JP5005564B2 - 積層体の形成方法、センサ素子の作製方法、およびセンサ素子 - Google Patents
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Description
p≧−(3/2)T+190、
p≦−(3/2)T+250、
T≧70、および
T≦100
で定まる領域に含まれる点(T,p)の示す温度Tおよびゲージ圧pである、ことを特徴とする。
図1は、本実施の形態に係るガスセンサ100の構成を概略的に示す断面模式図である。ガスセンサ100は、測定対象とするガス(被測定ガス)中の所定のガス成分を検出し、さらにはその濃度を測定するためのものである。本実施の形態においては、ガスセンサ100が窒素酸化物(NOx)を検出対象成分とするNOxセンサである場合を例として説明を行う。係るガスセンサ100は、ジルコニア(ZrO2)等の酸素イオン伝導性固体電解質からなるセンサ素子101を有する。
次に、本実施の形態に係るセンサ素子101の作製方法について説明する。
次に、センサ素子101を作製する際に、所定の2枚のグリーンシートについて先行積層を行うことによる効果、すなわちグリーンシートの変形抑制の効果について、より詳細に説明する。ここでは、上述の場合と同様に、第1基板層1と第2基板層2とを構成することになるグリーンシートを先行積層する場合を例として説明する。
上述したような工程で得られた積層体に対して、積層が良好に行われているかを評価する方法には種々のものがあるが、本実施の形態では、以下の方法によって積層状態の評価を行う。
次に、本積層および先行積層の際の温度および圧力の条件(加熱加圧条件)について説明する。
次に、接着ペースト中のバインダー量の条件について説明する。
続いて、接着用ペーストの乾燥条件について説明する。グリーンシートを接着し積層する際に、接着用ペーストの乾燥が十分でない場合、シート同士を積層する際に十分な接着力を得ることができないことになる。ここで、乾燥が十分ではないとは、接着用ペースト中の溶剤の飛散量が少ないこと、すなわち、乾燥時における溶剤の重量減少率が小さいことに相当する。一方、溶剤の飛散量が多過ぎると、すなわち、溶剤の重量減少率が大き過ぎると、グリーンシート同士を密着させる際にバインダーが溶剤に溶解にくくなるため、グリーンシート同士の接着が弱くってしまうことになる。
2 第2基板層
3 第3基板層
4 第1固体電解質層
5 スペーサ層
6 第2固体電解質層
70 ヒータ
71 ヒータ電極
72 ヒータ絶縁層
100 ガスセンサ
101 センサ素子
202 接着用ペーストからなる接着剤
203 積層体
BS ブランクシート
GS1 グリーンシート
PT1 印刷パターン
PT2 積層体の最表面のグリーンシートの印刷されているパターン
Claims (7)
- 所定のパターンを印刷した複数のセラミックスグリーンシートを所定の順序で積層して積層体を形成する方法であって、
複数のセラミックスグリーンシートのうち少なくとも2枚を積層接着することによって実質的に一のセラミックスグリーンシートとして取り扱える先行積層シートを形成する第1の積層工程と、
前記先行積層シートと、前記複数のセラミックスグリーンシートのうち前記先行積層シートの形成に用いなかったセラミックスグリーンシートである非先行積層シートとに対して所定のパターンを印刷する印刷工程と、
前記印刷工程によってパターンが印刷された前記先行積層シートと前記非先行積層シートとを所定の順序で積層接着する第2の積層工程と、
を備え、前記先行積層シートの形成に用いる前記少なくとも2枚のセラミックスグリーンシートとして、前記複数のセラミックスグリーンシートのうち、前記先行積層シートを形成して前記印刷工程に供した場合に、前記先行積層シートに対する印刷回数がそのときに前記非先行積層シートとなるセラミックスグリーンシートの各々に対する印刷回数よりも大きくなるものを選択する、
ことを特徴とする積層体の形成方法。 - 請求項1に記載の積層体の形成方法であって、
前記第1および第2の積層工程において前記セラミックスグリーンシート同士の接着に用いる接着用ペーストが、バインダーを前記接着用ペースト全体100重量部に対して12重量部以上16重量部以下含む、
ことを特徴とする積層体の形成方法。 - 請求項1または請求項2に記載の積層体の形成方法であって、
前記第1および第2の積層工程が、
前記セラミックスグリーンシート同士を接着させるべく前記セラミックスグリーンシートに接着用ペーストを塗布する塗布工程と、
前記塗布工程において塗布された前記接着用ペーストを乾燥させる乾燥工程と、
をそれぞれ備え、
前記乾燥工程においては、前記接着用ペースト中の溶剤の重量減少率が80%以上90%以下となるように前記接着用ペーストを乾燥させる、
ことを特徴とする積層体の形成方法。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の積層体の形成方法であって、
前記第1の積層工程における前記先行積層シートの形成または前記第2の積層工程における前記積層体の形成の少なくとも一方における加熱温度と加圧圧力とが、
ゲージ圧をp[kgf/cm 2 ]とし、温度をT[℃]としたT−p平面において、
p≧−(3/2)T+190、
p≦−(3/2)T+250、
T≧70、および
T≦100
で定まる領域に含まれる点(T,p)の示す温度Tおよびゲージ圧pである、
ことを特徴とする積層体の形成方法。 - 請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の積層体の形成方法によって積層体を形成する工程を含むことを特徴とする、ガスセンサのセンサ素子の作製方法。
- 請求項5に記載のセンサ素子の作製方法であって、
前記先行積層シートの形成に用いられる前記少なくとも2枚のセラミックスグリーンシートが、前記複数のグリーンシートのうち前記印刷工程において前記パターンとしてヒータ部が形成される少なくとも2枚のセラミックスグリーンシートである、
ことを特徴とするセンサ素子の作製方法。 - 請求項5または請求項6に記載の作製方法によって作製されたセンサ素子。
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