JPS63223553A - 半導体式ガスセンサの製造方法 - 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１ （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
センサの製造方法に関する。

（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４図に示す。

第４図において、１は本体の基部となるステムで、その
ステム１にはリードビン２ａ、２ｂ。

２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆが植設されている。そして、こ
れらリードビ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、リード線３によ
り、ヒータの両端がリードビン２ｂ、　２ｅ、一方の電
極がリードビン２ａ、２ｃ、他方の電極がリードビン２
ｄ。

２ｆ１．：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
。

ところで、このような従来の半導体式ガスセンサでは、
絶縁管４がリード線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）等の細線（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。

そこで、最近、絶縁基板にヒータを内蔵し、その絶縁基
板の上面に一対の電極を対向して設け、さらにその各電
極の上に感ガス体を設けて平板形の素子を形成し、それ
をリードフレームにて保持するようにした半導体式ガス
センサが開発されつつある。これは、保持部材としてリ
ードフレームを採用し、しかもリードフレームと感ガス
体との非接触状態を保つことにより、衝撃に対する十分
な強度および安全を確保し、半導体式ガスセンサの弱点
と云われている耐久性を改善するものである。

（発明が解決しようとする問題点） ただし、このような平板形の素子の場合、ヒータを絶縁
基板に対する印刷によって形成しており、その印刷時の
位置ずれがヒータ抵抗のばらつきとなって現われ、感ガ
ス特性に悪影響を及ぼすという問題がある。

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、ヒータ抵抗のばらつきを小さ
く抑えることができ、これにより常に適正な感ガス特性
を得ることができる信頼性にすぐれた半導体式ガスセン
サの製造方法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） 予め成形したヒータを絶縁基板に埋込み、その上に絶縁
層を設け、その絶縁層上に一対の電極および感ガス体を
設ける （作用） 予め成形したヒータの採用により、ヒータ抵抗のばらつ
きを小さく抑えることができる。

（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１図、第２図、および第３図において、１１は本体の
基部となるステムで、そのステム１１にリードビン１２
ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが植設されている。そして
、これら９−ドビ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
ドビンおよびリードフレームにより、絶縁基板１４が保
持される。ここで、リードフレーム１３は、厚さが約１
００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（９３％）と
するセラミックを材質としている。

また、絶縁基板１４は、底板１４ａと上板（絶縁層）１
４ｂとからなり、予め線状に成形された白金（Ｐｔ）−
タングステン（Ｗ）製のヒータ１５を底板１４ａに螺旋
状に埋込み、それに上板１４ｂを１層している。そして
、上板１４ｂの上面の対角線上に一対の電極（金）１６
．１７を対向配設し、その電極１６．１７の全周を被覆
するように感ガス体１８を設けている。この感ガス体１
８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、絶縁基板１４の上面（上板１４ｂ）の四隅には
対角の位置にそれぞれ電極リード用ポンディングパッド
１９．１９およびヒータリード用ポンディングパッド２
０．２０が設けられる。電極リード用ポンディングパッ
ド１９．１９は電極１６．１７とそれぞれ電気的に導通
され、ヒータリード用ポンディングパッド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、電極リード用ポンディングパッド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
ードビン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、ヒータリード用ポン
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エルダにて接合され、その
リードフレーム１３の他端はり−ドビン１２ａ。

１２Ｃ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。

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。

リードビン１２ａ、１２ｃ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電極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ビン１２ｂ、１２ｄから取出される
。

ところで、ヒータ１５は予め成形したものであり、その
寸法精度を高くすることでヒータ１５の抵抗値のばらつ
きを小さく抑えることができる。

このように寸法精度を高めることは容易に実行できるも
のである。

こうして、ヒータ１５の抵抗値のばらつきを小さく抑え
ることができることにより、絶縁基板１４の加熱温度の
安定化を図ることができ、よって常に適正な感ガス特性
を得ることができる。つまり、適正なガス検知を行なう
ことができ、信頼性の向上が図れる。

また、ヒータ１５を絶縁基板１４の底板１４ａに埋め込
む形としているので、熱膨張による断線や腐蝕による断
線、さらにはヒータ外れなどを防ぐことができ、耐久性
にもすぐれたものとなる。

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、予め成形したヒー
タを絶縁基板に埋込み、その上に絶縁層を設け、その絶
縁層上に一対の電極および感ガス体を設けるようにした
ので、ヒータ抵抗のばらつきを小さく抑えることができ
、これにより常に適正な感ガス特性を得ることができる
信頼性にすぐれた半導体式ガスセンサの製造方法を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における半導体式ガスセン
サの全体的な構成を示す斜視図、第２図は第１図におけ
る要部の具体的な構成を示す斜視図、第３図は第２図に
おける絶縁基板およびヒータを分解して示す斜視図、第
４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。 １４・・・絶縁基板、１４　ａ　川底板、１４ｂ・・・
上板（絶縁層）、１５・・・ヒータ、１６．１７・・・
電極、１８・・・感ガス体。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 Ｊ 窮２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 予め成形したヒータを絶縁基板に埋込み、その上に絶縁
   層を設け、その絶縁層上に一対の電極および感ガス体を
   設けることを特徴とする半導体式ガスセンサの製造方法
   。