(57)【要約】【課題】電極パッドにおける接続信頼性に優れたガスセンサ素子を提供すること。【解決手段】セラミック基板１１の表面に、外部リードの接触端子において突出形成された当接部と接触することにより電気的接続を図るための電極パッド２を設けたガスセンサ素子１。電極パッド２は、貴金属とセラミックスとの混合材料からなる。電極パッド２は、接触端子と接触する表面２３を構成する表面領域２０１における貴金属の含有率が、セラミック基板１１と密着する密着面を構成する密着領域２０２における貴金属の含有率よりも大きい。【選択図】図１
2009192523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基板の表面に、外部リードの接触端子において突出形成された当接部と接触することにより電気的接続を図るための電極パッドを設けたガスセンサ素子であって、
上記電極パッドは、貴金属とセラミックスとの混合材料からなり、
また、上記電極パッドは、上記接触端子と接触する表面を構成する表面領域における貴金属の含有率が、上記セラミック基板と密着する密着面を構成する密着領域における貴金属の含有率よりも大きいことを特徴とするガスセンサ素子。
【請求項２】
請求項１において、上記電極パッドは、上記貴金属の含有率が互いに異なる二層以上の層構造を有し、上記表面領域を含む最上層における上記貴金属の含有率は、上記密着領域を含む最下層における上記貴金属の含有率よりも大きいことを特徴とするガスセンサ素子。
【請求項３】
請求項２において、上記最上層の厚みは４μｍ以上であり、上記最下層の厚みは１２μｍ以上であることを特徴とするガスセンサ素子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、上記貴金属は白金からなり、上記セラミックスはアルミナからなることを特徴とするガスセンサ素子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、上記表面領域は、上記貴金属に対する上記セラミックスの重量比が１重量％以下であり、上記密着領域は、上記貴金属に対する上記セラミックスの重量比が３０重量％以下であることを特徴とするガスセンサ素子。
【請求項６】
請求項５において、上記密着領域は、上記貴金属に対する上記セラミックスの重量比が１２〜３０重量％であることを特徴とするガスセンサ素子。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のガスセンサ素子を内蔵してなることを特徴とするガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するためのガスセンサ素子及びこれを用いたガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、自動車の排気系には、排気ガス中の酸素濃度やＮＯｘ濃度等の特定ガス濃度を検出するためのガスセンサが配設されており、該ガスセンサには、ジルコニア等の固体電解質体を用いたガスセンサ素子が内蔵されている。
該ガスセンサ素子は、固体電解質体の一方の面と他方の面に一対の測定電極を有する。そして、固体電解質体を含めたガスセンサ素子のセラミック基板の表面には、上記一対の測定電極にそれぞれ電気的に接続された電極パッドが形成されている（特許文献１等参照）。
【０００３】
該電極パッドは、外部リードの接触端子と接触することにより電気的接続を図るためのものである。すなわち、ガスセンサ素子は、外部リードを介して、電極パッドから、外部の制御回路との間で、信号の入出を行っている。そして、接触端子は弾性力を有し、電極パッドに対して押圧する方向に付勢された状態で弾性接触している。
【０００４】
また、ガスセンサ素子には、固体電解質体の温度調整を行うためのヒータが一体化されている場合もあるが、かかる場合には、該ヒータの電極を構成する電極パッドも、ガスセンサ素子の表面に配設され、外部リードの接触端子と接触することにより電気的接続を図ることができるよう構成されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１０１３８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のガスセンサ素子においては、電極パッドに外部リードの接触端子を接触させる際に、接触端子において突出形成された当接部を電極パッドの表面で摺動させることとなる。このとき、電極パッドに傷がつき、場合によっては、電極パッドが剥がれたり、削れたりしてしまうおそれがある。
その結果、電極パッドにおける接続信頼性を充分に確保することが困難となるおそれがある。
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、電極パッドにおける接続信頼性に優れたガスセンサ素子及びこれを用いたガスセンサを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、セラミック基板の表面に、外部リードの接触端子において突出形成された当接部と接触することにより電気的接続を図るための電極パッドを設けたガスセンサ素子であって、
上記電極パッドは、貴金属とセラミックスとの混合材料からなり、
また、上記電極パッドは、上記接触端子と接触する表面を構成する表面領域における貴金属の含有率が、上記セラミック基板と密着する密着面を構成する密着領域における貴金属の含有率よりも大きいことを特徴とするガスセンサ素子にある（請求項１）。
【０００９】
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記ガスセンサ素子においては、上記電極パッドは、上記表面領域における貴金属の含有率が、上記密着領域における貴金属の含有率よりも大きい。これにより、上記表面領域における貴金属の含有率を大きくすることができ、上記接触端子と接触する表面の平滑性を向上させることができる。それゆえ、上記接触端子と電極パッドとの間の摩擦力が小さくなり、接触端子を電極パッドの表面において摺動させたとき、電極パッドに損傷を与えることを抑制することができる。
【００１０】
また、上記表面領域における貴金属の含有率が、上記密着領域における貴金属の含有率よりも大きいため、密着領域におけるセラミックスの含有率を大きくすることができる。そのため、密着領域におけるセラミック成分が、セラミック基板におけるセラミック成分と結合して、電極パッドとセラミック基板との間の密着力を向上させることができる。そのため、接触端子を電極パッドの表面において摺動させたとき、電極パッドがセラミック基板から剥がれ難くすることができる。
その結果、電極パッドにおける接触端子との接続信頼性を向上させることができる。
【００１１】
以上のごとく、本発明によれば、電極パッドにおける接続信頼性に優れたガスセンサ素子を提供することができる。
【００１２】
参考発明として、セラミック基板の表面に、外部リードの接触端子と接触することにより電気的接続を図るための電極パッドを設けたガスセンサ素子であって、
上記電極パッドは、貴金属とセラミックスとガラス成分との混合材料からなることを特徴とするガスセンサ素子がある。
【００１３】
次に、この参考発明の作用効果につき説明する。
上記ガスセンサ素子においては、上記電極パッドが、貴金属とセラミックスとガラス成分との混合材料からなる。すなわち、電極パッドには、ガラス成分が含有されている。これにより、電極パッドの焼結強度を向上させると共に硬度を向上させることができる。そのため、接触端子を電極パッドの表面において摺動させたとき、電極パッドに損傷を与えることを抑制することができる。
その結果、電極パッドにおける接触端子との接続信頼性を向上させることができる。
【００１４】
以上のごとく、この参考発明によれば、電極パッドにおける接続信頼性に優れたガスセンサ素子を提供することができる。
【００１５】
第２の発明は、上記第１の発明に係るガスセンサ素子を内蔵してなることを特徴とするガスセンサにある（請求項７）。
本発明によれば、電極パッドにおける接続信頼性に優れたガスセンサ素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
上記第１の発明（請求項１）において、上記ガスセンサ素子としては、例えば、自動車エンジン等の各種内燃機関の排気管に設置して、排ガス等の被測定ガス中の酸素濃度に応じた限界電流値によって空燃比を測定するＡ／Ｆセンサ、排気ガス中の酸素濃度を測定する酸素センサ、また排気管に設置する三元触媒の劣化検知等に利用するＮＯｘ等の大気汚染物質濃度を調べるＮＯｘセンサ等に用いるものがある。
なお、本明細書においては、ガスセンサ素子を排気系へ挿入する側を先端側、その反対側を基端側として説明する。
【００１７】
また、上記第１の発明において、上記表面領域と上記密着領域との間には、貴金属の含有率が両者と異なる他の層が介在していてもよいし、上記表面領域と上記密着領域とが接触していてもよい。また、上記電極パッドは、厚み方向に貴金属の含有量が徐々に変化するようなグラデーション構造となっていてもよい。
【００１８】
また、上記電極パッドは、上記貴金属の含有率が互いに異なる二層以上の層構造を有し、上記表面領域を含む最上層における上記貴金属の含有率は、上記密着領域を含む最下層における上記貴金属の含有率よりも大きいことが好ましい（請求項２）。
この場合には、容易かつ確実に、上記表面領域における貴金属の含有率を上記密着領域における貴金属の含有率よりも大きくすることができ、電極パッドにおける接続信頼性を容易かつ確実に向上させることができる。
【００１９】
また、上記最上層の厚みは４μｍ以上であり、上記最下層の厚みは１２μｍ以上であることが好ましい（請求項３）。
この場合には、より効果的に電極パッドの強度を向上させることができる。すなわち、上記最上層の厚みを４μｍ以上とすることにより、電極パッドの表面の平滑性を充分に確保し、接触電極との間の摩擦抵抗を充分に低減することができる。また、上記最下層の厚みを１２μｍ以上とすることにより、電極パッドとセラミック基板との間の密着力を充分に確保し、電極パッドの剥がれを効果的に抑制することができる。
【００２０】
また、上記貴金属は白金からなり、上記セラミックスはアルミナからなることが好ましい（請求項４）。
この場合には、電極パッドにおける導電性を充分に確保することができると共にセラミック基板への電極パッドの密着性を充分に確保することができる。
なお、上記貴金属として、白金（Ｐｔ）の他にも、たとえば、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、ロジウム（Ｒｈ）等を用いることができるし、二種以上を混合したものとすることもできる。また、上記セラミックスとして、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）の他にも、たとえば、ジルコニア（ＺｒＯ2）等を用いることもできるし、二種以上を混合したものとすることもできる。
【００２１】
また、上記表面領域は、上記貴金属に対する上記セラミックスの重量比が１重量％以下であり、上記密着領域は、上記貴金属に対する上記セラミックスの重量比が３０重量％以下であることが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記電極パッドの強度を充分に向上させることができる。
上記表面領域における貴金属に対するセラミックスの重量比が１重量％を超える場合には、上記電極パッドの表面の平滑性を充分に確保することが困難となり、接触端子との間の摩擦によって、電極パッドに削れが生じるおそれがある。
また、上記密着領域における貴金属に対するセラミックスの重量比が３０重量％を超える場合には、電極パッドにおける導電性を充分に得ることが困難となるおそれがある。
【００２２】
また、上記密着領域は、上記貴金属に対する上記セラミックスの重量比が１２〜３０重量％であることが好ましい（請求項６）。
この場合には、より効果的に、電極パッドのセラミック基板への密着強度を向上させることができると共に、電極パッドの導電性を充分に確保することができる。
【００２３】
上記参考発明において、上記電極パッドは、上記貴金属に対する上記ガラス成分の重量比が０．１重量％以上であることが好ましい。
この場合には、効果的に、上記電極パッドの焼結強度を向上させることができると共に硬度を向上させることができる。
上記ガラス成分の重量比が０．１重量％未満の場合には、上記電極パッドの焼結強度及び硬度を充分に向上させることが困難となるおそれがある。
【００２４】
また、上記参考発明において、上記電極パッドは、１２μｍ以上の厚みを有することが好ましい。
この場合には、上記電極パッドの強度を充分に確保することができる。
上記電極パッドの厚みが１２μｍ未満の場合には、電極パッドの強度が低下するおそれがある。
【実施例】
【００２５】
（実施例１）
本発明の実施例に係るガスセンサ素子につき、図１〜図３を用いて説明する。
本例のガスセンサ素子１は、図１に示すごとく、セラミック基板１１の表面に、外部リード３の接触端子３１においてガスセンサ素子１の長さ方向に平行であって、かつ、他の部位よりも山なり形状に突出形成された当接部（図４における符号３１１参照）と接触することにより電気的接続を図るための電極パッド２を設けてなる。
電極パッド２は、貴金属とセラミックスとの混合材料からなる。
そして、電極パッド２は、接触端子３１と接触する表面２３を構成する表面領域２０１における貴金属の含有率が、セラミック基板１１と密着する密着面を構成する密着領域２０２における貴金属の含有率よりも大きい。
【００２６】
電極パッド２は、貴金属の含有率が互いに異なる二層以上の層構造を有し、表面領域２０１を含む最上層２１における貴金属の含有率は、密着領域２０２を含む最下層２２における貴金属の含有率よりも大きい。本例においては、電極パッド２は、上記の最上層２１と最下層２２との二層からなる。
最上層２１の厚みｔ１は３μｍ以上、より好ましくは４μｍ以上であり、最下層２２の厚みｔ２は１２μｍ以上である。そして、電極パッド２の全体の厚みｔ０は、１６〜３０μｍである。
【００２７】
また、電極パッド２を構成する上記貴金属と上記セラミックスは、それぞれ白金（Ｐｔ）とアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）からなる。
また、表面領域２０１は、貴金属に対するセラミックスの重量比が１重量％以下であり、密着領域２０２は、貴金属に対するセラミックスの重量比が３０重量％以下、より好ましくは、１２〜３０重量％である。
【００２８】
ガスセンサ素子１は、図２に示すごとく、板棒形状を有し、酸素イオン伝導性を有する固体電解質体の一方の面と他方の面とにそれぞれ測定電極を設けてなる。一対の測定電極のうちの一方は、被測定ガスに曝され、他方の面は大気等の基準ガスに曝される。これらの測定電極は、ガスセンサ素子１の先端部付近に形成されている。
また、上記セラミック基板１１は、ジルコニア（ＺｒＯ2）を主成分とするこの固体電解質体と共にアルミナを主成分とするアルミナ層を積層してなる。そして、上記一対の測定電極に電気的に接続された電極パッド２が、ガスセンサ素子１の基端部におけるセラミック基板１１の表面であってアルミナ層の表面に形成されている。
【００２９】
また、セラミック基板１１には、ガスセンサ素子１の温度調整を行うためのヒータが一体的に積層されており、該ヒータの一対の電極に接続された電極パッド２も、セラミック基板１１の基端部の表面に形成されている。
すなわち、セラミック基板１１における一方の表面には一対の測定電極にそれぞれ電気的に接続された一対の電極パッド２が形成され、他方の表面にはヒータに電気的に接続された一対の電極パッド２が形成されている。
そして、これら合計４個の電極パッド２は、いずれも、上述した材料構成によって形成されている。
【００３０】
また、ガスセンサ素子１は、図３に示すガスセンサ４内に組み込まれて使用される。
すなわち、ガスセンサ４は、ガスセンサ素子１と、該ガスセンサ素子１を挿通保持する素子保持用絶縁碍子４１と、該素子保持用絶縁碍子４１を内側に保持するハウジング４２と、上記素子保持用絶縁碍子４１の基端側においてガスセンサ素子１の基端部を覆うように配設された大気側絶縁碍子４３と、該大気側絶縁碍子４３を覆うようにハウジング４２の基端側に設けた大気側カバー４４とを有する。また、ハウジング４２の先端側には、ガスセンサ素子１の先端側を覆うように形成された素子側カバー４５が設けてある。
【００３１】
また、大気側カバー４４の基端側には、大気側カバー４４の基端部を密閉するゴムブッシュ４６が配設されている。そして、該ゴムブッシュ４６には、軸方向に４個の貫通孔が形成されており、４本の外部リード３を挿通している。各外部リード３は、大気側絶縁碍子４３の内側に配設された４本の接触端子３１にそれぞれ接続されている。接触端子３１は、二対互いに向き合うように配されたばね端子であって、互いに向き合う方向に付勢されている。そして、これら二対の接触端子３１の間に、ガスセンサ素子１の基端部が挟持されている。また、ガスセンサ素子１におけるそれぞれの電極パッド２に、それぞれの接触端子３１が、その弾性力によって押圧接触している。
この電極パッド２に対する接触端子３１の押圧力は、車両の振動等によって電極パッド２から接触端子３１がずれることがないような大きな力であって、例えば４〜１０Ｎという大きさを有する。
【００３２】
ガスセンサ４を製造するに当たっては、ガスセンサ素子１の基端部を、二対の接触端子３１の間に挿入する。すなわち、ガスセンサ素子１を、ハウジング４２の内側に保持された素子保持用絶縁碍子４１に挿通保持した状態で、大気側絶縁碍子４３の内側に保持された二対の接触端子３１の間に、ガスセンサ素子１の基端部を挿入する。このとき、二対の接触端子３１は、互いに内側に大きな力で付勢されているため、ガスセンサ素子１の基端部における電極パッド２には、接触端子３１からその表面２３に対して垂直方向に大きな力を受けることとなる。この状態で、ガスセンサ素子２を押し込んで行くため、接触端子３１と電極パッド２との間には、大きな摩擦力が生じることとなる。すなわち、大きな摩擦を生じながら、接触端子３１が電極パッド２の表面２３を摺動することとなる。
【００３３】
また、ガスセンサ素子１における電極パッド２は、例えば、セラミック基板１１の表面に電極パッド２を構成する導電ペーストを印刷した後、焼成することにより形成する。このとき、電極パッド２における最上層２１と最下層２２とのそれぞれについて、異なる組成の導電ペーストを用いる。
【００３４】
すなわち、最上層２１用の導電ペーストは、最下層２２用の導電ペーストよりも、貴金属（白金）の含有率を大きくしておく。そして、セラミック基板１１の表面に、二種類の導電ペーストを順次、重ねて印刷する。つまり、セラミック基板１１の表面に最下層２２用の導電ペーストを印刷した後、最上層２１用の導電ペーストを、最下層２２の上に重ねて印刷する。なお、最下層２２用の導電ペーストを印刷した後、一旦焼成してから、最上層２１の導電ペーストを印刷して焼成することもできるし、二種類の導電ペーストを順次重ねて印刷した後、一度に焼成することもできる。
【００３５】
次に、本例の作用効果につき説明する。
上記ガスセンサ素子１においては、電極パッド２は、表面領域２０１における貴金属の含有率が、密着領域２０２における貴金属の含有率よりも大きい。これにより、表面領域２０１における貴金属の含有率を大きくすることができ、接触端子３１と接触する表面２３の平滑性を向上させることができる。それゆえ、接触端子３１と電極パッド２との間の摩擦力が小さくなり、接触端子３１を電極パッド２の表面２３において摺動させたとき、電極パッド２に損傷を与えることを抑制することができる。
【００３６】
また、表面領域２０１における貴金属の含有率が、密着領域２０２における貴金属の含有率よりも大きいため、密着領域２０２におけるセラミックスの含有率を大きくすることができる。そのため、密着領域２０２におけるセラミック成分が、セラミック基板１１におけるセラミック成分と結合して、電極パッド２とセラミック基板１１との間の密着力を向上させることができる。そのため、接触端子３１を電極パッド２の表面２３において摺動させたとき、電極パッド２がセラミック基板１１から剥がれ難くすることができる。
その結果、電極パッド２における接触端子３１との接続信頼性を向上させることができる。
【００３７】
また、電極パッド２は、貴金属の含有率が互いに異なる二層以上の層構造を有し、表面領域２０１を含む最上層２１における貴金属の含有率は、密着領域２０２を含む最下層２２における貴金属の含有率よりも大きい。そのため、容易かつ確実に、表面領域２０１における貴金属の含有率を密着領域２０２における貴金属の含有率よりも大きくすることができ、電極パッド２における接続信頼性を容易かつ確実に向上させることができる。
【００３８】
また、最上層２１の厚みが３μｍ以上、より好ましくは４μｍ以上であり、最下層２２の厚みが１２μｍ以上であることにより、一層効果的に電極パッド２の強度を向上させることができる。すなわち、最上層２１の厚みを４μｍ以上とすることにより、電極パッド２の表面２３の平滑性を充分に確保し、接触電極３１との間の摩擦抵抗を充分に低減することができる。また、最下層２２の厚みを１２μｍ以上とすることにより、電極パッド２とセラミック基板１１との間の密着力を充分に確保し、電極パッド２の剥がれを効果的に抑制することができる。また、最下層２２の厚みを２０μｍ以上とすることがより好ましい。
【００３９】
また、電極パッド２を構成する上記貴金属及び上記セラミックスが、それぞれ白金及びアルミナからなるため、電極パッド２における導電性を充分に確保することができると共にセラミック基板１１への電極パッド２の密着性を充分に確保することができる。
また、表面領域２０１は、貴金属に対するセラミックスの重量比が１重量％以下であり、密着領域２０２は、貴金属に対するセラミックスの重量比が３０重量％以下である。そのため、電極パッド２の強度を充分に向上させることができる。
【００４０】
また、密着領域２０２は、貴金属に対するセラミックスの重量比を１２〜３０重量％とすることにより、一層効果的に、電極パッド２のセラミック基板１１への密着強度を向上させることができると共に、電極パッド２の導電性を充分に確保することができる。
【００４１】
以上のごとく、本例によれば、電極パッドにおける接続信頼性に優れたガスセンサ素子を提供することができる。
【００４２】
（実施例２）
本例は、図４、表１、表２に示すごとく、ガスセンサ素子の電極パッドの強度を調べた例である。
まず、電極パッドの層構造及びアルミナの混合割合を種々変化させたガスセンサ素子を用意した。これらのガスセンサ素子の構成は、電極パッドの層構造以外については、いずれも実施例１において示したガスセンサ素子１と同様である。
【００４３】
そして、白金にアルミナを混合した材料によって得られる電極パッドを、１層構造としたものを水準１〜３として用意した。また、アルミナの混合比が互いに異なる最上層２１と最下層２２との２層構造としたものを水準４〜２５として用意した。また、それぞれの層について、白金に対するアルミナの重量比を変化させた。
また、電極パッドの総厚みは２０μｍとし、水準４〜２５については、最上層２１の厚みと最下層２２の厚みとの総和を２０μｍで一定としてそれぞれの厚みは任意の値とした。
また、各水準のガスセンサ素子を、それぞれ２０個ずつ作成した。
【００４４】
次いで、これらの試料を用いて、電極パッドの強度試験を行った。
すなわち、図４に示すごとく、セラミック基板１１に形成した電極パッド２に対して、接触端子３１を当接させつつ、ガスセンサ素子１の長さ方向に沿って摺動させる（矢印Ｓ）。具体的には、図４（Ａ）に示すごとく、ばね端子である接触端子３１を、ガスセンサ素子１１の基端側から電極パッド２へ向かって移動させる。そして、図４（Ｂ）に示すごとく、接触端子３１においてガスセンサ素子１の長さ方向に平行であって、かつ、電極パッド２に向かって山なり形状に突出形成された当接部３１１を電極パッド２の表面２３に当接させると共に摺動させる。このとき、接触端子３１の当接部３１１は、電極パッド２の表面２３に対して垂直方向に所定の荷重Ｆがかかるようにする。
【００４５】
この状態で、図４（Ｃ）に示すごとく、電極パッド２の中央付近まで接触端子３１を摺動させたとき、電極パッド２がどの程度削れたかを観察する。すなわち、接触端子３１の摺動後、電極パッド２を観察し、セラミック基板１１が露出しているか否かを観察する。そして、露出しているときを不良とし、露出していないときを良と判断する。この試験を、各水準につき、２０個のサンプルすべてについて行った。そして、各サンプルにおける２０個中の不良品の個数を調べた。その結果を、表１、表２に示す。
【００４６】
【表１】
2009192523.tif 000003
【００４７】
【表２】
2009192523.tif 000004
【００４８】
表１、表２から分かるように、電極パッドが１層である水準１〜３がいずれも荷重Ｆを１０Ｎとしたときに他と比べて極端に不良が生じている。一方、電極パッドが２層である場合（表１における水準４〜１１）には、電極パッドが１層で形成される場合よりも不良品の個数が低減されていることが分かる。ただし、表２から分かるように、電極パッドが２層で形成されている場合であっても、最下層２２よりも最上層２１におけるセラミックス（アルミナ）の配合量が多い（金属（白金）の配合量が少ない）場合（表２における水準１２〜２５）には、電極パッドの強度を十分に向上させているとは言いがたい。
【００４９】
次に、表１における水準４〜１１の結果から、最上層２１におけるセラミックス（アルミナ）の配合量は、貴金属（白金）に対する重量比で、１重量％以下であることが好ましいこと、また、最下層２２におけるセラミックス（アルミナ）の配合量は、貴金属（白金）に対する重量比で、６〜３０重量％であることが好ましいことが分かる。
さらに言えば、最上層２１については上記重量比が１重量％以下、かつ、最下層２２については上記重量比が１２〜３０重量％であれば（表１における水準５〜７、９〜１１）、より一層電極パッドの強度を確保できることが分かる。
【００５０】
以上の結果から、最上層２１については、貴金属（白金）に対するセラミックス（アルミナ）の重量比が１重量％以下、かつ、最下層２２については、上記重量比が６〜３０重量％であれば（表１における水準４〜１１）、充分に電極パッドの強度を確保でき、さらに、最下層２２については上記重量比が１２〜３０重量％であれば（表１における水準５〜７、９〜１１）、より一層電極パッドの強度を確保できることが分かる。
【００５１】
（実施例３）
本例は、表３、図５に示すごとく、実施例１に示したガスセンサ素子１における電極パッド２の最上層２１と最下層２２との膜厚と、電極パッド２の強度との関係を調べた例である。
すなわち、最上層２１の膜厚を３〜２０μｍの間で変化させるとともに、最下層２２の膜厚を８〜２０μｍの間で変化させて、８水準の試料を、それぞれ２０個ずつ作製した。その８水準の試料において最上層２１及び最下層２２のそれぞれにおけるＰｔに対するＡｌ2Ｏ3の含有量は任意の値とした。
そして、それぞれの水準について、上記実施例２と同様の削れ試験を行った。
その結果を、表３、図５に示す。表３には、各サンプルにおける２０個中の不良品の個数を示してある。また、図５において、◎は２０個すべての試料について荷重Ｆが２０Ｎでも良であったことを示し、○は２０個すべての試料について荷重Ｆが１０Ｎまで良であったことを示し、△は荷重Ｆが５Ｎまで良であったことを示す。
【００５２】
【表３】
2009192523.tif 000005
【００５３】
表３、図５から分かるように、荷重Ｆが１０Ｎの際にも不良が発生しなかったのは、Ｐｔに対するＡｌ2Ｏ3の含有量にかかわらず、最上層２１の膜厚が４μｍ以上、かつ、最下層２２の膜厚が１２μｍ以上の場合のみであった（表３における水準４、５、７、８参照）。なお、電極パッド２の総厚みが３０μｍを超える場合には、コスト面等において不利となるため、ここでは、総厚み３０μｍ以下において試験を行った。
以上の結果から、Ｐｔに対するＡｌ2Ｏ3の含有量にかかわらず、最上層２１の膜厚については４μｍ以上、かつ、最下層２２の膜厚については１２μｍ以上あれば、充分に電極パッドの強度を確保できることが分かる。
【００５４】
（参考例１）
本例は、図６に示すごとく、電極パッド２を、貴金属とセラミックスとガラス成分との混合材料によって構成したガスセンサ素子１０の例である。
電極パッド２は、貴金属に対するガラス成分の重量比は、０．１重量％以上とする。
また、電極パッド２の厚みｔ３は、１２〜３２μｍである。
【００５５】
上記電極パッド２における貴金属としては白金を用い、上記電極パッド２におけるセラミックスとしてはアルミナを用いる。また、上記ガラス成分としては、酸化珪素（ＳｉＯ2）を主成分とし、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を添加してなるものとすることができる。
また、電極パッド２におけるセラミックスの配合量は、貴金属に対して３０重量％以下とし、より好ましくは、６〜１２重量％とする。
また、実施例１とは異なり、本例の電極パッド２は、一層にて構成することができる。
その他は、実施例１と同様である。
【００５６】
本例のガスセンサ素子１０においては、電極パッド２が、貴金属とセラミックスとガラス成分との混合材料からなる。すなわち、電極パッド２には、ガラス成分が含有されている。これにより、電極パッド２の焼結強度を向上させると共に硬度を向上させることができる。そのため、接触端子３１を電極パッド２の表面２３において摺動させたとき、電極パッド２に損傷を与えることを抑制することができる。
その結果、電極パッド２における接触端子３１との接続信頼性を向上させることができる。
【００５７】
また、電極パッド２は、貴金属に対するガラス成分の重量比が０．１重量％以上であるため、効果的に、電極パッド２の焼結強度を向上させることができると共に硬度を向上させることができる。
また、電極パッド２は、１２μｍ以上の厚みを有するため、電極パッド２の強度を充分に確保することができる。
【００５８】
以上のごとく、本例によれば、電極パッド２における接続信頼性に優れたガスセンサ素子１０を提供することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５９】
（参考例２）
本例は、表４に示すごとく、参考例２に示したガスセンサ素子１０におけるガラス成分の添加量及び電極パッド２の膜厚と、電極パッド２の強度との関係を調べた例である。
すなわち、ガラス成分の添加量を、貴金属（白金）に対する重量比として０〜１０重量％の間で変化させると共に、電極パッド２の膜厚を８〜３２μｍの間で変化させて、表４に示す６水準の試料を作成した。なお、セラミックス（アルミナ）の添加量は、いずれも、貴金属（白金）に対して１２重量％とした。
各水準につき、１０個の試料を作成し、それぞれにつき実施例２と同様の削れ試験を行った。
その結果を表３に示す。
【００６０】
【表４】
2009192523.tif 000006
【００６１】
表４から分かるように、荷重Ｆを１０Ｎとして削れ試験を行ったときにも不良が生じなかったのは、ガラス添加量が０．１重量％以上であり、かつ電極パッド２の膜厚が１２μｍ以上のものであった。
以上の結果から、ガラス添加量は、貴金属に対する重量比で０．１重量％以上とすることが好ましく、また、電極パッド２の厚みは、１２μｍ以上であることが好ましいことが分かる。
【００６２】
なお、上記実施例１の変形例として、電極パッド２が３層以上の構造を有していてもよい。また、電極パッド２が層構造を有さず、厚み方向に貴金属の含有量が徐々に変化するようなグラデーション構造となっていてもよい。
また、上記実施例１と参考例１とを組み合わせた構造とすることもできる。例えば、実施例１における最上層２１及び最下層２２の少なくとも一方にガラス成分を添加することにより、一層、電極パッド２の強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】実施例１における、ガスセンサ素子の電極パッドの断面図。
【図２】実施例１における、ガスセンサ素子の斜視図。
【図３】実施例１における、ガスセンサの縦断面説明図。
【図４】実施例２における、削れ試験方法の説明図。
【図５】実施例３における、削れ試験結果を示す線図。
【図６】参考例１における、ガスセンサ素子の電極パッドの断面図。
【符号の説明】
【００６４】
１  ガスセンサ素子
１１  セラミック基板
２  電極パッド
２０１  表面領域
２０２  密着領域
２１  最上層
２２  最下層
２３  表面
３  外部リード
３１  接触端子
３１１  当接部
【図１】
2009192523.tif 000007
【図２】
2009192523.tif 000008
【図３】
2009192523.tif 000009
【図４】
2009192523.tif 000010
【図５】
2009192523.tif 000011
【図６】
2009192523.tif 000012