JPH03186751A

JPH03186751A - ガスセンサ

Info

Publication number: JPH03186751A
Application number: JP32801189A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Tsujimura; 辻村　俊幸; Masayuki Shiratori; 白鳥　昌之; Yuji Nakamura; 裕司中村
Original assignee: Toshiba Corp; Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1989-12-18
Filing date: 1989-12-18
Publication date: 1991-08-14
Anticipated expiration: 2014-03-08
Also published as: JP2865339B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、例えば還元性ガスを検出して電気信号を出力
する平板形のガスセンサに関する。

（従来の技術）一般に、大気中の還元性ガスを検出するガスセンサとし
て、ｎ型半導体である５ｎ０２、ＺｎＯ，およびＦｅ２
Ｏ，等の金属酸化物の焼結体を用いたタイプのものが知
られている。そして、このようなタイプのガスセンサは
、上記金属酸化物が還元性ガスに接触すると電気伝導度
を増大させる現象（換言すると、電気抵抗値を減少させ
る現象）を利用したものである。

また、近年、前述したような焼結体を用いたタイプのガ
スセンサに代えて被膜タイプのガスセンサに関する研究
が、ガスセンサを微小化および多機能化しようとする要
求に応えて進められている。

つまり、この被膜タイプのガスセンサは、第３図に示す
ように平板形の感ガス部１を有するもので、セラミック
などからなる基板２の内部あるいは裏面等に、印刷によ
り形成されたヒータ（図示しない）を設けるとともに、
この基板２に上述したような金属酸化物を種々の薄膜形
成性により被着させ実装して感ガス体３を形成した構造
のものである。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上述のような被膜タイプのガスセンサでは、
基板に印刷されてパターンを形成したヒータの抵抗にば
らつきがあり、実際にヒータに一定な設定電圧を加える
と感ガス体３の温度にばらつきが生じる。つまり、例え
ば、常温でヒータの抵抗値が約２０Ωのヒータ付基板に
５．Ｏｖの電圧を印加すると、感ガス体３の温度は約４
５０℃になる。そして、ヒータの抵抗値が１Ω変化する
毎に、感ガス体３の塩度は約１０℃変化する。

そして、具体的には、ヒータの抵抗値が２０〜２２Ωの
複数の基板に一定の電圧を印加して比較すると、例えば
、抵抗値が２２Ωのヒータを有する基板の感ガス体の温
度は、抵抗値が２０Ωのヒタを有する基板の感ガス体の
温度よりも約２０℃低くなる。

すなわち、従来のガスセンサは、ヒータの抵抗値のばら
つきにより特性歩留まりに影響をうけることがあった。

また、所望のヒータ抵抗値の基板を選定して利用するよ
うにした場合にはコスト高になるという不具合があった
。

本発明の目的とするところは、感ガス体の温度のばらつ
きを簡単に低減でき、特性歩留まりの低下を防止するこ
とが可能なガスセンサを提供することにある。

［発明の構成コ（課題を解決するための手段および作用）上記目的を達
成するために本発明は、ヒータを印刷されこのヒータに
よって加熱されるヒータ付の基板に感ガス体を設けると
ともに基板に複数の導電性リードを熱伝的に接合してな
る感ガス部を備えたガスセンサにおいて、導電性リード
に、感ガス体の温度状態に応じて任意に切断・除去され
る感ガス体温度調節用放熱部を熱伝的に設けたことにあ
る。

こうすることによって本発明は、感ガス体の温度のばら
つきを簡単に低減でき、特性歩留まりの低下を防止でき
るようにしたことにある。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図および第２図に基づい
て説明する。なお、従来の技術の項で説明したものと重
複するものについては同一番号を付し、その説明は省略
する。

第１図は本発明の一実施例を示すもので、図中】、は、
ベース４上に配置されステンレスネット５により覆われ
た感ガス部である。この感ガス部１は平板形のもので、
セラミック等からなる矩形状の裁板２の板面中央部に、
金属酸化物を被着させてなる感ガス体３を形成している
。そして、感ガス部１は、基板２の内部或いは裏面等に
、印刷により形成された抵抗加熱式のヒータ（図示しな
い）を有している。

また、感ガス部１は、基板２の隅部にポンディングパッ
ド６ａ、６ｂ、および、ヒータ用パッド７ａ、７ｂを形
成され、これら各バッド６ａ。

６ｂ、７ａ、７ｂをそれぞれ対角的に配置されている。

そして、ポンディングパッド６ａ、６ｂに感ガス体３の
電極（図示しない）を、ボンディングワイヤ７−１７を
介して接続しており、さらに、ヒータ用パッド７ａ、７
ｂを上記ヒータに接合しでいる。

さらに、感ガス部１は、ベース４を貫通した４本のリー
ドピン８・・・に各々の一端部を接続された電極用リー
ド９ａ、９ｂ及びヒータ用リード１０ａ、１．Ｏｂ（後
述する）の他端部を、これらと対応するポンディングパ
ッド６　ａ　ｓ　６　ｂ及びヒータ用パッド７ａ、７ｂ
に接続している。そして、感ガス部１は、これら電極用
リード９ａ、９ｂ及びヒータ用リード１０ａ、１０ｂに
よってステンレスネット５の中央部に支持されている。

上記電極用リード９ａ、９ｂおよびヒータ用リード１０
ａ、１０ｂ　（以下、単にリード９ａ。

９　ｂ、　１０　ａ、　１０　ｂと称する）は、例えば
ニッケル、ニッケルー鉄合金等の素材からなり、第２図
に示すように矩形枠状のリードフレーム１１に一体に成
形されたのち、このリードフレーム１１から切離された
ものである。そして、リード９ａ。

９ｂ、１０ａ、１０ｂは、す〜ドフレーム１１の互いに
平行な２辺１１ａ、ｌｌｂから中央側へ略垂直に２本ず
つ延びている。

さらに、リード９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂはその途中
の部分を、リードフレーム１１の上記２辺１１ａ、１１
ｂに対して直角な方向および平行な方向にそれぞれ湾曲
させている。そして、リド９　ａ　１９　ｂ　ｓ　１０
　ａ　−１０ｂは、その先端部の位置関係を、基板２の
４つの隅部にそれぞれ到達させるよう設定されている。

また、各リード９ａｓ　９ｂ％　１０ａ、１０ｂには感
ガス体温度調整用放熱部（以下、放熱部と称する）１２
ａ〜１２ｄが一体に設けられている。

この放熱部１２ａ〜１２ｄは矩形板状に底形されたもの
で、細幅部１３ａ〜１３ｄを介して各リード９ａｓ　９
ｂｓ　１０ａ、１０ｂに、その長手方向をリード９　ａ
　ｓ　９　ｂ　ｓ　１０　ａ　１１０　ｂの延びる方向
に略平行に沿わせた状態で、熱伝的に結合している。

そして、この放熱部１２ａ〜１２ｄは、リード９　ａ　
ｓ　９　ｂ　ｓ　１０　ａ　ｓ　１０　ｂの、上記リー
ドピン８・・・に接続される部位の近傍の部位に配置さ
れている。さらに、各放熱部１２ａ〜１２ｄはその体積
（および、表面積等）の値を、各リード９　ａ　ｓ９ｂ
、１０ａ、１０ｂの体積（および、表面積等）の値の１
／４になるよう設定されている。

すなわち、上述のような構成のガスセンサでは、各リー
ド９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂの体積（および、表面積
等）はそれぞれ略等しく設定されており、例えば前記ヒ
ータに一定の値の電圧を印加し感ガス部１をその温度が
４５０℃になるよう加熱した場合、−本のリード９ａか
らの放熱量は、感ガス部１の温度を約２０℃低下させる
量に相当している。

そして、各リード９ａｓ　９ｂ、１０ａ、１０ｂにそれ
ぞれ放熱部１２ａ〜１２ｄを設けており、さらに、放熱
部１２ａ〜１２ｄの体積（および、表面積等）をリード
９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂの体積（および、表面積等
）の１７４の値に設定しているから、例えば１つの放熱
部を切断し３つの放熱部を残して放熱した場合には、４
つの放熱部１２ａ〜１２ｄを全て残して放熱した場合に
比べて、感ガス部１の温度を約５℃高めることができる
。

つまり、ヒータの抵抗値が２０Ωの基板を用いる場合に
は放熱部１２ａ〜１２ｄの切断数をゼロとして４つの放
熱部１２ａ〜１２ｄで放熱し、上記抵抗値が０．５Ω以
内で変化する毎に１つの放熱部を切断して除去するよう
にすると、上記抵抗値が２１．５Ω以上２２Ω以内の基
板を用いる場合には４つの放熱部１２ａ〜１２ｄを全て
切断することになる。そして、こうすることによって実
際には、感ガス部１の温度は４５０〜４５５℃となり、
感ガス部１の温度のばらつきは５℃以内となった。

したがって、上述した実施例によれば、放熱部１２８〜
１２ｄを感ガス部１のヒータの抵抗値に合わせて任意に
選択し切断することにより、感ガス部１の表面温度のば
らつきを吸収し低減することができる。

ここで、第１図は、２つの放熱部１２ａ１１２ｂを切断
・除去した状態を示している。

また、本実施例では、放熱部１２ａ〜１２ｄをリード９
ａｓ　９ｂ、１０ａ、１０ｂの、リードピン８・・・へ
の接続部位の近傍に配置しているので、放熱部１２ａ〜
１２ｄの切断を、リード９ａ。

９ｂ、１０ａ、１０ｂをリードフレーム１１から切り出
す一般の自動切断機により行うことが可能である。

なお、本実施例では放熱部１２ａ〜１２ｄの形状を矩形
状とし、数を４つとしているが、本発明はこれらに限定
されるものではなく、放熱部の形状および数を種々に変
更することが可能である。

［発明の効果］以上説明したように本発明は、ヒータを印刷されこのヒ
ータによって加熱されるヒータ付の基板に感ガス体を設
けるとともに基板に複数の導電性リードを熱伝的に接合
してなる感ガス部を備えたガスセンサにおいて、導電性
リードに、感ガス体の温度状態に応じて任意に切断・除
去される感ガス体温度調節用放熱部を熱伝的に設けたも
のである。

したがって本発明は、感ガス体の温度のばらつきを簡単
に低減でき、特性歩留まりの低下を防止できるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例を示もすので第
１図は斜視図、第２図はリードのリードフレームから切
り出す前の状態を示す正面図、第３図は従来例を示す斜
視図である。

Claims

【特許請求の範囲】

　ヒータを印刷されこのヒータによって加熱されるヒー
タ付の基板に感ガス体を設けるとともに上記基板に複数
の導電性リードを熱伝的に接合してなる感ガス部を備え
たガスセンサにおいて、上記導電性リードに、上記感ガ
ス体の温度状態に応じて任意に切断・除去される感ガス
体温度調節用放熱部を熱伝的に設けたことを特徴とする
ガスセンサ。