固体电解质集成器件、固体电解质集成器件的制造方法及固体电解质器件技术

本发明专利技术提供一种固体电解质集成器件，在该具有表面有绝缘性的基板的固体电解质集成器件中，第1下部电极层和第2上部电极层在第1主表面侧电连接，第1上部电极层、第1下部电极层、第2上部电极层及第2下部电极层均能够使离子穿过或/及具有离子氧化还原能力，且含有金属或金属氧化物这两者之一、或者这两者，还具有进行透气的透气部。

Manufacturing methods of solid electrolyte integrated devices, solid electrolyte integrated devices and solid electrolyte devices

The invention provides a solid electrolyte integrated device. In the solid electrolyte integrated device with a surface insulating substrate, the first lower electrode layer and the second upper electrode layer are electrically connected on the side of the first main surface, and the first upper electrode layer, the first lower electrode layer, the second upper electrode layer and the second lower electrode layer can make ions pass through or / and have the ability of ion oxidation-reduction, And containing one or both of metal or metal oxide, or both, and having a ventilating part for ventilating.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体电解质集成器件、固体电解质集成器件的制造方法及固体电解质器件
本专利技术涉及固体电解质集成器件、固体电解质集成器件的制造方法及固体电解质器件。
技术介绍
当前，固体电解质器件例如应用于氧传感器或氧浓缩器等。并且，为了提高固体电解质器件的集成效率并减少电流，有人提出了将多个固体电解质器件串联连接而进行集成的固体电解质集成器件的方案(例如参照专利文献1至3)。专利文献1：日本特开2006－315884号公报专利文献2：日本特开2007－100116号公报专利文献3：日本特开2015－222712号公报例如在上述专利文献1中公开了下述构造，即，在固体电解质层中形成通孔，经由该通孔串联连接多个电极。但是，在该构造中存在下述问题，即，有可能在设置有通孔的固体电解质层上产生应力，导致固体电解质集成器件损坏。另外，在专利文献2中公开了将多个固体电解质器件固定在定位凸起处并进行串联接合的电化学电池的构造。由此，在各个电化学电池之间无需设置用于连接配线的空隙，从而实现紧凑化。但是，在该专利文献2记载的构造中存在下述问题，即，在将凸起与固体电解质器件接合时产生应力，从而损坏固体电解质器件。另外，在上述专利文献3中公开了下述制造利用两片基板夹持固体电解质的薄膜(固体电解质层)的器件的方法，在该方法中，将电极/固体电解质/电极层叠于暂设的硅基板上而形成的层叠体与上部基板阳极键合，然后通过湿法蚀刻去除暂设的硅基板，然后将下部基板阳极键合。但是，在该专利文献3记载的构造中存在下述问题，即，在固体电解质层键合下部基板时，由于固体电解质层产生应力，从而该固体电解质层损伤。如上所述，在现有的固体电解质集成器件中，存在固体电解质层被施加应力而固体电解质集成器件损伤、损坏的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种固体电解质集成器件，其能够在减少电流的同时降低施加在固体电解质层上应力。根据本专利技术的一个方式所涉及的实施方式的固体电解质集成器件，为具有表面有绝缘性的基板的固体电解质集成器件，基板在其一个面上具有第1主表面，并具有设置在所述第1主表面的背面侧的第2主表面，设置有贯穿所述第1主表面和所述第2主表面之间的第1通孔、第2通孔这两个通孔，所述固体电解质集成器件具有：第1下部电极层，其以覆盖或框入所述第1通孔的位于所述第1主表面侧的第1开口部的一部分的方式设置在所述第1主表面上，具有导电性；第1固体电解质层，其与所述第1下部电极层电连接；第1上部电极层，其设置在所述第1主表面侧，隔着所述第1固体电解质层而与所述第1下部电极层分离，且与所述第1固体电解质层电连接；第2下部电极层，其以覆盖或框入所述第2通孔的位于所述第1主表面侧的第2开口部的一部分的方式设置在所述第1主表面上，具有导电性；第2固体电解质层，其位于所述第2下部电极层上，与所述第1固体电解质层分离地设置，且与所述第2下部电极层电连接；以及第2上部电极层，其设置在所述第1主表面侧，隔着所述第2固体电解质层而与所述第2下部电极层分离，且与所述第2固体电解质层电连接，所述第1下部电极层和所述第2上部电极层在所述第1主表面侧电连接，所述第1上部电极层、所述第1下部电极层、所述第2上部电极层及所述第2下部电极层均能够使离子穿过或/及具有离子氧化还原能力，且含有金属或金属氧化物这两者之一、或者这两者，还具有进行透气的透气部。专利技术的效果本专利技术的一个方式所涉及的固体电解质集成器件、固体电解质集成器件的制造方法及固体电解质器件，能够降低施加在固体电解质层的机械应力。附图说明图1是表示第1实施方式所涉及的固体电解质集成器件100的一个例子的剖面图。图2是从下方观察沿着图1所示的固体电解质集成器件100的基板10的第1主表面10a的平面附近的结构的仰视图。图3是表示将多个固体电解质集成器件串联连接了的固体电解质集成器件的结构的一个例子的俯视图。图4是表示将多个固体电解质集成器件串联连接了的固体电解质集成器件的结构的其它例子的俯视图。图5是表示将多个固体电解质集成器件串联连接了的固体电解质集成器件的结构的又一个例子的俯视图。图6是表示变形例1所涉及的固体电解质集成器件100的一个例子的剖面图。图7是从下方观察沿着图6所示的固体电解质集成器件100的基板10的第1主表面10a的平面附近的结构的仰视图。图8是表示变形例2所涉及的固体电解质集成器件100的一个例子的剖面图。图9是从下方观察沿着图8所示的固体电解质集成器件100的基板10的第1主表面10a的平面附近的结构的仰视图。图10是表示变形例3所涉及的固体电解质集成器件100的一个例子的剖面图。图11是从下方观察沿着图10所示的固体电解质集成器件100的基板10的第1主表面10a的平面附近的结构的仰视图。图12是表示图6所示的变形例1的固体电解质集成器件100的制造方法的工序的一个例子的剖面图。图13是表示接着图12的固体电解质集成器件100的制造方法的工序的剖面图。图14是表示接着图13的固体电解质集成器件100的制造方法的工序的剖面图。图15是表示接着图14的固体电解质集成器件100的制造方法的工序的剖面图。图16是表示接着图15的固体电解质集成器件100的制造方法的工序的剖面图。图17是表示图6所示的变形例1的固体电解质集成器件100的制造方法的工序的其他例子的剖面图。图18是表示接着图17的固体电解质集成器件100的制造方法的工序的剖面图。图19是表示接着图18的固体电解质集成器件100的制造方法的工序的剖面图。图20是表示接着图19的固体电解质集成器件100的制造方法的工序的剖面图。图21是表示接着图20的固体电解质集成器件100的制造方法的工序的剖面图。图22是表示接着图21的固体电解质集成器件100的制造方法的工序的剖面图。图23是表示接着图22的固体电解质集成器件100的制造方法的工序的剖面图。图24是表示接着图23的固体电解质集成器件100的制造方法的工序的剖面图。图25是表示第2实施方式所涉及的固体电解质集成器件100的一个例子的剖面图。图26是表示图25所示的第2实施方式所涉及的固体电解质集成器件100的制造方法的工序的一个例子的剖面图。图27是表示接着图26的固体电解质集成器件100的制造方法的工序的剖面图。图28是表示接着图27的固体电解质集成器件100的制造方法的工序的剖面图。图29是表示接着图28的固体电解质集成器件100的制造方法的工序的剖面图。图30是表示接着图29的固体电解质集成器件100的制造方法的工序的剖面图。具体实施方式以下，基于附图说明本专利技术所涉及的实施方式。【第1实施方式】图1是表示第1实施方式所涉及的固体电解质集成器件100的一个例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固体电解质集成器件，其具有表面有绝缘性的基板，/n其特征在于，/n所述基板在其一个面上具有第1主表面，并具有设置在所述第1主表面的背面侧的第2主表面，设置有贯穿所述第1主表面和所述第2主表面之间的第1通孔、第2通孔这两个通孔，/n所述固体电解质集成器件具有：/n第1下部电极层，其以覆盖或框入所述第1通孔的位于所述第1主表面侧的第1开口部的一部分的方式设置在所述第1主表面上，具有导电性；/n第1固体电解质层，其与所述第1下部电极层电连接；/n第1上部电极层，其设置在所述第1主表面侧，隔着所述第1固体电解质层而与所述第1下部电极层分离，且与所述第1固体电解质层电连接；/n第2下部电极层，其以覆盖或框入所述第2通孔的位于所述第1主表面侧的第2开口部的一部分的方式设置在所述第1主表面上，具有导电性；/n第2固体电解质层，其位于所述第2下部电极层上，与所述第1固体电解质层分离地设置，且与所述第2下部电极层电连接；以及/n第2上部电极层，其设置在所述第1主表面侧，隔着所述第2固体电解质层而与所述第2下部电极层分离，且与所述第2固体电解质层电连接，/n所述第1下部电极层和所述第2上部电极层在所述第1主表面侧电连接，/n所述第1上部电极层、所述第1下部电极层、所述第2上部电极层及所述第2下部电极层均能够使离子穿过或/及具有离子氧化还原能力，且含有金属或金属氧化物这两者之一、或者这两者，还具有进行透气的透气部。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170410 JP PCT/JP2017/0147091.一种固体电解质集成器件，其具有表面有绝缘性的基板，
其特征在于，
所述基板在其一个面上具有第1主表面，并具有设置在所述第1主表面的背面侧的第2主表面，设置有贯穿所述第1主表面和所述第2主表面之间的第1通孔、第2通孔这两个通孔，
所述固体电解质集成器件具有：
第1下部电极层，其以覆盖或框入所述第1通孔的位于所述第1主表面侧的第1开口部的一部分的方式设置在所述第1主表面上，具有导电性；
第1固体电解质层，其与所述第1下部电极层电连接；
第1上部电极层，其设置在所述第1主表面侧，隔着所述第1固体电解质层而与所述第1下部电极层分离，且与所述第1固体电解质层电连接；
第2下部电极层，其以覆盖或框入所述第2通孔的位于所述第1主表面侧的第2开口部的一部分的方式设置在所述第1主表面上，具有导电性；
第2固体电解质层，其位于所述第2下部电极层上，与所述第1固体电解质层分离地设置，且与所述第2下部电极层电连接；以及
第2上部电极层，其设置在所述第1主表面侧，隔着所述第2固体电解质层而与所述第2下部电极层分离，且与所述第2固体电解质层电连接，
所述第1下部电极层和所述第2上部电极层在所述第1主表面侧电连接，
所述第1上部电极层、所述第1下部电极层、所述第2上部电极层及所述第2下部电极层均能够使离子穿过或/及具有离子氧化还原能力，且含有金属或金属氧化物这两者之一、或者这两者，还具有进行透气的透气部。


2.根据权利要求1所述的固体电解质集成器件，其特征在于，
所述第1下部电极层具有被所述第1固体电解质层覆盖的第1区域、和未被所述第1固体电解质层覆盖的第2区域，
所述第1下部电极层的所述第2区域与所述第2上部电极层电连接。


3.根据权利要求2所述的固体电解质集成器件，其特征在于，
所述第1下部电极层的包含所述第2区域的所述部分，被所述第2上部电极层覆盖。


4.根据权利要求2所述的固体电解质集成器件，其特征在于，
所述第2固体电解质层的侧面的一部分被所述第2上部电极层覆盖。


5.根据权利要求1所述的固体电解质集成器件，其特征在于，
所述第1固体电解质层和所述第2固体电解质层经由所述第1下部电极层及所述第2上部电极层而电气地串联连接，
所述第2上部电极层从所述第2固体电解质层的一端上起延展至所述第1下部电极层的一端上。


6.根据权利要求1所述的固体电解质集成器件，其特征在于，
还具有：第1追加电极层，其设置在所述第1通孔内的所述第1开口部附近，且与所述第1下部电极层电连接；以及
第2追加电极层，其设置在所述第2通孔内的所述第2开口部附近，且与所述第2下部电极层电连接。


7.根据权利要求1所述的固体电解质集成器件，其特征在于，
在所述第1下部电极层中设置第3通孔，其沿上下方向贯穿，且与所述基板的所述第1通孔连通，
在所述第2下部电极层中设置第4通孔，其沿上下方向贯穿，且与所述基板的所述第2通孔连通。


8.根据权利要求7所述的固体电解质集成器件，其特征在于，
所述第1下部电极层的所述第3通孔内填充所述第1固体电解质层的一部分，
所述第2下部电极层的所述第4通孔内填充所述第2固体电解质层的一部分。


9.根据权利要求7所述的固体电解质集成器件，其特征在于，
在所述第1上部电极层中设置有第5通孔，其沿上下方向贯穿，且穿过所述第1下部电极层的所述第3通孔的、垂直于所述第1主表面的法线穿过所述第5通孔，
在所述第2上部电极层中设置有第6通孔，其沿上下方向贯穿，且穿过所述第2下部电极层的所述第4通孔的、垂直于所述第1主表面的法线穿过所述第6通孔。


10.根据权利要求1所述的固体电解质集成器件，其特征在于，
所述第1固体电解质层从所述第1下部电极层的上表面起覆盖至侧面的一部分为止，
所述第2固体电解质层从所述第2...

【专利技术属性】
技术研发人员：井手慎吾，八岛勇，久米健士，
申请(专利权)人：三井金属矿业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP