JPH0968512A - ガスセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 耐熱絶縁基板４の一方の主面にヒータ膜８と
厚膜の電極パッド６を設け、裏面の金属酸化物半導体膜
にスルーホール１６で接続する。パッド６はＡｕ−Ｐｔ
等の金合金とし、Ｐｔ−Ｗ等のリード２０に接続する。 【効果】 金合金パッドは基板との付着力が増し、ガス
センサの温度を周期的に変化させてもパッドの剥離が生
じない。またパッドとリードとの接続強度が高い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の利用分野】この発明は金属酸化物半導体ガスセ
ンサの改良に関し、特にセンサ本体の外部端子への接続
に関する。

【０００２】

【従来技術】金属酸化物半導体ガスセンサに対する主な
要求は消費電力を減少させ、ガスセンサの駆動に必要な
電源回路のコストを減少させることである。このために
は、印刷技術や薄膜技術を用いてガスセンサを小型化
し、かつガスセンサに用いるリードの熱伝導を減少させ
ることが必要である。即ちリードはガスセンサからの放
熱の主要部分を占め、消費電力を減少させるためにはリ
ードに熱伝導率の低い素材を用い、またリードの線径を
小さくする必要がある。

【０００３】金属酸化物半導体ガスセンサに関して注目
されている用途は、ＣＯの検出である。この場合、ガス
センサの温度を周期的に変化させ、高温への加熱でガス
センサの金属酸化物半導体をヒートクリーニングし、か
つ低温側で金属酸化物半導体膜の出力にＣＯへの選択性
が生じることを利用して、ＣＯを検出する。このことは
ガスセンサに絶えず熱衝撃が加わることを意味する。

【０００４】発明者は、消費電力が小さく、かつＣＯの
検出に適したガスセンサの開発の過程で、以下の問題に
直面した。 1) リードを接続するための厚膜電極パッドに単味の金
を用いると、温度変化の繰り返しによりパッドが基板か
ら剥離する。 2) これを避けるために、厚膜電極パッドに白金を用い
ると、リードの接続が困難になる。 3) 消費電力の小さなリードに適したＰｔ−Ｗ線（Ｐｔ
−Ｗ合金線）やＡＰＭ線（Ａｕ−Ｐｄ−Ｍｏ合金線）
は、パッドへの接続が難しく、白金パッドでは充分な接
続強度が得られない。そこで消費電力が小さく、温度変
化に対する耐久性の高いガスセンサを得るには、基板と
の付着力が高く、かつリードとの接続性能に優れた厚膜
電極パッドが必要になる。

【０００５】ここで関連する先行技術を示すと、特開平
３−１３０６５４号公報は以下のガスセンサを開示して
いる。即ち、ほぼ正方形の基板の一方の主面に金属酸化
物半導体膜を配置し、反対側の主面にヒータ膜を配置す
る。金属酸化物半導体膜に接続した電極をスルーホール
を介してヒータ膜側に導き、ヒータ膜と金属酸化物半導
体膜に白金からなる厚膜の電極パッドを接続する。そし
てこれらの電極パッドにリードを熱圧着で接続する。こ
れらの結果、電極パッドはヒータ膜側に揃えられ、基板
の両主面はスルーホールで接続される。しかしながら電
極パッドは白金で、Ｐｔ−ＷやＡＰＭ線等の高抵抗で熱
伝導率が低いリードの接続は困難となり、消費電力の減
少に限界がある。

【０００６】これ以外の先行技術として、特開昭６０−
２０９１６１号公報は、ＺｒＯ2酸素センサへのリード
接続に、厚膜の白金電極パッドを用い、Ｐｔリードを熱
圧着やスポット溶接で接続し、溶接部を白金ペーストで
被覆することを開示している。このようにすれば、白金
パッドと白金リードとの接続強度の不足を、白金ペース
トによる被覆で改善できる。しかしながらこの公報は、
基板との付着力と、リードとの接続性能の双方に優れた
パッド材料を提供していない。また白金ペーストによる
被覆は、金属酸化物半導体ガスセンサの場合には問題が
ある。即ち白金ペーストの焼成には９００℃程度の温度
が必要で、これはガス検出用の金属酸化物半導体の最高
焼成温度（通常６００〜７００℃程度）よりも高く、金
属酸化物半導体を劣化させる。さらにいずれの先行技術
も、ガスセンサに繰り返し温度変化を与える際に、パッ
ドと基板との付着力が問題になることを示唆していな
い。

【０００７】

【発明の課題】この発明の課題は、ガスセンサの落下や
振動等に対する耐久性と、温度変化の繰り返しに対する
耐久性の双方を改善することにある（請求項１〜７）。
この発明の副次的課題は、ガスセンサの消費電力を軽減
することある（請求項３）。この発明の他の課題は、ガ
スセンサへのリードの取付を容易にすることにある（請
求項６）。

【０００８】

【発明の構成】この発明は、耐熱絶縁基板に、ガスによ
り抵抗値が変化する金属酸化物半導体膜とヒータ膜と複
数の厚膜電極パッドとを設けて、該複数の厚膜電極パッ
ドに前記金属酸化物半導体膜と前記ヒータ膜，及びリー
ドを接続したガスセンサにおいて、前記複数の厚膜電極
パッドが金を含有する合金からなるなることを特徴とす
る。

【０００９】ここに基板はアルミナやシリカ，ＺｒＯ2
等の耐熱絶縁基板を用い、例えば正方形や長方形状と
し、金属酸化物半導体膜とヒータ膜と厚膜の電極パッド
とを配置する。金属酸化物半導体膜やヒータ膜は薄膜で
も厚膜でも良いが、電極パッドは厚膜とする。これは薄
膜パッドでは基板とパッドとの付着力が不十分で、リー
ドの熱圧着や溶接時にパッドが容易に剥離するからであ
る。電極パッドの膜厚は例えば２〜５０μｍ，好ましく
は５〜２０μｍとする。電極パッドの材料は金を含有す
る合金とし、例えばＡｕ−Ｐｔ，Ａｕ−Ｒｈ，Ａｕ−Ｐ
ｄ等を用いる。電極パッドはこれらの合金を材料として
１層で構成しても良いが、例えば下地を白金，上地を金
とした２層で成膜しても良い。このような２層のパッド
は上層の成分と下層の成分が混合して合金化する。電極
パッドとして特に好ましいのはＡｕ−Ｐｔ合金で、最初
から合金として電極パッドを成膜しても、あるいは下層
を白金，上層を金として成膜し、上層と下層の合金化に
よりＡｕ−Ｐｔ合金パッドとしても良い。

【００１０】好ましくは基板の表裏両主面を用いて、そ
の一方の主面にＳｎＯ2膜やＺｎＯ膜，Ｉｎ2Ｏ3等の金
属酸化物半導体膜を配置し、他方の主面にＲｕＯ2やＰ
ｔ等のヒータ膜を配置する。そして主面の一方に厚膜電
極パッドを配置し、反対側の主面とはスルーホール等で
接続する。反対側の主面との接続には、スルーホールの
他に、例えば基板の端部や側面に設けた導電膜等を用い
ても良い。このようにすれば基板面積を減少させて消費
電力を削減し、リードの取付面を１面に揃えて取付を容
易にすることができる。

【００１１】ガスセンサの消費電力を減少させるために
は、リードを高抵抗の線材で構成することが好ましく、
高抵抗線は一般に熱伝導率が小さい。好ましい線材の種
類は、例えばＰｔ−Ｗ線（Ｗ含有量２〜１２重量％程
度）、ＡＰＭ線（Ｐｄ含有量１０〜６０重量％程度，Ｍ
ｏ含有量１〜１０重量％程度，残りは金），Ｐｔ−ＺＧ
Ｓ線（Ｐｔの結晶粒界にＺｒＯ2を析出させたＰｔ−Ｚ
ｒＯ2合金，ＺｒＯ2含有量は１〜０.０１重量％程
度），Ｐｔ−Ｐｄ線（Ｐｄ含有量５〜６０重量％程度）
である。これらは貴金属合金線で、特に好ましいのはＰ
ｔ−Ｗ線とＡＰＭ線である。

【００１２】ガスセンサの使用方法は任意であるが、ガ
スセンサの温度を周期的に変化させる場合に、この発明
は特に適している。ガスセンサの温度を周期的に変化さ
せると、電極パッドと基板との界面に繰り返し熱衝撃が
加わり、パッドが剥離する。この問題に対してこの発明
では、金合金の厚膜電極パッドを用いることにより、基
板とパッドの付着力を改善し、パッドの剥離を防止す
る。そして金合金パッドはリードとの接続が容易で、接
続の難しい高抵抗貴金属合金線を用いても、充分な接続
強度が得られる。そして貴金属合金線を用いることがで
きるので、リードからの熱損失を抑制し、ガスセンサの
消費電力を小さくできる。

【００１３】次にリードと厚膜電極パッドの接続部を厚
膜で被覆すると、被覆した厚膜によりリードをパッドに
固定できる。この結果、リードとパッドとの接続強度を
改善できる。厚膜材料には、例えばＡｕやＡｕ−Ｐｔ，
Ａｕ−Ｒｈ等を用いる。厚膜材料は例えばペーストとし
て接続部に塗布し、焼成して固化させる。ここで焼成温
度を低くし、金属酸化物半導体の変質を防止するため、
低温焼成が容易な金が厚膜被覆材料に好ましい。また金
はパッドやリードと容易に結合する材料で、リードの接
続強度を増すためにも、金が好ましい。

【００１４】リードと厚膜電極パッドとの接続には、パ
ラレルギャップ溶接等の溶接や、金ペースト等の厚膜に
よる固定、あるいは超音波熱圧着等を用いる。ここでパ
ラレルギャップ溶接と超音波熱圧着とを比較すると、溶
接の方が作業性に優れている。しかし溶接では、溶接自
体によりパッド上でリードを切断できず、別の工程でリ
ードを切断する必要がある。この工程には好ましくは溶
断を用いる。即ち１本のリードを基板の２つのパッドに
溶接すると、パッド間にリードが残る。次にこれらの２
つのパッド間のリードに大電流の溶断電流を流すと、リ
ードは発熱で溶断される。ここで例えば電極パッドが４
個ある場合、これらは４角形の頂点に配置されることに
なる。そして当初２本のリードを十字状に配置し、各リ
ードを４角形の対角２頂点にある２つのパッドを結ぶよ
うに接続する。この後２本のリードを溶断すると、基板
からはリードが十字状に外に伸びることになる。この場
合、各リードは前記４角形の対角線に実質的に平行にな
る。そしてリードが基板から十字状に伸びるので、様々
な向きの振動や外力に対して、ガスセンサの耐久性が増
す。

【００１５】

【発明の作用と効果】この発明では、ガスセンサの厚膜
電極パッドに金合金を用いる。この結果、パッドと基板
との付着力が高く、ガスセンサに温度変化を繰り返し加
えても、パッドが基板から剥離しない。そして金合金パ
ッドはリードとの接続強度が高く、熱伝導率の小さな貴
金属合金線等をリードに用いても、リードの接続強度を
高く保つことができる。そしてこのことは、ガスセンサ
の消費電力を小さくできることを意味する。

【００１６】リードとパッドとの接続は、パラレルギャ
ップ溶接等の溶接，超音波熱圧着等の熱圧着，あるいは
金等の厚膜からなる保護膜での固定のいずれを用いても
良いが、好ましくは溶接や熱圧着でリードを接続詞、接
続部を厚膜の保護膜で覆う。このようにすれば、リード
とパッドとの接続強度が増す。保護膜に好ましいのは、
低温焼成が容易でリードとの付着力にも優れた金であ
る。

【００１７】次にリードを溶接や保護膜でパッドに接続
する場合、溶断を用いれば簡単にリードをパッド上で切
断できる。ここで例えば電極パッドが４個の場合、リー
ドを４個のパッドを結ぶ４角形の対角線に実質的に平行
に配置すると、リードの向きが様々なので、基板は４本
のリードで平面的に支えられ、様々な方向からの振動や
外力に対して、基板を保持できる。そしてこのために
は、リードを４角形の対角線に沿って配置して接続した
後に溶断すれば良い。

【００１８】

【実施例】図１〜図１３に、実施例とその変形とを示
す。なお各変形例において、特に指摘した点以外は、実
施例と同様に実施する。図１に実施例のガスセンサの要
部を示し、２はセンサ本体で、４はアルミナ，シリカ，
ＺｒＯ2等の耐熱絶縁基板で、６ａ〜６ｄは４個の厚膜
電極パッドで、基板４の１つの主面５上に集約する。各
電極パッド６は金合金からなり、例えばＡｕ−Ｐｔ，Ａ
ｕ−Ｒｈ，Ａｕ−Ｐｄ等を用い、実施例ではＡｕ−Ｐｔ
合金を用いる。電極パッドの６の厚さは例えば２〜５０
μｍ、好ましくは基板４との付着力を高め、かつ１〜２
回の印刷で形成できる厚さである５〜２０μｍとする。
さらにパッド６でのＡｕ含有量は、パッド６の深さ方向
で組成が変わる場合があることを考慮し、パッド６での
平均で、５〜９５重量％、好ましくは２０〜８０重量％
とする。８はＲｕＯ2膜（膜厚約１０μｍ）や薄膜のＰ
ｔ等からなるヒータ膜で、ＲｕＯ2膜の場合、例えば表
面にオーバーコートガラスからなる絶縁膜を設ける。ま
たヒータ膜８にはヒータ電極１０ａ，１０ｂを接続す
る。そしてヒータ電極１０ａ，１０ｂを前記の電極パッ
ド６ａ，６ｂに接続する。

【００１９】基板４の反対側の主面７には、ＳｎＯ2膜
等の金属酸化物半導体膜１２を例えば膜厚１０μｍに設
け、一対の電極１４ａ，１４ｂを接続し、内壁に導電膜
を設けたスルーホール１６を介して、電極パッド６ｃ，
６ｄに接続する。なお第３図に示すように、基板４の頂
点端部等に導電膜を設けて、スルーホール１６に変えて
も良い。このような例を図３に示し、３は新たなセンサ
本体を、１７あ，１７ｂは新たな電極を示す。また電極
１０，１４はパッド６と同じ材質でも異なる材質でもよ
く、また膜厚はパッド６と同じでも異なっても良い。

【００２０】図１，図２に戻り、２０は貴金属合金線か
らなるリードで、２２はリード２０を溶接した外部端子
としてのピンである。リード２０にはＰｔ−ＷやＡｕ−
Ｐｄ−Ｍｏ等の高抵抗で熱伝導率が小さな合金線を用
い、特に好ましいものは熱伝導が小さくかつパッド６へ
の接続が容易なＰｔ−Ｗ線である。またリード２０の線
径は例えば２０〜６０μｍ，より好ましくは３０〜５０
μｍとする。さらに２４は金ペーストを焼成した厚膜の
保護膜で、パッド６とリード２０の接続部を覆い、リー
ド２０とパッド６との接続強度が充分高い場合、設けな
くても良い。

【００２１】図４に、パッド６へのリード２０の接続部
を示す。パッド６は基板４との付着力を増すため金合金
とし、図４では、単味の白金からなる下層２４上に単味
の金から上層２６を積層した例を示す。しかしながら図
５に示すように、下層２４と上層２６は、上層２６の焼
成過程等で合金化し、実際に得られるのは金と白金の合
金パッドである。例えば発明者は、Ｐｔ下層２４を７μ
ｍ厚に印刷して８５０℃で焼成した後、金上層２６を７
μｍ厚に印刷し、８５０℃で焼成した。得られた合金パ
ッドの表面は金色を呈さず、銀白色の金−Ｐｔ合金の色
を呈した。このように金と白金は容易に合金化するの
で、実際に得られのは２層を別の組成で印刷した場合で
も、金−白金合金である。また合金化はＡｕ−Ｐｔに限
らず、Ａｕ−Ｒｈ，Ａｕ−Ｐｄ等の他の材料でも生じ
た。

【００２２】２８，２８はパラレルギャップ溶接による
溶接部で、リード２０とパッド６との接続にはこれ以外
に超音波熱圧着を用いることもでき、あるいは溶接や熱
圧着を行わず、単に保護膜２７でリード２０をパッド６
に固定するだけでも良い。３０はリード２０の溶断部で
ある。図１の実施例の場合、２本のリードを用意し、一
方をパッド６ａ，６ｃを結ぶように配置して、パラレル
ギャップ溶接する。同様に他方のリードをパッド６ｂ，
６ｄを結ぶように配置して、パラレルギャップ溶接す
る。次に溶断部３０の付近でリードに一対の溶接電極を
接触させ、パッド６ａ，６ｃ間やパッド６ｂ，６ｄ間に
大電流を流す。リードはパッド間では、基板４から浮い
ており熱の逃げ場が無いので、切断される。この時リー
ド２０の端部に生じるのが溶断部３０である。

【００２３】得られたガスセンサの特性を示す。なお基
板４は厚さが０.５ｍｍの長方形で、図１の横方向の長
さが１ｍｍ，図１での縦方向の長さが０.９ｍｍであ
る。また金属酸化物半導体膜１２はＳｎＯ2（膜厚約１
０μｍ）からなり、ＳｎＯ2の印刷後の焼成温度は７０
０℃である。またパッド６が１層で最初から合金化した
パッドを用いる場合は、厚さ７μｍとした。２層で下層
を白金，上層を金として合金化させる場合には、白金層
７μｍ，金層７μｍの合計１４μｍ厚のパッドとした。
次にリード２０には、白金線（線径４０μｍ，線径は直
径を示す），Ｐｔ−ＺＧＳ線（線径５０μｍ，Ｐｔの結
晶粒界にＺｒＯ2を析出させた線で、ＺｒＯ2含有量は約
０.０６ｗｔ％），ＡＰＭ線（線径４０μｍ，Ａｕ５５
重量％，Ｐｄ４０重量％，Ｍｏ５重量％），Ｐｔ−Ｗ線
（線径４０μｍ，Ｐｔ９２重量％，Ｗ８重量％）を用
い、これらの線材は田中貴金属工業製である。パッド６
への溶接条件（パラレルギャップ溶接）は、溶接電圧が
５Ｖで溶接電流を加えた時間が１１ｍ秒である。さらに
保護膜２７の材料には金ペーストを用い、塗布後に７０
０℃で焼成した。

【００２４】センサの使用条件は、温度変化が１周期３
０秒で内、高温域が１０秒，低温域が２０秒で、高温域
での最高温度は約４００℃，低温域での最終温度はほぼ
室温である。またセンサの出力は、例えば低温域の終了
直前にサンプリングし、このヒートサイクルを１年間繰
り返して加えた。リード２０の接続強度は、図６のよう
にセンサ本体２をピン２２に接続した後、センサ本体２
を治具で上向きに引っ張り、リード２０が外れる際の強
度で表現する。リード２０が外れる位置は、大部分パッ
ド６とリード２０との接続部である。なお図６におい
て、３２はベースである。

【００２５】図７に、リード２０の種類による消費電力
（１周期での平均消費電力）の変化を示す。Ｐｔ線から
Ｐｔ−Ｗ線へと消費電力は減少し、Ｐｔ−Ｗ線やＡＰＭ
線，特にＰｔ−Ｗ線が好ましい。

【００２６】図８に、温度サイクルに対するパッド６の
耐久性と、リード２０の接続強度を示す。パッド６の耐
久性は、前記の３０秒周期で４００℃付近と室温付近と
の間の熱サイクルへの耐久性を回数で示す。この値はセ
ンサ５個の平均で、単味のＡｕパッドでは平均値が６６
２０回でパッド６が基板４から剥離した。これはセンサ
の使用時間としては５５時間に過ぎない。一方、Ｐｔパ
ッドやＡｕ−Ｐｔ合金パッド（最初からＡｕ−Ｐｔの合
金として膜厚７μｍに成膜したものと、白金７μｍ厚上
に金７μｍ厚を積層し、合金化させたものの２種類）
は、いずれも１年間の耐久テストに耐え、パッド剥離は
１つも生じなかった。１年間の耐久テストは、温度変化
のサイクル数として１０５万回である。

【００２７】パッド６の種類を変えて、Ｐｔ−Ｗ線やＡ
ＰＭ線の接続強度（４本のリードの合計強度）を求める
と、Ｐｔパッドでは保護膜２７無しで約１０ｇ，保護膜
２７を設けた場合でも約４０ｇであった。これに対して
金パッドや金−白金の合金パッドでは、保護膜無しで２
０ｇ程度，保護膜付きで８０ｇ程度の接続強度が得られ
た。このことは白金パッドはリードとの接続強度が不足
し、金−白金の合金パッド６を用いることにより、基板
４との付着力が優れ、かつリード２０との接続強度が増
すことを示している。また図８から明らかなように、Ｐ
ｔ−Ｗ線はＡＰＭ線よりも、パッド６への接続強度が高
い。発明者は、白金−金以外に、Ｒｈ−金，Ｐｄ−金等
の２層のパッドを成膜した。いずれも金が上層で、Ｒｈ
やＰｄが下層で、膜厚は上層，下層とも７μｍである。
そしてこれらの場合のいずれでも、金とＲｈやＰｄとの
合金化が生じ、Ｐｔ−Ｗ線に対して２０ｇ程度（保護膜
２７無し）の接続強度が得られた。

【００２８】これらのことから明らかなように、 1) Ｐｔ−Ｗ，ＡＰＭ等の貴金属合金線を用いてガスセ
ンサの消費電力を減少させ， 2) 金合金のパッドを用いることにより、温度変化に対
するガスセンサの耐久性を向上させ、しかもパッドへの
リードの接続強度を高く保つことができる。 3) またリードの接続強度をさらに高めるには、パラレ
ルギャップ溶接や超音波熱圧着等でリード２０をパッド
６に接続した後、保護膜２７で被覆することが好まし
い。そして保護膜２７に好ましい材質は、低温焼成が可
能で、金属酸化物半導体膜１２へのダメージがなく、パ
ッド６やリード２０と容易に結合できる、金である。

【００２９】

【溶断】図９〜図１２に溶断工程の詳細を示す。図９，
図１０に、リード２０の溶断部３０を示す。図１０に示
すように、溶断部３０ははリード２０を他の方法で切断
したものとは形状が異なり、溶断部３０は丸みを帯びる
のが特徴である。例えば図１０の３６は刃物でリード２
０の先端をカットした際の形状を示し、３８はリード２
０の先端を引っ張り引きちぎった際の形状を示す。

【００３０】図１１に溶断工程を示すと、例えばパラレ
ルギャップ溶接でリード２０をパッド６に溶接した後
に、一対の電極４０，４０を配置し溶断電流ｉを加え
る。パッド６ａ，６ｃ等の間では、リード２０は基板４
から浮き、仮にヒータ膜８に接触しても、ヒータ膜８の
表面はオーバーコートガラスで絶縁されているため、溶
断電流はリード２０内を流れ、この発熱でリード２０が
溶断する。

【００３１】図１２に実施例での、リード２０の接続方
法を示す。図１２の1)は金属の枠体５０にリード２０を
溶接等で取り付けた状態を示し、次いで適当な治具を用
いて枠体５０に対し、センサ本体２を位置決めする。こ
の状態を図１２の2)に示す。次いで、例えばパラレルギ
ャップ溶接により、リード２０をパッド６ａ〜６ｄに溶
接する。この後リード２０を溶断する（図１２の3)）。
この後、金ペーストを塗布して枠体５０毎加熱し、保護
膜２７を形成する。次いでガスセンサのベース３２を位
置決めし、ピン２２にリード２０を溶接する。電極パッ
ド６への溶接と同時にリード２０を切断することは一般
に困難であるが、ピン２２への溶接と同時にリード２０
を切断することは可能で、好ましくはピン２２への溶接
と同時にリード２０をカットする（図１２の4)）。この
ようにすればベース３２は枠体５０から独立し、ピン２
２へのセンサ本体２の取付が完成する。図１２の４）か
ら明らかなように、４本のリード線はほぼ９０度ずつ向
きが変化し、４つのパッド６からなる４角形の対角線に
実質的に平行（対角線からの角のずれは±１５度以下）
である。この結果、センサ本体２は図１２でのＸ方向，
Ｙ方向のいずれの向きの力にも耐え、センサ本体２の取
付強度が増す。

【００３２】図１３に第２の変形例のガスセンサを示
す。図において７０は新たなセンサ本体、７２はリード
フレームで、７４はそのリードである。リードフレーム
７２には例えばＳＵＳ３１６や鉄−クロム−アルミニウ
ム等の卑金属合金を用い、例えばリード７４は断面が２
０〜５０μｍ角程度とする。センサ本体７０では基板４
の裏面に一対の金属酸化物半導体膜７６，７８を配置
し、例えばヒータ膜８に近い金属酸化物半導体膜７６を
メタン検出用の金属酸化物半導体膜とし、ヒータ膜８か
ら遠い金属酸化物半導体膜７８を一酸化炭素検出用の金
属酸化物半導体膜とする。またパッド６ｂはスルーホー
ル１６を介して基板４の表裏に接続し、金属酸化物半導
体膜７６，７８に対する共通パッドとして用いる。

【００３３】図１３の変形例は、リードとして卑金属の
角状リード７４を用い、センサ本体７０に一対の金属酸
化物半導体膜７６，７８を設けた他は、図１のガスセン
サと類似である。例えばパッド６はいずれも金合金パッ
ドで、基板４との付着力が高く、かつリード７４との接
続強度も高い。そしてこの変形例でも、リードフレーム
７２に対してセンサ本体７０を位置決めし、４箇所でリ
ード７４を電極パッド６ａ〜６ｄに溶接し、不要部を溶
断して除去する。この後リード７４をピン２２に溶接
し、同時にリード７４を切断する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例のガスセンサの要部平面図

【図２】 実施例ガスセンサの要部底面図

【図３】 スルーホールの部分を変形したガスセン
サの要部底面図

【図４】 実施例のガスセンサでのパッドとリード
との接続部を示す要部断面図

【図５】 実施例のガスセンサでの、パッドの合金
化を示す特性図

【図６】 実施例のガスセンサの要部側面図

【図７】 実施例のガスセンサでの、リードの種類
と消費電力との関係を示す特性図

【図８】 実施例のガスセンサでの、厚膜電極パッ
ドの種類と、パッドの耐久性及びリードの接続強度との
関係を示す特性図

【図９】 実施例のガスセンサでの溶断部を示す要
部断面図

【図１０】 実施例のガスセンサでのリードの溶断部
の平面図

【図１１】 実施例でのリードの溶断工程を示す図

【図１２】 実施例でのガスセンサへのリードの接続
工程を示す図

【図１３】 変形例でのガスセンサの製造工程を示す
図

【符号の説明】

２，３ センサ本体 ４０
溶接電極 ４ 耐熱絶縁基板 ５０ 枠
体 ６ 電極パッド ６０ ベ
ース ５，７ 主面 ７０
センサ本体 ８ ヒータ膜 ７２ リ
ードフレーム １０ ヒータ電極 ７４
リード １２ 金属酸化物半導体膜 ７６，７８
金属酸化物半導体膜 １４ 電極 １６ スルーホール ２０ リード ２２ ピン ２４ 下層 ２６ 上層 ２７ 保護膜 ２８ 溶接部 ３０ 溶断部 ３２ ベース

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 耐熱絶縁基板に、ガスにより抵抗値が変
   化する金属酸化物半導体膜とヒータ膜と複数の厚膜電極
   パッドとを設けて、該複数の厚膜電極パッドに前記金属
   酸化物半導体膜と前記ヒータ膜，及びリードを接続した
   ガスセンサにおいて、 前記複数の厚膜電極パッドが金を含有する合金からなる
   なることを特徴とするガスセンサ。
2. 【請求項２】 前記複数の厚膜電極パッドが金と白金と
   の合金からなることを特徴とする、請求項１のガスセン
   サ。
3. 【請求項３】 前記リードが貴金属合金線からなること
   を特徴とする、請求項１または２のガスセンサ。
4. 【請求項４】 前記ガスセンサが、前記ヒータ膜の消費
   電力を周期的に変化させて、前記金属酸化物半導体膜の
   温度を周期的に変化させるようにした、一酸化炭素検出
   用のガスセンサであることを特徴とする、請求項１〜３
   のいずれかに記載のガスセンサ。
5. 【請求項５】 前記リードと前記厚膜電極パッドとの接
   続部を厚膜で被覆したことを特徴とする、請求項１〜４
   のいずれかに記載のガスセンサ。
6. 【請求項６】 前記リードの前記厚膜電極パッド上での
   端部が溶断されていることを特徴とする、請求項１〜５
   のいずれかに記載のガスセンサ。
7. 【請求項７】 前記厚膜電極パッドを４個設けて４角形
   の４頂点上に配置し、かつ各厚膜電極パッド毎に前記リ
   ードを各１本接続し、さらに各リードが、そのリードを
   接続した厚膜電極パッドを通る前記４角形の対角線に実
   質的に平行であることを特徴とする、請求項６のガスセ
   ンサ。