JP2018036174A - ガスセンサ - Google Patents
ガスセンサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018036174A JP2018036174A JP2016170623A JP2016170623A JP2018036174A JP 2018036174 A JP2018036174 A JP 2018036174A JP 2016170623 A JP2016170623 A JP 2016170623A JP 2016170623 A JP2016170623 A JP 2016170623A JP 2018036174 A JP2018036174 A JP 2018036174A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heater
- thermistor
- resistor
- gas
- gas sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 68
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 62
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 28
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 153
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 81
- 239000010408 film Substances 0.000 description 44
- 239000000463 material Substances 0.000 description 18
- 101100328884 Caenorhabditis elegans sqt-3 gene Proteins 0.000 description 16
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 16
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 10
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 7
- 229910016928 MnNiCo Inorganic materials 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 101100328886 Caenorhabditis elegans col-2 gene Proteins 0.000 description 5
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N acetic acid Substances CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 5
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004840 adhesive resin Substances 0.000 description 3
- 229920006223 adhesive resin Polymers 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009739 binding Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007084 catalytic combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Description
i1=Vmh1/(Rmh1+Rmh2)
で定義される。ここで、Rmh1は第1のヒータ抵抗MH1の抵抗値であり、Rmh2は第2のヒータ抵抗MH2の抵抗値である。本実施形態においては、抵抗値Rmh1とRmh2の関係は、
Rmh1>Rmh2
である。
Rmh1:Rmh2=3:1
であれば、第2のヒータ抵抗MH2に対して第1のヒータ抵抗MH1は、3倍の発熱の生じることになる。
Vmh1<Vmh2
である。したがって、第1電源42をリフレッシュレベルVmh2に変化させると、電流i1はガス検知動作時よりも大きくなり、第1のヒータ抵抗MH1の発熱がより大きくなる。これにより、触媒CTがより高温に加熱されるため、触媒CTに吸着されていた炭素やシリコン等を脱離させることができる。リフレッシュ動作時における触媒CTの温度は例えば400degCである。この場合、触媒CTが400degCに加熱されるよう、リフレッシュレベルVmh2を設定すればよい。
図7は、本発明の第2の実施形態によるガスセンサ10Bの回路図である。
図8は、本発明の第3の実施形態によるガスセンサ10Cの回路図である。
図9は、本発明の第4の実施形態によるガスセンサ10Dの回路図である。
図10は、本発明の第5の実施形態によるガスセンサ10Eの回路図である。
R1<R2
に設定される。ここで、抵抗値R1はガス検知動作時における薄膜サーミスタTHの抵抗値Rd1と概ね同レベルに設定され、抵抗値R2はキャリブレーション動作(後述)時における薄膜サーミスタTHの抵抗値Rd1と概ね同レベルに設定される。つまり、ガス検知動作時においては、薄膜サーミスタTHが第2のヒータ抵抗MH2によって加熱されるため、その抵抗値は例えば数百kΩ程度となる。したがって、第1の固定抵抗51の抵抗値R1については、例えば数百kΩ程度に設定すればよい。これに対し、キャリブレーション動作時においては、薄膜サーミスタTHが常温であり、その抵抗値は例えば数MΩ程度となる。したがって、第2の固定抵抗52の抵抗値R2についても例えば数MΩ程度に設定すればよい。
図11は、本発明の第6の実施形態によるガスセンサ10Fの構成を説明するための上面図である。
11 セラミックパッケージ
12 リッド
13 通気口
14 パッケージ電極
15 ボンディングワイヤ
16 外部端子
20,30 検出部
21,31,60 基板
21a,31a,60a キャビティ
22,23,32,33 絶縁膜
24,34 ヒータ保護膜
25a,25b,37a,37b,38a,38b 電極パッド
35 サーミスタ電極
36 サーミスタ保護膜
41 バイアス電源
42 第1電源
43 出力端子
44 制御端子
45 第2電源
51 第1の固定抵抗
52 第2の固定抵抗
CT 触媒
Col1,Col2 切替信号
MH1 第1のヒータ抵抗
MH2 第2のヒータ抵抗
N1〜N8 ノード
SW1 第1のスイッチ
SW2 第2のスイッチ
TH 薄膜サーミスタ
Claims (11)
- 直列に接続された第1及び第2のヒータ抵抗と、
前記第1のヒータ抵抗によって加熱され、検出対象ガスの燃焼を促進させる触媒と、
前記第2のヒータ抵抗によって加熱されるサーミスタと、
前記サーミスタに接続された出力端子と、を備えることを特徴とするガスセンサ。 - 前記第1のヒータ抵抗の抵抗値は、前記第2のヒータ抵抗の抵抗値よりも高いことを特徴とする請求項1に記載のガスセンサ。
- 前記第1のヒータ抵抗と前記第2のヒータ抵抗との間に設けられ、前記第1のヒータ抵抗と前記第2のヒータ抵抗を接続する第1の接続状態を有する第1のスイッチをさらに備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のガスセンサ。
- 前記第1のスイッチは、前記第1のヒータ抵抗をグランドに接続する第2の接続状態をさらに有することを特徴とする請求項3に記載のガスセンサ。
- 前記第1のスイッチは、前記第2のヒータ抵抗にガス検知電位を与える第3の接続状態をさらに有することを特徴とする請求項3又は4に記載のガスセンサ。
- バイアス電源と前記サーミスタとの間に接続された固定抵抗をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のガスセンサ。
- 前記固定抵抗と前記サーミスタとの間に接続された第2のスイッチをさらに備え、
前記固定抵抗は、並列に接続され、互いに抵抗値が異なる第1及び第2の固定抵抗を含み、
前記第2のスイッチは、前記第1の固定抵抗を前記サーミスタに接続する第4の接続状態と、前記第2の固定抵抗を前記サーミスタに接続する第5の接続状態を含むことを特徴とする請求項6に記載のガスセンサ。 - 前記触媒は、前記第1のヒータ抵抗上に積層されており、
前記サーミスタは、前記第2のヒータ抵抗上に積層されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載のガスセンサ。 - 前記第1のヒータ抵抗、前記第2のヒータ抵抗、前記触媒及び前記サーミスタは、同一の基板上に集積されていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載のガスセンサ。
- 前記第2のヒータ抵抗による前記サーミスタの加熱温度は、60degC〜200degCの範囲であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載のガスセンサ。
- 前記第1及び第2のヒータ抵抗は、白金を主成分とすることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載のガスセンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016170623A JP6729197B2 (ja) | 2016-09-01 | 2016-09-01 | ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016170623A JP6729197B2 (ja) | 2016-09-01 | 2016-09-01 | ガスセンサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018036174A true JP2018036174A (ja) | 2018-03-08 |
JP6729197B2 JP6729197B2 (ja) | 2020-07-22 |
Family
ID=61565680
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016170623A Active JP6729197B2 (ja) | 2016-09-01 | 2016-09-01 | ガスセンサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6729197B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020008301A (ja) * | 2018-07-03 | 2020-01-16 | 株式会社東芝 | ガスセンサ |
US20210096095A1 (en) * | 2019-09-26 | 2021-04-01 | Tdk Corporation | Gas sensor with improved sensitivity and gas sensor component |
CN113196046A (zh) * | 2018-12-17 | 2021-07-30 | Tdk株式会社 | 气体传感器 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0534308A (ja) * | 1991-07-31 | 1993-02-09 | New Cosmos Electric Corp | 接触燃焼式ガス検知素子 |
JPH0545322A (ja) * | 1991-08-09 | 1993-02-23 | Fuji Electric Co Ltd | ガス検出装置 |
US5265459A (en) * | 1991-08-22 | 1993-11-30 | The Perkin Elmer Corporation | Single-element thermal conductivity detector |
WO2009157123A1 (ja) * | 2008-06-26 | 2009-12-30 | 株式会社 村田製作所 | センサ装置及びその製造方法 |
JP2012058067A (ja) * | 2010-09-08 | 2012-03-22 | Tateyama Kagaku Kogyo Kk | 接触燃焼式ガスセンサの制御回路 |
JP2016020818A (ja) * | 2014-07-14 | 2016-02-04 | Tdk株式会社 | ガス検出装置 |
JP2016050825A (ja) * | 2014-08-29 | 2016-04-11 | Tdk株式会社 | ガスセンサ |
-
2016
- 2016-09-01 JP JP2016170623A patent/JP6729197B2/ja active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0534308A (ja) * | 1991-07-31 | 1993-02-09 | New Cosmos Electric Corp | 接触燃焼式ガス検知素子 |
JPH0545322A (ja) * | 1991-08-09 | 1993-02-23 | Fuji Electric Co Ltd | ガス検出装置 |
US5265459A (en) * | 1991-08-22 | 1993-11-30 | The Perkin Elmer Corporation | Single-element thermal conductivity detector |
WO2009157123A1 (ja) * | 2008-06-26 | 2009-12-30 | 株式会社 村田製作所 | センサ装置及びその製造方法 |
JP2012058067A (ja) * | 2010-09-08 | 2012-03-22 | Tateyama Kagaku Kogyo Kk | 接触燃焼式ガスセンサの制御回路 |
JP2016020818A (ja) * | 2014-07-14 | 2016-02-04 | Tdk株式会社 | ガス検出装置 |
JP2016050825A (ja) * | 2014-08-29 | 2016-04-11 | Tdk株式会社 | ガスセンサ |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020008301A (ja) * | 2018-07-03 | 2020-01-16 | 株式会社東芝 | ガスセンサ |
CN113196046A (zh) * | 2018-12-17 | 2021-07-30 | Tdk株式会社 | 气体传感器 |
CN113196046B (zh) * | 2018-12-17 | 2024-03-08 | Tdk株式会社 | 气体传感器 |
US20210096095A1 (en) * | 2019-09-26 | 2021-04-01 | Tdk Corporation | Gas sensor with improved sensitivity and gas sensor component |
US11898979B2 (en) * | 2019-09-26 | 2024-02-13 | Tdk Corporation | Gas sensor with improved sensitivity and gas sensor component |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6729197B2 (ja) | 2020-07-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7070175B2 (ja) | ガスセンサ | |
US11408843B2 (en) | Gas sensor | |
US11567025B2 (en) | Gas sensor | |
JP6160667B2 (ja) | 熱伝導式ガスセンサ | |
JP6679993B2 (ja) | ガス検出装置 | |
WO2019065127A1 (ja) | ガスセンサ | |
EP3901623B1 (en) | Gas sensor | |
JP2020046438A (ja) | ガス検出装置、ガス検出方法及びガス検出装置を備えた装置 | |
JP6729197B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP6879060B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP6631049B2 (ja) | ガス検出装置 | |
JP2015227822A (ja) | 熱伝導式ガスセンサ | |
JP2017166826A (ja) | ガスセンサ | |
JP6119701B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP7314791B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP2016133404A (ja) | ガス検出装置 | |
JP2002340832A (ja) | 半導体装置と半導体装置の製造方法及びガスセンサとガスセンサの製造方法 | |
JP7156014B2 (ja) | サーミスタ及びこれを備えるガスセンサ | |
JP6834358B2 (ja) | ガスセンサ | |
RU2007139194A (ru) | Твердотельный газовый сенсор (варианты) | |
JPH07104308B2 (ja) | センサおよびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190528 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200422 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200602 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200615 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6729197 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |