CN105466983B

CN105466983B - 气体传感器、气体传感器元件及其制造方法

Info

Publication number: CN105466983B
Application number: CN201510624238.6A
Authority: CN
Inventors: 今野孝; 冈崎聪史; 中川将生; 繁田春彦
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2014-09-25
Filing date: 2015-09-25
Publication date: 2018-11-23
Anticipated expiration: 2035-09-25
Also published as: US10145816B2; CN105466983A; DE102015216522A1; DE102015216522B4; US20160091457A1; JP2016065816A; JP6294800B2

Abstract

一种气体传感器、气体传感器元件及其制造方法，气体传感器元件具有横跨复合陶瓷层的电解质部与绝缘部的边界而形成的导体层，在该边界中很难在导体层上产生裂纹和断线。气体传感器元件具有：复合陶瓷层，具有绝缘部和配置在贯通孔内的电解质部；第1导体层，横跨绝缘部的第1绝缘主表面和电解质部的第1电解质主表面而形成。电解质部比绝缘部薄，电解质部的第1电解质主表面比绝缘部的第1绝缘主表面更位于厚度方向内侧。绝缘部具有突出部，在第1绝缘主表面侧与第1电解质主表面重叠，向贯通孔的内侧突出。突出部具有越靠贯通孔的内侧厚度越薄的形态，导体层横跨突出部上的突出面和第1电解质主表面而形成。

Description

气体传感器、气体传感器元件及其制造方法

技术领域

本发明涉及对被测定气体进行检测的气体传感器元件、具有这种气体传感器元件的气体传感器、以及气体传感器元件的制造方法。

背景技术

关于气体传感器元件，例如，在专利文献1中公开有如下的气体传感器元件：具有在一个层内存在固体电解质体(后述的电解质部)和绝缘部件(后述的绝缘部)的复合层。在该专利文献1中，使固体电解质体的厚度尺寸与绝缘部件的厚度尺寸之间的尺寸差成为电极(导体层)的厚度尺寸以下。由此，电极中的层压在固体电解质体上的部分与层压在绝缘部件上的部分，成为至少一部分彼此接触的状态，能够防止电极在固体电解质体与绝缘部件的边界部分中断线。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2007-278941号公报

但是，在该专利文献1的气体传感器元件中，由于在固体电解质体(电解质部)与绝缘部件(绝缘部)的边界上产生阶梯状的高度差，因此在横跨它们形成的电极(导体层)中，在该边界部分上容易产生裂纹和断线。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，提供如下的气体传感器元件和具有这种气体传感器元件的气体传感器：具有复合陶瓷层，该复合陶瓷层具有电解质部和绝缘部，具有横跨电解质部和绝缘部而形成的导体层，并且在它们的边界上在导体层上很难产生裂纹和断线，可靠性高。另外，提供这种气体传感器元件的制造方法。

本发明的一方式提供一种气体传感器元件，具有复合陶瓷层和第1导体层，上述复合陶瓷层具有：板状的绝缘部，由形成有在厚度方向上贯通的贯通孔的绝缘性陶瓷构成；以及板状的电解质部，配置在上述贯通孔内，并且由固体电解质陶瓷构成，上述第1导体层横跨上述绝缘部的与上述厚度方向交叉的第1绝缘主表面以及上述电解质部的与上述厚度方向交叉的第1电解质主表面而形成，所述气体传感器元件的特征在于，上述电解质部的厚度比上述绝缘部的厚度薄，上述电解质部的上述第1电解质主表面比上述绝缘部的上述第1绝缘主表面更位于厚度方向内侧，上述绝缘部在其上述第1绝缘主表面侧具有突出部，该突出部与上述电解质部的上述第1电解质主表面重叠，并朝向上述贯通孔的内侧突出，上述突出部具有如下形态：越靠上述贯通孔的上述内侧厚度越薄，上述突出部的上述厚度方向外侧的突出面越靠上述贯通孔的上述内侧越位于上述厚度方向内侧，上述第1导体层横跨上述突出面和上述第1电解质主表面而形成。

在上述的气体传感器元件的复合陶瓷层中，电解质部的第1电解质主表面比绝缘部的第1绝缘主表面更位于厚度方向内侧。而且，绝缘部在其第1绝缘主表面侧具有突出部，该突出部与电解质部的第1电解质主表面重叠，越向贯通孔的内侧厚度越薄的突出面位于厚度方向内侧。即，绝缘部的第1绝缘主表面与电解质部的第1电解质主表面之间的高度差在突出部中缓和。

因此，横跨第1绝缘主表面中的突出部上的部位和第1电解质主表面上的部位而形成的第1导体层，在第1绝缘主表面中的突出部上与第1电解质主表面上之间的边界上难以产生裂纹和断线，成为可靠性高的气体传感器元件。

另外，气体传感器元件具有复合陶瓷层和第1导体层。在该气体传感器元件中，除了复合陶瓷层以外，还能够包含其他绝缘陶瓷层、在元件内形成了构成空间的贯通孔或切口或槽的间隔用绝缘陶瓷层、其他的复合陶瓷层、层压了导体层等的形态的气体传感器元件。

另外，作为气体传感器元件，除了在与第1导体层之间隔着电解质部将构成电池元件或泵元件的第2导体层形成在电解质部中的与第1电解质主表面相反的第2电解质主表面的形态以外，还能够例举形成在第1电解质主表面上的形态、即在第1电解质主表面上形成第1导体层和第2导体层的形态。

而且在复合陶瓷层中，电解质部的第2电解质主表面比绝缘部的第2绝缘主表面更位于厚度方向外侧，即，也可以是突出的形态。另外，虽然可以是电解质部的第2电解质主表面比绝缘部中的与第1绝缘主表面相反的第2绝缘主表面更位于厚度方向内侧、即凹陷的形态，但是如下所述，也可以是电解质部的第2电解质主表面与绝缘部的第2绝缘主表面处于同一平面的形态。

绝缘部的突出部虽然可以形成在贯通孔的全周上，但是也可以仅形成在贯通孔的周方向一部分上。

另外，作为第1导体层，例如，可以例举包含形成在第1电解质主表面上的第1电极层、从该第1电极层在第1绝缘主表面上延伸的第1延伸层的形态。其中，第1电极层可以是其周缘全体比绝缘部的(包含突出面)第1绝缘主表面的内周缘更向贯通孔的内侧退避的形状。另外，也可以是第1电极部的周缘的一部分或全部达到第1绝缘主表面的内周缘。另外，作为第1延伸层，例如可以例举如下的方式：具有比第1电极层的宽度尺寸小的宽度尺寸的带状的引线层等，从第1电极层的外周缘的一部分向贯通孔的外侧延伸而在第1绝缘主表面上延伸。除此以外，还可以例举第1电极层在全周上扩散到第1绝缘主表面上的形态、即从第1电极层的全周缘向贯通孔的外侧在第1绝缘主表面上延伸且包围第1电极层的形态。

在上述的气体传感器元件中，所述第1电解质主表面中的由所述突出部从所述厚度方向外侧重叠的重叠面，具有越靠所述贯通孔的所述外侧越位于所述厚度方向内侧的形态。

在该气体传感器元件中，具有电解质部的第1电解质主表面的重叠面比贯通孔的外侧更位于厚度方向内侧的形态、即比贯通孔外侧更靠近第2电解质主表面的形态。因此，能够抑制以重叠面的任意一个部位为起点在突出部内产生裂纹。

另外，作为重叠面比贯通孔的外侧更位于厚度方向内侧的形态、即比贯通孔的外侧更靠近第2电解质主表面的形态，例如，可以例举重叠面的截面构成向贯通孔的外侧且厚度方向外侧的斜外侧凸的圆弧的形状。另外，重叠面的截面还包含在向外侧凸的圆弧的一部分上具有直线的形态、全体成为直线的形态。

而且，上述的气体传感器元件可以是，所述电解质部对包含所述固体电解质陶瓷的电解质坯片进行了烧结的气体传感器元件。

电解质部的厚度对由电解质部、第1导体层等构成的电池元件和泵元件等的元件的特性产生很大的影响。相对于此，在上述的气体传感器元件中，电解质部是对容易控制片制造时(烧结前)和烧结后的厚度的电解质坯片(具体地讲，由此构成的未烧结电解质部)进行烧结而成，因此容易使电解质部的厚度一致，能够使由该电解质部和第1电极层构成的氧浓度电池的特性在气体传感器元件彼此之间一致。

而且，电解质部比绝缘部薄，因此即使在制造时为了进行层压等而对未烧结的复合陶瓷层在厚度方向上施加了压力的情况下，由电解质部构成的未烧结电解质部上也很难施加压力，很难产成由压缩引起的电解质部的厚度的变动。因此，能够减小气体传感器元件彼此之间的特性的变动。

而且，在上述的任意一个气体传感器元件中，所述气体传感器元件具有第2导体层，该第2导体层横跨所述绝缘部中的与所述第1绝缘主表面相反一侧的第2绝缘主表面以及所述电解质部中的与所述第1电解质主表面相反一侧的第2电解质主表面而形成，上述第2绝缘主表面与上述第2电解质主表面处于同一平面。

在上述的气体传感器元件中，电解质部的第2电解质主表面与绝缘部的第2绝缘主表面处于同一平面。因此，横跨第2电解质主表面和第2绝缘主表面而形成的第2导体层，在第2电解质主表面与第2绝缘主表面的边界上上很难产生裂纹和断线，成为可靠性高的气体传感器元件。

另外，第2导体层虽然其一部分形成在第2电解质主表面上即可，但是优选配置在隔着电解质部与第1导体层的一部分相对的位置。当夹着由固体电解质陶瓷构成的电解质部，使第1导体层的一部分(上述的第1电极部)与第2导体层的一部分(后述的第2电极部)，以电极间距离小且大的电极面积相对时，能够构成特性良好的氧浓度电池等电池元件和进行氧气抽气等的泵元件等元件。

另外，第2导体层横跨第2电解质主表面和第2绝缘主表面而形成。即，第2导体层可以横跨整个贯通孔的全周，也可以仅横跨周方向一部分。作为第2导体层，例如可以例举具有形成在第2电解质主表面上的第2电极层、从该第2电极层在第2绝缘主表面上延伸的第2延伸层的形态。其中，第2电极层可以是其周缘全体比电解质部的第2电解质主表面的外周缘更向贯通孔的内侧退避的形状，也可以是其周缘的一部分或全部到达第2电解质主表面的外周缘(绝缘部的第2绝缘主表面)。另外，作为第2延伸层，例如可以例举如下形态：具有比第2电极层的宽度尺寸小的宽度尺寸的带状的引线层等，从第2电极层的周缘的一部分向贯通孔的外侧延伸到第2绝缘主表面上。除此以外，还可以例举第2电极层在全周上扩散到第2绝缘主表面上的形态、即从第2电极层的全周缘向贯通孔的外侧在第2绝缘主表面上延伸并包围第2电极层的形态。

而且，在上述的气体传感器元件中，所述第1导体层包含形成在所述第1电解质主表面上的第1电极层，所述第2导体层包含形成在所述第2电解质主表面上的第2电极层，上述第2导体层是对电极浆料进行丝网印刷之后烧结而成，上述气体传感器元件构成为在使用时，上述第1电极层与基准气体接触，上述第2电极层与被测定气体接触。

在气体传感器元件中，在通过两个电极层和夹在其间的电解质部构成氧浓度电池，使被测定气体接触一个电极层并使基准气体接触另一个电极层的元件中，可知接触被测定气体的电极层(一个电极层)的厚度，相比于接触基准气体的电极层(另一个电极层)的厚度，对该元件的特性产生很大的影响。

在上述的气体传感器元件中，第1电极层形成在比第1绝缘主表面更位于厚度方向内侧的第1电解质主表面上。因此，在将电极浆料丝网印刷到未烧结或烧结完的电解质部的第1电解质主表面之后进行烧结而形成第1电极层时，对比周围的第1绝缘主表面低位的第1电解质主表面进行丝网印刷，因此很难对其厚度进行控制，容易在其厚度上产生偏差。

另一方面，上述的气体传感器元件的第2电极层形成在第2电解质主表面上，该第2电解质主表面与第2绝缘主表面处于同一平面。因此，在进行丝网印刷时，容易控制第2绝缘主表面上的电极浆料的厚度和第2电解质主表面上的电极浆料的厚度。因此，能够适当地控制烧结后的第2电极层的厚度。因此，在使基准气体接触第1电极层而另一方面使被测定气体接触通过丝网印刷形成的第2电极层的上述的气体传感器元件中，能够使氧浓度电池的特性在元件彼此间一致。

另外，对于这种气体传感器元件，可以例举具有一个氧浓度电池的气体传感器元件、具有传感器单元和泵单元这两个氧浓度电池的气体传感器元件、具有三个氧浓度电池(两个传感器单元和一个泵单元)的气体传感器元件等。另外，对于第2电极层，包含将电极浆料丝网印刷到未烧结的复合陶瓷层的电解质部上并进行烧结(同时烧结(共烧))而形成的层、将电极浆料丝网印刷到烧结完的复合陶瓷层的电解质部上并进行烧结(后焙烧)而形成的层。

另外，在作为基准气体，例如使用了氧离子传导性的固体电解质陶瓷(例如氧化锆)时，可以例举外部气体(大气)或蓄积在基准室中的氧气气体。

或者，在前2项的气体传感器元件中，所述气体传感器元件具有：外部气体导入路径构成材料，构成将外部气体导入到所述第1电极层的外部气体导入路径；以及气体导入路径构成材料，构成将被测定气体导入到所述第2电极层的气体导入路径。

在上述的气体传感器元件中，通过气体导入路径导入的被测定气体接触到第2电极层，而另一方面，通过外部气体导入路径导入的外部气体接触到第1电极层。由此，由第1电极层、第2电极层以及电解质部构成氧浓度电池元件，在第1电极层与第2电极层之间产生与接触到第2电极层的被测定气体和接触到第1电极层的外部气体之间的氧气浓度差对应的电动势。因此，能够在被测定气体中的氧气的有无和氧气浓度的检测以及含有NOx、CO等氧气原子的含氧气体的浓度的检测中利用该氧浓度电池元件的输出。

另外，气体导入路径是使外部的被测定气体通过气体传感器元件内导入到第2电极层的被测定气体的通气路径。具体地讲，例如可以例举，仅由中空的通气路径构成的气体导入路径、用气体能够流通的多孔质体堵住通气路径的中途的形态的气体导入路径，用气体能够流通的多孔质体构成通气路径全体的形态的气体导入路径。另外，在气体导入路径构成材料中，包含仅由自身或由自身与复合陶瓷层构成中空的气体导入路径(通气路径)的气密性(致密质)的绝缘陶瓷层等壁材，以及堵住通气路径的一部分或全部的、由气体能够流通的多孔质陶瓷体构成的多孔质体。

另外，外部气体导入路径是使外部气体通过气体传感器元件内而导入到第1电极层的外部气体(大气)的通气路径。具体地讲，例如，除了仅由中空的通气路径构成的外部气体导入路径以外，还能够例举如下形态的外部气体导入路径：由外部气体能够流通的多孔质的金属体构成，通过由外部气体能够流通的金属和陶瓷构成的多孔质体堵住兼用与第1电极层连接的第1延伸层的通气路径兼用第1延伸层等通气路径的一部分或全部。另外，在外部气体导入路径构成材料中包含仅由自身或由自身与复合陶瓷层构成中空的外部气体导入路径(通气路径)的气密性(致密质)的绝缘陶瓷层等的壁材，以及堵住通气路径的一部分或全部且外部气体能够流通的多孔质金属体、外部气体能够流通的多孔质陶瓷体等的多孔质体。

而且，本发明的另一方式提供气体传感器，该气体传感器具有上述的任意一个气体传感器元件。

上述的气体传感器具有上述的气体传感器元件，因此在第1绝缘主表面与第1电解质主表面之间，很难在第1导体层上产生裂纹和断线，能够成为可靠性高的气体传感器。

而且，本发明的另一方式提供一种气体传感器元件的制造方法，该气体传感器元件具有复合陶瓷层和第1导体层，上述复合陶瓷层具有：板状的绝缘部，由形成有在厚度方向上贯通的贯通孔的绝缘性陶瓷构成；以及板状的电解质部，配置在上述贯通孔内，并且由固体电解质陶瓷构成，上述第1导体层横跨上述绝缘部的与上述厚度方向交叉的第1绝缘主表面以及上述电解质部的与上述厚度方向交叉的第1电解质主表面而形成，上述电解质部的厚度比上述绝缘部的厚度薄，上述电解质部的上述第1电解质主表面比上述绝缘部的上述第1绝缘主表面更位于厚度方向内侧，上述绝缘部在其上述第1绝缘主表面侧具有突出部，该突出部与上述电解质部的上述第1电解质主表面重叠，并朝向上述贯通孔的内侧突出，上述突出部具有如下形态：越靠上述贯通孔的上述内侧厚度越薄，上述突出部的上述厚度方向外侧的突出面越靠上述贯通孔的上述内侧越位于上述厚度方向内侧，上述第1导体层横跨上述突出面和上述第1电解质主表面而形成，其中，所述气体传感器元件的制造方法具有以下工序：插入工序，在包含上述绝缘性陶瓷并形成有在片厚度方向上贯通的片贯通孔的板状的未烧结绝缘部的上述片贯通孔内，插入由上述固体电解质陶瓷构成并且比上述未烧结绝缘部薄的板状的未烧结电解质部，以使上述第1电解质片主表面比上述未烧结绝缘部的第1绝缘片主表面更位于片厚度方向内侧；压缩工序，在上述片厚度方向上压缩上述未烧结绝缘部；第1印刷工序，形成横跨上述未烧结绝缘部的上述第1绝缘片主表面以及上述未烧结电解质部的上述第1电解质片主表面的未烧结第1导体层；以及烧结工序，对上述未烧结绝缘部、上述未烧结电解质部以及上述未烧结第1导体层进行烧结，形成上述第1导体层和具有上述绝缘部和上述电解质部的上述复合陶瓷层，在上述压缩工序中，在上述未烧结绝缘部的上述第1绝缘片主表面侧形成未烧结突出部，该未烧结突出部与上述未烧结电解质部的上述第1电解质片主表面重叠，并向上述片贯通孔的内侧突出，并且越靠上述内侧厚度越薄。

在上述的气体传感器元件的制造方法中，在压缩工序中，按压第1绝缘片主表面，在片厚度方向上压缩未烧结绝缘部。于是，片贯通孔缩径，能够使构成片贯通孔的片贯通孔内周面紧密接触到插入片贯通孔内的未烧结电解质部的电解质片外周面。

另外，通过压缩工序，形成未烧结突出部，从而能够容易使烧结后的复合陶瓷层成为具有突出部的形态。

由此，所形成的第1导体层，在第1电解质主表面与第1绝缘主表面的边界上很难产生裂纹和断线，能够制造可靠性高的气体传感器元件。

而且，在记载于权利要求8的气体传感器元件的制造方法中，所述气体传感器元件具有如下形态：所述第1电解质主表面中的由所述突出部从所述厚度方向外侧重叠的重叠面，越靠所述贯通孔的所述外侧越位于所述厚度方向内侧，在所述压缩工序中，将所述第1电解质片主表面中的由所述未烧结突出部从所述片厚度方向外侧重叠的未烧结重叠面，形成为越靠所述片贯通孔的所述外侧越位于所述片厚度方向内侧的形态。

在该制造方法中，在压缩工序中，形成为使未烧结电解质部的第1电解质片主表面的未烧结重叠面比片贯通孔的外侧更位于片厚度方向内侧的形态。因此，在烧结后的复合陶瓷层中，能够适当地抑制以重叠面的任意一个部位为起点在突出部内产生裂纹。

而且，在上述的气体传感器元件的制造方法中，所述气体传感器元件具有第2导体层，该第2导体层横跨所述绝缘部中的与所述第1绝缘主表面相反一侧的第2绝缘主表面以及所述电解质部中的与所述第1电解质主表面相反一侧的第2电解质主表面而形成，上述第2绝缘主表面与上述第2电解质主表面处于同一平面，在所述插入工序中，插入上述未烧结电解质部以使所述未烧结电解质部中的与所述第1绝缘片主表面相反一侧的第2绝缘片主表面侧从所述未烧结绝缘部的所述片贯通孔突出，在所述压缩工序中，在所述压缩工序中，进行压缩以使所述未烧结绝缘部的上述第2绝缘片主表面与所述未烧结电解质部的与所述第1电解质片主表面相反一侧的第2电解质片主表面处于同一平面，在所述烧结工序之前，具有第2印刷工序，通过丝网印刷形成横跨上述未烧结绝缘部的上述第2绝缘片主表面上、上述未烧结电解质部的上述第2电解质片主表面上的未烧结第2导体层。

在插入工序中，将未烧结电解质部以比未烧结绝缘部的第2绝缘片主表面更向外侧突出的方式插入到片贯通孔内。因此，在压缩工序中突出的未烧结电解质部被压入到片贯通孔内，能够容易地使未烧结电解质部的第2电解质片主表面与未烧结绝缘部的第2绝缘片主表面处于同一平面。因此，能够容易形成具有电解质部的第2电解质主表面与绝缘部的第2绝缘主表面处于同一平面的复合陶瓷层的气体传感器元件。

由此，横跨第2绝缘主表面和第2电解质主表面而形成的第2导体层，也很难在两个主表面上的边界上产生裂纹和断线，能够制造可靠性更高的气体传感器元件。

在此基础上，由于第2电解质片主表面与第2绝缘片主表面处于同一平面，因此能够容易控制通过丝网印刷形成的未烧结第2导体层的厚度，因此，能够容易控制烧结后的第2导体层的厚度(特别是第2电极层的厚度)。

另外，关于未烧结电解质部比未烧结绝缘部的第2绝缘片主表面更从片贯通孔突出的形态，換言之，是未烧结电解质部的第2电解质片主表面比未烧结绝缘部的第2绝缘片主表面更位于片厚度方向外侧的形态。

附图说明

图1是实施方式的气体传感器的纵截面图。

图2是实施方式的气体传感器元件的平面图。

图3是实施方式的气体传感器元件的分解立体图。

图4是实施方式的气体传感器元件的放大截面图(图2的B-B箭头截面图)。

图5是实施方式的气体传感器元件的放大截面图(图2的C-C箭头截面图)。

图6是实施方式的气体传感器元件的放大截面图(图2的D-D箭头截面图)。

图7是实施方式和变形方式的气体传感器元件的制造方法中的贯通孔形成工序的说明图。

图8是实施方式和变形方式的气体传感器元件的制造方法中的贯通孔形成工序的说明图。

图9是实施方式和变形方式的气体传感器元件的制造方法中的贯通孔形成工序的说明图。

图10是实施方式和变形方式的气体传感器元件的制造方法中的插入工序的说明图。

图11是实施方式和变形方式的气体传感器元件的制造方法中的压缩工序的说明图。

图12是实施方式和变形方式的气体传感器元件的制造方法中的压缩工序的说明图。

图13是实施方式和变形方式的气体传感器元件的制造方法中的压缩工序的说明图。

图14是实施方式和变形方式的气体传感器元件的制造方法中的第1印刷工序、第2印刷工序的说明图。

图15是实施方式的气体传感器元件的制造方法的说明图。

图16是变形方式的气体传感器的纵截面图。

图17是变形方式的气体传感器元件的平面图。

图18是变形方式的气体传感器元件的分解立体图。

图19是示出变形方式的气体传感器元件构造的放大截面图(图17的G-G箭头截面图)。

图20是变形方式的气体传感器元件中的放大截面图(图17的H-H箭头截面图)。

图21是变形方式的气体传感器元件中的放大截面图(图17的I-I箭头截面图)。

图22是变形方式的气体传感器元件中的放大截面图(图17的J-J箭头截面图)。

图23是变形方式的气体传感器元件的制造方法的说明图。

具体实施方式

(实施方式)

首先，对具有本实施方式的气体传感器元件10的气体传感器1进行说明。图1是沿着轴线AX切断了实施方式的气体传感器1的纵截面图。图2是实施方式的气体传感器元件10的平面图。图3是气体传感器元件10的分解立体图。图4是图2的B-B箭头截面图。

气体传感器1是安装在内燃机的排气管(未图示)中而使用的氧气传感器(参照图1)。该气体传感器1除了能够检测作为被测定气体的排气体中的氧气浓度的气体传感器元件10以外，还具有将该气体传感器元件10保持在自身的内部的筒状的主体配件20。另外，在该主体配件20的前端侧(图1中，下方)上配置有外部保护器31和内部保护器32，在后端侧(图1中，上方)上配置有筒状的外筒51。而且，具有分离器60，该分离器60配置在外筒51的内侧而包围气体传感器元件10的周围，并且将安装在4根引线78、78、79、79的前端的4个端子部件75、75、76、76彼此隔离而保持(参照图1)。

其中，主体配件20在使气体传感器元件10的前端部10s比自身更要向前端侧(图1中，下方)突出，并且使气体传感器元件10的后端部10k比自身更向后端侧(图1中，上方)突出的状态选下，保持气体传感器元件10。另外，金属制的外部保护器31和内部保护器32覆盖气体传感器元件10的前端部10s。外部保护器31和内部保护器32具有多个孔31h、32h，能够通过该孔31h、32h将外部保护器31的外部的被测定气体导入到配置在内部保护器32的内侧的气体传感器元件10的前端部10s的周围。

分离器60具有在轴线AX方向上贯通的插入孔62(参照图1)。在该插入孔62中插入气体传感器元件10的后端部10k。另外，4个端子部件75、75、76、76彼此隔离而配置在插入孔62内，分别弹性地抵接到气体传感器元件10的后述的焊盘部14～17并电气地连接。

另外，在本实施方式的气体传感器1中，在闭塞外筒51的后端侧(图1中，上方)的后端开口部51c的垫环73上，通过兼具防水性和通气性的过滤器74f被覆的金属管74。由此，该气体传感器1能够将存在于气体传感器1的外部的大气，通过过滤器74f而导入到外筒51内，而且如后所述，能够导入到气体传感器元件10的后端部10k的周围。

气体传感器元件10是长度方向DL(图1、图2中，上下方向)长的矩形板状。该气体传感器元件10以自身的中心与轴线AX一致的形态配置在气体传感器1内(参照图1)。气体传感器元件10在朝向厚度方向DT的另一侧DT2(图2中，纸面向里，图3中，下方)的第2元件主表面10b上且后端部10k内，具有两个加热器焊盘部14、15。另外，在朝向与此相反的厚度方向一侧DT1(图3、图4中，上方)的第1元件主表面10a上且后端部10k内，具有两个传感器焊盘部16、17。其中，加热器焊盘部14、15在气体传感器元件10内与后述的加热器图案181导通并连接。另外，传感器焊盘部16在气体传感器元件10内与第1导体层150(第1延伸层152、第1电极层151)导通并连接，传感器焊盘部17同样在气体传感器元件10内与第2导体层155(第2延伸层157、第2电极层156)导通并连接。

该气体传感器元件10由在厚度方向DT上层压的多个陶瓷层和导体层构成。具体地讲，如图3、图4所示，除了具有包含绝缘部112和电解质部131的复合陶瓷层111以外，在该复合陶瓷层111的厚度方向另一侧DT2(图4中，下方)上，第1导体层150、导入路径形成层170、加热层180以该顺序被层压。

另一方面，在复合陶瓷层111的厚度方向一侧DT1(图4中，上方)上层压有第2导体层155、保护层160。

复合陶瓷层111具有：绝缘部112，是由氧化铝构成的矩形板状，具有在厚度方向DT上贯通自身的俯视时呈矩形状的贯通孔112h；以及电解质部131，是由氧离子传导性的氧化锆陶瓷构成的板状，配置在绝缘部112的贯通孔112h内(参照图3)。绝缘部112具有与厚度方向DT垂直(交叉)的、具体地讲朝向厚度方向另一侧DT2(图3、图4中，下方)的第1绝缘主表面113和与此相反朝向厚度方向一侧DT1(图3、图4中，上方)的第2绝缘主表面114。另外，具有构成贯通孔112h的贯通孔内周面115(参照图5、图6)。另外，电解质部131具有与厚度方向DT垂直(交叉)的、具体地讲朝向厚度方向另一侧DT2的第1电解质主表面133和与此相反朝向厚度方向一侧DT1的第2电解质主表面134。另外，具有与绝缘部112的贯通孔内周面115紧密接触的电解质外周面135(参照图5、图6)。

第1导体层150由在电解质部131的第1电解质主表面133上比贯通孔112h更向内侧退避而形成的矩形状的第1电极层151、从该第1电极层151向长度方向后端侧DL2(图2中，上方，图3中，右方)延伸的带状的第1延伸层152构成。即，该第1延伸层152横跨第1电解质主表面133和第1绝缘主表面113而形成(参照图5)。另外，如后所述，第1延伸层152从第1电解质主表面113经由突出部122的突出面122s而在第1绝缘主表面113上延伸。

另一方面，第2导体层155由在电解质部131的第2电解质主表面134上比贯通孔112h更向内侧退避而形成的矩形状的第2电极层156、从该第2电极层156向后端侧DL2延伸的带状的第2延伸层157构成(参照图2、图3)。即，该第2延伸层157横跨第2电解质主表面134和第2绝缘主表面114而形成(参照图6)。

另外，在复合陶瓷层111的厚度方向一侧DT1上覆盖第2导体层155而层压有保护层160。该保护层160由多孔质部162和致密质陶瓷的保护部161构成，该多孔质部162由第2电极层156和覆盖复合陶瓷层111的电解质部131的多孔质陶瓷构成，该致密质陶瓷的保护部161中穿孔有包围该多孔质部162而收纳的贯通孔161h，与复合陶瓷层111的绝缘部112重叠而保护该绝缘部112(参照图3)。

另外，在保护部161上设置有上述的传感器焊盘部16、17(图2、图3参照)。传感器焊盘部16经由通孔112m、161m而与第1延伸层152的后端侧DL2的端部152e电导通。传感器焊盘部17经由通孔161n而与第2延伸层157的后端侧DL2的端部157e电导通。

导入路径形成层170由致密质的陶瓷构成，形成有在其厚度方向上贯通该导入路径形成层170的导入槽175(参照图3)。该导入槽175除了构成导入路径形成层170以外，还被复合陶瓷层111和加热层180(绝缘层182)包围而构成将大气导入到第1电极层151的大气导入路径AD。更详细地讲，导入槽175由俯视时呈矩形状的基准室槽176、以及宽度比该基准室槽176细且从基准室槽176向后端侧DL2延伸并且向导入路径形成层170的后端(图3中右端)开口的通气槽177构成。其中，基准室槽176除了导入路径形成层170以外，被复合陶瓷层111的电解质部131和加热层180包围而构成基准室KS，而另一方面，通气槽177除了导入路径形成层170以外，被复合陶瓷层111的绝缘部112和加热层180包围而构成通气路径TR。另外，在基准室KS上露出有形成在电解质部131上的第1电极层151。

加热层180具有由氧化铝构成的两个板状的绝缘层182、183和埋设在它们之间的加热器图案181(参照图3、图4)。加热器图案181由蜿蜒状的发热部181d、以及分别连接在该发热部181d的两端且以直线状延伸的第1引线部181b和第2引线部181c构成。第1引线部181b的后端侧DL2的端部181e通过通孔183m而与加热器焊盘部14电导通，第2引线部181c的后端侧DL2的端部181f通过通孔183n而与加热器焊盘部15电导通(参照图3)。

因此，在本实施方式的气体传感器元件10中，气体传感器元件10的后端部10k的周围的大气通过上述的大气导入路径AD而到达第1电极层151。

另一方面，气体传感器元件10的前端部10s的周围的被测定气体通过配置在保护层160的贯通孔161h中的多孔质部162，到达第2电极层156。保护层160(保护部161)的贯通孔161h构成向第2电极层156导入外部的被测定气体的气体导入路径GD，保护部161和多孔质部162为构成气体导入路径GD的气体导入路径构成材料。

另外，在第1电极层151与第2电极层156之间配置有电解质部131，因此相对于与第1电极层151接触的大气的氧气浓度，与第2电极层156接触的被测定气体的氧气浓度不同时，由第1电极层151、电解质部131以及第2电极层156构成氧浓度电池，在第1电极层151与第2电极层156之间产生电位差。在本实施方式的气体传感器1中，使用该电位差检测被测定气体中的氧气浓度。

接着，对本实施方式的气体传感器元件10的复合陶瓷层111中的绝缘部112与电解质部131的边界附近的形态进行详细说明。在本实施方式中，如图5、图6所示，电解质部131的厚度T2比绝缘部112的厚度T1薄(T2<T1)。该电解质部131的厚度T2对构成该电解质部131的氧浓度电池的特性产生很大影响。另外，如后所述，在气体传感器1(气体传感器元件10)的制造时，在厚度方向DT上压缩未烧结复合层211。因此，使构成电解质部131的电解质坯片变薄，从而在进行压缩时很难对电解质部131施加压力，很难产生由压缩引起的厚度T2的变动。因此，能够成为一致了伴随电解质部131的厚度T2的变动的特性变动的气体传感器元件10。

另外，电解质部131的第2电解质主表面134与绝缘部112的第2绝缘主表面114处于同一平面(参照图5、图6)。另一方面，电解质部131的第1电解质主表面133比绝缘部112的第1绝缘主表面113更位于厚度方向一侧DT1(厚度方向内侧DTN，图5、图6中，上方)。

并且，绝缘部112在其中的第1绝缘主表面113侧具有与电解质部131的第1电解质主表面133重叠并向贯通孔112h的内侧DR1(参照图2、图5、图6)突出的突出部122。该突出部122具有越靠贯通孔112h的内侧DR1(在图5、图6中，越向左方前进)厚度越薄的形态、即锥状的形态。另外，在本实施方式中，突出部122形成在贯通孔112h的整个全周上。

除此以外，绝缘部112的第1绝缘主表面113具有在突出部122的突出面122s上越向贯通孔112h的内侧DR1前进越位于厚度方向内侧DTN(此处，厚度方向一侧DT1)并越靠近第1电解质主表面133的形态。即，突出部122的突出面122s在图5中为越向左前进越位于上方的、坡度小的斜面，绝缘部112的第1绝缘主表面113与电解质部131的第1电解质主表面133之间的高度差，在突出部122中被缓和。因此，第1导体层150的第1延伸层152平稳地向长度方向DL延伸。

因此，在本实施方式的气体传感器元件10中，第1绝缘主表面113中的横跨突出部122上的突出面122s和第1电解质主表面133而形成的第1导体层150(第1延伸层152)，很难在第1绝缘主表面113中的突出部122的突出面122s上与第1电解质主表面133上之间的边界上产生裂纹和断线，成为可靠性高的气体传感器元件10。

而且，电解质部131的第1电解质主表面133中的、突出部122从厚度方向外侧DTO(厚度方向另一侧DT2)重叠的重叠面133s，具有越靠贯通孔112h的外侧DR2越位于厚度方向内侧DTN(此处，厚度方向一侧DT1)的形态。即，重叠面133s具有越靠外侧DR2越靠近第2电解质主表面134、即倾斜变大的形状。在本实施方式中，具体地讲，第1电解质主表面133中的重叠面133s，构成以向外侧DR2且厚度方向外侧DTO的斜外侧(图5中，右下)凸的圆弧状弄圆的形态。

即，在该气体传感器元件10中，绝缘部112的突出部122重叠的、电解质部131的第1电解质主表面133的重叠面133s变形为圆弧状，构成绝缘部112的突出部122与电解质部131的重叠面133s紧密接触的气体传感器元件10。由此，电解质部131中的突出部122重叠的部位上不形成角部，而能够抑制以重叠面133s的任意一个部位为起点，在突出部122内产生裂纹。

另外，电解质部131是由能够容易控制片制造时(烧结前)和烧结后的厚度的电解质坯片构成的未烧结电解质部231(后述)进行烧结而成，因此容易使电解质部131的厚度T2一致，能够使由该电解质部131、第1电极层151以及第2电极层156构成的氧浓度电池的特性在气体传感器元件10彼此之间一致。

而且，在本实施方式中，电解质部131比绝缘部112薄(T2<T1)，因此即使在制造时为了未烧结电解质部231与未烧结绝缘部212的紧密接触和层压等而在厚度方向DT上对未烧结复合层211施加了压力的情况下，也很难对构成电解质部131的未烧结电解质部231施加压力，很难产生由压缩引起的电解质部131的厚度的变动。因此，能够进一步减少气体传感器元件10彼此之间的特性的变动。

另外，如图6所示，电解质部131的第2电解质主表面134与绝缘部112的第2绝缘主表面114处于同一平面。因此，横跨第2电解质主表面134和第2绝缘主表面114而形成的第2导体层155(第2延伸层157)，无高度差地向长度方向DL延伸，很难在第2电解质主表面134上与第2绝缘主表面114上的边界上产生裂纹和断线，成为可靠性高的气体传感器元件10。

另外，在本实施方式的气体传感器元件10中，由第1电极层151、第2电极层156以及介于它们之间的电解质部131构成氧浓度电池，使被测定气体接触第2电极层156，使大气(基准气体)接触第1电极层151。在这种气体传感器中，与接触被测定气体一侧的第2电极层156的厚度的大小(偏差)，与接触基准气体的第1电极层151的厚度的大小(偏差)相比，对气体传感器元件10的特性产生更大的影响。

在本实施方式的气体传感器元件10中，第1电极层151形成在比第1绝缘主表面113更位于厚度方向内侧DTN的第1电解质主表面133上。因此，如后所述，在比周围的第1绝缘主表面113更低位的第1电解质主表面133上丝网印刷电极浆料，之后进行烧结而形成第1电极层151时，很难控制第1电极层151(电极浆料)的厚度，容易产生偏差。

另一方面，气体传感器元件10的第2电极层156形成在配置于与第2绝缘主表面114相同面上的第2电解质主表面134上。因此，在进行烧结之后对构成第2电极层156的未烧结第2电极层256(后述)进行丝网印刷时，容易控制电极浆料(未烧结第2电极层256)的厚度。因此，在使基准气体(大气)接触第1电极层151，使被测定气体接触第2电极层156的结构的本实施方式的气体传感器元件10中，能够抑制气体传感器元件10彼此之间的氧浓度电池的特性偏差，使特性一致。

另外，在本实施方式的气体传感器元件10中，通过作为气体导入路径的多孔质部162导入的被测定气体接触第2电极层156，而另一方面，通过大气导入路径AD导入的大气接触第1电极层151。由此，能够使用与接触第2电极层156的被测定气体与接触第1电极层151的大气之间的氧气浓度差对应的电动势，检测被测定气体中的氧气的有无。

另外，本实施方式的气体传感器1具有上述的气体传感器元件10，因此很难在第1导体层150(第1延伸层152)上产生裂纹和断线，成为可靠性高的气体传感器1。

接着，参照附图对本实施方式的气体传感器1的制造方法进行说明。首先，预先准备通过刮片法形成的厚度230μm的未烧结绝缘部用片212s(绝缘坯片)、和比该未烧结绝缘部用片212s薄的厚度200μm的未烧结电解质部用片231s(电解质坯片)。

接着，在未烧结绝缘部用片212s上形成在片厚度方向ST上贯通的片贯通孔212h(贯通孔形成工序)。在该贯通孔形成工序中都是金属制，并且使用具有下模具加工孔302的下模具301、具有上模具加工孔304的上模具303以及冲头305(参照图7的(a))。另外，下模具加工孔302、上模具加工孔304以及冲头305的截面都是角部被弄圆的矩形状。

首先，以覆盖下模具加工孔302的方式，在下模具301上配置未烧结绝缘部用片212s(参照图7的(a))。接着，在未烧结绝缘部用片212s上配置上模具303，通过上模具303与下模具301夹住未烧结绝缘部用片212s，接着，将冲头305插入到加工孔302、304，对未烧结绝缘部用片212s进行冲裁(参照图7的(b))，形成设置有片贯通孔212h的未烧结绝缘部212(参照图8)。

该未烧结绝缘部212在后述的烧结工序之后成为上述的复合陶瓷层111的绝缘部112。该未烧结绝缘部212具有朝向片厚度方向另一侧ST2的第1绝缘片主表面213、朝向片厚度方向一侧ST1的第2绝缘片主表面214以及片贯通孔212h。使该未烧结绝缘部212中的、片贯通孔212h的内周面成为片贯通孔内周面215(参照图8)。

另外，片贯通孔212h成为朝向另一侧ST2(图中，下方)逐渐变细的形态。例如，如作为图8的E部的放大截面图的图9所示，片贯通孔212h的内周面215在图9中成为朝向右上方倾斜的形态。如图7所示，这是因为，与下模具加工孔302和上模具加工孔304，冲头305的外形尺寸(尺寸)稍小，产生隙间。

接着使用模具301、303、305，进行在未烧结绝缘部212的片贯通孔212h内插入未烧结电解质部231的插入工序(参照图10)。在配置在下模具301上的状态的未烧结绝缘部212之上，重叠未烧结电解质部用片231s。接着，通过下模具301与上模具303夹住未烧结绝缘部212和未烧结电解质部用片231s(参照图10的(a))。使冲头305的下表面305B下降到比上模具303的下表面303B更稍微向另一侧ST2(图中，下方)为止，从未烧结电解质部用片231s冲裁为未烧结电解质部231，并且向未烧结绝缘部212的片贯通孔212h内插入未烧结电解质部231。详细地讲，如图10的(b)所示，使冲头305向另一侧ST2移动，直至冲头305的下表面305B比上模具303的下表面303B更位于下方、而且比未烧结绝缘部212的第2绝缘片主表面214更位于上方。由此，以朝向未烧结电解质部231的一侧ST1(图中，上方)的第2电解质片主表面234，比未烧结绝缘部212的第2绝缘片主表面214更位于一侧ST1(片厚度方向外侧STO)(突出)，并且朝向另一侧ST2(图中，下方)的第1电解质片主表面233，比未烧结绝缘部212的第1绝缘片主表面213更位于一侧ST1(片厚度方向内侧STN)的方式，向片贯通孔212h内插入未烧结电解质部231(参照图10的(b))。

接着，进行压缩工序(参照图11)。在该压缩工序中，在片厚度方向ST上压缩未烧结绝缘部212，使未烧结绝缘部212与插入到片贯通孔212h内的未烧结电解质部231紧密接触。在该压缩工序中，使用具有平坦的第1压缩面313的第1压缩模具311和具有平坦的第2压缩面317的第2压缩模具316。其中，第1压缩模具311具有由构成平坦的第1压缩面313的矩形板状橡胶(橡胶状弹性体)构成的橡胶板部312和支撑该橡胶板部312的主体部315。另一方面，第2压缩模具316由金属体构成，在图11中，能够在上下方向上移动。

首先，将未烧结绝缘部212和插入到片贯通孔212h的未烧结电解质部231，以第1电解质片主表面233和第1绝缘片主表面213朝向第1压缩面313的方式(图中，向下)配置在第1压缩模具311上。并且，使第2压缩模具316从一侧ST1(图中，上方)移动到另一侧ST2(下方)，通过第1压缩面313和第2压缩面317在片厚度方向ST上压缩未烧结绝缘部212而形成未烧结复合层211(参照图12)。

另外，第2压缩模具316由平坦的金属构成，因此突出的未烧结电解质部231被压入到片贯通孔212h内，未烧结绝缘部212的第2绝缘片主表面214与未烧结电解质部231的第2电解质片主表面234处于同一平面(参照图12、图13)。另一方面，未烧结电解质部231的第1电解质片主表面233位于一侧ST1(内侧STN)、即片贯通孔212h内。

如上所述，未烧结绝缘部212比未烧结电解质部231厚，因此未烧结绝缘部212被强烈地压缩。伴随于此，未烧结绝缘部212在与片厚度方向ST垂直的扩散方向(图13中，左右方向)上扩散，以片贯通孔212h缩径的方式变形。因此，未烧结绝缘部212的片贯通孔内周面215与未烧结电解质部231的电解质片外周面235紧密接触。

此外，第1压缩模具311的橡胶板部312由具有弹性的橡胶构成，因此通过按压，橡胶板部312自身变形。即，如图13中放大所示，橡胶板部312按压未烧结绝缘部212，并且与未烧结电解质部231的第1电解质片主表面233相对的部分变形，以与此接触的方式进入到片贯通孔212h内。

通过该橡胶板部312的变形和压缩，未烧结电解质部231和未烧结绝缘部212也变形。

具体地讲，未烧结绝缘部212中的第1绝缘片主表面213侧(图中，下方)的、由片贯通孔内周面215和第1绝缘片主表面213构成的角部C1(图13中虚线所示的部位)进入到片贯通孔212h内，以覆盖未烧结电解质部231的方式变形而成为未烧结突出部222。该未烧结突出部222为在烧结后成为绝缘部112的突出部122的部位，重叠在未烧结电解质部231的第1电解质片主表面233上，向片贯通孔212h的内侧DR1(图中，左方)突出，并且成为越靠内侧DR1厚度越薄的形态。

而且，伴随角部C1的变形，未烧结电解质部231中的、与片贯通孔内周面215相对的电解质片外周面235与第1电解质片主表面233构成的角部C2(图13中虚线所示的部位)也变形。具体地讲，第1电解质片主表面233中的、未烧结突出部222从片厚度方向外侧STO(另一侧ST2)重叠的重叠面233s，具有越靠片贯通孔212h的外侧DR2，越位于片厚度方向内侧DTN(此处，片厚度方向一侧ST1)的形态。在本实施方式中，角部C2变形为以向外侧凸的1/4圆状弄圆的形状。

接着，进行第1印刷工序。在该第1印刷工序中，通过丝网印刷法，横跨未烧结电解质部231的第1电解质片主表面233和未烧结绝缘部212的第1绝缘片主表面213而形成未烧结第1导体层250(未烧结第1电极层251和未烧结第1延伸层252)(参照图14)。另外，该未烧结第1导体层250(未烧结第1延伸层252)与贯通未烧结绝缘部212的通孔112m连接(参照图15)。

接着，进行第2印刷工序。在该第2印刷工序中，也通过丝网印刷，横跨未烧结电解质部231的第2电解质片主表面234和未烧结绝缘部212的第2绝缘片主表面214而形成未烧结第2导体层255(未烧结第2电极层256和未烧结第2延伸层257)(参照图14)。

接着，如图15所示，将未烧结绝缘层283、282、未烧结导入路径形成层270、未烧结复合层211、未烧结保护层260以该顺序进行层压，形成未烧结层压体210。另外，在未烧结绝缘层283上形成未烧结加热器图案281和通孔183m、183n。在未烧结导入路径形成层270上形成包含未烧结基准室槽276和未烧结通气槽277的未烧结导入槽275。另外，未烧结保护层260由在烧结后成为多孔质部162的未烧结多孔质部262和包围该未烧结多孔质部262并在烧结后成为保护部161的未烧结保护部261构成。在未烧结保护层260的后端侧DL2上形成有贯通未烧结保护部261而与通孔112m和未烧结第2导体层255连接的通孔161m、161n。另外，在未烧结层压体210上印刷在烧结后成为加热器焊盘部14、15和传感器焊盘部16、17的未烧结焊盘部(未图示)。

接着，通过公知的方法，对未烧结层压体210(参照图15)进行烧结，制作具有复合陶瓷层111、第1导体层150以及第2导体层155的气体传感器元件10(参照图2～图4)。

在本实施方式的气体传感器元件10的制造方法中，在压缩工序中，在片厚度方向ST上压缩未烧结绝缘部212，使片贯通孔212h缩径，使片贯通孔内周面215与未烧结电解质部231的电解质片外周面235紧密接触。

而且，形成未烧结突出部222，从而能够使烧结后的复合陶瓷层111容易成为具有突出部122的形态(参照图5)。由此，对未烧结第1导体层250进行了烧结的第1导体层150，很难在第1电解质主表面133与第1绝缘主表面113之间产生裂纹和断线，能够制造可靠性高的气体传感器元件10。

在该制造方法中，在压缩工序中，将未烧结电解质部231的第1电解质片主表面233的未烧结重叠面233s，形成为越靠片贯通孔212h的外侧DR2越位于片厚度方向内侧STN的形态。因此，在烧结后的复合陶瓷层111中，能够适当地抑制以重叠面133s的任意一个部位为起点在突出部122内产生裂纹。

另外，在插入工序中，以比未烧结绝缘部212的第2绝缘片主表面214更向片厚度方向一侧ST1(片厚度方向外侧STO)突出的方式，将未烧结电解质部231插入到片贯通孔212h内。因此，在压缩工序中，通过第2压缩模具316的平坦的第2压缩面317进行按压，从而突出的未烧结电解质部231被压入到片贯通孔212h内，能够使未烧结电解质部231的第2电解质片主表面234与未烧结绝缘部212的第2绝缘片主表面214处于同一平面。因此，能够容易形成具有电解质部131的第2电解质主表面134与绝缘部112的第2绝缘主表面114处于同一平面的复合陶瓷层111的气体传感器元件10。

由此，对横跨第2绝缘主表面114和第2电解质主表面134而形成的未烧结第2导体层255进行了烧结的第2导体层155，也在两个主表面的边界上很难产生裂纹和断线，能够制造可靠性更高的气体传感器元件10。

在此基础上，第2电解质片主表面234与第2绝缘片主表面214处于同一平面，因此能够容易控制通过丝网印刷形成的未烧结第2导体层255的厚度，因此，能够容易控制烧结后的第2导体层155的厚度(特别是第2电解质主表面134上的第2电极层156的厚度)。

(变形方式)

接着，参照图7-图14、图16-图23对变形方式的气体传感器401进行说明。本变形方式的气体传感器401与使用了1单元类型的元件10的实施方式的气体传感器1不同的点在于，在气体传感器元件410中使用了具有两个复合陶瓷层(后述的检测用复合陶瓷层511、泵用复合陶瓷层611)的所谓的2单元类型的元件。因此，以与实施方式不同的点为中心进行说明，省略或简化相同部分的说明。另外，相同的部分产生相同的作用效果。另外，对相同内容的部件、部位标上相同标号而进行说明。

如图16所示，气体传感器401具有与气体传感器1相似的形态，具有气体传感器元件410和将该气体传感器元件410保持在自身内部的主体配件20。另外，与实施方式的气体传感器1不同，气体传感器元件410具有5个焊盘部14、15、416、417、418，因此分离器460保持分别弹性地抵接到这些焊盘部14、15、416、417、418的5个端子部件475、475、476、476、476(参照图16～图19)。另外，在实施方式的气体传感器1中，虽然在垫环73中嵌入有通过过滤器74f被覆的金属管74，但是在本变形方式的垫环473中没有设置有过滤器等。即，成为不将气体传感器401外的大气导入到内部的形态。

气体传感器元件410也具有长度方向DL(图16、图17中，上下方向)长的矩形板状。该气体传感器元件410也以自身的中心与轴线AX一致的形态配置在气体传感器401内(参照图16)。气体传感器元件410再朝向厚度方向另一侧DT2(图18、图19中，下方)的第2元件主表面410b上且后端部410k内具有两个加热器焊盘部14、15。另外，在朝向与此相反的厚度方向一侧DT1(图18、图19中，上方)的第1元件主表面410a上且后端部410k内具有三个传感器焊盘部416、417、418。

该气体传感器元件410也有在厚度方向DT上层压的多个陶瓷层和导体层构成。具体地讲，具有在被测定气体中的氧气浓度的检测中使用的检测用复合陶瓷层511、和比该检测用复合陶瓷层511更位于厚度方向一侧DT1(图18、图19中，上方)且在测定室SP中的被测定气体中的氧气浓度的调整中使用的泵用复合陶瓷层611。另外，在这些检测用复合陶瓷层511和泵用复合陶瓷层611之间配置有绝缘层570。在检测用复合陶瓷层511的厚度方向另一侧DT2(图18、图19中，下方)上形成有第1导体层550，在一侧DT1(图18、图19中，上方)上形成有第2导体层555。另外，在泵用复合陶瓷层611的一侧DT1上形成有第1导体层650，在另一侧DT2上形成有第2导体层655。而且，在检测用复合陶瓷层511和第1导体层550的另一侧DT2上层压有与实施方式相同的加热层180，在泵用复合陶瓷层611和第1导体层650的一侧DT1上层压有保护层560(参照图18、图19)。

它们中的检测用复合陶瓷层511具有：检测用绝缘部512，是由氧化铝构成的矩形板状，具有在厚度方向DT上贯通自身的俯视时呈矩形状的贯通孔512h；以及检测用电解质部531，是由氧化锆陶瓷构成的板状，配置在检测用绝缘部512的贯通孔512h内(参照图18)。检测用绝缘部512具有朝向另一侧DT2的第1绝缘主表面513、朝向一侧DT1的第2绝缘主表面514以及构成贯通孔512h的贯通孔内周面515。另外，检测用电解质部531具有朝向另一侧DT2的第1电解质主表面533、朝向一侧DT1的第2电解质主表面534以及与检测用绝缘部512的贯通孔内周面515紧密接触的电解质外周面535(参照图20、图21)。

第1导体层550由矩形状的第1电极层551和带状的第1延伸层552构成，该第1电极层551在检测用电解质部531的第1电解质主表面533上比贯通孔512h更向内侧退避而形成，该第1延伸层552从该第1电极层551向长度方向后端侧DL2延伸(参照图18)。第1延伸层552横跨第1电解质主表面533和第1绝缘主表面513而从第1电解质主表面533上延伸到第1绝缘主表面513上(参照图21)。另外，第2导体层555与第1导体层550同样，由矩形状的第2电极层556和带状的第2延伸层557构成，该第2电极层556在检测用电解质部531的第2电解质主表面534上比贯通孔512h更向内侧退避而形成，该第2延伸层557从该第2电极层556向后端侧DL2延伸(参照图18)。第2延伸层557横跨第2电解质主表面534和第2绝缘主表面514而从第2电解质主表面534上延伸到第2绝缘主表面514上(参照图20)。

另一方面，泵用复合陶瓷层611也具有：泵用绝缘部612，是由氧化铝构成的矩形状，具有在在厚度方向DT上贯通自身的俯视时呈矩形状的贯通孔612h；以及泵用电解质部631，是由氧化锆陶瓷构成的板状，配置在泵用绝缘部612的贯通孔612h内(参照图18)。泵用绝缘部612具有朝向厚度方向一侧DT1的第1绝缘主表面613、朝向厚度方向另一侧DT2的第2绝缘主表面614以及构成贯通孔612h的贯通孔内周面615。另外，泵用电解质部631具有朝向一侧DT1的第1电解质主表面633、朝向另一侧DT2的第2电解质主表面634以及与泵用绝缘部612的贯通孔内周面615紧密接触的电解质外周面635(参照图20、图22)。

第1导体层650由矩形状的第1电极层651和带状的第1延伸层652构成，该第1电极层651在泵用电解质部631的第1电解质主表面633上比贯通孔612h更向内侧退避而形成，该第1延伸层652从该第1电极层651延伸到后端侧DL2(参照图18)。第1延伸层652横跨第1电解质主表面633和第1绝缘主表面613而从第1电解质主表面633上延伸到第1绝缘主表面613上(参照图22)。第2导体层655与第1导体层650同样，由矩形状的第2电极层656和带状的第2延伸层657构成，该第2电极层656在泵用电解质部631的第2电解质主表面634上比贯通孔612h更向内侧退避而形成，该第2延伸层657从该第2电极层656延伸到后端侧DL2(参照图18)。第2延伸层657横跨第2电解质主表面634和第2绝缘主表面614而从第2电解质主表面634上延伸到第2绝缘主表面614上(参照图20)。

另外，绝缘层570具有以与贯通孔512h、612h重叠的方式贯通自身的矩形状的贯通孔570h。该贯通孔570h除了绝缘层570以外，被检测用复合陶瓷层511(检测用电解质部531)和泵用复合陶瓷层611(泵用电解质部631)包围而构成中空的测定室SP(参照图19)。该绝缘层570由主体部571和两个多孔质部572、572构成，该主体部571由致密的氧化铝构成，该两个多孔质部572、572由多孔质陶瓷构成，分别构成贯通孔570h中的沿着长度方向DL延伸的两边的一部分，向侧方(与长度方向DL和厚度方向DT垂直的方向)露出(参照图18)。该多孔质部572是将被测定气体以预定的限速条件从气体传感器元件410的外部导入到测定室SP内的扩散限速层。

另外，在泵用复合陶瓷层611的厚度方向一侧DT1上覆盖第1导体层650而层压有保护层560。该保护层560由多孔质部562和致密质陶瓷的保护部561构成，该多孔质部562覆盖第1电极层651和泵用电解质部631，在该致密质陶瓷的保护部561中穿孔有包围该多孔质部562而收纳的贯通孔561h，该致密质陶瓷的保护部561与泵用绝缘部612重叠而保护泵用绝缘部612(参照图18)。

在保护部561上形成有上述的三个传感器焊盘部416、417、418。传感器焊盘部416通过通孔561m、612m、571m、512m而与第1延伸层552的后端侧DL2的端部552e导通。传感器焊盘部417通过通孔561n而与第1延伸层652的后端侧DL2的端部652e导通(参照图18)。而且，传感器焊盘部418通过通孔561p、612p、571p而与第2延伸层557的端部557e、第2延伸层657的端部657e导通(参照图18)。

在本变形方式的气体传感器元件410中，预先向多孔质的第1电极层551内供给氧气而形成基准气体。在此基础上，以在夹住检测用电解质部531的第1电极层551与第2电极层556之间产生的电位差成为预定的值(测定室SP内的氧气浓度恒定)的方式，调整在夹住泵用电解质部631的第1电极层651与第2电极层656之间流过的电流的方向和大小，从而通过泵用电解质部631将氧气从测定室SP抽出到多孔质部562或相反将氧气从多孔质部562抽入到测定室SP。另外，在第1电极层651与第2电极层656之间流过的电流的大小，成为与通过多孔质部572流入到测定室SP内的被测定气体中的氧气浓度对应的值，因此能够从该电流的大小检测被测定气体中的氧气浓度。

接着，对本变形方式的元件410的检测用复合陶瓷层511中的、检测用绝缘部512与检测用电解质部531之间的边界附近的形态进行详细说明。如图20、图21所示，检测用电解质部531的厚度T4(160μm)比检测用绝缘部512的厚度T3(180μm)薄(T4<T3)。另外，检测用电解质部531中的第2电解质主表面534与检测用绝缘部512的第2绝缘主表面514处于同一平面。另一方面，检测用电解质部531的第1电解质主表面533比检测用绝缘部512的第1绝缘主表面513更位于厚度方向一侧DT1(检测用复合陶瓷层511的厚度方向内侧DTN1，图20、图21中，上方)。

并且，检测用绝缘部512在其中的第1绝缘主表面513侧具有与检测用电解质部531的第1电解质主表面533重叠并向贯通孔512h的内侧DR1突出的突出部522。该突出部522具有越靠贯通孔512h的内侧DR1(在图20、图21中，越向左方前进)厚度越薄的形态、即锥状的形态。另外，在本变形方式中，突出部522也形成在贯通孔512h的整个全周。

在此基础上，检测用绝缘部512的第1绝缘主表面513具有如下形态：在突出部522的突出面522s中，越向贯通孔512h的内侧DR1前进，越位于厚度方向内侧DTN1(此处，厚度方向一侧DT1)，越靠近第1电解质主表面133。即，在图20、图21中，突出部522的突出面522s为越向左前进越位于上方的坡度小的斜面，检测用绝缘部512的第1绝缘主表面513与电解质部531的第1电解质主表面533之间的高度差在突出部522中被缓和。因此，如图21所示，第1导体层550的第1延伸层552平稳地向长度方向DL延伸。

接着，对泵用复合陶瓷层611进行研究。另外，如图20、图22所示，关于泵用复合陶瓷层611，泵用电解质部631的厚度T6(160μm)也比泵用绝缘部612的厚度T5(180μm)薄(T6<T5)。另外，泵用电解质部631中的第2电解质主表面634与泵用绝缘部612的第2绝缘主表面614处于同一平面。另一方面，泵用电解质部631的第1电解质主表面633比泵用绝缘部612的第1绝缘主表面613更位于厚度方向另一侧DT2(泵用复合陶瓷层611的厚度方向内侧DTN2，图20、图22中，下方)。

并且，泵用绝缘部612在其中的第1绝缘主表面613侧，具有与泵用电解质部631的第1电解质主表面633重叠并向贯通孔612h的内侧DR1突出的突出部622。该突出部622具有越靠贯通孔612h的内侧DR1(在图20、图22中，越向左方前进)厚度越薄的形态、即锥状的形态。另外，在本变形方式中，突出部622也形成在贯通孔612h的整个全周上。

在此基础上，泵用绝缘部612的第1绝缘主表面613具有如下形态：在突出部622的突出面622s上，越向贯通孔612h的内侧DR1前进，越位于厚度方向内侧DTN2(此处，厚度方向另一侧DT2)，越靠近第1电解质主表面633。即，在图20、图22中，突出面622s是越向左前进越位于上方的坡度小的斜面，泵用绝缘部612的第1绝缘主表面613与电解质部631的第1电解质主表面633之间的高度差在突出部622中被缓和。因此，如图22所示，第1导体层650的第1延伸层652也平稳地向长度方向DL延伸。

因此，在本变形方式的气体传感器元件410中，很难在横跨第1电解质主表面533和第1绝缘主表面513而形成的第1导体层550(第1延伸层552)上产生裂纹和断线。而且，在横跨第1电解质主表面633和第1绝缘主表面613而形成的第1导体层650(第1延伸层652)上也很难产生裂纹和断线。因此，能够成为可靠性高的气体传感器元件410。

而且，检测用电解质部531的第1电解质主表面533中的、突出部522从厚度方向外侧DTO1重叠的重叠面533s，具有越靠贯通孔512h的外侧DR2越位于厚度方向内侧DTN1(此处，厚度方向另一侧DT2)的形态。即，重叠面533s具有越靠外侧DR2越靠近第2电解质主表面534、即倾斜变大的形状(参照图21)。

即，该气体传感器元件10成为如下的气体传感器元件10：在检测用复合陶瓷层511中，第1电解质主表面533的重叠面533s变形为圆弧状，检测用绝缘部512的突出部522与检测用电解质部531的重叠面533s紧密接触。由此，在检测用电解质部531中的突出部522重叠的部位上不形成角部，能够抑制以重叠面533s的任意一个部位为起点在突出部522内产生裂纹。

另外，在泵用复合陶瓷层611中，泵用电解质部631的第1电解质主表面633中的、突出部622从厚度方向外侧DTO2重叠的重叠面633s也具有越靠贯通孔612h的外侧DR2越位于厚度方向内侧DTN2(此处，厚度方向另一侧DT2)的形态。即，重叠面633s具有越靠外侧DR2越靠近第2电解质主表面634、即倾斜变大的形状(参照图22)。

如上所述，成为如下的气体传感器元件10：在泵用复合陶瓷层611中，第1电解质主表面633的重叠面633s也变形为圆弧状，泵用绝缘部612的突出部622与泵用电解质部631的重叠面633s紧密接触。由此，在泵用电解质部631中的突出部622重叠的部位上不形成角部，能够抑制以重叠面633s的任意一个部位为起点在突出部622内产生裂纹。

另外，检测用电解质部531是对由电解质坯片构成的未烧结检测用电解质部731(后述)进行烧结而成的，因此能够容易使检测用电解质部531的厚度T4一致，能够使由该检测用电解质部531、第1电极层551以及第2电极层556形成的氧浓度电池(传感器单元)的特性在气体传感器元件410彼此之间一致。

而且，检测用电解质部531比检测用绝缘部512薄(T4<T3)，因此即使在制造时在厚度方向DT上施加压力，也很难对成为检测用电解质部531的未烧结检测用电解质部731施加压力，很难产生检测用电解质部531的厚度的变动。因此，能够进一步减小气体传感器元件410彼此之间的特性的变动。

泵用电解质部631也与上述的检测用电解质部531同样，是对由电解质坯片构成的未烧结泵用电解质部831(后述)进行烧结而成，因此能够容易使泵用电解质部631的厚度T6一致，能够使由该电解质部631、第1电极层651以及第2电极层656形成的氧浓度电池(泵单元)的特性在气体传感器元件410彼此之间一致。而且，泵用电解质部631比泵用绝缘部612薄(T6<T5)，因此与检测用电解质部531同样，很难产生由压缩引起的泵用电解质部631的厚度的变动，能够减小气体传感器元件410彼此之间的特性的变动。

另外，检测用电解质部531的第2电解质主表面534与检测用绝缘部512的第2绝缘主表面514处于同一平面，因此横跨第2电解质主表面534和第2绝缘主表面514而形成的第2导体层555(第2延伸层557)无高度差地向长度方向DL延伸(参照图19、图20)。同样，泵用电解质部631的第2电解质主表面634与泵用绝缘部612的第2绝缘主表面614处于同一平面，因此横跨第2电解质主表面634和第2绝缘主表面614而形成的第2导体层655(第2延伸层657)也无高度差地向长度方向DL延伸(参照图19、图20)。因此，第2导体层555(第2延伸层557)和第2导体层655(第2延伸层657)都很难产生裂纹和断线，成为可靠性高的气体传感器元件410。

另外，在本变形方式的气体传感器元件410中，第2电极层556形成在第2电解质主表面534上，该第2电解质主表面534配置在与第2绝缘主表面514相同的面上。因此，利用丝网印刷形成通过烧结而成为第2电极层556的未烧结第2电极层756(后述)时，很容易控制其厚度。因此，使基准气体接触第1电极层551、使测定室SP内的被测定气体接触第2电极层556的本变形方式的气体传感器元件410，能够在气体传感器元件410彼此之间一致传感器单元的特性偏差，使特性一致。

另外，第2电极层656也形成在配置于与第2绝缘主表面614相同面的第2电解质主表面634上。因此，在对通过烧结而成为第2电极层656的未烧结第2电极层856(后述)进行丝网印刷时，容易控制其厚度。因此，使测定室SP内的被测定气体与第2电极层656接触的本变形方式的气体传感器元件410，能够抑制气体传感器元件410彼此间的泵单元的特性偏差，能够使特性一致。

另外，本变形方式的气体传感器401具有上述的气体传感器元件410，因此很难在第1导体层550、650(第1延伸层552、652)上产生裂纹和断线，能够成为可靠性高的气体传感器1。

接着，参照附图对本变形方式的气体传感器401的制造方法进行说明。预先准备通过刮片法形成的厚度230μm的两个未烧结绝缘部用片(绝缘坯片)212s、212s和比该未烧结绝缘部用片212s、212s薄的厚度200μm的两个未烧结电解质部用片(电解质坯片)231s、231s。

接着，与实施方式同样，在各未烧结绝缘部用片212s、212s上分别形成在自身的片厚度方向ST上贯通的片贯通孔712h、812h(贯通孔形成工序、参照图7)。

未烧结检测用绝缘部712和未烧结泵用绝缘部812分别具有朝向片厚度方向另一侧ST2的第1绝缘片主表面713、813、朝向片厚度方向一侧ST1的第2绝缘片主表面714、814、构成片贯通孔712h、812h的内周面的片贯通孔内周面715、815(参照图8)。

另外，片贯通孔712h、812h都与实施方式同样，成为朝向厚度方向另一侧DT2逐渐变细的形态(参照图8、图9)。

接着，进行在未烧结绝缘部712、812的片贯通孔712h、812h内插入未烧结电解质部731、831的插入工序。

与实施方式同样，通过下模具301和上模具303夹住未烧结绝缘部712、812和未烧结电解质部用片231s，并且使用冲头305从未烧结电解质部用片231s冲裁未烧结电解质部731、831，将该未烧结电解质部731、831插入到未烧结绝缘部712、812的片贯通孔712h、812h内(参照图10)。由此，以使朝向未烧结电解质部731、831的一侧ST1(图中，上方)的第2电解质片主表面734、843比未烧结绝缘部712、812的第2绝缘片主表面714、814更位于(突出)一侧ST1(片厚度方向外侧STO)，并且使朝向另一侧DT2的第1电解质片主表面733、833比未烧结绝缘部712、812的第1绝缘片主表面713、813更位于一侧ST1(片厚度方向内侧STN)的方式配置未烧结电解质部731、831(参照图10的(b))。

接着，进行压缩工序。在该压缩工序中，在片厚度方向ST上压缩未烧结绝缘部712、812，形成由未烧结绝缘部712、812和插入到片贯通孔712h、812h内的未烧结电解质部731、831构成的未烧结复合层711、811。

另外，在该压缩工序中，使用上述的第1压缩模具311和第2压缩模具316与实施方式同样进行(参照图11)。

由此，与实施方式的未烧结复合层211同样，在未烧结复合层711、811中，分别朝向一侧ST1的未烧结绝缘部712、812的第2绝缘片主表面714、814与未烧结电解质部731、831的第2电解质片主表面734、834处于同一平面(参照图12、图13)。另一方面，未烧结电解质部731、831的第1电解质片主表面733、833成为比未烧结绝缘部712、812的第1绝缘片主表面713、813更位于片厚度方向内侧STN(片厚度方向一侧ST1)、即片贯通孔712h、812h内的形态。

具体地讲，在未烧结绝缘部712、812中，第1绝缘片主表面713、813侧的、片贯通孔内周面715、815与第1绝缘片主表面713、813构成的角部C1，通过由压缩引起的变形，与未烧结电解质部731、831的第1电解质片主表面733、833重叠，向片贯通孔712h、812h的内侧DR1(图中，左方)突出，并且成为越靠内侧DR1厚度越薄的形态的未烧结突出部722、822。而且，伴随角部C1的变形，在未烧结电解质部731、831中，电解质片外周面735、835与第1电解质片主表面733、833构成的角部C2也变形，在第1电解质片主表面733、833中，未烧结突出部722、822从外侧STO(另一侧ST2)重叠的重叠面733s、833s，具有越靠片贯通孔712h、812h的外侧DR2越位于片厚度方向内侧STN(此处，片厚度方向一侧ST1)的形态。在本实施方式中，角部C2变形为以向外侧凸的1/4圆状弄圆的形状。

接着，在第1印刷工序中，通过丝网印刷法，横跨第1电解质片主表面733、833和第1绝缘片主表面713、813而形成未烧结第1导体层750、850(未烧结第1电极层751、851和未烧结第1延伸层752、852)(参照图14)。

接着，在第2印刷工序中，通过丝网印刷法，横跨第2电解质片主表面734、834和第2绝缘片主表面714、814而形成未烧结第2导体层755、855(未烧结第2电极层756、856和未烧结第2延伸层757、857)(参照图14)。

接着，如图23所示，将未烧结绝缘层283、282、未烧结检测用复合层711、未烧结绝缘层770、未烧结泵用复合层811、未烧结保护层760以该顺序进行层压，形成未烧结层压体710。另外，在进行层压时，使未烧结泵用复合层811以及形成在其上的未烧结第1导体层850和未烧结第2导体层855上下反转而进行层压(参照图19～图23)。在未烧结绝缘层283上，与实施方式同样，形成未烧结加热器图案281和通孔183m、183n。未烧结绝缘层770除了通过烧结而成为致密质的主体部571的未烧结主体部771以外，还由通过烧结而成为多孔质的多孔质部572的未烧结多孔质部772构成，具有矩形状的贯通孔770h。未烧结多孔质部772构成贯通孔770h中的向长度方向DL延伸的两边的一部分，向侧方(与长度方向DL和厚度方向DT垂直的方向)露出。未烧结保护层760由在烧结后成为多孔质部562的未烧结多孔质部762以及包围该未烧结多孔质部762并在烧结后成为保护部561的未烧结保护部761构成。在未烧结保护层760的后端侧DL2形成有贯通未烧结保护部761而与通孔612m、612p以及未烧结第1导体层850连接的通孔561m、561n、561p。另外，在未烧结层压体710上印刷在烧结后成为加热器焊盘部14、15和传感器焊盘部416、417、418的未烧结焊盘部(未图示)。

接着，进行对未烧结层压体710(参照图23)进行烧结的烧结工序，制作具有检测用复合陶瓷层511、第1导体层550和第2导体层555、泵用复合陶瓷层611、、第1导体层650以及第2导体层655的气体传感器元件410(参照图17)。

在本变形方式的气体传感器元件410的制造方法中，也通过压缩工序，在片厚度方向ST上压缩未烧结绝缘部712、812，使片贯通孔712h、812h缩径。由此，使片贯通孔内周面715、815与未烧结电解质部731、831的电解质片外周面735、835紧密接触。

而且，通过形成未烧结突出部722、822，从而能够容易使烧结后的复合陶瓷层511、611成为具有突出部522、622的形态。

由此，对未烧结第1导体层750、850进行了烧结的第1导体层550、650，很难产生裂纹和断线，能够制造可靠性高的气体传感器元件410。

在该制造方法中，在压缩工序中，将未烧结电解质部731、831的第1电解质片主表面733、833的未烧结重叠面733s、833s，形成为越靠片贯通孔712h、812h的外侧DR2越位于片厚度方向内侧STN的形态。因此，在烧结后的复合陶瓷层511、611中，能够适当地抑制以重叠面533s、633s的任意一个部位为起点在突出部522、622内产生裂纹。

另外，在插入工序中，使未烧结电解质部731、831成为比未烧结绝缘部712、812的第2绝缘片主表面714、814更向外侧STO(一侧ST1)突出的形态，并且插入到片贯通孔712h、812h内(参照图10的(b))。因此，在压缩工序中，通过第2压缩模具316的平坦的第2压缩面317进行按压，从而能够容易使未烧结电解质部731、831的第2电解质片主表面734、834与未烧结绝缘部712、812的第2绝缘片主表面714、814处于同一平面。因此，能够容易形成具有电解质部531、631的第2电解质主表面534、634与绝缘部512、612的第2绝缘主表面514、614处于同一平面的复合陶瓷层511、611的气体传感器元件410。

由此，对未烧结第2导体层755、855进行了烧结的第2导体层555、655，也很难在两个主表面的边界上产生裂纹和断线，能够制造可靠性更高的气体传感器元件410。

在此基础上，第2电解质片主表面734、834与第2绝缘片主表面714、814处于同一平面，因此能够容易控制通过丝网印刷形成的未烧结第2导体层755、855的厚度，从而，能够容易控制烧结后的第2导体层555、655的厚度(特别是第2电解质主表面534、634上的第2电极层556、656的厚度)。

以上，虽然按照实施方式和变形方式对本发明进行了说明，但是本发明不限定于上述实施方式等，当然能够在不脱离其要旨的范围内，进行适当变更而应用。

Claims

1.一种气体传感器元件，具有复合陶瓷层和第1导体层，

上述复合陶瓷层具有：板状的绝缘部，由形成有在厚度方向上贯通的贯通孔的绝缘性陶瓷构成；以及板状的电解质部，配置在上述贯通孔内，并且由固体电解质陶瓷构成，

上述第1导体层横跨上述绝缘部的与上述厚度方向交叉的第1绝缘主表面以及上述电解质部的与上述厚度方向交叉的第1电解质主表面而形成，

所述气体传感器元件的特征在于，

上述电解质部的厚度比上述绝缘部的厚度薄，

上述电解质部的上述第1电解质主表面比上述绝缘部的上述第1绝缘主表面更位于厚度方向内侧，

上述绝缘部在其上述第1绝缘主表面侧具有突出部，该突出部与上述电解质部的上述第1电解质主表面重叠，并朝向上述贯通孔的内侧突出，

上述突出部具有如下形态：越靠上述贯通孔的上述内侧厚度越薄，上述突出部的上述厚度方向外侧的突出面越靠上述贯通孔的上述内侧越位于上述厚度方向内侧，

上述第1导体层横跨上述突出面和上述第1电解质主表面而形成。

2.根据权利要求1所述的气体传感器元件，其中，

所述第1电解质主表面中的由所述突出部从所述厚度方向外侧重叠的重叠面，具有越靠所述贯通孔的外侧越位于所述厚度方向内侧的形态。

3.根据权利要求1或2所述的气体传感器元件，其中，

所述电解质部是对包含所述固体电解质陶瓷的电解质坯片进行烧结而成的。

4.根据权利要求1所述的气体传感器元件，其中，

所述气体传感器元件具有第2导体层，该第2导体层横跨所述绝缘部中的与所述第1绝缘主表面相反一侧的第2绝缘主表面以及所述电解质部中的与所述第1电解质主表面相反一侧的第2电解质主表面而形成，

上述第2绝缘主表面与上述第2电解质主表面处于同一平面。

5.根据权利要求4所述的气体传感器元件，其中，

所述第1导体层包含形成在所述第1电解质主表面上的第1电极层，

所述第2导体层包含形成在所述第2电解质主表面上的第2电极层，

上述第2导体层是对电极浆料进行丝网印刷之后烧结而成的，

上述气体传感器元件构成为，在使用时上述第1电极层与基准气体接触，上述第2电极层与被测定气体接触。

6.根据权利要求4或5所述的气体传感器元件，其中，

所述气体传感器元件具有：

外部气体导入路径构成材料，构成将外部气体引导到所述第1电极层的外部气体导入路径；以及

气体导入路径构成材料，构成将被测定气体引导到所述第2电极层的气体导入路径。

7.一种气体传感器，具有权利要求1～6中的任意一项所述的气体传感器元件。

8.一种气体传感器元件的制造方法，该气体传感器元件具有复合陶瓷层和第1导体层，

上述电解质部的厚度比上述绝缘部的厚度薄，

上述第1导体层横跨上述突出面和上述第1电解质主表面而形成，

其中，所述气体传感器元件的制造方法具有以下工序：

插入工序，在包含上述绝缘性陶瓷并形成有在片厚度方向上贯通的片贯通孔的板状的未烧结绝缘部的上述片贯通孔内，插入由上述固体电解质陶瓷构成并且比上述未烧结绝缘部薄的板状的未烧结电解质部，以使上述第1电解质片主表面比上述未烧结绝缘部的第1绝缘片主表面更位于片厚度方向内侧；

压缩工序，在上述片厚度方向上压缩上述未烧结绝缘部；

第1印刷工序，形成横跨上述未烧结绝缘部的上述第1绝缘片主表面以及上述未烧结电解质部的上述第1电解质片主表面的未烧结第1导体层；以及

烧结工序，对上述未烧结绝缘部、上述未烧结电解质部以及上述未烧结第1导体层进行烧结，形成上述第1导体层和具有上述绝缘部和上述电解质部的上述复合陶瓷层，

在上述压缩工序中，

在上述未烧结绝缘部的上述第1绝缘片主表面侧形成未烧结突出部，该未烧结突出部与上述未烧结电解质部的上述第1电解质片主表面重叠，并向上述片贯通孔的内侧突出，并且越靠上述内侧厚度越薄。

9.根据权利要求8所述的气体传感器元件的制造方法，其中，

所述气体传感器元件具有如下形态：所述第1电解质主表面中的由所述突出部从所述厚度方向外侧重叠的重叠面，越靠所述贯通孔的外侧越位于所述厚度方向内侧，

在所述压缩工序中，

将所述第1电解质片主表面中的由所述未烧结突出部从所述片厚度方向外侧重叠的未烧结重叠面，形成为越靠所述片贯通孔的所述外侧越位于所述片厚度方向内侧的形态。

10.根据权利要求8或9所述的气体传感器元件的制造方法，其中，

上述第2绝缘主表面与上述第2电解质主表面处于同一平面，

在所述插入工序中，插入上述未烧结电解质部以使所述未烧结电解质部中的与所述第1绝缘片主表面相反一侧的第2绝缘片主表面侧从所述未烧结绝缘部的所述片贯通孔突出，

在所述压缩工序中，进行压缩以使所述未烧结绝缘部的上述第2绝缘片主表面与所述未烧结电解质部的与所述第1电解质片主表面相反一侧的第2电解质片主表面处于同一平面，

在所述烧结工序之前，具有如下的第2印刷工序：通过丝网印刷形成横跨上述未烧结绝缘部的上述第2绝缘片主表面上以及上述未烧结电解质部的上述第2电解质片主表面上的未烧结第2导体层。