JPS60143579A - セラミツク基板の端子構造 - Google Patents
セラミツク基板の端子構造Info
- Publication number
- JPS60143579A JPS60143579A JP58245736A JP24573683A JPS60143579A JP S60143579 A JPS60143579 A JP S60143579A JP 58245736 A JP58245736 A JP 58245736A JP 24573683 A JP24573683 A JP 24573683A JP S60143579 A JPS60143579 A JP S60143579A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic substrate
- electrode wire
- terminal structure
- platinum
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Multi-Conductor Connections (AREA)
- Coupling Device And Connection With Printed Circuit (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］
本発明はセラミック基板の端子構造に関Ｊるものである
。
。
−１−
［従来技術］
従来より、セラミック材からなる基板上に金又は白金族
の貴金属を主体とした貴金属ペーストにてパターンを形
成し、焼結することによって、電子回路の小型化、計量
化を図るといったことが行なわれている。
の貴金属を主体とした貴金属ペーストにてパターンを形
成し、焼結することによって、電子回路の小型化、計量
化を図るといったことが行なわれている。
ここで、この種のセラミック基板における信号を入・出
力するための端子構造としては、例えば第１図に図示す
る如く、基板１の端面に上記貴金属ペーストにて電極パ
ターン２を形成し、銅等からなる通常のリード線３を半
田付けＡするようにしているもの、あるいは第２図に示
す如く、セラミック基板４に形成された上記貴金属ペー
ストのパターン５上に、貴金属からなるリード線、例え
ば白金リード線６を設け、その上からセラミック板７を
密着し、一体焼結させることによってこの白金リード線
６を端子とするものがある。
力するための端子構造としては、例えば第１図に図示す
る如く、基板１の端面に上記貴金属ペーストにて電極パ
ターン２を形成し、銅等からなる通常のリード線３を半
田付けＡするようにしているもの、あるいは第２図に示
す如く、セラミック基板４に形成された上記貴金属ペー
ストのパターン５上に、貴金属からなるリード線、例え
ば白金リード線６を設け、その上からセラミック板７を
密着し、一体焼結させることによってこの白金リード線
６を端子とするものがある。
ところで上記前者の半田付けによる端子構造の場合、リ
ード線３に外力が加わったり基板自体が振動するような
場合には、電極パターン２と基板−２− １との間が剥がれるといった問題があり、また半田付け
による接続であるため高温での使用は不可能であった。
ード線３に外力が加わったり基板自体が振動するような
場合には、電極パターン２と基板−２− １との間が剥がれるといった問題があり、また半田付け
による接続であるため高温での使用は不可能であった。
一方上記後者の白金リード線を用いてセラミック基板と
一体成形した場合には、耐熱性は有するのであるが白金
自体強度が小さいことからリード線に外力が加わったり
、振動するような場所では使用することができなかった
。
一体成形した場合には、耐熱性は有するのであるが白金
自体強度が小さいことからリード線に外力が加わったり
、振動するような場所では使用することができなかった
。
［発明の目的］
そこで本発明は、耐熱性を有すると共に高強度のセラミ
ック基板の端子構造を提供することによって、セラミッ
ク基板を高温、高撮動の場所に設置したような場合にも
充分に耐え得るようにすることを目的としている。
ック基板の端子構造を提供することによって、セラミッ
ク基板を高温、高撮動の場所に設置したような場合にも
充分に耐え得るようにすることを目的としている。
［発明の構成］
かかる目的を達するための本発明の構成は、セラミック
基板に一体形成された導電部に接続され、焼結固着され
た白金族を主成分とする第１の電極線と、 上記第１の電極線と接合されたニッケル又はニッケル合
金からなる第２の電極線と、 −３− 上記第１の電極線と第２の電極線との接合部分及び上記
幕板の一部を覆うガラス材からなる電極保護層と、 を有するセラミック基板の端子構造を要旨としている。
基板に一体形成された導電部に接続され、焼結固着され
た白金族を主成分とする第１の電極線と、 上記第１の電極線と接合されたニッケル又はニッケル合
金からなる第２の電極線と、 −３− 上記第１の電極線と第２の電極線との接合部分及び上記
幕板の一部を覆うガラス材からなる電極保護層と、 を有するセラミック基板の端子構造を要旨としている。
ここで上記第１の電極線として白金族を主成分とするも
のとしたのは、セラミック基板の導電部と焼結晶固着す
る際に他の金属では酸化されてしまい使用できなくなる
からであって、この電極線は白金、イリジウム、パラジ
ウム、ルテニウム、ロジウム、オスミウムの白金族のも
のであればよく、特に耐熱性と価格の点で白金を用いた
方が望ましい。
のとしたのは、セラミック基板の導電部と焼結晶固着す
る際に他の金属では酸化されてしまい使用できなくなる
からであって、この電極線は白金、イリジウム、パラジ
ウム、ルテニウム、ロジウム、オスミウムの白金族のも
のであればよく、特に耐熱性と価格の点で白金を用いた
方が望ましい。
また、上記第２の電極線としてニッケル又はニッケルの
合金としたのは強度、耐熱性の点から適しているからで
ある。
合金としたのは強度、耐熱性の点から適しているからで
ある。
次にガラス材としてはホウケイ酸ガラス、リン酸ガラス
、ホウ酸鉛ガラス等を用いることができ、そのうちでも
特に低湿でシールでき、金具の酸化消耗が少なくなるこ
とからホウ酸鉛ガラスを用い−４− ることが好ましい。
、ホウ酸鉛ガラス等を用いることができ、そのうちでも
特に低湿でシールでき、金具の酸化消耗が少なくなるこ
とからホウ酸鉛ガラスを用い−４− ることが好ましい。
［実施例］
以下、本発明の端子構造を有するセラミック基板をガス
成分又はそのｍ麿を検出する検出部とし、内燃機関の排
気中の酸素濃度を検出する酸素センサに適用した場合を
例にとり説明する。
成分又はそのｍ麿を検出する検出部とし、内燃機関の排
気中の酸素濃度を検出する酸素センサに適用した場合を
例にとり説明する。
第３図は酸素センサの部分断面側面図である。
図において１０はセラミック基板上に検出素子１１を備
え、酸素濃度を検出するための検出部、１２は検出部１
０を把持すると共に本センサを内燃機関に取り付けるた
めの筒状に形成された主体金具、１３は主体金具１２の
内燃機関側先端部１２ａに取り付けられ、検出部１０を
保護するためのプロテクタ、１４は主体金具１２と共に
検出部１０を把持するための内筒であり、検出部１０は
スペーサ１５、充填粉末１６及びガラスシール１７を介
して主体金具１２及び内筒１４に把持されている。また
主体金具１２の外周には内燃機関取付用のねじ部１２ｂ
が刻設されており、内燃機関壁面当接部分には排気が漏
れないようガスケット１− ５ − ８が設けられている。
え、酸素濃度を検出するための検出部、１２は検出部１
０を把持すると共に本センサを内燃機関に取り付けるた
めの筒状に形成された主体金具、１３は主体金具１２の
内燃機関側先端部１２ａに取り付けられ、検出部１０を
保護するためのプロテクタ、１４は主体金具１２と共に
検出部１０を把持するための内筒であり、検出部１０は
スペーサ１５、充填粉末１６及びガラスシール１７を介
して主体金具１２及び内筒１４に把持されている。また
主体金具１２の外周には内燃機関取付用のねじ部１２ｂ
が刻設されており、内燃機関壁面当接部分には排気が漏
れないようガスケット１− ５ − ８が設けられている。
ここで充填粉末１６は滑石及びガラスの１：１の混合粉
末からなり、検出部１０を内筒１４内に固定するための
もの、ガラスシール１７は低融点ガラスからなり、検出
ガスの漏れを防止すると共に検出部１０の端子を保護す
るように、検出部１０の基板の一部及び後述する白金リ
ード線と端子との接続部を覆い内筒１４内に充填されて
いる。
末からなり、検出部１０を内筒１４内に固定するための
もの、ガラスシール１７は低融点ガラスからなり、検出
ガスの漏れを防止すると共に検出部１０の端子を保護す
るように、検出部１０の基板の一部及び後述する白金リ
ード線と端子との接続部を覆い内筒１４内に充填されて
いる。
尚、このガラスシール１７は、本発明を構成する電極保
護層に相当する。
護層に相当する。
１９は内筒１４を覆うように主体金具１２に取り付けら
れる外筒、２０はシリコンゴムからなるシール材であっ
て、リード線２１ないし２３と、第４図に示すガラスシ
ール１７より突出された検出部１０からの端子３１ない
し３３との接続部を絶縁保護するためのものである。ま
たこのリード線２１ないし２３と端子３１ないし３３と
の接続は、第５図に示す如く、予め外筒１９内にシール
材２０及びリード線２１ないし２３を収めると共に、各
リード線２１ないし２３の先端に加締金具−６− ２４ないし２６を接続し、その後加締金具２４ないし２
６を端子３１ないし３３と加締接続することによって行
なわれる。尚、上記端子３１ないし３３は本発明を構成
する第２の電極輪に相当する。
れる外筒、２０はシリコンゴムからなるシール材であっ
て、リード線２１ないし２３と、第４図に示すガラスシ
ール１７より突出された検出部１０からの端子３１ない
し３３との接続部を絶縁保護するためのものである。ま
たこのリード線２１ないし２３と端子３１ないし３３と
の接続は、第５図に示す如く、予め外筒１９内にシール
材２０及びリード線２１ないし２３を収めると共に、各
リード線２１ないし２３の先端に加締金具−６− ２４ないし２６を接続し、その後加締金具２４ないし２
６を端子３１ないし３３と加締接続することによって行
なわれる。尚、上記端子３１ないし３３は本発明を構成
する第２の電極輪に相当する。
次に検出部１０は第６図ないし第９図に示す如き手順に
従って作成される。尚、第６図ないし第９図に示す（イ
）は検出部１０の正面図を示し、（ロ）は△−Ａ線断面
図を示している。
従って作成される。尚、第６図ないし第９図に示す（イ
）は検出部１０の正面図を示し、（ロ）は△−Ａ線断面
図を示している。
ここで上記第６図ないし第９図の各図において、４０及
び４１は平均粒径１．５μ和のへ立２０８９２重量％、
５ｉＯｚ４重量％、Ｃａ０２ｉ量％及びＩｖｌｏ０２重
組％からなる混合粉末１００重量部に対してブチラール
樹脂１２重量部及びジブチルフタレート（ＤＢＰ＞６重
量部を添加し、有機溶剤中で混合してスラリーとし、ド
クターブレードを用いて形成されたグリーンシートであ
り、グリーンシート４０は厚さ１ｍ１Ｉ１１グリーンシ
ート４１は厚さ０．２ｍｍに予め作成されたものである
。
び４１は平均粒径１．５μ和のへ立２０８９２重量％、
５ｉＯｚ４重量％、Ｃａ０２ｉ量％及びＩｖｌｏ０２重
組％からなる混合粉末１００重量部に対してブチラール
樹脂１２重量部及びジブチルフタレート（ＤＢＰ＞６重
量部を添加し、有機溶剤中で混合してスラリーとし、ド
クターブレードを用いて形成されたグリーンシートであ
り、グリーンシート４０は厚さ１ｍ１Ｉ１１グリーンシ
ート４１は厚さ０．２ｍｍに予め作成されたものである
。
また４２ないし４７はＰｔに対し７％のＡｌ２Ｏ３を添
加した白金ペーストで厚膜印刷したバター−７− ンであって前述の導電部に相当し、４２及び４３は検出
素子１１の電極となる電極パターン、１４は検出素子１
１を加熱するためのヒータとなる発熱抵抗体パターン、
４５ないし４７は発熱抵抗体パターン４４や検出素子１
１に電源を印加あるいは検出信号を抽出するための電極
パターンである。
加した白金ペーストで厚膜印刷したバター−７− ンであって前述の導電部に相当し、４２及び４３は検出
素子１１の電極となる電極パターン、１４は検出素子１
１を加熱するためのヒータとなる発熱抵抗体パターン、
４５ないし４７は発熱抵抗体パターン４４や検出素子１
１に電源を印加あるいは検出信号を抽出するための電極
パターンである。
本検出部１０の製造は、第６図に示す如く、まずグリー
ンシート４０上に上記４２ないし４７の各パターンを白
金ペーストで厚膜印刷することにより始められ、次いで
第７図に示す如く、電極パターン４５ないし４７上に直
径０．２ＩＩＩＩＩ＋の白金リード線４８ないし５０が
夫々配設される。
ンシート４０上に上記４２ないし４７の各パターンを白
金ペーストで厚膜印刷することにより始められ、次いで
第７図に示す如く、電極パターン４５ないし４７上に直
径０．２ＩＩＩＩＩ＋の白金リード線４８ないし５０が
夫々配設される。
次に第８図から明らかな如く、グリーンシート４１に電
極パターン４２及び４３の先端部が露出するよう打ち抜
きによって開口５１が形成され、電極パターン４２及び
４３の先端部を除く全てのパターンを覆うべく、グリー
ンシート４ｏ上にグリーンシート４１が積層熱圧着され
る。ここで上記白金リード線４８ないし５０は、本発明
をｌＩ或する第１の電極線に相当し、積層熱圧着後もそ
の−８− 一部は外部に突出される。
極パターン４２及び４３の先端部が露出するよう打ち抜
きによって開口５１が形成され、電極パターン４２及び
４３の先端部を除く全てのパターンを覆うべく、グリー
ンシート４ｏ上にグリーンシート４１が積層熱圧着され
る。ここで上記白金リード線４８ないし５０は、本発明
をｌＩ或する第１の電極線に相当し、積層熱圧着後もそ
の−８− 一部は外部に突出される。
このようにして、白金リード線４８ないし５０の一部が
突出され、電極パターン４２及び４３の先端部が露出さ
れた積層板が作成されると、今度はこの積層板を１５０
０℃の大気中に２時間放置することによって、セラミッ
ク基板が焼成される。
突出され、電極パターン４２及び４３の先端部が露出さ
れた積層板が作成されると、今度はこの積層板を１５０
０℃の大気中に２時間放置することによって、セラミッ
ク基板が焼成される。
次に第９図に示す如く、上記焼成されたセラミック基板
の間口５１に検出素子１１を設けることとなるのである
が、この検出素子１１は平均粒径１．２μｓのＴｉ ０
２粉末１００モル部に対し１モル部の白金ブラックを添
加し、更に全粉末に対して３重量％のエチルセルロース
を添加しブチルカルピトール（２−（２−１１〜キシエ
トキシ）エタノールの商品名）中で混合し３００ボイズ
に粘度調整したＴｆ ０２ペーストを、開口４９を充塞
しかつ電極パターン４２及び４３の先端に被着するよう
厚膜印刷した後、１２００℃の大気中に１時間放置して
焼き付けることによって形成される。
の間口５１に検出素子１１を設けることとなるのである
が、この検出素子１１は平均粒径１．２μｓのＴｉ ０
２粉末１００モル部に対し１モル部の白金ブラックを添
加し、更に全粉末に対して３重量％のエチルセルロース
を添加しブチルカルピトール（２−（２−１１〜キシエ
トキシ）エタノールの商品名）中で混合し３００ボイズ
に粘度調整したＴｆ ０２ペーストを、開口４９を充塞
しかつ電極パターン４２及び４３の先端に被着するよう
厚膜印刷した後、１２００℃の大気中に１時間放置して
焼き付けることによって形成される。
このようにして作成された検出部１０の、外部に突出さ
れた白金リード線４８ないし５０と端子−９＝ ３１ないし３３との接続は第１０図に示す如く行なわれ
る。尚、図において（イ）は正面図、（ロ）は右側面図
を示している。
れた白金リード線４８ないし５０と端子−９＝ ３１ないし３３との接続は第１０図に示す如く行なわれ
る。尚、図において（イ）は正面図、（ロ）は右側面図
を示している。
第１０図に示す如く、端子３１ないし３３は予め厚さ０
．３ｎｕ＋＋のニッケル板にエツチング加工によって一
体形成されており、各端子を白金リード線４８ないし５
０に夫々配設し、その部分をスポット溶接することによ
って端子の接合が行なわれる。ここでこの白金リード線
と端子との接合は熱や振動によって外れることがなけれ
ばどのような接続方法であってもよく、また端子３１な
いし３３が一体形成されたニッケル板は検出部１ｏが主
体金具１２に固定され、その後検出部１ｏの基板の一部
及び白金リード線４８ないし５ｏと端子３１ないし３３
との接合部分がガラスシール１７によって保護され、内
筒１４内に固定された後に所定の長さに切断される。
．３ｎｕ＋＋のニッケル板にエツチング加工によって一
体形成されており、各端子を白金リード線４８ないし５
０に夫々配設し、その部分をスポット溶接することによ
って端子の接合が行なわれる。ここでこの白金リード線
と端子との接合は熱や振動によって外れることがなけれ
ばどのような接続方法であってもよく、また端子３１な
いし３３が一体形成されたニッケル板は検出部１ｏが主
体金具１２に固定され、その後検出部１ｏの基板の一部
及び白金リード線４８ないし５ｏと端子３１ないし３３
との接合部分がガラスシール１７によって保護され、内
筒１４内に固定された後に所定の長さに切断される。
そして端子３１及び端子３３間に加熱用の電源を印加す
ることによって発熱抵抗体パターン４４を加熱し、検出
素子１１を活性化させ、端子３２− １０ − 及び端子３３間の抵抗値の変化を検出することによって
、酸素８Ｉ疫を検知することができるようになる。
ることによって発熱抵抗体パターン４４を加熱し、検出
素子１１を活性化させ、端子３２− １０ − 及び端子３３間の抵抗値の変化を検出することによって
、酸素８Ｉ疫を検知することができるようになる。
以上本実施例の酸素センサにおけるセラミック基板の端
子構造は、セラミック基板と一体形成された白金リード
線と、ニッケル板からなる端子とを、スポット溶接によ
って接合し、更にその接合部分をセラミック基板と共に
内筒内に低融点ガラスを用いて固定し保護するようにし
ている。従って白金リード線と端子との接合部分は熱に
よって外れることがなく、また白金リード線も低融点ガ
ラスにて補強されることとなるので振動にも強く、さら
に端子にニッケル板を使用しているので端子自体が劣化
するといったことも防止できる。このため本酸素センサ
は耐熱性、耐振性及び耐久性を有するものとなり、内燃
機関のような高温でかつ高振動の場所にでも充分に耐え
得るようになる。
子構造は、セラミック基板と一体形成された白金リード
線と、ニッケル板からなる端子とを、スポット溶接によ
って接合し、更にその接合部分をセラミック基板と共に
内筒内に低融点ガラスを用いて固定し保護するようにし
ている。従って白金リード線と端子との接合部分は熱に
よって外れることがなく、また白金リード線も低融点ガ
ラスにて補強されることとなるので振動にも強く、さら
に端子にニッケル板を使用しているので端子自体が劣化
するといったことも防止できる。このため本酸素センサ
は耐熱性、耐振性及び耐久性を有するものとなり、内燃
機関のような高温でかつ高振動の場所にでも充分に耐え
得るようになる。
［発明の効果］
以上詳述した如く、本発明のセラミック基板の端子構造
においては、セラミック基板に焼成固着−１１− された白金族の電極線と、ニッケル又はニッケル合金か
らなる電極線とを接合し、更にセラミック基板の一部を
含む接合部をガラス材からなる保護層により保護するよ
うにしている。従って熱や振動に強く、セラミック基板
を高温でかつ振動する場所に設置した場合にも充分耐え
得る端子構造とすることができ、耐久性のある端子＠造
を提供することができるようになる。
においては、セラミック基板に焼成固着−１１− された白金族の電極線と、ニッケル又はニッケル合金か
らなる電極線とを接合し、更にセラミック基板の一部を
含む接合部をガラス材からなる保護層により保護するよ
うにしている。従って熱や振動に強く、セラミック基板
を高温でかつ振動する場所に設置した場合にも充分耐え
得る端子構造とすることができ、耐久性のある端子＠造
を提供することができるようになる。
第１図及び第２図は従来のセラミック基板の端子構造を
示す斜視図、第３図ないし第１０図は本発明の端子構造
を酸素センサに適用した実施例を示し、第３図ないし第
５図は本センサの構造を示す部分断面図、第６図ないし
第９図は検出部１０の組み立て工程を示す正面図（イ）
及びＡ−Ａ線断面図（ロ）、第１０図は電極線と端子と
の接続を示す正面図（イ）及び右側面図（ロ）である。 １０・・・検出部 １７・・・ガラスシール −１２− ３１，３２，３３・・・端子 ４８．４９．５０・・・白金リード線 代理人 弁理士 足立 勉 他１名 −１３− 第１図 第２図 第３図 第４図 ２ 第５図 第６図 第７図 （イ） （イ） （ロ） （ロ） 第８図 第９図 （イ） （イ） （ 第１０図 （イ） （ロ）
示す斜視図、第３図ないし第１０図は本発明の端子構造
を酸素センサに適用した実施例を示し、第３図ないし第
５図は本センサの構造を示す部分断面図、第６図ないし
第９図は検出部１０の組み立て工程を示す正面図（イ）
及びＡ−Ａ線断面図（ロ）、第１０図は電極線と端子と
の接続を示す正面図（イ）及び右側面図（ロ）である。 １０・・・検出部 １７・・・ガラスシール −１２− ３１，３２，３３・・・端子 ４８．４９．５０・・・白金リード線 代理人 弁理士 足立 勉 他１名 −１３− 第１図 第２図 第３図 第４図 ２ 第５図 第６図 第７図 （イ） （イ） （ロ） （ロ） 第８図 第９図 （イ） （イ） （ 第１０図 （イ） （ロ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ セラミック基板に一体形成された導電部に接続され
、焼結固着された白金族を主成分とする第１の電極線と
、 上記第１の電極線と接合されたニッケル又はニッケル合
金からなる第２の電極線と、 上記第１の電極線と第２の電極線との接合部分及び上記
基板の一部を覆うガラス材からなる電極保ｒｆｔ層と、 を有するセラミック基板の端子構造。 ２ 第１の電極線が白金を主成分とする電極線である特
許請求の範囲第１項記載のセラミック基板の端子構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58245736A JPS60143579A (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | セラミツク基板の端子構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58245736A JPS60143579A (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | セラミツク基板の端子構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60143579A true JPS60143579A (ja) | 1985-07-29 |
| JPH024993B2 JPH024993B2 (ja) | 1990-01-31 |
Family
ID=17138035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58245736A Granted JPS60143579A (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | セラミツク基板の端子構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60143579A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02124456A (ja) * | 1988-11-02 | 1990-05-11 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 固体電解質素子の接続構造 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02120443U (ja) * | 1989-03-16 | 1990-09-28 |
-
1983
- 1983-12-29 JP JP58245736A patent/JPS60143579A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02124456A (ja) * | 1988-11-02 | 1990-05-11 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 固体電解質素子の接続構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH024993B2 (ja) | 1990-01-31 |
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