(57)【要約】【課題】  センサ素子と電極端子部との接合強度を向上させ、金属端子が電極端子部の表面に接触部を付勢して摺動しながら摺動する際の、電極端子部の剥離を抑制でき、延いては、金属端子とセンサ素子の電極端子部とを高い接触圧で接続でき、信頼性の優れたセンサを提供することを目的とする。【解決手段】  電極端子部２ｂは、センサ素子２の上面に形成される一次導体層２０２と、一次導体層２０２の上面に形成される二次導体層２０３とから構成され、一次導体層２０３には、上部が一次導体層２０２の表面から突き出すように複数のアルミナボール３５が埋設され、表面にアルミナボール３５による複数の凹凸が形成され、二次導体層２０３は、アルミナボール３５を介して一次導体層２０２の上面に形成される。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース内に挿入固定され、下端側に検出部を有し、上端側の側面に該検出部の検出信号を外部に引き出すための電極端子部が形成された板状のセンサ素子と、
前記電極端子部に摺動可能な接触部を有し、該接触部を介して前記センサ素子の電極端子部に接続されて、前記検出信号を前記ケースの外部に引き出すための金属端子と、
を備えたセンサであって、
前記電極端子部は、
前記センサ素子の側面に形成される一次導体層と、該一次導体層の上面に形成される二次導体層とから構成され、
前記一次導体層には、上部が該一次導体層の表面から突き出すように複数の粗粒子が埋設され、表面に該粗粒子による複数の凹凸が形成され、
前記二次導体層は、前記粗粒子を介して前記一次導体層の上面に形成されている、
ことを特徴とするセンサ。
【請求項２】
前記一次導体層は、複数の導体粒子が集合して形成されており、
前記粗粒子の径は、前記導体粒子の径より大きい、
ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
ケース内に挿入固定され、下端側に検出部を有し、上端側の側面に該検出部の検出信号を外部に引き出すための電極端子部が形成された板状のセンサ素子と、
前記電極端子部に摺動可能な接触部を有し、該接触部を介して前記センサ素子の電極端子部に接続されて、前記検出信号を前記ケースの外部に引き出すための金属端子と、
を備えたセンサであって、
前記センサ素子には、上部が該センサ素子の表面から突き出すように複数の粗粒子が埋設され、表面に該粗粒子による複数の凹凸が形成され、
前記電極端子部は、前記粗粒子を介して前記センサ素子の上面に形成されている、
ことを特徴とするセンサ。
【請求項４】
前記粗粒子の主成分は、前記センサ素子の主成分と同一である、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のセンサ。
【請求項５】
前記電極端子部は、バイア導体又はスルホール導体によって前記センサ素子の内部に配置される他の導体に接続され、
前記バイア導体及びスルホール導体に重なる位置には、前記粗粒子を埋設しない、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか記載のセンサ。
【請求項６】
ケース内に挿入固定され、ケース側の金属端子を摺動可能に接続するための電極端子部を有するセンサ素子の製造方法であって、
前記電極端子部を形成する製造工程として、
当該センサ素子の表面に、一次導体ペーストを塗布する一次導体ペースト塗布工程と、
次いで、前記一次導体ペーストに、上部が該一次導体ペーストの表面に突き出すように複数の粗粒子を埋設する粗粒子埋設工程と、
次いで、前記一次導体ペーストを前記粗粒子とともに焼結し、一次導体層を形成するとともに、該一次導体層の表面に該粗粒子による複数の凹凸を形成する焼結工程と、
次いで、前記粗粒子及び前記一次導体層の上面に、二次導体層を形成する二次導体形成工程と、
を備えることを特徴とするセンサ素子の製造方法。
【請求項７】
ケース内に挿入固定され、ケース側の金属端子を摺動可能に接続するための電極端子部を有するセンサ素子の製造方法であって、
前記電極端子部を形成する製造工程として、
生シート状のセンサ素子に、上部が該センサ素子の表面に突き出すように複数の粗粒子を埋設する粗粒子埋設工程と、
次いで、前記センサ素子を前記粗粒子とともに焼成し、該粗粒子による複数の凹凸を該センサ素子の表面に形成する焼成工程と、
次いで、前記粗粒子及びセンサ素子の上面に、電極端子部を形成する電極形成工程と、
を備えることを特徴とする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、ケース内に挿入固定され、下端側に検出部を有し、上端側の側面に検出部の検出信号を外部に引き出すための電極端子部が形成された板状のセンサ素子と、センサ素子の電極端子部に接続されて、検出信号を前記ケースの外部に引き出すための金属端子とを備えたセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車のエンジンなどの内燃機関に取りつけられ、排気ガス（被測定ガス）中の特定ガス成分を検出するセンサが開発されている。そして、その中の一つとして、例えばジルコニアなどの固体電解質からなるセンサ素子を用い、酸素濃度を検出するガスセンサ（酸素センサ）や酸化窒素ガス濃度を検出するＮＯXセンサなどが知られている。
【０００３】
また、このような形態のセンサにおいて、ケース内に挿入固定され、下端側に検出部を有し、上端側の側面に検出部の検出信号を外部に引き出すための電極端子部が形成された板状のセンサ素子と、電極端子部に摺動可能な接触部を有し、接触部を介してセンサ素子の電極端子部に接続されて、検出信号をケースの外部に引き出すための金属端子とを備えたものがある。
【０００４】
例えば、ケース内にはセンサ素子が収納される開口穴が形成され、且つ、この開口穴の開口側には端子が挿入される端子挿入穴が開口穴と一体に形成されている。そして、センサ素子と金属端子とを接続する際には、予めセンサ素子がケースの開口穴内に挿入され、この際、センサ素子の端子電極部がケースの端子挿入穴内に配置される。次いで、金属端子が、センサ素子の電極端子部の表面に接触部を付勢して摺動しながら、ケースの端子挿入穴内に挿入される。そして、金属端子がケース内の端子挿入穴に挿入された後では、金属端子とセンサ素子が、端子の接触部とセンサ素子の電極端子部との間の付勢力（所謂、接触圧力である）によって、電気的、機械的接続がなされる（例えば、特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２００２−２９６２２３号公報（第４―６頁、第１―３図）
【特許文献２】特開２００１−１８８０６０号公報（第４―６頁、第１―５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び特許文献２に記載のセンサの構成によれば、一般に、金属端子と電極端子部との接続を確実なものにするためには、金属端子の接触部とセンサ素子の電極端子部との接触圧力を高く設定する必要がある。しかしながら、この接触圧力を高く設定しようとすると、センサ素子に対して金属端子を摺動させて互いを接続する際に、金属端子が電極端子部の表面に与える摩擦力が大きくなり、電極端子部の少なくとも一部がセンサ素子から剥離する虞がある。
【０００６】
そこで、本発明は、センサ素子と電極端子部との接続強度を向上させ、金属端子が電極端子部の表面に接触部を摺動する際の、電極端子部の剥離を抑制でき、延いては、金属端子とセンサ素子の電極端子部とを高い接触圧で接続でき、信頼性の優れたセンサ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】
【０００７】
かかる目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、ケース内に挿入固定され、下端側に検出部を有し、上端側の側面に該検出部の検出信号を外部に引き出すための電極端子部が形成された板状のセンサ素子と、前記電極端子部に摺動可能な接触部を有し、該接触部を介して前記センサ素子の電極端子部に接続されて、前記検出信号を前記ケースの外部に引き出すための端子と、を備えたセンサであって、前記電極端子部は、前記センサ素子の側面に形成される一次導体層と、該一次導体層の上面に形成される二次導体層とから構成され、前記一次導体層には、上部が該一次導体層の表面から突き出すように複数の粗粒子が埋設され、表面に該粗粒子による複数の凹凸が形成され、前記二次導体層は、前記粗粒子を介して前記一次導体層の上面に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載のセンサによれば、電極端子部は、センサ素子の側面に形成される一次導体層と、一次導体層の上面に形成される二次導体層とから構成され、一次導体層には、上部が一次導体層の表面から突き出すように複数の粗粒子が埋設され、表面に粗粒子による複数の凹凸が形成され、二次導体層は、粗粒子を介して一次導体層の上面に形成されているので、一次導体層と二次導体層とが複数の凹凸を介して接合され、複数の凹凸の無いものに較べると一次導体層と二次導体層との接合面積を大きくできるとともに、複数の凹凸による投錨効果を発現させることができ、一次導体層とニ次導体層との接合強度を向上できる。これにより、金属端子が電極端子部の表面に接触部を摺動させる際の電極端子部の剥離を抑制でき、延いては、高い接触圧で金属端子とセンサ素子の電極端子部とを接続でき、信頼性の優れたセンサを得ることができる。
【０００９】
なお、請求項１に記載のセンサの構成は、一次導体層がタングステンやモリブデン等の卑金属を主体に形成され、二次導体層が白金や金といった耐酸化性に優れる貴金属を主体に形成される場合に、特に有効である。金属端子を電極端子部に対して摺動させた際に、二次導体層が剥離すると卑金属を主体に形成される一次導体層が露出してしまい、センサ使用時に一次導体が酸化によって断線を招く虞があるが、本発明の構成によれば一次導体層に対する二次導体層の接合強度を向上させることができ、一次導体層の酸化を防止することができるからである。
【００１０】
また、粗粒子の一次導体層の表面からの突き出し寸法は、二次導体層の厚みを１とした場合に、０．２〜０．８の範囲内に設定されることが好ましい。このように粗粒子の突き出し寸法を上記範囲内に設定することで、粗粒子による二次導体層への投錨効果を有効に発揮することができ、かつ金属端子との電気的な接続を確実なものとすることができる。
【００１１】
次に、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のセンサにおいて、前記一次導体層は、複数の導体粒子が集合して形成されており、前記粗粒子の径は、前記導体粒子の径より大きいことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載のセンサによれば、一次導体層は、複数の導体粒子が集合して形成されており、粗粒子の径は、導体粒子の径より大きいので、粗粒子が導体粒子間に食い込んだ際にも一次導体層上に粗粒子による凹凸が有効に形成されることになる。その結果、粗粒子による投錨効果が有効に発現され、一次導体層と二次導体層との接合強度を向上できる。
【００１３】
次に、請求項３に記載の発明は、ケース内に挿入固定され、下端側に検出部を有し、上端側の側面に該検出部の検出信号を外部に引き出すための電極端子部が形成された板状のセンサ素子と、前記電極端子部に摺動可能な接触部を有し、該接触部を介して前記センサ素子の電極端子部に接続されて、前記検出信号を前記ケースの外部に引き出すための端子と、を備えたセンサであって、前記センサ素子には、上部が該センサ素子の表面から突き出すように複数の粗粒子が埋設され、表面に該粗粒子による複数の凹凸が形成され、前記電極端子部は、前記粗粒子を介して前記センサ素子の上面に形成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載のセンサによれば、センサ素子には、上部がセンサ素子の表面から突き出すように複数の粗粒子が埋設され、表面に該粗粒子による複数の凹凸が形成され、電極端子部は、粗粒子を介してセンサ素子の上面に形成されているので、センサ素子と電極端子部とが複数の凹凸を介して接合され、複数の凹凸のないものに較べるとセンサ素子と電極端子部との接合面積を大きくできるとともに、複数の凹凸による投錨効果を発現させることができ、センサ素子と電極端子部との接合強度を向上できる。これにより、金属端子が電極端子部の表面に接触部を摺動させる際の電極端子部の剥離を抑制でき、延いては、金属端子とセンサ素子の電極端子部とを高い接触圧で接続でき、信頼性の優れたセンサを得ることができる。
【００１５】
なお、粗粒子のセンサ素子の表面からの突き出し寸法は、二次導体層の厚みを１とした場合に、０．２〜０．８の範囲内に設定されることが好ましい。粗粒子の上記突き出し寸法を上記範囲内に設定することで、粗粒子による二次導体層への投錨効果を有効に発揮することができ、かつ金属端子との電気的な接続を確実なものとすることができる。
【００１６】
次に、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３に記載のセンサにおいて、前記粗粒子の主成分は、前記センサ素子の主成分と同一であることを特徴とする。
請求項４に記載のセンサによれば、粗粒子の主成分がセンサ素子の主成分と同一であるので、センサ素子と粗粒子とを焼成した場合に界面での固着強度が強固に得られ、センサの信頼性を向上させることができる。なお、本明細書における「主成分」とは、最も含有割合の大きい成分のことをいう。
【００１７】
また、請求項１乃至請求項４の何れか記載のセンサは、請求項５に記載の発明のように、前記電極端子部は、バイア導体又はスルホール導体によってセンサ素子の内部に配置される他の導体に接続され、前記バイア導体及びスルホール導体に重なる位置には、前記粗粒子を埋設しないものとすれば、電極端子部とバイア導体又はスルホール導体との間の導電性を損なうことがない。
【００１８】
次に、請求項６に記載の発明は、ケース内に挿入固定され、ケース側の金属端子を摺動可能に接続するための電極端子部を有するセンサ素子の製造方法であって、前記電極端子部を形成する製造工程として、当該センサ素子の表面に、一次導体ペーストを塗布する一次導体ペースト塗布工程と、次いで、前記一次導体ペーストに、上部が該一次導体ペーストの表面に突き出すように複数の粗粒子を埋設する粗粒子埋設工程と、次いで、前記一次導体ペーストを前記粗粒子とともに焼結し、一次導体層を形成するとともに、該一次導体層の表面に該粗粒子による複数の凹凸を形成する焼結工程と、次いで、前記粗粒子及び前記一次導体層の上面に、二次導体層を形成する二次導体形成工程とを備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項６に記載のセンサ素子の製造方法によれば、電極端子部を形成する製造工程として、センサ素子の表面に、一次導体ペーストを塗布する一次導体ペースト塗布工程と、次いで、一次導体ペーストに、上部が一次導体ペーストの表面に突き出すように複数の粗粒子を埋設する粗粒子埋設工程と、次いで、一次導体ペーストを前記粗粒子とともに焼結し、一次導体層を形成するとともに、一次導体層の表面に粗粒子による複数の凹凸を形成する焼結工程と、次いで、粗粒子及び一次導体層の上面に、二次導体層を形成する二次導体形成工程とを備えている。このため、請求項１に記載の発明と同様に、一次導体層と二次導体層は複数の凹凸を介して接合され、複数の凹凸のないものに較べると一次導体層と二次導体層との接合面積を大きくできるとともに、複数の凹凸による投錨効果を発現させることができ、一次導体層とニ次導体層との接合強度を向上できる。これにより、金属端子が電極端子部の表面に接触部を摺動させる際の電極端子部の剥離を抑制でき、延いては、高い接触圧で金属端子とセンサ素子の電極端子部とを接続でき、信頼性の優れたセンサを得ることができる。
【００２０】
次に、請求項７に記載の発明は、ケース内に挿入固定され、ケース側の金属端子を摺動可能に接続するための電極端子部を有するセンサ素子の製造方法であって、前記電極を形成する製造工程として、生シート状のセンサ素子に、上部が該センサ素子の表面に突き出すように複数の粗粒子を埋設する粗粒子埋設工程と、次いで、前記センサ素子を前記粗粒子とともに焼成し、該粗粒子による複数の凹凸を該センサ素子の表面に形成する焼成工程と、次いで、前記粗粒子及びセンサ素子の上面に、電極端子部を形成する電極形成工程と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
請求項７に記載のセンサ素子の製造方法によれば、電極を形成する製造工程として、生シート状のセンサ素子に、上部がセンサ素子の表面に突き出すように複数の粗粒子を埋設する粗粒子埋設工程と、次いで、センサ素子を前記粗粒子とともに焼成し、粗粒子による複数の凹凸を該センサ素子の表面に形成する焼成工程と、次いで、粗粒子及びセンサ素子の上面に、電極端子部を形成する電極形成工程と、を備える。このため、請求項３に記載の発明と同様に、センサ素子と電極端子部とが複数の凹凸を介して接合され、複数の凹凸のないものに較べるとセンサ素子と電極端子部との接合面積を大きくできるとともに、複数の凹凸による投錨効果を発現させることができ、センサ素子と電極端子部との接合強度を向上できる。これにより、金属端子が電極端子部の表面に接触部を摺動させる際の電極端子部の剥離を抑制でき、延いては、金属端子とセンサ素子の電極端子部とを高い接触圧で接続でき、信頼性の優れたセンサを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施例を図面と共に説明する。
【実施例１】
【００２３】
本実施例は、本発明のセンサを酸素センサとして構成したものであり、図１は酸素センサの全体構成を示す断面図、図２は同実施例の端子ユニットの構成を表す説明図、図３は同実施例の端子ユニットのセンサ素子への組み付け態様を表す説明図、図４は同実施例のセンサ素子の構成を表す分解斜視図、図５は同実施例のセンサ素子の電極端子部の構成を表す断面図である。
【００２４】
図１に表したように、酸素センサ１は、ケース３と、ケース３内に挿入固定され、下端側に検出部２ａを有し、上端側の側面に複数の電極端子部２ｂが形成された板状のセンサ素子２と、センサ素子２の電極端子部２ｂの各々に接触して電気的に接続される複数の金属端子１１を有する端子ユニット１０とを備えている。
【００２５】
ケース３は、酸素センサ１を排気管等の取付部に固定すると共に、支持部材４を装着したセンサ素子２、滑石粉末からなる充填部材５、及び充填部材５を押圧するスリーブ６等を内部に収容する。また、ケース３は、センサ素子２の検出部２ａを排気管等の内部に突出させる主体金具７と、主体金具７の上部に延設され、センサ素子２との間で所定の内部空間を形成する外筒８とから構成されている。
【００２６】
主体金具７は、円筒状の本体先端側の内周に内向き突出した段部７ａを有し、この段部７ａに支持部材４を係止することにより、センサ素子２を下方から支持している。そして、さらに支持部材４の後側（図中上側）における主体金具７の内周面とセンサ素子２の外周面との間に充填部材５を配設し、この充填部材５の後側に筒状のスリーブ６を同軸状に内挿している。
【００２７】
また、主体金具７の上端部（後端部）には、内側に延出した加締め部７ｂの先端縁により円形の上部開口部が形成されており、この加締め部７ｂがスリーブ６を上方から係止している。そして、その上部開口部を覆うように外筒８の下端開口端部が主体金具７に外挿されると共に、全周レーザ溶接されることにより外筒８が主体金具７に固定されている。
【００２８】
外筒８の上部開口部には、ゴムからなる円柱形状のシール部材２０が設けられており、このシール部材２０の軸方向中央位置が外筒８を介して径方向に加締められ、外筒８とシール部材２０との間のシール性が保持されている。このシール部材２０には、リード線２１、２２を挿通するための貫通孔が形成され、リード線２１、２２は、このシール部材２０に設けられた軸方向の貫通孔を貫通して外部に引き出されている。
【００２９】
また、主体金具７の先端側（図中下方）外周には、センサ素子２の突出部分を覆うと共に、複数の孔部を有する金属製の二重のプロテクタ３１、３２が溶接によって取り付けられている。
【００３０】
次に、端子ユニット１０は、センサ素子２の上端に接続されている。この端子ユニット１０は、４つの金属端子１１と、４つの金属端子１１を支持するセパレータスリーブ（図２中の符合１２）を備える。各金属端子１１は、その一端がセンサ素子２の４つの電極端子部２ｂの夫々に接続されると共に、その他端が検出部２ａの検出信号を外部に取り出すための一対のリード線２１（一方は図示せず）及びセンサ素子２内に設けられる発熱抵抗体層に電力を供給するための一対のリード線２２（一方は図示せず）に夫々接続されている。
【００３１】
金属端子１１は、例えば、高温に繰り返し晒されても、弾性（バネ弾性）を保持可能な長尺薄板状のステンレス鋼板や耐食耐熱超合金板を数カ所で折曲加工して形成され、図２（ａ）に示すように、リード線に接続されるリード接続部１３、センサ素子２の電極端子部２ｂに摺動可能な接触部１５、及びバネ部１７を備える。
【００３２】
図２に表したように、リード接続部１３と接触部１５とは、リードフレーム１１の下部に形成された折曲部１１ａを介して互いに連結され、接触部１５とバネ部１７とは、接触部１５の上端に連設された第２の折曲部１１ｂを介して互いに連結されている。このリード接続部１３と接触部１５とはほぼ平行に並設され、バネ部１７は、リード接続部１３と接触部１５との間に、接触部１５に沿って下方に延設されている。
【００３３】
また、バネ部１７は波形状をなし、その波状部分の頂点の数カ所で接触部１５に接触するように形成され、その先端（下端）には、セパレータスリーブ１２下面の所定位置に係止される係止部１７ａが、接触部１５に対して垂直かつリード接続部１３の方向に延設されている。
【００３４】
さらに、リード接続部１３は、第２の折曲部１１ｂの近傍にて接触部１５側に所定量屈曲し、その先端には、リード線に加締接合される円筒状の加締部１３ａが設けられている。
【００３５】
一方、セパレータスリーブ１２は、絶縁性のセラミック（例えばアルミナ）で形成された柱状の本体を有する。図２（ａ）の上段にはその軸方向の断面図が、同図（ｂ）には、そのＡ−Ａ断面が示されている。
【００３６】
図２に表したように、セパレータスリーブ１２は、リード接続部１３の形状に沿った外壁を有し、同図において左右対称に形成されている。また、セパレータスリーブ１２には、その外形に沿って外方に所定量延出した一対の仕切部１２ａが形成されている。また、セパレータスリーブ１２には下方に開口した収容部１４が形成され、この収容部１４の上記仕切り部１２ａに対応する位置には、内方に所定量延出した仕切部１４ａが形成されている。さらに、セパレータスリーブ１２には、スリーブ６（図１中の符合６）上面に載置される平板状のベース部１６が下方に延設されている。
【００３７】
そして、矢印Ｐで示すように、このセパレータスリーブ１２の下方から４つの金属端子１１を組み付けることにより、図３（ｂ）に示す端子ユニット１０が完成する。
図３において、（ａ）は、ケース内に収納されたセンサ素子２の電極端子部２ｂ近傍を表した部分断面図、（ｂ）は、端子ユニット１０の構成を表した断面図、（ｃ）は、（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００３８】
本実施例においては、収容部１４の幅Ｗ１が３．７±０．１（ｍｍ）、金属端子１１の厚み（つまり、バネ部１７の外側の頂点と接触部１５との距離）ｔ１が１．２５±０．１（ｍｍ）、センサ素子２の電極端子部２ｂが向かい合う方向の厚みＴ１が２．０±０．２（ｍｍ）となっているため、センサ素子２と一対の金属端子１１との圧入代が０．８±０．５（ｍｍ）程度となっている。
【００３９】
そして、センサ素子２と金属端子１１とを接続する際には、金属端子１１のバネ部１７が、圧入代の分だけ撓み、センサ素子２の電極端子部２ｂの表面に接触部１５を付勢して摺動しながら、ケース３内に挿入される。
【００４０】
そして、金属端子１１がケース３内に挿入された後では、金属端子１１の接触部１５とセンサ素子２の電極端子部２ｂとの間の付勢力（所謂、接触圧力である）によって、金属端子１１とセンサ素子２との電気的、機械的接続がなされる。
【００４１】
また、金属端子１１のバネ部１７による接触部１５への付勢力が、反力となってセパレータスリーブ１２の内側壁に負荷される。この作用により、リード接続部１３がセパレータスリーブ１２の外壁に沿って強く密着し、金属端子１１がセパレータスリーブ１２に対して安定に固定される。
【００４２】
また、セパレータスリーブ１２の内壁によってバネ部１７の外方への変位が阻止されているため、バネ部１７によるセンサ素子２側への付勢力を一定以上に保持することができ、接触部１５と電極端子部２ｂとの安定した接触状態を保持することができる。また、図３（ｂ）に示すように、このとき４つの金属端子１１は、仕切部１２ａ、１４ａ又は左右方向の空間によって互いに隔てられ、その短絡が防止されている。
【００４３】
次に、センサ素子２は、図４に表したように、ガス雰囲気中にさらされて酸素濃度を検出する固体電解質層１０３を備えた検出素子部１００、検出素子部１００を所定の温度に昇温して活性化させる発熱抵抗層５２を備えた本体素子部５０とから構成されている。
【００４４】
本体素子部５０は、第一のアルミナ層５１、タングステンを主成分とする発熱抵抗層５２、第二のアルミナ層５３、タングステンを主成分とする配線電極層５４、第三のアルミナ層５５が順次積層され、第一アルミナ層５１の下面及び第三アルミナ層５５の上面には４つの電極端子部２ｂが形成される。
【００４５】
また、第一のアルミナ層５１にはバイアホール５１ａ、５１ｂが形成され、バイアホール５１ａ、５１ｂにタングステンを主成分とする導電材が充填されることにより、発熱抵抗層５２と電極端子部２ｂ（電極１９１ａ、１９１ｂ）とが接続される。
【００４６】
また、第三のアルミナ層５５には、バイアホール５５ａ、５５ｂが形成され、バイアホール５５ａ、５５ｂにタングステンを主成分とする導電材が充填されることにより配線電極層５４の電極５４ａ、５４ｂと電極端子部２ｂ（電極１９２ａ、１９２ｂ）とが接続される。
【００４７】
また、第三のアルミナ層５５の長さが第一、第二のアルミナ層５１、５３および配線電極層５４よりも短く形成されており、これらを積層すると、図５に表したように、配線電極層５４の電極５４ａ、５４ｂの先端部が第ニアルミナ層５３の上面に露出して表れ、第二のアルミナ層５３の上面に第三のアルミナ層５５が積層されていない段差部Ｌが形成される。
【００４８】
検出素子部１００は、図４に表したように、第四アルミナ層１０１、Ｐｔを主成分とする内側電極層１０２、固体電解質層１０３、Ｐｔを主成分とする外側電極層１０４、第５アルミナ層１０５、複数の微細な通気孔が形成された多孔質層１０６が順次積層されて形成される。そして、検出素子部１００は、本体素子部５０の段差部（図５中の符合Ｌ）において、第二アルミナ層５３の上面に積層される。
【００４９】
また、第四アルミナ層１０１には、バイアホール１０１ａが形成され、バイアホール１０１ａにＰｔを主成分とする導電材が充填されることにより、内側電極層１０２が、配線電極層５４の電極５４ａの先端部に接続され、電極５４ａを介して、電極端子部２ｂの電極１９２ａに接続される。
【００５０】
また、第四アルミナ層１０１にバイアホール１０１ｂが形成され、このバイアホール１０１ｂに重なるように固体電解質層１０３にバイアホール１０３ａが形成され、バイアホール１０１ｂ、１０３ａにＰｔを主成分とする導電材が充填されることにより、外側電極層１０４が、配線電極層５４の電極５４ｂの先端部に接続され、電極５４ｂを介して、電極端子部２ｂの電極１９２ｂに接続される。
【００５１】
また、第五アルミナ層１０５には貫通孔１０５ａが形成され、この貫通孔１０５ａを覆うように多孔質層１０６が積層される。
次に、電極端子部２ｂの構成を、図６を用いて説明する。図６において、（ａ）は図５におけるＱ部の上面からみた平面図、（ｂ）は（ａ）中のＣ−Ｃ断面図である。尚、図５におけるＲ部も、Ｑ部と基本的に同一の構成である。
【００５２】
図６に表したように、センサ素子２は、第一のアルミナ層５１、発熱抵抗層５２、第二アルミナ層５３、配線電極層５４、第三アルミナ層５５が積層され、上面及び下面には電極端子部２ｂ（具体的には１９２ｂ、１９１ｂ）が形成されている。
【００５３】
電極端子部２ｂは、第一アルミナ層５１の下面及び第三アルミナ層５５の上面に形成された一次導体層２０４、２０２と、一次導体層２０４、２０２の上面に形成された二次導体層２０５、２０３とから構成され、一次導体層２０２、２０４には、上部が一次導体層２０２、２０４の表面から突き出すように複数のアルミナボール３５（略球形である）が埋設され、表面にアルミナボール３５による複数の凹凸が形成されている。そして、アルミナボール３５を介して一次導体層２０２、２０４の上面に二次導体層２０３、２０５が形成されている。実施例では、一次導体層２０２、２０４の材質がタングステンであり、二次導体層２０３、２０５の材質が金（Ａｕ）である。一次導体層２０２、２０４は、複数の導体粒子（図示せず）が集合して形成されており、アルミナボール３５は、導体粒子の径よりも大きい径のものが用いられている。また、アルミナボール３５の主成分はアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）であって、第一アルミナ層５１、第三アルミナ層５５の主成分と同一である。尚、アルミナボール３５は、本発明の粗粒子に相当する。
【００５４】
第一アルミナ層５１には、バイアホール５１ｂに導電材が充填されてバイア導体５１ｄが形成され、バイア導体５１ｄによって、一次導体層２０４と発熱抵抗層５２が接続され、第三アルミナ層５５には、バイアホール５５ｂに導電材が充填されてバイア導体５５ｄが形成され、バイア導体５５ｄによって、一次導体層２０２と配線電極層５４が接続されている。また、アルミナボール３５は、バイア導体５１ｄ、５５ｄに重なる位置（図中のEの範囲）に埋設されないように配設されている。
【００５５】
次に、図４、図７を用いて、前述の構成センサにおけるセンサ素子２の製造方法について説明する。以下の製造方法では、解かり易さのために、素子１個の大きさのシートに各パターンを印刷して積層するかのように説明するが、実際の工程においては、複数個の素子を製造することができる大きさのグリーンシートに所要個数分の印刷を施して積層した後、素子形状に裁断し、これらを脱脂、焼成して複数のセンサ素子２を製造した。
【００５６】
（基準酸素自己生成方式の酸素センサ素子）
固体電解質体として作用するジルコニア層と、ジルコニア層を加熱する発熱抵抗層とが積層された基準酸素自己生成方式の酸素センサ素子（以下、センサ素子という）について、説明する。
【００５７】
（１）アルミナ層用未焼成シートの作製
図４を援用して示すように、アルミナ粉末（純度９９．９９％以上、平均粒径０．３μｍ）９７質量部とＹ2Ｏ3５．４ｍｏｌ共沈型ジルコニア（平均粒径０．３μｍ）３質量部と、ブチラール樹脂１４質量部とジブチルフタレート７質量部を配合し、トルエン及びメチルエチルケトンとからなる混合溶媒を用いて混合し、スラリーとした後、ドクターブレード法により、第一アルミナ層５１用未焼成シート、第ニアルミナ層５３用未焼成シート、第三アルミナ層５５用未焼成シート、第四アルミナ層１０１用未焼成シート、第五アルミナ層１０５用未焼成シート等を作製した。なお、第五アルミナ層１０５用未焼成シートには、別途貫通孔１０５ａを形成した。
【００５８】
第一アルミナ層５１用未焼成シート及び第ニアルミナ層５３用未焼成シートは厚さ０．４ｍｍ、長さ５ｃｍであり、焼成後は第一アルミナ層５１及び第ニアルミナ層５３となる。また、第三アルミナ層５５用未焼成シートは厚さ０．４ｍｍ、長さ４ｃｍであり、焼成後は第三アルミナ層５５となる。また、第四アルミナ層１０１用未焼成シート及び第五アルミナ層１０５用未焼成シートは厚さ０．１５ｍｍ、長さ１ｃｍであり、焼成後は第四アルミナ層１０１及び第五アルミナ層１０５となる。
【００５９】
（２）発熱抵抗層パターンの形成
アルミナ粉末（純度９９．９９％以上、平均粒径０．３μｍ）１２質量部とタングステン粉末１００質量部とエトセルバインダー８質量部と有機溶媒とを配合した導電層用ペーストを用い、第一アルミナ層５１用未焼成シートの一方の面に発熱部パターン５２ａを印刷、乾燥させ、その後、アルミナ粉末（純度９９．９％以上、平均粒径０．３μｍ）３質量部とタングステン粉末１００質量部とエトセルバインダー６質量部と有機溶媒とを配合した導電層用ペーストを印刷、乾燥させ、ヒータリードパターン５２ｂを形成した（焼成後に発熱抵抗層５２となる）。
【００６０】
（３）本体素子部下面側におけるバイア導体の充填と一次導体層の印刷
次いで、第一アルミナ層５１用未焼成シートの基端付近に発熱抵抗層１２との導通を図るためのバイアホール５１ａ、５１ｂを形成し、バイアホール５１ａ、５１ｂに高密度タングステン導電インク（タングステンが４５ｖｏｌ％、Ａｌ2Ｏ3が８ｖｏｌ％、ポリビニールブチラール樹脂が２０ｖｏｌ％、溶剤２７ｖｏｌ％）を充填した。
【００６１】
また、第一アルミナ層５１用未焼成シートの下面に、バイアホール５１ａ、５１ｂを覆うように、焼成後に、電極１９１ａ、１９１ｂの一次導体層２０４となる未焼成一次導体層を印刷、乾燥させた。また、この未焼成導体層の形成において、１〜３μｍのタングステン粉末を１００質量部にアルミナ粉末３質量部を配合して調製したペーストを使用した。未焼成一次導体層厚さは２０μｍである。
【００６２】
（４）配線電極層パターンの形成
第ニアルミナ層５３用未焼成シートに、アルミナ粉末（純度９９．９９％以上、平均粒径０．３μｍ）３質量部とタングステン粉末１００質量部を配合した導電性ペーストを印刷して乾燥させ、配線電極層５４パターンを形成した。
【００６３】
（５）本体素子部上面側におけるバイア導体の充填と一次導体層の印刷
第三アルミナ層５５用未焼成の基端付近に、配線電極層５４との導通を図るためのバイアホール５５ａ、５５ｂを形成し、バイアホール５５ａ、５５ｂに高密度タングステン導電インク（タングステンが４５ｖｏｌ％、Ａｌ2Ｏ3が８ｖｏｌ％、ポリビニールブチラール樹脂が２０ｖｏｌ％、溶剤２７ｖｏｌ％）を充填した。
【００６４】
次いで、第三アルミナ層５５用未焼成シートの上面に、バイアホール５５ａ、５５ｂを覆うように、焼成後に電極１９２ａ、１９２ｂの一次導体層２０２となる未焼成一次導体層を印刷、乾燥させた。また、この未焼成一次導体層のパターンの形成において、１〜３μｍのタングステン粉末１００質量部にアルミナ粉末３質量部を配合して調製したペーストを使用した。未焼成一次導体層厚さは２０μｍである。
【００６５】
（６）本体素子部の積層
第二アルミナ層５３用未焼成シートの下面、第三アルミナ層５５用未焼成シートの下面に、貼り合わせペーストを印刷し、次いで、第一アルミナ層５１用未焼成シート、第二アルミナ層５３用未焼成シート、第三アルミナ層５５用未焼成シートを重ねて熱圧着し、本体素子部５０の積層体を形成した。尚、貼り合わせペーストは、アルミナ層用未焼成シートをブチルカトビトールで希釈して作製した。
【００６６】
（７）固体電解質層用未焼成シートの作製
アルミナ粉末（純度９９．９９％以上、平均粒径０．３μｍ）を２０質量部、ＺｒＯ2を７７．７質量部、Ｙ2Ｏ3を２．３質量部、ブチラール樹脂を１２質量部、ジブチルフタレート６質量部を配合し、トルエン及びメチルエチルケトンからなる混合溶媒を用いて混合し、スラリーを作製した。そして、このスラリーを用い、ドクターブレード法により、固体電解質層１０３未焼成シートを作製した。固体電解質層１０３未焼成シートは厚さ０．１ｍｍ、長さ１ｃｍであり焼成後は固体電解質層１０３となる。
【００６７】
（８）内側電極層パターンの形成
次いで、固体電解質層１０３用未焼成シートの下面に、ジルコニア粉末（平均粒径０．３μｍ）２０質量部と白金（平均粒径５〜８μｍ）１００質量部とエトセルバインダー７質量部と有機溶媒を配合した導電性用ペーストを用い、基準電極部１０２ａパターン及び基準電極リード部パターン１０２ｂからなる内側電極層１０２パターンを２０μｍの厚さに印刷して乾燥させた（焼成後、内側電極層１０２となる）。
【００６８】
（９）外側電極層パターンの形成
次いで、固体電解質層１０３用未焼成シートの上面に、内側電極層１０２パターンの形成において用いた導電性用ペーストを用い、検知電極部１０４ａパターン及び検知電極リード部パターン１０４ｂからなる外側電極層１０４パターンを２０μｍの厚さに印刷、乾燥させた（焼成後、外側電極層１０４となる）。
【００６９】
（１０）第四アルミナ層用未焼成シート及び固体電解質層未焼成シートにおけるバイア導体の形成
第四アルミナ層１０１用未焼成シートの基端付近にバイアホール１０１ａ、１０１ｂを形成し、バイアホール１０１ａ、１０１ｂに高密度白金導電性インク（白金４５が４５ｖｏｌ％、Ａｌ2Ｏ3が８ｖｏｌ％、ポリビニールブチラール樹脂が２０ｖｏｌ％、溶剤２７ｖｏｌ％）を充填し、乾燥させた。また、固体電解質層１０３未焼成シートの基端付近にバイアホール１０３ａを形成し、バイアホール１０３ａに同じ高密度白金導電性インクを充填し、乾燥させた。
【００７０】
（１１）多孔質層用未焼成シートの作製及び積層
アルミナ粉末（純度９９．９９％以上、平均粒径０．３μｍ）１００質量部と、カーボン粉末（真球状粒子、平均粒径５μｍ）２２質量部、ブチラール樹脂１２質量部とジブチルフタレート７質量部を配合し、トルエン及びメチルエチルケトンとからなる混合溶媒を用いて混合し、スラリーとした後、ドクターブレード法により、厚さ２００μｍ、長さ７．５ｍｍの多孔質層１０６用未焼成シートを作製した。
【００７１】
（１２）検出素子部の積層
次いで、第四アルミナ層１０１用未焼成シートの上面、第五アルミナ層１０５用未焼成シートの下面、多孔質層１０６用未焼成シートの下面に、貼り合わせペーストを印刷し、次いで、第四アルミナ層１０１用未焼成シート、固体電解質層１０３用未焼成シート、第五アルミナ層１０５用未焼成シート、多孔質層１０６用未焼成シートを重ねて熱圧着し、検出素子部１００の積層体を形成した。尚、貼り合わせペーストは、アルミナ層用未焼成シートをブチルカトビトールで希釈して作製した。
【００７２】
（１３）検出素子部の脱脂、焼成
未焼成の状態にある検出素子部１００の積層体を、大気雰囲気下で４００℃、６時間保持して脱脂し、その後大気雰囲気下で１５２０℃、２時間保持して焼成した。これにより、焼成された素子検出部１００を得た。
【００７３】
（１４）一次導体層に埋設する粗粒子の作製
まず、略球形であって平均粒径が数十μｍのアルミナボール（Ａｌ2Ｏ3が９０質量％に焼結助剤が１０質量％からなる）３５を１３００℃で仮焼した。
【００７４】
次いで、図７（ａ）に表したように、複数の微細孔１５２が形成された篩１５１にアルミナボール３５を収納し（矢印Ｑ１のように上方から収納する）、篩１５１に振動を加えながら微細孔１５２を介してアルミナボール３５を下方に落下させ、所定の径を有するアルミナボール３５を流出口Ｄから流出（図７中の矢印Ｑ２）させた。本実施例では、流出口Ｄを介して得られるアルミナボール３５の径（粒径）は、一次導体層２０２、２０４となる未焼成一次導体層の印刷に用いた導電性ペースト中に含まれる導電粒子（タングステン粉末）の平均粒径（本実施例では１〜３μｍ）よりも大きい３０±１０μｍ未満の径となるように、篩１５１の微細孔１５２の大きさを設定した。尚、篩１５１は、複数の流出口Ｂ、Ｃ、Ｄを備え、流出口Ｂ、Ｃ、Ｄ毎に、流出されるアルミナボール３５の径の大きさを調整できる。
【００７５】
（１５）一次導体層への粗粒子埋設工程
次いで、図７（ｂ）に表したように、平坦なシリコンゴム１５５の上面に、微細孔１５４が形成されたパレット１５３を設置した。パレット１５３における微細孔１５４は、アルミナボール３５の形状に合わせ、金属板に所定のピッチでエッチング加工して形成されている。
【００７６】
次いで、パレット１５３上にアルミナボール３５を収納し、パレット１５３をシリコンゴム１５５と一体に左右前後に往復移動させ、アルミナボール３５をパレット１５３の微細孔１５４を介して下方に落下させ、シリコンゴム１５５の上面に粘着させた。
【００７７】
次いで、図７（ｃ）に表したように、パレット１５３からシリコンゴム１５５を離脱させ、アルミナボール３５が上面に粘着したシリコンゴム１５５を得た。
次いで、図７（ｄ）に表したように、一次導体層２０２（２０４）の上面に、ポリビニールブチラール樹脂に溶媒として第２ブタノールを配合して作製した接着剤１５６を塗布し、次いで、アルミナボール３５を一次導体層２０２（２０４）となる未焼成一次導体層に向けてシリコンゴム１５５を重ね、加熱しながら荷重を加え、アルミナボール３５を未焼成一次導体層に埋設した、この際、図６に表したように、アルミナボール３５の上部が一次導体層２０２（２０４）となる未焼成一次導体層の表面から１０〜３０μｍ突き出すように、アルミナボール３５を埋設させた。また、図７（ｅ）に表したように、接着剤１５６は、一次導体層２０２（２０４）となる未焼成一次導体層の外形よりも外側にはみ出して塗布され、アルミナボール３５は、未焼成一次導体層の外側周囲においても積層シート１５０に接着されている。尚、積層シート１５０は、複数個の本体素子部５０の積層体が一体に構成されたものである。したがって、アルミナボール３５の埋設は、複数の本体素子部５０の積層体における一方の面に形成される複数の未焼成一次導体層に対して同時に行われている。
【００７８】
また、積層シート１５０の両面に、一次導体層２０２、２０４となる未焼成一次導体層が複数形成されているので、積層シート１５０の一方の面においてアルミナボール３５を埋設した後、積層シート１５０を反転し、他方の面において上記と同様にアルミナボール３５を埋設した。
【００７９】
（１６）本体素子部の脱脂、焼成
未焼成の状態にある本体素子部５０（積層シート１５０）を、大気雰囲気下で、２５０℃、６時間保持して脱脂し、その後、水素−水蒸気雰囲気下で１５４０℃、４時間保持して焼成した。これにより、一次導体層２０２、２０４を有する本体素子部５０を得た。
【００８０】
（１７）検出素子部と本体素子部との結合
次いで、図５を援用して示すが、本体素子部５０の段差部Ｌ上に接合層（図示せず）を介して検出素子部１００を結合させた。このとき、検出素子部１００のバイア導体１０１ａ、１０１ｂと、本体素子部５０の配線電極層５４の電極５４ａ、５４ｂの先端部とが電気的に接続される。そして、検出素子部１００と本体素子部５０を結合させた積層体を裁断し、個々のセンサ素子２に切り出した。
【００８１】
（１８）二次導体層形成工程
次いで、一次導体層２０２、２０４の外形よりも０．２ｍｍ大きい形状のスクリーンマスクを用い、一次導体層２０２、２０４の上面に、金（Ａｕ）ペーストを４０μｍの厚みで印刷、乾燥した。その後、センサ素子２を、大気雰囲気中において、２５０℃の温度下で６時間保持して脱脂を行い、次いで、窒素雰囲気中において、１０２０℃の温度で焼成し、電極１９１ａ、１９１ｂ、１９２ａ、１９２ｂを構成する二次導体層２０３、２０５を形成した。
【００８２】
以下に、上述の実施例１の、酸素センサ１及びセンサ素子２の製造方法の作用効果を記載する。
実施例１によれば、電極端子部２ｂ（電極１９１ａ、１９１ｂ、１９２ａ、１９２ｂ）は、一次導体層２０２、２０４と二次導体層２０３、２０５とがアルミナボール３５によって形成された複数の凹凸を介して接合されているので、複数の凹凸のないものに較べると一次導体層２０２、２０４と二次導体層２０３、２０５との接合面積を大きくできるとともに、複数の凹凸による投錨効果を発現させることができ、一次導体層２０２、２０４とニ次導体層２０３、２０５との接合強度を向上できる。そして、金属端子１１がセンサ素子２の電極端子部２ｂ（二次導体層２０３、２０５）の表面に接触部１５を摺動させる際の電極端子部２ｂの剥離を抑制でき、延いては、高い接触圧で金属端子１１と電極端子部２ｂとを接続でき、信頼性の優れた酸素センサ１を得ることができる。
【実施例２】
【００８３】
次に、図８を用いて、本発明の実施例２について説明する。図８は実施例２のセンサ素子２の構成を表す図であって実施例１の図６に相当する。また、図８において、（ａ）は電極端子部２ｂを上面から見た平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ断面図である。尚、実施例２におけるセンサ素子２の全体構成は、基本的に実施例１で表したセンサ素子２と同じ構成なので詳細な説明を省き、特徴となる部分について説明する。
【００８４】
図８に表したように、センサ素子２は、検出素子部と本体素子部を有し、本体素子部は第一のアルミナ層５１、発熱抵抗層５２、第二アルミナ層５３、配線電極層５４、第三アルミナ層５５が積層され、上面及び下面には電極端子部２ｂが形成されている。
【００８５】
第一アルミナ層５１及び第三アルミナ層５５には、上部が第一アルミナ層５１及び第三アルミナ層５５の表面から突き出すように複数のアルミナボール３５が埋設され、表面にアルミナボール３５による複数の凹凸が形成されている。そして、電極端子部２ｂは、アルミナボール３５を介して第一アルミナ層５１及び第三アルミナ層５５の上面に形成されている。実施例では、電極端子部２ｂの材質が金（Ａｕ）である。また、アルミナボール３５の主成分はアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）であって、第一アルミナ層５１、第三アルミナ層５５の主成分と同一である。尚、アルミナボール３５は、本発明の粗粒子に相当する。
【００８６】
第一アルミナ層５１には、バイアホール５１ｂにタングステンを主成分とする導電材が充填されてバイア導体５１ｄが形成され、バイア導体５１ｄによって、電極端子部２ｂと発熱抵抗層５２が接続され、第三アルミナ層５５には、バイアホール５５ｂにタングステンを主成分とする導電材が充填されてバイア導体５５ｄが形成され、バイア導体５５ｄによって、電極端子部２ｂと配線電極層５４が接続されている。また、アルミナボール３５は、バイア導体５１ｄ、５５ｄに重なる位置（図中のＥの範囲）には埋設されないように配設されている。
【００８７】
次に、前記構成のセンサ素子２の製造方法を説明する。
まず、実施例１と同様に、（１）アルミナ層用未焼成シートの作製、（２）発熱抵抗層パターンの形成を行った。
【００８８】
次いで、第一アルミナ層５１用未焼成シートの基端付近に発熱抵抗層５２との導通を図るためのバイアホール５１ａ、５１ｂを形成し、バイアホール５１ａ、５１ｂに高密度タングステン導電インクを印刷して充填した。
【００８９】
次いで、実施例１と同様に、（４）配線電極層パターンの形成を行い、その後、第三アルミナ層５５用未焼成シートの基端付近に、配線電極５４との導通を図るためのバイアホール５５ａ、５５ｂを形成し、バイアホール５５ａ、５５ｂに高密度タングステン導電インクを印刷して充填した。その後、実施例１と同様に、（６）本体素子部の積層を行った。
【００９０】
尚、上記工程中において、実施例２は、実施例１と異なり、実施例１では本体素子部５０に一次導体層２０２、２０４となる未焼成一次導体層を形成したが、実施例２では、この未焼成一次導体層の形成がない。
【００９１】
次いで、実施例１と同様に、（７）固体電解質層用未焼成シートの作製〜（１３）検出素子部の脱脂、焼成までの工程を行った。
次いで、実施例１と同様に、所定の粒径のアルミナボール３５を作製し、アルミナボール３５をシリコンゴム１５５の上面に粘着させた。
【００９２】
次いで、未焼成の状態にある本体素子部のうち第一アルミナ層５１用未焼成シート及び第三アルミナ層５５用未焼成シートの表面に向けてシリコンゴム１５５を重ね、加熱しながら荷重を加え、アルミナボール３５の一部を第一アルミナ層５１用未焼成シート及び第三アルミナ層５５用未焼成シートに埋設させた。この際、アルミナボール３５が埋設される位置は、後述の電極端子部２ｂが形成される位置に重なるように設定し、且つ、バイア導体５１ｄ、５５ｄの上面（図８中のＥの範囲）に重なることがないように設定した。
【００９３】
次いで、実施例１と同様に、（１６）本体素子部の脱脂、焼成工程を行った。これにより、アルミナボール３５が本体素子部と共に焼成され、第一アルミナ層５１、第三アルミナ層５５の表面にアルミナボール３５による複数の凹凸が形成される（所謂、本発明の焼成工程である）。
【００９４】
次いで、実施例１と同様に、（１７）検出素子部と本体素子部の接合工程を実施した後、電極端子部２ｂの形状に合わせたスクリーンマスクを用い、バイア導体５１ｄ、５５ｄを覆うように金（Ａｕ）ペーストを４０μｍの厚みで印刷、乾燥した。その後、センサ素子２を、大気雰囲気中において、２５０℃の温度下で６時間保持して脱脂を行い、次いで、窒素雰囲気中において、１０２０℃の温度下で焼成し、電極端子部２ｂを形成した。
【００９５】
以下に、上述の実施例２の、酸素センサ１及びセンサ素子２の製造方法の作用効果を記載する。
実施例２によれば、センサ素子２には、上部がセンサ素子２の表面から突き出すように複数のアルミナボール３５が埋設され、表面にアルミナボール３５による複数の凹凸が形成され、電極端子部２ｂは、アルミナボール３５を介してセンサ素子２の上面に形成されているので、センサ素子２と電極端子部２ｂとが複数の凹凸を介して接合され、複数の凹凸のないものに較べるとセンサ素子２と電極端子部２ｂとの接合面積を大きくできるとともに、複数の凹凸による投錨効果を発現させることができ、センサ素子２と電極端子部２ｂとの接合強度を向上できる。これにより、金属端子１１がセンサ素子２の電極端子部２ｂの表面に接触部１５を摺動させる際の、電極端子部２ｂの剥離を抑制でき、延いては、金属端子１１と電極端子部２ｂとを高い接触圧で接続でき、信頼性の優れた酸素センサ１を得ることができる。
【００９６】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施例に限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
【００９７】
例えば、本発明の粗粒子として略球形のアルミナボール３５を用いたが、アルミナボール３５の代わりに、コランダム（鉱物の一種であって、Ａｌ2Ｏ3を主成分とする）を用いてもよい。
【００９８】
また、実施例１において、一次導体層２０２、２０４の表面にアルミナボール３５を埋設して複数の凹凸を形成する代わりに、一次導体層２０２、２０４の表面に点状にアルミナペーストを印刷して複数の凹凸を形成してもよい。この際、印刷される形状は、多角形、星形など種々の形状を適宜設定すればよい。また、実施例２において、第一アルミナ層５１、第三アルミナ層５５にアルミナボール３５を埋設する代わりに、第一アルミナ層５１、第三アルミナ層５５の表面にアルミナペーストを複数の点状に印刷して埋設し、複数の凹凸を形成してもよい。
【００９９】
また、実施例１において、一次導体層２０２、２０４上に金を印刷して焼成しニ次導体層２０３、２０５を形成する代わりに、一次導体層２０２、２０４の表面に、二次導体層２０３、２０５を無電解メッキして形成してもよい。この際、一次導体層２０２、２０４の表面に適宜核付けを行ってＮｉ無電解メッキを施し、次いで、Ｐｄコロイド液でその表面を活性化した後、白金又は金を無電解メッキし、その後、水蒸気雰囲気中にてメッキを焼き付けすればよい。
【０１００】
さらに、実施例１において、バイア導体５１ｄ、５５ｄに重なる位置には、アルミナボール３５を配設させないようにしたが、バイア導体５１ｄ、５５ｄに重なる位置にアルミナボール３５を配設させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の実施例１に係る酸素センサの全体構成を表す断面図である。
【図２】同実施例１の端子ユニットの構成を表す説明図である。
【図３】同実施例１の端子ユニットの構成、及びその組み付け態様を表す説明図である。
【図４】同実施例１のセンサ素子の構成を表す分解斜視図である。
【図５】同実施例１のセンサ素子の電極端子部の構成を表す分解斜視図である。
【図６】同実施例１のセンサ素子の構成を表す図であって、（ａ）は電極端子部を正面から見た正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図７】同実施例１におけるセンサ素子の製造方法を表す図である。
【図８】実施例２のセンサ素子の構成を表す図であって、（ａ）は電極端子部を正面から見た正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ断面図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１…酸素センサ、２…センサ素子、２ａ…検出部、２ｂ…電極端子部、３…ケース、６…スリーブ、７…主体金具、１０…端子ユニット、１１…金属端子、１１ａ…折曲部、１１ｂ…第２の折曲部、１２…セパレータスリーブ、１３…リード接続部、１３ａ…加締部、１５…接触部、１７…バネ部、１７ａ…係止部、３５…アルミボール、５０…本体素子部、５１…第一アルミナ層、５２…発熱抵抗層、５３…第二アルミナ層、５４…配線電極層、５５…第三アルミナ層、１００…検出素子部、１０１…第四アルミナ層、１０２…内側電極層、１９３…固体電解質層、１０４…外側電極層、１０５…第五アルミナ層、１０６…多孔質層、５１ａ,５１ｂ，５５ａ，５５ｂ，１０１ａ，１０３ａ…バイアホール、５１ｄ，５５ｄ…バイア導体、２０２，２０４…一次導体層、２０３，２０５…二次導体層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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