JPH04115152A - 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
- JPH04115152A JPH04115152A JP2234346A JP23434690A JPH04115152A JP H04115152 A JPH04115152 A JP H04115152A JP 2234346 A JP2234346 A JP 2234346A JP 23434690 A JP23434690 A JP 23434690A JP H04115152 A JPH04115152 A JP H04115152A
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- Japan
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- heater
- solid electrolyte
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
この発明はセラミックからなる固体電解質を用いた酸素
センサ、水素センサの如きガスセンサを製造する方法特
にヒータ一部の位置をセラミ・ツクキャップとは反対の
背面側に設けたガスセンサに関するものである。
センサ、水素センサの如きガスセンサを製造する方法特
にヒータ一部の位置をセラミ・ツクキャップとは反対の
背面側に設けたガスセンサに関するものである。
〈従来の技術〉
近時セラミックすなわち安定化ジルコニアを同体電解質
として用いた酸素センサ、水素センサ等が広〈産業に利
用されるようになってきており、その小型化は達成され
ている。その構造の一例はヒーター回路を素子を覆うセ
ラミックキャップの上面に設け、またリード線はこのヒ
ーター回路および電極にそれぞれ別個に取りつけていた
が最近耐熱性セラミックの板にヒーター回路を予め設け
たヒーター板をセンサ素子の背面側に接合することが試
みられている。
として用いた酸素センサ、水素センサ等が広〈産業に利
用されるようになってきており、その小型化は達成され
ている。その構造の一例はヒーター回路を素子を覆うセ
ラミックキャップの上面に設け、またリード線はこのヒ
ーター回路および電極にそれぞれ別個に取りつけていた
が最近耐熱性セラミックの板にヒーター回路を予め設け
たヒーター板をセンサ素子の背面側に接合することが試
みられている。
その方法を説明すれば、第２図に示すように、固体電解
質１の両面に多孔質白金等からなる電極２．２を設け、
その上面を覆うセラミックからなるキャップ３を固体電
解質ｌの周縁に接合してなるセンサ素子５と、ヒーター
回路７を上面中央部に設け、周縁部にはガス通路（図示
せず）を設けたヒーター板８とをガラス等で接合９ａＬ
、た後、後工程としてヒーター回路の電気的導通（リー
ド）を得るために、ヒーター板８の上部４ｂから接合部
９ａの側縁４１、固体電解質１の側縁４Ｃ、キャップの
側縁４ｄを経て上面４ｅに至る間を金、白金、パラジウ
ム、銀等の金属、あるいはこれらの合金を用いた導電ペ
ーストを印刷焼成して電気的導通路４を形成することが
試みられていた。なお、１０はリード線である。
質１の両面に多孔質白金等からなる電極２．２を設け、
その上面を覆うセラミックからなるキャップ３を固体電
解質ｌの周縁に接合してなるセンサ素子５と、ヒーター
回路７を上面中央部に設け、周縁部にはガス通路（図示
せず）を設けたヒーター板８とをガラス等で接合９ａＬ
、た後、後工程としてヒーター回路の電気的導通（リー
ド）を得るために、ヒーター板８の上部４ｂから接合部
９ａの側縁４１、固体電解質１の側縁４Ｃ、キャップの
側縁４ｄを経て上面４ｅに至る間を金、白金、パラジウ
ム、銀等の金属、あるいはこれらの合金を用いた導電ペ
ーストを印刷焼成して電気的導通路４を形成することが
試みられていた。なお、１０はリード線である。
また他の方法は固体電解質１０周縁とヒーター板８の周
縁とを白金ペーストを用いて接合９ｂした例はあるが、
これは単にこの部分の接合を目的に白金ペーストを用い
たものであり、電気的導通を得るためには前記のような
別工程でヒーター板８の上部から固体電解質１の側縁、
キャップの側縁を経て上面に至る間を白金、銀等の導電
ペーストを印刷焼成していた。
縁とを白金ペーストを用いて接合９ｂした例はあるが、
これは単にこの部分の接合を目的に白金ペーストを用い
たものであり、電気的導通を得るためには前記のような
別工程でヒーター板８の上部から固体電解質１の側縁、
キャップの側縁を経て上面に至る間を白金、銀等の導電
ペーストを印刷焼成していた。
従ってこれらの方法によるものは工程が多く煩雑であり
、非能率的であった。
、非能率的であった。
〈発明が解決しようとする課題〉
上記のようなセンサにあっては、折角素子自体を小型に
構成しても、リードの取り付は方法が煩雑で、かつ小型
化に限界を来すという問題点があり、またセンサの製造
に当たり工程が多いという問題があった。
構成しても、リードの取り付は方法が煩雑で、かつ小型
化に限界を来すという問題点があり、またセンサの製造
に当たり工程が多いという問題があった。
本発明はこの点を改良し、小型化の達成と製作上の能率
化を達成するための製造方法の改良に関する。
化を達成するための製造方法の改良に関する。
〈課題を解決するための手段〉
請求項１の発明も請求項２の発明も、センサ本体を構成
する固体電解質の下面の縁部とヒーター板の縁部と、ま
た回路から導出する電気的導通路を形成する部分をすべ
て導電ペースト印刷で、他の回路印刷とともに形成し、
かつまたセンサ本体とヒーター板の縁部との導電ペース
ト印刷した部分を接触させて、加熱により導電ペースト
を焼成することにより、接合と電気的導通路の完成を同
時に行う方法である。
する固体電解質の下面の縁部とヒーター板の縁部と、ま
た回路から導出する電気的導通路を形成する部分をすべ
て導電ペースト印刷で、他の回路印刷とともに形成し、
かつまたセンサ本体とヒーター板の縁部との導電ペース
ト印刷した部分を接触させて、加熱により導電ペースト
を焼成することにより、接合と電気的導通路の完成を同
時に行う方法である。
なお、請求項１においては、ヒーター板の上側すなわち
同体電解質に近い方にヒーター回路が形成されているの
で、熱効率が極めてよいものが得られるが、過熱しない
ように温度制御が重要である。 請求項２においては、
ヒーター板の下側すなわち固体電解質に遠い方にヒータ
ー回路が形成されているので、熱効率はそれだけ落ちる
が、温度制御は請求項１のものより楽である。
同体電解質に近い方にヒーター回路が形成されているの
で、熱効率が極めてよいものが得られるが、過熱しない
ように温度制御が重要である。 請求項２においては、
ヒーター板の下側すなわち固体電解質に遠い方にヒータ
ー回路が形成されているので、熱効率はそれだけ落ちる
が、温度制御は請求項１のものより楽である。
〈作用〉
上記の本発明によるときは、ヒータ一部をキャップの上
面に設けてはいないが、ヒーター板の側縁部に設けたガ
ス通路により、検出ガスの流通が支障なく行われ、かつ
ヒータ一部を素子のキャップとは別個の耐熱性のあるセ
ラミックからなるヒーター板としたので、平板状のもの
を耐熱セラミックを用いて容易に製作することができ、
かつその所定の部分に導電ペーストを印刷するのである
から、ヒーター回路が過熱部分を生じないようなものが
得られやすく、センサ機能を向上することができる。
面に設けてはいないが、ヒーター板の側縁部に設けたガ
ス通路により、検出ガスの流通が支障なく行われ、かつ
ヒータ一部を素子のキャップとは別個の耐熱性のあるセ
ラミックからなるヒーター板としたので、平板状のもの
を耐熱セラミックを用いて容易に製作することができ、
かつその所定の部分に導電ペーストを印刷するのである
から、ヒーター回路が過熱部分を生じないようなものが
得られやすく、センサ機能を向上することができる。
またセンサの本体部およびヒータ一部の周囲の電気的導
通路は他の電極や回路の形成と同し工程で行うことがで
きるので、作業性がよく、焼成により、簡単で精密に導
通部を形成することができるので性能のよいガスセンサ
を容易に提供することができる。
通路は他の電極や回路の形成と同し工程で行うことがで
きるので、作業性がよく、焼成により、簡単で精密に導
通部を形成することができるので性能のよいガスセンサ
を容易に提供することができる。
また固体電解質の端縁とヒーター板の端縁とは印刷され
た導電ペーストの焼成と同時に一体化接合するのである
から当然接合力も大である。
た導電ペーストの焼成と同時に一体化接合するのである
から当然接合力も大である。
〈実施例〉
本発明により得られるセンサ素子の構造の一例は第１図
（イ）図〜（ハ）図に示すとおりで、固体電界質１の両
面には白金等の電極２，２が印刷されている。その上面
には素子自体を包被するように結晶化ガラス等からなる
キャップ３が設けられ、固体電界質１の上端縁に接合さ
れている。なお、固体電界質１の下端４ａからその側縁
４Ｃを通りキャンプ３の側縁４ｄを通り上面４ｅまで連
続するように白金もしくはその合金等の導電ペーストが
印刷されリード４が設けられている。また同キャンプの
上面では導電ペーストからなるり−ド４ｅの端を利用し
てリード線１０がろう付けされている。
（イ）図〜（ハ）図に示すとおりで、固体電界質１の両
面には白金等の電極２，２が印刷されている。その上面
には素子自体を包被するように結晶化ガラス等からなる
キャップ３が設けられ、固体電界質１の上端縁に接合さ
れている。なお、固体電界質１の下端４ａからその側縁
４Ｃを通りキャンプ３の側縁４ｄを通り上面４ｅまで連
続するように白金もしくはその合金等の導電ペーストが
印刷されリード４が設けられている。また同キャンプの
上面では導電ペーストからなるり−ド４ｅの端を利用し
てリード線１０がろう付けされている。
キャップ３の上面ではヒーターのリードとなる導電ペー
スト端４ｅと、電極のリードとなる導電ペースト端４ｊ
が各々２カ所設けられ、それぞれリードワイヤー１０が
取りつけられる。（電極のリードはヒーターのリードに
準じて形成される。）またヒーター用耐熱セラミック板
６は例えばフォルステライトの如き耐熱性のセラミック
からなる板からなり、その上面中央部にはヒーター回路
７が設けられ、また第１ （ハ）図に示すようにヒータ
ー板８の端縁にはそのリード部分の導通路としてのり一
部４ｂが白金もしくはその合金等の金属ペースト等を印
刷して構成されている。４ａ。
スト端４ｅと、電極のリードとなる導電ペースト端４ｊ
が各々２カ所設けられ、それぞれリードワイヤー１０が
取りつけられる。（電極のリードはヒーターのリードに
準じて形成される。）またヒーター用耐熱セラミック板
６は例えばフォルステライトの如き耐熱性のセラミック
からなる板からなり、その上面中央部にはヒーター回路
７が設けられ、また第１ （ハ）図に示すようにヒータ
ー板８の端縁にはそのリード部分の導通路としてのり一
部４ｂが白金もしくはその合金等の金属ペースト等を印
刷して構成されている。４ａ。
４ｂは結果的に一体となり、強固に接合しかつ側面が導
通路の一部となるものである。
通路の一部となるものである。
１１はガス通路である。勿論ヒータ一部の導電ペースト
印刷層（メタライズ層）は抵抗性のメタライズ配合とす
ることが好ましい。
印刷層（メタライズ層）は抵抗性のメタライズ配合とす
ることが好ましい。
ヒーター板の周縁部には例えば間歇的にガス通路】１が
設けられており、この端部がセンサ本体の端と互いに導
電ペーストを印刷されている部分を密着接合される。接
合に際してはセラミック間の接合に適したガラス等に白
金やパラジウム、銀等の単独または合金粉末を混合した
セラミックペーストを用い、焼成することにより一様な
厚さで接合され、接合の強度も大きい。
設けられており、この端部がセンサ本体の端と互いに導
電ペーストを印刷されている部分を密着接合される。接
合に際してはセラミック間の接合に適したガラス等に白
金やパラジウム、銀等の単独または合金粉末を混合した
セラミックペーストを用い、焼成することにより一様な
厚さで接合され、接合の強度も大きい。
第１ （ニ）図は本発明の他の実施例で、ヒーター板８
の背面すなわちセンサ素子とは遠い面にヒーター回路を
印刷してあり、これに伴い導通路としてのり一部４ｈ−
４ｆ−４ｇ−４ｃｍ４ｄ−４ｅを構成する導電ペースト
印刷部分がそれだけ長く構成されている。
の背面すなわちセンサ素子とは遠い面にヒーター回路を
印刷してあり、これに伴い導通路としてのり一部４ｈ−
４ｆ−４ｇ−４ｃｍ４ｄ−４ｅを構成する導電ペースト
印刷部分がそれだけ長く構成されている。
また他の回路や電極についてもその部分からのリードの
構成を前記と同様にして印刷により形成することができ
ることは勿論である。
構成を前記と同様にして印刷により形成することができ
ることは勿論である。
〈発明の効果〉
本発明によるときは、非常に簡単な方法で、ガスセンサ
の素子とヒーター回路の接合部分および同素子の端縁か
ら側縁およびキャンプの側縁を経て上面まで、導電ペー
スト印刷により同時処理で電気的導通部を形成すること
ができるので能率的であり、かつセンサ本体部とヒータ
ー板の接合も導電ペーストを介して接合するので、非常
に強固な接合が得られるという効果を奏するものである
。
の素子とヒーター回路の接合部分および同素子の端縁か
ら側縁およびキャンプの側縁を経て上面まで、導電ペー
スト印刷により同時処理で電気的導通部を形成すること
ができるので能率的であり、かつセンサ本体部とヒータ
ー板の接合も導電ペーストを介して接合するので、非常
に強固な接合が得られるという効果を奏するものである
。
第１ （イ）図は、本発明の方法により得られたセンサ
の一例を示す断面図、第１ （ロ）図は、第１ （イ）
図に示すセンサの上面図、第１ （ハ）図は、ヒーター
板周辺部の一部の拡大機展開図を示し、第１ （ニ）図
は本発明の方法により得られたセンサの他の一例を示す
断面図、第２図は従来の方法により得られたセンサの一
例を示す断面図である。 １；固体電解質、２：電極、３：キャソプ５：センサ素
子、６：ヒーター用耐熱セラミック板、 ７：ヒーター回路、８：ヒーター板 １１：ガス通路 鵬１（イ）図 第１（ロ）図 第１（八）図 第１（ニ）図 第２図
の一例を示す断面図、第１ （ロ）図は、第１ （イ）
図に示すセンサの上面図、第１ （ハ）図は、ヒーター
板周辺部の一部の拡大機展開図を示し、第１ （ニ）図
は本発明の方法により得られたセンサの他の一例を示す
断面図、第２図は従来の方法により得られたセンサの一
例を示す断面図である。 １；固体電解質、２：電極、３：キャソプ５：センサ素
子、６：ヒーター用耐熱セラミック板、 ７：ヒーター回路、８：ヒーター板 １１：ガス通路 鵬１（イ）図 第１（ロ）図 第１（八）図 第１（ニ）図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）固体電界質の両面に電極層を設け、その上面を覆う
ようなセラミックキャップを固体電解質の上部端縁に接
合してなるセンサ素子の下面と、上面中央にヒーター回
路を有し、周辺部の上面端縁にガス通路を形成した耐熱
性セラミックからなるヒーター板とを端縁において接合
してガスセンサを製造するに際し、センサ素子の固体電
解質の下面縁部とヒーター板の上面縁部および固体電界
質の側面からセラミックキャップの側面を経て上面に至
る間の電気的導通路を導電ペースト印刷により他の電極
印刷およびヒーター印刷とともに印刷して形成するとと
もに、センサ素子とヒーター板とを互いに縁部の導電ペ
ースト印刷部において接触させ、加熱により導電ペース
トを焼成することにより接合するとともに電気的導通路
を完成することを特徴とするガスセンサの製造方法。 ２）固体電界質の両面に電極層を設け、その上面を覆う
ようなセラミックキャップを固体電解質の上部端縁に接
合してなるセンサ素子の下面と、下面中央にヒーター回
路を有し、周辺部の上面端縁にガス通路を形成した耐熱
性セラミックからなるヒーター板とを端縁において接合
してガスセンサを製造するに際し、センサ素子の固体電
解質の下面縁部とヒーター板の上面縁部およびヒーター
板の上面、側面と固体電界質の側面からセラミックキャ
ップの側面を経て上面に至る間の電気的導通路を導電ペ
ースト印刷により他の電極印刷およびヒーター印刷とと
もに印刷して形成するとともに、センサ素子とヒーター
板とを互いに縁部の導電ペースト印刷部において接触さ
せ、加熱により導電ペーストを焼成することにより接合
するとともに電気的導通路を完成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 |
|---|---|---|---|
| JP2234346A JP2907513B2 (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | ガスセンサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2234346A JP2907513B2 (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | ガスセンサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04115152A true JPH04115152A (ja) | 1992-04-16 |
| JP2907513B2 JP2907513B2 (ja) | 1999-06-21 |
Family
ID=16969559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2234346A Expired - Fee Related JP2907513B2 (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | ガスセンサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2907513B2 (ja) |
-
1990
- 1990-09-06 JP JP2234346A patent/JP2907513B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2907513B2 (ja) | 1999-06-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |