为scr方案的关键技术和关键零件之一，对控制和减少氮氧的排放起着至关重要的作用。

2、目前氮氧传感器芯片主要由多层氧化锆流延片层叠在一起组成，并在不同层间印刷功能电极、引线、加热器、腔室等结构。大面积的图案印刷与腔室结构会对氮氧传感器芯片整体的强度以及不同氧化锆流延片层之间的结合力造成影响，使氮氧传感器芯片的强度下降，严重情况会使氧化锆流延片层与层之间开裂，最终造成氮氧传感器芯片失效。

3、氮氧传感器芯片的质量直接决定了氮氧传感器测量尾气中氮氧化物含量的准确性。氮氧传感器结构复杂，层与层之间有各种功能印刷层以及各种腔室，复杂的工艺和结构使得氮氧传感器在装配，测试以及后续使用过程中容易受到损坏。

技术实现思路

1、本发明要解决上述技术问题，提供一种高强度氮氧传感器芯片制作方法，提高芯片层间结合力避免开裂，同时也大大提高了氮氧传感器芯片的强度，解决了氮氧传感器芯片层间易开裂及强度较低容易损伤的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

3、一种高强度氮氧传感器芯片制作方法，包括首先将单层流延片通过静压叠合成不同的功能层，在不同的功能层印刷相应的功能图案，在不同功能层之间及最外层流延片表面印刷氧化铝晶须印刷浆料，每次印刷完成后都需要在烘箱60℃烘干30min，后续通过叠片，静压，热切步骤制作芯片生坯，最后在烧结炉内经过450℃以下排胶，芯片生坯内的溶剂和有机添加剂全部排出，烧结炉温度升到1450℃保温4h，氮氧传感器芯片生坯最终烧结成为氮氧传感器芯片；

4、所述氧化铝晶须印刷浆料由15-20份溶剂、1-2份分散剂、20-40份氧化锆粉体、20-40份氧化铝粉体、10-20份氧化铝晶须、1-2份增塑剂、6-7份粘结剂组成；

5、所述氧化铝晶须印刷浆料的制备方法，具体为：准备一个球磨罐，加入氧化锆球磨珠，加入15-20份溶剂，1-2份分散剂，200r/min球磨2h；加入20-40份氧化锆粉体，20-40份氧化铝粉体，10-20份氧化铝晶须，100r/min球磨2h；加入1-2份增塑剂，6-7份粘结剂，100r/min球磨8h，球磨后倒出浆料在0.3-0.8mpa负压下真空脱泡，在三辊研磨机上进行轧制，得到均匀稳定的氧化铝晶须印刷浆料。

6、优选地，所述氧化铝粉体和氧化锆粉体的粒径为400-800nm。

7、优选地，所述氧化铝晶须的长度100-500um。

8、优选地，所述溶剂为松油醇。

9、优选地，所述分散剂为磷酸酯。

10、优选地，所述增塑剂为邻苯二甲酸丁苄酯。

11、优选地，所述粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛。

12、采用以上配方后，本发明具有如下优点：

13、通过在层间印刷氧化铝晶须印刷浆料，利用晶须增韧的原理提高芯片的强度，从而形成氧化铝晶须增强层，不仅可以提高芯片层间结合力避免开裂，同时也大大提高了氮氧传感器芯片的强度，有效解决了传统氮氧传感器芯片强度低，容易受到损坏的问题，增强了氮氧传感器芯片的强度，进而提高了氮氧传感器芯片的使用寿命。

14、上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

技术特征：

1.一种高强度氮氧传感器芯片制作方法，其特征在于，包括首先将单层流延片通过静压叠合成不同的功能层，在不同的功能层印刷相应的功能图案，在不同功能层之间及最外层流延片表面印刷氧化铝晶须印刷浆料，每次印刷完成后都需要在烘箱60℃烘干30min，后续通过叠片，静压，热切步骤制作芯片生坯，最后在烧结炉内经过450℃以下排胶，芯片生坯内的溶剂和有机添加剂全部排出，烧结炉温度升到1450℃保温4h，氮氧传感器芯片生坯最终烧结成为氮氧传感器芯片；

2.根据权利要求1所述一种高强度氮氧传感器芯片制作方法，其特征在于：所述氧化铝粉体和氧化锆粉体的粒径为400-800nm。

3.根据权利要求1所述一种高强度氮氧传感器芯片制作方法，其特征在于：所述氧化铝晶须的长度100-500um。

4.根据权利要求1所述一种高强度氮氧传感器芯片制作方法，其特征在于：所述溶剂为松油醇。

5.根据权利要求1所述一种高强度氮氧传感器芯片制作方法，其特征在于：所述分散剂为磷酸酯。

6.根据权利要求1所述一种高强度氮氧传感器芯片制作方法，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸丁苄酯。

7.根据权利要求1所述一种高强度氮氧传感器芯片制作方法，其特征在于：所述粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛。

技术总结
本发明涉及一种高强度氮氧传感器芯片制作方法，属于汽车氮氧化合物传感器芯片领域，所述氧化铝晶须印刷浆料由15‑20份溶剂、1‑2份分散剂、20‑40份氧化锆粉体、20‑40份氧化铝粉体、10‑20份氧化铝晶须、1‑2份增塑剂、6‑7份粘结剂组成；采用以上配方后，本发明具有如下优点：通过在层间印刷氧化铝晶须印刷浆料，利用晶须增韧的原理提高芯片的强度，从而形成氧化铝晶须增强层，不仅可以提高芯片层间结合力避免开裂，同时也大大提高了氮氧传感器芯片的强度，有效解决了传统氮氧传感器芯片强度低，容易受到损坏的问题，增强了氮氧传感器芯片的强度，进而提高了氮氧传感器芯片的使用寿命。

技术研发人员：田瑞,孟喜柱,尹亮亮,李金春
受保护的技术使用者：徐州芯源诚达传感科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23