JP2002340843A - Manufacturing method for gas sensor element - Google Patents

Manufacturing method for gas sensor element

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JP2002340843A
JP2002340843A JP2001148304A JP2001148304A JP2002340843A JP 2002340843 A JP2002340843 A JP 2002340843A JP 2001148304 A JP2001148304 A JP 2001148304A JP 2001148304 A JP2001148304 A JP 2001148304A JP 2002340843 A JP2002340843 A JP 2002340843A
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JP
Japan
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raw sheet
sheet
gas sensor
sensor element
solid electrolyte
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JP2001148304A
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Japanese (ja)
Inventor
Shoichiro Enmei
昭一郎 延命
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method for a gas sensor element having superior durability. SOLUTION: A raw sheet for a solid electrolyte plate 13 is provided with a printing part for forming an electrode, and a raw sheet for a heater board 15 is provided with a printing part for a heating element 150, grooving is performed for a raw sheet for a spacer plate 14, and a groove part having a closed end 102 and an open end 101 to form a reference gas chamber 10 is formed by pressing using a press die. In setting the raw sheet for the spacer plate 14, a porous sheet is used as a mold releasing sheet, the raw sheet for the spacer plate 14 is stacked on the raw sheet for the heater board 15, the raw sheet for the solid electrolyte plate 13 is stacked, the sheets are stuck to each other by an adhesive to form an unburnt layered product, and then the unburnt layered product is burnt.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【技術分野】本発明は,内燃機関の排気系に取付け,燃
焼制御に利用される各種のガスセンサ素子の製造方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing various gas sensor elements mounted on an exhaust system of an internal combustion engine and used for controlling combustion.

【0002】[0002]

【従来技術】自動車エンジンの排気系には燃焼制御に利
用するためのガスセンサが設けてあり,ここに内蔵され
るガスセンサ素子として,特開平9−26409号に示
されるような構成の素子が知られている。
2. Description of the Related Art A gas sensor for use in combustion control is provided in an exhaust system of an automobile engine. As a gas sensor element incorporated therein, an element having a structure as disclosed in JP-A-9-26409 is known. ing.

【0003】図17に示すごとく,このガスセンサ素子
9は,被測定ガスに接する被測定ガス側電極11と基準
ガスに接する基準ガス側電極12とを備えた固体電解質
板93に対し,基準ガス室をアルミナ基板95と共に構
成するスペーサー板94が積層されることで形成され
る。同図に示すごとく,上記スペーサー板94はコ字形
状で,基準ガス室形成用の窓部940を有する。
As shown in FIG. 17, a gas sensor element 9 is provided in a reference gas chamber with a solid electrolyte plate 93 having a measured gas side electrode 11 in contact with a measured gas and a reference gas side electrode 12 in contact with a reference gas. Are formed by laminating a spacer plate 94 which constitutes a substrate with an alumina substrate 95. As shown in the figure, the spacer plate 94 has a U-shape and has a window 940 for forming a reference gas chamber.

【0004】上記ガスセンサ素子9の基準ガス室は,一
端が閉塞端で,他端がガスセンサ素子の外部に対して開
口した開口端として構成され,上記開口端から基準ガス
となる大気等が導入されるよう構成されている。なお,
図示を略したが,アルミナ基板95に対し,発熱体を備
えたヒータ基板が積層される。
One end of the reference gas chamber of the gas sensor element 9 is a closed end, and the other end is an open end open to the outside of the gas sensor element, and air or the like serving as a reference gas is introduced from the open end. It is configured to: In addition,
Although not shown, a heater substrate provided with a heating element is laminated on the alumina substrate 95.

【0005】[0005]

【解決しようとする課題】上記従来構成のガスセンサ素
子9において,スペーサー板94とアルミナ基板95と
が,製造工程中やガスセンサ素子9の使用中に剥離する
等して,不良やトラブルが発生することがあった。その
ため,上記構成のガスセンサ素子9において,スペーサ
ー板94とアルミナ基板95とを一体化した形状のセラ
ミック板を,上記スペーサー板94の代わりとして用い
ることが考えられる。つまり,セラミック板に溝部を設
け,この溝部を基準ガス室として利用する(後述する図
1,図2参照)。
In the conventional gas sensor element 9, the spacer plate 94 and the alumina substrate 95 are separated during the manufacturing process or during use of the gas sensor element 9 to cause defects or troubles. was there. Therefore, in the gas sensor element 9 having the above configuration, it is conceivable to use a ceramic plate in which the spacer plate 94 and the alumina substrate 95 are integrated as a substitute for the spacer plate 94. That is, a groove is provided in the ceramic plate, and this groove is used as a reference gas chamber (see FIGS. 1 and 2 described later).

【0006】しかしながら,溝部を有するスペーサー板
を製造するに当り,プレス金型を用いる場合には,次の
ような問題が生じることが知られている。つまり,プレ
ス金型を用いて,スペーサー板用の未焼成の生シートを
押圧し,基準ガス室として利用できる溝部を形成するこ
とを考える(後述する図8参照)。この時,溝部の形成
される面の反対側で生シート内部の空気が溜り,後述す
る図11(c)に示すごとき,ボイド70が形成される
ことがある。生シートが焼成され,スペーサー板となっ
た後も,このボイドが残留して,スペーサー板の強度を
弱めてしまう。従って,スペーサー板でクラック,損傷
等が生じ,ガスセンサ素子の強度や耐久性低下の原因と
なっていた。
However, it is known that the following problems occur when a press die is used in manufacturing a spacer plate having a groove. That is, it is considered that an unsintered green sheet for a spacer plate is pressed using a press die to form a groove portion that can be used as a reference gas chamber (see FIG. 8 described later). At this time, air inside the raw sheet accumulates on the opposite side of the surface on which the groove is formed, and a void 70 may be formed as shown in FIG. Even after the green sheet is fired and turned into a spacer plate, the voids remain and reduce the strength of the spacer plate. Therefore, cracks, damages, and the like occur in the spacer plate, causing a reduction in the strength and durability of the gas sensor element.

【0007】本発明は,かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので,耐久性に優れたガスセンサ素子の製造方
法を提供しようとするものである。
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and has as its object to provide a method of manufacturing a gas sensor element having excellent durability.

【0008】[0008]

【課題の解決手段】請求項1に記載の発明は,被測定ガ
スに接する被測定ガス側電極と基準ガスに接する基準ガ
ス側電極とを備えた固体電解質板と,上記基準ガス側電
極と対面し,一端が閉塞端で,他端がガスセンサ素子の
外部に対して開口した開口端として構成された溝状であ
り,基準ガスを導入するよう構成された基準ガス室を備
えたスペーサー板と,通電により発熱する発熱体を備え
たヒータ基板とが積層されてなるガスセンサ素子を製造
するにあたり,固体電解質板用生シート,スペーサー板
用生シート,ヒータ基板用生シートをそれぞれ準備し,
固体電解質板用生シートに電極形成用の印刷部を,ヒー
タ基板用生シートに発熱体用の印刷部をそれぞれ設け,
スペーサー板用生シートに溝加工を施して,基準ガス室
となる閉塞端と開放端とを備えた溝部をプレス金型を用
いたプレス加工で形成し,かつ上記プレス金型にスペー
サー板用生シートをセットする際は離型シートとして多
孔質シートを用い,ヒータ基板用生シートにスペーサー
板用生シートを積層し,これらに対し更に固体電解質板
用生シートを積層し,接着剤にて貼り合わせて未焼積層
体となし,その後,未焼積層体を焼成することを特徴と
するガスセンサ素子の製造方法にある。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a solid electrolyte plate including a measured gas side electrode in contact with a measured gas and a reference gas side electrode in contact with a reference gas; A spacer plate having a closed end at one end and an open end open to the outside of the gas sensor element at the other end and having a reference gas chamber configured to introduce a reference gas; In manufacturing a gas sensor element in which a heater substrate having a heating element that generates heat by energization is laminated, a raw sheet for a solid electrolyte plate, a raw sheet for a spacer plate, and a raw sheet for a heater substrate are prepared, respectively.
A printed portion for forming electrodes is provided on the raw sheet for the solid electrolyte plate, and a printed portion for the heating element is provided on the raw sheet for the heater substrate.
The raw sheet for the spacer plate is grooved, and a groove having a closed end and an open end serving as a reference gas chamber is formed by press working using a press die. When setting the sheet, a porous sheet is used as a release sheet, a raw sheet for a spacer plate is laminated on a raw sheet for a heater substrate, and a raw sheet for a solid electrolyte plate is further laminated on these, and affixed with an adhesive. The present invention also provides a method for manufacturing a gas sensor element, in which an unsintered laminate is combined, and then the unsintered laminate is fired.

【0009】本発明にかかる製造方法は,溝部をプレス
金型を用いたプレス加工で形成し,かつ上記プレス金型
にスペーサー板用生シートをセットする際は離型シート
として多孔質シートを用いることであるこれにより,図
12に示すごとく,生シートをプレス加工する際に離型
シートを通じて,生シート内に含まれる空気が逃げるた
め,生シート内にボイドが生じ難くなる。従来は,図1
1に示すごとく,空気の逃げ道がなかったため,生シー
ト内にボイド70が形成されていた。
In the manufacturing method according to the present invention, the groove is formed by press working using a press die, and a porous sheet is used as a release sheet when a raw sheet for a spacer plate is set in the press die. As a result, as shown in FIG. 12, when the raw sheet is pressed, the air contained in the raw sheet escapes through the release sheet, so that voids are less likely to be generated in the raw sheet. Conventionally, Figure 1
As shown in FIG. 1, since there was no escape route of the air, the void 70 was formed in the raw sheet.

【0010】ボイドが形成されたまま焼成されたスペー
サー板は強度が弱い。従って,ボイドが原因となったク
ラック,損傷等が生じ,ガスセンサ素子の強度や耐久性
低下の原因となっていた。本発明によればボイドが形成
されないため,強度や耐久性に優れるガスセンサ素子を
得ることができる。
The spacer plate fired with the voids formed has low strength. Therefore, cracks, damages, and the like caused by the voids occur, which causes a decrease in the strength and durability of the gas sensor element. According to the present invention, since no void is formed, a gas sensor element having excellent strength and durability can be obtained.

【0011】以上,本発明によれば,耐久性に優れたガ
スセンサ素子の製造方法を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a gas sensor element having excellent durability.

【0012】上記各生シートはガスセンサ素子を一個取
り可能な大きさで作製することもできるが,製造効率の
観点から,ガスセンサ素子を複数個取り可能な大きさに
各生シートを構成し,各印刷部を複数個形成し,積層し
た後,切断等によりガスセンサ素子1個分に個片化して
製造することが好ましい(図4〜図6参照)。
Each of the raw sheets can be manufactured in a size that can take one gas sensor element. However, from the viewpoint of manufacturing efficiency, each raw sheet is formed in a size that can take a plurality of gas sensor elements. It is preferable that a plurality of printed portions are formed, stacked, and then cut into pieces for each gas sensor element to be manufactured (see FIGS. 4 to 6).

【0013】次に,請求項2に記載の発明のように,上
記離型シートは厚さが0.25〜0.35mmであるこ
とが好ましい。これにより,生シート内にボイドが生じ
難くなる。離型シートの厚みが0.25mm未満である
場合は,生シート内にボイドが残留するおそれがある。
0.35mmより厚い場合は,離型シートの価格が高価
となりコスト高となるおそれがある。
Next, it is preferable that the release sheet has a thickness of 0.25 to 0.35 mm. As a result, voids are less likely to occur in the raw sheet. If the thickness of the release sheet is less than 0.25 mm, voids may remain in the raw sheet.
If the thickness is more than 0.35 mm, the price of the release sheet may be high and the cost may be high.

【0014】次に,請求項3に記載の発明のように,上
記離型シートはJIS P8117によるガス透過率が
20秒以下であることが好ましい。これにより,生シー
ト内にボイドが生じ難くなる。離型シートのガス透過率
が20秒より大である場合は,生シート内にボイドが残
留するおそれがある。なお,ガス透過率は小さければ小
さいほど好ましい。
Next, it is preferable that the release sheet has a gas permeability of 20 seconds or less according to JIS P8117. As a result, voids are less likely to occur in the raw sheet. If the gas permeability of the release sheet is greater than 20 seconds, voids may remain in the raw sheet. The smaller the gas permeability, the better.

【0015】なお,JIS P8117にかかるガス透
過率は,1平方インチの面積,すなわち約6.54平方
cmのシートに対し,100ccの空気を12.4cm
のH 2Oの圧力で加圧した場合に,100ccの空気が
シートを透過する時間で表現され,数字が大きいほどガ
スが通りにくいことになる。また,上記ガス透過率は,
例えば王検式通気度測定装置(王子製紙株式会社製)等
を用いることで測定することができる。
The gas permeability according to JIS P8117
The excess rate is an area of one square inch, or about 6.54 squares.
100 cm of air for 12.4 cm per cm sheet
H TwoWhen pressurized with O pressure, 100cc of air
It is expressed by the time it takes to pass through the sheet.
Will be difficult to pass through. The above gas permeability is
For example, Oken type air permeability measurement device (Oji Paper Co., Ltd.)
Can be measured by using.

【0016】次に,請求項4記載の発明のように,上記
離型シートのシート耐水圧は60kPa以上であること
が好ましい。これにより,プレス加工の際の離型シート
の破損を防止することができる。離型シートのシート耐
水圧が60kPa未満である場合は,離型シートがプレ
ス加工の際に破損するおそれがある。シート耐水圧は大
きければ大きいほど良い。なお,シート耐水圧(WE
P:ウォーター・エントリー・プレッシャー)は直径4
7mmのシート(圧力が付与される圧力面は直径37m
mの領域である)に水圧を0.2N/秒の速度でかけた
場合,水がわずかに流れる(目視にて確認)圧力をさし
ている。
Next, as in the fourth aspect of the present invention, it is preferable that the water release pressure of the release sheet is 60 kPa or more. Thereby, breakage of the release sheet at the time of press working can be prevented. If the sheet waterproof pressure of the release sheet is less than 60 kPa, the release sheet may be damaged during press working. The greater the sheet withstand pressure, the better. Note that the sheet withstand pressure (WE
P: Water entry pressure) is 4 in diameter
7 mm sheet (pressure surface to which pressure is applied is 37 m in diameter
m area) is a pressure at which water flows slightly (confirmed visually) when a water pressure is applied at a rate of 0.2 N / sec.

【0017】次に,請求項5記載の発明のように,上記
離型シートの表面粗度は十点平均粗さで10μm以下で
あることが好ましい。これにより,離型シートとの界面
においてボイドが形成されることなく,生シートを積層
することができる。離型シートの表面粗度は小さければ
小さい程好ましい。離型シートの表面粗度が10μmよ
り大である場合は,積層した際に離型シート表面の凹凸
のために,ボイドを巻き込んだまま生シートが積層され
てしまうおそれがある。
Next, as in the fifth aspect of the present invention, the surface roughness of the release sheet is preferably 10 μm or less in ten-point average roughness. Thereby, the raw sheet can be laminated without forming a void at the interface with the release sheet. The smaller the surface roughness of the release sheet, the better. If the surface roughness of the release sheet is greater than 10 μm, the raw sheet may be laminated with the voids involved, due to the unevenness of the surface of the release sheet when laminated.

【0018】次に,請求項6記載の発明は,被測定ガス
に接する被測定ガス側電極と基準ガスに接する基準ガス
側電極とを備えた固体電解質板と,上記基準ガス側電極
と対面し,一端が閉塞端で,他端がガスセンサ素子の外
部に対して開口した開口端として構成された溝状であ
り,基準ガスを導入するよう構成された基準ガス室を備
えたスペーサー板と,通電により発熱する発熱体を備え
たヒータ基板とが積層されてなるガスセンサ素子を製造
するにあたり,固体電解質板用生シート,スペーサー板
用生シート,ヒータ基板用生シートをそれぞれ準備し,
固体電解質板用生シートに電極形成用の印刷部を,ヒー
タ基板用生シートに発熱体用の印刷部をそれぞれ設け,
スペーサー板用生シートに溝加工を施して,基準ガス室
となる閉塞端と開放端とを備えた溝部をプレス金型を用
いたプレス加工で形成し,次いで,生シートにおける溝
部が形成された面の反対面を溝部が形成された面に対し
平行となるように切削することにより上記反対面を平滑
化し,ヒータ基板用生シートにスペーサー板用生シート
を積層し,これらに対し更に固体電解質板用生シートを
積層し,接着剤にて貼り合わせて未焼積層体となし,そ
の後,未焼積層体を焼成することを特徴とするガスセン
サ素子の製造方法にある(図14参照)。
Next, a sixth aspect of the present invention is a solid electrolyte plate having a measured gas side electrode in contact with a measured gas and a reference gas side electrode in contact with a reference gas, and a solid electrolyte plate facing the reference gas side electrode. A spacer plate provided with a reference gas chamber configured to introduce a reference gas, the groove having a closed end at one end and an open end open to the outside of the gas sensor element at the other end; In manufacturing a gas sensor element in which a heater substrate provided with a heating element that generates heat is laminated, a raw sheet for a solid electrolyte plate, a raw sheet for a spacer plate, and a raw sheet for a heater substrate are prepared.
A printed portion for forming electrodes is provided on the raw sheet for the solid electrolyte plate, and a printed portion for the heating element is provided on the raw sheet for the heater substrate.
A groove was formed in the raw sheet for the spacer plate, and a groove having a closed end and an open end serving as a reference gas chamber was formed by pressing using a press die, and then the groove in the raw sheet was formed. The opposite surface is smoothed by cutting the opposite surface so as to be parallel to the surface on which the groove is formed, and the raw sheet for the spacer plate is laminated on the raw sheet for the heater substrate, and the solid electrolyte is further added thereto. There is provided a method for manufacturing a gas sensor element, which comprises stacking raw sheets for a plate, bonding them with an adhesive to form an unfired laminate, and thereafter firing the unfired laminate (see FIG. 14).

【0019】本請求項にかかる製造方法では,スペーサ
ー用の生シートにおいて,溝部を設けた面に対し平行に
反対面を切削する。これにより,上述したボイドがほぼ
除去されるため,上述と同様,強度や耐久性に優れるガ
スセンサ素子を得ることができる。
In the manufacturing method according to the present invention, in the raw sheet for the spacer, the opposite surface is cut in parallel with the surface provided with the groove. As a result, since the above-mentioned voids are almost removed, a gas sensor element having excellent strength and durability can be obtained as described above.

【0020】以上,本発明によれば,耐久性に優れたガ
スセンサ素子の製造方法を提供することができる。上記
切削は,例えば表面軟式研磨方法等を利用して行うこと
ができる。また,上記切削部分を予め見越して,得よう
とするスペーサー板よりも厚く生シートを作製すること
もできる。この場合,生シートは,切削後に所望のスペ
ーサー板が得られる厚みとなる。
As described above, according to the present invention, a method of manufacturing a gas sensor element having excellent durability can be provided. The cutting can be performed by using, for example, a soft surface polishing method or the like. In addition, a raw sheet thicker than the spacer plate to be obtained can be manufactured by anticipating the cut portion in advance. In this case, the raw sheet has such a thickness that a desired spacer plate can be obtained after cutting.

【0021】次に,請求項7記載の発明は,被測定ガス
に接する被測定ガス側電極と基準ガスに接する基準ガス
側電極とを備えた固体電解質板と,上記基準ガス側電極
と対面し,一端が閉塞端で,他端がガスセンサ素子の外
部に対して開口した開口端として構成された溝状であ
り,基準ガスを導入するよう構成された基準ガス室を備
えたスペーサー板と,通電により発熱する発熱体を備え
たヒータ基板とが積層されてなるガスセンサ素子を製造
するにあたり,ガスセンサ素子を複数個取り可能な固体
電解質板用生シート,スペーサー板用生シート,ヒータ
基板用生シートをそれぞれ準備し,固体電解質板用生シ
ートに電極形成用の印刷部を,ヒータ基板用生シートに
発熱体用の印刷部をそれぞれガスセンサ素子を複数個取
り可能に設け,スペーサー板用生シートに溝加工を施し
て,基準ガス室となる閉塞端と開放端とを備えた溝部を
プレス金型を用いたプレス加工で複数個取り可能に形成
し,ヒータ基板用生シートにスペーサー板用生シートを
積層し,これらに対し更に固体電解質板用生シートを積
層し,接着剤にて貼り合わせて未焼積層体となし,その
後,未焼積層体を切断して個片化を施すと共に該個片化
に当り,隣接する個片間を除去するように行い,その
後,得られた個片を焼成することを特徴とするガスセン
サ素子の製造方法である。
Next, a seventh aspect of the present invention provides a solid electrolyte plate having a measured gas side electrode in contact with the measured gas and a reference gas side electrode in contact with the reference gas, and a solid electrolyte plate facing the reference gas side electrode. A spacer plate provided with a reference gas chamber configured to introduce a reference gas, the groove having a closed end at one end and an open end open to the outside of the gas sensor element at the other end; When manufacturing a gas sensor element comprising a heater substrate provided with a heating element that generates heat, a raw sheet for a solid electrolyte plate, a raw sheet for a spacer plate, and a raw sheet for a heater substrate, from which a plurality of gas sensor elements can be formed, are prepared. Each of them was prepared and the raw sheet for the solid electrolyte plate was provided with a printed part for electrode formation, and the raw sheet for the heater substrate was provided with a plurality of printed parts for the heating element so that a plurality of gas sensor elements could be installed. The raw sheet for the heater board is formed by forming a groove with a closed end and an open end serving as a reference gas chamber so that a plurality of grooves can be formed by pressing using a press die. The raw sheet for the spacer plate is laminated on top of this, and the raw sheet for the solid electrolyte plate is further laminated on them, and they are laminated with an adhesive to form an unfired laminate. A method of manufacturing a gas sensor element, comprising: performing singulation, removing the space between adjacent singulations, and firing the obtained singulations.

【0022】通常,ボイドは溝部間の反対面に生じる
(図10参照)。従って,本請求項のように,個片化に
当り,隣接する個片間を除去するように切断を施すこと
でボイドの生じた部分が除去され,ボイドを持たないヒ
ータ基板用生シートを得ることができる。よって,上述
と同様,強度や耐久性に優れるガスセンサ素子を得るこ
とができる。
Usually, voids are formed on the opposite surface between the grooves (see FIG. 10). Therefore, as in the present invention, in the singulation, by cutting so as to remove the space between adjacent pieces, the portion where the voids are generated is removed, and a raw sheet for a heater substrate having no voids is obtained. be able to. Therefore, as described above, a gas sensor element having excellent strength and durability can be obtained.

【0023】以上,本発明によれば,耐久性に優れたガ
スセンサ素子の製造方法を提供することができる。
As described above, according to the present invention, a method for manufacturing a gas sensor element having excellent durability can be provided.

【0024】上記切断は,例えば切削用の刃を用いたブ
レード切断等を利用して行うことができる。また,複数
個取り可能とは,生シートを積層して作製した1個の未
焼成形体を切断し,複数個のガスセンサ素子を作製する
ことを示しており,実施形態例1に詳細を記載した。
The above-mentioned cutting can be performed using, for example, blade cutting using a cutting blade. In addition, the meaning that a plurality of gas sensor elements can be taken means that one unfired form produced by laminating green sheets is cut to produce a plurality of gas sensor elements, and the details are described in the first embodiment. .

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】実施形態例1 本発明の実施形態例にかかるガスセンサ素子の製造方法
につき,図1〜図14を用いて説明する。図1及び図2
に示すごとく,本例のガスセンサ素子1は,被測定ガス
に接する被測定ガス側電極11と基準ガスに接する基準
ガス側電極12とを備えた固体電解質板13と,上記基
準ガス側電極12と対面し,一端が閉塞端で,他端がガ
スセンサ素子1の外部に対して開口した開口端として構
成された溝状であり,基準ガスを導入するよう構成され
た基準ガス室10を備えたスペーサー板14と,通電に
より発熱する発熱体150を備えたヒータ基板15とが
積層されてなる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 A method for manufacturing a gas sensor element according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2
As shown in FIG. 1, the gas sensor element 1 of the present embodiment includes a solid electrolyte plate 13 having a measured gas side electrode 11 in contact with the measured gas and a reference gas side electrode 12 in contact with the reference gas. A spacer having a reference gas chamber 10 which is opposed to a closed end at one end and has an open end open to the outside of the gas sensor element 1 at the other end, and is configured to introduce a reference gas. A plate 14 and a heater substrate 15 having a heating element 150 that generates heat when energized are laminated.

【0026】上記ガスセンサ素子1の製造方法を簡単に
説明する。図4に示すごとく,固体電解質板用生シート
53,スペーサー板用生シート54,ヒータ基板用生シ
ート55をそれぞれ準備する。図5に示すごとく,固体
電解質板用生シート53に電極形成用の印刷部530
を,ヒータ基板用生シート55に発熱体用の印刷部55
0をそれぞれ設ける。
A method for manufacturing the gas sensor element 1 will be briefly described. As shown in FIG. 4, a raw sheet 53 for a solid electrolyte plate, a raw sheet 54 for a spacer plate, and a raw sheet 55 for a heater substrate are prepared. As shown in FIG. 5, a printing section 530 for forming an electrode is formed on the raw sheet 53 for a solid electrolyte plate.
Is printed on the raw sheet 55 for the heater substrate by the printing section 55 for the heating element.
0 is provided for each.

【0027】また,スペーサー板用生シート54に溝加
工を施して,基準ガス室10となる閉塞端と開放端とを
備えた溝部540を,図8に示すごとく,プレス金型を
用いたプレス加工で形成し,かつ上記プレス金型にスペ
ーサー板用生シート54をセットする際は離型シート5
45として多孔質シートを用いる。
Further, a groove is formed in the raw sheet 54 for a spacer plate, and a groove 540 having a closed end and an open end serving as the reference gas chamber 10 is formed as shown in FIG. When the raw sheet 54 for a spacer plate is formed by processing and the raw sheet 54 for a spacer plate is set in the press die, the release sheet 5
As 45, a porous sheet is used.

【0028】そして,図6に示すごとく,ヒータ基板用
生シート55にスペーサー板用生シート54を積層し,
これらに対し更に固体電解質板用生シート53を積層
し,接着剤にて貼り合わせて未焼積層体となし,その後
焼成する。
Then, as shown in FIG. 6, the raw sheet 54 for the spacer plate is laminated on the raw sheet 55 for the heater substrate.
A green sheet 53 for a solid electrolyte plate is further laminated on these, laminated with an adhesive to form an unfired laminate, and then fired.

【0029】本例のガスセンサ素子1について詳細に説
明する。本例のガスセンサ素子1は,図3に示すごとき
ガスセンサ2に内蔵され,自動車エンジンの排気系に取
付け,エンジンの燃焼制御に利用される。図1,図2に
示すごとく,本例のガスセンサ素子1は,酸素イオン導
電性のジルコニア系の固体電解質板13と,アルミナ製
の絶縁体よりなるスペーサー板14と,アルミナ製のヒ
ータ基板15とが積層されている。
The gas sensor element 1 of this embodiment will be described in detail. The gas sensor element 1 of this embodiment is incorporated in a gas sensor 2 as shown in FIG. 3, is mounted on an exhaust system of an automobile engine, and is used for engine combustion control. As shown in FIGS. 1 and 2, the gas sensor element 1 of the present embodiment includes a zirconia-based solid electrolyte plate 13 having oxygen ion conductivity, a spacer plate 14 made of an insulator made of alumina, and a heater substrate 15 made of alumina. Are laminated.

【0030】上記固体電解質板13に対し,被測定ガス
側電極11と基準ガス側電極12が設けてある。また,
被測定ガス側電極11は電極保護層135で覆われてい
る。なお,図示は略したが,被測定ガス側電極11,基
準ガス側電極12と電気的に導通した出力取出し用の端
子部とリード部とが,上記固体電解質板13に設けてあ
る。また,上記ヒータ基板15には,発熱体150と電
気的に導通されたリード部151が共に設けてある。
The measured gas side electrode 11 and the reference gas side electrode 12 are provided on the solid electrolyte plate 13. Also,
The measured gas side electrode 11 is covered with an electrode protection layer 135. Although not shown, the solid electrolyte plate 13 is provided with a terminal portion for output output and a lead portion which are electrically connected to the measured gas side electrode 11 and the reference gas side electrode 12. Further, the heater substrate 15 is provided with a lead portion 151 electrically connected to the heating element 150.

【0031】本例にかかるガスセンサ素子1を内蔵した
ガスセンサ2について説明する。図3に示すごとく,本
例のガスセンサ2は,筒状のハウジング20と該ハウジ
ング20の先端側に設けられた二重の被測定ガス側カバ
ー21と,基端側に設けられた大気側カバー22とを有
する。大気側カバー22の基端側には,撥水フィルタ2
20を介して外側カバー221が設けてある。ハウジン
グ20の内側には,先端側絶縁碍子241に挿通された
ガスセンサ素子1が挿通配置され,またガスセンサ素子
1の基端側で大気側カバーの内部には基端側絶縁碍子2
42が配置されている。
A gas sensor 2 incorporating the gas sensor element 1 according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 3, the gas sensor 2 of the present embodiment comprises a cylindrical housing 20, a double gas-to-be-measured cover 21 provided at the distal end of the housing 20, and an atmosphere-side cover provided at the proximal end. 22. At the base end side of the atmosphere side cover 22, a water repellent filter 2 is provided.
An outer cover 221 is provided through the center 20. The gas sensor element 1 inserted through the distal insulator 241 is disposed inside the housing 20, and the proximal insulator 2 is disposed inside the air-side cover at the proximal end of the gas sensor element 1.
42 are arranged.

【0032】基端側絶縁碍子242の内部にガスセンサ
素子1の出力取出し用の端子231が配置され,この端
子231は接続金具232を介して,ガスセンサ1の外
部に引き出されるリード線233に接続されている。ま
た,大気側カバー22の最も基端側の内部には弾性絶縁
部材25が設けてあって,ここにリード線233が挿通
される。
A terminal 231 for taking out the output of the gas sensor element 1 is arranged inside the base-side insulator 242, and this terminal 231 is connected to a lead wire 233 led out of the gas sensor 1 via a connection fitting 232. ing. Further, an elastic insulating member 25 is provided inside the atmosphere-side cover 22 at the most proximal end side, and the lead wire 233 is inserted therethrough.

【0033】次に,本例のガスセンサ素子の製造方法に
ついて説明する。図4に示すごとき各生シート535,
53,54,55を押出成形装置(図示略)で作成す
る。図4には,図面上から順に,電極保護層用生シート
535(アルミナ組成厚さ0.15mm),固体電解質
板用生シート53(ジルコニア組成厚さ0.2mm),
スペーサー板用生シート54(アルミナ組成厚さ1.5
mm),ヒータ基板用生シート55(アルミナ組成厚さ
0.2mm)が記載されている。
Next, a method for manufacturing the gas sensor element of this embodiment will be described. Each raw sheet 535 as shown in FIG.
53, 54 and 55 are prepared by an extrusion molding device (not shown). FIG. 4 shows, in order from the drawing, a raw sheet 535 for an electrode protective layer (alumina composition thickness 0.15 mm), a raw sheet 53 for a solid electrolyte plate (zirconia composition thickness 0.2 mm),
Raw sheet 54 for spacer plate (alumina composition thickness 1.5
mm), and a raw sheet 55 for a heater substrate (alumina composition thickness: 0.2 mm).

【0034】また,固体電解質板用生シート53,スペ
ーサー板用生シート54,ヒータ基板用生シート55の
寸法は70mm×90mmで,保護層用生シート535
の寸法は70mm×35mmである。なお,上記スペー
サー板用生シート54は,下記に記載した溝加工を施し
た後に上記寸法に調整する。
The dimensions of the raw sheet 53 for the solid electrolyte plate, the raw sheet 54 for the spacer plate, and the raw sheet 55 for the heater substrate are 70 mm × 90 mm.
Is 70 mm × 35 mm. The spacer sheet raw sheet 54 is adjusted to the above dimensions after performing the groove processing described below.

【0035】次に,スペーサー板用生シート54に対し
溝加工を施して,基準ガス室100用の溝部540を形
成する詳細について説明する。まず,押出成形された直
後のスペーサー板用生シート54の水分量を調整する。
上記生シート54を,図7に示すごとく,パンチングメ
タルからなる足つきトレイ549の上に載置して,最大
でトレイ549を10段重ねとして,温度を50度に維
持したオーブン内に置いて乾燥する。この乾燥により,
生シート54の水分量を11±0.5%に設定する。な
お,水分量が少なすぎると生シート54に割れが発生す
るおそれがあり,水分量が多いと形が安定しないおそれ
がある。乾燥終了後,生シート54を所定の寸法に切断
する。
Next, the details of forming a groove 540 for the reference gas chamber 100 by forming a groove in the raw sheet 54 for a spacer plate will be described. First, the water content of the raw sheet for spacer plate 54 immediately after extrusion molding is adjusted.
As shown in FIG. 7, the raw sheet 54 is placed on a tray 549 with feet made of punched metal, and the tray 549 is stacked in a maximum of 10 steps and placed in an oven maintained at a temperature of 50 degrees for drying. I do. By this drying,
The water content of the raw sheet 54 is set to 11 ± 0.5%. If the amount of water is too small, the raw sheet 54 may be cracked. If the amount of water is too large, the shape may not be stable. After the drying, the raw sheet 54 is cut into a predetermined size.

【0036】次に,溝加工のプレス加工に用いる金型に
ついて説明する。図8に示すごとく,金型は上型61と
下型62とよりなり,上型61の型面610に溝形成用
の凸部611が設けてある。下型62の周囲には下補助
具629が配置され,上型61の型面610と反対側に
は上補助具619が取付けてある。また,下型62の型
面620の周囲には,パッキン628が配置される。
Next, a description will be given of a mold used for press working of groove processing. As shown in FIG. 8, the mold includes an upper mold 61 and a lower mold 62, and a mold surface 610 of the upper mold 61 is provided with a convex portion 611 for forming a groove. A lower auxiliary tool 629 is arranged around the lower mold 62, and an upper auxiliary tool 619 is attached to the upper mold 61 on the side opposite to the mold surface 610. A packing 628 is arranged around the mold surface 620 of the lower mold 62.

【0037】このような状態にある金型の下型62の型
面620に対し,離型シート545をはさんで,上記生
シート54をセットする。上記離型シート545は,シ
ート厚さが0.3±0.05mm,ガス透過率が20
秒,シート耐水圧が68.6kPa以下,表面粗さが1
0μm以下のPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)
製シートよりなる。
The raw sheet 54 is set on the mold surface 620 of the lower mold 62 in such a state with the release sheet 545 interposed therebetween. The release sheet 545 has a sheet thickness of 0.3 ± 0.05 mm and a gas permeability of 20.
Seconds, sheet water pressure is 68.6 kPa or less, surface roughness is 1
PTFE (polytetrafluoroethylene) of 0 μm or less
It consists of a sheet made of.

【0038】続いて,上型61を下型62に対してセッ
トし,プレス成形を行なう。この時,金型温度は80
℃,成形圧力は77MPa,成形時間は15秒とした。
成形終了後,型開きし,溝が形成された生シート54を
取り出し,離型シート545をはがす。
Subsequently, the upper mold 61 is set with respect to the lower mold 62, and press molding is performed. At this time, the mold temperature is 80
C., the molding pressure was 77 MPa, and the molding time was 15 seconds.
After the molding is completed, the mold is opened, the raw sheet 54 having the groove formed thereon is taken out, and the release sheet 545 is peeled off.

【0039】再び,生シート54をパンチングメタルか
らなる足つきトレイ(図10と同様のトレイ549を使
用する)に載置して,最大でトレイを10段重ねとし
た。これを温度95℃に保持したオーブン内に2時間お
いて乾燥させる。乾燥終了後の生シート54は全体にう
ねりが生じ,その表面は凹凸が形成されている。上記う
ねりと凹凸を除去するために,次の手順で平滑化プレス
を生シート54に施す。
Again, the raw sheet 54 was placed on a tray with feet made of punched metal (using the same tray 549 as in FIG. 10), and the trays were stacked in a maximum of 10 steps. This is dried in an oven maintained at a temperature of 95 ° C. for 2 hours. After the drying is completed, the raw sheet 54 has undulation as a whole, and the surface thereof has irregularities. In order to remove the undulations and irregularities, a smoothing press is applied to the raw sheet 54 in the following procedure.

【0040】図9に示すごとく,上記生シート54の上
下の両面を離型シート545で挟み,平プレス型にセッ
トする。この平プレス型は,上型63,下型64の型面
630,640がそれぞれ平面に構成されている。
As shown in FIG. 9, the upper and lower surfaces of the raw sheet 54 are sandwiched between release sheets 545 and set in a flat press mold. In this flat press die, the die surfaces 630 and 640 of the upper die 63 and the lower die 64 are each configured to be flat.

【0041】そして,下型64の型面640に離型シー
ト545で挟んだ生シート54を配置し,上型63をセ
ットして,平プレスを施す。この時,金型温度は95
℃,圧力は8.5MPa,時間は15秒とした。平プレ
ス終了後,型開きし,離型シート545をはがして,ス
ペーサー用生シート54を取り出す。その後,溝ピッ
チ,溝形状,シート反り(1mm以下とする必要があ
る),シート表面粗さ(5μm以下とする必要があ
る),外観検査を行って,不良品を除去する。この結
果,図14に示すごとき,生シート54を得た。
Then, the raw sheet 54 sandwiched between the release sheets 545 is arranged on the mold surface 640 of the lower mold 64, the upper mold 63 is set, and flat pressing is performed. At this time, the mold temperature is 95
C., the pressure was 8.5 MPa, and the time was 15 seconds. After the flat press, the mold is opened, the release sheet 545 is peeled off, and the raw spacer sheet 54 is taken out. After that, the groove pitch, groove shape, sheet warpage (need to be 1 mm or less), sheet surface roughness (need to be 5 μm or less), and appearance inspection are performed to remove defective products. As a result, a raw sheet 54 was obtained as shown in FIG.

【0042】次に,上記固体電解質板用生シート53に
対し,被測定ガス側電極及び基準ガス側電極用,また各
端子部用,端子部と電極とを結ぶリード部用等の印刷部
530を設ける。この印刷部は導電性ペーストであるP
tペーストを生シート53に対しスクリーン印刷するこ
とにより形成した。また,同様に,上記ヒータ基板用生
シート55に対し,発熱体用,発熱体に通電する際に利
用されるリード部用,端子部用の印刷部550を,導電
性ペーストであるPtペーストを生シート55に対しス
クリーン印刷することにより形成した。
Next, a printing section 530 is formed on the raw sheet 53 for the solid electrolyte plate, for the electrode to be measured and the electrode for the reference gas, for each terminal, and for the lead connecting the terminal and the electrode. Is provided. This printed part is made of conductive paste P
The t paste was formed by screen printing on the raw sheet 53. Similarly, the printing sheet 550 for the heating element and the lead section and the terminal section used when energizing the heating element is formed on the raw sheet 55 for the heater substrate by using a Pt paste as a conductive paste. The green sheet 55 was formed by screen printing.

【0043】以上により加工された各生シート535,
53,54,55に対し,接着剤を全面塗布して,図6
(a)に示すごとく,積層する。これにより得られた未
焼積層体を切断し,図6(b)に示すごとく,ガスセン
サ素子1個分に個片化する。得られた個片56を147
0℃,2時間で焼成し,図6(c)に示すごとく,ガス
センサ素子1を得る。
Each raw sheet 535 processed as described above
As shown in FIG.
The layers are laminated as shown in FIG. The thus obtained unfired laminate is cut and singulated into one gas sensor element as shown in FIG. 6B. The obtained individual piece 56 is 147
Firing is performed at 0 ° C. for 2 hours to obtain the gas sensor element 1 as shown in FIG.

【0044】また,本例にかかるスペーサー用生シート
54の平プレス終了跡の反対面542の形状を表面粗度
計を用いて測定した。図13(a)は測定結果の線図で
ある。縦軸は生シート54の厚み方向,横軸は生シート
の溝部と垂直な方向(部分)である。この線図に対し厚
み方向0の線が生シート54の理想の反対面542形状
となり,同図に厚み方向0の線に殆ど被った状態で本例
の生シート54の反対面542の形状が記録されている
(図10参照)。同図より知れるごとく,反対面542
の形状は略厚み方向0の線と重なっている。また,図1
4が本例の生シート54である。反対面542は同図に
示されるごとく,略平らである。
Further, the shape of the opposite surface 542 of the raw sheet for spacer 54 according to the present example at the end of the flat press was measured using a surface roughness meter. FIG. 13A is a diagram of the measurement result. The vertical axis is the thickness direction of the raw sheet 54, and the horizontal axis is the direction (portion) perpendicular to the groove of the raw sheet. In this diagram, the line in the thickness direction 0 is the ideal opposite surface 542 shape of the raw sheet 54, and the shape of the opposite surface 542 of the raw sheet 54 of this example is almost completely covered by the line in the thickness direction 0 in FIG. Recorded (see FIG. 10). As can be seen from FIG.
Is substantially overlapped with the line in the thickness direction 0. Also, FIG.
4 is a raw sheet 54 of this example. The opposite surface 542 is substantially flat as shown in FIG.

【0045】本例の作用効果について説明する。本例で
は離型シート545として,上述したPTFEシートを
用いている。ところで,図10(a)に示すごとく,上
型61の溝形成用の凸部611が生シート54の表面5
41に接近し,その後(b)に示すごとく,表面541
に当接し,ここを下方に向けて押圧する。押圧される表
面541の反対面542は凸部611と当接していない
部分において,ひけ7が発生する。つまり,ひけ7は溝
部間の反対面542に対して形成される。
The operation and effect of this embodiment will be described. In this example, the above-mentioned PTFE sheet is used as the release sheet 545. By the way, as shown in FIG. 10A, the convex portion 611 for forming the groove of the upper die 61 is formed on the surface 5
41, and then, as shown in FIG.
And press it downward. A sink 7 occurs at a portion where the opposite surface 542 of the pressed surface 541 is not in contact with the convex portion 611. In other words, the sink 7 is formed on the opposite surface 542 between the grooves.

【0046】従来はテフロン(登録商標)シートよりな
る離型シート79を使用しているため,図11(a)に
示すごときひけ7が発生した場合,空気の逃げ場がない
ため,図11(b)に示すごとく,ひけ7の部分がプレ
スの進行と共にくびれ,図11(c)に示すごとく,ひ
け7の開口部71が閉塞され,ボイド70となって,生
シート54の反対面542に残留する。このボイド70
が原因となって,ガスセンサ素子1の強度が低下するの
である。図13(b)は従来の離型シート79に対する
測定結果の線図である。同図より知れるごとく,二ヶ所
の小さいピークaが線図に認められる。これがひけ7の
跡のボイド70である。
Conventionally, since a release sheet 79 made of Teflon (registered trademark) sheet is used, when sink marks 7 as shown in FIG. 11A occur, there is no place for air to escape. As shown in FIG. 11), the portion of the sink 7 is constricted with the progress of the press, and as shown in FIG. I do. This void 70
As a result, the strength of the gas sensor element 1 decreases. FIG. 13B is a diagram of a measurement result of the conventional release sheet 79. As can be seen from the figure, two small peaks a are recognized in the diagram. This is the void 70 in the trace of the sink 7.

【0047】本例は,多孔質である離型シート545を
用いているため,図12(a)に示すごときひけ7が発
生した場合,空気は離型シート545を通じて離型シー
ト545と下型62との隙間に逃げるため,図12
(b)に示すごとく,プレスの進行と共にひけ7は小さ
くなり,最終的に図12(c)に示すごとく,ひけ7は
閉じて,ボイドが形成されない(図13(a)参照)。
In this embodiment, since the porous release sheet 545 is used, when sink 7 as shown in FIG. 12A occurs, air is released through the release sheet 545 and the lower mold. 12 to escape into the gap with
As shown in FIG. 13B, the sink 7 becomes smaller as the pressing progresses, and finally, as shown in FIG. 12C, the sink 7 closes and no void is formed (see FIG. 13A).

【0048】このため,ボイドが原因となったクラッ
ク,損傷等が生じ難い,強度や耐久性に優れるガスセン
サ素子を得ることができる。
Therefore, it is possible to obtain a gas sensor element in which cracks, damages, and the like due to voids are unlikely to occur, and are excellent in strength and durability.

【0049】以上,本例によれば,耐久性に優れたガス
センサ素子の製造方法を提供することができる。
As described above, according to this embodiment, it is possible to provide a method of manufacturing a gas sensor element having excellent durability.

【0050】実施形態例2 本例は,溝部540を設けた生シート54の作成方法に
ついて説明する。実施形態例1と同様の手順で準備した
生シート54に対し,前述の図7に示すごときオーブン
内での乾燥を行い,次いで,前述する図8に示すごとき
金型で溝部を形成する。この時,離型シートとしては従
来使用されていたテフロンシートを用いるため,前述す
る図11に示すごとく空気が逃げず,図15に示すごと
く,ヒケ7やボイド70が溝部540が形成された面5
41の反対面542に残ったままとなる。
Embodiment 2 In this embodiment, a method for producing a raw sheet 54 provided with a groove 540 will be described. The raw sheet 54 prepared in the same procedure as in the first embodiment is dried in an oven as shown in FIG. 7 described above, and then a groove is formed by a die as shown in FIG. At this time, since a conventionally used Teflon sheet is used as the release sheet, air does not escape as shown in FIG. 11 described above, and as shown in FIG. 15, sink marks 7 and voids 70 are formed on the surface where the groove 540 is formed. 5
41 remains on the opposite surface 542.

【0051】このため,面541と平行に反対面542
を表面乾式研磨して,同図にかかる破線を付した部分を
除去し,その後,前述した図9に示すごとく,平プレス
を施して,反対面542が平滑な生シート54を得る。
その他詳細な製造方法は同様であり,本例にかかる方法
からも実施形態例1と同様の作用効果を得ることができ
る。
Therefore, the opposite surface 542 is parallel to the surface 541.
The surface is dry-polished to remove the portions indicated by the broken lines in the same figure, and thereafter, as shown in FIG. 9 described above, flat pressing is performed to obtain a raw sheet 54 having a smooth opposite surface 542.
The other detailed manufacturing methods are the same, and the same effects as those of the first embodiment can be obtained from the method according to the present embodiment.

【0052】実施形態例3 本例は,溝部540を設けた生シート54の作成方法に
ついて説明する。実施形態例1と同様の手順で準備した
生シート54に対し,前述の図7に示すごときオーブン
内での乾燥を行い,次いで,前述する図8に示すごとき
金型で溝部を形成する。この時,離型シートとしては従
来使用されていたテフロンシートを用いるため,前述す
る図11に示すごとく空気が逃げず,図15に示すごと
く,ヒケ7やボイド70が溝部540が形成された面5
41の反対面542に残ったままとなる。
Embodiment 3 In this embodiment, a method for producing a raw sheet 54 provided with a groove 540 will be described. The raw sheet 54 prepared in the same procedure as in the first embodiment is dried in an oven as shown in FIG. 7 described above, and then a groove is formed by a die as shown in FIG. At this time, since a conventionally used Teflon sheet is used as the release sheet, air does not escape as shown in FIG. 11 described above, and as shown in FIG. 15, sink marks 7 and voids 70 are formed on the surface where the groove 540 is formed. 5
41 remains on the opposite surface 542.

【0053】この状態にある生シート54に図9に示す
ごとく平プレスを施して,前述する図6(a)に示すご
とく,他の生シート535,53,55等と積層して未
焼積層体となす。その後,前述する図6(b)に示すご
とく,個片化を施すが,この個片化の際に隣接する個片
間を除去するように行う。即ち,図16に示すごとく,
スペーサー用生シート54において破線部が除去される
ように,個片化を施すのである。なお,この個片化はブ
レード切断で行った。
The raw sheet 54 in this state is subjected to flat pressing as shown in FIG. 9 and laminated with other raw sheets 535, 53, 55, etc., as shown in FIG. Make up with the body. Thereafter, as shown in FIG. 6 (b) described above, singulation is performed. At the time of singulation, the separation between adjacent pieces is performed. That is, as shown in FIG.
Separation is performed so that the broken line portion is removed from the spacer raw sheet 54. The singulation was performed by blade cutting.

【0054】上述したボイド70やひけ7は溝部540
間の反対面542に形成されることが多いため,上述し
た方法で個片化すれば,個片化の際に自然とボイド70
やひけ7が除去されるのである。その他詳細な製造方法
は同様であり,本例にかかる方法からも実施形態例1と
同様の作用効果を得ることができる。
The above-described void 70 and sink 7 are formed in the groove 540.
Since it is often formed on the opposite surface 542 between the voids, if individualization is performed by the above-described method, the void 70 is naturally formed at the time of individualization.
The sink 7 is removed. The other detailed manufacturing methods are the same, and the same effects as those of the first embodiment can be obtained from the method according to the present embodiment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施形態例1における,ガスセンサ素子の中心
軸方向断面説明図。
FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view in the central axis direction of a gas sensor element according to a first embodiment.

【図2】実施形態例1における,ガスセンサ素子の中心
軸と垂直方向の断面説明図。
FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view in a direction perpendicular to a central axis of the gas sensor element in the first embodiment.

【図3】実施形態例1における,ガスセンサの断面説明
図。
FIG. 3 is an explanatory cross-sectional view of a gas sensor according to the first embodiment.

【図4】実施形態例1における,各生シートの斜視図。FIG. 4 is a perspective view of each raw sheet in the first embodiment.

【図5】実施形態例1における,印刷部及び溝部を設け
た各生シートの斜視図。
FIG. 5 is a perspective view of each raw sheet provided with a printing unit and a groove in the first embodiment.

【図6】実施形態例1における,各生シートを積層,個
片化,焼成し,ガスセンサ素子を作製した際の説明図。
FIG. 6 is an explanatory view in the case where each raw sheet is laminated, separated into individual pieces, and fired to produce a gas sensor element in the first embodiment.

【図7】実施形態例1における,生シートの乾燥を行な
う際の説明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram when a raw sheet is dried in the first embodiment.

【図8】実施形態例1における,生シートに溝部を設け
る際の説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram when providing a groove in a raw sheet in the first embodiment.

【図9】実施形態例1における,溝部を設けたスペーサ
ー用生シートを平プレスする際の説明図。
FIG. 9 is an explanatory view of flat pressing of the raw spacer sheet provided with the grooves in the first embodiment.

【図10】実施形態例1における,溝部の形成時のヒケ
の発生を示す説明図。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the occurrence of sink marks when forming a groove in the first embodiment.

【図11】従来の離型シートを用いた場合のボイド発生
を示す説明図。
FIG. 11 is an explanatory view showing void generation when a conventional release sheet is used.

【図12】実施形態例1における,ヒケが消滅する状態
を示す説明図。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a state in which sink marks disappear in the first embodiment.

【図13】実施形態例1における,スペーサー用生シー
トの反対面の形状を示す線図。
FIG. 13 is a diagram showing the shape of the opposite surface of the raw spacer sheet in the first embodiment.

【図14】実施形態例1における,溝部を設けたスペー
サー用生シートを示す斜視図。
FIG. 14 is a perspective view showing a raw sheet for spacer provided with grooves in the first embodiment.

【図15】実施形態例2における,スペーサー用生シー
トの反対面において切削する部分を図示した説明図。
FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating a portion to be cut on the opposite surface of the raw spacer sheet according to the second embodiment.

【図16】実施形態例3における,スペーサー用生シー
トにおいて個片化時に除去する部分を図示した説明図。
FIG. 16 is an explanatory diagram illustrating a portion removed at the time of singulation in a raw sheet for a spacer according to the third embodiment.

【図17】従来のガスセンサ素子を示す斜視展開図。FIG. 17 is a perspective development view showing a conventional gas sensor element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1...ガスセンサ素子, 10...基準ガス室, 101...開口端, 102...閉塞端, 11...被測定ガス側電極, 12...基準ガス側電極, 13...固体電解質板, 14...スペーサー板, 15...ヒータ基板, 150...発熱体, 1. . . 9. gas sensor element, . . Reference gas chamber, 101. . . Open end, 102. . . 10. closed end; . . 11. Gas electrode to be measured, . . 12. reference gas side electrode; . . 13. solid electrolyte plate; . . 14. spacer plate, . . Heater substrate, 150. . . Heating element,

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定ガスに接する被測定ガス側電極と
基準ガスに接する基準ガス側電極とを備えた固体電解質
板と,上記基準ガス側電極と対面し,一端が閉塞端で,
他端がガスセンサ素子の外部に対して開口した開口端と
して構成された溝状であり,基準ガスを導入するよう構
成された基準ガス室を備えたスペーサー板と,通電によ
り発熱する発熱体を備えたヒータ基板とが積層されてな
るガスセンサ素子を製造するにあたり,固体電解質板用
生シート,スペーサー板用生シート,ヒータ基板用生シ
ートをそれぞれ準備し,固体電解質板用生シートに電極
形成用の印刷部を,ヒータ基板用生シートに発熱体用の
印刷部をそれぞれ設け,スペーサー板用生シートに溝加
工を施して,基準ガス室となる閉塞端と開放端とを備え
た溝部をプレス金型を用いたプレス加工で形成し,かつ
上記プレス金型にスペーサー板用生シートをセットする
際は離型シートとして多孔質シートを用い,ヒータ基板
用生シートにスペーサー板用生シートを積層し,これら
に対し更に固体電解質板用生シートを積層し,接着剤に
て貼り合わせて未焼積層体となし,その後,未焼積層体
を焼成することを特徴とするガスセンサ素子の製造方
法。
1. A solid electrolyte plate having a measured gas side electrode in contact with a measured gas and a reference gas side electrode in contact with a reference gas, a solid electrolyte plate facing the reference gas side electrode, one end of which is a closed end,
The other end has a groove shape configured as an open end open to the outside of the gas sensor element, and includes a spacer plate having a reference gas chamber configured to introduce a reference gas, and a heating element that generates heat when energized. In manufacturing a gas sensor element comprising a laminated heater substrate and a raw sheet for a solid electrolyte plate, a raw sheet for a spacer plate, and a raw sheet for a heater substrate, a raw sheet for a solid electrolyte plate is prepared. The printing part is provided with a printing part for the heating element on the raw sheet for the heater substrate, and the raw sheet for the spacer plate is grooved, and the groove having a closed end and an open end serving as a reference gas chamber is press-formed. When the raw sheet for the spacer plate is formed by press working using a mold, and the raw sheet for the spacer plate is set in the press die, a porous sheet is used as the release sheet, and the raw sheet for the heater substrate is It is characterized by laminating raw sheets for circulating boards, further laminating raw sheets for solid electrolyte boards, bonding them with an adhesive to form an unfired laminate, and then firing the unfired laminate. Of manufacturing a gas sensor element.
【請求項2】 請求項1において,上記離型シートは厚
さが0.25〜0.35mmであることを特徴とするガ
スセンサ素子の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the release sheet has a thickness of 0.25 to 0.35 mm.
【請求項3】 請求項1又は2において,上記離型シー
トはJIS P8117によるガス透過率が20秒以下
であることを特徴とするガスセンサ素子の製造方法。
3. The method for manufacturing a gas sensor element according to claim 1, wherein the release sheet has a gas permeability according to JIS P8117 of 20 seconds or less.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれか一項において,
上記離型シートのシート耐水圧は60kPa以上である
ことを特徴とするガスセンサ素子の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein:
A method for manufacturing a gas sensor element, wherein the sheet release pressure of the release sheet is 60 kPa or more.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれか一項において,
上記離型シートの表面粗度は十点平均粗さで10μm以
下であることを特徴とするガスセンサ素子の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein:
A method for manufacturing a gas sensor element, wherein the surface roughness of the release sheet is 10 μm or less in ten-point average roughness.
【請求項6】 被測定ガスに接する被測定ガス側電極と
基準ガスに接する基準ガス側電極とを備えた固体電解質
板と,上記基準ガス側電極と対面し,一端が閉塞端で,
他端がガスセンサ素子の外部に対して開口した開口端と
して構成された溝状であり,基準ガスを導入するよう構
成された基準ガス室を備えたスペーサー板と,通電によ
り発熱する発熱体を備えたヒータ基板とが積層されてな
るガスセンサ素子を製造するにあたり,固体電解質板用
生シート,スペーサー板用生シート,ヒータ基板用生シ
ートをそれぞれ準備し,固体電解質板用生シートに電極
形成用の印刷部を,ヒータ基板用生シートに発熱体用の
印刷部をそれぞれ設け,スペーサー板用生シートに溝加
工を施して,基準ガス室となる閉塞端と開放端とを備え
た溝部をプレス金型を用いたプレス加工で形成し,次い
で,生シートにおける溝部が形成された面の反対面を溝
部が形成された面に対し平行となるように切削すること
により上記反対面を平滑化し,ヒータ基板用生シートに
スペーサー板用生シートを積層し,これらに対し更に固
体電解質板用生シートを積層し,接着剤にて貼り合わせ
て未焼積層体となし,その後,未焼積層体を焼成するこ
とを特徴とするガスセンサ素子の製造方法。
6. A solid electrolyte plate comprising a measured gas side electrode in contact with the measured gas and a reference gas side electrode in contact with the reference gas, a solid electrolyte plate facing said reference gas side electrode, one end of which is a closed end,
The other end has a groove shape configured as an open end open to the outside of the gas sensor element, and includes a spacer plate having a reference gas chamber configured to introduce a reference gas, and a heating element that generates heat when energized. In manufacturing a gas sensor element comprising a laminated heater substrate and a raw sheet for a solid electrolyte plate, a raw sheet for a spacer plate, and a raw sheet for a heater substrate, a raw sheet for a solid electrolyte plate is prepared. The printing part is provided with a printing part for the heating element on the raw sheet for the heater substrate, and the raw sheet for the spacer plate is grooved, and the groove having a closed end and an open end serving as a reference gas chamber is press-formed. Formed by pressing using a mold, and then cutting the opposite surface of the raw sheet on which the groove is formed so as to be parallel to the surface on which the groove is formed. After smoothing, the raw sheet for the heater substrate is laminated with the raw sheet for the spacer plate, and then the raw sheet for the solid electrolyte plate is further laminated and bonded with an adhesive to form an unfired laminate. A method for manufacturing a gas sensor element, comprising firing a laminate.
【請求項7】 被測定ガスに接する被測定ガス側電極と
基準ガスに接する基準ガス側電極とを備えた固体電解質
板と,上記基準ガス側電極と対面し,一端が閉塞端で,
他端がガスセンサ素子の外部に対して開口した開口端と
して構成された溝状であり,基準ガスを導入するよう構
成された基準ガス室を備えたスペーサー板と,通電によ
り発熱する発熱体を備えたヒータ基板とが積層されてな
るガスセンサ素子を製造するにあたり,ガスセンサ素子
を複数個取り可能な固体電解質板用生シート,スペーサ
ー板用生シート,ヒータ基板用生シートをそれぞれ準備
し,固体電解質板用生シートに電極形成用の印刷部を,
ヒータ基板用生シートに発熱体用の印刷部をそれぞれガ
スセンサ素子を複数個取り可能に設け,スペーサー板用
生シートに溝加工を施して,基準ガス室となる閉塞端と
開放端とを備えた溝部をプレス金型を用いたプレス加工
で複数個取り可能に形成し,ヒータ基板用生シートにス
ペーサー板用生シートを積層し,これらに対し更に固体
電解質板用生シートを積層し,接着剤にて貼り合わせて
未焼積層体となし,その後,未焼積層体を切断して個片
化を施すと共に該個片化に当り,隣接する個片間を除去
するように行い,その後,得られた個片を焼成すること
を特徴とするガスセンサ素子の製造方法。
7. A solid electrolyte plate comprising a measured gas side electrode in contact with the measured gas and a reference gas side electrode in contact with the reference gas, a solid electrolyte plate facing said reference gas side electrode, one end of which is a closed end,
The other end has a groove shape configured as an open end open to the outside of the gas sensor element, and includes a spacer plate having a reference gas chamber configured to introduce a reference gas, and a heating element that generates heat when energized. In manufacturing a gas sensor element having a laminated heater substrate, a raw sheet for a solid electrolyte plate, a raw sheet for a spacer plate, and a raw sheet for a heater substrate capable of taking a plurality of gas sensor elements are prepared. The printed part for forming electrodes on the raw sheet,
The raw sheet for the heater substrate is provided with a plurality of print portions for the heating elements so that a plurality of gas sensor elements can be respectively taken out. The raw sheet for the spacer plate is grooved, and has a closed end and an open end serving as a reference gas chamber. A plurality of grooves are formed by press working using a press die so that a raw sheet for a heater board is laminated with a raw sheet for a spacer plate, and a raw sheet for a solid electrolyte plate is further laminated on them. Then, the unsintered laminate is cut into pieces and cut into individual pieces, and at the same time, the adjacent pieces are removed. A method for manufacturing a gas sensor element, comprising firing the obtained individual pieces.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008001599A1 (en) 2007-05-08 2008-11-27 Denso Corp., Kariya-shi A method for adjusting the firing profile of an aluminum oxide material and method for producing a ceramic stacked body
US7494400B2 (en) 2003-02-18 2009-02-24 Denso Corporation Manufacturing method for a multilayered gas sensor element
CN103207227A (en) * 2013-03-21 2013-07-17 无锡隆盛科技股份有限公司 Manufacturing method for oxygen sensor chips

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