(57)【要約】  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。
2017200028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−４７５９６号公報
【特許文献２】特開２０１４−３２０６３号公報
【発明の概要】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
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１】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２】図１Ａの切断面線Ａ−Ａにおける断面図である。
【図３】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４】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５】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６】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７】図６Ａの切断面線Ｂ−Ｂにおける断面図である。
【図８】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９】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１０】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。
【図１１】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１２】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１３】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１４】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１５】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１６】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１７】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１８】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１９】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。
【図２０】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２１】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２２】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２３】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。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
（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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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）。
【００５２】
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）。
【００５３】
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）。
【００５４】
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）。
【００５５】
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）。
【００５６】
（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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
（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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
（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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
（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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
（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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
（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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
（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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。  
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
（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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
（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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
（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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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。
【符号の説明】
【０１７６】
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
【図１】
2017200028.tif 000003
【図２】
2017200028.tif 000004
【図３】
2017200028.tif 000005
【図４】
2017200028.tif 000006
【図５】
2017200028.tif 000007
【図６】
2017200028.tif 000008
【図７】
2017200028.tif 000009
【図８】
2017200028.tif 000010
【図９】
2017200028.tif 000011
【図１０】
2017200028.tif 000012
【図１１】
2017200028.tif 000013
【図１２】
2017200028.tif 000014
【図１３】
2017200028.tif 000015
【図１４】
2017200028.tif 000016
【図１５】
2017200028.tif 000017
【図１６】
2017200028.tif 000018
【図１７】
2017200028.tif 000019
【図１８】
2017200028.tif 000020
【図１９】
2017200028.tif 000021
【図２０】
2017200028.tif 000022
【図２１】
2017200028.tif 000023
【図２２】
2017200028.tif 000024
【図２３】
2017200028.tif 000025
【国際調査報告】
2017200028.tif 000026
2017200028.tif 000027
2017200028.tif 000028
2017200028.tif 000029