JPS5926043A - ガス検出素子 - Google Patents
ガス検出素子Info
- Publication number
- JPS5926043A JPS5926043A JP13607082A JP13607082A JPS5926043A JP S5926043 A JPS5926043 A JP S5926043A JP 13607082 A JP13607082 A JP 13607082A JP 13607082 A JP13607082 A JP 13607082A JP S5926043 A JPS5926043 A JP S5926043A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- gas
- metal oxide
- semiconductor
- oxide semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は金属酸化物半導体の抵抗値の変化を利用した
ガス検出素子に関し、とりわけ基体により金属酸化物半
導体を支持した素ｆに関する。
ガス検出素子に関し、とりわけ基体により金属酸化物半
導体を支持した素ｆに関する。
ガス敏感性金属酸化物半導体をＡ Ｉ ２０ Ｂ基体に
より支持した素子は広く用いられている。半導体を膜状
や層状にして用いるためには、基体によって半導体を支
持することが必要であるし、自動車の排ガス組成の検出
等のように大きな強度が素子に要求される場合にも強固
な構造物としての基体が必要になるからである。
より支持した素子は広く用いられている。半導体を膜状
や層状にして用いるためには、基体によって半導体を支
持することが必要であるし、自動車の排ガス組成の検出
等のように大きな強度が素子に要求される場合にも強固
な構造物としての基体が必要になるからである。
しかし基体上半導体との熱膨張率は一般に一致せず、使
用とその中断との毎に素子は膨張率の差異による熱応力
にさらされる。Ａｌ２Ｏ８を基体に５ｎ０２を半導体に
用いる場合、５ｎ０２の線膨張率はＡｌ２Ｏ８よりも５
Ｘ１０’／に’だけ小さく、４００℃温度を上げると０
．２％、８００℃では０．４φ、５ｎ０２はＡ４’ ２
０８に対して収縮することになる。ガス検出用の金属酸
化物半導体は脆く弱いため、熱膨張や熱収縮により破損
することが多い。
用とその中断との毎に素子は膨張率の差異による熱応力
にさらされる。Ａｌ２Ｏ８を基体に５ｎ０２を半導体に
用いる場合、５ｎ０２の線膨張率はＡｌ２Ｏ８よりも５
Ｘ１０’／に’だけ小さく、４００℃温度を上げると０
．２％、８００℃では０．４φ、５ｎ０２はＡ４’ ２
０８に対して収縮することになる。ガス検出用の金属酸
化物半導体は脆く弱いため、熱膨張や熱収縮により破損
することが多い。
ガス敏感性金属酸化物半導体を基体の材料とすることが
できれば、このような問題は解決する。
できれば、このような問題は解決する。
しかしガス敏感性金属酸化物半導体の多くは、単味では
焼結が極端に困難下あるし、有効な収縮剤もほとんど知
られていない。金属酸化物半導体の焼結についての公知
技術としては、特開昭５１−６５９９７号（特願昭４９
−１４００２７号）で、Ｔｉ等の金属微粉を８ｎ０２に
混合したものをアルミナ基板に塗布して、７００℃で焼
結すると、５ｎ０２と基板との付着力を向上し得ること
が示されているに過ぎない。
焼結が極端に困難下あるし、有効な収縮剤もほとんど知
られていない。金属酸化物半導体の焼結についての公知
技術としては、特開昭５１−６５９９７号（特願昭４９
−１４００２７号）で、Ｔｉ等の金属微粉を８ｎ０２に
混合したものをアルミナ基板に塗布して、７００℃で焼
結すると、５ｎ０２と基板との付着力を向上し得ること
が示されているに過ぎない。
この発明は、ガス敏感性金属酸化物半導体への収縮剤の
探求によりなされたもので、半導体と基体間の熱応力を
なくすことを目的とする。
探求によりなされたもので、半導体と基体間の熱応力を
なくすことを目的とする。
この発明のガス検出素子は、基体をガス敏感性金属酸化
物半導体で構成し、基体の収縮剤として以下にこの発明
の実施例について説明する。
物半導体で構成し、基体の収縮剤として以下にこの発明
の実施例について説明する。
「基体」 基体には雰囲気の組成により抵抗値が変化す
る金属酸化物半導体、例えば８ｎ０２゜味で用いる必要
はなく、焼結時の焼き縮みを小さくするためには、仮焼
によりあらかじめ焼結性を抑制した半導体を混入してお
くことが望ましい。
る金属酸化物半導体、例えば８ｎ０２゜味で用いる必要
はなく、焼結時の焼き縮みを小さくするためには、仮焼
によりあらかじめ焼結性を抑制した半導体を混入してお
くことが望ましい。
「収縮剤」 収縮剤にはＴｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、（Ｊｅ、Ｖ
。
。
Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｈｆからなる群の少くとも一員
の酸化物を用いる。収縮剤は、金属、あるいは窒化物や
炭化物、硫化物等の微粉として添加する。最初から酸化
物として加えたのでは効果がなく、水酸化物や塩として
加えてもほとんどが効果がない。
の酸化物を用いる。収縮剤は、金属、あるいは窒化物や
炭化物、硫化物等の微粉として添加する。最初から酸化
物として加えたのでは効果がなく、水酸化物や塩として
加えてもほとんどが効果がない。
例えば５ｎ０２を半導体として１４５０°Ｃで２持間の
焼結を行う場合、金属′１゛１として１０部（半導体１
００重量部への添加重量部を単に「部」として示す。以
下同じ）を加えると曲げ強度１２００ｋｇ／ｃｍ２のも
の力；得られるのに対し、酸化チタン（Ｔｉ０２ ルチ
ル相）として加えると曲げ強度は８０ｋｇ／ｃｍ２にす
ぎず、Ｅ’１Ｃ１４の水溶液として加えると１２０ ｋ
ｇ／ｃｍ２にすぎない。そしてＳ ｎ ０２を単味のま
ま焼結しても同じ条件で５０ｋｇ／ｃｍ２の曲げ強度が
得られる。このように酸化物や水酸化物、あるいは塩と
して加えても、焼結の促進効果は小さい。
焼結を行う場合、金属′１゛１として１０部（半導体１
００重量部への添加重量部を単に「部」として示す。以
下同じ）を加えると曲げ強度１２００ｋｇ／ｃｍ２のも
の力；得られるのに対し、酸化チタン（Ｔｉ０２ ルチ
ル相）として加えると曲げ強度は８０ｋｇ／ｃｍ２にす
ぎず、Ｅ’１Ｃ１４の水溶液として加えると１２０ ｋ
ｇ／ｃｍ２にすぎない。そしてＳ ｎ ０２を単味のま
ま焼結しても同じ条件で５０ｋｇ／ｃｍ２の曲げ強度が
得られる。このように酸化物や水酸化物、あるいは塩と
して加えても、焼結の促進効果は小さい。
収縮剤としての活性が添加形態に依存し、金属や窯化物
、炭化物、硫化物で矢きく塩や水酸化物では小さく、酸
化物ではほとんど効果がないことから、発明者は収縮剤
の出発物質が酸化物に変化する過程で焼結の促進作用が
生じるものと推定しだ。収縮剤の作用は、焼結過程で収
縮剤原料の金属等が半導体を部分的に還元してその格子
を弛緩させる、あるいは半導体と金属等とが固相で反応
しつつ焼結が進行することにあると思われる。
、炭化物、硫化物で矢きく塩や水酸化物では小さく、酸
化物ではほとんど効果がないことから、発明者は収縮剤
の出発物質が酸化物に変化する過程で焼結の促進作用が
生じるものと推定しだ。収縮剤の作用は、焼結過程で収
縮剤原料の金属等が半導体を部分的に還元してその格子
を弛緩させる、あるいは半導体と金属等とが固相で反応
しつつ焼結が進行することにあると思われる。
収縮剤の活性は、添加形態が同じ場合にはＩｌｌ ｉ、
Ｚｒ、Ｈｆ、Ｓｉ、Ｇｅ、 で最も大きく、ＩＶｌ、ｏ
、Ｗがこれにつぎ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａではやや小さい。
Ｚｒ、Ｈｆ、Ｓｉ、Ｇｅ、 で最も大きく、ＩＶｌ、ｏ
、Ｗがこれにつぎ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａではやや小さい。
は１０００〜１６００℃が好ましく、Ｚｎ０（１）場合
には９００〜１３００℃が好ましい。これ以上の温度で
は金属酸化物半導体の昇華が著しく、まだこの温度で既
に緻密な焼結体が得られるためこれ以上温度を増しても
焼結体の強度を改善し得るとは考え難い。これ以下の温
度では、得られた焼結体の強度は低く、素子の基体とし
ての信頼性に欠けるから。である。
には９００〜１３００℃が好ましい。これ以上の温度で
は金属酸化物半導体の昇華が著しく、まだこの温度で既
に緻密な焼結体が得られるためこれ以上温度を増しても
焼結体の強度を改善し得るとは考え難い。これ以下の温
度では、得られた焼結体の強度は低く、素子の基体とし
ての信頼性に欠けるから。である。
収縮剤を添加して焼結すると、金属酸化物半導体は高抵
抗化し、Ｔｉ、Ｚｒ、）Ｉｆ 、Ｓｉ、（Ｊｅ、〜ｉｏ
、Ｗ）添加では絶縁体が、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａの添加ではか
なシの高抵抗材料が得られる。この性質は金属酸化物半
導体を絶縁基体として用いる上で好都合である８そして
絶縁体化が不充分な場合には、抵抗値を増すように原子
価制御を半導体に施せば良い。
抗化し、Ｔｉ、Ｚｒ、）Ｉｆ 、Ｓｉ、（Ｊｅ、〜ｉｏ
、Ｗ）添加では絶縁体が、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａの添加ではか
なシの高抵抗材料が得られる。この性質は金属酸化物半
導体を絶縁基体として用いる上で好都合である８そして
絶縁体化が不充分な場合には、抵抗値を増すように原子
価制御を半導体に施せば良い。
表１に収縮剤の添加例を示す。実験は高純度の金属酸化
物半導体を６００℃で３時間加熱し、（Ｔｉ０２の場合
のみ８００℃で３時間加熱）粉砕したものに、収縮剤の
出発原料を混合し、７００ｋｇ／Ｃｍ２の圧力でプレス
成型したものを焼結して行った。成型体は断面１ｃｍ２
、長さ８ｃｍの直方体にプレス成型したもので、焼結は
空気中で６００℃／ ｈ ｏ ｕ ｒの昇温速度で最高
温変寸で加熱し、その温度に２時間保つことによって行
った。測定は常温での曲げ強度、相対密度（理論密度と
の密度の比）８００℃の空気中での比抵抗を求めること
によって行った。
物半導体を６００℃で３時間加熱し、（Ｔｉ０２の場合
のみ８００℃で３時間加熱）粉砕したものに、収縮剤の
出発原料を混合し、７００ｋｇ／Ｃｍ２の圧力でプレス
成型したものを焼結して行った。成型体は断面１ｃｍ２
、長さ８ｃｍの直方体にプレス成型したもので、焼結は
空気中で６００℃／ ｈ ｏ ｕ ｒの昇温速度で最高
温変寸で加熱し、その温度に２時間保つことによって行
った。測定は常温での曲げ強度、相対密度（理論密度と
の密度の比）８００℃の空気中での比抵抗を求めること
によって行った。
Ｉ゛導電体化」 ガス検出素子にＱま少くとも電極が必
要であり、多くの場合にはヒータも必υである。また素
子の温度を測定する必安がある場合には測温抵抗体も必
要である。これらのシリＴｌｊ体部分は、Ｐｔ−几り合
金線の埋設や、厚膜導体の印刷等の常法により設けても
良い。しかし基体と異種の金属とを結合するとその間に
大きな熱応力が発生し得る。金属とセラミックとの熱膨
張率は、セラミック相互の場合よりもさらに差が大きい
ので、この問題は深刻である。
要であり、多くの場合にはヒータも必υである。また素
子の温度を測定する必安がある場合には測温抵抗体も必
要である。これらのシリＴｌｊ体部分は、Ｐｔ−几り合
金線の埋設や、厚膜導体の印刷等の常法により設けても
良い。しかし基体と異種の金属とを結合するとその間に
大きな熱応力が発生し得る。金属とセラミックとの熱膨
張率は、セラミック相互の場合よりもさらに差が大きい
ので、この問題は深刻である。
基体と導電体部分との熱膨張率を一致させるためには、
基体の一部を導電体化し導電体部分を金属酸化物半導体
で構成すれば良い。そのためには、■ｔ’を等の貴金属
の大量投与、■半導体への原子価制御（伊１えば５ｎ０
２への５ｂ２０８の添加）が有効である。これらの−例
を表２に示す。なお焼結体の製造方法・測定の方法は表
１の場合と同じである。ただしｌ’ｔは塩化信金酸溶液
として、５ｂ２Ｕ３は塩化アンチモン（ｓｂｃ１３）溶
液として添加した。
基体の一部を導電体化し導電体部分を金属酸化物半導体
で構成すれば良い。そのためには、■ｔ’を等の貴金属
の大量投与、■半導体への原子価制御（伊１えば５ｎ０
２への５ｂ２０８の添加）が有効である。これらの−例
を表２に示す。なお焼結体の製造方法・測定の方法は表
１の場合と同じである。ただしｌ’ｔは塩化信金酸溶液
として、５ｂ２Ｕ３は塩化アンチモン（ｓｂｃ１３）溶
液として添加した。
原子価制御にくらべ、貴金属の大鍛投与の方が信頼性の
高い導電体を得ることができる。例えば５ｎ０２に５ｂ
２Ｃ’）３と’ｌｌ’ｉ０２とを加えた試料では、６０
０°Ｃの空気中でのａｇｉｎｇにより比抵抗は低下し、
１４００℃でのａｇｉｎｇ は比抵抗は増大する。これ
に対してＰｔを大量に加えた試料ではこのようなことは
ない。
高い導電体を得ることができる。例えば５ｎ０２に５ｂ
２Ｃ’）３と’ｌｌ’ｉ０２とを加えた試料では、６０
０°Ｃの空気中でのａｇｉｎｇにより比抵抗は低下し、
１４００℃でのａｇｉｎｇ は比抵抗は増大する。これ
に対してＰｔを大量に加えた試料ではこのようなことは
ない。
貴金属の種類は、融点が最高焼結温度よりも高いものを
用いるととが望ましい。融点１０６４℃の金や、９６２
℃の銀を例えば１４５０℃に力ｌ熱すると、粘性が極端
に低下し、金や銀は基体全体に拡散して、電極やヒータ
の形状精度が失われてしまう。
用いるととが望ましい。融点１０６４℃の金や、９６２
℃の銀を例えば１４５０℃に力ｌ熱すると、粘性が極端
に低下し、金や銀は基体全体に拡散して、電極やヒータ
の形状精度が失われてしまう。
貴金属や原子鎖制御不純物は、金属微粉や酸化物等とし
て加えても良いが、塩の溶液として加える方が良い。基
体の成型後に印刷等によって所望の位置にのみ加えるこ
とが可能になるからである８そして溶液の粘性を制御し
、不必要な位置に浸透しないようにする。粘性の制御の
みでは不充分な場合、他の部分を、添加する塩溶液と相
互に混合しない溶媒や、各種プラスチック等の高分子で
マスキングし、貴金属や原子価別間不純物の拡散を防ぐ
。
て加えても良いが、塩の溶液として加える方が良い。基
体の成型後に印刷等によって所望の位置にのみ加えるこ
とが可能になるからである８そして溶液の粘性を制御し
、不必要な位置に浸透しないようにする。粘性の制御の
みでは不充分な場合、他の部分を、添加する塩溶液と相
互に混合しない溶媒や、各種プラスチック等の高分子で
マスキングし、貴金属や原子価別間不純物の拡散を防ぐ
。
貴金属を加える場合には、１０〜３０重量部（半導体を
ｔｏｏ＠１部として）程度の計を加える。１回に添加し
得る量には限度があるため、添加を数回にわけ、添加と
乾燥、塩の分解の操作を繰り返すようにする。例えば表
２のＳ ｎ ０２に１０部のＴｉＯ２と３０部のＩ’ｔ
とを添加した試料ではあらかじめ金属Ｔｉを混合したｓ
ｎ ０２成型体にプラスチック系の結合剤（その内容
は周知なので省略する）を加えて強度を与えたのち、ｐ
ｔをＨ２Ｐｔｃ１６として５部ずつ加え、乾燥と２００
°Ｃでの分解とを繰り返した。
ｔｏｏ＠１部として）程度の計を加える。１回に添加し
得る量には限度があるため、添加を数回にわけ、添加と
乾燥、塩の分解の操作を繰り返すようにする。例えば表
２のＳ ｎ ０２に１０部のＴｉＯ２と３０部のＩ’ｔ
とを添加した試料ではあらかじめ金属Ｔｉを混合したｓ
ｎ ０２成型体にプラスチック系の結合剤（その内容
は周知なので省略する）を加えて強度を与えたのち、ｐ
ｔをＨ２Ｐｔｃ１６として５部ずつ加え、乾燥と２００
°Ｃでの分解とを繰り返した。
素子の温度を測定する必要がある場合は、基体の一部を
測温抵抗体として用いれば良い。測温抵抗体とする部分
は、■収縮剤を加えず、半導体固有の抵抗値をそのま１
用いる、■収縮剤の添加と導電体化とを併用し、貴金属
等の抵抗温度係数を用いるようにする。
測温抵抗体として用いれば良い。測温抵抗体とする部分
は、■収縮剤を加えず、半導体固有の抵抗値をそのま１
用いる、■収縮剤の添加と導電体化とを併用し、貴金属
等の抵抗温度係数を用いるようにする。
「ガス感応部」 ガス感応部の金属酸化物半導体は基体
との熱膨張率の差が小さなものでなければならない。こ
のためには基体とガス感応部とに同じ金属酸化物半導体
を同いることが好′ましい。
との熱膨張率の差が小さなものでなければならない。こ
のためには基体とガス感応部とに同じ金属酸化物半導体
を同いることが好′ましい。
しかし異種のものでも線膨張率がほぼ一致していれば用
いつる。
いつる。
「素子の製造例と構造ｊ ５ｎ０２を金属酸化物半導
体に用いた例を以下に示すが、 ５ｎＣ１２以外の半導
体を用いても同様にすれば良いことは当然である。
体に用いた例を以下に示すが、 ５ｎＣ１２以外の半導
体を用いても同様にすれば良いことは当然である。
第１図にヒータつきのガス検出素Ｔの構造例を示す。図
において（１）はＳｎ（’）２１００重−１部に１０重
量部のＴｉＯ２を加え、１２５０℃で焼成した基体であ
る。基体（１）の中心部にはＦｅ−Ｃｒ合金線コイルか
らなるヒータ（２）を埋設し、外周部には５ｎ０２に１
０重量部の１４０２と３０重相部のｐｔとを加えた電極
＋３１ 、 ＋４１を設け、リード線（５１、＋６１を
接続する。基体（１）の表面に、５ｎ０２に０．３重量
部のＰｄを加えたガス感応部（７）を設ける。
において（１）はＳｎ（’）２１００重−１部に１０重
量部のＴｉＯ２を加え、１２５０℃で焼成した基体であ
る。基体（１）の中心部にはＦｅ−Ｃｒ合金線コイルか
らなるヒータ（２）を埋設し、外周部には５ｎ０２に１
０重量部の１４０２と３０重相部のｐｔとを加えた電極
＋３１ 、 ＋４１を設け、リード線（５１、＋６１を
接続する。基体（１）の表面に、５ｎ０２に０．３重量
部のＰｄを加えたガス感応部（７）を設ける。
この素子の製造例について説明する。
Ｓ ｎ（−１２に金属′１゛１の微粉を混合したものに
少量の水を加えて可塑性をもたせ、あらかじめヒータ（
２）をセットした型に充填し、丸棒状に成型する。
少量の水を加えて可塑性をもたせ、あらかじめヒータ（
２）をセットした型に充填し、丸棒状に成型する。
加える水の量を少くシ、成型時の圧力をヒータ１２）を
変形させない範囲で大きクシ、高密度の成型体を得る。
変形させない範囲で大きクシ、高密度の成型体を得る。
成型体に以降の工程に耐える強度を与えるため、７００
℃に加熱して簡単な焼結を行う。
℃に加熱して簡単な焼結を行う。
焼結に代えプラスチック系等の結合剤を加えても良い。
ついで塩化白金酸溶液を印刷し、電極＋３１゜（４）を
形成する。Ｐｔの添加は６回にわけ、添加・風−乾・２
００℃での分解のザイクルをくり返す。成型体の外周面
にあらかじめＰｄを加えた５ｎ０２を印刷し、ガス感応
部（７）とする。また電ｉ＋３） 、 ＋４１の露出部
に導電ペーストを用いてリード線＋５） 、 ＋６＋を
固定する。最後に１２５０℃で２時間の焼結を行い、素
子を完成させる。
形成する。Ｐｔの添加は６回にわけ、添加・風−乾・２
００℃での分解のザイクルをくり返す。成型体の外周面
にあらかじめＰｄを加えた５ｎ０２を印刷し、ガス感応
部（７）とする。また電ｉ＋３） 、 ＋４１の露出部
に導電ペーストを用いてリード線＋５） 、 ＋６＋を
固定する。最後に１２５０℃で２時間の焼結を行い、素
子を完成させる。
第２図及び第３図に点火プラグ状の素子の例を示す。図
において（１１）は５ｎＣ１２１００軍歌部に１０重量
部のＴｉＯ２を加えた棒状の基体で、その先端のくぼみ
部０２）の底面に、５ｎＣ１２に０３重量部のＰｄを加
えたガス感応部が形成しである。
において（１１）は５ｎＣ１２１００軍歌部に１０重量
部のＴｉＯ２を加えた棒状の基体で、その先端のくぼみ
部０２）の底面に、５ｎＣ１２に０３重量部のＰｄを加
えたガス感応部が形成しである。
ガス感応部（１３）には、基体（１１）の周面に軸方向
に沿って設けた、５ｎ０２１００重量部、Ｔｉｔ）２１
重重量部、Ｐｔ３Ｑ重量部からなる一対の電極圓、 ＋
１５＋が接続しである。電極圓、 ＋１５１にはＣｕ７
ｇ重量部、ホウケイ酸ガラス３０重量部からなる導電性
ガラスｆＪｌｉ） 、 （１７７を介しテＦｅ−Ｃｒ合
金線Ｕｌｉｌ 、 （Ｊ９）を接続する。基体（１１）
の中央部にスリーブ２０＋により、素子の固定用の金属
部材０１１を装着する。
に沿って設けた、５ｎ０２１００重量部、Ｔｉｔ）２１
重重量部、Ｐｔ３Ｑ重量部からなる一対の電極圓、 ＋
１５＋が接続しである。電極圓、 ＋１５１にはＣｕ７
ｇ重量部、ホウケイ酸ガラス３０重量部からなる導電性
ガラスｆＪｌｉ） 、 （１７７を介しテＦｅ−Ｃｒ合
金線Ｕｌｉｌ 、 （Ｊ９）を接続する。基体（１１）
の中央部にスリーブ２０＋により、素子の固定用の金属
部材０１１を装着する。
この素子の製法例を以下に示す。あらかじめ金属Ｔｉを
混合した５ｎ０２をプレス成型し、基体（１１）、電極
圓、 （１５）を一体に成型し、ついで焼結あるいは結
合剤の添加により強度を与える。電極（１４１、（１５
）に対応する領域に、塩化白金酸の水溶液を加えて、Ｐ
ｔの添加を行う。この過程は、印刷、乾燥、２００℃で
の分解の順に６回くり返す。つぎにくぼみ部（１２の底
面に、単味の５ｎ０２層からなるガス感応部０３）を設
ける。
混合した５ｎ０２をプレス成型し、基体（１１）、電極
圓、 （１５）を一体に成型し、ついで焼結あるいは結
合剤の添加により強度を与える。電極（１４１、（１５
）に対応する領域に、塩化白金酸の水溶液を加えて、Ｐ
ｔの添加を行う。この過程は、印刷、乾燥、２００℃で
の分解の順に６回くり返す。つぎにくぼみ部（１２の底
面に、単味の５ｎ０２層からなるガス感応部０３）を設
ける。
このようにした後に、１４５０℃に２時間空気中で加熱
し、焼結する。最後にＦｅ−Ｃｒ合金線（１８）、 ＋
１９＋、導電性ガラスｆ１６） 、 ＋１７＋、全屈製
部材（２１）、スリーブ（２０）のセツティングを行う
。
し、焼結する。最後にＦｅ−Ｃｒ合金線（１８）、 ＋
１９＋、導電性ガラスｆ１６） 、 ＋１７＋、全屈製
部材（２１）、スリーブ（２０）のセツティングを行う
。
第４図に、点火プラグ状の素子の外周面に測温抵抗体兼
用のヒータ（３１）を設けた素子を示す。このヒータＧ
＋］はＳ ｎ０２にＩＯ重量部ノＴｉＯ２と１５重量部
のＰｔとを加えたもので、その形状は周知であるので省
略する。ヒータ（３１）の１部をガス感応部（１３）の
電極に兼用し、他の電極（丙を基体（１１）の中心軸に
沿って設ける。そしてヒータ（３１）の両端と電１研ｆ
ｉｇ）とに、Ｆｅ−Ｃｒ合金線Ｌし８１ 、 ＋＋８）
、 ＋＋９＋を接続する。
用のヒータ（３１）を設けた素子を示す。このヒータＧ
＋］はＳ ｎ０２にＩＯ重量部ノＴｉＯ２と１５重量部
のＰｔとを加えたもので、その形状は周知であるので省
略する。ヒータ（３１）の１部をガス感応部（１３）の
電極に兼用し、他の電極（丙を基体（１１）の中心軸に
沿って設ける。そしてヒータ（３１）の両端と電１研ｆ
ｉｇ）とに、Ｆｅ−Ｃｒ合金線Ｌし８１ 、 ＋＋８）
、 ＋＋９＋を接続する。
と発明では、基体とガス感応部との熱応力を無視し得る
ので、熱応力による素子の破壊がない。
ので、熱応力による素子の破壊がない。
熱応力による制約がないので、任意の形状の素子を製造
し得る。また電極やヒータも金属酸化物半導体で構成し
得るので、金属とセラミック間の熱応力も解消し得る。
し得る。また電極やヒータも金属酸化物半導体で構成し
得るので、金属とセラミック間の熱応力も解消し得る。
さらにプレス成型やマスキング、及び印刷や焼結等の単
純で制御の容易な方法で素子を製造できる。
純で制御の容易な方法で素子を製造できる。
第１図はこの発明の素子の１構造例を示す縦力内断面、
第２図は他の構造例の正面図で第３図はそのＡ−Ａ方向
断面図、第４図は他の変形例の縦方向断面図である。 （１） ； （Ｉｌｌ・・・基体、 ＋７１
、 ｆＪ３１・・・ガス感応部、＋３１ 、 ＋４１
、 （１４） 、 ＋１５＋ 、 ＋１５＋・・・電極
、（２）・・・ヒータ、＋３１１・・・ヒータ兼用型棒
。 特許出願人 フイガロ技研株式会社 第１１４ 第２図 第４図 手続補正書（方式） 昭和５７年ＩＨＩ２＋１ 特許庁長官着膨和犬殿 １、事１′１の表示 昭和５７年 特訂願 第ｉ ３ Ｇ （１７ｆｌシ３
２、発明の名称 力゛ス検出素子 ；（、補止をする者 事件との関係 特許出願人 センハニシ 住所 箕面市船場西１１Ｎ」（３番；）号キケン 名称 フイカ゛口枝研株式会社 チバアキラ 代表者 千葉瑛 ４、代理人 住所 火阪市北区西友満４ ’Ｉ−［］ ７番１号北ビ
ル１号館５階５０５号室 （発送日５７年１０月２６Ｉｌ＋ ）
第２図は他の構造例の正面図で第３図はそのＡ−Ａ方向
断面図、第４図は他の変形例の縦方向断面図である。 （１） ； （Ｉｌｌ・・・基体、 ＋７１
、 ｆＪ３１・・・ガス感応部、＋３１ 、 ＋４１
、 （１４） 、 ＋１５＋ 、 ＋１５＋・・・電極
、（２）・・・ヒータ、＋３１１・・・ヒータ兼用型棒
。 特許出願人 フイガロ技研株式会社 第１１４ 第２図 第４図 手続補正書（方式） 昭和５７年ＩＨＩ２＋１ 特許庁長官着膨和犬殿 １、事１′１の表示 昭和５７年 特訂願 第ｉ ３ Ｇ （１７ｆｌシ３
２、発明の名称 力゛ス検出素子 ；（、補止をする者 事件との関係 特許出願人 センハニシ 住所 箕面市船場西１１Ｎ」（３番；）号キケン 名称 フイカ゛口枝研株式会社 チバアキラ 代表者 千葉瑛 ４、代理人 住所 火阪市北区西友満４ ’Ｉ−［］ ７番１号北ビ
ル１号館５階５０５号室 （発送日５７年１０月２６Ｉｌ＋ ）
Claims (1)
- （１） ガス敏感性金属酸化物半導体と収縮剤とを含
む焼結体の耐熱絶縁性基体と、この基体により支持した
ガス敏感性金属酸化物半導体からなるガス感応部と、こ
のガス感応部に接続した少くとも一対の電極とを含み、
かつ前記収縮剤は、Ｔｉ、Ｚｒ、８ｉ、Ｇｅ、Ｖ、Ｎｂ
、Ｔａ、Ｗ。 Ｍｏ、Ｈｆからなる群の少くとも一員の酸化物であるこ
とを特徴とするガス検出素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13607082A JPS5926043A (ja) | 1982-08-04 | 1982-08-04 | ガス検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13607082A JPS5926043A (ja) | 1982-08-04 | 1982-08-04 | ガス検出素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5926043A true JPS5926043A (ja) | 1984-02-10 |
Family
ID=15166513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13607082A Pending JPS5926043A (ja) | 1982-08-04 | 1982-08-04 | ガス検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5926043A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0783865A (ja) * | 1993-09-10 | 1995-03-31 | Nok Corp | ガス検出素子 |
| JP2018031696A (ja) * | 2016-08-25 | 2018-03-01 | フィガロ技研株式会社 | ＳｎＯ２系ガスセンサ |
-
1982
- 1982-08-04 JP JP13607082A patent/JPS5926043A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0783865A (ja) * | 1993-09-10 | 1995-03-31 | Nok Corp | ガス検出素子 |
| JP2018031696A (ja) * | 2016-08-25 | 2018-03-01 | フィガロ技研株式会社 | ＳｎＯ２系ガスセンサ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0140340B1 (en) | Gas sensor with ceramics substrate and method for producing the same | |
| WO1995035495B1 (en) | Resistive gas sensing, especially for detection of ozone | |
| US3928837A (en) | Ceramic oxide resistor element | |
| US4677415A (en) | Ceramic humidity sensor | |
| JPS5926043A (ja) | ガス検出素子 | |
| EP0001512B1 (en) | Gas sensor | |
| EP0002375B1 (en) | Oxygen sensor for use in engine fuel control systems | |
| US4647895A (en) | Ceramic temperature sensor | |
| US4743881A (en) | Ceramic temperature sensor | |
| JPS5926041A (ja) | ガス検出素子 | |
| US6241865B1 (en) | Sensor for the measurement of gas concentrations | |
| JPS6340360B2 (ja) | ||
| JPS5926044A (ja) | ガス検出素子 | |
| JP2534847B2 (ja) | セラミツクヒ−タ | |
| JPH0410717B2 (ja) | ||
| CA1243351A (en) | Oxygen sensor with concentric ceramic heater | |
| JPS61225801A (ja) | 遠赤外線放射発熱体 | |
| JPS5926045A (ja) | ガス検出素子 | |
| JPS6133465B2 (ja) | ||
| JPH04370689A (ja) | ガス検知器 | |
| CN1074559A (zh) | 熔断·壳式气敏元件结构 | |
| JPS6122282Y2 (ja) | ||
| JPS55160842A (en) | Gas sensing element | |
| JPS57153253A (en) | Gas sensing element | |
| JP6822854B2 (ja) | ガスセンサ素子及びガスセンサ |