JPS61212754A - 酸素センサの製造方法 - Google Patents
酸素センサの製造方法Info
- Publication number
- JPS61212754A JPS61212754A JP60052240A JP5224085A JPS61212754A JP S61212754 A JPS61212754 A JP S61212754A JP 60052240 A JP60052240 A JP 60052240A JP 5224085 A JP5224085 A JP 5224085A JP S61212754 A JPS61212754 A JP S61212754A
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- JP
- Japan
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- organic film
- partial pressure
- electrodes
- green sheets
- reference chamber
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、酸素センサの製造に際して、残留歪をなくシ
、酸素分圧基準室の容積を極力小さくして高感度の酸素
センサを製造する方法に関する。
、酸素分圧基準室の容積を極力小さくして高感度の酸素
センサを製造する方法に関する。
酸素センサとしては、酸素イオン伝導性の固体電解質ヲ
麹極で挾んだ構造の酸素センサが広く使用されている。
麹極で挾んだ構造の酸素センサが広く使用されている。
この酸素センサの原理は、一方の電極を被測定ガスに、
他方の電極を基準酸素ガス中にさらし、一定電流を通電
した時に両電極間に生ずる電圧を測定し、この電圧が両
電極間の酸素分圧比の対数に比例することを応用したも
のである。
他方の電極を基準酸素ガス中にさらし、一定電流を通電
した時に両電極間に生ずる電圧を測定し、この電圧が両
電極間の酸素分圧比の対数に比例することを応用したも
のである。
上記基準ガスとしては、要求される検出精度に応じて大
気をその１１使用したり、或はセンサ内に酸素分圧を高
精度に制御できる酸素分圧基準室を設けて使用したりさ
れる。
気をその１１使用したり、或はセンサ内に酸素分圧を高
精度に制御できる酸素分圧基準室を設けて使用したりさ
れる。
先ず、第１図を用いて、酸素センサの概要を説明する。
図において、１は固体電解質部材、２，３゜４．５は電
極層、６は、酸素分圧基準室である。
極層、６は、酸素分圧基準室である。
上記酸素分圧基準室６は、固体電解質部材１によって密
閉された構造になっており、この酸素分圧基準室６を形
成する固体電解質部材１の壁面を挾んで、２対の電極２
と３及び４と５が図示の如くに設けられている。
閉された構造になっており、この酸素分圧基準室６を形
成する固体電解質部材１の壁面を挾んで、２対の電極２
と３及び４と５が図示の如くに設けられている。
この酸素センサにおいて、被測定ガス中の酸素分圧の測
定は、次のようにして行なわれる。
定は、次のようにして行なわれる。
即ち、酸素センサを被測定ガス内に設置し、電極２．３
間に電流を流すことによって、被測定ガス内の酸素を、
固体電解質部材１′ｔ−通して酸素分圧基準室６内に流
入（又は酸素分圧基準室６内の酸素全流出）させ、酸素
分圧基準室６内の酸素ガスの分圧が所望の値になった時
、電極２．３間の通電を停止する。
間に電流を流すことによって、被測定ガス内の酸素を、
固体電解質部材１′ｔ−通して酸素分圧基準室６内に流
入（又は酸素分圧基準室６内の酸素全流出）させ、酸素
分圧基準室６内の酸素ガスの分圧が所望の値になった時
、電極２．３間の通電を停止する。
次に、電極４．５間に電圧を印加し、酸１分圧基準室６
内の既知の酸素分圧と、被測定ガス中の酸素分圧との比
を測定することにより、被測定ガス中の酸素分圧を検知
するものである。
内の既知の酸素分圧と、被測定ガス中の酸素分圧との比
を測定することにより、被測定ガス中の酸素分圧を検知
するものである。
このような酸素センサは、酸素分圧基準室内の基準酸素
分圧全広範囲に変化させて行なうことができるので、被
測定ガス中の酸素濃度を広範囲にわたって、精度よく検
知することができ、広く一般に使用されている。
分圧全広範囲に変化させて行なうことができるので、被
測定ガス中の酸素濃度を広範囲にわたって、精度よく検
知することができ、広く一般に使用されている。
然しなから、この酸素センサは、製造上困難な問題があ
り、実用化する上で大きな障害になっている。
り、実用化する上で大きな障害になっている。
即ち、固体電解質部材によって密閉し念酸素分圧基準室
の成形は、一体成形するのが困難であるので、従来は、
第２図に示す製造方法がとられていた。
の成形は、一体成形するのが困難であるので、従来は、
第２図に示す製造方法がとられていた。
図において、先ず、固体電解質セラミック粉末と樹脂を
混合し、板状に成形したグリーンシー）７．９と、グリ
ンシートにパンチ等で孔部１０ｔ−形成したグリーンシ
ー）８ｔ−用意する。
混合し、板状に成形したグリーンシー）７．９と、グリ
ンシートにパンチ等で孔部１０ｔ−形成したグリーンシ
ー）８ｔ−用意する。
上記グリーンシート７．９の両面には、電極２．３，４
．５を金属粉末により形成する。
．５を金属粉末により形成する。
次にグリーンシート８ｔグリーンシート７゜９で挾んで
、三枚のグリーンシー）ｔ−圧着し念後焼結し、密閉し
−ｆｃ＠素分圧基準室を有する酸素センサを製造してい
た。
、三枚のグリーンシー）ｔ−圧着し念後焼結し、密閉し
−ｆｃ＠素分圧基準室を有する酸素センサを製造してい
た。
然しなから、上記従来の製造方法において、５枚のグリ
ーンシートを重ね合せて圧着する工程で、一応平行板に
より加圧するが、グリーンシート８の孔部１０が空洞に
なっているので、グリーンシート７．９の上記孔部に当
る部分には圧着力が加わらず、その部分に歪が残留する
ことになる。
ーンシートを重ね合せて圧着する工程で、一応平行板に
より加圧するが、グリーンシート８の孔部１０が空洞に
なっているので、グリーンシート７．９の上記孔部に当
る部分には圧着力が加わらず、その部分に歪が残留する
ことになる。
この残留歪が原因して、焼結時に固体電解質に割れが多
発したり、酸素分圧基準室の容積に著しいバラツキが生
じ、製造歩留りが著しく低下するという欠点があっ念。
発したり、酸素分圧基準室の容積に著しいバラツキが生
じ、製造歩留りが著しく低下するという欠点があっ念。
又基準酸素分圧全微少時間で変化させるには、酸素分圧
基準室の容積を極力小さくすることが望着しいのである
が、従来の製造方法では、圧着工程においてグリーンシ
ートに歪が生ずるので、酸素分圧基準室内に露出してい
る電極間の距離が保たれなくなり短絡するので、酸素分
圧基準室の容積を小さくすることには制限があり、高感
度の酸素センサにすることができなかった。
基準室の容積を極力小さくすることが望着しいのである
が、従来の製造方法では、圧着工程においてグリーンシ
ートに歪が生ずるので、酸素分圧基準室内に露出してい
る電極間の距離が保たれなくなり短絡するので、酸素分
圧基準室の容積を小さくすることには制限があり、高感
度の酸素センサにすることができなかった。
本発明は、上記従来の欠点を解決し、圧着工程時に発生
するグリーンシートの歪’ｔなくし、且つ容積のｌトさ
な酸素分圧基準室の形成を可能にし、高感度の酸素セン
サを製造する方法を提供せんとするものである。− 〔発明の概要〕 即ち本発明は、従来のように孔を明けたグリーンシート
を挾んで、３枚のグリーンシート全圧着するのではなく
、２枚のグリーンシート全圧着するようにし比ものであ
り、先ず２枚のグリーンシートを用意し、このそれぞれ
のグリーンシートの両面に電極層を形成する。一方上記
グリーンシートに形成した電極の大きさに合せて有機物
フィルムを用意する。次にこの有機物フィルム’ｔ−２
枚のグリーンシートで挾んで重ね合せた後熱間圧着し、
これを焼結して有機物フィルムをガス化して除去し、密
閉した酸素分圧基準室を形成したことを特徴とする。
するグリーンシートの歪’ｔなくし、且つ容積のｌトさ
な酸素分圧基準室の形成を可能にし、高感度の酸素セン
サを製造する方法を提供せんとするものである。− 〔発明の概要〕 即ち本発明は、従来のように孔を明けたグリーンシート
を挾んで、３枚のグリーンシート全圧着するのではなく
、２枚のグリーンシート全圧着するようにし比ものであ
り、先ず２枚のグリーンシートを用意し、このそれぞれ
のグリーンシートの両面に電極層を形成する。一方上記
グリーンシートに形成した電極の大きさに合せて有機物
フィルムを用意する。次にこの有機物フィルム’ｔ−２
枚のグリーンシートで挾んで重ね合せた後熱間圧着し、
これを焼結して有機物フィルムをガス化して除去し、密
閉した酸素分圧基準室を形成したことを特徴とする。
以下本発明の一実施例について詳細に説明する。先ず、
第３図を用いて、実施例の概略を説明する。
第３図を用いて、実施例の概略を説明する。
図において、１１．１２はグリーンシートであり、この
２枚のグリーンシート１１．１２の両面には、それぞれ
電極２．３及び４．５が形成されている。１３は、有機
物フィルムであり、上記２枚のグリーンシート１１ 、
１７！によって挾まれ次状態で圧着される。
２枚のグリーンシート１１．１２の両面には、それぞれ
電極２．３及び４．５が形成されている。１３は、有機
物フィルムであり、上記２枚のグリーンシート１１ 、
１７！によって挾まれ次状態で圧着される。
この圧着工程において、グリーンシート１１゜１２は、
有機物フィルム１３によって、圧着力が保持されて、全
面に均一な圧着力が加わシ、歪が起らない。
有機物フィルム１３によって、圧着力が保持されて、全
面に均一な圧着力が加わシ、歪が起らない。
次にこれを焼結することにより、有機物フィルム１３は
ガス化して除去され、有機物フィルム１３部分が空洞と
なって、その部分が密閉された酸素分圧基準室となる。
ガス化して除去され、有機物フィルム１３部分が空洞と
なって、その部分が密閉された酸素分圧基準室となる。
以下その詳細について更に詳しく説明する。
先ずグリーンシートは、次のようにして作った。
Ｙ、０．により安定化し九粒径２〜４μｍのＺ ｒ ０
１粒。
１粒。
ブチラール樹脂、トリクロルエチレンをそれぞれ重量比
で６５ニア：２８の割合で混合し、スラリー状にし念。
で６５ニア：２８の割合で混合し、スラリー状にし念。
このスラリー會ドクターブレードを使用し念、Ｋ ＩＪ
ツブキャスティングにより、０．３μｔＣ）りＩＪ−ン
シートに成形した。
ツブキャスティングにより、０．３μｔＣ）りＩＪ−ン
シートに成形した。
（第１実施例、第３図）
第３図において、グリーンシート１１の両面に電極２．
３を、又グリーンシート１２の両面に電極４．５を形成
する。
３を、又グリーンシート１２の両面に電極４．５を形成
する。
これらの電極層は、次のようにして形成した。
先ず、０．１〜α２μ隅の粒径のｐｉ粉末、エチルセル
ロース、ループチルカルピトールアセテ−）ｔ−重量比
で８０：３：１７の割合で混合してｐｔペーストを作り
、これを電極層材料として、ステンレス ゛メツシ
ュスクリーンによす、グリーンシート１１゜１２上に印
刷し、これを乾燥して電極層を形成した。
ロース、ループチルカルピトールアセテ−）ｔ−重量比
で８０：３：１７の割合で混合してｐｔペーストを作り
、これを電極層材料として、ステンレス ゛メツシ
ュスクリーンによす、グリーンシート１１゜１２上に印
刷し、これを乾燥して電極層を形成した。
次に上記のように電極を形成したグリーンシー）１１．
１２を、有機物フィルム１３を挾んで、電極３．４が対
向するように重ね合せる。
１２を、有機物フィルム１３を挾んで、電極３．４が対
向するように重ね合せる。
上記有機物フィルム１５は、次のようにして作った。即
ち、ブチラール樹月旨’ｔｅ、 ）リクロルエチレン
とアルコールに溶解させた後乾燥し、５０μｒｎｆ４．
さのフィルムとした。このフィルムを、電極３，４より
も大きな面積に切断し、Ｍ機動フィルム１３を作成し念
。
ち、ブチラール樹月旨’ｔｅ、 ）リクロルエチレン
とアルコールに溶解させた後乾燥し、５０μｒｎｆ４．
さのフィルムとした。このフィルムを、電極３，４より
も大きな面積に切断し、Ｍ機動フィルム１３を作成し念
。
前記重ね合せたグリーンシート１１、有機物フィルム１
３、グリーンシート１２ｔ−１１２０℃に加熱し、２５
（−の圧力を加えて圧着する。
３、グリーンシート１２ｔ−１１２０℃に加熱し、２５
（−の圧力を加えて圧着する。
次にこれ’１ｉ１５５０℃の空気中で焼結した。グリー
ンシー）１１．１２の間に挾まれた有機物フィルム１５
は、この焼結工程で燃焼気化し、有機物フィルム１５部
分が空洞となった。
ンシー）１１．１２の間に挾まれた有機物フィルム１５
は、この焼結工程で燃焼気化し、有機物フィルム１５部
分が空洞となった。
又グリーンシート１１．１２には割れが生じなかった。
このことは、上記圧着工程において、２５（−の圧着力
は、有機物フィルム１３によって保持されてグリーンシ
ー）１１．１２の全面に均一に働き、グリーンシー）
１１ 、１２に歪が生じなかったたぬである。
は、有機物フィルム１３によって保持されてグリーンシ
ー）１１．１２の全面に均一に働き、グリーンシー）
１１ 、１２に歪が生じなかったたぬである。
（第２実施例、第４図）
第４図において、両面に電極２．３及び４゜５ｔ−形成
したグリーンシート１１ 、１２は、第１実施例と同様
に作った。
したグリーンシート１１ 、１２は、第１実施例と同様
に作った。
次に、グリーンシート１１上の電極層３會完全に覆うよ
うに、スクリーン印刷法によって、有機物フィルム１４
ヲ形成した。
うに、スクリーン印刷法によって、有機物フィルム１４
ヲ形成した。
この有機物フィルム１４は、次のようにして作った。重
合度１０Ｑ ｃｐのエチルセルロースをα−テレピネオ
ール中に’ｌＱ ｗｔ％の濃度になるまで溶解した。こ
れをフィルム層の材料として、ステンレスメツシュを便
用したスクリーン金柑い、印刷法にて有機フィルム層を
形成し、乾燥した。
合度１０Ｑ ｃｐのエチルセルロースをα−テレピネオ
ール中に’ｌＱ ｗｔ％の濃度になるまで溶解した。こ
れをフィルム層の材料として、ステンレスメツシュを便
用したスクリーン金柑い、印刷法にて有機フィルム層を
形成し、乾燥した。
このようにして、有機物フィルム１４ヲ形成したグリー
ンシート１１と、別のグリーンシート１２とｔ重ね合せ
て、第１実施例と同様に熱圧着し、その後焼結した。
ンシート１１と、別のグリーンシート１２とｔ重ね合せ
て、第１実施例と同様に熱圧着し、その後焼結した。
その結果、グリーンシー）１１．１２には割れが生ずる
ことなく、有機物フィルム１４は燃焼気化し、密閉され
念空洞を形成した。
ことなく、有機物フィルム１４は燃焼気化し、密閉され
念空洞を形成した。
（第３実施例、第５図）
第５図において、両面に電極’ｉ２．３及び４゜５を形
成したグリーンシー）１１．１２の、電極３及び４を榎
うように、第２実施例と同様の方法で、Ｍ機動フィルム
１４．１５’ｉ形成し、これを重ね合せて、第１実施例
と同様に熱圧着した後焼結した。
成したグリーンシー）１１．１２の、電極３及び４を榎
うように、第２実施例と同様の方法で、Ｍ機動フィルム
１４．１５’ｉ形成し、これを重ね合せて、第１実施例
と同様に熱圧着した後焼結した。
この場合も同様に、グリーンシート１１．１２には割れ
が発生せず、密閉した空調が得られた。
が発生せず、密閉した空調が得られた。
上記第１乃至第３の実施例において、有機物フィルムの
厚さを薄くすることにより、酸素分圧基準室の容積が調
整される。又、有機物フィルムの厚さによって、酸素分
圧基準室内に露出している電極間の距離は保持される。
厚さを薄くすることにより、酸素分圧基準室の容積が調
整される。又、有機物フィルムの厚さによって、酸素分
圧基準室内に露出している電極間の距離は保持される。
以上詳述した通り、本発明による製造方法によれば、両
面に電極全形成した２枚のグリーンシートの間に、有機
物フィルムを介在させたので、圧着工程時における圧着
力が、グリーンシートの全面に均等にかかり、グリーン
シート内に残留否が発生しない。
面に電極全形成した２枚のグリーンシートの間に、有機
物フィルムを介在させたので、圧着工程時における圧着
力が、グリーンシートの全面に均等にかかり、グリーン
シート内に残留否が発生しない。
その結果、焼結しても割れが発生せず、又有機物フィル
ムの大きさを一定にすることにより、酸素分圧基準室の
容積のバラツキがなく、製造歩留りを大巾に向上するこ
とができ念。
ムの大きさを一定にすることにより、酸素分圧基準室の
容積のバラツキがなく、製造歩留りを大巾に向上するこ
とができ念。
父、圧着工程時にグリーンシートが歪まないこと、及び
、酸素分圧基準室内に露出している電極間の距離が、有
機物フィルムによって保たれた状態で圧着と焼結がされ
るので、電極間の短絡はなく、有機物フィルムの厚さｔ
−調節することによって、酸素分圧基準室の容積を小さ
くすることができるので、基準酸素濃度を微少時間で変
化させることができ、高感度の酸素センサとすることが
でき九〇
、酸素分圧基準室内に露出している電極間の距離が、有
機物フィルムによって保たれた状態で圧着と焼結がされ
るので、電極間の短絡はなく、有機物フィルムの厚さｔ
−調節することによって、酸素分圧基準室の容積を小さ
くすることができるので、基準酸素濃度を微少時間で変
化させることができ、高感度の酸素センサとすることが
でき九〇
第１図は、酸素センサの縦断面図である。第２図は、従
来の酸素センナ製造方法を縦断面して示した製造分解図
である。第３図乃至第５図は、本発明の一実施例ｔ−縦
断面して示した図であり、舅５図は、２枚のグリーンシ
ート間に有機物フィルムを挾んで圧着する方法、第４図
は、グリーンシートの一方に有機物フィルムを形成し圧
着する方法、及び第５図は、グリーンシートの両方に有
機物フィルムを形成して圧着する ゛方法を示す。 ２．６，４．５・・・電極 １１．１２ ・・グリーンシート １３．１４．１５ ・・・有機物フィルムｒ・２、 （゛ ・ ゝ（−・
来の酸素センナ製造方法を縦断面して示した製造分解図
である。第３図乃至第５図は、本発明の一実施例ｔ−縦
断面して示した図であり、舅５図は、２枚のグリーンシ
ート間に有機物フィルムを挾んで圧着する方法、第４図
は、グリーンシートの一方に有機物フィルムを形成し圧
着する方法、及び第５図は、グリーンシートの両方に有
機物フィルムを形成して圧着する ゛方法を示す。 ２．６，４．５・・・電極 １１．１２ ・・グリーンシート １３．１４．１５ ・・・有機物フィルムｒ・２、 （゛ ・ ゝ（−・
Claims (1)
- ２枚のセラミックグリーンシートを作り、それぞれの
セラミックグリーンシートの両面に電極を形成し、予め
作られた有機物フィルムを上記２枚のセラミックグリー
ンシート間に介在して重ね合せた後熱間圧着し、次いで
これを焼結して有機物フィルムをガス化し酸素分圧基準
室を形成したことを特徴とする酸素センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60052240A JPS61212754A (ja) | 1985-03-18 | 1985-03-18 | 酸素センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60052240A JPS61212754A (ja) | 1985-03-18 | 1985-03-18 | 酸素センサの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61212754A true JPS61212754A (ja) | 1986-09-20 |
Family
ID=12909193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60052240A Pending JPS61212754A (ja) | 1985-03-18 | 1985-03-18 | 酸素センサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61212754A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01132956A (ja) * | 1987-09-22 | 1989-05-25 | Thomson Csf | マイクロキャビティの形成方法、この方法を応用した電気化学的センサならびに気相クロマトグラフ |
| JP2015007610A (ja) * | 2013-05-28 | 2015-01-15 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ素子およびガスセンサ |
-
1985
- 1985-03-18 JP JP60052240A patent/JPS61212754A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01132956A (ja) * | 1987-09-22 | 1989-05-25 | Thomson Csf | マイクロキャビティの形成方法、この方法を応用した電気化学的センサならびに気相クロマトグラフ |
| JP2015007610A (ja) * | 2013-05-28 | 2015-01-15 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ素子およびガスセンサ |
| US9528960B2 (en) | 2013-05-28 | 2016-12-27 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Gas sensor element and gas sensor |
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