本发明专利技术公开的是气体传感器及其制造方法。其中,在基座上设有凹陷部位和三根引线,中间的引线弯向凹陷部位相反的一侧,其他的引线弯向凹陷部位。把传感器主体的中心电极安装在中间的引线和凹陷部位的底部,兼作加热器用的电极装在引线上,在小的基座上使传感器主体用四点支撑。(*该技术在2020年保护过期,可自由使用*)
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气体传感器,特别是在兼作加热器用的电极线圈内穿入中心电极后,埋在金属氧化物半导体小珠中的气体传感器。本申请人曾提出过在兼作加热器用的电极线圈内穿入中心电极后,埋在金属氧化物半导体小珠中,把中心电极的一端与线圈的两端装在支杆上,三点支撑的气体传感器方案(特开昭61-264264)。但这样的传感器由于是三点支撑机械强度不够,中心电极相对于线圈定位困难。本专利技术的目的是提供一种机械强度高、传感器电阻等特性的标准离差小的。本专利技术中,线圈和中心电极都埋入金属氧化物半导体小珠后,把金属氧化物半导体放在基座凹陷部位的上面,线圈的两端装在基座上的三根引线中的两根上。如能把中心电极定位在线圈的中心,就能减小气体传感器电阻值等的标准离差。而中心电极两端可引到基座外,例如用夹头等可以定位。同样可用三根引线中剩余的中间的一根使中心电极的一端定位,使另一端在凹陷部位或基座外定位。因此能使气体传感器特性的标准离差小。中心电极一端用引线固定,另一端用基座表面或凹陷部位内或另一引线固定。因此传感器主体呈4点支撑,与3点支撑相比机械强度显著增加。在基座成形时把三根引线做成板状,在同一平面平行地贯通在基座内,把中心的一根弯向凹陷部位相反一侧,其他两根弯向凹陷部位的话,容易把引线与有凹陷部位的基座结合成一体成形。并且能够把基座的主要平面有效地分配给三根引线弯曲后放置的部位和凹陷部位,以使用小的基座。使凹陷部位延伸到基座侧面,把中心电极的另一端装在基座的底部的话,中心电极容易装拆,可以搞成大的凹陷部位。另外由于中心电极在凹陷部位底部和线圈之间弯曲,长度上有富余,增加了对下落等冲击的耐久性。要预先使中心电极留有余量,不仅仅限于把其一端装在凹陷部位底部,也可以把弯曲设在安装部位和线圈内之间。本专利技术的气体传感器的制造方法,是把线圈的两端装在基座凹陷部位两侧的引线上,把中心电极穿入线圈内相对于线圈定位,然后使小珠成形。因此减少中心电极和线圈间隔的偏差,能使传感器特性均匀。而且因中心电极的两端固定,传感器主体成为4点支撑,机械强度增加。中心电极的定位例如可夹住中心电极两端定位,或一端用引线定位,夹住另一端来定位。为减少电力消耗,中心电极要采用细丝,这样的话一点缺陷没有地切断中心电极和把中心电极笔直地穿入线圈会很困难。采用把中心电极的细丝从毛细管中抽出,把毛细管向前送使细线穿入线圈内,随后抓住细丝的头部再把毛细管退出,从毛细管中把细丝抽出。然后把细丝熔断,熔断部位变成小球,可以不弯曲而切断。而且头部为小球的不弯曲的、没有缺陷的细丝容易笔直穿入线圈内。这样把中心电极的细丝穿入线圈内,从毛细管中抽出,把头部搞成小球。下面结合附图说明本专利技术的实施例。附图中图1表示实施例的气体传感器的主要部件的平面图;图2表示实施例的气体传感器的主要部件的侧视图;图3表示凹陷部位上的传感器主体的剖面图;图4表示凹陷部位上的传感器主体的侧视图;图5表示中心电极夹头的平面图;图6是传感器主体变形例的剖面图;图7是基座变形例的平面图;图8表示最佳实施例的气体传感器的平面图;图9是图8的气体传感器Ⅸ-Ⅸ方向主要部件的剖面图;图10是图8的气体传感器Ⅹ-Ⅹ方向主要部件的剖面图;图11是最佳实施例的气体传感器的制造工序图;图12是图11以后的制造工序。图1~图5表示实施例,图1为气体传感器主要部件的平面图,图2为侧视图。2为气体传感器,4为传感器主体,传感器主体是在兼作加热器用的电极线圈6的中心部位穿入中心电极8,然后把线圈6和中心电极8埋入SnO2等随气体不同电阻值发生变化的金属氧化物半导体小珠10中。金属氧化物半导体不仅限于SnO2,ZnO、In2O3、WO3等都可以。此外线圈6和中心电极8的材质希望采用导热率高而电力消耗大但容易焊接的Pt和导热率低而电力消耗小的贵金属合金丝,例如Pt-W、Pt-Cr、Pt-Au、Au-Pd-Mo、Pt-ZGS(利用氧化锆使Pt的晶界稳定化的合金)。12为基座,在此表示使用合成树脂基座的例子,也可以使用玻璃基座。14、15、16为至少三根金属引线,最好是板状,在基座12内看几乎在同一平面平行布置,它们的腿部24、25、26穿过基座12,在基座12成形时搞成一体。如图2所示,三根腿部24~26一起平行放在同一平面内,成形时平行放在金属模中做成基座12。18为凹陷部位,在基座成形时,例如其尺寸可搞成宽1mm×长2mm×深1mm。三根引线14~16底部要与基座12的表面相接,其中把中间的引线15弯向与凹陷部位18相反的一侧,两侧的引线14、16弯向与中间引线15相反的方向,其边缘与凹陷部位18平行,这样做可以有效利用基座12直径方向上的长度,可采用小的基座。20~23为线圈6和中心电极8的连接部位,其中20~22一般用并行间隙焊接把线圈6的两端附近和中心电极8一端附近装在引线14~16上。23是利用并行间隙焊接的热量加在中心电极8另一端附近使周围的基座熔化,把中心电极8的另一端粘在基座上的。以此把小珠10支撑在凹陷部位18上。再有中心电极8另一端附近也可以在上述三根引线的基础上再加装另一根引线。安装也未必使用焊接,例如也可以使用超声波热压粘接等,在连接部位23也可以使用粘接剂安装。图1中省略了帽,实际使用时要用图2虚线表示的帽30。32是开口,在此部分设有防爆用金属网等。如图3所示,在连接部位20、21把线圈6两端附近装在引线14,16上,把小珠10支撑在凹陷部位18上。因在基座上设有凹陷部位18,使线圈6能保持在基座表面上低的位置。而且在线圈内穿入中心电极8的话,能把中心电极放置在基座表面附近的高度,可以把中心电极靠向基座安装。如图4所示,小珠10内,也就是线圈6内,把中心电极8仅向上吊起距基座12表面大约H的高度。因此使中心电极8处于无约束状态,把中心电极8与它的两端相比,从基座表面看,在线圈6内保持在高度仅为H的位置。用图5说明传感器2的制造方法。首先在同一平面内平行布置三根引线14~16,把它的三根腿24~26连接在图中未表示的连杆上,使用图5左和右的金属模和为设置凹陷部位18的金属模共三块金属模,用树脂等把基座12和引线14~16做成一体。然后把中间的引线15弯向与凹陷部位18相反的一侧,两侧的引线14、16弯向与中间的引线15相反的方向,各引线的底面大体与基座12表面相接。再有弯曲引线14~16既可在成形前,也可在成形后,怎样做都可以。接着在连接部位20和21用并行间隙焊接把线圈6装在引线14和16上。再把中心电极8穿入线圈6的中心部位,从基座12外的两侧用夹头34、35夹住定位,用并行间隙焊接装在连接部位22、23。其后使小珠10成形、烧结。或者反过来,也可以在用夹头34、35夹住中心电极8的状态下使小珠10成形,然后装在连接部位22、23上。本专利技术的传感器制造方法中,因引线和基座可一体成形,能降低基座制作成本。再有因能有效利用基座表面,所以可以使用小的基座。因从两侧夹住中心电极8,位置可以微调,所以中心电极容易定位,能把中心电极8设置在线圈6的中心。图6表示传感器主体的变形例。因在线圈6和连接部位20、21之间产生自然弯曲部分,它能吸收振动和冲击,几乎不存在线圈6断丝的情况。与此相反,断丝集中发生在中心电极8本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种气体传感器,其特征为:该传感器具有的传感器主体是在兼作加热器用的线圈中穿入中心电极,把上述线圈和中心电极埋入金属氧化物半导体小珠内制成的,该气体传感器包括有至少三根引线和凹陷部位的基座,上述线圈的两端附近和上述中心电极的一端附近被装在上述三根引线上,上述小珠支撑在上述凹陷部位,而且上述中心电极的另一端附近被装在基座或另外的引线上。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:野村徹,吉村知子,田尻裕一朗,大越秀树,岸本让,
申请(专利权)人:费加罗技研株式会社,
类型:发明
国别省市:JP[日本]
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