WO2017200028A1 - センサ基板およびセンサ装置 - Google Patents

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WO2017200028A1
WO2017200028A1 PCT/JP2017/018597 JP2017018597W WO2017200028A1 WO 2017200028 A1 WO2017200028 A1 WO 2017200028A1 JP 2017018597 W JP2017018597 W JP 2017018597W WO 2017200028 A1 WO2017200028 A1 WO 2017200028A1
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electrode
positive
negative
electrodes
detection
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PCT/JP2017/018597
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English (en)
French (fr)
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乙丸　秀和
木村　貴司
Original Assignee
京セラ株式会社
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N2015/0042—Investigating dispersion of solids
    • G01N2015/0046—Investigating dispersion of solids in gas, e.g. smoke

Definitions

  • the present invention relates to a sensor substrate and a sensor device including an insulating substrate and electrodes provided on the insulating substrate.
  • DPF Diesel Particulate Filter
  • PM particulate Matter
  • a PM detection sensor for this purpose, as described in Patent Document 1, for example, an insulating substrate made of a ceramic sintered body such as an aluminum oxide sintered body, and thick film printing (screen printing) on the surface of the insulating substrate
  • a particulate matter detection device including a formed detection electrode and the like is disclosed. This apparatus detects particulate matter on the basis of a change in electrical characteristics caused when a detection object such as PM contained in exhaust gas is deposited between a pair of detection electrodes.
  • a pair of detection electrodes and the like are manufactured by methods other than thick film printing (specifically, the detection electrodes and the like are sequentially stacked in the width direction to form a laminated structure
  • a method of manufacturing a PM detection sensor having a pair of electrodes is also disclosed by a manufacturing method of slicing the laminated structure to a predetermined thickness with a dicing saw or the like.
  • the sensor substrate of the present disclosure is a pair of positive and negative detection electrodes including an insulating substrate and at least a pair of positive and negative columnar electrodes located on the insulating substrate, and a part of each of the positive electrode and the negative electrode of the positive and negative paired columnar electrodes A pair of positive and negative detection electrodes exposed on the first surface of the insulating substrate, and inner layer wirings embedded in the insulating substrate and corresponding to the positive electrode and the negative electrode of the pair of positive and negative detection electrodes, respectively. Prepare.
  • the sensor device of the present disclosure includes the above-described sensor substrate and a power source that supplies power to the pair of positive and negative detection electrodes via the inner layer wiring.
  • FIG. 1A is a top view of an example of a sensor substrate according to the first embodiment.
  • FIG. 1B is a drawing illustrating an example of a wiring configuration in a second layer of the sensor substrate according to the first embodiment.
  • FIG. 1C is a diagram illustrating an example of a wiring configuration in a third layer of the sensor substrate according to the first embodiment.
  • FIG. 1D is a diagram illustrating an example of a configuration of a heating electrode in a fourth layer of the sensor substrate according to the first embodiment.
  • FIG. 1E is a bottom view of an example of the sensor substrate according to the first embodiment.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1A.
  • FIG. 4A is a schematic diagram for explaining a change in leakage current when a minute wrinkle adheres to the sensor substrate.
  • FIG. 4B is a schematic diagram for explaining a change in leakage current when a medium-sized wrinkle adheres to the sensor substrate.
  • FIG. 4C is a schematic diagram for explaining a change in leakage current when coarse wrinkles adhere to the sensor substrate. It is a flowchart which shows the algorithm which determines distribution and the magnitude
  • FIG. 6A is a top view of an example of a sensor substrate according to the second embodiment.
  • FIG. 6B is a diagram illustrating a wiring configuration in the second layer of the sensor substrate according to the second embodiment.
  • FIG. 6C is a diagram illustrating a configuration of the heating electrode in the third layer of the sensor substrate according to the second embodiment.
  • FIG. 6D is a bottom view of an example of the sensor substrate according to the second embodiment.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 6A.
  • FIG. 8A shows a modification in which circular detection electrodes having different diameters are combined.
  • FIG. 8B is a modified example in which the shape of the detection electrode in FIG. 8A is changed from a circle to an octagon.
  • FIG. 8C is a modification when the shape of the detection electrode in the first embodiment is changed from a circle to a square.
  • FIG. 9A is a top view of an example of a sensor substrate according to the third embodiment.
  • FIG. 9B is a diagram illustrating an example of a wiring configuration in the second layer of the sensor substrate according to the third embodiment.
  • FIG. 9C is a diagram illustrating an example of a wiring configuration in the third layer of the sensor substrate according to the third embodiment.
  • FIG. 9D is a drawing illustrating an example of the configuration of the heating electrode in the fourth layer of the sensor substrate according to the third embodiment.
  • FIG. 9E is a drawing illustrating an example of a wiring configuration in the fifth layer of the sensor substrate according to the third embodiment.
  • FIG. 9F is a diagram illustrating an example of a wiring configuration in the sixth layer of the sensor substrate according to the third embodiment.
  • FIG. 9G is a bottom view of an example of a sensor substrate according to the third embodiment.
  • FIG. 10A is a cross-sectional view taken along the section line CC in FIG. 9A.
  • FIG. 10B is a cross-sectional view taken along line DD in FIG. 9A. It is sectional drawing of an example of a sensor apparatus provided with the sensor board
  • FIG. 12A is a top view of an example of a sensor substrate according to the fourth embodiment.
  • FIG. 12B is a diagram illustrating an example of a wiring configuration in the second layer of the sensor substrate according to the fourth embodiment.
  • FIG. 12C is a diagram illustrating an example of the configuration of the heating electrode in the third layer of the sensor substrate according to the fourth embodiment.
  • FIG. 12A is a cross-sectional view taken along the section line CC in FIG. 9A.
  • FIG. 10B is a cross-sectional view taken along line DD in FIG. 9A. It is section
  • FIG. 12D is a drawing illustrating an example of a wiring configuration in the fourth layer of the sensor substrate according to the fourth embodiment.
  • FIG. 12E is a bottom view of an example of a sensor substrate according to the fourth embodiment.
  • FIG. 13A is a cross-sectional view taken along line EE in FIG. 12A.
  • 13B is a cross-sectional view taken along the section line FF in FIG. 12A.
  • FIG. 14A is a top view of an example of a sensor substrate according to the fifth embodiment.
  • FIG. 14B is a drawing showing an example of the configuration of the heating electrode in the second layer of the sensor substrate according to the fifth embodiment.
  • FIG. 14C is a diagram illustrating an example of the configuration of the heating electrode in the third layer of the sensor substrate according to the fifth embodiment.
  • FIG. 14D is a bottom view of an example of the sensor substrate according to the fifth embodiment.
  • FIG. 15A is a cross-sectional view taken along line GG in FIG. 14A.
  • FIG. 15B is a cross-sectional view taken along line HH in FIG. 14A.
  • FIG. 16A is a top view of an example of a sensor substrate according to the sixth embodiment.
  • FIG. 16B is a diagram illustrating an example of a wiring configuration in the second layer of the sensor substrate according to the sixth embodiment.
  • FIG. 16C is a drawing illustrating an example of the configuration of the heating electrode in the third layer of the sensor substrate according to the sixth embodiment.
  • FIG. 16D is a drawing illustrating an example of the configuration of the heating electrode in the fourth layer of the sensor substrate according to the sixth embodiment.
  • FIG. 15A is a cross-sectional view taken along line GG in FIG. 14A.
  • FIG. 15B is a cross-sectional view taken along line HH in FIG. 14A.
  • FIG. 16E is a drawing illustrating an example of a wiring configuration in the fifth layer of the sensor substrate according to the sixth embodiment.
  • FIG. 16F is a bottom view of an example of the sensor substrate according to the sixth embodiment.
  • FIG. 17A is a cross-sectional view taken along section line II of FIG. 16A.
  • FIG. 17B is a cross-sectional view taken along line JJ in FIG. 16A.
  • FIG. 18A is a top view of an example of a sensor substrate according to the seventh embodiment.
  • FIG. 18B is a drawing illustrating an example of a wiring configuration in the second layer of the sensor substrate according to the seventh embodiment.
  • FIG. 18C is a diagram illustrating an example of a wiring configuration in the third layer of the sensor substrate according to the seventh embodiment.
  • FIG. 18D is a drawing showing an example of the configuration of the heating electrode in the fourth layer of the sensor substrate according to the seventh embodiment.
  • FIG. 18E is a bottom view of an example of a sensor substrate according to the seventh embodiment.
  • FIG. 19A is a cross-sectional view taken along section line KK of FIG. 18A.
  • FIG. 19B is a cross-sectional view taken along line LL in FIG. 18A. It is sectional drawing of an example of a sensor apparatus provided with the sensor board
  • FIG. 21A is an example of a top view of the first example of the sensor substrate according to the eighth embodiment.
  • FIG. 21B is an example of a top view of the second example of the sensor substrate according to the eighth embodiment.
  • FIG. 21A is an example of a top view of the first example of the sensor substrate according to the eighth embodiment.
  • FIG. 21C is an example of a top view of the third example of the sensor substrate according to the eighth embodiment.
  • FIG. 22A is a top view of the first example of the sensor substrate according to the ninth embodiment.
  • FIG. 22B is a top view of the second example of the sensor substrate according to the ninth embodiment.
  • FIG. 22C is a top view of the third example of the sensor substrate according to the ninth embodiment.
  • FIG. 22D is a top view of the fourth example of the sensor substrate according to the ninth embodiment.
  • FIG. 23A is a top view of an example of a sensor substrate according to the tenth embodiment.
  • FIG. 23B is a cross-sectional view taken along line MM in FIG. 23A.
  • FIG. 23C is a cross-sectional view taken along line NN in FIG. 23A.
  • FIGS. 1A to 1E are diagrams illustrating an example of a configuration of a sensor substrate having a multilayer structure according to a first embodiment of the present disclosure.
  • 1A is a top view of the sensor substrate 1
  • FIG. 1B is a drawing showing the configuration of wiring in the second layer of the sensor substrate 1
  • FIG. 1C shows the configuration of wiring in the third layer of the sensor substrate 1.
  • FIG. 1D is a diagram illustrating the configuration of the heating electrode in the fourth layer of the sensor substrate 1
  • FIG. 1E is a bottom view of the sensor substrate 1.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1A.
  • the sensor board 1 is used in a sensor device that detects particulate matter (PM) such as soot in exhaust gas of a diesel engine vehicle or gasoline engine vehicle (for example, disposed in an exhaust gas exhaust passage of an automobile). And at least a pair of positive and negative columnar detection electrodes 3 a and 3 b exposed on one surface (first surface) 2 a of the insulating substrate 2, and inside the insulating substrate 2. Inner layer wirings 6a and 6b corresponding to the detection electrodes 3a and 3b are provided.
  • PM particulate matter
  • a feature of the sensor substrate 1 is that it is improved in the detection sensitivity of particulate matter and the like due to the narrowing of the gap between the detection electrodes by adopting it in the sensor device.
  • the first, second, or third layer of the sensor substrate 1 has electrode terminals 4a to 4d corresponding to the detection electrodes 3a to 3d and internal wiring 5a. To 5d and inner wirings 6a to 6d are arranged.
  • a heating electrode 7 is embedded in the fourth layer of the sensor substrate 1, and internal wirings 8a and 8b and connection pads 9a corresponding to the positive electrode and the negative electrode of the heating electrode 7 are embedded in the fourth layer or the fifth layer. 9b.
  • the detection electrodes 3a to 3d are, for example, columnar electrodes, and any upper surface is exposed on the first surface 2a of the insulating substrate 2, and the upper surface and the first surface 2a are flush with each other. It is.
  • the detection electrode 3a is connected to an external DC power source (not shown) (for example, 50 [V]) via the internal wiring 5a connected to the third-layer inner-layer wiring 6a and the first-layer electrode terminal 4a. Is connected to the positive electrode.
  • the detection electrode 3b is connected to the negative electrode of the external DC power source via the internal wiring 5b connected to the second-layer inner-layer wiring 6b and the first-layer electrode terminal 4b.
  • the detection electrode 3c is connected to the positive electrode of the DC power supply via the internal wiring 5c
  • the detection electrode 3d is connected to the positive electrode of the DC power supply via the internal wiring 5d, similarly to the detection electrode 3b. It is connected to the. Accordingly, the detection electrode 3a forms a pair of positive and negative detection electrodes with the detection electrode 3b or the detection electrode 3d, and the detection electrode 3c forms a pair of positive and negative detection electrodes with the detection electrode 3b or the detection electrode 3d.
  • the heating electrode 7 is connected to an external (not shown) DC power source (for example, 20 [V]) via the connection pads 9a and 9b.
  • the heating electrode 7 is heated to, for example, 700 [° C.] to decompose and remove particulate matter (Particulate Matter: PM) adhering to the first surface 2a.
  • the insulating substrate 2 has a flat plate shape such as a square plate, and is a base portion for providing a pair of detection electrodes and a pair of detection electrodes and a heating electrode in an electrically insulated manner.
  • This insulating substrate 2 is a ceramic sintered body such as an aluminum oxide sintered body, an aluminum nitride sintered body, a mullite sintered body, a glass ceramic sintered body, a zirconia ceramic (zirconium oxide sintered body), or the like. Is formed by.
  • the insulating substrate 2 is laminated with a plurality of insulating layers made of such a ceramic sintered body.
  • the insulating substrate 2 is formed by laminating a plurality of insulating layers made of an aluminum oxide sintered body, for example, the insulating substrate 2 can be manufactured by the following method.
  • raw material powders such as silicon oxide (SiO 2 ), magnesium oxide (MgO), and manganese oxide (Mn 2 O 3 ) are added as sintering aids to aluminum oxide (Al 2 O 3 ) powder that becomes inorganic particles. Further, an appropriate binder, solvent and plasticizer are added, and then the mixture is kneaded to form a slurry. After that, a ceramic green sheet is obtained by forming into a sheet shape by a conventionally known doctor blade method or calendar roll method, etc., and a suitable punching process is performed on the ceramic green sheet, and a plurality of layers are laminated as necessary. It is manufactured by firing at (about 1300-1600 ° C.).
  • the insulating substrate 2 may include a crystal phase containing alumina and manganese and a glass phase containing manganese.
  • the crystal phase may contain various ceramics such as mullite, zirconia, aluminum nitride, or glass ceramics.
  • the glass phase is an amorphous phase containing at least Mn 2 O 3 and may further contain one or more oxides selected from Si, Mg, Ca, Sr, B, Nb, Cr and Co.
  • the glass phase may be an amorphous phase containing Mn 2 O 3 , SiO 2 and MgO.
  • the glass phase containing manganese has good wettability with respect to the alumina crystal phase, in the heat treatment after firing, the glass phase oozes out to the surface layer of the insulating substrate 2 so as to cover the crystal particle surface, and most of the glass phase It is considered to exist on the surface layer.
  • the presence of the glass phase containing manganese so as to be exposed on the first surface 2a of the insulating substrate 2 makes it possible to obtain the insulating substrate 2 that is less prone to cracking with few defects serving as starting points of cracks. Since the glass phase has a lower Young's modulus than the crystal phase containing alumina, for example, when it comes into contact with exhaust gas, the thermal shock due to the attachment of water droplets to the insulating substrate 2 is mitigated, and the occurrence of cracks can be suppressed.
  • the detection electrodes 3a to 3d are via-type (that is, columnar) electrodes, for example, the diameter is 50 ⁇ m, and the distance between the adjacent detection electrodes is 10 ⁇ m.
  • the diameters of the detection electrodes 3a to 3d may be 20 ⁇ m to 100 ⁇ m, and the distance between adjacent detection electrodes may be 5 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the insulating substrate 2 including the detection electrodes 3a to 3d can be manufactured by using the same manufacturing method as the via in the conventional circuit board.
  • the detection electrodes 3a to 3d are electrodes for detecting particulate matter such as soot in an environment where the sensor substrate is installed in the sensor device.
  • particulate matter such as soot adheres between a pair of electrodes (for example, between the detection electrodes 3a-3b and between the detection electrodes 3b-3d)
  • the electrical resistance between the pair of detection electrodes changes, and the gap between the electrodes
  • the flowing leak current changes.
  • By detecting the change in the leakage current it is possible to acquire information on the particulate matter existing between the pair of detection electrodes.
  • the detection electrodes 3a to 3d contain a metal material that can detect such a change in leakage current.
  • the detection electrodes 3a to 3d may use platinum that is difficult to oxidize as such a metal material.
  • the metal material used for the detection electrodes 3a to 3d may be excellent in oxidation resistance under a high temperature environment, for example, platinum or a material on which a passive film containing an oxide is formed may be used. it can.
  • a material on which a passive film containing an oxide is formed may be used.
  • an Fe—Ni—Cr—Ti—Al alloy or MoSi 2 metal can be used as a metal material on which a passive film containing an oxide is formed on the surface.
  • the thickness of the passive film is set to about 0.1 to 5 ⁇ m, for example. With such a thickness, the surface portions of the detection electrodes 3a to 3d are covered with the passive film, and the possibility that all or most of the detection electrodes 3a to 3d are oxidized is reduced.
  • the surface portions of the detection electrodes 3a to 3d may include a passive film in an area ratio of about 90%. In other words, 90% or more of the exposed surfaces of the detection electrodes 3a to 3d may be covered with a passive film. As a result, the possibility of oxidation progressing throughout the detection electrodes 3a to 3d is reduced.
  • the entire surface portion of the detection electrodes 3a to 3d may include a passive film.
  • the entire exposed surface of the detection electrodes 3a to 3d may be covered with a passive film.
  • a metal plating layer may be applied to the exposed surfaces of the detection electrodes 3a to 3d by electroplating or electroless plating.
  • the metal plating layer is made of a metal having excellent corrosion resistance such as nickel, copper, gold, or silver, and connectivity with the connection member.
  • the nickel plating layer has a thickness of about 0.5 to 10 ⁇ m and a thickness of 0.1 to A gold plating layer of about 3 ⁇ m, or a nickel plating layer of about 1 to 10 ⁇ m thickness and a silver plating layer of about 0.1 to 1 ⁇ m are sequentially deposited.
  • the detection electrodes 3a to 3d can be prevented from corroding.
  • a metal plating layer may be further deposited on the surfaces of the detection electrodes 3a to 3d and the electrode terminals 4a to 4d by an electrolytic plating method or an electroless plating method.
  • the metal plating layer is made of a metal having excellent corrosion resistance such as nickel, copper, gold, or silver, and connectivity with the connection member.
  • the nickel plating layer has a thickness of about 0.5 to 10 ⁇ m and a thickness of 0.1 to A gold plating layer of about 3 ⁇ m, or a nickel plating layer of about 1 to 10 ⁇ m thickness and a silver plating layer of about 0.1 to 1 ⁇ m are sequentially deposited.
  • the internal wirings 8 a and 8 b are formed inside the insulating substrate 2 and are electrically connected to connection pads 9 a and 9 b provided on the lower surface of the insulating substrate 2.
  • the inner layer wirings 6a to 6d are embedded, for example, between the first surface 2a provided with the detection electrodes 3a to 3d inside the insulating substrate 2 and the other surface (the lower surface in the example of FIG. 1) on the opposite side. Yes. Thereby, the detection electrodes 3a to 3d can be electrically connected to the outside via the inner layer wirings 6a to 6d inside the insulating substrate 2.
  • the inner layer wirings 6a to 6d are connected to the first layer electrode terminals 4a to 4d by using different layers in order to secure a wiring space corresponding to the detection electrodes 3a to 3d. Further, the inner layer wirings 6a to 6d may include wiring conductors (without reference numerals) such as circuit patterns provided between the layers of the insulating substrate 2.
  • the heating electrode 7 is made of, for example, the same metal material as that of the detection electrodes 3a to 3d.
  • the heating electrode 7 include materials containing iron, titanium, chromium, silicon and the like having a high electrical resistivity in order to generate heat particularly efficiently.
  • the heating electrode 7 may contain a metal which is difficult to oxidize such as platinum or Fe—Ni—Cr alloy as a main component.
  • the metal material of the heating electrode 7 is, for example, contained in the heating electrode 7 by about 80% by mass or more and is a main component of the heating electrode 7.
  • the heating electrode 7 may contain an inorganic component such as glass or ceramic in addition to the metal material. These inorganic components are components for adjusting the firing shrinkage when the heating electrode 7 is formed by simultaneous firing with the insulating substrate 2, for example.
  • the detection electrodes 3a to 3d, the electrode terminals 4a to 4d, the internal wirings 5a to 5d, the inner layer wirings 6a to 6d, and the heating electrode 7 are prepared, for example, by kneading the above metal material powder together with an organic solvent and a binder. Then, this metal paste is applied or embedded in a predetermined pattern on the surface and through hole of the ceramic green sheet to be the insulating substrate 2. The metal paste is applied or embedded by a printing method such as a screen printing method.
  • a plurality of ceramic green sheets are laminated so as to cover the print patterns to be the detection electrodes 3a to 3d, the electrode terminals 4a to 4d, the internal wirings 5a to 5d, the inner layer wirings 6a to 6d, and the heating electrode 7, The paste and the ceramic green sheet are fired simultaneously.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a functional configuration of a sensor device including the sensor substrate according to the first embodiment.
  • the sensor device 10 of the present embodiment includes a sensor substrate 1, an overall control unit 20, and a first soot detection unit 31 to a sixth soot detection unit 36, a heater control unit 40, and a temperature detection unit. 50 and a display unit 60 may be further provided.
  • the overall control unit 20 is a microcomputer, for example, and controls the entire sensor device 10. Specifically, the overall control unit 20 controls the first soot detection unit 31 to the sixth soot detection unit 36 and the heater control unit 40 based on a program defined in advance. Further, the overall control unit 20 determines the distribution state and size of the particulate matter based on the current values measured by the first soot detection unit 31 to the sixth soot detection unit 36.
  • the first soot detection unit 31 applies a predetermined voltage (for example, 50 [V]) supplied from an external DC power source (not shown) between the detection electrodes 3a and 3b according to an instruction from the overall control unit 20. Applied to detect particulate matter between the electrodes. Specifically, the value of the current flowing between the detection electrodes 3a-3b is measured.
  • a predetermined voltage for example, 50 [V]
  • an external DC power source not shown
  • the second soot detection unit 32 detects particulate matter between the detection electrodes 3b-3c in the same manner as the first soot detection unit 31 in accordance with an instruction from the overall control unit 20, and therefore between the detection electrodes 3b-3c. Measure the current value.
  • the third eyelid detection unit 33 is between the detection electrodes 3c-3d
  • the fourth eyelid detection unit 34 is between the detection electrodes 3d-3a
  • the fifth eyelet detection unit 35 is between the detection electrodes 3a-3c.
  • the 6 ⁇ detector 36 measures the current value in order to detect the particulate matter between the detection electrodes 3b-3d.
  • the electrodes of the fifth and sixth detection units 35 and 36 have the same polarity. Therefore, the measurement of the current value is not executed.
  • the heater control unit 40 includes a DC power source of 20 [V], for example, and performs control for heating the heating electrode 7 to a predetermined temperature in accordance with an instruction from the overall control unit 20.
  • the temperature detection unit 50 includes a temperature sensor, and measures the temperature of the heating electrode 7 according to an instruction to the heater control unit 40.
  • the display unit 60 is, for example, a liquid crystal display device, and the current value detected by the first soot detection unit 31 to the sixth soot detection unit 36 according to an instruction from the overall control unit 20, the distribution status and size of the particulate matter, and the like Is displayed.
  • FIG. 4A to FIG. 4C are schematic diagrams for explaining how the leakage current changes according to the size of the wrinkles attached to the sensor substrate.
  • FIG. 4A is a schematic diagram for explaining a change in leakage current when a minute wrinkle adheres to the sensor substrate.
  • FIG. 4B is a schematic diagram for explaining a change in leakage current when a medium-sized wrinkle adheres to the sensor substrate.
  • FIG. 4C is a schematic diagram for explaining a change in leakage current when coarse wrinkles adhere to the sensor substrate.
  • FIG. 4A shows a case where a minute ridge 51 is attached to the sensor substrate.
  • the leak currents flowing between the electrodes AB and the electrodes BC at the time T1 are substantially the same. (Curve L1, curve L2).
  • the increase rate of the leakage current is different between the electrodes AB and the electrodes BC (curve L3, curve L4), the distribution of soot between these electrodes is different (ie, , Distribution is non-uniform).
  • FIG. 4B shows a case where a medium-sized ridge 52 is attached to the sensor substrate, and as shown in the right graph, only the leakage current between the electrodes A and B rapidly increases at time T2. (Curve L5). In this case, it can be determined that a moderate wrinkle extending between the electrodes AB is attached at time T2.
  • FIG. 4C shows a case where a coarse ridge 53 is attached to the sensor substrate.
  • the leakage current flowing between the electrodes AB and between the electrodes BC increases rapidly at time T3. is doing. In this case, at time T3, it can be determined that coarse wrinkles between the electrodes AB and between the electrodes BC have adhered.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an algorithm for determining the distribution and size of the detected objects in the sensor device according to the first embodiment.
  • the first hail detection unit 31 to the sixth hail detection unit 36 periodically measure current values (S100), and when a specified time has elapsed (Yes in S102), The control unit 20 compares the final current value between the electrodes (S104).
  • the overall control unit 20 determines that “the distribution of wrinkles is uniform” (S108).
  • the overall control unit 20 determines that “the distribution of wrinkles is uneven” (S110).
  • the overall control unit 20 calculates the current increase rate between the electrodes (S112). When the calculated value is equal to or less than the specified value (Yes in S114), the overall control unit 20 determines that “the soot particles are minute” (S116).
  • the overall control unit 20 determines that “the soot particles are coarse” (S118).
  • FIGS. 6A to 6D are diagrams illustrating an example of a configuration of a sensor substrate having a multilayer structure according to a second embodiment of the present disclosure.
  • 6A is a top view of the sensor substrate 11
  • FIG. 6B is a diagram illustrating the configuration of the second layer wiring of the sensor substrate 11
  • FIG. 6C is the configuration of the heating electrode of the third layer of the sensor substrate 11.
  • FIG. 6D is a bottom view of the sensor substrate 11.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 6A.
  • the gap between the detection electrodes is reduced, and the cost is reduced with a simple configuration.
  • electrode terminals 14a and 14c corresponding to the detection electrodes 13a, 13b and 13c, 13d an internal wiring 15a and 15c and inner layer wirings 16a and 16c are disposed or buried.
  • the third layer of the sensor substrate 11 has a heating electrode 17 embedded therein, and the third or fourth layer has internal wirings 18a and 18b corresponding to the positive and negative electrodes of the heating electrode 17 and a connection pad 19a. , 19b are disposed or buried.
  • the detection electrodes 13a to 13d are, for example, cylindrical electrodes, and the upper surfaces of the detection electrodes 13a to 13d are exposed on the first surface 12a of the insulating substrate 12 and are flush with each other. Furthermore, the detection electrodes 13a and 13b are connected to the positive electrode of an external (not shown) DC power supply (for example, 50 [V]), and the detection electrodes 13c and 13d are connected to the negative electrode of the DC power supply. .
  • an external (not shown) DC power supply for example, 50 [V]
  • the detection electrode 13a constitutes a detection electrode 13d and a pair of positive and negative detection electrodes
  • the detection electrode 13b constitutes a detection electrode 13c and a pair of positive and negative detection electrodes.
  • the sensor apparatus in the said 1st Embodiment. 10 can be realized (specifically, only the first soot detecting unit 31 is operated), and the operation is common, and thus detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 8A to FIG. 8C are diagrams showing modifications regarding the electrode shape and arrangement of the detection electrodes 3a to 3d or the detection electrodes 13a to 13d.
  • FIG. 8A shows a modification in which circular detection electrodes having different diameters are combined.
  • the distance between each electrode is 10 ⁇ m.
  • FIG. 8A for example, when a voltage is applied so that the detection electrode 51e is a positive electrode and the detection electrodes 51a to 51d are a negative electrode, four pairs of detection electrodes are configured.
  • FIG. 8B is a modification when the shape of the detection electrode in FIG. 8A is changed from a circle to an octagon.
  • FIG. 8C is a modification when the shape of the detection electrode in the first embodiment is changed from a circle to a square.
  • the detection electrode according to the above-described embodiment is not limited to the above-described shape, and may be an ellipse or another polygon. Further, the functions of the first wrinkle detection unit 31 to the sixth wrinkle detection unit 36 in the first embodiment are integrated into the first wrinkle detection unit, and each connection is sequentially switched by a switch provided in the first wrinkle detection unit. Thus, the particulate matter may be detected (for example, measurement of leakage current) between the detection electrodes.
  • FIGS. 9A to 9G and FIGS. 10A and 10B are diagrams showing an example of the configuration of the sensor substrate according to the third embodiment.
  • FIG. 9A is a top view of the sensor substrate 101a according to the present embodiment
  • FIGS. 9B and 9C are diagrams showing the configuration of wiring in the second layer and the third layer of the sensor substrate 101a
  • FIG. 9E and FIG. 9F are diagrams showing the configuration of the wirings in the fifth layer and the sixth layer of the sensor substrate 101a
  • FIG. 9G is a diagram showing the configuration of the heating electrode in the fourth layer of the sensor substrate 101a.
  • It is a bottom view of the sensor substrate 101a.
  • 10A is a cross-sectional view taken along the section line CC in FIG. 9A
  • FIG. 10B is a cross-sectional view taken along the section line DD in FIG. 9A.
  • the sensor substrate 101a is used for a sensor device that detects PM, like the sensor substrate 1 in the first embodiment described above.
  • the sensor substrate 101a has at least positive and negative on each surface of a rectangular parallelepiped insulating substrate (for example, the surface, which corresponds to the first surface in the first embodiment) and other surfaces (for example, the back surface) other than the one surface.
  • a pair of detection electrodes are provided, and a part of each of the positive electrode and the negative electrode of the pair of positive and negative detection electrodes is exposed from one surface or the other surface of the insulating substrate. In the example shown in FIGS.
  • the pair of positive and negative detection electrodes is a columnar electrode (hereinafter also referred to as a “columnar electrode”) or a comb electrode, and the columnar electrode and the comb electrode are arranged in correspondence with each other. There may be.
  • the detection electrodes 103a to 103d and the electrode terminals 104a corresponding to the detection electrodes 103a to 103d are provided.
  • ⁇ 104d, internal wirings 105a ⁇ 105c and inner layer wirings 106a ⁇ 106d are arranged.
  • a heating electrode 107 is embedded in the fourth layer of the sensor substrate 101a, and corresponding internal wirings 105b and 108a are also provided.
  • detection is performed as a region that can detect particulate matter (that is, a region where particulate matter is expected to be deposited), including the detection electrodes 103a to 103d.
  • Region 109 was defined.
  • the heating electrode 107 is embedded along the outer periphery of the detection region 109 in plan perspective.
  • the detection electrodes 103e to 103h, the electrode terminals 104e to 104g corresponding to the detection electrodes 103e to 103h, the internal wirings 105e to 105g, and the inner layer wirings 106e to 106h are provided.
  • the detection electrodes 103a to 103d and 103e to 103h are connected to a positive electrode or a negative electrode of an external DC power source (not shown) via electrode terminals 104a to 104d and 104e to 104g. Further, the heating electrode 107 is also connected to an external DC power source via the electrode terminals 104b and 104d.
  • the electrode terminal 104b is connected to the negative electrode of the detection electrodes 103a to 103d and the negative electrode of the heating electrode 107, and is shared as a negative electrode terminal. It is good also as providing.
  • the electrode terminals 104a to 104g may further be provided with connection members such as connection pads for connection to an external power source, a measurement detection circuit, and the like.
  • connection members such as connection pads for connection to an external power source, a measurement detection circuit, and the like.
  • the detection electrodes 103a to 103h are, for example, cylindrical electrodes, and all of the electrodes are partly one surface (first surface) 2a of the insulating substrate 2 or the second surface (other surface) 2b other than the first surface. Is exposed.
  • the upper surfaces of the detection electrodes 103a to 103d and the one surface 2a may be flush with each other, and the upper surfaces of the detection electrodes 103e to 103h and the other surface 2b may be flush with each other.
  • the detection electrodes 103a and 103c are connected to the positive electrode of an external DC power source (for example, 50 [V]) via the internal wirings 105a and 105c connected to the inner layer wirings 106a and 106c and the electrode terminals 104a and 104c. Yes. Furthermore, the detection electrodes 103b and 103d are connected to the negative electrode of the DC power source via the internal wiring 105b connected to the inner layer wiring 106b and the electrode terminal 104b.
  • an external DC power source for example, 50 [V]
  • the detection electrodes 103e and 103g are connected to the positive electrode of the DC power source through the internal wirings 105e and 105g connected to the inner layer wirings 106e and 106g and the electrode terminals 104e and 104g. ing. Further, the detection electrodes 103f and 103h are connected to the negative electrode of the DC power source through the internal wiring 105f and the electrode terminal 104f connected to the inner layer wiring 106f.
  • the detection electrode 103a constitutes a pair of positive and negative detection electrodes with the detection electrode 103b or the detection electrode 103d
  • the detection electrode 103c constitutes a pair of positive and negative detection electrodes with the detection electrode 103b or the detection electrode 103d
  • the detection electrode 103e constitutes a pair of positive and negative detection electrodes with the detection electrode 103f or the detection electrode 103h
  • the detection electrode 103g constitutes a pair of positive and negative detection electrodes with the detection electrode 103f or the detection electrode 103h.
  • the heating electrode 107 is heated to, for example, 700 [° C.] similarly to the heating electrode 7 in the first embodiment, and decomposes and removes the particulate matter adhering to the vicinity of the detection electrodes 103a to 103d and 103e to 103h.
  • the insulating substrate 2 has, for example, a rectangular parallelepiped shape, and is a base portion for providing a pair of detection electrodes and a pair of detection electrodes and a heating electrode that are electrically insulated.
  • the detection electrodes 103a to 103h are via-type (that is, cylindrical) electrodes, for example, the diameter is 50 ⁇ m, and the distance from the adjacent detection electrode is 10 ⁇ m.
  • the diameter of the detection electrodes 103a to 103h may be 20 ⁇ m to 100 ⁇ m, and the distance from the adjacent detection electrode may be 5 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the insulating substrate 2 including the detection electrodes 103a to 103h can be manufactured using the same manufacturing method as that for a circuit substrate including a conventional via.
  • the detection electrodes 103a to 103h are electrodes for detecting particulate matter in the environment where the sensor substrate is installed in the sensor device.
  • particulate matter such as soot adheres between a pair of electrodes (for example, between the detection electrodes 103a-103b and between the detection electrodes 103b-103d)
  • the electrical resistance between the pair of detection electrodes changes, and the gap between the electrodes
  • the flowing leak current changes.
  • the detection electrodes 103a to 103h contain a metal material that can detect such a change in leakage current.
  • the detection electrodes 103a to 103h may use platinum that is difficult to oxidize as such a metal material.
  • the same metal material as that used for the detection electrodes 3a to 3d can be used.
  • a metal plating layer similar to the metal plating layer in the detection electrodes 3a to 3d described above is further applied by electrolytic plating or electroless plating. May be.
  • Inner layer wirings 106a to 106d are formed in the second layer or the third layer of the insulating substrate 2, and electrically connect the first layer detection electrodes 103a to 103d and the electrode terminals 104a to 104d.
  • the inner layer wirings 106e to 106h are formed in the sixth layer or the fifth layer of the insulating substrate 2, and electrically connect the seventh layer detection electrodes 103e to 103h and the electrode terminals 104e to 104g.
  • the heating electrode 107 is made of the same metal material as that of the heating electrode 7 described above, and may further contain an inorganic component.
  • the detection electrodes 103a to 103h, the electrode terminals 104a to 104g, the internal wirings 105a to 105g, the inner layer wirings 106a to 106h, and the heating electrode 107 are the detection electrodes 3a to 3d, the electrode terminals 4a to 4d, and the internal electrodes in the first embodiment described above.
  • the wirings 5a to 5d, the inner layer wirings 6a to 6d, and the heating electrode 7 can be formed by the same manufacturing method.
  • the detection sensitivity of the particulate matter can be improved without changing the sensor size, and the continuous measurement time can be extended. Further, the sensor substrate 101a employs a columnar detection electrode with a narrow gap between the detection electrodes, thereby further improving the detection sensitivity.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a sensor device using the sensor substrate according to the present embodiment.
  • the sensor device 100 includes a sensor substrate 101a, necessary power supplies 120 and 130, and a measurement detection circuit 140 in order to detect particulate matter.
  • the same parts as those in FIGS. 9A to 9G are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the measurement detection circuit 140 deposits between the positive electrode and the negative electrode. A leakage current based on the particulate matter is detected, and a resistance value between the positive electrode and the negative electrode is calculated.
  • the power supplies 120 and 130 and the measurement detection circuit 140 are the power supply and measurement detection circuit (that is, the overall control unit 20, the first soot detection unit 31 to the sixth soot detection unit 36, and the heater control unit 40 in the first embodiment described above. Further, it can be realized by applying the temperature detection unit 50, the display unit 60, and the like.
  • the measurement detection circuit 140 detects the leakage current in each pair of detection electrodes in a time division manner. Perform detection.
  • a connection conductor such as a conductive connection material that electrically connects the lead terminals 110 a and 110 b and the power sources 120 and 130 is schematically indicated by a virtual line (two-dot chain line).
  • the lead terminals 110a and 110b are not directly involved in the detection of particulate matter, like the electrode terminals 104a and the like. Therefore, the materials forming the lead terminals 110a and 110b are used as the environment in which they are used, the sensor substrate 101a. You may select suitably according to conditions, such as productivity and economical efficiency.
  • the lead terminals 110a and 110b are made of a metal material having excellent oxidation resistance such as platinum or gold, it is advantageous in terms of reliability as the sensor device 100.
  • the lead terminals 110a and 110b may be formed of an iron-based alloy such as an iron-nickel-cobalt alloy, copper, or the like in consideration of economy. Further, when the lead terminals 110a and 110b are made of an iron-based alloy, the exposed surface may be protected by a plating layer such as a gold plating layer.
  • the joining of the lead terminals 110a and 110b to the electrode terminals 104a and the like is performed by, for example, a brazing material (no symbol) such as silver brazing (silver copper brazing material) or gold brazing. Also for the brazing material, the material is appropriately selected according to various conditions when the sensor substrate 101a is manufactured or used, similarly to the lead terminals 110a and 110b.
  • a brazing material such as silver brazing (silver copper brazing material) or gold brazing.
  • the material is appropriately selected according to various conditions when the sensor substrate 101a is manufactured or used, similarly to the lead terminals 110a and 110b.
  • the detection electrode is configured by 2 ⁇ 2 (that is, four) columnar electrodes, but is not limited to 2 ⁇ 2, for example, n ⁇ m (2 ⁇ n and m ⁇ 200) may be arbitrarily combined within the range.
  • the detection electrode is disposed on the back surface facing the one surface as the other surface.
  • a detection electrode may be provided.
  • the columnar detection electrode according to the above-described embodiment is not limited to the above-described columnar shape, and may be an elliptical or other polygonal columnar shape.
  • FIGS. 12B and 12D are diagrams illustrating an example of the configuration of the second layer and the fourth layer of the sensor substrate 101b.
  • FIGS. 12B and 12D are diagrams illustrating an example of the configuration of the second layer and the fourth layer of the sensor substrate 101b.
  • FIG. 12E is a bottom view of the sensor substrate 101b.
  • 13A is a cross-sectional view taken along a cutting plane line EE in FIG. 12A
  • FIG. 13B is a cross-sectional view taken along a cutting plane line FF in FIG. 12A.
  • FIGS. 12A to 12E and FIGS. 13A and 13B the same reference numerals are used for the common configurations. The description is omitted.
  • the first layer or the second layer of the sensor substrate 101b is provided with detection electrodes 113a to 113i and electrode terminals 114a to 113i corresponding to the detection electrodes 113a to 113i.
  • 114c, internal wirings 115a, 115b, 118a and inner layer wirings 116a to 116c are arranged.
  • a heating electrode 117 is embedded in the third layer of the sensor substrate 101b, and corresponding internal wirings 115b and 118a are disposed.
  • the detection electrodes 113j to 113r the electrode terminals 114j and 114k corresponding to the detection electrodes 113j to 113r, the internal wirings 115j and 115k, and the inner layer wirings 116j to 116l are provided. It is arranged.
  • the detection electrodes 113a to 113i and 113j to 113r are, for example, columnar electrodes as in the first embodiment, and any upper surface is exposed to one surface 2a or the other surface 2b of the insulating substrate 2, It is the same.
  • the detection electrodes 113d to 113f and 113m to 113o are connected to the positive electrode of an external (not shown) DC power source (for example, 50 [V]), and the detection electrodes 113a to 113c, 113g to 113i, 113j. ⁇ 113l and 113p ⁇ 113r are connected to the negative electrode of the DC power source.
  • the detection electrodes 113d to 113f constitute a pair of positive and negative detection electrodes with the detection electrodes 113a to 113c or the detection electrodes 113g to 113i, and the detection electrodes 113m to 113o are positive and negative with the detection electrodes 113j to 113l or the detection electrodes 113p to 113r.
  • a pair of detection electrodes is configured.
  • the detection electrodes 113a to 113i and 113j to 113r are configured to be a common electrode in a horizontal row, and therefore, the inner layer wirings 116a to 116c, 116j to 116l can be simply configured, and cost can be reduced.
  • the detection sensitivity of the particulate matter can be improved without changing the sensor size, the continuous measurement time can be extended, and the columnar detection can be performed. While arranging more electrodes, it is possible to simplify the configuration of the inner layer wiring inside the insulating substrate and suppress an increase in cost.
  • the sensor device (not shown) in the present embodiment is basically the same as that in the case of the sensor substrate 101a, and thus can be realized by diverting the sensor device 100 in the third embodiment. It is. Therefore, description of the operation is omitted.
  • FIG. 14A to 14D are drawings showing an example of the configuration of the sensor substrate according to the fifth embodiment.
  • FIG. 14A is a top view of an example of the sensor substrate 101c according to the present embodiment
  • FIGS. 14B and 14C are diagrams showing an example of the configuration of the heating electrodes of the second layer and the third layer of the sensor substrate 101c.
  • FIG. 14D is a bottom view of an example of the sensor substrate 101c.
  • 15A is a cross-sectional view taken along a cutting plane line GG in FIG. 14A
  • FIG. 15B is a cross-sectional view taken along a cutting plane line HH in FIG. 14A.
  • the sensor substrate 101c including the comb-shaped electrode that is the detection electrode according to the present embodiment can also be manufactured using a conventional manufacturing method. Further, in the embodiment shown in FIGS. 14A to 14D and FIGS. 15A and 15B and the embodiment shown in FIGS. 9A to 9G and FIGS. 10A and 10B, the same reference numerals are used for the common configurations. The description is omitted.
  • detection electrodes 123a, 123b and 123c, 123d are arranged on the first layer and the fourth layer of the sensor substrate 101c, and the second layer, the third layer are arranged.
  • Heat generating electrodes 127a and 127b are disposed on the layer.
  • the detection region 129 including the detection electrodes 123a, 123b or 123c, 123d is defined as in the third embodiment.
  • the heating electrode 127a or 127b is embedded along the outer periphery of the detection region 129 in a plan view.
  • the detection electrodes 123a to 123d are comb electrodes, and are exposed from one surface 2a or the other surface 2b of the insulating substrate.
  • the detection electrode 123a constitutes a detection electrode 123b and a pair of positive and negative detection electrodes
  • the detection electrode 123c constitutes a detection electrode 123d and a pair of positive and negative detection electrodes.
  • the detection electrodes 123a and 123c are connected to a positive electrode of an external (not shown) DC power supply (for example, 50 [V]), and the detection electrodes 123b and 123d are connected to a negative electrode of the DC power supply. .
  • the sensor substrate 101c it is possible to improve the detection sensitivity of the particulate matter without changing the sensor size as in the third embodiment, and it is possible to extend the continuous measurement time.
  • the comb electrodes are arranged symmetrically on the first and fourth layers, deformation due to thermal stress during firing can be suppressed.
  • the sensor device (not shown) in the present embodiment can be realized by diverting the sensor device 100 in the third embodiment, and a description of the operation thereof will be omitted.
  • FIG. 16A to FIG. 16F are drawings showing an example of the configuration of the sensor substrate according to the sixth embodiment.
  • the sensor substrate 101d according to this embodiment is similar to the sensor substrate 101c according to the fifth embodiment in that columnar electrodes (hereinafter referred to as “columnar electrodes”) 133a to 133e, 134a to 134d, and columnar electrodes 135a to 135d, 136a. To 136e are additionally provided.
  • columnar electrodes hereinafter referred to as “columnar electrodes”
  • columnar electrodes 133a to 133e, 134a to 134d, and the columnar electrodes 135a to 135d, 136a to 136e are comb-shaped electrodes 123a and 123b, and comb-shaped electrodes 123c, Connected corresponding to 123d.
  • FIG. 16A is a top view of the sensor substrate 101d according to the present embodiment
  • FIG. 16B is a drawing showing an example of the configuration of wiring in the second layer of the sensor substrate 101d according to the present embodiment
  • FIGS. 16C and 16D are diagrams illustrating an example of the configuration of the third layer and the fourth layer of the heating electrode of the sensor substrate 101d
  • FIG. 16E is an example of the configuration of the wiring in the fifth layer of the sensor substrate 101d. It is drawing which shows.
  • FIG. 16F is a bottom view of the sensor substrate 101d.
  • 17A is a cross-sectional view taken along section line II in FIG. 16A
  • FIG. 17B is a cross-sectional view taken along section line JJ in FIG. 16A.
  • the sensor substrate 101d including the comb electrodes 123a to 123d and the columnar electrodes 133a to 133e, 134a to 134d, 135a to 135d, and 136a to 136e according to the present embodiment can also be manufactured using a conventional manufacturing method. it can.
  • the same reference numerals are used for the common configurations. The description is omitted.
  • columnar electrodes 133a to 133e and 134a to 134d corresponding to the comb electrodes 123a and 123b are arranged on the second layer of the sensor substrate 101d.
  • columnar electrodes 135a to 135d and 136a to 136e corresponding to the comb-tooth electrodes 123c and 123d are disposed on the fifth layer of the sensor substrate 101d.
  • the comb electrodes 123a and 123b are fixed by the columnar electrodes 133a to 133e and 134a to 134d, respectively, and the comb electrodes 123c and 123d are respectively the columnar electrodes 135a to 134d. , 136a to 136e, the comb electrodes 123a to 123d can be prevented from peeling off.
  • the sensor device (not shown) in the present embodiment can be realized by diverting the sensor device 100 in the third embodiment, and a description of the operation thereof will be omitted.
  • FIGS. 18A to 18E and FIGS. 19A and 19B are drawings showing an example of the configuration of the sensor substrate according to the seventh embodiment.
  • FIG. 18A is a top view of the sensor substrate 201 according to the present embodiment
  • FIGS. 18B and 18C are diagrams showing the configuration of wirings in the second layer and the third layer of the sensor substrate 201
  • FIG. FIG. 18E is a bottom view of the sensor substrate 201.
  • FIG. 18E is a view showing the configuration of the heating electrode in the fourth layer of the sensor substrate 201.
  • FIG. 19A is a cross-sectional view taken along a cutting plane line KK in FIG. 18A
  • FIG. 19B is a cross-sectional view taken along a cutting plane line LL in FIG. 18A.
  • the sensor substrate 201 is used for a sensor device that detects PM, similar to the sensor substrate 1 in the first embodiment.
  • the sensor substrate 201 includes a flat insulating substrate, a first positive detection electrode disposed on the surface of the insulating substrate, and a first negative detection electrode adjacent to the first positive detection electrode. And a second positive electrode detection electrode and a second negative electrode detection electrode adjacent to the second positive electrode detection electrode to form a pair of positive and negative detection electrodes, and at least one direction (for example, FIG. 18A In the x direction), the first electrode interval, which is the separation distance between the first positive electrode detection electrode and the first negative electrode detection electrode, and the second positive electrode detection electrode and the second negative electrode The second electrode interval, which is a separation distance from the detection electrode, is different.
  • the pair of positive and negative detection electrodes is not limited to the above-described columnar electrode, but may be a comb electrode, or a column electrode and a comb electrode arranged in correspondence with each other. It may be.
  • the detection electrodes 203a to 203l and the electrode terminals 204a corresponding to the detection electrodes 203a to 203l are provided.
  • internal wirings 205a to 205d and inner layer wirings 206a to 206d are provided.
  • a heating electrode 207 is embedded in the fourth layer of the sensor substrate 201, and corresponding internal wirings 208a and 208b and connection pads 209a and 209b are disposed.
  • the detection electrodes 203a to 203l are connected to a positive electrode or a negative electrode of an external DC power source (not shown) via electrode terminals 204a to 204d. Further, the heating electrode 207 is also connected to an external DC power source via connection pads 209a and 209d.
  • an external DC power source not shown
  • the detection electrodes 203a to 203l are, for example, cylindrical electrodes, and a part of each electrode is exposed from the one surface 2a of the insulating substrate 2. In this case, each upper surface of the detection electrodes 203a to 203l and the one surface 2a may be flush with each other.
  • the detection electrodes 203a, 203e, 203i and 203c, 203g, 203k are connected to an external DC power source (for example, 50 [V] via the internal wirings 205a, 205c and the electrode terminals 204a, 204c connected to the inner wirings 206a, 206c. ]) Positive electrode. Further, the detection electrodes 203b, 203f, 203j and 203d, 203h, 203l are connected to the negative electrode of the DC power source via the internal wirings 205b, 205d and the electrode terminals 204b, 204d connected to the inner layer wirings 206b, 206d. ing.
  • an external DC power source for example, 50 [V]
  • the detection electrodes 203b, 203f, 203j and 203d, 203h, 203l are connected to the negative electrode of the DC power source via the internal wirings 205b, 205d and the electrode terminals 204b, 204d connected to the inner layer wirings
  • every three detection electrodes in a vertical row (for convenience, they are referred to as “A group electrode”, “B group electrode”, “C group electrode”, and “D group electrode” from the left).
  • the group A electrodes of the detection electrodes 203a, 203e, and 203i constitute a pair of positive and negative detection electrodes with the group B electrodes of the detection electrodes 203b, 203f, and 203j, and the detection electrodes 203c, 203g
  • the 203k C group electrode constitutes a pair of positive and negative detection electrodes with the D group electrode of the detection electrodes 203d, 203h, and 203l.
  • the distance that is the separation distance between adjacent electrodes gradually increases, and the distance between them is non-uniform.
  • the distance between the A group electrode and the B group electrode is “d11”
  • every three detection electrodes in a vertical row are shared by the same positive electrode or negative electrode, but it may be configured so that every third detection electrode in a horizontal row is common.
  • the heating electrode 207 is heated to, for example, 700 [° C.] similarly to the heating electrode 7 in the first embodiment, and decomposes and removes the particulate matter adhering to the vicinity of the detection electrodes 203a to 203l.
  • the insulating substrate 2 has, for example, a flat plate shape, and is a base portion for providing a pair of detection electrodes and a pair of detection electrodes and the heating electrode 207 in an electrically insulated manner.
  • the detection electrodes 203a to 203l are columnar (for example, columnar) electrodes.
  • the diameter may be 20 ⁇ m to 100 ⁇ m, and the distance between adjacent detection electrodes may be 5 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the insulating substrate 2 including the detection electrodes 203a to 203l can be manufactured by using a manufacturing method similar to that of a circuit substrate including a conventional via (through conductor).
  • the detection electrodes 203a to 203l are electrodes for detecting particulate matter in the environment where the sensor substrate is installed in the sensor device.
  • particulate matter such as soot adheres between a pair of electrodes (for example, between the detection electrodes 203a-203b and between the detection electrodes 203c-203d)
  • the electrical resistance between the pair of detection electrodes changes, and the gap between the electrodes
  • the flowing leak current changes.
  • the detection electrodes 203a to 203l contain a metal material that can detect such a change in leakage current.
  • the detection electrodes 203a to 203l may use platinum that is difficult to oxidize as such a metal material.
  • the detection electrodes 203a to 203l can be made of a metal material similar to the metal material used for the detection electrodes 3a to 3d described above.
  • a metal plating layer similar to the metal plating layer in the detection electrodes 3a to 3d described above is further applied by electrolytic plating or electroless plating. May be.
  • Inner layer wirings 206a to 206d are formed in the second layer or the third layer of the insulating substrate 2, and electrically connect the first layer detection electrodes 203a to 203l and the electrode terminals 204a to 204d.
  • the heating electrode 207 is made of the same metal material as that of the heating electrode 7 described above.
  • the detection electrodes 203a to 203l, the electrode terminals 204a to 204d, the internal wirings 205a to 205d, 208a, 208b, the inner layer wirings 206a to 206d, and the heating electrode 207 are the detection electrodes 3a to 3d and electrode terminals 4a in the first embodiment described above.
  • internal wirings 5a to 5d, inner wirings 6a to 6d, and heating electrode 7 can be formed by the same manufacturing method.
  • the sensor substrate 201 it is possible to continuously detect for a long time while ensuring responsiveness regardless of the concentration of particulate matter in the exhaust gas.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a sensor device using the sensor substrate according to the present embodiment.
  • the sensor device 200 includes a sensor substrate 201, necessary power supplies 220 and 230, and a measurement detection circuit 240 in order to detect particulate matter.
  • the same parts as those in FIGS. 18A to 18E are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the measurement detection circuit 240 applies the particulate matter deposited between the positive electrode and the negative electrode. Based on the detected leakage current, the resistance value between the positive electrode and the negative electrode is calculated.
  • the power supplies 220 and 230 and the measurement detection circuit 240 are the power supply and measurement detection circuit (that is, the overall control unit 20, the first soot detection unit 31 to the sixth soot detection unit 36, and the heater control unit 40 in the first embodiment described above. Further, it can be realized by applying the temperature detection unit 50, the display unit 60, and the like.
  • the measurement detection circuit 240 detects a leakage current in each pair of detection electrodes in a time-sharing manner.
  • a connection conductor such as a conductive connection material that electrically connects the lead terminals 210 a and 210 b and the power sources 220 and 230 is schematically shown by a virtual line (two-dot chain line).
  • the lead terminals 210a and 210b do not directly participate in the detection of the particulate matter, like the electrode terminals 204a and the like. Therefore, the material forming the lead terminals 210a and 210b is used as the environment in which the lead terminals 210a and 210b are used. You may select suitably according to conditions, such as productivity and economical efficiency.
  • the lead terminals 210a and 210b are made of a metal material having excellent oxidation resistance such as platinum or gold, it is advantageous in terms of reliability as the sensor device 200.
  • the lead terminals 210a and 210b may be formed of an iron-based alloy such as an iron-nickel-cobalt alloy, copper, or the like in consideration of economy. Further, when the lead terminals 210a and 210b are made of an iron-based alloy, the exposed surface may be protected by a plating layer such as a gold plating layer.
  • the joining of the lead terminals 210a and 210b to the electrode terminals 204a and the like is performed by, for example, a brazing material (no symbol) such as silver brazing (silver copper brazing material) or gold brazing.
  • a brazing material such as silver brazing (silver copper brazing material) or gold brazing.
  • the brazing material is also appropriately selected in accordance with various conditions when the sensor substrate 201 is manufactured or used, similarly to the lead terminals 210a and 210b.
  • the detection electrodes are configured by 3 ⁇ 4 (that is, 12) columnar electrodes.
  • the number of detection electrodes is not limited to 3 ⁇ 4.
  • n ⁇ m (2 ⁇ n and m ⁇ 200) may be arbitrarily combined within the range.
  • the columnar detection electrode according to the above-described embodiment is not limited to the above-described columnar shape, and may be an elliptical or other polygonal columnar shape.
  • FIGS. 21A to 21C are top views showing the configuration of the detection electrode in each example according to the eighth embodiment.
  • the configuration of the detection electrodes (particularly columnar detection electrodes) other than the detection electrodes arranged on the sensor substrate shown in the seventh embodiment will be described.
  • the same reference numerals are used for the same components as those in the embodiments shown in FIGS. 18A to 18E and FIGS. 19A and 19B, and the description thereof is omitted. .
  • FIG. 21A is a top view of the sensor substrate of the first example according to the present embodiment. Similar to the sensor substrate 201 in the seventh embodiment, the sensor substrate 202A is used in a sensor device that detects particulate matter in the exhaust gas, and has an equivalent detection effect.
  • the x-axis and the y-axis are defined as shown in FIG. 21A.
  • the x-axis and the y-axis are similarly defined, but the description thereof is omitted.
  • the A group electrode to the D group electrode are arranged from the left, and the A group electrode and the C group electrode are connected to the positive electrode of the power source (not shown).
  • the B group electrode and the D group electrode are connected to the negative electrode of the power source.
  • each group electrode is similarly arrange
  • the sensor substrate 202A is useful, for example, when exhaust gas flows in a direction opposite to the direction in which the exhaust gas flows in the sensor substrate 201.
  • FIG. 21B is a top view of the sensor substrate of the second example according to the present embodiment. Similar to the sensor substrate 201 described above, the sensor substrate 202B is used in a sensor device that detects particulate matter in the exhaust gas, and exhibits a detection effect equal to or greater than that.
  • the interval between the group electrodes in the x direction on the sensor substrate 202B is the same as that of the sensor substrate 201.
  • the distance h22 between the detection electrodes in the C group electrode is wider than the distance h21 between the detection electrodes in the B group electrode.
  • Each detection electrode is arranged so that the distance h23 between the detection electrodes in the electrode is further increased.
  • the sensor substrate 202B is arranged so that the interval between the detection electrodes is different in both the x direction and the y direction, the detection unevenness caused by the flow direction of the exhaust gas is reduced, and the concentration of PM in the exhaust gas is low Enables rapid detection of particulate matter by the particulate matter deposited in a portion where the interval between the detection electrodes is narrow, and when the concentration of PM in the exhaust gas is high, particles in the portion where the interval between the detection electrodes is wide Since it takes a long time until the electrical properties change due to the deposition of the particulate matter, continuous detection for a longer time becomes possible.
  • FIG. 21C is a top view of the sensor substrate of the third example according to the present embodiment. Similar to the sensor substrate 201 described above, the sensor substrate 202C is used in a sensor device that detects particulate matter in the exhaust gas, and exhibits a detection effect equal to or greater than that.
  • the difference between the sensor substrate 202C and the sensor substrate 201 is that an E group electrode is further provided on the right side of the D group electrode, and the distance between the D group electrode and the E group electrode in the x direction is smaller than the distance d13.
  • the interval between the adjacent detection electrodes in the x direction is configured to be “narrow” ⁇ “wide” ⁇ “narrow”.
  • the E group electrode is connected to the positive electrode of the power source.
  • the sensor substrate 202C is useful, for example, when the exhaust gas flows in a more complicated direction as compared to the direction in which the exhaust gas flows in the sensor substrate 201.
  • the interval between adjacent detection electrodes in the x direction may be configured to be “wide” ⁇ “narrow” ⁇ “wide”.
  • a sensor device (not shown) on which each sensor substrate in the present embodiment is mounted is basically the same as the case of the sensor substrate 201, and thus the sensor device 200 in the seventh embodiment is diverted. Can be realized. Therefore, description of the operation is omitted.
  • FIGS. 22A to 22D are top views showing the configuration of the detection electrode in each example according to the ninth embodiment.
  • the configuration of the detection electrodes (particularly, comb electrodes) other than the detection electrodes arranged on the sensor substrate shown in the seventh embodiment will be described.
  • the same reference numerals are used for the same components as those in the embodiments shown in FIGS. 18A to 18E and FIGS. 19A and 19B, and the description thereof is omitted. To do.
  • FIG. 22A is a top view of the sensor substrate of the first example according to the present embodiment. Also in FIG. 22A, the x-axis and the y-axis are defined for convenience. In addition, in the following FIGS. 22B to 22D, the x-axis and the y-axis are similarly defined, but the description thereof is omitted.
  • the sensor substrate 203A in the first example includes comb electrodes corresponding to the configuration of the detection electrodes 203a to 203l in the seventh embodiment.
  • the sensor substrate 203A is provided with a detection electrode 223a and a detection electrode 223b.
  • the detection electrode 223a is connected to a positive electrode of a power source (not shown), and the detection electrode 223b is connected to a negative electrode of the power source. Yes.
  • the positive detection electrode 223a includes electrode fingers f0 and f12 extending in the ⁇ y direction
  • the negative detection electrode 223b includes electrode fingers f11 and f13 extending in the y direction.
  • the lengths of the electrode fingers f11, f12, and f13 in the y direction are the same at h31, but the distance d31 between the electrode fingers f0-f11, the distance d32 between the electrode fingers f11-f12, and the electrode fingers f12-f13.
  • the gap d33 is in the relationship of d31 ⁇ d32 ⁇ d33, and the electrode fingers are arranged so that the gap gradually increases.
  • FIG. 22B is a top view of the sensor substrate of the second example according to the present embodiment.
  • the sensor substrate 203B in the second example shows a configuration of comb-teeth electrodes corresponding to the configuration of the detection electrode of the sensor substrate 202B in the seventh embodiment.
  • the sensor substrate 203B is provided with a detection electrode 223c and a detection electrode 223d, the detection electrode 223c is connected to a positive electrode of a power supply (not shown), and the detection electrode 223d is connected to a negative electrode of the power supply. Yes.
  • the interval between the electrode fingers on the sensor substrate 203B is the same as that of the sensor substrate 203A (d31, d32, d31).
  • the positive detection electrode 223c includes electrode fingers f0 and f22 extending in the ⁇ y direction
  • the negative detection electrode 223d includes electrode fingers f21 and f23 extending in the y direction.
  • the lengths of the electrode fingers f21, f22, and f23 in the y direction are different at h31, h32, and h33, respectively.
  • the distance d31 between the electrode fingers f0-f21, the distance d32 between the electrode fingers f1-f22, and The distance d33 between the electrode fingers f22-f23 is also in a relationship of d31 ⁇ d32 ⁇ d33, and the electrode fingers are arranged so that the distance gradually increases in both the x and y directions.
  • the concentration of PM in the exhaust gas is low.
  • the particulate matter can be quickly detected by the particulate matter deposited in a portion where the interval between the detection electrodes is narrow.
  • the concentration of PM in the exhaust gas is high, it takes a longer time until the particulate matter accumulates in the part where the distance between the detection electrodes is wide and the electrical characteristics change, so that long-time continuous detection is possible. It becomes possible.
  • FIG. 22C is a top view of the sensor substrate of the third example according to the present embodiment.
  • the difference between the sensor substrate 203C in the third embodiment and the sensor substrate 201 is that the electrode pitch is the distance between the centers of the electrode finger f0 and the electrode finger f31, the electrode pitch between the electrode finger f31 and the electrode finger f32, and the electrode finger f32.
  • the electrode pitch of the electrode finger f31 is the same (P0), the electrode width of the electrode finger f31 is d41, the electrode width of the electrode finger f32 is d42, and the electrode width of the electrode finger f33 is d43.
  • the comb-shaped electrodes 223e and 223f are disposed so that the distance between the electrode fingers is gradually increased by gradually reducing the electrode width of the electrode fingers in view.
  • the columnar electrodes described above for example, cylindrical electrodes
  • the electrode pitches are all the same, and the diameter of the electrode corresponding to the electrode width in plan view is gradually increased.
  • Columnar electrodes may be arranged so that the distance between the electrodes gradually increases by narrowing.
  • the sensor substrate 203C gradually changes the electrode width from “wide” to “narrow” while making the electrode pitch between the electrode fingers of the comb-teeth electrodes equal, thereby changing the interval between the detection electrodes from “narrow” to “wide”. So that the detection unevenness caused by the flow direction of the exhaust gas is reduced, and when the PM concentration in the exhaust gas is low, the interval between the detection electrodes is narrow.
  • the particulate matter accumulated in the exhaust gas enables rapid detection of particulate matter and the PM concentration in the exhaust gas is high, the particulate matter accumulates in the part where the interval between the sensing electrodes is wide, and the electrical characteristics change. Since it takes a long time to do, continuous detection for a longer time becomes possible.
  • the sensor substrate 203C is useful in a manufacturing process in which the electrode pitch cannot be freely changed, for example.
  • FIG. 22D is a top view of the sensor substrate of the fourth example according to the present embodiment.
  • the difference between the sensor substrate 203D and the sensor substrate 203A in the fourth embodiment is that the comb-like electrodes are divided into two sets to enable more detailed detection of particulate matter. Specifically, it is divided into two sets of comb electrodes, that is, comb electrodes 223g and 223h in a region where the interval between electrode fingers is narrow and comb electrodes 223i and 223j in a region where the interval between electrode fingers is wide. Because the detection of particulate matter in the region where the distance between the electrode fingers is narrow and the detection of particulate matter in the region where the distance between the electrode fingers is wide are performed separately, more detailed particulate matter detection is possible Become.
  • the comb electrode is divided into two sets.
  • the present invention is not limited to this, and it is configured to detect the particulate matter by dividing into a plurality of sets. Also good.
  • a sensor device that employs each sensor substrate in the present embodiment is basically the same as that of the sensor substrate 1, and thus the sensor device 10 in the first embodiment is used. Can be realized. Therefore, description of the operation is omitted. It is also possible to configure a sensor substrate or the like on which an electrode in which the above embodiment or example is combined is provided.
  • FIG. 23A to FIG. 23C are drawings showing an example of the configuration of the sensor substrate according to the tenth embodiment.
  • the sensor substrate 204 according to the present embodiment is obtained by adding comb-tooth electrodes 233a and 233b to the sensor substrate 201 according to the seventh embodiment.
  • the columnar electrodes 203a, 203e, 203i, 203c, 203g, and 203k and the columnar electrodes 203b, 203f, 203j, 203d, 203h, and 203l are respectively connected to the lower side of the comb-shaped electrode 233a and the comb-shaped electrode 233b. ing.
  • the detection electrodes 203a to 203l in the seventh embodiment can be used for the columnar electrodes 203a to 203l.
  • FIG. 23A is a top view of the sensor substrate 204 according to the present embodiment
  • FIG. 23B is a cross-sectional view taken along a cutting plane line MM in FIG. 23A
  • FIG. 23C is a cutting plane line NN in FIG. 23A.
  • FIG. The sensor substrate 204 including the comb electrodes 233a and 233b and the columnar electrodes 203a to 203l according to this embodiment can also be manufactured using a conventional manufacturing method.
  • the second layer to the fifth layer according to the present embodiment have the same configuration as the sensor substrate 201 according to the seventh embodiment, the description thereof is omitted.
  • FIGS. 23A to 23C and the embodiment shown in FIGS. 18A, 19A, and 19B the same reference numerals are used for the common configurations, and the description thereof is omitted.
  • comb-shaped electrodes 233a and 233b are disposed on the first layer of the sensor substrate 204, and the corresponding columnar electrodes 203a, 203e, 203i, and the like are disposed below the comb-shaped electrodes 233a.
  • 203c, 203g, and 203k are joined.
  • corresponding columnar electrodes 203b, 203f, 203j, 203d, 203h, and 203l are joined below the comb electrode 233b.
  • the comb electrodes 233a and 233b are fixed by the six columnar electrodes, respectively, so that the comb electrodes 233a and 233b are prevented from peeling off. Can do.
  • the sensor device (not shown) in the present embodiment can be realized by diverting the sensor device 200 in the seventh embodiment, and a description of the operation thereof will be omitted.

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Abstract

本開示のセンサ基板は、絶縁基板と、前記絶縁基板に位置する、少なくとも正負一対の柱状電極を含む、正負一対の検知電極であって、該正負一対の柱状電極の正極および負極それぞれの一部が、前記絶縁基板の第１面に露出している正負一対の検知電極と、前記絶縁基板の内部に埋設された、前記正負一対の検知電極の正極および負極それぞれに対応する内層配線と、を備える。

Description

センサ基板およびセンサ装置
　本発明は、絶縁基板と、絶縁基板に設けられた電極とを含むセンサ基板およびセンサ装置に関する。
　自動車等の排気ガスに含まれる煤を主成分とする粒子状物質（Particulate Matter:ＰＭ）を補集するためにＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）等が設置されており、このＤＰＦ等の異常を検出するためのＰＭ検出センサとして、例えば特許文献１に記載されているように、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミック焼結体からなる絶縁基板と、絶縁基板の表面に厚膜印刷（スクリーン印刷）によって形成した検知電極等を備える粒子状物質検出装置が開示されている。この装置は、排気ガス中に含有されるＰＭ等の被検知物が一対の検知電極間に堆積することで生じる電気的特性の変化に基づいて粒子状物質を検出している。
　一方、例えば特許文献２に記載されているように、一対の検知電極等を厚膜印刷以外の製法（具体的には、検知電極等を幅方向に順次積層して積層構造体を構成し、この積層構造体をダイシングソー等によって所定の厚さにスライスする製法）によって、一対の電極を有するＰＭ検出センサを製造する方法も開示されている。そして、排気ガス中の粒子状物質に対する検出感度を改善し得るセンサ基板、およびそれを用いたセンサ装置が求められている。
特開２０１２－４７５９６号公報 特開２０１４－３２０６３号公報
　本開示のセンサ基板は、絶縁基板と、前記絶縁基板に位置する、少なくとも正負一対の柱状電極を含む、正負一対の検知電極であって、該正負一対の柱状電極の正極および負極それぞれの一部が、前記絶縁基板の第１面に露出している正負一対の検知電極と、前記絶縁基板の内部に埋設された、前記正負一対の検知電極の正極および負極それぞれに対応する内層配線と、を備える。
　また本開示のセンサ装置は、上記のセンサ基板と、前記内層配線を介して前記正負一対の検知電極に電力を供給する電源と、を備える。
　本開示の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。
図１Ａは、第１の実施形態に係るセンサ基板の一例の上面図である。図１Ｂは、第１の実施形態に係るセンサ基板の第２層における配線の構成の一例を示す図面である。図１Ｃは、第１の実施形態に係るセンサ基板の第３層における配線の構成の一例を示す図面である。図１Ｄは、第１の実施形態に係るセンサ基板の第４層における発熱電極の構成の一例を示す図面である。図１Ｅは、第１の実施形態に係るセンサ基板の一例の下面図である。 図１Ａの切断面線Ａ－Ａにおける断面図である。 第１の実施形態に係るセンサ基板を備えるセンサ装置の機能構成を示すブロック図である。 図４Ａは、微小な煤がセンサ基板に付着した場合のリーク電流の変化の様子を説明するための模式図である。図４Ｂは、中程度の大きさの煤がセンサ基板に付着した場合のリーク電流の変化の様子を説明するための模式図である。図４Ｃは、粗大な煤がセンサ基板に付着した場合のリーク電流の変化の様子を説明するための模式図である。 第１の実施形態に係るセンサ装置における被検知物の分布および大きさを判定するアルゴリズムを示すフローチャートである。 図６Ａは、第２の実施形態に係るセンサ基板の一例の上面図である。図６Ｂは、第２の実施形態に係るセンサ基板の第２層における配線の構成を示す図面である。図６Ｃは、第２の実施形態に係るセンサ基板の第３層における発熱電極の構成を示す図面である。図６Ｄは、第２の実施形態に係るセンサ基板の一例の下面図である。 図６Ａの切断面線Ｂ－Ｂにおける断面図である。 図８Ａは、直径の異なる円形の検知電極を組み合わせた変形例である。図８Ｂは、図８Ａにおける検知電極の形状を円形から８角形に変更した場合の変形例である。図８Ｃは、第１の実施形態における検知電極の形状を円形から正方形に変更した場合の変形例である。 図９Ａは、第３の実施形態に係るセンサ基板の一例の上面図である。図９Ｂは、第３の実施形態に係るセンサ基板の第２層における配線の構成の一例を示す図面である。図９Ｃは、第３の実施形態に係るセンサ基板の第３層における配線の構成の一例を示す図面である。図９Ｄは、第３の実施形態に係るセンサ基板の第４層における発熱電極の構成の一例を示す図面である。図９Ｅは、第３の実施形態に係るセンサ基板の第５層における配線の構成の一例を示す図面である。図９Ｆは、第３の実施形態に係るセンサ基板の第６層における配線の構成の一例を示す図面である。図９Ｇは、第３の実施形態に係るセンサ基板の一例の下面図である。 図１０Ａは、図９Ａの切断面線Ｃ－Ｃにおける断面図である。図１０Ｂは、図９Ａの切断面線Ｄ－Ｄにおける断面図である。 第３の実施形態に係るセンサ基板を備えるセンサ装置の一例の断面図である。 図１２Ａは、第４の実施形態に係るセンサ基板の一例の上面図である。図１２Ｂは、第４の実施形態に係るセンサ基板の第２層における配線の構成の一例を示す図面である。図１２Ｃは、第４の実施形態に係るセンサ基板の第３層における発熱電極の構成の一例を示す図面である。図１２Ｄは、第４の実施形態に係るセンサ基板の第４層における配線の構成の一例を示す図面である。図１２Ｅは、第４の実施形態に係るセンサ基板の一例の下面図である。 図１３Ａは、図１２Ａの切断面線Ｅ－Ｅにおける断面図である。図１３Ｂは、図１２Ａの切断面線Ｆ－Ｆにおける断面図である。 図１４Ａは、第５の実施形態に係るセンサ基板の一例の上面図である。図１４Ｂは、第５の実施形態に係るセンサ基板の第２層における発熱電極の構成の一例を示す図面である。図１４Ｃは、第５の実施形態に係るセンサ基板の第３層における発熱電極の構成の一例を示す図面である。図１４Ｄは、第５の実施形態に係るセンサ基板の一例の下面図である。 図１５Ａは、図１４Ａの切断面線Ｇ－Ｇにおける断面図である。図１５Ｂは、図１４Ａの切断面線Ｈ－Ｈにおける断面図である。 図１６Ａは、第６の実施形態に係るセンサ基板の一例の上面図である。図１６Ｂは、第６の実施形態に係るセンサ基板の第２層における配線の構成の一例を示す図面である。図１６Ｃは、第６の実施形態に係るセンサ基板の第３層における発熱電極の構成の一例を示す図面である。図１６Ｄは、第６の実施形態に係るセンサ基板の第４層における発熱電極の構成の一例を示す図面である。図１６Ｅは、第６の実施形態に係るセンサ基板の第５層における配線の構成の一例を示す図面である。図１６Ｆは、第６の実施形態に係るセンサ基板の一例の下面図である。 図１７Ａは、図１６Ａの切断面線Ｉ－Ｉにおける断面図である。図１７Ｂは、図１６Ａの切断面線Ｊ－Ｊにおける断面図である。 図１８Ａは、第７の実施形態に係るセンサ基板の一例の上面図である。図１８Ｂは、第７の実施形態に係るセンサ基板の第２層における配線の構成の一例を示す図面である。図１８Ｃは、第７の実施形態に係るセンサ基板の第３層における配線の構成の一例を示す図面である。図１８Ｄは、第７の実施形態に係るセンサ基板の第４層における発熱電極の構成の一例を示す図面である。図１８Ｅは、第７の実施形態に係るセンサ基板の一例の下面図である。 図１９Ａは、図１８Ａの切断面線Ｋ－Ｋにおける断面図である。図１９Ｂは、図１８Ａの切断面線Ｌ－Ｌにおける断面図である。 第７の実施形態に係るセンサ基板を備えるセンサ装置の一例の断面図である。 図２１Ａは、第８の実施形態に係るセンサ基板の第１実施例の上面図の一例である。図２１Ｂは、第８の実施形態に係るセンサ基板の第２実施例の上面図の一例である。図２１Ｃは、第８の実施形態に係るセンサ基板の第３実施例の上面図の一例である。 図２２Ａは、第９の実施形態に係るセンサ基板の第１実施例の上面図である。図２２Ｂは、第９の実施形態に係るセンサ基板の第２実施例の上面図である。図２２Ｃは、第９の実施形態に係るセンサ基板の第３実施例の上面図である。図２２Ｄは、第９の実施形態に係るセンサ基板の第４実施例の上面図である。 図２３Ａは、第１０の実施形態に係るセンサ基板の一例の上面図である。図２３Ｂは、図２３Ａの切断面線Ｍ－Ｍにおける断面図である。図２３Ｃは、図２３Ａの切断面線Ｎ－Ｎにおける断面図である。
　本開示の実施形態であるセンサ基板およびセンサ装置を添付の図面を参照して説明する。以下の説明において、上面等のように上下を区別して記載しているが、これは便宜的なものであり、実際にセンサ基板等が使用される際の上下を限定するものではない。
（第１の実施形態）
　図１Ａ～図１Ｅは、本開示の第１の実施形態に係る多層構造のセンサ基板の構成の一例を示す図面である。図１Ａは、センサ基板１の上面図であり、図１Ｂは、センサ基板１の第２層における配線の構成を示す図面であり、図１Ｃは、センサ基板１の第３層における配線の構成を示す図面であり、図１Ｄは、センサ基板１の第４層における発熱電極の構成を示す図面であり、図１Ｅは、センサ基板１の下面図である。また、図２は、図１Ａの切断面線Ａ－Ａにおける断面図である。
　センサ基板１は、例えばディーゼルエンジン車またはガソリンエンジン車の排気ガス中の煤等の粒子状物質（Particulate Matter:ＰＭ）を検知するセンサ装置に用いられる（例えば、自動車の排気ガスの排気通路に配設される）ものであり、絶縁基板２と、絶縁基板２の一表面（第１面）２ａに露出している、少なくとも正負一対の柱状の検知電極３ａ，３ｂと、絶縁基板２の内部に埋設にされた、検知電極３ａ，３ｂに対応する内層配線６ａ，６ｂと、を備える。
　センサ基板１の特徴としては、センサ装置に採用することによって、検知電極間ギャップの狭小化による粒子状物質等の検知感度を改善したことである。
　上記図１Ａ～図１Ｅおよび図２に示されるように、センサ基板１の第１層、第２層または第３層には、検知電極３ａ～３ｄに対応する電極端子４ａ～４ｄ、内部配線５ａ～５ｄ、内層配線６ａ～６ｄが配設されている。また、センサ基板１の第４層には、発熱電極７が埋設されており、第４層または第５層には、発熱電極７の正極および負極に対応する内部配線８ａ，８ｂおよび接続パッド９ａ，９ｂが配設されている。
　本実施形態において、検知電極３ａ～３ｄは、例えば円柱状の電極であり、いずれの上面も絶縁基板２の第１面２ａに露出しており、これらの上面と第１面２ａとは面一である。検知電極３ａは、第３層の内層配線６ａに接続されている内部配線５ａおよび第１層の電極端子４ａを介して、外部の（図示していない）直流電源（例えば、５０［Ｖ］）の正極に接続されている。検知電極３ｂは、第２層の内層配線６ｂに接続されている内部配線５ｂおよび第１層の電極端子４ｂを介して、外部の上記直流電源の負極に接続されている。なお、検知電極３ｃは検知電極３ａと同様に、内部配線５ｃを介して上記直流電源の正極に接続され、検知電極３ｄは検知電極３ｂと同様に、内部配線５ｄを介して上記直流電源の正極に接続されている。したがって、検知電極３ａは、検知電極３ｂまたは検知電極３ｄと正負一対の検知電極を構成し、検知電極３ｃは、検知電極３ｂまたは検知電極３ｄと正負一対の検知電極を構成する。
　発熱電極７は、接続パッド９ａ、９ｂを介して、外部の（図示していない）直流電源（例えば、２０［Ｖ］）に接続されている。この発熱電極７は、例えば７００［℃］に加熱され、第１面２ａに付着した粒子状物質（Particulate Matter:ＰＭ）を分解除去する。
　絶縁基板２は、例えば四角板状等の平板状であり、一対の検知電極同士、および一対の検知電極と発熱電極とを電気的に絶縁して設けるための基体部分である。この絶縁基板２は、例えば酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、ガラスセラミック焼結体、ジルコニア系セラミック（酸化ジルコニウム質焼結体）等のセラミック焼結体によって形成されている。絶縁基板２は、このようなセラミック焼結体からなる複数の絶縁層が積層されている。
　絶縁基板２は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体からなる複数の絶縁層が積層されて形成されている場合であれば、以下の方法で製作することができる。
　まず、無機粒子となる、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の粉末に焼結助材として酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）および酸化マンガン（Ｍｎ２Ｏ３）等の原料粉末を添加し、さらに適当なバインダ、溶剤および可塑剤を添加し、次にこれらの混合物を混錬してスラリー状となす。その後、従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等によってシート状に成形してセラミックグリーンシートを得て、セラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともにこれを必要に応じて複数枚積層し、高温（約１３００～１６００℃）で焼成することによって製作される。
　なお、絶縁基板２は、アルミナおよびマンガンを含む結晶相と、マンガンを含有するガラス相とを含んでいてもよい。結晶相には、アルミナ以外に、ムライト、ジルコニア、窒化アルミニウムまたはガラスセラミックスなどの各種セラミックスを含んでいてもよい。
　ガラス相は、少なくともＭｎ２Ｏ３を含む非晶質相であり、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ、Ｎｂ、ＣｒおよびＣｏから選ばれる１種以上の酸化物をさらに含んでいてもよい。ガラス相は、Ｍｎ２Ｏ３、ＳｉＯ２およびＭｇＯを含む非晶質相であってもよい。
　マンガンを含むガラス相は、アルミナ結晶相に対する濡れ性が良いため、焼成後の加熱処理で、ガラス相が結晶粒子表面を被覆しようとして、絶縁基板２の表層に浸み出し、ガラス相の多くが表層に存在するものと考えられる。
　このようにマンガンを含有するガラス相が、絶縁基板２の第１面２ａに露出するように存在することで、クラックの起点となる欠陥が少ない割れの生じにくい絶縁基板２が得られる。アルミナを含む結晶相よりもガラス相のほうが、ヤング率が低いので、例えば排気ガスと接触したときに、絶縁基板２への水滴の付着による熱衝撃が緩和され、割れの発生を抑制できる。
　検知電極３ａ～３ｄはビア型（即ち、円柱状）の電極であり、例えば、その直径は５０μｍであり、隣接する検知電極との距離は１０μｍである。なお、検知電極３ａ～３ｄの直径は２０μｍ～１００μｍ、隣接する検知電極との距離は５μｍ～５０μｍであればよい。
　検知電極３ａ～３ｄはビア型の電極であるため、従来の回路基板におけるビアと同様の製法を用いて、検知電極３ａ～３ｄを含む絶縁基板２を製作することができる。
　上記のように、検知電極３ａ～３ｄは、センサ基板がセンサ装置に設置される環境における煤等の粒子状物質を検出するための電極である。一対の電極間（例えば、検知電極３ａ－３ｂ間や検知電極３ｂ－３ｄ間）に煤等の粒子状物質が付着したときに、この一対の検知電極間の電気抵抗が変化し、電極間に流れるリーク電流が変化する。このリーク電流の変化を検知することによって、一対の検知電極間に存在する粒子状物質に関する情報を取得することが可能となる。
　そのため、検知電極３ａ～３ｄは、このようなリーク電流の変化を検知できる金属材料を含有している。検知電極３ａ～３ｄは、このような金属材料として、酸化しにくい白金を用いてもよい。
　さらに、検知電極３ａ～３ｄに用いる金属材料は、高温環境下における耐酸化性に優れるものであってもよく、例えば白金や表面に酸化物を含む不動態膜が形成されるものを用いることができる。表面に酸化物を含む不動態膜が形成される金属材料としては、例えばＦｅ－Ｎｉ－Ｃｒ－Ｔｉ－Ａｌ合金やＭｏＳｉ２金属などを用いることができる。
　不動態膜の厚みは、例えば０．１～５μｍ程度に設定される。この程度の厚みであれば、検知電極３ａ～３ｄの表面部が不動態膜で覆われ、その全体または大部分が酸化するような可能性が低減される。
　検知電極３ａ～３ｄの表面部は、面積の割合で、その９０％程度が不動態膜を含んでいてもよい。言い換えれば、検知電極３ａ～３ｄの露出表面のうち９０％以上が不動態膜で覆われていてもよい。これにより、検知電極３ａ～３ｄ全体に酸化が進行する可能性が低減される。
　また、検知電極３ａ～３ｄの表面部は、その全体が不動態膜を含んでいてもよい。言い換えれば、検知電極３ａ～３ｄの露出表面の全域が不動態膜で覆われていてもよい。これにより、検知電極３ａ～３ｄ全体に酸化が進行する可能性がより低減される。
　さらに、検知電極３ａ～３ｄの露出する表面には、電気めっき法または無電解めっき法によって金属めっき層が被着されていてもよい。金属めっき層は、ニッケル，銅，金または銀等の耐食性や接続部材との接続性に優れる金属から成るものであり、例えば、厚さ０．５～１０μｍ程度のニッケルめっき層と０．１～３μｍ程度の金めっき層とが、あるいは厚さ１～１０μｍ程度のニッケルめっき層と０．１～１μｍ程度の銀めっき層とが、順次被着される。これによって、検知電極３ａ～３ｄが腐食することを抑制することができる。また、上記以外の金属からなる金属めっき層、例えば、パラジウムめっき層等を介在させていても構わない。
　検知電極３ａ～３ｄおよび電極端子４ａ～４ｄの表面には、さらに電解めっき法または無電解めっき法によって金属めっき層が被着されていてもよい。金属めっき層は、ニッケル，銅，金または銀等の耐食性や接続部材との接続性に優れる金属から成るものであり、例えば、厚さ０．５～１０μｍ程度のニッケルめっき層と０．１～３μｍ程度の金めっき層とが、あるいは厚さ１～１０μｍ程度のニッケルめっき層と０．１～１μｍ程度の銀めっき層とが、順次被着される。これによって、検知電極３ａ～３ｄおよび電極端子４ａ～４ｄが腐食することを抑制することができるとともに、電極端子４ａ～４ｄと外部電気回路との接合、あるいは電極端子４ａ～４ｄと金属リード（図示せず）との接合を強固にすることができる。
　内部配線８ａ，８ｂは、絶縁基板２の内部に形成されており、絶縁基板２の下面に設けられた接続パッド９ａ，９ｂと電気的に接続される。内層配線６ａ～６ｄは、例えば絶縁基板２の内部の検知電極３ａ～３ｄが設けられている第１面２ａと反対側の他の表面（図１の例では下面）との間に埋設されている。これにより、検知電極３ａ～３ｄは、絶縁基板２の内部の内層配線６ａ～６ｄを介して外部と電気的に接続され得る。なお、内層配線６ａ～６ｄは、検知電極３ａ～３ｄに対応する配線スペースを確保するために、異なる層を利用して第１層の電極端子４ａ～４ｄと接続されている。また、内層配線６ａ～６ｄは、絶縁基板２の層間に設けられた回路パターン状等の配線導体（符号なし）を含んでいてもよい。
　発熱電極７は、例えば検知電極３ａ～３ｄと同様の金属材料からなるものであり、特に効率よく発熱させるために、電気抵抗率が高い鉄、チタン、クロムおよびケイ素等を含む材料が挙げられる。また、発熱電極７は、白金またはＦｅ－Ｎｉ－Ｃｒ合金等の酸化しにくい金属を主成分として含むものであってもよい。
　発熱電極７の金属材料は、例えば発熱電極７に約８０質量％以上含有され、発熱電極７の主成分となっている。発熱電極７は、この金属材料以外に、ガラスまたはセラミック等の無機成分が含有されていてもよい。これらの無機成分は、例えば絶縁基板２との同時焼成で発熱電極７を形成するときの、焼成収縮の調整用等の成分である。
　検知電極３ａ～３ｄ、電極端子４ａ～４ｄ、内部配線５ａ～５ｄ、内層配線６ａ～６ｄおよび発熱電極７は、例えば上記の金属材料の粉末を有機溶剤およびバインダとともに混練して金属ペーストを作製して、この金属ペーストを、絶縁基板２となるセラミックグリーンシートの表面および貫通孔に所定パターンで塗布または埋め込む。金属ペーストの塗布または埋め込みは、例えばスクリーン印刷法などの印刷法によって行なう。このように、検知電極３ａ～３ｄ、電極端子４ａ～４ｄ、内部配線５ａ～５ｄ、内層配線６ａ～６ｄおよび発熱電極７となる印刷パターンを覆うようにセラミックグリーンシートを複数積層し、これらの金属ペーストとセラミックグリーンシートとを同時焼成する。
　次に、上記のように構成されたセンサ基板１を用いた、本実施形態に係るセンサ装置１０の動作について説明する。
　図３は、第１の実施形態に係るセンサ基板を備えるセンサ装置の機能構成を示すブロック図である。図３に示されるように、本実施形態のセンサ装置１０は、センサ基板１、全体制御部２０および第１煤検出部３１～第６煤検出部３６を備え、ヒーター制御部４０、温度検知部５０および表示部６０をさらに備えていてもよい。
　全体制御部２０は、例えばマイクロコンピュータであり、センサ装置１０全体の制御を行う。具体的には、全体制御部２０は、予め規定されたプログラムに基づいて、第１煤検出部３１～第６煤検出部３６およびヒーター制御部４０の制御を行う。さらに、全体制御部２０は、第１煤検出部３１～第６煤検出部３６において測定された電流値に基づいて、粒子状物質の分布状況および大きさを判定する。
　第１煤検出部３１は、全体制御部２０の指示によって、検知電極３ａ－３ｂ間に、外部の直流電源（図示せず）から供給される予め規定した電圧（例えば、５０［Ｖ］）を印加して、当該電極間における粒子状物質の検出を行う。具体的には、検知電極３ａ－３ｂ間に流れる電流値の測定を行う。
　第２煤検出部３２は、全体制御部２０の指示によって、上記第１煤検出部３１と同様に、検知電極３ｂ－３ｃ間における粒子状物質の検出を行うため、検知電極３ｂ－３ｃ間に流れる電流値の測定を行う。
　以下同様に、第３煤検出部３３は検知電極３ｃ－３ｄ間について、第４煤検出部３４は検知電極３ｄ－３ａ間について、第５煤検出部３５は検知電極３ａ－３ｃ間について、第６煤検出部３６は検知電極３ｂ－３ｄ間について、其々、粒子状物質の検出を行うため、電流値の測定を行う。なお、検知電極３ａと検知電極３ｃを正極に設定し、検知電極３ｂと検知電極３ｄを負極に設定した場合は、第５煤検出部３５と第６煤検出部３６ではそれぞれの電極が同極となるため、上記電流値の測定は実行しない。
　ヒーター制御部４０は、例えば２０［Ｖ］の直流電源を備え、全体制御部２０の指示により、発熱電極７に対して予め規定した温度に加熱するための制御を行う。
　温度検知部５０は、温度センサを備え、ヒーター制御部４０に指示によって、発熱電極７の温度を測定する。
　表示部６０は、例えば液晶表示装置であり、全体制御部２０の指示により、第１煤検出部３１～第６煤検出部３６において検出された電流値、粒子状物質の分布状況および大きさ等の表示を行う。
　次に、全体制御部２０における、検知電極３ａ～３ｄに付着した粒子状物質の分布状況および大きさを判定する方法について説明する。
　図４Ａ～図４Ｃは、センサ基板に付着した煤の大きさに応じてリーク電流が変化する様子を説明するための模式図である。図４Ａは、微小な煤がセンサ基板に付着した場合のリーク電流の変化の様子を説明するための模式図である。図４Ｂは、中程度の大きさの煤がセンサ基板に付着した場合のリーク電流の変化の様子を説明するための模式図である。図４Ｃは、粗大な煤がセンサ基板に付着した場合のリーク電流の変化の様子を説明するための模式図である。
　図４Ａは、微小な煤５１がセンサ基板に付着した場合であり、右のグラフに示すように、時刻Ｔ１において、電極Ａ－Ｂ間と電極Ｂ－Ｃ間に流れるそれぞれのリーク電流が略同じように増加している（曲線Ｌ１，曲線Ｌ２）。なお、このように、電極Ａ－Ｂ間と電極Ｂ－Ｃ間とでリーク電流の増加速度が異なる場合は（曲線Ｌ３，曲線Ｌ４）、これらの電極間における煤の分布が異なっている（即ち、分布が不均一である）と判定できる。
　図４Ｂは、中程度の大きさの煤５２がセンサ基板に付着した場合であり、右のグラフに示すように、時刻Ｔ２において、電極Ａ－Ｂ間におけるリーク電流のみが急激に増加している（曲線Ｌ５）。この場合は、時刻Ｔ２において、電極Ａ－Ｂ間にわたる中程度の煤が付着したと判定できる。
　図４Ｃは、粗大な煤５３がセンサ基板に付着した場合であり、右のグラフに示すように、時刻Ｔ３において、電極Ａ－Ｂ間、および電極Ｂ－Ｃ間に流れるリーク電流が急激に増加している。この場合は、時刻Ｔ３において、電極Ａ－Ｂ間および電極Ｂ－Ｃ間にわたる粗大な煤が付着したと判定できる。
　図５は、第１の実施形態に係るセンサ装置における被検知物の分布および大きさを判定するアルゴリズムを示すフローチャートである。
　最初に、全体制御部２０の指示により、第１煤検出部３１～第６煤検出部３６において、定期的に電流値が測定され（Ｓ１００）、規定時間が経過すると（Ｓ１０２でＹｅｓ）、全体制御部２０は、各電極間における最終電流値を比較する（Ｓ１０４）。
　比較の結果、各電極間における最終電流値が規定値以下の場合（Ｓ１０６でＹｅｓ）、全体制御部２０は、「煤の分布は均一」であると判定する（Ｓ１０８）。
　一方、各電極間における最終電流値が規定値を越える場合（Ｓ１０６でＮｏ）、全体制御部２０は、「煤の分布は不均一」であると判定する（Ｓ１１０）。
　次に、全体制御部２０は、各電極間における電流増加速度を算出する（Ｓ１１２）。算出値が規定値以下の場合（Ｓ１１４でＹｅｓ）、全体制御部２０は、「煤の粒子は微小である」と判定する（Ｓ１１６）。
　一方、電流増加速度の算出値が規定値を超える場合（Ｓ１１４でＮｏ）、全体制御部２０は、「煤の粒子は粗大である」と判定する（Ｓ１１８）。
（第２の実施形態）
　図６Ａ～図６Ｄは、本開示の第２の実施形態に係る多層構造のセンサ基板の構成の一例を示す図面である。図６Ａは、センサ基板１１の上面図であり、図６Ｂは、センサ基板１１の第２層の配線の構成を示す図面であり、図６Ｃは、センサ基板１１の第３層の発熱電極の構成を示す図面であり、図６Ｄは、センサ基板１１の下面図である。また、図７は、図６Ａの切断面線Ｂ－Ｂにおける断面図である。
　センサ基板１１の特徴としては、センサ装置に採用することによって、検知電極間ギャップの狭小化を実現しつつ、シンプルな構成にして低コスト化を図ったことである。
　図６Ａ～図６Ｄおよび図７に示されるように、センサ基板１１の第１層または第２層には、検知電極１３ａ，１３ｂおよび１３ｃ，１３ｄに対応する電極端子１４ａおよび１４ｃ、内部配線１５ａおよび１５ｃ、内層配線１６ａおよび１６ｃが配設または埋設されている。また、センサ基板１１の第３層には、発熱電極１７が埋設されており、第３層または第４層には、発熱電極１７の正極および負極に対応する内部配線１８ａ，１８ｂおよび接続パッド１９ａ，１９ｂが配設または埋設されている。
　検知電極１３ａ～１３ｄは、上記第１の実施形態と同様に、例えば円柱状の電極であり、いずれの上面も絶縁基板１２の第１面１２ａに露出しており、面一である。さらに、検知電極１３ａ，１３ｂは、外部の（図示していない）直流電源（例えば、５０［Ｖ］）の正極に接続されおり、検知電極１３ｃ，１３ｄは、直流電源の負極に接続されている。
　したがって、検知電極１３ａは、検知電極１３ｄと正負一対の検知電極を構成し、検知電極１３ｂは、検知電極１３ｃと正負一対の検知電極を構成する。なお、本実施形態におけるセンサ装置（図示せず）については、上記センサ基板１１において複数ある一対の検知電極の各正極と各負極をそれぞれ共通にしているため、上記第１の実施形態におけるセンサ装置１０を流用して実現することが可能（具体的には、第１煤検出部３１のみを作動させる）であり、その動作は共通であるため、詳細な説明は省略する。
（変形例）
　以下では、第１の実施形態および第２の実施形態に係る検知電極の変形例について説明する。図８Ａ～図８Ｃは、上記の検知電極３ａ～３ｄまたは検知電極１３ａ～１３ｄにおける電極形状および配置に関する変形例を示す図である。
　図８Ａは、直径の異なる円形の検知電極を組み合わせた変形例である。図８Ａにおいて、検知電極５１ａ～５１ｄと検知電極５１ｅは、いずれも上から見た形状が円形であるが、それぞれの直径が異なっている（すなわち、Ｌ１１＝５０μｍ，Ｌ１２＝２５μｍ）。なお、各電極間の距離は１０μｍである。図８Ａにおいて、例えば、検知電極５１ｅが正極、検知電極５１ａ～５１ｄが負極となるように電圧を印加した場合は、四対の検知電極が構成される。
　図８Ｂは、上記図８Ａにおける検知電極の形状を円形から８角形に変更した場合の変形例である。なお、図８Ｂでは、各電極の径および電極間の距離は、例えば、Ｌ２１＝５０μｍ、ａ２１＝１０μｍ、ｂ２１＝１０μｍである。
　図８Ｃは、上記第１の実施形態における検知電極の形状を円形から正方形に変更した場合の変形例である。なお、図８Ｃでは、各電極の大きさおよび電極間の距離は、例えば、Ｌ３１＝５０μｍ、ａ３１＝１０μｍ、ｂ３１＝１０μｍである。
　なお、上述の実施形態に係る検知電極は、上記の形状に限られず、楕円形や他の多角形であっても構わない。また、上記第１の実施形態における第１煤検出部３１～第６煤検出部３６の機能を第１煤検出部に集約し、この第１煤検出部に備えるスイッチで各接続を順次切り替えることによって、各検知電極間における粒子状物質の検出（例えば、リーク電流の測定等）を行うように構成してもよい。
（第３の実施形態）
　図９Ａ～図９Ｇおよび図１０Ａ，図１０Ｂは、第３の実施形態に係るセンサ基板の構成の一例を示す図面である。図９Ａは、本実施形態に係るセンサ基板１０１ａの上面図であり、図９Ｂ，図９Ｃは、センサ基板１０１ａの第２層，第３層における配線の構成を示す図面であり、図９Ｄは、センサ基板１０１ａの第４層における発熱電極の構成を示す図面であり、図９Ｅ，図９Ｆは、センサ基板１０１ａの第５層，第６層における配線の構成を示す図面であり、図９Ｇは、センサ基板１０１ａの下面図である。また、図１０Ａは、図９Ａの切断面線Ｃ－Ｃにおける断面図であり、図１０Ｂは、図９Ａの切断面線Ｄ－Ｄにおける断面図である。
　センサ基板１０１ａは、上述の第１の実施形態におけるセンサ基板１と同様、ＰＭを検知するセンサ装置に用いられるものである。このセンサ基板１０１ａは、直方体状の絶縁基板の一表面（例えば表面、上記第１の実施形態における第１面に相当）と、この一表面以外の他表面（例えば裏面）のそれぞれに、少なくとも正負一対の検知電極が配設されており、この正負一対の検知電極の正極および負極のそれぞれの一部が、絶縁基板の一表面または他表面から露出している。図９Ａ～図９Ｇに示す例では、正負一対をなす柱状の検知電極１０３ａ～１０３ｈと、絶縁基板２の内部に埋設にされた、検知電極１０３ａ～１０３ｈのそれぞれに対応する内層配線１０６ａ～１０６ｈ等を備えている。なお、この正負一対の検知電極は、柱状の電極（以下「柱状電極」ともいう。）、または櫛歯電極であり、さらに、柱状の電極と櫛歯電極とを対応させて配設したものであってもよい。
　上記図９Ａ～図９Ｇおよび図１０Ａ，図１０Ｂに示されるように、センサ基板１０１ａの第１層から第３層においては、検知電極１０３ａ～１０３ｄと、検知電極１０３ａ～１０３ｄに対応する電極端子１０４ａ～１０４ｄ、内部配線１０５ａ～１０５ｃおよび内層配線１０６ａ～１０６ｄが配設されている。さらに、センサ基板１０１ａの第４層には発熱電極１０７が埋設され、これに対応する内部配線１０５ｂ，１０８ａも配設されている。
　ここで、図９Ａ，図９Ｄおよび図９Ｇに示されるように、検知電極１０３ａ～１０３ｄを含む、粒子状物質の検出が可能な領域（すなわち、粒子状物質の堆積が予想される領域）として検知領域１０９を規定した。そして、上記発熱電極１０７は、平面透視において、検知領域１０９の外周に沿って埋設されている。
　同様に、センサ基板１０１ａの第７層，第６層，第５層においては、検知電極１０３ｅ～１０３ｈと、検知電極１０３ｅ～１０３ｈに対応する電極端子１０４ｅ～１０４ｇ、内部配線１０５ｅ～１０５ｇおよび内層配線１０６ｅ～１０６ｈが配設されている。
　検知電極１０３ａ～１０３ｄ，１０３ｅ～１０３ｈは、電極端子１０４ａ～１０４ｄ，１０４ｅ～１０４ｇを介して外部の直流電源（図示せず）の正極または負極に接続されている。さらに、発熱電極１０７も電極端子１０４ｂ，１０４ｄを介して外部の直流電源に接続されている。
　なお、電極端子１０４ｂは、検知電極１０３ａ～１０３ｄにおける負極および発熱電極１０７の負極に接続されており、負極の端子として共用しているが、共用せずに発熱電極１０７の負極用の端子を別途設けることとしてもよい。また、図示はしていないが、上記の電極端子１０４ａ～１０４ｇに、外部の電源、測定検知回路等と接続するための接続パッド等の接続用部材をさらに設けてもよい。以下、本実施形態に係る各構成について、具体的に説明する。
　検知電極１０３ａ～１０３ｈは、例えば円柱状の電極であり、いずれの電極も、その一部が絶縁基板２の一表面（第１面）２ａまたは第１面以外の第２面（他表面）２ｂに露出している。この場合、検知電極１０３ａ～１０３ｄの各上面と一表面２ａとが面一であり、検知電極１０３ｅ～１０３ｈの各上面と他表面２ｂとが面一であってもよい。
　検知電極１０３ａ，１０３ｃは、内層配線１０６ａ，１０６ｃに接続されている内部配線１０５ａ，１０５ｃおよび電極端子１０４ａ，１０４ｃを介して、外部の直流電源（例えば、５０［Ｖ］）の正極に接続されている。さらに、検知電極１０３ｂ，１０３ｄは、内層配線１０６ｂに接続されている内部配線１０５ｂおよび電極端子１０４ｂを介して、上記直流電源の負極に接続されている。
　上記検知電極１０３ａ～１０３ｄと同様に、検知電極１０３ｅ，１０３ｇは、内層配線１０６ｅ，１０６ｇに接続されている内部配線１０５ｅ，１０５ｇおよび電極端子１０４ｅ，１０４ｇを介して、上記直流電源の正極に接続されている。さらに、検知電極１０３ｆ，１０３ｈは、内層配線１０６ｆに接続されている内部配線１０５ｆおよび電極端子１０４ｆを介して、上記直流電源の負極に接続されている。
　したがって、検知電極１０３ａは、検知電極１０３ｂまたは検知電極１０３ｄと正負一対の検知電極を構成し、検知電極１０３ｃは、検知電極１０３ｂまたは検知電極１０３ｄと正負一対の検知電極を構成する。さらに、検知電極１０３ｅは、検知電極１０３ｆまたは検知電極１０３ｈと正負一対の検知電極を構成し、検知電極１０３ｇは、検知電極１０３ｆまたは検知電極１０３ｈと正負一対の検知電極を構成する。
　発熱電極１０７は、上述の第１の実施形態における発熱電極７と同様、例えば７００［℃］に加熱され、検知電極１０３ａ～１０３ｄ，１０３ｅ～１０３ｈ付近に付着した粒子状物質を分解除去する。
　絶縁基板２は、例えば直方体状であり、一対の検知電極同士、および一対の検知電極と発熱電極とを電気的に絶縁して設けるための基体部分である。
　検知電極１０３ａ～１０３ｈはビア型（すなわち、円柱状）の電極であり、例えば、その直径は５０μｍであり、隣接する検知電極との距離は１０μｍである。なお、検知電極１０３ａ～１０３ｈの直径は２０μｍ～１００μｍであればよく、隣接する検知電極との距離は５μｍ～５０μｍであればよい。
　検知電極１０３ａ～１０３ｈがビア型の電極である場合は、従来のビアを含む回路基板と同様の製法を用いて、検知電極１０３ａ～１０３ｈを含む絶縁基板２を製作することができる。
　上記のように、検知電極１０３ａ～１０３ｈは、センサ基板がセンサ装置に設置される環境における粒子状物質を検出するための電極である。一対の電極間（例えば、検知電極１０３ａ－１０３ｂ間や検知電極１０３ｂ－１０３ｄ間）に煤等の粒子状物質が付着したときに、この一対の検知電極間の電気抵抗が変化し、電極間に流れるリーク電流が変化する。このリーク電流の変化を検知することによって、一対の検知電極間に存在する粒子状物質に関する情報を取得することが可能となる。
　そのため、検知電極１０３ａ～１０３ｈは、このようなリーク電流の変化を検知できる金属材料を含有している。検知電極１０３ａ～１０３ｈは、このような金属材料として、酸化しにくい白金を用いてもよい。
　さらに、検知電極１０３ａ～１０３ｈには、上述の検知電極３ａ～３ｄに用いる金属材料と同様の金属材料を用いることができる。
　検知電極１０３ａ～１０３ｈおよび電極端子１０４ａ～１０４ｇ等の表面には、さらに電解めっき法または無電解めっき法によって、上述の検知電極３ａ～３ｄにおける金属めっき層と同様の金属めっき層が被着されていてもよい。
　内層配線１０６ａ～１０６ｄは、絶縁基板２の第２層または第３層に形成されており、第１層の検知電極１０３ａ～１０３ｄと電極端子１０４ａ～１０４ｄとを電気的に接続する。同様に、内層配線１０６ｅ～１０６ｈは、絶縁基板２の第６層または第５層に形成されており、第７層の検知電極１０３ｅ～１０３ｈと電極端子１０４ｅ～１０４ｇとを電気的に接続する。
　発熱電極１０７は、上述の発熱電極７と同様の金属材料からなり、また、無機成分がさらに含有されていてもよい。
　検知電極１０３ａ～１０３ｈ、電極端子１０４ａ～１０４ｇ、内部配線１０５ａ～１０５ｇ、内層配線１０６ａ～１０６ｈおよび発熱電極１０７は、上述の第１の実施形態における検知電極３ａ～３ｄ、電極端子４ａ～４ｄ、内部配線５ａ～５ｄ、内層配線６ａ～６ｄおよび発熱電極７と同様の製法によって形成することができる。
　センサ基板１０１ａによれば、センササイズを変更せずに粒子状物質の検知感度を改善するとともに、連続測定時間の長期化が可能になる。さらに、センサ基板１０１ａは、検知電極間の間隙が狭小な柱状の検知電極を採用することで、さらなる検出感度の改善が可能になる。
　図１１は、本実施形態に係るセンサ基板を用いたセンサ装置の構成の一例を示す断面図である。図１１に示されるように、センサ装置１００は、粒子状物質を検知するために、センサ基板１０１ａ、必要な電源１２０，１３０および測定検知回路１４０を備える。なお、図１１において上記図９Ａ～図９Ｇ等と同様の部位には同じ参照符号を付し、その説明は省略する。
　センサ装置１００において、電源１２０，１３０から検知電極１０３ａ～１０３ｄ，１０３ｅ～１０３ｈに、例えば約５０ボルト（Ｖ）の直流電圧が印加されると、測定検知回路１４０では、正極－負極間に堆積した粒子状物質に基づく漏れ電流が検知され、正極－負極間の抵抗値等が算出される。
　電源１２０，１３０および測定検知回路１４０は、上述の第１の実施形態における電源，測定検知回路（すなわち、全体制御部２０、第１煤検出部３１～第６煤検出部３６、ヒーター制御部４０、温度検知部５０および表示部６０など）を適用して実現することが可能である。ここで、本実施形態に係る検知電極１０３ａ～１０３ｄ，１０３ｅ～１０３ｈのように、一対の検知電極が複数存在する場合は、測定検知回路１４０が、時分割で各一対の検知電極における漏れ電流の検知等を行う。なお、図１１においては、リード端子１１０ａ，１１０ｂと電源１２０，１３０とを電気的に接続する導電性接続材等の接続用の導体を仮想線（二点鎖線）で模式的に示している。
　図１１において、リード端子１１０ａ，１１０ｂは、電極端子１０４ａ等と同様に、粒子状物質の検知に直接関与しないので、リード端子１１０ａ、１１０ｂを形成する材料は、その用いられる環境、センサ基板１０１ａとしての生産性および経済性等の条件に応じて、適宜選択してもよい。例えば、リード端子１１０ａ，１１０ｂが白金または金等の耐酸化性に優れた金属材料からなるものであれば、センサ装置１００としての信頼性の点で有利である。また、リード端子１１０ａ，１１０ｂは、経済性等を重視して、鉄－ニッケル－コバルト合金等の鉄系合金、または銅等からなるもので形成してもよい。また、リード端子１１０ａ，１１０ｂが鉄系合金からなるときに、その露出する表面が金めっき層等のめっき層で保護されていてもよい。
　リード端子１１０ａ，１１０ｂの電極端子１０４ａ等に対する接合は、例えば、銀ろう（銀銅ろう材）または金ろう等のろう材（符号なし）によって行なわれる。ろう材についても、リード端子１１０ａ，１１０ｂと同様に、センサ基板１０１ａが製造または使用されるときの種々の条件に応じて、適宜その材料が選択される。
　なお、本実施形態では、検知電極を２×２個（すなわち４個）の柱状の電極で構成したが、２×２個に限定するものではなく、例えばｎ×ｍ（２≦ｎおよびｍ≦２００）個の範囲で任意に組み合わせてもよい。
　なお、上記の実施形態においては、他表面として、一表面に対向する裏面に検知電極を配設する実施例について説明したが、例えば、上記の裏面に加え、一表面の両隣の２つの側面に、さらに検知電極を配設することとしてもよい。
　また、上述の実施形態に係る柱状の検知電極は、上記の円柱状に限られず、楕円形や他の多角形の柱状であってもよい。
（第４の実施形態）
　図１２Ａ～図１２Ｅは、第４の実施形態に係るセンサ基板の構成の一例を示す図面である。図１２Ａは、本実施形態に係るセンサ基板１０１ｂの上面図であり、図１２Ｂ，図１２Ｄは、センサ基板１０１ｂの第２層，第４層の配線の構成の一例を示す図面であり、図１２Ｃは、センサ基板１０１ｂの第３層の発熱電極の構成の一例を示す図面であり、図１２Ｅは、センサ基板１０１ｂの下面図である。また、図１３Ａは、図１２Ａの切断面線Ｅ－Ｅにおける断面図であり、図１３Ｂは、図１２Ａの切断面線Ｆ－Ｆにおける断面図である。
　なお、図１２Ａ～図１２Ｅおよび図１３Ａ，図１３Ｂに示す実施形態と、上記図９Ａ～図９Ｇおよび図１０Ａ，図１０Ｂで示した実施形態において、共通の構成については同じ参照符号を用いることとして、その説明を省略する。
　図１２Ａ～図１２Ｅおよび図１３Ａ，図１３Ｂに示されるように、センサ基板１０１ｂの第１層または第２層には、検知電極１１３ａ～１１３ｉと、検知電極１１３ａ～１１３ｉに対応する電極端子１１４ａ～１１４ｃ、内部配線１１５ａ，１１５ｂ，１１８ａおよび内層配線１１６ａ～１１６ｃが配設されている。さらに、センサ基板１０１ｂの第３層には発熱電極１１７が埋設され、これに対応する内部配線１１５ｂ，１１８ａが配設されている。
　同様に、センサ基板１０１ｂの第５層または第４層においては、検知電極１１３ｊ～１１３ｒと、検知電極１１３ｊ～１１３ｒに対応する電極端子１１４ｊ，１１４ｋ、内部配線１１５ｊ，１１５ｋおよび内層配線１１６ｊ～１１６ｌが配設されている。
　検知電極１１３ａ～１１３ｉ，１１３ｊ～１１３ｒは、上記第１の実施形態と同様に、例えば円柱状の電極であり、いずれの上面も絶縁基板２の一表面２ａまたは他表面２ｂに露出しており、面一である。ここで、検知電極１１３ｄ～１１３ｆ，１１３ｍ～１１３ｏは、外部の（図示していない）直流電源（例えば、５０［Ｖ］）の正極に接続されおり、検知電極１１３ａ～１１３ｃ，１１３ｇ～１１３ｉ，１１３ｊ～１１３ｌ，１１３ｐ～１１３ｒは、直流電源の負極に接続されている。
　したがって、検知電極１１３ｄ～１１３ｆは、検知電極１１３ａ～１１３ｃまたは検知電極１１３ｇ～１１３ｉと正負一対の検知電極を構成し、検知電極１１３ｍ～１１３ｏは、検知電極１１３ｊ～１１３ｌまたは検知電極１１３ｐ～１１３ｒと正負一対の検知電極を構成する。上記図９Ｂ，図９Ｄに示されるように、検知電極１１３ａ～１１３ｉ，１１３ｊ～１１３ｒについては、横一列で共通の電極となるように構成したので、これらに対応する内層配線１１６ａ～１１６ｃ，１１６ｊ～１１６ｌを簡素に構成することができ、コストの低減を図ることができる。
　センサ基板１０１ｂによれば、上記第３の実施形態と同じく、センササイズを変更せずに粒子状物質の検知感度を向上させるとともに、連続測定時間の長期化が可能になり、さらに、柱状の検知電極をより多く配設しつつ、絶縁基板内部の内層配線の構成を簡素にして、コスト増大を抑制することが可能になる。
　なお、本実施形態におけるセンサ装置（図示せず）については、上記センサ基板１０１ａの場合と基本的に同じであるため、上記第３の実施形態におけるセンサ装置１００を流用して実現することが可能である。したがって、その動作については説明を省略する。
（第５の実施形態）
　図１４Ａ～図１４Ｄは、第５の実施形態に係るセンサ基板の構成の一例を示す図面である。図１４Ａは、本実施形態に係るセンサ基板１０１ｃの一例の上面図であり、図１４Ｂ，図１４Ｃは、センサ基板１０１ｃの第２層，第３層の発熱電極の構成の一例を示す図面であり、図１４Ｄは、センサ基板１０１ｃの一例の下面図である。また、図１５Ａは、図１４Ａの切断面線Ｇ－Ｇにおける断面図であり、図１５Ｂは、図１４Ａの切断面線Ｈ－Ｈにおける断面図である。
　なお、本実施形態に係る検知電極である櫛歯型電極等を含むセンサ基板１０１ｃについても、従来の製法を用いて製作することができる。また、図１４Ａ～図１４Ｄおよび図１５Ａ，図１５Ｂに示す実施形態と、上記図９Ａ～図９Ｇおよび図１０Ａ，図１０Ｂで示した実施形態において、共通の構成については同じ参照符号を用いることとして、その説明を省略する。
　図１４Ａ～図１４Ｄおよび図１５Ａ，図１５Ｂに示されるように、センサ基板１０１ｃの第１層，第４層には検知電極１２３ａ，１２３ｂおよび１２３ｃ，１２３ｄが配設され、第２層，第３層には発熱電極１２７ａ，１２７ｂが配設されている。なお、図１４Ａ，図１４Ｄに示されるように、上記第３の実施形態と同様に、検知電極１２３ａ，１２３ｂまたは１２３ｃ，１２３ｄを含む検知領域１２９を規定した。上記発熱電極１２７ａまたは１２７ｂは、平面透視において、検知領域１２９の外周に沿って埋設されている。
　検知電極１２３ａ～１２３ｄは、櫛歯電極であり、絶縁基板の一表面２ａまたは他表面２ｂから露出している。検知電極１２３ａは、検知電極１２３ｂと正負一対の検知電極を構成し、検知電極１２３ｃは、検知電極１２３ｄと正負一対の検知電極を構成する。さらに、検知電極１２３ａ，１２３ｃは、外部の（図示していない）直流電源（例えば、５０［Ｖ］）の正極に接続されおり、検知電極１２３ｂ，１２３ｄは、直流電源の負極に接続されている。
　センサ基板１０１ｃによれば、上記第３の実施形態と同じく、センササイズを変更せずに粒子状物質の検知感度を改善することが可能になり、連続測定時間の長期化が可能である。さらに、第１層と第４層に櫛歯電極を表裏対称になるように配設したので焼成時における熱応力による変形を抑制することが可能になる。
　なお、本実施形態におけるセンサ装置（図示せず）については、上記第３の実施形態におけるセンサ装置１００を流用して実現することが可能であるので、その動作についての説明は省略する。
（第６の実施形態）
　図１６Ａ～図１６Ｆは、第６の実施形態に係るセンサ基板の構成の一例を示す図面である。本実施形態に係るセンサ基板１０１ｄは、上記第５の実施形態に係るセンサ基板１０１ｃに、柱状の電極（以下「柱状電極」という）１３３ａ～１３３ｅ，１３４ａ～１３４ｄ、および柱状電極１３５ａ～１３５ｄ，１３６ａ～１３６ｅを追加して配設したものである。これらの柱状電極１３３ａ～１３３ｅ，１３４ａ～１３４ｄ、および柱状電極１３５ａ～１３５ｄ，１３６ａ～１３６ｅは、それぞれの上位（または下位）に配設されている櫛歯電極１２３ａ，１２３ｂ、および櫛歯電極１２３ｃ，１２３ｄに対応して接続されている。
　図１６Ａは、本実施形態に係るセンサ基板１０１ｄの上面図であり、図１６Ｂは、本実施形態に係るセンサ基板１０１ｄの第２層における配線の構成の一例を示す図面である。また、図１６Ｃ，図１６Ｄは、センサ基板１０１ｄの第３層，第４層の発熱電極の構成の一例を示す図面であり、図１６Ｅは、センサ基板１０１ｄの第５層における配線の構成の一例を示す図面である。さらに、図１６Ｆは、センサ基板１０１ｄの下面図である。また、図１７Ａは、図１６Ａの切断面線Ｉ－Ｉにおける断面図であり、図１７Ｂは、図１６Ａの切断面線Ｊ－Ｊにおける断面図である。
　なお、本実施形態に係る櫛歯電極１２３ａ～１２３ｄ、および柱状電極１３３ａ～１３３ｅ，１３４ａ～１３４ｄ，１３５ａ～１３５ｄ，１３６ａ～１３６ｅを含むセンサ基板１０１ｄについても、従来の製法を用いて製作することができる。また、図１６Ａ～図１６Ｆおよび図１７Ａ，図１７Ｂに示す実施形態と、上記図１４Ａ～図１４Ｄおよび図１５Ａ，図１５Ｂに示す実施形態において、共通の構成については同じ参照符号を用いることとして、その説明は省略する。
　図１６Ｂに示されるように、センサ基板１０１ｄの第２層には、櫛歯電極１２３ａ，１２３ｂに対応する柱状電極１３３ａ～１３３ｅ，１３４ａ～１３４ｄが配設されている。同様に、図１６Ｅに示されるように、センサ基板１０１ｄの第５層には、櫛歯電極１２３ｃ，１２３ｄに対応する柱状電極１３５ａ～１３５ｄ，１３６ａ～１３６ｅが配設されている。
　上記のように、センサ基板１０１ｄを構成することにより、櫛歯電極１２３ａ，１２３ｂは、それぞれ柱状電極１３３ａ～１３３ｅ，１３４ａ～１３４ｄによって固定され、櫛歯電極１２３ｃ，１２３ｄは、それぞれ柱状電極１３５ａ～１３４ｄ，１３６ａ～１３６ｅによって固定されるため、櫛歯電極１２３ａ～１２３ｄが剥離してしまうことを防止できる。
　なお、本実施形態におけるセンサ装置（図示せず）については、上記第３の実施形態におけるセンサ装置１００を流用して実現することが可能であるので、その動作についての説明は省略する。
（第７の実施形態）
　図１８Ａ～図１８Ｅおよび図１９Ａ，図１９Ｂは、第７の実施形態に係るセンサ基板の構成の一例を示す図面である。図１８Ａは、本実施形態に係るセンサ基板２０１の上面図であり、図１８Ｂ，図１８Ｃは、センサ基板２０１の第２層，第３層における配線の構成を示す図面であり、図１８Ｄは、センサ基板２０１の第４層における発熱電極の構成を示す図面であり、図１８Ｅは、センサ基板２０１の下面図である。また、図１９Ａは、図１８Ａの切断面線Ｋ－Ｋにおける断面図であり、図１９Ｂは、図１８Ａの切断面線Ｌ－Ｌにおける断面図である。
　センサ基板２０１は、上記第１の実施形態におけるセンサ基板１と同様、ＰＭを検知するセンサ装置に用いられるものである。このセンサ基板２０１は、平板状の絶縁基板と、この絶縁基板の表面に配設された、第１の正極の検知電極とこの第１の正極の検知電極に隣接する第１の負極の検知電極と、第２の正極の検知電極とこの第２の正極の検知電極に隣接する第２の負極の検知電極と、を備えて正負一対の検知電極を構成し、少なくとも一方向（例えば、図１８Ａに示すｘ方向）における、第１の正極の検知電極と第１の負極の検知電極との間の離隔距離である第１の電極間隔と、第２の正極の検知電極と第２の負極の検知電極との間の離隔距離である第２の電極間隔と、が異なっているという特徴を有している。
　図１８Ａ～図１８Ｅに示す例では、正負一対をなす柱状の検知電極２０３ａ～２０３ｌと、絶縁基板２の内部に埋設にされた、検知電極２０３ａ～２０３ｌのそれぞれに対応する内層配線２０６ａ～２０６ｄ等を備えている。なお、後述するように、正負一対の検知電極は、上記の柱状電極に限定するものではなく、櫛歯電極であってもよく、また柱状電極と櫛歯電極とを対応させて配設したものであってもよい。
　上記図１８Ａ～図１８Ｅおよび図１９Ａ，図１９Ｂに示されるように、センサ基板２０１の第１層から第３層においては、検知電極２０３ａ～２０３ｌと、検知電極２０３ａ～２０３ｌに対応する電極端子２０４ａ～２０４ｄ、内部配線２０５ａ～２０５ｄおよび内層配線２０６ａ～２０６ｄが配設されている。さらに、センサ基板２０１の第４層には発熱電極２０７が埋設され、これに対応する内部配線２０８ａ，２０８ｂおよび接続パッド２０９ａ、２０９ｂが配設されている。
　検知電極２０３ａ～２０３ｌは、電極端子２０４ａ～２０４ｄを介して外部の直流電源（図示せず）の正極または負極に接続されている。さらに、発熱電極２０７も接続パッド２０９ａ，２０９ｄを介して外部の直流電源に接続されている。以下、本実施形態に係る各構成について、具体的に説明する。
　検知電極２０３ａ～２０３ｌは、例えば円柱状の電極であり、いずれの電極も、その一部が絶縁基板２の一表面２ａから露出している。この場合、検知電極２０３ａ～２０３ｌの各上面と一表面２ａとが面一であってもよい。
　検知電極２０３ａ，２０３ｅ，２０３ｉおよび２０３ｃ，２０３ｇ，２０３ｋは、内層配線２０６ａ，２０６ｃに接続されている内部配線２０５ａ，２０５ｃおよび電極端子２０４ａ，２０４ｃを介して、外部の直流電源（例えば、５０［Ｖ］）の正極に接続されている。さらに、検知電極２０３ｂ，２０３ｆ，２０３ｊおよび２０３ｄ，２０３ｈ，２０３ｌは、内層配線２０６ｂ，２０６ｄに接続されている内部配線２０５ｂ，２０５ｄおよび電極端子２０４ｂ，２０４ｄを介して、上記直流電源の負極に接続されている。
　したがって、検知電極２０３ａ～２０３ｌにおいては、縦一列の３個毎の検知電極（便宜上、左から「Ａグループ電極」、「Ｂグループ電極」、「Ｃグループ電極」および「Ｄグループ電極」と称する。）が同一の正極または負極であり、検知電極２０３ａ，２０３ｅ，２０３ｉのＡグループ電極は、検知電極２０３ｂ，２０３ｆ，２０３ｊのＢグループ電極と正負一対の検知電極を構成し、検知電極２０３ｃ，２０３ｇ、２０３ｋのＣグループ電極は、検知電極２０３ｄ，２０３ｈ，２０３ｌのＤグループ電極と正負一対の検知電極を構成する。
　さらに、Ａグループ電極～Ｄグループ電極では、ｘ方向において、隣接する電極との間の離隔距離である間隔が徐々に広がっており、互いの間隔が非均一となっている。例えば、図１８Ｂに示されるように、Ａグループ電極とＢグループ電極との間隔を「ｄ１１」とした場合に、Ｂグループ電極とＣグループ電極との間隔ｄ１２は、「ｄ１２＝２ｄ１１」とし、Ｃグループ電極とＢグループ電極との間隔「ｄ１３＝４ｄ１１」のように徐々に間隔を長くしている。このように、各グループ電極を構成することによって、排気ガスにおける排気ガス中の粒子状物質の濃度に関係なく、応答性を確保しつつ長時間の連続検知を可能にする。
　なお、上記の例では、縦一列の３個毎の検知電極を同一の正極または負極で共通としたが、横一列の３個毎の検知電極が共通となるように構成してもよい。
　発熱電極２０７は、上述の第１の実施形態における発熱電極７と同様、例えば７００［℃］に加熱され、検知電極２０３ａ～２０３ｌ付近に付着した粒子状物質を分解除去する。
　絶縁基板２は、例えば平板状であり、一対の検知電極同士、および一対の検知電極と発熱電極２０７とを電気的に絶縁して設けるための基体部分である。
　検知電極２０３ａ～２０３ｌは、柱状（例えば、円柱状）の電極であり、例えば、その直径は２０μｍ～１００μｍであればよく、隣接する検知電極との距離は５μｍ～５０μｍであればよい。
　検知電極２０３ａ～２０３ｌが柱状の電極である場合は、従来のビア（貫通導体）を含む回路基板と同様の製法を用いて、検知電極２０３ａ～２０３ｌを含む絶縁基板２を製作することができる。
　上記のように、検知電極２０３ａ～２０３ｌは、センサ基板がセンサ装置に設置される環境における粒子状物質を検出するための電極である。一対の電極間（例えば、検知電極２０３ａ－２０３ｂ間や検知電極２０３ｃ－２０３ｄ間）に煤等の粒子状物質が付着したときに、この一対の検知電極間の電気抵抗が変化し、電極間に流れるリーク電流が変化する。このリーク電流の変化を検知することによって、一対の検知電極間に存在する粒子状物質に関する情報を取得することが可能となる。
　そのため、検知電極２０３ａ～２０３ｌは、このようなリーク電流の変化を検知できる金属材料を含有している。検知電極２０３ａ～２０３ｌは、このような金属材料として、酸化しにくい白金を用いてもよい。
　さらに、検知電極２０３ａ～２０３ｌには、上述の検知電極３ａ～３ｄに用いる金属材料と同様の金属材料を用いることができる。
　検知電極２０３ａ～２０３ｌおよび電極端子２０４ａ～２０４ｄ等の表面には、さらに電解めっき法または無電解めっき法によって、上述の検知電極３ａ～３ｄにおける金属めっき層と同様の金属めっき層が被着されていてもよい。
　内層配線２０６ａ～２０６ｄは、絶縁基板２の第２層または第３層に形成されており、第１層の検知電極２０３ａ～２０３ｌと電極端子２０４ａ～２０４ｄとを電気的に接続する。
　発熱電極２０７は、上述の発熱電極７と同様の金属材料からなる。
　検知電極２０３ａ～２０３ｌ、電極端子２０４ａ～２０４ｄ、内部配線２０５ａ～２０５ｄ，２０８ａ，２０８ｂ、内層配線２０６ａ～２０６ｄおよび発熱電極２０７は、上述の第１の実施形態における検知電極３ａ～３ｄ、電極端子４ａ～４ｄ、内部配線５ａ～５ｄ、内層配線６ａ～６ｄおよび発熱電極７と同様の製法によって形成することができる。　
　センサ基板２０１によれば、排気ガス中の粒子状物質の濃度に関係なく、応答性を確保しつつ長時間の連続検知が可能になる。
　図２０は、本実施形態に係るセンサ基板を用いたセンサ装置の構成の一例を示す断面図である。図２０に示されるように、センサ装置２００は、粒子状物質を検知するために、センサ基板２０１、必要な電源２２０，２３０および測定検知回路２４０を備える。なお、図２０において上記図１８Ａ～図１８Ｅ等と同様の部位には同じ参照符号を付し、その説明は省略する。
　センサ装置２００において、電源２２０，２３０から検知電極２０３ａ～２０３ｌに、例えば約５０ボルト（Ｖ）の直流電圧が印加されると、測定検知回路２４０では、正極－負極間に堆積した粒子状物質に基づく漏れ電流が検知され、正極－負極間の抵抗値等が算出される。
　電源２２０，２３０および測定検知回路２４０は、上述の第１の実施形態における電源，測定検知回路（すなわち、全体制御部２０、第１煤検出部３１～第６煤検出部３６、ヒーター制御部４０、温度検知部５０および表示部６０など）を適用して実現することが可能である。ここで、本実施形態に係る検知電極２０３ａ～２０３ｌのように、一対の検知電極が複数存在する場合は、測定検知回路２４０が、時分割で各一対の検知電極における漏れ電流の検知等を行う。なお、図２０においては、リード端子２１０ａ，２１０ｂと電源２２０，２３０とを電気的に接続する導電性接続材等の接続用の導体を仮想線（二点鎖線）で模式的に示している。
　図２０において、リード端子２１０ａ，２１０ｂは、電極端子２０４ａ等と同様に、粒子状物質の検知に直接関与しないので、リード端子２１０ａ，２１０ｂを形成する材料は、その用いられる環境、センサ基板２０１としての生産性および経済性等の条件に応じて、適宜選択してもよい。例えば、リード端子２１０ａ，２１０ｂが白金または金等の耐酸化性に優れた金属材料からなるものであれば、センサ装置２００としての信頼性の点で有利である。また、リード端子２１０ａ，２１０ｂは、経済性等を重視して、鉄－ニッケル－コバルト合金等の鉄系合金、または銅等からなるもので形成してもよい。また、リード端子２１０ａ，２１０ｂが鉄系合金からなるときに、その露出する表面が金めっき層等のめっき層で保護されていてもよい。
　リード端子２１０ａ，２１０ｂの電極端子２０４ａ等に対する接合は、例えば、銀ろう（銀銅ろう材）または金ろう等のろう材（符号なし）によって行なわれる。ろう材についても、リード端子２１０ａ，２１０ｂと同様に、センサ基板２０１が製造または使用されるときの種々の条件に応じて、適宜その材料が選択される。
　なお、本実施形態では、検知電極を３×４個（すなわち１２個）の柱状の電極で構成したが、３×４個に限定するものではなく、例えばｎ×ｍ（２≦ｎおよびｍ≦２００）個の範囲で任意に組み合わせてもよい。
　また、上述の実施形態に係る柱状の検知電極は、上記の円柱状に限られず、楕円形や他の多角形の柱状であってもよい。
（第８の実施形態）
　図２１Ａ～図２１Ｃは、第８の実施形態に係る各実施例における検知電極の構成を示す上面図である。本実施形態では、上記第７の実施形態で示した、センサ基板に配設された検知電極以外の検知電極（特に、柱状の検知電極）の構成について説明する。なお、図２１Ａ～図２１Ｃに示す各実施例では、上記図１８Ａ～図１８Ｅおよび図１９Ａ，図１９Ｂで示した実施形態と共通の構成については同じ参照符号を用いることとして、その説明を省略する。
　図２１Ａは、本実施形態に係る第１実施例のセンサ基板の上面図である。センサ基板２０２Ａは、上記の第７の実施形態におけるセンサ基板２０１と同じく、排気ガス中の粒子状物質を検知するセンサ装置に用いられ、同等の検知効果を奏する。ここで、便宜上、図２１Ａに示すように、ｘ軸とｙ軸を規定することとする。なお、下記の図２１Ｂ，図２１Ｃにおいても同様にｘ軸とｙ軸を規定しているが、その記載は省略する。
　センサ基板２０２Ａにおいては、上記のセンサ基板２０１と同様に、左からＡグループ電極～Ｄグループ電極が配設されており、Ａグループ電極とＣグループ電極が電源（図示せず）の正極に接続されており、Ｂグループ電極とＤグループ電極は、電源の負極に接続されている。なお、下記の図２１Ｂ，図２１Ｃにおいても、同様に、各グループ電極が配設されている。
　センサ基板２０２Ａとセンサ基板２０１との相違点は、Ａグループ電極とＢグループ電極との間隔がｄ１３（＝４ｄ１１）、Ｂグループ電極とＣグループ電極との間隔がｄ１２（＝２ｄ１１）、Ｃグループ電極とＤグループ電極との間隔がｄ１１であり、各グループ電極間の間隔が徐々に狭くなるように各検知電極を配設した点で、徐々に広くなるように各検知電極を配設したセンサ基板２０１と異なっている。
　上記のセンサ基板２０２Ａは、例えば、上記のセンサ基板２０１における排気ガスの流れる方向と逆方向に排気ガスが流れる場合に有用である。
　図２１Ｂは、本実施形態に係る第２実施例のセンサ基板の上面図である。センサ基板２０２Ｂは、上記のセンサ基板２０１と同じく、排気ガス中の粒子状物質を検知するセンサ装置に用いられ、同等以上の検知効果を奏する。
　センサ基板２０２Ｂにおけるｘ方向の各グループ電極間の間隔は、上記センサ基板２０１と同じである。ただし、センサ基板２０２Ｂにおいては、上記の特徴に加えて、Ｂグループ電極における検知電極間のｙ方向の間隔ｈ２１より、Ｃグループ電極における検知電極間の間隔ｈ２２が広く、この間隔ｈ２２より、Ｄグループ電極における検知電極間の間隔ｈ２３がさらに広くなるように、各検知電極が配設されている。
　センサ基板２０２Ｂは、検知電極間の間隔をｘ方向とｙ方向の両方向で異なるように配設したので、排気ガスの流れる方向に起因する検出ムラを軽減し、排気ガスにおけるＰＭの濃度が低い場合は、検知電極間の間隔が狭い部分に堆積した粒子状物質によって速やかな粒子状物質の検出を可能としつつ、排気ガスにおけるＰＭの濃度が高い場合は、検知電極間の間隔が広い部分に粒子状物質が堆積して電気的特性が変化するまで長時間を要するので、より長時間の連続検知が可能となる。
　図２１Ｃは、本実施形態に係る第３実施例のセンサ基板の上面図である。センサ基板２０２Ｃは、上記のセンサ基板２０１と同じく、排気ガス中の粒子状物質を検知するセンサ装置に用いられ、同等以上の検知効果を奏する。
　センサ基板２０２Ｃと上記センサ基板２０１との相違点は、Ｄグループ電極の右側にさらにＥグループ電極を配設し、Ｄグループ電極とＥグループ電極とのｘ方向の距離を、間隔ｄ１３より狭い間隔ｄ１１にして、ｘ方向における隣接する検知電極間の間隔を、「狭」→「広」→「狭」となるように構成した点である。なお、Ｅグループ電極は、電源の正極に接続される。
　上記のセンサ基板２０２Ｃは、例えば、上記のセンサ基板２０１における排気ガスの流れる方向と比較し、より複雑な方向に排気ガスが流れる場合に有用である。なお、ｘ方向における隣接する検知電極間の間隔を、「広」→「狭」→「広」となるように構成してもよい。
　なお、本実施形態における各センサ基板を搭載するセンサ装置（図示せず）については、上記センサ基板２０１の場合と基本的に同じであるため、上記第７の実施形態におけるセンサ装置２００を流用して実現することが可能である。したがって、その動作については説明を省略する。
（第９の実施形態）
　図２２Ａ～図２２Ｄは、第９の実施形態に係る各実施例における検知電極の構成を示す上面図である。本実施形態では、上記第７の実施形態で示した、センサ基板に配設された検知電極以外の検知電極（特に、櫛歯電極）の構成について説明する。なお、図２２Ａ～図２２Ｄに示す各実施例では、上記図１８Ａ～図１８Ｅおよび図１９Ａ，図１９Ｂ等で示した実施形態と共通の構成については同じ参照符号を用いることとして、その説明を省略する。
　図２２Ａは、本実施形態に係る第１実施例のセンサ基板の上面図である。図２２Ａにおいても、便宜上、ｘ軸とｙ軸を規定している。なお、下記の図２２Ｂ～図２２Ｄにおいても同様にｘ軸とｙ軸を規定しているが、その記載は省略する。
　第１実施例におけるセンサ基板２０３Ａは、上記第７の実施形態における検知電極２０３ａ～２０３ｌの構成に対応する櫛歯電極を備えている。センサ基板２０３Ａには、検知電極２２３ａと検知電極２２３ｂとが配設されており、検知電極２２３ａは電源（図示せず）の正極に接続されており、検知電極２２３ｂは電源の負極に接続されている。
　さらに、正極の検知電極２２３ａには、－ｙ方向に伸延する電極指ｆ０，ｆ１２が含まれ、負極の検知電極２２３ｂには、ｙ方向に伸延する電極指ｆ１１，ｆ１３が含まれている。ここで、電極指ｆ１１，ｆ１２，ｆ１３のｙ方向の長さは、ｈ３１で同一であるが、電極指ｆ０－ｆ１１間の間隔ｄ３１、電極指ｆ１１－ｆ１２間の間隔ｄ３２，電極指ｆ１２－ｆ１３間の間隔ｄ３３は、ｄ３１＜ｄ３２＜ｄ３３の関係にあり、次第に間隔が広くなるように各電極指が配設されている。
　図２２Ｂは、本実施形態に係る第２実施例のセンサ基板の上面図である。第２実施例におけるセンサ基板２０３Ｂは、上記第７の実施形態におけるセンサ基板２０２Ｂの検知電極の構成に対応する櫛歯電極の構成が示されている。センサ基板２０３Ｂには、検知電極２２３ｃと検知電極２２３ｄとが配設されており、検知電極２２３ｃは電源（図示せず）の正極に接続されており、検知電極２２３ｄは電源の負極に接続されている。なお、センサ基板２０３Ｂにおける各電極指間の間隔は、上記センサ基板２０３Ａの場合と同一（ｄ３１，ｄ３２，ｄ３１）である。
　さらに、正極の検知電極２２３ｃには、－ｙ方向に伸延する電極指ｆ０，ｆ２２が含まれ、負極の検知電極２２３ｄには、ｙ方向に伸延する電極指ｆ２１，ｆ２３が含まれている。ここで、電極指ｆ２１，ｆ２２，ｆ２３のｙ方向の長さは、それぞれｈ３１,ｈ３２,ｈ３３で異なっており、電極指ｆ０－ｆ２１間の間隔ｄ３１、電極指ｆ１－ｆ２２間の間隔ｄ３２，および電極指ｆ２２－ｆ２３間の間隔ｄ３３についても、ｄ３１＜ｄ３２＜ｄ３３の関係にあり、ｘ方向とｙ方向の両方向に次第に間隔が広くなるように各電極指が配設されている。
　上記のセンサ基板２０３Ｂは、上記第７の実施形態におけるセンサ基板２０２Ｂと同様、電極指間の間隔をｘ方向とｙ方向の両方向で異なるように配設したので、排気ガスにおけるＰＭの濃度が低い場合は、検知電極間の間隔が狭い部分に堆積した粒子状物質によって速やかな粒子状物質の検出が可能となる。一方、排気ガスにおけるＰＭの濃度が高い場合は、検知電極間の間隔が広い部分に粒子状物質が堆積して電気的特性が変化するまで、より長い時間を要するため、長時間の連続検知が可能となる。
　図２２Ｃは、本実施形態に係る第３実施例のセンサ基板の上面図である。第３実施例におけるセンサ基板２０３Ｃと上記センサ基板２０１との相違点は、電極指ｆ０と電極指ｆ３１における中心間距離である電極ピッチ、電極指ｆ３１と電極指ｆ３２における電極ピッチ、および電極指ｆ３２と電極指ｆ３３における電極ピッチが全て同一（Ｐ０）の場合であって、電極指ｆ３１の電極幅をｄ４１、電極指ｆ３２の電極幅をｄ４２、電極指ｆ３３の電極幅をｄ４３のように、平面視における電極指の電極幅を徐々に狭くすることで、各電極指間の間隔が徐々に広くなるように櫛歯電極２２３ｅ，２２３ｆを配設した点である。なお、上記の櫛歯電極に代えて、上述の柱状の電極（例えば円柱状の電極）を採用し、電極ピッチが全て同一で、平面視における、電極幅に相当する電極の直径等を徐々に狭くすることで、各電極間の間隔が徐々に広くなるように柱状の電極を配設してもよい。
　センサ基板２０３Ｃは、櫛歯電極の電極指間の電極ピッチを等しくしつつ、電極幅を徐々に「広」→「狭」に変更することで、検知電極間の間隔を「狭」→「広」になるようにｘ方向で異なるように配設したので、排気ガスの流れる方向に起因する検出ムラを軽減し、排気ガスにおけるＰＭの濃度が低い場合は、検知電極間の間隔が狭い部分に堆積した粒子状物質によって速やかな粒子状物質の検出を可能としつつ、排気ガスにおけるＰＭの濃度が高い場合は、検知電極間の間隔が広い部分に粒子状物質が堆積して電気的特性が変化するまで長時間を要するので、より長時間の連続検知が可能となる。
　上記のセンサ基板２０３Ｃは、例えば、電極ピッチを自在に可変できない製造プロセスにおいて有用である。
　図２２Ｄは、本実施形態に係る第４実施例のセンサ基板の上面図である。第４実施例におけるセンサ基板２０３Ｄと上記センサ基板２０３Ａとの相違点は、櫛歯電極を２組に分けて、より詳細な粒子状物質の検知を可能にした点である。具体的には、電極指間の間隔が狭い領域の櫛歯電極２２３ｇ，２２３ｈと、電極指間の間隔が広い領域の櫛歯電極２２３ｉ，２２３ｊと、の２組の櫛歯電極に分割することにより、電極指間の間隔が狭い領域における粒子状物質の検知と、電極指間の間隔が広い領域における粒子状物質の検知を個別に実施するので、より詳細な粒子状物質の検知が可能となる。なお、上記の第４実施例では、櫛歯電極を２組に分割したが、これに限定するものではなく、より多くの複数組に分割して粒子状物質の検知を行うように構成してもよい。
　なお、本実施形態における各センサ基板を採用するセンサ装置（図示せず）については、上記センサ基板１の場合と基本的に同じであるため、上記第１の実施形態におけるセンサ装置１０を流用して実現することが可能である。したがって、その動作については説明を省略する。また、上記の実施形態または実施例を組み合わせた電極を配設したセンサ基板等を構成することも可能である。
（第１０の実施形態）
　図２３Ａ～図２３Ｃは、第１０の実施形態に係るセンサ基板の構成の一例を示す図面である。本実施形態に係るセンサ基板２０４は、上記第７の実施形態に係るセンサ基板２０１に、櫛歯電極２３３ａ，２３３ｂを追加して配設したものである。櫛歯電極２３３ａ，および櫛歯電極２３３ｂの下位には、それぞれ柱状電極２０３ａ、２０３ｅ，２０３ｉ，２０３ｃ，２０３ｇ，２０３ｋ、および柱状電極２０３ｂ、２０３ｆ，２０３ｊ，２０３ｄ，２０３ｈ，２０３ｌが対応して接続されている。なお、上記柱状電極２０３ａ～２０３ｌには、前述の第７の実施形態における検知電極２０３ａ～２０３ｌを流用することができる。
　図２３Ａは、本実施形態に係るセンサ基板２０４の上面図であり、図２３Ｂは、図２３Ａの切断面線Ｍ－Ｍにおける断面図であり、図２３Ｃは、図２３Ａの切断面線Ｎ－Ｎにおける断面図である。本実施形態に係る櫛歯電極２３３ａ，２３３ｂおよび柱状電極２０３ａ～２０３ｌを含むセンサ基板２０４についても、従来の製法を用いて製作することができる。ここで、本実施形態に係る第２層から第５層までは、上記の第７の実施形態に係る
センサ基板２０１と同様の構成であるので、その説明は省略する。また、図２３Ａ～図２３Ｃに示す実施形態と、上記図１８Ａ，図１９Ａおよび図１９Ｂに示す実施形態において、共通の構成については同じ参照符号を用いることとして、その説明は省略する。
　図２３Ａに示されるように、センサ基板２０４の第１層には、櫛歯電極２３３ａ，２３３ｂが配設されており、櫛歯電極２３３ａの下位には、対応する柱状電極２０３ａ、２０３ｅ，２０３ｉ，２０３ｃ，２０３ｇおよび２０３ｋが接合されている。同様に、櫛歯電極２３３ｂの下位には、対応する柱状電極２０３ｂ、２０３ｆ，２０３ｊ，２０３ｄ，２０３ｈおよび２０３ｌが接合されている。
　上記のように、センサ基板２０４を構成することにより、櫛歯電極２３３ａ，２３３ｂは、それぞれ６個の柱状電極によって固定されるため、櫛歯電極２３３ａ，２３３ｂが剥離してしまうことを抑制することができる。
　なお、本実施形態におけるセンサ装置（図示せず）については、上記第７の実施形態におけるセンサ装置２００を流用して実現することが可能であるので、その動作についての説明は省略する。
　本開示は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本開示の範囲は請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、請求の範囲に属する変形や変更は全て本開示の範囲内のものである。
１，１１，１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ　　センサ基板
２０１，２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃ　　センサ基板
２０３Ａ，２０３Ｂ，２０３Ｃ　　センサ基板
２，１２，１０２，２０２　　絶縁基板
２ａ，１２ａ　　第１面
２ａ　　一表面（第１面）
２ｂ　　他表面（第２面）
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ　　　検知電極
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ　　　検知電極
１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄ　　検知電極
１０３ｅ，１０３ｆ，１０３ｇ，１０３ｈ　　検知電極
１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄ，１１３ｅ　　検知電極
１１３ｆ，１１３ｇ，１１３ｈ，１１３ｉ　　検知電極
１１３ｊ，１１３ｋ，１１３ｌ，１１３ｍ，１１３ｎ　　検知電極
１１３ｏ，１１３ｐ，１１３ｑ，１１３ｒ　　検知電極
１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃ，１２３ｄ　　検知電極（櫛歯電極）
１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃ，１３３ｄ，１３３ｅ　　柱状電極
１３４ａ，１３４ｂ，１３４ｃ，１３４ｄ　　柱状電極
１３５ａ，１３５ｂ，１３５ｃ，１３５ｄ　　柱状電極
１３６ａ，１３６ｂ，１３６ｃ，１３６ｄ，１３６ｅ　　柱状電極
２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄ　　検知電極（柱状電極）
２０３ｅ，２０３ｆ，２０３ｇ，２０３ｈ　　検知電極（柱状電極）
２０３ｉ，２０３ｊ，２０３ｋ，２０３ｌ　　検知電極（柱状電極）
２２３ａ，２２３ｂ，２２３ｃ，２２３ｄ，２２３ｅ　　検知電極（櫛歯電極）
２２３ｆ，２２３ｇ，２２３ｈ，２２３ｉ，２２３ｊ　　検知電極（櫛歯電極）
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ　　　電極端子
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ　　　電極端子
１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ　　電極端子
１０４ｅ，１０４ｆ，１０４ｇ　　電極端子
１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ　　電極端子
１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃ　　電極端子
２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ，２０４ｄ　　電極端子
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ　　　内部配線
１５ａ，１５ｃ，１８ａ，１８ｂ　　　内部配線
１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ　　内部配線
８ａ，８ｂ，１０５ｅ，１０５ｆ，１０５ｇ，１０８ａ　　内部配線
１１５ａ，１１５ｂ，１１８ａ　　内部配線
１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｅ，１２５ｆ　　内部配線
２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃ，２０５ｄ　　内部配線
２０８ａ，２０８ｂ　　内部配線
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｂ，１６ａ，１６ｃ　　内層配線
１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ　　内層配線
１０６ｅ，１０６ｆ，１０６ｇ，１０６ｈ　　内層配線
１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃ　　内層配線
１１６ｊ，１１６ｋ，１１６ｌ　　内層配線
２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃ，２０６ｄ　　内層配線
７，１７，１０７，１１７，１２７ａ，１２７ｂ，２０７　　発熱電極
１０，１００，２００　　センサ装置
２０　　　全体制御部
３１　　　第１煤検出部
３２　　　第２煤検出部
３３　　　第３煤検出部
３４　　　第４煤検出部
３５　　　第５煤検出部
３６　　　第６煤検出部
４０　　　ヒーター制御部
５０　　　温度検知部
６０　　　表示部
１０９，１２９　　検知領域
１２０，１３０，２２０，２３０　　電源
１４０，２４０　　測定検知回路

Claims (20)

  1. 　絶縁基板と、
    　前記絶縁基板に位置する、少なくとも正負一対の柱状電極を含む、正負一対の検知電極であって、該正負一対の柱状電極の正極および負極それぞれの一部が、前記絶縁基板の第１面に露出している正負一対の検知電極と、
    　前記絶縁基板の内部に埋設された、前記正負一対の検知電極の正極および負極それぞれに対応する内層配線と、を備えることを特徴とするセンサ基板。
  2. 　前記正負一対の柱状電極の正極および負極それぞれの前記一部を除く残部が、前記配線基板の内部に埋設されており、
    　前記正負一対の柱状電極の正極および負極それぞれの一部は、該正極および負極それぞれの上面であり、該上面が前記絶縁基板の第１面と面一に露出していることを特徴とする請求項１に記載のセンサ基板。
  3. 　前記正負一対の柱状電極の正極および負極が、それぞれ円柱状、四角柱状または八角柱状であることを特徴とする請求項１に記載のセンサ基板。
  4. 　前記正負一対の柱状電極の正極および負極の前記絶縁基板の第１面に露出している形状が、互いに相似形であることを特徴とする請求項３に記載のセンサ装置。
  5. 　前記絶縁基板が直方体状であり、
    　前記絶縁基板の第１面および該第１面以外の第２面のそれぞれに前記正負一対の検知電極が位置していることを特徴とする請求項１に記載のセンサ基板。
  6. 　前記第１面と前記第２面とは、互いに対向していることを特徴とする請求項５に記載のセンサ基板。
  7. 　前記内層配線は、前記正負一対の検知電極の正極および負極のそれぞれに対応づけられていることを特徴とする請求項５または６に記載のセンサ基板。
  8. 　前記正負一対の検知電極は、前記絶縁基板の前記第１面および前記第２面のそれぞれに位置する正負一対の櫛歯電極をさらに含み、
    　前記正負一対の櫛歯電極は、前記柱状電極と対応付けて接続されていることを特徴とする請求項５～７のいずれか１項に記載のセンサ基板。
  9. 　前記絶縁基板の内部に埋設されている発熱電極を備えることを特徴とする請求項５～８のいずれか１項に記載のセンサ基板。
  10. 　前記第１面または前記第２面には、予め、前記正負一対の検知電極を含む検知領域が規定されており、
    　前記発熱電極は、平面透視において、前記検知領域の外周に沿って位置していることを特徴とする請求項９に記載のセンサ基板。
  11. 　前記発熱電極は、前記第１面と前記第２面の間に位置していることを特徴とする請求項９に記載のセンサ基板。
  12. 　前記発熱電極は、前記第１面に位置する前記正負一対の検知電極に対応づけられて位置している第１の発熱電極と、前記第２面に位置する前記正負一対の検知電極に対応づけられて位置している第２の発熱電極と、を含むことを特徴とする、請求項６を引用する請求項９に記載のセンサ基板。
  13. 　前記正負一対の検知電極の正の検知電極は、前記絶縁基板の表面に位置する、第１正極電極と、第２正極電極と、を含み、
    　前記正負一対の検知電極の負の検知電極は、前記第１正極電極に一方向において隣接する第１負極電極と、前記第２正極電極に該一方向において隣接する第２負極電極と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のセンサ基板。
  14. 　前記第１正極電極と前記第１負極電極との間の第１電極間隔と、前記第２正極電極と前記第２負極電極との間の第２電極間隔とが互いに異なっていることを特徴とする請求項１３に記載のセンサ基板。
  15. 　前記正負一対の検知電極の前記第１正極電極、前記第１負極電極、前記第２正極電極および前記第２負極電極は、柱状電極であり、
    　前記第１正極電極、前記第２正極電極、前記第１負極電極および前記第２負極電極それぞれに対応付けて接続されている櫛歯電極をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載のセンサ基板。
  16. 　前記一方向に直交する方向において前記第１正極電極に隣接する第３負極電極と、前記一方向に直交する方向において前記第２正極電極に隣接する第４負極電極と、を備え、
    　前記第１正極電極と前記第３負極電極との間の離隔距離である第３電極間隔と、前記第２正極電極と前記第４負極電極との間の離隔距離である第４電極間隔とが異なっていることを特徴とする請求項１３に記載のセンサ基板。
  17. 　前記第１正極電極、前記第１負極電極、前記第２正極電極および前記第２負極電極は、前記一方向に並設されており、前記第１正極電極と前記第２正極電極とにおける中心間距離である第１電極ピッチと、前記第１負極電極と前記第２負極電極とにおける中心間距離である第２電極ピッチとが等しく、
    　前記第１正極電極における電極幅と前記第１負極電極における電極幅とが異なっている、または前記第１正極電極における電極幅と前記第２正極電極における電極幅とが異なっている、ことを特徴とする請求項１３に記載のセンサ基板。
  18. 　前記第１正極電極と前記第１負極電極および前記第３負極電極は、正負一対の柱状電極を構成し、前記第２正極電極と前記第２負極電極および前記第４負極電極は、正負一対の柱状電極を構成し、
    　前記正負一対の柱状電極における電極幅は、平面視における前記柱状電極の直径であることを特徴とする請求項１６に記載のセンサ基板。
  19. 　前記第１正極電極、前記第１負極電極、前記第２正極電極および前記第２負極電極は、正負一対の櫛歯電極の一部であり、
    　前記正負一対の櫛歯電極における電極幅は、平面視における前記櫛歯電極の電極指の幅であることを特徴とする請求項１３に記載のセンサ基板。
  20. 　請求項１～１９のいずれか１項に記載のセンサ基板と、
    　前記内層配線を介して前記正負一対の検知電極に電力を供給する電源と、を備えることを特徴とするセンサ装置。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02102444A (ja) * 1988-10-11 1990-04-16 Nissei Build Kogyo Co Ltd 降雪センサ
JPH02181641A (ja) * 1989-01-04 1990-07-16 Nissei Build Kogyo Co Ltd 水滴検出用の電極板
JPH07248303A (ja) * 1994-03-09 1995-09-26 Omron Corp 電極、液体性状計測装置および液体性状計測方法
JPH08278269A (ja) * 1995-04-05 1996-10-22 Isao Kiyono 降水検知器
JP2002195114A (ja) * 2000-10-26 2002-07-10 Filterwerk Mann & Hummel Gmbh 吸気システム
JP2004144609A (ja) * 2002-10-24 2004-05-20 Sunpot Co Ltd 降雪検知装置
JP2012047596A (ja) 2010-08-26 2012-03-08 Ngk Insulators Ltd 粒子状物質検出装置
JP2014032063A (ja) 2012-08-02 2014-02-20 Nippon Soken Inc 粒子状物質検出素子の製造方法、並びに、粒子状物質検出センサ
US20150084100A1 (en) * 2013-09-26 2015-03-26 Nxp B.V. Integrated circuit with co2 sensor, composition and manufacturing method of such an ic

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005053120A1 (de) * 2005-11-08 2007-05-10 Robert Bosch Gmbh Sensorelement für Gassensoren und Verfahren zum Betrieb desselben
US8225640B2 (en) * 2008-12-11 2012-07-24 Delphi Technologies, Inc. Soot sensor and method for sensing soot
JP5327152B2 (ja) * 2010-07-05 2013-10-30 株式会社デンソー 粒子状物質検出センサ素子及び粒子状物質検出センサ
JP5542007B2 (ja) * 2010-08-26 2014-07-09 日本碍子株式会社 粒子状物質検出装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02102444A (ja) * 1988-10-11 1990-04-16 Nissei Build Kogyo Co Ltd 降雪センサ
JPH02181641A (ja) * 1989-01-04 1990-07-16 Nissei Build Kogyo Co Ltd 水滴検出用の電極板
JPH07248303A (ja) * 1994-03-09 1995-09-26 Omron Corp 電極、液体性状計測装置および液体性状計測方法
JPH08278269A (ja) * 1995-04-05 1996-10-22 Isao Kiyono 降水検知器
JP2002195114A (ja) * 2000-10-26 2002-07-10 Filterwerk Mann & Hummel Gmbh 吸気システム
JP2004144609A (ja) * 2002-10-24 2004-05-20 Sunpot Co Ltd 降雪検知装置
JP2012047596A (ja) 2010-08-26 2012-03-08 Ngk Insulators Ltd 粒子状物質検出装置
JP2014032063A (ja) 2012-08-02 2014-02-20 Nippon Soken Inc 粒子状物質検出素子の製造方法、並びに、粒子状物質検出センサ
US20150084100A1 (en) * 2013-09-26 2015-03-26 Nxp B.V. Integrated circuit with co2 sensor, composition and manufacturing method of such an ic

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