JPH1123509A

JPH1123509A - ガスセンサ素子及びその製造方法

Info

Publication number: JPH1123509A
Application number: JP4036798A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Kawahara; 昭彦川原; Makoto Egashira; 誠江頭
Original assignee: SAGA PREF GOV
Current assignee: SAGA PREF GOV
Priority date: 1997-05-06
Filing date: 1998-02-23
Publication date: 1999-01-29
Anticipated expiration: 2018-02-23
Also published as: JP2927766B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】セラミックス半導体層が薄膜でかつ均一性に
優れるガスセンサ素子であって、ガス感度における応答
性やガスの選択性に優れるガスセンサ素子及びその製造
方法を提供する。【解決手段】絶縁基板５上に電極パターン層４、セラ
ミックス半導体層２をこの順で有し、該電極パターン層
及びセラミックス半導体層が、転写法により形成され、
転写後焼成されて形成されたガスセンサ素子であり、ま
た、その製造方法は、絶縁基板上に、転写基板１上に電
極パターン層、焼成除去可能な有機樹脂層３を積層した
電極パターン層転写シート、転写基板上にセラミックス
半導体層、焼成除去可能な有機樹脂層を積層したセラミ
ックス半導体層転写シートを使用して、絶縁基板上に電
極パターン層、焼成除去可能な有機樹脂層、セラミック
ス半導体層、焼成除去可能な有機樹脂層を順次積層した
積層体を得、次いで該積層体を焼成するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックス半導
体を使用したガスセンサ素子及ぴその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、家庭用のガス漏れや工業用のガス
探知機などとして用いられているガスセンサ素子は、セ
ラミックス半導体をバルク状の焼結体とし、その半導体
内部に電極やヒーターを組み込む方法、また、あらかじ
め電極パターンが印刷された基板上にセラミックス半導
体をペースト状にして塗布してガスセンサ素子を作成
し、このガスセンサ素子を外部ヒーターで加熱して用い
る方法が知られている。また、研究用としてセラミック
ス半導体を絶縁基板上にスクリーン印刷より直接、コー
ティングする方法や、スパッタリング法等により直接形
成する方法等が知られている。

【０００３】しかしながら、セラミックス半導体をバル
ク状の焼結体としてガスセンサ素子を形成する方法や、
また、セラミックス半導体層を絶縁基板上にペースト塗
布により形成する方法によっては、膜厚が１０μｍ〜１
００μｍ程度の薄膜状の多孔質セラミックス半導体膜を
形成したり、また、多種類のセラミックス半導体膜を均
一な膜厚に形成したり、また、多層構造とすることは困
難であり、その為、ガスセンサ素子のガス感度における
応答性やガスの選択性において一定の限界があった。

【０００４】また、絶縁基板上にスクリーン印刷やスパ
ッタリングにより形成する方法は、曲面状の絶縁性基板
にはその形成が困難であるという問題や、また、高価な
装置の購入とその装置を備えるスペースの確保等が必要
であり、作業環境とコスト面で問題があり、生産性にお
いても多品種性には不向きである。更に、セラミックス
半導体層を多層構造とするような場合には複雑な作業工
程が必要であるという問題がある。また、従来のガスセ
ンサ素子は、それを構成するセラミックス半導体、電
極、ヒーター材は各々の製造工程をもって製造されてい
るため、ガスセンサ素子を作成するには、セラミックス
半導体、電極、ヒーター材をそれぞれ別々に取付けまた
は焼付けまたは焼結しなければならず、製造工程が複雑
でコストも高くなっていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、セラ
ミックス半導体層が薄膜でかつ均一性に優れるガスセン
サ素子であって、ガス感度における応答性やガスの選択
性に優れるガスセンサ素子の提供であり、また、セラミ
ックス半導体層等の構成部材を薄膜状で、かつ、多種類
とでき、しかも多層構造を容易に形成でき、更に、多様
の形状を容易に形成できと共に、安価で、作業性に優れ
るガスセンサ素子の製造方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のガスセンサ素子
は、絶縁基板上に電極パターン層、セラミックス半導体
層をこの順で有するガスセンサ素子において、該電極パ
ターン層及びセラミックス半導体層が、転写法により形
成され、転写後焼成されて形成されたものであることを
特徴とする。

【０００７】また、本発明のガスセンサ素子は、絶縁基
板上に電極パターン層、セラミックス半導体層をこの順
で有すると共に、絶縁基板上に隣接するか、または該絶
縁基板における他面にヒーター層を有するガスセンサ素
子において、該電極パターン層、セラミックス半導体層
及びヒーター層が、転写法により形成され、転写後焼成
されて形成されたものであることを特徴とする。

【０００８】本発明のガスセンサ素子の製造方法は、絶
縁基板上に、転写基板上に電極パターン層、焼成除去可
能な有機樹脂層を積層した電極パターン層転写シートを
使用して、電極パターン層、焼成除去可能な有機樹脂層
を順次積層した後、該転写された有機樹脂層上に、転写
基板上にセラミックス半導体層、焼成除去可能な有機樹
脂層を積層したセラミックス半導体層転写シートを使用
して、セラミックス半導体層、焼成除去可能な有機樹脂
層を順次積層することにより、絶縁基板上に電極パター
ン層、焼成除去可能な有機樹脂層、セラミックス半導体
層、焼成除去可能な有機樹脂層を順次積層した積層体を
得、次いで該積層体を焼成することを特徴とする。

【０００９】また、本発明のガスセンサ素子の製造方法
は、絶縁基板上に、転写基板上に電極パターン層、焼成
除去可能な有機樹脂層を積層した電極パターン層転写シ
ートを使用して、電極パターン層、焼成除去可能な有機
樹脂層を順次積層した後、該転写された有機樹脂層上
に、転写基板上にセラミックス半導体層、焼成除去可能
な有機樹脂層を積層したセラミックス半導体層転写シー
トを使用して、セラミックス半導体層、焼成除去可能な
有機樹脂層を順次積層すると共に、前記絶縁基板上に隣
接するか、または該絶縁基板における他面に、転写基板
上にヒーター層、焼成除去可能な有機樹脂層を積層した
ヒーター層転写シートを使用して、ヒーター層、焼成除
去可能な有機樹脂層を順次積層することにより、絶縁基
板の一方の面に電極パターン層、焼成除去可能な有機樹
脂層、セラミックス半導体層、焼成除去可能な有機樹脂
層が順次積層されると共に絶縁基板上に隣接するか、ま
たは該絶縁基板における他方の面にヒーター層、焼成除
去可能な有機樹脂層が順次積層された積層体を得、次い
で該積層体を焼成することを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明における転写シートを、図
１により説明する。図１（ａ）はセラミックス半導体層
転写シート、（ｂ）は電極パターン層転写シート、
（ｃ）はヒーター層転写シートのそれぞれ断面を示す図
である。図中、１は転写基板、２はセラミックス半導体
層、３は焼成除去可能な有機樹脂層、４は電極パターン
層、６はヒーター層を示す。

【００１１】図１（ａ）〜（ｃ）における転写基板１
は、セラミックス半導体層２、焼成除去可能な有機樹脂
層３、電極パターン層４またはヒーター層６を絶縁基板
上に転写するための一時的な支持体であり、転写に際し
ては剥離除去されるものである。転写基板１は、例えば
吸湿性を有する丈夫な紙等の上にポリビニルアルコール
やデキストリン等を主体とする水溶性接着剤層が薄膜塗
布されている水剥離性シートが好ましく使用され、市販
品としては丸繁紙工（株）製転写シート「ＳＰＣII −
ＵＢ」等が例示される。また、セラミックス半導体層
２、焼成除去可能な有機樹脂層３、電極パターン層４ま
たはヒーター層６自体が粘着性を有する場合には剥離性
を有するプラスチックフイルム等を転写基板として使用
してもよく、粘着性を有しない場合には、焼成除去可能
な接着剤層を介して剥離性を有するプラスチックフイル
ム等の上に積層したものとしてもよい。

【００１２】図１（ａ）〜（ｃ）における焼成除去可能
な有機樹脂層３は、それぞれの転写シートにおけるセラ
ミックス半導体層２、焼成除去可能な有機樹脂層３、電
極パターン層４またはヒーター層６の絶縁基板上への積
層転写に際しての支持性を目的とするものであり、ガス
センサ素子を焼成して作製するに際して、焼成除去され
る樹脂であれば使用可能である。例えばエチルセルロー
ス樹脂、アクリル酸アルキルまたはアクリルエステル樹
脂、メタクリル酸アルキルまたはアクリルエステル樹脂
等が挙げられ、必要に応じてトルエン、キシレン等の溶
剤を使用して、塗液とされる。市販品としては、アクリ
ル酸アルキル（炭素数１〜４のアルキル）エステル樹脂
としては、例えば互応化学工業（株）製「ＯＳ−４３３
０」、デクサ・ジャパン（株）製「８０４５０」等が例
示される。塗液は、スクリーン印刷によりセラミックス
半導体層上に乾燥後膜厚１０μｍ〜５０μｍで塗布形成
される。

【００１３】図１（ａ）に示すセラミックス半導体層２
はセラミックス半導体粒子とバインダーとからなるペー
ストを使用して形成される。セラミックス半導体として
は、二酸化錫、二酸化チタン、酸化タングステン、酸化
鉄、酸化インジウム、酸化マンガン、酸化アルミニウ
ム、酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化クロム、酸化銅等の金
属酸化物半導体及びその複合酸化物が例示され、１０^-4
μｍ〜１μｍ、好ましくは１０^-3μｍ〜１０^-1μｍの粒
径を有するものが挙げられる。また、これら酸化物に酸
化促進触媒として金、銀、白金、パラジウム、ルテニウ
ム等を上記の金属酸化物に対して０．１重量％〜５．０
重量％の割合で添加したものでもよい。

【００１４】バインダーとしては、上述した焼成除去可
能な有機樹脂が使用され、セラミックス半導体粒子１０
０重量部に対してバインダー２０重量部〜３００重量
部、好ましくは１００重量部〜２００重量部の割合とす
るとよい。セラミックス半導体とバインダーは、必要に
応じて溶剤と共に混合機を使用して均一に分散され、ペ
ーストとされ、転写基板上にスクリーン印刷により乾燥
後膜厚１０μｍ〜５０μｍで塗布形成される。

【００１５】図１（ｂ）に示す電極パターン層転写シー
トにおける電極パターン層４は、金、銀、白金等の貴金
属粒子（粒径０．１μｍ〜１μｍ）とバインダーや溶剤
とからなるペーストを使用し、転写基板上にスクリーン
印刷により電極パターン状に乾燥後膜厚５μｍ〜２０μ
ｍで塗布形成される。バインダーとしては、上記した焼
成除去可能な有機樹脂層に使用される樹脂が使用され
る。貴金属粒子は、乾燥後の電極パターン層中４０重量
％〜７０重量％の割合とするとよい。

【００１６】図１（ｃ）に示すヒーター層転写シートに
おけるヒーター層６は、酸化ルテニュウム等の金属酸化
物粒子（粒径１０^-2μｍ〜１μｍ）や、所謂「白金ヒー
タ」、「モリブデンヒーター」と称されるヒーター材粒
子を使用してもよい。ヒーター層は、これらのヒーター
材とバインダーや必要に応じて添加される溶剤とからな
るペーストを使用し、転写基板上にスクリーン印刷によ
り乾燥後膜厚５μｍ〜２０μｍで塗布形成される。バイ
ンダーとしては、上記した焼成除去可能な有機樹脂と同
様の樹脂が使用される。ヒーター材粒子は、乾燥後の電
極パターン層中４０重量％〜７０重量％の割合とすると
よい。

【００１７】上述のセラミックス半導体層、電極パター
ン層、ヒーター層を形成するための塗液の粘性は、室温
で８００（ｍＰａ・Ｓ）〜４０，０００（ｍＰａ・Ｓ）
に調整するとよいが、原料がペースト状であればそのま
ま使用してもよい。

【００１８】次に、図２は、図１に示すそれぞれの転写
シートを使用したガスセンサ素子の作成方法を説明する
ための図で、図２（ｃ）は積層体、（ｄ）は該積層体を
焼成した状態を示す。図中、５は絶縁基板、また、図１
と同一符号は同一内容を示す。

【００１９】図２に示す絶縁基板５は、本発明のガスセ
ンサ素子における基板であり、セラミックス半導体層の
支持体として機能し、耐焼成性を有し、室温で１０¹⁴Ω
以上の絶縁性を有することが必要であり、例えばアルミ
ナ、石英等からなる膜厚５００μｍ〜２０００μｍのシ
ート、板、また、これらを使用して形成されるパイプ状
物等が挙げられる。

【００２０】まず、図２（ａ）に示すように、電極パタ
ーン層転写シートから転写基板を剥離除去し、特に、水
剥離シートの場合、水に濡らして水溶性接着剤を剥離可
能として転写基板を除去し、次いで、電極パターン層側
から絶縁基板上に積層することで図２（ｂ）に示す電極
付絶縁基板を得る。

【００２１】次いで、図２（ｃ）に示すように、電極付
絶縁基板における焼成除去可能な有機樹脂層３上に、セ
ラミックス半導体層転写シートから同様にして転写基板
を剥離除去した後、セラミックス半導体層側から積層
し、乾燥させることにより、焼成用の積層体が得られ
る。

【００２２】得られた積層体は、５００℃〜１２００
℃、好ましくは７００℃〜１０００℃で焼成され、各層
のバインダーや有機樹脂層を焼成により除去・消失させ
ることにより、図２（ｄ）に示すガスセンサ素子が得ら
れる。

【００２３】また、ガスセンサ素子は、ガス吸着性の温
度依存性を利用して計測されるものであり、ガスセンサ
素子自体を加熱する手段をガスセンサ素子として組み込
んでもよい。ガスセンサ素子に加熱手段を組み込むに
は、後述する図３、４から理解されるように、図２
（ｃ）で得られた積層体の裏面に、図１（ｂ）に示す電
極パターン層転写シート、図１（ｃ）に示すヒーター層
転写シートを使用し、ヒーター層中に電極パターン層が
埋め込まれた積層体を形成するとよい。なお、ヒーター
層６は、セラミックス半導体層が積層された絶縁基板上
にセラミックス半導体層に隣接して積層されていてもよ
い。ヒーター層が積層されたガスセンサ素子は、図２
（ｃ）の積層体と同様に焼成されてヒーター層を有する
ガスセンサ素子とされる。

【００２４】焼成され作製されるガスセンサ素子におい
て、電極パターン層の比抵抗は、室温で１０^-8Ω・ｃｍ
〜１０^-5Ω・ｃｍまた、ヒーター層６の抵抗は、室温、
２端子法で０．５Ω〜１０Ω程度とするとよい。

【００２５】本発明のガスセンサ素子における他の態様
を図３に、またその分解した斜視図を図４に示す。図３
に示すガスセンサ素子は、セラミックス半導体層２、
７、８を３層を順次積層したものであり、上述のセラミ
ックス半導体層転写シートにおけるセラミックス半導体
層の態様を変えることによりガスの選択性の幅を広げる
ことを可能とするものである。なお、絶縁基板上にそれ
ぞれ、電極パターン４を有するセラミックス半導体層を
複数層並列して設けることも可能である。

【００２６】また、図３、図４に示される態様において
は、積層体の裏面に、図１（ｂ）に示す電極パターン層
転写シート、図１（ｃ）に示すヒーター層転写シートを
使用し、ヒーター層中に電極パターン層が埋め込まれた
態様のものとする場合を例示している。

【００２７】

【実施例】以下、本発明のガスセンサ素子及びその製造
方法について、実施例により詳細に説明する。なお下記
における「％」は「重量％」を示す。

【００２８】（実施例１）（電極パターン層転写シートの作製）下記組成・白金粒子（石福金属興業（株）製、粒径０．５μｍ）・・８４％・エチルセルロース樹脂・・１６％をテルピオネール１０ｇ中に均一に混合分散させ、白金
ペーストを作製した。この白金ペーストを使用し、図１
（ｂ）に示す水剥離性シート（丸繁紙工（株）製転写シ
ート「ＳＰＣ II −ＵＢ」）上にスクリーン印刷によ
り、０．２ｍｍの間隔をおいたパターンで電極パターン
層４を乾燥後膜厚１０μｍ、幅０．２ｍｍで形成した。

【００２９】次いで、この電極パターン層４上に、有機
樹脂溶液（デクサ・ジャパン（株）製「８０４５０」、
固形分４０％）をスクリーン印刷により乾燥後膜厚２０
μｍで塗布して有機樹脂層３を形成し、電極パターン層
転写シートを作製した。

【００３０】得られた電極パターン層転写シートを水で
濡らし、水剥離性シートを剥離除去した後、積層体を石
英ガラス基板（１２ｍｍ×１５ｍｍ×１．０ｍｍ）上に
積層し、乾燥後、１０００℃で２時間焼成した。

【００３１】焼成された白金電極付基板における電極パ
ターン層の膜厚は５μｍであり、電極パターン膜の剥離
もなく、ピンホール等の欠陥も認められなかった。白金
膜の比抵抗は、２．０６５×１０^-7Ω・ｃｍであった。

【００３２】（セラミックス半導体粒子の調製）Ｔｉを
１７％含む四塩化チタン塩酸溶液（和光純薬（株）製）
に、１２．５％アンモニア水溶液を１：１（重量比）で
添加し、加水分解して沈殿物（水酸化チタン）を得、乾
燥後、５００℃で焼成して二酸化チタン粉末（比表面積
５４．７ｍ²／ｇ）を調製した。

【００３３】（セラミックス半導体層転写シートの作
製）下記組成・上記で得た二酸化チタン粉末・・５０％・有機樹脂（互応化学工業（株）製「ＯＳ−４３３０」、樹脂分４４％）・・５０％を均一混合して、酸化チタンペーストを得た。このペー
ストを水剥離性シート上にスクリーン印刷により、乾燥
後膜厚１０μｍで塗布した。

【００３４】次いで、得られたセラミックス半導体層上
に、有機樹脂溶液（デクサ・ジャパン（株）製「８０４
５０」）をスクリーン印刷により乾燥後膜厚２０μｍで
塗布して有機樹脂層３を形成し、図１（ａ）に示すセラ
ミックス半導体層転写シートを作製した。

【００３５】（ガスセンサ素子の作製）得られたセラミ
ックス半導体層転写シートを水で濡らし、水剥離性シー
トを除去した後、上記で焼成して得た白金電極付基板上
に積層し、乾燥させた後、７００℃で２時間焼成し、本
発明のガスセンサ素子を得た。

【００３６】ガスセンサ素子における電極の膜厚は５μ
ｍ、二酸化チタン層（セラミックス半導体層）の膜厚は
７μｍといずれも均一な膜厚のものが得られ、いずれの
層も剥離はなく、また、ピンホールもなく、良好であっ
た。

【００３７】被検ガスとしてＮＯ₂ガスを使用して、電
極パターン間に電圧印加し、ガス応答感度を測定したと
ころ、３５０℃雰囲気下で、５．１８、４００℃雰囲気
下で５．６５のガス感度があり、ガスセンサ素子として
良好なガス応答性を得ることができた。

【００３８】（実施例２）（ヒーター層転写シートの作製）下記組成・二酸化ルテニウム粒子（和光純薬工業（株）製、粒径０．５μｍ）・・８４％・エチルセルロース樹脂・・１６％をテルピオネール１０ｇ中に均一に混合分散させ、二酸
化ルテニウムペーストを作製した。このペーストを使用
し、図１（ｃ）に示す水剥離性シート（丸繁紙工（株）
製転写シート「ＳＰＣ II −ＵＢ」）上にスクリーン印
刷により、ヒーター層を乾燥後膜厚１０μｍで形成し
た。

【００３９】次いで、このヒーター層上に、有機樹脂溶
液（デクサ・ジャパン（株）製「８０４５０」）をスク
リーン印刷により乾燥後膜厚２０μｍで塗布して有機樹
脂層３を形成し、ヒーター層転写シート（１０ｍｍ×１
２ｍｍ×０．３ｍｍ）を作製した。

【００４０】実施例１で作製した白金電極パターン層転
写シートを水に濡らして水剥離シートを除去し、石英ガ
ラス管（内径１．９ｃｍ、外径２．２ｃｍ）の内側及び
外側にそれぞれ位置合わせして積層し、外側の白金電極
パターン層上に上記で得たヒーター層転写シートを使用
し、同様に水剥離性シートを除去し、ヒーター層を転写
積層した。

【００４１】得られた積層体を乾燥後、１０００℃で２
時間焼成し、ヒーター内蔵白金電極付石英ガラス管を得
た。得られた白金電極層、二酸化ルテニウム層は剥離、
ピンホール等の欠陥はなかった。二酸化ルテニウム層の
抵抗値は、室温、２端子法で１０Ωであった。

【００４２】（セラミックス半導体粒子の調製）四塩化
錫（和光純薬（株）製）の２０％水溶液に、１２．５％
アンモニア水溶液を１：１（重量比）で添加し、加水分
解して沈殿物（水酸化錫）を得、乾燥後５００℃で焼成
して二酸化錫粉末（比表面積１１．５ｍ²／ｇ）を調製
した。

【００４３】（セラミックス半導体層転写シートの作
製）下記組成・上記で得た二酸化錫粉末・・５０％・有機樹脂（互応化学工業（株）製「ＯＳ−４３３０」、樹脂分４４％）・・５０％を均一混合して、酸化錫ペーストを得た。このペースト
を水剥離性シート上にスクリーン印刷により、乾燥後膜
厚１０μｍで塗布した。

【００４４】次いで、得られたセラミックス半導体層上
に、有機樹脂溶液（デクサ・ジャパン（株）製「８０４
５０」）をスクリーン印刷により乾燥後膜厚２０μｍで
塗布して有機樹脂層３を形成し、セラミックス半導体層
転写シート（１０ｍｍ×１２ｍｍ×０．３ｍｍ）を作製
した。

【００４５】（ガスセンサ素子の作製）得られたセラミ
ックス半導体層転写シートを水で濡らし、水剥離シート
を除去した後、上記で焼成して得たヒーター内蔵白金電
極付石英ガラス管における内側の白金電極パターン層上
に積層転写し、乾燥後、８００℃で２時間焼成し、パイ
プ状のガスセンサ素子を得た。

【００４６】得られた白金電極層、二酸化錫層（セラミ
ックス半導体層）には、剥離、ピンホール等の欠陥はな
かった。

【００４７】（実施例３）（セラミックス半導体層転写シートの作製）下記組成・白金・アルミナ粒子（和光純薬（株）製、白金５％含有、粒径０．０１μｍ）・・５０％・有機樹脂（互応化学工業（株）製「ＯＳ−４３３０」、樹脂分４４％）・・５０％を均一混合して、白金−アルミナペーストを得た。この
ペーストを水剥離性シート上にスクリーン印刷により、
乾燥後膜厚１０μｍで塗布した。

【００４８】次いで、得られたセラミックス半導体層上
に、有機樹脂溶液（デクサ・ジャパン（株）製「８０４
５０」）をスクリーン印刷により乾燥後膜厚２０μｍで
塗布して有機樹脂層３を形成し、セラミックス半導体層
転写シートを作製した。

【００４９】（積層体の作製）アルミナ基板（１２ｍｍ
×１０ｍｍ×１ｍｍ）上に、実施例１で作製した白金電
極パターン層転写シートを使用して同様に白金電極パタ
ーン層を積層転写した。

【００５０】その白金電極パターン層上に、実施例２で
作製した二酸化錫からなるセラミックス半導体層転写シ
ートを使用して積層体を転写し、次いで、更にその上
に、上記で作製した白金−アルミナ触媒層からなるセラ
ミックス半導体層転写シートを使用し、同様に積層体を
転写し、乾燥付着させた。

【００５１】次に、アルミナ基板の裏面に、実施例１で
作製した白金電極パターン層転写シートを使用して、同
様に白金電極パターン層を積層転写し、その電極パター
ン上に、実施例２で作製したヒーター層転写シートを使
用して、二酸化ルテニウムからなるヒーター層を積層転
写し、付着させた。

【００５２】（ガスセンサ素子の作製）得られた積層体
を乾燥後、１０００℃で２時間焼成し、一体焼成型のガ
スセンサ素子を得た。

【００５３】ガスセンサ素子における電極層、積層セラ
ミックス半導体層のいずれも均一な膜厚のものが得ら
れ、剥離はなく、また、ピンホールもなく、良好であっ
た。

【００５４】被検ガスとしてメタン、イソブタンを使用
して、電極パターン間に電圧印加し、ガス応答感度を測
定したところ、白金−アルミナ触媒層からなるセラミッ
クス半導体層がなく、セラミックス半導体層が二酸化錫
単層とするガスセンサ素子に比して、応答感度（メタ
ン、イソブタン中の素子抵抗比）にして約３倍の向上が
あり、特に、メタンに対するガス選択性（識別性）が認
められた。

【００５５】

【発明の効果】本発明のガスセンサ素子は、セラミック
ス半導体層が薄膜でかつ膜厚均一性に優れるものであ
り、ガス感度における応答性やガスの選択性に優れるガ
スセンサ素子である。また、ガスセンサ素子の製造方法
は、量産性、多品種性に優れ、種々のセラミツクス半導
体及ぴ電極、ヒーター材料を安価でかつ作業手段を容易
に作成することができるものである。また、パイプ状の
曲面を有する基板への形成が可能で薄さと厚さの均一性
に優れ、その積層方法も容易であり、かつ、セラミック
ス半導体、電極、ヒーター層を同時に焼付け、または焼
成することが可能となるので、複雑な構造のガスセンサ
素子でも容易に且つ安価に提供することができる。ま
た、セラミックス半導体層の膜厚の制御や多層化により
ガスの応答感度やガス選択性の向上したガスセンサ素子
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガスセンサ素子を作製するための転
写シートの説明図である。

【図２】本発明のガスセンサ素子の製造工程を説明す
るための図である。

【図３】本発明のガスセンサ素子の他の実施態様を説
明するための図である。

【図４】本発明のガスセンサ素子の他の実施態様を分
解した斜視図により説明するための図である。

【符号の説明】

１は転写基板、２、７、８はセラミックス半導体層、３
は焼成除去可能な有機樹脂層、４は電極パターン層、５
は絶縁基板、６はヒーター層である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁基板上に電極パターン層、セラミッ
クス半導体層をこの順で有するガスセンサ素子におい
て、該電極パターン層及びセラミックス半導体層が、転
写法により形成され、転写後焼成されて形成されたもの
であることを特徴とするガスセンサ素子。
【請求項２】絶縁基板上に電極パターン層、セラミッ
クス半導体層をこの順で有すると共に、絶縁基板上に隣
接するか、または該絶縁基板における他面にヒーター層
を有するガスセンサ素子において、該電極パターン層、
セラミックス半導体層及びヒーター層が、転写法により
形成され、転写後焼成されて形成されたものであること
を特徴とするガスセンサ素子。
【請求項３】絶縁基板上に、転写基板上に電極パター
ン層、焼成除去可能な有機樹脂層を積層した電極パター
ン層転写シートを使用して、電極パターン層、焼成除去
可能な有機樹脂層を順次積層した後、該転写された有機
樹脂層上に、転写基板上にセラミックス半導体層、焼成
除去可能な有機樹脂層を積層したセラミックス半導体層
転写シートを使用して、セラミックス半導体層、焼成除
去可能な有機樹脂層を順次積層することにより、絶縁基
板上に電極パターン層、焼成除去可能な有機樹脂層、セ
ラミックス半導体層、焼成除去可能な有機樹脂層を順次
積層した積層体を得、次いで該積層体を焼成することを
特徴とするガスセンサ素子の製造方法。
【請求項４】絶縁基板上に、転写基板上に電極パター
ン層、焼成除去可能な有機樹脂層を積層した電極パター
ン層転写シートを使用して、電極パターン層、焼成除去
可能な有機樹脂層を順次積層した後、該転写された有機
樹脂層上に、転写基板上にセラミックス半導体層、焼成
除去可能な有機樹脂層を積層したセラミックス半導体層
転写シートを使用して、セラミックス半導体層、焼成除
去可能な有機樹脂層を順次積層すると共に、前記絶縁基
板上に隣接するか、または該絶縁基板における他面に、
転写基板上にヒーター層、焼成除去可能な有機樹脂層を
積層したヒーター層転写シートを使用して、ヒーター
層、焼成除去可能な有機樹脂層を順次積層することによ
り、絶縁基板の一方の面に電極パターン層、焼成除去可
能な有機樹脂層、セラミックス半導体層、焼成除去可能
な有機樹脂層が順次積層されると共に絶縁基板上に隣接
するか、または該絶縁基板における他方の面にヒーター
層、焼成除去可能な有機樹脂層が順次積層された積層体
を得、次いで該積層体を焼成することを特徴とするガス
センサ素子の製造方法。
【請求項５】転写基板が水剥離性シートである請求項
３、または請求項４記載のガスセンサ素子の製造方法。