JPS63279149A - ガス感応素子 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、ガス洩れ警報器等に用いられるガスセンサに
使われるガス感応素子に関するものである。

従来の技術 近年、都市ガスやプロパンガスなどの可燃性ガスが洩れ
て火災や爆発に至るのを阻止するだめに、ガス洩れ警報
器が開発されており、可燃性ガスのガス洩れを感知する
ガスセンサとして金属酸化物半導体の感応素子を備えだ
ものが広く使用されている。

従来のガスセンサの構造を、特願昭６０−２４７９０７
号の発明を例として、第４図を参照して説明する。

第４図は、従来のガスセンサの部分破砕斜視図を示し、
ヒータ１６を固定接続したヒータ用リードビン１７ａ　
、　１７ｂに電圧を印加し、ヒータ１６に近接して配置
された可燃性ガス漏洩感知用のガス感応素子１８を加熱
している。漏洩した可燃性ガスがガス感応素子１８に接
触すると、ガス感応素子１８の電気抵抗値が減少し、こ
の電気抵抗値の減少変化を、ガス感応素子１８に植設さ
れたリード線１９１Ｌ　、　１９ｂと、リード線１９ａ
。

１９ｂを固定接続している感応素子用リードビン２０＋
Ｌ　、２０ｂとを介して、警報回路が検出し、ベルやブ
ザーを鳴動させてガス洩れを警報する。

なお、ヒータ用リードビン１７ａ、１７ｂとガス感応素
子用リードピン２０＆　、２０ｂは、ヘッダ２１に植設
され、ヒータ１６およびガス感応素子１８等は、防爆用
金網２２に被覆されている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記の従来の構成では、感応素子２６の酸
形成は、ヒータ２４や感応素子２６に埋設されたリード
線２７＆　、２７ｂと、各リードピン２５ａ　、２６ｂ
　、２８ａ　、２８ｂとの結線など工法的に、非常に複
雑で、量産性に欠けるという問題濾あった。

すなわち、例えば感応素子２６の成形の場合、感応素子
２６は下記の方法で製造される。

所定のプレス金型にリード線２７２Ｌ　、２７ｂを装着
し、上方よりガス感応素子材料粉末を充填した後プレス
して成形する。続いて成形品を金型から抜き取る。こう
して製造する成形品の形状はリード線が直径０．１　ｆ
ｌの細線で、感応素子２６が直径１．６朋、高さ２Ｈで
非常に小さい、という扱いにくいものであるということ
だけでなく、リード線２５Ｌ　、２６ｂの埋設率の制御
、感応素子２６の形状寸法を決定する成型圧力や、充填
するガス感応素子材料粉末の量などの制御、等、安定な
性能を有するセンサを製造するために微妙な調整を必要
とし、しかも手作業であるという生産性に欠ける問題点
をもっていた。

まだ、例えば感応素子２６に埋設されたリード線２７ａ
　、２７ｂと、各リードビア２８　ａ、２ｓｂとの結線
の場合、下記の方法で結線される。

ヘッダ２９に固定された４本のリードピン２５Ｊ２５ｂ
　、２８＆　、２８ｂのうちヒータ用リードピン２５＆
　、２５ｂにはあらかじめヒータ２４をボンディングし
ておく。このヒータ付ヘッダに感応素子２６を装着する
ために、焼成した感応素子２６をピンセットで壊さない
ように挾み、ヒータ２４の一方より、出来るだけヒータ
２４の内側に触れないよう慎重に挿入し、感応素子用リ
ードピア２ａ＆、　２ａｂにリード線２了２Ｌ、２７ｂ
をボンディングする。

こうして結線する場合、内径が約２，２朋のヒータ２４
に直径１．５１１ｒｌｌｌの円筒上の感応素子を破損し
ないように挿入するとか、温度分布を一定にするために
感応素子の微妙な位置決めをするとか、手作業として実
施せざるを得ない工程を経なければならない問題があっ
た。

しかも感応素子２６の成形などについては周囲温湿度等
の環境などにより、成形体にクラックやワレが生じたり
して歩留りがかなり低下するなどの問題もあった。

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、製造上最
も複雑で生産性の悪い感応素子成形工程やボンディング
工程を必要としないで生産することのできる量産性に富
んだガス感応素子を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 この目的を達成するために本発明のガス検知素子は、絶
縁基板の主面上に設けられたヒータと、前記主面上に設
けられ、前記ヒータの近傍に設けられた電極と、前記ヒ
ータ及び前記電極に接続されたガス感応素子とを備えだ
構成を有している。

作用 この構成によってガス感応膜は印刷等により膜状に形成
でき、ヒータや電極も印刷等により膜状に形成できるな
ど、製造上最も複雑で生産性の悪い感応素子成形工程や
感応素子ボンディング工程における位置決め等の作業を
経ずに生産することのできる量産性に富んだガス感応素
子を提供することができる。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の一実施例であるガス感応素子の平面図
、第２図は第１図のム−Ｂにおける断面図を示しており
、第３図はそのガス感応素子を使用したガスセンサの部
分破砕斜視図である。

図ニゝイテ・１ハＡ１２°３を主成分とする大きさは約
１０ｆｆｌ縦×約１０朋横×約０．２ｔｔｒｐｎ厚のセ
ラミック基板で、３カ所に直径約０．５ｆｆｊｆの孔２
゜３．４を有する。６はセラミック基板１０表面上に、
白金を主成分とするペースト状の材料を矩形波状に厚膜
印刷焼成したヒータで、その両端は孔３．４の周囲に形
成されている。６はセラミック基板１の表面上に、白金
を主成分とするペースト状の材料をヒータ５と対をなす
ように厚膜印刷焼成した電極で、その一部は孔２の周囲
に形成されている。７はヒータ６と電極６とを架橋し、
一括して覆った状態に厚膜印刷焼成したガス感応体であ
る。８，９．１０は孔２，３．４の周囲に形成された電
極６、ヒータ６とを電気的に結線すると同時にセラミッ
ク基板１をリードビン１２，１３゜１４に固定支持する
だめの導電性ペーストである。

１１はリードビン１２，１３．１４を固定支持する金属
性ベースである。１６は天井が四角形にくり抜かれた窓
をもっており、その窓に１００メソシユのステンレス製
二重金網からなる防爆ネットが溶接により取付けられた
金属性のキャップで、センサ素子全体を覆うように金属
性ベース１１に溶接されている。

以上のように構成された本実施例のガス感応素子を使用
したガスセンサについて以下その動作を説明する。

本実施例のガスセンサは、測定すべき個所に実装された
ＩＣソケットあるいは真空管ソケットなどに挿入され、
或いはプリント基板に直接ノ・ンダ付けされそのヒータ
６にビン１３．１４から導電ベース）９．１０を介して
通電することによりセラミック基板１が２００〜６０ｏ
℃に加熱される。

この状態においてＣＯなどの還元性ガスが存在すると、
ガス感応体７の表面にガスが接触して吸着反応などの化
学反応がおこり、ガス感応体７の抵抗値が低下する。

この変化値を電極６と、ヒータ６から、導電ペースト８
，９または１０を介してピン１２．１３または１４で検
出することにより、ガスの濃度を検知することができる
。

以上のように本実施例によれば、この構成によってガス
感応膜は印刷等により膜状に形成でき、ヒータや電極も
印刷等により膜状に形成できるなど、製造上量も複雑で
生産性の悪い感応素子成形工程や感応素子ポンディング
工程における位置決め等の作業を経ずに生産することの
できる量産性に富んだガス感応素子を提供することがで
きる。

発明の効果 本発明は絶縁基板の一方主面上に、ヒータと、前記主面
上に前記ヒータと同一層に設けられた電極と、前記ヒー
タ及び前記電極に接続されたガス感応体とを備えた構成
を有することによって、ヒータ及び電極が同時に印刷で
き、しかもヒータが電極の役割も兼ねているため、従来
ならばヒータ用２本、ガス感応素子用２本、合計４本の
リードビンを必要としたが、３本のリードビンで機能で
きるなど発明の効果は犬である。

しかもヒータや電極、ガス感応体を印刷による厚膜形成
するため、製造上量も複雑で生産性の悪い感応素子成形
工程やボンディング工程を必要としないで生産すること
のできる量産性に富んだガス感応素子を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のガス感応素子の平面図、第２
図は第１図におけるムーＢ線での断面図、第３図は本発
明の実施例のガス感応素子を使用したガスセンサの部分
破砕斜視図、第４図は従来のガスセンサの斜視図である
。 １・・・・・・セラミック基板、２，３．４・・・・・
・孔、６・・・・・・ヒータ、６・・・・・・電極、７
・・・・・・ガス感応体、８゜９．１０導電ペースト、
１１・・・パ金属性ベース、１２．１３．１４・・・・
・・リードビン、１６゛“・パ防爆ネット。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ｌ−
セラミック１板 ２，３．４−礼 ５−と−タ ロー電　極 ７−ガスイ虎体 ＆９．ＩＯ−虞電ペーズト １１−企属佳ベース ２．７３．＋４−−　シードＣン １６−ヒータ ２Ｉ″″″ヘツダ ？−−７７爆用金側 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁基板の主面上に設けられたヒータと、前記主
   面上に設けられ、前記ヒータの近傍に設けられた電極と
   、前記ヒータ及び前記電極に接続されたガス感応素子と
   を備えたガス感応素子。
2. （２）絶縁基板は、ヒータに接続されたヒータ端子、電
   極に接続した電極端子、各々の近傍に貫通孔を設けてな
   る特許請求の範囲第１項記載のガス感応素子。