气体传感器元件的制造方法技术

本发明专利技术提供气体传感器元件的制造方法，能够基于根据特定离子的浓度差在第一电极(13)与第二电极(14)之间流动的电流亦即极限电流来检测特定离子的浓度的气体传感器元件(10)的制造方法具备：升温工序(S102)、电流测定工序(S103、S107、S109、S111)、以及调整工序(S106、S108、S110)。在升温工序中，对加热器(15)通电，使固体电解质层(12)升温。在电流测定工序中，对第一电极(13)以及第二电极(14)施加电压，测定极限电流。在调整工序中，通过使用超短脉冲激光除去扩散阻抗层来调整导入路径的距离亦即扩散距离，以使极限电流成为最终标准范围内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气体传感器元件的制造方法相关申请的交叉引用本申请基于2018年4月12日申请的专利申请号2018－076926号，在此引用其记载内容。
本公开涉及气体传感器元件的制造方法。
技术介绍
以往，已知有利用激光束的工件的处理方法。例如在专利文献1中，使用超短脉冲激光进行所希望的除去几何形状的激光穿孔。专利文献1：日本专利第6022038号公报然而，例如在制造气体传感器元件的情况下，希望加工为检测的电流等物理量成为所希望的值。然而在专利文献1中，并未提及除几何形状以外的任何物理性质。本公开的目的在于提供一种能够减少传感器元件的检测偏差的气体传感器元件的制造方法。
技术实现思路
本公开的气体传感器元件的制造方法具备：升温工序、电流测定工序、以及调整工序。气体传感器元件具有：固体电解质层、第一电极、第二电极、加热器、以及扩散阻抗层，能够基于在第一电极与第二电极之间流动的电流亦即极限电流来检测特定离子的浓度。固体电解质层能够传导测定气体中的特定离子。第一电极设置于固体电解质层的被导入测定气体的一侧的面亦即第一主面。第二电极设置于固体电解质层的与第一主面相反侧的面亦即第二主面。加热器设置于第二主面侧，使固体电解质层升温。扩散阻抗层设置于向设置第一电极的位置导入测定气体的导入路径，并且测定气体能够穿过。在升温工序中，对加热器通电，使固体电解质层升温。在电流测定工序中，对第一电极以及第二电极施加电压，测定极限电流。在调整工序中，通过使用超短脉冲激光除去扩散阻抗层来调整导入路径的距离亦即扩散距离，以使极限电流成为规定范围内。在本公开中，由于在电流测定工序中测定极限电流，并除去扩散阻抗层以使极限电流成为规定范围内，所以能够减少每个气体传感器元件的检测偏差。附图说明通过下述的详细描述并参照附图，本公开的上述目的以及其它目的、特征、优点变得更加明确。该附图为：图1是表示根据一实施方式的气体传感器的剖视图。图2是表示根据一实施方式的气体传感器元件的剖视图。图3是表示根据一实施方式的制造装置的示意图。图4是对根据一实施方式的气体传感器元件的制造方法进行说明的流程图。图5是对根据一实施方式的气体传感器元件的制造方法进行说明的时序图。图6是表示根据一实施方式的粗加工工序中的扩散阻抗层的除去范围的示意图。图7是表示根据一实施方式的精加工工序中的扩散阻抗层的除去范围的示意图。图8是表示根据其它实施方式的气体传感器元件的剖视图。图9是表示根据其它实施方式的气体传感器元件的剖视图。图10是表示根据其它实施方式的气体传感器元件的立体图。具体实施方式(一实施方式)以下，基于附图对气体传感器元件的制造方法进行说明。如图1所示，根据一实施方式的气体传感器1具备：气体传感器元件10、壳体30、第一绝缘子31、第二绝缘子32、盖33、接触端子34、导线35、衬套36、内侧盖37、以及外侧盖38等。在本实施方式中，气体传感器1配置于未图示的车辆的排气管，以大气为基准气体，检测作为检测气体的排出气体中的氧浓度，从而用于检测内燃机的空燃比。在图1中，将纸面上侧设为基端侧，将纸面下侧设为前端侧。壳体30安装于未图示的排气管。第一绝缘子31设置于壳体30的径向内侧，通过绝缘子41以及滑石42保持于壳体30。在第一绝缘子31形成有沿轴向贯通的插入孔311。在插入孔311的基端侧形成凹部312。将气体传感器元件10插入插入孔311。向凹部312填充玻璃313，气体传感器元件10以前端侧以及基端侧从第一绝缘子31突出的状态保持于第一绝缘子31。由此，确保气体传感器元件10与壳体30之间的绝缘。第二绝缘子32设置于第一绝缘子31的基端侧，保持接触端子34。盖33设置于壳体30的基端侧的径向外侧，将绝缘子32、接触端子34以及导线35等收容于内部。接触端子34与气体传感器元件10以及导线35连接。导线35保持于衬套36，并与极限电流测定器52以及升温控制器51。衬套36设置于气体传感器1的基端侧，并插入有导线35。盖37、38设置于壳体30的前端侧。内侧盖37形成为在基端侧开口的大致有底筒状，并嵌合于第一绝缘子31的前端侧。在内侧盖37收容气体传感器元件10的前端侧。外侧盖38形成为在基端侧开口的大致有底筒状，并设置于内侧盖37的外侧。由此，气体传感器元件10的前端侧被盖37、38双重覆盖。外侧盖38的基端侧嵌合在内侧盖37与壳体30之间。在盖37、38上形成多个排出气体导入口371、381。由此，向内侧盖37的内部导入排出气体。如图2所示，气体传感器元件10具备：扩散阻抗层11、固体电解质层12、第一电极13、第二电极14、加热器15、绝缘层16、第一屏蔽层17、以及第二屏蔽层18等，整体形成为细长的平板状。图2是示意性的剖视图，纸面上方为前端侧。虽然在图2中省略了图示，但也可以在屏蔽层17、18的外侧设置由检测气体能够穿过的多孔质体形成的保护层。此外，为了说明，适当地变更了各层的厚度等。对于其它附图也相同。扩散阻抗层11设置在气体传感器元件10的前端侧且固体电解质层12与第一屏蔽层17之间。扩散阻抗层11例如由多孔质的氧化铝(Al2O3)形成为检测气体能够穿过。在扩散阻抗层11的前端面111形成凹部112。通过设置扩散阻抗层11，来律速朝向检测气体室21的检测气体的流入。固体电解质层12由在活化温度下具有氧离子传导性的材料形成为板状。在本实施方式中，氧离子对应于“特定离子”。固体电解质层12以氧化锆(ZrO2)作为主要成分而形成。将固体电解质层12的第一屏蔽层17侧的面设为第一主面121，将与第一主面121相反侧的面设为第二主面122。在第一主面121设置第一电极13，在第二主面122设置第二电极14。电极13、14为铂电极。电极13、14经由导线35与极限电流测定器52(参照图3)连接。在第一主面121侧形成由固体电解质层12、第一屏蔽层17以及扩散阻抗层11的基端侧区划出的检测气体室21。作为测定气体的排出气体从前端侧经由扩散阻抗层11导入检测气体室21。在第二主面122侧形成由固体电解质层12以及绝缘层16区划出的基准气体室22。基准气体亦即大气从基端侧导入基准气体室22。第一电极13配置于检测气体室21，第二电极14配置于基准气体室22。在本实施方式中，第一屏蔽层17对应于“屏蔽层”。加热器15设置于绝缘层16的与固体电解质层12相反侧的面。在绝缘层16的与固体电解质层12相反侧的面设置保护加热器15的第二屏蔽层18。加热器15例如由铂形成，经由导线35与升温控制器51(参照图3)连接。通过对加热器15通电，来将固体电解质层12加热到活化温度，并保温。在活化温度下，若检测气体与基准气体具有氧浓度差，则电流在电极13、14间流动。通过检测电极13、14间的电流，能够测定检测气体中的氧浓度。以下，将与氧浓度成比例地在电极13、14间流动的电流设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体传感器元件的制造方法，该气体传感器元件(10)具有：固体电解质层(12)，能够传导测定气体中的特定离子；第一电极(13)，设置于上述固体电解质层的被导入测定气体的一侧的面亦即第一主面(121)；第二电极(14)，设置于上述固体电解质层的与上述第一主面相反侧的面亦即第二主面(122)；加热器(15)，设置于上述第二主面侧且使上述固体电解质层升温；以及扩散阻抗层(11)，测定气体能够穿过，并且设置于向设置上述第一电极的位置导入测定气体的导入路径，上述气体传感器元件(10)能够基于根据上述特定离子的浓度差在上述第一电极与上述第二电极之间流动的电流亦即极限电流来检测上述特定离子的浓度，/n上述气体传感器元件(10)的制造方法具备：/n升温工序(S102)，对上述加热器通电，使上述固体电解质层升温；/n电流测定工序(S103、S107、S109、S111)，对上述第一电极以及上述第二电极施加电压，测定上述极限电流；以及/n调整工序(S106、S108、S110)，通过使用超短脉冲激光除去上述扩散阻抗层来调整上述导入路径的距离亦即扩散距离，以使上述极限电流成为规定范围内。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180412 JP 2018-0769261.一种气体传感器元件的制造方法，该气体传感器元件(10)具有：固体电解质层(12)，能够传导测定气体中的特定离子；第一电极(13)，设置于上述固体电解质层的被导入测定气体的一侧的面亦即第一主面(121)；第二电极(14)，设置于上述固体电解质层的与上述第一主面相反侧的面亦即第二主面(122)；加热器(15)，设置于上述第二主面侧且使上述固体电解质层升温；以及扩散阻抗层(11)，测定气体能够穿过，并且设置于向设置上述第一电极的位置导入测定气体的导入路径，上述气体传感器元件(10)能够基于根据上述特定离子的浓度差在上述第一电极与上述第二电极之间流动的电流亦即极限电流来检测上述特定离子的浓度，
上述气体传感器元件(10)的制造方法具备：
升温工序(S102)，对上述加热器通电，使上述固体电解质层升温；
电流测定工序(S103、S107、S109、S111)，对上述第一电极以及上述第二电极施加电压，测定上述极限电流；以及
调整工序(S106、S108、S110)，通过使用超短脉冲激光除去上述扩散阻抗层来调整上述导入路径的距离亦即扩散距离，以使上述极限电流成为规定范围内。


2.根据权利要求1所述的气体传感器元件的制造方法，其中，
在与上述调整工序相同的制造装置(50)内，在进行上述调整工序时持续地进行上述电流测定工序。


3.根据权利要求1或2所述的气体传感器元件的制造方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：儿玉和俊，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP