JPS63223550A - 半導体式ガスセンサ - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、ガス漏れ警報器などに用いる半導体式ガス
センサに関する。

（従来の技術） 近年、ガス漏れによる爆発事故が多発するようになり、
必要に迫られてガス漏れ警報器を取付ける家庭が増えて
いる。

このような家庭用のガス漏れ警報器に用いられるガスセ
ンサとしては、たとえば半導体式ガスセンサがあり、そ
の−例を第３図に示す。

第３図において、１は本体の基台となるステムで、その
ステム１にはリードピン２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ
、２ｆが植設されている。そして、これらリードピンに
それぞれリード線３を介して絶縁管４が接続される。こ
の絶縁管４は、内部にヒータを内蔵するとともに、外周
面に一対の電極を対向して設け、その各電極の上に感ガ
ス体を設けたもので、リードＩ３により、ヒータの両端
がリードピン２ｂ、２ｅ、一方の電極がリードピン２ａ
、２Ｇ、他方の電極がリードピン２ｄ。

２ｆに電気的に接続される。なお、ステム１には図示し
ていないネットキャップが被せられる。

すなわち、ヒータで絶縁管４を熱した状態において、大
気中のガスの濃度に応じて各電極間の感ガス体の抵抗値
が変化する。これをセンサ出力として取出すものである
。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記絶縁管４はリード線３によって保持され
る形となっているが、リード線３としては白金（Ｐｔ）
等の１１１１１（約０，１φ）が採用されており、しか
もリード線３と絶縁管４との接続部はリード線が感ガス
体に対して潜り込んだ状態となっているため、過度の衝
撃が加わるとリード線３が断線したり、感ガス体の破損
を招くなどの問題がある。

この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、衝撃に対して十分な強度を発
揮することができる耐久性および信頼性にすぐれた半導
体式ガスセンサを提供することにある。

［発明の構成〕 （問題点を解決するための手段） 複数のり−ドビンを有する基台と、ヒータを内蔵した絶
縁基板と、この絶縁基板の上面に設けられた一対の電極
と、これら電極上に設けられた感ガス体と、前記絶縁基
板に設けられ前記ヒータの両端および各電極がそれぞれ
接合される複数のボンディングパッドと、これらボンデ
ィングパッドと前記各リードピンとを接続する複数のリ
ードフレームとを設け、これらリードフレームにより前
記絶縁基板を保持する。

（作用） 絶縁基板の保持にリードフレームを採用し、しかもリー
ドフレームと絶縁基板との接続にボンディングを採用し
ていることにより、十分な機械的強度をもって絶縁基板
を保持することができる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第１０および第２図において、１１は本体の基台となる
ステムで、そのステム１１にリードピン１２ａ、１２ｂ
、１２ｃ、１２ｄが植設されている。そして、これらリ
ードピンにそれぞれリードフレーム１３を介して矩形状
の絶縁基板１４が接続される。つまり、リードピンおよ
びリードフレームにより、絶縁基板１４がステム１１の
上部に保持される。ここで、リードフレーム１３は、厚
さが約１００ミクロンの板状のもので、純ニッケルを材
質としている。絶縁基板１４は、アルミナを主成分（９
３％）とするセラミックを材質としている。

絶縁基板１４は、白金（Ｐｔ）−タングステン（Ｗ）か
らなるヒータ１５を内蔵するとともに、上面の対角線上
に一対の電極（金）１６．１７を対向配設している。さ
らに、絶縁基板１４の上面には上記電極１６．１７の全
周を被覆するように感ガス体１日が設けられる。この感
ガス体１８は、膜状のものをスクリーン印刷法などで印
刷した後、高温焼成（５００℃〜８００℃）することに
より形成される。

さらに、絶ＭＷ板１４の上面の四隅には対角の位置にそ
れぞれ電極リード用ボンディングパッド１９．１９およ
びヒータリード用ボンディングパッド２０．２０が設け
られる。電極リード用ボンディングパッド１９．１９は
電極１６．１７とそれぞれ電気的に導通され、ヒータリ
ード用ボンディングパッド２０．２０はヒータ１５の両
端とそれぞれ電気的に導通される。しかして、電極リー
ド用ボンディングパッド１９．１９に対してリードフレ
ーム１３の一端がパラレルギャップウエルダにて接合さ
れ、そのリードフレーム１３の他端はリードピン１２ｂ
、１２ｄの上部に同じくパラレルギャップウェルダにて
接合される。一方、ヒータリード用ボンディングパッド
２０．２０に対してリードフレーム１３の一端がパラレ
ルギャップウェルダにて接合され、そのリードフレーム
１３の他端はリードピン１２ａ、１２ｃの上部に同じく
パラレルギャップウエルダにて接合される。

なお、ステム１１上にはネットキャップ２１が被せられ
る。

つぎに、上記のような構成において作用を説明する。

リードピン１２ａ、１００間に電圧が印加されると、ヒ
ータ１５が発熱し、絶縁基板１４が熱せられる。この状
態において、大気中に所定のガスが存在すると、それに
感ガス体１８が反応し、ガスの濃度に応じてＮ極１６．
１７間の抵抗値が変化する。そして、抵抗値変化がセン
サ出力としてリードピン１２ｂ、１２（ｊから取出され
る。

一方、絶縁基板１４の保持に従来のような細線とは異な
るリードフレーム１３を採用しているので、たとえ過大
な衝撃が加わってもリードフレーム１３が切れるような
ことがない。しかも、リードフレーム１３と絶縁基板１
４との一接続にボンディングを採用しているので、リー
ドフレーム１３と感ガス体１８との非接触状態を保つこ
とができ、従来のような感ガス体の破損を防ぐことがで
きる。

つまり、十分な機械的強度をもって絶縁基板１４を保持
することができる。

特に、リードフレーム１３の材質である純ニッケルは、
各種金属と合金を形成し易く、パラレルギャップウエル
ダな？による溶接部の接合強度に関して高強度が得られ
ること、さらには絶縁基板１４が高温（約３００℃〜５
００℃）に熱せられてもそれに反して十分な耐酸化性を
確保し、かつ大気中の水分による対腐蝕性にすぐれると
いう利点がある。

実際に、高さ１．５ｍから落下させる試験を行なったが
、構造上の損傷や特性上の変化は見られなかった。

したがって、設置箇所の変更が頻繁になされたりしても
、それに影響を受けることなく十分な耐久性を確保する
ことができ、ひいては信頼性の向′□上となる。

また、各ボンディングパッドを絶縁基板１４の上面に慇
けているので、接合作業が容易である。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。

［発明の効果］ 以上述べたようにこの発明によれば、複数のリードピン
を有する基台と、ヒータを内蔵した絶縁基板と、この絶
縁基板の上面に設けられた一対の電極と、これら電極上
に設けられた感ガス体と、前記絶縁基板に設けられ前記
ヒータの両端および各電極がそれぞれ接合される複数の
ボンディングパッドと、これらボンディングパッドと前
記各リードピンとを接続する複数のリードフレームとを
設け、これらリードフレームにより前記絶縁基板を保持
するようにしたので、衝撃に対して十分な強度を発揮す
ることができる耐久性および信頼性にすぐれた半導体式
ガスセンサを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の全体的な構成を示す斜視
図、第２図は同実施例における要部の具体的な構成を示
す斜視図、第３図は従来における半導体式ガスセンサの
一例を概略的に示す斜視図である。 １３・・・リードフレーム、１４・・・絶縁基板、１５
・・・ヒータ、１６．１７・・・電極、１８・・・感ガ
ス体、１９・・・電極リード用ボンディングパッド、２
０・・・ヒータリード用ボンディングパッド。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２図 Ｃ 第　３　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のリードピンを有する基台と、ヒータを内蔵
   した絶縁基板と、この絶縁基板の上面に設けられた一対
   の電極と、これら電極上に設けられた感ガス体と、前記
   絶縁基板に設けられ前記ヒータの両端および各電極がそ
   れぞれ接合される複数のボンディングパッドと、これら
   ボンディングパッドと前記各リードピンとを接続する複
   数のリードフレームとを具備し、これらリードフレーム
   により前記絶縁基板を保持することを特徴とする半導体
   式ガスセンサ。
2. （２）リードフレームは、材質が純ニッケルであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体式ガス
   センサ。
3. （３）各ボンディングパッドは、絶縁基板の上面に設け
   られることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の半導体式ガスセンサ。