JPS58154652A - 感ガス素子 - Google Patents

感ガス素子

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JPS58154652A
JPS58154652A JP3656082A JP3656082A JPS58154652A JP S58154652 A JPS58154652 A JP S58154652A JP 3656082 A JP3656082 A JP 3656082A JP 3656082 A JP3656082 A JP 3656082A JP S58154652 A JPS58154652 A JP S58154652A
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gas
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heat
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heating element
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JP3656082A
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JPS6151261B2 (ja
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Masaki Katsura
桂 正樹
Mitsuo Harada
光雄 原田
Osamu Takigawa
修 滝川
Masayuki Shiratori
白鳥 昌之
Hideaki Hiraki
平木 英朗
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、発熱体を有する感ガス素子1ユ関する0 〔発明の技術的背景とその問題点〕 気体に接触して電気偵号を発する感ガス素子4二は橋々
のものがある。ガス感応体としてZn0%6nO。
糸勢の金属酸化物半導体を用いるもの、ジルコニア等の
固体亀′S貿ン用いるもの勢には、寥諷より嶋い動作f
f1度で作動させることが必賛なものがあり、独立のセ
ン?素子として用いる場合は、素子に適当な発熱体を具
備する必賛がある。
従来、発熱体を有Tる感ガス素子の構造としては、次の
ようなものがある。第1図6;示すように、ガス感応体
Ql(二発熱体として金属縁ヒーメaIJwsi設した
*aや、第2図に示すような円筒形基板?υの外向C:
11極V設け、この上に犀膜励ガス感応体(ハ)を設け
、リード1IIii(ハ)をとりだし円筒形基板の中!
2部に発熱体として盆!14線ヒーターを一人した橘這
のものである。しかしながら第1図のようζ;省属縁ヒ
ータV堀設した41!遺の感ガス素子はこの金属線ヒー
タV埋設しプレスもしくは鈎城等で成形するというam
な工程が必要であり、また第2図にかすような円筒形基
板l用いる構造の感ガス素子は、円筒面上(二感ガス厚
麟を設けるため、スプレー塗布や離(二よる塗布が行な
われており、品貿か不均一であるという問題かあった。
このような問題な解決するため、平板状の基板にガスg
応体、発熱体としてのヒータ等を設けるものがある′。
しかし、このような構造では、リード縁の散出方法およ
び懸架方法等i二問題があり、このためクーシング勢に
平板状の基板を機械的に固定しリード線l取り出す方法
がとられる。ここで問題となるのは熱損失である。すな
わち基板からケーシングとの固定llv通してのケーシ
ングへの熱伝導があるため、基板上のガス感応体の加熱
が効率的シニ行なわれなかった。この熱伝導による熱損
失を補うためヒータ負荷が大きくなり1ひいてはヒータ
の寿命V縮めることとなる。また、ケーシング等への熱
伝導があるため、ガス感応体の均一な加熱が充分には行
なわれないという開題点があった。
〔発明の目的〕
この発明は以上の点を考慮してなされたもので、熱損失
を低減し、発熱体によるガス感応体の加熱’t’vIJ
率的、かつ均一に行なうことかでき、さらに発熱体の寿
命の長い感ガス素子を提供するものである。
〔発明Q〕ll/1景〕 すなわちこの発明は、平板状の基板にガス感応体及び発
熱体を有Tる感ガス素子において、この基板のガス感応
体及び発熱体を含む領域の周囲の基板部分に、断熱領域
を設けた感ガス素子である。
例えば、wr熱領域として、基板に2本の切り込み部な
設け、この2本の切り込み部にはさまれた基&領域に、
ガス感応体及び発熱体を設けることにより、この基板領
域から基板の外周部への熱伝導が減少し、熱損失が減少
する。よって発熱体によるガス感応体の加熱は効率的か
つ均一に行なわれる。またこの効率的加熱により発熱体
の負荷が少なくてすみ、ひいては、発熱体の寿命が延び
ることとなる。特にこの様な切り込み部からなる断熱領
域を設ける場合は製造が極めて容重であり、量産性−二
富んだものとナル。
〔発明の実施例〕
この発明の実施例を、図を参照して説明する。
第3図−)は、この発明感ガス素子の一実施例を示す平
th1図であり、第3図1blは第3図(1)中ムーム
15−て切断した断io図である。耐熱性かつ電気的絶
縁性の例えばアルミナからなる平板状の基板elJ (
:、断熱領域として2本の切り込み部(9)、(ト)が
設けられている。この2本の切り込み部−1(ト)には
さまれた領域6二例えば酸化物半尋体等のガス感応体■
が設けられている。また、基板Cυを介してガス感応体
C(々の裏側(1発熱体として例えばRub、ペースト
や)金員ペーストからなるヒータ關が設けられている。
さらC二このヒータ(2)には電極(至)、−か設けら
れ、ガス感応体(至)(−は、電極(至)、e7)が設
けられている。
このようC二構成された感ガス素子においては、切り込
み部(2)、(ハ)からなる断熱領域が設けられている
ため、ガス感り体(至)およびヒータ(2)を含む領壊
外の基板6υの外周部への熱伝導か少なくなる。
よって熱損失か小さくなり、ガス感応体Qの加熱を効率
的かつ均一に行なうことができる。
マタ〜ガス感応体c&aおよびと−タ(至)な、2本の
切り込みS(ロ))−にはさまれた−域内において、こ
の領域が&板Svの外周部と接続している部分からはな
れた位置に設けることにより、基板ムυの外周部への熱
伝s#6’v長くすることができ、熱損失を押えること
ができる。
以上のようし411)成された感ガス&i*WIJ奮ケ
ージングのステム(43)に固定した状塾を謝伐図とし
【第4図に示す。−り1弟3図1ml 、lblに示す
ような慎成lとる感ガス本子曲は、熱伝都性の勉い材料
からなる支持部(44)を介してステム(43)に接複
剤により固定されている。このように感ガス嵩子栃がケ
ーシングのステム(43)に、−械釣(二箇−≦:固定
されているため、リード−(45)の*kicには機械
的な強固さは必要ないので、9−ドー(45)は、ワイ
ヤボンダなどの熟圧壌法、超を敦圧曹汰によりスーテム
ビン(4)と@極(40に接続することかできる。
第4図に示すように構成された本発明に係る感ガス素子
と、切り込みz巳けない比較例としての感ガス素子とで
1ガス感応体’Y250’Cに保っ爽厭を行なった。本
発明に係る感ガス素子では、切り込み部は暢α7闘、艮
87藺とし、2本の切り込み都は間隔5mとした。他は
比較例と同一とし、jIklにはアルミナを用い、基板
の大きさはlO藺X105mとし、ヒータ(二は1r−
二シtを用いたOこの結果、切り込み部を設けなかった
比較例としての感ガス素子は、切り込みsv設けた本発
明に係る感ガス素子番=比べ、3〜5倍の電力を要した
。このため、前記比較例としての感ガス素子(コし、使
用不能となった。一方切り込み部を設けた本発明に係る
感ガス素子においては5000hrを越えても何ら異常
はなかった0 次に上記本発明楓;係る実施例および比賦例の温度分布
1m4定した・ m 5 jl 1mlは本発明C1係る感ガス素子(J
SO)の平向−であり、同図中o −o’上においての
温度分布VSs図(b+ を二w−L、 タ、 * 5
 @ (al中(7)1%  1% 1% IVは基板
上の位置を示し、第5図(11中のI、I、I。
■に対応する。85図1bl中III縁aは本発明に係
る感ガス素子(50)の銀度分布!丞し、蘭−bは比較
例としての切り込み部を設けない感ガス素子の温度分布
を示す。切り込みSを設けた本発明の場合の方が、切り
込みfByx設けない比較例の場合に比べ均一に加熱さ
れていることがわかる。
また、切り込みnを設けること6二より、基板の外周部
の温度上昇も少なくなる。例えばガス感応体の温度が2
50℃楓度の場合、s5図(&)中におけるム点、1点
では60υ根度となり、0点、D点では、90℃81度
となる。従ってム、1% C,DA1;おいて有機接着
剤!用い、この基板tケーシングのステムに取りつける
ことができるQ)で、作業性がよくなる。
以上2本の切り込み部を同方向からいれた場合について
述べたが、第6図に示すように、基板6υに反対方向か
ら切り込み部(2)、−を設け、この切り込み部図、關
にはさまれた領域&:ガス感応体−を設けてもよい。な
お′s5図中の番号は第3図中と同じである。またiJ
7図に示すように同一の基板(71) t: II数の
ガス感応体V設けてもよい。丁な(8j       
      − わち基板c1ルの2本の切り込み一喪り−′七はさまれ
まれだ第2の領域6二SZのガス感応体−IV設けるれ
ている。襲7図6−示すような構造は各ガス感応体の動
作温度が異なる場合特に有効である・まだと−タの位置
は第31NO+に示すように、基&c1Alt−介して
ガス感応体−のaimに限定する必要はない。例えばl
i8 @(al、 (11+t:示すように基板上にヒ
ータ(33t−介してガス感応体−を設けてもよい。
$ 8 tlA 1m)、To) l1示す構造は、基
板C3i)i”、2本の切り込みS例、關が設けられ、
この2本の切り込み1mH1C1ip:よりはさまれた
領域(ニヒータ關が設けられ、絶縁性maiv介してと
一夕(至)の上にガス感応体C!Q′%:設けた構造で
ある。なお、ヒーターには電極間、(至)が設けられ、
ガス感応体−には電極(至)、6Dが設けられている。
′:5らに第9図に示すように基板C1)4二2本の切
り込み5941.(至)が設けられ、この2本の切り込
み部圓、霞にはさまれた領域1;ガス感応体■が設けら
れ、このガス感応体Qの鵬−に、このガス感応体Qをと
り囲むようにヒーターを設ける構造でもよい。なお、ガ
ス感応体Qには亀4IIIOIli11C(わが、ヒー
ター覗ユは電極(2)、−が設けられている。またtj
II&lO図(al、1t+l t:示すよう6ニヒー
タ關の電極−1−をガス感応体−と同一の向上に家で辱
びいてもよい。なお第10 @(al、l’bl中の番
号は第3図と同じものt示し、jl l Q @(al
、(bl仁示す構造はヒーターの電極−1@を除いて第
3図1kl、+餡と圓じである。
以上この発明の実施例も二おいては断熱領域として基板
6:2本の切り込み部l設けた場合についてのべたか、
この断熱領域としては必ずしも切り込み部である必要は
ない。例えばjIl1図に示すよう(:、基板(11υ
に切り抜き部(llω、(11G) 、(117)、Q
18)を二よって囲まれた領域V設け、この領域内にガ
ス感応体012)およびに−タ(図示せず)を設けた*
遺でもよい。なおガス感応体(11シには、電& (1
14) 、(113)が設けられている。
また、以上の1うな切り込み部、切り抜き都等(;より
断熱−城を設けるほかに基板に比べ熱伝尋の患い材料、
例えば810いZr01等を用い、断熱領域を彫成して
もよい。これらの材料を切り込み邸にはさんでもよいし
、基板中(二この材料よりなる領域VMけてもよい。基
板に用いられるム40゜と、1IilT熱鎮域の材料と
して用いることのできる810、、Zr01の熱伝櫓係
数を第1表に示す。
s1表 〔発明の効果〕 この発明によれば、基板のガス感応体及び発熱体を含む
領域の周囲の基板部分に断熱領域を設けること4二より
、熱損失が低減でき、楯熱体1:よる感ガス体の加熱が
効率的かつ掬−6二行な6れる。
また、熱損失が低#、Tることにより、発熱体Q)負荷
が低減され、ひいては発熱体の寿命がのびることになる
【図面の簡単な説明】
第1囚及び182図は従来σ)感ガス素子を説明するた
めの斜視図、第3因(al、(blは本発明ζ;係る感
ガス素子を説明するための図であり、第3図(alは平
面図、第3図1b+は、第3図(at中ムーム′で切断
したときのwIIIilI図、第4図は本発明に係る感
ガス素子tケーシングのステムにとりつけた状SV示す
斜視図、135図1al 、lblは本発明に係る感ガ
ス菓子における温度分布を示すための因であり、第5図
1b+は感ガス素子の平面図、第5図1b+は第5図1
al中0−0′上の温度分布を示す温度分布因、第6図
乃至第11因は本発明に係る感ガス素子を説明するため
の因であり、第6因、第7図、第8図(al、第9内、
* l 08!1.1(al及び第11図は平te7、
第sic+telは1第8図(alc1人−A′で切断
したときの断thI囚、第10図0)は、第1θ図1a
l中ムーム′で切断したときの#内因である〇 31・・・基 板     32・・・ガス感応体33
・・・ヒータ       34.35・・・切り込み
部(7317)  代塩人 弁理士 則 近 朧 佑(
ほか1名) 第1図 第2図 〜 第3図 第4図 第5図 (b) r             I[I[l     I
V第  6  図       32 第7図 第  8  図 9ヂ  32 第10図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11平板状の基板仁ガス感応体及び発熱体を具備して
    なる感ガス素子(二おいて、1紀基板の前記ガス感応体
    及び1紀発熱体が設けられている領域の周囲の基板部分
    に断熱領域を有することを特徴とする感ガス素子。 (2)前記基板に前記断熱領域として2本の切り込み部
    が設けられ、かつこの2本の切り込みsC二よってはさ
    まれた基板領域じ前記ガス感応体及び1紀発熱体が設け
    られていることを特徴とする特f+請求の範囲第1項記
    載の感ガス素子。
JP3656082A 1982-03-10 1982-03-10 感ガス素子 Granted JPS58154652A (ja)

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JP3656082A JPS58154652A (ja) 1982-03-10 1982-03-10 感ガス素子

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JP3656082A JPS58154652A (ja) 1982-03-10 1982-03-10 感ガス素子

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JPS6151261B2 JPS6151261B2 (ja) 1986-11-07

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0291462A2 (fr) * 1987-05-12 1988-11-17 Centre Suisse D'electronique Et De Microtechnique S.A. Micro-capteur à technologie intégrée pour la détection de la présence de certains gaz

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5618381A (en) * 1979-07-25 1981-02-21 Ricoh Kk Electric heater

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EP0291462A2 (fr) * 1987-05-12 1988-11-17 Centre Suisse D'electronique Et De Microtechnique S.A. Micro-capteur à technologie intégrée pour la détection de la présence de certains gaz
FR2615287A1 (fr) * 1987-05-12 1988-11-18 Suisse Electronique Microtech Micro-capteur a technologie integree pour la detection de la presence de certains gaz

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JPS6151261B2 (ja) 1986-11-07

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