JP2006105880A - Gas sensor and its manufacturing method - Google Patents

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守 中野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas sensor for fixing a sensor chip to a sensor base efficiently in manufacture. <P>SOLUTION: The gas sensor comprises a sensor base 5 and a heating type sensor chip 1 in which the main surface is vertical to the that of the sensor base 5. In another embodiment, the gas sensor comprises the sensor base 5; the heating type sensor chip 1; a plurality of wires 2 connected to the sensor chip 1; and a plurality of pins 3 that are erected in one row or two rows at the sensor base 5 and hold the sensor chip 1 via the wires 2. The gas sensor has a sensor cover for covering the heating type sensor chip 1 or the main surface of the sensor base is preferably square. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、加熱型センサに関し、詳しくは高密度実装が容易でかつ生産性の高いセンサに関する。   The present invention relates to a heating type sensor, and more particularly to a sensor that is easy to mount at high density and has high productivity.

大気中に存在するガスの濃度を検知する手法としては、酸化スズなどの金属酸化物半導体からなるセンサチップを用いればよいことが知られている。   As a technique for detecting the concentration of gas present in the atmosphere, it is known that a sensor chip made of a metal oxide semiconductor such as tin oxide may be used.

センサチップとしてはバルクタイプや厚膜タイプのセンサが製造されており、最近では生産性の良さから厚膜タイプのセンサに重点が置かれている。検知材料としては酸化スズがもっとも一般的であり、スクリーン印刷法などによりアルミナ基板上に形成して製造される。   As the sensor chip, bulk type or thick film type sensors are manufactured, and recently, emphasis is placed on thick film type sensors due to good productivity. Tin oxide is the most common detection material, and is formed on an alumina substrate by screen printing or the like.

このようなセンサチップの裏面には検知部を過熱するためのヒータが設けられており、センサチップは通常２００℃以上（３００℃〜５００℃）の高温に加熱して用いられる。このため、センサチップは回路基板に直接実装することができないので、空中に吊るして使われる。   A heater for overheating the detection unit is provided on the back surface of the sensor chip, and the sensor chip is usually used by heating to a high temperature of 200 ° C. or higher (300 ° C. to 500 ° C.). For this reason, the sensor chip cannot be directly mounted on the circuit board, and is used by being suspended in the air.

たとえば特許文献１に記載のセンサチップは、センサ面がセンサベースと平行になるように配置され、ワイヤ等によりセンサチップとピンとが固定され、センサチップは空中に吊された構造になっている。更に、センサチップを保護するために円柱状又は半球状のセンサキャップをかぶせた構造も開示されている。したがって、このようなセンサチップを回路基板に実装する場合には、基板を同心円状にピン穴加工しなければならない。しかし、基板を同心円状にピン穴加工することは、スペース的にも無駄が多く電子回路を製造する上でも問題になっている。   For example, the sensor chip described in Patent Document 1 is arranged so that the sensor surface is parallel to the sensor base, the sensor chip and the pin are fixed by a wire or the like, and the sensor chip is suspended in the air. Furthermore, a structure in which a cylindrical or hemispherical sensor cap is covered to protect the sensor chip is also disclosed. Therefore, when mounting such a sensor chip on a circuit board, the substrate must be processed with pin holes concentrically. However, the concentric pin hole processing of the substrate is wasteful in terms of space and is a problem in manufacturing an electronic circuit.

また、センサチップは表面に検知部、裏面にヒータが形成されているため、センサチップを吊るすにはチップの表面と裏面からワイヤを取り出し固定する必要がある。ワイヤを固定する方法としては、溶接法などが用いられるが、センサチップを空中に固定したまま両面にワイヤを溶接することは非常に難しく、チップとピンの位置ズレやワイヤの断線などにより製造工程の歩留まりも悪い。   In addition, since the sensor chip has a detector on the front surface and a heater on the back surface, it is necessary to take out and fix the wires from the front and back surfaces of the chip to hang the sensor chip. As a method of fixing the wire, a welding method or the like is used. However, it is very difficult to weld the wire to both sides while the sensor chip is fixed in the air, and the manufacturing process is caused by misalignment of the chip and the pin or wire breakage. Yield is also bad.

このような問題を解決するために特許文献２では、チップの表面と裏面の電極パッドをスルーホールで結合し、チップの主面にワイヤと結合部を集結させる方法が開示されている。しかしながら、この方法でもピンとチップを連続して溶接、固定することは困難であり、生産性が大きく改善されるとはいえない。また、スルーホールを均一に形成することも技術的には難しく、抵抗値の不均一や場合によっては断線に至ることもある。   In order to solve such a problem, Patent Document 2 discloses a method in which the electrode pads on the front surface and the back surface of the chip are coupled by a through hole, and the wire and the coupling portion are assembled on the main surface of the chip. However, even with this method, it is difficult to weld and fix the pin and the chip continuously, and it cannot be said that productivity is greatly improved. In addition, it is technically difficult to form the through holes uniformly, and the resistance value may be non-uniform or may be broken in some cases.

そして、そのような不良箇所を工程の中で検査・選別することは現実的には困難である。本来、加熱型センサの一例として用いられるガスセンサは不完全燃焼の検知やガス漏れ検知など人命に関わるところで用いられるものであり、このような不具合は重大な事故につながる可能性もある。こうしたことから断線がなく安心して製造でき、さらに、生産性の高いセンサの開発が望まれている。   In practice, it is difficult to inspect and select such a defective portion in the process. Originally, a gas sensor used as an example of a heating type sensor is used in places related to human life such as detection of incomplete combustion and detection of gas leakage, and such a malfunction may lead to a serious accident. For these reasons, there is a demand for the development of sensors that can be manufactured with peace of mind without disconnection, and that have high productivity.

特開平６−２５８２６６号公報JP-A-6-258266 特開平８−９４５６３号公報JP-A-8-94563

そこで本発明は、上述の事情を背景にしてなされたものであり、その課題は製造時に効率よくセンサチップをセンサベースに固定することができる加熱型センサを提供することであり、もう一つの課題は、高密度にセンサチップを回路基板に実装することにより小型化された加熱型センサを提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in the background of the above-mentioned circumstances, and its problem is to provide a heating type sensor that can efficiently fix a sensor chip to a sensor base at the time of manufacture. An object of the present invention is to provide a heating type sensor that is miniaturized by mounting sensor chips on a circuit board at high density.

また、他の課題として、上記の加熱型センサを製造するために用いることが可能なガスセンサの製造方法を提供することにある。   Another object is to provide a method for manufacturing a gas sensor that can be used to manufacture the heating sensor.

上記課題を達成するために、本発明者らは、生産性や実装密度を向上すべく鋭意検討した。即ち、上記課題を解決するガスセンサは、センサベースと、センサベースの主表面に対してその主表面が垂直になっている加熱型センサチップとを備えたことを特徴とする。また、別の態様として、ガスセンサが、センサベースと、加熱型センサチップと、前記センサチップに接続された複数のワイヤと、前記センサベースに一列又は二列に立設され、前記ワイヤを介してセンサチップを保持する複数のピンとを備えたことを特徴とする。センサベースにピンを直線的に立設することにより、センサの生産性が大幅に改善できる。   In order to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have intensively studied to improve productivity and mounting density. In other words, a gas sensor that solves the above-described problems includes a sensor base and a heating type sensor chip whose main surface is perpendicular to the main surface of the sensor base. As another aspect, a gas sensor includes a sensor base, a heating type sensor chip, a plurality of wires connected to the sensor chip, and one or two rows standing on the sensor base. And a plurality of pins for holding the sensor chip. The productivity of the sensor can be greatly improved by linearly setting the pins on the sensor base.

上記の態様において、前記加熱型センサチップを覆うセンサカバーを備えたこと、前記センサベースの主表面が方形であることが好ましい。センサチップを保持するピンがセンサベースに直線的に立設することにより、センサキャップの形状を従来の円柱状や半球状から角形にすることが可能となり回路基板への実装密度も高められることがわかった。   Said aspect WHEREIN: It was preferable that the sensor cover which covers the said heating-type sensor chip was provided, and the main surface of the said sensor base is a square. The pins that hold the sensor chip stand linearly on the sensor base, so that the shape of the sensor cap can be changed from a conventional cylindrical shape or hemispherical shape to a square shape, and the mounting density on the circuit board can be increased. all right.

さらに別の態様として、センサベースに一列又は二列に複数のピンを立設する工程と、ピンとワイヤの一端側とを溶接する工程と、前記ピンとセンサチップとを平行に載置した状態で、前記ワイヤの他端側を該加熱型センサチップに溶接する工程とを備えたガスセンサの製造方法が挙げられる。また、センサベースに複数のピンを一列又は二列に立設する工程と、ピンと加熱型センサチップとを平行に載置した状態で、ワイヤの一端側を該加熱型センサチップに溶接する工程と、前記ピンと前期ワイヤの他端側とを溶接する工程とを備えたガスセンサの製造方法も挙げられる。センサベースにピンを一列又は二列に立設し、ワイヤを溶接法で固定することにより、センサの生産性が大幅に改善できる。 As yet another aspect, a step of standing a plurality of pins in one or two rows on the sensor base, a step of welding the pins and one end side of the wire, and a state where the pins and the sensor chip are placed in parallel, And a method of manufacturing a gas sensor including a step of welding the other end of the wire to the heating type sensor chip. A step of standing a plurality of pins in one or two rows on the sensor base; and a step of welding one end side of the wire to the heating type sensor chip while the pins and the heating type sensor chip are placed in parallel. A method of manufacturing a gas sensor including the step of welding the pin and the other end of the previous wire is also included. The productivity of the sensor can be greatly improved by standing the pins in one or two rows on the sensor base and fixing the wire by a welding method.

本明細書においては、加熱型のガスセンサを例に説明する。このようなガスセンサに限らず、例えば加熱リフレッシュ型湿度センサや赤外線センサなどセンサ部を加熱してセンサチップを空中に吊るす構造のものであれば、応用可能である。 In this specification, a heating type gas sensor will be described as an example. The present invention is not limited to such a gas sensor, and may be applied to any structure that suspends the sensor chip in the air by heating the sensor unit such as a heat refresh type humidity sensor or an infrared sensor.

このように、本発明によれば、製造時に効率よくセンサチップをセンサベースに固定することができるガスセンサを提供すること、高密度にセンサチップを回路基板に実装することにより小型化されたガスセンサを提供することができる。さらに、上記のガスセンサを製造するために用いることが可能なガスセンサの製造方法を提供することもできる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a gas sensor that can efficiently fix a sensor chip to a sensor base at the time of manufacture, and to reduce a gas sensor that is miniaturized by mounting the sensor chip on a circuit board at a high density. Can be provided. Furthermore, the manufacturing method of the gas sensor which can be used in order to manufacture said gas sensor can also be provided.

以下に本発明のガスセンサ及びガスセンサの製造方法の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。   Embodiments of a gas sensor and a gas sensor manufacturing method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図１は、本発明によるガスセンサの内部構造の一例を示す図である。図２は本発明のガスセンサに用いることができるセンサチップの構成の一例を示す図であり、図２（ａ）は、センサチップの表面側の構成を示し、図２（ｂ）はセンサチップの裏面側の構成を示す。   FIG. 1 is a diagram showing an example of the internal structure of a gas sensor according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of a sensor chip that can be used in the gas sensor of the present invention. FIG. 2 (a) shows the configuration on the surface side of the sensor chip, and FIG. 2 (b) shows the sensor chip. The structure of the back side is shown.

本発明のガスセンサは図１に示すように、センサベース５に複数のピン３がほぼ一列又は二列に立設されている。基本的に、ピン３はおおむね一列に並んでいればよく、センサチップ１の両側にピン３が２本ずつあるようにすることも可能であり、ここでいう一列又は二列に立設された構成に含まれる。ただ、ピン３が直線上に一列に並んでいると下に説明する効果があるので好ましい。センサチップ１はワイヤ２を介してピン３に溶接ポイント４で溶接されることにより固定されている。   As shown in FIG. 1, in the gas sensor of the present invention, a plurality of pins 3 are erected on a sensor base 5 in substantially one or two rows. Basically, the pins 3 only need to be generally arranged in a row, and it is possible to have two pins 3 on both sides of the sensor chip 1, which are erected in one row or two rows here. Included in the configuration. However, it is preferable that the pins 3 are arranged in a line on a straight line because of the effects described below. The sensor chip 1 is fixed by being welded to a pin 3 via a wire 2 at a welding point 4.

センサチップ１は、図２（ａ）に示す表面側がセンサチップの検知面となり、図２（ｂ）に示す裏面側がヒータ面となるように構成される。なお、図１では、検知面が手前に示されており、裏面がヒータ面となるように示されている。   The sensor chip 1 is configured such that the front surface side shown in FIG. 2 (a) is the detection surface of the sensor chip and the back surface side shown in FIG. 2 (b) is the heater surface. In FIG. 1, the detection surface is shown in front, and the back surface is shown as a heater surface.

センサチップ１の検知面には、ガス検知部６、ボンディングパッド７ａ、７ｂ、１組の電極８ａ、８ｂが設けられている。ボンディングパッド７ａ、７ｂはワイヤを固定化するために用いられ、電極８ａ、８ｂは電気信号を取り出すために用いられる。電極８ａ、８ｂ及びボンディングパッド７ａ、７ｂとしては金の合金を用いることができる。   On the detection surface of the sensor chip 1, a gas detection unit 6, bonding pads 7a and 7b, and a set of electrodes 8a and 8b are provided. The bonding pads 7a and 7b are used for fixing a wire, and the electrodes 8a and 8b are used for taking out an electric signal. Gold alloys can be used as the electrodes 8a and 8b and the bonding pads 7a and 7b.

また、ガス検知部６は、ワイヤ２を介して通電が可能なようにボンディングパッド７ａ、７ｂ及び電極８ａ、８ｂが電気的に接続されている。即ち、センサチップ１の検知面では、ワイヤ２からの電流が、ボンディングパッド７ａから電極８ａを介してガス検知部６に通電し、ガス検知部６を通過した電流が電極８ｂからボンディングパッド７ｂへと通電することが可能な構成となっている。   The gas detection unit 6 is electrically connected to bonding pads 7 a and 7 b and electrodes 8 a and 8 b so that energization is possible via the wire 2. That is, on the detection surface of the sensor chip 1, the current from the wire 2 passes through the gas detection unit 6 from the bonding pad 7a through the electrode 8a, and the current that has passed through the gas detection unit 6 passes from the electrode 8b to the bonding pad 7b. It can be energized.

ガス検知部６は、ＷＯ3、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、Ｉｎ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3等の金属酸化物をアルミナ基板等で構成されたセンサチップ１に溶射法、スクリーン印刷法、薄膜形成法等により形成することによって設けられる。かかる金属酸化物は、所定の温度において、検知対象ガスの存在の有無により電気抵抗が変化する。ガス検知部６に通電された電流値の変化によりガスの濃度を検知することができる。ガス検知部６は、裏面に設けられたヒータ９により加熱されることにより所定の温度に保持される。 The gas detection unit 6 is formed by spraying a metal oxide such as WO 3 , SnO 2 , ZnO, In 2 O 3 , Fe 2 O 3 or the like on a sensor chip 1 composed of an alumina substrate or the like, a screen printing method, or a thin film forming method. It is provided by forming by etc. Such a metal oxide changes its electric resistance at a predetermined temperature depending on the presence or absence of the detection target gas. The gas concentration can be detected by a change in the current value supplied to the gas detector 6. The gas detection unit 6 is maintained at a predetermined temperature by being heated by a heater 9 provided on the back surface.

また、センサチップ１のヒータ面には、ガスの検知が可能となるようにガス検知部６を加熱するヒータ９が設けられる。検知面と同様に２極のボンディングパッド１１ａ、１１ｂから電極１０ａ、１０ｂを介してヒータ９に通電可能な構成とされる。ヒータ温度は、例えば、３００℃〜５００℃となるように制御することが好ましい。   The heater surface of the sensor chip 1 is provided with a heater 9 that heats the gas detection unit 6 so that gas can be detected. Similarly to the detection surface, the heater 9 can be energized from the two bonding pads 11a and 11b via the electrodes 10a and 10b. The heater temperature is preferably controlled to be, for example, 300 ° C to 500 ° C.

図２に示すようなセンサチップを用いて図１に示すようなガスセンサを製造する工程について説明する。尚、図３は、ピンとセンサチップとを溶接する工程における状態図であり、図３（ａ）は正面図であり、図３（ｂ）は平面図である。   A process of manufacturing the gas sensor as shown in FIG. 1 using the sensor chip as shown in FIG. 2 will be described. 3 is a state diagram in the process of welding the pin and the sensor chip, FIG. 3 (a) is a front view, and FIG. 3 (b) is a plan view.

まず、センサベース５に複数のピン３をほぼ直線上に一列又は二列に立設する（第一工程）。例えば図３（ｂ）に示すように、ピン３の立設位置を上面から見たときに直線上に配列されるように立設する。   First, a plurality of pins 3 are erected on the sensor base 5 substantially in a straight line or in two rows (first step). For example, as shown in FIG. 3B, the pins 3 are erected so that the erected positions of the pins 3 are arranged on a straight line when viewed from above.

立設の方法としては、例えばセンサベース５にピン３の断面と略等しい穴を穿孔し、ピン３を挿入して嵌合する方法を採用することができる。また、量産においては、インサート成形によりピンを立設してセンサベースを作製することもできる。   As a standing method, for example, a method can be employed in which a hole substantially equal to the cross section of the pin 3 is drilled in the sensor base 5 and the pin 3 is inserted and fitted. In mass production, a sensor base can be produced by erecting a pin by insert molding.

次いで、ピン３とワイヤ２の一端側とを溶接する（第二工程）。ワイヤ２の一端側とは、後述するワイヤ２の他端側に対応するものであり、必ずしも端部に限定されるものではない。ワイヤ２としては、白金（Ｐｔ）材料又は白金系合金材料を用いることができるが、その太さあるいは強度はセンサチップ１の重量を十分に支持できる程度のものである必要がある。ピン３としては、ニッケル（Ｎｉ）系合金材料又はステンレス材料を用いることができる。溶接方法は、抵抗溶接、光ビーム溶接、レーザ溶接、電子ビーム溶接、溶射、アーク溶接、ガス溶接のいずれでもよく、特に限定されない。   Next, the pin 3 and one end side of the wire 2 are welded (second step). The one end side of the wire 2 corresponds to the other end side of the wire 2 described later, and is not necessarily limited to the end portion. As the wire 2, a platinum (Pt) material or a platinum-based alloy material can be used, but the thickness or strength of the wire 2 needs to be sufficient to support the weight of the sensor chip 1. As the pin 3, a nickel (Ni) alloy material or a stainless material can be used. The welding method may be any of resistance welding, light beam welding, laser welding, electron beam welding, thermal spraying, arc welding, and gas welding, and is not particularly limited.

次いで、センサチップ１を前記センサベース５に立設されたピン３と平行に載置した状態でワイヤ２との溶接を行う（第三工程）。即ち、図３（ｂ）に示すように、センサチップ１の長手方向の辺がピン３の延伸方向と平行となるように載置した状態で溶接を行う。溶接は、一端側が前記ピン３に溶接されたワイヤ２の他端側とセンサチップ１のボンディングパッド７ａ、７ｂ、１１ａ、１１ｂとを溶接する。   Next, the sensor chip 1 is welded to the wire 2 in a state where the sensor chip 1 is placed in parallel with the pin 3 erected on the sensor base 5 (third step). That is, as shown in FIG. 3B, welding is performed in a state where the sensor chip 1 is placed so that the side in the longitudinal direction is parallel to the extending direction of the pin 3. For welding, the other end of the wire 2 whose one end is welded to the pin 3 and the bonding pads 7a, 7b, 11a, 11b of the sensor chip 1 are welded.

また、裏面についても、上記第二工程及び第三工程の溶接を行うことにより、検知面とヒータ面の両面を固定することができる。さらに、本発明のセンサチップの製造方法において、以上の実施態様における第二工程と第三工程との順番を逆に行ってもよい。   Moreover, also about a back surface, both surfaces of a detection surface and a heater surface can be fixed by performing welding of said 2nd process and 3rd process. Furthermore, in the method for manufacturing a sensor chip of the present invention, the order of the second step and the third step in the above embodiment may be reversed.

以上の製造方法によれば、溶接により固定できるので十分な強度があり、センサチップ１をセンサベース５の上面と略垂直方向に吊るした状態でも安定して固定できる。更に、溶接がセンサチップ１とピン３とが平行になるように載置して行われるので、安定した状態で溶接作業を行うことができる。また、センサチップ１がセンサベース５の上面と略垂直方向に配置されるため、センサベース５の横方向の面積が縮小でき、ひいてはガスセンサ自体のサイズ縮小ができる。   According to the above manufacturing method, since it can be fixed by welding, it has sufficient strength, and can be stably fixed even when the sensor chip 1 is suspended in a direction substantially perpendicular to the upper surface of the sensor base 5. Furthermore, since welding is performed with the sensor chip 1 and the pin 3 placed in parallel, the welding operation can be performed in a stable state. Further, since the sensor chip 1 is arranged in a direction substantially perpendicular to the upper surface of the sensor base 5, the area of the sensor base 5 in the lateral direction can be reduced, and consequently the size of the gas sensor itself can be reduced.

センサチップ１を固定するピンをセンサベース５上で直線的に配置し、センサチップ１はピン３とほぼ同一面、センサチップ１をベース５の上面の垂直方向に配置させることで、センサチップ１上のボンディングパッド７ａ、７ｂを上方から押し付けて溶接することが可能になる。また、センサチップ１とピン３を同時に移動して溶接することで、一台の溶接機でピン、ボンディングパッドを連続して溶接できるため、生産性は大幅に向上し、位置ズレなどによる不良も低減でき、歩留まりは向上する。また、溶接設備も小型化が可能となる。 Pins for fixing the sensor chip 1 are arranged linearly on the sensor base 5, the sensor chip 1 is arranged on substantially the same plane as the pins 3, and the sensor chip 1 is arranged in a direction perpendicular to the upper surface of the base 5. The upper bonding pads 7a and 7b can be pressed and welded from above. Also, since the sensor chip 1 and the pin 3 are moved and welded at the same time, the pins and bonding pads can be continuously welded with a single welding machine, so productivity is greatly improved and defects due to misalignment and the like are also achieved. Can be reduced and the yield is improved. Also, the welding equipment can be downsized.

また、センサチップを保護するためのセンサキャップの形状をピンと平行にした方形状にすることで、無駄なスペースが減少され、約５０％の省スペース化が実現できる。最近の電子回路の設計においては高密度実装が重要な課題であり、センサキャップの形状を角形にすることは実装密度からすれば、センサの大きさを半分にするのと同等となり、これは特筆すべき効果といえる。 Further, by making the shape of the sensor cap for protecting the sensor chip into a square shape parallel to the pins, useless space is reduced, and a space saving of about 50% can be realized. High-density mounting is an important issue in recent electronic circuit design, and making the sensor cap shape square is equivalent to halving the size of the sensor in terms of mounting density. This is an effect that should be done.

また、回路の設計においても、従来の円柱状や半球状の製品は部品配置の際、設計ルール上での制約が発生し、問題となっていた。ところが、センサケースを角形にすることで、他の電子部品と同一の設計ルールが適用でき、設計効率が大幅に改善できることは言うまでもない。 Also in circuit design, conventional cylindrical or hemispherical products have been problematic due to restrictions on design rules when placing parts. However, it goes without saying that by making the sensor case square, the same design rules as other electronic components can be applied, and the design efficiency can be greatly improved.

また、回路基板にセンサチップを実装する工程においても既存の自動機が使えるなど製造設備の面でもメリットがある。 Also, there is a merit in terms of manufacturing equipment, such as using an existing automatic machine in the process of mounting the sensor chip on the circuit board.

（実施例１）
先ず、上面に基板が形成された方形状のセンサベース５の上面から下面に貫通するように直径が１．０ｍｍの穴を４つ穿孔した。穴の位置は、直線上に１つ目と２つ目の穴の間隔及び３つ目と４つ目の穴の間隔が１．０ｍｍ、２つ目と３つ目の穴の間隔が３．５ｍｍとなるようにした。当該穴に長さ８．２ｍｍ、直径１．０ｍｍのピンを挿入して勘合させることにより立設した。（以下、各ピンに関し、１つ目の穴に立設したピンを第１のピン、２つ目の穴に立設したピンを第２のピン、同様に第３のピン、第４のピンともいう。） Example 1
First, four holes having a diameter of 1.0 mm were drilled so as to penetrate from the upper surface to the lower surface of the rectangular sensor base 5 having the substrate formed on the upper surface. The positions of the holes are: the distance between the first and second holes and the distance between the third and fourth holes are 1.0 mm on the straight line, and the distance between the second and third holes is 3. It was set to 5 mm. A pin having a length of 8.2 mm and a diameter of 1.0 mm was inserted into the hole and engaged with the hole to be erected. (Hereinafter, regarding each pin, the pin erected in the first hole is the first pin, the pin erected in the second hole is the second pin, and similarly the third pin and the fourth pin. Also.)

次いで、４本のピンが重力方向と垂直方向に延伸するように配置し、直径６０μｍ、２．０ｍｍの２本のワイヤそれぞれの一端側を第１のピンと第４のピンの上端部分にそれぞれ溶接する。   Next, the four pins are arranged so as to extend in the direction perpendicular to the direction of gravity, and one end of each of the two wires having a diameter of 60 μm and 2.0 mm is welded to the upper ends of the first pin and the fourth pin, respectively. To do.

溶接したワイヤの溶接部が下になるように配置し、ワイヤの他端側と図２に示すようなセンサチップのヒータ面のボンディングパッドとを溶接した。図２に示すように検知面とヒータ面とを有するセンサチップとしては、検知面の短辺が２．５ｍｍ、長辺が３．２ｍｍのものを用いた。   It arrange | positioned so that the welding part of the welded wire might become down, and the other end side of the wire and the bonding pad of the heater surface of a sensor chip as shown in FIG. 2 were welded. As shown in FIG. 2, a sensor chip having a detection surface and a heater surface was used with a short side of 2.5 mm and a long side of 3.2 mm.

次に、直径６０μｍ、１．０ｍｍの２本のワイヤそれぞれの一端側を第２のピンと第３のピンの上端部分と溶接し、他端側を検知面のボンディングパッドと溶接した。   Next, one end of each of the two wires having a diameter of 60 μm and 1.0 mm was welded to the upper end portion of the second pin and the third pin, and the other end was welded to the bonding pad on the detection surface.

溶接の際、ピンを横向きにして溶接することができるので、安定して溶接を行うことができた。その生産性と歩留まりを表１に示す。   Since welding can be performed with the pins facing sideways, welding could be performed stably. The productivity and yield are shown in Table 1.

（比較例１）
図４に示すようにセンサベース１３の上面に４つの穴を穿孔し、それぞれにピン１２を立設した。 (Comparative Example 1)
As shown in FIG. 4, four holes were drilled in the upper surface of the sensor base 13, and pins 12 were erected on each of them.

予め所定の長さにカットしたワイヤをチップの表とウラに溶接し、その後、ワイヤの施したチップをベースのピンに溶接して作製した。なお、ピンとセンサチップの溶接は手で保持して行った。
その生産性と歩留まりを表１に示す。 A wire cut in advance to a predetermined length was welded to the front and back of the tip, and then the tip provided with the wire was welded to the base pin. The pin and the sensor chip were welded by hand.
The productivity and yield are shown in Table 1.

Figure 2006105880
Figure 2006105880

表１は溶接工程での生産性と歩留まりを示す図である。表１の結果からも明らかなように実施例１では歩留まり、生産性ともに比較例を大きく上回り、実施例１の製品及び製造方法が優れていることがわかる。   Table 1 shows productivity and yield in the welding process. As is apparent from the results in Table 1, in Example 1, the yield and productivity are significantly higher than those of the comparative example, indicating that the product and manufacturing method of Example 1 are superior.

また、実施例１のセンサベースと比較例１のセンサベースの実装面積を比較したものを面積比として表１に示した。表１からも明らかなように実施例１のセンサベースは実装面積が格段に小さいことが分かる。   Table 1 shows a comparison of the mounting areas of the sensor base of Example 1 and the sensor base of Comparative Example 1 as an area ratio. As apparent from Table 1, it can be seen that the mounting area of the sensor base of Example 1 is much smaller.

本発明によるガスセンサの内部構造の一例を示す図。The figure which shows an example of the internal structure of the gas sensor by this invention. センサチップの構成例を示す図であり、図２（ａ）は、センサチップの表面側の構成を示し、図２（ｂ）はセンサチップの裏面側。It is a figure which shows the structural example of a sensor chip, Fig.2 (a) shows the structure of the surface side of a sensor chip, FIG.2 (b) is the back surface side of a sensor chip. 図３は、ピンとセンサチップとを溶接する工程における状態図であり、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は平面図。FIG. 3 is a state diagram in a process of welding the pin and the sensor chip, FIG. 3 (a) is a front view, and FIG. 3 (b) is a plan view. 従来のセンサベースを示す平面図Plan view showing a conventional sensor base

符号の説明Explanation of symbols

１ センサチップ
２ ワイヤ
３ ピン
４ 溶接ポイント
５ センサベース
６ ガス検知部
７ａ、７ｂ ボンディングパッド
８ａ、８ｂ 電極
９ ヒータ
１０ａ、１０ｂ ボンディングパッド
１１ａ、１１ｂ 電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sensor chip 2 Wire 3 Pin 4 Welding point 5 Sensor base 6 Gas detection part 7a, 7b Bonding pad 8a, 8b Electrode 9 Heater 10a, 10b Bonding pad 11a, 11b Electrode

Claims (6)

センサベースと、
センサベースの主表面に対してその主表面が垂直になっている加熱型センサチップと、
を備えたガスセンサ。 A sensor base,
A heating type sensor chip whose main surface is perpendicular to the main surface of the sensor base;
Gas sensor equipped with. センサベースと、
加熱型センサチップと、
前記センサチップに接続された複数のワイヤと、
前記センサベースに一列又は二列に立設され、前記ワイヤを介してセンサチップを保持する複数のピンと、
を備えたガスセンサ。 A sensor base,
A heating sensor chip;
A plurality of wires connected to the sensor chip;
A plurality of pins that stand in one or two rows on the sensor base and hold the sensor chip via the wires;
Gas sensor equipped with. 前記加熱型センサチップを覆うセンサカバーを備えたことを特徴とする請求項１又は２記載のガスセンサ。   The gas sensor according to claim 1, further comprising a sensor cover that covers the heating type sensor chip. 前記センサベースの主表面が方形であることを特徴とする請求項１、２又は３記載のガスセンサ。   The gas sensor according to claim 1, wherein the main surface of the sensor base is square. センサベースに複数のピンを一列又は二列に立設する工程と、
ピンとワイヤの一端側とを溶接する工程と、
前記ピンと加熱型センサチップとを平行に載置した状態で、前記ワイヤの他端側を該加熱型センサチップに溶接する工程と、
を備えたガスセンサの製造方法。 A step of standing a plurality of pins in one or two rows on the sensor base;
Welding the pin and one end of the wire;
Welding the other end of the wire to the heating sensor chip with the pin and the heating sensor chip placed in parallel;
A method for manufacturing a gas sensor comprising: センサベースに複数のピンを一列又は二列に立設する工程と、
ピンと加熱型センサチップとを平行に載置した状態で、ワイヤの一端側を該加熱型センサチップに溶接する工程と、
前記ピンと前期ワイヤの他端側とを溶接する工程と、
を備えたガスセンサの製造方法。 A step of standing a plurality of pins in one or two rows on the sensor base;
Welding the one end side of the wire to the heating type sensor chip in a state where the pin and the heating type sensor chip are placed in parallel;
Welding the pin and the other end of the previous wire;
A method for manufacturing a gas sensor comprising:
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