气体传感器元件的制作方法

本发明涉及气体传感器元件。

背景技术：

1、以往，已知有对汽车的尾气等被测定气体中的气体成分进行测定的气体传感器。气体传感器具有气体传感器元件，该气体传感器元件具备例如层叠着的多个陶瓷层和在其长度方向上的一侧形成的检测部。这样的气体传感器元件中，在陶瓷层之间形成有包括发热部的加热器层。并且，发热部的通电端子及监测电极这样的导电部有时夹着1个或多个陶瓷层而设置于一侧和另一侧。因此，在陶瓷层形成有用于将这些导电部在整个厚度方向上电连接的贯通孔。

2、专利文献1公开一种气体传感器元件，其具备：形成有第一贯通孔的第一陶瓷层、以及层叠于第一陶瓷层的形成有第二贯通孔的第二陶瓷层。该气体传感器元件中，在第一贯通孔的内周面形成有第一导体部，并且，在第二贯通孔的内周面形成有第二导体部，实现了第一导体部与第二导体部之间的电接触。另外，专利文献2公开一种气体传感器元件，其具有陶瓷片材，该陶瓷片材具备贯穿表面和背面的通孔，且具有使表面和背面电导通的电导图案。该气体传感器元件中，在通孔的内壁面印刷有绝缘用的糊料，在该绝缘用的糊料上印刷有导电层用糊料，以使得表面和背面电连接。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本特开2008－046112号公报

6、专利文献2：日本特许第4421756号

技术实现思路

1、专利文献1中公开的那样的构成的气体传感器元件有时在贯通孔的内周面与导体部之间具有间隙。如果该间隙中所存在的水分等液体成分在加热器层移动而到达发热部及其附近，在此因发热部的热而蒸发变成水蒸汽等，则局部压力上升。据此，有时在气体传感器元件的内部结构中发生剥离，导致气体传感器元件破损。这也适用于专利文献2中公开的那样的构成的气体传感器元件。亦即，贯通孔的内周面与绝缘用糊料之间所存在的液体成分在绝缘用糊料及加热器层移动而到达发热部及其附近，在此随着周围的温度上升而蒸发，压力局部升高，由此有可能发生同样的剥离。像这样，形成贯通孔的内周面的陶瓷和印刷于内周面上或填充于贯通孔内的部件中材料不同的情况下，当两者之间产生间隙，则可能导致剥离的水分进入于其中，可能导致气体传感器元件破损。

2、本发明的一个方面是鉴于上述情况而实施的，其目的在于，提供在形成于陶瓷层的贯通孔的内壁面和与该内壁面接触的坯料之间不易产生间隙的气体传感器元件。

3、本发明为了解决上述课题而采用以下的构成。

4、本发明的第一观点所涉及的气体传感器元件具备发热部和陶瓷层。陶瓷层构成为：具有第一面和位于所述第一面的相反侧的第二面，且由所述发热部进行加热。所述陶瓷层具有贯通孔，该贯通孔沿着从所述第一面朝向所述第二面的厚度方向贯穿该陶瓷层，构成用于将所述第一面侧和所述第二面侧电连接的通孔。所述贯通孔由沿着所述厚度方向延伸的第一内壁面和与第一内壁面连续且规定出比所述第一内壁面更向所述陶瓷层的内侧凹陷的凹部的第二内壁面划定。将所述陶瓷层的厚度设为1时，所述第一内壁面的以最靠近所述贯通孔的中心轴的位置为基准至所述凹部的最里位置为止的长度为0.05以上且0.20以下。

5、根据第一观点，沿着厚度方向贯穿陶瓷层的通孔用的贯通孔中形成有朝向陶瓷层的内侧凹陷的凹部。并且，相对于该陶瓷层的厚度而言，以最靠近贯通孔的中心轴的位置为基准的凹部的最大深度为0.05以上且0.15以下。据此，在利用陶瓷层和不同的材料形成通孔时，划定贯通孔的陶瓷的第一内壁面及第二内壁面与不同的材料之间的密合性提高，在它们之间不易产生间隙。

6、本发明的第二观点所涉及的气体传感器元件在上述第一观点所涉及的气体传感器元件的基础上，将所述陶瓷层的厚度设为1时，所述第一内壁面的以最靠近所述贯通孔的中心轴的位置为基准至所述凹部的最里位置为止的长度为0.10以上且0.20以下。

7、本发明的第三观点所涉及的气体传感器元件在第一观点或第二观点所涉及的气体传感器元件的基础上，所述第二内壁面在所述贯通孔的整周上连续，所述凹部由所述第二内壁面规定为从所述第一面侧观察呈环状。

8、根据第三观点，凹部形成为在贯通孔的绕着中心轴的整周连续。据此，能够使陶瓷与不同的材料之间的密合性进一步提高。

9、本发明的第四观点所涉及的气体传感器元件在第一观点至第三观点中的任一观点所涉及的气体传感器元件的基础上，所述第二内壁面在所述厚度方向上存在于偏向所述第一面侧的位置及偏向所述第二面侧的位置中的至少一方。

10、本发明的第五观点所涉及的气体传感器元件在第一观点至第四观点中的任一观点所涉及的气体传感器元件的基础上，所述第二内壁面沿着所述厚度方向而存在多个。

11、本发明的第六观点所涉及的气体传感器元件在第一观点至第五观点中的任一观点所涉及的气体传感器元件的基础上，还具备导电部，该导电部具有导电性，且形成为将所述贯通孔的内部填满。

12、本发明的第七观点所涉及的气体传感器元件在第一观点至第六观点中的任一观点所涉及的气体传感器元件的基础上，所述发热部配置于所述陶瓷层的所述第一面侧，所述通孔将所述发热部和所述陶瓷层的所述第二面侧的要素电连接。

13、本发明的第八观点所涉及的气体传感器元件在第一观点至第七观点中的任一观点所涉及的气体传感器元件的基础上，构成为：对被测定气体中的氮氧化物的浓度进行测定。

14、发明效果

15、根据本发明，可以提供在形成于陶瓷层的贯通孔的内壁面和与该内壁面接触的不同的材料之间不易产生间隙、据此在内部的结构不易发生剥离的气体传感器元件。

技术特征：

1.一种气体传感器元件，其中，具备：

2.根据权利要求1所述的气体传感器元件，其中，

3.根据权利要求1或2所述的气体传感器元件，其中，

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的气体传感器元件，其中，

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的气体传感器元件，其中，

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的气体传感器元件，其中，

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的气体传感器元件，其中，

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的气体传感器元件，其中，

技术总结
本发明提供一种气体传感器元件，其中，在形成于陶瓷层的贯通孔的内壁面和与该内壁面接触的坯料之间不易产生间隙。气体传感器元件具备发热部和陶瓷层。陶瓷层构成为：具有第一面和位于第一面的相反侧的第二面，且由发热部进行加温。陶瓷层具有贯通孔，该贯通孔沿着从第一面朝向第二面的厚度方向贯穿陶瓷层，构成用于将第一面侧和第二面侧电连接的通孔。贯通孔由沿着厚度方向延伸的第一内壁面和与第一内壁面连续且规定出比第一内壁面更向陶瓷层的内侧凹陷的凹部的第二内壁面划定。将陶瓷层的厚度设为1时，第一内壁面的以最靠近贯通孔的中心轴的位置为基准至凹部的最里位置为止的长度为0.05以上且0.20以下。

技术研发人员：田边悠马,梶田悠生
受保护的技术使用者：日本碍子株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15