接触燃烧式气体传感器及其制造方法技术

本发明专利技术提供接触燃烧式气体传感器，其具备：基板；催化层，其包含催化剂，该催化剂用于促进检测对象气体的化学反应；测温元件，其至少检测所述催化层的上升温度；支撑部件，其向所述测温元件传递因所述化学反应产生的热并由彼此连接的支撑脚及支撑体构成，所述支撑脚设于所述基板和所述催化层之间并将所述催化层从所述基板分开，所述支撑体支撑所述催化层。

Contact combustion gas sensor and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
接触燃烧式气体传感器及其制造方法
本专利技术涉及接触燃烧式气体传感器及其制造方法。
技术介绍
在一般的接触燃烧式气体传感器中，在基板上设有催化层及加热器。催化层作为用于可燃气体燃烧的催化剂发挥作用。加热器促进该燃烧。在接触燃烧式气体传感器中，通过利用热电堆等温度测量元件测量该燃烧的热量而确定可燃气体的量(例如，参照专利文献1)。在上述专利文献1记载的气体传感器中，在基板上的小面积区域内设有催化层。该催化层作为用于可燃气体燃烧的催化剂发挥作用。但是，由于催化层被限制在小面积区域内，因此，无法从可燃气体获得充分的燃烧热。因此，无法提高检测对象气体的检测灵敏度。现有技术文献专利文献专利文献1：(日本国)特开2001-99801号公报
技术实现思路
本专利技术要解决的课题是提供能够提高检测对象气体的检测灵敏度的接触燃烧式气体传感器及其制造方法。为了解决上述问题，本专利技术的一个形态为接触燃烧式气体传感器，其具备：基板；催化层，其包含催化剂，该催化剂用于促进检测对象气体的化学反应；测温元件，其至少检测所述催化层的上升温度；支撑部件，其向所述测温元件传递因所述化学反应产生的热并由彼此连接的支撑脚及支撑体构成，所述支撑脚设于所述基板和所述催化层之间并将所述催化层从所述基板分开，所述支撑体支撑所述催化层。另外，本专利技术的一个形态为接触燃烧式气体传感器的制造方法，其包括：设置基板；设置催化层，所述催化层包含用于促进检测对象气体的化学反应的催化剂；设置测温元件，所述测温元件至少检测所述催化层的上升温度；设置支撑部件，其为向所述测温元件传递因所述化学反应产生的热并由彼此连接的支撑脚及支撑体构成，所述支撑脚设于所述基板和所述催化层之间并将所述催化层从所述基板分开，所述支撑体支撑所述催化层。专利技术效果根据本专利技术的接触燃烧式气体传感器及其制造方法，能够提高检测对象气体的检测灵敏度。附图说明图1是表示第一实施方式的接触燃烧式气体传感器的图，(A)是俯视图，(B)是(A)的B-B线剖面图。图2是依次表示在第一制造工序中制造接触燃烧式气体传感器的情形的图，(A)是俯视图，(B)是(A)的B-B线剖面图，(C)是(A)的C-C线剖面图。图3是依次表示在第二制造工序中制造接触燃烧式气体传感器的情形的图，(A)是俯视图，(B)是(A)的B-B线剖面图，(C)是(A)的C-C线剖面图。图4是依次表示在第三制造工序中制造接触燃烧式气体传感器的情形的图，(A)是俯视图，(B)是(A)的B-B线剖面图，(C)是(A)的C-C线剖面图。图5是依次表示在第四制造工序中制造接触燃烧式气体传感器的情形的图，(A)是俯视图，(B)是(A)的B-B线剖面图，(C)是(A)的C-C线剖面图。图6是表示第二实施方式的接触燃烧式气体传感器的图，(A)是俯视图，(B)是(A)的B-B线剖面图。图7是表示第三实施方式的接触燃烧式气体传感器的图，(A)是俯视图，(B)是(A)的B-B线剖面图。图8是表示第三实施方式的、在第一制造工序中的接触燃烧式气体传感器的图，(A)是俯视图，(B)是(A)的B-B线剖面图，(C)是(A)的C-C线剖面图。图9是表示第三实施方式的、在第二制造工序中的接触燃烧式气体传感器的图，(A)是俯视图，(B)是(A)的B-B线剖面图，(C)是(A)的C-C线剖面图。图10是表示第四实施方式的接触燃烧式气体传感器的图，(A)是俯视图，(B)是(A)的B-B线剖面图。图11是表示第五实施方式的接触燃烧式气体传感器的图，(A)是俯视图，(B)是(A)的B-B线剖面图。附图标记说明1～5…接触燃烧式气体传感器，11…基板，11A…基板主体，11B…绝缘上层，11C…凹部，11D…绝缘下层，13、61…加热器，14…测温元件，15、50、62、90…催化层，16…支撑部件，16A、92…支撑脚，16B、91…支撑体，16C…贯通孔，17…均热膜，19…表面布线，20…电线，21…芯片接合材料，31、81…基材，32、83…电极，33、82…过滤器，34…绝缘材料，40…隔热体，41…隔热体支撑脚，42…贯通孔，60…气体传感器主体，70…参照装置，71…参照层，111A…单晶硅层、111B、111C、111D、111E…绝缘膜层，111F…绝缘膜(牺牲膜)层，121…第一牺牲膜层，122…第二牺牲膜层，123…第三牺牲膜层，M…膜、CP…冷接点、HP…温接点。具体实施方式以下，对应用了本专利技术的接触燃烧式气体传感器及其制造方法的实施方式进行说明。在以下的第一实施方式～第五实施方式及各变形例中，对检测对象气体为氢气的情况的例子进行说明。需要说明的是，成为检测对象的气体也可以是氢气以外的可燃气体。另外，在各实施方式中，对共同的元素、部件等标注相同的标记，有时省略或简化其说明。在本专利技术的说明中，从后述的基板观察，以设有催化层的方向为上方，以相反的方向为下方。另外，关于层状、膜状、板状的元素、部件等，以上侧的表面为顶面(表面)，以下侧的表面为背面。[第一实施方式]对本专利技术的第一实施方式进行说明。图1是表示第一实施方式的接触燃烧式气体传感器的图，(A)是俯视图，(B)是(A)的B-B线剖面图。如图1(A)、(B)所示，本实施方式的接触燃烧式气体传感器1具备基板11。基板11具备：基板主体11A、绝缘上层11B、绝缘下层11D。基板主体11A由导热性优良的材料构成。例如，基板主体11A可以由单晶硅构成，但也可以由其他原材料构成。绝缘上层11B由在基板主体11A的表面侧设置的多个绝缘膜构成。绝缘上层11B由具有绝缘性且导热性低的材料构成，例如二氧化硅膜或氮化硅膜。绝缘下层11D在基板主体11A的背面形成为层状。在基板11的背面侧形成有凹部11C。凹部11C是通过对基板主体11A的一部分(图1(B)所示的大致中央部分)和绝缘下层11D的一部分(图1(B)所示的大致中央部分)进行蚀刻而形成的。在基板11的绝缘上层11B的、对凹部11C及绝缘下层11D进行蚀刻后从凹部11C露出的部分(图1(B)所示的大致中央部分)是膜(メンブレン，membrane)M，即绝热部HB。另外，基板11的除此以外的部分、即绝缘上层11B的对凹部11C及绝缘下层11D进行蚀刻后从凹部11C露出的部分以外的部分(非露出部)以及基板主体11A为非绝热部HT。非绝热部HT具备导热性优良的基板主体11A及利用导热性优良的芯片接合材料21与基板主体11A热连接的基材31。并且，非绝热部HT较广地面对流入到接触燃烧式气体传感器1的气体。因此，非绝热部HT受到该气体的温度的影响，其温度成为与流入到接触燃烧式气体传感器1的气体温度相同的温度或接近的温度。与此相反，由于绝热部HB的导热性低并与非绝热部HT不热连接，因此，绝热部本身和设于绝热部的部件难以受到流入到接触燃烧式气体传感器1的气体温度的影响。在基板11的下表面设有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接触燃烧式气体传感器，其具备：/n基板；/n催化层，其包含催化剂，该催化剂用于促进检测对象气体的化学反应；/n测温元件，其至少检测所述催化层的上升温度；/n支撑部件，其向所述测温元件传递因所述化学反应产生的热并由彼此连接的支撑脚及支撑体构成，所述支撑脚设于所述基板和所述催化层之间并将所述催化层从所述基板分开，所述支撑体支撑所述催化层。/n

【技术特征摘要】
20180607 JP 2018-1096751.一种接触燃烧式气体传感器，其具备：
基板；
催化层，其包含催化剂，该催化剂用于促进检测对象气体的化学反应；
测温元件，其至少检测所述催化层的上升温度；
支撑部件，其向所述测温元件传递因所述化学反应产生的热并由彼此连接的支撑脚及支撑体构成，所述支撑脚设于所述基板和所述催化层之间并将所述催化层从所述基板分开，所述支撑体支撑所述催化层。


2.根据权利要求1所述的接触燃烧式气体传感器，其中，
具备加热元件，其对所述催化层进行加热。


3.根据权利要求1所述的接触燃烧式气体传感器，其中，
所述测温元件包含热电堆。


4.根据权利要求1所述的接触燃烧式气体传感器，其中，
所述支撑体包含高导热材料。


5.根据权利要求1所述的接触燃烧式气体传感器，其中，
所述支撑体的膜厚比所述催化层的膜厚薄。


6.根据权利要求1所述的接触燃烧式气体传感器，其中，
在所述支撑体设有至少一个贯通孔。


7.根据权利要求1所述的接触燃烧式气体传感器，其中，
还具备在所述基板上层叠的绝缘层，所述绝缘层具有不被所述基板覆盖的膜，
在从层叠方向观察所述支撑体时的所述支撑体的面积比在从所述层叠方向观察所述膜时的所述膜的面积大，所述层叠方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：服部敦夫，
申请(专利权)人：雅马哈精密科技株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP