JPH06242067A - Limit current type oxygen sensor and manufacture thereof - Google Patents

Limit current type oxygen sensor and manufacture thereof

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JPH06242067A
JPH06242067A JP5030394A JP3039493A JPH06242067A JP H06242067 A JPH06242067 A JP H06242067A JP 5030394 A JP5030394 A JP 5030394A JP 3039493 A JP3039493 A JP 3039493A JP H06242067 A JPH06242067 A JP H06242067A
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JP
Japan
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electrode
oxygen sensor
limiting current
substrate
current type
Prior art date
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Pending
Application number
JP5030394A
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Japanese (ja)
Inventor
Takafumi Kajima
孝文 鹿嶋
Katsuaki Nakamura
克明 中村
Naoji Yadori
尚次 宿利
Atsunari Ishibashi
功成 石橋
Yoshinori Kato
嘉則 加藤
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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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a limit current type oxygen sensor which can be manufactured easily while ensuring long term reliability. CONSTITUTION:Platinun paste is screen printed at first on the opposite sides of a solid electrolyte substrate 1 and porous cathode and anode electrodes 2, 3 are formed oppositely. At the same time, an extention 2b is formed of the platinum paste from the cathode electrode 2 toward a corner part of the substrate 1. A paste composed of a mixture of crystallized glass and ceramic powder is then screen printed while covering the base end parts of the cathode electrode 2 and the extension 2b airtightly and subsequently fired to form a dome layer 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、固体電解質基板を挟ん
で配置された1対の電極を有し、限界電流特性を利用し
て気体中の酸素濃度を検出する限界電流式酸素センサ及
びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a limiting current type oxygen sensor which has a pair of electrodes arranged with a solid electrolyte substrate sandwiched therebetween and which detects the oxygen concentration in a gas by utilizing the limiting current characteristic, and the same. It relates to a manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7は従来の限界電流式酸素センサの一
例を示す断面図である。
2. Description of the Related Art FIG. 7 is a sectional view showing an example of a conventional limiting current type oxygen sensor.

【0003】従来の限界電流式酸素センサにおいては、
安定化ジルコニアからなる固体電解質基板41を挟ん
で、カソード電極42及びアノード電極43が形成され
ている。これらの電極42,43は、いずれもポーラス
(多孔質)な白金からなり、その内部を気体が通流可能
になっている。そして、固体電解質基板41のカソード
電極42側の面には下端が開放した形状のキャップ44
がその下端縁を基板41に固定して設けられており、こ
れにより、キャップ44と基板41とに囲まれた内部空
間が形成される。カソード電極42はこの内部空間に接
し、アノード電極43は外部雰囲気に接する。
In the conventional limiting current type oxygen sensor,
A cathode electrode 42 and an anode electrode 43 are formed sandwiching a solid electrolyte substrate 41 made of stabilized zirconia. Each of these electrodes 42 and 43 is made of porous platinum, and gas can flow through the inside thereof. A cap 44 having a shape in which the lower end is opened is formed on the surface of the solid electrolyte substrate 41 on the cathode electrode 42 side.
Is provided with its lower end fixed to the substrate 41, whereby an internal space surrounded by the cap 44 and the substrate 41 is formed. The cathode electrode 42 is in contact with this internal space, and the anode electrode 43 is in contact with the external atmosphere.

【0004】キャップ44には1個又は複数個の微細な
気体拡散孔44bが穿設されており、これにより外部雰
囲気と内部空間とが気体拡散孔44bを介して連通す
る。また、キャップ44の外面上にはヒータ46が設け
られており、このヒータ46に通電することによりヒー
タ46が抵抗発熱して酸素センサが加熱されるようにな
っている。更に、カソード電極42とアノード電極43
との間には電源49が接続され、この電源49に直列及
び並列に夫々電流計48及び電圧計47が接続される。
The cap 44 is provided with one or a plurality of fine gas diffusion holes 44b so that the external atmosphere and the internal space communicate with each other through the gas diffusion holes 44b. Further, a heater 46 is provided on the outer surface of the cap 44, and when the heater 46 is energized, the heater 46 is resistively heated to heat the oxygen sensor. Further, the cathode electrode 42 and the anode electrode 43
A power source 49 is connected between the power source and the power source, and an ammeter 48 and a voltmeter 47 are connected to the power source 49 in series and in parallel, respectively.

【0005】上述した構造を有する従来の酸素センサに
おいては、ヒータ46に給電して抵抗発熱させることに
より酸素センサを高温に加熱すると共に、電源49によ
りカソード電極42とアノード電極43との間に所定の
電圧(V)を印加する。そうすると、酸素ポンピング作
用により、固体電解質基板41とキャップ44とに囲ま
れた内部空間に存在する気体中に含有されている酸素分
子(O2 )はカソード電極42を介して電子を得て、酸
素イオンになり、固体電解質基板41内に入る。この酸
素イオンは、基板41内の酸素イオン空孔を介して基板
41内をその厚さ方向に移動する。そして、この酸素イ
オンはアノード電極43に到達して電子を放出し、再び
酸素分子となって外部に放出される。この酸素イオンの
移動により、アノード電極43とカソード電極42との
間に電流(A)が流れる。
In the conventional oxygen sensor having the structure described above, the oxygen sensor is heated to a high temperature by supplying electric power to the heater 46 to generate resistance heat, and at the same time, a predetermined voltage is provided between the cathode electrode 42 and the anode electrode 43 by the power source 49. Voltage (V) is applied. Then, due to the oxygen pumping action, oxygen molecules (O 2 ) contained in the gas existing in the internal space surrounded by the solid electrolyte substrate 41 and the cap 44 obtain electrons through the cathode electrode 42, and oxygen is obtained. It becomes ions and enters the solid electrolyte substrate 41. The oxygen ions move in the substrate 41 in the thickness direction through the oxygen ion holes in the substrate 41. Then, the oxygen ions reach the anode electrode 43 to release electrons, and become oxygen molecules again to be released to the outside. Due to this movement of oxygen ions, a current (A) flows between the anode electrode 43 and the cathode electrode 42.

【0006】ところで、酸素の移動により酸素センサの
内部空間は負圧となり、気体拡散孔44bを介して外部
から気体が流入する。このとき、気体の流入量は気体拡
散孔44bにより制限されるため、酸素センサの電流−
電圧特性において、カソード電極42及びアノード電極
43間に印加する電圧を上昇させても電流が変化しない
所謂フラット域が観測される。この特性を限界電流特性
といい、このときの電流を限界電流という。
By the way, due to the movement of oxygen, the internal space of the oxygen sensor becomes a negative pressure, and the gas flows from the outside through the gas diffusion hole 44b. At this time, since the inflow amount of the gas is limited by the gas diffusion hole 44b, the current of the oxygen sensor-
In the voltage characteristics, a so-called flat region in which the current does not change even when the voltage applied between the cathode electrode 42 and the anode electrode 43 is increased is observed. This characteristic is called the limiting current characteristic, and the current at this time is called the limiting current.

【0007】限界電流式酸素センサの限界電流の値は、
気体拡散孔の形状、使用時のセンサの温度及び雰囲気の
圧力が一定であるとすると、雰囲気中の酸素濃度に依存
する。従って、予め、限界電流値と酸素濃度との関係を
求めておけば、限界電流値を測定することにより酸素濃
度未知の雰囲気中の酸素濃度を知ることができる。
The value of the limiting current of the limiting current type oxygen sensor is
If the shape of the gas diffusion hole, the temperature of the sensor during use, and the pressure of the atmosphere are constant, it depends on the oxygen concentration in the atmosphere. Therefore, if the relationship between the limiting current value and the oxygen concentration is obtained in advance, the oxygen concentration in the atmosphere of unknown oxygen concentration can be known by measuring the limiting current value.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の限界電流式酸素センサにおいては、気体拡散孔
44bを備えたキャップ44を形成し、このキャップ4
4を電極42,43が設けられた固体電解質基板41に
接合する必要があり、製造が煩雑であって、製造コスト
が高いという問題点がある。また、気体拡散孔を機械加
工により形成するため、限界電流特性のバラツキが大き
いという欠点もある。更に、気体拡散孔に異物が付着す
ると、気体の流れが阻害されて、限界電流特性が大きく
変化してしまう虞れがある。このため、従来の限界電流
式酸素センサは、長期間に亘って使用する場合に、信頼
性が十分でない。
However, in the above-mentioned conventional limiting current type oxygen sensor, the cap 44 having the gas diffusion hole 44b is formed, and the cap 4 is formed.
4 needs to be bonded to the solid electrolyte substrate 41 provided with the electrodes 42 and 43, and there is a problem that the manufacturing is complicated and the manufacturing cost is high. Further, since the gas diffusion holes are formed by machining, there is a drawback that the variation of the limiting current characteristic is large. Furthermore, if foreign matter adheres to the gas diffusion holes, the flow of gas may be obstructed and the limiting current characteristics may change significantly. Therefore, the conventional limiting current type oxygen sensor is not sufficiently reliable when used for a long period of time.

【0009】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、製造が容易であって製品コストを低減で
き、特性のバラツキが小さいと共に長期間に亘る信頼性
を確保できる限界電流式酸素センサ及びその製造方法を
提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and it is easy to manufacture, the product cost can be reduced, the variation in the characteristics is small, and the long-term reliability can be secured. An object of the present invention is to provide a sensor and a manufacturing method thereof.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明に係る限界電流式
酸素センサは、固体電解質基板と、この固体電解質基板
を挟んで配置された第1及び第2の多孔質電極と、前記
第1の多孔質電極から前記基板の縁部に向けて延出する
多孔質電極延出部と、前記第1の多孔質電極及び前記電
極延出部の基端部を気密的に被覆するドーム層と、を有
することを特徴とする。
A limiting current type oxygen sensor according to the present invention includes a solid electrolyte substrate, first and second porous electrodes arranged with the solid electrolyte substrate interposed therebetween, and the first and second porous electrodes. A porous electrode extension extending from the porous electrode toward the edge of the substrate, and a dome layer that hermetically covers the first porous electrode and the base end of the electrode extension. It is characterized by having.

【0011】本発明に係る限界電流式酸素センサの製造
方法は、固体電解質基板の第1の面に特定のパターンで
導電性ペーストを印刷して第1の多孔質電極及びこの第
1の多孔質電極から前記基板の縁部に向けて延出する多
孔質電極延出部を形成すると共に前記基板の第2の面に
特定のパターンで導電性ペーストを印刷して第2の多孔
質電極を形成する工程と、前記第1の多孔質電極及び前
記電極延出部の基端部を気密的に被覆するドーム層を印
刷により形成する工程と、を有することを特徴とする。
In the method for manufacturing a limiting current type oxygen sensor according to the present invention, a conductive paste is printed in a specific pattern on the first surface of a solid electrolyte substrate to form a first porous electrode and the first porous electrode. A porous electrode extension extending from the electrode toward the edge of the substrate is formed, and a conductive paste is printed on the second surface of the substrate in a specific pattern to form a second porous electrode. And a step of forming a dome layer that hermetically covers the base end portions of the first porous electrode and the electrode extension portion by printing.

【0012】[0012]

【作用】本発明に係る限界電流式酸素センサにおいて
は、固体電解質基板を挟んで第1及び第2の多孔質電極
が配設されていると共に、前記第1の多孔質電極から前
記基板の縁部に向けて延出する多孔質電極延出部が設け
られている。また、前記第1の多孔質電極及び前記電極
延出部の基端部を気密的に被覆するドーム層が設けられ
ている。
In the limiting current type oxygen sensor according to the present invention, the first and second porous electrodes are arranged with the solid electrolyte substrate sandwiched therebetween, and the edge of the substrate is separated from the first porous electrode. A porous electrode extension portion extending toward the portion is provided. In addition, a dome layer that hermetically covers the base end portions of the first porous electrode and the electrode extension portion is provided.

【0013】このように構成された本発明に係る限界電
流式酸素センサにおいて、例えば、前記第1の多孔質電
極がカソード電極、第2の多孔質電極がアノード電極で
あるとし、このカソード電極及びアノード電極間に電圧
を印加したとすると、カソード電極内に侵入した気体中
の酸素分子は電子を得て酸素イオンとなり、固体電解質
基板をその厚さ方向に移動する。そして、この酸素イオ
ンはアノード電極に到達すると電子を放出し、酸素分子
となって雰囲気中に放出される。この酸素の移動によ
り、カソード電極中の気体の圧力が減少し、その結果、
多孔質電極延出部を介して新たな気体がカソード電極中
に流入する。この場合に、電極延出部の基端部により気
体の流入量が規制される。即ち、本発明に係る限界電流
式酸素センサにおいては、ドーム層に被覆された部分の
電極延出部基端部が従来の限界電流式酸素センサにおけ
る気体拡散孔に対応し、この電極延出部基端部により気
体の流入量が制限されて、限界電流特性を得ることがで
きる。
In the limiting current type oxygen sensor according to the present invention configured as described above, for example, it is assumed that the first porous electrode is a cathode electrode and the second porous electrode is an anode electrode. When a voltage is applied between the anode electrodes, oxygen molecules in the gas that have penetrated into the cathode electrodes acquire electrons and become oxygen ions, and move in the thickness direction of the solid electrolyte substrate. Then, when the oxygen ions reach the anode electrode, they emit electrons and become oxygen molecules, which are released into the atmosphere. This movement of oxygen reduces the pressure of the gas in the cathode electrode, resulting in
Fresh gas flows into the cathode electrode through the porous electrode extension. In this case, the inflow amount of gas is regulated by the base end portion of the electrode extension portion. That is, in the limiting current type oxygen sensor according to the present invention, the electrode extension portion base end portion of the portion covered with the dome layer corresponds to the gas diffusion hole in the conventional limiting current type oxygen sensor. The amount of inflow of gas is limited by the base end, and the limiting current characteristic can be obtained.

【0014】本発明に係る限界電流式酸素センサにおい
ては、上述の如く、電極延出部の基端部をドーム層で被
覆し、この電極延出部基端部により多孔質電極への気体
の流入量を制限して限界電流特性を得るため、従来の限
界電流式酸素センサを製造する場合に必要であった機械
加工により微細な孔を穿設する工程が不要であり、製造
が容易である。また、被測定ガスは電極延出部の表面を
介して多孔質電極内に流入するため、異物が前記電極延
出部の表面の一部に付着したとしても、気体流入量の変
動が少なく、限界電流特性の大きな変動を回避すること
ができる。このため、本発明に係る限界電流式酸素セン
サは、長期間に亘って使用する場合も、信頼性が高い。
In the limiting current type oxygen sensor according to the present invention, as described above, the base end portion of the electrode extension portion is covered with the dome layer, and the gas is supplied to the porous electrode by the base end portion of the electrode extension portion. Since the inflow rate is limited to obtain the limiting current characteristic, the process of drilling fine holes by machining which is required when manufacturing the conventional limiting current type oxygen sensor is not necessary, and the manufacturing is easy. . Further, since the gas to be measured flows into the porous electrode through the surface of the electrode extension portion, even if foreign matter adheres to a part of the surface of the electrode extension portion, there is little fluctuation in the gas inflow amount, It is possible to avoid large fluctuations in the limiting current characteristic. Therefore, the limiting current type oxygen sensor according to the present invention has high reliability even when used for a long period of time.

【0015】一方、本発明方法においては、固体電解質
基板に導電性ペーストを印刷して第1及び第2の多孔質
電極並びに多孔質電極延出部を形成し、更に、ドーム層
を印刷により形成して、上述の構造の限界電流式酸素セ
ンサを製造する。本発明方法によれば、スクリーン印刷
等の印刷技術を利用して酸素センサを製造するため、気
体拡散孔を穿設するための機械加工等が不要であり、容
易に酸素センサを製造できると共に、工程の自動化が容
易であって、限界電流特性のバラツキを抑制することが
できる。
On the other hand, in the method of the present invention, a conductive paste is printed on the solid electrolyte substrate to form the first and second porous electrodes and the porous electrode extension, and further the dome layer is formed by printing. Then, the limiting current type oxygen sensor having the above structure is manufactured. According to the method of the present invention, an oxygen sensor is manufactured by using a printing technique such as screen printing, so that machining or the like for forming a gas diffusion hole is unnecessary, and an oxygen sensor can be easily manufactured, The process can be easily automated, and variations in the limiting current characteristics can be suppressed.

【0016】ところで、多孔質電極の気孔率が小さいほ
ど(即ち、組織が緻密なほど)多孔質電極と固体電解質
基板との密着性は良好となるが、前記電極内における気
体の流動性は阻害される。そこで、例えば、前記第1の
多孔質電極及び前記多孔質電極延出部を2層構造とし、
固体電解質基板に接触する部分は気孔率が比較的小さい
導電層で形成し、この下層導電層の上に気孔率が大きい
導電層を形成すると、基板に対する密着性が良好であ
り、且つ、気体の流動性が良好な多孔質電極及び電極延
出部を得ることができる。また、このような多層構造の
多孔質電極及び電極延出部に替えて、焼成後の気孔率が
相互に異なる複数種の導電性ペーストを混合したものを
使用して前記第1の多孔質電極及び前記電極延出部を印
刷形成してもよい。この場合も、基板に対する密着性が
良好であり、且つ、気体の流動性が良好な電極及び電極
延出部を得ることができる。
Incidentally, the smaller the porosity of the porous electrode (that is, the denser the structure), the better the adhesion between the porous electrode and the solid electrolyte substrate, but the impediment to the fluidity of gas in the electrode. To be done. Therefore, for example, the first porous electrode and the porous electrode extension have a two-layer structure,
The part in contact with the solid electrolyte substrate is formed of a conductive layer having a relatively low porosity, and when a conductive layer having a high porosity is formed on the lower conductive layer, good adhesion to the substrate and gas A porous electrode and an electrode extension having good fluidity can be obtained. Further, the first porous electrode is prepared by using a mixture of a plurality of kinds of conductive pastes having different porosities after firing instead of the porous electrode and the electrode extension portion having such a multilayer structure. Also, the electrode extension portion may be formed by printing. Also in this case, it is possible to obtain an electrode and an electrode extension that have good adhesion to the substrate and good gas flowability.

【0017】更に、ドーム層は、前記多孔質電極及び電
極延出部の基端部を気密的に被覆する必要があると共
に、固体電解質基板に対する密着性が良好であり、且
つ、前記第1の多孔質電極及び前記電極延出部における
気体の流動性を損なわないことが重要である。このた
め、前記ドーム層は、結晶化ガラスとセラミック粉と
を、重量比で1:1乃至3:1(結晶化ガラス:セラミ
ック粉)の割合で混合したペーストを印刷して形成され
たものであることが好ましい。即ち、結晶化ガラスのセ
ラミック粉に対する割合が上述の範囲よりも少ない場合
は、ドーム層と固体電解質基板との密着性が劣化する。
また、結晶化ガラスのセラミック粉に対する割合が上述
の範囲よりも多い場合は、多孔質電極内にガラスが侵入
して、多孔質電極内における気体の流動性が阻害され
る。換言すると、結晶化ガラスとセラミック粉との割合
を上述の範囲とすることにより、多孔質電極内における
気体の流動性を確保しつつ、ドーム層の固体電解質基板
に対する密着性を良好なものにすることができる。この
ため、ドーム層は、結晶化ガラスとセラミック粉とを重
量比で1:1乃至3:1の範囲で混合したペーストによ
り形成することが好ましい。
Further, the dome layer needs to cover the base end portions of the porous electrode and the electrode extension portion in an airtight manner, has good adhesion to the solid electrolyte substrate, and has the first feature. It is important not to impair the fluidity of gas in the porous electrode and the electrode extension. Therefore, the dome layer is formed by printing a paste in which crystallized glass and ceramic powder are mixed at a weight ratio of 1: 1 to 3: 1 (crystallized glass: ceramic powder). Preferably there is. That is, when the ratio of the crystallized glass to the ceramic powder is less than the above range, the adhesion between the dome layer and the solid electrolyte substrate deteriorates.
Further, when the ratio of the crystallized glass to the ceramic powder is higher than the above range, the glass penetrates into the porous electrode and the fluidity of gas in the porous electrode is hindered. In other words, by setting the ratio of the crystallized glass and the ceramic powder in the above range, the fluidity of the gas in the porous electrode is ensured and the adhesion of the dome layer to the solid electrolyte substrate is improved. be able to. Therefore, it is preferable that the dome layer is formed of a paste in which crystallized glass and ceramic powder are mixed in a weight ratio of 1: 1 to 3: 1.

【0018】[0018]

【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.

【0019】図1は本発明の実施例に係る限界電流式酸
素センサを示す平面図、図2は図1のA−A線による断
面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a limiting current type oxygen sensor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【0020】固体電解質基板1は安定化ジルコニアを矩
形の板状に成形したものであり、この固体電解質基板1
の表面及び裏面には夫々カソード電極2及びアノード電
極3が略円形に、且つ基板1を挟んで相互に対向して形
成されている。これらの電極2,3はいずれも多孔質の
白金により形成されている。また、基板1の角部にはリ
ード線取り付け部2a,3aが設けられており、カソー
ド電極2及びアノード電極3からは夫々リード線取り付
け部2a,3aに向けて電極延出部2b,3bが延出し
ており、これらの電極延出部2b,3bを介して、電極
2,3は夫々リード線取り付け部2a,3aと電気的に
接続されている。
The solid electrolyte substrate 1 is formed by forming stabilized zirconia into a rectangular plate shape.
A cathode electrode 2 and an anode electrode 3 are formed in a substantially circular shape on the front surface and the back surface, respectively, and face each other across the substrate 1. Each of these electrodes 2 and 3 is made of porous platinum. In addition, lead wire attaching portions 2a and 3a are provided at corners of the substrate 1, and electrode extending portions 2b and 3b are provided from the cathode electrode 2 and the anode electrode 3 toward the lead wire attaching portions 2a and 3a, respectively. The electrodes 2 and 3 are extended, and the electrodes 2 and 3 are electrically connected to the lead wire attachment portions 2a and 3a, respectively, through the electrode extension portions 2b and 3b.

【0021】ドーム層4は、カソード電極2及び電極延
出部2bの基端部を気密的に被覆して基板1上に略矩形
に形成されているが、リード線取り付け部2aに整合し
て角部に三角形の切欠きが設けられている。このドーム
層4は、例えばセラミック粉を混合したガラスにより形
成されている。
The dome layer 4 is formed in a substantially rectangular shape on the substrate 1 by airtightly covering the base end portions of the cathode electrode 2 and the electrode extension portion 2b, but is aligned with the lead wire attachment portion 2a. Triangular notches are provided at the corners. The dome layer 4 is made of, for example, glass mixed with ceramic powder.

【0022】ドーム層4上には、略リング状にヒータ5
が設けられており、このヒータ5は同じくドーム層4上
に形成されたヒータ電極5a,5bに電気的に接続され
ている。
On the dome layer 4, a heater 5 having a substantially ring shape is formed.
Is provided, and the heater 5 is electrically connected to the heater electrodes 5a and 5b also formed on the dome layer 4.

【0023】このように構成された本実施例に係る限界
電流式酸素センサにおいて、ヒータ電極5a,5b間に
電圧を印加するとヒータ5が抵抗発熱してセンサが高温
に加熱される。この状態でカソード電極2とアノード電
極3との間に所定の電圧を印加すると、カソード電極2
内の気体中に含有されている酸素分子はカソード電極2
を介して電子を得て酸素イオンとなり、固体電解質基板
1をその厚さ方向に移動する。そして、この酸素イオン
がアノード電極3に到達すると、電子を放出し再び酸素
分子となって雰囲気中に放出される。この酸素の移動に
よりカソード電極2内が負圧となり、新たな気体が電極
延出部2bを介してカソード電極2内に流入する。この
とき、気体の流入量は電極延出部2bの基端部により制
限され、従来の限界電流式酸素センサと同様に、限界電
流特性が得られる。
In the limiting current type oxygen sensor according to this embodiment having the above-mentioned structure, when a voltage is applied between the heater electrodes 5a and 5b, the heater 5 generates resistance heat and the sensor is heated to a high temperature. When a predetermined voltage is applied between the cathode electrode 2 and the anode electrode 3 in this state, the cathode electrode 2
Oxygen molecules contained in the gas inside the cathode electrode 2
The electrons are obtained through the above to become oxygen ions, and move in the thickness direction of the solid electrolyte substrate 1. Then, when the oxygen ions reach the anode electrode 3, they release electrons and become oxygen molecules again, and are released into the atmosphere. Due to the movement of oxygen, the inside of the cathode electrode 2 has a negative pressure, and new gas flows into the cathode electrode 2 through the electrode extension portion 2b. At this time, the inflow amount of gas is limited by the base end portion of the electrode extension portion 2b, and the limiting current characteristic is obtained as in the conventional limiting current type oxygen sensor.

【0024】本実施例においては、ドーム層4に被覆さ
れた部分の電極延出部2bの基端部が従来の限界電流式
酸素センサにおける気体拡散孔に相当し、ドーム層形成
時にドーム層で被覆する電極延出部の基端部の厚み、幅
又は長さを変化させることにより、センサの限界電流特
性を変化させることができる。また、ドーム層から露出
した部分の電極延出部の表面を介してドーム層の内側に
気体が流入するため、電極延出部2bの表面の一部に異
物が付着したとしても、気体流入量の変化が小さい。従
って、本実施例に係る限界電流式酸素センサは、長期間
に亘る測定においても、限界電流特性の変動が抑制さ
れ、信頼性が高い。更に、本実施例においては、従来と
異なり気体拡散孔を機械加工により穿設する必要がない
ため、製造が容易である。
In the present embodiment, the base end portion of the electrode extension portion 2b of the portion covered with the dome layer 4 corresponds to the gas diffusion hole in the conventional limiting current type oxygen sensor, and the dome layer is formed when the dome layer is formed. The limiting current characteristic of the sensor can be changed by changing the thickness, width or length of the base end portion of the electrode extension portion to be covered. In addition, since gas flows into the inside of the dome layer through the surface of the electrode extension portion of the portion exposed from the dome layer, even if foreign matter adheres to a part of the surface of the electrode extension portion 2b, the gas inflow amount Change is small. Therefore, the limiting current type oxygen sensor according to the present embodiment is highly reliable because the variation of the limiting current characteristic is suppressed even in the measurement over a long period of time. Further, in the present embodiment, unlike the conventional case, it is not necessary to form the gas diffusion hole by machining, so that the manufacturing is easy.

【0025】次に、本実施例に係る限界電流式酸素セン
サの製造方法について、図1,2を参照して説明する。
Next, a method of manufacturing the limiting current type oxygen sensor according to this embodiment will be described with reference to FIGS.

【0026】先ず、安定化ジルコニアからなる固体電解
質基板1の両面に白金ペーストをスクリーン印刷し、そ
の後焼成して、多孔質構造のカソード電極2、アノード
電極3、多孔質電極延出部2b,3bを形成する。
First, a platinum paste is screen-printed on both sides of a solid electrolyte substrate 1 made of stabilized zirconia, and then fired to form a cathode electrode 2, an anode electrode 3, and porous electrode extensions 2b and 3b having a porous structure. To form.

【0027】この場合に、カソード電極2及び電極延出
部2bは単一の導電層であってもよいが、例えば下層電
極層と上層電極層との2層構造を有し、下層電極層が比
較的緻密な構造であって基板1に対する密着性が優れた
白金からなり、上層電極層が気孔率が高く気体の流動性
が優れた白金により構成されていてもよい。また、例え
ば、カソード電極2及び電極延出部2bは、焼成後の気
孔率が比較的高い導電性ペーストと、焼成後の気孔率が
比較的低い導電性ペーストとを混合したものにより形成
してもよい。カソード電極2及び電極延出部2bをこの
ように形成することにより、固体電解質基板1に対する
密着性及びその内部における気体の流動性をいずれも良
好なものとすることができる。
In this case, the cathode electrode 2 and the electrode extension portion 2b may be a single conductive layer, but have, for example, a two-layer structure of a lower electrode layer and an upper electrode layer, and the lower electrode layer is The upper electrode layer may be made of platinum having a relatively dense structure and excellent adhesion to the substrate 1, and the upper electrode layer may be made of platinum having high porosity and excellent gas flowability. Further, for example, the cathode electrode 2 and the electrode extension portion 2b are formed of a mixture of a conductive paste having a relatively high porosity after firing and a conductive paste having a relatively low porosity after firing. Good. By forming the cathode electrode 2 and the electrode extension 2b in this way, both the adhesion to the solid electrolyte substrate 1 and the fluidity of gas inside the solid electrolyte substrate 1 can be improved.

【0028】次に、カソード電極2側の面に、結晶化ガ
ラスとセラミック粉とを混合したペーストをスクリーン
印刷して、カソード電極2及び電極延出部2bの基端部
を被覆する。その後、前記ペーストを焼成して、ドーム
層4とする。この場合に、前記ペースト中の結晶化ガラ
スとセラミック粉との割合は、重量比で1:1乃至3:
1とすることが好ましい。これにより、ガラスが多孔質
のカソード電極2及び電極延出部2b内に侵入すること
を回避できると共に、ドーム層4と基板1との密着性を
良好なものとすることができる。
Next, a paste obtained by mixing crystallized glass and ceramic powder is screen-printed on the surface on the cathode electrode 2 side to cover the cathode electrode 2 and the base end portions of the electrode extension 2b. Then, the paste is fired to form the dome layer 4. In this case, the ratio of the crystallized glass and the ceramic powder in the paste is 1: 1 to 3: by weight.
It is preferably 1. As a result, it is possible to prevent the glass from entering the porous cathode electrode 2 and the electrode extension portion 2b, and to improve the adhesion between the dome layer 4 and the substrate 1.

【0029】次いで、ドーム層4上に白金ペーストをス
クリーン印刷し、その後焼成して、ヒータ5及びヒータ
電極5a,5bを形成する。これにより、本実施例に係
る酸素センサが完成する。
Next, platinum paste is screen-printed on the dome layer 4 and then fired to form the heater 5 and the heater electrodes 5a and 5b. As a result, the oxygen sensor according to this example is completed.

【0030】本実施例に係る酸素センサは、上述の如
く、スクリーン印刷により電極2,3、電極延出部2
b,3b、ドーム層4及びヒータ5等を形成するので、
製造が容易であり、製品コストを低減することができ
る。また、電極延出部2bをドーム層4で被覆する割合
を変えるだけで、限界電流特性が変化するので、所望の
限界電流特性の酸素センサを容易に製造することができ
る。更に、本実施例に係る限界電流式酸素センサは、ス
クリーン印刷技術を使用して製造するため、自動印刷に
より製品のバラツキを抑制することができる。
As described above, the oxygen sensor according to the present embodiment has the electrodes 2 and 3 and the electrode extension 2 formed by screen printing.
b, 3b, the dome layer 4, the heater 5, etc. are formed,
It is easy to manufacture and the product cost can be reduced. Further, since the limiting current characteristic changes only by changing the ratio of covering the electrode extension portion 2b with the dome layer 4, it is possible to easily manufacture an oxygen sensor having a desired limiting current characteristic. Furthermore, since the limiting current type oxygen sensor according to the present embodiment is manufactured by using the screen printing technique, it is possible to suppress variations in products by automatic printing.

【0031】次に、本実施例に係る限界電流式酸素セン
サを実際に製造し、その特性を調べた結果について説明
する。
Next, the result of actually manufacturing the limiting current type oxygen sensor according to this embodiment and examining its characteristics will be described.

【0032】実施例1 先ず、図3に示すように、固体電解質基板11として、
1辺が3mmの正方形であり、厚さが0.14mmのジ
ルコニア基板を用意した。次に、この基板11の上面に
白金ペーストをスクリーン印刷し、その後焼成して、直
径が2mm、厚さが約5μmの多孔質構造のカソード電
極12及びこのカソード電極12から基板角部に向けて
延出する多孔質電極延出部12bを形成した。また、こ
れと同様にして、基板1の下面に白金ペーストをスクリ
ーン印刷し、その後焼成して、直径が2mm、厚さが約
5μmの多孔質構造のアノード電極13及びこのアノー
ド電極13から基板角部に向けて延出する延出部(図示
せず)を形成した。
Example 1 First, as shown in FIG. 3, as a solid electrolyte substrate 11,
A zirconia substrate having a square shape with one side of 3 mm and a thickness of 0.14 mm was prepared. Next, a platinum paste is screen-printed on the upper surface of the substrate 11 and then fired to form a cathode electrode 12 having a porous structure with a diameter of 2 mm and a thickness of about 5 μm, and from this cathode electrode 12 toward the corner of the substrate. A porous electrode extension 12b was formed to extend. Similarly, a platinum paste is screen-printed on the lower surface of the substrate 1 and then fired to form a porous anode electrode 13 having a diameter of 2 mm and a thickness of about 5 μm and a substrate angle from the anode electrode 13. An extension portion (not shown) extending toward the portion was formed.

【0033】次に、カソード電極12側の面に結晶化ガ
ラスとセラミック粉(ステアタイト粉)とを重量比で
2:1の割合で混合したペーストをスクリーン印刷し、
その後焼成して、カソード電極12及び電極延出部の基
端部を被覆するドーム層14を形成した。
Next, a paste obtained by mixing crystallized glass and ceramic powder (steatite powder) in a weight ratio of 2: 1 was screen-printed on the surface of the cathode electrode 12 side,
Then, it was fired to form a dome layer 14 that covers the cathode electrode 12 and the base end of the electrode extension.

【0034】次いで、ドーム層14上にPtペーストを
印刷し、その後焼成して、ヒータ(図示せず)を形成し
た。
Next, a Pt paste was printed on the dome layer 14 and then fired to form a heater (not shown).

【0035】このようにして製造した限界電流式酸素セ
ンサの限界電流特性を調べた。図4は、横軸にセンサ電
圧をとり、縦軸に電流値をとって、上述の酸素センサの
限界電流特性を示すグラフ図である。このグラフ図から
明らかなように、本実施例に係る酸素センサは、良好な
限界電流特性を有し、応答性、熱的安定性及び長期信頼
性が優れているものであった。
The limiting current characteristics of the limiting current type oxygen sensor manufactured as described above were examined. FIG. 4 is a graph showing the limiting current characteristics of the above oxygen sensor, with the horizontal axis representing the sensor voltage and the vertical axis representing the current value. As is clear from this graph, the oxygen sensor according to the present example had good limiting current characteristics and excellent responsiveness, thermal stability, and long-term reliability.

【0036】実施例2 先ず、図5に示すように、1辺が3mmの正方形であ
り、厚さが0.14mmのジルコニアからなる固体電解
質基板21の上面に、Ptペースト(U−3401;エ
ヌ・イー・ケムキャット社製)を所望のカソード電極及
び電極延出部のパターンでスクリーン印刷し、その後焼
成して、厚さが約3μmの下層電極層27を形成した。
その後、この下層電極層27上に、Ptペースト(#5
542;ESL社製)をスクリーン印刷し、その後焼成
し、直径が2mm、厚さ(下層電極層27を含む)が約
5μmのカソード電極22及び電極延出部22bを得
た。
Example 2 First, as shown in FIG. 5, a Pt paste (U-3401; N) was formed on the upper surface of a solid electrolyte substrate 21 made of zirconia having a side of 3 mm and a thickness of 0.14 mm. (E-Chemcat Co., Ltd.) was screen-printed with a desired pattern of the cathode electrode and the electrode extension, and then fired to form a lower electrode layer 27 having a thickness of about 3 μm.
Then, the Pt paste (# 5
542; manufactured by ESL Co., Ltd.) was screen-printed and then fired to obtain a cathode electrode 22 and an electrode extension 22b having a diameter of 2 mm and a thickness (including the lower electrode layer 27) of about 5 μm.

【0037】次に、基板21の裏側に、Ptペースト
(U−3401)をスクリーン印刷し、その後焼成し
て、直径が2mm、厚さが約3μmのアノード電極23
及びこのアノード電極23から基板角部に向けて延出す
る電極延出部(図示せず)を形成した。
Next, Pt paste (U-3401) is screen-printed on the back side of the substrate 21 and then fired to form an anode electrode 23 having a diameter of 2 mm and a thickness of about 3 μm.
Further, an electrode extension portion (not shown) extending from the anode electrode 23 toward the corner portion of the substrate was formed.

【0038】次いで、カソード電極22及び電極延出部
22bの基端部を被覆するようにして、結晶化ガラスと
セラミックとを混合したペーストをスクリーン印刷し、
その後焼成して、ドーム層24を形成した。そして、こ
のドーム層24上に、Ptペーストをヒータのパターン
にスクリーン印刷し、その後焼成して、ヒータ26を形
成した。
Next, a paste obtained by mixing crystallized glass and ceramic is screen-printed so as to cover the base ends of the cathode electrode 22 and the electrode extension 22b,
Then, the dome layer 24 was formed by firing. Then, a Pt paste was screen-printed on the dome layer 24 in a heater pattern and then fired to form a heater 26.

【0039】このようにして製造した限界電流式酸素セ
ンサにおいては、被測定ガス中の酸素(O2 )は、図中
矢印で示すように、主に電極延出部22bの上層部を介
してカソード電極22の上層部内に流入し、このカソー
ド電極22内で酸素イオンとなり、基板21を厚さ方向
に移動する。そして、アノード電極23に到達すると再
び酸素分子となって、雰囲気中に放出される。
In the limiting current type oxygen sensor manufactured as described above, oxygen (O 2 ) in the gas to be measured is mainly passed through the upper layer portion of the electrode extending portion 22b as indicated by the arrow in the figure. It flows into the upper layer portion of the cathode electrode 22, becomes oxygen ions in the cathode electrode 22, and moves the substrate 21 in the thickness direction. When it reaches the anode electrode 23, it becomes oxygen molecules again and is released into the atmosphere.

【0040】本実施例の限界電流式酸素センサの限界特
性を調べた。その結果、本実施例の酸素センサは、実施
例1の限界電流式酸素センサの限界電流特性と略同一の
良好な限界電流特性を有しており、応答性、熱的安定性
及び長期信頼性も優れているものであった。また、本実
施例においては、カソード電極22が、比較的緻密な構
造であり固体電解質に対する密着性が良好な下層電極層
と、ポーラスな構造の上層電極層との2層構造であるた
め、固体電解質基板に対する密着性及びカソード電極内
における気体の流動性がいずれも良好である。
The limiting characteristics of the limiting current type oxygen sensor of this example were examined. As a result, the oxygen sensor of the present example has a good limiting current characteristic that is substantially the same as the limiting current characteristic of the limiting current type oxygen sensor of Example 1, and responsiveness, thermal stability, and long-term reliability. Was also excellent. In addition, in this embodiment, the cathode electrode 22 has a two-layer structure including a lower electrode layer having a relatively dense structure and good adhesion to the solid electrolyte, and an upper electrode layer having a porous structure. Both the adhesion to the electrolyte substrate and the fluidity of the gas in the cathode electrode are good.

【0041】実施例3 上述の実施例2と同様にして、限界電流式酸素センサを
製造した。但し、カソード電極は、第1のPtペースト
(U−3401)をスクリーン印刷し、その後乾燥させ
た後(即ち、焼成を行わずに)、この第1のPtペース
ト上に第2のPtペースト(#5542)をスクリーン
印刷し、その後焼成を行うことにより2層構造に形成し
た。この場合に、前記第1のPtペーストの乾燥後の厚
さは約4μmであり、焼成後のカソード電極及び電極延
出部の厚さは、約5μmである。
Example 3 A limiting current type oxygen sensor was manufactured in the same manner as in Example 2 described above. However, for the cathode electrode, the first Pt paste (U-3401) was screen-printed and then dried (that is, without firing), and then the second Pt paste ( # 5542) was screen-printed and then fired to form a two-layer structure. In this case, the thickness of the first Pt paste after drying is about 4 μm, and the thickness of the cathode electrode and the electrode extension after firing is about 5 μm.

【0042】このようにして製造した限界電流式酸素セ
ンサの限界電流特性を調べた。その結果、実施例2と同
様に、良好な限界電流特性を有しており、応答性、熱的
安定性及び長期信頼性が優れているものであった。でき
た。
The limiting current characteristics of the limiting current type oxygen sensor manufactured as described above were examined. As a result, like Example 2, it had good limiting current characteristics and was excellent in responsiveness, thermal stability, and long-term reliability. did it.

【0043】実施例4 先ず、図6に示すように、1辺が3mmの正方形であ
り、厚さが0.14mmのジルコニアからなる固体電解
質基板31の上面にPtペーストをスクリーン印刷し、
その後焼成して、直径が2mm、厚さが約3μmのカソ
ード電極32及びこのカソード電極32から基板角部に
向けて延出する電極延出部32bを形成した。このPt
ペーストは、焼成後の気孔率が小さく比較的緻密構造と
なるPtペースト(U−3401)と、焼成後の気孔率
が大きいPtペースト(#5542)とを混合したもの
である。
Example 4 First, as shown in FIG. 6, a Pt paste was screen-printed on the upper surface of a solid electrolyte substrate 31 made of zirconia with a side of 3 mm and a thickness of 0.14 mm.
Then, it was fired to form a cathode electrode 32 having a diameter of 2 mm and a thickness of about 3 μm, and an electrode extension 32b extending from the cathode electrode 32 toward the corner of the substrate. This Pt
The paste is a mixture of Pt paste (U-3401) having a small porosity after firing and a relatively dense structure and Pt paste (# 5542) having a high porosity after firing.

【0044】次に、基板31の裏側に、Ptペースト
(U−3401)をスクリーン印刷し、その後焼成し
て、直径が2mm、厚さが約3μmのアノード電極33
及びこのアノード電極33から基板角部に向けて延出す
る電極延出部(図示せず)を形成した。
Next, Pt paste (U-3401) is screen-printed on the back side of the substrate 31 and then baked to form an anode electrode 33 having a diameter of 2 mm and a thickness of about 3 μm.
Further, an electrode extension portion (not shown) extending from the anode electrode 33 toward the corner portion of the substrate was formed.

【0045】次いで、カソード電極32及び電極延出部
32bの基端部を被覆するようにして、結晶化ガラスと
セラミックとを混合したペーストを印刷し、その後焼成
して、ドーム層34を形成した。その後、このドーム層
34の上に、Ptペーストをスクリーン印刷し、その後
焼成して、ヒータ(図示せず)を形成した。
Next, a paste in which crystallized glass and ceramic are mixed is printed so as to cover the base ends of the cathode electrode 32 and the electrode extension portion 32b, and then the paste is fired to form the dome layer 34. . Then, a Pt paste was screen-printed on the dome layer 34 and then fired to form a heater (not shown).

【0046】このようにして製造した限界電流酸素セン
サにおいては、図中矢印で示すように、被測定ガス中の
酸素分子(O2 )は電極延出部32bを介してカソード
電極32内に侵入し、酸素イオンとなって基板1をその
厚さ方向に移動し、アノード電極33に到達すると再び
酸素分子となって雰囲気中に放出される。
In the limiting current oxygen sensor manufactured as described above, oxygen molecules (O 2 ) in the gas to be measured enter the cathode electrode 32 through the electrode extending portion 32b as shown by the arrow in the figure. Then, it becomes oxygen ions and moves in the thickness direction of the substrate 1, and when they reach the anode electrode 33, they become oxygen molecules again and are released into the atmosphere.

【0047】本実施例の限界電流式酸素センサの限界電
流特性を調べた。その結果、本実施例の酸素センサも、
実施例1の限界電流式酸素センサと同様に良好な限界電
流特性を有しており、応答性、熱的安定性及び長期信頼
性が優れているものであった。
The limiting current characteristics of the limiting current type oxygen sensor of this example were examined. As a result, the oxygen sensor of this embodiment also
Like the limiting current type oxygen sensor of Example 1, it had good limiting current characteristics, and was excellent in responsiveness, thermal stability, and long-term reliability.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、固
体電解質基板を挟んで第1及び第2の多孔質電極が配設
されていると共に前記第1の多孔質電極から前記基板の
縁部に向けて延出する多孔質電極延出部が設けられてお
り、前記第1の多孔質電極及び前記電極延出部の基端部
はドーム層により気密的に被覆されているから、前記第
1の多孔質電極内への気体の流入量が前記電極延出部の
基端部により制限され、限界電流特性を得ることができ
る。このため、本発明に係る限界電流式酸素センサにお
いては、従来のように気体拡散孔を形成するための機械
加工が必要なく、製造が容易である。また、本発明に係
る限界電流式酸素センサは、従来の限界電流式酸素セン
サに比して、長期信頼性が高いという効果もある。
As described above, according to the present invention, the first and second porous electrodes are arranged with the solid electrolyte substrate sandwiched therebetween, and the edge of the substrate is separated from the first porous electrode. A porous electrode extending portion extending toward the portion is provided, and the base end portions of the first porous electrode and the electrode extending portion are airtightly covered by a dome layer. The amount of gas flowing into the first porous electrode is limited by the base end portion of the electrode extension portion, and the limiting current characteristic can be obtained. Therefore, the limiting current type oxygen sensor according to the present invention does not require mechanical processing for forming the gas diffusion holes as in the conventional case, and is easy to manufacture. Further, the limiting current type oxygen sensor according to the present invention also has an effect that the long-term reliability is higher than that of the conventional limiting current type oxygen sensor.

【0049】一方、本発明方法によれば、導電性ペース
トの印刷により第1及び第2の多孔質電極並びに前記第
1の多孔質電極から固体電解質基板の縁部に向けて延出
する多孔質電極延出部を形成し、更に前記第1の多孔質
電極及び前記電極延出部の基端部を被覆するドーム層を
印刷により形成するから、上述の構造の限界電流式酸素
センサを容易に製造することができる。また、製造工程
の自動化が容易であり、限界電流特性のバラツキを抑制
することができるという効果もある。
On the other hand, according to the method of the present invention, by printing the conductive paste, the first and second porous electrodes and the porous material extending from the first porous electrode toward the edge of the solid electrolyte substrate. Since the electrode extending portion is formed and the dome layer covering the first porous electrode and the base end portion of the electrode extending portion is formed by printing, the limiting current type oxygen sensor having the above structure can be easily formed. It can be manufactured. In addition, the manufacturing process can be easily automated, and variations in the limiting current characteristics can be suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例に係る限界電流式酸素センサを
示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a limiting current type oxygen sensor according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のA−A線による断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG.

【図3】実施例1に係る限界電流式酸素センサを示す断
面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a limiting current type oxygen sensor according to a first embodiment.

【図4】同じくその限界電流特性を調べた結果を示すグ
ラフ図である。
FIG. 4 is a graph showing the result of examining the limiting current characteristic of the same.

【図5】実施例2に係る限界電流式酸素センサを示す断
面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a limiting current type oxygen sensor according to a second embodiment.

【図6】実施例4に係る限界電流式酸素センサを示す断
面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing a limiting current type oxygen sensor according to a fourth embodiment.

【図7】従来の限界電流式酸素センサの一例を示す断面
図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a conventional limiting current type oxygen sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11,21,31,41;固体電解質基板 2,12,22,32,42;カソード電極 2b,3b,12b,22b,32b;電極延出部 3,13,23,33,43;アノード電極 4,14,24,34;ドーム層 5,26,46;ヒータ 44;キャップ 44b;気体拡散孔 1, 11, 21, 31, 41; Solid electrolyte substrate 2, 12, 22, 32, 42; Cathode electrode 2b, 3b, 12b, 22b, 32b; Electrode extension part 3, 13, 23, 33, 43; Anode Electrodes 4, 14, 24, 34; Dome layers 5, 26, 46; Heater 44; Cap 44b; Gas diffusion hole

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石橋 功成 東京都江東区木場1丁目5番1号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 加藤 嘉則 東京都江東区木場1丁目5番1号 株式会 社フジクラ内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Issei Ishibashi 1-5-1 Kiba, Koto-ku, Tokyo Fujikura Ltd. (72) Inventor Yoshinori Kato 1-1-5 Kiba, Koto-ku, Tokyo Shares Inside Fujikura

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固体電解質基板と、この固体電解質基板
を挟んで配置された第1及び第2の多孔質電極と、前記
第1の多孔質電極から前記基板の縁部に向けて延出する
多孔質電極延出部と、前記第1の多孔質電極及び前記電
極延出部の基端部を気密的に被覆するドーム層と、を有
することを特徴とする限界電流式酸素センサ。
1. A solid electrolyte substrate, first and second porous electrodes arranged with the solid electrolyte substrate sandwiched therebetween, and extending from the first porous electrode toward an edge portion of the substrate. A limiting current type oxygen sensor comprising: a porous electrode extension portion; and a dome layer that hermetically covers the first porous electrode and the base end portion of the electrode extension portion.
【請求項2】 固体電解質基板の第1の面に特定のパタ
ーンで導電性ペーストを印刷して第1の多孔質電極及び
この第1の多孔質電極から前記基板の縁部に向けて延出
する多孔質電極延出部を形成すると共に前記基板の第2
の面に特定のパターンで導電性ペーストを印刷して第2
の多孔質電極を形成する工程と、前記第1の多孔質電極
及び前記電極延出部の基端部を気密的に被覆するドーム
層を印刷により形成する工程と、を有することを特徴と
する限界電流式酸素センサの製造方法。
2. The first surface of the solid electrolyte substrate is printed with a conductive paste in a specific pattern to extend from the first porous electrode and the first porous electrode toward the edge of the substrate. Forming a porous electrode extending portion for forming the second electrode of the substrate.
Print the conductive paste on the surface of the
And a step of forming a dome layer for airtightly covering the base end portions of the first porous electrode and the electrode extension by printing. Limiting current type oxygen sensor manufacturing method.
【請求項3】 前記第1の多孔質電極及び前記電極延出
部は、その気孔率が相互に異なる複数の導電層を積層し
て構成することを特徴とする請求項2に記載の限界電流
式酸素センサの製造方法。
3. The limiting current according to claim 2, wherein the first porous electrode and the electrode extension portion are formed by stacking a plurality of conductive layers having different porosities. Method of manufacturing oxygen sensor.
【請求項4】 前記第1の多孔質電極及び前記電極延出
部は、その焼成後の気孔率が相互に異なる複数種の導電
性ペーストを混合したものを印刷して形成することを特
徴とする請求項2に記載の限界電流式酸素センサの製造
方法。
4. The first porous electrode and the electrode extension portion are formed by printing a mixture of a plurality of kinds of conductive pastes having different porosities after firing. The method for manufacturing a limiting current type oxygen sensor according to claim 2.
【請求項5】 前記ドーム層は、結晶化ガラスとセラミ
ック粉とを重量比で1:1乃至3:1(結晶化ガラス:
セラミック粉)の割合で混合しペーストとしたものを印
刷して形成することを特徴とする請求項2乃至4のいず
れか1項に記載の限界電流式酸素センサの製造方法。
5. The dome layer comprises crystallized glass and ceramic powder in a weight ratio of 1: 1 to 3: 1 (crystallized glass:
5. The method for producing a limiting current type oxygen sensor according to claim 2, wherein the paste is formed by mixing and mixing in a ratio of ceramic powder) to form a paste.
JP5030394A 1993-02-19 1993-02-19 Limit current type oxygen sensor and manufacture thereof Pending JPH06242067A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115791930A (en) * 2022-08-12 2023-03-14 江苏惟哲新材料有限公司 Preparation method of limiting current type oxygen sensor
WO2023176811A1 (en) * 2022-03-17 2023-09-21 三井金属鉱業株式会社 Solid electrolyte assembly, electrochemical element, and limiting current-type gas sensor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023176811A1 (en) * 2022-03-17 2023-09-21 三井金属鉱業株式会社 Solid electrolyte assembly, electrochemical element, and limiting current-type gas sensor
CN115791930A (en) * 2022-08-12 2023-03-14 江苏惟哲新材料有限公司 Preparation method of limiting current type oxygen sensor
CN115791930B (en) * 2022-08-12 2024-03-15 江苏惟哲新材料有限公司 Preparation method of limiting current type oxygen sensor

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