JP6436706B2 - Gas sensor, gas detector, and gas sensor manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサおよびガス検出器、ガスセンサの製造方法に関する。 The present invention provides a gas sensor and a gas detector having a gas sensitive body provided on a substrate, a detection unit that detects that a gas to be detected has contacted the gas sensitive body, and a heating unit that heats the gas sensitive body. The present invention relates to a method for manufacturing a gas sensor.
省電力化、小型化のため、MEMS技術(Micro Electro Mechanical Systems)を利用したガスセンサが開発されている。そのようなガスセンサには、ガス感応体と検知部(電極)と加熱部(ヒータ)とが基板に設けられて、その基板が複数の架橋部により宙吊りの状態で支持されたものがある。このタイプのガスセンサは、その宙吊り構造により基板から熱が逃げにくいため、省電力の面で有利である。 Gas sensors using MEMS technology (Micro Electro Mechanical Systems) have been developed for power saving and miniaturization. In such gas sensors, there are gas sensors, a detection unit (electrode), and a heating unit (heater) provided on a substrate, and the substrate is supported in a suspended state by a plurality of bridging units. This type of gas sensor is advantageous in terms of power saving because it is difficult for heat to escape from the substrate due to its suspended structure.
特許文献1のガスセンサでは、薄膜ヒータのオンオフに伴いベースに働く熱応力を緩和するために、センサ中央の孔の一方で他方に比べて薄膜ヒータの配線が1本少なくされ、かつ、ダミーの配線が少なくとも1本設けられている。
In the gas sensor of
従来のガスセンサは、短期的な湿度変化の影響を受けて出力が変動したり、長期の使用により感度が低下する問題があった。発明者は鋭意検討の末、これらの問題の原因が、上述の宙吊り構造により生じる基板上の温度不均一に起因すると思い至った。 The conventional gas sensor has a problem that the output fluctuates due to short-term humidity change, and the sensitivity decreases due to long-term use. The inventor has intensively studied and has come to realize that the cause of these problems is due to temperature non-uniformity on the substrate caused by the above-described suspended structure.
基板を支持する複数の架橋部のうち、ヒータへ給電する配線が設けられた架橋部(第1架橋部)は、通電による配線の発熱やヒータからの熱伝導によって温度が上昇する。一方、そのような配線が設けられていない架橋部(第2架橋部)では、第1架橋部のような温度上昇はみられない。すると、第2架橋部を通じた熱の流出が大きくなるため、第2架橋部と基板の接続部ではガス感応体の温度が他の場所よりも低くなる。 Among the plurality of bridging portions that support the substrate, the temperature of the bridging portion (first bridging portion) provided with wiring for supplying power to the heater rises due to heat generation of the wiring due to energization and heat conduction from the heater. On the other hand, in the bridging portion where the wiring is not provided (second bridging portion), the temperature rise as in the first bridging portion is not observed. Then, since the outflow of heat through the second bridging portion becomes large, the temperature of the gas sensitive body at the connecting portion between the second bridging portion and the substrate becomes lower than other places.
ガス感応体としては酸化スズ等の酸化物半導体やガスに対する触媒活性をもつ物質が用いられる。ガス感応体に低温の部位が存在すると、そこでは湿度による感度変化が大きかったり、湿度により徐々に影響を受けて感度が低下すると考えられる。 As the gas sensitive body, an oxide semiconductor such as tin oxide or a substance having catalytic activity for gas is used. If there is a low-temperature part in the gas sensitive body, it is considered that the sensitivity change due to humidity is large or the sensitivity is gradually affected by humidity and the sensitivity is lowered.
なお小型のガスセンサにおいては、さらなる消費電力の低減のためパルス駆動、すなわちヒータへの通電とガス検知とが間欠的に行われる場合がある。このような場合には上述の問題がより顕著に現れると考えられる。すなわちガス感応体は大部分の期間で常温であり、空気中の水分に晒される。この間にガス感応体に付着した水分は、加熱期間中に放出される筈であるが、上述の低温部分においては放出が十分でなく、徐々に水分が蓄積して感度低下を引き起こすと考えられる。 In a small gas sensor, pulse driving, that is, energization of the heater and gas detection may be intermittently performed to further reduce power consumption. In such a case, it is considered that the above problem appears more remarkably. That is, the gas sensitive body is at room temperature for most of the period and is exposed to moisture in the air. Moisture adhering to the gas sensor during this period should be released during the heating period, but is not sufficiently released in the above-mentioned low temperature portion, and it is considered that moisture gradually accumulates and causes a decrease in sensitivity.
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサと、そのガスセンサを用いたガス検出器、およびガスセンサの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and its object is to provide a gas sensor in which short-term humidity dependence and long-term sensitivity reduction are suppressed, a gas detector using the gas sensor, and a gas sensor It is to provide a manufacturing method.
上記目的を達成するための本発明に係るガスセンサの特徴構成は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサであって、前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第1架橋部と、前記給電線が設けられない第2架橋部とを有し、前記基板の前記接続端部のうち、前記第2架橋部が接続される第2接続端部には、前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域が形成されており、前記基板の前記接続端部のうち、前記第1架橋部が接続される第1接続端部には、前記ガス感応体が被覆形成されている点にある。 In order to achieve the above object, the gas sensor according to the present invention includes a gas sensor provided on a substrate, a detection unit that detects that a gas to be detected is in contact with the gas sensor, and the gas sensor. A heating unit that heats the substrate, wherein the substrate is supported on a support substrate by a bridging unit connected to a connection end of the substrate, and the bridging unit supplies power to the heating unit. A second connecting end having a first bridging portion provided with an electric wire and a second bridging portion not provided with the power supply line, to which the second bridging portion is connected among the connecting end portions of the substrate. The gas sensitive body non-covering region that is not covered with the gas sensitive body is formed in the portion, and among the connection end portions of the substrate, the first connection end portion to which the first bridging portion is connected is formed. Is that the gas sensitive body is coated .
第2架橋部には加熱部に給電する給電線が設けられていないので、第2架橋部が接続される第2接続端部にガス感応体を設けた場合、第2接続端部の上のガス感応体は他の部位のガス感応体よりも低温になる場合がある。上記の特徴構成によれば、基板の接続端部のうち、第2架橋部が接続される第2接続端部には、ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域が形成されているので、基板の上に設けられるガス感応体のうち、加熱部によって加熱された際に低温となる部位が小さくなる。すると、検知部によるセンサ出力に対する、上述の低温となる部位からの寄与がより小さくなるので、湿度の影響を受けにくくなる。よって、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサを実現することができる。 Since the power supply line for supplying power to the heating unit is not provided in the second bridging part, when a gas sensitive body is provided at the second connection end to which the second bridging part is connected, the second bridging part is located above the second connection end. The gas sensitive body may be at a lower temperature than the gas sensitive body in other parts. According to said characteristic structure, the gas sensitive body non-coating area | region which is not covered with the gas sensitive body is formed in the 2nd connecting end part to which a 2nd bridge | crosslinking part is connected among the connection end parts of a board | substrate. Therefore, in the gas sensitive body provided on the substrate, the portion that becomes low in temperature when heated by the heating unit becomes small. Then, since the contribution from the above-mentioned low-temperature part to the sensor output by the detection unit becomes smaller, it becomes difficult to be affected by humidity. Therefore, it is possible to realize a gas sensor in which short-term humidity dependency and long-term sensitivity reduction are suppressed.
ガス感応体非被覆領域を設けることにより、ガス感応体を基板の全面に設ける場合に比べてガス感応体の総量あるいは表面積が小さくなるので、センサ出力自体は小さくなる可能性がある。しかしながら、第2接続端部にガス感応体非被覆領域を設けることで、低温となる部位のガス感応体が小さくなるので、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下を抑制することができる。
加えて、基板の接続端部のうち、第1架橋部が接続される第1接続端部には、ガス感応体が被覆形成されているので、センサ出力の低下を抑えつつも短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサを実現できる。
上記目的を達成するための本発明に係るガスセンサの特徴構成は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサであって、前記基板を構成するベースに設けられる前記加熱部を覆うように絶縁層が設けられ、前記絶縁層の上に一対の電極が設けられ、前記絶縁層及び前記一対の電極の上に前記ガス感応体が設けられ、前記検知部は、前記一対の電極を有し、当該一対の電極の間の抵抗値の変化に基づいて前記検知対象ガスを検知するように構成され、前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第1架橋部と、前記給電線が設けられない第2架橋部とを有し、前記基板の前記接続端部のうち、前記第2架橋部が接続される第2接続端部には、前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域が形成されている点にある。
上記目的を達成するための本発明に係るガスセンサの特徴構成は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサであって、前記基板を構成するベースに前記検知部としての機能と前記加熱部としての機能とを有する抵抗体が設けられ、前記抵抗体及び前記ベースの上には前記ガス感応体が設けられ、前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、前記架橋部は、前記加熱部としての前記抵抗体に給電する給電線が設けられた第1架橋部と、前記給電線が設けられない第2架橋部とを有し、前記基板の前記接続端部のうち、前記第2架橋部が接続される第2接続端部には、前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域が形成されている点にある。
By providing the gas sensor non-covering region, the total amount or surface area of the gas sensor is smaller than when the gas sensor is provided on the entire surface of the substrate, so that the sensor output itself may be small. However, by providing the gas sensing member non-covering region at the second connection end, the gas sensing element at the low temperature portion becomes small, so that short-term humidity dependence and long-term sensitivity reduction can be suppressed. .
In addition, among the connection end portions of the substrate, the gas connection is formed on the first connection end portion to which the first bridging portion is connected, so that short-term humidity can be achieved while suppressing a decrease in sensor output. It is possible to realize a gas sensor in which dependence and long-term sensitivity decrease are suppressed.
In order to achieve the above object, the gas sensor according to the present invention includes a gas sensor provided on a substrate, a detection unit that detects that a gas to be detected is in contact with the gas sensor, and the gas sensor. A gas sensor having a heating unit for heating the insulating layer, wherein an insulating layer is provided so as to cover the heating unit provided on a base constituting the substrate, and a pair of electrodes is provided on the insulating layer. The gas sensitive body is provided on a layer and the pair of electrodes, and the detection unit includes the pair of electrodes, and detects the detection target gas based on a change in resistance value between the pair of electrodes. The substrate is supported on a support substrate by a bridging portion connected to a connection end of the substrate, and the bridging portion is provided with a power supply line that feeds power to the heating portion. The bridge part and the feeder line A gas-sensitive member that is not covered with the gas-sensitive body at the second connecting end portion to which the second bridging portion is connected among the connecting end portions of the substrate. The body uncovered area is formed.
In order to achieve the above object, the gas sensor according to the present invention includes a gas sensor provided on a substrate, a detection unit that detects that a gas to be detected is in contact with the gas sensor, and the gas sensor. A gas sensor having a heating unit for heating the substrate, wherein a resistor having a function as the detection unit and a function as the heating unit is provided on a base constituting the substrate, and the resistor and the base are provided on the base. The gas sensitive body is provided, and the substrate is supported on a support substrate by a bridging portion connected to a connection end portion of the substrate, and the bridging portion feeds the resistor as the heating portion. A second bridging portion that is provided with a power supply line and a second bridging portion that is not provided with the power supply line, and the second bridging portion is connected to the second bridging portion of the connection end portion of the substrate. At the connection end, the gas sensitive It lies in that the gas-sensitive body uncovered regions which are not covered with the is formed.
上記目的を達成するための本発明に係るガスセンサの特徴構成は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサであって、前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第1架橋部と、前記給電線が設けられない第2架橋部とを有し、前記基板の上面視での中心である中心点と、前記基板と前記第2架橋部との接続点とを結ぶ線分の垂直二等分線によって区切られた前記基板における領域のうち、前記接続点の側の領域である第2領域に、前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域が形成されており、前記基板の前記接続端部のうち、前記第1架橋部が接続される第1接続端部には、前記ガス感応体が被覆形成されている点にある。In order to achieve the above object, the gas sensor according to the present invention includes a gas sensor provided on a substrate, a detection unit that detects that a gas to be detected is in contact with the gas sensor, and the gas sensor. A heating unit that heats the substrate, wherein the substrate is supported on a support substrate by a bridging unit connected to a connection end of the substrate, and the bridging unit supplies power to the heating unit. A first bridging portion provided with an electric wire; and a second bridging portion not provided with the power supply line; a center point that is a center in a top view of the substrate; the substrate and the second bridging portion; Among the regions on the substrate that are separated by the perpendicular bisector connecting the connecting points, the gas sensitive material that is not covered with the gas sensitive member is disposed in the second region that is the region on the connecting point side. A body uncovered region is formed, and Of serial connection end, wherein the first connection end portion in which the first bridge portion is connected, in that the gas sensitive body is coated form.
第2架橋部には加熱部に給電する給電線が設けられていないので、基板と第2架橋部との接続点の近傍は第2架橋部を通じた熱流出が大きいことにより温度が低下する。上記の特徴構成によれば、基板の上面視での中心である中心点と基板と第2架橋部との接続点とを結ぶ線分の垂直二等分線によって区切られた基板における領域のうち、接続点の側の領域である第2領域に、前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域が形成されているので、基板の上に設けられるガス感応体のうち、加熱部によって加熱された際に低温となる部位が小さくなる。すると、検知部によるセンサ出力に対する、上述の低温となる部位からの寄与がより小さくなるので、湿度の影響を受けにくくなる。よって、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサを実現することができる。Since the power supply line for supplying power to the heating unit is not provided in the second bridging unit, the temperature of the vicinity of the connection point between the substrate and the second bridging unit decreases due to large heat outflow through the second bridging unit. According to the above characteristic configuration, of the regions in the substrate that are separated by the perpendicular bisector connecting the center point that is the center in the top view of the substrate and the connection point between the substrate and the second bridging portion. In the second region that is the region on the side of the connection point, the gas sensitive member non-covering region that is not covered with the gas sensitive member is formed. The part which becomes low temperature when heated by is reduced. Then, since the contribution from the above-mentioned low-temperature part to the sensor output by the detection unit becomes smaller, it becomes difficult to be affected by humidity. Therefore, it is possible to realize a gas sensor in which short-term humidity dependency and long-term sensitivity reduction are suppressed.
加えて、基板の接続端部のうち、第1架橋部が接続される第1接続端部には、ガス感応体が被覆形成されているので、センサ出力の低下を抑えつつも短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサを実現できる。In addition, among the connection end portions of the substrate, the gas connection is formed on the first connection end portion to which the first bridging portion is connected, so that short-term humidity can be achieved while suppressing a decrease in sensor output. It is possible to realize a gas sensor in which dependence and long-term sensitivity decrease are suppressed.
上記目的を達成するための本発明に係るガスセンサの特徴構成は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサであって、前記基板を構成するベースに設けられる前記加熱部を覆うように絶縁層が設けられ、前記絶縁層の上に一対の電極が設けられ、前記絶縁層及び前記一対の電極の上に前記ガス感応体が設けられ、前記検知部は、前記一対の電極を有し、当該一対の電極の間の抵抗値の変化に基づいて前記検知対象ガスを検知するように構成され、前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第1架橋部と、前記給電線が設けられない第2架橋部とを有し、前記基板の上面視での中心である中心点と、前記基板と前記第2架橋部との接続点とを結ぶ線分の垂直二等分線によって区切られた前記基板における領域のうち、前記接続点の側の領域である第2領域に、前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域が形成されている点にある。In order to achieve the above object, the gas sensor according to the present invention includes a gas sensor provided on a substrate, a detection unit that detects that a gas to be detected is in contact with the gas sensor, and the gas sensor. A gas sensor having a heating unit for heating the insulating layer, wherein an insulating layer is provided so as to cover the heating unit provided on a base constituting the substrate, and a pair of electrodes is provided on the insulating layer. The gas sensitive body is provided on a layer and the pair of electrodes, and the detection unit includes the pair of electrodes, and detects the detection target gas based on a change in resistance value between the pair of electrodes. The substrate is supported on a support substrate by a bridging portion connected to a connection end of the substrate, and the bridging portion is provided with a power supply line that feeds power to the heating portion. The bridge part and the feeder line A second bisector having a second bridging portion that is not cut, and a vertical bisector connecting a center point that is the center of the substrate in a top view and a connection point between the substrate and the second bridging portion. A gas sensitive body non-covering region that is not covered with the gas sensitive material is formed in a second region, which is a region on the connection point side, in the partitioned region of the substrate.
上記目的を達成するための本発明に係るガスセンサの特徴構成は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサであって、前記基板を構成するベースに前記検知部としての機能と前記加熱部としての機能とを有する抵抗体が設けられ、前記抵抗体及び前記ベースの上には前記ガス感応体が設けられ、前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、前記架橋部は、前記加熱部としての前記抵抗体に給電する給電線が設けられた第1架橋部と、前記給電線が設けられない第2架橋部とを有し、前記基板の上面視での中心である中心点と、前記基板と前記第2架橋部との接続点とを結ぶ線分の垂直二等分線によって区切られた前記基板における領域のうち、前記接続点の側の領域である第2領域に、前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域が形成されている点にある。In order to achieve the above object, the gas sensor according to the present invention includes a gas sensor provided on a substrate, a detection unit that detects that a gas to be detected is in contact with the gas sensor, and the gas sensor. A gas sensor having a heating unit for heating the substrate, wherein a resistor having a function as the detection unit and a function as the heating unit is provided on a base constituting the substrate, and the resistor and the base are provided on the base. The gas sensitive body is provided, and the substrate is supported on a support substrate by a bridging portion connected to a connection end portion of the substrate, and the bridging portion feeds the resistor as the heating portion. A first bridging portion provided with a feeder line to be provided and a second bridging portion not provided with the feeder line, a center point being a center in a top view of the substrate, the substrate and the second bridge Line segment connecting with the connection point A gas-sensitive body non-covered area that is not covered with the gas sensitive body is formed in a second area that is the area on the connection point side of the area on the substrate that is divided by a vertical bisector. In the point.
本発明に係るガスセンサの別の特徴構成は、前記基板の前記接続端部のうち、前記第1架橋部が接続される第1接続端部には、前記ガス感応体が被覆形成されている点にある。Another characteristic configuration of the gas sensor according to the present invention is that, among the connection end portions of the substrate, a first connection end portion to which the first bridging portion is connected is coated with the gas sensitive body. It is in.
上記の特徴構成によれば、基板の接続端部のうち、第1架橋部が接続される第1接続端部には、ガス感応体が被覆形成されているので、センサ出力の低下を抑えつつも短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサを実現できる。According to the above characteristic configuration, the gas connection is formed on the first connection end to which the first bridging portion is connected among the connection ends of the substrate, so that a decrease in sensor output is suppressed. In addition, it is possible to realize a gas sensor in which short-term humidity dependency and long-term sensitivity deterioration are suppressed.
本発明に係るガスセンサの別の特徴構成は、前記ガス感応体非被覆領域には、前記検知対象ガスに対する感応性が前記ガス感応体よりも小さいガス低感応体、または前記検知対象ガスに対する感応性を有さないガス不感応体が被覆形成されている点にある。 Another characteristic configuration of the gas sensor according to the present invention is that the gas sensitive body non-covering region has a gas low sensitive body whose sensitivity to the detection target gas is smaller than the gas sensitive body, or a sensitivity to the detection target gas. A gas insensitive body having no coating is formed by coating.
上記の特徴構成によれば、ガス感応体非被覆領域には、検知対象ガスに対する感応性がガス感応体よりも小さいガス低感応体、または検知対象ガスに対する感応性を有さないガス不感応体が被覆形成されているので、基板上の低温となる部位からのセンサ出力への寄与をガス低感応体またはガス不感応体の存在により効果的に低減しつつ、基板をガス低感応体またはガス不感応体で覆うことにより基板や検知部の腐食・劣化を抑制して耐環境性に優れたガスセンサを実現できる。また、基板のガス感応体非被覆領域がガス低感応体またはガス不感応体で覆われているので、ガス感応体非被覆領域からの放熱が抑制され、基板を適温に保ち、検知対象ガスの検出を安定して行うことができる。 According to the above characteristic configuration, the gas sensitive body non-covering region has a gas low sensitive body whose sensitivity to the detection target gas is smaller than that of the gas sensitive body, or a gas insensitive body which does not have sensitivity to the detection target gas. Since the coating is formed on the substrate, the contribution to the sensor output from the low-temperature portion on the substrate is effectively reduced by the presence of the gas low-sensitivity body or the gas non-sensitivity body, while the substrate is gas-sensitive or gas-sensitive. By covering with a non-sensitive body, it is possible to realize a gas sensor with excellent environmental resistance by suppressing corrosion and deterioration of the substrate and the detection part. In addition, since the gas-sensitive body non-covering area of the substrate is covered with a gas low-sensitivity body or gas-insensitive area, heat dissipation from the gas-sensitive body non-covering area is suppressed, the substrate is kept at an appropriate temperature, Detection can be performed stably.
本発明に係るガスセンサの別の特徴構成は、前記ガス感応体非被覆領域には、前記ガス感応体よりも電気抵抗が大きい高抵抗体が被覆形成されている点にある。 Another characteristic configuration of the gas sensor according to the present invention is that a high-resistance body having an electric resistance larger than that of the gas-sensitive body is formed on the gas-sensitive body uncoated region.
半導体式ガスセンサまたは熱線型半導体式ガスセンサにおいては、ガス感応体として酸化物半導体が用いられる。加熱部により加熱された酸化物半導体と検知対象ガスとが接触すると、酸化物半導体の電気抵抗値が変化する。その変化を検知部が検知し、ガスセンサの出力となる。したがって、ガス感応体よりも電気抵抗が大きい高抵抗体が基板上に設けられると、その部位からのセンサ出力への寄与は小さくなる。 In a semiconductor gas sensor or a hot wire semiconductor gas sensor, an oxide semiconductor is used as a gas sensitive body. When the oxide semiconductor heated by the heating unit comes into contact with the detection target gas, the electrical resistance value of the oxide semiconductor changes. The change is detected by the detection unit and becomes an output of the gas sensor. Therefore, when a high resistance body having a larger electric resistance than that of the gas sensitive body is provided on the substrate, the contribution to the sensor output from the portion is reduced.
すなわち上記の特徴構成によれば、ガス感応体非被覆領域には、ガス感応体よりも電気抵抗が大きい高抵抗体が被覆形成されているので、基板上の低温となる部位からのセンサ出力への寄与を高抵抗体の存在により効果的に低減しつつ、基板を高抵抗体で覆うことにより基板や検知部の腐食・劣化を抑制して耐環境性に優れたガスセンサを実現できる。また、基板のガス感応体非被覆領域がガス低感応体またはガス不感応体で覆われているので、ガス感応体非被覆領域からの放熱が抑制され、基板を適温に保ち、検知対象ガスの検出を安定して行うことができる。 That is, according to the above characteristic configuration, since the high-resistance body having a larger electric resistance than that of the gas sensitive body is coated in the non-coated region of the gas sensitive body, the sensor output from the low temperature portion on the substrate is performed. The gas sensor excellent in environmental resistance can be realized by suppressing the corrosion and deterioration of the substrate and the detection unit by covering the substrate with the high resistance body, while effectively reducing the contribution of the high resistance body. In addition, since the gas-sensitive body non-covering area of the substrate is covered with a gas low-sensitivity body or gas-insensitive area, heat dissipation from the gas-sensitive body non-covering area is suppressed, the substrate is kept at an appropriate temperature, Detection can be performed stably.
本発明に係るガスセンサの別の特徴構成は、前記高抵抗体が絶縁性酸化物を主成分とする点にある。 Another characteristic configuration of the gas sensor according to the present invention is that the high-resistance element has an insulating oxide as a main component.
上記の特徴構成によれば、高抵抗体が絶縁性酸化物を主成分とするので、環境影響を受け難く長期的に安定な材料により基板上の低温となる部位からのセンサ出力への寄与を効果的に低減しつつ、基板を当該材料で覆うことにより耐環境性にも優れたガスセンサを実現できる。絶縁性酸化物としては、例えば、アルミナ、シリカ、マグネシア、ジルコニア、チタニア等を用いることができる。 According to the above characteristic configuration, since the high resistance element is mainly composed of an insulating oxide, it contributes to the sensor output from the low temperature part on the substrate with a long-term stable material that is not easily affected by the environment. A gas sensor having excellent environmental resistance can be realized by covering the substrate with the material while effectively reducing the substrate. As the insulating oxide, for example, alumina, silica, magnesia, zirconia, titania and the like can be used.
本発明に係るガスセンサの別の特徴構成は、前記ガス感応体が酸化物半導体を主成分とする点にある。 Another characteristic configuration of the gas sensor according to the present invention is that the gas sensitive body includes an oxide semiconductor as a main component.
上記の特徴構成によれば、ガス感応体が酸化物半導体を主成分とするので、高感度なガス感応体を用いつつ短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサを実現できる。酸化物半導体としては、例えば、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化鉄などの遷移金属酸化物や酸化ガリウム、酸化ゲルマニウム、酸化インジウム、酸化スズ、酸化アンチモン等の金属酸化物を主成分とする半導体材料を用いることができる。 According to the above characteristic configuration, the gas sensor is composed mainly of an oxide semiconductor, so a gas sensor that uses a highly sensitive gas sensor and suppresses short-term humidity dependence and long-term sensitivity degradation is realized. it can. As the oxide semiconductor, for example, a transition metal oxide such as zinc oxide, titanium oxide, or iron oxide, or a semiconductor material mainly containing a metal oxide such as gallium oxide, germanium oxide, indium oxide, tin oxide, or antimony oxide is used. Can be used.
本発明に係るガスセンサの別の特徴構成は、前記ガス感応体は、接触した前記検知対象ガスの燃焼を促進する触媒活性を有し、前記第2接続端部における前記ガス感応体非被覆領域には、触媒活性が前記ガス感応体よりも低い触媒低活性体、または触媒活性を有さない触媒不活性体が被覆形成されている点にある。 Another characteristic configuration of the gas sensor according to the present invention is that the gas sensitive body has a catalytic activity for promoting the combustion of the gas to be detected in contact with the gas sensor, and the gas sensitive body is not covered with the gas sensitive body uncovered region at the second connection end. Is that a catalyst low-activity having a catalytic activity lower than that of the gas-sensitive material or a catalyst inactive having no catalytic activity is formed by coating.
接触燃焼式ガスセンサにおいては、ガス感応体として検知対象ガスの燃焼を促進する触媒活性を有する材料が用いられる。加熱部により加熱されたガス感応体と検知対象ガスとが接触すると、ガス感応体の表面で検知対象ガスの酸化(燃焼)が発生し、その燃焼熱によりガス感応体の温度が上昇する。この温度上昇を検知部が電気抵抗の上昇として検知し、センサ出力となる。したがって、触媒活性がガス感応体よりも低い触媒低活性体、または触媒活性を有さない触媒不活性体が基板上に設けられると、その部位からのセンサ出力への寄与は小さくなる。 In the contact combustion type gas sensor, a material having catalytic activity for accelerating the combustion of the detection target gas is used as the gas sensitive body. When the gas sensing element heated by the heating unit comes into contact with the detection target gas, oxidation (combustion) of the detection target gas occurs on the surface of the gas sensing element, and the temperature of the gas sensing element increases due to the combustion heat. This temperature rise is detected by the detector as an increase in electrical resistance, and becomes a sensor output. Therefore, when a catalyst low activity body having a lower catalyst activity than that of the gas sensitive body or a catalyst inactive body having no catalyst activity is provided on the substrate, the contribution to the sensor output from the portion is reduced.
すなわち上記の特徴構成によれば、第2接続端部におけるガス感応体非被覆領域には、触媒活性が前記ガス感応体よりも低い触媒低活性体、または触媒活性を有さない触媒不活性体が被覆形成されているので、基板上の低温となる部位からのセンサ出力への寄与を触媒低活性体または触媒非活性体の存在により効果的に低減しつつ、基板を触媒低活性体または触媒非活性体で覆うことにより耐環境性にも優れたガスセンサを実現できる。 That is, according to the above-described characteristic configuration, in the gas-sensitive body non-covering region at the second connection end, a catalytic low-activity body having a catalytic activity lower than that of the gas-sensitive body, or a catalyst inactive body having no catalytic activity. Since the coating is formed on the substrate, the contribution to the sensor output from the low-temperature portion on the substrate is effectively reduced by the presence of the catalyst low-activity or non-catalyst, and the substrate is reduced to the catalyst low-activity or catalyst. By covering with a non-active material, a gas sensor having excellent environmental resistance can be realized.
本発明に係るガスセンサの別の特徴構成は、前記触媒低活性体または前記触媒不活性体が金属酸化物を主成分とする点にある。 Another characteristic configuration of the gas sensor according to the present invention is that the catalyst low-activity or the catalyst deactivation is mainly composed of a metal oxide.
上記の特徴構成によれば、触媒低活性体または触媒不活性体が金属酸化物を主成分とするので、環境影響を受け難く長期的に安定な材料により基板上の低温となる部位からのセンサ出力への寄与を効果的に低減しつつ、基板を当該材料で覆うことにより耐環境性にも優れたガスセンサを実現できる。また、基板のガス感応体非被覆領域がガス低感応体またはガス不感応体で覆われているので、ガス感応体非被覆領域からの放熱が抑制され、基板を適温に保ち、検知対象ガスの検出を安定して行うことができる。なお金属酸化物としては、例えば、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、チタニア等を用いることができる。 According to the above characteristic configuration, since the catalyst low-activity or the catalyst deactivation is mainly composed of a metal oxide, a sensor from a portion that is low in temperature on the substrate by a material that is not easily affected by the environment and is stable for a long time. A gas sensor having excellent environmental resistance can be realized by covering the substrate with the material while effectively reducing the contribution to output. In addition, since the gas-sensitive body non-covering area of the substrate is covered with a gas low-sensitivity body or gas-insensitive area, heat dissipation from the gas-sensitive body non-covering area is suppressed, the substrate is kept at an appropriate temperature, Detection can be performed stably. As the metal oxide, for example, alumina, magnesia, zirconia, titania or the like can be used.
本発明に係るガスセンサの別の特徴構成は、前記ガス感応体は金属酸化物に担持された貴金属触媒を含有する点にある。 Another characteristic configuration of the gas sensor according to the present invention is that the gas sensitive body contains a noble metal catalyst supported on a metal oxide.
上記の特徴構成によれば、ガス感応体は金属酸化物に担持された貴金属触媒を含有するので、高感度なガス感応体を用いつつ短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサを実現できる。金属酸化物としては、例えば、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、チタニア等を用いることができる。貴金属触媒としては、例えば、白金族元素(ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金)を用いることができる。 According to the above characteristic configuration, since the gas sensitive body contains the noble metal catalyst supported on the metal oxide, short-term humidity dependence and long-term sensitivity decrease are suppressed while using the highly sensitive gas sensitive body. Gas sensor can be realized. As the metal oxide, for example, alumina, magnesia, zirconia, titania and the like can be used. As the noble metal catalyst, for example, a platinum group element (ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, platinum) can be used.
本発明に係るガスセンサの別の特徴構成は、前記加熱部は、測定時に前記ガス感応体を所定の検知温度以上に加熱し、前記検知温度が350℃以上550℃以下である点にある。 Another characteristic configuration of the gas sensor according to the present invention is that the heating unit heats the gas sensitive body to a predetermined detection temperature or higher during measurement, and the detection temperature is 350 ° C. or higher and 550 ° C. or lower.
上記の特徴構成によれば、加熱部は、測定時にガス感応体を所定の検知温度以上に加熱し、検知温度が350℃以上550℃以下であるから、ガス感応体の温度を高くしてセンサ感度を高く保ちつつ、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサを実現できる。 According to the above characteristic configuration, the heating unit heats the gas sensitive body to a predetermined detection temperature or higher during measurement, and the detection temperature is 350 ° C. or higher and 550 ° C. or lower. It is possible to realize a gas sensor in which short-term humidity dependence and long-term sensitivity decrease are suppressed while maintaining high sensitivity.
上記目的を達成するための本発明に係るガス検出器の特徴構成は、上述のガスセンサと前記ガスセンサの出力に基づいて前記検知対象ガスに関係したガス情報を出力する出力部を有することを特徴とする。 A characteristic configuration of a gas detector according to the present invention for achieving the above object is characterized in that the gas detector includes an output unit that outputs gas information related to the detection target gas based on the output of the gas sensor and the gas sensor. To do.
上記の特徴構成によれば、上述のガスセンサと前記ガスセンサの出力に基づいて前記検知対象ガスに関係したガス情報を出力する出力部を有するので、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制され、信頼性の高いガス検出器を実現することができる。 According to said characteristic structure, since it has the output part which outputs the gas information relevant to the said detection target gas based on the above-mentioned gas sensor and the output of the said gas sensor, a short-term humidity dependence and a long-term sensitivity fall A gas detector that is suppressed and has high reliability can be realized.
上記目的を達成するための本発明に係るガスセンサの製造方法の特徴構成は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサの製造方法であって、前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第1架橋部と、前記給電線が設けられない第2架橋部とを有し、前記基板の前記接続端部のうち前記第2架橋部が接続される第2接続端部に前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域を形成し且つ前記基板の前記接続端部のうち前記第1架橋部が接続される第1接続端部に前記ガス感応体を形成する形態で、前記ガス感応体の材料を前記基板の上に付着させる付着工程を有する点にある。 In order to achieve the above object, the characteristic configuration of the gas sensor manufacturing method according to the present invention includes a gas sensitive body provided on a substrate, a detection unit that detects that a gas to be detected is in contact with the gas sensitive body, A gas sensor manufacturing method having a heating unit for heating a gas sensitive body, wherein the substrate is supported on a support substrate by a bridging portion connected to a connection end of the substrate, and the bridging portion is A first bridging portion provided with a feeding line for feeding power to the heating portion; and a second bridging portion not provided with the feeding line, wherein the second bridging portion is connected among the connection end portions of the substrate. Forming a gas-sensitive-body non-covering region that is not covered with the gas-sensitive body at the second connection end and connecting the first bridging portion to the first connection end of the connection end of the substrate. in the form of forming the gas sensitive body, the gas-sensitive Certain materials that it has a deposition step of depositing on the substrate.
上記の特徴構成によれば、付着工程により、第2接続端部にガス感応体非被覆領域を形成する形態で、ガス感応体の材料を基板の上に付着させるので、基板の上に設けられるガス感応体のうち、加熱部によって加熱された際に低温となる部位がより小さいガスセンサが製造される。すると、検知部によるセンサ出力に対する、上述の低温となる部位からの寄与がより小さくなるので、湿度の影響を受けにくくなる。よって、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサを製造することができる。
加えて、基板の接続端部のうち、第1架橋部が接続される第1接続端部には、ガス感応体が被覆形成されているので、センサ出力の低下を抑えつつも短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサを実現できる。
上記目的を達成するための本発明に係るガスセンサの製造方法の特徴構成は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサの製造方法であって、前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第1架橋部と、前記給電線が設けられない第2架橋部とを有し、前記基板を構成するベースの上に前記加熱部を形成する工程と、前記加熱部を覆うように絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層の上に一対の電極を形成する工程と、前記基板の前記接続端部のうち前記第2架橋部が接続される第2接続端部に前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域を形成する形態で、前記ガス感応体の材料を前記絶縁層及び前記一対の電極の上に付着させる付着工程を有し、前記検知部は、前記一対の電極を有し、当該一対の電極の間の抵抗値の変化に基づいて前記検知対象ガスを検知するように構成される点にある。
上記目的を達成するための本発明に係るガスセンサの製造方法の特徴構成は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサの製造方法であって、前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第1架橋部と、前記給電線が設けられない第2架橋部とを有し、前記基板を構成するベースの上に前記検知部としての機能と前記加熱部としての機能とを有する抵抗体を形成する工程と、前記基板の前記接続端部のうち前記第2架橋部が接続される第2接続端部に前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域を形成する形態で、前記ガス感応体の材料を前記抵抗体及び前記ベースの上に付着させる付着工程を有する点にある。
According to the above characteristic configuration, the gas sensitive material is deposited on the substrate in a form in which the gas sensitive material non-covering region is formed at the second connection end by the adhesion process. Of the gas sensitive body, a gas sensor having a smaller part that becomes low temperature when heated by the heating unit is manufactured. Then, since the contribution from the above-mentioned low-temperature part to the sensor output by the detection unit becomes smaller, it becomes difficult to be affected by humidity. Therefore, it is possible to manufacture a gas sensor in which short-term humidity dependency and long-term sensitivity reduction are suppressed.
In addition, among the connection end portions of the substrate, the gas connection is formed on the first connection end portion to which the first bridging portion is connected, so that short-term humidity can be achieved while suppressing a decrease in sensor output. It is possible to realize a gas sensor in which dependence and long-term sensitivity decrease are suppressed.
In order to achieve the above object, the characteristic configuration of the gas sensor manufacturing method according to the present invention includes a gas sensitive body provided on a substrate, a detection unit that detects that a gas to be detected is in contact with the gas sensitive body, A gas sensor manufacturing method having a heating unit for heating a gas sensitive body, wherein the substrate is supported on a support substrate by a bridging portion connected to a connection end of the substrate, and the bridging portion is A step of forming the heating unit on a base constituting the substrate, the first bridging unit provided with a power supply line for supplying power to the heating unit, and a second bridging unit not provided with the power supply line; A step of forming an insulating layer so as to cover the heating portion, a step of forming a pair of electrodes on the insulating layer, and a second connection portion of the connection end portion of the substrate to which the second bridging portion is connected. 2 The connection end is covered with the gas sensitive body A gas sensing member non-covering region is formed, and the gas sensing member material is deposited on the insulating layer and the pair of electrodes, and the detection unit has the pair of electrodes. However, the detection target gas is detected based on a change in resistance value between the pair of electrodes.
In order to achieve the above object, the characteristic configuration of the gas sensor manufacturing method according to the present invention includes a gas sensitive body provided on a substrate, a detection unit that detects that a gas to be detected is in contact with the gas sensitive body, A gas sensor manufacturing method having a heating unit for heating a gas sensitive body, wherein the substrate is supported on a support substrate by a bridging portion connected to a connection end of the substrate, and the bridging portion is A first bridging portion provided with a feed line for feeding power to the heating portion; and a second bridging portion not provided with the feed line; a function as the detection unit on a base constituting the substrate; A step of forming a resistor having a function as a heating unit, and a gas not covered by the gas sensitive body at a second connection end to which the second bridging portion is connected, of the connection ends of the substrate; Form to form non-sensitive body coating area , In that it has a deposition step of depositing a material of said gas sensitive body on said resistor and said base.
上記目的を達成するための本発明に係るガスセンサの製造方法の特徴構成は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサの製造方法であって、前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第1架橋部と、前記給電線が設けられない第2架橋部とを有し、前記接続端部のうち前記第2架橋部が接続される第2接続端部の上に、前記検知対象ガスに対する感応性が前記ガス感応体よりも小さいガス低感応体、または前記検知対象ガスに対する感応性を有さないガス不感応体を付着させる第1付着工程と、前記ガス感応体の材料を、前記接続端部のうち前記第1架橋部が接続される第1接続端部を含む前記基板の上に付着させる第2付着工程とを有する点にある。 In order to achieve the above object, the characteristic configuration of the gas sensor manufacturing method according to the present invention includes a gas sensitive body provided on a substrate, a detection unit that detects that a gas to be detected is in contact with the gas sensitive body, A gas sensor manufacturing method having a heating unit for heating a gas sensitive body, wherein the substrate is supported on a support substrate by a bridging portion connected to a connection end of the substrate, and the bridging portion is A second bridge part provided with a power supply line for supplying power to the heating part and a second bridge part not provided with the power supply line, and a second bridge part connected to the second bridge part among the connection end parts; A first attachment step of attaching a gas low-sensitivity body whose sensitivity to the detection target gas is smaller than that of the gas sensitivity body or a gas insensitivity body having no sensitivity to the detection target gas on the connection end. And the material of the gas sensitive body Lies in that a second attaching step of attaching on said substrate including a first connection end portion to which the first bridge portion of the connection end portion is connected.
上記の特徴構成によれば、第2接続端部の上に、検知対象ガスに対する感応性がガス感応体よりも小さいガス低感応体、または検知対象ガスに対する感応性を有さないガス不感応体を付着させる第1付着工程と、ガス感応体の材料を基板の上に付着させる第2付着工程とを有するので、ガス低感応体またはガス不感応体で覆われた領域(第2接続端部を含む領域)にはガス感応体の材料が付着しない。これにより、基板の上に設けられるガス感応体のうち、加熱部によって加熱された際に低温となる部位がより小さいガスセンサが製造される。すると、検知部によるセンサ出力に対する、上述の低温となる部位からの寄与がより小さくなるので、湿度の影響を受けにくくなる。よって、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサを製造することができる。
加えて、基板の接続端部のうち、第1架橋部が接続される第1接続端部には、ガス感応体が被覆形成されているので、センサ出力の低下を抑えつつも短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサを実現できる。
上記目的を達成するための本発明に係るガスセンサの製造方法の特徴構成は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサの製造方法であって、前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第1架橋部と、前記給電線が設けられない第2架橋部とを有し、前記接続端部のうち前記第2架橋部が接続される第2接続端部の上に、接触した前記検知対象ガスの燃焼を促進する触媒活性が前記ガス感応体よりも低い触媒低活性体、または接触した前記検知対象ガスの燃焼を促進する触媒活性を有さない触媒不活性体を付着させる第1付着工程と、前記ガス感応体の材料を、前記接続端部のうち前記第1架橋部が接続される第1接続端部を含む前記基板の上に付着させる第2付着工程とを有する点にある。
上記目的を達成するための本発明に係るガスセンサの製造方法の特徴構成は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサの製造方法であって、前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第1架橋部と、前記給電線が設けられない第2架橋部とを有し、前記基板を構成するベースの上に前記加熱部を形成する工程と、前記加熱部を覆うように絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層の上に一対の電極を形成する工程と、前記接続端部のうち前記第2架橋部が接続される第2接続端部の上に、前記検知対象ガスに対する感応性が前記ガス感応体よりも小さいガス低感応体、または前記検知対象ガスに対する感応性を有さないガス不感応体を付着させる第1付着工程と、前記ガス感応体の材料を前記絶縁層及び前記一対の電極の上に付着させる第2付着工程とを有し、前記検知部は、前記一対の電極を有し、当該一対の電極の間の抵抗値の変化に基づいて前記検知対象ガスを検知するように構成される点にある。
上記目的を達成するための本発明に係るガスセンサの製造方法の特徴構成は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサの製造方法であって、前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第1架橋部と、前記給電線が設けられない第2架橋部とを有し、前記基板を構成するベースの上に前記検知部としての機能と前記加熱部としての機能とを有する抵抗体を形成する工程と、前記接続端部のうち前記第2架橋部が接続される第2接続端部の上に、接触した前記検知対象ガスの燃焼を促進する触媒活性が前記ガス感応体よりも低い触媒低活性体、または接触した前記検知対象ガスの燃焼を促進する触媒活性を有さない触媒不活性体を付着させる第1付着工程と、前記ガス感応体の材料を前記抵抗体及び前記ベースの上に付着させる第2付着工程とを有する点にある。
According to said characteristic structure, on the 2nd connection end part, the gas insensitive body which does not have the sensitivity with respect to a detection object gas, or the gas low sensitivity body whose sensitivity with respect to a detection object gas is smaller than a gas sensitive body A first adhesion step for depositing gas and a second deposition step for depositing the material of the gas sensitive body on the substrate, so that the region (second connection end portion) covered with the gas low sensitive body or the gas insensitive body Gas sensitive material does not adhere to the region including As a result, a gas sensor having a smaller part that becomes a low temperature when heated by the heating unit among the gas sensitive elements provided on the substrate is manufactured. Then, since the contribution from the above-mentioned low-temperature part to the sensor output by the detection unit becomes smaller, it becomes difficult to be affected by humidity. Therefore, it is possible to manufacture a gas sensor in which short-term humidity dependency and long-term sensitivity reduction are suppressed.
In addition, among the connection end portions of the substrate, the gas connection is formed on the first connection end portion to which the first bridging portion is connected, so that short-term humidity can be achieved while suppressing a decrease in sensor output. It is possible to realize a gas sensor in which dependence and long-term sensitivity decrease are suppressed.
In order to achieve the above object, the characteristic configuration of the gas sensor manufacturing method according to the present invention includes a gas sensitive body provided on a substrate, a detection unit that detects that a gas to be detected is in contact with the gas sensitive body, A gas sensor manufacturing method having a heating unit for heating a gas sensitive body, wherein the substrate is supported on a support substrate by a bridging portion connected to a connection end of the substrate, and the bridging portion is A second bridge part provided with a power supply line for supplying power to the heating part and a second bridge part not provided with the power supply line, and a second bridge part connected to the second bridge part among the connection end parts; On the connection end, the catalytic activity for promoting the combustion of the gas to be detected in contact is lower than that of the gas sensitive body, or the catalytic activity for promoting the combustion of the gas to be detected in contact is provided. No catalyst deactivator deposition An adhesion process, and a second adhesion process in which the material of the gas sensitive body is adhered on the substrate including the first connection end portion to which the first bridging portion is connected among the connection end portions. is there.
In order to achieve the above object, the characteristic configuration of the gas sensor manufacturing method according to the present invention includes a gas sensitive body provided on a substrate, a detection unit that detects that a gas to be detected is in contact with the gas sensitive body, A gas sensor manufacturing method having a heating unit for heating a gas sensitive body, wherein the substrate is supported on a support substrate by a bridging portion connected to a connection end of the substrate, and the bridging portion is A step of forming the heating unit on a base constituting the substrate, the first bridging unit provided with a power supply line for supplying power to the heating unit, and a second bridging unit not provided with the power supply line; A step of forming an insulating layer so as to cover the heating portion, a step of forming a pair of electrodes on the insulating layer, and a second connection end to which the second bridging portion of the connection ends is connected Sensitivity to the detection target gas A first deposition step of depositing a gas low-sensitivity body smaller than the gas-sensitive body or a gas-insensitive body having no sensitivity to the detection target gas; and the material of the gas-sensitive body as the insulating layer and the pair A second attaching step for attaching the electrode to the first electrode, wherein the detection unit includes the pair of electrodes and detects the detection target gas based on a change in resistance value between the pair of electrodes. It is in the point comprised as follows.
In order to achieve the above object, the characteristic configuration of the gas sensor manufacturing method according to the present invention includes a gas sensitive body provided on a substrate, a detection unit that detects that a gas to be detected is in contact with the gas sensitive body, A gas sensor manufacturing method having a heating unit for heating a gas sensitive body, wherein the substrate is supported on a support substrate by a bridging portion connected to a connection end of the substrate, and the bridging portion is A first bridging portion provided with a feed line for feeding power to the heating portion; and a second bridging portion not provided with the feed line; a function as the detection unit on a base constituting the substrate; The step of forming a resistor having a function as a heating unit, and the combustion of the detection target gas in contact with the second connection end of the connection end connected to the second bridging unit are promoted. Catalytic activity is better than the gas A first depositing step of depositing a low catalyst low-activity or a catalyst deactivator having no catalytic activity that promotes combustion of the gas to be detected in contact; and a material of the gas-sensitive body comprising the resistor and the base And a second deposition step for depositing on the substrate.
上記目的を達成するための本発明に係るガスセンサの製造方法の特徴構成は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサの製造方法であって、前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第1架橋部と、前記給電線が設けられない第2架橋部とを有し、前記接続端部のうち前記第2架橋部が接続される第2接続端部をマスキング材で覆うマスキング工程と、前記マスキング工程の後に前記ガス感応体の材料を前記基板の上に付着させる付着工程と、前記付着工程の後に、前記マスキング材を除去する工程とを有する点にある。 In order to achieve the above object, the characteristic configuration of the gas sensor manufacturing method according to the present invention includes a gas sensitive body provided on a substrate, a detection unit that detects that a gas to be detected is in contact with the gas sensitive body, A gas sensor manufacturing method having a heating unit for heating a gas sensitive body, wherein the substrate is supported on a support substrate by a bridging portion connected to a connection end of the substrate, and the bridging portion is A second bridge part provided with a power supply line for supplying power to the heating part and a second bridge part not provided with the power supply line, and a second bridge part connected to the second bridge part among the connection end parts; A masking step of covering the connection end with a masking material, an attachment step of attaching the material of the gas sensitive body on the substrate after the masking step, and a step of removing the masking material after the attachment step. In terms of having .
上記の特徴構成によれば、第2接続端部をマスキング材で覆うマスキング工程と、マスキング工程の後にガス感応体の材料を基板の上に付着させる付着工程とを有するので、マスキング材で覆われた領域(第2接続端部を含む領域)にはガス感応体の材料が付着しない。これにより、基板の上に設けられるガス感応体のうち、加熱部によって加熱された際に低温となる部位がより小さいガスセンサが製造される。すると、検知部によるセンサ出力に対する、上述の低温となる部位からの寄与がより小さくなるので、湿度の影響を受けにくくなる。よって、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサを製造することができる。 According to the above characteristic configuration, since the second connecting end portion is covered with the masking material, and the masking material is covered with the masking material since the gas sensing material is attached to the substrate after the masking step. The gas sensitive material does not adhere to the region (the region including the second connection end). As a result, a gas sensor having a smaller part that becomes a low temperature when heated by the heating unit among the gas sensitive elements provided on the substrate is manufactured. Then, since the contribution from the above-mentioned low-temperature part to the sensor output by the detection unit becomes smaller, it becomes difficult to be affected by humidity. Therefore, it is possible to manufacture a gas sensor in which short-term humidity dependency and long-term sensitivity reduction are suppressed.
<第1実施形態>
まず図1および図2を用いて第1実施形態に係る半導体式ガスセンサ1a(ガスセンサ1)の構造と動作を説明する。図1および図2に示す通り、半導体式ガスセンサ1aでは、ガス感応体50が上面に設けられた基板10が、第1架橋部21と第2架橋部22とによって宙吊りの状態で、支持基板2に支持される。基板10の下側は空洞部3となっている。半導体式ガスセンサ1aは、その構造全体がMEMS技術により形成されている。例えば支持基板2にはシリコンが用いられる。
<First Embodiment>
First, the structure and operation of the
図2は図1のII−IIによる断面図である。図2に示す通り、基板10は、ベース11と、ベース11の上に順に積層された薄膜状のヒータ30および絶縁層12とからなる。そして基板10の上に一対の電極41、42(検知部40)とガス感応体50とが積層されている。例えばベース11および絶縁層12にはSiO2が、ヒータ30および電極41、42には白金等が用いられる。ガス感応体50には、その電気抵抗値が検知対象ガスの存在や濃度により変化する半導体材料が用いられ、例えば酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化チタン等を主成分とするものが用いられる。
2 is a cross-sectional view taken along II-II in FIG. As shown in FIG. 2, the
一対の電極41、42は櫛歯状に形成されており、一方の電極の櫛歯の隙間に、他方の電極の櫛歯が入り込む態様で、一定の間隔を空けて配置されている。
The pair of
ヒータ30は、第1架橋部21に設けられた給電線23を通じて給電され、発熱し、ガス感応体50を加熱する。加熱されたガス感応体50は、検知対象ガスと接触すると抵抗値が変化する。一対の電極41と42は、ガス感応体50に接触した状態で対向して配置されており、ガス感応体の抵抗値が変化すると、電極41と電極42の間の抵抗値が変化する。その抵抗値変化は、第2架橋部22に設けられた検知線24を通じて外部に取り出され、図示しない検出回路等により半導体式ガスセンサ1aの出力に変換される。
The
なお上述の加熱・検出の動作は、省電力の目的のため、いわゆる間欠駆動またはパルス駆動にて行われ、20秒から60秒程度の所定の間隔で、100μsec〜100msec程度の極めて短い時間で行われる。例えば30秒の間隔をおいて100msecの間行われる。またヒータ30はガス感応体50を所定の検知温度以上に加熱する。検知温度は、ガス感応体50として用いる材料に応じて定まり、350℃から550℃の範囲で設定される。例えばガス感応体50に酸化スズを用いてメタンガスを検知する場合、検知温度は400℃〜500℃とするのが適切である。
The heating / detection operation described above is performed by so-called intermittent driving or pulse driving for the purpose of power saving, and is performed at a predetermined interval of about 20 to 60 seconds in an extremely short time of about 100 μsec to 100 msec. Is called. For example, it is performed for 100 msec with an interval of 30 seconds. The
次に図3〜図5を用いて、基板10の第1接続端部13、第2接続端部14、ガス感応体非被覆領域15について説明する。
Next, the first
図3は、基板10の上に電極41と42が配置された状態の上面図である。基板10は、その四隅が第1架橋部21と第2架橋部22とに接続されている。詳しくは、基板10の対角線上に位置する2か所の第1接続端部13にて第1架橋部21と基板10とが接続され、基板10の対角線上に位置する2か所の第2接続端部14にて第2架橋部22と基板10とが接続されている。
FIG. 3 is a top view showing a state where the
上述の通り、第1架橋部21にはヒータ30と接続されて給電する給電線23が配置されている。第2架橋部22には電極41、42と接続される検知線24が配置されている。ここでヒータ30に通電してガス感応体50を加熱する際、第1架橋部21は、給電線23自体の発熱や、ヒータ30から給電線23への熱伝導によって温度が上昇する。
As described above, the
一方、第2架橋部22には給電線23のように発熱する物体が配置されないため、第1架橋部21のような温度上昇はみられない。すると、第2架橋部22を通じた基板10から支持基板2への熱の流出が大きくなる。その結果、第2架橋部22が接続されている基板10の第2接続端部14は、基板10の中央部や、第1架橋部21が接続されている基板10の第1接続端部13よりも、温度が低くなる。
On the other hand, the
そこで、ガス感応体50の一部の温度が低くなることによる短期的な湿度依存性と長期的な感度低下を抑制するため、基板10の第2接続端部14に、ガス感応体50に覆われていないガス感応体非被覆領域15が形成される。図4および図5に示すように、第1実施形態では、基板10の全面をガス感応体50で覆うのではなく、ガス感応体非被覆領域15にアルミナ51が設けられる。
Therefore, in order to suppress short-term humidity dependence and long-term sensitivity degradation due to a decrease in the temperature of a part of the gas
アルミナ51は、検知対象ガスに対する感応性を有さないガス不感応体である。またアルミナ51は、ガス感応体50よりも電気抵抗が大きい高抵抗体である。なお、アルミナ51に換えて、検知対象ガスに対する感応性がガス感応体50よりも小さいガス低感応体をガス感応体非被覆領域15に設けてもよい。ガス低感応体には、検知対象ガスに対する感応性を有する酸化物半導体中の添加元素の含有量を小さくして検知対象ガスに対する感応性を小さくした材料を用いてもよい。また、アルミナ51に換えて絶縁性の酸化物、例えばジルコニア、マグネシア、チタニア等の金属酸化物やシリカを用いてもよい。
The
以上述べた通り、第1実施形態に係る半導体式ガスセンサ1a(ガスセンサ1)においては、ヒータ30による加熱の際に低温となる第2接続端部14は、ガス感応体50に換えてアルミナ51で覆われる。すなわち第2接続端部14には、ガス感応体50に覆われていないガス感応体非被覆領域15が形成されている。よって、基板10の全面をガス感応体50で覆う場合に比べ、低温となる部位が小さくなる。すると、一対の電極41、42で検知するガス感応体50の抵抗値変化について、低温部位の寄与が小さくなる。よって、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制された半導体式ガスセンサ1aを実現することができる。
As described above, in the
ガス感応体非被覆領域15の占める面積としては、1つの第2架橋部22に対して、上面視で基板10の面積の5%以上13%以下とするのが適当である。
The area occupied by the gas-sensitive
なお第1接続端部13は、基板10と第1架橋部21とが接する基板10上の点、基板10の辺の一部に限られず、それらの近傍を含む部分である。第2接続端部14は、基板10と第2架橋部22とが接する基板10上の点、基板10の辺の一部に限られず、それらの近傍を含む部分である。
The first
また第1実施形態に係る半導体式ガスセンサ1aにおいては、第2架橋部22は上面視で正方形である基板10の頂点に接続されているが、その点(基板10の頂点)を頂点とする所定の半径の扇形の領域にガス感応体非被覆領域15が形成されているともいえる。また、上面視で基板10に第2架橋部22が接続された点から所定の距離の範囲内にガス感応体非被覆領域15が形成されているともいえる。上述の通り、第2架橋部22からの熱の流出による温度低下がガスセンサ1の性能に悪影響を与えるところ、基板10と第2架橋部22とが接続された点から所定の距離の領域は基板10の温度が低下すると考えられる。この領域にガス感応体非被覆領域15を設けることで、ガス感応体50の低温になる部分を小さくして、ガスセンサ1の短期的な湿度依存性と長期的な感度低下を抑制することができる。なお、上述の扇形の半径、あるいは所定の距離は、基板10や第1架橋部21、第2架橋部22等のガスセンサ1の構造、ガス感応体50の物性、検知対象ガスの検知に必要な温度等により、適当に定めることができる。
In the
次に、第1実施形態に係る半導体式ガスセンサ1aの製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the
第1工程として、支持基板2となるシリコンウエハを酸化して、ベース11、第1架橋部21、第2架橋部22となるSiO2の絶縁層を形成する。
As a first step, the silicon wafer to be the
第2工程として、絶縁層の上に白金をスパッタリング法により成膜して約1mm角のヒータ30を形成する。
As a second step, a platinum film is formed on the insulating layer by sputtering to form a
第3工程として、ヒータ30を覆うようにSiO2の絶縁層(絶縁層12)を成膜する。
As a third step, a SiO 2 insulating layer (insulating layer 12) is formed to cover the
第4工程として、絶縁層12の上に白金をスパッタリング法により成膜して一対の電極41、42を形成する。
As a fourth step, a pair of
第5工程として、シリコンウエハをエッチングして空洞部3を形成する。この際、適宜マスク等を用いてヒータ30、電極41、42のパターンを形成する。
As a fifth step, the
第6工程として、印刷法により第2接続端部14の上にアルミナ51を被覆形成する(第1付着工程)。例えば、図4の符号51で示す領域にアルミナ51を被覆形成する。
As a sixth step, the
第7工程として、印刷法により基板10の上にガス感応体50を被覆形成する(第2付着工程)。
As a seventh step, the gas
第6工程により、第2接続端部14の上にアルミナ51が形成されているので、第7工程で基板10の上にガス感応体50を形成する際、第2接続端部14の上にはガス感応体50が形成されない。すなわち第6工程と第7工程により、第2接続端部14にガス感応体50に覆われていないガス感応体非被覆領域15を形成する形態で、ガス感応体50の材料が基板10の上に付着されている(付着工程)。
Since the
<第2実施形態>
図6および図7を用いて第2実施形態に係る半導体式ガスセンサ1a(ガスセンサ1)について説明する。図6は第2実施形態に係る半導体式ガスセンサ1a(ガスセンサ1)の基板10の上面図であり、図7は図6におけるVII−VIIによる断面図である。なお、第1実施形態と共通する構成については説明を省略する。
Second Embodiment
A
第1実施形態ではガス感応体非被覆領域15にアルミナ51が設けられたが、第2実施形態ではアルミナ51は設けられない。すなわち、第2実施形態では、第2架橋部22が接続される第2接続端部14には、ガス感応体50に覆われていないガス感応体非被覆領域15が形成されている。
In the first embodiment, the
次に第2実施形態に係る半導体式ガスセンサ1aの製造方法について説明する。第1工程から第4工程までは第1実施形態と同様である。
Next, a method for manufacturing the
第5工程として、基板10の一対の電極41、42の上に、図8に示すように第2接続端部14を覆う形態でマスキングテープTを貼り付ける(マスキング工程)。
As a fifth step, a masking tape T is pasted on the pair of
第6工程として、印刷法により基板10の上にガス感応体50を被覆形成する(付着工程)。
As a sixth step, the gas
第7工程として、基板10からマスキングテープTを除去する。
As a seventh step, the masking tape T is removed from the
第5工程により、第2接続端部14の上にマスキングテープTが貼り付けられているので、第6工程で基板10の上にガス感応体50を形成する際、第2接続端部14の上にはガス感応体50が形成されない。すなわち第5工程と第6工程により、第2接続端部14にガス感応体50に覆われていないガス感応体非被覆領域15を形成する形態で、ガス感応体50の材料が基板10の上に付着されている(付着工程)。
Since the masking tape T is affixed on the 2nd connection end
<第3実施形態>
図9を用いて第3実施形態に係る接触燃焼式ガスセンサ(ガスセンサ1)について説明する。図9は第3実施形態に係る接触燃焼式ガスセンサ(ガスセンサ1)の基板10の上面図である。なお、第1実施形態と共通する構成については説明を省略する。
<Third Embodiment>
A catalytic combustion type gas sensor (gas sensor 1) according to a third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a top view of the
第1実施形態では、ガス感応体50として電気抵抗値が検知対象ガスの存在や濃度により変化する半導体材料が用いられ、その抵抗値変化を一対の電極41、42で検出した。第3実施形態の接触燃焼式ガスセンサでは、ガス感応体50として、接触した検知対象ガスの燃焼を促進する触媒活性を有する材料が用いられ、検知対象ガスの燃焼熱によるガス感応体50の温度上昇を、抵抗体43(検知部40)の抵抗値変化として検出する。ガス感応体50としては、例えば、貴金属触媒がもちいられ、アルミナに担持されたパラジウムが好適に用いられる。
In the first embodiment, a semiconductor material whose electric resistance value varies depending on the presence or concentration of the detection target gas is used as the gas
抵抗体43は、図9に示すように、基板10の四隅の一つから対角までに亘って、蛇行しながら一繋がりに設けられている。抵抗体43は、上述の通りガス感応体50の温度変化を検知する検知部40としての機能と、ガス感応体50を加熱する加熱部としての機能とを有する。抵抗体43には、例えば白金、タングステン、金などが用いられる。
As shown in FIG. 9, the
抵抗体43は、給電検知線25を通じて給電され、発熱し、ガス感応体50を加熱する。そして抵抗体43の抵抗値変化は、給電検知線25を通じて外部に取り出され、図示しない検出回路等により接触燃焼式ガスセンサの出力に変換される。すなわち、給電検知線25は、第1実施形態の給電線23と検知線24の機能を有する。
The
図9に示すとおり、基板10は、その四隅が第1架橋部21と第2架橋部22とに接続されている。詳しくは、基板10の対角線上に位置する2か所の第1接続端部13にて第1架橋部21と基板10とが接続され、基板10の対角線上に位置する2か所の第2接続端部14にて第2架橋部22と基板10とが接続されている。
As shown in FIG. 9, the four corners of the
第3実施形態では、第1架橋部21には抵抗体43と接続されて給電する給電検知線25が配置されている。第2架橋部22には、第1実施形態と異なり、検知線24は配置されない。抵抗体43に通電してガス感応体50を加熱する際、第1架橋部21は、給電検知線25自体の発熱や、抵抗体43から給電検知線25への熱伝導によって温度が上昇する。一方、第2架橋部22には温度上昇は見られず、第2架橋部22を通じた熱の流出が大きくなる。その結果、第2架橋部22が接続されている基板10の第2接続端部14は、基板10の中央部や、第1架橋部21が接続されている基板10の第1接続端部13よりも、温度が低くなる。
In the third embodiment, a power
そこで、ガス感応体50の一部の温度が低くなることによる短期的な湿度依存性と長期的な感度低下を抑制するため、基板10の第2接続端部14に、ガス感応体50に覆われていないガス感応体非被覆領域15が形成される。図9に示すように、第3実施形態では、基板10の全面をガス感応体50で覆うのではなく、ガス感応体非被覆領域15にアルミナ51が設けられる。
Therefore, in order to suppress short-term humidity dependence and long-term sensitivity degradation due to a decrease in the temperature of a part of the gas
アルミナ51は、検知対象ガスに対する触媒活性を有さない触媒不活性体である。なお、アルミナ51に換えて、検知対象ガスに対する触媒活性がガス感応体50よりも低い触媒低活性体をガス感応体非被覆領域15に設けてもよい。触媒低活性体には、触媒貴金属の含有量や比表面積を低くして検知対象ガスに対する触媒活性を小さくした材料を用いてもよい。また、アルミナ51に換えて、金属酸化物として、例えば、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、チタニア等を用いることができる。
The
以上述べた通り、第3実施形態に係る接触燃焼式ガスセンサ(ガスセンサ1)においては、抵抗体43による加熱の際に低温となる第2接続端部14は、ガス感応体50に換えてアルミナ51で覆われる。すなわち第2接続端部14には、ガス感応体50に覆われていないガス感応体非被覆領域15が形成されている。よって、基板10の全面をガス感応体50で覆う場合に比べ、低温となる部位が小さくなる。すると、抵抗体43で検知するガス感応体50の温度変化について、低温部位の寄与が小さくなる。よって、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制された接触燃焼式ガスセンサを実現することができる。
As described above, in the catalytic combustion type gas sensor (gas sensor 1) according to the third embodiment, the second
次に第3実施形態に係る接触燃焼式ガスセンサ(ガスセンサ1)の製造方法を説明する。 Next, the manufacturing method of the catalytic combustion type gas sensor (gas sensor 1) which concerns on 3rd Embodiment is demonstrated.
第1工程として、支持基板2となるシリコンウエハを酸化して、ベース11、第1架橋部21、第2架橋部22となるSiO2の絶縁層を形成する。
As a first step, the silicon wafer to be the
第2工程として、絶縁層の上に白金をスパッタリング法により成膜して抵抗体43を形成する。
As a second step, the
第3工程として、シリコンウエハをエッチングして空洞部3を形成する。この際、適宜マスク等を用いて抵抗体43のパターンを形成する。
As a third step, the
第4工程として、印刷法により第2接続端部14の上にアルミナ51を被覆形成する(第1付着工程)。例えば、図9の符号51で示す領域にアルミナ51を被覆形成する。
As a fourth step, an
第5工程として、印刷法により基板10の上にガス感応体50を被覆形成する(第2付着工程)。
As a fifth step, the gas
第4工程により、第2接続端部14の上にアルミナ51が被覆形成されているので、第5工程で基板10の上にガス感応体50を被覆形成する際、第2接続端部14の上にはガス感応体50が被覆形成されない。すなわち第4工程と第5工程により、第2接続端部14にガス感応体50に覆われていないガス感応体非被覆領域15を形成する形態で、ガス感応体50の材料が基板10の上に付着されている(付着工程)。
Since the
<第4実施形態>
図10および図11を用いて第4実施形態に係る半導体式ガスセンサ1a(ガスセンサ1)について説明する。なお、第1実施形態と共通する構成については説明を省略する。
<Fourth embodiment>
A
上述の第1実施形態では、第2接続端部14に、ガス感応体非被覆領域15を設けることにより、ガス感応体50において、第2架橋部22からの熱の流出により低温となる部位を小さくしている。これにより、湿度により影響を受ける低温部からのセンサ出力への寄与を小さくして、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制された半導体式ガスセンサ1aを実現している。
In the first embodiment described above, by providing the gas sensitive
第4実施形態では、さらに短期的な湿度依存性と長期的な感度低下を抑制するため、以下の構成をとる。すなわち、ヒータ30は測定時にガス感応体50を所定の検知温度以上に加熱する。図11に示すとおり、ガス感応体50は、測定時に検知温度以上の温度となる適温部位16と、測定時に検知温度未満の温度となる低温部位17とを有する。そして低温部位17には、一対の電極41、42のうち少なくとも一方の電極が配置されないよう構成されている。
In the fourth embodiment, the following configuration is adopted to further suppress short-term humidity dependence and long-term sensitivity degradation. That is, the
すると、低温部位17のガス感応体50は一方の電極までの距離が適温部位16に比べて大きくなる。すると、半導体式ガスセンサ1aは一対の電極41、42の間の抵抗値の変化に基づいて検知対象ガスを検知するところ、検知出力に対する低温部位17の寄与は、適温部位16に比べて小さくなる。
Then, the gas
説明を追加すると、半導体式ガスセンサ1aにおいて一対の電極41、42の間の抵抗値は、一方の電極からガス感応体50の一部分を通って他方の電極に至る全ての経路の抵抗値を用いて、それらの並列の合成抵抗で与えられる。すなわち、電極間抵抗値Rは各経路抵抗値riを用いて次のように計算される。
1/R=1/r1+1/r2+1/r3+・・・・ (式1)
ここで経路抵抗値riが大きくなると、1/riの値は小さくなるので、riの値が変化したときにRに与える影響度は小さくなる。
When the explanation is added, the resistance value between the pair of
1 / R = 1 / r1 + 1 / r2 + 1 / r3 + (Formula 1)
Here, when the path resistance value ri increases, the value of 1 / ri decreases, so that the degree of influence on R when the value of ri changes decreases.
低温部位17に少なくとも一方の電極が配置されないことで、低温部位17のガス感応体50は、一方の電極までの距離が(適温部位16に比べて)大きくなる。すると、低温部位17を通る経路の抵抗値は(適温部位16に比べて)大きくなるので、低温部位17の抵抗値が変化したときに電極間抵抗値に与える影響度は小さくなる。すなわち、検知対象ガスがガス感応体50の低温部位17に接触した場合の検知部の出力変化(電極間抵抗値の変化)は、適温部位16に比べて小さくなる。
Since at least one electrode is not disposed in the
なお第4実施形態では、図10に示すように、一対の電極41、42の櫛歯状の電極のうち、基板10の外周に沿って延びる電極は、第1実施形態に比べて半分程度の長さに形成されている。詳しくは、電極41の櫛歯状電極の先端部411は、電極41の他の櫛歯状電極よりも短く形成されているので、上面視で右下に位置する低温部位17には電極41は配置されていない。同様に、電極42の櫛歯状電極の先端部421は、電極42の他の櫛歯状電極よりも短く形成されているので、上面視で左上に位置する低温部位17には電極42は配置されていない。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 10, of the comb-like electrodes of the pair of
上述の検知温度は、ガス感応体50として用いる材料に応じて定まり、350℃から550℃の範囲で設定される。例えばガス感応体50に酸化スズを用いてメタンガスを検知する場合、検知温度は400℃〜500℃とするのが適切である。
The above-described detection temperature is determined according to the material used as the gas
また第4実施形態では、一方の電極41からの距離と他方の電極42からの距離との和が所定の測定寄与距離以下となる部位である測定寄与部位18が、基板10の平面視において低温部位17と重複して設けられていない。測定寄与部位18は図10において一点鎖線の斜線部で示されている。
In the fourth embodiment, the
測定寄与部位18は、一方の電極41からの距離と他方の電極42からの距離との和が所定の測定寄与距離以下となる基板上の部位であり、一対の電極41、42の形状および配置によって定まる部位である。上述の通り、電極からの距離に応じて電極間抵抗値Rすなわち検知部40の検知結果に及ぼす影響度合いが変化するので、測定寄与部位18に位置するガス感応体50は、それ以外の部位に位置するガス感応体50に比べて検知部40の検知結果への寄与が大きい。
The
すなわち、測定寄与部位18が平面視において低温部位17と重複して設けられないことにより、ガス感応体50の低温部位17が検知部40の検知結果に及ぼす影響を小さくできる。したがって、低温部位17において湿度による感度変化や長期的な感度低下が生じたとしても、半導体式ガスセンサ1aの出力に対する影響を小さくすることができ、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制された半導体式ガスセンサ1aを実現することができる。
That is, since the
<第5実施形態>
第1〜第4実施形態では、第2架橋部22との接続によって温度が低下する第2接続端部14に、ガス感応体50に覆われていないガス感応体非被覆領域15が形成されることにより、低温となるガス感応体50を小さく(少なく)して、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下を抑制していた。
<Fifth Embodiment>
In the first to fourth embodiments, the gas sensitive body
第5実施形態に係る半導体式ガスセンサ1a(ガスセンサ1)では、図12および図13に示すように、基板10の上面視での中心である中心点61と、基板10と第2架橋部22との接続点62とを結ぶ線分の垂直二等分線によって区切られた基板10における領域のうち、接続点62の側の領域である第2領域63に、ガス感応体50に覆われていないガス感応体非被覆領域15、すなわちアルミナ51が形成されている。
In the
以下、図12および図13を用いて第5実施形態に係る半導体式ガスセンサ1aについて説明する。図12は半導体式ガスセンサ1aの基板10の上面図であり、図13は図12におけるXIII−XIIIによる断面図である。なお、第1実施形態と共通する構成については説明を省略する。
Hereinafter, the
図12に示す中心点61は、基板10の上面視での中央の点、すなわち、四角形の基板10の対角線の交点である。なお、基板10が円形の場合は円の中心が中心点61としてもよく、その他の形状の場合は、幾何学上の重心の位置を中心点61としてもよい。
A
接続点62は、基板10と第2架橋部22とが接続される点であって、図12に平面視で示す基板10の左上と右下の頂点である。接続点62は、上面視で正方形である基板10の頂点としてもよいし、基板10の辺のうち上面視で第2架橋部22と接している部分の一点でもよい。また基板10が円形の場合には、基板10の外周のうち上面視で第2架橋部22と接している部分の一点でもよい。
The
図12に示すとおり、中心点61と接続点62を結ぶ線分の垂直二等分線は、上面視で正方形である基板10の2つの辺と交わり、基板10を区切る。区切られた領域のうち、接続点62の側の領域である第2領域63に、アルミナ51が被覆形成されている。すなわち、第2領域63にガス感応体非被覆領域15が形成されている。
As shown in FIG. 12, the perpendicular bisector connecting the
第2架橋部22には、ヒータ30に給電する給電線23が設けられていないので、基板10と第2架橋部22との接続点62の近傍は第2架橋部22を通じた熱流出が大きいことにより温度が低下する。すなわち第2領域で63では基板10の温度が基板10の中央付近に比べて低くなる。よって第2領域63にガス感応体非被覆領域15を形成することで、低温となるガス感応体50を小さく(少なく)して、ガスセンサ1の短期的な湿度依存性と長期的な感度低下を抑制することができる。
Since the
<第5実施形態の変形例>
図14と図15に、第5実施形態の変形例を示す。この変形例では、第2領域63にガス感応体非被覆領域15すなわちアルミナ51が設けられると共に、第2領域63の内部で接続点62の近傍にガス感応体50が設けられている。このように、第2領域63の全てをガス感応体非被覆領域15とせず、一部にガス感応体50が存在する場合であっても、基板10の全面をガス感応体50で覆う場合に比べ、低温となるガス感応体50を小さく(少なく)することができるので、ガスセンサ1の短期的な湿度依存性と長期的な感度低下を抑制することができる。
<Modification of Fifth Embodiment>
14 and 15 show a modification of the fifth embodiment. In this modification, the gas sensitive body
<第6実施形態>
上述のガスセンサ1と、ガスセンサ1の出力に基づいて検知対象ガスに関係したガス情報を出力する出力部とを用いて、ガス検出器を構成することができる。
ガスセンサ1は、基板10の第2接続端部14にガス感応体非被覆領域15が形成されているので、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサ1となっている。これに、ガスセンサ1の出力に基づいて検知対象ガスに関係したガス情報を出力する出力部を組み合わせてガス検出器を構成すると、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制され、信頼性の高いガス検出器を実現することができる。
<Sixth Embodiment>
A gas detector can be configured using the
The
出力部は、ガスセンサ1の出力をガス濃度に変換する。詳しくは、ガスセンサ1の検知部40からの出力値である抵抗値を、ホイートストンブリッジ回路とA/D変換器を用いてデジタルデータに変換し、ガスセンサ1の感度特性に基づいてガス濃度に変換する。
The output unit converts the output of the
出力部は更に、得られたガス濃度を予め設定された閾値と比較し、ガス濃度が閾値を超えた場合に、検知対象ガスが検知された旨の警報(ガス情報)を出力する。ガス情報としての警報は、単に検知対象ガスの有無の情報でもよいし、ガスの濃度の情報を含んでもよい。また警報は、音や光を発するものでもよく、他の機器への報知でもよい。 The output unit further compares the obtained gas concentration with a preset threshold value, and outputs an alarm (gas information) indicating that the detection target gas has been detected when the gas concentration exceeds the threshold value. The alarm as the gas information may be simply information on the presence or absence of the detection target gas, or may include information on the gas concentration. The alarm may emit sound or light, or may notify other devices.
<別実施形態>
(1)上述の各実施形態では、2つの第1架橋部21と2つの第2架橋部22、すなわち4つの架橋部で基板10を支持する形態としたが、架橋部の数は5本以上でもよいし、3本あるいは2本でもよい。架橋部が2つの場合は、1つの第1架橋部21に給電線23を設け、1つの第2架橋部が基板10に接続される第2接続端部14にガス感応体非被覆領域15が設けられる。
<Another embodiment>
(1) In each of the embodiments described above, the
(2)また、上述の各実施形態では、2つの第1架橋部21が基板10の対角線上の角に接続され、2つの第2架橋部22が基板10の残りの角に接続された。2つの第1架橋部21が基板10の隣接する角に接続され、2つの第2架橋部22が基板10の残りの隣接する角に接続されるよう構成してもよい。
(2) In the above-described embodiments, the two
(3)第1〜第4の実施形態では、第2架橋部22は上面視で正方形である基板10の頂点に接続され、その点(基板10の頂点)を頂点とする所定の半径の扇形の領域にガス感応体非被覆領域15が形成されている。これを、図14に示す第5実施形態の変形例のように、基板10の頂点(接続点62)の近傍にガス感応体50を被覆形成し、その内側にガス感応体非被覆領域15(アルミナ51)も設けてもよい。このような形態であっても、第2接続端部14にガス感応体非被覆領域15が形成されているといえ、低温となるガス感応体50を小さくして第2架橋部22からの熱流出による影響を減じて、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサ1を実現することができる。
(3) In the first to fourth embodiments, the
<短期湿度影響と長期湿度影響の試験結果>
以下、第1実施形態に係る実施例1と比較例1についての短期湿度影響・長期湿度影響の試験結果を示す。その次に、第3実施形態に係る実施例2と比較例2についての長期湿度影響の試験結果を示す。
<Results of short-term and long-term humidity effects>
Hereinafter, the test results of the short-term humidity effect and the long-term humidity effect for Example 1 and Comparative Example 1 according to the first embodiment are shown. Next, test results of long-term humidity effects for Example 2 and Comparative Example 2 according to the third embodiment are shown.
<実施例1:第1実施形態>
支持基板2にシリコンを用いて、ベース11と第1架橋部21と第2架橋部22と絶縁層12とをSiO2で形成し、ヒータ30と電極41、42とを白金にて形成し、ガス感応体50として酸化スズを用いて、上述の第1実施形態に係る実施例1の試験サンプルを作成した。ガス感応体非被覆領域15にはアルミナが配置されている。
<Example 1: First Embodiment>
Using silicon for the
<比較例1>
比較例1の試験サンプルとして、図16に示すように、基板10の全面をガス感応体50で覆う形態の試験サンプルを作成した。ガス感応体50としては実施例1と同じく酸化スズを用いた。その他の構成は実施例1と同様とした。
<Comparative Example 1>
As a test sample of Comparative Example 1, as shown in FIG. 16 , a test sample having a form in which the entire surface of the
<短期湿度影響>
試験サンプルを相対湿度5%、65%、90%の環境下におき、空気中における抵抗値Raとメタン3000ppmにおける抵抗値Rmを測定した。メタン(3000ppm)感度S(以下「感度S」と省略して記す。感度S=Ra/Rm)の相対湿度に対する依存性を実施例1と比較例1とで比較した。比較結果を図17に示す。
<Short-term humidity effect>
The test sample was placed in an environment with a relative humidity of 5%, 65%, and 90%, and a resistance value Ra in air and a resistance value Rm at 3000 ppm of methane were measured. The dependency of methane (3000 ppm) sensitivity S (hereinafter abbreviated as “sensitivity S”; sensitivity S = Ra / Rm) on relative humidity was compared between Example 1 and Comparative Example 1. The comparison results are shown in FIG.
比較例1は、相対湿度5%においては感度Sは59と高いが、相対湿度65%においては感度Sが急激に低下して12となり、相対湿度90%ではさらに下がって感度Sは6となった。 In Comparative Example 1, the sensitivity S is as high as 59 at a relative humidity of 5%, but the sensitivity S decreases rapidly to 12 at a relative humidity of 65%, and further decreases to 12 at a relative humidity of 90%. It was.
一方、実施例1は、相対湿度5%においては感度Sは43となり、比較例1より低くなった。しかし相対湿度65%で感度Sは25、相対湿度95%で感度Sは20となり、比較例1に比べて高い感度となった。また、相対湿度5%の感度を基準とした高い湿度での感度の低下量は、比較例1に比べて実施例1は小さくなった。すなわち実施例1は、比較例1に比べて短期間の湿度依存性が小さく抑制されている。 On the other hand, in Example 1, the sensitivity S was 43 at a relative humidity of 5%, which was lower than that of Comparative Example 1. However, the sensitivity S was 25 at a relative humidity of 65%, and the sensitivity S was 20 at a relative humidity of 95%, which was higher than that of Comparative Example 1. In addition, the amount of decrease in sensitivity at high humidity based on the sensitivity of 5% relative humidity was smaller in Example 1 than in Comparative Example 1. That is, in Example 1, the short-term humidity dependency is suppressed to be smaller than that in Comparative Example 1.
<長期湿度影響>
試験サンプルを45日間、温度50℃、相対湿度90%の環境下におき、空気中における抵抗値Raとメタン3000ppmにおける抵抗値Rmを測定して、感度Sを算出した。測定開始時の感度Sを初期値として、初期値との変化率を図18に示す。
<Long-term humidity effect>
The test sample was placed in an environment of a temperature of 50 ° C. and a relative humidity of 90% for 45 days, and the resistance value Ra in air and the resistance value Rm at 3000 ppm of methane were measured to calculate the sensitivity S. FIG. 18 shows the rate of change from the initial value, with the sensitivity S at the start of measurement as the initial value.
また、センサ出力が閾値を超えてガス警報器として警報を発するメタンガスの濃度(警報濃度)を測定した。警報濃度の推移を図19に示す。 Also, the concentration of methane gas (alarm concentration) that gives an alarm as a gas alarm when the sensor output exceeds the threshold was measured. The transition of alarm concentration is shown in FIG.
比較例1は、試験日数が経過するにつれて感度Sが低下し、試験開始から45日経過時点では、試験開始時の感度の0.6倍にまで低下した。また警報濃度については、試験日数が経過するにつれて増加し、試験開始時はメタンガス濃度が3000ppmで警報を発していたのが、45日経過時点ではメタンガス濃度が5400ppmまで増加しないと警報を発しない状態となった。 In Comparative Example 1, the sensitivity S decreased as the number of test days elapsed, and decreased to 0.6 times the sensitivity at the start of the test after 45 days from the start of the test. The alarm concentration increases as the number of test days elapses. At the start of the test, the alarm was issued when the methane gas concentration was 3000 ppm, but when the methane gas concentration did not increase to 5400 ppm after 45 days, no alarm was issued. It became.
一方実施例1では、試験日数が経過しても感度Sに大きな低下は見られず、試験開始から45日経過しても、試験開始時の感度とほぼ同じ感度を保っていた。また警報濃度についても大きな上昇は見られず、試験開始から45日経過してもメタンガス濃度が3000ppmで警報を発する状態であった。すなわち実施例1は、比較例1に比べて長期的な感度低下が抑制されている。 On the other hand, in Example 1, the sensitivity S did not greatly decrease even when the test days passed, and the sensitivity at the start of the test was kept almost the same even after 45 days from the start of the test. Further, no significant increase was observed in the alarm concentration, and even after 45 days from the start of the test, an alarm was issued at a methane gas concentration of 3000 ppm. That is, in Example 1, a long-term decrease in sensitivity is suppressed as compared with Comparative Example 1.
<実施例2:第3実施形態>
支持基板2にシリコンを用いて、ベース11と第1架橋部21と第2架橋部22とをSiO2で形成し、抵抗体43を白金にて形成し、ガス感応体50としてパラジウム担持されたアルミナを用いて、上述の第3実施形態に係る実施例2の試験サンプルを作成した。ガス感応体非被覆領域15にはアルミナが配置されている。
<Example 2: Third embodiment>
The
<比較例2>
比較例2の試験サンプルとして、図20に示すように、基板10の全面をガス感応体50で覆う形態の試験サンプルを作成した。ガス感応体50としては実施例1と同じくパラジウム担持されたアルミナを用いた。その他の構成は実施例2と同様とした。
<Comparative Example 2>
As a test sample of Comparative Example 2, as shown in FIG. 20, a test sample having a form in which the entire surface of the
<長期湿度影響>
上述の実施例1、比較例1と同様に、試験サンプルを45日間、温度50℃、相対湿度90%の環境下におき、感度Sと警報濃度を測定する試験を行った。感度Sの初期値との変化率を図21に、警報濃度の推移を図22に示す。
<Long-term humidity effect>
Similar to Example 1 and Comparative Example 1 described above, the test sample was placed in an environment of a temperature of 50 ° C. and a relative humidity of 90% for 45 days, and a test for measuring sensitivity S and alarm concentration was performed. FIG. 21 shows the rate of change of the sensitivity S from the initial value, and FIG. 22 shows the transition of the alarm concentration.
比較例2は、試験日数が経過するにつれて感度Sが低下し、試験開始から45日経過時点では、試験開始時の感度の0.7倍にまで低下した。また警報濃度については、試験日数が経過するにつれて増加し、試験開始時はメタンガス濃度が3000ppmで警報を発していたのが、45日経過時点ではメタンガス濃度が4500ppmまで増加しないと警報を発しない状態となった。 In Comparative Example 2, the sensitivity S decreased as the number of test days passed, and decreased to 0.7 times the sensitivity at the start of the test after 45 days from the start of the test. The alarm concentration increases as the number of test days elapses. At the start of the test, the alarm was issued when the methane gas concentration was 3000 ppm, but when the methane gas concentration did not increase to 4500 ppm after 45 days, no alarm was issued. It became.
一方実施例2では、試験日数が経過するにつれて徐々に感度Sが低下したが、試験開始から45日経過しても、試験開始時の感度と0.95倍の感度を保っていた。また警報濃度についても大きな上昇は見られず、試験開始から45日経過してもメタンガス濃度が3000ppmで警報を発する状態であった。すなわち実施例2は、比較例2に比べて長期的な感度低下が抑制されている。 On the other hand, in Example 2, the sensitivity S gradually decreased as the number of test days passed. However, even after 45 days from the start of the test, the sensitivity at the start of the test and 0.95 times the sensitivity were maintained. Further, no significant increase was observed in the alarm concentration, and even after 45 days from the start of the test, an alarm was issued at a methane gas concentration of 3000 ppm. That is, in Example 2, the long-term sensitivity decrease is suppressed as compared with Comparative Example 2.
なお、上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。 Note that the configurations disclosed in the above-described embodiments (including other embodiments, the same applies hereinafter) can be applied in combination with the configurations disclosed in the other embodiments as long as no contradiction arises. The embodiment disclosed in this specification is an exemplification, and the embodiment of the present invention is not limited to this. The embodiment can be appropriately modified without departing from the object of the present invention.
短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサとして有効に利用可能である。 It can be effectively used as a gas sensor in which short-term humidity dependence and long-term sensitivity deterioration are suppressed.
1 :ガスセンサ
1a :半導体式ガスセンサ
2 :支持基板
3 :空洞部
10 :基板
11 :ベース
12 :絶縁層
13 :第1接続端部
14 :第2接続端部
15 :ガス感応体非被覆領域
16 :適温部位
17 :低温部位
18 :測定寄与部位
21 :第1架橋部
22 :第2架橋部
23 :給電線
24 :検知線
25 :給電検知線(給電線)
30 :ヒータ(加熱部)
40 :検知部
41 :電極
42 :電極
43 :抵抗体(検知部)
50 :ガス感応体
51 :アルミナ
60 :第2領域
61 :中心点
62 :接続点
T :マスキングテープ
1:
30: Heater (heating unit)
40: Detection unit 41: Electrode 42: Electrode 43: Resistor (detection unit)
50: Gas sensitive body 51: Alumina 60: Second region 61: Center point 62: Connection point T: Masking tape
Claims (24)
前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、
前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第1架橋部と、前記給電線が設けられない第2架橋部とを有し、
前記基板の前記接続端部のうち、前記第2架橋部が接続される第2接続端部には、前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域が形成されており、
前記基板の前記接続端部のうち、前記第1架橋部が接続される第1接続端部には、前記ガス感応体が被覆形成されているガスセンサ。 A gas sensor having a gas sensitive body provided on a substrate, a detection unit that detects that a gas to be detected has contacted the gas sensitive body, and a heating unit that heats the gas sensitive body,
The substrate is supported on a support substrate by a bridging portion connected to a connection end of the substrate,
The bridging portion includes a first bridging portion provided with a feeding line for feeding power to the heating portion, and a second bridging portion not provided with the feeding line,
Of the connection end portions of the substrate, the second connection end portion to which the second bridging portion is connected is formed with a gas-sensitive body uncovered region that is not covered with the gas sensitive body ,
A gas sensor in which the gas sensitive body is coated on a first connection end portion to which the first bridging portion is connected among the connection end portions of the substrate .
前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、The substrate is supported on a support substrate by a bridging portion connected to a connection end of the substrate,
前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第1架橋部と、前記給電線が設けられない第2架橋部とを有し、The bridging portion includes a first bridging portion provided with a feeding line for feeding power to the heating portion, and a second bridging portion not provided with the feeding line,
前記基板の上面視での中心である中心点と、前記基板と前記第2架橋部との接続点とを結ぶ線分の垂直二等分線によって区切られた前記基板における領域のうち、前記接続点の側の領域である第2領域に、前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域が形成されており、Of the regions in the substrate that are separated by a vertical bisector connecting a center point that is the center of the substrate in a top view and a connection point between the substrate and the second bridging portion, the connection In the second region, which is a region on the point side, a gas-sensitive body non-covering region that is not covered by the gas-sensitive body is formed,
前記基板の前記接続端部のうち、前記第1架橋部が接続される第1接続端部には、前記ガス感応体が被覆形成されているガスセンサ。A gas sensor in which the gas sensitive body is coated on a first connection end portion to which the first bridging portion is connected among the connection end portions of the substrate.
前記基板を構成するベースに設けられる前記加熱部を覆うように絶縁層が設けられ、An insulating layer is provided so as to cover the heating unit provided on the base constituting the substrate;
前記絶縁層の上に一対の電極が設けられ、A pair of electrodes is provided on the insulating layer;
前記絶縁層及び前記一対の電極の上に前記ガス感応体が設けられ、The gas sensitive body is provided on the insulating layer and the pair of electrodes,
前記検知部は、前記一対の電極を有し、当該一対の電極の間の抵抗値の変化に基づいて前記検知対象ガスを検知するように構成され、The detection unit includes the pair of electrodes, and is configured to detect the detection target gas based on a change in resistance value between the pair of electrodes.
前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、The substrate is supported on a support substrate by a bridging portion connected to a connection end of the substrate,
前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第1架橋部と、前記給電線が設けられない第2架橋部とを有し、The bridging portion includes a first bridging portion provided with a feeding line for feeding power to the heating portion, and a second bridging portion not provided with the feeding line,
前記基板の前記接続端部のうち、前記第2架橋部が接続される第2接続端部には、前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域が形成されているガスセンサ。A gas sensor in which a gas-sensitive body non-covering region that is not covered with the gas-sensitive body is formed in a second connection end portion to which the second bridging portion is connected among the connection end portions of the substrate.
前記基板を構成するベースに前記検知部としての機能と前記加熱部としての機能とを有する抵抗体が設けられ、A resistor having a function as the detection unit and a function as the heating unit is provided on the base constituting the substrate,
前記抵抗体及び前記ベースの上には前記ガス感応体が設けられ、The gas sensitive body is provided on the resistor and the base,
前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、The substrate is supported on a support substrate by a bridging portion connected to a connection end of the substrate,
前記架橋部は、前記加熱部としての前記抵抗体に給電する給電線が設けられた第1架橋部と、前記給電線が設けられない第2架橋部とを有し、The bridging portion has a first bridging portion provided with a feed line that feeds power to the resistor as the heating portion, and a second bridging portion not provided with the feed line,
前記基板の前記接続端部のうち、前記第2架橋部が接続される第2接続端部には、前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域が形成されているガスセンサ。A gas sensor in which a gas-sensitive body non-covering region that is not covered with the gas-sensitive body is formed in a second connection end portion to which the second bridging portion is connected among the connection end portions of the substrate.
前記基板を構成するベースに設けられる前記加熱部を覆うように絶縁層が設けられ、An insulating layer is provided so as to cover the heating unit provided on the base constituting the substrate;
前記絶縁層の上に一対の電極が設けられ、A pair of electrodes is provided on the insulating layer;
前記絶縁層及び前記一対の電極の上に前記ガス感応体が設けられ、The gas sensitive body is provided on the insulating layer and the pair of electrodes,
前記検知部は、前記一対の電極を有し、当該一対の電極の間の抵抗値の変化に基づいて前記検知対象ガスを検知するように構成され、The detection unit includes the pair of electrodes, and is configured to detect the detection target gas based on a change in resistance value between the pair of electrodes.
前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、The substrate is supported on a support substrate by a bridging portion connected to a connection end of the substrate,
前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第1架橋部と、前記給電線が設けられない第2架橋部とを有し、The bridging portion includes a first bridging portion provided with a feeding line for feeding power to the heating portion, and a second bridging portion not provided with the feeding line,
前記基板の上面視での中心である中心点と、前記基板と前記第2架橋部との接続点とを結ぶ線分の垂直二等分線によって区切られた前記基板における領域のうち、前記接続点の側の領域である第2領域に、前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域が形成されているガスセンサ。Of the regions in the substrate that are separated by a vertical bisector connecting a center point that is the center of the substrate in a top view and a connection point between the substrate and the second bridging portion, the connection A gas sensor in which a gas-sensitive body non-covering area that is not covered with the gas-sensitive body is formed in a second area that is an area on the point side.
前記基板を構成するベースに前記検知部としての機能と前記加熱部としての機能とを有する抵抗体が設けられ、A resistor having a function as the detection unit and a function as the heating unit is provided on the base constituting the substrate,
前記抵抗体及び前記ベースの上には前記ガス感応体が設けられ、The gas sensitive body is provided on the resistor and the base,
前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、The substrate is supported on a support substrate by a bridging portion connected to a connection end of the substrate,
前記架橋部は、前記加熱部としての前記抵抗体に給電する給電線が設けられた第1架橋部と、前記給電線が設けられない第2架橋部とを有し、The bridging portion has a first bridging portion provided with a feed line that feeds power to the resistor as the heating portion, and a second bridging portion not provided with the feed line,
前記基板の上面視での中心である中心点と、前記基板と前記第2架橋部との接続点とを結ぶ線分の垂直二等分線によって区切られた前記基板における領域のうち、前記接続点の側の領域である第2領域に、前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域が形成されているガスセンサ。Of the regions in the substrate that are separated by a vertical bisector connecting a center point that is the center of the substrate in a top view and a connection point between the substrate and the second bridging portion, the connection A gas sensor in which a gas-sensitive body non-covering area that is not covered with the gas-sensitive body is formed in a second area that is an area on the point side.
前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、The substrate is supported on a support substrate by a bridging portion connected to a connection end of the substrate,
前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第1架橋部と、前記給電線が設けられない第2架橋部とを有し、The bridging portion includes a first bridging portion provided with a feeding line for feeding power to the heating portion, and a second bridging portion not provided with the feeding line,
前記基板の前記接続端部のうち前記第2架橋部が接続される第2接続端部に前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域を形成し且つ前記基板の前記接続端部のうち前記第1架橋部が接続される第1接続端部に前記ガス感応体を形成する形態で、前記ガス感応体の材料を前記基板の上に付着させる付着工程を有するガスセンサの製造方法。A gas sensitive body non-covering region that is not covered with the gas sensitive body is formed in a second connecting end portion to which the second bridging portion is connected among the connecting end portions of the substrate, and the connecting end portion of the substrate is formed. A method of manufacturing a gas sensor, comprising: an attaching step of attaching the material of the gas sensitive body onto the substrate in a form in which the gas sensitive body is formed at a first connection end portion to which the first bridging portion is connected.
前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、The substrate is supported on a support substrate by a bridging portion connected to a connection end of the substrate,
前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第1架橋部と、前記給電線が設けられない第2架橋部とを有し、The bridging portion includes a first bridging portion provided with a feeding line for feeding power to the heating portion, and a second bridging portion not provided with the feeding line,
前記接続端部のうち前記第2架橋部が接続される第2接続端部の上に、前記検知対象ガスに対する感応性が前記ガス感応体よりも小さいガス低感応体、または前記検知対象ガスに対する感応性を有さないガス不感応体を付着させる第1付着工程と、On the second connection end portion to which the second bridging portion is connected among the connection end portions, a gas low-sensitivity body whose sensitivity to the detection target gas is smaller than the gas sensitivity body, or the detection target gas. A first attachment step of attaching a gas insensitive body having no sensitivity;
前記ガス感応体の材料を、前記接続端部のうち前記第1架橋部が接続される第1接続端部を含む前記基板の上に付着させる第2付着工程とを有するガスセンサの製造方法。A gas sensor manufacturing method comprising: a second adhesion step of depositing a material of the gas sensitive body on the substrate including a first connection end portion to which the first bridging portion is connected among the connection end portions.
前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、The substrate is supported on a support substrate by a bridging portion connected to a connection end of the substrate,
前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第1架橋部と、前記給電線が設けられない第2架橋部とを有し、The bridging portion includes a first bridging portion provided with a feeding line for feeding power to the heating portion, and a second bridging portion not provided with the feeding line,
前記接続端部のうち前記第2架橋部が接続される第2接続端部の上に、接触した前記検知対象ガスの燃焼を促進する触媒活性が前記ガス感応体よりも低い触媒低活性体、または接触した前記検知対象ガスの燃焼を促進する触媒活性を有さない触媒不活性体を付着させる第1付着工程と、On the second connection end portion to which the second bridging portion is connected among the connection end portions, a catalyst low activity body that has a catalytic activity that promotes combustion of the gas to be detected that is in contact with the gas detection body is lower, Or a first attachment step of attaching a catalyst inert that does not have catalytic activity to promote combustion of the gas to be detected that has come into contact;
前記ガス感応体の材料を、前記接続端部のうち前記第1架橋部が接続される第1接続端部を含む前記基板の上に付着させる第2付着工程とを有するガスセンサの製造方法。A gas sensor manufacturing method comprising: a second adhesion step of depositing a material of the gas sensitive body on the substrate including a first connection end portion to which the first bridging portion is connected among the connection end portions.
前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、The substrate is supported on a support substrate by a bridging portion connected to a connection end of the substrate,
前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第1架橋部と、前記給電線が設けられない第2架橋部とを有し、The bridging portion includes a first bridging portion provided with a feeding line for feeding power to the heating portion, and a second bridging portion not provided with the feeding line,
前記接続端部のうち前記第2架橋部が接続される第2接続端部をマスキング材で覆うマスキング工程と、A masking step of covering the second connection end to which the second bridging portion is connected among the connection ends with a masking material;
前記マスキング工程の後に前記ガス感応体の材料を前記基板の上に付着させる付着工程と、An adhesion step of depositing the gas sensitive material on the substrate after the masking step;
前記付着工程の後に、前記マスキング材を除去する工程とを有するガスセンサの製造方法。And a step of removing the masking material after the attaching step.
前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、The substrate is supported on a support substrate by a bridging portion connected to a connection end of the substrate,
前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第1架橋部と、前記給電線が設けられない第2架橋部とを有し、The bridging portion includes a first bridging portion provided with a feeding line for feeding power to the heating portion, and a second bridging portion not provided with the feeding line,
前記基板を構成するベースの上に前記加熱部を形成する工程と、Forming the heating unit on a base constituting the substrate;
前記加熱部を覆うように絶縁層を形成する工程と、Forming an insulating layer so as to cover the heating unit;
前記絶縁層の上に一対の電極を形成する工程と、Forming a pair of electrodes on the insulating layer;
前記基板の前記接続端部のうち前記第2架橋部が接続される第2接続端部に前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域を形成する形態で、前記ガス感応体の材料を前記絶縁層及び前記一対の電極の上に付着させる付着工程を有し、In the form of forming a gas-sensitive body non-covering region that is not covered with the gas sensitive body at a second connecting end to which the second bridging portion is connected among the connecting end portions of the substrate, An adhesion step of depositing material on the insulating layer and the pair of electrodes;
前記検知部は、前記一対の電極を有し、当該一対の電極の間の抵抗値の変化に基づいて前記検知対象ガスを検知するように構成されるガスセンサの製造方法。The said detection part has a pair of said electrode, The manufacturing method of the gas sensor comprised so that the said detection object gas may be detected based on the change of the resistance value between the said pair of electrodes.
前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、The substrate is supported on a support substrate by a bridging portion connected to a connection end of the substrate,
前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第1架橋部と、前記給電線が設けられない第2架橋部とを有し、The bridging portion includes a first bridging portion provided with a feeding line for feeding power to the heating portion, and a second bridging portion not provided with the feeding line,
前記基板を構成するベースの上に前記検知部としての機能と前記加熱部としての機能とを有する抵抗体を形成する工程と、Forming a resistor having a function as the detection unit and a function as the heating unit on a base constituting the substrate;
前記基板の前記接続端部のうち前記第2架橋部が接続される第2接続端部に前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域を形成する形態で、前記ガス感応体の材料を前記抵抗体及び前記ベースの上に付着させる付着工程を有するガスセンサの製造方法。In the form of forming a gas-sensitive body non-covering region that is not covered with the gas sensitive body at a second connecting end to which the second bridging portion is connected among the connecting end portions of the substrate, A method for manufacturing a gas sensor, comprising: an attaching step of attaching a material onto the resistor and the base.
前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、The substrate is supported on a support substrate by a bridging portion connected to a connection end of the substrate,
前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第1架橋部と、前記給電線が設けられない第2架橋部とを有し、The bridging portion includes a first bridging portion provided with a feeding line for feeding power to the heating portion, and a second bridging portion not provided with the feeding line,
前記基板を構成するベースの上に前記加熱部を形成する工程と、Forming the heating unit on a base constituting the substrate;
前記加熱部を覆うように絶縁層を形成する工程と、Forming an insulating layer so as to cover the heating unit;
前記絶縁層の上に一対の電極を形成する工程と、Forming a pair of electrodes on the insulating layer;
前記接続端部のうち前記第2架橋部が接続される第2接続端部の上に、前記検知対象ガスに対する感応性が前記ガス感応体よりも小さいガス低感応体、または前記検知対象ガスに対する感応性を有さないガス不感応体を付着させる第1付着工程と、On the second connection end portion to which the second bridging portion is connected among the connection end portions, a gas low-sensitivity body whose sensitivity to the detection target gas is smaller than the gas sensitivity body, or the detection target gas. A first attachment step of attaching a gas insensitive body having no sensitivity;
前記ガス感応体の材料を前記絶縁層及び前記一対の電極の上に付着させる第2付着工程とを有し、A second deposition step of depositing the material of the gas sensitive body on the insulating layer and the pair of electrodes;
前記検知部は、前記一対の電極を有し、当該一対の電極の間の抵抗値の変化に基づいて前記検知対象ガスを検知するように構成されるガスセンサの製造方法。The said detection part has a pair of said electrode, The manufacturing method of the gas sensor comprised so that the said detection object gas may be detected based on the change of the resistance value between the said pair of electrodes.
前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、The substrate is supported on a support substrate by a bridging portion connected to a connection end of the substrate,
前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第1架橋部と、前記給電線が設けられない第2架橋部とを有し、The bridging portion includes a first bridging portion provided with a feeding line for feeding power to the heating portion, and a second bridging portion not provided with the feeding line,
前記基板を構成するベースの上に前記検知部としての機能と前記加熱部としての機能とを有する抵抗体を形成する工程と、Forming a resistor having a function as the detection unit and a function as the heating unit on a base constituting the substrate;
前記接続端部のうち前記第2架橋部が接続される第2接続端部の上に、接触した前記検知対象ガスの燃焼を促進する触媒活性が前記ガス感応体よりも低い触媒低活性体、または接触した前記検知対象ガスの燃焼を促進する触媒活性を有さない触媒不活性体を付着させる第1付着工程と、On the second connection end portion to which the second bridging portion is connected among the connection end portions, a catalyst low activity body that has a catalytic activity that promotes combustion of the gas to be detected that is in contact with the gas detection body is lower, Or a first attachment step of attaching a catalyst inert that does not have catalytic activity to promote combustion of the gas to be detected that has come into contact;
前記ガス感応体の材料を前記抵抗体及び前記ベースの上に付着させる第2付着工程とを有するガスセンサの製造方法。A gas sensor manufacturing method comprising: a second attachment step of attaching a material of the gas sensitive body onto the resistor and the base.
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