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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sulfidierungssensor zur Erfassung einer kumulativen Menge an Sulfid in einer korrosiven Umgebung.
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STAND DER TECHNIK
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Als interne Elektrode einer elektronischen Komponente wie einem Chipwiderstand wird im Allgemeinen ein Elektrodenmaterial auf Ag-Basis (Silberbasis) mit einem niedrigen spezifischen Widerstand verwendet. Es tritt jedoch Silbersulfid auf, wenn Silber Sulfidgas ausgesetzt ist, und das Silbersulfid ist ein Isolator, was zu einer Störung wie einer Trennung der elektronischen Komponente führen kann. In den jüngsten Jahren wurden Maßnahmen ergriffen gegen eine Sulfidierung wie die Herstellung einer Elektrode, die durch den Zusatz von Pd (Palladium) und Au (Gold) zu Ag kaum sulfidiert, oder die Herstellung der Elektrode als Struktur, die verhindert, dass das Sulfidgas die Elektrode erreicht.
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Selbst wenn für die elektronische Komponente derartige Maßnahmen gegen eine Sulfidierung ergriffen werden, kann jedoch in dem Fall, in dem die elektronische Komponente über lange Zeit Sulfidgas ausgesetzt ist oder Sulfidgas in hoher Konzentration ausgesetzt ist, eine Trennung nicht vollständig verhindert werden. Dementsprechend ist es zum Verhindern des Auftretens eines Ausfalls zu einem unerwarteten Zeitpunkt erforderlich, die Trennung vorab zu erfassen.
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Diesbezüglich wurde, wie in der Patentliteratur 1 beschrieben, ein Sulfidierungssensor vorgeschlagen, der zur Erfassung des Ausmaßes an kumulativem Sulfid in einer elektronischen Komponente zur Erfassung einer Gefahr eines Ausfalls wie einer Trennung, die aufgrund einer Sulfidierung in der elektronischen Komponente auftritt, geeignet ist. Beispielhaft ist ein in Patentliteratur 1 offenbarter Sulfidierungssensor so konfiguriert, dass ein hauptsächlich aus Ag gefertigter Sulfidierungserfassungskörper auf einem Isoliersubstrat vorgesehen ist, eine transparente, sulfidgasdurchlässige Schutzschicht so vorgesehen ist, dass sie den Sulfidierungserfassungskörper bedeckt, und an Endabschnitten auf beiden Seiten des Isoliersubstrats jeweils mit dem Sulfidierungserfassungskörper verbundene Endflächenelektroden vorgesehen sind.
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Wenn der wie vorstehend konfigurierte Sulfidierungssensor zusammen mit weiteren elektronischen Komponenten auf einer Leiterplatte montiert ist und die Leiterplatte dann in einer sulfidgashaltigen Atmosphäre verwendet wird, sulfidieren die anderen elektronischen Komponenten im Laufe der Zeit, und das Sulfidgas durchdringt die Schutzschicht des Sulfidierungssensors und gelangt mit dem Sulfidierungserfassungskörper in Kontakt, wodurch sich das Volumen des Silbers, das den Sulfidierungserfassungskörper bildet, entsprechend der Konzentration des Sulfidgases und der verstrichenen Zeit verringert. Dementsprechend ist es durch die Erfassung einer Veränderung der Widerstandswerte und des Verbindungsausfalls in dem Sulfidierungserfassungskörper möglich, den Grad an Sulfidierung zu erfassen.
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ZITIERTE DRUCKSCHRIFTEN
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PATENTLITERATUR
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Patentliteratur 1:
JP-A-2009-250611 -
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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TECHNISCHE AUFGABE
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Bei dem in Patentliteratur 1 offenbarten Sulfidierungssensor, bei dem der Sulfidierungserfassungskörper in einer rechteckigen Form auf einer Hauptfläche des Isoliersubstrats ausgebildet ist, sulfidiert der mit dem Sulfidgas in Kontakt stehende Sulfidierungserfassungskörper nicht nur von der Seite einer der Hauptfläche des Isoliersubstrats gegenüberliegenden Fläche in einer Richtung der Schichtstärke, sondern auch in einer Richtung von beiden Endflächen, die senkrecht zu einer Stromrichtung ist. An den seitlichen Endabschnitten des Sulfidierungserfassungskörpers, die durch Aufdrucken beispielsweise einer Paste auf Ag-Basis erzeugt werden, neigen jedoch die Breitenabmessung (die Länge in der zu der Stromrichtung senkrechten Richtung) und die Fläche des Sulfidierungserfassungskörpers aufgrund des Einflusses einer Druckabsenkung oder dergleichen zu Abweichungen, was zum Auftreten individueller Unterschiede des Tempos der Sulfidierung von den seitlichen Endflächen des Sulfidierungserfassungskörpers führt. Dadurch wird es schwierig, den Grad an Sulfidierung anhand eines Widerstandswerts des Sulfidierungssensors präzise zu erfassen.
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Dies bedeutet, dass eine Veränderung des Widerstandswerts des Sulfidierungssensors von einer Veränderung des Volumens des Sulfidierungserfassungskörpers abhängt und dass die Veränderung von dessen Volumen von der Veränderung der Länge des Sulfidierungserfassungskörpers in der Stromrichtung und der Querschnittsfläche entlang der zu der Stromrichtung senkrechten Richtung abhängt. Da die Querschnittsfläche das Produkt der Schichtstärke und der Breitenabmessung des Sulfidierungserfassungskörpers (der Länge in der zu der Stromrichtung senkrechten Richtung) ist, verursacht eine Abweichung der Breitenabmessung des Sulfidierungserfassungskörpers individuelle Unterschiede des Tempos der Sulfidierung von den seitlichen Endflächen des Sulfidierungserfassungskörpers. Darüber hinaus weicht die dem Sulfidgas ausgesetzte Fläche des Sulfidierungserfassungskörpers ab, wenn die Längenabmessung des Sulfidierungserfassungskörpers längs der Stromrichtung abweicht und wenn die Flächen der seitlichen Endabschnitte des Sulfidierungserfassungskörpers erheblich abweichen, was zum Auftreten individueller Unterschiede des Tempos der Sulfidierung von den seitlichen Endflächen des Sulfidierungserfassungskörpers führt. Dadurch wird es schwierig, die Beziehung zwischen dem Widerstandswert und dem Grad an Sulfidierung eindeutig zu bestimmen.
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Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der Umstände beim Stand der Technik entwickelt, und ihre Aufgabe ist die Bereitstellung eines Sulfidierungssensors, der zur präzisen Erfassung des Grads an Sulfidierung geeignet ist.
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LÖSUNG DER AUFGABE
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Zur Erfüllung der vorstehenden Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung einen Sulfidierungssensor bereit, der umfasst: ein quaderförmiges Isoliersubstrat; zwei Elektroden, die jeweils an beiden Endabschnitten einer Hauptfläche des Isoliersubstrats ausgebildet sind; einen Sulfidierungserfassungsleiter, der zwischen den beiden Elektroden ausgebildet ist; und Schutzschichten zum Abdecken eines Abschnitts des Sulfidierungserfassungsleiters, wobei der Sulfidierungserfassungsleiter einen von den Schutzschichten freigelegten Sulfidierungserfassungsabschnitt aufweist, und wobei, wenn eine Richtung zwischen den beiden Elektroden eine X-Richtung ist und eine zu der X-Richtung senkrechte Richtung eine Y-Richtung ist, an beiden Endabschnitten des Sulfidierungserfassungsabschnitts in der Y-Richtung jeweils spezifische Bereiche ausgebildet sind, in denen im Vergleich zu anderen Abschnitten des Sulfidierungserfassungsabschnitts kaum Strom fließt.
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Bei dem wie vorstehend konfigurierten Sulfidierungssensor sind die spezifischen Bereiche, in die kaum Strom fließt, an beiden Endabschnitten des Sulfidierungserfassungsabschnitts in der Y-Richtung (der zu der Stromrichtung senkrechten Richtung) ausgebildet. Der spezifische Bereich beeinträchtigt eine Veränderung eines Widerstandswerts kaum, und dementsprechend ist es selbst dann möglich, den Grad an Sulfidierung anhand des Widerstandswerts aufgrund der Veränderung der Schichtstärke des zwischen den spezifischen Bereichen angeordneten Sulfidierungserfassungsabschnitts präzise zu erfassen, wenn eine Sulfidierungsbedingung von seitlichen Endflächen des Sulfidierungserfassungsabschnitts variiert.
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Bei dem wie vorstehend konfigurierten Sulfidierungssensor weist der Sulfidierungserfassungsleiter breite Abschnitte auf, die jeweils so an beiden Endabschnitten des Sulfidierungserfassungsleiters in der Y-Richtung ausgebildet sind, dass sie breiter als eine Breite der Verbindung mit jeder der Elektroden sind, und beide Endabschnitte in der X-Richtung der breiten Abschnitte sind von den Schutzschichten bedeckt, wodurch es möglich wird, die spezifischen Bereiche entsprechend der aufgedruckten Form des Sulfidierungserfassungsleiters leicht zu erzeugen.
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Darüber hinaus ist bei dem wie vorstehend konfigurierten Sulfidierungssensor ein Widerstand zwischen dem Sulfidierungserfassungsleiter und zumindest einer der Elektroden angeordnet, und der Widerstand ist mit einem mittleren Abschnitt des Sulfidierungserfassungsleiters in der Y-Richtung verbunden, und beide Endabschnitte des Sulfidierungserfassungsleiters in der X-Richtung und der gesamte Widerstand sind von den Schutzschichten bedeckt, wodurch es möglich wird, die spezifischen Bereiche durch den Widerstand festzulegen und auch von dem Widerstand als Widerstandseinheit Gebrauch zu machen, die zur Erfassung des Grads an Sulfidierung geeignet ist.
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Figurenliste
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- [1] 1 ist eine Draufsicht auf einen Sulfidierungssensor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- [2] 2 ist eine Schnittansicht längs der Linie II-II in 1.
- [3] 3Abis 3F sind jeweils Draufsichten, die einen Prozess der Fertigung des Sulfidierungssensors gemäß der ersten Ausführungsform darstellen.
- [4] 4A bis 4F sind jeweils Schnittansichten, die den Prozess der Fertigung des Sulfidierungssensors gemäß der ersten Ausführungsform darstellen.
- [5] 5 ist eine Draufsicht auf einen Sulfidierungssensor gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- [6] 6 ist eine Draufsicht auf einen Sulfidierungssensor gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist eine Draufsicht auf einen Sulfidierungssensor 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Schnittansicht längs der Linie II-II in 1.
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Wie in 1 und 2 dargestellt, weist der Sulfidierungssensor 10 gemäß der ersten Ausführungsform hauptsächlich ein quaderförmiges Isoliersubstrat 1, zwei jeweils an beiden Enden einer Vorderseite des Isoliersubstrats 1 in der Längsrichtung vorgesehene vorderseitige Elektroden 2, einen zur Verbindung zwischen den vorderseitigen Elektroden 2 vorgesehenen Sulfidierungserfassungsleiter 3, zwei jeweils zum Abdecken eines Teils des Sulfidierungserfassungsleiters 3 und eines Teils der vorderseitigen Elektroden 2 vorgesehene Schutzschichten 4, zwei jeweils an beiden Enden einer Rückseite des Isoliersubstrats 1 in der Längsrichtung vorgesehene rückseitige Elektroden 5, zwei jeweils an beiden Enden des Isoliersubstrats 1 in der Längsrichtung vorgesehene Endflächenelektroden 6 und zwei jeweils an Vorderseiten der beiden Endflächenelektroden 6 vorgesehene externe Elektroden 7 auf.
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Das Isoliersubstrat 1 wird durch Teilen eines großformatigen Substrats, das später beschrieben wird, längs vertikaler und horizontaler Teilungsnuten in mehrere Teile gewonnen. Das großformatige Substrat wird aus einem Keramiksubstrat erzeugt, dessen Hauptkomponente Aluminiumoxid ist.
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Die beiden vorderseitigen Elektroden 2 werden durch Siebdrucken einer Paste auf Ag-Basis, die als eine Hauptkomponente Silber enthält, und Trocknen und Brennen der aufgedruckten Paste erzeugt. Die beiden vorderseitigen Elektroden 2 sind an den beiden Enden des Isoliersubstrats 1 in der Längsrichtung so ausgebildet, dass sie einander in einem vorgegebenen Abstand zueinander gegenüberliegen. Die beiden rückseitigen Elektroden 5 werden ebenfalls durch Siebdrucken einer Paste auf Ag-Basis, die Silber als eine Hauptkomponente enthält, und Trocknen und Brennen der aufgedruckten Paste erzeugt. Die beiden rückseitigen Elektroden 5 sind an Positionen ausgebildet, die jeweils den Positionen der vorderseitigen Elektroden 2 auf der Seite der Vorderseite des Isoliersubstrats 1 entsprechen. Im Folgenden wird eine Richtung zwischen den beiden vorderseitigen Elektroden 2 (in 1 eine seitliche Richtung) als X-Richtung bezeichnet, und eine zur X-Richtung senkrechte Richtung (in 1 eine vertikale Richtung) wird als Y-Richtung bezeichnet.
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Der Sulfidierungserfassungsleiter 3 wird durch Siebdrucken einer Paste auf Ag-Basis, die als eine Hauptkomponente Silber enthält, und Trocknen und Brennen der aufgedruckten Paste erzeugt. Wie vorstehend beschrieben, sind beide Enden des Sulfidierungserfassungsleiters 3 jeweils mit dem Paar vorderseitiger Elektroden 2 verbunden. Beide Enden des Sulfidierungserfassungsleiters 3 sind jeweils mit den beiden Schutzschichten 4 bedeckt, wogegen ein Abschnitt des Sulfidierungserfassungsleiters 3, der von den beiden Schutzschichten 4 freigelegt ist, als Sulfidierungserfassungsabschnitt 3A dient, der zur Erfassung des Sulfidgases geeignet ist. Der Sulfidierungserfassungsleiter 3 weist Verbindungsabschnitte 3a, die an beiden Enden des Sulfidierungserfassungsleiters 3 in der X-Richtung so ausgebildet sind, dass sie jeweils die vorderseitigen Elektroden 2 überlagern, und breite Abschnitte 3b auf, die an beiden Enden des Sulfidierungserfassungsleiters 3 in der Y-Richtung so ausgebildet sind, dass sie jeweils breiter als die Breite der Verbindungsabschnitte 3a sind. Der Sulfidierungserfassungsleiter 3 weist eine Kreuzform auf, bei der die breiten Abschnitte 3b jeweils von den einander gegenüberliegenden langen Seiten des Rechtecks nach außen vorstehen, dessen kurze Seiten die Verbindungsabschnitte 3a sind.
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Die beiden Schutzschichten 4 sind aus einem für Sulfidgas undurchlässigen Isoliermaterial wie Epoxidharz gefertigt. Die gesamten Verbindungsabschnitte 3a des Sulfidierungserfassungsleiters 3 und beide Enden der breiten Abschnitte 3b in der X-Richtung sind von den beiden Schutzschichten 4 bedeckt.
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Die beiden Endflächenelektroden 6 werden jeweils durch Zerstäubung von Ni/Cr auf Endflächen des Isoliersubstrats 1 erzeugt. Jede der Endflächenelektroden 6 ist so ausgebildet, dass sie eine Leitung zwischen der vorderseitigen Elektrode 2 und der rückseitigen Elektrode 5 herstellt, die einander entsprechen.
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Die beiden externen Elektroden 7 sind aus einer doppelschichtigen Struktur mit einer Barriereschicht und einer externen Verbindungsschicht zusammengesetzt. Die Barriereschicht ist eine Ni-Plattierungsschicht, die durch elektrolytisches Plattieren erzeugt wird, wogegen die externe Verbindungsschicht eine Sn-Plattierungsschicht ist, die durch elektrolytisches Plattieren erzeugt wird. Die Vorderseiten der vorderseitigen Elektroden 2, die Endflächenelektroden 6 und die rückseitigen Elektroden 5 sind von den externen Elektroden 7 bedeckt.
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Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 3 und 4 ein Prozess der Fertigung des Sulfidierungssensors 10 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben. 3Abis 3F sind jeweils Draufsichten, die eine Oberfläche eines in dem Fertigungsprozess verwendeten, großformatigen Substrats darstellen. 4A bis 4F sind jeweils Schnittansichten eines der Chips in dem großformatige Substrat längs einem mittleren Abschnitt des großformatigen Substrats in dessen Längsrichtung.
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Der erste Schritt des Prozesses der Fertigung des Sulfidierungssensors 10 ist die Herstellung eines großformatigen Substrats, aus dem mehrteilige Isoliersubstrate 1 gewonnen werden. In dem großformatigen Substrat werden zur Erzeugung eines Gittermusters vorab primäre Teilungsnuten und sekundäre Teilungsnuten erzeugt, und jedes einzelne der von den primären Teilungsnuten und den sekundären Teilungsnuten abgeteilten Raster dient als Einzelchipbereich. 3 und 4 stellen ein einem Einzelchipbereich als einem Repräsentanten entsprechendes großformatiges Substrat 11A dar, doch in der Praxis wird jeder nachstehend beschriebene Schritt in Bezug auf das mehrteiligen Chipbereichen entsprechende großformatige Substrat gemeinsam ausgeführt.
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Dies bedeutet, wie in 3A und 4A dargestellt, dass nach dem Siebdrucken einer Paste auf Ag-Basis auf eine Rückseite des großformatigen Substrats 11A durch Trocknen und Brennen der siebgedruckten Paste der Schritt der Erzeugung der beiden rückseitigen Elektroden 4, die einander in einem vorgegebenen Abstand zueinander gegenüberliegen, auf der Rückseite des großformatigen Substrats 11A ausgeführt wird. Gleichzeitig mit oder vor oder nach dem vorstehenden Schritt wird nach dem Siebdrucken einer Paste auf Ag-Basis auf eine Vorderseite des großformatigen Substrats 11A durch Trocknen und Brennen der siebgedruckten Paste, wie in 3B und 4B dargestellt, der Schritt der Erzeugung der beiden vorderseitigen Elektroden 2, die einander in einem vorgegebenen Abstand zueinander gegenüberliegen, auf der Vorderseite des großformatigen Substrats 11A ausgeführt.
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Als nächstes wird nach dem Siebdrucken einer Paste auf Ag-Basis, die als eine Hauptkomponente Ag enthält, auf die Vorderseite des großformatigen Substrats 11A durch Trocknen und Brennen der siebgedruckten Paste, wie in 3C und 4C dargestellt, der Schritt der Erzeugung des Sulfidierungserfassungsleiters 3 zwischen den beiden vorderseitigen Elektroden 2 ausgeführt. Der Sulfidierungserfassungsleiter 3 wird durch eine Kombination aus einem rechteckigen Bereich S1 und langen und schmalen Bereichen S2 gebildet. Der Bereich S1 weist als seine kurzen Seiten die Verbindungsabschnitte 3a auf, die die beiden vorderseitigen Elektroden 2 überlagern. Jeder der langen und schmalen Bereiche S2 steht von der entsprechenden der einander gegenüberliegenden langen Seiten des Bereichs S1 nach außen vor. Der Sulfidierungserfassungsleiter 3 weist die breiten Abschnitte 3b auf, die jeweils an den beiden Enden des Sulfidierungserfassungsleiters 3 in der Y-Richtung vorgesehen und breiter als die Breite der Verbindung mit jeder der vorderseitigen Elektroden 2 ausgebildet sind. Hinsichtlich der Stromdichte in dem mit den beiden vorderseitigen Elektroden 2 verbundenen Sulfidierungserfassungsleiter 3 wird der Strom auf den Bereich S1 verteilt, der die vorderseitigen Elektroden 2 überlagert und mit diesen verbunden ist, wogegen die von dem Bereich S1 nach außen vorstehenden Bereiche S2 als spezifische Bereiche dienen, in die kaum Strom fließt.
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Als nächstes wird nach dem Siebdrucken einer Harzpaste auf Epoxidbasis von oberhalb des Sulfidierungserfassungsleiters 3 durch Erwärmen und Aushärten der aufgedruckten Paste, wie in 3D und 4D dargestellt, der Schritt der Erzeugung der beiden Schutzschichten 4 ausgeführt, die beide Enden der breiten Abschnitte 3b in der X-Richtung und die gesamten Verbindungsabschnitte 3a bedecken. Als Ergebnis des vorstehenden Schritts ist in dem Bereich S1 und den Bereichen S2 des Sulfidierungserfassungsleiters 3 ein rechteckiger Abschnitt, der zwischen den beiden Schutzschichten 4 angeordnet und somit von diesen freigelegt ist, als Sulfidierungserfassungsabschnitt 3A ausgebildet. Anschließend wird durch Siebdrucken und Trocknen einer löslichen Abdeckflüssigkeit der Schritt der Erzeugung einer (nicht dargestellten) Abdeckschicht ausgeführt, die den Sulfidierungserfassungsabschnitt 3A des Sulfidierungserfassungsleiters 3 bedeckt.
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Als nächstes wird nach einem primären Trennen des großformatigen Substrats 11A längs den primären Teilungsnuten zum Erhalt streifenförmiger Substrate 11B durch Sputtern von Ni/Cr auf die Trennflächen jedes streifenförmigen Substrats 11B, wie in 3E und 4E dargestellt, jeweils der Schritt der Erzeugung der beiden Endflächenelektroden 6 auf den Trennflächen jedes streifenförmigen Substrats 11B ausgeführt, die jeweils die vorderseitige Elektrode 2 mit der entsprechenden rückseitigen Elektrode 5 verbinden.
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Als nächstes wird nach einem sekundären Trennen der streifenförmigen Substrate 11B längs den sekundären Teilungsnuten zum Erhalt mehrerer chipförmiger Substrate 11C durch Ausführen eines elektrolytischen Plattierens in Bezug auf jedes chipförmige Substrat 11C zur Erzeugung einer Ni-Sn-Plattierungsschicht, wie in 3F und 4F dargestellt, der Schritt der Erzeugung der beiden externen Elektroden 7 zum Bedecken der Vorderseiten der Endflächenelektroden 6 und der der rückseitigen Elektroden 5 ausgeführt. Als letzter Schritt wird durch Entfernen der vorstehend beschriebenen Abdeckschicht unter Verwendung eines Lösungsmittels der mit der Abdeckschicht bedeckte Sulfidierungserfassungsabschnitt 3A des Sulfidierungserfassungsleiters 3 freigelegt, wodurch der Prozess der Fertigung des in 1 und 2 dargestellten Sulfidierungssensors 10 abgeschlossen ist.
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Der wie vorstehend beschrieben konfigurierte Sulfidierungssensor 10 wird zusammen mit weiteren elektronischen Komponenten auf einer (nicht dargestellten) Leiterplatte montiert und dann in einem Zustand verwendet, in dem die Leiterplatte einer sulfidgashaltigen Atmosphäre ausgesetzt ist. Wenn sich das Volumen des Ag, das den Sulfidierungserfassungsabschnitt 3A bildet, im Laufe der Zeit verringert, nimmt ein Widerstandswert zwischen den beiden vorderseitigen Elektroden 2 zu, was letztendlich zu einer Trennung in dem Sulfidierungserfassungsabschnitt 3A führt. Da zu diesem Zeitpunkt der mit dem Sulfidgas in Kontakt stehende Sulfidierungserfassungsabschnitt 3A nicht nur von der gesamten dem Isoliersubstrat 1 gegenüberliegenden Fläche in der Richtung der Schichtstärke (der in 1 zu der Papieroberfläche senkrechten Richtung), sondern auch von den seitlichen Endflächen der jeweiligen breiten Abschnitte 3b in der Richtung zum inneren Abschnitt (in 1 der vertikalen Richtung) sulfidiert, verringert sich die Fläche längs der Y-Richtung, und somit erhöht sich der Widerstandswert.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der Sulfidierungserfassungsleiter 3 die an den beiden Enden des Sulfidierungserfassungsleiters 3 in der Y-Richtung ausgebildeten breiten Abschnitte 3b auf, und die breiten Abschnitte 3b dienen als die spezifischen Bereiche, in die kaum Strom fließt (die Bereiche S2) . Auf diese Weise beeinträchtigt die Sulfidierung von den seitlichen Endflächen der breiten Abschnitte 3b die Veränderung des Widerstandswerts kaum, und dementsprechend besteht nicht die Notwendigkeit, die individuellen Unterschiede des Tempos der Sulfidierung von den seitlichen Endflächen des Sulfidierungserfassungsleiters 3 zu berücksichtigen, die durch die Druckabsenkung oder dergleichen der breiten Abschnitte 3b verursacht werden. Dadurch ist es möglich, den Grad an Sulfidierung anhand des Widerstandswerts aufgrund der Veränderung der Schichtstärke des Bereichs S1 des Sulfidierungserfassungsabschnitts 3A präzise zu erfassen.
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Wie vorstehend beschrieben, weist der Sulfidierungssensor 10 gemäß der ersten Ausführungsform die spezifischen Bereiche S2 auf, in die kaum Strom fließt, die jeweils an den beiden Enden in der Richtung der Breite (der Y-Richtung) des Sulfidierungserfassungsabschnitts 3A ausgebildet sind, die von den beiden Schutzschichten 4 freigelegt sind. Da die spezifischen Bereiche S2 die Veränderung des Widerstandswerts des Sulfidierungserfassungsleiters 3 kaum beeinträchtigen, besteht nicht die Notwendigkeit, die Abweichung der Bedingungen der Sulfidierung von den seitlichen Endflächen des Sulfidierungserfassungsabschnitts 3A zu berücksichtigen. Dadurch ist es möglich, den Grad an Sulfidierung anhand des Widerstandswerts aufgrund der Veränderung der Schichtstärke des Bereichs S1 des Sulfidierungserfassungsabschnitts 3A präzise zu erfassen.
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Darüber hinaus ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Form des Sulfidierungserfassungsleiters 3 insgesamt als Kreuz ausgebildet, bei dem jeder der breiten Abschnitte 3b von dem entsprechenden der einander gegenüberliegenden langen Seiten des Rechtecks nach außen vorsteht, dessen kurze Seiten die Verbindungsabschnitte 3a sind, die die beiden vorderseitigen Elektroden 2 überlagern. Weiterhin sind die gesamten Verbindungsabschnitte 3a des Sulfidierungserfassungsleiters 3 und beide Endabschnitte des breiten Abschnitts 3b in der X-Richtung von den beiden Schutzschichten 4 bedeckt. Dadurch ist es möglich, die spezifischen Bereiche S2 entsprechend der aufgedruckten Form des Sulfidierungserfassungsleiters 3 leicht zu erzeugen.
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5 ist eine Draufsicht auf einen Sulfidierungssensor 20 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 5 sind Abschnitte, die denen gemäß 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Wie in 5 dargestellt, ist bei dem Sulfidierungssensor 20 gemäß der zweiten Ausführungsform ein Ende des Sulfidierungserfassungsleiters 3 in der X-Richtung über den Verbindungsabschnitt 3a mit einer der vorderseitigen Elektroden 2 verbunden, wogegen das andere Ende des Sulfidierungserfassungsleiters 3 in der X-Richtung über einen Widerstand 8 mit der anderen der vorderseitigen Elektroden 2 verbunden ist. Die Breite der Verbindung, an der der Verbindungsabschnitt 3a die eine der vorderseitigen Elektroden 2 überlagert, stimmt mit der Breite der Verbindung überein, an der der Widerstand 8 die andere der vorderseitigen Elektroden 2 überlagert. Der Sulfidierungserfassungsleiter 3 weist eine seitlich konvexe Form auf, bei der jeder der breiten Abschnitte 3b von der entsprechenden der einander gegenüberliegenden langen Seiten des Rechtecks nach außen vorsteht, dessen eine kurze Seite der Verbindungsabschnitt 3a ist. Darüber hinaus sind der gesamte Verbindungsabschnitt 3a, der gesamte Widerstand 8 und beide Enden des breiten Abschnitts 3b in der X-Richtung von den beiden Schutzschichten 4 bedeckt, und ein Abschnitt des Sulfidierungserfassungsleiters 3, der von den Schutzschichten 4 freigelegt ist, dient als der Sulfidierungserfassungsabschnitt 3A. Obwohl dies in 5 nicht dargestellt ist, weist der Widerstand 8 eine Justiernut zum Einstellen des Widerstandswerts auf. Die übrigen Abschnitte sind im Wesentlichen auf die gleiche Weise wie die des Sulfidierungssensors 10 gemäß der ersten Ausführungsform konfiguriert.
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Da der Sulfidierungssensor 20 gemäß der zweiten Ausführungsform, wie vorstehend beschrieben, ebenfalls die breiten Abschnitte 3b (die spezifischen Bereiche) aufweist, in die kaum Strom fließt, die jeweils an den beiden Enden des Sulfidierungserfassungsabschnitts 3A in der Richtung der Breite (der Y-Richtung) ausgebildet sind, die von den beiden Schutzschichten 4 freigelegt sind, besteht nicht die Notwendigkeit, die Abweichung der Bedingungen der Sulfidierung von den seitlichen Endflächen des Sulfidierungserfassungsabschnitts 3A zu berücksichtigen. Dadurch ist es möglich, den Grad an Sulfidierung anhand des Widerstandswerts aufgrund der Veränderung der Schichtstärke des zwischen den breiten Abschnitten 3b angeordneten Sulfidierungserfassungsabschnitts 3A präzise zu erfassen. Da darüber hinaus der Widerstand 8 mit dem Sulfidierungserfassungsleiter 3 in Reihe geschaltet ist, können die spezifischen Bereiche dadurch, wie vorstehend beschrieben, festgelegt werden, und der Widerstand 8 kann als Widerstandseinheit verwendet werden, die zur Erfassung des Grads an Sulfidierung geeignet ist.
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6 ist eine Draufsicht auf einen Sulfidierungssensor 30 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 6 sind Abschnitte, die denen gemäß 5 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Der in 6 dargestellte Sulfidierungssensor 30 gemäß der dritten Ausführungsform ist mit Ausnahme der nachstehend zu beschreibenden Unterschiede im Grunde auf die gleiche Weise wie der Sulfidierungssensor 20 gemäß der zweiten Ausführungsform konfiguriert. Die Unterschiede zwischen ihnen bestehen darin, dass der Sulfidierungserfassungsleiter 3 des Sulfidierungssensors 30 in einer rechteckigen Form ohne jedwede Verbindungsabschnitte zu den vorderseitigen Elektroden 2 ausgebildet ist und beide Enden des Sulfidierungserfassungsleiters 3 in der X-Richtung jeweils über die Widerstände 8 mit den entsprechenden vorderseitigen Elektroden 2 verbunden sind. Der Sulfidierungserfassungsleiter 3 weist eine rechteckige Form auf, bei der jeder der breiten Abschnitte 3b von einer der einander gegenüberliegenden langen Seiten des Rechtecks nach außen vorsteht, dessen kurze Seiten jeweils mit den Widerständen 8 verbunden sind, und die beiden Enden der breiten Abschnitte 3b in der X-Richtung und die gesamten Widerstände 8 sind von den Schutzschichten 4 bedeckt.
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Da der Sulfidierungssensor 30 gemäß der dritten Ausführungsform, wie vorstehend beschrieben, ebenfalls die breiten Abschnitte 3b (die spezifischen Bereiche) aufweist, in die kaum Strom fließt, die jeweils an den beiden Enden in der Richtung der Breite (der Y-Richtung) des Sulfidierungserfassungsabschnitts 3A ausgebildet sind, der von den beiden Schutzschichten 4 freigelegt ist, besteht nicht die Notwendigkeit, die Abweichung der Bedingungen der Sulfidierung von den seitlichen Endflächen des Sulfidierungserfassungsabschnitts 3A zu berücksichtigen. Dadurch ist es möglich, den Grad an Sulfidierung anhand des Widerstandswerts aufgrund der Veränderung der Schichtstärke des zwischen den breiten Abschnitten 3b angeordneten Sulfidierungserfassungsabschnitts 3A präzise zu erfassen. Da darüber hinaus die beiden Widerstände 8 über den Sulfidierungserfassungsleiter 3 in Reihe geschaltet sind, können die vorstehend beschriebenen spezifischen Bereiche dadurch festgelegt werden, und die Widerstände 8 können als Widerstandseinheiten verwendet werden, die zur Erfassung des Grads an Sulfidierung geeignet sind. Darüber hinaus ist es auch möglich, einen Sulfidierungssensor zu realisieren, der ohne Gerichtetheit beidseitig symmetrisch ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Isoliersubstrat
- 2
- vorderseitige Elektrode (Elektrode)
- 3
- Sulfidierungserfassungsleiter
- 3A
- Sulfidierungserfassungsabschnitt
- 3a
- Verbindungsabschnitt
- 3b
- breiter Abschnitt (spezifischer Abschnitt)
- 4
- Schutzschicht
- 5
- rückseitige Elektrode
- 6
- Endflächenelektrode
- 7
- externe Elektrode
- 8
- Widerstand
- 10, 20, 30
- Sulfidierungssensor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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