(57)【要約】【課題】不感質量が少なく、測定バラツキも少なく検出精度の高い粒子状物質検出素子とその製造方法を提供する。【課題解決手段】一対の検出電極層１０Ａ、１０Ｂが基板部４０に対して直交方向に起立する略平板状であると共に、絶縁層２０を介して対向する一対の検出電極層１０Ａ、１０Ｂ間に被測定ガス中の粒子状物質を捕集する捕集空間３０を具備し、捕集空間３０の素子長手方向の幅ＬＣＭＢを５μｍ以上、５０μｍ以下に設定する。【選択図】図１Ａ
2014006103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、検出部として、一定の間隙を隔てて対向する一対の検出電極層（１０Ａ、１０Ｂ）と、該検出電極層の表面を覆う絶縁層（２０）と、を具備し、上記検出部（２）を略平板状の基板部（４０）の先端に固定して被測定ガス中に配設せしめて、上記検出電極層（１０Ａ、１０Ｂ）の周辺に存在する粒子状物質の量に応じて変化する上記検出電極層（１０Ａ、１０Ｂ）間の静電容量、又は、交流インピーダンスを計測して被測定ガス中に含まれる粒子状物質を検出する粒子状物質検出素子であって、
上記一対の検出電極層（１０Ａ、１０Ｂ）が上記基板部（４０）に対して直交方向に起立する略平板状であると共に、
上記絶縁層（２０）を介して対向する上記一対の検出電極層（１０Ａ、１０Ｂ）間に被測定ガス中の粒子状物質を捕集する捕集空間（３０）を具備することを特徴とする粒子状物質検出素子（１）。
【請求項２】
上記絶縁層（２０）で覆われた上記検出電極層（１０Ａ、１０Ｂ）の対向する表面間の距離によって規定される上記捕集空間（３０）の素子長手方向の幅（ＬＣＭＢ）が、上記捕集空間（３０）の高さ（ＨＣＭＢ）を規定する上記絶縁層（２０）で覆われた上記検出電極層（１０Ａ、１０Ｂ）の高さ（ＴＣＵＴ）よりも短く形成されている請求項１に記載の粒子状物質検出素子。
【請求項３】
上記検出部（２）が、
略平板状に形成した上記検出電極層（１０Ａ、１０Ｂ）と、
略平板状に形成した上記絶縁層（２００Ａ、２００Ｂ）と、
上記捕集空間（３０）を区画した捕集空間形成層（２０２）と、を積み重ねた積層構造である請求項、１又は、２に記載の粒子状物質検出素子。
【請求項４】
少なくとも、上記絶縁層（２０）において、上記一対の検出電極層（１０Ａ、１０Ｂ）が互いに対向する表面を覆う方向（２００Ａ、２００Ｂ）の膜厚（ＴＤＥＨ）が３μｍ以上、５０μｍ以下であると共に、
上記捕集空間（３０）の素子長手方向の幅（ＬＣＭＢ）が３μｍ以上、５０μｍ以下であり、
上記検出電極層（１０Ａ、１０Ｂ）の高さ（ＴＥＬ）が１００μｍ以上、２０００μｍ以下である請求項１ないし３のいずれかに記載の粒子状物質検出素子。
【請求項５】
上記電極層（１０Ａ、１０Ｂ）が、ＭＣｒＯ３、ＭＭｎＯ３、ＭＣｏＯ３（但し、Ｍは、Ｌａ、又は、Ｇｄのいずれか）のいずれかから選択したペロブスカイト系の導電性セラミックであり、
上記絶縁層（２０）が、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、チタニア、シリカ、セリアのいずれかから選択した絶縁性セラミックである請求項１ないし４のいずれかに記載の粒子状物質検出素子。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか記載の粒子状物質検出素子の製造方法であって、    
少なくとも、導電性セラミック材料をシート状に形成する電極層シート成形工程と、焼成によって焼失する焼失材料をシート状に形成する焼失層シート成形工程と、絶縁性セラミック材料をシート状、又は、膜状に形成する絶縁層シート形成工程、又は、絶縁層膜形成工程と、
これらの工程によって得られた電極層シート（１０Ｇ）と、焼失層シート（３０Ｇ）と、絶縁層シート（２００ＴＫＧ）、又は、絶縁層膜（２００ＴＮＧ）と、を所定の積層パターンで重ね合わせて、少なくとも一対の電極層（Ａ層、Ｂ層）と、これらを覆う絶縁層（Ｉ層）と、焼失層（Ｖ層）とが積層された積層構造の検出部積層体未焼成体（２Ｇ）を形成する積層工程と、
該積層工程によって得られた検出部積層体未焼成体（２Ｇ）を焼成して、上記電極層（１０Ａ、１０Ｂ）、絶縁層（２０）、捕集空間（３０）とが一体の積層構造の検出部積層体（２）を形成する積層体焼成工程と、
該焼成工程を経て、得られた検出部積層体（２）を、外部との接続を図る一対の検出リード部（５０Ａ、５０Ｂ）を設けた略平板状の基板部（４０）の所定位置に実装、固定する検出部実装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の製造方法。
【請求項７】
少なくとも、上記電極層シート（１０Ｇ）と、上記絶縁層シート（２００ＴＫＧ）とを重ね合わせて、所定形状の金型で同時に打ち抜くことにより、上記電極層シート（１０Ｇ）内に所定形状に切り抜いた上記絶縁層シート（２００ＴＫＧ）を埋設させる電極層内絶縁層埋設工程を具備する請求項６に記載の粒子状物質検出素子の製造方法。
【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、板状の素子基材、素子基材に配設された一対の計測電極を備え、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、各計測電極の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、それぞれの計測電極の櫛歯部が、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、少なくとも一方の計測電極の櫛骨部は、誘電体からなる櫛骨被覆部によって被覆され、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粒子状物質検出装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、一方の端部に二以上の貫通孔が形成された一方向に長い検出装置本体と、貫通孔を形成する壁の内部に埋設され、誘電体で覆われた少なくとも一対の電極とを備え、前記貫通孔内に流入する流体に含有される荷電された粒子状物質、又は、前記一対の電極に電圧を印加することにより前記貫通孔内に生じる放電により荷電された、前記貫通孔内に流入する流体に含有される粒子状物質を、貫通孔の壁面に電気的に吸着させることが可能であり、貫通孔を形成する壁の電気的な特性の変化を測定することにより貫通孔の壁面に吸着された粒子状物質を検出することが可能な粒子状物質検出装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１にあるように、いわゆる櫛歯状電極を厚膜印刷やメッキ等の方法によって形成した場合、電極間の隙間は、３０μｍ以下に設定するのは極めて困難である。このため、ナノメートル級の極めて小さいＰＭが検出電極層間に堆積して、電気的特性の検出が可能となるまでの不感質量が大きく、始動直後にＰＭの排出を検知できない虞がある。
また、絶縁性基板の表面に印刷形成した櫛歯状の検出電極層対をさらに絶縁層又は誘電層で覆い、検出面に堆積したＰＭ量に応じて変化する、検出電極層間の静電容量を計測するようにした場合、静電容量の変化が小さく、検出精度が低いことが判明した。
【０００６】
さらに、特許文献２にあるように、誘電体で覆われた一対の平板電極間に区画した貫通孔内にＰＭを導入して、ＰＭ量に応じて変化する平板電極間の静電容量を計測するようにした場合、平板電極間の距離は、貫通孔を区画するための誘電層の厚みと、平板電極を覆う誘電層の厚みに依存し、平板電極間の距離が長いと、もともとの平板電極間に形成される静電容量が小さくなり、検出が困難である上に、貫通孔内にＰＭが導入されたときの静電容量の変化も小さく、検出精度が低いことが判明した。
【０００７】
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、測定バラツキも少なく検出精度の高い粒子状物質検出素子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】
【０００８】
請求項１の発明では、少なくとも、検出部として、一定の間隙を隔てて対向する一対の検出電極層（１０Ａ、１０Ｂ）と、該検出電極層の表面を覆う絶縁層（２０）とを具備し、上記検出部（２）を略平板状の基板部（４０）の先端に固定して被測定ガス中に配設せしめて、上記検出電極層（１０Ａ、１０Ｂ）の周辺に存在する粒子状物質の量に応じて変化する上記検出電極層（１０Ａ、１０Ｂ）間の静電容量、又は、交流インピーダンスを計測して被測定ガス中に含まれる粒子状物質を検出する粒子状物質検出素子（１）であって、上記一対の検出電極層（１０Ａ、１０Ｂ）が上記基板部（４０）に対して直交方向に起立する略平板状であると共に、上記絶縁層（２０）を介して対向する上記一対の検出電極層（１０Ａ、１０Ｂ）間に被測定ガス中の粒子状物質を捕集する捕集空間（３０）を具備することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明では、上記絶縁層（２０）で覆われた上記検出電極層（１０Ａ、１０Ｂ）の対向する表面間の距離によって規定される上記捕集空間（３０）の素子長手方向の幅（ＬＣＭＢ）が、上記捕集空間（３０）の高さ（ＨＣＭＢ）を規定する上記絶縁層（２０）で覆われた上記検出電極層（１０Ａ、１０Ｂ）の高さ（ＴＣＵＴ）よりも短く形成されている。
【００１０】
請求項３の発明では、上記検出部（２）が、略平板状に形成した上記検出電極層（１０Ａ、１０Ｂ）と、略平板状に形成した上記絶縁層（２００Ａ、２００Ｂ）と、上記捕集空間（３０）を区画した捕集空間形成層（２０２）とを積み重ねた積層構造である。
【００１１】
請求項４の発明では、少なくとも、上記絶縁層（２０）において、上記一対の検出電極層（１０Ａ、１０Ｂ）が互いに対向する表面を覆う方向（２００Ａ、２００Ｂ）の膜厚（ＴＤＥＨ）が３μｍ以上、５０μｍ以下であると共に、上記捕集空間（３０）の素子長手方向の幅（ＬＣＭＢ）が３μｍ以上、５０μｍ以下であり、上記検出電極層（１０Ａ、１０Ｂ）の高さ（ＴＥＬ）が１００μｍ以上、２０００μｍ以下である。
【００１２】
請求項５の発明では、上記電極層（１０Ａ、１０Ｂ）が、ＭＣｒＯ３、ＭＭｎＯ３、ＭＣｏＯ３（但し、Ｍは、Ｌａ、又は、Ｇｄのいずれか）のいずれかから選択したペロブスカイト系の導電性セラミックであり、上記絶縁層（２０）が、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、チタニア、シリカ、セリアのいずれかから選択した絶縁性セラミックである。
【００１３】
請求項６の発明では、請求項１ないし６のいずれか記載の粒子状物質検出素子の製造方法であって、少なくとも、導電性セラミック材料をシート状に形成する電極層シート成形工程と、焼成によって焼失する焼失材料をシート状に形成する焼失層シート成形工程と、絶縁性セラミック材料をシート状、又は、膜状に形成する絶縁層シート形成工程、又は、絶縁層膜形成工程と、これらの工程によって得られた電極層シート（１０Ｇ）、焼失層シート（３０Ｇ）、絶縁層シート／絶縁層膜（２００ＴＮＧ）を所定の積層パターンで重ね合わせ、電極層（Ａ層、Ｂ層）、絶縁層（Ｉ層）、焼失層（Ｖ層）とが積層された検出部積層体未焼成体（２Ｇ）を形成する積層工程と、得られた検出部積層体未焼成体（２Ｇ）を焼成して、上記電極層（１０Ａ、１０Ｂ）、絶縁層（２０）、捕集空間（３０）とが一体の積層構造の検出部積層体（２）を形成する積層体焼成工程と、該焼成工程を経て、得られた検出部積層体（２）を、外部との接続を図る一対の検出リード部（５０Ａ、５０Ｂ）を設けた略平板状の基板部（４０）の所定位置に実装、固定する検出部実装工程とを具備する。
【００１４】
請求項７の発明では、少なくとも、上記電極層シート（１０Ｇ）と、上記絶縁層シート（２００ＴＫＧ）とを重ね合わせて、所定形状の金型で同時に打ち抜くことにより、上記電極層シート（１０Ｇ）内に所定形状に切り抜いた上記絶縁層シート（２００ＴＫＧ）を埋設させる電極層内絶縁層埋設工程を具備する。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１ないし５の発明によれば、上記検出電極（１０Ａ、１０Ｂ）間に形成される静電容量が大きく、粒子状物質が上記捕集空間（３０）内に取り込まれたときの静電容量の変化が大きくなり、不感質量が存在せず、極めて高精度に被測定ガス中のＰＭ量を検出できる。
また、請求項６、７の発明によれば、検出電極（１０Ａ、１０Ｂ）間の距離を上記焼失層（Ｖ層）の膜厚によって任意に設定することが可能となり、請求項１ないし５の発明に係る検出精度の高い粒子上物質検出素子が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】Ａ発明の第１の実施形態における粒子状物質検出素子の要部を示し、図１Ｂ中Ａ−Ａに沿った断面図。
【図１Ｂ】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図１Ａ中Ｃ方向から見た表面を示し、段階的に一部を切り欠いて内部構造を示すＣ矢視平面図。
【図１Ｃ】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全体概要を示す一部切り欠き展開斜視図。
【図２Ａ】第１の実施形態における粒子状物質検出素子に用いられる検出部積層体の製造方法について工程順を追って示し、電極層内に絶縁層を埋め込む電極層内絶縁層埋め込み工程を示す斜視図。
【図２Ｂ】図２Ａの断面図。
【図２Ｃ】電極層内に絶縁層が埋め込まれた状態を示す斜視図。
【図２Ｄ】埋め込み工程中における図２Ｃの断面図。
【図２Ｅ】絶縁層の埋め込まれた状態の電極層の断面図。
【図３Ａ】焼失層内に絶縁層を埋め込む焼失層内絶縁層埋め込み工程を示す斜視図。
【図３Ｂ】図３Ａの断面図。
【図３Ｃ】焼失層内に絶縁層が埋め込まれた状態を示す斜視図。
【図３Ｄ】埋め込み工程中における図３Ｃの断面図。
【図３Ｅ】絶縁層の埋め込まれた状態の焼失層の断面図。
【図４Ａ】第１の積層ユニットの概要を示す斜視図。
【図４Ｂ】図４Ａに続く工程を示し、第２の積層ユニットの概要を示す斜視図。
【図４Ｃ】図４Ａに続く工程を示し、図２Ａと図２Ｂとに示した積層ユニットを交互に積層する工程を示す斜視図。
【図５Ａ】図４Ｃの工程を経て得られた積層体を個別の検出部積層体に分割する第１の分割工程の概要を示す斜視図。
【図５Ｂ】図５Ａに続く工程を示し、検出部積層体の端部を調整する第２の分割工程の概要を示す斜視図。
【図６Ａ】図５Ｂに続く焼成工程を経て得られた検出部積層体を裏面側から見た斜視図。
【図６Ｂ】図６Ａの表面側から見た斜視図。
【図６Ｃ】図６Ｂ中Ａ−Ａ平面に沿った断面図。
【図７Ａ】比較例１として示す、基板表面に一対の櫛歯状電極を印刷形成して、誘電層で覆った粒子状物質検出素子の概要を示す展開斜視図。
【図７Ｂ】比較例２として示す、誘電層を介して対向する一対の平行平板間に貫通孔によって捕集空間を区画した粒子状物質検出素子の概要を示す展開斜視図。
【図８Ａ】本発明における電極間に形成される電界分布を示す断面模式図。
【図８Ｂ】比較例１における電極間に形成される電界分布を示す断面模式図。
【図８Ｃ】比較例２における電極間に形成される電界分布を示す断面模式図。
【図９Ａ】比較例と共に本発明の効果を示し、検出部に堆積する煤量を変化させたときに検出される静電容量の変化を示す特性図。
【図９Ｂ】図９Ａ中２点破線囲み部を拡大した特性図。
【図９Ｃ】本発明の実施形態において、煤堆積量と検出される静電容量に対して捕集空間の幅を変化させたときの影響を示す特性図。
【図１０Ａ】本発明の第２の実施形態における粒子状物質検出素子の概要を示し、図８Ｂ中Ａ―Ａに沿った断面図。
【図１０Ｂ】図８Ａ中ｃ方向から見た表面を示し、段階的に一部を切り欠いて内部構造を示すＣ矢視平面図。
【図１１Ａ】第２の実施形態における粒子状物質検出素子の製造方法の概要について工程順を追って示す斜視図。
【図１１Ｂ】図１１Ａに続く工程を示す斜視図。
【図１２Ａ】図１１Ｂに続く焼成工程を経て得られた検出部積層体を裏面側から見た斜視図。
【図１２Ｂ】図１２Ａの表面側から見た斜視図。
【図１２Ｃ】図１２Ｂ中Ａ−Ａ平面に沿った断面図。
【図１３】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概要を示す展開斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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１の概要について説明する。
なお、以下の説明に用いる図において、略長尺平板状に形成した粒子状物質検出素子１に対して素子長手方向をＬ方向、横幅方向をＷ方向、厚み方向をＨ方向として図中に矢印で示してある。
本発明の粒子状物質検出素子１は、検出部２として、一定の間隙を隔てて対向する一対の検出電極層１０Ａ、１０Ｂと、検出電極層１０Ａ、１０Ｂの表面を覆う絶縁層２０とを具備し、検出部２を略平板状の基板部４０の先端に固定して被測定ガス中に配設し、検出電極層１０Ａ、１０Ｂの周辺に存在する粒子状物質の量に応じて変化する静電容量、又は、交流インピーダンスを計測して被測定ガス中に含まれる粒子状物質を検出するものである。
【００１８】
粒子状物質検出素子１は、一対の検出電極層１０Ａ、１０Ｂが基板部４０に対して直交方向に起立すると共に、絶縁層２０を介して対向する一対の検出電極層１０Ａ、１０Ｂ間に被測定ガス中の粒子状物質を捕集する捕集空間３０を具備することを特徴とする。
本発明において、被測定ガス中に載置される検出部２は、後述する製造方法によって形成された積層構造を有する検出部積層体２によって構成されている。
検出部積層体２は、略平板状に形成された検出電極層１０Ａ、１０Ｂが交互に並び一対の検出電極層を構成し、検出電極層１０Ａ、１０Ｂは、その表面が、絶縁層２０によって覆われ、絶縁層２０には、検出電極層１０Ａ、１０Ｂの互いに対向する面の間に煤捕集空間３０が区画されている。
【００１９】
検出電極層１０Ａ、１０Ｂは、ＭＣｒＯ３、ＭＭｎＯ３、ＭＣｏＯ３（但し、Ｍは、Ｌａ、Ｇｄのいずれかを選択できる。）のいずれかから選択したペロブスカイト系の導電性セラミックによって形成されている。
さらに、絶縁層２０は、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、チタニア、シリカ、セリアのいずれかから選択した絶縁性セラミックによって形成されている。
【００２０】
検出電極層１０Ａ、１０Ｂは、電極Ｌ方向幅ＬＥＬ（電極層膜厚ｔＥＬ）が、１００μｍ以上、３００μｍ以下、電極高さＨＥＬ（切削厚ｔＣＵＴ）が、０．１ｍｍ以上、２ｍｍ以下、電極幅ＷＥＬが、２ｍｍ以上、３０ｍｍ以下に形成されている。
本発明の検出電極層１０Ａ、１０Ｂは、１００μｍ以上の厚肉に形成されているので、電極層自体の電気抵抗が低く、検出精度を高くできる。
また、検出電極層１０Ａ、１０Ｂは機械的強度の高い導電性セラミックによって形成されており、構造体としての強度を確保する役割を担っている。
【００２１】
絶縁層２０は、検出電極層１０Ａ、１０Ｂのそれぞれを覆う絶縁層２０Ａ、２０Ｂと、絶縁層２０Ａと絶縁層２０Ｂとの間に介挿され、捕集空間３０を区画する捕集空間形成層２０２とによって形成され、絶縁層２０Ａ、２０Ｂは、検出電極層１０Ａ、１０Ｂの互いに対向する面側を覆う素子Ｌ方向絶縁層２００Ａ、２００Ｂと、検出電極層１０Ａ、１０Ｂの素子平面に平行な面を覆う素子平面方向側絶縁層２０１Ａ、２０１Ｂと、検出電極層１０Ａ、１０Ｂの一方の端面を覆う端面側絶縁層２０３Ａ、２０３Ｂとによって形成されている。
絶縁層２０で覆われた検出電極層１０Ａ、１０Ｂの対向する表面間の距離によって規定される捕集空間３０の素子Ｌ方向の幅ＬＣＭＢが、捕集空間３０の高さＨＣＭＢを規定する絶縁層２０で覆われた検出電極層１０Ａ、１０Ｂの高さ（ＴＣＵＴ）よりも短く形成されている。
【００２２】
絶縁層２０の内、素子Ｌ方向絶縁層２００Ａ、２００Ｂの厚み（素子Ｌ方向誘電層厚ＴＤＥＬ）は、３μｍ以上、５０μｍ以下に形成され、素子Ｈ方向側絶縁層２０１Ａ、２０１Ｂの厚み（素子Ｈ方向誘電層厚ＴＤＥＨ）は、１０μｍ以上、１００μｍ以下に形成され、捕集層形成層２０２の厚み（捕集層形成層厚ｔＣＭＢ）は、３μｍ以上、５０μｍ以下に形成され、端面側絶縁層２０３Ａ、２０３Ｂの厚みは、１０μｍ以上、１００μｍ以下に形成されている。
【００２３】
基板部４０は、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、チタニア、シリカ、セリアのいずれかから選択した絶縁性セラミックを略平板状に形成した絶縁層４００、４０１によって構成されている。
基板部４０の表面には、検出部積層体２を固定すると共に、検出電極層１０Ａ、１０Ｂとの導通を図るべく印刷形成された一対の検出リード部５０Ａ、５０Ｂと、検出リード部５０Ａ、５０Ｂの一方の端に設けられ外部との接続を図る一対の検出端子５１Ａ、５１Ｂが形成されている。
基板部４０の内側には、通電により発熱する発熱体４１が埋設され、発熱体４１と外部との接続を図るべく、一対の発熱体リード部４２Ａ、４２Ｂが形成され、一対のスルーホール電極４４Ａ、４４Ｂを介して、基板部４１の裏面側に形成した一対の端子部４３Ａ、４３Ｂと接続されている。
リード部４２Ａ、４２Ｂ、端子部４３Ａ、４３Ｂ、スルーホール電極４４Ａ、４４Ｂには、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｒｈ等の公知の導電性材料が用いられている。
発熱体４１には、Ｐｔ、Ａｕ、Ｗ、Ｒｈ、Ｍｏ等の公知の抵抗発熱材料が用いられている。
【００２４】
検出部積層体２の裏面側に露出する検出電極層１０Ａ、１０Ｂの一方の端を接続端部１０１Ａ、１０１Ｂとして、それぞれ、検出リード部５０Ａ、５０Ｂに接続され一対の櫛歯状電極を構成している。
接続端子５１Ａ、５１Ｂ間に交流電流を流すと、検出電極層１０Ａ、１０Ｂの対向する平面間に電界が形成され、煤捕集空間３０内に被測定ガス中のＰＭが引き込まれると、検出電極層１０Ａ、１０Ｂ間の静電容量Ｃが変化する。このときに検出される静電容量の変化から、捕集空間内に存在するＰＭ量を算出することが可能となる。
【００２５】
ここで、図２Ａ〜図６Ｃを参照して、本実施形態における粒子状物質検出素子１の製造方法について、工程順を追って説明する。
先ず、概略を説明する。本発明の粒子状物質検出素子１の製造方法においては、少なくとも、上述のＭＣｒＯ３等の導電性セラミック材料をシート状に形成する電極層シート成形工程と、カーボン等の焼成によって焼失する焼失材料をシート状に形成する焼失層シート成形工程と、ジルコニア等の絶縁性セラミック材料をシート状、又は、膜状に形成する絶縁層シート形成工程、又は、絶縁層膜形成工程と、これらの工程によって得られた電極層シート（１０Ｇ）、焼失層シート（３０Ｇ）、絶縁層シート／絶縁層膜（２００ＴＮＧ）を所定の積層パターンで重ね合わせ、電極層（Ａ層、Ｂ層）、絶縁層（Ｉ層）、焼失層（Ｖ層）とが積層された検出部積層体未焼成体２Ｇを形成する積層工程と、得られた検出部積層体未焼成体２Ｇを焼成して、電極層１０Ａ、１０Ｂ、絶縁層２０、捕集空間３０とが一体の積層構造となった検出部積層体２を形成する積層体焼成工程と、該焼成工程を経て、得られた検出部積層体２を、外部との接続を図る一対の検出リード部５０Ａ、５０Ｂを設けた略平板状の基板部４０の所定位置に実装、固定する検出部実装工程とを具備する。以下、具体的な製造方法について説明する。
【００２６】
先ず、例えば、ランタンクロマイト（Ｌａ０．７Ｃａ０．３ＣｒＯ２．８５、以下、ＬＣＣと略す。）等の導電性セラミック材料を主原料とし、８％イットリア安定化ジルコニア（以下、８ＹＳＺと略す。）を助剤とし、エタノール、酢酸イソペンチル、２-ブタノール等の分散媒と、ソルビタントリオレート等の分散剤、ポリビニルブチラール等の結合材、ブチルベンジルテレフタレート等の可塑剤を、遊星ボールミル等で粉砕混合し、導電層用スラリーを作製し、公知のドクターブレード法等によってシート状に成形して、導電シート１０Ｇを得る。  
このとき、導電シート１０Ｇのシート厚ｔＥＬは、焼成後に、１００μｍ以上、３００μｍ以下となるように調整する。
なお、符号に付したＧは、グリーンシートを意味し、焼成前の状態であることを示し、以下の構成においても同様である。
【００２７】
また、８ＹＳＺ等の絶縁性セラミックを主原料とし、焼成時の収縮調整及び密着性向上のために、ＬＣＣを助剤として添加し、エタノール、酢酸イソペンチル、２-ブタノール等の分散媒と、ソルビタントリオレート等の分散剤、ポリビニルブチラール等の結合材、ブチルベンジルテレフタレート等の可塑剤を、遊星ボールミル等で粉砕混合し、絶縁層用スラリーを作製し、公知のドクターブレード法等によってシート状に成形して、絶縁性厚肉シート２００ＴＫＧと絶縁性薄肉シート２００ＴＮＧを得る。
絶縁厚肉シート２００ＴＫＧは、導電シート１０Ｇと同じ膜厚に形成し、絶縁性薄肉シート２００ＴＮＧは、３μｍ以上、５０μｍ以下の膜厚に形成する。また、絶縁性薄肉シート２００ＴＮＧは、ドクターブレード法によらず、同種の絶縁性セラミック材料等を用いて印刷用ペーストを作成し、厚膜印刷によって形成するようにしても良い。
【００２８】
さらに、カーボン等の焼成により焼失する焼失材とエタノール、酢酸イソペンチル、２-ブタノール等の分散媒と、ソルビタントリオレート等の分散剤、ポリビニルブチラール等の結合材、ブチルベンジルテレフタレート等の可塑剤を、遊星ボールミル等で粉砕混合し、焼失層用スラリーを作製し、公知のドクターブレード法等によってシート状に成形して、焼失層シート３０Ｇを得る。
なお、焼失層シート３０Ｇは、３μｍ以上、５０μｍ以下の膜厚のものを用意する。また、焼失層シート３０Ｇの膜厚を３０μｍ以下に設定する場合には、同種の焼失材等を用いて印刷用ペーストを作成し、印刷形成するようにしても良い。
【００２９】
電極層内絶縁層埋設工程では、上述の工程を経て得られた絶縁性厚肉シート２００ＴＫＧと導電シート１０Ｇとを図２Ａ、図２Ｂに示すように重ね合わせ、所定形状の打ち抜きパターンを施した金型Ｍ１、Ｍ２を用いて、図２Ｃ、図２Ｄに示すように導電シート１０Ｇ内に、絶縁性厚肉シート２００ＴＫＧを所定の形状（２０１ＡＧ、２０３ＡＧ）に切り抜きつつ埋め込み、図２Ｃ、図２Ｅに示すような、検出電極層１０Ａとなるパターンを形成したＡ層を得ることができる。
なお、本実施形態においては、最終的に４個の検出部積層体２が得られるパターンを例示してある。
【００３０】
次いで、図３Ａ、図３Ｂに示すように、絶縁性薄肉シート２００ＴＮＧと焼失層シート３０Ｇとを重ね合わせ、所定の打ち抜きパターンを施した金型Ｍ３、Ｍ４を用いて、図３Ｃ、図３Ｄに示すように焼失層シート３０Ｇ内に、絶縁性薄肉シート２００ＴＮＧを所定の形状（２０２Ｇ）に切り抜きつつ埋め込み、図３Ｃ、図３Ｅに示すような、捕集層形成層２０２となるパターンを形成したＶ層を得ることができる。
【００３１】
次いで、図４Ａに示すように、絶縁性薄肉シート２００ＴＮＧを所定の形状に打ち抜いたＩ層と、上述の工程を経て得られたＡ層と、Ｉ層と、上述の工程を経て得られたＶ層とを重ね合わせることで、検出電極層１０Ａの周りを絶縁層が覆い、焼成後に捕集空間３０となる焼失層３０Ｇが配設された第１の積層ユニットＵ１を形成することができる。
同様にして、図４Ｂに示すように、検出電極層１０Ｂの周りを絶縁層が覆い、焼成後に捕集空間３０となる焼失層３０Ｇが配設された第２の積層ユニットＵ２を形成することができる。なお、Ａ層とＢ層、及び、第１の積層ユニットＵ１と第２の積層ユニットＵ２とは、平面方向に１８０度回転した関係となっている。
【００３２】
このようにして得られた第１の積層ユニットＵ１と第２の積層ユニットＵ２とを図４Ｃに示すように交互に積み重ね、最上端に絶縁性厚肉シート２００ＴＫＧからなるＩ層を重ね、加熱圧着することで、積層体モジュールＳＴＭが形成される。
得られた積層体モジュールＳＴＭ１を図５Ａ、図５Ｂに示すように、ダイシングソー６を用いて、端部ＤＭ１、ＤＭ２を切断除去すると共に、個々の検出部積層体未焼成体２Ｇに切断する。
なお、本実施形態においては、積層、乾燥後に切断する例を示したが、個片への切断は、焼成後に行っても良い。
【００３３】
得られた検出部積層体未焼成体２Ｇを所定の温度で加熱処理することにより、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃに示すように、検出部積層体２を得ることができる。  
具体的な加熱処理方法としては、例えば６００℃で脱脂後、１５００℃で焼成する。
【００３４】
検出部積層体２は、検出電極層１０Ａ、１０Ｂが交互に並び、検出部積層体２の左右両側に向かって交互に分かれて検出電極層１０Ａ、１０Ｂの一方の端が接続端部１０１Ａ、１０１Ｂとなり、検出電極層１０Ａ、１０Ｂの他方の端が絶縁端部１０２Ａ、１０２Ｂとして、電極端部絶縁層２０３Ａ、２０３Ｂに覆われている。
本発明の要部である検出部積層体２は、上記のような積層構造を用いて、各層の積層方向の膜厚によって、各層の素子Ｌ方向の幅を決定しているため、極めて高い精度で調整が可能である上に、積層数を変えることによって櫛歯状電極の歯数を任意に変えることが可能で、極めて自由度が高い。
【００３５】
基板部４０は、アルミナ等の絶縁性セラミックを用いてドクターブレード法等の公知の製造方法によってシート状に形成した絶縁シート４００、４０１の内側に、Ｐｔ等の公知の抵抗発熱材料及び導電性材料を用いて、発熱体４１と一対の発熱リード部４２Ａ、４２Ｂとが厚膜印刷等により形成され、一体となっている。
基板部４０の裏面側には、発熱体リード部４２Ａ、４２Ｂにスルーホール電極４４Ａ、４４Ｂを介して接続する通電端子部４３Ａ、４３Ｂが形成されている。
基板部４０の表面には、厚膜印刷等の公知の製造方法によって一対の検出リード部５０Ａ、５０Ｂ及び外部との接続を図る検出端子部５１Ａ、５１Ｂが形成されている。
検出電極層１０Ａ、１０Ｂのそれぞれの接続端部１０１Ａ、１０１Ｂと検出リード部５０Ａ、５０Ｂとを、ハンダ付け、ロウ付け、一体焼成等の方法により接続して、電気的導通を図ると共に、基板部４０と検出部積層体２との接合を図ることにより、本発明の粒子状物質検出素子１が完成する。
なお、検出部積層体２と基板部４０とを強固に接合するため、検出部積層体２を構成する絶縁材料と基板部４０を構成する絶縁材料との中間的な組成の絶縁材料を用いて形成したシートを出部積層体２の両側側面と基板部４０の両側側面とを跨ぐように貼り付け、検出部積層体２と基板部４０とを一体に焼成するようにしても良い。
【００３６】
検出電極層１０Ａ、１０Ｂの高さＨＥＬは、積層体モジュールＳＴＭから検出部積層体未焼成体２Ｇを切り出すときの切り出し厚ＴＣＵＴを変えることによって、例えば、１００μｍ以上、２０００μｍ以下の範囲で調整可能であり、好ましくは、１００μｍ以上、５００μｍ以下に設定するのが良い。
また、検出電極層１０Ａ、１０Ｂの互いに対向表面を覆う、電極Ｌ方向絶縁層２００Ａ、２００Ｂの厚みＴＤＥＬは、絶縁性薄肉シート２００ＴＮＧのシート厚を変更することによって３μｍ以上、５０μｍ以下の範囲で調整可能であり、好ましくは、５μｍ以上、２０μｍ以下とするのが良い。
さらに、捕集空間３０の素子Ｌ方向の幅ＬＧＰは、焼失層３０Ｇのシート厚ＴＢＮＴ（捕集空間形成層２０２Ｇのシート厚に等しい。）によって決まり、３μｍ以上、５０μｍ以下の範囲で調整可能であり、好ましくは、５μｍ以上、２０μｍ以下とするのが良い。
検出電極層１０Ａ、１０Ｂの素子Ｌ方向の幅ＬＥＬは、導電性厚肉シート２００ＴＫＧのシート厚ＴＥＬによって決まり、１００μｍ以上、３００μｍ以下の範囲で調整可能であり、好ましくは、１００μｍ以上、２００μｍ以下とするのが良い。
【００３７】
検出電極層１０Ａ、１０Ｂの被測定ガス側の表面を覆う素子Ｈ方向絶縁層２０１Ａ、２０１Ｂの厚みＴＤＥＨは、絶縁層打ち込み電極層シート（Ａ層、Ｂ層）を形成する際に金型Ｍ１、Ｍ２によって形成されるパターン及び、積層体モジュールＳＴＭから個片を切り出すときの切断位置によって任意に調整することができる。
本発明においては、素子Ｌ方向絶縁層２００Ａ、２００Ｂを介して、互いに対向する検出電極層１０Ａ、１０Ｂによって捕集空間３０内に形成される静電容量を検出し、捕集空間３０内に取り込まれたＰＭ量に応じて検出される静電容量の変化に基づいて、被測定ガス中のＰＭ量を算出するものであるから、素子Ｈ方向絶縁層２０１Ａ、２０１Ｂの厚みＴＤＥＨの多寡による検出結果への影響は少なく、検出電極層１０Ａと検出電極層１０Ｂとの間の絶縁性を確保できれば良く、素子Ｈ方向絶縁層２０１Ａ、２０１Ｂの厚みＴＤＥＨは、適宜変更可能である。
【００３８】
ここで、本発明の効果を確認するために行った試験について説明する。図７Ａに比較例１として示す粒子状物質検出素子１ｚと、図７Ｂに比較例２として粒子状物質検出素子１ｙとを用意し、本発明の実施形態における粒子状物質検出素子１との比較を行った。
なお、比較例１、比較例２において、本発明と同一の構成については同じ符号を付し、相違点のある構成について、対応する構成の符号に枝番としてそれぞれｚ、ｙの符号を付した。比較例１、比較例２は、いずれも、基板部４０に発熱体４１を内蔵する点は、本発明と同様である。
比較例１として示す粒子状物質検出素子１ｚは、図７Ａに示すように、発熱体４１を内蔵する絶縁基板部４０の表面に一対の櫛歯状電極１０ｚＡ、１０ｚＢ、検出リード部５１ｚＡ、５２ｚＡ、検出端子５１ｚＢ、５２ｚＢを厚膜印刷形成し、これを膜厚ｔＤＥが１０μｍの誘電体層２００ｚで覆ってある。
比較例２として示す粒子状物質検出素子１ｙは、図７Ｂに示すように、絶縁性基板の側面方向に貫通する捕集空間３０ｚを区画し、それぞれ、膜厚ｔＤＥが２５０μｍの誘電体層２００ｙＡ、２００ｙＢを介して捕集空間３０ｙに対向する一対の平行平板電極１０ｙＡ、１０ｙＢを形成し、その表面を絶縁層２０１ｙＡ、２０１ｙＢで覆ってある。
比較例１において、一対の櫛歯状電極を構成するそれぞれの検出電極層１０Ａｚ、１０Ｂｚは、膜厚ｔＥＬが約１０μｍ、電極面積Ｓが０．２５ｃｍ２（例えば、２．５ｍｍ幅×１０ｍｍ長）に形成され、電極間距離ＬＧＰは、５０μｍに設定されている。
比較例２においては、一対の平行平板電極１０Ａｙ、１０Ｂｙは、電極面積Ｓが０．５ｃｍ２に設定され、平行平板間距離は、１０００μｍとなっている。
【００３９】
図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃは、それぞれ、本発明の実施例１、比較例１、比較例２において、検出電極層間に交流を印加したときに形成される電界の違いを模式的に示すものである。
本発明の粒子状物質検出素子１においては、一対の検出電極層１０Ａ、１０Ｂが基板部４０に対して直交方向に起立する略平板状であると共に、絶縁層２０を介して対向する一対の検出電極層１０Ａ、１０Ｂ間に被測定ガス中の粒子状物質を捕集する捕集空間３０が区画されているので、図８Ａに示すように、検出電極層１０Ａ、１０Ｂの間に形成される静電容量を計測するために検出電極層１０Ａ、１０Ｂ間に電圧を印加すると、検出電極層１０Ａ、１０Ｂの互いに対向する表面間に強い電界Ｅが形成され、捕集空間３０内に粒子状物質ＰＭが引き込まれる。
また、本発明の粒子状物質検出素子１において、検出電極層１０Ａ、１０Ｂ間に形成される静電容量は、検出電極層１０Ａ、１０Ｂの対向する表面の面積Ｓに比例し、検出電極層１０Ａ、１０Ｂ間の距離に反比例するので捕集空間３０の高さＨＣＭＢに比べて捕集空間３０の幅ＬＣＭＢが短いので、検出電極を印刷形成した場合に比べ遥かに大きな静電容量となり、捕集空間３０内にＰＭが取り込まれたときの静電容量の変化も大きくなる。
なお、検出電極１０Ａ、１０Ｂ間で計測される静電容量は、捕集空間３０の空気層（被測定ガス）の静電容量と検出電極層１０Ａ、１０Ｂの対抗する表面を覆う絶縁層２００Ａ、２００Ｂの比誘電率によって決まる絶縁層の静電容量との合成容量によって決まり、捕集空間３０内に存在するＰＭ量に応じて変化する。
【００４０】
一方、比較例１においては、検出電極層１０Ａｚ、１０Ｂｚ間に形成される電界Ｅｚは、図８Ｂに示すように、平面的に形成された検出電極層１０Ａｚ、１０Ｂｚ間において、絶縁層２００ｚをアーチ状に広がりをもって橋渡しするように形成されるため、本発明のような高い電界密度は得られない。さらに、比較例１においては、検出電極１０Ａｚ、１０Ｂｚ間には、絶縁層２００ｚが充填され、ＰＭが捕集される空間が存在せず、素子表面への堆積となるため、被測定ガスの流れによっては、素子表面に堆積したＰＭが流されてしまう虞があり、検出結果が安定しない虞もある。
【００４１】
また、比較例２においては、本発明と同様、互いに対向する検出電極層１０Ａｙ、１０Ｂｙ間に電界Ｅｙが作用するが、電極間距離（例えば、２５０μｍ＋５００μｍ＋２５０μｍ＝１ｍｍ）が長く、検出電極層１０Ａｙ、１０Ｂｙ間に検出される静電容量は、本発明の粒子状物質検出素子１に比べ遥かに小さい。
【００４２】
本発明の効果を確認するために、本発明の粒子状物質検出素子１（実施例１）と、従来の印刷形成された一対の櫛歯状電極の表面を誘電体で覆った粒子状物質検出素子１ｚ（比較例１）と、誘電体で覆われた一対の平行平板電極間に基体の側面方向に貫通孔を設けた粒子状物質検出素子１ｙ（比較例２）を用いて、燃焼排気を模した被測定ガスとして、大気を１ｍ／ｓのガス流速で流し、ＰＭを模して、カーボンを８μｇ／ｓの速度で供給し、粒子状物質検出素子周辺の温度を２００℃に調整し、測定周波数を１０ｋＨｚに設定して、検出電極間の静電容量の変化を計測し、その結果を図９Ａ、図９Ｂに示す。
また、本発明の粒子状物質検出素子１において、検出電極層１０Ｂ、１０Ｂ間に形成された捕集空間３０の幅ＬＣＭＢ、即ち、捕集空間形成層（２０２）の板厚ｔＢＮＴを５μｍから２０μｍに変化させたときの影響を計測し、その結果を図９Ｃに示す。
図９Ａ、図９Ｂに示すように、本発明の粒子状物質検出素子１を用いた実施例１において、比較例１、比較例２に比べ、ＰＭ量Ｑの変化に対して検出される静電容量Ｃの変化が大きく、ＰＭ検出能力が遙かに高いことが分かる。
また、図９Ｂに示すように、実施例１においては、極めて少量のＰＭの検出が可能で、従来のような不感期間が全く存在しない。
さらに、図９Ｃに示すように、捕集空間３０の幅ＬＣＭＢが短い程、即ち、検出電極層１０Ａ、１０Ｂ間の距離が短い程、静電容量の変化が大きく、測定感度を向上できることが判明した。
本発明においては、上述の如く、捕集空間形成層２０２の厚みを調整することによって、３μｍから５０μｍまで、放電空間３０の幅ＬＣＭＢを任意に調整できるので、センサとしての自由度が極めて高い。
【００４３】
図１０Ａ、図１０Ｂを参照して、本発明の第２の実施形態における粒子状物質検出素子１ａについて説明する。
上記実施形態においては、検出部積層体２内において、検出電極層１０Ａ、１０Ｂは、それぞれ独立して設けられ、基板４０の表面に設けた検出リード部５０Ａ、５０Ｂに接続することによって一対の櫛歯状電極を形成するようにした例を示したが、本実施形態においては、検出部積層体２ａ内において、検出電極層１０Ａ、１０Ｂがそれぞれの接続端部１０１Ａ、１０１Ｂにおいて共通電極１２Ａ、１２Ｂに接続され一対の櫛歯状電極を構成し、共通電極１２Ａ、１２Ｂが、素子の底面側でそれぞれ検出リード部５０Ａ、５０Ｂに接続され、さらに共通電極１２Ａ、１２Ｂの外表面が、絶縁層２０４Ａ、２０５Ａ、２０４Ｂ、２０５Ｂに覆われている点が相違する。本実施形態においても上記実施形態と同様の効果が発揮される。
加えて、上記実施形態においては、複数の検出電極層１０Ａ、１０Ｂのそれぞれの接続端１０１Ａ、１０１Ｂの全てを検出リード部５０Ａ、５０Ｂに確実に接続する必要があるが、本実施形態においては、検出部積層体２ａ内において予め、検出電極層１０Ａ、１０Ｂと共通電極１２Ａ、１２Ｂとが接続されているので、基板部４０への実装作業が極めて容易である。
【００４４】
図１１Ａ、図１１Ｂ、図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃを参照して、第２の実施形態における粒子状物質検出素子１ａの製造方法について説明する。
本実施形態においては、図２Ａから図４Ｂ迄に示した工程と同様の工程をへて、積層体モジュールＳＴＭを形成した後、共通電極１２Ａ、１２Ｂとして、導電シート１０Ｇを用い、絶縁層２０４ＡＧ、２０５ＡＧ、２０４ＢＧ、２０５ＢＧとして、絶縁層シート２００ＴＮＧを用いて、図１１Ａ、図１１Ｂに示すように、積層体モジュールＳＴＭの両側から貼り合わせるようにして電極層１０Ａ、１０Ｂと共通電極１２Ａ、１２Ｂとが接続され、その外側を絶縁層２０４Ａ、２０５Ａ、２０４Ｂ、２０５Ｂが覆うようにした積層体モジュールＳＴＭａを形成することができる。
これを、第１の実施形態と同様に個々の検出部積層体２ａに切り出して、焼成することにより、図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃに示すような内部に一対の櫛歯状電極を形成した検出部積層体２ａを形成することができる。
このようにして得られた検出部積層体２ａを検出リード部５０Ａ、５０Ｂを形成した基板部４０に実装することで、第２の実施形態における粒子状物質検出素子１ａが完成する。
【００４５】
図１３を参照して、本発明の第３の実施形態における粒子状物質検出素子１ｃについて説明する。
上記実施形態においては、検出部積層体２を複数同時に成形する方法を示したが、当然のことながら本図に示すように、１つの検出部積層体２ｃを形成するようにしても良いし、これを基本構成として、多数個を同時に形成できるようにしても良い。
Ａ層は、絶縁性厚肉シート２００ＴＫＧに検出電極層１０Ａｃと、共通電極層１２１Ｂｃとを埋め込み形成してある。
Ｂ層は、Ａ層を平面方向に１８０度回転させたものであり、絶縁性厚肉シート２００ＴＫＧに検出電極層１０Ｂｃと、共通電極層１２１Ａｃとを埋め込み形成してある。
Ｃ層は、絶縁性薄肉シート２００ＴＨＧに共通電極層１２０Ａｃ、１２０Ｂｃを埋め込み形成してある。また、Ｃ層は、厚膜印刷によって形成しても良い。
Ｖ層は、焼失層シート３０Ｇと共通電極層１２２Ａｃ、１２２Ｂｃとが絶縁層２００ＴＮＧに埋め込み成形してある。また、Ｖ層も、厚膜印刷によって形成しても良い。
本図に示すように、Ａ層、Ｃ層、Ｖ層、Ｃ層、Ｂ層、Ｃ層、Ｖ層・・・を繰り返して積層し、終端部に絶縁性厚肉シート２００ＴＨＫからなるＥ層を積層し、圧着し、焼成することによって検出部積層体２ｃが完成する。
得られた検出部積層体２ｃを基板部４０に実装することにより、本実施形態における粒子状物質検出素子１ｃが完成する。
なお、上記の製造方法において、各層を積層する際に、周囲にダミー部を設けて位置決めのためのガイドピンを挿入できるようにしても良い。
また、上記の製造方法においては、加熱圧着を基本として説明してあるが、必要に応じて、上下の層の中間的な材料を含む接着層を塗布して積層するようにしても良い。
【００４６】
なお、上記の製造方法のように、検出電極層１０Ａ、１０ＢのＨ方向表面を覆う絶縁層２０１Ａ、２０１Ｂを、予め、埋め込んでから各層を積層する方法によらず、絶縁層２０１Ａ、２０１Ｂを埋め込むことなく、単純に、導体層シート１０Ｇ、Ｉ層、Ｖ層を繰り返して積層した後、一方の端面に絶縁層を印刷形成し、焼成することによって、焼失層の形成された部分の絶縁層を焼失層と共に焼失させることも考えられるが、捕集空間の開口部を塞ぐように絶縁層が残留したり、電極層表面を覆う絶縁層の剥離を招いたりする虞があり、信頼性に欠けるため妥当ではない。
【符号の説明】
【００４７】
１  粒子状物質検出素子
１０Ａ、１０Ｂ  検出電極層
１０Ｇ  導電シート
１０１Ａ、１０１Ｂ  接続端部
１０２Ａ、１０２Ｂ  電極層絶縁端部
２  検出部積層体
２０Ａ、２０Ｂ  絶縁層
２００ＴＫＧ  絶縁性厚肉シート
２００ＴＮＧ  絶縁性薄肉シート
２００Ａ、２００Ｂ  電極対向面側絶縁層
２０１Ａ、２０１Ｂ  素子平面方向側絶縁層
２０２  捕集空間形成層
２０３Ａ、２０３Ｂ  電極端部絶縁層
３０  煤捕集空間
３０Ｇ  焼失層シート
４０  基板部
４００、４０１  絶縁性基板
４１  発熱体
５０Ａ、５０Ｂ  検出電極層リード部
６  ダイシングソー
Ａ層、Ｂ層  絶縁層埋め込み電極層
Ｉ層  絶縁層
Ｃ層  導体層埋め込み絶縁層
Ｖ層  焼失層
ＳＴＭ  積層体モジュール
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４  金型
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４８】
【特許文献１】特開２０１２−４７５９６号公報
【特許文献２】特開２００９−２７６１５１号公報
【図１Ａ】
2014006103.tif 000003
【図１Ｂ】
2014006103.tif 000004
【図１Ｃ】
2014006103.tif 000005
【図２Ａ】
2014006103.tif 000006
【図２Ｂ】
2014006103.tif 000007
【図２Ｃ】
2014006103.tif 000008
【図２Ｄ】
2014006103.tif 000009
【図２Ｅ】
2014006103.tif 000010
【図３Ａ】
2014006103.tif 000011
【図３Ｂ】
2014006103.tif 000012
【図３Ｃ】
2014006103.tif 000013
【図３Ｄ】
2014006103.tif 000014
【図３Ｅ】
2014006103.tif 000015
【図４Ａ】
2014006103.tif 000016
【図４Ｂ】
2014006103.tif 000017
【図４Ｃ】
2014006103.tif 000018
【図５Ａ】
2014006103.tif 000019
【図５Ｂ】
2014006103.tif 000020
【図６Ａ】
2014006103.tif 000021
【図６Ｂ】
2014006103.tif 000022
【図６Ｃ】
2014006103.tif 000023
【図７Ａ】
2014006103.tif 000024
【図７Ｂ】
2014006103.tif 000025
【図８Ａ】
2014006103.tif 000026
【図８Ｂ】
2014006103.tif 000027
【図８Ｃ】
2014006103.tif 000028
【図９Ａ】
2014006103.tif 000029
【図９Ｂ】
2014006103.tif 000030
【図９Ｃ】
2014006103.tif 000031
【図１０Ａ】
2014006103.tif 000032
【図１０Ｂ】
2014006103.tif 000033
【図１１Ａ】
2014006103.tif 000034
【図１１Ｂ】
2014006103.tif 000035
【図１２Ａ】
2014006103.tif 000036
【図１２Ｂ】
2014006103.tif 000037
【図１２Ｃ】
2014006103.tif 000038
【図１３】
2014006103.tif 000039