JPS63159745A - ガスセンサ - Google Patents

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】 ［発明の利用分野］ この発明はガスセンサの構造の改良に関する。

この発明のガスセンサは、雰囲気中の可燃性ガスや一酸
化炭素等の毒性ガス、あるいは酸素や水蒸気等の検出に
用いることができる。

［従来技術］ ガスセンサ材料には、既に多数のものが知られ抗値が変
化する金属酸化物半導体である。またプロトン導電体等
の水素や一酸化炭素により起電力を発生する固体電解質
、Ｚｒ０ｔ等の酸素により起電力を生じる固体電解質、
あるいはＭｇＣｒ、Ｏ，等の水蒸気の吸着により抵抗値
が変化するセラミックも知られている。これらのもので
常に生じる問題は、センサ本体をいかにハウジングに結
合するかに有る。

ここで特開昭５２−４９．０９４号は、センサ本体を複
数のリードフレームに結合することを開示している。こ
のようにすれば、センサ本体とリードフレームとの結合
は容易になる。しかしこの技術では、リードフレームを
そのまま外部ビンとして用いるのではなく、ベースに固
着した別の外部ビンにリードフレームを接続している。

発明者は、リードフレームを外部ビンに兼用することを
検討した。その場合の構造を第３図に示す。図において
、（０２）はセンサ本体、（０４）は４本のリードフレ
ーム、（０６）はハウジングてあＡ−７の出合ハウジン
グ（ｎＲ）（十リート′７１）−八（０４）と一体成型
できない。ハウジング内部のスペースへのリードフレー
ム（０４）の突出部が、一体成型の妨げとなるためであ
る。別に成型したハウジング（０６）をリードフレーム
（０４）に固着する作業は、複雑である。センサ本体（
０２）を傷付けないようにしながら、ハウジング（０６
）を位置決めし、超音波接着等でハウジングとリードフ
レームとを固着しなければならない。またハウジング（
０６）とリードフレーム（０４）との位置決め精度が低
いため、ハウジングに上部カバーを貼り合わせる作業も
複雑である。

［発明の課題］ この発明の課題は、リードフレームをそのまま外部ピン
に兼用し、ベースとリードフレームとの一体成型を可能
にした、センサ構造を提供することに有る。

［発明の構成］ この発明では、複数のリードフレームを同一面内で同じ
方向へベースを貫通させる。貫通したリードフレームの
一端側を外部ピンに兼用し、他端側を用いてセンサ本体
を結合する。このようにすれば、ベースとセンサ本体と
の位置は分離されており、リードフレームにベースを一
体成型で結合することができる。以下に、特定の実施例
に付いて説明するが、これに限るものではない。

［実施例］ 第１図に、上部カバーの固着前のガスセンサを示す。図
において、（２）はポリフェニレンサルファイド、ポリ
アミド等の樹脂製のベースで、（４）は上部カバーの固
着用のノツチである。（６）、（８）、（１０）はリー
ドフレームで、リードフレーム（６）にはピン配列表示
用のマーク（１２）を設ける。また（１４）はリードフ
レーム（６）、（８）、（１０）のベース（２）からの
脱落防止用の突起である。リードフレーム（８）には、
熱伝導の抑制用のくびれ部（１６）を介して支承面（Ｉ
８）を設け、その上部に耐熱接着剤やガラス、あるいは
金等の溶着によりセンサ本体（２０）をグイボンディン
グする。

ここで重要な点は、リードフレーム（６）、（８）、（
ｌ　Ｏ）が同一面内で同じ方向へベース（２）を貫通す
ること、ベース（２）の位置とセンサ本体（２０）とが
分離されていることである。このようにすればセンサ本
体（２０）はベース（２）とリードフレームとの一体成
型を妨げない。そしてリードフレーム（６）、（８）、
（ｉ　ｏ）のベースからの露出部は、そのまま外部ピン
に兼用できる。またリードフレームへのベース（２）の
位置精度が良く、ベースに対する上部カバーの固着も容
易となる。

センサ本体（２０）の形状や材料、配置は、既に多数の
ものが周知であり任意のものを用い得る。

例えばグイボンディングに代え、後述のリード線（３４
）等によりセンサ本体（２０）をつるして支えても良い
。その場合はくびれ部（１６）や支承面（１８）は不要
である。

ここではセンサ本体（２０）を以下のように構成した。

（２２）はアルミナ等の耐熱絶縁性基板、（２４）はＳ
ｎＯ２膜等のガス感応部で、他の金属酸化物半導体、あ
るいは感湿セラミックや感湿高分子、更にはプロトン導
電体やＺｒＯ２等の固体電解質を用いても良い。（２６
）は白金や酸化ルテニウム等の印刷膜のヒータでその上
部をガラス膜で覆い、保護する。（２８）は５ｎＯｔ膜
（２４）とヒータ（２６）との共通電極、（３０）は５
ｎｏ２膜（２８）に接続した電極、（３２）はヒータ電
極であり、リード線（３４）、（３６）、（３８）によ
りリードフレーム（６）、（８）、（１０）に接続しで
ある。このようにしたセンサに、図示しない上部カバー
をノツチ（４）を利用し結合する。

第２図に、センサの製造工程を模式的に示す。

最初の状Ｆｉ（４０）で、未分離のリードフレームがセ
ンサ１０個分程度の長さ、あるいはそれ以上の長さでテ
ープ状に結合されたもの（リードフレームテープ）を用
意する。このときリードフレーム（６）、（８）、（ｌ
　Ｏ）に対応する部分は、同一面内で同じ方向へ配置さ
れている。また各部分はリードフレームテープの基部（
５０）と、枝（５２）とで結合されている。なお枝（５
２）の位置は適宜に変更できる。

次の状態（４２）で、リードフレームにベース（２）を
一体成型する。この時センサ本体に対応する支承面（１
８）はベース（２）と離れており、成型の妨げとはなら
ない。一体成型は例えばリードフレームの上下に適当な
金型を配置し、樹脂を射出することにより行う。

次の状態（４４）で、予めＳｎＯ，膜（２４）やヒータ
（２６）、電極（２８）等を設けたセンサ本体（２０）
を、グイボンディングする。次の状態（４６）では、リ
ード線（３４）、（３６）、（３８）をリードフレーム
（６）、（８）、（Ｉ　Ｑ）にワイヤボンディングする
。この後、ノツチ（４）等を利用し図示しない上部カバ
ーを固着し、基部（５０）や枝（５２）をタイバーカッ
トすればセンサが完成する。なお上部カバーの固着とタ
イバーカットとの順序は、変更しても良い。

これらの工程において、ベース（２）はリードフレーム
に一体成型され、ベースの形成やフレームとの結合には
人手を要しない。センサ本体（２０）の結合はグイボン
ダーで自動的に行うことができ、本体とリードフレーム
（８）との結合強度は高く、また位置決め精度も高い。

更にセンサ本体（２０）からの熱伝導は、くびれ部（１
６）で抑制される。

センサ本体（２０）の位置決め精度が良いため、次のワ
イヤボンディングも自動的に行うことができる。またベ
ース（２）は金型等によりリードフレーム（６）、（８
）、（ｌ　Ｏ）に一体成型されるので、その位置精度は
高く、上部カバーの固着も自動的に行うことかできる。

そしてタイバーカットにより、センサが分離され、リー
ドフレーム（６）、（８）。

（１０）の端部がそのまま外部リードとして兼用される
。

なおここではセンサ本体（２０）に付いて特定の形状、
材料を説明したが、この形状や材料は多数のものが周知
であり、実施例のものに限るものではない。

［発明の効果コ この発明では、リードフレームを外部ビンに兼用できる
と共に、リードフレームとベースとの一体成型か出来る
センサ構造を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例のガスセンサの正面図、第２図はその
製造工程を示す平面図、第３図は従来例のガスセンサの
平面図である。 図において、（２）ベース、 （６）、（８）、（１０）　　リードフレーム、（２０
）センサ本体、　（２４）ガス感応部、（３４）、（３
６）、（３８）　　リード線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のリードフレームにセンサ本体を結合したガ
   スセンサにおいて、 前記リードフレームを同一面内で同じ方向へベースを貫
   通させて、その一端側を外部ビンに兼用すると共に、 リードフレームの他端側にセンサ本体を結合したことを
   特徴とする、ガスセンサ。