CN102313762A - 气体传感器元件和气体传感器 - Google Patents

气体传感器元件和气体传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN102313762A
CN102313762A CN2011101985670A CN201110198567A CN102313762A CN 102313762 A CN102313762 A CN 102313762A CN 2011101985670 A CN2011101985670 A CN 2011101985670A CN 201110198567 A CN201110198567 A CN 201110198567A CN 102313762 A CN102313762 A CN 102313762A
Authority
CN
China
Prior art keywords
middle layer
metal material
gas sensor
sensor element
wiring layer
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
Application number
CN2011101985670A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102313762B (zh
Inventor
梶山理一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Publication of CN102313762A publication Critical patent/CN102313762A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102313762B publication Critical patent/CN102313762B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403—Cells and electrode assemblies
    • G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
    • G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
    • G01N27/4071—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases using sensor elements of laminated structure
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403—Cells and electrode assemblies
    • G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
    • G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
    • G01N27/4077—Means for protecting the electrolyte or the electrodes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)

Abstract

本发明涉及气体传感器元件和气体传感器。本发明的气体传感器元件检测测量气体内的特定气体的浓度。气体传感器元件包括：配线层，其形成于传感器的内部；绝缘层，其覆盖配线层的前表面；电极端子，其被设置在所述绝缘层的与所述配线层相对一侧的所述绝缘层的主表面上并且电连接到所述配线层；以及中间层，其被插入在电极端子与配线层之间并且将电极端子与配线层进行电连接。电极端子是由第一金属材料构成的。配线层是由第二金属材料构成的。所述中间层是由第一金属材料和第二金属材料中的具有较低熔点的金属材料构成的。

Description

气体传感器元件和气体传感器
技术领域
本发明涉及用于检测测量气体内的特定气体的浓度的气体传感器元件以及包括该气体传感器元件的气体传感器。
背景技术
气体传感器被广泛地用于检测用作燃料的可燃气体的泄漏以及检测包含在废气中的气体。为了测量废气中的氧气浓度，从过去到现在一直使用固体电解质传感器，该固体电解质传感器检测归因于特定气体的电动势，并且在该固体电解质传感器中，电池是由离子导电体构成的。
例如，日本未审查的专利公开H08-8044公开了一种包含在气体传感器中的如图1中所示的气体传感器元件。如图1所示，气体传感器元件91包括固体电解质主体97，其具有氧离子导电性；配线层92，其形成于固体电解质主体97的两个主表面上；以及绝缘层93，其被分层于固体电解质主体97的一个主表面970上。
用于连接到外部设备的电极端子94形成于绝缘层93的表面上。中间层95被插入在电极端子94与配线层92之间。通孔96形成于绝缘层93中，并且金属连接部件96a被设置在通孔96内。电极端子94和配线层92是通过连接部件96a和中间层95来电连接的。
气体传感器元件91包括用于对固体电解质主体97进行加热的加热器部980。加热器部980包括配线层92、绝缘层93、加热器连接部件911、中间层95、连接部件96a和电极端子94。加热器连接部件911被插入在配线层92与中间层95之间。此外，加热元件(未示出)被连接到配线层92。
气体传感器元件91是在由加热器部980加热的状态下使用的。因此，因为整个部分(配线层92、中间层95、连接部件96a、电极端子94和加热器连接部件911)是由主要成分为铂的金属材料构成的，因此气体传感器元件91能够经受高温环境。
然而，因为传统气体传感器元件91中的加热器部980是由主要成分为铂的金属材料构成的，因此制造成本高。因此，期望能够以低成本来制造的气体传感器元件91。
如图2所示，已经尝试通过用比铂(Pt)便宜的钯来形成配线层92，从而降低气体传感器元件91的制造成本。当制造气体传感器元件91时，如图2所示，绝缘层93、配线层92、固体电解质主体97等被堆叠并且接着被烧制。因为配线层92(钯)和中间层95(铂)是由不同的材料构成的，因此当被烧制时，在配线层92与中间层95之间的界面99上形成钯和铂合金。伴随着形成合金，外围中的金属向界面99移动。因为钯具有比铂低的熔点，因此当被烧制时，钯在铂之前移动到界面99，如图3所示。因此，在配线层92中形成空隙90，从而在一些情况下导致配线层92断开。电极端子94与配线层92之间的电阻变高。因此，气体传感器元件91中的温度上升变得不足，并且气体传感器中的电阻增加。因此，气体传感器元件91的检测准确度下降。或者，气体传感器元件91变得不能执行检测。
此外，电极端子94和配线层92是在一个宽温度范围内使用的，例如，从-40℃到1000℃。因此，当使用具有不同的热膨胀系数的金属材料来形成电极端子94和配线层92时，由于热膨胀的差别导致出现应力，并且在配线层92中可能发生断开。电极端子94与配线层92之间的电阻变高。因此，如上所述，气体传感器元件91的检测准确度下降。或者，气体传感器元件91变得不能执行检测。
发明内容
鉴于上述问题，已经实现了本发明。本发明的目的是提供一种具有高检测准确度和在配线层与电极端子之间具有高连接可靠性的气体传感器以及包括该气体传感器元件的气体传感器。
本发明的第一方面是气体传感器元件，该气体传感器元件检测测量气体内的特定气体的浓度，该气体传感器元件包括：配线层，其形成于传感器的内部；绝缘层，其覆盖所述配线层的前表面；电极端子，其被设置在所述绝缘层的与所述配线层相对一侧的所述绝缘层的主表面上并且电连接到所述配线层；以及中间层，其被插入在所述电极端子与所述配线层之间，并且将所述电极端子与所述配线层进行电连接；其中：所述电极端子是由第一金属材料构成的，所述配线层是由第二金属材料构成的，并且所述中间层是由所述第一金属材料和所述第二金属材料中的具有较低熔点的金属材料构成的。
在本发明中，电极端子是由第一金属材料构成的，配线层是由第二金属材料构成的，并且中间层是由第一金属材料和第二金属材料中的具有较低熔点的金属材料构成的。在气体传感器元件的制造过程中，当执行烧制过程时，形成中间层的金属材料和与中间层合金的金属材料不同的金属材料相接触。中间层的外围部分中的具有低熔点的金属材料可以移动，从而在中间层的外围部分中形成空隙。然而，因为中间层的外围部分不会直接促成电连接，因此即使在空隙形成时，诸如电阻增加等缺陷也不容易出现。
此外，当电极端子和配线层是由具有不同的热膨胀系数的金属材料构成时，归因于使用环境中的热膨胀差异的应力可能出现。同样地在该情况下，诸如配线层中的断开等缺陷也不容易出现，这是因为形成了中间层。因此，增加了电极端子与配线层之间的连接可靠性。
此外，气体传感器元件对设置在加热器一侧上的配线层(加热器配线)与电极端子之间的电阻的增加进行抑制。因此，充足的电流可以发送通过加热器配线，并且可以充分增加气体传感器元件的温度。因此，可以增加气体传感器元件的检测准确度。
本发明的第二方面是包括上述气体传感器元件的气体传感器。
根据本发明的第二方面，因为包括了所述气体传感器元件，因此可以实现在配线层与电极端子之间具有高连接可靠性并且具有高检测准确度的气体传感器。
附图说明
将参照附图来更具体地描述本发明，在附图中：
图1是传统的示例中的气体传感器元件的横截面图；
图2是传统的示例中的气体传感器的横截面图并且示出了在烧制之前的状态，在该示例中，只有配线层是由不同的金属材料构成的；
图3是图2中所示的气体传感器的横截面图并且示出了烧制之后的状态；
图4是根据本发明的第一实施例的在烧制之前的气体传感器元件的横截面图，并且图4是沿着与打印有图6的纸张平行的线进行截取所获得的如图6所示的第一传感器元件40a的横截面图；
图5是根据本发明的第一实施例的在烧制之前的气体传感器元件的横截面图，并且图5是沿着与打印有图6的纸张平行的线进行截取所获得的如图6所示的第二传感器元件40b的横截面图；
图6是根据本发明的第一实施例的气体传感器元件的分解透视图；
图7是根据本发明的第一实施例的气体传感器的末端(tip end)部的横截面图；
图8是根据本发明的第一实施例的在烧制之后的气体传感器元件的横截面图；
图9是示例1中的本发明的气体传感器的显微镜照片；
图10是图7中的主要部分的放大照片；
图11是比较示例中的气体传感器的显微镜照片；
图12是图11中的主要部分的放大照片；
图13是示出了示例1中的冷却循环的数量与传感器输出之间的关系的曲线图；
图14是对示例1中的电阻值进行比较的曲线图；
图15是对示例1中的传感器输出值进行比较的曲线图；
图16是根据本发明的第二实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；
图17是根据本发明的第二实施例的在烧制之前的通过第二传感器电极40b的气体传感器元件的横截面图；
图18是根据本发明的第三实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；
图19是根据本发明的第四实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；
图20是根据本发明的第五实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；
图21是根据本发明的第六实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；
图22是根据本发明的第七实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；
图23是根据本发明的第八实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；
图24是根据本发明的第九实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；
图25是根据本发明的第十实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；
图26是根据本发明的第十一实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；
图27是根据本发明的第十二实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；
图28是根据本发明的第十三实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；
图29是根据本发明的第十三实施例的在烧制之前的通过第二传感器电极40b的气体传感器元件的横截面图；
图30是根据本发明的第十四实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；
图31是根据本发明的第十五实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；
图32是根据本发明的第十六实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；
图33是根据本发明的第十七实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；
图34是根据本发明的第十七实施例的在烧制之前的通过第二传感器电极40b的气体传感器元件的横截面图；
图35是根据本发明的第十八实施例的在烧制之前的通过第二传感器电极40b的气体传感器元件的横截面图；
图36是根据本发明的第十九实施例的在烧制之前的通过第二传感器电极40b的气体传感器元件的横截面图；以及
图37是根据本发明的第二十实施例的在烧制之前的通过第二传感器电极40b的气体传感器元件的横截面图。
具体实施方式
将参照附图使用每个实施例来描述根据本发明的实施例的气体传感器元件。
第一实施例(图4至图15以及表1至表5)
将参照图4至图8以及示例1来描述根据本发明的第一实施例的气体传感器元件。
图4是在烧制之前的气体传感器元件1的横截面图。如图4所示，在气体传感器元件1中，配线层2被设置在传感器部13内，并且配线层2的表面由绝缘层3覆盖。电极端子4被设置在所述绝缘层3的与所述配线层2相对一侧的所述绝缘层3的主表面上。中间层5被插入在电极端子4与配线层2之间，并且电极端子4被电连接到配线层2。
电极端子4是由第一金属材料构成的。配线层2是由第二金属材料构成的。中间层5是由第一金属材料和第二金属材料中的具有较低熔点的金属材料构成的。
更具体地说，如图6所示，气体传感器元件1是由传感器部13和加热器部14构成的。
传感器部13是由正被堆叠的屏蔽层104、扩散阻挡层103、分隔层102、绝缘层3、固体电解质主体7和导管形成层10构成的。配线层2(测量气体侧的配线20和参考气体侧的配线21)被形成在固体电解质主体7的两个主表面上。中间层5被插入到配线层2与电极端子4之间。电极端子4是由第一传感器电极40a和第二传感器电极40b组成的。第一传感器电极40a被连接到测量气体侧的配线20。第二传感器电极40b被连接到参考气体侧的配线21。
如图6和图7所示，用于引入测量气体(例如，废气)的测量气体室101形成于分隔层102和绝缘层3中。用于引入参考气体(大气)的参考气体室100形成于导管形成层10中。
测量气体侧的电极200形成于测量气体侧的配线20的末端处。参考气体侧的电极210形成于参考气体侧的配线21的末端处。测量气体侧的电极200暴露在测量气体室101内。参考气体侧的电极210暴露于参考气体室100内。
固体电解质主体7具有氧离子导电性。因此，当将电压施加到参考气体侧的电极210与测量气体侧的电极200之间时，与参考气体和测量气体之间的氧气浓度差对应的电流在参考气体侧的电极210与测量气体侧的电极200之间流动。测量气体内的氧气浓度是由正被测量的电流值来检测的。
加热器部14包括加热元件12、连接到该加热元件12的配线层2(加热器配线22)、两个绝缘层3(第一加热器基板31a和第二加热器基板31b)以及电极端子4(加热器电极41)。中间层5被插入到两个绝缘层3之间。
如图4所示，在根据第一实施例的气体传感器元件1的传感器部13中，提供穿过绝缘层3的通孔6，并且通孔6连接中间层5a和电极端子4。通孔6具有比中间层5a小的外径。金属连接部件60a被设置在通孔6内。
在加热器部14中，提供穿过第二加热器基板31b的第一通孔6a，并且第一通孔6a连接中间层5b和加热器电极41。通孔6a具有比中间层5b小的外径。金属第一连接部件60b被设置在通孔6a内。此外，提供穿过第一加热器基板31a的第二通孔6b，并且第二通孔6b连接配线层22和中间层5b。第二通孔6b具有比中间层5b小的外径。金属第二连接部件66被设置在第二通孔6b内。
传感器部13的第一传感器电极40a和连接部件60a是由第一金属材料构成的。中间层5a和5b、测量气体侧的配线20以及参考气体侧的配线21是由具有比第一金属材料的熔点低的熔点的第二金属材料构成的。
加热器部的加热器电极41和第一连接部件60b是由第一金属材料构成的。加热器配线22、第二连接部件66和中间层5b是由第二金属材料构成的。
第一金属材料和第二金属材料包含从以下各种材料中选择出的至少一种材料：Mg、Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、In、Sn、W、Re、Qs、Ir、Pt、Au和Pb。第一金属材料和第二金属材料还包含诸如氧化铝、氧化锆和氧化钇等至少一种类型的陶瓷。由于通过这种方式将陶瓷添加到第一金属材料和第二金属材料上，因此可以增大绝缘层3、固体电解质主体7等与第一金属材料和第二金属材料之间的结合。第一金属材料和第二金属材料中的陶瓷/金属的重量比是1％wt至25％wt。
更优选地，第一金属材料和第二金属材料包含Pt和Pd中的至少一种以及诸如氧化铝、氧化锆和氧化钇等至少一种类型的陶瓷。第一金属材料和第二金属材料中的陶瓷/金属的重量比优选地是1％wt至25％wt。由于诸如这样的组合，因此第一金属和第二金属的熔点变为1500℃或者更高。因此，即使当在制造期间以高的温度(例如1450±50℃)对气体传感器元件1进行烧制，金属材料熔化的风险也降低了。此外，第一金属材料和第二金属材料的热膨胀系数变为接近于固体电解质主体7的热膨胀系数9.2×10-6/℃。因此，可以对在烧制期间在金属材料与固体电解质主体7之间出现的大的热应力进行抑制。
此外，如图5所示，通孔650形成于固体电解质主体7中。金属传感器侧的第二连接部件65被设置在通孔650内。连接层250是由构成测量气体侧的配线20的配线层2形成的。第二传感器电极40b和参考气体侧的配线21是通过连接层250、相邻的中间层5c和传感器侧的第二连接部件65以及与中间层5c相邻的传感器侧的第一连接部件60c来电连接的。这里，第二传感器电极40b和传感器侧的第一连接部件60c是由第一金属材料构成的。中间层5c、连接层250、传感器侧的第二连接部件65以及参考气体侧的配线21是由具有比第一金属材料的熔点低的熔点的第二金属材料构成的。
当从轴线方向上观察时，中间层5和通孔6具有圆形的形状。通孔6的外径A(参照图4)为0.01mm≤A≤1.315mm。中间层5的外径B为0.02mm≤B≤2.63mm。在通孔6的外径A与中间层5的外径B之间建立关系B/A≥2。中间层5的厚度d为0.01mm≤d≤0.1mm。
通孔6的外径A被设置为0.01mm或者更大，这是因为当外径A小于0.01mm时不能充分保证气体传感器的检测准确度。
中间层5的外径B被设置为2.63mm或者更小，这是因为当中间层5的外径B超出2.63mm时，由于传感器元件的宽度为5.28mm，因此相邻的中间层5相互连接并且发生短路。导电性不能被保证，并且气体传感器元件1的检测准确度下降。
由于建立了关系B/A≥2，因此通孔6的外径A的上限值被设置为与中间层5的外径B的上限值(2.63mm)相差1.315mm。中间层5的外径B的下限值被设置为与通孔6的外径A的下限值(0.01mm)相差0.02mm。
中间层5的厚度d被设置为0.01mm或者更大，这是因为当厚度d小于0.01mm时，在除了中间层5的外围以外的区域中形成了空隙。另一方面，当中间层5的厚度d超出0.1mm时，就制造气体传感器元件1而言，由于中间层5的厚度使得气体传感器元件1的形状变得有缺陷。不能保证导电性，并且不能执行传感器检测。
通过这种方式，在通孔6的外径A与中间层5的外径B之间建立了关系B/A≥2。此外，中间层5的厚度d为0.01mm或者更大。因此，因为中间层5的外径A足够大并且中间层5的厚度d足够厚，因此可以仅在中间层5的外围部分50中形成空隙V。因此，消除了在中间层5与连接部件60之间的界面500中形成空隙V，并且可以抑制电极端子4与配线层2之间的电阻的增加。
此外，如图7所示，屏蔽层104、扩散阻挡层103和分隔层102的侧面被形成为具有锥形。扩散阻挡层103是由允许测量气体通过扩散阻挡层103的多孔体构成。因此，扩散阻挡层103的侧面用作引入测量气体的进气口105。
测量气体从进气口105进入扩散阻挡层103并且被引入到测量气体室101中。
下面将描述根据第一实施例的气体传感器元件2的操作效果。
在根据第一实施例的气体传感器元件1中，如图4所示，电极端子4是由第一金属材料构成的。配线层2是由第二金属材料构成的。中间层5是由具有比第一金属材料的熔点低的熔点的第二金属材料构成的。因此，当在气体传感器元件1的制造过程中执行烧制时，如图8所示，构成中间层5的第二金属材料和与中间层5接触的第一金属材料变为合金。在金属材料形成合金的过程中，由具有低熔点的第二金属材料构成的中间层5的外围部分50的金属材料移动，从而在中间层5的外围部分50中形成空隙。换言之，由于不同的金属材料开始接触的界面是在陶瓷烧制期间通过加热形成合金的，因此形成了空隙。金属原子从外围向界面移动，从而形成空隙。然而，中间层5的其中形成空隙的外围部分50是电流不流动并且不会直接有助于电连接的区域。因此，即使当在中间层5的外围部分50中形成空隙V时，电极端子4与配线层2之间的电阻也不会明显改变。
由于通过这种方式有意识地使中间层5的外围部分50的金属原子移动以在中间层5的外围部分50中形成空隙，因此可以对连接部件和配线层2的金属原子的移动进行抑制。因为连接部件和配线层2是直接有助于电连接的部分，因此通过防止形成空隙而抑制了电阻的增加。改进了电极端子4与配线层2之间的连接可靠性。
此外，在根据第一实施例的气体传感器元件1中，可以抑制加热器配线22与加热器电极41之间的电阻的增加。因此，可以向加热器配线22传送充足的电流。由于充分地增加了气体传感器元件1的温度，因此可以提高气体传感器元件1的检测准确度。
在根据第一实施例的气体传感器元件1中，如图4所示，因为电极端子4和中间层5是通过具有比中间层5的外径小的外径的连接部件60a连接的，因此连接部件60a不会与中间层5的外围部分50接触。因此，当进行烧制时，由于中间层5是由具有低熔点的材料构成的，因此如图8所示，促进了中间层5的外围部分50的金属材料向中间部分(与连接部件60a接触的部分)的移动。因此，由于在作为界面500(即，在该界面处，中间层5与连接部件60a接触)的外围的中间层5的外围部分50中形成空隙，因此改进了电极端子4与配线层2之间的连接可靠性。
此外，在根据第一实施例的气体传感器元件1中，如图4所示，在加热器部14中，配线层22和电极端子41是通过具有比中间层5b的外径小的外径的第一连接部件60b和第二连接部件66来连接的。因此，因为具有比中间层5b的外径小的外径的第一连接部件60b和第二连接部件66被连接到中间层5b，因此第一连接部件60b和第二连接部件66不会与中间层5b的外围部分50接触。因为中间层5b是由具有低熔点的金属材料构成的，因此当进行烧制时，如图8所示，促进了中间层5b的外围部分50的金属材料向中心的移动。因此，在中间层5b的外围部分50中形成空隙。在这里，外围部分50表示中间层5b的、除了中间层5b与连接部件60b和66接触的界面500以外的部分。因此，改进了电极端子41和配线层23之间的连接可靠性，并且提高了气体传感器元件1的检测准确度。
如上所述，根据第一实施例，可以获得具有高检测准确度以及在配线层与电极端子之间具有高连接可靠性的气体传感器元件。
在下文中，使用示例1进行试验以证明本发明的气体传感器元件的效果。
(示例1)
在示例1中，通过堆叠电极端子4、绝缘层3、中间层5等来制造具有与根据第一实施例(图4和图5)的气体传感器元件1相同的构造的样品。在这里，传感器电极40、加热器电极41和连接部件60a和60b是使用第一金属材料形成的。中间层5a和5b、配线层20、21和22以及第二连接部件66是使用具有比第一金属材料的熔点低的熔点的第二金属材料形成的。
具体地说，以下材料被用作第一金属材料。该材料包含100％Pt作为金属成分并且具有1774℃的熔点和9.1×10-6/℃的线性膨胀系数。该材料将氧化铝用作陶瓷。铝/Pt的重量比为10wt％。以下材料用作第二金属材料。该材料包含100％Pd作为金属成分并且具有1555℃的熔点和1.176×10-5/℃的线性膨胀系数。该材料将氧化铝用作陶瓷。铝/Pd的重量比为10wt％。在下文中所描述的实施例中也使用类似的材料。
各个尺寸如下。电极端子4(40和41)的厚度为0.02mm。连接部件60的高度为0.16mm。中间层5a和5b的厚度d为0.03mm。配线层20、21和22的各自厚度为0.01mm、0.018mm和0.03mm。连接部件60的外径A和A′为0.248mm。中间层5a的外径B为0.6mm。中间层5b的外径B′为0.5mm。传感器部13的绝缘层3的厚度为0.2mm。第一加热器基板31a的厚度为0.19mm。第二加热器基板31b的厚度为0.19mm。作为结果，获得烧制前的本发明的气体传感器元件1的样品1。
制造烧制之前的样品2来作为比较示例(参见图3)，其中，传感器电极40、加热器电极41、连接部件60a和60b、中间层5a和5b以及第二连接部件66是由第一金属材料构成的。配线层20、21和22是由第二金属材料构成的。其它构造与样品1的构造类似。
接下来，以1450±50℃将样品1和样品2烧制120分钟。从加热器配线22到加热器电极41拍摄所获取的烧制样品1和样品2的显微镜照片。样品1的显微镜照片如图9和图10所示。样品2的显微镜照片如图11和图12所示。
如图9和图10所示，在样品1中，中间层5的外围部分50的金属材料移动，并且空隙V形成于外围部分50中。相反地，如图11和图12所示，在比较示例的样品2中，空隙V形成于加热器配线22中。
接下来，通过使用样品1和样品2来进行冷却循环测试，其中，重复地在25℃与1000℃之间进行温度变化。测量加热器配线22与加热器电极41之间的电阻的变化。此外，对在加热器配线22与加热器电极41之间、在测量气体配线20与电极端子40a之间以及在参考气体侧的配线层21与电极端子40b之间是否形成裂缝进行评估。
在冷却循环测试中，单个循环是在温度已经从25℃上升到1000℃以后温度返回至25℃的一个过程。对于每个样品1和样品2而言，执行多个循环的冷却循环测试，如图13所示，并且测量加热器配线22与加热器电极41之间的电阻。在图13中，水平轴表示“循环的数量”。在垂直轴上，加热器配线22与加热器电极41之间的电阻的测量值除以测量初始值所得到的值是由“电阻(-)”来表示的。当电阻(-)突然增加时，作出已经形成裂缝的判断。当电阻(-)未改变时，作出未形成裂缝的判断。这些结果如表1所示。未形成裂缝的例子是由o来表示的。已经形成裂缝的例子是由×来表示的。
表1
25℃
Figure BSA00000538713400131
1000℃冷却循环的测试
  冷却循环的数量  样品1  样品2
  1   ○   ○
  100   ○   ○
  1000   ○   ○
  2500   ○   ○
  5000   ○   ×
  10000   ○   ×
如图13和表1所示，即使当执行10,000次的冷却循环时，在样品1中电阻也未发生改变，并且没有形成裂缝。相反地，在比较例子的样品2中，在第5000次循环时电阻增大，并且裂缝已经形成。
接下来，制造在烧制以后的多个样品1和样品2。测量加热器配线22与加热器电极41之间的电阻。这些结果如图14所示。在图14的垂直轴上，电阻的测量值除以目标值而得到的值是由“电阻(-)”来表示的。制造了50个样品。如图14所示，样品1具有平均值1，并且电阻的测量值等于目标值。此外，电阻的测量值的变化很小。相反地，比较示例的样品2的平均值为目标值的2.5倍的值。与样品1相比，样品2中的电阻的测量值的变化较大。
接下来，使用制造的样品1和样品2，将恒定的功率(9W)施加于加热器以达到元件的目标温度(700℃)，并且对作为传感器输出指标的大气IL值进行测量。这些结果如图15所示。在垂直轴上，值是由“传感器输出(-)”来表示的，该值是通过在将0.4V施加于传感器部13时的输出电流的测量值除以目标值而得到的。制造50个样品。
如图15所示，样品1的输出平均值为1并且等于目标值。此外，输出电流的变化很小。相反地，在比较示例的样品2中，输出电流的平均值下降8％，并且输出电流的变化很大。可以认为以下原因与上面的情况有关。因为在样品2的加热器配线22中形成了空隙，因此与样品1相比电阻增大了，并且传感器元件的温度降低了。此外，还在测量气体侧的配线20等中形成空隙，从而使电阻增大。施加0.4V时的电流降低了，并且传感器输出降低了。此外，因为电阻发生变化，因此传感器输出也改变。
表2示出了关于配线层2和电极端子4之间的连接可靠性以及传感器输出的判断结果。在表2中，具有良好的连接可靠性和传感器输出的样品是由o来表示的，而具有较差的连接可靠性和传感器输出的样品是由×来表示的。还未在配线2等中形成空隙并且电阻的测量值处于目标范围内(目标值的99％或者更多以及101％或者更少)或者传感器输出的测量值处于目标范围内(目标值的99％或者更多以及101％或者更少)的例子是由o来表示的。在这里，目标值是指当未形成空隙时凭经验预计的电阻或传感器输出。
表2
Figure BSA00000538713400151
如表2所示，样品1具有良好的连接可靠性和传感器输出，而样品2既没有良好的连接可靠性也没有良好的传感器输出。
接下来，通过改变中间层5a的外径B与连接部件60a的外径A的比B/A和中间层5a的厚度d来制造样品3到样品64，如下面的表3所示。其它构造与样品1的构造类似。
表3
标准：0.01mm≤A≤1.315mm，0.02mm≤B≤2.63mm
      B≥2A，0.01mm≤d≤0.1mm
  样品   TH直径：A  中间层的直径：B   B/A   中间层的厚度：d
  3   0.005   0.005   1.00   0.005
  4   0.005   0.01   2.00   0.005
  5   0.01   0.01   1.00   0.005
  6   0.5   0.5   1.00   0.005
  7   1   1   1.00   0.005
  8   1.315   1.315   1.00   0.005
  9   0.01   0.02   2.00   0.005
  10   0.01   1   100.00   0.005
  11   0.01   2.63   263.00   0.005
  12   0.5   1   2.00   0.005
  13   0.5   2.63   5.26   0.005
  14   1   2   2.00   0.005
  15   1   2.63   2.63   0.005
  16   1.315   2.63   2.00   0.005
  17   0.005   0.005   1.00   0.01
  18   0.005   0.01   2.00   0.01
  19   0.01   0.01   1.00   0.01
  20   0.5   0.5   1.00   0.01
  21   1   1   1.00   0.01
  22   1.315   1.315   1.00   0.01
  23   0.01   0.02   2.00   0.01
  24   0.01   1   100.00   0.01
  25   0.01   2.63   263.00   0.01
  26   0.5   1   2.00   0.01
  27   0.5   2.63   5.26   0.01
  28   1   2   2.00   0.01
  29   1   2.63   2.63   0.01
  30   1.315   2.63   2.00   0.01
  31   0.01   0.02   2.00   0.05
  32   0.01   1   100.00   0.05
  33   0.01   2.63   263.00   0.05
  34   0.5   1   2.00   0.05
  35   0.5   2.63   5.26   0.05
  36   1   2   2.00   0.05
  37   1   2.63   2.63   0.05
  38   1.315   2.63   2.00   0.05
  39   0.01   0.02   2.00   0.1
  40   0.01   1   100.00   0.1
  41   0.01   2.63   263.00   0.1
  42   0.5   1   2.00   0.1
  43   0.5   2.63   5.26   0.1
  44   1   2   2.00   0.1
  45   1   2.63   2.63   0.1
  46   1.315   2.63   2.00   0.1
  47   0.01   0.02   2.00   0.11
  48   1.315   2.63   2.00   0.11
  49   0.01   2.64   264.00   0.01
  50   0.01   2.64   264.00   0.1
  51   0.01   2.64   264.00   1.1
  52   0.5   2.64   5.28   0.01
  53   0.5   2.64   5.28   0.1
  54   0.5   2.64   5.28   1.1
  55   1   2.64   2.64   0.01
  56   1   2.64   2.64   0.1
  57   1   2.64   2.64   1.1
  58   1.315   2.64   2.01   0.01
  59   1.315   2.64   2.01   0.1
  60   1.315   2.64   2.01   1.1
  61   1.32   2.64   2.00   0.005
  62   1.32   2.64   2.00   0.01
  63   1.32   2.64   2.00   0.1
  64   1.32   2.64   2.00   1.1
在每个样品中，对加热器配线22与加热器电极41之间的电阻以及传感器输出进行研究。具有良好的连接可靠性和传感器输出的样品是由o来表示的，具有较差的连接可靠性和传感器输出的样品是由×来表示的。还未在配线2等中形成空隙并且电阻的测量值处于目标范围内(目标值的99％或者更多以及101％或者更少)或者传感器输出的测量值处于目标范围内(目标值的99％或者更多以及101％或者更少)的例子是由o来表示的。这些结果如表4所示。
表4
Figure BSA00000538713400181
Figure BSA00000538713400191
Figure BSA00000538713400201
Figure BSA00000538713400211
表3和表4指示具有以下范围的样品具有良好的连接性和传感器输出：0.01mm≤A≤1.315mm、0.02mm≤B≤2.63mm、B/A≥2以及0.01mm≤d≤0.1mm。
接下来，通过改变构成传感器电极40、加热器电极41和连接部件60a和60b的第一金属材料的Pt/Pd组成(参见表5)来制造样品65至样品67。其它材料组成和构造与样品1的材料组成和构造相同。针对每个样品，研究加热器配线22与加热器电极41之间的电阻以及传感器输出。在表5中，具有良好的连接可靠性和传感器输出的样品是由o来表示的，而具有较差的连接可靠性和传感器输出的样品是由×来表示的。还未在配线2等中形成空隙并且电阻的测量值处于目标范围内(目标值的99％或者更多以及101％或者更少)或者传感器输出的测量值处于目标范围内(目标值的99％或者更多以及101％或者更少)的例子是由o来表示的。
表5
Figure BSA00000538713400221
表5指示即使在样品65至样品67中的第一金属材料的Pt/Pd的组成比在90/10与10/90之间改变时，加热器配线22与加热器电极41之间的连接可靠性以及传感器输出也是良好的。
第二实施例(图16和图17)
根据第二实施例，改变根据第一实施例的气体传感器元件1中的电极端子4和配线层2的连接构造。
如图16所示，测量气体侧的配线20被设置在传感器部13内，并且测量气体侧的配线20的表面由绝缘层3覆盖。第一传感器电极40a被设置在绝缘层3的与测量气体侧的配线20相对一侧的绝缘层3的主表面上。第一连接部件60b、中间层5b和第二连接部件66被插入在第一传感器电极40a与测量气体侧的配线20之间，并且第一传感器电极40a被电连接到测量气体侧的配线20。
加热器配线22被设置在加热器部14内，并且加热器配线22的表面由绝缘层3覆盖。加热器电极41被设置在绝缘层3的与加热器配线22相对一侧的绝缘层3的主表面上。中间层5b和连接部件60a被插入在加热器配线22与加热器电极41之间，并且加热器电极41被电连接到加热器配线22。中间层5和连接部件60a被直接连接。
第一传感器电极40a、第一连接部件60b、连接部件60a和加热器电极41是由第一金属材料构成的。中间层5a和5b、第二连接部件66、参考气体侧的配线21和加热器配线22是由具有比第一金属材料的熔点低的熔点的第二金属材料构成的。
如图17所示，在传感器部13中，穿过传感器侧的第一连接部件60c、中间层5c和固体电解质主体7的传感器侧的第二连接部件65被设置在第二传感器电极40b与参考气体侧的配线21之间。第二传感器电极40b被电连接到参考气体侧的配线21。
第二传感器电极40b和传感器侧的第一连接部件60c是由第一金属材料构成的。中间层5c、传感器侧的第二连接部件65和参考气体侧的配线21是由具有比第一金属材料的熔点低的熔点的第二金属材料构成的。
另一方面，加热器部14与图16所示的加热器部14相同。
其它结构与根据上述第一实施例的结构类似。因此，省略其解释。
根据第二实施例，可以实现与根据第一实施例的操作效果相同的操作效果。
第三实施例(图18)
根据第三实施例，改变根据第一实施例的气体传感器元件1中的电极端子4和配线层2的连接构造。省略与根据第一实施例的气体传感器元件1中的部分相同的部分的描述。
如图18所示，传感器部13具有与图4中所示的传感器部13的结构相同的结构并且使用与图4中所示的传感器部13的材料相同的材料。加热器部14具有与图16中所示的加热器部14的结构相同的结构并且使用与图16中所示的加热器部14的材料相同的材料。
其它结构与根据上述第一实施例的结构类似。因此，省略其解释。
根据第三实施例，可以实现与根据第一实施例的操作效果相同的操作效果。
第四实施例(图19)
根据第四实施例，改变根据第一实施例的气体传感器元件1中的电极端子4和配线层2的连接构造。
如图19所示，传感器部13具有与图16中所示的传感器部13的结构相同的结构并且使用与图16中所示的传感器部13的材料相同的材料。加热器部14具有与图4中所示的加热器部14的结构相同的结构并且使用与图4中所示的加热器部14的材料相同的材料。
其它结构与根据上述第一实施例的结构类似。因此，省略其解释。
根据第四实施例，可以实现与根据第一实施例的操作效果相同的操作效果。
第五实施例(图20)
根据第五实施例，改变根据第一实施例的气体传感器元件1中的电极端子4和配线层2的连接构造。
如图20所示，传感器部13具有与图4中所示的传感器部13的结构相同的结构。与图4中的传感器部13的不同之处在于：中间层5a、测量气体侧的配线20以及参考气体侧的配线21的金属材料已经从第二金属材料变为第一金属材料。
加热器部14具有与图4中所示的加热器部14的结构相同的结构并且使用与图4中所示的加热器部14的材料相同的材料。
其它结构与根据上述第一实施例的结构类似。因此，省略其解释。
根据第五实施例，可以实现与根据第一实施例的操作效果相同的操作效果。
在下文中，使用实例2来进行实验以证明根据第五实施例的气体传感器元件1的效果。
(示例2)
在示例2中，通过堆叠电极端子4、绝缘层3、中间层5等来制造具有与根据第五实施例(图20)的气体传感器元件1相类似的构造的样品。在这里，第一传感器电极40a、连接部件60a、中间层5a、测量气体侧的配线20、参考气体侧的配线21、第一连接部件60a和加热器电极41是由第一金属材料构成的。加热器配线22、第二连接部件66和中间层5b是由具有比第一金属材料的熔点低的熔点的第二金属材料构成的。
电极端子4、连接部件60、中间层5a和5b、配线层20、21和22、绝缘层3、第一加热器基板31a和第二加热器基板31b的相应尺寸与示例1中的样品1的尺寸相同。在示例2中，所获取的样品是气体传感器元件的样品68。使用具有与在示例1中制造的样品2相同的结构的样品69，作为比较示例。
接下来，以1450±50℃将样品68和样品69烧制120分钟。制造多个烧制的样品68和样品69。在与示例1相同的条件下，测量加热器电极41与加热器配线22之间的电阻，并且测量大气的IL值。所测量的样品的数量均为50个样品。通过测量结果来判断加热器电极41与加热器配线22之间的连接可靠性以及传感器输出。结果如表6所示。判断标准与示例1中的判断标准相同，并且使用o和×来进行表示。
[表6]
Figure BSA00000538713400251
如表6所示，样品68具有良好的连接可靠性和传感器输出。在比较示例的样品69中连接可靠性和传感器输出都不是良好的。
接下来，通过改变中间层5b的外径B与连接部件60a的外径A的比B/A和中间层5b的厚度d来制造样品70到样品131，如下面的表7和表8所示。其它结构与样品68的结构类似。针对每个样品，对加热器配线22与加热器电极41之间的电阻以及传感器输出进行研究。结果如表7和表8所示。判断标准与示例1中的判断标准相同，并且使用o和×来进行表示。
[表7]
标准：0.01mm≤A≤1.315mm，0.02mm≤B≤2.63mm
      B≥2A，0.01mm≤d≤0.1mm
  样品   TH直径：A  中间层的直径：B   B/A   中间层的厚度：d
  70   0.005   0.005   1.00   0.005
  71   0.005   0.01   2.00   0.005
  72   0.01   0.01   1.00   0.005
  73   0.5   0.5   1.00   0.005
  74   1   1   1.00   0.005
  75   1.315   1.315   1.00   0.005
  76   0.01   0.02   2.00   0.005
  77   0.01   1   100.00   0.005
  78   0.01   2.63   263.00   0.005
  79   0.5   1   2.00   0.005
  80   0.5   2.63   5.26   0.005
  81   1   2   2.00   0.005
  82   1   2.63   2.63   0.005
  83   1.315   2.63   2.00   0.005
  84   0.005   0.005   1.00   0.01
  85   0.005   0.01   2.00   0.01
  86   0.01   0.01   1.00   0.01
  87   0.5   0.5   1.00   0.01
  88   1   1   1.00   0.01
  89   1.315   1.315   1.00   0.01
  90   0.01   0.02   2.00   0.01
  91   0.01   1   100.00   0.01
  92   0.01   2.63   263.00   0.01
  93   0.5   1   2.00   0.01
  94   0.5   2.63   5.26   0.01
  95   1   2   2.00   0.01
  96   1   2.63   2.63   0.01
  97   1.315   2.63   2.00   0.01
  98   0.01   0.02   2.00   0.05
  99   0.01   1   100.00   0.05
  100   0.01   2.63   263.00   0.05
  101   0.5   1   2.00   0.05
  102   0.5   2.63   5.26   0.05
  103   1   2   2.00   0.05
  104   1   2.63   2.63   0.05
  105   1.315   2.63   2.00   0.05
  106   0.01   0.02   2.00   0.1
  107   0.01   1   100.00   0.1
  108   0.01   2.63   263.00   0.1
  109   0.5   1   2.00   0.1
  110   0.5   2.63   5.26   0.1
  111   1   2   2.00   0.1
  112   1   2.63   2.63   0.1
  113   1.315   2.63   2.00   0.1
  114   0.01   0.02   2.00   0.11
  115   1.315   2.63   2.00   0.11
  116   0.01   2.64   264.00   0.01
  117   0.01   2.64   264.00   0.1
  118   0.01   2.64   264.00   1.1
  119   0.5   2.64   5.28   0.01
  120   0.5   2.64   5.28   0.1
  121   0.5   2.64   5.28   1.1
  122   1   2.64   2.64   0.01
  123   1   2.64   2.64   0.1
  124   1   2.64   2.64   1.1
  125   1.315   2.64   2.01   0.01
  126   1.315   2.64   2.01   0.1
  127   1.315   2.64   2.01   1.1
  128   1.32   2.64   2.00   0.005
  129   1.32   2.64   2.00   0.01
  130   1.32   2.64   2.00   0.1
  131   1.32   2.64   2.00   1.1
[表8]
Figure BSA00000538713400301
Figure BSA00000538713400311
Figure BSA00000538713400321
表7和表8指示具有以下范围的样品具有良好的连接可靠性和传感器输出：0.01mm≤A≤1.315mm、0.02mm≤B≤2.63mm、B/A≥2以及0.01mm≤d≤0.1mm。
接下来，通过改变第一金属材料的Pt/Pd组成(参见表9)来制造样品132至样品134。其它材料组成和构造与样品68的材料组成和构造相同。针对每个样品，研究加热器配线22与加热器电极41之间的电阻以及传感器输出。结果如表9所示。判断标准与示例1中的判断标准相同，并且使用o和×来进行表示。
[表9]
Figure BSA00000538713400322
表9指示即使在第一金属材料的Pt/Pd的组成比在90/10与10/90之间改变时，样品132至样品134中的加热器配线22与加热器电极41之间的连接可靠性以及传感器输出也是良好的。
第六实施例(图21)
根据第六实施例，电极端子4与配线层2的连接构造与根据第三实施例的气体传感器元件1(参见图18)的连接构造相同。传感器部13的材料被改变了。
具体地说，如图21所示，与根据第三实施例的气体传感器元件1的差别在于：传感器部13的中间层5a、测量气体侧的配线20和参考气体侧的配线21是由第一金属材料构成的。
其它结构与根据上述第一实施例的结构相似。因此，省略其解释。
根据第六实施例，可以实现与根据第一实施例的操作效果相同的操作效果。
第七实施例(图22)
根据第七实施例，电极端子4和配线层2的连接构造与根据第四实施例的气体传感器元件1(参见图19)的连接构造相同。传感器部13的材料被改变了。
具体地说，如图22所示，与根据第四实施例的气体传感器元件1的差别在于：中间层5a、测量气体侧的第二连接部件66a、测量气体侧的配线20和参考气体侧的配线21是由第一金属材料构成的。
其它结构与根据上述第一实施例的结构相似。因此，省略其解释。
根据第七实施例，可以实现与根据第一实施例的操作效果相同的操作效果。
第八实施例(图23)
根据第八实施例，电极端子4和配线层2的连接构造与根据第二实施例的气体传感器元件1(参见图16)中的连接构造相同。传感器部13的材料被改变了。
具体地说，如图23所示，与根据第二实施例的气体传感器元件1(参见图16)的差别在于：中间层5a、第二连接部件66、测量气体侧的配线20和参考气体侧的配线21是由第一金属材料构成的。
其它结构与根据上述第一实施例的结构相似。因此，省略其解释。
根据第八实施例，可以实现与根据第一实施例的操作效果相同的操作效果。
第九实施例(图24)
根据第九实施例，电极端子4和配线层2的连接构造与根据第一实施例(图4)的气体传感器元件1的连接构造相同。加热器部14的材料被改变了。
具体地说，如图24所示，与根据第一实施例的气体传感器元件1(图4)的差别在于：加热器配线2、第二连接部件66和中间层5b是由第一金属材料构成的。
其它结构与根据上述第一实施例的结构相似。因此，省略其解释。
根据第九实施例，可以实现与根据第一实施例的操作效果相同的操作效果。
(示例3)
在示例3中，通过堆叠电极端子4、绝缘层3、中间层5等来制造具有与根据第九实施例的气体传感器元件1(图24)相类似的构造的样品。在这里，第一传感器电极40a、连接部件60a、中间层5a、加热器配线22、第二连接部件66、中间层5b、第一连接部件60b和加热器电极41是由第一金属材料构成的。
中间层5b、测量气体侧的配线20和参考气体侧的配线21是由具有比第一金属材料的熔点低的熔点的第二金属材料构成的。
电极端子4、连接部件60、中间层5a和5b、配线层20、21和22、绝缘层3、第一加热器基板31a和第二加热器基板31b的各自尺寸与示例1中的样品1的尺寸相同。在示例3中，所获取的样品是气体传感器元件的样品135。使用具有与在示例1中制造的样品2相同的构造的样品136，作为比较示例。
接下来，以1450±50℃将样品135和样品136烧制120分钟。制造多个烧制的样品135和样品136。在与示例1相同的条件下，测量第一传感器电极40a与测量气体侧的配线20之间的电阻，并且测量大气的IL值。所测量的样品的数量均为50个样品。通过测量结果，判断加热器电极41与加热器配线22之间的连接可靠性以及传感器输出。结果如表10所示。判断标准与示例1中的判断标准相同，并且使用o和×来进行表示。
[表格10]
Figure BSA00000538713400351
如表10所示，样品135具有良好的连接可靠性和传感器输出。在比较示例的样品136中连接可靠性和传感器输出都不是良好的。
接下来，通过改变中间层5b的外径B与连接部件60a的外径A的比B/A以及中间层5b的厚度d来制造样品137到样品198，如下面的表11所示。其它构造与样品135的构造类似。针对每个样品，对第一传感器电极40a与测量气体侧的配线20之间的电阻以及传感器输出进行研究。结果如表12所示。判断标准与示例1中的判断标准相同，并且使用o和×来表示。
[表格11]
标准：0.01mm≤A≤1.315mm，0.02mm≤B≤2.63mm
      B≥2A，0.01mm≤d≤0.1mm
  样品   TH直径：A  中间层的直径：B   B/A   中间层的厚度：d
  137   0.005   0.005   1.00   0.005
  138   0.005   0.01   2.00   0.005
  139   0.01   0.01   1.00   0.005
  140   0.5   0.5   1.00   0.005
  141   1   1   1.00   0.005
  142   1.315   1.315   1.00   0.005
  143   0.01   0.02   2.00   0.005
  144   0.01   1   100.00   0.005
  145   0.01   2.63   263.00   0.005
  146   0.5   1   2.00   0.005
  147   0.5   2.63   5.26   0.005
  148   1   2   2.00   0.005
  149   1   2.63   2.63   0.005
  150   1.315   2.63   2.00   0.005
  151   0.005   0.005   1.00   0.01
  152   0.005   0.01   2.00   0.01
  153   0.01   0.01   1.00   0.01
  154   0.5   0.5   1.00   0.01
  155   1   1   1.00   0.01
  156   1.315   1.315   1.00   0.01
  157   0.01   0.02   2.00   0.01
  158   0.01   1   100.00   0.01
  159   0.01   2.63   263.00   0.01
  160   0.5   1   2.00   0.01
  161   0.5   2.63   5.26   0.01
  162   1   2   2.00   0.01
  163   1   2.63   2.63   0.01
  164   1.315   2.63   2.00   0.01
  165   0.01   0.02   2.00   0.05
  166   0.01   1   100.00   0.05
  167   0.01   2.63   263.00   0.05
  168   0.5   1   2.00   0.05
  169   0.5   2.63   5.26   0.05
  170   1   2   2.00   0.05
  171   1   2.63   2.63   0.05
  172   1.315   2.63   2.00   0.05
  173   0.01   0.02   2.00   0.1
  174   0.01   1   100.00   0.1
  175   0.01   2.63   263.00   0.1
  176   0.5   1   2.00   0.1
  177   0.5   2.63   5.26   0.1
  178   1   2   2.00   0.1
  179   1   2.63   2.63   0.1
  180   1.315   2.63   2.00   0.1
  181   0.01   0.02   2.00   0.11
  182   1.315   2.63   2.00   0.11
  183   0.01   2.64   264.00   0.01
  184   0.01   2.64   264.00   0.1
  185   0.01   2.64   264.00   1.1
  186   0.5   2.64   5.28   0.01
  187   0.5   2.64   5.28   0.1
  188   0.5   2.64   5.28   1.1
  189   1   2.64   2.64   0.01
  190   1   2.64   2.64   0.1
  191   1   2.64   2.64   1.1
  192   1.315   2.64   2.01   0.01
  193   1.315   2.64   2.01   0.1
  194   1.315   2.64   2.01   1.1
  195   1.32   2.64   2.00   0.005
  196   1.32   2.64   2.00   0.01
  197   1.32   2.64   2.00   0.1
  198   1.32   2.64   2.00   1.1
[表12]
Figure BSA00000538713400381
Figure BSA00000538713400391
表11和表12指示具有以下范围的样品具有良好的连接可靠性和传感器输出：0.01mm≤A≤1.315mm、0.02mm≤B≤2.63mm、B/A≥2以及0.01mm≤d≤0.1mm。
接下来，通过改变第一金属材料的Pt/Pd组成(参见表13)来制造样品199至样品201。其它材料组成和构造与样品135的材料组成和构造相同。针对每个样品，研究第一传感器电极40a与测量气体侧的配线20之间的电阻以及传感器输出。结果如表13所示。判断标准与示例1中的判断标准相同，并且使用o和×来表示。
[表13]
Figure BSA00000538713400412
Figure BSA00000538713400421
表13指示即使在第一金属材料的Pt/Pd的组成比在90/10与10/90之间改变时，样品199至样品201中的第一传感器电极40a与测量气体侧的配线20之间的连接可靠性以及传感器输出也是良好的。
第十实施例(图25)
根据第十实施例，电极端子4和配线层2的连接构造与根据第三实施例的气体传感器元件1(图18)的连接构造相同。加热器部14的材料被改变了。
具体地说，如图25所示，与根据第三实施例的气体传感器元件1(图18)的差别在于：加热器配线2和中间层5b是由第一金属材料构成的。
其它结构与根据上述第一实施例的结构相似。因此，省略其解释。
根据第十实施例，可以实现与根据第一实施例的操作效果相同的操作效果。
第十一实施例(图26)
根据第十一实施例，电极端子4和配线层2的连接构造与根据第四实施例的气体传感器元件1(图19)的连接构造相同。加热器部14的材料被改变了。
具体地说，如图26所示，与根据第四实施例的气体传感器元件1(图19)的差别在于：加热器配线22、加热器侧的第二连接部件66b和中间层5b是由第一金属材料构成的。
其它结构与根据上述第一实施例的结构相似。因此，省略其解释。
根据第十一实施例，可以实现与根据第一实施例的操作效果相同的操作效果。
第十二实施例(图27)
根据第十二实施例，电极端子4和配线层2的连接构造与根据第二实施例的气体传感器元件1(图16)的连接构造相同。加热器部14的材料被改变了。
具体地说，如图27所示，与图16中的气体传感器元件1的差别在于：加热器配线22和中间层5b是由第一金属材料构成的。
其它结构与根据上述第一实施例的结构相似。因此，省略其解释。
根据第十二施例，可以实现与根据第一实施例的操作效果相同的操作效果。
第十三实施例(图28和图29)
根据第十三实施例，电极端子4和配线层2的连接构造与根据第一实施例的气体传感器元件1(图4和图5)的连接构造相同。传感器部13的材料被改变了。
具体地说，图28所示的气体传感器元件1具有与图4所示的气体传感器元件1相同的结构。与图4中的气体传感器元件1的差别在于：传感器部13的参考气体侧的配线21是由第一金属材料构成的。
此外，图29中的气体传感器元件1具有与图5中的气体传感器元件1相同的结构。与图5中的气体传感器元件1的差别在于：中间层5c、连接层250、传感器侧的第二连接部件65和参考气体侧的配线21是由第一金属材料构成的。
其它结构与根据上述第一实施例的结构相似。因此，省略其解释。
根据第十三实施例，可以实现与根据第一实施例的操作效果相同的操作效果。
(示例4)
在示例4中，通过堆叠电极端子4、绝缘层3、中间层5等来制造具有与根据第十三实施例的气体传感器元件1(图28和图29)的构造相类似的构造的样品。
第一传感器电极40a、连接部件60a、参考气体侧的配线21、第一连接部件60b、加热器电极41、第二传感器电极40b、传感器侧的第一连接部件60c、中间层5c、连接层250和传感器侧的第二连接部件65是由第一金属材料构成的。中间层5a、测量气体侧的配线20、加热器配线22、第二连接部件66和中间层5b是由具有比第一金属材料的熔点低的熔点的第二金属材料构成的。
电极端子4、连接部件60、中间层5a和5b、配线层20、21和22、绝缘层3、第一加热器基板31a和第二加热器基板31b的各自尺寸与示例1中的样品1的尺寸相同。在示例3中，所获取的样品是气体传感器元件的样品202。使用具有与在示例1中制造的样品2相同的结构的样品203，作为比较示例。
接下来，以1450±50℃将样品202和样品203烧制120分钟。制造多个烧制的样品202和样品203。在与示例1相同的条件下，测量第一传感器电极40a与测量气体侧的配线20之间的电阻，并且测量大气的IL值。所测量的样品的数量均为50个样品。通过测量结果，判断加热器电极41与加热器配线22之间的连接可靠性以及传感器输出。结果如表14所示。判断标准与示例1中的判断标准相同，并且使用o和×来进行表示。
[表14]
如表14所示，样品202具有良好的连接可靠性和传感器输出。在比较示例的样品203中连接可靠性和传感器输出都不是良好的。
接下来，通过改变中间层5b的外径B与连接部件60a的外径A的比B/A以及中间层5b的厚度d来制造样品204至样品265，如下面的表15所示。其它构造与样品202的构造类似。针对每个样品，对加热器配线22与加热器电极41之间的电阻以及传感器输出进行研究。结果如表16所示。判断标准与示例1中的判断标准相同，并且使用o和×来进行表示。
[表15]
标准：0.01mm≤A≤1.315mm，0.02mm≤B≤2.63mm
B≥2A，0.01mm≤d≤0.1mm
  样品   TH直径：A  中间层的直径：B   B/A   中间层的厚度：d
  204   0.005   0.005   1.00   0.005
  205   0.005   0.01   2.00   0.005
  206   0.01   0.01   1.00   0.005
  207   0.5   0.5   1.00   0.005
  208   1   1   1.00   0.005
  209   1.315   1.315   1.00   0.005
  210   0.01   0.02   2.00   0.005
  211   0.01   1   100.00   0.005
  212   0.01   2.63   263.00   0.005
  213   0.5   1   2.00   0.005
  214   0.5   2.63   5.26   0.005
  215   1   2   2.00   0.005
  216   1   2.63   2.63   0.005
  217   1.315   2.63   2.00   0.005
  218   0.005   0.005   1.00   0.01
  219   0.005   0.01   2.00   0.01
  220   0.01   0.01   1.00   0.01
  221   0.5   0.5   1.00   0.01
  222   1   1   1.00   0.01
  223   1.315   1.315   1.00   0.01
  224   0.01   0.02   2.00   0.01
  225   0.01   1   100.00   0.01
  226   0.01   2.63   263.00   0.01
  227   0.5   1   2.00   0.01
  228   0.5   2.63   5.26   0.01
  229   1   2   2.00   0.01
  230   1   2.63   2.63   0.01
  231   1.315   2.63   2.00   0.01
  232   0.01   0.02   2.00   0.05
  233   0.01   1.00   100.00   0.05
  234   0.01   2.63   263.00   0.05
  235   0.5   1.00   2.00   0.05
  236   0.5   2.63   5.26   0.05
  237   1.00   2.00   2.00   0.05
  238   1.00   2.63   2.63   0.05
  239   1.32   2.63   2.00   0.05
  240   0.01   0.02   2.00   0.1
  241   0.01   1   100.00   0.1
  242   0.01   2.63   263.00   0.1
  243   0.5   1   2.00   0.1
  244   0.5   2.63   5.26   0.1
  245   1   2   2.00   0.1
  246   1   2.63   2.63   0.1
  247   1.315   2.63   2.00   0.1
  248   0.01   0.02   2.00   0.11
  249   1.315   2.63   2.00   0.11
  250   0.01   2.64   264.00   0.01
  251   0.01   2.64   264.00   0.1
  252   0.01   2.64   264.00   1.1
  253   0.5   2.64   5.28   0.01
  254   0.5   2.64   5.28   0.1
  255   0.5   2.64   5.28   1.1
  256   1   2.64   2.64   0.01
  257   1   2.64   2.64   0.1
  258   1   2.64   2.64   1.1
  259   1.315   2.64   2.01   0.01
  260   1.315   2.64   2.01   0.1
  261   1.315   2.64   2.01   1.1
  262   1.32   2.64   2.00   0.005
  263   1.32   2.64   2.00   0.01
  264   1.32   2.64   2.00   0.1
  265   1.32   2.64   2.00   1.1
[表16]
Figure BSA00000538713400481
Figure BSA00000538713400491
Figure BSA00000538713400501
表15和表16指示具有以下范围的样品具有良好的连接可靠性和传感器输出：0.01mm≤A≤1.315mm、0.02mm≤B≤2.63mm、B/A≥2以及0.01mm≤d≤0.1mm。
接下来，通过改变第一金属材料的Pt/Pd组成(参见表17)来制造样品266至样品268。其它材料组成和构造与样品202的材料组成和构造相同。针对每个样品，研究第一传感器电极40a与测量气体侧的配线20之间的电阻以及传感器输出。结果如表17所示。判断标准与示例1中的判断标准相同，并且使用o和×来进行表示。
[表17]
Figure BSA00000538713400512
表17指示即使当在第一金属材料的Pt/Pd的组成比在90/10与10/90之间改变时，样品266至样品268中的第一传感器电极40a与测量气体侧的配线20之间的连接可靠性以及传感器输出也是良好的。
第十四实施例(图30)
根据第十四实施例，电极端子4与配线层2的连接构造与根据第四实施例的气体传感器元件1(图19)的连接构造相同。传感器部13的材料被改变了。
具体地说，如图30所示，与图19的气体传感器元件1的差别在于：传感器部13的参考气体侧的配线21是由第一金属材料构成的。
其它结构与根据上述第一实施例的结构相似。因此，省略其解释。
根据第十四实施例，可以实现与根据第一实施例的操作效果相同的操作效果。
第十五实施例(图31)
根据第十五实施例，电极端子4和配线层2的连接构造与根据第三实施例的气体传感器元件1(图18)的连接构造相同。传感器部13的材料被改变了。
具体地说，如图31所示，与图18中的气体传感器元件1的差别在于：传感器部13的参考气体侧的配线21是由第一金属材料构成的。
其它结构与根据第一实施例的结构相似。因此，省略对其的描述。
根据第十五实施例，可以实现与根据第一实施例的操作效果相类似的操作效果。
第十六实施例(图32)
根据第十六实施例，电极端子4和配线层2的连接构造与根据第二实施例的气体传感器元件1(图16)的连接构造相同。传感器部13的材料被改变了。
具体地说，如图32所示，与图16中的气体传感器元件1的差别在于：传感器部13的参考气体侧的配线21是由第一金属材料构成的。
其它结构与根据第一实施例的结构相似。因此，省略对其的描述。
根据第十六实施例，可以实现与根据第一实施例的操作效果相类似的操作效果。
第十七实施例(图33和图34)
根据第十七实施例，电极端子4与配线层2的连接构造与根据第一实施例的气体传感器元件1(参见图4和图5)的连接构造相同。传感器部13的材料被改变了。
具体地说，图33中的气体传感器元件1的结构与图4中的气体传感器元件1的结构相同。与图4中的气体传感器元件1的差别在于：传感器部13的中间层5a和测量气体侧的配线20是由第一金属材料构成的。
图34中的气体传感器元件1的结构与图5中的气体传感器元件1的结构相同，并且图34中的气体传感器元件1使用与图5中的气体传感器元件1相同的材料。
其它结构与根据第一实施例的结构相似。因此，省略对其的描述。
根据第十七实施例，可以实现与根据第一实施例的操作效果相类似的操作效果。
(示例5)
在示例5中，通过堆叠电极端子4、绝缘层3、中间层5等来制造具有与根据第十七实施例的气体传感器元件1(图33、图34)相类似的构造的样品。
第一传感器电极40a、连接部件60a、中间层5a、测量气体侧的配线20、第一连接部件60b、加热器电极41、第二传感器电极40b和传感器侧的第一连接部件60c是由第一金属材料构成的。参考气体侧的配线21、加热器配线22、第二连接部件66、中间层5b和5c、连接层250以及传感器侧的第二连接部件65是由具有比第一金属材料的熔点低的熔点的第二金属材料构成的。第一金属材料和第二金属材料的组成与示例1中的对应组成相同。
电极端子4、连接部件60、中间层5a和5b、配线层20、21和22、绝缘层3、第一加热器基板31a和第二加热器基板31b的各自尺寸与示例1中的样品1的尺寸相同。在示例5中，所获取的样品是气体传感器元件的样品269。使用具有与在示例1中制造的样品2相同的结构的样品270，作为比较示例。
接下来，以1450±50℃将样品269和样品270烧制120分钟。制造多个烧制的样品269和样品270。在与示例1相同的条件下，测量加热器电极41与加热器配线22之间的电阻，并且测量大气的IL值。所测量的样品的数量均为50个样品。通过测量结果，判断加热器电极41与加热器配线22之间的连接可靠性以及传感器输出。结果如表18所示。判断标准与示例1中的判断标准相同，并且使用o和×来进行表示。
[表18]
Figure BSA00000538713400541
如表18所示，样品269具有良好的连接可靠性和传感器输出。在比较示例的样品270中连接可靠性和传感器输出都不是良好的。
接下来，通过改变中间层5b的外径B与连接部件60a的外径A的比B/A以及中间层5a的厚度d来制造样品271至样品332，如下面的表19所示。其它构造与样品269的构造类似。
[表19]
标准：0.01mm≤A≤1.315mm，0.02mm≤B≤2.63mm
      B≥2A，0.01mm≤d≤0.1mm
  样品   TH直径：A  中间层的直径：B   B/A   中间层的厚度：d
  271   0.005   0.005   1.00   0.005
  272   0.005   0.01   2.00   0.005
  273   0.01   0.01   1.00   0.005
  274   0.5   0.5   1.00   0.005
  275   1   1   1.00   0.005
  276   1.315   1.315   1.00   0.005
  277   0.01   0.02   2.00   0.005
  278   0.01   1   100.00   0.005
  279   0.01   2.63   263.00   0.005
  280   0.5   1   2.00   0.005
  281   0.5   2.63   5.26   0.005
  282   1   2   2.00   0.005
  283   1   2.63   2.63   0.005
  284   1.315   2.63   2.00   0.005
  285   0.005   0.005   1.00   0.01
  286   0.005   0.01   2.00   0.01
  287   0.01   0.01   1.00   0.01
  288   0.5   0.5   1.00   0.01
  289   1   1   1.00   0.01
  290   1.315   1.315   1.00   0.01
  291   0.01   0.02   2.00   0.01
  292   0.01   1   100.00   0.01
  293   0.01   2.63   263.00   0.01
  294   0.5   1   2.00   0.01
  295   0.5   2.63   5.26   0.01
  296   1   2   2.00   0.01
  297   1   2.63   2.63   0.01
  298   1.315   2.63   2.00   0.01
  299   0.01   0.02   2.00   0.05
  300   0.01   1.00   100.00   0.05
  301   0.01   2.63   263.00   0.05
  302   0.5   1   2.00   0.05
  303   0.5   2.63   5.26   0.05
  304   1   2   2.00   0.05
  305   1   2.63   2.63   0.05
  306   1.315   2.63   2.00   0.05
  307   0.01   0.02   2.00   0.1
  308   0.01   1   100.00   0.1
  309   0.01   2.63   263.00   0.1
  311   0.5   2.63   5.26   0.1
  312   1   2   2.00   0.1
  313   1   2.63   2.63   0.1
  314   1.315   2.63   2.00   0.1
  315   0.01   0.02   2.00   0.11
  316   1.315   2.63   2.00   0.11
  317   0.01   2.64   264.00   0.01
  318   0.01   2.64   264.00   0.1
  319   0.01   2.64   264.00   1.1
  320   0.5   2.64   5.28   0.01
  321   0.5   2.64   5.28   0.1
  322   0.5   2.64   5.28   1.1
  323   1   2.64   2.64   0.01
  324   1   2.64   2.64   0.1
  325   1   2.64   2.64   1.1
  326   1.315   2.64   2.01   0.01
  327   1.315   2.64   2.01   0.1
  328   1.315   2.64   2.01   1.1
  329   1.32   2.64   2.00   0.005
  330   1.32   2.64   2.00   0.01
  331   1.32   2.64   2.00   0.1
  332   1.32   2.64   2.00   1.1
针对每个样品，对加热器配线22与加热器41之间的电阻以及传感器输出进行研究。结果如表20所示。判断标准与示例1中的判断标准相同，并且使用o和×来进行表示。
[表20]
Figure BSA00000538713400571
Figure BSA00000538713400581
Figure BSA00000538713400591
Figure BSA00000538713400601
表19和表20指示具有以下范围的样品具有良好的连接可靠性和传感器输出：0.01mm≤A≤1.315mm、0.02mm≤B≤2.63mm、B/A≥2以及0.01mm≤d≤0.1mm。
接下来，通过改变第一金属材料的Pt/Pd组成(参见表21)来制造样品333至样品335。其它材料组成和构造与样品269的材料组成和构造相同。针对每个样品，研究第一传感器电极40a与测量气体侧的配线20之间的电阻以及传感器输出。结果如表21所示。判断标准与示例1中的判断标准相同，并且使用o和×来进行表示。
[表21]
Figure BSA00000538713400611
表21指示即使在第一金属材料的Pt/Pd的组成比在90/10与10/90之间改变时，样品333至样品335中的第一传感器电极40a与测量气体侧的配线20之间的连接可靠性以及传感器输出也是良好的。
第十八实施例(图35)
根据第十八实施例，在根据第一实施例的气体传感器元件1的加热器部14(图5)中，改变电极端子4和配线层2的连接构造和材料。
如图35所示，传感器部13具有与图5中所示的气体传感器元件1的传感器部13的结构相同的结构，并且使用与图5中所示的气体传感器元件1的传感器部13的材料相同的材料。
加热器部14具有与根据第一实施例的气体传感器元件1的加热器部14(图4)的结构相同的结构并且使用与根据第一实施例的气体传感器元件1的加热器部14(图4)的材料相同的材料。
第一传感器电极40a和测量气体侧的配线20(未示出)的连接构造与根据上述第四实施例的传感器部13(图30)的构造类似。
其它结构与根据第一实施例的结构相似。因此，省略对其的描述。
根据第十八实施例，可以实现与根据第一实施例的操作效果相类似的操作效果。
第十九实施例(图36)
根据第十九实施例，在根据第一实施例的气体传感器元件1的加热器部14(图5)中，改变电极端子4和配线层2的连接构造和材料。
如图36所示，传感器部13具有与图5中所示的气体传感器元件1的传感器部13的结构相同的结构，并且使用与图5中所示的气体传感器元件1的传感器部13的材料相同的材料。
加热器部14具有与根据第十二实施例的气体传感器元件1的加热器部14(图27)的结构相同的结构并且使用与根据第十二实施例的气体传感器元件1的加热器部14(图27)的材料相同的材料。
第一传感器电极40a和测量气体侧的配线20(未示出)的连接构造与根据上述第十实施例的传感器部13的连接构造类似。
其它结构与根据第一实施例的结构相似。因此，省略对其的描述。
根据第十九实施例，可以实现与根据第一实施例的操作效果相类似的操作效果。
第二十实施例(图37)
根据第二十实施例，电极端子4与配线层2的连接构造与根据第二实施例的气体传感器元件1(参见图17)的连接构造相同。加热器部14的材料被改变了。
具体地说，如图37所示，与图17中所示的气体传感器元件1的加热器部14的差别在于：加热器部14中的加热器配线22和中间层5b是由第一金属材料构成的。
第一传感器电极40a和测量气体侧的配线20(未示出)的连接构造与根据第十二实施例的传感器部13(图27)的构造类似。
其它结构与根据第一实施例的结构相似。因此，省略对其的描述。
根据第二十实施例，可以实现与根据第一实施例的操作效果相类似的操作效果。

Claims (10)

1.一种气体传感器元件，其检测测量气体内的特定气体的浓度，所述气体传感器元件包括：
配线层，其形成于传感器的内部；
绝缘层，其覆盖所述配线层的前表面；
电极端子，其被设置在所述绝缘层的与所述配线层相对一侧的所述绝缘层的主表面上并且电连接到所述配线层；以及
中间层，其被插入在所述电极端子与所述配线层之间并且将所述电极端子与所述配线层进行电连接，其中
所述电极端子是由第一金属材料构成的，所述配线层是由第二金属材料构成的，并且所述中间层是由所述第一金属材料和所述第二金属材料中的具有较低熔点的金属材料构成的。
2.一种气体传感器元件，其检测测量气体内的特定气体的浓度，所述气体传感器元件包括：
配线层，其形成于传感器的内部；
绝缘层，其覆盖所述配线层的前表面；
电极端子，其被设置在所述绝缘层的与所述配线层相对一侧的所述绝缘层的主表面上并且电连接到所述配线层；
中间层，其被插入在所述电极端子与所述配线层之间并且将所述电极端子与所述配线层进行电连接；以及
通孔，其穿过所述绝缘层，具有设置在该通孔内的金属连接部件，具有比所述中间层小的外径，并且连接所述中间层与所述电极端子，其中
所述连接部件和所述电极端子是由第一金属材料构成的，所述配线层和所述中间层是由第二金属材料构成的，并且所述第二金属材料具有比所述第一金属材料低的熔点。
3.一种气体传感器元件，其检测测量气体内的特定气体的浓度，所述气体传感器元件包括：
配线层，其形成于传感器的内部；
绝缘层，其覆盖所述配线层的前表面；
电极端子，其被设置在所述绝缘层的与所述配线层相对一侧的所述绝缘层的主表面上并且电连接到所述配线层；
中间层，其被插入在所述电极端子与所述配线层之间并且将所述电极端子与所述配线层进行电连接；
第一通孔，其穿过所述绝缘层，具有设置在该第一通孔内的金属第一连接部件，具有比所述中间层小的外径，并且连接所述中间层与所述电极端子；以及
第二通孔，其穿过所述绝缘层，具有设置在该第二通孔内的金属第二连接部件，具有比所述中间层小的外径，并且连接所述配线层与所述中间层，其中
所述第一连接部件和所述电极端子是由第一金属材料构成的，所述配线层和所述第二连接部件是由所述第二金属材料构成的，并且所述中间层是由所述第一金属材料和所述第二金属材料中的具有较低熔点的金属材料构成的。
4.根据权利要求2所述的气体传感器元件，其中
空隙形成于所述中间层的外围部分中，所述外围部分是所述中间层的与所述连接部件接触的界面的外围，所述连接部件是由与所述中间层的金属材料不同的金属材料构成的。
5.根据权利要求2所述的气体传感器元件，其中
在所述通孔的外径A与所述中间层的外径B之间建立关系B/A≥2，并且所述中间层的厚度d为0.01mm或者更大。
6.根据权利要求3所述的气体传感器元件，其中
空隙形成于所述中间层的外围部分中，所述外围部分是所述中间层的与所述连接部件接触的界面的外围，所述连接部件是由与所述中间层的金属材料不同的金属材料构成的。
7.根据权利要求3所述的气体传感器元件，其中
在所述第一通孔的外径A与所述中间层的外径B之间建立关系B/A≥2，
在所述第二通孔的外径A与所述中间层的外径B之间建立关系B/A≥2，以及
所述中间层的厚度d为0.01mm或更大。
8.一种气体传感器，其包括根据权利要求1所述的气体传感器元件。
9.一种气体传感器，其包括根据权利要求2所述的气体传感器元件。
10.一种气体传感器，其包括根据权利要求3所述的气体传感器元件。
CN201110198567.0A 2010-07-09 2011-07-11 气体传感器元件和气体传感器 Active CN102313762B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP157133/2010 2010-07-09
JP2010157133 2010-07-09
JP2011106436A JP5382060B2 (ja) 2010-07-09 2011-05-11 ガスセンサ素子およびガスセンサ
JP106436/2011 2011-05-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102313762A true CN102313762A (zh) 2012-01-11
CN102313762B CN102313762B (zh) 2014-09-17

Family

ID=45372749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110198567.0A Active CN102313762B (zh) 2010-07-09 2011-07-11 气体传感器元件和气体传感器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8844338B2 (zh)
JP (1) JP5382060B2 (zh)
CN (1) CN102313762B (zh)
DE (1) DE102011078887B4 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103575628A (zh) * 2012-08-02 2014-02-12 株式会社电装 微粒物质检测元件、配备有该元件的微粒物质检测传感器以及用于制造该元件的方法
CN107430085A (zh) * 2015-03-06 2017-12-01 株式会社电装 气体传感器元件及气体传感器

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2731129A1 (en) * 2012-11-07 2014-05-14 ams AG Molded semiconductor sensor device and method of producing the same at a wafer-level
DE102014206958A1 (de) * 2014-04-10 2015-10-15 Robert Bosch Gmbh Sensorelement zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Messgases in einem Messgasraum und Verfahren zum Herstellen desselben
JP7136688B2 (ja) * 2018-12-27 2022-09-13 京セラ株式会社 加熱器および定着装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH088044A (ja) * 1994-06-16 1996-01-12 Robert Bosch Gmbh セラミックヒータ
CN1441245A (zh) * 2002-02-28 2003-09-10 日本特殊陶业株式会社 棱柱形陶瓷加热体,棱柱形气体传感元件及其制造方法
CN1530647A (zh) * 2003-03-13 2004-09-22 罗伯特・博施有限公司 确定混合气中气体组分浓度的、非加热的平面传感元件
CN1645125A (zh) * 2004-01-19 2005-07-27 株式会社日立制作所 氧气浓度探测元件
US20050230246A1 (en) * 2004-04-20 2005-10-20 Lemaster David E Gas sensor and methods using the same
CN1892209A (zh) * 2005-07-07 2007-01-10 日本特殊陶业株式会社 叠层型气体传感器元件和气体传感器
JP2007292510A (ja) * 2006-04-21 2007-11-08 Ngk Spark Plug Co Ltd セラミック電子機能体
JP4350630B2 (ja) * 2004-09-30 2009-10-21 日本特殊陶業株式会社 ガスセンサの製造方法
CN101594749A (zh) * 2008-05-23 2009-12-02 株式会社电装 层间连接用导电体的制造方法
US7631535B2 (en) * 2006-01-26 2009-12-15 Denso Corporation Method of confirming reception of drops of water and powder used for the method

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3298898B2 (ja) * 1997-12-26 2002-07-08 日本碍子株式会社 双頭型質量センサおよびその質量検出方法
JP4530524B2 (ja) * 2000-11-29 2010-08-25 京セラ株式会社 配線基板
JP4763381B2 (ja) * 2004-08-25 2011-08-31 日本特殊陶業株式会社 セラミックヒータ素子、ヒータ付属ガスセンサ素子、温度センサ素子、およびガスセンサ
JP4791834B2 (ja) * 2006-01-27 2011-10-12 日本特殊陶業株式会社 ガスセンサ
JP4936136B2 (ja) * 2006-11-29 2012-05-23 日本特殊陶業株式会社 センサ素子、センサ素子製造方法およびガスセンサ
JP5317689B2 (ja) 2008-12-27 2013-10-16 株式会社東芝 メモリシステム
JP2011106436A (ja) 2009-11-16 2011-06-02 Shigeo Nakamura 外輪リムに設ける空気圧回転増幅機構及び、空気圧回転機構により駆動する回転エンジン

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH088044A (ja) * 1994-06-16 1996-01-12 Robert Bosch Gmbh セラミックヒータ
CN1441245A (zh) * 2002-02-28 2003-09-10 日本特殊陶业株式会社 棱柱形陶瓷加热体,棱柱形气体传感元件及其制造方法
CN1530647A (zh) * 2003-03-13 2004-09-22 罗伯特・博施有限公司 确定混合气中气体组分浓度的、非加热的平面传感元件
CN1645125A (zh) * 2004-01-19 2005-07-27 株式会社日立制作所 氧气浓度探测元件
US20050230246A1 (en) * 2004-04-20 2005-10-20 Lemaster David E Gas sensor and methods using the same
JP4350630B2 (ja) * 2004-09-30 2009-10-21 日本特殊陶業株式会社 ガスセンサの製造方法
CN1892209A (zh) * 2005-07-07 2007-01-10 日本特殊陶业株式会社 叠层型气体传感器元件和气体传感器
US7631535B2 (en) * 2006-01-26 2009-12-15 Denso Corporation Method of confirming reception of drops of water and powder used for the method
JP2007292510A (ja) * 2006-04-21 2007-11-08 Ngk Spark Plug Co Ltd セラミック電子機能体
CN101594749A (zh) * 2008-05-23 2009-12-02 株式会社电装 层间连接用导电体的制造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103575628A (zh) * 2012-08-02 2014-02-12 株式会社电装 微粒物质检测元件、配备有该元件的微粒物质检测传感器以及用于制造该元件的方法
CN107430085A (zh) * 2015-03-06 2017-12-01 株式会社电装 气体传感器元件及气体传感器
CN107430085B (zh) * 2015-03-06 2022-10-28 株式会社电装 气体传感器元件及气体传感器

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011078887A1 (de) 2012-01-12
DE102011078887B4 (de) 2023-02-09
US8844338B2 (en) 2014-09-30
CN102313762B (zh) 2014-09-17
JP5382060B2 (ja) 2014-01-08
JP2012032380A (ja) 2012-02-16
US20120006099A1 (en) 2012-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102313762B (zh) 气体传感器元件和气体传感器
US9494548B2 (en) Gas sensor
JP5638984B2 (ja) ガスセンサ
JP6577408B2 (ja) ガスセンサ素子およびガスセンサ
KR102687801B1 (ko) 측정 가스 챔버 내의 측정 가스의 적어도 하나의 특성을 검출하기 위한 센서 소자
JP2017167136A (ja) アンモニアセンサ用検出電極及びアンモニアセンサ
EP2565639A1 (en) Ammonia gas sensor
US9528960B2 (en) Gas sensor element and gas sensor
CN109030606B (zh) 气体传感器元件中具备的电极的检查方法
JP4980996B2 (ja) ガスセンサ素子及びガスセンサ
US11643365B2 (en) Solid electrolyte, producing method thereof, and gas sensor
JP2019158554A (ja) センサ素子及びガスセンサ
JPWO2011138915A1 (ja) 高温構造材料、固体電解質形燃料電池用構造体および固体電解質形燃料電池
US10215726B2 (en) Sensor element for detecting at least one property of a measured gas in a measured gas chamber, and method for manufacturing the same
JP6897503B2 (ja) 固体電解質、その製造方法、ガスセンサ
CN206399892U (zh) 一种新型片式浓差型汽车氧传感器
CN111492235A (zh) 传感器元件和气体传感器
JP2005187241A (ja) 複合セラミックス及びそれを用いた固体電解質形燃料電池
JP6859926B2 (ja) 固体電解質、その製造方法、ガスセンサ
CN108701838A (zh) 燃料电池发电单元和燃料电池堆
JP3241306B2 (ja) インターコネクタ材料
KR101821805B1 (ko) 연료전지의 금속 분리판의 제조방법 및 이에 따라 제조된 금속 분리판
US4292157A (en) Solid pole oxygen sensor and its manufacturing process
JP2000088794A (ja) 溶融金属中の溶存水素センサ
JP6917923B2 (ja) ガスセンサ素子およびガスセンサ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant