JP4715375B2 - ガスセンサ素子の製造方法及びガスセンサ素子 - Google Patents

Description

本発明は、車両用エンジン等の内燃機関の燃焼制御等に用いることができるガスセンサ素子に関する。

車両用内燃機関の排気管に、空燃比センサのようなガスセンサを設け、排気ガス中の酸素濃度等から空燃比を検出し、これを利用して内燃機関の燃焼制御を行うことがある（排気ガス制御フィードバックシステム）。特に、三元触媒を用いて効率良く排気ガスを浄化するためには、車両用内燃機関の燃焼室において空燃比が特定の値となるように制御することが重要である。

上記ガスセンサには、図９に示すような、排気ガス中の酸素濃度を検出するガスセンサ素子９が内蔵されている。該ガスセンサ素子９は、酸素イオン伝導性の固体電解質体９３と、該固体電解質体９３の一方の面に設けた被測定ガス側電極９２と、固体電解質体９３の他方の面に形成した基準ガス側電極９４と、被測定ガス側電極９２に面するチャンバ空間９２０とを有する。該チャンバ空間９２０は、多孔質拡散抵抗層９０及び緻密な遮蔽層９１により被覆されている。そして、多孔質拡散抵抗層９０を介して、被測定ガスがチャンバ空間９２０に導入されるよう構成されている（特許文献１参照）。

近年、ガスセンサ素子９は、自動車エンジンの始動時から速やかに空燃比を検知して燃焼制御機構を働かせることができるよう、より早い時間で活性温度に到達（早期活性）することが求められるようになってきている。そして、上記早期活性の実現には、ガスセンサ素子９の熱容量の低下を図ることが有効な手段であるため、多孔質拡散抵抗層９０をペーストによって形成することにより、ガスセンサ素子９の薄型化、即ち、熱容量の低下が図られている。

しかしながら、上述のごとく、多孔質拡散抵抗層９０をペーストにより形成するため、例えば、焼成前の積層加圧等の条件により、上記ペーストの膜厚にバラツキが生じて所望の膜厚を得ることができないという不具合が発生してしまうおそれがある。その結果、図９に示すごとく、多孔質拡散抵抗層９０の膜厚にバラツキが生じ、所望の一定の膜厚を有する多孔質拡散抵抗層９０を得ることが困難となるおそれがある。

ガスセンサ、特に空燃比センサ等の限界電流式のガスセンサにおいては、多孔質拡散抵抗層９０の膜厚は、所定の被測定ガス濃度雰囲気におけるガスセンサ素子９の出力値を決定する重要な要素となる。即ち、多孔質拡散抵抗層９０の膜厚にバラツキが生じた場合、多孔質拡散抵抗層９０において被測定ガスを取り込む端面９０９の面積にバラツキが生じ、その結果、ガスセンサ素子９の出力値に製造上のバラツキが発生するおそれがある。

特開２０００−６５７８２号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、出力値の製造上のバラツキを抑制することができるガスセンサ素子の製造方法、及びガスセンサ素子を提供しようとするものである。

第１の発明は、酸素イオン伝導性の固体電解質体と、該固体電解質体の一方の面に設けた被測定ガス側電極と、上記固体電解質体の他方の面に設けた基準ガス側電極と、上記被測定ガス側電極を覆うように上記固体電解質体に積層した遮蔽層と、上記固体電解質体と上記遮蔽層との間に配設した多孔質拡散抵抗層とを有するガスセンサ素子の製造方法であって、
得ようとする上記多孔質拡散抵抗層の膜厚と同等の粒径を有する膜厚制御用粒子を混入した、上記多孔質拡散抵抗層形成用のペーストを作製するペースト作製工程と、
上記ペーストを、上記固体電解質体形成用のグリーンシート又は上記遮蔽層形成用のグリーンシートの表面に配置するペースト配置工程と、
上記ペーストを挟むように上記固体電解質体形成用のグリーンシートと上記遮蔽層形成用のグリーンシートとを積層し加圧して未焼積層体を得る積層工程と、
該未焼積層体を焼成する焼成工程とを有し、
上記多孔質拡散抵抗層形成用の上記膜厚制御用粒子は平均粒径が１５〜３０μｍであり、
また、上記積層工程における加圧力は、０．０５〜１０ＭＰａであることを特徴とするガスセンサ素子の製造方法にある（請求項１）。

次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記製造方法では、得ようとする上記多孔質拡散抵抗層の膜厚と同等の粒径を有する膜厚制御用粒子を混入して作製したペーストを挟むように上記固体電解質体形成用のグリーンシートと上記遮蔽層形成用のグリーンシートとを積層し加圧して未焼積層体を得る。それ故、上記ペーストに混入される複数の上記膜厚制御用粒子を、上記固体電解質体形成用のグリーンシートと上記遮蔽層形成用のグリーンシートとに当接するよう配設することができる。即ち、１５〜３０μｍの平均粒径を有する上記膜厚制御用粒子に、上記固体電解質体形成用のグリーンシートと上記遮蔽層形成用のグリーンシートとの間の距離を確保する支柱としての機能を持たせることができる。

そのため、上記固体電解質体形成用のグリーンシートと上記遮蔽層形成用のグリーンシートとを上記積層工程において加圧したとき、その押圧力に多少のバラツキや偏りがあっても、上記ペーストの膜厚を、所望の一定の膜厚に保つことができる。これにより、所望の一定の膜厚を有する上記多孔質拡散抵抗層を容易に作製することができる。
特に、本発明では平均粒径１５〜３０μｍの膜厚制御用粒子を用い、かつ積層工程における加圧力を０．０５〜１０ＭＰａとしているので上記効果を容易、確実に得ることができる。

そして、そのため、上記多孔質拡散抵抗層において被測定ガスを取り込む端面の面積のバラツキを抑制することができ、上記ガスセンサ素子における出力値の製造上のバラツキを抑制することができる。
また、上記製造方法によれば、上記多孔質拡散抵抗層の薄型化を容易に図ることができるため、上記ガスセンサ素子の早期活性をも充分に促すことができる。

以上のごとく、本発明によれば、出力値の製造上のバラツキを抑制することができるガスセンサ素子の製造方法を提供することができる。

第２の発明は、酸素イオン伝導性の固体電解質体と、該固体電解質体の一方の面に設けた被測定ガス側電極と、上記固体電解質体の他方の面に設けた基準ガス側電極と、上記被測定ガス側電極を覆うように上記固体電解質体に積層した遮蔽層と、上記固体電解質体と上記遮蔽層との間に配設した多孔質拡散抵抗層とを有するガスセンサ素子であって、
上記多孔質拡散抵抗層は、該多孔質拡散抵抗層の膜厚と同等の粒径を有する膜厚制御用粒子を有してなり、
かつ上記膜厚制御用粒子は、平均粒径が１５〜３０μｍであることを特徴とするガスセンサ素子にある（請求項６）。

本発明の上記ガスセンサ素子における上記多孔質拡散抵抗層は、該多孔質拡散抵抗層の膜厚と同等の粒径を有する上記膜厚制御用粒子を有してなる。即ち、上記膜厚制御用粒子は、上記固体電解質体と上記遮蔽層とに当接するよう配設され、該膜厚制御用粒子は平均粒径１５〜３０μｍのものを用いている。
そのため、膜厚制御用粒子は、上記固体電解質体と上記遮蔽層との間の距離を確保する支柱としての機能を持つこととなる。それ故、上記多孔質拡散抵抗層に、上記固体電解質体と上記遮蔽層とから局所的に押圧力が作用しても、上記多孔質拡散抵抗層を所望の一定の膜厚に保つことができる。

したがって、上記多孔質拡散抵抗層において被測定ガスを取り込む端面の面積のバラツキを抑制することができ、その結果、上記ガスセンサ素子における出力値の製造上のバラツキを抑制することができる。
また、上記多孔質拡散抵抗層の薄型化を容易に図ることができるため、上記ガスセンサ素子の早期活性をも充分に促すことができる。

以上のごとく、本発明によれば、出力値の製造上のバラツキを抑制することができるガスセンサ素子を提供することができる。

第１の発明（請求項１）及び第２の発明（請求項６）において、上記膜厚制御用粒子は、粒径のバラツキが±１５％以内であることが好ましい（請求項２、請求項７）。
この場合には、上記多孔質拡散抵抗層の膜厚のバラツキを±１５％以内に制御することができるため、上記ガスセンサ素子における出力値の製造上のバラツキを充分に抑制することができる。
これに対して、上記粒径のバラツキが±１５％以内の範囲にない場合は、上記多孔質拡散抵抗層の膜厚のバラツキを防ぐことが困難となる。

また、上記膜厚制御用粒子は、平均粒径が１５〜３０μｍである。
そのため、上記のごとく、上記多孔質拡散抵抗層の膜厚制御を容易に行うことができると共に、膜厚が一定である多孔質拡散抵抗層を容易に作製することができる。

上記膜厚制御用粒子の平均粒径が１５μｍ未満である場合には、上記ペーストの膜厚が、上記膜厚制御用粒子の粒径と比較して過大となってしまうため、上記膜厚制御用粒子の支柱としての機能を発揮することが困難となるおそれがある。そして、加圧後も、上記ペーストが膜厚を維持する場合には、所望の膜厚を有する上記多孔質拡散抵抗層を得ることが困難となるおそれがある。
また、上記平均粒径が３０μｍを超える場合には、上記ペーストが垂れ易くなるため、所望の膜厚を有する多孔質拡散抵抗層を形成することが困難となると共に、上記ガスセンサ素子の薄型化を図ることが困難となるおそれがある。

また、第１の発明において、上記ペーストは、上記膜厚制御用粒子の混入量が５〜５０体積％であることが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記多孔質拡散抵抗層の膜厚制御を容易に行うことができると共に、上記膜厚制御用粒子同士が上記ガスセンサ素子の積層方向において重なり合うという不具合を回避することができる。

一方、上記膜厚制御用粒子の混入量が５体積％未満である場合には、積層工程における加圧により、個々の膜厚制御用粒子に作用する力が大きくなるため、上記膜厚制御用粒子が潰れる、或いは上記遮蔽層又は固体電解質体にめり込んでしまうおそれがある。そのため、上記多孔質拡散抵抗層の膜厚制御を行うことが困難となるおそれがある。
また、上記膜厚制御用粒子の混入量が５０体積％を超える場合には、上記膜厚制御用粒子同士が上記ガスセンサ素子の積層方向において重なり合って上記多孔質拡散抵抗層の膜厚制御を行うことが困難となるおそれがある。

また、上記膜厚制御用粒子は、上記焼成工程において焼失させても良い（請求項４）。
この場合には、上記膜厚制御用粒子が、上記多孔質拡散抵抗層の内部において気孔となるため、被測定ガスの供給を安定的に、かつスムーズに行うことができる。

また、上記積層工程における加圧力は、０．０５〜１０ＭＰａである。
この場合には、上記多孔質拡散抵抗層の膜厚制御をより一層容易かつ正確に行うことができる。

これに対して、上記加圧力が０．０５ＭＰａ未満である場合には、上記ペーストが充分に加圧されないため、上記多孔質拡散抵抗層の膜厚を所望の厚みとすることが困難となるおそれがある。
また、上記加圧力が１０ＭＰａを超える場合には、上記ペーストが上記固体電解質体又は上記遮蔽層にめり込み、上記多孔質拡散抵抗層の所望の膜厚を得ることが困難となるおそれがある。

また、上記ペーストは、少なくとも上記積層工程において接着性を有することが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記ペーストは、上記遮蔽層形成用のグリーンシートと上記固体電解質体形成用のグリーンシートとの間に、新たに接着層を設ける必要がない。また、製造過程における上記遮蔽層形成用のグリーンシートと上記固体電解質体形成用のグリーンシートとの間で剥離が発生する等の不具合を回避することができる。

（実施例１）
本例の発明にかかるガスセンサ素子、及びその製造方法につき、図１〜図４を用いて説明する。
本例のガスセンサ素子１は、例えば、自動車エンジン等の内燃機関の空燃比制御等に利用される積層型空燃比センサに内蔵されている。

また、ガスセンサ素子１は、図１、図２に示すごとく、酸素イオン伝導性の固体電解質体１３と、該固体電解質体１３の一方の面に設けた被測定ガス側電極１２と、固体電解質体１３の他方の面に設けた基準ガス側電極１４と、被測定ガス側電極１２を覆うように固体電解質体１３に積層した遮蔽層１１と、固体電解質体１３と遮蔽層１１との間に配設した多孔質拡散抵抗層１０とを有する。

また、多孔質拡散抵抗層１０は、図３（ｂ）に示すごとく、該多孔質拡散抵抗層１０の膜厚と同等の粒径を有するアルミナよりなる膜厚制御用粒子１０１と、該膜厚制御用粒子１０１よりも小径のアルミナよりなる多孔質体粒子１０２と、これらの間に形成された気孔１０５とよりなる。-
そして、被測定ガスは、多孔質拡散抵抗層１０内に形成されている気孔１０５を通過して被測定ガス側電極１２へと導入される。

また、図１、図２に示すごとく、固体電解質体１３と多孔質拡散抵抗層１０との間には、白金よりなる被測定ガス側電極１２とこれに接続された電極リード部１２１と電極端子部１２２とを設けてある。
また、図２に示すごとく、固体電解質体１３における被測定ガス側電極１２が配置された側とは反対側の面に、白金よりなる基準ガス側電極１４とこれに接続されたリード部１４１、端子部１４２とが設けてある。また、端子部１４２は、導体が充填されたスルーホール１３０によって被測定ガス側電極１２と同じ面に設けられた端子部１４３と導通している。

図１、図２に示すごとく、このような固体電解質体１３に対し、電気的絶縁性を有し、かつ緻密でガスを透過させないアルミナセラミックスよりなる基準ガス室形成層１５が積層される。この基準ガス室形成層１５には基準ガス室１５０として機能する溝部１５１が設けてある。基準ガス室１５０には、例えば外気（空気）が基準ガスとして導入されるよう構成されている。

そして、図１、図２に示すごとく、基準ガス室形成層１５にヒータ基板１７が積層される。
図２に示すごとく、このヒータ基板１７には通電により発熱する発熱体１６、該発熱体１６に通電するためのリード部１６１が基準ガス室形成層１７と対面するよう設けてあり、またこれら発熱体１６やリード部１６１を設けた面とは反対側の面に端子部１６２が設けてある。
端子部１６２とリード部１６１との間は、導体を充填したスルーホール１７０により導通している。

次に、本例のガスセンサ素子１の製造方法につき説明する。
本例の製造方法は、図４に示すごとく、ペースト作製工程（ステップＳ１）と、ペースト配置工程（ステップＳ２）と、積層工程（ステップＳ３）と、焼成工程（ステップＳ４）とを有する。

ペースト作製工程（ステップＳ１）においては、図３（ａ）に示すごとく、得ようとする多孔質拡散抵抗層１０の膜厚と同等な粒径を有する膜厚制御用粒子１０１を混入した多孔質拡散抵抗層１０形成用のペースト１００を作製する。また、ペースト配置工程（ステップＳ２）においては、該ペースト１００を固体電解質体１３又は遮蔽層１１の表面に配置する。また、積層工程（ステップＳ３）においては、上記ペースト１００を挟むように固体電解質体１３と遮蔽層１１とを積層し加圧して未焼積層体を得る。そして、焼成工程（ステップＳ４）においては、該未焼積層体を焼成する。

次に、本例の上記製造方法を用いてガスセンサ素子１を作製する手順につき、詳細に説明する。
まず、遮蔽層１１、固体電解質体１３、ヒータ基板１７及び基準ガス室形成層１５を形成するためのグリーンシートをそれぞれ作製する。
そして、固体電解質体１３形成用のグリーンシートに、被測定ガス側電極１２及び基準ガス側電極１４を形成するための導電ペーストを印刷する。

その後、ペースト作製工程（ステップＳ１）において、図３（ａ）に示すごとく、得ようとする多孔質拡散抵抗層１０の膜厚と同等の粒径を有する膜厚制御用粒子１０１を混入して多孔質拡散抵抗層１０形成用のペースト１００を作製する。
ここで、該ペースト１００には、粒径のバラツキが±１５％以内であると共に、平均粒径が１５〜３０μｍである膜厚制御用粒子１０１が混入される。

尚、本例のペースト１００には、アルミナよりなる膜厚制御用粒子１０１の他に、図３（ａ）に示すごとく、アルミナよりなる多孔質体粒子１０２と、樹脂よりなる気孔形成用粒子１０３と、これらを結合させるためのバインダ１０４とを混入している。
また、多孔質体粒子１０２は、膜厚制御用粒子１０１の粒径よりも小さい粒径を有する。

その後、ペースト配置工程（ステップＳ２）において、遮蔽層１１形成用のグリーンシート又は固体電解質体１３形成用のグリーンシートの表面に、上記ペースト１００を配置する。
ここで、該ペースト１００は、遮蔽層１１形成用のグリーンシート又は固体電解質体１３形成用のグリーンシートのどちらか一方の表面の全体又は一部に、まんべんなく配置しておく。これにより、膜厚が一定である多孔質拡散抵抗層１０を容易に作製することができる。

次いで、積層工程（ステップＳ３）においては、図３（ａ）に示すごとく、上記ペースト１００を挟むように固体電解質体１３形成用のグリーンシートと遮蔽層１１形成用のグリーンシートとを積層し加圧して未焼積層体を得る。
尚、本例では、上記ペースト１００に接着性を有するものを用いているが、積層時に加熱することにより粘着性を持つことができるペーストを用いても良い。
また、発熱体１６を構成する印刷部が印刷されたヒータ基板１７形成用のグリーンシート等も、上記積層工程（ステップＳ３）において上記未焼積層体の一部として積層しておく。
尚、本例においては、上記積層工程（ステップＳ３）における加圧力は、０．０５〜１０ＭＰａとしている。

そして、焼成工程（ステップＳ４）において、上記未焼積層体を焼成する。これにより、遮蔽層１１、多孔質拡散抵抗層１０、固体電解質１３、基準ガス室形成層１５及びヒータ基板１７を積層してなるガスセンサ素子１が形成される。

尚、焼成時の収縮率が予めわかっている場合には、収縮率から逆算することで所望の径を有する気孔１０５を形成することもできる。例えば、仮に焼成によって気孔形成用粒子１０３の寸法が８０％に収縮することがわかっており、平均粒径２０μｍの膜厚制御用粒子１０１と、直径０．１μｍ程度の多孔質体粒子１０２と、直径５μｍの気孔形成用粒子１０３と、バインダ１０４とよりなる上記ペースト１００を用いた場合には、焼成後の多孔質拡散抵抗層１０は、直径４μｍの気孔１０５を有し、膜厚が２０μｍとなることは容易に想定することができる。

次に、本例の作用効果につき説明する。
本例の製造方法では、図４に示すごとく、得ようとする多孔質拡散抵抗層１０の膜厚と同等の粒径を有する複数の膜厚制御用粒子１０１を混入して作製した上記ペースト１００を挟むように固体電解質体１３と遮蔽層１１とを積層し加圧して未焼積層体を得る。

それ故、図３（ｂ）に示すごとく、上記ペースト１００に混入される複数の膜厚制御用粒子１０１を、固体電解質体１３と遮蔽層１１とに当接するよう配設することができる。即ち、膜厚制御用粒子１０１に、固体電解質体１３と遮蔽層１１との間の距離を確保する支柱としての機能を持たせることができる。そのため、固体電解質体１３と遮蔽層１１とを積層工程（ステップＳ３）において加圧したとき、その押圧力に多少のバラツキや偏りがあっても、上記ペースト１００の膜厚を所望の一定の膜厚に保つことができる。これにより、所望の一定の膜厚を有する多孔質拡散抵抗層１０を容易に作製することができる。

したがって、多孔質拡散抵抗層１０において被測定ガスを取り込む端面１０９の面積のバラツキを抑制することができる。その結果、ガスセンサ素子１における出力値の製造上のバラツキを抑制することができる。
また、本例の上記製造方法によれば、多孔質拡散抵抗層１０の薄型化を容易に図ることができるため、ガスセンサ素子１の早期活性をも充分に促すことができる。

また、膜厚制御用粒子１０１は、粒径のバラツキが±１５％以内であるため、多孔質拡散抵抗層１０の膜厚のバラツキを±１５％以内に制御することができる。
また、膜厚制御用粒子１０１は、平均粒径が１５〜３０μｍであるため、多孔質拡散抵抗層１０の膜厚のバラツキを容易にすることができると共に、膜厚が一定であるペースト１００を容易に作製することができる。

また、ペースト１００は、膜厚制御用粒子１０１の混入量が５〜５０体積％であるため、多孔質拡散抵抗層１０の膜厚制御を容易に行うことができると共に、膜厚制御用粒子１０１同士がガスセンサ素子１の積層方向において重なり合うという不具合を回避することができる。
また、積層工程（ステップＳ３）における加圧力は、０．０５〜１０ＭＰａであるため、多孔質拡散抵抗層１０の膜厚をより一層容易かつ正確に制御することができる。
また、ペースト１００は、接着性を有するため、遮蔽層１１と固体電解質体１３との間に、新たに接着層を設ける必要がない。また、製造過程における遮蔽層１１と固体電解質体１３との間での剥離等の不具合が発生することはないため、所望の膜厚を有する多孔質拡散抵抗層１０を容易に作製することができる。

以上のごとく、本例によれば、出力値の製造上のバラツキを抑制することができるガスセンサ素子を得ることができる。

（実施例２）
本例は、膜厚制御用粒子１０１として、焼成工程（ステップＳ４）において焼失する樹脂を用いてガスセンサ素子を製造する例である。
その他は、実施例１と同様である。

本例の場合には、膜厚制御用粒子１０１を焼失することにより、多孔質拡散抵抗層１０内において大きな気孔が形成される。そのため、本例により得られるガスセンサ素子は、被測定ガス室（図５、図７における符号２００参照）への被測定ガスの供給を安定的に、かつスムーズに行うことができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

（実施例３）
本例は、図５、図６に示すごとく、固体電解質体１３と遮蔽層１１との間に多孔質拡散抵抗層１０及びスペーサ２が積層されており、被測定ガス側電極１２に面して被測定ガス室２００が形成されているガスセンサ素子１の例である。

本例では、ペースト配置工程（ステップＳ２）において、開口部２０以外のスペーサ２の表面に多孔質拡散抵抗層１０形成用のペースト１００を配置した後、積層工程（ステップＳ３）において、スペーサ２を挟むように固体電解質１３と遮蔽層１１とを積層し加圧して未焼積層体を得る。更に、焼成工程（ステップ４）において、該未焼積層体を焼成することにより、本例のガスセンサ素子１を得る。

スペーサ２は、図６に示すごとく、遮蔽層１１と同等の軸方向長さ及び幅を有し、その開口部２０は、被測定ガス側電極１２を囲むように形成されている。
また、多孔質拡散抵抗層１０は、遮蔽層１１とスペーサ２との間に配設されており、その開口部１０６は、スペーサ２の開口部２０と重なるように形成されている。

即ち、被測定ガス室２００は、遮蔽層１１と固体電解質体１３とに覆われると共に、多孔質拡散抵抗層１０の開口部１０６とスペーサ２の開口部２０とによって囲まれた状態で形成されている。そして、被測定ガスは、多孔質拡散抵抗層１０を通過して被測定ガス室２００へと導入される。
その他、実施例１と同様の構成及び作用効果を有する。

（実施例４）
本例は、図７、図８に示すごとく、遮蔽層１１と固体電解質体１３との間に、多孔質拡散抵抗層１０と、開口部２０を有するスペーサ２とが積層されており、多孔質拡散抵抗層１０によって被測定ガス室２００が覆われているガスセンサ素子１の例である。

本例では、ペースト配置工程（ステップＳ２）において、スペーサ２又は遮蔽層１１の表面に多孔質拡散抵抗層１０形成用のペースト１００を配置する。このとき、スペーサ２の開口部２０には、図示しない焼失材が充填されている。即ち、開口部２０に上記焼失材を充填することにより、積層工程（ステップＳ３）において、偏りやバラツキを生じることなく上記ペースト１００を加圧することができる。そのため、上記ペースト１００の膜厚を、所望の一定の膜厚に保つことができる。

更に、焼成工程（ステップＳ４）において、積層工程（ステップＳ３）で作製した未焼積層体を焼成すると共に上記焼失材を焼失させることにより、本例のガスセンサ素子１を形成することができる。
その他、実施例１と同様の構成及び作用効果を有する。

実施例１における、ガスセンサ素子の断面説明図。 実施例１における、ガスセンサ素子の斜視展開図。 実施例１における、（ａ）焼成前の多孔質拡散抵抗層形成用のペーストの構成を微視的に示した説明図、（ｂ）多孔質拡散抵抗層の構成を微視的に示した説明図。 実施例１における、ガスセンサ素子の製造方法のフロー図。 実施例３における、ガスセンサ素子の断面説明図。 実施例３における、ガスセンサ素子の斜視展開図。 実施例４における、ガスセンサ素子の断面説明図。 実施例４における、ガスセンサ素子の斜視展開図。 従来例における、ガスセンサ素子の断面説明図。

符号の説明

１ ガスセンサ素子
１０ 多孔質拡散抵抗層
１１ 遮蔽層
１２ 被測定ガス側電極
１３ 固体電解質体
１４ 基準ガス側電極
１００ ペースト
１０１ 膜厚制御用粒子
Ｓ１ ペースト作製工程
Ｓ２ ペースト配置工程
Ｓ３ 積層工程
Ｓ４ 焼成工程

Claims (7)

1. 酸素イオン伝導性の固体電解質体と、該固体電解質体の一方の面に設けた被測定ガス側電極と、上記固体電解質体の他方の面に設けた基準ガス側電極と、上記被測定ガス側電極を覆うように上記固体電解質体に積層した遮蔽層と、上記固体電解質体と上記遮蔽層との間に配設した多孔質拡散抵抗層とを有するガスセンサ素子の製造方法であって、
   得ようとする上記多孔質拡散抵抗層の膜厚と同等の粒径を有する膜厚制御用粒子を混入した、上記多孔質拡散抵抗層形成用のペーストを作製するペースト作製工程と、
   上記ペーストを、上記固体電解質体形成用のグリーンシート又は上記遮蔽層形成用のグリーンシートの表面に配置するペースト配置工程と、
   上記ペーストを挟むように上記固体電解質体形成用のグリーンシートと上記遮蔽層形成用のグリーンシートとを積層し加圧して未焼積層体を得る積層工程と、
   該未焼積層体を焼成する焼成工程とを有し、
   上記多孔質拡散抵抗層形成用の上記膜厚制御用粒子は平均粒径が１５〜３０μｍであり、
   また、上記積層工程における加圧力は、０．０５〜１０ＭＰａであることを特徴とするガスセンサ素子の製造方法。
2. 請求項１において、上記膜厚制御用粒子は、粒径のバラツキが±１５％以内であることを特徴とするガスセンサ素子の製造方法。
3. 請求項１又は２において、上記ペーストは、上記膜厚制御用粒子の混入量が５〜５０体積％であることを特徴とするガスセンサ素子の製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一項において、上記膜厚制御用粒子は、上記焼成工程において焼失させることを特徴とするガスセンサ素子の製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれか一項において、上記ペーストは、少なくとも上記積層工程において接着性を有することを特徴とするガスセンサ素子の製造方法。
6. 酸素イオン伝導性の固体電解質体と、該固体電解質体の一方の面に設けた被測定ガス側電極と、上記固体電解質体の他方の面に設けた基準ガス側電極と、上記被測定ガス側電極を覆うように上記固体電解質体に積層した遮蔽層と、上記固体電解質体と上記遮蔽層との間に配設した多孔質拡散抵抗層とを有するガスセンサ素子であって、
   上記多孔質拡散抵抗層は、該多孔質拡散抵抗層の膜厚と同等の粒径を有する膜厚制御用粒子を有してなり、
   かつ上記膜厚制御用粒子は、平均粒径が１５〜３０μｍであることを特徴とするガスセンサ素子。
7. 請求項６おいて、上記膜厚制御用粒子は、粒径のバラツキが±１５％以内であることを特徴とするガスセンサ素子。

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