JP3518706B2 - Manufacturing method of gas sensor element - Google Patents
Manufacturing method of gas sensor elementInfo
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Description
【発明の属する技術分野】本発明は、作用電極、固体電
解質層、参照電極(以上3つを備えたものを以下、単に
「ガス検知部」とも言う)、ヒーターを形成したセラミ
ックス板(以下、単に「ヒーター基板」とも言う)より
なる新規な構造のガスセンサ素子に関する。詳しくは、
参照電極または作用電極を介してヒーター基板と固体電
解質層とを接合した構造のガスセンサ素子の製造方法に
関する。また接合に用いる電極が参照電極の場合におい
て、上記のように接合した際にヒーター基板と固体電解
質層の間に生じる間隙が気体不透過性物質で封止された
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 working electrode, a solid electrolyte layer, a reference electrode (those having three or more are hereinafter also simply referred to as a "gas detector"), and a ceramic plate having a heater (hereinafter, "gas detector"). The present invention relates to a gas sensor element having a novel structure consisting of a "heater substrate"). For more information,
The present invention relates to a method for manufacturing a gas sensor element having a structure in which a heater substrate and a solid electrolyte layer are bonded to each other via a reference electrode or a working electrode. Further, when the electrode used for bonding is a reference electrode, the gap generated between the heater substrate and the solid electrolyte layer when bonded as described above was sealed with a gas impermeable substance.
The present invention relates to a method for manufacturing a gas sensor element .
【従来の技術】従来より、様々な分野における雰囲気中
の二酸化炭素、窒素酸化物、硫黄酸化物などの無機ガス
濃度の測定は、燃焼制御や環境計測などのデータに利用
されてきた。かかる無機ガスの測定には、赤外線吸収
式、紫外線吸収式あるいは化学発光式など種々の分析手
法が主に採用されてきたが、装置が大型、高価でメンテ
ナンスが必要であるといった問題点が指摘されていた。
これらの装置に対して、小型、簡便で安価なガスセンサ
素子として、固体電解質の起電力変化を利用した固体電
解質型ガスセンサ素子が提案されている。該センサ素子
は、一般に、イオン伝導性の固体電解質層、電子伝導性
物質よりなる参照電極、被検出ガスと解離平衡を有する
金属塩(以下、単に「金属塩」とも言う)と電子伝導性
物質よりなる作用電極から構成される。図2は従来の代
表的なガスセンサ素子の断面図である。このガスセンサ
素子は、陽イオン伝導体である固体電解質層7の両面に
一対の電極6、8を形成し、その一方の電極8上に被検
出ガスとの間で解離平衡を有する金属塩9を設けた構造
である。被検出ガス濃度が変化すると、固体電解質層7
の両面に形成した電極6、8の間に発生する起電力に変
化が生じるため、その起電力変化を電圧計5によって測
定し、予め作成しておいた起電力と被検出ガス濃度との
相関を示す検量線を用いて被検出ガスの濃度を知ろうと
するものである。ガスセンサ素子は、固体電解質層7が
ある一定以上のイオン伝導度を示すために必要な温度で
ある300〜700℃に加熱して使用される。このため
の加熱は、センサ素子外部からの傍熱によって行っても
よいが、ガスセンサ素子の小型化を考慮した場合、自己
発熱可能なヒーター基板を取り付けることが必要であっ
た。2. Description of the Related Art Conventionally, measurement of the concentration of inorganic gases such as carbon dioxide, nitrogen oxides and sulfur oxides in the atmosphere in various fields has been used for data such as combustion control and environmental measurement. For the measurement of such inorganic gas, various analysis methods such as infrared absorption method, ultraviolet absorption method or chemiluminescence method have been mainly adopted, but the problem that the device is large, expensive and maintenance is required has been pointed out. Was there.
For these devices, a solid electrolyte type gas sensor element that utilizes a change in electromotive force of a solid electrolyte has been proposed as a small, simple and inexpensive gas sensor element. The sensor element is generally composed of an ion-conducting solid electrolyte layer, a reference electrode made of an electron-conducting substance, a metal salt having dissociation equilibrium with a gas to be detected (hereinafter also simply referred to as "metal salt"), and an electron-conducting substance. Is composed of a working electrode. FIG. 2 is a sectional view of a conventional typical gas sensor element. In this gas sensor element, a pair of electrodes 6 and 8 are formed on both surfaces of a solid electrolyte layer 7 which is a cation conductor, and a metal salt 9 having dissociation equilibrium with a gas to be detected is formed on one of the electrodes 8. It is the structure provided. When the concentration of the gas to be detected changes, the solid electrolyte layer 7
Since the electromotive force generated between the electrodes 6 and 8 formed on both sides of the electrode changes, the electromotive force change is measured by the voltmeter 5, and the correlation between the electromotive force created in advance and the concentration of the detected gas is measured. It is intended to know the concentration of the gas to be detected by using a calibration curve indicating The gas sensor element is used after being heated to 300 to 700 ° C., which is a temperature required for the solid electrolyte layer 7 to exhibit a certain ionic conductivity or more. The heating for this may be performed by side heat from the outside of the sensor element, but in consideration of downsizing of the gas sensor element, it was necessary to attach a heater substrate capable of self-heating.
【発明が解決しようとする課題】ところが、ガス検知部
にヒーター基板を取り付けるためには、無機接着剤等を
用いた接着層4を必要とするため、ヒーター基板からガ
ス検知部への熱伝導が阻害されてヒーター電圧印加直後
のガスセンサ素子の初期起電力の安定化時間が長くな
る、あるいは製造工程が煩雑であるといった問題を有し
ていた。更に、接着層4を設けることで、加熱と非加熱
を繰り返して行った場合に、使用している材料の熱膨張
率の違いにより剥離等の問題が生じる惧れがあった。従
って、ヒーター基板からガス検知部への熱伝導に優れた
構造を有するヒーター基板一体型ガスセンサ素子で、部
品の小型化や工程の簡素化が可能なガスセンサ素子の開
発が望まれていた。However, in order to attach the heater substrate to the gas detecting portion, the adhesive layer 4 using an inorganic adhesive or the like is required, so that the heat conduction from the heater substrate to the gas detecting portion is required. There was a problem that the stabilization time of the initial electromotive force of the gas sensor element immediately after the application of the heater voltage was prolonged due to the inhibition and the manufacturing process was complicated. Further, by providing the adhesive layer 4, when heating and non-heating are repeated, there is a possibility that problems such as peeling may occur due to the difference in the coefficient of thermal expansion of the material used. Therefore, it has been desired to develop a gas sensor element integrated with a heater substrate, which has a structure excellent in heat conduction from the heater substrate to the gas detection unit, and which can reduce the size of parts and simplify the process.
【課題を解決するための手段】本発明者は、かかる問題
を解決し、熱伝導に優れ、製造工程の簡素化が可能なガ
スセンサ素子について研究を重ねた。その結果、接着層
4を排除し電極6でヒーター基板と固体電解質層7を直
接接合することにより、ヒーター基板からガス検知部へ
の熱伝導が効率的になり、その結果として初期起電力の
安定化時間が短縮され、さらに製造工程の簡素化が図れ
ることが可能となり本発明を提案するに至った。即ち、
本発明は、固体電解質層の一面と、一方の面にヒーター
を形成したセラミックス板のヒーターが形成されてない
面のいずれかに、接着性導電ペーストあるいは接着性導
電ペーストと金属塩の混合物を塗布して、前記固体電解
質層と前記セラミックス板とを張り合わせて焼成するこ
とにより、前記接着性導電ペーストあるいは接着性導電
ペーストと金属塩の混合物を参照電極または作用電極と
し、固体電解質層とセラミックス板とを接合する、ガス
センサ素子の製造方法とである。また、固体電解質層の
一面と、一方の面にヒーターを形成したセラミックス板
のヒーターが形成されてない面のいずれかに、接着性導
電ペーストあるいは接着性導電ペーストと金属塩の混合
物を塗布して、前記固体電解質層と前記セラミックス板
とを張り合わせて焼成することにより、前記接着性導電
ペーストあるいは接着性導電ペーストと金属塩の混合物
を参照電極または作用電極とし、固体電解質層とセラミ
ックス板とを接合し、次いで、固体電解質層とセラミッ
クス板の接合体の側面に、気体不透過性物質を塗布して
焼成し、固体電解質層とセラミックス板との間隙を気体
不透過性物質で封止する、ガスセンサ素子の製造方法で
ある。 The inventors of the present invention have solved the above problems, and have conducted extensive research on a gas sensor element having excellent heat conduction and capable of simplifying the manufacturing process. As a result, by removing the adhesive layer 4 and directly joining the heater substrate and the solid electrolyte layer 7 with the electrode 6, heat conduction from the heater substrate to the gas detection portion becomes efficient, and as a result, the initial electromotive force is stabilized. As a result, it has become possible to shorten the process time, further simplify the manufacturing process, and propose the present invention. That is,
The present invention provides an adhesive conductive paste or an adhesive conductive paste on one surface of a solid electrolyte layer and on one surface of a ceramic plate on which a heater is formed, on which a heater is not formed.
Apply a mixture of electro-deposition paste and metal salt,
The quality layer and the ceramic plate are laminated and fired.
And the adhesive conductive paste or the adhesive conductive
Mix the paste and metal salt with the reference or working electrode.
Gas to bond the solid electrolyte layer and the ceramic plate
And a method of manufacturing a sensor element. Also, in the solid electrolyte layer
Ceramic plate with heater formed on one side and one side
On one of the surfaces of the
Mixing electric paste or adhesive conductive paste with metal salt
The solid electrolyte layer and the ceramic plate
By bonding and firing
Mixture of paste or adhesive conductive paste and metal salt
As the reference electrode or working electrode, and the solid electrolyte layer and the ceramic
The solid electrolyte layer and the ceramic plate.
Apply a gas impermeable substance to the side surface of the bonded plate
After firing, gas is generated in the gap between the solid electrolyte layer and the ceramic plate.
A method of manufacturing a gas sensor element that is sealed with an impermeable substance.
is there.
【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に従って
詳細に説明するが、本発明はこれらの添付図面に特に制
限されるものではない。図1は、本発明で得られるガス
センサ素子の代表的な態様を示す断面図である。本発明
で得られるガスセンサ素子は、固体電解質層7の両面に
電子伝導性物質よりなる電極6、8が形成され、さらに
電極8上には被検出ガスと解離平衡を有する金属塩9が
形成されている。固体電解質7の一面に形成された電極
8と金属塩9とは作用電極を構成し、他方の面に形成さ
れた電極6は参照電極を構成している。そして、固体電
解質7の一面と、セラミックス板3上にヒーター2を形
成してなるヒーター基板のヒーターが形成されていない
面とは、作用電極または参照電極を介して直接接合され
ている。本発明において、固体電解質層7を構成する固
体電解質物質としては、イオン伝導性を有し、使用条件
下で固体である物質が一般に使用される。例えば、ナト
リウム、リチウム等のイオン伝導性を有するNa1+XZ
r2SiXP3-XO12(但し、0≦x≦3である)(以
下、ナシコン(NASICON)ともいう)、β-Al2
O3、β-Ga2O3、Li16-2yZny(GeO4)4(但
し、0≦y<8である)(以下、リシコン(LISIC
ON)ともいう)、Li4GeO4・Li3VO4などが好
適に使用される。固体電解質層7の厚みは特に制限され
ないが、一般には0.2〜1.5mmの範囲から採用さ
れる。本発明における電極6、8を構成する電子伝導性
物質は、公知の材料が特に制限なく使用される。例え
ば、白金、金、銀、パラジウム、ロジウム等の貴金属類
及びそれらの酸化物、一般式La1-zSrzBO3(但
し、BはCo、Cu、Fe及びNiより選ばれた元素を
示し、zは0.01〜0.5の数を示す)で表されるペ
ロブスカイト型酸化物、上記貴金属または貴金属酸化物
とペロブスカイト型酸化物を混合した複合組成物が挙げ
られる。そのうち、白金、金、銀、パラジウム、ロジウ
ムなどの貴金属が、特に、白金及び金が好適に用いられ
る。電極6、8の厚みは特に制限されないが、一般には
2〜20μmの範囲から採用される。本発明において、
金属塩9は被検出ガスと解離平衡を有するものであれば
何等制限なく使用できる。特にNa、Li、K等のアル
カリ金属やCa、Mg、Ba等のアルカリ土類金属の炭
酸塩、Bi、Ag、La、Cuの炭酸塩、あるいはN
a、Li、K等のアルカリ金属やCa、Mg、Ba等の
アルカリ土類金属の硫酸塩、硝酸塩などが使用できる。
これらの金属塩は、被検出ガスの種類に応じて選択でき
る。例えば、被検出ガスが二酸化炭素の場合は炭酸塩
が、硫黄酸化物の場合には硫酸塩が、窒素酸化物の場合
には硝酸塩が使用される。本発明においては、固体電解
層7の一面に形成された電極8と金属塩9とは作用電極
を構成し、他方の面に形成された電極6は参照電極を構
成している。作用極を構成する電極8と金属塩9とは、
図1に示すように、別々の層として存在していても良い
し、また、後述する図3のように、金属塩を電極中に分
散させ、一層よりなる混合作用電極10としてもよい。
ヒーター基板は従来より使用されているものが何等制限
なく使用できる。一般には、セミックス板3上に金属あ
るいは金属酸化物ペーストを塗布し、焼成したヒーター
2を設け、該ヒーターに電源より直流あるいは交流を印
加するように構成したものが好適に使用される。セラミ
ックス板3としては、従来より公知のものが制限なく使
用されるが、一般にはアルミナ、ムライト、窒化アルミ
ニウム、ガラス等のセラミックス板が好適に用いられ
る。また、ヒーター材料としては従来より公知の抵抗体
が制限なく使用されるが、一般には白金、金、ロジウ
ム、パラジウム等の金属、あるいは酸化ルテニウム等の
金属酸化物が好適に用いられる。セラミック板3は、ヒ
ーターの熱を固体電解質層に効率的に電導するために、
厚さのあまり厚くないものであることが好適であり、一
般には0.2〜1.0mmの範囲のものが使用される。
本発明で得られるガスセンサ素子は、固体電解質7の一
面と、セラミックス基板3上にヒーター2を形成してな
るヒーター基板のヒーターが形成されていない面とは、
作用電極または参照電極を介して直接接合されている。
したがって、固体電解質層とヒーター基板の接合に使用
される作用電極または参照電極は、電子伝導性と接着性
を兼ね備えているものである必要がある。この場合、形
成された作用電極または参照電極そのものが接着性を有
していてもよく、また、作用電極または参照電極の形成
時に接着性を発揮するものであってもよい。一般には、
接着性と導電性を共に有する接着性導電ペーストを用い
て電極を形成することが好ましい。接着性導電ペースト
としては、前記した電子伝導性物質、接着材、有機高分
子化合物および有機溶剤よりなる組成物を好適に使用で
きる。接着材としては、ガラスフリットや金属酸化物が
好適に使用される。ガラスフリットとしては、公知のも
のを何等制限なく使用でき、例えば、ホウケイ酸ガラ
ス、バリウムガラス、ケイ酸ガラス、鉛ガラス、ケイ酸
アルカリガラス等が好適である。また、金属酸化物とし
ては、Al2O3,Bi2O3,PbO,CdO,ZnO,
BaO,CaO等が好適に用いられる。有機高分子化合
物としては、公知のものを何等制限なく使用可能である
が、一般には、アクリル酸エステル、メタクリル酸エス
テル等のアクリル樹脂、ポリビニルブチラール等のブチ
ラール樹脂、エチルセルロース、アセチルセルロース、
メチルセルロース等のセルロース誘導体を挙げることが
できる。また、有機溶剤としては、上記の有機高分子化
合物を溶解する有機溶剤を何等制限なく使用可能であ
り、例えば、n−ヘキサン、n−ペンタン等の脂肪族炭
化水素類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;
メチルアルコール、シクロヘキシアルコール類のアルコ
ール類;エチレングリコール、プロピレングリコール等
のグリコール類;シクロヘキサノン、イソホロン等のケ
トン類;テルピネオール、ブチルカルビトールアセテー
ト、エチレングリコールモノメチルエーテル等のグリコ
ール誘導体類;酢酸エステル、酢酸イソプロピル等のエ
ステル類等を挙げることができる。接着材の配合量は、
電子伝導性物質100重量部に対して3〜20重量部の
範囲であることが好ましい。有機高分子化合物の配合量
は、電子伝導性物質100重量部に対して1〜10重量
部の範囲、有機溶剤は電子伝導性物質100重量部に対
して5〜30重量部の範囲であることが好ましい。接着
性導電ペーストは、固体電解質層またはセラミックス板
に塗布される。塗布方法は公知の方法を採用することが
でき、例えば、筆塗り、ディスペンサーあるいは各種印
刷法を挙げることができる。このなかでも、スクリーン
印刷法、オフセット印刷法等の印刷方法を採用すること
が、精度よく電極を形成できるために好適である。接着
性導電ペーストの塗布後、焼成することにより、電極が
形成される。図1、3では、固体電解質層7とセラミッ
クス板3とが、参照電極となりうる電極6を介して接合
される態様を示したが、前述したように作用電極として
混合作用電極10を形成させるような場合においては、
固体電解質層7とセラミックス板3とが、混合作用電極
10を介して接合される態様のガスセンサ素子も可能で
ある。本発明において、参照電極を介して固体電解質層
7とセラミックス板3とを接合した場合、図3に示した
ように、固体電解質層7とセラミックス板3との間隙の
参照電極が外気と接触しないように、固体電解質層7と
セラミックス板3との間隙を気体不透過性物質で封止し
て気体不透過層11を形成した態様のガスセンサ素子が
好適である。気体不透過性物質は、被検出ガスや水蒸気
等の雑ガスを通さないものであれば従来より公知のもの
が何等制限なく使用できる。一般にはガラス、セラミッ
クス、金属等が挙げられるが、好ましくはガラス、セラ
ミックスが、更に好ましくは操作性の点でガラスが好適
である。本発明で得られるガスセンサ素子を使用する場
合、被検出ガス中に含まれる雑ガス、例えば、トルエ
ン、酢酸エチル、エタノール等の有機ガスの影響による
誤動作を防止するために、有機ガスを除去するためのフ
ィルターを用いてもよい。該フィルターとしては公知の
ものが何等制限なく使用できる。本発明で得られるガス
センサ素子は、以下の製造方法で製造する。まず、固体
電解質層7は、公知の方法によって製造できる。代表的
な製造方法を例示すれば、固体電解質物質の粉末、該粉
末に成型助剤を添加したもの、さらには該粉末に結合剤
を添加して造粒したものを成型後、1000〜1300
℃で5〜30時間焼結させる方法、固体電解質物質の粉
末を有機高分子化合物よりなる結合剤、可塑剤及び溶媒
と混練しペースト化した後、ドクターブレード法等によ
りグリーンシートを作製し、これを1000〜1300
℃で5〜30時間焼結する方法、固体電解質物質を真空
蒸着、スパッタリング法などの薄膜形成手法を用いて基
板上に積層する方法などが好適に用いられる。上記した
成型助剤、結合剤、可塑剤および溶媒としては公知のも
のが何等制限なく使用できる。一般的には、成型助剤と
してポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、
エチルセルロース、ポリビニルメチルエーテル、ヒドロ
キシプロピルセルロース等が、結合剤としてはエチルセ
ルロース、ポリビニルブチラール、アビエチン酸レジ
ン、ポリビニルアルコール等が、可塑剤としてはポリエ
チレングリコール、ポリアルキレングリコール、フター
ル酸エステル等が、溶媒としてはトルエン、メチルエチ
ルケトン等が使用される。固体電解質層の一面への電極
の形成は、以下の方法を好適に使用することができる。
接着性導電ペーストあるいは接着性導電ペーストと金属
塩の混合物を、固体電解質層7の一面に、筆塗り、ディ
スペンサーあるいは印刷等の手法で塗布する。次いで、
ペーストを100〜200℃で0.5〜1時間乾燥し、
500〜1000℃で0.5〜2時間焼成する。ヒータ
ー基板と固体電解質層7との接合は、接着性導電ペース
トあるいは接着性導電ペーストと金属塩の混合物を、固
体電解質層7の一面またはセラミックス板3のヒーター
2が形成されていない面に塗布した後、固体電解質層7
とヒーター基板を張り合わせ、その後は上記と同様に行
う。金属塩9の層を電極層とは別の層として形成する場
合は、図1に示したように、電極8の上に金属塩の溶液
あるいは懸濁液を滴下して含浸させる方法、または、接
着性導電ペーストの調製で使用される有機高分子化合物
や有機溶媒を金属塩と混合したペーストを、スクリーン
印刷や筆塗り等の方法によって電極上に塗布した後に、
金属塩が分解しない温度以下で、望ましくは溶融温度以
上で焼成する方法等が一般的に使用される。気体不透過
層11の形成方法は、特に制限されるものではないが、
一般には既述の気体不透過性物質の粉末を有機高分子化
合物を溶解させた有機溶剤に分散させてペースト化し、
固体電解質層7とセラミックス板3の間隙に流し込んで
500〜800℃で0.5〜2時間焼成する方法等が好
適に用いられる。さらに、固体電解質層とヒーター基板
の接合に用いる参照電極の接着性導電ペーストを塗布し
た後、その周囲にドーナツ状に気体不透過性物質ペース
トを塗布して固体電解質層とヒーター基板を接合した後
に、上述した条件で焼成する方法等も好適である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not particularly limited to these accompanying drawings. FIG. 1 shows the gas obtained by the present invention .
It is sectional drawing which shows the typical aspect of a sensor element . The present invention
In the gas sensor element obtained in 1., electrodes 6 and 8 made of an electronically conductive substance are formed on both surfaces of a solid electrolyte layer 7, and a metal salt 9 having dissociation equilibrium with the gas to be detected is further formed on the electrode 8. . The electrode 8 and the metal salt 9 formed on one surface of the solid electrolyte 7 constitute a working electrode, and the electrode 6 formed on the other surface thereof constitutes a reference electrode. Then, one surface of the solid electrolyte 7 and the surface of the heater substrate formed by forming the heater 2 on the ceramic plate 3 on which the heater is not formed are directly bonded via the working electrode or the reference electrode. In the present invention, as the solid electrolyte substance forming the solid electrolyte layer 7, a substance having ion conductivity and being solid under the use condition is generally used. For example, Na 1 + X Z having ionic conductivity of sodium, lithium, etc.
r 2 Si X P 3-X O 12 (where 0 ≦ x ≦ 3) (hereinafter, also referred to as NASICON), β-Al 2
O 3 , β-Ga 2 O 3 , Li 16-2y Zn y (GeO 4 ) 4 (provided 0 ≦ y <8) (hereinafter, referred to as a silicon (LISIC)
ON)), Li 4 GeO 4 .Li 3 VO 4, etc. are preferably used. Although the thickness of the solid electrolyte layer 7 is not particularly limited, it is generally adopted in the range of 0.2 to 1.5 mm. As the electron conductive substance forming the electrodes 6 and 8 in the present invention, known materials are used without particular limitation. For example, noble metals such as platinum, gold, silver, palladium, rhodium and oxides thereof, and the general formula La 1-z Sr z BO 3 (where B represents an element selected from Co, Cu, Fe and Ni) , Z represents a number of 0.01 to 0.5), and a composite composition in which the noble metal or the noble metal oxide and the perovskite oxide are mixed. Of these, noble metals such as platinum, gold, silver, palladium, rhodium, etc., particularly platinum and gold are preferably used. The thickness of the electrodes 6 and 8 is not particularly limited, but is generally within the range of 2 to 20 μm. In the present invention,
The metal salt 9 can be used without any limitation as long as it has dissociation equilibrium with the gas to be detected. Particularly, carbonates of alkali metals such as Na, Li and K, carbonates of alkaline earth metals such as Ca, Mg and Ba, carbonates of Bi, Ag, La and Cu, or N
Sulfates and nitrates of alkali metals such as a, Li and K and alkaline earth metals such as Ca, Mg and Ba can be used.
These metal salts can be selected according to the type of gas to be detected. For example, when the gas to be detected is carbon dioxide, carbonate is used, when it is sulfur oxide, sulfate is used, and when it is nitrogen oxide, nitrate is used. In the present invention, the electrode 8 and the metal salt 9 formed on one surface of the solid electrolytic layer 7 constitute a working electrode, and the electrode 6 formed on the other surface thereof constitutes a reference electrode. The electrode 8 and the metal salt 9 forming the working electrode are
As shown in FIG. 1, it may exist as a separate layer, or as shown in FIG. 3 described later, a metal salt may be dispersed in the electrode to form a mixed working electrode 10 having one layer.
The heater substrate used heretofore can be used without any limitation. In general, a heater in which a metal or metal oxide paste is applied and fired on the semix plate 3 is provided and a direct current or an alternating current is applied to the heater from a power source is preferably used. As the ceramics plate 3, conventionally known ones can be used without limitation, but generally, ceramics plates such as alumina, mullite, aluminum nitride and glass are preferably used. As the heater material, conventionally known resistors are used without limitation, but generally, metals such as platinum, gold, rhodium and palladium, or metal oxides such as ruthenium oxide are preferably used. The ceramic plate 3 efficiently conducts the heat of the heater to the solid electrolyte layer,
It is preferable that the thickness is not too thick, and a thickness in the range of 0.2 to 1.0 mm is generally used.
In the gas sensor element obtained in the present invention, one surface of the solid electrolyte 7 and the surface of the heater substrate formed by forming the heater 2 on the ceramic substrate 3 on which the heater is not formed are
It is directly bonded via a working electrode or a reference electrode.
Therefore, the working electrode or reference electrode used for joining the solid electrolyte layer and the heater substrate needs to have both electron conductivity and adhesiveness. In this case, the formed working electrode or reference electrode itself may have adhesiveness, or may exhibit adhesiveness when the working electrode or reference electrode is formed. In general,
The electrodes are preferably formed using an adhesive conductive paste having both adhesiveness and conductivity. As the adhesive conductive paste, a composition comprising the above-mentioned electron conductive substance, adhesive, organic polymer compound and organic solvent can be preferably used. As the adhesive material, glass frit or metal oxide is preferably used. As the glass frit, known ones can be used without any limitation, and for example, borosilicate glass, barium glass, silicate glass, lead glass, alkali silicate glass and the like are preferable. Further, as the metal oxide, Al 2 O 3 , Bi 2 O 3 , PbO, CdO, ZnO,
BaO, CaO and the like are preferably used. As the organic polymer compound, known compounds can be used without any limitation, but generally, acrylic resins such as acrylic acid esters and methacrylic acid esters, butyral resins such as polyvinyl butyral, ethyl cellulose, acetyl cellulose,
Cellulose derivatives such as methyl cellulose can be mentioned. As the organic solvent, any organic solvent capable of dissolving the above organic polymer compound can be used without any limitation. For example, aliphatic hydrocarbons such as n-hexane and n-pentane; aromatics such as toluene and xylene. Group hydrocarbons;
Alcohols such as methyl alcohol and cyclohexyl alcohol; glycols such as ethylene glycol and propylene glycol; ketones such as cyclohexanone and isophorone; glycol derivatives such as terpineol, butyl carbitol acetate and ethylene glycol monomethyl ether; acetic acid ester, acetic acid Examples thereof include esters such as isopropyl. The amount of adhesive compounded is
It is preferably in the range of 3 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the electron conductive material. The compounding amount of the organic polymer compound is in the range of 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the electron conductive substance, and the organic solvent is in the range of 5 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the electron conductive substance. Is preferred. The adhesive conductive paste is applied to the solid electrolyte layer or the ceramic plate. As a coating method, a known method can be adopted, and examples thereof include brush coating, a dispenser, and various printing methods. Among these, it is preferable to use a printing method such as a screen printing method or an offset printing method because the electrodes can be formed with high accuracy. An electrode is formed by baking after applying the adhesive conductive paste. 1 and 3 show a mode in which the solid electrolyte layer 7 and the ceramic plate 3 are joined via the electrode 6 which can serve as a reference electrode, the mixed working electrode 10 may be formed as a working electrode as described above. In that case,
A gas sensor element in which the solid electrolyte layer 7 and the ceramic plate 3 are joined via the mixed working electrode 10 is also possible. In the present invention, when the solid electrolyte layer 7 and the ceramic plate 3 are joined via the reference electrode, the reference electrode in the gap between the solid electrolyte layer 7 and the ceramic plate 3 does not come into contact with the outside air as shown in FIG. As described above, the gas sensor element of the aspect in which the gas impermeable layer 11 is formed by sealing the gap between the solid electrolyte layer 7 and the ceramic plate 3 with the gas impermeable substance is suitable. As the gas-impermeable substance, conventionally known substances can be used without any limitation as long as they do not pass the gas to be detected or a contaminant gas such as water vapor. Generally, glass, ceramics, metal and the like can be mentioned, but glass and ceramics are preferable, and glass is more preferable in terms of operability. When using the gas sensor element obtained in the present invention, in order to prevent malfunctions due to the influence of miscellaneous gases contained in the gas to be detected, for example, organic gases such as toluene, ethyl acetate, and ethanol, to remove the organic gas. You may use the filter of. As the filter, known filters can be used without any limitation. Gas obtained by the present invention
The sensor element is manufactured by the following manufacturing method. First, the solid electrolyte layer 7 can be manufactured by a known method. As a typical production method, powder of a solid electrolyte substance, a powder obtained by adding a molding aid to the powder, and a powder obtained by adding a binder to the powder and then granulating the powder are subjected to 1000 to 1300.
A method of sintering at 5 ° C. for 5 to 30 hours, a powder of a solid electrolyte substance is kneaded with a binder made of an organic polymer compound, a plasticizer and a solvent to form a paste, and a green sheet is prepared by a doctor blade method or the like. 1000 to 1300
A method of sintering at 5 ° C. for 5 to 30 hours, a method of laminating a solid electrolyte substance on a substrate using a thin film forming method such as vacuum deposition, a sputtering method, and the like are suitably used. As the above-mentioned molding aid, binder, plasticizer and solvent, known materials can be used without any limitation. Generally, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, as a molding aid,
Ethyl cellulose, polyvinyl methyl ether, hydroxypropyl cellulose and the like, as the binder ethyl cellulose, polyvinyl butyral, abietic acid resin, polyvinyl alcohol and the like, as the plasticizer polyethylene glycol, polyalkylene glycol, phthalic acid ester and the like, as the solvent Toluene, methyl ethyl ketone, etc. are used. The following method can be preferably used for forming the electrode on the one surface of the solid electrolyte layer.
The adhesive conductive paste or the mixture of the adhesive conductive paste and the metal salt is applied to one surface of the solid electrolyte layer 7 by a method such as brush painting, dispenser or printing. Then
Dry the paste at 100-200 ° C. for 0.5-1 hour,
Baking is performed at 500 to 1000 ° C. for 0.5 to 2 hours. To bond the heater substrate to the solid electrolyte layer 7, an adhesive conductive paste or a mixture of the adhesive conductive paste and a metal salt was applied to one surface of the solid electrolyte layer 7 or the surface of the ceramic plate 3 on which the heater 2 was not formed. After that, the solid electrolyte layer 7
And the heater substrate, and then proceed as above.
U When the layer of the metal salt 9 is formed as a layer different from the electrode layer, a method of dropping and impregnating a solution or suspension of the metal salt on the electrode 8 as shown in FIG. 1, or A paste prepared by mixing an organic polymer compound or an organic solvent used in the preparation of the adhesive conductive paste with a metal salt is applied onto the electrode by a method such as screen printing or brush coating,
Generally used is a method of firing at a temperature below the temperature at which the metal salt is not decomposed, preferably above the melting temperature. The method for forming the gas impermeable layer 11 is not particularly limited,
Generally, the powder of the gas-impermeable substance described above is dispersed in an organic solvent in which an organic polymer compound is dissolved to form a paste,
A method of pouring into the gap between the solid electrolyte layer 7 and the ceramic plate 3 and firing at 500 to 800 ° C. for 0.5 to 2 hours is preferably used. Further, after applying the adhesive conductive paste of the reference electrode used for joining the solid electrolyte layer and the heater substrate, after applying the gas impermeable substance paste in a donut shape around it and joining the solid electrolyte layer and the heater substrate The method of firing under the above conditions is also suitable.
【発明の効果】本発明で得られるガスセンサ素子は、従
来のヒーター基板とガス検知部を接合するために用いら
れていた接着層を用いることなく、電極用として形成さ
れていた電子伝導物質を接着層を兼ねて使用しようとす
るものであるため、ヒーター基板からガス検知部への熱
伝導の効率化が図られることになり、ヒーター電圧印加
直後のガスセンサ素子の初期起電力の安定化時間を短縮
することが可能となる。また、該ガスセンサ素子の製造
方法は、構成部品の小型化と工程の簡素化が可能であ
り、工業的な意義は大きい。なお、従来使用していた接
着層を取り除くことにより、加熱と非加熱を繰り返した
場合、使用している部材の熱膨張率の違いにより起こる
剥離といった問題発生の低減も期待できる。更に、ヒー
ター基板と固体電解質層の間に生じる間隙を気体不透過
性物質で封止することにより、ガスセンサ素子が高湿度
雰囲気あるいは高濃度の雑ガスに曝された場合において
も、長期間にわたり安定した起電力を示す。The gas sensor element obtained by the present invention adheres the electron conductive material formed for the electrode without using the adhesive layer used for joining the conventional heater substrate and the gas detecting portion. Since it is intended to be used as a layer as well, the efficiency of heat conduction from the heater substrate to the gas detection part will be improved, and the stabilization time of the initial electromotive force of the gas sensor element immediately after applying the heater voltage is shortened. It becomes possible to do. In addition, the method for manufacturing the gas sensor element can reduce the size of the component parts and simplify the process, and has great industrial significance. By removing the conventionally used adhesive layer, when heating and non-heating are repeated, it is expected that the occurrence of problems such as peeling due to the difference in the coefficient of thermal expansion of the member being used can be reduced. Furthermore, by sealing the gap between the heater substrate and the solid electrolyte layer with a gas impermeable substance, the gas sensor element is stable for a long period of time even when exposed to a high humidity atmosphere or a high concentration of undesired gas. The electromotive force is shown.
【作用】加熱を必要とするガスセンサ素子において、ヒ
ーター基板からガス検知部への熱伝導の効率がそのまま
ヒーター消費電力に直結するため、効果的な熱伝導が低
消費電力化には重要な要素となる。これを実現するため
には、熱伝導性に優れる物質による接合、ヒーター基板
とガス検知部の距離の短縮等が考えられるが、本発明で
得られるガスセンサ素子では接着層を除去することで距
離の短縮を図り、熱伝導性に優れる電極で直接接合する
ことで有効な熱伝導が可能となったと考えられる。一般
に、固体電解質型ガスセンサ素子の初期起電力の安定化
時間は、ヒーター電圧印加後のガスセンサ素子の熱安定
化時間に依存すると考えられており、本発明で得られる
ガスセンサ素子はヒーター基板からガス検知部への効率
的な熱伝導によりこのガスセンサ素子の熱安定化時間が
短縮され、従って初期起電力の安定化時間も短縮された
ものと思われる。なお、ヒーター基板と固体電解質層の
間に生じる間隙を気体不透過層で封止する態様は、熱伝
導性の最も悪い空気を排除することで、上述した作用を
より効果的にしたものと考えられる。[Function] In a gas sensor element that requires heating, since the efficiency of heat conduction from the heater substrate to the gas detection unit is directly connected to the power consumption of the heater, effective heat conduction is an important factor for reducing power consumption. Become. To achieve this, joining by material having excellent thermal conductivity, but shortening the distance between the heater substrate and the gas detecting portion is considered, in the present invention
In the obtained gas sensor element, it is considered that the distance can be shortened by removing the adhesive layer, and effective heat conduction can be achieved by directly joining the electrodes with excellent heat conductivity. Generally, the stabilization time of the initial electromotive force of the solid electrolyte type gas sensor element is considered to depend on the thermal stabilization time of the gas sensor element after application of the heater voltage, and is obtained by the present invention.
It is considered that the heat stabilization time of the gas sensor element is shortened by the efficient heat conduction from the heater substrate to the gas detection portion, and thus the stabilization time of the initial electromotive force is also shortened. The mode in which the gap between the heater substrate and the solid electrolyte layer is sealed with a gas impermeable layer is considered to have made the above-described action more effective by eliminating the air having the worst thermal conductivity. To be
【実施例】本発明を具体的に説明するために以下の実施
例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定
されるものではない。
実施例1、比較例1
図1に示すような構造の二酸化炭素センサを実施例1
で、図2に示すような二酸化炭素センサを比較例1で作
製した。固体電解質層7は、5重量%のポリビニルアル
コールを結合剤として添加してスプレードライヤーで造
粒したNASICON粉末を一軸成型後、1200℃で
12時間焼結することで直径4mm、厚さ0.5mmの
円盤状のチップを作製した。また、ヒーター基板は、ア
ルミナよりなるセラミックス板3(厚み0.6mm)上
に、市販の白金ペーストを波型にスクリーン印刷し、1
00℃で1時間乾燥後、1000℃で1時間焼成するこ
とで形成した。実施例1の場合、前述した固体電解質層
の片面に、市販の金ペーストをスクリーン印刷し、10
0℃で1時間乾燥して電極8を形成し、さらにこの上
に、炭酸リチウム粉末を5重量%含む、エチルセルロー
スを溶解させたテルピネオールによってペースト化した
ものをスクリーン印刷し、100℃で1時間乾燥するこ
とで金属塩9の層を形成した。その後、固体電解質層の
電極8を形成していない側の面に、金粉末100重量部
に対して9重量部のホウケイ酸ガラスを混合したもの
を、6重量部のエチルセルロースを10重量部のテルピ
ネオールに溶解したものでペースト化し、これを印刷
し、該ペーストが乾燥しないうちにセラミックス板3の
ヒーター2が形成されていない面を張り合わせ、100
℃で1時間乾燥することで電極6を形成した。最後に、
650℃で1時間焼成することによってガスセンサ素子
を作製した。比較例1の場合、前記固体電解質層の両面
に、市販の金ペーストをスクリーン印刷し、100℃で
1時間乾燥の工程を片面づつ繰り返すことで、電極6、
8を形成した。電極8の上には、実施例1で使用した炭
酸リチウムのペーストをスクリーン印刷し、100℃で
1時間乾燥することで金属塩9の層を形成した。最後
に、650℃で1時間焼成することでガス検知部を作製
した。その後、接着層4として市販のガラスペーストを
電極6上にスクリーン印刷し、該ペーストが乾燥しない
うちにセラミックス板3のヒーター2が形成されていな
い面を張り合わせ、100℃で1時間乾燥、650℃で
30分焼成することでガスセンサ素子を作製した。ヒー
ター2には電源1より直流電圧を印加することで、ガス
センサ素子を450℃に加熱した。なお、電極6、8か
らは白金線が取り出されており、両電極間に発生する起
電力を電圧計5で測定した。二酸化炭素ガス感度の評価
は、ガスセンサ素子を大気中の二酸化炭素濃度とほぼ等
しい350ppm中に加熱放置し、その後雰囲気の二酸
化炭素濃度を700,1000,2000ppmに変更
した場合の起電力変化を測定することで行った。結果を
表1に示したが、実施例1によって作製したガスセンサ
素子は、比較例1によって作製された従来のガスセンサ
素子と比較して、起電力値、感度共ほとんど変化なく良
好であることがわかった。EXAMPLES The present invention will be described with reference to the following examples in order to specifically describe the present invention, but the present invention is not limited to these examples. Example 1, Comparative Example 1 A carbon dioxide sensor having a structure as shown in FIG.
Then, a carbon dioxide sensor as shown in FIG. 2 was produced in Comparative Example 1. The solid electrolyte layer 7 has a diameter of 4 mm and a thickness of 0.5 mm by uniaxially molding NASICON powder obtained by adding 5% by weight of polyvinyl alcohol as a binder and granulating with a spray dryer, and then sintering at 1200 ° C. for 12 hours. A disc-shaped chip was prepared. Further, the heater substrate was screen-printed in a corrugated pattern with a commercially available platinum paste on a ceramic plate 3 (thickness: 0.6 mm) made of alumina.
It was formed by drying at 00 ° C. for 1 hour and baking at 1000 ° C. for 1 hour. In the case of Example 1, a commercially available gold paste was screen-printed on one surface of the solid electrolyte layer described above,
An electrode 8 was formed by drying at 0 ° C for 1 hour, and a paste containing terpineol in which ethyl cellulose was dissolved and containing 5% by weight of lithium carbonate powder was screen-printed thereon and dried at 100 ° C for 1 hour. By doing so, a layer of metal salt 9 was formed. Then, a mixture of 9 parts by weight of borosilicate glass with 100 parts by weight of gold powder was mixed with 6 parts by weight of ethyl cellulose and 10 parts by weight of terpineol on the surface of the solid electrolyte layer on which the electrode 8 was not formed. It is melted into a paste to form a paste, which is printed, and before the paste is dried, the surfaces of the ceramic plate 3 on which the heater 2 is not formed are stuck together,
The electrode 6 was formed by drying at 6 ° C. for 1 hour. Finally,
A gas sensor element was produced by firing at 650 ° C. for 1 hour. In the case of Comparative Example 1, a commercially available gold paste was screen-printed on both sides of the solid electrolyte layer, and the step of drying at 100 ° C. for 1 hour was repeated on each side to form an electrode 6,
8 was formed. A layer of the metal salt 9 was formed on the electrode 8 by screen-printing the lithium carbonate paste used in Example 1 and drying at 100 ° C. for 1 hour. Finally, the gas detection part was produced by baking at 650 degreeC for 1 hour. After that, a commercially available glass paste is screen-printed on the electrode 6 as the adhesive layer 4, the surfaces of the ceramic plate 3 on which the heater 2 is not formed are pasted before the paste is dried, and the ceramic plate 3 is dried at 100 ° C. for 1 hour and 650 ° C. A gas sensor element was produced by baking for 30 minutes. The gas sensor element was heated to 450 ° C. by applying a DC voltage from the power source 1 to the heater 2. A platinum wire was taken out from the electrodes 6 and 8, and the electromotive force generated between both electrodes was measured with a voltmeter 5. The carbon dioxide gas sensitivity is evaluated by measuring the change in electromotive force when the gas sensor element is heated and left in 350 ppm which is almost equal to the carbon dioxide concentration in the atmosphere, and then the carbon dioxide concentration in the atmosphere is changed to 700, 1000 and 2000 ppm. I went there. The results are shown in Table 1, and it is found that the gas sensor element manufactured according to Example 1 is good in both electromotive force value and sensitivity as compared with the conventional gas sensor element manufactured according to Comparative Example 1. It was
【表1】
初期起電力安定化の評価は、実施例1と比較例1のガス
センサ素子を二酸化炭素濃度350ppm中に放置し、
同時にヒーター電圧を印加した後、センサ素子の起電力
が最終安定値の3%以内に達するまでの時間を測定する
ことで行った。その結果を表2に示したが、比較例1の
ガスセンサ素子は53分を要したのに対して、実施例1
のガスセンサ素子は25分で安定な起電力を示した。以
上より本発明で得られるガスセンサ素子が従来のガスセ
ンサ素子に比べて、初期起電力安定性に優れていること
が明らかとなった。[Table 1] The initial electromotive force stabilization was evaluated by leaving the gas sensor elements of Example 1 and Comparative Example 1 in a carbon dioxide concentration of 350 ppm.
At the same time, after applying the heater voltage, the time until the electromotive force of the sensor element reached within 3% of the final stable value was measured. The results are shown in Table 2, and the gas sensor element of Comparative Example 1 required 53 minutes, whereas Example 1
The gas sensor element of showed a stable electromotive force in 25 minutes. From the above, it has been clarified that the gas sensor element obtained in the present invention is superior in initial electromotive force stability as compared with the conventional gas sensor element.
【表2】
さらに、実施例1と比較例1のガスセンサ素子をそれぞ
れ100個ずつ製造した結果、実施例1のガスセンサ素
子を製造するための時間は比較例1のガスセンサ素子を
作製するための時間の約8割であったことより、実施例
1のガスセンサ素子の製造方法は従来の製造方法に比べ
て工程の簡素化が図られていることがわかった。
実施例2
図3に示すような二酸化炭素センサ素子を作製した。固
体電解質層7とヒーター基板は実施例1と同様のものを
用いた。固体電解質層の片面に、市販の金ペーストに5
0重量%の炭酸リチウムを添加、混合し、シンナーで粘
度調整をしてペースト化したものをスクリーン印刷し、
100℃で1時間乾燥することで混合作用電極10を形
成した。もう一方の面には、金粉末100重量部に対し
て8重量部のホウケイ酸ガラスと4重量部のZnOを混
合したものを、6重量部のエチルセルロースを15重量
部のテルピネオールに溶解したものでペースト化し、こ
れをスクリーン印刷し、該ペーストが乾燥しないうちに
セラミックス板3のヒーター2が形成されていない面を
張り合わせ、100℃で1時間乾燥することで電極6を
形成した。その後、650℃で1時間焼成を行った。さ
らに、ガラス粉末を3重量%のエチルセルロースを溶解
したテルピネオールでペースト化し、該ペーストが固体
電解質層7とセラミックス板3の間に生じた間隙に浸入
するように、側面から筆塗りで塗布して100℃で1時
間乾燥し、650℃で30分焼成することで気体不透過
層11を形成してなるガスセンサ素子を作製した。ガス
センサ素子の評価は、実施例1と同様の方法で行い、結
果を表1に併せて示した。実施例2によって作製したガ
スセンサ素子は、比較例1によって作製された従来のガ
スセンサ素子と比較して、起電力値、感度共ほとんど変
化なく良好であることがわかった。さらに、実施例1と
同様の方法で初期起電力安定化の評価を行い、結果を表
2に併せて示した。実施例2のガスセンサ素子の起電力
安定化時間は23分であり十分に早かった。[Table 2] Further, as a result of manufacturing 100 gas sensor elements of each of Example 1 and Comparative Example 1, the time for manufacturing the gas sensor element of Example 1 is about 80% of the time for manufacturing the gas sensor element of Comparative Example 1. From the above, it was found that the method of manufacturing the gas sensor element of Example 1 has a simplified process as compared with the conventional manufacturing method. Example 2 A carbon dioxide sensor element as shown in FIG. 3 was produced. The same solid electrolyte layer 7 and heater substrate as in Example 1 were used. Apply a commercially available gold paste on one side of the solid electrolyte layer.
Add 0% by weight of lithium carbonate, mix, adjust viscosity with thinner, paste-form, screen print,
The mixed working electrode 10 was formed by drying at 100 ° C. for 1 hour. On the other side, a mixture of 8 parts by weight of borosilicate glass and 4 parts by weight of ZnO was mixed with 100 parts by weight of gold powder, and 6 parts by weight of ethyl cellulose was dissolved in 15 parts by weight of terpineol. The paste was formed, screen-printed, the surfaces of the ceramic plate 3 on which the heater 2 was not formed were adhered before the paste was dried, and the paste was dried at 100 ° C. for 1 hour to form the electrode 6. Then, it baked at 650 degreeC for 1 hour. Further, the glass powder was made into a paste with terpineol in which 3% by weight of ethyl cellulose was dissolved, and the paste was applied from the side surface with a brush so that the paste would penetrate into the gap formed between the solid electrolyte layer 7 and the ceramic plate 3. A gas sensor element having the gas impermeable layer 11 formed was produced by drying at 1 ° C. for 1 hour and baking at 650 ° C. for 30 minutes. The gas sensor element was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are also shown in Table 1. It was found that the gas sensor element manufactured according to Example 2 was excellent in both electromotive force value and sensitivity as compared with the conventional gas sensor element manufactured according to Comparative Example 1. Furthermore, the initial electromotive force stabilization was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are also shown in Table 2. The electromotive force stabilization time of the gas sensor element of Example 2 was 23 minutes, which was sufficiently early.
【図1】本発明のガスセンサ素子の代表的な態様を示す
断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a typical aspect of a gas sensor element of the present invention.
【図2】従来の代表的なガスセンサ素子の断面図であ
る。FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional representative gas sensor element.
【図3】本発明のガスセンサ素子の他の態様を示す断面
図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing another aspect of the gas sensor element of the present invention.
1 電源 2 ヒーター 3 セラミックス板 4 接着層 5 電圧計 6、8 電極 7 固体電解質層 9 金属塩 10 混合作用電極 11 気体不透過層 1 power supply 2 heater 3 Ceramics plate 4 Adhesive layer 5 Voltmeter 6, 8 electrodes 7 Solid electrolyte layer 9 metal salts 10 Mixed working electrode 11 Gas impermeable layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 27/41 G01N 27/416 G01N 27/406 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01N 27/41 G01N 27/416 G01N 27/406
Claims (2)
ーを形成したセラミックス板のヒーターが形成されてな
い面のいずれかに、接着性導電ペーストあるいは接着性
導電ペーストと金属塩の混合物を塗布して、前記固体電
解質層と前記セラミックス板とを張り合わせて焼成する
ことにより、前記接着性導電ペーストあるいは接着性導
電ペーストと金属塩の混合物を参照電極または作用電極
とし、固体電解質層とセラミックス板とを接合する、ガ
スセンサ素子の製造方法。1. An adhesive conductive paste or an adhesive agent is provided on either one surface of a solid electrolyte layer or a ceramic plate having a heater formed on one surface thereof on which no heater is formed .
Apply a mixture of conductive paste and metal salt to
The degradation layer and the ceramics plate are laminated and fired.
The adhesive conductive paste or adhesive conductive
Electrolytic paste and metal salt mixture as reference or working electrode
And a method for manufacturing a gas sensor element, in which a solid electrolyte layer and a ceramics plate are joined together .
ーを形成したセラミックス板のヒーターが形成されてな
い面のいずれかに、接着性導電ペーストあるいは接着性
導電ペーストと金属塩の混合物を塗布して、前記固体電
解質層と前記セラミックス板とを張り合わせて焼成する
ことにより、前記接着性導電ペーストあるいは接着性導
電ペーストと金属塩の混合物を参照電極または作用電極
とし、固体電解質層とセラミックス板とを接合し、次いで、固体電解質層とセラミックス板の接合体の側面
に、気体不透過性物質を塗布して焼成し、固体電解質層
とセラミックス板との間隙を気体不透過性物質で封止す
る、 ガスセンサ素子の製造方法。2. An adhesive conductive paste or adhesive property is provided on either one surface of the solid electrolyte layer or a surface of a ceramic plate having a heater formed on one surface thereof on which no heater is formed .
Apply a mixture of conductive paste and metal salt to
The degradation layer and the ceramics plate are laminated and fired.
The adhesive conductive paste or adhesive conductive
Electrolytic paste and metal salt mixture as reference or working electrode
Then, the solid electrolyte layer and the ceramic plate are bonded together , and then the side surface of the bonded body of the solid electrolyte layer and the ceramic plate
, A gas impermeable substance is applied and baked to form a solid electrolyte layer.
The gap between the ceramic plate and the ceramic plate with a gas impermeable substance
A method for manufacturing a gas sensor element.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP29424195A JP3518706B2 (en) | 1995-11-13 | 1995-11-13 | Manufacturing method of gas sensor element |
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JPH09133650A JPH09133650A (en) | 1997-05-20 |
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1995
- 1995-11-13 JP JP29424195A patent/JP3518706B2/en not_active Expired - Lifetime
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