JPH0216444A - Lead providing method for gas concentration sensor - Google Patents

Lead providing method for gas concentration sensor

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Publication number
JPH0216444A
JPH0216444A JP63166423A JP16642388A JPH0216444A JP H0216444 A JPH0216444 A JP H0216444A JP 63166423 A JP63166423 A JP 63166423A JP 16642388 A JP16642388 A JP 16642388A JP H0216444 A JPH0216444 A JP H0216444A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lead
adhesive layer
cap
organic binder
metal powder
Prior art date
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Pending
Application number
JP63166423A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akiyoshi Asada
浅田 昭良
Mitsuhiro Nakazawa
中沢 光博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0216444A publication Critical patent/JPH0216444A/en
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Abstract

PURPOSE:To easily obtain uniform leads made of conductive metal powder by sticking a composite tape 30 formed by mixing a prescribed amount of conductive metal powder uniformly with an organic binder on a prescribed surface and baking the tape. CONSTITUTION:A metallic green sheet which has an adhesive layer 31, a conductive metal powder layer 32 which is provided on one surface of the layer 31 and solidified with the organic binder, and a separator 33 provided on the opposite surface of the adhesive layer 31 is cut to 1-2mm width equal to the line width of a lead 9 to obtain a tape. The separator 33 stuck on the composite tape 30 for lead formation is peeled off and the surface of the adhesive layer 31 is stuck at a prescribed position on the bottom surface and flank of the cap 5 of the element 1 of the gas concentration sensor which uses the solid electrolyte. Then the composite tape 30 is baked to remove the organic binder completely, thereby obtaining the lead 9.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、固体電解質をイオン伝導体としたガス濃度
センサにおいて、そのイオン伝導体に取り付けられIこ
多孔質電極を電気的にセンサエレメントの外部に取り出
すためのリードを付与する方法に関する。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to a gas concentration sensor using a solid electrolyte as an ion conductor, in which a porous electrode attached to the ion conductor is electrically connected to a sensor element. Concerning how to give leads for external extraction.

[従来の技術] 固体電解質を使用したガス濃度センサ例えば安定化酸化
ジルコニウムをイオン伝導体として使用したジルコニア
濃淡式酸素センサは従来から知られている。その−例を
第4図を参照して説明すると、4Gはセンサエレメント
、41および42はセンサエレメント40のアノードお
よびカソードにそれぞれ電気的に接続されたリードの足
、43はセンサエレメント40のヒータに電気的に接続
されたリードの足、44は前記リードの足41.42.
43を互いに電気絶縁しかつ封止貫通させて支持するス
テム、45はメツシュカバーで、センサエレメント40
を覆ってステム44支持されているもので、センサエレ
メント40のヒータによる熱の外部への放散を防止し、
かつセンサエレメント40を外部からの機械的影響から
保護するものである。
[Prior Art] Gas concentration sensors using solid electrolytes, such as zirconia concentration oxygen sensors using stabilized zirconium oxide as an ion conductor, have been known for some time. An example of this will be explained with reference to FIG. 4. 4G is a sensor element, 41 and 42 are lead legs electrically connected to the anode and cathode of the sensor element 40, respectively, and 43 is a heater of the sensor element 40. The electrically connected lead legs 44 are the lead legs 41, 42.
43 is electrically insulated from each other and supported by passing through the sensor element 40 in a sealed manner; 45 is a mesh cover;
The stem 44 is supported by the sensor element 40 to prevent heat from being dissipated to the outside by the heater of the sensor element 40.
It also protects the sensor element 40 from external mechanical influences.

いま定電圧源46により、センサエレメント4oのアノ
ードとカソードにリードの足41.42を通しである一
定電圧Vを印加し、限界電流として知られている電流値
Aを測定することにより、その電流値Aに比例した形で
酸素濃度を求めることができる。
Now, by applying a constant voltage V to the anode and cathode of the sensor element 4o through the lead legs 41 and 42 by the constant voltage source 46, and measuring the current value A known as the limiting current, the current can be determined. The oxygen concentration can be determined in proportion to the value A.

かかる装置において、センサエレメント4oのカソード
からのリードの取り出しについての従来の一実施例を、
第1図および第2図を参照して説明する。lはセンサエ
レメント、2は固体電解質例えば安定化酸化ジルコニウ
ムからなるイオン伝導板、3.4はイオン伝導板2の両
面に形成された例えば白金よりなる多孔質電極、5は、
イオン伝導板2の片面に、そこを覆って封止材8で封止
固着されたキャップで、これには拡散孔6と内部室を構
成するための凹部7とが設けられており、前記拡散孔6
はセンサエレメントlの外部から前記凹部7によって構
成される内部室に連通されるものであり、また前記凹部
7を除くキャップ5の底面の少なくとも一部は前記電極
4の一部に重なるようになっている。9は電極4を電気
的に外部に取り出すリードであって、電極4に重なるキ
ャップ5の底面の部分から外側面に連続して形成された
ものである。なお10はセンサエレメントlのキャップ
5の上部表面に設けられたヒータである。
In such a device, one conventional example of lead extraction from the cathode of the sensor element 4o is as follows:
This will be explained with reference to FIGS. 1 and 2. 1 is a sensor element, 2 is an ion conductive plate made of a solid electrolyte such as stabilized zirconium oxide, 3.4 is a porous electrode made of platinum, for example, formed on both sides of the ion conductive plate 2, and 5 is
A cap is sealed and fixed to one side of the ion conductive plate 2 with a sealing material 8 covering it, and this is provided with a diffusion hole 6 and a recess 7 for forming an internal chamber, and the diffusion hole 6 is provided with a recess 7 for forming an internal chamber. Hole 6
is communicated from the outside of the sensor element l to the internal chamber constituted by the recess 7, and at least a part of the bottom surface of the cap 5 excluding the recess 7 overlaps a part of the electrode 4. ing. Reference numeral 9 is a lead for electrically taking out the electrode 4 to the outside, and is formed continuously from the bottom surface portion of the cap 5 overlapping the electrode 4 to the outer surface. Note that 10 is a heater provided on the upper surface of the cap 5 of the sensor element l.

従来は、このリード9は白金ペーストを1〜2■幅にス
クリーン印刷するか、または刷毛状のもので塗布して形
成していた。
Conventionally, the leads 9 have been formed by screen printing platinum paste to a width of 1 to 2 cm or by applying it with a brush.

[発明が解決しようとする課題] このような従来のリード付与方法によるときは手作業で
あるために作業性が悪く、またペーストの撹はん不全に
よる塗布ムラ、刷毛塗りの濃淡による塗布ムラ、塗り幅
の不揃いなどを生じさせ易い。この結果、リードの部分
の電気抵抗が大きくなると、定電圧源から電極3.4間
に印加される電圧はリードの抵抗によって電圧降下を生
じて所定電圧以下となり、測定濃度に誤差を生じさせた
り、測定可能な濃度範囲を狭くさせたりする。
[Problems to be Solved by the Invention] When such a conventional lead applying method is used, the workability is poor due to manual work, and uneven coating due to insufficient stirring of the paste, uneven coating due to density of brush coating, etc. This tends to cause uneven coating width. As a result, if the electrical resistance of the lead increases, the voltage applied between the electrodes 3 and 4 from the constant voltage source will drop due to the resistance of the lead and become below the predetermined voltage, causing an error in the measured concentration. , narrowing the measurable concentration range.

[課題を解決するための手段] この発明は、リードの形成に、従来のスクリーン印刷、
刷毛塗りなどの手作業を排して、予め作られた粘着層の
片面に有機バインダで固めた導電金属粉末層を有するリ
ード形成用複合テープを用いてリードを形成させるもの
であって、固体電解質よりなるイオン伝導板の両面に多
孔質電極が形成され、その片面に、ガス拡散孔と内部室
とを有するキャップを、その底面の少なくとも一部が前
記電極の一部に重なるように被せられてなるガス濃度セ
ンサにおいて、前記キャップの底面における前記電極に
重なる部分から外側面に互って連続して、粘着層の片面
に有機バインダで固められた導電金属粉末層を有するリ
ード形成用複合テープを前記粘着層の面を前記キャップ
の底面と外側面に向けて貼着し、しかる後前記有機バイ
ンダを焼成除去することのより前記電極を電気的に外部
に取り出すリードをキャップ表面に形成させることを特
徴とするガス濃度センサのリード付与方法、にある。
[Means for Solving the Problems] The present invention uses conventional screen printing,
This method eliminates manual work such as brush painting and forms leads using a lead-forming composite tape that has a conductive metal powder layer hardened with an organic binder on one side of a pre-prepared adhesive layer. porous electrodes are formed on both sides of an ion conductive plate made of In the gas concentration sensor, a lead-forming composite tape having a conductive metal powder layer hardened with an organic binder on one side of an adhesive layer is continuously disposed from a portion of the bottom surface of the cap that overlaps with the electrode to the outer surface. The surface of the adhesive layer is attached to the bottom and outer surfaces of the cap, and then the organic binder is removed by firing, thereby forming leads on the surface of the cap to electrically take out the electrodes to the outside. The present invention is characterized by a method for attaching leads to a gas concentration sensor.

[作用] この発明ではリードを形成するために粘着層の片面に有
機バインダで固められた導電金属粉末層を有するリード
形成用複合テープを使用するが、このテープは予め作っ
ておくものであるから、有機バインダの中の導電金属粉
末の混入量も所定のものとしておくことができ、また均
一に混入させたものとしておくことができて、所定量の
導電金属粉末が均一に混入されたテープがキャップの表
面に貼着される。
[Function] In order to form leads, this invention uses a composite tape for lead formation that has a conductive metal powder layer hardened with an organic binder on one side of an adhesive layer, but since this tape is made in advance, , the amount of conductive metal powder mixed in the organic binder can be set to a predetermined value, and it can be mixed uniformly, so that a tape in which a predetermined amount of conductive metal powder is uniformly mixed can be obtained. It is attached to the surface of the cap.

[実施例] この発明の一実施例を、図面を参照して説明する。[Example] An embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.

まずその前に、この発明に用いられるリード形成用複合
テープの一実施例を第3図を参照して説明する。その複
合テープ30は粘着層31とその片面に設けられ有機バ
インダで固められた導電金属粉末層32例えばアクリル
系の有機バインダに白金粉末を混入して層状に固めたも
のからなっている。
First, an embodiment of the lead-forming composite tape used in the present invention will be described with reference to FIG. 3. The composite tape 30 consists of an adhesive layer 31 and a conductive metal powder layer 32 provided on one side of the adhesive layer 31 and hardened with an organic binder.For example, the composite tape 30 is made of an acrylic organic binder mixed with platinum powder and hardened into a layer.

33は粘着層31の導電金属粉末層32が設けられた面
とは反対の面に設けられたセパレータである。
33 is a separator provided on the surface of the adhesive layer 31 opposite to the surface on which the conductive metal powder layer 32 is provided.

このセパレータ33が粘着された導電金属粉末層32を
有するシートはいわゆる金属グリーンシートと呼ばれる
ものであるが、このシートをリード9の線幅である1〜
2 ■幅に裁断してテープとする。
The sheet having the conductive metal powder layer 32 to which the separator 33 is attached is called a metal green sheet.
2 ■Cut to width and use as tape.

第1図および第2図は、この発明の方法を実施するのに
用いられるセンサエレメントlと、そこに用いられてい
るキャップ5の実施例を示すものであって、それらの構
造は従来例の説明で前記した通りであるのでここでは省
略するが、キャップ5の底面と外側面とに互って連続し
て、リード9で示される位置にこの発明によってリード
を施す方法を以下に説明する。
FIGS. 1 and 2 show an embodiment of the sensor element l used to carry out the method of the present invention and the cap 5 used therein, and their structure is similar to that of the conventional example. Although it is omitted here as it has been described above, a method of applying leads according to the present invention to the positions indicated by leads 9 continuously on the bottom surface and the outer surface of the cap 5 will be described below.

まず、第3図に示されたリード形成用複合テープ30に
貼着されているセパレータ33を粘着層3!から剥離し
、その複合テープ3Gを粘着層31の面を、第1図およ
び第2図に示されたキャップ5の底面と外側面とに亙っ
て所定の位置に貼着する。しかる後、貼着された複合テ
ープ30を例えば500 ’Oで焼成して、有機バイン
ダを完全に除去する。かくして、キャップ5の底面と外
側面とに互って形成された導電金属粉末のみからなるリ
ード9が得られる。
First, the separator 33 attached to the lead forming composite tape 30 shown in FIG. 3 is attached to the adhesive layer 3! The adhesive layer 31 of the composite tape 3G is applied to a predetermined position over the bottom and outer surfaces of the cap 5 shown in FIGS. 1 and 2. Thereafter, the bonded composite tape 30 is fired at, for example, 500'O to completely remove the organic binder. In this way, a lead 9 made only of conductive metal powder formed on the bottom and outer surfaces of the cap 5 is obtained.

[発明の効果] この発明の方法によれば、リード9を付与するためにセ
パレータ33が貼付された予め作られた複合テープ30
が用いられるので、複合テープ30の有機バインダの中
に所定量の導電金属粉末を均一に混入させ、しかも均一
な厚さのものが容易に得られ、かかる複合テープ30を
キャップ5の所定の表面に貼着するのであるから、これ
を焼成して有機バインダを除去すれば、導電金属粉末の
みからなるムラのない、すなわち塗布の濃淡のない所定
の厚さのかつ線幅の大小のないリード9を容易に得るこ
とができる。
[Effects of the Invention] According to the method of the present invention, a prefabricated composite tape 30 to which a separator 33 is attached in order to provide leads 9
is used, it is possible to uniformly mix a predetermined amount of conductive metal powder into the organic binder of the composite tape 30 and easily obtain a uniform thickness. If the organic binder is removed by firing the lead 9, the lead 9 will be made of only conductive metal powder and will have a predetermined thickness with no shading of coating and no large or small line width. can be easily obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の方法が使用されて作られたセンサエ
レメントの側断面図、第2図は第1図の中のキャップの
底面図、第3図はこの発明の方法に用いられるリード形
成用複合テープにセパレータが貼付されたものの側断面
図および第4図はこの発明が適用されるジルコニア濃淡
式酸素センサの回路図をも含めた側断面図である。 1:センサエレメント、2:イオン伝導板、3.4:多
孔質電極、5:キャップ、6:拡散孔、7:凹部、8:
封止材、9:リード、10: ヒータ、30: リード
形成用複合テープ、3!:粘着層、32:導電金属粉末
層、33:セパレータ、4D:センサエレメント、41
.42.43:センサの足、44: ステム、45:メ
ツシュ力バー、46:定電圧源。
FIG. 1 is a side sectional view of a sensor element made using the method of the present invention, FIG. 2 is a bottom view of the cap in FIG. 1, and FIG. 3 is a lead formation used in the method of the present invention. FIG. 4 is a side sectional view of a composite tape with a separator attached thereto, and FIG. 4 is a side sectional view including a circuit diagram of a zirconia concentration type oxygen sensor to which the present invention is applied. 1: Sensor element, 2: Ion conductive plate, 3.4: Porous electrode, 5: Cap, 6: Diffusion hole, 7: Recess, 8:
Sealing material, 9: Lead, 10: Heater, 30: Composite tape for lead formation, 3! : adhesive layer, 32: conductive metal powder layer, 33: separator, 4D: sensor element, 41
.. 42.43: Sensor foot, 44: Stem, 45: Mesh force bar, 46: Constant voltage source.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 固体電解質よりなるイオン伝導板の両面に多孔質電極が
形成され、その片面に、ガス拡散孔と内部室とを有する
キャップを、その底面の少なくとも一部が前記電極の一
部に重なるように被せられてなるガス濃度センサにおい
て、前記キャップの底面における前記電極に重なる部分
から外側面に亙つて連続して、粘着層の片面に有機バイ
ンダで固められた導電金属粉末層を有するリード形成用
複合テープを前記粘着層の面を前記キャップの底面と外
側面に向けて貼着し、しかる後前記有機バインダを焼成
除去することのより前記電極を電気的に外部に取り出す
リードをキャップ表面に付与させることを特徴とするガ
ス濃度センサのリード付与方法。
Porous electrodes are formed on both sides of an ion conductive plate made of a solid electrolyte, and a cap having gas diffusion holes and an internal chamber is placed on one side of the plate so that at least a part of the bottom surface overlaps a part of the electrode. a composite tape for lead formation, which has a conductive metal powder layer hardened with an organic binder on one side of an adhesive layer, which extends continuously from the portion overlapping the electrode on the bottom surface of the cap to the outer surface; by attaching the adhesive layer with the surface of the adhesive layer facing the bottom and outer surface of the cap, and then baking and removing the organic binder to provide a lead on the cap surface for electrically taking out the electrode to the outside. A method for attaching leads to a gas concentration sensor, characterized by:
JP63166423A 1988-07-04 1988-07-04 Lead providing method for gas concentration sensor Pending JPH0216444A (en)

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