JPS6035620B2 - ガス検知素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本考案はガス検知素子に関する。

一般に「Ｚｎｏ，Ｓｎ０２，Ｆｅ２０３等の金属酸化物
半導体を利用したガス検知素子は、通常、ガス検知機能
を高めるため前記半導体を１０００Ｃ〜４００００の所
要の温度に加熱し、前記半導体が、Ｃ○，ＣＨ４，Ｃ３
＆等の各種還元性を吸着することにより起る電気伝導度
の変化を、ガス検出力として取り出し、ガス警報器等の
入力に作用させて、ガスの存在を知らせるものとして利
用されている。

この種の素子は、第１図の如く前述の半導体からなる感
ガス体１、感ガス体１を加熱する為の抵抗体２及び感ガ
ス体１及び抵抗体２に通電するための端子３が、焼結ア
ルミナ等からなる剛性のあるセラミック基板４に印刷焼
成によって形成されており、前記端子３と、電極ピン５
に接続されたりード線６とを加熱し熔融熔接によって接
続するか、或いは、はんだ付けによって接続して製作さ
れていた。

しかるに、この種の素子は、小さな基板上に感ガス体端
子及び抵抗体端子が複数個密接して配設されているため
、顕微鏡を用いて、１本１本リード線を正確に端子位置
へ接続しており、この接続作業は多大の労力を要し作業
性が悪かった。

又端子ヘリード線をはんだ付けによって接続するのは、
小さいチップのはんだごてを使用しなければならないが
、基板の熱容量が大きい為、小さいチップのはんだごて
では、端子の温度が上昇し難く、このはんだ付け作業は
多大の労力を要し、作業性が極めて悪かった。本発明は
上記欠点に鑑みなされたものであって、基板上にガス検
知機能を有する金属酸化物半導体からなる感ガス体と、
該感ガス体を加熱する為の抵抗体とを有し、該感ガス体
及び該抵抗体が電極ピンへ電気的に接続されたガス検知
素子に於いて、前記基板が可擬性を有し、かつ耐熱性、
電気絶縁性を有するセラミック繊維の紙又は布状物から
なることを特徴とするガス検知素子であり、感ガス体及
び抵抗体と電極ピンとの接続の作業性を高め、ガス検知
素子の量産性を計ることを目的とするものである。

本発明に於いて、感ガス体及び抵抗体等を有する基板は
、可榛性を有し、かつ耐熱性、電気絶縁性を有する物質
である。

か）る物質としては、例えばシリカ、アルミナを主成分
とするセラミック繊維を抄紙したセラミック繊維紙が最
も適当である。

このセラミック繊維紙は、シリカ、アルミナを９５％以
上含有する直径数仏のセラミック繊維をそのま）抄紙機
にかけて作られるか或は、繊維に数％の結合剤を添加し
抄紙機にかけ紙状にしたものであり、厚さは０．２側〜
数収穫度のものまである。

このセラミック繊維紙は繊維が長い状態のま）残ってい
るの、従来のアルミナ基板等と異なり、可擬性がありク
ッション性に優れ、かつ、かご密度が０．５夕／塊程度
と小さいため、熱容量が４・さし、と共に熱伝導率も低
い。従って、このセラミック繊維紙の基板上に形成され
た感ガス体等の端子を例えば電極ピン５に設けた凹部に
隊込み、ピンを圧着して接続しても基板が破損する事も
なく、又、従来の如く感ガス体等の端子にリード線をは
んだ付けする場合も小さなチップのはんだごてによって
端子の温度を簡単に上昇することが出来、基板上の感ガ
ス体と電極ピンの接続が容易となる。又、セラミック繊
維紙はシリカ．アルミナが主成分である為１０００００
以上の温度で連続使用出来る耐熱性を有し、アルカリ類
の含有量が少ない為電気絶縁性に優れている。

従って、この基板上に、所定形状の感ガス体等を印刷し
、７００ｑｏ以上の温度で焼成して形成する事が出来る
。本発明に於ける基板は上記セラミック繊維紙に限定さ
れるものでなく、可榛・性があり、感ガス体等の焼成温
度に充分な耐熱性があり、かつ電気絶縁性に優れた他の
セラミック繊維例えば石英ガラスや無ァ１′カリガラス
の繊維、天然又は人工鉱物繊維を紙又は布状に成形した
ものも用いることができる。

以下、本発明による好ましい素子に関して図面を基に説
明する。

第２図は本発明による素子の一例であり、セラミック繊
維紙・基板４上に、半導体からなる感ガス体１と、感ガ
ス体１を加熱する為の抵抗体２と、感ガス体及び抵抗体
に接続された４本のりード７とが印刷され焼成されて形
成されている。

それぞれのリード７は、一方が基板の端部まで酌設され
、基板端部において、対応する電極ピンに接続されてい
る。このリード７と電極ピン５との接続は、第３図に示
す如く、電極ピン７の上方に設けてあるコの字状の凹部
に、リードの一部が挿入される如く基板の端部を鉄め込
み、ピンを上下に圧着する事によって、基板がピンへ固
定されると共に、リードとピンが電気的に接続され、対
応する電極ピンから感ガス体及び抵抗体へ通電出来る如
くなっている。この様に基板を複数の部位で圧着固定す
ると従来の剛性のある基板に於いては、内部応力が発生
し、基板の破損が生じる恐れもあるが本発明の如く可擬
性を有する基板に於いては、その様な恐れは全くなく、
基板上の感ガス体等と電極ピソとの接続工程が大中に簡
略化される。

尚、この素子に於いて、基板の片面に感ガス体及びその
リードを配設し反対面に抵抗体及びそのリードを配設し
たものでも、リードと電極ピンとの接続は上記同様簡単
に行える。

第４図は本発明による別の素子であり、片面に感ガス体
１とそのリードを、反対面に抵抗体２とそのリードを有
する基板と片面に感ガス体とそのリードを有する基板と
が、感ガス体面を外側に抵抗体面を内部になる如く重ね
合わせ、それぞれのリード部が電極ピンの凹部に挿入さ
れる如く基板が上記凹部に舷め込まれ、ピンを圧着して
基板を固定すると共に、ピンとりードとが電気的に接続
され、それぞれ対応するピンから感ガス体及び抵抗体に
通電出来る如くなっている。

この様に、二枚の基板の間に抵抗体を挿入した素子は、
抵抗体よりの熱が外側に放散される為、感ガス体面の有
効な加熱が出来るので好ましい。この様な素子でも両基
板のリードと電極ピンとの接続は一回の圧着工程で行え
、工程数の増加はない。以上説明したものは、リードと
電極ピンとの接続を圧着によって行うものであったが、
従来の如くはんだ付けによって行う場合でも基板をセラ
ミック繊維の如く、熱容量が小さく、かつ熱伝導率の小
さいものを使用すれば、小さなチップのはんだごてでも
、基板上のＩＪード部の温度が簡単に上昇するので、リ
ード線と基板上のりード部とのはんだ付けは極めて容易
であり、その作業性が大中に向上する効果がある。

以上の如く本発明による素子はＩＪードと電極ピンとの
接続工程が大中に簡略化されると共に、製造された素子
は移送等の振動や衝撃に対しても基板が破損したり、リ
ードとピンとの導通不良を生じる恐れもない。

【図面の簡単な説明】 第１図は従来の素子の斜視図である。 第２図は本発明による素子の平面図である。第３図は第
２図の側面図である。第４図は本発明による別の素子の
側面図である。１・・…・感ガス体、２・・・・・・抵
抗体、４・・・・・・基板、５・・・…電極ピン、６…
…リード線、７・・…・リード。 多′図 髪２函 多３図 髪４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基板上にガス検知機能を有する金属酸化物半導体か
   らなる感ガス体と、該感ガス体を加熱する為の抵抗体と
   を有し、該ガス体及び該抵抗体が電極ピンへ電気的に接
   続されたガス検知素子に於いて、前記基板が可撓性を有
   し、かつ耐熱性、電気絶縁性を有するセラミツク繊維の
   紙又は布状物からなることを特徴とするガス検知素子。 ２ 前記基板がシリカ・アルミナ質のセラミツク繊維紙
   からなる特許請求の範囲第１項記載のガス検知素子。３
   前記感ガス体及び前記抵抗体に接続されたリードが前
   記基板上に配され、該リードの端部が電極ピンの凹部に
   嵌込まれ、ピンを圧着することによつて電気的に接続さ
   れてなる特許請求の範囲第１項又は第２項記載のガス検
   知素子。 ４ 片面に感ガス体及びそのリードと反対面に抵抗体及
   びそのリードとを有する基板と、片面に感ガス体及びそ
   のリードを有する基板とが、感ガス体面を外側になる如
   く重ね合わされ電極ピンに接続されてなる特許請求の範
   囲第３項記載のガス検知素子。