JPS63233358A - ガスセンサ - Google Patents

ガスセンサ

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Publication number
JPS63233358A
JPS63233358A JP6424087A JP6424087A JPS63233358A JP S63233358 A JPS63233358 A JP S63233358A JP 6424087 A JP6424087 A JP 6424087A JP 6424087 A JP6424087 A JP 6424087A JP S63233358 A JPS63233358 A JP S63233358A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
platinum
gas sensor
opposed electrodes
alumina
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6424087A
Other languages
English (en)
Inventor
Masamichi Ipponmatsu
正道 一本松
Hiroshi Awano
宏 粟野
Yuka Kawabata
河端 由佳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Osaka Gas Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Osaka Gas Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP6424087A priority Critical patent/JPS63233358A/ja
Publication of JPS63233358A publication Critical patent/JPS63233358A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)

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) 本発明はガスセンサに係り、特に、セラミックスからな
る絶縁基材上に対向電極と膜状の金属酸化物半導体とか
らなるガス感応体とを形成したガスセンサに関する。
(従来の技術) 従来からガス感応体として金属酸化物半導体を用いたガ
スセンサの例が多く提案されている。
例えば、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム等のn型
半導体を用いた場合は、還元性ガスとの接触によりその
抵抗が減少することを利用してガスを検知する。逆に、
n型半導体を用いた場合には、還元性ガスとの接触によ
り抵抗が増加することを利用する。しかし、常温ではこ
の抵抗の減少または増加は起りに<<、ヒータによりセ
ンサを加熱して動作させている。そこで、例えば電極材
料には耐熱性を宵する金がよく用いられている。
(発明が解決しようとする問題点) ところが、たとえヒータで加熱したとしても、通常の場
合金属酸化物半導体のみでは感度が十分ではないので、
金属酸化物半導体に増感剤として貴金属を添加したり、
貴金属や金属酸化物を担持した触媒層を半導体の上に重
ねたりして用いられる。この方法は有効ではあるが、量
産性の点からは増感剤や触媒層を用いないより単純な構
造が求められる。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、増感剤や
触媒層を用いない単純な構造でも、還元性ガスに高い感
度を示すガスセンサを提供することを目的とするもので
ある。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明のガスセンサは、セラミックスからなる絶縁基材
と、この絶縁基材の表面に形成された、白金を30重量
%以上含む導体からなる対向電極と、この対向電極間に
形成された有機金属化合物を含むペーストを印刷、熱分
解した金属酸化物半導体薄膜からなるガス感応体とを具
備することを特徴とするものである。
(作用) 本発明は、前記のごとき構成により、増感剤や触媒層を
用いない単純な構造であるにもかかわらず、イソブタン
などの還元性ガスに高い感度を示すガスセンサを提供し
うるちのである。本発明のガスセンサにおいては、前記
の方法により形成した多孔質の金属酸化物半導体を透過
したガスが触媒活性を有する白金系電極との界面で、金
属酸化物半導体に吸着した酸素と反応して、半導体表面
への酸素の吸着量を変化させるものである。
(実施例) 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
第1図は本発明の一実施例で、セラミックスからなる絶
縁基材例えばアルミナよりなる絶縁基板1の一方の面に
70重量%の白金および30重−%のタングステンから
なる厚膜の発熱体2を設け、その上にはアルミナの絶縁
体3を膜状に設ける。
その際に、発熱体2の両端上にパッドを形成するために
、絶縁体3の当該箇所にはスルーホールを設ける。こう
して形成した膜状絶縁体3の上には、前記の発熱体2と
同じ材料により対向電極例えば白金系くし形電極4を設
け、その上に金属酸化物半導体からなるガス感応体例え
ば酸化スズ系半導体5を膜状に重ねて形成する。8はリ
ード線である。
前記半導体5は有機金属化合物を含むペーストをスクリ
ーン印刷、熱分解して作成される。即ち、まず、ペース
トのベースポリマーであるエチルヒドロキシエチルセル
ロースを、60〜80℃に加熱したテレピン油にくわえ
てかくはんする。これが完全に溶解したら、ヘキソエー
トスズとニオブレジネートとのキシレン溶液を加えて十
分に混合し、均一な溶液系ペーストを得る。このペース
トの組成は ヘキソエートスズ      49.4重量%ニオブレ
ジネート       0.6重量%エチルヒドロキシ
エチルセルロース 3.5重量% キシレン          15.0重量%テレピン
油         31.5重量%である。これを所
定のパータンに印刷し、120℃で15分間乾燥したの
ち、600℃の電気炉で10分間焼成する。上記のごと
きペースト中の有機金属化合物により生成した膜状の酸
化スズ系半導体5は、多孔質であるために、気体を透過
して電極4に到達させうるものである。
第2図は比較例で、上記実施例における白金とタングス
テンからなる白金系くし形電極4のかわりに、金の厚膜
の対向電極となる金くし形電極6を設けたものである。
第3図は従来例で、上記比較例の酸化スズ系半導体5の
」二に、さらに触媒層7を形成したものである。この触
媒層7は、白金をアルミナに担持した(両者の重量比1
:100)ものである。
本発明の一実施例(以下本実施例という)のセンサの感
度(空気中の抵抗値をガス中の抵抗値で除したもの)を
、比較例および従来例の感度とともに第1表に示す。
第    1    表 本実施例は、イソブタンに対して、触媒層を設けた従来
例と同程度の感度を有しているが、−酸化炭素や水素へ
は従来例よりも感度が小さく、著しい選択性を示してい
ることがわかる。比較例はごく小さな感度しか示さない
が水素に対する感度はむしろ本発明の実施例よりも大き
くなっている。
なお、第1表はガス200 ppm+に対する感度(R
air / Rgas )で、素子温度は400℃であ
る。
ガスセンサの素子温度と発熱体の消費電力との関係を第
4図に示す。即ち、本実施例Aは、触媒層をもたないた
めに従来例Bに比べて熱容量が小さく、したがって熱効
率の点ですぐれていることがわかる。
なお、本実施例では平板状の絶縁基材を用いているが、
アルミナ製の絶縁管を絶縁基材として用い、管内にコイ
ル状の発熱体を挿入するという構成も有効である。また
、電極材料としては、白金を含む厚膜ペーストのみなら
ず、有機白金化合物を含む薄膜ペーストも密着性などの
点から効果的である。
[発明の効果] 以上のように、本発明は、セラミックスからなる絶縁基
材と、この基材の表面に形成された、白金を30重量%
以上含む導体からなる対向電極と、この対向電極間に形
成された有機化合物を含むペーストを印刷、熱分解した
金属酸化物半導体薄膜からなるガス感応体とを具備する
ことを特徴としたガスセンサであり、増感剤や触媒層を
用いない単純な構造であるにもかかわらず、特定の還元
性ガス、たとえばイソブタンに対して高い感度と選択性
を示すものである。なお、対向電極の導体材料に含まれ
る白金が30重量%未満では感度特性におよぼす効果が
ほとんど期待できない。さらに金属酸化物半導体が有機
金属化合物を含むペーストを印刷、熱分解した多孔・質
のものでなければ、ガスが対向電極まで透過していくこ
とがないので、感度特性におよぼす効果はない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るガスセンサの一実施例を示す断面
図、第2図はガスセンサの比較例を示す断面図、第3図
はガスセンサの従来例を示す断面図、第4図は本発明の
実施例および従来例のセンサ素子温度と発熱体の消費電
力との関係を示す特性図である。 1・・・絶縁基板、2・・・発熱体、3・・・絶縁体、
4・・・白金系くし形電極、5・・・酸化スズ系半導体
、6・・・全くし形電極、7・・・触媒層、8・・・リ
ード線。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第2図 泡1t7[W] 竺 4 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. セラミックスからなる絶縁基材と、この絶縁基材の表面
    に形成された30重量%以上の白金を含む導体からなる
    対向電極と、この対向電極間に形成された有機金属化合
    物を含むペーストを印刷熱分解した金属酸化物半導体薄
    膜からなるガス感応体とを具備することを特徴とするガ
    スセンサ。
JP6424087A 1987-03-20 1987-03-20 ガスセンサ Pending JPS63233358A (ja)

Priority Applications (1)

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JP6424087A JPS63233358A (ja) 1987-03-20 1987-03-20 ガスセンサ

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JP6424087A JPS63233358A (ja) 1987-03-20 1987-03-20 ガスセンサ

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JPS63233358A true JPS63233358A (ja) 1988-09-29

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JP (1) JPS63233358A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01284747A (ja) * 1988-05-10 1989-11-16 Ricoh Co Ltd ガスセンサ
US5273779A (en) * 1991-12-09 1993-12-28 Industrial Technology Research Institute Method of fabricating a gas sensor and the product fabricated thereby
EP0795625A1 (en) * 1996-03-11 1997-09-17 Tokyo Gas Co., Ltd. Thin film deposition method and gas sensor made by the method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01284747A (ja) * 1988-05-10 1989-11-16 Ricoh Co Ltd ガスセンサ
US5273779A (en) * 1991-12-09 1993-12-28 Industrial Technology Research Institute Method of fabricating a gas sensor and the product fabricated thereby
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