JP6674842B2 - センサ基板およびセンサ装置 - Google Patents

Description

本発明は、絶縁基板と、絶縁基板に設けられた電極とを含むセンサ基板およびセンサ装置に関する。

自動車等の排気ガスに含まれる煤を主成分とする粒子状物質（Particulate Matter:ＰＭ）を補集するためにＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）等が設置されており、このＤＰＦ等の異常を検出するためのＰＭ検出センサとして、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミック焼結体からなる絶縁基板と、絶縁基板の表面に厚膜印刷（スクリーン印刷）によって形成した検知電極等を備える粒子状物質検出装置が開示されている（例えば、特許文献１）。

ところで、上記の排気ガス用センサ等において、検知電極間における抵抗値や電極値が変化しないケースがある。それは、被検知物の堆積が少ないためリーク電流が流れず上記の変化がない場合、またはセンサ内の検知電極が断線したために上記の変化がない場合、の二ケースである。

そこで、排気ガス中に含有される被検知物が一対の検知電極間に堆積することで生じる抵抗値や電流値の変化によって、排気ガス等における被検知物の含有量等の検知を行うとともに、断線判定を行っている技術が開示されている（例えば、特許文献２）。

特開２０１２−４７５９６号公報 特開２０１４−３２０６３号公報

しかしながら、上記特許文献２の粒子状物質検出センサにおいては、センサ素子表面の検知電極（正極および負極の両電極）を閉ループになるように形成しているため、従来の櫛歯電極に比べて素子サイズが大きくなるという問題があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、素子サイズを大きくしないで検知電極の断線検知が可能なセンサ基板、およびそれを用いたセンサ装置を提供することにある。

本発明の一つの態様のセンサ基板は、絶縁基板と、前記絶縁基板の一表面に配設された正負一対の検知電極と、前記絶縁基板に埋設された複数の貫通導体であって、前記検知電極の正極および負極の下面のそれぞれに、該貫通導体の上面が接合されている複数の貫通導体と、前記絶縁基板に埋設された、前記複数の貫通導体に対応する内層配線と、を備え、前記正負一対の検知電極は、櫛歯電極であり、前記検知電極の正極および負極それぞれの電極歯の先端または根元に、前記貫通導体が接合されており、前記内層配線は、前記貫通導体毎に１対１に対応づけて接続されている。
また本発明の他の態様のセンサ基板は、絶縁基板と、前記絶縁基板の一表面に配設された正負一対の検知電極と、前記絶縁基板に埋設された複数の貫通導体であって、前記検知電極の正極および負極の下面のそれぞれに、該貫通導体の上面が接合されている複数の貫通導体と、前記絶縁基板に埋設された、前記複数の貫通導体に対応する内層配線と、を備え、前記正負一対の検知電極は、櫛歯電極であり、前記検知電極の正極および負極それぞれの電極歯の先端または根元に、前記貫通導体が接合されており、前記内層配線は、前記正極に係る前記貫通導体に共通の内層配線と、前記負極に係る前記貫通導体に共通の内層配線と、を備えている。

また本発明の一つの態様のセンサ装置は、上記センサ基板と、前記正負一対の検知電極における正極および負極に接合されている前記複数の貫通導体、および前記複数の貫通導体に対応する内層配線を含んで構成される回路における断線箇所の有無を判別する故障検知部と、前記回路に電力を供給する電源と、を備える。

本発明の一つの態様のセンサ基板によれば、絶縁基板内に貫通導体と内層配線とを設けて検知電極の正極または負極を含む回路の構成を可能にしたので、素子サイズを大きくすることなく検知電極における断線の検出が可能となる。

また、本発明の一つの態様のセンサ装置によれば、上記センサ基板を有していることから、検知電極における断線の検出が可能なセンサ装置を実現することができる。

図１（ａ）は、第１の実施形態に係るセンサ基板の上面図である。図１（ｂ）は、第１の実施形態に係るセンサ基板の第２層における配線の構成を示す図面である。図１（ｃ）は、第１の実施形態に係るセンサ基板の第３層における配線の構成を示す図面である。図１（ｄ）は、第１の実施形態に係るセンサ基板の第４層における発熱電極の構成を示す図面である。図１（ｅ）は、第１の実施形態に係るセンサ基板の裏面図である。 図１の切断面線Ａ−Ａにおける断面図である。 第１の本実施形態に係るセンサ装置における断線検知の対象とする区間を定義した図である。 第１の実施形態に係るセンサ基板を備えるセンサ装置の機能構成を示すブロック図である。 第１の実施形態に係るセンサ装置における断線判定のアルゴリズムを示すフローチャートである。 図６（ａ）は、第２の実施形態に係るセンサ基板の上面図である。図６（ｂ）は、第２の実施形態に係るセンサ基板の第２層における配線の構成を示す図面である。図６（ｃ）は、第２の実施形態に係るセンサ基板の第３層における配線の構成を示す図面である。図６（ｄ）は、第２の実施形態に係るセンサ基板の第４層における発熱電極の構成を示す図面である。図６（ｅ）は、第２の実施形態に係るセンサ基板の裏面図である。 図６の切断面線Ｂ−Ｂにおける断面図である。 第２の実施形態に係るセンサ装置における断線判定のアルゴリズムを示すフローチャートである。

本発明の実施形態であるセンサ基板およびセンサ装置を添付の図面を参照して説明する。以下の説明において、上面等のように上下を区別して記載しているが、これは便宜的なものであり、実際にセンサ基板等が使用される際の上下を限定するものではない。

（第１の実施形態）
図１（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第１の実施形態に係る多層構造のセンサ基板の構成の一例を示す図面である。図１（ａ）は、センサ基板１の上面図であり、図１（ｂ）は、センサ基板１の第２層における配線の構成を示す図面であり、図１（ｃ）は、センサ基板１の第３層における配線の構成を示す図面であり、図１（ｄ）は、センサ基板１の第４層における発熱電極の構成を示す図面であり、図１（ｅ）は、センサ基板１の裏面図である。また、図２は、図１（ａ）の切断面線Ａ−Ａにおける断面図である。

センサ基板１は、例えばディーゼルエンジン車またはガソリンエンジン車の排気ガス中の粒子状物質（Particulate Matter:ＰＭ）を検知するセンサ装置に用いられる（例えば、自動車の排気ガスの排気通路に配設される）ものであり、絶縁基板２と、絶縁基板２の一表面に配設された正負一対の検知電極３，４と、一方の検知電極３に配設されたビア５ａ，５ｂと、他方の検知電極４に配設されたビア５ｃ，５ｄと、絶縁基板２の内部に埋設にされた、ビア５ａ〜５ｄに対応する内層配線７ａ〜７ｄと、を備える。

センサ基板１の特徴としては、センサ装置に採用することによって、素子サイズを大きくしないで検知電極における断線検知を可能にしたことである。

上記図１（ａ）〜（ｅ）および図２に示されるように、センサ基板１の第１層、第２層または第３層には、検知電極３，４に配設されたビア５ａ〜５ｄに対応する内層配線７ａ〜７ｄ、接続端子６ａ〜６ｄおよび内部配線６ｅ〜６ｈが、埋設または配設されている。また、センサ基板１の第４層には、発熱電極８が埋設されており、第４層または第５層には、発熱電極８の正極および負極に対応する内部配線８ａ，８ｂおよび接続パッド９ａ，９ｂが配設されている。

本実施形態において、検知電極３，４は、例えば絶縁基板２の表面（第１面２ａ）に配設された櫛型の電極であり、例えば検知電極３を正極とし、検知電極４を負極として、外部の電源（図示せず）から直流電圧（例えば、５０［Ｖ］）が印加される。

ビア５ａ〜５ｄは、柱状の貫通導体であり、いずれの上面も検知電極３または４の下面と接合されている。ビア５ａまたは５ｂは、第２層の内層配線７ａまたは７ｂを介して外部に接続されている。ビア５ｃまたは５ｄは、第３層の内層配線７ｃまたは７ｄを介して外部に接続されている。

上記のように、ビア５ａ〜５ｄは、絶縁基板２に埋設されており、検知電極３，４と接合されている。したがって、ビア５ａ〜５ｄは、検知電極３，４の断線検知に用いられる回路を構成するとともに、検知電極３，４を絶縁基板２に固定する機能をも有している。

発熱電極８は、接続パッド９ａ、９ｂを介して、外部の（図示していない）直流電源（例えば、２０［Ｖ］）に接続されている。この発熱電極８は、例えば７００［℃］に加熱され、第１面２ａに付着した粒子状物質（Particulate Matter:ＰＭ）を分解除去する。

絶縁基板２は、例えば四角板状等の平板状であり、一対の検知電極同士、および一対の検知電極と発熱電極とを電気的に絶縁して設けるための基体部分である。この絶縁基板２は、例えば酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、ガラスセラミック焼結体、ジルコニア系セラミック（酸化ジルコニウム質焼結体）等のセラミック焼結体によって形成されている。絶縁基板２は、このようなセラミック焼結体からなる複数の絶縁層が積層されている。

絶縁基板２は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体からなる複数の絶縁層が積層されて形成されている場合であれば、以下の方法で製作することができる。

まず、無機粒子となる、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）の粉末に焼結助材として酸化珪素（ＳｉＯ_２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）および酸化マンガン（Ｍｎ_２Ｏ_３）等の原料粉末を添加し、さらに適当なバインダ、溶剤および可塑剤を添加し、次にこれらの混合物を混錬してスラリー状となす。その後、従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等によってシート状に成形してセラミックグリーンシートを得て、セラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともにこれを必要に応じて複数枚積層し、高温（約１３００〜１６００℃）で焼成することによって製作される。

なお、絶縁基板２は、アルミナおよびマンガンを含む結晶相と、マンガンを含有するガラス相とを含んでいてもよい。結晶相には、アルミナ以外に、ムライト、ジルコニア、窒化アルミニウムまたはガラスセラミックスなどの各種セラミックスを含んでいてもよい。

ガラス相は、少なくともＭｎ_２Ｏ_３を含む非晶質相であり、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ、Ｎｂ、ＣｒおよびＣｏから選ばれる１種以上の酸化物をさらに含んでいてもよい。ガラス相は、好ましくはＭｎ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２およびＭｇＯを含む非晶質相であればよい。

マンガンを含むガラス相は、アルミナ結晶相に対する濡れ性が良いため、焼成後の加熱処理で、ガラス相が結晶粒子表面を被覆しようとして、絶縁基板２の表層に浸み出し、ガラス相の多くが表層に存在するものと考えられる。

このようにマンガンを含有するガラス相が、絶縁基板２の第１面２ａに露出するように存在することで、クラックの起点となる欠陥が少ない割れの生じにくい絶縁基板２が得られる。アルミナを含む結晶相よりもガラス相のほうが、ヤング率が低いので、例えば排気ガスと接触したときに、絶縁基板２への水滴の付着による熱衝撃が緩和され、割れの発生を抑制できる。

正負一対の検知電極３，４は、センサ基板１がセンサ装置に設置される環境における煤等の粒子状物質を検出するための電極である。検知電極３−４間に煤等の粒子状物質が付着したときに、この一対の検知電極間の電気抵抗が変化し、電極間に流れるリーク電流が変化する。このリーク電流の変化を検知することによって、一対の検知電極間に存在する粒子状物質に関する情報を取得することが可能となる。

検知電極３，４に用いる金属材料は、高温環境下における耐酸化性に優れるものが好ましく、例えば白金や表面に酸化物を含む不動態膜が形成されるものを用いることができる。表面に酸化物を含む不動態膜が形成される金属材料としては、例えばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｔｉ−Ａｌ合金やＭｏＳｉ_２金属などを用いることができる。

不動態膜の厚みは、例えば０．１〜５μｍ程度に設定される。この程度の厚みであれば、ビア５ａ〜５ｄの表面部が効果的に不動態膜で覆われ、その全体または大部分が酸化するような可能性が効果的に低減される。

検知電極３，４の表面部は、面積の割合で、その９０％程度が不動態膜を含んでいることが好ましい。言い換えれば、検知電極３，４の露出表面のうち９０％以上が不動態膜で覆われていることが好ましい。これにより、検知電極３，４全体に酸化が進行する可能性が効果的に低減される。

また、検知電極３，４の表面部は、その全体が不動態膜を含んでいることがより好ましい。言い換えれば、検知電極３，４の露出表面の全域が不動態膜で覆われていることがより好ましい。これにより、検知電極３，４全体に酸化が進行する可能性がより効果的に低減される。

さらに、検知電極３，４の露出する表面には、電気めっき法または無電解めっき法によって金属めっき層が被着されていてもよい。金属めっき層は、ニッケル，銅，金または銀等の耐食性や接続部材との接続性に優れる金属から成るものであり、例えば、厚さ０．５〜１０μｍ程度のニッケルめっき層と０．１〜３μｍ程度の金めっき層とが、あるいは厚さ１〜１０μｍ程度のニッケルめっき層と０．１〜１μｍ程度の銀めっき層とが、順次被着される。これによって、検知電極３，４が腐食することを効果的に抑制できる。また、上記以外の金属からなる金属めっき層、例えば、パラジウムめっき層等を介在させていても構わない。

ビア５ａ〜５ｄは、例えば円柱状で、その直径は５０μｍである。ビア５ａ〜５ｄは、従来の回路基板におけるビアと同様の製法を用いて、検知電極３，４を含む絶縁基板２を製作することができる。

内層配線７ａ〜７ｄは、絶縁基板２の内部に形成されており、絶縁基板２の第１面２ａに配設されている検知電極３，４とビア５ａ〜５ｄを介して電気的に接続されており、内部配線６ｅ〜６ｈおよび接続端子６ａ〜６ｄを介して外部と接続される。なお、内層配線７ａ〜７ｄは、ビア５ａ〜５ｄに対応する配線スペースを確保するために、適宜異なる層において埋設されている。

発熱電極８は、例えば検知電極３，４と同様の金属材料からなるものであり、特に効率よく発熱させるために、電気抵抗率が高い鉄、チタン、クロムおよびケイ素等を含む材料が挙げられる。また、発熱電極８は、白金またはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金等の酸化しにくい金属を主成分として含むものであってもよい。

発熱電極８の金属材料は、例えば発熱電極８に約８０質量％以上含有され、発熱電極８の主成分となっている。発熱電極８は、この金属材料以外に、ガラスまたはセラミック等の無機成分が含有されていてもよい。これらの無機成分は、例えば絶縁基板２との同時焼成で発熱電極８を形成するときの、焼成収縮の調整用等の成分である。

検知電極３，４、ビア５ａ〜５ｄ、接続端子６ａ〜６ｄ、内部配線６ｅ〜６ｈ、内層配線７ａ〜７ｄおよび発熱電極８は、例えば上記の金属材料の粉末を有機溶剤およびバインダとともに混練して金属ペーストを作製して、この金属ペーストを、絶縁基板２となるセラミックグリーンシートの表面および貫通孔に所定パターンで塗布または埋め込む。金属ペーストの塗布または埋め込みは、例えばスクリーン印刷法などの印刷法によって行なう。このように、検知電極３，４、ビア５ａ〜５ｄ、接続端子６ａ〜６ｄ、内部配線６ｅ〜６ｈ、内層配線７ａ〜７ｄおよび発熱電極８となる印刷パターンを覆うようにセラミックグリーンシートを複数積層し、これらの金属ペーストとセラミックグリーンシートとを同時焼成する。

次に、上記のように構成されたセンサ基板１を用いた、本実施形態に係るセンサ装置１０の動作について説明する。

図３は、本実施形態に係るセンサ装置における断線検知の対象とする区間を定義した図である。図３の例示では、検知電極３には２つのビア５ａ，５ｂが接続され、検知電極４にも２つのビア５ｃ，５ｄが接続されている。そこで、本実施形態では、検知電極３を区間３ａ、区間３ｂおよび区間３ｃに分割する。一方、検知電極４についても、区間４ａ、区間４ｂおよび区間４ｃに分割する。なお、各検知電極に接続されるビアの個数や定義する区間の数は上記に限るものではなく、各検知電極により多くのビアを接続し、より多くの区間を定義することとしてもよい。

図４は、第１の実施形態に係るセンサ基板を備えるセンサ装置の機能構成を示すブロック図である。図４に示されるように、本実施形態のセンサ装置１０は、センサ基板１、全体制御部２０、煤検出部３０、および第１故障検知部４１〜第４故障検知部４４を備え、ヒーター制御部５０、温度検知部６０および表示部７０をさらに備えていてもよい。

全体制御部２０は、例えばマイクロコンピュータであり、センサ装置１０全体の制御を行う。具体的には、全体制御部２０は、予め規定されたプログラムに基づいて、煤検出部３０、第１故障検知部４１〜第４故障検知部４４およびヒーター制御部５０の制御を行う。さらに、全体制御部２０は、第１故障検知部４１〜第４故障検知部４４において検知された導通試験の結果に基づいて、検知電極３，４における断線の有無および断線している区間を特定する。

煤検出部３０は、全体制御部２０の指示によって、検知電極３−４間に、外部の直流電源（図示せず）から供給される予め規定した電圧（例えば、５０［Ｖ］）を印加して、当該電極間における粒子状物質の検出を行う。具体的には、検知電極３−４間に流れる電流値の測定を行う。

第１故障検知部４１は、全体制御部２０の指示によって、検知電極３における区間３ａおよび３ｂ，ビア５ａ，内層配線７ａ，内部配線６ｅおよび接続端子６ａを含む回路に外部の直流電源（図示せず）から供給される予め規定した電圧（例えば、５０［Ｖ］）を印加して、当該回路の導通試験を行う。具体的には、第１故障検知部４１に備える抵抗に流れる電流に基づいて、導通の有無を判定する。

第２故障検知部４２は、全体制御部２０の指示によって、上記第１故障検知部４１と同様に、検知電極３における区間３ａおよび３ｃ，ビア５ｂ，内層配線７ｂ，内部配線６ｆおよび接続端子６ｂを含む回路の導通試験を行い、導通の有無を判定する。

以下同様に、第３故障検知部４３は、検知電極４における区間４ａおよび４ｂ，ビア５ｃ，内層配線７ｃ，内部配線６ｇおよび接続端子６ｃを含む回路について、第４故障検知部４４は、検知電極４における区間４ａおよび４ｃ，ビア５ｄ，内層配線７ｄ，内部配線６ｈおよび接続端子６ｄを含む回路について、其々導通試験を行う。

ヒーター制御部５０は、例えば２０［Ｖ］の直流電源を備え、全体制御部２０の指示により、発熱電極８に対して予め規定した温度に加熱するための制御を行う。

温度検知部６０は、温度センサを備え、ヒーター制御部４０に指示によって、発熱電極８の温度を測定する。

表示部７０は、例えば液晶表示装置であり、全体制御部２０の指示によって、第１故障検知部４１〜第４故障検知部４４において実施された導通試験の結果に関する情報、および全体制御部２０における断線判定の結果等の表示を行う。

図５は、第１の実施形態に係るセンサ装置において、検知電極３，４に対する断線の有無の判定および断線区間を特定するアルゴリズムを示すフローチャートである。

最初に、全体制御部２０の指示により、ビア５ａ〜５ｄを含む各回路に対して、第１故障検知部４１〜第４故障検知部４４において、定期的（例えば、１０分毎）に導通試験を実行する（Ｓ１００）。

導通試験の結果、まず、上記のビア５ａを含む回路が導通していないと判定され（Ｓ１０２でＮｏ）、上記のビア５ｂを含む回路も導通していないと判定された場合は（Ｓ１０４でＮｏ）、「区間３ａで断線あり」と判定し（Ｓ１０６）、ビア５ｂを含む回路が導通していると判定された場合は（Ｓ１０４でＹｅｓ）、「区間３ｂで断線あり」と判定する（Ｓ１０８）。一方、ビア５ａを含む回路が導通していると判定され（Ｓ１０２でＹｅｓ）、ビア５ｂを含む回路は導通していないと判定された場合は（Ｓ１１０でＮｏ）、「区間３ｃで断線あり」と判定する（Ｓ１２６）。

次に、ビア５ａを含む回路およびビア５ｂを含む回路が導通していると判定され（Ｓ１０２およびＳ１１０でＹｅｓ）、上記のビア５ｃを含む回路は導通していないと判定され（Ｓ１１２でＮｏ）、上記のビア５ｄを含む回路も導通していないと判定された場合は（Ｓ１２０でＮｏ）、「区間４ａで断線あり」と判定し（Ｓ１２４）、ビア５ｄを含む回路は導通していると判定された場合は（Ｓ１２０でＹｅｓ）、「区間４ｂで断線あり」と判定する（Ｓ１２２）。一方、ビア５ｃを含む回路は導通していると判定され（Ｓ１１２でＹｅｓ）、ビア５ｄを含む回路が導通していないと判定された場合は（Ｓ１１４でＮｏ）、「区間４ｃで断線あり」と判定し（Ｓ１１６）、各ビア５ａ〜５ｄを含む回路のすべてにおいて導通していると判定された場合は（Ｓ１０２、Ｓ１１０、Ｓ１１２およびＳ１１４でＹｅｓ）、「断線箇所なし」と判定する（Ｓ１１８）。

なお、上記第１故障検知部４１〜第４故障検知部４４の機能を第１故障検知部に集約し、この第１故障検知部が備えるスイッチによって各回路を順次切り替えることによって、それぞれの回路について導通試験を実施するように構成してもよい。さらに、センサ装置に、センサ基板に備えるビアの個数（即ち、導通試験の対象とする回路の個数）と、導通した回路の個数とに基づいて、センサ基板における故障率を算定する機能を備えることとしてもよい。
（第２の実施形態）

図６（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第２の実施形態に係る多層構造のセンサ基板の構成の一例を示す図面である。図６（ａ）は、センサ基板１１の上面図であり、図６（ｂ）は、センサ基板１１の第２層の配線の構成を示す図面であり、図６（ｃ）は、センサ基板１１の第３層の配線の構成を示す図面であり、図６（ｄ）は、センサ基板１１の第４層の発熱電極の構成を示す図面であり、図６（ｅ）は、センサ基板１１の裏面図である。また、図７は、図６（ａ）の切断面線Ｂ−Ｂにおける断面図である。

センサ基板１１の特徴としては、センサ装置に採用することによって、シンプルな構成にして、検知電極１３，１４のそれぞれにおいて断線の有無の判定を可能にしたことである。

図６（ａ）〜（ｅ）および図７に示されるように、センサ基板１１の第１層、第２層または第３層には、検知電極１３，１４に配設されたビア１５ａ〜１５ｄに対応する内層配線１７ａ，１７ｃ、接続端子１６ａ，１６ｃおよび内部配線１６ｅ，１６ｇが埋設または配設されている。また、センサ基板１１の第４層には、発熱電極１８が埋設されており、第４層または第５層には、発熱電極１８の正極および負極に対応する内部配線１８ａ，１８ｂおよび接続パッド１９ａ，１９ｂが配設されている。

本実施形態において、検知電極１３，１４は、上記第１の実施形態と同様に櫛型の電極であり、検知電極１３を正極とし、検知電極１４を負極として、外部の電源（図示せず）から直流電圧（例えば、５０［Ｖ］）が印加される。

ビア１５ａ〜１５ｄは、例えば円柱状の貫通導体であり、いずれの上面も絶縁基板１２の第１面１２ａに表出し、検知電極１３または１４の下面に接している。上記第１の実施形態と同様に、ビア１５ａおよび１５ｂは、第２層の内層配線１７ａ等を介して外部に接続されている。ビア１５ｃおよび１５ｄは、第３層の内層配線１７ｃ等を介して外部に接続されている。

なお、本実施形態におけるセンサ基板１１は、上記ビア１５ａ，１５ｂが共通で内層配線１７ａに接続され、ビア１５ｃ，１５ｄが共通で内層配線１７ｃに接続されている点を除き、上記第１の実施形態のセンサ基板１と同様の構成であるため、上記センサ装置１０を流用する（具体的には、第１故障検知部４１、第３故障検知部４３のみを作動させる等）ことが可能である。

図８は、第２の実施形態に係るセンサ装置において、検知電極１３，１４に対する断線の有無の判定するアルゴリズムを示すフローチャートである。

最初に、全体制御部２０の指示により、ビア１５ａ，１５ｂ毎およびビア１５ｃ，１５ｄ毎に、定期的（例えば、１０分毎）に導通試験を実行する（Ｓ２００）。

導通試験の結果、まず、ビア１５ａ，１５ｂを含む回路が導通していないと判定された場合は（Ｓ２０２でＮｏ）、「正極の検知電極で断線あり」と判定する（Ｓ２０６）。一方、ビア１５ｃ，１５ｄを含む回路が導通していないと判定された場合は（Ｓ２０４でＮｏ）、「負極の検知電極で断線あり」と判定する（Ｓ２１０）。また、各ビア１５ａ，１５ｂおよびビア１５ｃ，１５ｄを含む回路のすべてにおいて導通していると判定された場合は（Ｓ２０２およびＳ２０４でＹｅｓ）、「断線なし」と判定する（Ｓ２０８）。

１，１１ センサ基板
２，１２ 絶縁基板
２ａ，１２ａ 第１面
３，４ 検知電極
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ ビア
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ 接続端子
６ｅ，６ｆ，６ｇ，６ｈ 内部配線
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ 内層配線
８、１８ 発熱電極
８ａ，８ｂ 内部配線
９ａ，９ｂ 接続パッド
１０ センサ装置
１３，１４ 検知電極
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ ビア
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ 接続端子
１６ｅ，１６ｆ，１６ｇ，１６ｈ 内部配線
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ 内層配線
１８ａ，１８ｂ 内部配線
１９ａ，１９ｂ 接続パッド
２０ 全体制御部
３０ 煤検出部
４１ 第１故障検知部
４２ 第２故障検知部
４３ 第３故障検知部
４４ 第４故障検知部
５０ ヒーター制御部
６０ 温度検知部
７０ 表示部

Claims (4)

1. 絶縁基板と、
   前記絶縁基板の一表面に配設された正負一対の検知電極と、
   前記絶縁基板に埋設された複数の貫通導体であって、前記検知電極の正極および負極の下面のそれぞれに、該貫通導体の上面が接合されている複数の貫通導体と、
   前記絶縁基板に埋設された、前記複数の貫通導体に対応する内層配線と、を備え、
   前記正負一対の検知電極は、櫛歯電極であり、
   前記検知電極の正極および負極それぞれの電極歯の先端または根元に、前記貫通導体が接合されており、
   前記内層配線は、前記貫通導体毎に１対１に対応づけて接続されていることを特徴とするセンサ基板。
2. 絶縁基板と、
   前記絶縁基板の一表面に配設された正負一対の検知電極と、
   前記絶縁基板に埋設された複数の貫通導体であって、前記検知電極の正極および負極の下面のそれぞれに、該貫通導体の上面が接合されている複数の貫通導体と、
   前記絶縁基板に埋設された、前記複数の貫通導体に対応する内層配線と、を備え、
   前記正負一対の検知電極は、櫛歯電極であり、
   前記検知電極の正極および負極それぞれの電極歯の先端または根元に、前記貫通導体が接合されており、
   前記内層配線は、前記正極に係る前記貫通導体に共通の内層配線と、前記負極に係る前記貫通導体に共通の内層配線とを含んでいることを特徴とするセンサ基板。
3. 請求項１または２に記載のセンサ基板と、
   前記正負一対の検知電極における正極および負極に接合されている前記複数の貫通導体、および前記複数の貫通導体に対応する内層配線を含んで構成される回路における断線箇所の有無を判別する故障検知部と、
   前記回路に電力を供給する電源と、を備えることを特徴とするセンサ装置。
4. 前記故障検知部は、
   前記正負一対の検知電極の正極または負極における、一の前記貫通導体に係る前記回路における断線箇所の有無の判別結果と、他の前記貫通導体に係る前記回路における断線箇所の有無の判別結果とに基づいて、該正極または負極において断線している区間を特定することを特徴とする請求項３に記載のセンサ装置。

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