JPH07104308B2 - Sensor and manufacturing method thereof - Google Patents

Sensor and manufacturing method thereof

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JPH07104308B2
JPH07104308B2 JP61256082A JP25608286A JPH07104308B2 JP H07104308 B2 JPH07104308 B2 JP H07104308B2 JP 61256082 A JP61256082 A JP 61256082A JP 25608286 A JP25608286 A JP 25608286A JP H07104308 B2 JPH07104308 B2 JP H07104308B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の利用分野] 本発明は、可燃性ガス、毒性ガス、酸素、水蒸気等の雰
囲気成分を検出するためのセンサと、その製造方法とに
関する。本発明は特に、ヒータとしての金奥発熱体をセ
ンサの支持体としたセンサと、その製造方法とに関す
る。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a sensor for detecting atmospheric components such as flammable gas, toxic gas, oxygen and water vapor, and a method for producing the same. In particular, the present invention relates to a sensor in which an inner heating element as a heater is used as a support for the sensor, and a manufacturing method thereof.

[従来技術] 雰囲気成分の検出に用いられるセンサには、基本的に2
種の形状がある。第1のものでは、雰囲気感応物質を塊
状に焼結し、ヒータと電極とを取り付ける。第2のもの
では、絶縁性の基体に雰囲気感応物質を支持させ、これ
にヒータと電極とを取り付ける。いずれのものも構造は
複雑で、量産性やセンサの小型化、あるいはセンサの熱
容量等に付いて、制約を課している。
[Prior Art] A sensor used to detect an atmospheric component is basically 2
There are seed shapes. In the first, the atmosphere-sensitive material is sintered in a lump and the heater and the electrode are attached. In the second type, an atmosphere-sensitive substance is supported on an insulating substrate, and a heater and electrodes are attached to this. Each of them has a complicated structure and imposes restrictions on mass productivity, miniaturization of the sensor, heat capacity of the sensor, and the like.

これらの制約は、ヒータをセンサの支持体とし、このヒ
ータ上に層状の雰囲気感応物質を担持させることができ
れば解消する。即ち塊状の焼結体にヒータや電極を接続
することが不要となる。また絶縁基体が不要となる。絶
縁基体に設けたヒータ、通常はPt等の蒸着膜や印刷膜、
と外部とを接続するリードが不要となる。これらのセン
サを小形化し、その熱容量を減少させる。またセンサに
は雰囲気感応物質の焼結体や絶縁基体がなく、センサの
支持体としてのヒータは極く小さな重量を支えるに足る
もので良いことになる。
These restrictions are overcome if the heater is used as a support for the sensor and a layered atmosphere-sensitive substance can be supported on the heater. That is, it is not necessary to connect a heater or an electrode to the massive sintered body. In addition, the insulating substrate is unnecessary. A heater provided on an insulating substrate, usually a vapor deposition film such as Pt or a printing film,
No need for a lead to connect the device to the outside. Miniaturize these sensors and reduce their heat capacity. Further, since the sensor does not have a sintered body of an atmosphere-sensitive substance or an insulating base, the heater as a support of the sensor is sufficient to support an extremely small weight.

[発明の課題] 本発明は、低消費電力のセンサとその製造方法とを提供
することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a sensor with low power consumption and a manufacturing method thereof.

[発明の構成] 本発明では、PtやPd−Ir合金等の貴金属、あるいはFe−
Cr−Al合金、Ni−Cr合金等の卑金属の表面に耐熱絶縁性
被覆を施し、金属発熱体とする。金属発熱体は直径10〜
80μの金属線とする。このような被覆は、プラズマCV
D、スパッタリング、イオンプレーティング、蒸着、あ
るいはCVD等により設けることが出来、膜厚は50A〜10μ
とする。被覆の製造条件を選べば、容易に緻密で金属に
強固に結合した被覆が得られる。次に被覆上に雰囲気感
応物質層の薄膜、好ましくは膜厚100A〜5μの薄膜、を
設ければ、センサとすることができる。
[Configuration of Invention] In the present invention, a noble metal such as Pt or Pd-Ir alloy, or Fe-
A heat resistant insulating coating is applied to the surface of a base metal such as a Cr-Al alloy or a Ni-Cr alloy to obtain a metal heating element. Metal heating element has a diameter of 10 ~
80μ metal wire. Such a coating is a plasma CV
It can be provided by D, sputtering, ion plating, vapor deposition, CVD, etc., and the film thickness is 50A to 10μ.
And Choosing the manufacturing conditions for the coating makes it possible to easily obtain a coating that is dense and strongly bonded to the metal. Then, a thin film of an atmosphere sensitive material layer, preferably a thin film having a film thickness of 100 A to 5 μ, is provided on the coating to form a sensor.

そして金属発熱体の両端を、ステム等の外部端子に溶接
等で直接接続する。外部端子は実施例に示すステムの
他、金属発熱体を支えるための端子で有れば良く形状は
任意である。リード線を用いて金属発熱体を外部端子に
接続するのでなく、外部端子に金属発熱体を直接接続す
ることが、この発明の特徴の1つである。これは線径
(直径)10〜80μの金属発熱体はリード線とほぼ同じ太
さで、リード線を金属発熱体に接続すること自体が難し
く、またこのような細い金属発熱体に対して、外部端子
との間にリード線を介在させる意味もないからである。
Then, both ends of the metal heating element are directly connected to an external terminal such as a stem by welding or the like. The external terminal may have any shape as long as it is a terminal for supporting a metal heating element in addition to the stem shown in the embodiment. It is one of the features of the present invention that the metal heating element is directly connected to the external terminal instead of connecting the metal heating element to the external terminal using the lead wire. This is because the metal heating element with a wire diameter (diameter) of 10 to 80 μ has almost the same thickness as the lead wire, and it is difficult to connect the lead wire to the metal heating element itself. This is because there is no point in interposing a lead wire with the external terminal.

雰囲気感応物質と金属発熱体とは絶縁被覆により隔離さ
れ、両者を分離することができる。また雰囲気感応物質
の多くは金属酸化物であり、金属への結合強度は低い。
しかし絶縁被覆は通常セラミックにより構成され、雰囲
気感応物質が脱落、あるいは剥離する可能性はほとんど
ない。また一般に卑金属の発熱体を直接雰囲気感応物質
に接触させると、卑金属による雰囲気感応物質の被毒や
劣化が問題となる。しかし卑金属発熱体の表面を耐熱絶
縁性物質で被覆すれば、このような問題は解消する。
The atmosphere-sensitive material and the metal heating element are separated by the insulating coating, so that they can be separated from each other. Moreover, most of the atmosphere-sensitive substances are metal oxides, and the bonding strength to the metal is low.
However, the insulating coating is usually made of ceramic, and there is almost no possibility that the atmosphere-sensitive material will fall off or peel off. Further, in general, when the base metal heating element is brought into direct contact with the atmosphere-sensitive substance, there is a problem that the atmosphere-sensitive substance is poisoned or deteriorated by the base metal. However, if the surface of the base metal heating element is coated with a heat resistant insulating material, such a problem can be solved.

次にこのセンサの形状は金属発熱体自体により定まり、
極く小さなものとすることができる。その結果、発熱体
は自重程度の重量を支えるに足るもので良く、センサは
小形化し、熱容量も減少する。
Next, the shape of this sensor is determined by the metal heating element itself,
It can be very small. As a result, the heating element is sufficient to support the weight of its own weight, the sensor is downsized, and the heat capacity is reduced.

このようなセンサの製造は、一般に次のようにして行な
われる。
The manufacture of such a sensor is generally performed as follows.

1)直径10〜80μの金属線からなる金属発熱体の表面
に、露出部を残して耐熱絶縁性被覆を施す。耐熱絶縁性
被覆は膜厚が50A〜10μとする。
1) A heat-resistant insulating coating is applied to the surface of a metal heating element made of a metal wire having a diameter of 10 to 80 μm, leaving an exposed portion. The heat resistant insulation coating should have a film thickness of 50A to 10μ.

2)被覆上に雰囲気感応物質層を設ける。2) Providing an atmosphere sensitive material layer on the coating.

3)雰囲気感応物質層に電極を接続する。なお電極の取
り付けは、雰囲気感応物質層を設ける前でも、後でも良
い。
3) Connect electrodes to the atmosphere sensitive material layer. The electrodes may be attached before or after the atmosphere sensitive material layer is provided.

4)発熱体や電極をステム等の外部端子に接続し、外部
との接続を可能にする。発熱体は両端を直接外部端子に
接続する。
4) Connect a heating element or electrode to an external terminal such as a stem to enable external connection. Both ends of the heating element are directly connected to the external terminals.

これらの工程のうち複雑なものは、電極の取り付けとそ
のステムへの接続である。しかしこれらの工程が必要な
ことは従来なセンサ、例えば絶縁基体に膜状の雰囲気感
応物質を設けたもの、でも変わらない。そして他の工程
はいずれも単純で、均一な取り扱いができ、量産性に富
んでいる。
A complex part of these steps is the attachment of the electrode and its connection to the stem. However, the need for these steps does not change even with a conventional sensor, for example, a sensor provided with a film-like atmosphere-sensitive substance on an insulating substrate. All other processes are simple, can be handled uniformly, and are highly productive.

[実施例] センサの構造 第1図〜第3図に、基本的実施例を示す。第1図におい
て、(2)はセンサ、(4)はハウジングであり、その
上部から図示しないカバーで覆ってセンサの防爆と保護
とを行う。(6)はハウジングに固着したヒータステ
ム、(8)は同じくハウジングに固着した電極ステムで
ある。(10)はセンサ本体で、耐熱絶縁性被覆を施した
金属発熱体(14)の表面に、雰囲気感応物質層(20)を
支持させ、感応物質層(20)に一対の電極(24),(2
6)を接続してある。センサ本体(10)は、ハウジング
(4)の中空部に収容される。
[Example] Structure of sensor A basic example is shown in Figs. 1 to 3. In FIG. 1, (2) is a sensor, and (4) is a housing, which is covered with a cover (not shown) from above to protect the sensor from explosion. (6) is a heater stem fixed to the housing, and (8) is an electrode stem similarly fixed to the housing. Reference numeral (10) is a sensor body, in which an atmosphere sensitive material layer (20) is supported on the surface of a metal heating element (14) coated with a heat-resistant insulating coating, and the sensitive material layer (20) has a pair of electrodes (24), (2
6) is connected. The sensor body (10) is housed in the hollow portion of the housing (4).

第2図、第3図に移って、(14)はPt、Ir、Pd80−Ir2
0、Pt−ZGS(Ptの結晶粒界にZrO2粒子を析出させたも
の)等の貴金属や、W、Fe−Cr−Al、Ni−Cr、等の卑金
属の金属発熱体である。発熱体(14)の材質は貴金属、
卑金属を問わないが、耐熱耐酸化性、耐熱耐還元性等の
雰囲気への耐久性が高く、高抵抗で抵抗値が安定したも
のが好ましい。これらの内好ましいものは、高抵抗の卑
金属発熱体であり、実施例ではカンタル(スエーデンガ
デリウス社のFe−Cr−Al合金、カンタルはガデリウス社
の商標)を用いた。発熱体(14)はここではワイヤ状と
し、その線径は雰囲気感応物質層(20)を支持し、電極
(24),(26)を接続し得る程度のものであれば良い。
線径は具体的には10μ程度でも充分で、消費電力の点か
ら80μ以下とし、線引き加工の困難性を考慮して20〜80
μとすることが好ましい。
Turning to FIGS. 2 and 3, (14) shows Pt, Ir, Pd80-Ir2.
Noble metals such as 0, Pt-ZGS (Pt crystal grain boundaries having ZrO 2 particles precipitated) and base metals such as W, Fe-Cr-Al, and Ni-Cr. The heating element (14) is made of precious metal,
Although it may be a base metal, it is preferable that it has high resistance to atmosphere such as heat resistance and oxidation resistance, heat resistance and reduction resistance, high resistance, and stable resistance value. Among these, a high resistance base metal heating element is preferable, and Kanthal (Fe-Cr-Al alloy of Sweden Gadelius Co., Ltd., Kanthal is a trademark of Gaderius Co.) was used in the examples. Here, the heating element (14) has a wire shape, and its wire diameter may be such that it supports the atmosphere sensitive material layer (20) and can connect the electrodes (24) and (26).
A wire diameter of about 10μ is sufficient, and it should be 80μ or less from the viewpoint of power consumption. Considering the difficulty of wire drawing, 20-80
It is preferably set to μ.

発熱体(14)には、必要に応じ金等の良導体の被覆(1
6)を設ける。これは発熱体(14)が一様に発熱し、ス
テム(6)付近での発熱が有効に利用されないためであ
る。即ち直接雰囲気感応物質層の加熱に利用し得ない部
分を低抵抗化し、消費電力を節減する。なお良導体被覆
(16)は後述の絶縁被覆の外側に設けても良い。その場
合は、適宜の位置で発熱体(14)と良導体被覆(16)を
接続する。消費電力の節減よりも、発熱体(14)の抵抗
値を増大させることのほうが重要な場合、良導体被覆
(16)を設ける必要がないことは当然である。
If necessary, cover the heating element (14) with a good conductor such as gold (1
6) is provided. This is because the heating element (14) generates heat uniformly and the heat generated in the vicinity of the stem (6) is not effectively used. That is, the resistance of the portion of the atmosphere-sensitive material layer that cannot be directly used for heating is reduced to reduce the power consumption. The good conductor coating (16) may be provided on the outside of the insulating coating described later. In that case, the heating element (14) and the good conductor coating (16) are connected at an appropriate position. When increasing the resistance value of the heating element (14) is more important than saving power consumption, it is natural that the good conductor coating (16) need not be provided.

(18)は耐熱絶縁性被覆で、ステム(6)への溶接等に
よる接続部を残して、発熱体(14)の表面に設ける。被
覆(18)の材質は使用雰囲気に対して安定で、発熱体
(14)や後述の雰囲気感応物質層と反応しないものを用
いる。被覆(18)は発熱体(14)への付着強度が高く、
発熱体(14)と後述の雰囲気感応物質層との絶縁抵抗が
高いものを用いる。被覆(18)の材質としては、アルミ
ナ、シリカ等の金属酸化物、SiC、Si3N4,BN、等のセラ
ミック等を用いる。この内好ましいものはアルミナ、シ
リカ等の金属酸化物である。なおここで言う絶縁性と
は、雰囲気感応物質層の内部抵抗に対して充分大きな絶
縁抵抗を有するとの意味であり、例えば低抵抗のSnO2
雰囲気感応物質層として用いる場合、高抵抗のTiO2を絶
縁性被覆(18)として用いることも可能である。また被
覆(18)の他の作用は、発熱体(14)を雰囲気から遮断
し保護する点にある。
Reference numeral (18) is a heat-resistant insulating coating, which is provided on the surface of the heat generating element (14), leaving a connection portion such as welded to the stem (6). The material of the coating (18) is stable to the use atmosphere and does not react with the heating element (14) or the atmosphere sensitive material layer described later. The coating (18) has high adhesion strength to the heating element (14),
A material having a high insulation resistance between the heating element (14) and an atmosphere sensitive material layer described later is used. As the material of the coating (18), a metal oxide such as alumina or silica, a ceramic such as SiC, Si 3 N 4 , BN, or the like is used. Of these, preferred are metal oxides such as alumina and silica. It should be noted that the insulating property as used herein means having an insulation resistance sufficiently large with respect to the internal resistance of the atmosphere-sensitive material layer. For example, when SnO 2 having a low resistance is used as the atmosphere-sensitive material layer, a high resistance TiO It is also possible to use 2 as the insulating coating (18). Another function of the coating (18) is to shield the heating element (14) from the atmosphere and protect it.

被覆(18)の厚さは、充分な付着強度と絶縁性が得られ
る範囲で任意のものを用いえる。好ましい厚さは50A〜1
0μ、より好ましくは100A〜5μである。
The coating (18) may have any thickness as long as sufficient adhesion strength and insulation are obtained. Preferred thickness is 50A-1
It is 0 μ, and more preferably 100 A to 5 μ.

(20)は雰囲気感応物質層である。その材質は被検出成
分に応じて定めれば良く、例えば可燃性ガスや毒性ガス
を検出する場合、SnO2やIn2O3、あるいはFe2O3等の金属
酸化物半導体を用いる。またO2検出する場合、BaSnO3
LaNiO3、あるいはNiO等の金属酸化物半導体を用いる。
また雰囲気中の温度を検出する場合、MgCr2O4やTiO2
のセラミックを用いる。これらのものは水蒸気を物理吸
着し、吸着水の電気伝導度から湿度を検出できる。湿度
の検出の場合、周知のように感応物質層(20)は雰囲気
中のダストや油分により汚染され、感応物質層(20)を
ヒートクリーニングし汚染を除く必要がある。また他の
材質としては、アンチモン酸(H2Sb2O6)やリン酸アン
チモン(HSbP2O8)等のプロトン導電体を用いる。これ
らのプロトン導電体はH2の濃度差により起電力を生じ、
H2の検出に用いることができる。なおこの場合は倒え
ば、電極の一方を雰囲気から遮断し、2つの電極間に水
素濃度の差を形成させ、起電力を発生させるようにす
る。即ち雰囲気感応物質層(20)の材質は、雰囲気成分
により電気的特性が変化するものであれば良い。
(20) is an atmosphere sensitive material layer. The material may be determined according to the component to be detected. For example, when detecting a flammable gas or a toxic gas, a metal oxide semiconductor such as SnO 2 , In 2 O 3 or Fe 2 O 3 is used. When detecting O 2 , BaSnO 3 or
A metal oxide semiconductor such as LaNiO 3 or NiO is used.
Further, when detecting the temperature in the atmosphere, a ceramic such as MgCr 2 O 4 or TiO 2 is used. These substances physically adsorb water vapor, and humidity can be detected from the electric conductivity of the adsorbed water. In the case of detecting humidity, as is well known, the sensitive material layer (20) is contaminated by dust and oil in the atmosphere, and it is necessary to remove the contamination by heat cleaning the sensitive material layer (20). As another material, a proton conductor such as antimonic acid (H 2 Sb 2 O 6 ) or antimony phosphate (HSbP 2 O 8 ) is used. These proton conductors generate an electromotive force due to the difference in H 2 concentration,
It can be used to detect H 2 . In this case, if collapsed, one of the electrodes is shielded from the atmosphere, a hydrogen concentration difference is formed between the two electrodes, and an electromotive force is generated. That is, the material of the atmosphere-sensitive material layer (20) may be any material as long as its electrical characteristics change depending on the atmosphere components.

雰囲気感応物質層(20)の厚さは、発熱体(14)が支持
しえる範囲であれば良く、例えば感応物質層(20)を真
空蒸着やスパッタリング等により形成し、厚さ100A〜5
μとする。なお雰囲気感応物質層(20)自体は既に周知
のものであり、周知技術の範囲で自由に変更できる。
The thickness of the atmosphere sensitive material layer (20) may be in a range that can be supported by the heating element (14), and for example, the sensitive material layer (20) is formed by vacuum deposition, sputtering, or the like, and has a thickness of 100A to 5A.
Let μ. The atmosphere-sensitive material layer (20) itself is already known and can be freely changed within the range of known technology.

(24)、(26)は電極であり、ここでは20μ程度の線径
の金線を用いる。電極(24),(26)はフリットレスの
金ペースト(28)により感応物質層(20)に接続し、溶
接によりステム(8)に固着する。電極(24),(26)
は絶縁層(18)上に形成して、その後感応物質層(20)
を設けても良い。
(24) and (26) are electrodes, and here, a gold wire having a wire diameter of about 20 μ is used. The electrodes (24) and (26) are connected to the sensitive material layer (20) by a fritless gold paste (28) and fixed to the stem (8) by welding. Electrodes (24), (26)
Is formed on the insulating layer (18) and then the sensitive material layer (20)
May be provided.

第4図(d)に移って、(32)はカバーであり、(34)
は金網からなる通気孔で、ハウジング(4)に固着して
センサ(2)を完成する。
Moving to FIG. 4 (d), (32) is a cover, and (34)
Is a ventilation hole made of wire mesh, and is fixed to the housing (4) to complete the sensor (2).

このようなセンサの構造は、種々の変更が可能である。
第5図のセンサ(52)は、金の良導体被覆(16)を廃止
し、消費電力の節減よりもヒータの高抵抗化を重視した
ものである。またこのセンサ(52)では、絶縁性被覆
(18)上に蒸着等により金の膜状電極(30)を儲け、こ
れを電極(24),(26)に接続するようにしている。こ
れは雰囲気感応物質層(20)と電極との接続を改良する
ことを意図したものである。
The structure of such a sensor can be variously modified.
The sensor (52) in FIG. 5 eliminates the good conductor coating (16) of gold, and emphasizes higher resistance of the heater than saving power consumption. Further, in this sensor (52), a gold film electrode (30) is made on the insulating coating (18) by vapor deposition or the like, and the gold film electrode (30) is connected to the electrodes (24) and (26). This is intended to improve the connection between the atmosphere sensitive material layer (20) and the electrodes.

第6図のセンサ(62)では、発熱体(14)を電極に兼用
し、感応物質層(20)の下部で絶縁性被覆(18)を一部
除き、感応物質層(20)を電極(24)と発熱体(14)と
に接続してる。
In the sensor (62) of FIG. 6, the heating element (14) is also used as an electrode, the insulating coating (18) is partially removed below the sensitive material layer (20), and the sensitive material layer (20) is used as an electrode ( 24) and the heating element (14).

また第7図、第8図の比較例のセンサ(72)では、板状
の発熱体(15)を用い、耐熱絶縁性被覆(19)を施し、
その上から雰囲気感応物質層(21)を印刷等により設け
ている。また板状発熱体(15)は中間で面積を減少さ
せ、中心部での集中的発熱と熱伝導による熱損失の軽減
を行っている。即ち発熱体(15)には中間に2つのくび
れ部(76)を設け、熱伝導による損失を減少させる。ま
たこの部分の発熱量を増し、中心部(74)を均一に加熱
する。さらにくびれ部(76)の外方の面積を増し、この
部分での発熱を抑制する。
In the sensor (72) of the comparative example shown in FIGS. 7 and 8, a plate-shaped heating element (15) is used, and a heat-resistant insulating coating (19) is applied.
An atmosphere-sensitive material layer (21) is provided on it by printing or the like. Further, the plate-shaped heat generating element (15) has a reduced area in the middle to reduce concentrated heat generation in the central portion and heat loss due to heat conduction. That is, the heat generating element (15) is provided with two constricted portions (76) in the middle to reduce the loss due to heat conduction. Further, the amount of heat generated in this portion is increased to uniformly heat the central portion (74). Further, the area outside the constricted portion (76) is increased to suppress heat generation in this portion.

センサの製造 第3図を基に、センサの製造方法を説明する。勿論これ
は製造方法の1例に過ぎず、他の製法を排除するもので
はない。適当な線径のワイヤ(14)を用意し、所定の間
隔で金ペーストを印刷、あるいは金を蒸着し、良導体被
覆(16)を設ける(第3図a,b)。
Manufacturing of Sensor A method of manufacturing the sensor will be described with reference to FIG. Of course, this is only one example of the manufacturing method, and does not exclude other manufacturing methods. A wire (14) having an appropriate wire diameter is prepared, and gold paste is printed or gold is vapor-deposited at predetermined intervals to provide a good conductor coating (16) (FIGS. 3a and 3b).

次いでステム(6)への溶接部に対応する位置をマスキ
ング等により残し、耐熱絶縁性被覆(18)を設ける(第
3図c)。被覆(18)の形成方法として最も好ましいも
のは、プラズマCVD、スパッタリング、イオンプレーテ
ィングである。プラズマCVDの場合、例えばアルミニウ
ムのアルコキシド等の有機化合物をAr等のプラズマに注
入し、ワイヤ(14)に吹き付け皮膜を完成する。またス
パッタリングの場合、例えば低酸素分圧中でのアルミニ
ウムの反応性スパッタリングにより皮膜を設ける。イオ
ンプレーティングの場合も同様である。絶縁性被覆(1
8)はアルミニウムの蒸着膜の酸化や、アルミナゾルの
塗布と焼結、あるいはアルミニウムのイソプロポキシド Al(O−CH−(CH3 の熱分解等でも設けることができる。
Then, the heat resistant insulating coating (18) is provided by leaving the position corresponding to the welded portion on the stem (6) by masking or the like (Fig. 3c). The most preferable method for forming the coating (18) is plasma CVD, sputtering, or ion plating. In the case of plasma CVD, an organic compound such as aluminum alkoxide is injected into plasma such as Ar and sprayed on the wire (14) to complete the coating. In the case of sputtering, for example, the film is formed by reactive sputtering of aluminum in a low oxygen partial pressure. The same applies to ion plating. Insulating coating (1
8) the oxidation or the vapor-deposited film of aluminum, alumina sol coating and sintering or aluminum isopropoxide Al (O-CH- (CH 3 ) , and 2) can be provided in 3 thermal decomposition.

被覆の付着強度や絶縁強度は、プラズマCVD、スパッタ
リング、イオンプレーティングがほぼ同等で、蒸着がこ
れに次ぎ、ゾルの焼成ではより低い。イソプロポキシド
等の有機化合物の熱分解は、実験室的には最も簡単な手
法であるが、付着強度、絶縁強度とも最も低かった。ゾ
ルの焼成やイソプロポキシド等の有機化合物の熱分解の
問題は、皮膜に多数のピンホールが残る点にあり、ゾル
の塗布と焼成、あるいは有機化合物の熱分解を3〜10回
程度繰り返しピンホールを埋めると、付着強度や絶縁強
度が改善される。例えば電極(24)と発熱体(14)との
抵抗を1MΩ以上とするには、プラズマCVDの場合50Aのア
ルミナ膜で充分である。しかしアルミナゾルの場合、塗
布と焼成とを3〜5回程度行う必要が有った。またアル
ミニウムのイソプロポキシドを含浸し熱分解してアルミ
ナ皮膜とする場合、7〜10回程度含浸と焼成とを繰り返
す必要が有った。
The adhesion strength and insulation strength of the coating are almost the same in plasma CVD, sputtering, and ion plating, followed by vapor deposition, and lower in sol firing. Pyrolysis of organic compounds such as isopropoxide is the simplest method in the laboratory, but it has the lowest adhesion strength and insulation strength. The problem of baking the sol and thermal decomposition of organic compounds such as isopropoxide is that a large number of pinholes remain in the film. Therefore, sol coating and baking, or thermal decomposition of organic compounds is repeated 3 to 10 times. Filling the holes improves the adhesion strength and the insulation strength. For example, in the case of plasma CVD, an alumina film of 50 A is sufficient to make the resistance between the electrode (24) and the heating element (14) 1 MΩ or more. However, in the case of alumina sol, it was necessary to perform coating and firing about 3 to 5 times. Further, when impregnating aluminum with isopropoxide and thermally decomposing it to form an alumina film, it was necessary to repeat impregnation and firing about 7 to 10 times.

絶縁性被覆の材質には、例えばアルミナ、シリカ等の金
属酸化物を用い、中性雰囲気で使用する場合にはSiC、S
i3N4,BN、TiO等も用い得る。上記の例ではアルミナに付
いて説明したが、アルミナゾルをシリカゾルに代え、ア
ルミニウムのイソプロポキシドをテトラエチルシリケー
ト等に代えれば、同様に実施できる。
For the material of the insulating coating, use metal oxides such as alumina and silica, and use SiC and S when used in a neutral atmosphere.
i 3 N 4 , BN, TiO, etc. can also be used. Although alumina has been described in the above example, if alumina sol is replaced with silica sol and aluminum isopropoxide is replaced with tetraethyl silicate or the like, the same operation can be performed.

プラズマCVDを用いる場合、50Aのアルミナ被覆でも充分
な絶縁強度と付着強度とが得られた。従って被覆の厚さ
は好ましくは50A以上、より好ましくは100A以上とす
る。被覆の厚さの上限には本質的意味はなく、好ましく
は10μ以下、より好ましくは5μ以下とする。
When plasma CVD is used, sufficient insulation strength and adhesion strength were obtained even with 50 A alumina coating. Therefore, the coating thickness is preferably 50 A or more, more preferably 100 A or more. The upper limit of the coating thickness has no essential meaning, and is preferably 10 μm or less, more preferably 5 μm or less.

被覆(18)のマスキングは、被覆の不要な位置にナイロ
ン等の樹脂をコートし膜の付着を妨げる、あるいは付着
した膜を部分的にエッチングすることにより行う。例え
ばアルミナ膜のエッチングの場合、膜の形成後にフォト
レジストを塗布し、観光させてレジストを除き、エッチ
ングする。エッチング液にはアルミナの場合、HF(室温
エッチング)、や温リン酸が好ましい。またシリカの場
合にも、室温のHFが好ましい。
Masking of the coating (18) is performed by coating a resin such as nylon at a position where the coating is unnecessary to prevent the adhesion of the film, or by partially etching the adhered film. For example, in the case of etching an alumina film, a photoresist is applied after the film is formed, and a tourist is allowed to remove the resist, followed by etching. In the case of alumina, HF (room temperature etching) or warm phosphoric acid is preferable as the etching solution. Also in the case of silica, room temperature HF is preferable.

雰囲気感応物質層(20)は、蒸着、スパッタリング、粉
体の塗布や印刷、あるいはデッピングにより設ける(第
3図d)。また熱分解等によりこれらの物質に転化する
材料を、被覆(18)上で分解しても良い。
The atmosphere sensitive material layer (20) is provided by vapor deposition, sputtering, powder coating or printing, or depping (FIG. 3d). Further, materials which are converted into these substances by thermal decomposition or the like may be decomposed on the coating (18).

感応物質層(20)を設けた後に、電極(24),(26)を
接続し(第3図e)、ハウジング(4)に収容して、セ
ンサ(2)を完成する。ハウジングを第4図により説明
する。図において(80)は一連のリードフレームであ
り、ステム(6),(8)を予め設けてある。リードフ
レーム(80)にハウジング(4)を溶着等で固定し、第
4図(a)のものを得る。これに感応物質層(20)を設
けた発熱体(14)を溶接等で固定し、次いで電極を取り
付ける(第4図b)。電極(24),(26)の取り付けは
例えば金ペースト(28)を用いて行い、600〜800℃程度
で熱処理し、ペーストを固化させる。またステム(8)
に電極(24),(26)を溶接等で接続する。なお発熱体
(14)をステム(6)に溶接した後に感応物質層(20)
を形成させても良く、また電極(24),(26)に発熱体
(14)に取り付けた後にステムへの取り付けを行っても
良い。
After providing the sensitive material layer (20), the electrodes (24) and (26) are connected (Fig. 3e) and housed in the housing (4) to complete the sensor (2). The housing will be described with reference to FIG. In the figure, (80) is a series of lead frames, and stems (6) and (8) are provided in advance. The housing (4) is fixed to the lead frame (80) by welding or the like to obtain the one shown in FIG. 4 (a). The heating element (14) provided with the sensitive material layer (20) is fixed to this by welding or the like, and then the electrode is attached (Fig. 4b). The electrodes (24) and (26) are attached using, for example, a gold paste (28) and heat-treated at about 600 to 800 ° C. to solidify the paste. Also stem (8)
The electrodes (24) and (26) are connected to, for example, by welding. After welding the heating element (14) to the stem (6), the sensitive material layer (20)
May be formed. Alternatively, the electrodes (24) and (26) may be attached to the heating element (14) and then attached to the stem.

これらの作業の後、通気孔(34)を設けた上部カバー
(32)をハウジング(4)に溶着し(第4図c)、リー
ドフレームの余分な部分をカットし、ステムを折り曲げ
て、センサ(2)を完成する(第4図d)。これらの工
程は、電極(24)、(26)のセット以外は、ほぼ自動的
に行うことができ、均一な特性のセンサが得られると共
に、量産性にも富んでいる。
After these operations, the upper cover (32) provided with the vent hole (34) was welded to the housing (4) (Fig. 4c), the excess part of the lead frame was cut, the stem was bent, and the sensor (2) is completed (Fig. 4d). These steps can be performed almost automatically except for setting the electrodes (24) and (26), and a sensor having uniform characteristics can be obtained and mass production is also excellent.

付帯回路 これらのセンサでの問題は、発熱体(14)の抵抗値が低
い点にある。即ち、雰囲気感応物質層(20)の形成や、
その特性は薄膜型や厚膜型のセンサとして周知であり、
問題は発熱体の抵抗値に集中する。そしてセンサの使用
温度は、ガスセンサの場合で300〜400℃程度が多く、湿
度センサのヒートクリーニングの場合でも300℃程度が
多い。プロトン導電体の場合、使用温度は室温〜200℃
程度が多く、室温で用いる場合には300℃程度でのヒー
トクリーニングを行うのが普通である。ステム(6),
(6)間の間隔を2mmとし、ワイヤ状の発熱体を用いた
場合に付いて、ヒータ特性を表1に示す。
Ancillary circuit The problem with these sensors is that the resistance of the heating element (14) is low. That is, the formation of the atmosphere sensitive material layer (20),
Its characteristics are well known as thin film type and thick film type sensors,
The problem concentrates on the resistance value of the heating element. The operating temperature of the sensor is often about 300 to 400 ° C. for the gas sensor and about 300 ° C. for heat cleaning of the humidity sensor. For proton conductors, the operating temperature is room temperature to 200 ° C
The temperature is high, and when used at room temperature, it is common to perform heat cleaning at about 300 ° C. Stem (6),
The heater characteristics are shown in Table 1 for the case where a wire-shaped heating element is used with an interval between (6) of 2 mm.

発熱体(14)の長さを不必要に長くすれば、ヒータの抵
抗値を増すことができる。しかしこれはセンサの構造を
複雑にする。次ぎに3Ωの抵抗で80mWの電力を得る条件
は、500mV、170mA程度である。このことは、電圧が低い
ため電源の安定化を難しくする。また通常用いられる5V
程度の電源から0.5Vまで電圧を低下させると、安定化電
源での電圧降下が大きく、電力ロスと電源の大形化を導
く。更に必要な電流は100〜200mAと大きく、電源の容量
はますます増大する。
If the length of the heating element (14) is unnecessarily increased, the resistance value of the heater can be increased. However, this complicates the structure of the sensor. Next, the condition for obtaining a power of 80 mW with a resistance of 3Ω is about 500 mV and 170 mA. This makes it difficult to stabilize the power supply due to the low voltage. Also commonly used 5V
When the voltage is reduced from a power supply of about 0.5V to 0.5V, the voltage drop in the stabilized power supply is large, leading to power loss and upsizing of the power supply. Furthermore, the required current is as large as 100 to 200 mA, and the capacity of the power supply increases more and more.

この点を考慮した付帯回路を第9図に示す。図のセンサ
は第1図の2つの電極(24),(26)を用いたもので、
(Eb)は5V程度の安定化電源で、その出力(Vcc)を回
路各部の電源とする。(R1)は10Ω程度の保護抵抗、
(Tr1)はトランジスタ、(C1)は100μF程度のコンデ
ンサ、(Tr2)はトランジスタ等のスイッチ、(80)は1
KHz程度の周波数でデューテイ比1/100程度のパルスを発
生させる発振回路、(R1)は100KΩ程度の負荷抵抗であ
る。(C2)はコンデンサ(C1)の移力平滑用のコンデン
サ、(D1)は基準電位発生用のツェナーダイオード、
(A1)は誤差増幅器である。
An auxiliary circuit considering this point is shown in FIG. The sensor shown in the figure uses the two electrodes (24) and (26) shown in FIG.
(Eb) is a stabilized power supply of about 5V, and its output (Vcc) is used as the power supply for each part of the circuit. (R 1 ) is a protective resistance of about 10Ω,
(Tr 1 ) is a transistor, (C 1 ) is a capacitor of about 100 μF, (Tr 2 ) is a switch such as a transistor, and (80) is 1
An oscillator circuit that generates a pulse with a duty ratio of about 1/100 at a frequency of about KHz, (R1) is a load resistance of about 100 KΩ. (C 2 ) is a capacitor for smoothing the transfer force of the capacitor (C 1 ), (D 1 ) is a Zener diode for generating a reference potential,
(A 1 ) is an error amplifier.

この回路の動作を第11図に示す。電源(Eb)の出力は、
保護抵抗とトランジスタ(Tr1)を介してコンデンサ(C
1)に充電される。コンデンサ(C1)の電圧はコンデン
サ(C2)で取り出され、基準電位と比較して、トランジ
スタ(Tr1)が制御され、常にコンデンサ(C1)の電圧
が一定に保たれる。トランジスタ(Tr2)がオンする
と、ヒータ(14)はパルス的に通電され、センサの加熱
が行なわれる。この場合コンデンサ(C1)を利用するの
で、電源(Eb)の負荷はほぼ一定であり、その負荷電流
は5V、80mWから、20mA程度となる。即ち負荷電流は小さ
く、電源(Eb)への負担が小さい。センサ(2)はパル
ス的に加熱されるが、パルスは1KHz程度であり、センサ
の熱時定数(100msec程度)よりも、充分短い間隔で加
熱が行なわれる。従って電源の負荷電流は小さく、電圧
の降下に伴う電力ロスは少なく、しかもセンサ温度は一
定に保たれる。コンデンサ(C1)の容量が経示変化する
ことに備え、コンデンサと抵抗(14)との時定数を1回
のパルスのオン時間よりも充分長くする。この例では、
コンデンサの容量が100μF、抵抗が3Ωで、時定数は3
00μsec程度となる。一方パルスの幅は10μsec程度で、
パルスの持続時間ではコンデンサ(C1)の出力は、その
容量によらず一定である。好ましい回路条件は、トラン
ジスタ(Tr2)のオン−オフ周波数がセンサの熱時定数
の5倍以上、コンデンサ(C1)の容量がヒータ(14)と
の時定数でパルス幅の5倍以上である。トランジスタ
(Tr2)のパルス幅は、オン−オフ周波数と加熱に必要
なデューテイ比から自動的に定まる。ここで誤差増幅器
(A1)は設けなくとも良く、その入力は発熱体(14)へ
の電圧を平滑したものでも良い。また2つのトランジス
タ(Tr1)、(Tr2)は適宜のスイッチに置き換えること
が出来、トランジスタ(Tr1)は設けなくとも良い。
The operation of this circuit is shown in FIG. The output of the power supply (Eb) is
Via the protection resistor and the transistor (Tr 1 ) the capacitor (C
1 ) is charged. The voltage of the capacitor (C 1) is taken out by the capacitor (C 2), as compared to the reference potential, the transistor (Tr 1) is controlled, always the voltage of the capacitor (C 1) is kept constant. When the transistor (Tr 2 ) is turned on, the heater (14) is energized in a pulsed manner to heat the sensor. In this case, since the capacitor (C 1 ) is used, the load of the power supply (Eb) is almost constant, and the load current is 5V, 80mW to 20mA. That is, the load current is small and the load on the power source (Eb) is small. The sensor (2) is heated in a pulse manner, but the pulse is about 1 KHz, and heating is performed at intervals sufficiently shorter than the thermal time constant of the sensor (about 100 msec). Therefore, the load current of the power supply is small, the power loss due to the voltage drop is small, and the sensor temperature is kept constant. In preparation for the capacitance of the capacitor (C 1 ) changing over time, the time constant between the capacitor and the resistor (14) is made sufficiently longer than the ON time of one pulse. In this example,
Capacitor capacity is 100μF, resistance is 3Ω, time constant is 3
It will be about 00 μsec. On the other hand, the pulse width is about 10 μsec,
For the duration of the pulse, the output of the capacitor (C 1 ) is constant regardless of its capacitance. The preferable circuit conditions are that the on-off frequency of the transistor (Tr 2 ) is 5 times or more the thermal time constant of the sensor, and the capacity of the capacitor (C 1 ) is 5 times or more the pulse width as the time constant with the heater (14). is there. The pulse width of the transistor (Tr 2) is turned on - automatically determined from the duty ratio required heating off frequency. Here, the error amplifier (A 1 ) does not have to be provided, and its input may be a smoothed voltage to the heating element (14). Also, the two transistors (Tr 1 ) and (Tr 2 ) can be replaced with appropriate switches, and the transistor (Tr 1 ) does not have to be provided.

次ぎに雰囲気感応物質層(20)に負荷抵抗(R1)を接続
し、その出力(Vout)から検出を行う。なお湿度センサ
の場合、常時はヒータを使用せず、ヒートクリーニング
を行う時にヒータを通電すれば良い。またプロトン導電
体等の起電力を用いるセンサでは、雰囲気感応物質層
(20)の起電力を測定すれば良い。
Next, a load resistance (R1) is connected to the atmosphere sensitive material layer (20) and detection is performed from its output (Vout). In the case of the humidity sensor, the heater is not always used, and the heater may be energized when performing heat cleaning. Further, in the case of a sensor using an electromotive force such as a proton conductor, the electromotive force of the atmosphere sensitive material layer (20) may be measured.

第10図に、発熱体(14)を電極に兼用したセンサ(62)
への回路を示す。このセンサでは、雰囲気感応物質層
(20)への印加電圧をヒータ電圧から取り出す。そこで
トランジスタ(Tr2)のオンに同期したパルスでサンプ
リング回路(82)を動作させて、電源のオン−オフに伴
うノイズを除く。このようなサンプリング回路は周知で
あり、また単なるコンデンサと抵抗とを用いた積分回路
としても良い。
Fig. 10 shows a sensor (62) that also uses the heating element (14) as an electrode.
Shows the circuit to. In this sensor, the voltage applied to the atmosphere sensitive material layer (20) is taken out from the heater voltage. Therefore, the sampling circuit (82) is operated by the pulse synchronized with the turning on of the transistor (Tr 2 ) to remove the noise caused by turning the power on and off. Such a sampling circuit is well known, and may be an integrating circuit using a simple capacitor and resistor.

センサ特性 SnO2を用いたガスセンサを例に、センサ特性を説明す
る。線形40μ(直径)のFe−Cr−Al合金(14)に、プラ
ズマCVDにより、厚さ1μ程度のアルミナ被膜(18)を
施した。これにSnO2膜(SnO297wt%、触媒のPdO3wt%)
をスパッタリングし、5000A程度の厚さの雰囲気感応物
質層(20)とした。金ペースト(28)を用いて、線径20
μの電極(24),(26)を取り付けセンサを完成した。
Sensor characteristics The sensor characteristics will be described by taking a gas sensor using SnO 2 as an example. An alumina coating (18) having a thickness of about 1 μm was formed on a linear 40 μm (diameter) Fe—Cr—Al alloy (14) by plasma CVD. SnO 2 film (SnO 2 97wt%, catalyst PdO 3wt%)
Was sputtered to form an atmosphere sensitive material layer (20) having a thickness of about 5000A. Wire diameter 20 using gold paste (28)
A sensor was completed by attaching μ electrodes (24) and (26).

常温での発熱体(14)の抵抗値は3.3Ω、300℃への加熱
電力は100mW、熱時定数は100msec程度であった。なお発
熱体(14)や電極(24)等の線径をより小さくすれば、
消費電力や熱容量、熱時定数、ヒータの抵抗値を更に改
善できることは明らかである。また電極と発熱体との絶
縁抵抗は10MΩ程度で、発熱体(14)に通電し、センサ
に室温と800℃との間の熱サイクルを100回経験させたが
絶縁抵抗は変化しなかった。
The resistance value of the heating element (14) at room temperature was 3.3Ω, the heating power to 300 ° C was 100 mW, and the thermal time constant was about 100 msec. If the wire diameter of the heating element (14) and electrode (24) is made smaller,
It is obvious that the power consumption, heat capacity, thermal time constant, and resistance value of the heater can be further improved. The insulation resistance between the electrode and the heating element was about 10 MΩ, and the heating element (14) was energized to allow the sensor to undergo 100 thermal cycles between room temperature and 800 ° C, but the insulation resistance did not change.

なおFe−Cr−Al合金等の卑金属合金線は1000ppm程度のS
O2やH2S下では徐々に腐蝕される。しかしアルミナ被膜
を施すと、合金線(14)は雰囲気から遮断され、腐蝕が
防止された。さらにSnO2膜の金属表面への付着強度は低
く、そのままでは電極(24),(26)とSnO2膜間の応力
で、膜が剥離する。しかしアルミナ被膜を施すと付着強
度は改善され、膜の剥離も防止される。
Note that Fe-Cr-Al alloy and other base metal alloy wires have an S content of approximately 1000 ppm.
It is gradually corroded under O 2 and H 2 S. However, when the alumina coating was applied, the alloy wire (14) was shielded from the atmosphere and corrosion was prevented. Further, the adhesion strength of the SnO 2 film to the metal surface is low, and the film is peeled off by the stress between the electrodes (24) and (26) and the SnO 2 film as it is. However, applying an alumina coating improves the adhesive strength and prevents peeling of the film.

またSnO2膜には必要に応じ各種の添加物を加え、さらに
その表面を適当な酸化触媒で被覆し妨害ガスを酸化によ
り除去するようにしても良い。
If necessary, various additives may be added to the SnO 2 film, and the surface thereof may be covered with an appropriate oxidation catalyst to remove the interfering gas by oxidation.

20℃相対湿度65%の雰囲気を用い、空気中、各1000ppm
のエタノール中、CO中、H2中、イソブタン中での抵抗値
を測定した。イソブタンは可燃性ガスを代表するもので
ある。300℃でのエタノールやCO等への応答特性を、第1
2図で示す。また表2に300℃での各雰囲気での抵抗値
を、表3に400℃での抵抗値を示す。表 2 センサ特性 300℃ 雰囲気 抵抗値(Ω) 空気中 2.4M エタノール 40 K CO 200 K H2 350 K表 3 センサ特性 400℃ 雰囲気 抵抗値(Ω) 空気中 1.2M エタノール 50 K イソブタン 400 K H2 300 K 補足 一般に卑金属の発熱体(14)を用いると、発熱体中の卑
金属成分と雰囲気感応物質層(20)との反応により、雰
囲気感応物質層(20)が被毒される恐れがある。しかし
本発明では、雰囲気感応物質層(20)と反応(14)と
は、耐熱絶縁性被覆(18)とにより分離されており、雰
囲気感応物質層(20)の被毒の恐れはない。
1000ppm in air, using an atmosphere of 20 ° C and 65% relative humidity
The resistance values in ethanol, CO, H 2 and isobutane were measured. Isobutane represents a flammable gas. The response characteristics to ethanol and CO at 300 ° C are
Shown in Figure 2. Table 2 shows the resistance value in each atmosphere at 300 ° C, and Table 3 shows the resistance value at 400 ° C. Table 2 Sensor characteristics 300 ℃ Atmosphere resistance value (Ω) 2.4M ethanol in air 40 K CO 200 K H 2 350 K Table 3 Sensor characteristics 400 ℃ Atmosphere resistance value (Ω) 1.2M ethanol 50 K Isobutane 400 K H 2 300 K Supplement Generally, when a base metal heating element (14) is used, the atmosphere-sensitive material layer (20) may be poisoned due to the reaction between the base metal component in the heating element and the atmosphere-sensitive material layer (20). However, in the present invention, the atmosphere-sensitive substance layer (20) and the reaction (14) are separated by the heat-resistant insulating coating (18), and there is no risk of poisoning of the atmosphere-sensitive substance layer (20).

[発明の効果] 本発明では、ヒータをセンサの支持体とし、このヒータ
上に雰囲気感応物質層を支持させたセンサと、その製造
方法とが得られる。このようなセンサは、1)小形で、
2)熱容量が小さく、3)熱時定数も短く、4)消費電
力は軽減され、5)製造も容易である。
[Advantages of the Invention] In the present invention, a sensor in which a heater is used as a support for a sensor, and an atmosphere-sensitive material layer is supported on the heater, and a method for manufacturing the sensor are obtained. Such sensors are 1) small and
2) Heat capacity is small, 3) Thermal time constant is short, 4) Power consumption is reduced, and 5) Manufacture is easy.

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

第1図は、実施例のセンサの正面図である。 第2図は、実施例でのセンサ本体を示す断面図である。 第3図(a)〜(e)は、それぞれ実施例のセンサの製
造工程を示す斜視図である。 第4図(a)〜(d)は、それぞれ実施例のセンサの組
み立て工程を示す正面図である。 第5図は、変形例でのセンサ本体を示す断面図である。 第6図は、さらに他の変形例でのセンサ本体を示す断面
図である。 第7図は、従来例のセンサの要部正面図である。 第8図は、第7図のVIII−VIII方向断面図である。 第9図は、実施例のセンサに適した付帯回路の回路図で
ある。 第10図は、他の付帯回路の回路図である。 第11図は、第9図、第10図の付帯回路の特性図である。 第12図は、実施例のセンサのガス感度特性を示す特性図
である。
FIG. 1 is a front view of the sensor of the embodiment. FIG. 2 is a sectional view showing the sensor body in the embodiment. FIGS. 3A to 3E are perspective views showing manufacturing steps of the sensor of the example. FIGS. 4A to 4D are front views showing the process of assembling the sensor according to the embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a sensor body in a modified example. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a sensor body in still another modification. FIG. 7 is a front view of a main part of a conventional sensor. FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. 7. FIG. 9 is a circuit diagram of an auxiliary circuit suitable for the sensor of the embodiment. FIG. 10 is a circuit diagram of another auxiliary circuit. FIG. 11 is a characteristic diagram of the auxiliary circuits of FIGS. 9 and 10. FIG. 12 is a characteristic diagram showing gas sensitivity characteristics of the sensor of the example.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−160842(JP,A) 特開 昭48−63786(JP,A) 特開 昭53−96895(JP,A) 特開 昭58−102144(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── --Continued from the front page (56) Reference JP-A-55-160842 (JP, A) JP-A-48-63786 (JP, A) JP-A-53-96895 (JP, A) JP-A-58- 102144 (JP, A)

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】直径10〜80μの金属線からなる金属発熱体
表面に、厚さ50A〜10μの耐熱絶縁性被覆を施すと共
に、この被覆上に雰囲気感応物質層の薄膜を設けて、金
属発熱体の両端を外部端子に直接接続し、かつ雰囲気感
応物質層に少なくとも1個の電極を接続したことを特徴
とするセンサ。
1. A metal heating element made of a metal wire having a diameter of 10 to 80 μ is coated with a heat-resistant insulating coating having a thickness of 50 A to 10 μ, and a thin film of an atmosphere sensitive material layer is provided on the coating to heat the metal. A sensor characterized in that both ends of the body are directly connected to external terminals, and at least one electrode is connected to the atmosphere sensitive material layer.
【請求項2】特許請求の範囲第1項記載のセンサにおい
て、 金属発熱体の一部に導電性被覆を施したことを特徴とす
るセンサ。
2. The sensor according to claim 1, wherein a part of the metal heating element is provided with a conductive coating.
【請求項3】特許請求の範囲第1項記載のセンサにおい
て、 雰囲気感応物質層の膜厚を100A〜5μとしたことを特徴
とするセンサ。
3. The sensor according to claim 1, wherein the thickness of the atmosphere sensitive material layer is 100 A to 5 μm.
【請求項4】直径10〜80μの金属線からなる金属発熱体
の表面に、露出部を残して厚さ50A〜10μの耐熱絶縁性
被覆を施す工程、 この被覆上に薄膜状の雰囲気感応物質層を設ける工程、 雰囲気感応物質層の特性を検出するための少なくとも1
個の電極を設ける工程、 及び金属発熱体の両端を外部端子に特設接続する工程を
有することを特徴とする、センサの製造方法。
4. A step of applying a heat-resistant insulating coating having a thickness of 50 A to 10 μ on the surface of a metal heating element made of a metal wire having a diameter of 10 to 80 μ, leaving an exposed portion, and a thin film atmosphere-sensitive substance on the coating. A step of providing a layer, at least one for detecting the characteristics of the atmosphere-sensitive material layer
A method of manufacturing a sensor, comprising: a step of providing individual electrodes; and a step of specially connecting both ends of a metal heating element to external terminals.
【請求項5】特許請求の範囲第4項記載のセンサの製造
方法において、 プラズマCVDにより耐熱絶縁性被覆を設けることを特徴
とする、センサの製造方法。
5. The method for manufacturing a sensor according to claim 4, wherein a heat resistant insulating coating is provided by plasma CVD.
【請求項6】特許請求の範囲第4項記載のセンサの製造
方法において、 スパッタリングにより耐熱絶縁性被覆を設けることを特
徴とする、センサの製造方法
6. A method of manufacturing a sensor according to claim 4, wherein a heat resistant insulating coating is provided by sputtering.
【請求項7】特許請求の範囲第4項記載のセンサの製造
方法において、 イオンプレーティングにより耐熱絶縁性被覆を設けるこ
とを特徴とするセンサの製造方法。
7. The method of manufacturing a sensor according to claim 4, wherein a heat resistant insulating coating is provided by ion plating.
【請求項8】特許請求の範囲第4項記載のセンサの製造
方法において、 ゾル状物質の塗布と焼成にとにより、耐熱絶縁性被覆を
設けることを特徴とするセンサの製造方法。
8. The method for manufacturing a sensor according to claim 4, wherein a heat-resistant insulating coating is provided by applying and baking the sol-like substance.
【請求項9】特許請求の範囲第4項記載のセンサの製造
方法において、 金属発熱体の一部に導電性被覆を施した後、発熱体の表
面に耐熱絶縁性被覆を施すことを特徴とするセンサの製
造方法。
9. The method of manufacturing a sensor according to claim 4, wherein a part of the metal heating element is provided with a conductive coating, and then the surface of the heating element is provided with a heat-resistant insulating coating. Manufacturing method of a sensor.
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