JPS62220850A - Atmosphere detector - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
艮夏光互
本発明は、雰囲気の状態変化を検出する雰囲気検出器に
関するものであって、更に詳細には、ガス、水分（湿度
）、アルコール等の特定の物質が雰囲気中に存在するこ
とを検出する雰囲気検出器に関するものである。[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to an atmosphere detector that detects changes in the state of the atmosphere, and more specifically, the present invention relates to an atmosphere detector that detects changes in the state of the atmosphere. The present invention relates to an atmosphere detector that detects the presence of an atmosphere.
丈末狭嵐
従来、Ｓｎ○２等の金属酸化物半導体からなる感応物質
を使用し、これを所定の温度に加熱させてガス検出を行
うガス検出器が使用されている。Conventionally, gas detectors have been used that use a sensitive material made of a metal oxide semiconductor such as Sn○2 and heat it to a predetermined temperature to detect gas.
この場合に、コイル状又はストリップ状のヒータ部材を
使用して、このヒータ部材に電流を通電して、ジュール
発熱を起こさせ、その熱を利用して感応物質を所定の温
度に加熱させている。感応物質は所定の温度に加熱され
た状態で、その周囲に特定のガスが存在すると、そのガ
スと反応して、電気抵抗を著しく変化させ、その電気抵
抗変化に基づいて特定のガスの存在を検出している。In this case, a coil-shaped or strip-shaped heater member is used, current is passed through the heater member to generate Joule heat, and the heat is used to heat the sensitive material to a predetermined temperature. . When a sensitive substance is heated to a predetermined temperature and a specific gas is present around it, it reacts with that gas, significantly changing its electrical resistance, and detects the presence of the specific gas based on the change in electrical resistance. Detected.
ところで、この様な従来のガス検出器においては、感応
物質の加熱が一様でないと、特性がバラツクことかあり
、又ヒータ部材の加熱効率が低く、寿命が短い等の問題
点が存在していた。By the way, in such conventional gas detectors, there are problems such as uneven heating of the sensitive substance, which may cause variations in characteristics, and low heating efficiency of the heater member, resulting in short life. Ta.
且−攻
本発明は１以上の点に鑑みなされてものであって、上述
した如き従来技術の欠点を解消し、性能が安定しており
、加熱効率を向上させると共に寿命を長期化することを
可能とした雰囲気検出器を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of one or more points, and it is possible to eliminate the drawbacks of the prior art as described above, to have stable performance, to improve heating efficiency, and to extend the service life. The purpose of the present invention is to provide an atmosphere detector that enables
且−衣
本発明によれば、温度分布が改善された雰囲気検出器が
提供されており、該雰囲気検出器は基板上に設けた感応
物質を加熱するヒータ部材を有しており、そのヒータ部
材は電流を通電することによって加熱を行い、且つヒー
タ部材が該感応物質を加熱する加熱部は他の部分よりも
少なくとも部分的に断面積が小さく設定されている。特
に、好適実施形態においては、該感応物質は該加熱部上
に積層して形成されており１通電によるジュール熱が加
熱部から感応物質に伝導されることによって加熱が行わ
れる。According to the present invention, an atmosphere detector with improved temperature distribution is provided, and the atmosphere detector has a heater member that heats a sensitive substance provided on a substrate. Heating is performed by passing an electric current through the sensitive material, and the heating portion in which the heater member heats the sensitive substance is set to have at least a partially smaller cross-sectional area than other portions. In particular, in a preferred embodiment, the sensitive material is formed in a layered manner on the heating section, and heating is performed by conducting Joule heat from one energization to the sensitive material from the heating section.
以下、添付の図面を参考に１本発明の具体的実施の態様
に付いて詳細に説明する。Hereinafter, a specific embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
第１図及び第２図には１本発明を適用すべきガス検出器
１が概略示されている。尚、以下の説明においては、本
発明をガス検出器に適用した場合に付いてのみ説明する
が、本発明は、ガス検出の他、水分（湿度）、アルコー
ル等のその他の物質が雰囲気中に存在することを検出す
る場合において適用可能であることに注意すべきである
。1 and 2 schematically show a gas detector 1 to which the present invention is applied. In the following explanation, only the case where the present invention is applied to a gas detector will be explained. It should be noted that it is applicable in the case of detecting the presence.
第１図及び第２図に示した如く、例えば、シリコン等の
所定の物質からなる基板２は大略矩形形状をしており、
その上表面の中央部分は所定の形状に切除されて凹所２
ａが形成されている。この様な凹所２ａは、好適には、
基板２を異方性エツチング処理して形成する。この場合
に、例えば、基板２としてシリコンを使用する場合には
、シリコン２の上表面に二酸化シリコン等の電気的絶縁
物質からなる皮膜を形成し、この皮膜を架橋構造となる
部分及び基板の周囲部分を残存させてパターニングして
開口を形成し、この開口から基板２の異方性エツチング
を行って、凹所２ａを形成するとともに絶縁性皮膜から
なる架橋構造を形成すると良い。この様な架橋部上に延
在してストリップ上のヒータ部材３が形成されると共に
、ヒータ部材３と略平行に延在しており架橋部の略中央
で互いに分離されている一対の検知部材４ａ、４ｂが形
成されている。更に、ヒータ部材３の中央部分と一対の
検知部材４ａ、４ｂの先端部分上に積層して感応物質層
５が形成されている。感応物質としては、例えば５ｎ０
２等の金属酸化物半導体から構成すると良い。As shown in FIGS. 1 and 2, the substrate 2 made of a predetermined material such as silicon, for example, has a roughly rectangular shape.
The central part of the upper surface is cut into a predetermined shape to form a recess 2.
a is formed. Such a recess 2a is preferably
It is formed by subjecting the substrate 2 to an anisotropic etching process. In this case, for example, when silicon is used as the substrate 2, a film made of an electrically insulating material such as silicon dioxide is formed on the upper surface of the silicon 2, and this film is applied to the areas that will become the crosslinked structure and around the substrate. It is preferable that a portion is left and patterned to form an opening, and the substrate 2 is anisotropically etched from this opening to form the recess 2a and a crosslinked structure made of an insulating film. A strip-like heater member 3 is formed by extending over such a bridge, and a pair of detection members extend substantially parallel to the heater member 3 and are separated from each other approximately at the center of the bridge. 4a and 4b are formed. Furthermore, a sensitive material layer 5 is laminated on the central portion of the heater member 3 and the tip portions of the pair of sensing members 4a and 4b. As a sensitive substance, for example, 5n0
It is preferable to use a metal oxide semiconductor such as No. 2 or the like.
この様な構成のガス検出器１においては、ヒータ部材３
に好適にはパルス状の電流を通電させてジュール発熱を
起させて感応物質Ｍ５を加熱して所定の温度状態とし、
−カ一対の検知部材４ａ。In the gas detector 1 having such a configuration, the heater member 3
Preferably, a pulsed current is applied to generate Joule heat generation to heat the sensitive material M5 to a predetermined temperature state;
- A pair of detection members 4a.
４ｂを外部の検知回路へ接続して、その時の感応物質層
５の電気抵抗を測定する。感応物質層５が所定の温度に
加熱された時に１周囲に特定のガスが存在すると、これ
が感応物質と反応し、感応物質の電気抵抗が著しく変化
するので、この著しい抵抗値変化を検出することによっ
てガス検出を行う。図示した構成のガス検出器１におい
ては、基板２の上表面に凹所２ａを刻設して、絶縁物質
からなり凹所２ａ上の空中を延在する架橋構造が形成さ
れており、その架橋構造の上に延在させてヒータ部材３
．検知部材４ａ、４ｂ、感応物質５を設けているので、
加熱される部分の熱容量は最小とすると共に周囲は空気
等の雰囲気で完全に取り巻かれる構成とされているので
、熱応答特性が向上されており、又周囲への熱の散逸が
最小限に抑えられているので消費電力は著しく減少され
ており電池駆動とすることも可能としている。4b is connected to an external detection circuit, and the electrical resistance of the sensitive material layer 5 at that time is measured. If a specific gas exists around the sensitive material layer 5 when it is heated to a predetermined temperature, this reacts with the sensitive material and the electrical resistance of the sensitive material changes significantly, so this significant change in resistance value can be detected. Gas detection is performed by In the gas detector 1 having the illustrated configuration, a recess 2a is carved on the upper surface of the substrate 2, and a bridge structure made of an insulating material and extending in the air above the recess 2a is formed. The heater member 3 extends over the structure.
．． Since the detection members 4a, 4b and the sensitive material 5 are provided,
Since the heat capacity of the heated part is minimized and the surrounding area is completely surrounded by an atmosphere such as air, thermal response characteristics are improved and heat dissipation to the surroundings is minimized. As a result, power consumption is significantly reduced and battery-powered operation is also possible.
上述した実施例において、基板２としてシリコンを使用
する場合には、その上表面を（１００）面とすると非等
方性エツチングを行って凹所２ａを形成するのに好都合
である。ヒータ部材３は、例えば、 Ｐｔ、 Ｐ
ｔＲｈ、 ＳｉＣ，ＴａＮ ２ 、 ＮｉＣｒ
等の金属を薄膜として形成すると良い。尚、ヒータ部材
３は絶縁層でその周囲を被覆させた構成とすることも可
能であり、この様な保護膜を形成することによりヒータ
部材３の寿命を長期化させることが可能である。又、例
えば、シリコン基板２上に二酸化シリコン層を形成し、
その上にｐｔからヒータ部材３を形成する場合には、ｐ
ｔと二酸化シリコンとの付着強度を向上させる為にＰｔ
とＳｉｎ、との間にＭｏ等の付着層を介在させると良い
。検出部材４ａ、４ｂもヒータ部材３と同一の物質から
形成することが可能であり、又ヒータ部材３と略同−の
構成とすることにより製造過程が簡略化させるので好適
である。感応物質層５は、ＳｎＯ２の他、Ｆｅ、０３＋
ＺｎＯ，ＴｉＯ等のその他の金属酸化物半導体を使用
して構成することも可能であり、更にＡ１□○、＋Ｐｔ
＋Ｐｄ等の触媒から構成することも可能である。In the above-described embodiment, when silicon is used as the substrate 2, it is convenient to form the upper surface of the (100) plane to perform anisotropic etching to form the recesses 2a. The heater member 3 is made of, for example, Pt, P
tRh, SiC, TaN2, NiCr
It is preferable to form a thin film of a metal such as. Note that the heater member 3 can also have a structure in which its periphery is covered with an insulating layer, and by forming such a protective film, the life of the heater member 3 can be extended. Also, for example, forming a silicon dioxide layer on the silicon substrate 2,
When forming the heater member 3 from pt on it, p
In order to improve the adhesion strength between Pt and silicon dioxide,
It is preferable to interpose an adhesion layer of Mo or the like between and Sin. The detection members 4a and 4b can also be formed from the same material as the heater member 3, and it is preferable that the detection members 4a and 4b have substantially the same structure as the heater member 3, since this simplifies the manufacturing process. The sensitive material layer 5 includes Fe, 03+ in addition to SnO2.
It is also possible to construct it using other metal oxide semiconductors such as ZnO and TiO, and furthermore, A1□○, +Pt
It is also possible to use a catalyst such as +Pd.
第１図に示したガス検出器１においては、ヒー、夕電極
３はストリップ片から形成されており、その両端に形成
された電極部を除いて、その断面積は略一定である。こ
の様なヒータ部材３に通電を行いジュール発熱を起させ
ると、その中央部分で最高温度となる温度分布が得られ
、その様な温度分布を点線で第３図のグラフに示しであ
る。然し乍ら、実際には、ヒータ部材３の中央部分には
感応物質Ｍ５が積層して形成されているので、ヒータ部
材３の中央部分で発生された熱は感応物質層５に熱伝導
によって吸収されるので、ヒータ部材３の長手軸方向ｘ
−ｘ’に沿っての実際の温度分布は第３図に実線で示し
た如くなる。尚、第３図のグラフ中において、Ｔｏは感
応物質層５がガスに感応して特性変化（本例では電気抵
抗変化）を起すのに必要な温度であり、使用される物質
によって特定される。又、５ａは感応物質層５の長さで
あり、この長さに相当するヒータ部材３の部分が加熱部
を形成している。前述した如く、ヒータの加熱部上には
感応物質層５が積層されているので、合成熱容量は局所
的に増加されており、従ってその分温度が低下する傾向
となる。ところで、加熱部両端Ｉ（においては感応物質
層５の境界に対応しており、そこでは局所的に高温とな
り温度分布のピークが形成される。従って、感応物質層
５゛の長手軸方向に沿っての温度分布は一様ではなく、
中央部で多少低く両端部で局所的な温度ピークが形成さ
れている。この様な不均一な温度分布が存在すると検出
特性にバラツキが発生する可能性があり、安定した検出
特性を期待することが困難となる。又、感応物Ｉｆｉ層
５の両端部で局所的な温度ピークが存在しており、これ
がヒータ部材３の寿命を短くする原因となる。又、第１
図に示した如く、一定の断面積で架橋部の全体に渡り延
在してヒータ部材３が形成されているので、感応物質層
５の加熱に関与しない部分もあり、加熱効率が悪く電力
を無駄に消費している。In the gas detector 1 shown in FIG. 1, the heating and cooling electrodes 3 are formed from strip pieces, and their cross-sectional area is approximately constant except for the electrode portions formed at both ends. When such heater member 3 is energized to generate Joule heat generation, a temperature distribution is obtained in which the highest temperature is at the center thereof, and such temperature distribution is shown by the dotted line in the graph of FIG. 3. However, in reality, the sensitive material M5 is laminated in the central portion of the heater member 3, so the heat generated in the central portion of the heater member 3 is absorbed by the sensitive material layer 5 by thermal conduction. Therefore, the longitudinal axis direction x of the heater member 3
The actual temperature distribution along -x' is as shown by the solid line in FIG. In the graph of FIG. 3, To is the temperature required for the sensitive material layer 5 to respond to gas and cause a change in characteristics (in this example, a change in electrical resistance), and is specified depending on the material used. . Further, 5a is the length of the sensitive material layer 5, and a portion of the heater member 3 corresponding to this length forms a heating section. As described above, since the sensitive material layer 5 is laminated on the heating portion of the heater, the combined heat capacity is locally increased, and the temperature tends to decrease accordingly. By the way, both ends I of the heating part correspond to the boundaries of the sensitive material layer 5, where the temperature locally becomes high and a peak in the temperature distribution is formed. The temperature distribution is not uniform,
Local temperature peaks are formed at both ends, with a somewhat lower temperature at the center. If such non-uniform temperature distribution exists, there is a possibility that variations will occur in the detection characteristics, making it difficult to expect stable detection characteristics. Further, there are local temperature peaks at both ends of the sensitive material Ifi layer 5, which causes a shortening of the life of the heater member 3. Also, the first
As shown in the figure, since the heater member 3 is formed by extending over the entire bridge portion with a constant cross-sectional area, there are some parts that do not participate in heating the sensitive material layer 5, resulting in poor heating efficiency and low power consumption. It's wasted.
この様な点に鑑み、本発明の１特徴によれば、ヒータ部
材３の感応物質層５の加熱に関与する加熱部を他の部分
と比較して少なくとも部分的に断面積を小さく設定する
ものであり、その様に構成したヒータ部材３の１例を第
４図に示しである。In view of these points, according to one feature of the present invention, the cross-sectional area of the heating part involved in heating the sensitive material layer 5 of the heater member 3 is set to be at least partially smaller than other parts. An example of the heater member 3 configured in this way is shown in FIG. 4.
第４図に示したヒータ部材３は、面端部に形成した一対
の電極部３ａ、３ｂと、それらの間に略直線状に延在す
るリード部３Ｃと、リード部３Ｃの略中央部に画定した
加熱部３ｄとを有している。The heater member 3 shown in FIG. 4 includes a pair of electrode parts 3a and 3b formed at the end of the surface, a lead part 3C extending substantially linearly between them, and a substantially central part of the lead part 3C. It has a defined heating section 3d.
図示例においては、全体的に一定の厚さを有するものと
仮定しており、加熱部３ｄの幅Ｗ１はリード部３ｃの幅
Ｗ２と比較して小さく設定されている。尚１図示例の場
合には、加熱部３ｄには円弧状の切欠がその１例部に形
成されており、従って加熱部３ｄの幅はその中央に向か
って漸次幅が細くなっており、その中央の最小幅がＷｌ
となっている。この様な構成においては、ヒータ部材３
の加熱部３ｄの断面積は、リード部３Ｃの断面積よりも
小さく設定されており、従って加熱部３ｄの電気抵抗は
リード部３Ｃの電気抵抗より高く設定されている。従っ
て、電極３ａ、３ｂ間に通電すると、加熱部３ｄにおい
てのみ優先的に発熱が起こり、その上に積層形成した感
応物質層５を効率的に加熱することが可能であると共に
、感応物質層５の温度分布を一様として加熱を行うこと
が可能である。In the illustrated example, it is assumed that the entire thickness is constant, and the width W1 of the heating portion 3d is set smaller than the width W2 of the lead portion 3c. In the case of the first illustrated example, an arc-shaped notch is formed in one part of the heating part 3d, so that the width of the heating part 3d gradually becomes narrower toward the center. The minimum width at the center is Wl
It becomes. In such a configuration, the heater member 3
The cross-sectional area of the heating section 3d is set smaller than the cross-sectional area of the lead section 3C, and therefore the electrical resistance of the heating section 3d is set higher than the electrical resistance of the lead section 3C. Therefore, when electricity is applied between the electrodes 3a and 3b, heat is generated preferentially only in the heating part 3d, and the sensitive material layer 5 laminated thereon can be efficiently heated. It is possible to perform heating with a uniform temperature distribution.
尚、第４図に示した如く、ヒータ部材３の長手軸方向の
領域ａに渡って感応物質層５を設けた場合のヒータ部材
３の長手軸方向に沿っての温度分布を第５図のグラフに
示しである。このグラフから明らかな如く、感応物質層
５の領域ａ全体に渡って実質的に一定な温度分布が得ら
れており、その分布には特にピークが現われていないの
で、ヒータ部材３が局所的に集中して加熱されることは
ない。従って、安定した検出特性が得られるばかりか、
ヒータ部材３の寿命が長期化される６尚、ヒータ部材３
の領域すに渡って感応物質層５を設けた場合の温度分布
を第６図のグラフに示しである。この場合には、ヒータ
部材３の高温部分が感応物質層５によって殆ど被覆され
ているので、ヒータ部材３の寿命は更に改善されている
。第４図の実施例において、例えば、ヒータ部材３をＰ
ｔから形成する場合に、その膜厚を０．２乃至２ミクロ
ンに設定した場合、長さ１＝５０乃至５００ミクロン、
Ｗ工＝５乃至５０ミクロン、Ｗ２＝２乃至４５ミクロン
に設定すると良い。As shown in FIG. 4, the temperature distribution along the longitudinal axis of the heater member 3 when the sensitive material layer 5 is provided over the area a in the longitudinal axis direction of the heater member 3 is shown in FIG. It is shown in the graph. As is clear from this graph, a substantially constant temperature distribution is obtained over the entire region a of the sensitive material layer 5, and since no particular peak appears in the distribution, the heater member 3 is heated locally. There is no concentrated heating. Therefore, not only can stable detection characteristics be obtained, but
The lifespan of the heater member 3 is extended 6. Furthermore, the heater member 3
The temperature distribution when the sensitive material layer 5 is provided over the area is shown in the graph of FIG. In this case, since the high temperature portion of the heater member 3 is mostly covered by the sensitive material layer 5, the life of the heater member 3 is further improved. In the embodiment of FIG. 4, for example, the heater member 3 is
When forming from t, if the film thickness is set to 0.2 to 2 microns, length 1 = 50 to 500 microns,
It is preferable to set W = 5 to 50 microns and W2 = 2 to 45 microns.
この様に、ヒータ部材３の加熱部のみを局所的に断面積
を小さく設定すると、そこで局所的に高温度が得られる
が、ヒータ部材３の断面積が小さくなり電流密度が増加
すると、エレクトマイグレーションが発生し、ヒータ部
材３が劣化することが考えられるが１本発明の如き構成
の雰囲気検出器における適用においては、感応物質層５
が存在しているので、ヒータ部材３が局所的に劣化する
ことは構造的に抑制されいるので好都合である。In this way, if only the heating section of the heater member 3 is locally set to have a small cross-sectional area, a locally high temperature can be obtained there, but if the cross-sectional area of the heater member 3 becomes small and the current density increases, the electmigration It is conceivable that the heater member 3 may deteriorate due to the occurrence of
This is advantageous because local deterioration of the heater member 3 is structurally suppressed.
従って、感応物質層５はヒータ部材３の加熱部を実質的
に取り巻く形態で設けることが望ましい。Therefore, it is desirable that the sensitive material layer 5 is provided in a form that substantially surrounds the heating portion of the heater member 3.
次に、本発明の別の実施例を第７図を参照して説明する
。本実施例は、接触燃焼式ガス検出器に本発明を適用し
た場合であり、ガス検出器１は、大略矩形形状の基板２
を有しており、基板２のその上表面に凹所２ａが形成さ
れており、この凹所２ａを斜めに横断して絶縁性材料か
ら架橋構造が形成されており、その架橋構造上に延在し
て細長のヒータ部材３が形成されている６ヒ一タ部材３
の略中央部には加熱部３ｄが形成されており、この加熱
部３ｄにおいて、ヒータ部材３は次第にその中央に向か
って幅狭となっている。そして、この加熱部３ｄ上には
触媒物質からなる感応物質層５が被着形成されている。Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is a case where the present invention is applied to a catalytic combustion type gas detector, and the gas detector 1 has a substantially rectangular substrate 2
A recess 2a is formed on the upper surface of the substrate 2, and a crosslinked structure is formed from an insulating material diagonally across the recess 2a. 6 heater members 3 in which an elongated heater member 3 is formed;
A heating portion 3d is formed approximately at the center of the heater member 3, and in this heating portion 3d, the width of the heater member 3 gradually becomes narrower toward the center. A sensitive material layer 5 made of a catalytic material is deposited on the heating portion 3d.
この場合の触媒物質として、例えば多孔質Ａ１．ｏ、の
他、５ｉｎ２等の担体にｐｔ又はＰｄ等の触媒を担持さ
せた膜を使用すると良い。尚、第７図に図示した実施例
においては、架橋構造上にヒータ部材３のみを形成して
あり、検知部材は設けていないが、この場合はヒータ部
材３が検知部材の役割をも担っている。In this case, the catalyst material may be, for example, porous A1. In addition to the above, it is preferable to use a membrane in which a catalyst such as PT or Pd is supported on a carrier such as 5in2. In the embodiment shown in FIG. 7, only the heater member 3 is formed on the bridge structure and no detection member is provided, but in this case, the heater member 3 also plays the role of a detection member. There is.
即ち、ヒータ部材３にパルス状電流を印加した後にヒー
タ部材３に沿っての抵抗を検知することによってガス検
出を行う構成とすれば良い。That is, a configuration may be adopted in which gas detection is performed by applying a pulsed current to the heater member 3 and then detecting resistance along the heater member 3.
第８図は、本発明の更に別の実施例を示しており９本実
施例においては、シリコン等の基板２の上面に二酸化シ
リコン等の絶縁層２ｂを被着形成し、この絶縁層２ｂを
パターンニングして架橋構造を形成すると共に、その架
橋構造の上にヒータ部材３を形成している。ヒータ部材
３はその略中央部に加熱部３ｄが画定されており、加熱
部３ｄにおいては、ヒータ部材３の厚さがその中央に向
かって漸次薄くなっている。加熱部３ｄ上には感応物質
層５が被着形成されている。この様に幅を一定としても
その厚さを変化させることによって断面積を変化させて
局所的に高抵抗領域を画定することが可能である。FIG. 8 shows yet another embodiment of the present invention. In this embodiment, an insulating layer 2b made of silicon dioxide or the like is deposited on the upper surface of a substrate 2 made of silicon or the like. A crosslinked structure is formed by patterning, and the heater member 3 is formed on the crosslinked structure. The heater member 3 has a heating portion 3d defined in its substantially central portion, and in the heating portion 3d, the thickness of the heater member 3 gradually becomes thinner toward the center. A sensitive material layer 5 is formed on the heating portion 3d. In this way, even if the width is constant, it is possible to locally define a high resistance region by changing the cross-sectional area by changing the thickness.
第９図は、本発明の更に別の実施例を示しており、本実
施例においては、セラミック基板２を使用している。即
ち、大略矩形形状をしたセラミック基板２の平坦な上表
面上にヒータ部材３が蛇行形状に形成されており、その
上に感応物質層５が被着形成される加熱部３ｄでは蛇行
形状部分の幅が狭く形成されている。ヒータ部材３の両
端に形成した電極部には夫々配線ワイヤ６ａ、６ｂがボ
ンディング接続されている。尚、この場合に、加熱部３
ｄの幅を加熱部以外のヒータ部材３の幅の０．５乃至０
．９の範囲に設定すると良い。FIG. 9 shows yet another embodiment of the present invention, in which a ceramic substrate 2 is used. That is, the heater member 3 is formed in a meandering shape on the flat upper surface of the ceramic substrate 2, which has an approximately rectangular shape, and in the heating part 3d on which the sensitive material layer 5 is deposited, the meandering part is formed. The width is narrow. Wiring wires 6a and 6b are bonded to electrode portions formed at both ends of the heater member 3, respectively. In addition, in this case, the heating section 3
The width of d is 0.5 to 0 of the width of the heater member 3 other than the heating part.
．． It is best to set it in the range of 9.
第１０図及び第１１図は、本発明の更に別の実施例を示
している。これらの実施例は、セラミック基板２上に、
ヒータ部材３を厚膜形成技術を使用して形成したもので
ある。即ち、第１０図の実施例においては、セラミック
基板２上にヒータ部材３を厚膜形成し、その中央部分に
ホトエツチング処理を行って厚さを薄くさせて加熱部３
ｄを画定している。この加熱部３ｄを被覆して感応物質
層５を被着形成している。更に、第１１図に示した実施
例においては、セラミック基板２の平坦な上表面上にス
クリーン印刷によって第１ヒータ層１３ａを形成し、次
に第１ヒータ層１３ａの中央部分を被覆するマスクを使
用して再度スクリーン印刷を行って部分的に第２ヒータ
層１３ｂを形成する。この様に、第２ヒータ層が形成さ
れない中央部分に加熱部１３ｄが画定され、その上に感
応物質Ｒ５を被着形成する。10 and 11 show yet another embodiment of the invention. In these embodiments, on the ceramic substrate 2,
The heater member 3 is formed using a thick film forming technique. That is, in the embodiment shown in FIG. 10, the heater member 3 is formed as a thick film on the ceramic substrate 2, and the central portion of the heater member 3 is photoetched to reduce the thickness.
d is defined. A sensitive material layer 5 is formed to cover this heating portion 3d. Furthermore, in the embodiment shown in FIG. 11, the first heater layer 13a is formed on the flat upper surface of the ceramic substrate 2 by screen printing, and then a mask is applied to cover the central portion of the first heater layer 13a. Then, screen printing is performed again to partially form the second heater layer 13b. In this way, the heating section 13d is defined in the central portion where the second heater layer is not formed, and the sensitive material R5 is deposited thereon.
以上、本発明の具体的実施の態様に付いて詳細に説明し
たが、本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきもの
では無く１本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに種
々の変形が可能であることは勿論である。Although specific embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention should not be limited only to these specific examples, and various modifications may be made without departing from the technical scope of the present invention. Of course, it is possible.
第１図は本発明を適用することの可能なガス検出器を示
した概略平面図、第２図は第１図中のＸ−ｘ′線に沿っ
ての概略断面図、第３図は第１図及び第２図に示したガ
ス検出器のヒータ部材に沿っての温度分布を示したグラ
フ図、第４図は本発明の１実施例に基づいて構成された
ヒータ部材を示した概略図、第５図及び第６図は第４図
に示したヒータ部材に沿っての温度分布を示したグラフ
図、第７図乃至第１１図は本発明の幾つかの別の実施例
を示した各概略図、である。
（符号の説明）
１：ガス検出器
２：基板
３：ヒータ部材
３ｄ：加熱部
４ａ、４ｂ：検出部材
５：感応物質層
第１図
Ｘ”
第２図
ａ
第３図
＾ Ｘ“位置
第４図
第５図
第６図
第７図
響
第８図
ど０
第９図FIG. 1 is a schematic plan view showing a gas detector to which the present invention can be applied, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line X-x' in FIG. 1, and FIG. 1 and 2 are graphs showing the temperature distribution along the heater member of the gas detector, and FIG. 4 is a schematic diagram showing the heater member constructed based on one embodiment of the present invention. , FIGS. 5 and 6 are graphs showing the temperature distribution along the heater member shown in FIG. 4, and FIGS. 7 to 11 show several other embodiments of the present invention. Each schematic diagram. (Explanation of symbols) 1: Gas detector 2: Substrate 3: Heater member 3d: Heating parts 4a, 4b: Detection member 5: Sensitive material layer Figure 5 Figure 6 Figure 7 Symphony Orchestra Figure 8 Do0 Figure 9
Claims (1)
して変化する特性に基づいて雰囲気を検出する雰囲気検
出装置において、前記感応物質を所定の温度へ加熱する
ヒータ部材が前記基板上に形成されており、前記ヒータ
部材は前記感応物質を加熱する加熱部が他の部分と比較
してその断面積が少なくとも部分的に小さく設定されて
いることを特徴とする雰囲気検出器。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記感応物質は少
なくとも部分的に前記加熱部上に積層して形成されてい
ることを特徴とする雰囲気検出器。 ３、特許請求の範囲第２項において、前記基板の一部が
空中に張り出す張出し部が形成されており、前記ヒータ
部材は前記張出し部上に形成されていることを特徴とす
る雰囲気検出器。 ４、特許請求の範囲第３項において、前記張出し部が架
橋構造であることを特徴とする雰囲気検出器。 ５、特許請求の範囲第３項において、前記張出し部が片
持梁構造であることを特徴とする雰囲気検出器。 ６、特許請求の範囲第１項において、前記加熱部は前記
ヒータ部材の長手軸に沿ってその中央に向かって次第に
その断面積が減少し中央において断面積が最小となって
いることを特徴とする雰囲気検出器。 ７、特許請求の範囲第６項において、前記加熱部はその
中央に向かってその幅が次第に減少していることを特徴
とする雰囲気検出器。 ８、特許請求の範囲第６項において、前記加熱部はその
中央に向かってその厚さが次第に減少していることを特
徴とする雰囲気検出器。 ９、特許請求の範囲第１項乃至第８項の内の何れか１項
において、検出されるべき雰囲気は特定のガスであり、
前記特定のガスにより前記感応物質の電気抵抗が変化さ
れることを特徴とする雰囲気検出器。 １０、特許請求の範囲第９項において、前記感応物質が
金属酸化物半導体を有することを特徴とする雰囲気検出
器。[Claims] 1. In an atmosphere detection device that detects an atmosphere based on the characteristics of a sensitive material provided on a substrate that changes in response to changes in the state of the atmosphere, a heater that heats the sensitive material to a predetermined temperature. A member is formed on the substrate, and the heater member has a heating section that heats the sensitive substance and has a cross-sectional area set to be at least partially smaller than other parts. Detector. 2. The atmosphere detector according to claim 1, wherein the sensitive material is formed at least partially in a layered manner on the heating section. 3. The atmosphere detector according to claim 2, wherein a part of the substrate is formed with an overhang that extends into the air, and the heater member is formed on the overhang. . 4. The atmosphere detector according to claim 3, wherein the projecting portion has a crosslinked structure. 5. The atmosphere detector according to claim 3, wherein the projecting portion has a cantilever structure. 6. Claim 1, characterized in that the cross-sectional area of the heating section gradually decreases toward the center along the longitudinal axis of the heater member, and the cross-sectional area becomes minimum at the center. Atmosphere detector. 7. The atmosphere detector according to claim 6, wherein the width of the heating section gradually decreases toward the center thereof. 8. The atmosphere detector according to claim 6, wherein the thickness of the heating portion gradually decreases toward the center thereof. 9. In any one of claims 1 to 8, the atmosphere to be detected is a specific gas,
An atmosphere detector characterized in that the electrical resistance of the sensitive substance is changed by the specific gas. 10. The atmosphere detector according to claim 9, wherein the sensitive substance includes a metal oxide semiconductor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61063943A JPH079411B2 (en) | 1986-03-24 | 1986-03-24 | Atmosphere detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61063943A JPH079411B2 (en) | 1986-03-24 | 1986-03-24 | Atmosphere detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62220850A true JPS62220850A (en) | 1987-09-29 |
| JPH079411B2 JPH079411B2 (en) | 1995-02-01 |
Family
ID=13243935
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61063943A Expired - Fee Related JPH079411B2 (en) | 1986-03-24 | 1986-03-24 | Atmosphere detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH079411B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2009079908A (en) * | 2007-09-25 | 2009-04-16 | Citizen Holdings Co Ltd | Catalytic combustion type gas sensor |
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1986
- 1986-03-24 JP JP61063943A patent/JPH079411B2/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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|---|---|
| JPH079411B2 (en) | 1995-02-01 |
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