JPH01227954A - ガスセンサの製造方法 - Google Patents
ガスセンサの製造方法Info
- Publication number
- JPH01227954A JPH01227954A JP5410988A JP5410988A JPH01227954A JP H01227954 A JPH01227954 A JP H01227954A JP 5410988 A JP5410988 A JP 5410988A JP 5410988 A JP5410988 A JP 5410988A JP H01227954 A JPH01227954 A JP H01227954A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- substrate
- gas sensor
- tin oxide
- sensitizer
- Prior art date
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- Pending
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はｎ型酸化物半導体を感ガス材料として構成し、
ガス漏れ警報器やガス漏れ遮断器などに用イルガスセン
サの製造方法に関する。
ガス漏れ警報器やガス漏れ遮断器などに用イルガスセン
サの製造方法に関する。
（従来の技術）
酸化鯖や酸化亜鉛などのｎ型半導体を用いたガスセンサ
はガスに触れたときの抵抗変化を利用するもので例えば
固定抵抗と組合わせてブリッジを形成し、このブリッジ
の出力で大気中での可燃性ガスを検出し、警報器やガス
遮断弁を閉じる。このようなガスセンサの従来の製造方
法の一例を述べると、粉末状の酸化錫に貴金属の可溶性
塩の水溶液を含浸後乾燥し、次いで加熱して熱分解する
ことによって、増感剤としての貴金属またはその酸化物
を酸化錫粉末に相持させ、この貴金属またはその酸化物
を担持した酸化錫粉末を絶縁基板上に焼き付けて感ガス
層を形成して完成する。
はガスに触れたときの抵抗変化を利用するもので例えば
固定抵抗と組合わせてブリッジを形成し、このブリッジ
の出力で大気中での可燃性ガスを検出し、警報器やガス
遮断弁を閉じる。このようなガスセンサの従来の製造方
法の一例を述べると、粉末状の酸化錫に貴金属の可溶性
塩の水溶液を含浸後乾燥し、次いで加熱して熱分解する
ことによって、増感剤としての貴金属またはその酸化物
を酸化錫粉末に相持させ、この貴金属またはその酸化物
を担持した酸化錫粉末を絶縁基板上に焼き付けて感ガス
層を形成して完成する。
このような感ガス層を形成したガスセンサを３００〜５
０００Ｃに加熱した状態で大気中に設置すると、その粒
子表面に酸素を解陥吸汝し、粒子表面が高抵抗化した状
態になる。この状態で例えは空気中に漏れたＬＰガスや
都市ガスなどの可燃性ガスが接触すると、これが粒子表
面の吸着ｔＲ”Ａと反応して吸着ガスが脱離し、電子伝
導性が増大する。
０００Ｃに加熱した状態で大気中に設置すると、その粒
子表面に酸素を解陥吸汝し、粒子表面が高抵抗化した状
態になる。この状態で例えは空気中に漏れたＬＰガスや
都市ガスなどの可燃性ガスが接触すると、これが粒子表
面の吸着ｔＲ”Ａと反応して吸着ガスが脱離し、電子伝
導性が増大する。
すなわち抵抗値は低下する。この可燃性ガスの接触によ
る抵抗値の変化を利用する。
る抵抗値の変化を利用する。
（発明が解決しようとする課題）
このようなガスセンサはガス感度すなわち清浄大気中で
の抵抗値ＲＯと可燃性ガスが接触したときの抵抗値Ｒｇ
との比が高いものが望ましく、現状では十分とは言い難
かった。
の抵抗値ＲＯと可燃性ガスが接触したときの抵抗値Ｒｇ
との比が高いものが望ましく、現状では十分とは言い難
かった。
本発明の目的はガス感度が高く長期安定性に優れたガス
センサの製造方法を提供することにある。
センサの製造方法を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
上述Ｑ）課題を解決するため本発明は、ｎ型酸化物半導
体を感ガス材料とする焼結形牛導体式ガスセンサの製造
方法において、ｎ型酸化物半導体の粉末を絶縁基板上に
塗布し焼き付けて感ガス増を形成したのち、この感ガス
層に増感剤としてＱ）可溶性塩溶液を含浸し、この可溶
性塩を熱分解するものであり、この可溶性塩は少な（と
も塩化パラジウムと塩化白金酸のいずれかを含むもので
ある。
体を感ガス材料とする焼結形牛導体式ガスセンサの製造
方法において、ｎ型酸化物半導体の粉末を絶縁基板上に
塗布し焼き付けて感ガス増を形成したのち、この感ガス
層に増感剤としてＱ）可溶性塩溶液を含浸し、この可溶
性塩を熱分解するものであり、この可溶性塩は少な（と
も塩化パラジウムと塩化白金酸のいずれかを含むもので
ある。
（作 用）
従来のガスセンサの製造方法は、感ガス材料に増感剤の
可溶性塩溶液を含浸後の乾燥工程で、増感剤の塩が感ガ
ス材料上に不均一に析出し易く増感剤の分散性が損なわ
れ易いこと、絶縁基ａ上に感ガス層を焼き付ける焼結工
程では、少なくとも７００°Ｃ以上の高温が必要であり
、従来の製造方法のように予め増感剤を混合したのち焼
き付ける工程では増感剤のシンタリングが起こり、ガス
感度が低下し易いという点に＋１したもので、基板上に
増感剤を含まない感ガス材料を焼き付けたのちにこび）
感ガス層に増感剤としての可溶性塩溶液を含浸し、こσ
）増感剤を比較的低温で熱分解させて、増感剤の感ガス
中における分散性をよ（シ、さらに感ガス材料の焼き付
けによる増感剤Ｑ）シンタリングを起こさせないように
したもので、この方法によれは感ガス材料ｑ）焼き付は
温度は十分高くできるから基板に対して高い付層強度を
得ることもできる。
可溶性塩溶液を含浸後の乾燥工程で、増感剤の塩が感ガ
ス材料上に不均一に析出し易く増感剤の分散性が損なわ
れ易いこと、絶縁基ａ上に感ガス層を焼き付ける焼結工
程では、少なくとも７００°Ｃ以上の高温が必要であり
、従来の製造方法のように予め増感剤を混合したのち焼
き付ける工程では増感剤のシンタリングが起こり、ガス
感度が低下し易いという点に＋１したもので、基板上に
増感剤を含まない感ガス材料を焼き付けたのちにこび）
感ガス層に増感剤としての可溶性塩溶液を含浸し、こσ
）増感剤を比較的低温で熱分解させて、増感剤の感ガス
中における分散性をよ（シ、さらに感ガス材料の焼き付
けによる増感剤Ｑ）シンタリングを起こさせないように
したもので、この方法によれは感ガス材料ｑ）焼き付は
温度は十分高くできるから基板に対して高い付層強度を
得ることもできる。
（実施例）
第１図は本発明の製造方法により間成したガスセンサの
一実施例を示す断面図であり、純度の高いアルミナ基板
１の下面にヒータ２が印刷され、その両端にはリード巌
３ａ、３ｂがボンディングされている。また基板ｌの上
面には相対する一対の［極４ａ、４ｂおよびリード線５
ａ、５ｂが形成されており、この＊ｆｆ１４ａ、４ｂの
上部と七の間には増感剤とし【のパラジウムを含有した
酸化錫層６が焼き付けられている。このガスセンサの製
造工程を次に示す。まず平均粒径５μｍ の酸化錫粉末
にコロイダルシリカと純水を加えてペース１００μｍに
印刷する。次にこＱ）印刷したペースト状の酸化錫を常
温で３時間乾燥後７５００Ｃ３０分大気中で焼き付ける
。こののちにこの酸化錫を焼き付けた基板ｌを１％塩化
パラジウム水溶液中に１紛間浸漬する。最後にこの基板
ｌを液から引き上げ常温で１時間乾燥し、さらに１１０
０Ｃ２時間、 ６００℃１時間加熱して塩化パラジウム
を分購させる。このとき、酸化錫中のパラジウムおよび
シリカの含有量はそれぞれ０．５％、３％であった。こ
のガスセンサをセンサＡと呼び従来の製造方法によるガ
スセンサと比較するためセンサＢを作成した。すなわち
センサＢは、上記と同様の酸化錫粉末を塩化パラジウム
溶液中に３０分浸漬し、乾燥後１１０℃２時間、６００
°０１時間加熱し、酸化錫粉末にパラジウムが０．５％
含有する粉末を作成し、この粉末をセンサＡと同様の組
成となるようにコロイダルシリカと純水を加えてペース
ト状とし、アルミナ基板ｌ上に１００μｍの厚さに印刷
し、さらに常温で３時間乾燥後７５０’Ｃ３０分大気中
で焼き付は第１図と同じ形状にした。なお上述のべ゛−
スト状の材料をアルミナ基板ｌに印刷したものを６００
’ｅ ３０分の条件で焼き付ける工程も試みたがこのよ
うに低い温度ではアルミナ基板ｌと酸化錫ｌ−６との密
着性か悪く、取り扱い中に剥離してしまい試料の作成は
できなかった。
一実施例を示す断面図であり、純度の高いアルミナ基板
１の下面にヒータ２が印刷され、その両端にはリード巌
３ａ、３ｂがボンディングされている。また基板ｌの上
面には相対する一対の［極４ａ、４ｂおよびリード線５
ａ、５ｂが形成されており、この＊ｆｆ１４ａ、４ｂの
上部と七の間には増感剤とし【のパラジウムを含有した
酸化錫層６が焼き付けられている。このガスセンサの製
造工程を次に示す。まず平均粒径５μｍ の酸化錫粉末
にコロイダルシリカと純水を加えてペース１００μｍに
印刷する。次にこＱ）印刷したペースト状の酸化錫を常
温で３時間乾燥後７５００Ｃ３０分大気中で焼き付ける
。こののちにこの酸化錫を焼き付けた基板ｌを１％塩化
パラジウム水溶液中に１紛間浸漬する。最後にこの基板
ｌを液から引き上げ常温で１時間乾燥し、さらに１１０
０Ｃ２時間、 ６００℃１時間加熱して塩化パラジウム
を分購させる。このとき、酸化錫中のパラジウムおよび
シリカの含有量はそれぞれ０．５％、３％であった。こ
のガスセンサをセンサＡと呼び従来の製造方法によるガ
スセンサと比較するためセンサＢを作成した。すなわち
センサＢは、上記と同様の酸化錫粉末を塩化パラジウム
溶液中に３０分浸漬し、乾燥後１１０℃２時間、６００
°０１時間加熱し、酸化錫粉末にパラジウムが０．５％
含有する粉末を作成し、この粉末をセンサＡと同様の組
成となるようにコロイダルシリカと純水を加えてペース
ト状とし、アルミナ基板ｌ上に１００μｍの厚さに印刷
し、さらに常温で３時間乾燥後７５０’Ｃ３０分大気中
で焼き付は第１図と同じ形状にした。なお上述のべ゛−
スト状の材料をアルミナ基板ｌに印刷したものを６００
’ｅ ３０分の条件で焼き付ける工程も試みたがこのよ
うに低い温度ではアルミナ基板ｌと酸化錫ｌ−６との密
着性か悪く、取り扱い中に剥離してしまい試料の作成は
できなかった。
両センサＡ、Ｂの感ガス特性を比較した結果を第２図に
示す。ここで特性の比較は両センサＡ。
示す。ここで特性の比較は両センサＡ。
Ｂをヒータ２で横軸に示すように３００〜５００°Ｃに
加熱し、清浄大気中でのセンサ抵抗ＲｏとＯｅ２９’６
イソブタン中でのセンサ抵抗Ｒｇとの比をＭ＠に示した
。第２図から本発明による製造方法のセンサＡは従来の
製造方法によるセン＋Ｂに比しガス感度が優れているこ
とがわかる。
加熱し、清浄大気中でのセンサ抵抗ＲｏとＯｅ２９’６
イソブタン中でのセンサ抵抗Ｒｇとの比をＭ＠に示した
。第２図から本発明による製造方法のセンサＡは従来の
製造方法によるセン＋Ｂに比しガス感度が優れているこ
とがわかる。
次に画センサＡ、Ｂを大気中で通電して４３０°Ｃに保
ち、一定期間毎に０．２％イソブタンに対する感度Ｒｏ
／Ｒｇを測定し、横軸に経過日数ｄａｙをとりその安定
性を比較した結果、第３図に示す折線を得た。第３図か
ら本発明により製造したセンサＡは従来の方法により製
造したセンサＢに比べ日時の経過とともにガス感度（几
ｏ／Ｋｇ）の低下することが少なく安定し【いることが
わかる。
ち、一定期間毎に０．２％イソブタンに対する感度Ｒｏ
／Ｒｇを測定し、横軸に経過日数ｄａｙをとりその安定
性を比較した結果、第３図に示す折線を得た。第３図か
ら本発明により製造したセンサＡは従来の方法により製
造したセンサＢに比べ日時の経過とともにガス感度（几
ｏ／Ｋｇ）の低下することが少なく安定し【いることが
わかる。
（発明の効果）
本発明によれは感ガス層であるｎ型酸化物半導体を基板
上に高温で決き付けたのち、増感剤を含浸してこれを熱
分解させるようにし、ｎ型酸化物半導体とこの半導体に
含浸した増感剤とを同時に７００°Ｃ以上の高温にする
ことがないから増感剤はシンタリングを起こすことなく
、ｎ型酸化物半導体の粒子表面に高分散状態で担持され
、高感度かつ安定性に優れたガスセンサを製造すること
ができる。なお本発明の製造方法は基板に感ガス層を焼
き付ける平板形のセンサ以外に感ガス層の内部にコイル
を埋設した形σ）センサに対しても同様の効果が得られ
る。
上に高温で決き付けたのち、増感剤を含浸してこれを熱
分解させるようにし、ｎ型酸化物半導体とこの半導体に
含浸した増感剤とを同時に７００°Ｃ以上の高温にする
ことがないから増感剤はシンタリングを起こすことなく
、ｎ型酸化物半導体の粒子表面に高分散状態で担持され
、高感度かつ安定性に優れたガスセンサを製造すること
ができる。なお本発明の製造方法は基板に感ガス層を焼
き付ける平板形のセンサ以外に感ガス層の内部にコイル
を埋設した形σ）センサに対しても同様の効果が得られ
る。
第１図は本発明によるガスセンサの製造方法により構成
したガスセンサの一実施例を示す断面図、第２図および
第３図は本発明による製造方法によるガスセンサと従来
の製造方法によるガスセンサの特性を比較したもので、
第２図はガス感度曲線を示す特性図、第３図は経時安定
性を示した特性図である。 ｌ：アルミナ基板、６：ｎ型酸化物半導体。 第１図 Ｃ 第２図 第３図
したガスセンサの一実施例を示す断面図、第２図および
第３図は本発明による製造方法によるガスセンサと従来
の製造方法によるガスセンサの特性を比較したもので、
第２図はガス感度曲線を示す特性図、第３図は経時安定
性を示した特性図である。 ｌ：アルミナ基板、６：ｎ型酸化物半導体。 第１図 Ｃ 第２図 第３図
Claims (1)
- １）ｎ型酸化物半導体を感ガス材料とする焼結形半導体
式ガスセンサの製造方法において、ｎ型酸化物半導体の
粉末を絶縁基板上に塗布し焼き付けて感ガス層を形成し
たのちこの感ガス層に少なくとも塩化パラジウムと塩化
白金酸のいずれかを含む可溶性塩溶液を含浸し、この可
溶性塩を熱分解することを特徴とするガスセンサの製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5410988A JPH01227954A (ja) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | ガスセンサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5410988A JPH01227954A (ja) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | ガスセンサの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01227954A true JPH01227954A (ja) | 1989-09-12 |
Family
ID=12961432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5410988A Pending JPH01227954A (ja) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | ガスセンサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01227954A (ja) |
-
1988
- 1988-03-08 JP JP5410988A patent/JPH01227954A/ja active Pending
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