(57)【要約】【課題】  ヒータから固体電解質基板への熱伝導性を向上でき、しかも、部材や製造工程を削減できるヒータ付きのガスセンサ素子およびその製造方法を提供する。【解決手段】  固体電解質基板１１の裏面に形成された絶縁性ペーストによる絶縁基層１４上にヒータ１５がパターニング形成されているため、ヒータが別途のヒータ基板上にパターニングされている従来例に較べ、ヒータ１５から固体電解質基板１１への熱伝導性が向上し、しかも、部材や製造工程も削減される。【選択図】  図１
2006098215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に検知極が形成された固体電解質基板の裏面に絶縁性ペーストによる絶縁基層が形成され、この絶縁基層上にヒータがパターニング形成されていることを特徴とするガスセンサ素子。
【請求項２】
請求項１に記載のガスセンサ素子であって、前記ヒータが絶縁性ペーストによる絶縁被覆層で覆われていることを特徴とするガスセンサ素子。
【請求項３】
請求項１または２に記載のガスセンサ素子であって、前記固体電解質基板の表面に対極が形成されていることを特徴とするガスセンサ素子。
【請求項４】
請求項１または２に記載のガスセンサ素子であって、前記固体電解質基板の裏面に対極が形成され、この対極が前記絶縁基層で覆われていることを特徴とするガスセンサ素子。
【請求項５】
固体電解質基板の表面に検知極および対極が形成される片面タイプのガスセンサ素子の製造方法であって、固体電解質基板の裏面に絶縁性ペーストによる絶縁基層を形成し、この絶縁基層上にヒータをパターニングした後、固体電解質基板の表面に検知極集電体および対極を形成して焼成し、その後、前記検知極集電体上に検知層を形成して焼成することを特徴とするガスセンサ素子の製造方法。
【請求項６】
固体電解質基板の表面に検知極が形成され、裏面に対極が形成される両面タイプのガスセンサ素子の製造方法であって、固体電解質基板の表面に検知極集電体を、裏面に対極をそれぞれ形成して焼成し、その後、固体電解質基板の裏面に前記対極を覆って絶縁性ペーストによる絶縁基層を形成し、この絶縁基層上にヒータをパターニングして焼成した後、前記検知極集電体上に検知層を形成して焼成することを特徴とするガスセンサ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雰囲気ガス中の特定のガスを検出するガスセンサの主要部を構成するガスセンサ素子およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
雰囲気ガス中の特定のガスを検出するガスセンサの主要部を構成するガスセンサ素子として、固体電解質基板に検知極と対極とを形成したものが従来一般に知られている。この種のガスセンサ素子には、固体電解質基板を所定の動作温度に加熱するためのヒータが設けられている。
【０００３】
ここで、一般的なヒータは、ガスセンサ素子とは別体のヒータ基板上にパターニングされており、このヒータ基板ごとガスセンサ素子に貼着されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１７４０２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述した従来例のガスセンサ素子においては、無機接着剤やガラス封止材、導電性ペーストなどを使用して別途のヒータ基板をガスセンサ素子に張り合わせ、この状態で焼成する必要がある。このため、必要な部材や製造工程が多くなるという問題がある。
【０００５】
また、ヒータがガスセンサ素子とは別体のヒータ基板上にパターニングされているため、ヒータからガスセンサ素子の固体電解質基板への熱伝導性が悪く、その分ヒータの発熱量を大きくする必要がある。
【０００６】
そこで、本発明は、ヒータから固体電解質基板への熱伝導性を向上でき、しかも、部材や製造工程を削減できるヒータ付きのガスセンサ素子およびその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るガスセンサ素子は、表面に検知極が形成された固体電解質基板の裏面に絶縁性ペーストによる絶縁基層が形成され、この絶縁基層上にヒータがパターニング形成されていることを特徴とする。この発明のガスセンサ素子では、固体電解質基板の裏面に形成された絶縁性ペーストによる絶縁基層上にヒータがパターニング形成されているため、ヒータが別途のヒータ基板上にパターニングされている従来例に較べ、ヒータから固体電解質基板への熱伝導性が向上し、しかも、部材や製造工程も削減される。
【０００８】
本発明に係るガスセンサ素子において、ヒータは絶縁性ペーストによる絶縁被覆層で覆われているのが好ましい。ここで、本発明のガスセンサ素子は、固体電解質基板の表面に検知極および対極が形成される片面タイプとして構成することができるのは勿論のこと、固体電解質基板の表面に検知極が形成され、裏面に対極が形成される両面タイプとしても構成することができる。両面タイプのガスセンサ素子では、固体電解質基板の裏面の対極が絶縁基層で覆われる。
【０００９】
一方、本発明に係るガスセンサ素子の製造方法は、固体電解質基板の表面に検知極および対極が形成される片面タイプのガスセンサ素子の製造方法であって、固体電解質基板の裏面に絶縁性ペーストによる絶縁基層を形成し、この絶縁基層上にヒータをパターニングした後、固体電解質基板の表面に検知極集電体および対極を形成して焼成し、その後、前記検知極集電体上に検知層を形成して焼成することを特徴とする。この発明の片面タイプのガスセンサ素子の製造方法では、ヒータ付きの片面タイプのガスセンサ素子が少ない部材により簡略な製造工程で確実に製造される。
【００１０】
また、本発明に係るガスセンサ素子の製造方法は、固体電解質基板の表面に検知極が形成され、裏面に対極が形成される両面タイプのガスセンサ素子の製造方法であって、固体電解質基板の表面に検知極集電体を、裏面に対極をそれぞれ形成して焼成し、その後、固体電解質基板の裏面に前記対極を覆って絶縁性ペーストによる絶縁基層を形成し、この絶縁基層上にヒータをパターニングして焼成した後、前記検知極集電体上に検知層を形成して焼成することを特徴とする。この発明の両面タイプのガスセンサ素子の製造方法では、ヒータ付きの両面タイプのガスセンサ素子が少ない部材により簡略な製造工程で確実に製造される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るガスセンサ素子によれば、固体電解質基板の裏面に形成された絶縁性ペーストによる絶縁基層上にヒータがパターニング形成されているため、ヒータが別途のヒータ基板上にパターニングされている従来例に較べ、ヒータから固体電解質基板への熱伝導性を向上させることができ、しかも、部材や製造工程を削減できる。そして、ヒータから固体電解質基板への熱伝導性の向上により、ガスセンサ素子を安定した作動温度に応答性良く保持することが可能となり、また、消費電力も低減可能となる。
【００１２】
一方、本発明の片面タイプのガスセンサ素子の製造方法によれば、ヒータ付きの片面タイプのガスセンサ素子を少ない部材により簡略な製造工程で確実に製造できる。同様に、本発明の両面タイプのガスセンサ素子の製造方法によれば、ヒータ付きの両面タイプのガスセンサ素子を少ない部材により簡略な製造工程で確実に製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明に係るガスセンサ素子およびその製造方法の実施の形態を説明する。参照する図面において、図１は第１実施形態に係るガスセンサ素子の構造を模式的に示す縦断面図、図２は第１実施形態のガスセンサ素子の製造工程を示す工程図である。
【００１４】
図１に示す第１実施形態のガスセンサ素子１０は、雰囲気ガス中の特定ガスとして、例えば二酸化炭素（ＣＯ２）の濃度を検出するガスセンサ（図示省略）の主要部を構成する素子であって、固体電解質基板１１の表面に検知極１２および対極１３が形成された片面タイプの素子として構成されている。
【００１５】
固体電解質基板１１は、イオン伝導性を有する例えばＮＡＳＩＣＯＮ（Ｎａ，Ｓｉ，Ｚｒ，Ｐ複合酸化物）、ＬＩＳＩＣＯＮあるいはリチウムイオン伝導体などで構成される。この固体電解質基板１２Ａはゾルゲル法により作成するのが好ましいが、固相法や共沈法によって作成してもよい。
【００１６】
検知極１２は、固体電解質基板１１の表面に積層された集電体１２Ａと、この集電体１２Ａを覆って形成された検知層１２Ｂとで構成される。一方、対極１３は、固体電解質基板１１の表面に積層された基準層１３Ａと、この基準層１３Ａを覆って形成された保護層１３Ｂとで構成される。
【００１７】
検知極１２の集電体１２Ａおよび対極１３の基準層１３Ａは、有機溶媒中に金属粉末を混合した金属ペーストを固体電解質基板１１の表面にスクリーン印刷し、これを８５０〜９００℃の温度で焼成して形成される。使用される金属ペーストは、例えば、α−テルピネオールにエチルセルロースを５質量％添加した有機溶媒中に金（Ａｕ）粉末を混合して調製される。
【００１８】
検知極１２の検知層１２Ｂは、例えばα−テルピネオールにエチルセルロースを５質量％添加した有機溶媒中に金属酸化物や金属炭酸塩の粉末を分散させた材料ペーストを集電体１２Ａの上から塗布し、これを６００℃程度の温度で焼成して形成される。一方、対極１３の保護層１３Ｂは、基準層１３Ａへの湿度の影響を排除できるように、例えばガラス、フッ素系樹脂、無機セラミックス、コバルト酸塩などの材料で形成されている。
【００１９】
ここで、図１に示したガスセンサ素子１０の固体電解質基板１１の裏面には、絶縁性ペーストによる絶縁基層１４が形成され、この絶縁基層１４上には、固体電解質基板１１をイオン伝導に適した設定温度に加熱するためのヒータ１５がパターニング形成されている。設定温度は、検知ガスの種類やセンサを稼働させる条件に応じて任意に設定することができる。例えば二酸化炭素を検知ガスとする場合には３５０℃以上であることが好ましい。二酸化炭素を検知ガスとする場合であっても、ガスセンサを室温近辺で稼働させる必要がある場合には、室温近辺であることが好ましい。
【００２０】
また、このヒータ１５の保温効果を高めるように、絶縁基層１４上には、絶縁性ペーストによる絶縁被覆層１６がヒータ１５を覆って形成されている。そして、相互に積層された固体電解質基板１１、絶縁基層１４および絶縁被覆層１６の周面には、絶縁被覆層１６と同様の絶縁被覆層１７がヒータ１５の保温効果を高めるように形成されている。
【００２１】
絶縁基層１４は、セラミックス粉末を主成分とする絶縁性ペーストを固体電解質基板１１の裏面に塗布して乾燥し、これを材料に対応した温度で焼成して形成される。焼成温度は、固体電解質基板１１の形成の際の焼成温度以下の温度であることが好ましい。例えばα−テルピネオールにエチルセルロースを５質量％添加した有機溶媒中にセラミックス粉末を混合した絶縁性ペーストを固体電解質基板１１の裏面に塗布して乾燥し、これを３００〜１２００℃の温度で焼成して形成される。使用される絶縁性ペーストは、固体電解質基板１１のイオン伝導を阻害しない材料であって、その熱膨張係数が固体電解質基板１１およびヒータ１５の熱膨張係数（約１０×１０−６Ｋ−１程度）に近似しており、しかも熱伝導率の良い材料が好ましい。
【００２２】
絶縁性ペーストの主成分として好ましい材料としては、ジルコニア（ＺｒＯ２・Ａｌ２Ｏ３）／（ＺｒＯ２・ＣａＯ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、多孔質アルミナ（Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２）、ステアタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３）、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）などが挙げられる。
【００２３】
ちなみに、ジルコニア（ＺｒＯ２・Ａｌ２Ｏ３）は熱膨張係数が約９×１０−６Ｋ−１であって熱伝導率が約６Ｗｍ−１Ｋ−１、ジルコニア（ＺｒＯ２・ＣａＯ）は熱膨張係数が約１０×１０−６Ｋ−１であって熱伝導率が約２Ｗｍ−１Ｋ−１、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）は熱膨張係数が約８×１０−６Ｋ−１であって熱伝導率が約３０Ｗｍ−１Ｋ−１、ステアタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ２）は熱膨張係数が約８×１０−６Ｋ−１であって熱伝導率が約２Ｗｍ−１Ｋ−１、スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３）は熱膨張係数が約８×１０−６Ｋ−１であって熱伝導率が約１７Ｗｍ−１Ｋ−１、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）は熱膨張係数が約１０×１０−６Ｋ−１であって熱伝導率が約５Ｗｍ−１Ｋ−１である。
【００２４】
ヒータ１５は、金属粉末を混合した金属ペーストを絶縁基層１４の上に所定のパターンでスクリーン印刷し、これを材料に対応した温度で焼成して形成される。例えばα−テルピネオールにエチルセルロースを５質量％添加した有機溶媒中に金属粉末を混合した金属ペーストを絶縁基層１４上に所定のパターンでスクリーン印刷し、これを８００〜１２００℃の温度で焼成して形成される。なお、使用される金属粉末は、通常、白金（Ｐｔ）粉末であるが、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）、パラジウム（Ｐｄ）などの金属粉末、あるいはこれらの少なくとも一種類を含む合金粉末が使用可能である。また、ヒータ１５のパターニングには、これらの金属のスパッタリングや蒸着の手段を採用することができる。
【００２５】
絶縁被覆層１６は、前述した絶縁基層１４を形成するための絶縁性ペーストと同様の絶縁性ペーストを絶縁基層１４上に塗布して乾燥し、これを３００〜１２００℃の温度で焼成して形成される。また、絶縁被覆層１７は、同様の絶縁性ペーストを固体電解質基板１１、絶縁基層１４および絶縁被覆層１６の周面に塗布して乾燥し、これを３００〜１２００℃の温度で焼成して形成される。
【００２６】
ここで、第１実施形態のガスセンサ素子１０は、例えば図２に示す製造工程により製造される。まず、第１工程では、絶縁基層１４を形成するための絶縁性ペーストが固体電解質基板１１の裏面に塗布されて乾燥される。第２工程では、ヒータ１５を形成するための金属ペーストが絶縁基層１４上に所定のパターンでスクリーン印刷される。第３工程では、検知極１２の集電体１２Ａおよび対極１３の基準層１３Ａを形成するための金属ペーストが固体電解質基板１１の表面にスクリーン印刷される。そして、この状態で８５０〜９００℃の温度で焼成される。
【００２７】
第４工程では、絶縁被覆層１６を形成するための絶縁性ペーストがヒータ１５を覆うように絶縁基層１４上に塗布されて乾燥される。第５工程では、絶縁被覆層１７を形成するための絶縁性ペーストが固体電解質基板１１、絶縁基層１４および絶縁被覆層１６の周面に塗布されて乾燥される。第６工程では、検知極１２の検知層１２Ｂを形成するための材料ペーストが集電体１２Ａ上に塗布されると共に、対極１３の保護層１３Ｂを形成するための材料が基準層１３Ａ上に塗布される。そして、この状態で６００℃の温度で焼成される。
【００２８】
このような製造方法によれば、ヒータ１５が付設された片面タイプのガスセンサ素子１０を少ない部材により簡略な製造工程で確実に製造することができる。そして、製造された第１実施形態のガスセンサ素子１０のヒータ１５は、図示しないリード線を介して電源に接続されることにより通電されて発熱し、固体電解質基板１１をイオン伝導に適した温度（例えば３５０℃以上）に直接加熱する。また、絶縁被覆層１６がヒータ１５を覆って保温効果を高める。
【００２９】
すなわち、第１実施形態のガスセンサ素子１０によれば、固体電解質基板１１の裏面に形成された絶縁性ペーストによる絶縁基層１４上にヒータ１５がパターニング形成されているため、ヒータ１５が別途のヒータ基板上にパターニングされている従来例に較べ、ヒータ１５から固体電解質基板１１への熱伝導性を向上させることができ、しかも、部材や製造工程を削減できる。そして、ヒータ１５から固体電解質基板１１への熱伝導性の向上により、ガスセンサ素子１０を安定した作動温度に応答性良く保持することが可能となり、また、消費電力も低減可能となる。
【００３０】
次に、第１実施形態のガスセンサ素子１０と類似の片面タイプの構造を有する第２実施形態ないし第４実施形態のガスセンサ素子について図３〜図５を参照して順次説明する。
【００３１】
図３に示す第２実施形態のガスセンサ素子２０は、図２に示した第５工程を省略し、第４工程から第６工程に移行して製造されたものであり、相互に積層された固体電解質基板１１、絶縁基層１４および絶縁被覆層１６の周面を覆う絶縁被覆層１７は省略されている。
【００３２】
この第２実施形態のガスセンサ素子２０においても、固体電解質基板１１の裏面に形成された絶縁性ペーストによる絶縁基層１４上にヒータ１５がパターニング形成されているため、第１実施形態のガスセンサ素子１０と同様にヒータ１５から固体電解質基板１１への熱伝導性を向上させることができる。そして、この場合には、第５工程が省略されたことにより、その分、部材や製造工程をより削減することができる。
【００３３】
図４に示す第３実施形態のガスセンサ素子３０は、図２に示した第４工程および第５工程を省略し、第３工程から第６工程に移行して製造されたものであり、ヒータ１５の保温効果を高めるための絶縁被覆層１６および絶縁被覆層１７は省略されている。
【００３４】
この第３実施形態のガスセンサ素子３０においても、固体電解質基板１１の裏面に形成された絶縁性ペーストによる絶縁基層１４上にヒータ１５がパターニング形成されているため、第１実施形態のガスセンサ素子１０と同様にヒータ１５から固体電解質基板１１への熱伝導性を向上させることができる。そして、この場合には、第４工程および第５工程が省略されたことにより、その分、部材や製造工程をより削減することができる。
【００３５】
図５に示す第４実施形態のガスセンサ素子４０は、図２に示した第２工程において、酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）を成分とする金属ペーストを絶縁基層１４上にスクリーン印刷してヒータ１８を形成すると共に、第４工程および第５工程を省略し、第３工程から第６工程に移行して製造されたものであり、ヒータ１８の保温効果を高めるための絶縁被覆層１６および絶縁被覆層１７は省略されている。
【００３６】
この第４実施形態のガスセンサ素子４０においても、固体電解質基板１１の裏面に形成された絶縁性ペーストによる絶縁基層１４上にヒータ１８がパターニング形成されているため、第１実施形態のガスセンサ素子１０と同様にヒータ１８から固体電解質基板１１への熱伝導性を向上させることができる。そして、この場合には、第４工程および第５工程が省略されたことにより、その分、部材や製造工程をより削減することができる。
【００３７】
続いて、第１実施形態のガスセンサ素子１０とは異なる両面タイプの構造を有する第５実施形態ないし第８実施形態のガスセンサ素子について図６〜図１０を参照して順次説明する。
【００３８】
図６に示す第５実施形態のガスセンサ素子５０は、固体電解質基板５１の表面に検知極５２が形成され、裏面に対極５３が形成された両面タイプの素子として構成されており、検知極５２は固体電解質基板５１の表面に積層された集電体５２Ａと、この集電体５２Ａを覆って形成された検知層５２Ｂとで構成されている。なお、固体電解質基板５１、検知極５２の集電体５２Ａと検知層５２Ｂおよび対極５３は、前述した固体電解質基板１１、検知極１２の集電体１２Ａと検知層１２Ｂおよび対極１３の基準層１３Ａのそれぞれ対応した同様のものであるため、詳細な説明は省略する。
【００３９】
ここで、ガスセンサ素子５０の固体電解質基板５１の裏面には、絶縁性ペーストによる絶縁基層５４が対極５３を覆って形成され、この絶縁基層５４上にはヒータ５５がパターニング形成されている。また、絶縁基層５４上には、絶縁性ペーストによる絶縁被覆層５６がヒータ５５を覆って形成されている。そして、相互に積層された固体電解質基板５１、絶縁基層５４および絶縁被覆層５６の周面には、絶縁被覆層５６と同様の絶縁被覆層５７がヒータ５５の保温効果を高めるように形成されている。なお、絶縁基層５４、ヒータ５５、絶縁被覆層５６および絶縁被覆層５７は、前述した絶縁基層１４、ヒータ１５、絶縁被覆層１６および絶縁被覆層１７のそれぞれ対応した同様のものであるため、詳細な説明は省略する。
【００４０】
ここで、第５実施形態のガスセンサ素子５０は、例えば図７に示す製造工程により製造される。まず、第１工程では、検知極５２の集電体５２Ａを形成するための金属ペーストが固体電解質基板５１の表面にスクリーン印刷され、対極５３を形成するための金属ペーストが固体電解質基板５１の裏面にスクリーン印刷される。そして、この状態で８５０℃の温度で焼成される。
【００４１】
第２工程では、絶縁基層５４を形成するための絶縁性ペーストが対極５３を覆うように固体電解質基板１１の裏面に塗布されて乾燥される。第３工程では、ヒータ５５を形成するための金属ペーストが絶縁基層５４上に所定のパターンでスクリーン印刷される。そして、この状態で９００℃の温度で焼成される。
【００４２】
第４工程では、絶縁被覆層５６を形成するための絶縁性ペーストがヒータ５５を覆うように絶縁基層５４上に塗布されて乾燥される。第５工程では、絶縁被覆層５７を形成するための絶縁性ペーストが固体電解質基板５１、絶縁基層５４および絶縁被覆層５６の周面に塗布されて乾燥される。第６工程では、検知極５２の検知層５２Ｂを形成するための材料ペーストが集電体５２Ａ上に塗布される。そして、この状態で６００℃の温度で焼成される。
【００４３】
このような製造方法によれば、ヒータ５５が付設された両面タイプのガスセンサ素子５０を少ない部材により簡略な製造工程で確実に製造することができる。そして、製造された第５実施形態のガスセンサ素子５０のヒータ５５は、図示しないリード線を介して電源に接続されることにより通電されて発熱し、固体電解質基板５１をイオン伝導に適した温度（例えば３５０℃以上）に直接加熱する。また、絶縁被覆層５６がヒータ１５を覆って保温効果を高める。
【００４４】
すなわち、第５実施形態のガスセンサ素子５０によれば、固体電解質基板５１の裏面に形成された絶縁性ペーストによる絶縁基層５４上にヒータ５５がパターニング形成されているため、ヒータ５５が別途のヒータ基板上にパターニングされている従来例に較べ、ヒータ５５から固体電解質基板５１への熱伝導性を向上させることができ、しかも、部材や製造工程を削減できる。そして、ヒータ５５から固体電解質基板５１への熱伝導性の向上により、ガスセンサ素子５０を安定した作動温度に応答性良く保持することが可能となり、また、消費電力も低減可能となる。
【００４５】
次に、第５実施形態のガスセンサ素子５０と類似の両面タイプの構造を有する第６実施形態ないし第８実施形態のガスセンサ素子について図８〜図１０を参照して順次説明する。
【００４６】
図８に示す第６実施形態のガスセンサ素子６０は、図７に示した第５工程を省略し、第４工程から第６工程に移行して製造されたものであり、相互に積層された固体電解質基板５１、絶縁基層５４および絶縁被覆層５６の周面を覆う絶縁被覆層５７は省略されている。
【００４７】
この第６実施形態のガスセンサ素子６０においても、固体電解質基板５１の裏面に形成された絶縁性ペーストによる絶縁基層５４上にヒータ５５がパターニング形成されているため、第５実施形態のガスセンサ素子５０と同様にヒータ５５から固体電解質基板５１への熱伝導性を向上させることができる。そして、この場合には、第５工程が省略されたことにより、その分、部材や製造工程をより削減することができる。
【００４８】
図４９に示す第７実施形態のガスセンサ素子７０は、図７に示した第４工程および第５工程を省略し、第３工程から第６工程に移行して製造されたものであり、ヒータ５５の保温効果を高めるための絶縁被覆層５６および絶縁被覆層５７は省略されている。
【００４９】
この第７実施形態のガスセンサ素子７０においても、固体電解質基板５１の裏面に形成された絶縁性ペーストによる絶縁基層５４上にヒータ５５がパターニング形成されているため、第５実施形態のガスセンサ素子５０と同様にヒータ５５から固体電解質基板５１への熱伝導性を向上させることができる。そして、この場合には、第４工程および第５工程が省略されたことにより、その分、部材や製造工程をより削減することができる。
【００５０】
図１０に示す第８実施形態のガスセンサ素子８０は、図７に示した第２工程において、酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）を成分とする金属ペーストを絶縁基層５４上にスクリーン印刷してヒータ５８を形成すると共に、第４工程および第５工程を省略し、第３工程から第６工程に移行して製造されたものであり、ヒータ５８の保温効果を高めるための絶縁被覆層５６および絶縁被覆層５７は省略されている。
【００５１】
この第８実施形態のガスセンサ素子８０においても、固体電解質基板５１の裏面に形成された絶縁性ペーストによる絶縁基層５４上にヒータ５８がパターニング形成されているため、第５実施形態のガスセンサ素子５０と同様にヒータ５８から固体電解質基板５１への熱伝導性を向上させることができる。そして、この場合には、第４工程および第５工程が省略されたことにより、その分、部材や製造工程をより削減することができる。
【００５２】
本発明に係るガスセンサ素子は、前述した各実施形態に限定されるものではない。例えば、ヒータ１５を覆う絶縁被覆層１６は多孔質化されていてもよい。これにより、絶縁被覆層１６の保温特性をさらに向上させることができる。例えば、絶縁被覆層１６を絶縁性ペーストにより形成する場合、ポリスチレン（ＰＳ）やポリメチルアクリレート（ＰＭＭＡ）等のバインダー材料を適量添加し、焼成時にバインダー材料を分離離脱させて多孔質化してもよい。あるいは、多孔質材量、例えばゼオライトを絶縁ペーストに混入することで多孔質化してもよい。
【００５３】
また、本発明に係るガスセンサ素子は、検知極および対極の組成を適宜変更することにより、前述した二酸化炭素の濃度を検出するセンサに限らず、可燃性ガス、水素ガス、一酸化炭素ガス、アルコールなどを検出する各種のガスセンサ素子として構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るガスセンサ素子の構造を模式的に示す縦断面図である。
【図２】第１実施形態のガスセンサ素子の製造工程を示す工程図である。
【図３】第２実施形態に係るガスセンサ素子の構造を模式的に示す縦断面図である。
【図４】第３実施形態に係るガスセンサ素子の構造を模式的に示す縦断面図である。
【図５】第４実施形態に係るガスセンサ素子の構造を模式的に示す縦断面図である。
【図６】第５実施形態に係るガスセンサ素子の構造を模式的に示す縦断面図である。
【図７】第５実施形態のガスセンサ素子の製造工程を示す工程図である。
【図８】第６実施形態に係るガスセンサ素子の構造を模式的に示す縦断面図である。
【図９】第７実施形態に係るガスセンサ素子の構造を模式的に示す縦断面図である。
【図１０】第８実施形態に係るガスセンサ素子の構造を模式的に示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０    ガスセンサ素子
１１    固体電解質基板
１２    検知極１
１２Ａ  集電体
１２Ｂ  検知層
１３    対極
１３Ａ  基準層
１３Ｂ  保護層
１４  絶縁基層
１５  ヒータ
１６  絶縁被覆層
１７  絶縁被覆層
１８  ヒータ
【図１】
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【図２】
2006098215.tif 000004
【図３】
2006098215.tif 000005
【図４】
2006098215.tif 000006
【図５】
2006098215.tif 000007
【図６】
2006098215.tif 000008
【図７】
2006098215.tif 000009
【図８】
2006098215.tif 000010
【図９】
2006098215.tif 000011
【図１０】
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