(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隙を隔てて対向せしめた少なくとも一対の検出電極対を具備し、該検出電極対間に存在する粒子状物質の量に応じて変化する抵抗値、静電容量、又は、インピーダンスのいずれかから選択した電気的特性により被測定ガス中の粒子状物質を検出する粒子状物質検出素子において、
上記検出電極対が、略平板状の第１の検出電極層（１１Ａ）と、同じく略平板状の第２の検出電極層（１１Ｂ）とを、略平板状の中間絶縁層（１０）を介して対向せしめて、上記第１の検出電極層（１１Ａ）と上記第２の検出電極層（１１Ｂ）とを交互に積み重ねて積層構造とした検出電極層積層体（１、１ａ〜ｇ）からなり、該検出電極層積層体の積層方向の断面を露出せしめた端面を検出面として利用するものであって、
上記第１、第２の検出電極層（１１Ａ、１１Ｂ）が、１０−２Ｓ／ｃｍ以上の電導率を有する導電性酸化物材料からなり、それぞれが、５０μｍ以上５００μｍ以下の電極層膜厚（ＴＥＬ）を有し、
上記中間絶縁層（１０）が、１０−５Ｓ／ｃｍ以下の電導率を有する絶縁性酸化物材料からなり、３μｍ以上２０μｍ以下の絶縁層厚（ＴＩＮＳ）を有し、
上記検出電極層積層体（１、１ａ〜ｇ）の積層方向に直交する方向の両側面に交互に分かれて、上記第１の検出電極層と上記第２の検出電極層とのいずれか一方が外部と導通し、他方が絶縁されるように、上記第１の検出電極層の一方の端部を覆う第１の端部絶縁層（１２Ａ）と、上記第２の検出電極層の一方の端部を覆う第２の端部絶縁層（１２Ｂ）とを設けると共に、
絶縁性材料からなり略平板状に形成した絶縁性基板（３）の表面に、
上記第１、第２の検出電極層のそれぞれと独立に接続する第１、第２のランド部（２２Ａ、２２Ｂ）と、上記第１、第２ランド部のそれぞれと独立に接続する第１、第２のリード部（２１Ａ、２１Ｂ）と、上記第１、第２のリード部のそれぞれと独立に接続する第１、第２の端子部（２０Ａ、２０Ｂ）とからなる電極引き出し層（２）を設けて、
上記検出電極層積層体（１、１ａ〜ｇ）の両側面に左右交互に分かれて引き出された上記第１、第２の検出電極層（１１Ａ、１１Ｂ）のそれぞれを上記第１、第２のランド部（２２Ａ、２２Ｂ）のそれぞれに接続することで、上記検出電極層積層体を上記絶縁性基板の先端側で保持せしめたことを特徴とする粒子状物質検出素子（４、４ａ〜ｇ）。
【請求項２】
上記絶縁性基板（３）の表面において、上記第１の検出電極層（１１Ａ）と上記第２の検出電極層（１１Ｂ）と上記中間絶縁層（１０）とが平行に並んだ部分以外を覆う絶縁性材料からなる保護層（５）を具備する請求項１に記載の粒子状物質検出素子（４、４ａ〜ｇ）。
【請求項３】
上記第１、第２の検出電極層（１１Ａ、１１Ｂ）と上記第１、第２のランド部（２２Ａ、２２Ｂ）とが、それぞれ接続すべき一方にのみ接続し、他方との接続を避けるべく、上記第１、第２のランド部（２２Ａ、２２Ｂ）の所定の電極層（１１Ａ、１１Ｂ）との接続が図られる部位のみが露出する開口部（５１Ａ、５１Ｂ）を設けた絶縁性保護層（５ｇ）を具備する請求項１又は２に記載の粒子状物質検出素子（４、４ａ〜ｆ）。
【請求項４】
上記検出電極積層体（１ｂ、１ｃ、１ｆ）が、その両側面に分かれて、上記第１の検出電極層（１１Ａ）が接続する第１の共通電極（１４Ａ）と、上記第２の検出電極層（１１Ｂ）が接続する第２の共通電極（１４Ｂ）と、を具備する請求項１ないし３のいずれかに記載の粒子状物質検出素子（４ｂ、４ｃ、４ｆ）
【請求項５】
少なくとも、上記第１、第２の検出電極層（１１Ａ，１１Ｂ）が、
ＬＮＦ（ＬａＮｉ０．６Ｆｅ０．４Ｏ３）、
ＬＳＮ（Ｌａ１．２Ｓｒ０．８ＮｉＯ４）、
ＬＳＭ（Ｌａ１−ＸＳｒＸＭｎＯ３−δ）、
ＬＳＣ（Ｌａ１−ＸＳｒＸＣｏＯ３―δ）、
ＬＣＣ（Ｌａ１−ＸＣａＸＣｒＯ３−δ）、
ＬＳＣＮ（Ｌａ０．８５Ｓｒ０．１５Ｃｒ１−ＸＮｉＸＯ３−δ）（０．１≦Ｘ≦０．７）のいずれかから選択したペロブスカイト型の導電性酸化物材料からなる導電性酸化物である請求項１ないし４のいずれかに記載の粒子状物質検出素子（４、４ａ〜ｇ）。
【請求項６】
少なくとも、上記中間絶縁層が、部分安定化ジルコニア、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３のいずれかから選択した絶縁性酸化物材料からなる絶縁性酸化物である請求項１ないし５のいずれかに記載の粒子状物質検出素子（４、４ａ〜ｇ）。
【請求項７】
所定の間隙を隔てて対向せしめた一対の検出電極対間に堆積する粒子状物質の堆積量に応じて変化する電気的特性により被測定ガス中の粒子状物質を検出する粒子状物質検出素子の製造方法であって、
少なくとも、
ＬＮＦ（ＬａＮｉ０．６Ｆｅ０．４Ｏ３）、
ＬＳＮ（Ｌａ１．２Ｓｒ０．８ＮｉＯ４）、
ＬＳＭ（Ｌａ１−ＸＳｒＸＭｎＯ３−δ）、
ＬＳＣ（Ｌａ１−ＸＳｒＸＣｏＯ３―δ）、
ＬＣＣ（Ｌａ１−ＸＣａＸＣｒＯ３−δ）、
ＬＳＣＮ（Ｌａ０．８５Ｓｒ０．１５Ｃｒ１−ＸＮｉＸＯ３−δ）（０．１≦Ｘ≦０．７）のいずれかから選択したペロブスカイト型の導電性酸化物材料を用いて、
５０μｍ以上５００μｍ以下の電極層厚（ＴＥＬ）を有する略平板状の検出電極層用グリーンシート（１１０）を形成する電極層形成工程と、
部分安定化ジルコニア、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３のいずれかから選択した絶縁性酸化物材料を用いて、
３μｍ以上２０μｍ以下の絶縁層厚（ＴＩＮＳ）を有する略平板状の中間絶縁層用グリーンシート（１００）を形成する絶縁層形成工程と、
得られた検出電極層用グリーンシート（１１０）と中間絶縁層用グリーンシート（１００）とを積層して検出電極層積層体（１、１ａ〜ｇ）を形成する積層体形成工程と、
上記検出電極層積層体の積層方向に直交する方向の両側面に交互に分かれて、 上記第１の検出電極層と上記第２の検出電極層とのいずれか一方が外部と導通し、他方が絶縁されるように、上記第１の検出電極層の一方の端部を覆う第１の端部絶縁層（１２Ａ）と、上記第２の検出電極層の一方の端部を覆う第２の端部絶縁層（１２Ｂ）とを形成すべく、上記絶縁性酸化物材料を用いて、上記検出電極層用グリーンシート（１１０）と略同一の膜厚で略平板状の端部絶縁層用グリーンシート（１２０）を形成する端部絶縁層形成工程と、
上記端部絶縁層用グリーンシート（１２０）を所定の形状に打ち抜くと共に、上記検出電極層用グリーンシート（１１０）内の所定位置に埋め込む絶縁層埋め込み工程と、
を具備することを特徴とする粒子状物質検出素子（４、４ａ〜ｇ）の製造方法。
【請求項８】
所定の間隙を隔てて対向せしめた一対の検出電極対間に堆積する粒子状物質の堆積量に応じて変化する電気的特性により被測定ガス中の粒子状物質を検出する粒子状物質検出素子の製造方法であって、
少なくとも、
ＬＮＦ（ＬａＮｉ０．６Ｆｅ０．４Ｏ３）、
ＬＳＮ（Ｌａ１．２Ｓｒ０．８ＮｉＯ４）、
ＬＳＭ（Ｌａ１−ＸＳｒＸＭｎＯ３−δ）、
ＬＳＣ（Ｌａ１−ＸＳｒＸＣｏＯ３―δ）、
ＬＣＣ（Ｌａ１−ＸＣａＸＣｒＯ３−δ）、
ＬＳＣＮ（Ｌａ０．８５Ｓｒ０．１５Ｃｒ１−ＸＮｉＸＯ３−δ）（０．１≦Ｘ≦０．７）のいずれかから選択したペロブスカイト型の導電性酸化物材料を用いて、
５０μｍ以上５００μｍ以下の電極層厚ｔＥＬを有する略平板状の検出電極層用グリーンシート（１１０）を形成する電極層形成工程と、
部分安定化ジルコニア、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３のいずれかから選択した絶縁性酸化物材料を用いて、
３μｍ以上２０μｍ以下の絶縁層厚ｔＩＮＳを有する略平板状の中間絶縁層膜（１００）を上記検出電極層用グリーンシート（１１０）の表面に印刷形成する絶縁層膜形成工程と、
該絶縁層膜を形成した検出電極層用グリーンシートを積層して検出電極層積層体（１、１ａ〜ｇ）を形成する積層体形成工程と、
上記検出電極層積層体の積層方向に直交する方向の両側面に交互に分かれて、  上記第１の検出電極層と上記第２の検出電極層とのいずれか一方が外部と導通し、他方が絶縁されるように、上記第１の検出電極層の一方の端部を覆う第１の端部絶縁層（１２Ａ）と、上記第２の検出電極層の一方の端部を覆う第２の端部絶縁層（１２Ｂ）とを形成すべく、上記絶縁性酸化物材料を用いて、上記検出電極層用グリーンシート（１１０）と略同一の膜厚で略平板状の端部絶縁層用グリーンシート（１２０）を形成する端部絶縁層形成工程と、
上記端部絶縁層用グリーンシート（１２０）を所定の形状に打ち抜くと共に、上記検出電極層用グリーンシート（１１０）内の所定位置に埋め込む絶縁層埋め込み工程と、
を具備することを特徴とする粒子状物質検出素子（４、４ａ〜ｇ）の製造方法。
【請求項９】
上記導電性酸化物材料を用いて、上記中間絶縁層と略同一の膜厚で略平板状の共通電極用グリーンシート（１４０）を形成する共通電極層シート形成工程と、
共通電極用グリーンシート（１４０）を所定形状に打ち抜くと共に、上記絶縁層用グリーンシート（１００）内の所定位置に埋め込む共通電極層埋め込み工程と、
を具備する請求項７又は８に記載の粒子状物質検出素子（４ｃ、４ｆ）の製造方法。
【請求項１０】
上記検出電極層積層体（１α）の両側に引き出した上記第１、第２の検出電極層のいずれか一方にのみ接続する共通電極層を、
上記導電性酸化物材料を用いて、厚膜印刷、又は、グリーンシート貼り付けのいずれかの方法で形成する共通電極形成工程を具備する請求項７又は８に記載の粒子状物質検出素子（４ｂ）の製造方法。
【請求項１１】
少なくとも、
請求項１ないし５のいずれかに記載の粒子状物質検出素子（４、４ａ〜ｇ）と、
該粒子状物質検出素子（４、４ａ〜ｇ）の上記検出電極間に堆積する粒子状物質量に応じて変化する抵抗値、静電容量、又は、インピーダンスのいずれかから選択した電気的特性を検出する電気的特性検出手段（７０）と、
を具備することを特徴とする粒子状物質検出センサ。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用内燃機関の排気系等に使用され、被測定ガス中に含まれるカーボンからなる煤を主成分とする粒子状物質を検出する粒子状物質検出素子とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用ディーゼルエンジン等において、燃焼排気に含まれる環境汚染物質、特に煤粒子（Ｓｏｏｔ）及び可溶性有機成分（ＳＯＦ）を主体とする粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ；以下、ＰＭと称する。）を捕集するために、排気通路にディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦと称する。）を設置することが行われている。ＤＰＦは、耐熱性に優れる多孔質セラミックスからなり、多数の細孔を有する隔壁に燃焼排気を通過させてＰＭを捕捉する。
ＤＰＦは、ＰＭ捕集量が許容量を超えると、目詰まりが生じて圧力損失が増大したり、過剰に堆積したＰＭを燃焼したときに発生する熱によりＤＰＦが破損してＰＭのすり抜けを生じたりする虞があり、定期的に再生処理を行って捕集能力を回復させている。
【０００３】
ＤＰＦの再生時期の適切な判断や、ＰＭのすり抜け等の異常を早期に検出すべく、被測定ガス中のＰＭを検出するＰＭ検出センサについて種々提案されている。
例えば、特許文献１には、絶縁体の表面に所定の間隙を隔てて対向させた一対の櫛歯電極間に被測定ガス中のＰＭを堆積させ、その堆積量に応じて変化する抵抗値、静電容量、インピーダンス等の電気的特性を測定して、被測定ガス中に含まれるＰＭ量を検出するＰＭ検出素子が開示されている。
また、特許文献２には、板状の素子基材、前記素子基材に配設された一対の計測電極、前記一対の計測電極の間における電気的特性の測定をする特性測定手段、及び前記特性測定手段で測定をされた電気的特性の変化量に基づいて前記一対の計測電極及びその周囲に集塵された粒子状物質の量を求める粒子状物質量算出手段、を備え、一対の前記計測電極を構成するそれぞれの計測電極は、平面的に配列された複数の櫛歯部と、各前記計測電極の前記複数の櫛歯部をその一端で連結する櫛骨部とを有する櫛歯状の電極であり、それぞれの前記計測電極の前記櫛歯部が、隙間を空けて相互にかみ合わされるように配置されてなり、且つ、少なくとも一方の前記計測電極の前記櫛骨部は、誘電体からなる櫛骨被覆部によって被覆された粒子状物質検出装置が開示されている。この粒子状物質検出装置は、一対の計測電極及びその周囲に粒子状物質を付着させ、一対の計測電極間の電気的特性の変化を測定することにより粒子状物質の検出を行うものである。
【０００４】
このような、従来のＰＭ検出素子では、アルミナ等の絶縁性基板や、ジルコニア等の導電性基板の表面に、厚膜印刷、化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）等の薄膜印刷等の手法を用いて、略短冊状に形成した複数の電極を一定の間隔で並べ、極性が交互に入れ代わるように対向させた、いわゆる櫛歯状にパターン形成されたものが用いられている。櫛歯状電極を対向させたＰＭ検出素子においては、一対の電極間に堆積するＰＭ量が一定量を超えるまで電極間の電気的特性を検出することができない不感質量が存在し、ＤＰＦの異常をより早期に、しかも確実に検出するために、この不感質量をできる限り少なくすることが望まれている。
【０００５】
また、検出電極対間に一定量以上のＰＭが堆積し飽和状態となると、検出電極対間で検出される電気的特性が一定となり、被測定ガス中のＰＭを検出できなくなる。
そこで、ＰＭ検出装置においては、ＰＭ検出を継続するために、検検出電極対間へのＰＭ付着量が限界に達したときに、ヒータ等の加熱により、付着したＰＭを燃焼除去してＰＭ検出素子の再生を図っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、ＰＭ検出素子に櫛歯状電極を形成する際に、一般的な厚膜印刷を用いた場合には、検出電極間の間隙は数十μｍ程度となり、印刷ペーストのレオロジー特性や印刷スクリーンに形成するマスクの製造上の制約等から２０μｍ程度が限界であった。
ま  た、ＣＶＤやＰＶＤ等の薄膜印刷を用いた場合には、極めて精密なパターンの形成が可能である反面、設備費用が大きく、製造コストの増大となる虞がある。
加えて、形成される検出電極は、必然的に薄膜となるため、自動車エンジン等の内燃機関の燃焼排気流路に設けられ、外部からの振動、被測定ガスの温度変化、ＰＭ検出素子を加熱して検出部に堆積したＰＭを燃焼除去する際の熱ストレス、被測定ガス中に含まれる水分の付着による冷熱ストレス等、極めて過酷な使用環境に直接晒されるＰＭ検出素子においては、検出電極の蒸散や剥離等を招き、十分な耐久性が得られない虞もある。
【０００７】
さらに、後述する本発明者等の試験結果（図）に示すように、従来の厚膜印刷によって電極間隔が２０〜５０μｍ程度となるように櫛歯状電極対を形成した場合、不感質量が多くなるだけでなく、そのバラツキも大きくなることが判明した。
【０００８】
そこで、本発明は、かかる実情に鑑み、被測定ガス中に含まれる粒子状物質の検出部への堆積量に応じて変化する電気的特性を測定して被測定ガス中の粒子状物質の量を検出する粒子状物質検出素子であって、不感質量が少なく、測定バラツキの少ない粒子状物質検出とその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明（４、４ａ〜ｇ）では、  所定の間隙を隔てて対向せしめた少なくとも一対の検出電極対を具備し、該検出電極対間に存在する粒子状物質の量に応じて変化する抵抗値、静電容量、又は、インピーダンスのいずれかから選択した電気的特性により被測定ガス中の粒子状物質を検出する粒子状物質検出素子において、上記検出電極対が、略平板状の第１の検出電極層（１１Ａ）と、同じく略平板状の第２の検出電極層（１１Ｂ）とを、略平板状の中間絶縁層（１０）を介して対向せしめて、上記第１の検出電極層（１１Ａ）と上記第２の検出電極層（１１Ｂ）とを交互に積み重ねて積層構造とした検出電極層積層体（１、１ａ〜ｇ）からなり、該検出電極層積層体の積層方向の断面を露出せしめた端面を検出面として利用するものであって、
上記第１、第２の検出電極層（１１Ａ、１１Ｂ）が、１０−２Ｓ／ｃｍ以上の電導率を有する導電性酸化物材料からなり、それぞれが、５０μｍ以上５００μｍ以下の電極層膜厚（ＴＥＬ）を有し、
上記中間絶縁層（１０）が、１０−５Ｓ／ｃｍ以下の電導率を有する絶縁性酸化物材料からなり、３μｍ以上２０μｍ以下の絶縁層厚（ＴＩＮＳ）を有し、
上記検出電極層積層体（１、１ａ〜ｇ）の積層方向に直交する方向の両側面に交互に分かれて、上記第１の検出電極層と上記第２の検出電極層とのいずれか一方が外部と導通し、他方が絶縁されるように、上記第１の検出電極層の一方の端部を覆う第１の端部絶縁層（１２Ａ）と、上記第２の検出電極層の一方の端部を覆う第２の端部絶縁層（１２Ｂ）とを設けると共に、
絶縁性材料からなり略平板状に形成した絶縁性基板（３）の表面に、
上記第１、第２の検出電極層のそれぞれと独立に接続する第１、第２のランド部（２２Ａ、２２Ｂ）と、上記第１、第２ランド部のそれぞれと独立に接続する第１、第２のリード部（２１Ａ、２１Ｂ）と、上記第１、第２のリード部のそれぞれと独立に接続する第１、第２の端子部（２０Ａ、２０Ｂ）とからなる電極引き出し層（２）を設けて、
上記検出電極層積層体（１、１ａ〜ｇ）の両側面に左右交互に分かれて引き出された上記第１、第２の検出電極層（１１Ａ、１１Ｂ）のそれぞれを上記第１、第２のランド部（２２Ａ、２２Ｂ）のそれぞれに接続することで、上記検出電極層積層体を上記絶縁性基板の先端側で保持せしめたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明（４、４ａ〜ｇ）では、上記絶縁性基板（３）の表面において、上記第１の検出電極層（１１Ａ）と上記第２の検出電極層（１１Ｂ）と上記中間絶縁層（１０）とが平行に並んだ部分以外を覆う絶縁性材料からなる保護層（５）を具備する。
【００１１】
請求項３の発明（４、４ａ〜ｆ）では、上記第１、第２の検出電極層（１１Ａ、１１Ｂ）と上記第１、第２のランド部（２２Ａ、２２Ｂ）とが、それぞれ接続すべき一方にのみ接続し、他方との接続を避けるべく、上記ランド部（２２Ａ、２２Ｂ）の所定の電極層（１１Ａ、１１Ｂ）との接続が図られる部位のみが露出する開口部（５１Ａ、５１Ｂ）を設けた絶縁性保護層（５ｇ）を具備する。
【００１２】
請求項４の発明（４ｂ、４ｃ、４ｆ）では、上記検出電極積層体（１ｂ、１ｃ、１ｆ）が、その両側面に分かれて、上記第１の検出電極層（１１Ａ）が接続する第１の共通電極（１４Ａ）と、上記第２の検出電極層（１１Ｂ）が接続する第２の共通電極（１４Ｂ）と、を具備する。
【００１５】
請求項５の発明（４、４ａ〜ｇ）では、少なくとも、上記第１、第２の検出電極層が、ＬＮＦ（ＬａＮｉ０．６Ｆｅ０．４Ｏ３）、ＬＳＮ（Ｌａ１．２Ｓｒ０．８ＮｉＯ４）、ＬＳＭ（Ｌａ１−ＸＳｒＸＭｎＯ３−δ）、ＬＳＣ（Ｌａ１−ＸＳｒＸＣｏＯ３―δ）、ＬＣＣ（Ｌａ１−ＸＣａＸＣｒＯ３−δ）、ＬＳＣＮ（Ｌａ０．８５Ｓｒ０．１５Ｃｒ１−ＸＮｉＸＯ３−δ）（０．１≦Ｘ≦０．７）のいずれかから選択したペロブスカイト型の導電性酸化物材料からなる導電性酸化物である。
【００１６】
請求項６の発明（４、４ａ〜ｇ）では、少なくとも、上記中間絶縁層が、部分安定化ジルコニア、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３のいずれかから選択した絶縁性酸化物材料からなる絶縁性酸化物である。
【００１７】
請求項７の発明では、所定の間隙を隔てて対向せしめた一対の検出電極対間に堆積する粒子状物質の堆積量に応じて変化する電気的特性により被測定ガス中の粒子状物質を検出する粒子状物質検出素子の製造方法であって、少なくとも、ＬＮＦ（ＬａＮｉ０．６Ｆｅ０．４Ｏ３）、ＬＳＮ（Ｌａ１．２Ｓｒ０．８ＮｉＯ４）、ＬＳＭ（Ｌａ１−ＸＳｒＸＭｎＯ３−δ）、ＬＳＣ（Ｌａ１−ＸＳｒＸＣｏＯ３―δ）、ＬＣＣ（Ｌａ１−ＸＣａＸＣｒＯ３−δ）、ＬＳＣＮ（Ｌａ０．８５Ｓｒ０．１５Ｃｒ１−ＸＮｉＸＯ３−δ）（０．１≦Ｘ≦０．７）のいずれかから選択したペロブスカイト型の導電性酸化物材料を用いて、５０μｍ以上５００μｍ以下の電極層厚（ＴＥＬ）を有する略平板状の検出電極層用グリーンシート（１１０）を形成する電極層形成工程と、部分安定化ジルコニア、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３のいずれかから選択した絶縁性酸化物材料を用いて、３μｍ以上２０μｍ以下の絶縁層厚（ＴＩＮＳ）を有する略平板状の中間絶縁層用グリーンシート（１００）を形成する絶縁層形成工程と、得られた検出電極層用グリーンシート（１１０）と中間絶縁層用グリーンシート（１００）とを積層して検出電極層積層体（１、１ａ〜ｇ）を形成する積層体形成工程と、上記検出電極層積層体の積層方向に直交する方向の両側面に交互に分かれて、上記第１の検出電極層と上記第２の検出電極層とのいずれか一方が外部と導通し、他方が絶縁されるように、上記第１の検出電極層の一方の端部を覆う第１の端部絶縁層（１２Ａ）と、上記第２の検出電極層の一方の端部を覆う第２の端部絶縁層（１２Ｂ）とを形成すべく、上記絶縁性酸化物材料を用いて、上記検出電極層用グリーンシート（１１０）と略同一の膜厚で略平板状の端部絶縁層用グリーンシート（１２０）を形成する端部絶縁層形成工程と、上記端部絶縁層用グリーンシート（１２０）を所定の形状に打ち抜くと共に、上記検出電極層用グリーンシート（１１０）内の所定位置に埋め込む絶縁層埋め込み工程と、を具備する。
【００１８】
請求項８の発明では、所定の間隙を隔てて対向せしめた一対の検出電極対間に堆積する粒子状物質の堆積量に応じて変化する電気的特性により被測定ガス中の粒子状物質を検出する粒子状物質検出素子の製造方法であって、少なくとも、ＬＮＦ（ＬａＮｉ０．６Ｆｅ０．４Ｏ３）、ＬＳＮ（Ｌａ１．２Ｓｒ０．８ＮｉＯ４）、ＬＳＭ（Ｌａ１−ＸＳｒＸＭｎＯ３−δ）、ＬＳＣ（Ｌａ１−ＸＳｒＸＣｏＯ３―δ）、ＬＣＣ（Ｌａ１−ＸＣａＸＣｒＯ３−δ）、ＬＳＣＮ（Ｌａ０．８５Ｓｒ０．１５Ｃｒ１−ＸＮｉＸＯ３−δ）（０．１≦Ｘ≦０．７）のいずれかから選択したペロブスカイト型の導電性酸化物材料を用いて、５０μｍ以上５００μｍ以下の電極層厚ｔＥＬを有する略平板状の検出電極層用グリーンシート（１１０）を形成する電極層形成工程と、部分安定化ジルコニア、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３のいずれかから選択した絶縁性酸化物材料を用いて、３μｍ以上２０μｍ以下の絶縁層厚（ＴＩＮＳ）を有する略平板状の中間絶縁層膜（１００）を上記検出電極層用グリーンシート（１１０）の表面に印刷形成する絶縁層膜形成工程と、該絶縁層膜を形成した検出電極層用グリーンシートを積層して検出電極層積層体（１、１ａ〜ｇ）を形成する積層体形成工程と、上記検出電極層積層体の積層方向に直交する方向の両側面に交互に分かれて、 上記第１の検出電極層と上記第２の検出電極層とのいずれか一方が外部と導通し、他方が絶縁されるように、上記第１の検出電極層の一方の端部を覆う第１の端部絶縁層（１２Ａ）と、上記第２の検出電極層の一方の端部を覆う第２の端部絶縁層（１２Ｂ）とを形成すべく、上記絶縁性酸化物材料を用いて、上記検出電極層用グリーンシート（１１０）と略同一の膜厚で略平板状の端部絶縁層用グリーンシート（１２０）を形成する端部絶縁層形成工程と、上記端部絶縁層用グリーンシート（１２０）を所定の形状に打ち抜くと共に、上記検出電極層用グリーンシート（１１０）内の所定位置に埋め込む絶縁層埋め込み工程と、を具備することを特徴とする。
【００２０】
請求項９の発明では、上記粒子状物質検出素子（４ｃ、４ｆ）の製造方法において、上記導電性酸化物材料を用いて、上記中間絶縁層と略同一の膜厚で略平板状の共通電極用グリーンシート（１４０）を形成する共通電極層シート形成工程と、共通電極用グリーンシート（１４０）を所定形状に打ち抜くと共に、上記絶縁層用グリーンシート（１００）内の所定位置に埋め込む共通電極層埋め込み工程とを具備する。
【００２１】
請求項１０の発明では、上記粒子状物質検出素子（４ｂ）の製造方法において、上記検出電極層積層体（１α）の両側に引き出した上記第１、第２の検出電極層（１１Ａ、１１Ｂ）のいずれか一方にのみ接続する共通電極層（１４Ａ，１４Ｂ）を、上記導電性酸化物材料を用いて、厚膜印刷、又は、グリーンシート貼り付けのいずれかの方法で形成する共通電極形成工程を具備する。
【００２２】
請求項１１の発明の粒子状物質検出センサ（９）では、少なくとも、請求項１ないし６のいずれかに記載の粒子状物質検出素子（４、４ａ〜ｇ）と、該粒子状物質検出素子（４、４ａ〜ｇ）の上記検出電極間に堆積する粒子状物質量に応じて変化する抵抗値、静電容量、又は、インピーダンスのいずれかから選択した電気的特性を検出する電気的特性検出手段（７０）と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１〜６の発明によれば、上記第１の検出電極層（１１Ａ）と上記第２の検出電極層（１２Ａ）との電極間距離は、その間に介在する上記中間絶縁層（１０）の中間絶縁層厚（ｔＩＮＳ）によって決まり、その厚みは、３μｍ〜２０μｍであるので、第１検出電極層（１１Ａ）と第２の検出電極層（１１Ｂ）との間に存在する粒子状物質によって変化する電気的特性が検出可能となるまでの不感質量を極めて少なくすることができる。
また、不感質量を小さくできるだけでなく、本発明者等の鋭意試験により、従来の厚膜印刷によって２０μｍ〜５０μｍの間隙で櫛歯状の検出電極を形成した場合に比べて、べてはるかに高い精度で、上記絶縁層（１０）は薄く、上記第１、第２の検出電極（１１Ａ、１１Ｂ）は厚く形成されているので検出バラツキを遙かに小さくできることが判明した。
しかも、上記第１、第２の端部絶縁層（１２Ａ、１２Ｂ）によって、上記第１、第２の検出電極層（１１Ａ、１１Ｂ）の一方の端部が上記検出電極積層体（１、１ａ〜ｇ）の両側面に交互に覆われているので、誤ったランド部との接続がなく、誤作動の防止が図られている。
【００２４】
さらに、請求項１〜６の発明は、請求項７〜１０の発明の製造方法を用いることによって、効率的に実現することができる。
従来の厚膜印刷によって絶縁性基板の表面に櫛歯状に検出電極が並んで対向する検出電極対を形成した場合、検出電極対間の距離を２０μｍ以下に形成することが困難であった。
一方、絶縁性材料を用いて、ドクターブレード法やスクリーン印刷法等の公知の成形方法によって、３μｍ〜２０μｍ程度の絶縁層厚（ｔＩＮＳ）を有する略平板状のグリーンシートや印刷膜を形成することは比較的容易で、本発明のように、上記第１の検出電極層（１１Ａ）と上記第２の検出電極層（１１Ｂ）とを上記中間絶縁層（１０）を介して積層し、その膜厚方向の断面を検出面とすることによって、極めて容易に検出電極対間の距離を２０μｍ以下に形成することが可能となる。
加えて、本発明のように、検出電極層（１１Ａ、１１Ｂ）に上記の導電性酸化物材料を用いることで、上記検出電極層積層体（１）を焼結したときに、上記検出電極層（１１Ａ、１１Ｂ）と上記中間絶縁層（１０）とが完全一体となった焼結体とすることができるので、従来のスクリーン印刷、メッキ、蒸着などによって、絶縁性基板の表面に検出電極層を形成した場合に比べ遙かに高い耐久性を得ることができ、燃焼排気流路等過酷な環境で使用される粒子状物質検出素子（４、４ａ〜ｆ）の信頼性の向上を図ることもできる  
【００２５】
請求項１１の発明によれば、不感質量が少なく、極めて検出精度の高く、耐久性にも優れた粒子状物質検出センサを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態における煤検出素子の概要を示す斜視図。
【図１Ｂ】図１Ａの煤検出素子の要部である検出電極層積層体の詳細を示す平面図。
【図１Ｃ】図１Ａの煤検出素子の要部である検出電極層積層体の詳細を示し、図１Ｂ中Ａ−Ａに沿った断面図。
【図２Ａ】本発明の第１の実施形態における煤検出素子の製造方法について、工程順を追って説明するための図であって、検出電極層用グリーンシートの斜視図。
【図２Ｂ】図２Ａに続く第１の端部絶縁層埋め込み工程の概要を示す斜視図。
【図２Ｃ】図２Ｂに続く第２の端部絶縁層埋め込み工程の概要を示す斜視図。
【図２Ｄ】図２Ｂに続く中間絶縁層形成工程の概要を示す斜視図。
【図２Ｅ】図２Ｄに続く第１の端部絶縁層、及び、中間絶縁層形成後の第１の検出電極層用グリーンシートの斜視図。
【図２Ｆ】図２Ｃに続く第２の端部絶縁層、及び、中間絶縁層形成後の第２の検出電極層用グリーンシートの斜視図。
【図３Ａ】図２Ｆに続く積層工程の概要を示す斜視図。
【図３Ｂ】図３Ａに示す積層工程において、具体的に積層用金型に組み付けた状態を示す断面図。
【図４】図３Ｂに続く検出電極層積層体集合体切り出し工程の概要を示す斜視図。
【図５Ａ】図４に続く検出電極層積層体切り出し工程の概要を示す斜視図。
【図５Ｂ】図５Ｂに続く検出部実装工程の概要を示す斜視図。
【図６Ａ】第１の実施形態における検出電極層積層体の実装状態を示す平面図。
【図６Ｂ】図６Ａ中Ａ−Ａに沿った断面図。
【図７Ａ】第１の実施形態における検出電極層積層体の図面代用写真。
【図７Ｂ】比較例として示す、従来の厚膜印刷によって形成した櫛歯状検出電極の概要を示す平面図。
【図７Ｃ】図７Ｂの断面図。
【図８Ａ】比較例と共に不感質量に対する本発明の効果を示す特性図。
【図８Ｂ】比較例と共に検出バラツキに対する本発明の効果を示す特性図。
【図９Ａ】本発明の第２の実施形態における検出電極層積層体の要部を示す平面図。
【図９Ｂ】図９Ａ中Ａ−Ａに沿った断面図。
【図１０Ａ】本発明の第３の実施形態における粒子状物質検出素子の製造方法の要部である共通電極形成工程を示す斜視図。
【図１０Ｂ】図１０Ａに続く検出電極層積層体切り出し工程の概要を示す斜視図。
【図１１Ａ】本発明の第３の実施形態における粒子状物質検出素子の製造方法の変形例を示し、絶縁層埋め込み工程の概要を示す斜視図。
【図１１Ｂ】図１１Ａに続く中間絶縁層形成工程の概要を示す斜視図。
【図１１Ｃ】図１１Ｄを経た中間導電層を埋め込み後の第１の検出電極層用グリーンシートの斜視図。
【図１１Ｄ】中間導電層を埋め込み後の第２の検出電極層用グリーンシートの斜視図。
【図１２Ａ】図１１Ｄに続く積層工程の概要を示す斜視図
【図１２Ｂ】図１２Ａに示す積層工程において積層用金型に組み付けた状態を示す断面図。
【図１３】図１２Ｂに続く検出電極層積層体集合体切り出し工程の概要を示す斜視図。
【図１４Ａ】本発明の第１の実施形態における粒子状物質検出素子の製造方法の変形例を示し、積層工程の概要を示す斜視図。
【図１４Ｂ】図１４Ａに続く、打ち抜き工程及び絶縁層埋め込み工程の概要を示す斜視図。
【図１４Ｃ】図１４Ｂに続く積層工程の概要を示す斜視図。
【図１４Ｄ】図１４Ｃの工程を経て得られる検出電極層積層体の概要をす平面図。
【図１５Ａ】本発明の第１の実施形態における粒子状物質検出素子の製造方法の他の変形例を示し、絶縁層埋め込み工程及び積層工程の概要を示す斜視図。
【図１５Ｂ】図１５Ａに続く打ち抜き工程の概要を示す斜視図。
【図１５Ｃ】図１５Ｂに続く積層工程の概要を示す斜視図。
【図１５Ｄ】図１５Ｃの工程を経て得られる検出電極層積層体の概要をす平面図。
【図１６Ａ】本発明の第３の実施形態における粒子状物質検出素子の製造方法の変形例を示し、積層工程の概要を示す斜視図。
【図１６Ｂ】図１６Ａに続く検出電極層積層体切り出し工程の概要を示す斜視図。
【図１６Ｃ】図１６Ｂに続く実装工程の概要を示す斜視図。
【図１６Ｄ】図１６Ｂの工程を経て得られる検出電極層積層体の概要を示す平面図。
【図１７Ａ】本発明の第４の実施形態における検出電極層積層体の要部を示す平面図。
【図１７Ｂ】図１７Ａ中Ａ−Ａに沿った断面図。
【図１８Ａ】本発明の第４の実施形態における検出電極層積層体の製造方法の概要を示し、積層工程を示す斜視図。
【図１８Ｂ】図１８Ａに続く積層体切り出し工程の概要を示す斜視図。
【図１８Ｃ】図１８Ｂに続く実装工程の概要を示す斜視図。
【図１９】本発明の粒子状物質素子を備えた粒子状物質検出センサの概要を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明は、所定の間隙を隔てて対向せしめた少なくとも一対の検出電極対を具備し、該検出電極対間に存在する粒子状物質の堆積量に応じて変化する抵抗値、静電容量、又は、インピーダンスのいずれかから選択した電気的特性により被測定ガス中の粒子状物質を検出する粒子状物質検出素子において、検出部を２０μｍ以下の絶縁層厚ｔＩＮＳを有する略平板状に形成した中間絶縁層１０を介して、５０μｍ以上の電極層厚ｔＥＬを有する略平板状に形成した一対の検出電極層１１Ａ、１１Ｂを対向させた積層構造とすることによって、検出電極対の電極間隔を２０μｍ以下とすることを可能とし、従来に比べて遙かに低い不感質量の低減と検出精度の向上を実現したものである。
【００２８】
図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃを参照して本発明の第１の実施形態における粒子状物質検出素子４（以下、検出素子４と称す。）の概要について説明する。
検出素子４は、図１Ａに示すように、略平板状に形成した絶縁性基板３の表面に一対の電極引き出し層２が形成され、被測定ガス中に晒される絶縁性基板３の先端側に本発明の要部である検出電極層積層体１（以下、積層体１と称する。）が実装され保持された構成となっている。
【００２９】
積層体１は、図１Ｂ、図１Ｃに示すように、略平板状の導電酸化物からなる第１の検出電極層１１Ａ、第２の検出電極層１１Ｂと絶縁性酸化物からなる中間絶縁層１０とが交互に積層され、一体に焼成された積層構造となっている。
さらに、第１の検出電極層１１Ａの一方の端は積層体１１の側面方向に露出し、他方の端は、第１の端部絶縁層１２Ａで覆われ、第１の検出電極層１１Ａの引き出された側の第２の検出電極層１１Ｂの一方の端は、第２の端部絶縁層１２Ｂで覆われており、他方の端は積層体１１の側面方向に露出し、第１の検出電極層１１Ａの端部と第２の検出電極層１２Ｂの端部とが検出素子１の側面方向に交互に露出して、それぞれ、絶縁性基板３の表面に形成した、第１のランド部２２Ａ、第２のランド部２２Ｂに、第１の接合手段２３Ａ、第２の接合手段２３Ｂを介して電気的に接続された状態となっており、複数の第１の検出電極層１１Ａと第２の検出電極層１１Ｂとが中間絶縁層１０を介して対向するように並んだ一対の櫛歯状電極を形成している。
【００３０】
電極引き出し層２は、第１のランド部２２Ａ、第２のランド部２２Ｂと、それぞれに接続された第１のリード部２１Ａ、第２のリード部２１Ｂと、それぞれに接続された第１の端子部２０Ａと第２の端子部２０Ｂとによって構成され、積層体１と外部との電気的な接続を図ると共に、積層体１の絶縁基板３への固定を担っている。
第１の電極端子２０Ａ、第２の電極端子２０Ｂ、第１のリード部２１Ａ、第２のリード部２１Ｂ、第１のランド部２２Ａ、第２のランド部２２Ｂは、電極引き出し層２を構成しており、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕ等の公知の導電性材料を用いて、厚膜印刷、蒸着、メッキ等の公知の電極形成方法によって形成することができる。
【００３１】
また、第１の接合手段２３Ａ、第２の接合手段２３Ｂは、ハンダ付け、ロウ付け等の公知の接合手段を用いることができる。
なお、第１の検出電極層１１Ａ、第２の検出電極層１１Ｂと、第１のランド部２２Ａ、第２のランド部２２Ｂとをハンダ付けする場合に、第１の検出電極層１１Ａ、第２の検出電極層１１Ｂの濡れ性が悪い場合には、それらの表面に蒸着、メッキ等の公知の方法を用いてＮｉ、Ｃｕ等のハンダ濡れ性の良い金属膜を形成するようにしても良い。
さらに、第１のランド部２２Ａ、第２のランド部２２Ｂを、第１の検出電極層１１Ａ、第２の検出電極層１１Ｂと同材質を用いて形成した場合、積層体１と同時焼成することによって、電気的導通を図ると同時に絶縁性基板３へ固定を一体的に行うこともできる。
【００３２】
第１の検出電極層１１Ａ、及び、第２の検出電極層１１Ｂの電極層厚ｔＥＬは、５０μｍ以上５００μｍ以下に形成されており、中間絶縁層１０の絶縁層厚ｔＩＮＳは、３μｍ以上２０μｍ以下に形成されている。
第１の検出電極層１１Ａ、第２の検出電極層１１Ｂ、中間絶縁層１０が交互に積層された積層体１全体は、検出部厚Ｔ１（例えば、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ）、検出部幅Ｗ１（５．０ｍｍ〜３０．０ｍｍ）、検出部長Ｌ１（２．０ｍｍ〜５．０ｍｍ）の略平板状に形成され、膜厚方向に積層された各層の端面が検出面として利用され、第１の検出電極層１１Ａ、第２の検出電極層１１Ｂの板厚ｔＥＬを、櫛歯電極の幅とし、中間絶縁層１０の板厚ｔＩＮＳを、検出電極対間の距離として利用しており、従来の基板表面に厚膜印刷によって櫛歯電極を形成する場合に比べて遙かに高い精度で、絶縁層１０は薄く、電極層１１Ａ、１１Ｂは厚く形成することができる。
【００３３】
第１の検出電極層１１Ａ、第２の検出電極層１１Ｂは、例えば、ＬＮＦ（ＬａＮｉ０．６Ｆｅ０．４Ｏ３）、ＬＳＮ（Ｌａ１．２Ｓｒ０．８ＮｉＯ４）、ＬＳＭ（Ｌａ１−ＸＳｒＸＭｎＯ３−δ）、ＬＳＣ（Ｌａ１−ＸＳｒＸＣｏＯ３―δ）、ＬＣＣ（Ｌａ１−ＸＣａＸＣｒＯ３−δ）、ＬＳＣＮ（Ｌａ０．８５Ｓｒ０．１５Ｃｒ１−ＸＮｉＸＯ３−δ）（０．１≦Ｘ≦０．７）のいずれかから選択したペロブスカイト型の導電性酸化物によって形成されている。
中間絶縁層１０、第１の端部絶縁層１２Ａ、第２の端部絶縁層１２Ｂは、例えば、８ＹＳＺ（（ＺｒＯ２）０．８２（Ｙ２Ｏ３）０．０８）を代表とする部分安定化ジルコニア、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３のいずれかから選択した絶縁性酸化物によって形成されている。
【００３４】
第１の検出電極層１１Ａ、第２の検出電極層１１Ｂの導電率は、１０−２Ｓ／ｃｍ以上である。
中間絶縁層１０、及び、第１の端部絶縁層１２Ａ、第２の端部絶縁層１２Ｂの導電率は、１０−５Ｓ／ｃｍ以下である。
【００３５】
なお、絶縁性基板３は、アルミナ等の公知の絶縁性材料を用いてドクターブレード法等の公知の製法によって略平板状に形成された絶縁層３０、３１の間に通電により発熱するＡｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕやこれらの合金等からなる公知のヒータ３２を内蔵している。
検出素子４を再生する際には、ヒータ３２に通電して、積層体１に堆積したＰＭを焼却して、ＰＭセンサ４の再生を図っている。
ヒータ３２には、ヒータリード部３２２、３２３、スルーホール導体３２１、３２４、ヒータ端子部３２０、３２５が接続され、外部に設けた図略の通電制御装置に接続され、必要に応じてヒータ３２への通電が行われ、所定の温度で積層体１を加熱できるようになっている。
【００３６】
図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、図２Ｄ、図２Ｅ、図２Ｆ、図３Ａ、図３Ｂ、図４、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂを参照して、本発明の第１の実施形態における積層体１及びＰＭ検出素子４の製造方法について、製造工程の順を追って説明する。
【００３７】
焼成により上述の導電性酸化物を形成する導電性酸化物材料を所定のバインダー、分散剤、分散媒と共に混合した電極層用スラリーを調整して、ドクターブレード法等の公知の方法を用いた電極層形成工程を経て、シート状の検出電極層用グリーンシート１１０（以下、電極層シート１１０と称する。）を作成する。
電極層シート１１０は、焼成後の、板厚が５０μｍ〜５００μｍの範囲の所定の電極層厚ｔＥＬとなるように形成されている。
【００３８】
さらに、焼成後に上述の絶縁性酸化物を形成する絶縁性酸化物材料を所定のバインダー、分散剤、分散媒と共に混合した絶縁層用スラリーを調整してドクターブレード法等の公知の方法を用いた絶縁層形成工程を経て、電極層シート１１０と同じ厚みの端部絶縁層用グリーンシート１２０（以下、端部絶縁層シート１２０と称する。）を形成する。
端部絶縁層シート１２０と同じ絶縁層用スラリーを用いて、ドクターブレード法等の公知の方法によって、中間絶縁層用グリーンシート１００（以下中間絶縁層シート１００と称する。）を形成する。
【００３９】
中間絶縁層シート１００は、焼成後の板厚が、３μｍ〜２０μｍの範囲の所定の絶縁層圧ｔＩＮＳとなるように形成されている。
なお、中間絶縁層シート１００は、焼成後の膜厚が２０μｍ以下と薄いため、焼成後に上述の絶縁性酸化物を形成する絶縁性酸化物材料を用い、所定のバインダー、分散剤、分散媒と共に混合した絶縁層用ペーストを調整して公知の厚膜印刷法を用いた中間絶縁層膜形成工程を経て中間絶縁層膜１００を印刷形成するようにしても良い。
【００４０】
本実施形態における端部絶縁層形成工程について説明する。
図２Ａに示すように、金型を用いて、電極層シート１１０を所定の大きさに打ち抜くと共に、位置決め用のガイドピンを挿通するための位置決め孔１１１を所定の位置に穿設する。次いで、図２Ｂに示すように、電極層シート１１０の所定の位置（例えば、本図では、中心位置）に、第１の端部絶縁層１２Ａを形成するための第１の絶縁層埋め込み孔１１２Ａ（以下、埋め込み孔１１２Ａと称する。）を穿設する。
さらに、その埋め込み孔１１２Ａ内に、電極層シート１１０と略同一の膜厚で同じ大きさに打ち抜いた端部絶縁層シート１２０を埋め込んで、第１の検出電極層シート１１０Ａ／１２０を形成する。
このとき、埋め込み孔１１２Ａを形成するための金型を用いて、電極層シート１１０と端部絶縁層シート１２０とを重ね合わせた状態で、同時に打ち抜くことによって、隙間なく電極層１１０内に端部絶縁層シート１２０が埋め込まれた状態とすることができる。
また、予め、電極層シート１１０に埋め込み孔１１２Ａを穿設しておき、その中に、絶縁層用スラリーを充填し、乾燥することによって、端部絶縁層シート１２０が埋め込まれた状態の第１の検出電極層シート１１０Ａ／１２０を形成しても良い。
【００４１】
同様にして、図２Ｃに示すように、所定の位置に、位置決め孔１１１と、第２の端部絶縁層１２Ｂを形成するための埋め込み孔１１２Ｂを２カ所穿設し、端部絶縁層シート１２０を埋め込んで、第２の検出電極層シート１１０Ｂ／１２０を形成する。
【００４２】
積層体形成工程では、図２Ｄに示すように、得られた第１の検出電極層シート１１０Ａ／１２０と、    予め位置決め孔１０１を穿設した中間絶縁層シート１００とをそれぞれの位置決め孔１１１、１０１を合わせて積層し、図２Ｅに示すような第１の積層シート１００／１１０Ａ／１２０を形成する。
同様に、第２の検出電極層シート１１０Ａ／１２０と中間絶縁層シート１００とを積層して、図２Ｆに示すような第２の積層シート１００／１１０Ｂ／１２０を形成する。
【００４３】
さらに、図３Ａに示すように、複数の第１の積層シート１００／１１０Ａ／１２０と第２の積層シート１００／１１０Ｂ／１２０とを交互に重ね合わせる。
この作業を繰り返し、１０〜２０層程度積層して電極積層体集合体１αを得る。
このとき、図３Ｂに示すように、第１の積層シート１００／１１０Ａ／１２０と第２の積層シート１００／１１０Ｂ／１２０とを交互に重ね合わせて１０〜２０層程度積層したものの上下に終端部絶縁層シート１３０を積層し、圧着金型５を用いて、加熱圧着することにより、積層体集合体１αを形成することができる。
なお、本図においては、圧着金型５として、一軸方向に加圧する一軸加圧成型を用いた例を示したが、静水圧を利用したＣＩＰやＨＩＰ等を用いることもできる。
【００４４】
得られた積層体集合体１αを、乾燥した後、又は、焼成した後、図４、図５Ａに示すように、ダイシングソー６等の切断手段を用いて、所定の大きさの積層体１αを複数切り出すことができる。
なお、図４に示すように、積層集合体１αを２分割した一次加工済積層体１βは、左右対称の構造で、一方の表裏を反転させれば他方と全く同じ構造となっており、図５Ａに示すように、一次加工済積層体１βを所定の厚みに切断することによって、いずれからも全く同じ積層体１を切り出すことができる。
本実施形態において、積層体１の大きさを、例えば、２０ｍｍ（Ｗ１）×５ｍｍ（Ｌ１）×０．５ｍｍ（Ｔ１）とした場合、１個の積層体集合体１αを、位置決め孔１０１、１１１を穿設するためのダミー部分を含めて、６０ｍｍ（Ｗ１方向）×５ｍｍ（Ｌ１方向）×３０ｍｍ（Ｔ１方向）程度の大きさに形成すれば、１００個程度の積層体１を切り出すことが可能となり、極めて生産効率も高い。
また、必要に応じて、積層体１を切り出した検出面、及び、対向する実装面に研磨加工を施しても良い。
【００４５】
図５Ｂに示すように、絶縁性基板３の表面に、第１のリード部２１Ａ、第２のリード部２１Ｂ、第２のランド部２２Ａ、第２のランド部２２Ｂを、スクリーン印刷等の公知の方法により形成し、積層体１を実装して、ＰＭ検出素子４を完成させることができる。
本実施形態においては、図６Ａ、図６Ｂに示すように、ハンダ付けやロウ付け等の公知の接合手段により、第１の接合部２３Ａ、第２の接合部２３Ｂを形成して第１の電極層１１Ａの端部が第１のランド部２２Ａに、第２の電極層１１Ｂの端部が第２のランド部２２Ｂに接続することによって、第１の電極層１１Ａの断面と、第２の電極層１１Ｂの電面とが中間絶縁層１０の断面を介して対向しつつ、積層体１の側面方向に複数の第１の電極層１１Ａと第２の電極層１１Ｂとが左右交互に分かれて、それぞれが第１のランド部２２Ａ、第２のランド部２２Ｂに接続され、一対の櫛歯電極対を構成している。
本実施形態では、図６Ａ、図６Ｂに示すように、積層体１の両側面に分かれて、第１の検出電極層１１Ａと第２の検出電極層１１Ｂとのいずれか一方が外部と導通する第１のランド部２２Ａと第２のランド部２２Ｂとにそれぞれ独立して接続され、第１の検出電極層１１Ａの一方の端部を覆う第１の端部絶縁層１２Ａと、第２の検出電極層１１Ｂの一方の端部を覆う第２の端部絶縁層１２Ｂによって、誤ったランド部への接続が起こらないようになっている。
【００４６】
図７Ａは、本実施形態における積層体１の検出面を写した実施例の図面代用写真である。
図７Ａでは、中間絶縁層１０の絶縁層厚ＴＩＮＳを１０μｍとし、第１、第２の電極層１１Ａ、１１Ｂの電極層厚ＴＥＬを１５０μｍとした例を示しているが、本発明者等の鋭意試験により、絶縁層厚ＴＩＮＳを３μｍ〜２０μｍの範囲において任意の値に精度良く形成することができ、電極層厚ＴＥＬを５０μｍ〜５００μｍの範囲において任意の値に精度良く形成することが判明した。
【００４７】
比較例として、図７Ｂ、図７Ｃに従来の厚膜印刷によって検出電極１１Ａｚ、１１Ｂｚを櫛歯状に形成した例を示す。
比較例においては、２０μｍ以下の間隔で検出電極を対向させて印刷形成することが極めて困難で、しかも、印刷後のレベルイングの際に印刷ペーストのチクソトロピックなレオロジー特性により、図７Ｃに拡大して示すように基板３ｚの表面への検出電極１１Ａｚ、１１Ｂｚの端縁の濡れ広がり（にじみ）や、表面張力の影響によるエッジ垂れを避けられず、また、印刷時のスキージ方向には、検出電極の端縁には、細かな凸凹が形成されたり、カスレを生じたりして、検出電極間の距離のバラツキも大きくなる。
これに対し、本発明の積層体１では、金型によって打ち抜かれた電極層シート１１０及び端部絶縁層シート１２０、中間絶縁層シート１００の厚み方向の断面を検出面としているので、検出面に露出する第１、第２の電極層１１Ａ、１１Ｂの形状は、極めてシャープな形状をしており、中間絶縁層１０の断面方向の絶縁層厚ｔＩＮＳによって電極間距離が精度良く一定に維持されていることが判る。
【００４８】
図８Ａ、図８Ｂを参照して、本発明の効果について説明する。
図８Ａは、比較例として示した従来の厚膜印刷によって一対の検出電極を櫛歯状に形成するに当たり、検出電極間の距離Ｄを２０μｍから５０μｍまで変化させたときに、ＰＭの検出が可能となる、不感質量Ｑ（μｇ）の変化を測定し、本発明の実施例として、検出電極間の距離Ｄ、即ち、中間絶縁層１０の絶縁層厚ｔＩＮＳを５μｍから２０μｍまで変化させたときの不感質量Ｑ（μｇ）に変化を測定した結果を示す。
それぞれの検出結果のバラツキを評価すべく、図８Ｂに、水準数ｎ＝５のサンプルに対する平均値（μ）と標準偏差（σ）とから算出した変動係数ＣＶ（＝１００σ／μ（％））を示す。
【００４９】
図８Ａ、図８Ｂに示すように、比較例に比べ本発明の実施例の方が、遙かに不感質量が少なく、バラツキも小さく、検出精度が高いことが判る。
これは、単純に本発明の検出電極間の距離Ｄが短いことだけでなく、本発明では、積層体１の積層方向断面を検出面として利用しており、検出面が完全な平面であるので、その表面にナノメートル級の大きさのＰＭ粒子が平面的に並び、その数に応じて検出電極間の抵抗値、静電容量、インピーダンス等の電気的特性がリニアに変化することになる。
これに対し、比較例として示したような従来の絶縁性基板３ｚの表面に櫛歯状に検出電極１１Ａｚ、１１Ｂｚを印刷形成した場合には、検出電極１１Ａｚ、１１Ｂｚは１０μｍ程度の膜厚を有する立体的な構造となり、検出面に捕集堆積するＰＭ粒子は、立体的に並ぶことになる。
このため、検出電極間の距離Ｄによって不感質量が多くなるばかりでなく、立体的にＰＭ粒子が並ぶことによって、電気的特性が検出可能と成るまでの並び方のバリエーションが無限に広がり、バラツキが大きくなるものと推察される。
【００５０】
図９Ａ、図９Ｂを参照して、本発明の第２の実施形態におけるＰＭ検出素子４ａについて説明する。なお、以下の実施形態の説明において、上記実施形態と同様の構成については、同じ符号を付し、異なる構成については、アルファベットの枝番を付したので、上記実施形態と共通する説明を省略し、各実施形態の特徴を中心に説明する。
ＰＭ検出素子４ａは、上記実施形態におけるＰＭ検出素子４を基本とし、被測定ガス中に晒される部分の内、ＰＭ検出に有効に用いられる積層体１の検出面以外にＰＭが付着して誤作動を招くことがないよう、保護層５によって検出面以外が覆われている点が相違する。
【００５１】
保護層５には、耐熱性ガラス、アルミナ等の公知の耐熱性絶縁材料を用いることができ、厚膜印刷、スラリー塗布、グリーンシートの積層等の公知の製造方法によって形成することができる。
このような構成とすることにより、上記実施形態におけるＰＭ検出素子４と同様の効果に加え、保護層５の開口部５１から第１の検出電極層１１Ａ、第２の検出電極層１１Ｂ、中間絶縁層１０が、平行に並んだ部分だけが露出し、それ以外の部分は、保護層５の遮蔽層５０によって覆われているため、ＰＭ検出時に第１の検出電極層１１Ａと第２の検出電極層１１Ｂとの間に均一に形成された電界のみが被測定ガス中を浮遊するＰＭに作用させ、積層体１ａの表面に堆積するＰＭの偏在を抑制し、さらなる検出精度の向上を図ることもできる。
なお、本実施形態に用いた保護層５は、以下に説明する実施形態のいずれにおいても適用し得るものである。
【００５２】
図１０Ａ、図１０Ｂを参照して、本発明の第３の実施形態におけるＰＭ検出素子４ｂに用いられる積層体１ｂとその製造方法について説明する。
上記実施形態においては、複数の第１、第２の検出電極層１１Ａ、１１Ｂを積層体１のそれぞれの端部を積層体１の外部において第１、第２のランド部２２Ａ、２２Ｂに接続して、櫛歯状の検出電極対を形成した例を示したが、本実施形態においては、共通電極形成工程によって、第１、第２の検出電極層１１Ａ、１１Ｂのそれぞれに接続する第１、第２の共通電極層１３Ａ、１３Ｂを一体的に形成した点が相違する。
このような構成とすることによって、上記実施形態と同様の効果に加え、積層体１ｂの側面方向に分かれて配設された第１、第２の共通電極１４Ａ、１４Ｂとを第１、第２のランド部２２Ａ、２２Ｂに簡単に接続でき、しかも、誤ったランド部との接続を確実に防止できる。
【００５３】
図１０Ａに示すように、上記実施形態と同様の工程を経て得られた一次加工済積層体１βの両側面に、略平板状の第１、第２の共通電極層１４Ａ、１４Ｂを厚膜印刷工程、又は、グリーンシート貼り付け工程により形成する。
第１、第２の共通電極層１４Ａ、１４Ｂは、電極層シート１１０を平板状に切り出して、一次加工済積層体１βの第１、第２の電極層１１Ａ、１１Ｂのいずれか一方の端部が露出する側面に電極層シート１１０を貼り付けた後、一体的に焼成することによって形成しても良いし、導電性酸化物材料をペースト状に調整して、一次加工済積層体１βの両側表面に印刷成形した後、焼成しても良い。
このようにして一次加工済積層体１βに共通電極１４Ａ、１４Ｂを形成したものを図１０Ｂに示すように、所定の板厚に切り出すことによって第１、第２の共通電極１４Ａ、１４Ｂが一体となった積層体１ｂを形成することができる。  
【００５４】
図１１Ａ〜図１１Ｄ、図１２Ａ、図１２Ｂ、図１３を参照して、第３の実施形態の変形例におけるＰＭ検出素子４ｃの製造方法について説明する。
第３の実施形態においては、第１、第２の共通電極１４Ａ、１４Ｂを後加工して積層体１ｂを形成する方法を説明したが、本実施形態のように、積層段階で、共通電極層埋め込み工程を設けて、共通電極層シート１４０を埋め込むようにして積層体１ｂと同様の構成を持った積層体１ｃ、及び、検出素子４ｃを形成することもできる。
【００５５】
本実施形態では、図１１Ａに示すように、電極層層シート１１０所定の位置に、端部絶縁層シート１２０ｃを埋め込むだけでなく、図１１Ｂに示すように、中間絶縁層シート１００の所定位置に共通電極層１４Ａｃ、１４Ｂｃを形成するための電極層シート１４０を埋め込み、図１１Ｃに示すようにこれらを積層し、第１の積層シート１００ｃ／１４０ｃ／１１０Ａｃ／１２０ｃを形成する。
本実施形態においては、電極層シート１４０を埋め込んだ中間絶縁層シート１００ｃ／１４０ｃを埋め込んだ例を示したが、端部絶縁層シート１２０を埋め込んだ電極層シート１１０Ａ／１２０の表面に、公知のスクリーン印刷技術を用いて、中間絶縁層１１０ｃと共通電極層１４０ｃとを重ねて印刷することによってパターン形成するようにしても良い。
【００５６】
上述の工程を経て、形成した第１の積層シート１００ｃ／１４０ｃ／１１０Ａｃ／１２０ｃを、図１１Ｄに示すように、１８０°回転させることにより。第２の積層シート１００ｃ／１４０ｃ／１１０Ｂｃ／１２０ｃを形成することができる。
【００５７】
次いで、図１２Ａに示すように、上述の工程を経、第１の積層シート１００ｃ／１４０ｃ／１１０Ａｃ／１２０ｃと第２の積層シート１００／１４０ｃ／１１０Ｂｃ／１２０とを交互に繰り返し積層し、図１２Ｂに示すように、圧着金型５ｃ内に配設し、加熱圧着することによって、共通電極層１４０ｃが内部に形成された検出電極層積層体集合体１αｃを形成することができる。
【００５８】
次いで図１３に示すように、検出電極層積層体集合体１αｃを二分割し、一次加工済積層体１βｃを形成し、さらに、これを、所定の厚みに切断することで、第１の検出電極層１１Ａが積層体１ｃの一方の側面に沿うように形成された第１の共通電極層１４Ａに接続され、第２の検出電極層１１Ｂが積層体１ｃの他方の側面に沿うように形成された第２の共通電極層１４Ｂに接続されて、櫛歯状となって、中間絶縁層１０ｃを介して対向する一対の検出電極対を一体的に形成することができる。
【００５９】
本実施形態における積層体１ｃを、第１の実施形態における検出素子４と同様、絶縁性基板３に形成した第１、第２のランド部２２Ａ、２２Ｂに実装することにより、本実施形態におけるＰＭ検出素子４ｃが完成する。
このとき、第１、第２の共通電極層１４Ａ、１４Ｂをそれぞれ第１、第２のランド部２２Ａ、２２Ｂとハンダ付け等の接合手段によって接合するだけで、第１、第２の共通電極層１４Ａ、１４Ｂのそれぞれが、誤って第２、第１のランド部２２Ｂ、２２Ａに接続される虞がない。
しかも、第１、第２の共通電極層１４Ａ、１４Ｂと第１、第２のランド部２２Ａ、２２Ｂとを全面的に接合させることができるので、接合強度も高くなり、導通信頼性も向上する。
【００６０】
図１４Ａ〜１４Ｄを参照して、本発明の第１の実施形態の変形例における積層体１ｄを含むＰＭ検出素子４ｄの製造方法について説明する。
本実施形態においては、図１４Ｄに示すように、できあがった積層体１ｄは、第１の実施形態における積層体１と実質的に同じであり、製造方法の一部が相違するものである。
第１の実施形態においては、電極層シート１１０内に端部絶縁層シート１２０を埋め込んだ、第１の積層シート１１０Ａ／１２０と第２の積層シート１１０Ｂ／１２０とを間に中間絶縁層シート１００を介挿しながら交互に積層した。
【００６１】
本実施形態においては、図１４Ａに示すように、予め電極層シート１１０と中間絶縁層シート１００とを積層し、貼り合わせた状態で、図１４Ｂに示すように、端部絶縁層シート１２０ｄを埋め込むための絶縁層埋め込み孔１０２、１１２を一体的に穿設し、この孔に電極層シート１１０と中間絶縁層シート１１０とを貼り合わせたものと同じ厚みに形成した端部絶縁層シート１２０ｄを埋め込みつつ、所定の大きさに打ち抜いて、第１の積層シート１００ｄ／１２０ｄ／１１０Ａｄを形成し、これを１８０°回転させることで、第２の積層シート１００ｄ／１２０ｄ／１１０Ｂｄとし、図１４Ｃに示すように、第１の積層シート１００ｄ／１２０ｄ／１１０Ａｄと第２の積層シート１００ｄ／１２０ｄ／１１０Ｂｄとを交互に積層、圧着し、積層体集合体１αｄを形成し、これを焼成、切断することにより、図１４Ｄに示すような積層体１ｄを形成する点が相違する。
このとき、上記実施形態と同様、位置決め孔１０１、１１１を設けて、圧着金型５を利用することで位置ズレを起こすことなく、一方の端が第１の端部絶縁層１２０ｄで覆われ他方の端が側面方向に露出する第１の検出電極層１１Ａｄと第１の検出電極層１１Ａとは反対方向に一方の端が露出し、他方の端が第２の端部絶縁層１２０ｄによって覆われた第２の検出電極層１１Ｂｄとが中間絶縁層１０ｄを挟んで交互に積層された積層体集合体１αｄを形成することができる。
また、積層体１ｄの上下の終端部には、上記実施形態と同様終端絶縁層１３ｄが形成されている。
本実施形態における積層体１ｄを、第１の実施形態における積層体１と同様、所定の電極引き出し層２を形成した絶縁性基板３に実装することにより、ＰＭ検出素子４ｄが完成する。
【００６２】
図１５Ａ〜１５Ｄを参照して、第１の実施形態の他の変形例における積層体１ｄを含むＰＭ検出素子４ｅの製造方法について説明する。
上記実施形態においては、予め、電極層シート１１０と中間絶縁層シート１００とをラミネートした後、同時に端部絶縁層埋め込み孔１０２ｄ、１１２ｄを穿設して端部絶縁層シート１２０ｄを埋め込んだ例を示したが、本実施形態においては、図１５Ａに示すように、電極層シート１１０ｅにのみ端部絶縁層シート１２０ｅを埋め込んだ後、中間絶縁層シート１００をラミネートした後、図１５Ｂに示すように所定の大きさに打ち抜いて、第１の積層シート１００ｅ／１１０Ａｅ／１２０ｅを形成し、これを１８０°反転させることで、第２の積層シート１００ｅ／１２０ｅ／１１０Ｂｅとし、図１５ｃに示すように、これらを交互に積層し、上記実施形態と同様の積層、圧着、焼成、切断工程を経て、図１５Ｄに示すような、第１の実施形態における積層体１と実質的に同一の積層体１ｅを得ることができる。
上記実施形態と同様の工程を経ることにより、ＰＭ検出素子４ｅが完成する。
【００６３】
図１６Ａ〜１６Ｄを参照して、第３の実施形態の変形例における積層体１ｆを含むＰＭ検出素子４ｆの製造方法について説明する。
本実施形態においては、図１６Ｄに示すように、実質的に第３の実施形態のおける積層体１ｂ、１ｃと同一の積層体１ｆを形成するための製造方法の一部のみが相違する。  
予め、電極層シート１1０と中間絶縁層シート１００とを積層し、図１６Ａに示すように、所定の位置に、電極層埋め込み孔１０２ｆ、１１２ｆと、電極層／絶縁層埋め込み孔１０３ｆ、１１３ｆを一体的に穿設する。
次いで、図１６Ｂに示すように、電極層埋め込み孔１０２ｆ、１１２ｆには、共通電極層シート１４０を埋め込み、電極層／絶縁層埋め込み孔１０３ｆ、１１３ｆには、共通電極層１４０ｆと端部絶縁層１２０ｆとを同時に埋め込み、所定形状に打ち抜く。
このようにしてでき上がった第１の積層体シート１４０ｆ／１００ｆ／１２０ｆ／１４０ｆ／１４０ｆ／１１０ｆ／１２０ｆ／１１０ｆ／１４０ｆとこれを１８０°反転した、第２の積層体シートと１４０ｆ／１２０ｆ／１００ｆ／１４０ｆ／１４０ｆ／１１０ｆ／１２０ｆ／１４０ｆとを、図１６Ｃに示すように、複数交互に積層し、圧着、焼成、切り出しの各工程を経て、図１６Ｄに示すような積層体１ｆを得ることができる。
得られた積層１ｆを他の実施形態と同様、電極引き出し層２を形成した絶縁性基板３の表面に実装することにより、第３の実施形態における検出素子１ｂ、１ｃと実質的に同一のＰＭ検出素子４ｆを完成させることができる。  
【００６４】
図１７Ａ、１７Ｂ、１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄを参照して、本発明の第４の実施形態における積層体１ｇを含むＰＭ検出素子４ｇとその製造方法について説明する。
上記実施形態においては、第１の検出電極層１１Ａと第２の検出電極層１１Ａとをそれぞれ第１のランド部２２Ａ、第２のランド部２２Ｂとに接続する際に、第１の検出電極層１１Ａと第２の検出電極層１１Ｂとの間で短絡を生じないように、中間絶縁層１０を介して対向せしめた第１の検出電極層１１Ａと第２の検出電極層１１Ｂとの一方の端部が交互に露出するよう、第１の検出電極層１１Ａの他方の端を第１の端部絶縁層１２Ａで覆い、第２の検出電極層１１Ｂの他方の端を第２の端部絶縁層１２Ｂで覆って、第１の検出電極層１１Ａと第２の検出電極層１１Ｂと中間絶縁層１０とを交互に積層した積層体１の側面方向に交互に露出させた第１の検出電極層１１Ａと第２の検出電極層１１Ｂとを、それぞれ第１のランド部２２Ａと第２のランド部２２Ｂとに接続させている。
【００６５】
本実施形態における積層体１ｇでは、第１の端部絶縁層１２Ａ、第２の端部絶縁層１２Ｂを設けることなく、第１の検出電極層１１Ａｇと第２の検出電極層１１Ｂｇと中間絶縁層１０ｇとを交互に積層し、第１のランド部２２Ａ、第２のランド部２２Ｂとを覆う絶縁性保護層（ハンダレジスト）５ｇを設けて、第１のランド部２２Ａと第２のランド部２２Ｂとがそれぞれ第１の検出電極層１１Ａｇ、第２の検出電極層１１Ｂｇと接続される部位のみを、それぞれ第１保護層開口部５１Ａ、第２保護層開口部５１Ｂから露出させて、第１の検出電極層１１Ａと第２の検出電極層１１Ｂとが短絡しないようにした点が相違する。本実施形態においても上述の実施形態と同様の効果を発揮することができる。
なお、本実施形態において、第１の検出電極層１１Ａｇ、第２の検出電極層１１Ｂｇと第１のランド部２２Ａ、第２のランド部２２Ｂとは、第１の接合手段２３Ａ、第２の接合手段２３Ｂを介して電気的に接続されるだけでなく、積層体１ｇを絶縁基板３の表面に固定されている。
第１の接合手段２３Ａ、第２の接合手段２３Ｂには、ハンダ付けやロウ付け等の公知の接合手段を用いることができる。
【００６６】
本実施形態においては、図１８Ａに示すように、第１の検出電極層１１Ａｇ及び第２の検出電極層１１Ｂｇを構成する検出電極層用グリーンシート１１０と、中間絶縁層１０を構成する絶縁層用グリーンシート１００とを交互に積層し、両端に端部絶縁層１３ｇを構成する絶縁層用グリーンシート１３０を積層して、集合体１αｇを形成して、図１８Ｂに示すような、所定の大きさに切り出した積層体１ｇを形成する。
上記実施形態においては、積層体１の両側面に、第１の検出電極層１１Ａと第２の検出電極層１１Ｂとが交互に引き出されており、第１の端部絶縁層１２Ａ、第２の端部絶縁層１２Ｂによって、誤って、第１のランド部２２Ａと第２の検出電極層１１Ｂとが接続されたり第２のランド部２２と第１の検出電極層１１Ａとが接続されたりしないように絶縁を図っているが、本実施形態では、図１８ｃに示すように積層体１ｇの両側に、第１の検出電極層１１Ａｇと第２の検出電極層１２Ｂｇとが極薄の中間層１０ｇを隔てて露出しているため、、保護層５ｇによって、それぞれの電極層とランド部とが接続される部分以外が覆われており、保護層５ｇに設けた第１の開口部５１Ａから露出した第１のランド部２２Ａだけが第１の検出電極層１１Ａｇと接続可能となっており、第２の開口部５１Ｂから露出した第２のランド部２２Ｂだけが第２の検出電極層１１Ｂに接続可能となっている。
なお、第１の検出電極層１１Ａｇ、第２の検出電極層１１Ｂｇは、それぞれ、１００μｍ以上の膜厚ｔＥＬを有しているため、第１の開口部５１Ａ、第２の開口部５１Ｂは、それぞれ、一辺が５０μｍ〜１００μｍ程度の長方形で、隣合う開口部の間隔を１００μｍ程度開けて、確実に第１の検出電極層１１Ａと第２の検出電極層１１Ｂとの一方のみが片側に並ぶように形成すれば良いので、保護層５ｇは公知の厚膜印刷によって形成しても、充分な印刷精度で形成することが可能である。
本実施形態によれば、上記実施形態のように、各電極層１１Ａ、１１Ｂに対して絶縁層１２Ａ、１２Ｂを設ける必要がないので、積層体１ｇの形成が極めて簡単でありながら、上記実施形態と同様、中間絶縁層１０ｇの厚みは３μｍ〜２０μｍの範囲で任意に設定できるので、極めて不感質量が少なく、微量なＰＭを早期に検出可能な検出精度の高いＰＭ検出素子４ｇを実現することができる。
【００６７】
図１９を参照して、本発明のＰＭ検出素子４、４ａ〜ｇのいずれかを備えたＰＭ検出センサ９について説明する。
ＰＭ検出センサ９は、上述のＰＭ検出素子４、４ａ〜ｇのいずれかと、ハウジング８と、制御部７とによって構成されている。
ハウジング８は、図略の内燃機関の排気流路等の被測定ガス流路ＰＥＸに、本発明のＰＭ検出素子４、４ａ〜ｇの検出部を構成する積層体１、１ａ〜ｇを被測定ガス内の所定位置に保持する。
本発明においてハウジング８の構造等を特に限定するものではなく、公知のハウジング８の構造を適宜採用することができる。
ＰＭ検出素子４、４ａ〜ｇの先端部は、通常行われているように、図略の保護カバーによって覆っても良い。
制御部７には、検出電極対間に堆積するＰＭ量に応じて変化する抵抗値、静電容量、又は、インピーダンスのいずれかから選択した電気的特性を計測する電気的特性計測手段（ＤＴＣ）７０と、ＰＭ検出素子４、４ａ〜ｇを所定の温度に加熱すべく、発熱体３２への通電を制御する発熱体制御手段（ＨＴ  ＣＮＴ）７１とによって構成されている。
ＰＭ検出素子４、４ａ〜ｇの検出電極端子部２０Ａ、２０Ｂと電気的特性計測手段７０とは、一対の信号線２００Ａ、２００Ｂを介して接続され、ヒータ端子部３２０、３２５と発熱体制御手段７１とは、一対の通電線３３Ａ、３３Ｂを介して接続されている・
本実施形態のＰＭ検出センサ９は、極めて不感質量が少なく早期にＰＭの検出が可能となるため、内燃機関の始動直後においても、ＰＭの排出を確実に検出することができる。
また、上述の如く、極めて高い検出精度で定量的なＰＭの検出を行うことが可能で、しかも、従来のように、基板表面に検出電極が膜状に形成されているのではなく、電極層１１Ａ、１１Ｂと絶縁層１０とが交互に積層されて一体となった積層体１、1ａ〜ｇの断面を検出面として利用しているため極めて高い耐久性を実現できる。
【符号の説明】
【００６８】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ  検出電極層積層体
１α、１αｂ〜１αｇ  検出電極層積層体集合体
１β、１βｂ〜１βｇ  一次加工済検出電極層積層体集合体
１０  中間絶縁層
１００、１００ｂ  中間絶縁層用グリーンシート／印刷層
１１Ａ、１１Ｂ  第１、第２の検出電極層
１１０  検出電極層用グリーンシート
１１１  位置決めガイド孔
１１２Ａ、１１２Ｂ  絶縁層埋め込み孔
１２Ａ、１２Ｂ  第１、第２の端部絶縁層
１２０  端部絶縁層用グリーンシート
１３  終端部絶縁層
１３０  終端部絶縁層用グリーンシート
１４Ａ、１４Ｂ  第１、第２の共通電極層
１４０ｂ  共通検出電極層用グリーンシート／印刷層
２  入出力電極層
２０Ａ、２０Ｂ  第１、第２端子部
２１Ａ、２１Ｂ  第１、第２リード部
２２Ａ、２２Ｂ  第１、第２のランド部
２３Ａ、２３Ｂ  第１、第２検出電極接合層
３  絶縁基板
３０、３１  絶縁層
３２  発熱体
３２０、３２５  ヒータ端子部
３２１、３２４  ヒータスルーホール導体
３２２、３２３  ヒータリード部
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ  粒子状物質検出素子
５、５ｇ  絶縁保護層
５１Ａ、５１Ｂ  第１、第２保護層開口部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６９】
【特許文献１】特開２００５−１６４５５４号公報
【特許文献２】特開２０１２−４７５９６号公報
【図１Ｂ】
0005634433.tif 000002
【図１Ｃ】
0005634433.tif 000003
【図２Ａ】
0005634433.tif 000004
【図２Ｂ】
0005634433.tif 000005
【図２Ｃ】
0005634433.tif 000006
【図２Ｄ】
0005634433.tif 000007
【図２Ｅ】
0005634433.tif 000008
【図２Ｆ】
0005634433.tif 000009
【図３Ａ】
0005634433.tif 000010
【図３Ｂ】
0005634433.tif 000011
【図４】
0005634433.tif 000012
【図５Ａ】
0005634433.tif 000013
【図５Ｂ】
0005634433.tif 000014
【図６Ａ】
0005634433.tif 000015
【図６Ｂ】
0005634433.tif 000016
【図１Ａ】
0005634433.tif 000017
【図７Ａ】
0005634433.tif 000018
【図７Ｂ】
0005634433.tif 000019
【図７Ｃ】
0005634433.tif 000020
【図８Ａ】
0005634433.tif 000021
【図８Ｂ】
0005634433.tif 000022
【図９Ａ】
0005634433.tif 000023
【図９Ｂ】
0005634433.tif 000024
【図１０Ａ】
0005634433.tif 000025
【図１０Ｂ】
0005634433.tif 000026
【図１１Ａ】
0005634433.tif 000027
【図１１Ｂ】
0005634433.tif 000028
【図１１Ｃ】
0005634433.tif 000029
【図１１Ｄ】
0005634433.tif 000030
【図１２Ａ】
0005634433.tif 000031
【図１２Ｂ】
0005634433.tif 000032
【図１３】
0005634433.tif 000033
【図１４Ａ】
0005634433.tif 000034
【図１４Ｂ】
0005634433.tif 000035
【図１４Ｃ】
0005634433.tif 000036
【図１４Ｄ】
0005634433.tif 000037
【図１５Ａ】
0005634433.tif 000038
【図１５Ｂ】
0005634433.tif 000039
【図１５Ｃ】
0005634433.tif 000040
【図１５Ｄ】
0005634433.tif 000041
【図１６Ａ】
0005634433.tif 000042
【図１６Ｂ】
0005634433.tif 000043
【図１６Ｃ】
0005634433.tif 000044
【図１６Ｄ】
0005634433.tif 000045
【図１７Ａ】
0005634433.tif 000046
【図１７Ｂ】
0005634433.tif 000047
【図１８Ａ】
0005634433.tif 000048
【図１８Ｂ】
0005634433.tif 000049
【図１８Ｃ】
0005634433.tif 000050
【図１９】
0005634433.tif 000051