专利名称：气体传感器元件和气体传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于检测测量气体内的特定气体的浓度的气体传感器元件以及包括该气体传感器元件的气体传感器。
背景技术：
气体传感器被广泛地用于检测用作燃料的可燃气体的泄漏以及检测包含在废气中的气体。为了测量废气中的氧气浓度，从过去到现在一直使用固体电解质传感器，该固体电解质传感器检测归因于特定气体的电动势，并且在该固体电解质传感器中，电池是由离子导电体构成的。例如，日本未审查的专利公开H08-8044公开了一种包含在气体传感器中的如图 1中所示的气体传感器元件。如图1所示，气体传感器元件91包括固体电解质主体97，其具有氧离子导电性；配线层92，其形成于固体电解质主体97的两个主表面上；以及绝缘层 93，其被分层于固体电解质主体97的一个主表面970上。用于连接到外部设备的电极端子94形成于绝缘层93的表面上。中间层95被插入在电极端子94与配线层92之间。通孔96形成于绝缘层93中，并且金属连接部件96a 被设置在通孔96内。电极端子94和配线层92是通过连接部件96a和中间层95来电连接的。气体传感器元件91包括用于对固体电解质主体97进行加热的加热器部980。加热器部980包括配线层92、绝缘层93、加热器连接部件911、中间层95、连接部件96a和电极端子94。加热器连接部件911被插入在配线层92与中间层95之间。此外，加热元件(未示出)被连接到配线层92。气体传感器元件91是在由加热器部980加热的状态下使用的。因此，因为整个部分(配线层92、中间层95、连接部件96a、电极端子94和加热器连接部件911)是由主要成分为钼的金属材料构成的，因此气体传感器元件91能够经受高温环境。然而，因为传统气体传感器元件91中的加热器部980是由主要成分为钼的金属材料构成的，因此制造成本高。因此，期望能够以低成本来制造的气体传感器元件91。如图2所示，已经尝试通过用比钼(Pt)便宜的钯来形成配线层92，从而降低气体传感器元件91的制造成本。当制造气体传感器元件91时，如图2所示，绝缘层93、配线层 92、固体电解质主体97等被堆叠并且接着被烧制。因为配线层92(钯)和中间层95(钼) 是由不同的材料构成的，因此当被烧制时，在配线层92与中间层95之间的界面99上形成钯和钼合金。伴随着形成合金，外围中的金属向界面99移动。因为钯具有比钼低的熔点， 因此当被烧制时，钯在钼之前移动到界面99，如图3所示。因此，在配线层92中形成空隙 90，从而在一些情况下导致配线层92断开。电极端子94与配线层92之间的电阻变高。因此，气体传感器元件91中的温度上升变得不足，并且气体传感器中的电阻增加。因此，气体传感器元件91的检测准确度下降。或者，气体传感器元件91变得不能执行检测。此外，电极端子94和配线层92是在一个宽温度范围内使用的，例如，从-40°C到使用具有不同的热膨胀系数的金属材料来形成电极端子94和配线层92 时，由于热膨胀的差别导致出现应力，并且在配线层92中可能发生断开。电极端子94与配线层92之间的电阻变高。因此，如上所述，气体传感器元件91的检测准确度下降。或者， 气体传感器元件91变得不能执行检测。

发明内容
鉴于上述问题，已经实现了本发明。本发明的目的是提供一种具有高检测准确度和在配线层与电极端子之间具有高连接可靠性的气体传感器以及包括该气体传感器元件的气体传感器。本发明的第一方面是气体传感器元件，该气体传感器元件检测测量气体内的特定气体的浓度，该气体传感器元件包括配线层，其形成于传感器的内部；绝缘层，其覆盖所述配线层的前表面；电极端子，其被设置在所述绝缘层的与所述配线层相对一侧的所述绝缘层的主表面上并且电连接到所述配线层；以及中间层，其被插入在所述电极端子与所述配线层之间，并且将所述电极端子与所述配线层进行电连接；其中所述电极端子是由第一金属材料构成的，所述配线层是由第二金属材料构成的，并且所述中间层是由所述第一金属材料和所述第二金属材料中的具有较低熔点的金属材料构成的。在本发明中，电极端子是由第一金属材料构成的，配线层是由第二金属材料构成的，并且中间层是由第一金属材料和第二金属材料中的具有较低熔点的金属材料构成的。 在气体传感器元件的制造过程中，当执行烧制过程时，形成中间层的金属材料和与中间层合金的金属材料不同的金属材料相接触。中间层的外围部分中的具有低熔点的金属材料可以移动，从而在中间层的外围部分中形成空隙。然而，因为中间层的外围部分不会直接促成电连接，因此即使在空隙形成时，诸如电阻增加等缺陷也不容易出现。此外，当电极端子和配线层是由具有不同的热膨胀系数的金属材料构成时，归因于使用环境中的热膨胀差异的应力可能出现。同样地在该情况下，诸如配线层中的断开等缺陷也不容易出现，这是因为形成了中间层。因此，增加了电极端子与配线层之间的连接可靠性。此外，气体传感器元件对设置在加热器一侧上的配线层(加热器配线)与电极端子之间的电阻的增加进行抑制。因此，充足的电流可以发送通过加热器配线，并且可以充分增加气体传感器元件的温度。因此，可以增加气体传感器元件的检测准确度。本发明的第二方面是包括上述气体传感器元件的气体传感器。根据本发明的第二方面，因为包括了所述气体传感器元件，因此可以实现在配线层与电极端子之间具有高连接可靠性并且具有高检测准确度的气体传感器。


将参照附图来更具体地描述本发明，在附图中图1是传统的示例中的气体传感器元件的横截面图；图2是传统的示例中的气体传感器的横截面图并且示出了在烧制之前的状态，在该示例中，只有配线层是由不同的金属材料构成的；图3是图2中所示的气体传感器的横截面图并且示出了烧制之后的状态；
图4是根据本发明的第一实施例的在烧制之前的气体传感器元件的横截面图，并且图4是沿着与打印有图6的纸张平行的线进行截取所获得的如图6所示的第一传感器元件40a的横截面图；图5是根据本发明的第一实施例的在烧制之前的气体传感器元件的横截面图，并且图5是沿着与打印有图6的纸张平行的线进行截取所获得的如图6所示的第二传感器元件40b的横截面图；图6是根据本发明的第一实施例的气体传感器元件的分解透视图；图7是根据本发明的第一实施例的气体传感器的末端(tip end)部的横截面图；图8是根据本发明的第一实施例的在烧制之后的气体传感器元件的横截面图；图9是示例1中的本发明的气体传感器的显微镜照片；图10是图7中的主要部分的放大照片；图11是比较示例中的气体传感器的显微镜照片；图12是图11中的主要部分的放大照片；图13是示出了示例1中的冷却循环的数量与传感器输出之间的关系的曲线图；图14是对示例1中的电阻值进行比较的曲线图；图15是对示例1中的传感器输出值进行比较的曲线图；图16是根据本发明的第二实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；图17是根据本发明的第二实施例的在烧制之前的通过第二传感器电极40b的气体传感器元件的横截面图；图18是根据本发明的第三实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；图19是根据本发明的第四实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；图20是根据本发明的第五实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；图21是根据本发明的第六实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；图22是根据本发明的第七实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；图23是根据本发明的第八实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；图M是根据本发明的第九实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；图25是根据本发明的第十实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；图沈是根据本发明的第十一实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；图27是根据本发明的第十二实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；图观是根据本发明的第十三实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；图四是根据本发明的第十三实施例的在烧制之前的通过第二传感器电极40b的气体传感器元件的横截面图；图30是根据本发明的第十四实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；图31是根据本发明的第十五实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；图32是根据本发明的第十六实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；图33是根据本发明的第十七实施例的在烧制之前的通过第一传感器电极40a的气体传感器元件的横截面图；图34是根据本发明的第十七实施例的在烧制之前的通过第二传感器电极40b的气体传感器元件的横截面图；图35是根据本发明的第十八实施例的在烧制之前的通过第二传感器电极40b的气体传感器元件的横截面图；图36是根据本发明的第十九实施例的在烧制之前的通过第二传感器电极40b的气体传感器元件的横截面图；以及图37是根据本发明的第二十实施例的在烧制之前的通过第二传感器电极40b的气体传感器元件的横截面图。
具体实施例方式将参照附图使用每个实施例来描述根据本发明的实施例的气体传感器元件。第一实施例(图4至图15以及表1至表5)将参照图4至图8以及示例1来描述根据本发明的第一实施例的气体传感器元件。图4是在烧制之前的气体传感器元件1的横截面图。如图4所示，在气体传感器元件1中，配线层2被设置在传感器部13内，并且配线层2的表面由绝缘层3覆盖。电极端子4被设置在所述绝缘层3的与所述配线层2相对一侧的所述绝缘层3的主表面上。中间层5被插入在电极端子4与配线层2之间，并且电极端子4被电连接到配线层2。电极端子4是由第一金属材料构成的。配线层2是由第二金属材料构成的。中间层5是由第一金属材料和第二金属材料中的具有较低熔点的金属材料构成的。更具体地说，如图6所示，气体传感器元件1是由传感器部13和加热器部14构成的。传感器部13是由正被堆叠的屏蔽层104、扩散阻挡层103、分隔层102、绝缘层3、 固体电解质主体7和导管形成层10构成的。配线层2 (测量气体侧的配线20和参考气体侧的配线21)被形成在固体电解质主体7的两个主表面上。中间层5被插入到配线层2与电极端子4之间。电极端子4是由第一传感器电极40a和第二传感器电极40b组成的。第一传感器电极40a被连接到测量气体侧的配线20。第二传感器电极40b被连接到参考气体侧的配线21。如图6和图7所示，用于引入测量气体(例如，废气)的测量气体室101形成于分隔层102和绝缘层3中。用于引入参考气体(大气)的参考气体室100形成于导管形成层 10中。测量气体侧的电极200形成于测量气体侧的配线20的末端处。参考气体侧的电极210形成于参考气体侧的配线21的末端处。测量气体侧的电极200暴露在测量气体室 101内。参考气体侧的电极210暴露于参考气体室100内。固体电解质主体7具有氧离子导电性。因此，当将电压施加到参考气体侧的电极 210与测量气体侧的电极200之间时，与参考气体和测量气体之间的氧气浓度差对应的电流在参考气体侧的电极210与测量气体侧的电极200之间流动。测量气体内的氧气浓度是由正被测量的电流值来检测的。加热器部14包括加热元件12、连接到该加热元件12的配线层2 (加热器配线22)、 两个绝缘层3 (第一加热器基板31a和第二加热器基板31b)以及电极端子4 (加热器电极 41)。中间层5被插入到两个绝缘层3之间。如图4所示，在根据第一实施例的气体传感器元件1的传感器部13中，提供穿过绝缘层3的通孔6，并且通孔6连接中间层fe和电极端子4。通孔6具有比中间层fe小的外径。金属连接部件60a被设置在通孔6内。在加热器部14中，提供穿过第二加热器基板31b的第一通孔6a，并且第一通孔6a 连接中间层恥和加热器电极41。通孔6a具有比中间层恥小的外径。金属第一连接部件 60b被设置在通孔6a内。此外，提供穿过第一加热器基板31a的第二通孔6b，并且第二通孔6b连接配线层22和中间层恥。第二通孔6b具有比中间层恥小的外径。金属第二连接部件66被设置在第二通孔6b内。传感器部13的第一传感器电极40a和连接部件60a是由第一金属材料构成的。中间层如和恥、测量气体侧的配线20以及参考气体侧的配线21是由具有比第一金属材料的熔点低的熔点的第二金属材料构成的。加热器部的加热器电极41和第一连接部件60b是由第一金属材料构成的。加热器配线22、第二连接部件66和中间层恥是由第二金属材料构成的。第一金属材料和第二金属材料包含从以下各种材料中选择出的至少一种材料 Mg、Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、In、Sn、W、Re、Qs、Ir、 Pt、Au和此。第一金属材料和第二金属材料还包含诸如氧化铝、氧化锆和氧化钇等至少一种类型的陶瓷。由于通过这种方式将陶瓷添加到第一金属材料和第二金属材料上，因此可以增大绝缘层3、固体电解质主体7等与第一金属材料和第二金属材料之间的结合。第一金属材料和第二金属材料中的陶瓷/金属的重量比是wt至25% Wt0更优选地，第一金属材料和第二金属材料包含Pt和Pd中的至少一种以及诸如氧化铝、氧化锆和氧化钇等至少一种类型的陶瓷。第一金属材料和第二金属材料中的陶瓷/ 金属的重量比优选地是Wt至25% Wt。由于诸如这样的组合，因此第一金属和第二金属的熔点变为1500°C或者更高。因此，即使当在制造期间以高的温度(例如1450士50°C )对气体传感器元件1进行烧制，金属材料熔化的风险也降低了。此外，第一金属材料和第二金属材料的热膨胀系数变为接近于固体电解质主体7的热膨胀系数9. 2X10_6/°C。因此，可以对在烧制期间在金属材料与固体电解质主体7之间出现的大的热应力进行抑制。此外，如图5所示，通孔650形成于固体电解质主体7中。金属传感器侧的第二连接部件65被设置在通孔650内。连接层250是由构成测量气体侧的配线20的配线层2形成的。第二传感器电极40b和参考气体侧的配线21是通过连接层250、相邻的中间层5c和传感器侧的第二连接部件65以及与中间层5c相邻的传感器侧的第一连接部件60c来电连接的。这里，第二传感器电极40b和传感器侧的第一连接部件60c是由第一金属材料构成的。中间层5c、连接层250、传感器侧的第二连接部件65以及参考气体侧的配线21是由具有比第一金属材料的熔点低的熔点的第二金属材料构成的。当从轴线方向上观察时，中间层5和通孔6具有圆形的形状。通孔6的外径A(参照图4)为0. Olmm^ A ^ 1. 315mm。中间层5的外径B为0. 02mm ^ B ^ 2. 63謹。在通孔6的外径A与中间层5的外径B之间建立关系B/A彡2。中间层5的厚度d为0. Olmm彡d彡0. 1mm。通孔6的外径A被设置为0.01mm或者更大，这是因为当外径A小于0.01mm时不能充分保证气体传感器的检测准确度。中间层5的外径B被设置为2. 63mm或者更小，这是因为当中间层5的外径B超出 2. 63mm时，由于传感器元件的宽度为5. 28mm,因此相邻的中间层5相互连接并且发生短路。 导电性不能被保证，并且气体传感器元件1的检测准确度下降。由于建立了关系B/A彡2，因此通孔6的外径A的上限值被设置为与中间层5的外径B的上限值(2. 63mm)相差1. 315mm。中间层5的外径B的下限值被设置为与通孔6的外径A的下限值(0. Olmm)相差0. 02mm。中间层5的厚度d被设置为0. Olmm或者更大，这是因为当厚度d小于0. Olmm时， 在除了中间层5的外围以外的区域中形成了空隙。另一方面，当中间层5的厚度d超出 0. Imm时，就制造气体传感器元件1而言，由于中间层5的厚度使得气体传感器元件1的形状变得有缺陷。不能保证导电性，并且不能执行传感器检测。通过这种方式，在通孔6的外径A与中间层5的外径B之间建立了关系B/A彡2。 此外，中间层5的厚度d为0. Olmm或者更大。因此，因为中间层5的外径A足够大并且中间层5的厚度d足够厚，因此可以仅在中间层5的外围部分50中形成空隙V。因此，消除了在中间层5与连接部件60之间的界面500中形成空隙V，并且可以抑制电极端子4与配线层2之间的电阻的增加。此外，如图7所示，屏蔽层104、扩散阻挡层103和分隔层102的侧面被形成为具有锥形。扩散阻挡层103是由允许测量气体通过扩散阻挡层103的多孔体构成。因此，扩散阻挡层103的侧面用作引入测量气体的进气口 105。测量气体从进气口 105进入扩散阻挡层103并且被引入到测量气体室101中。下面将描述根据第一实施例的气体传感器元件2的操作效果。在根据第一实施例的气体传感器元件1中，如图4所示，电极端子4是由第一金属材料构成的。配线层2是由第二金属材料构成的。中间层5是由具有比第一金属材料的熔点低的熔点的第二金属材料构成的。因此，当在气体传感器元件1的制造过程中执行烧制时，如图8所示，构成中间层5的第二金属材料和与中间层5接触的第一金属材料变为合金。在金属材料形成合金的过程中，由具有低熔点的第二金属材料构成的中间层5的外围部分50的金属材料移动，从而在中间层5的外围部分50中形成空隙。换言之，由于不同的金属材料开始接触的界面是在陶瓷烧制期间通过加热形成合金的，因此形成了空隙。金属原子从外围向界面移动，从而形成空隙。然而，中间层5的其中形成空隙的外围部分50是电流不流动并且不会直接有助于电连接的区域。因此，即使当在中间层5的外围部分50中形成空隙V时，电极端子4与配线层2之间的电阻也不会明显改变。由于通过这种方式有意识地使中间层5的外围部分50的金属原子移动以在中间层5的外围部分50中形成空隙，因此可以对连接部件和配线层2的金属原子的移动进行抑制。因为连接部件和配线层2是直接有助于电连接的部分，因此通过防止形成空隙而抑制了电阻的增加。改进了电极端子4与配线层2之间的连接可靠性。此外，在根据第一实施例的气体传感器元件1中，可以抑制加热器配线22与加热器电极41之间的电阻的增加。因此，可以向加热器配线22传送充足的电流。由于充分地增加了气体传感器元件1的温度，因此可以提高气体传感器元件1的检测准确度。在根据第一实施例的气体传感器元件1中，如图4所示，因为电极端子4和中间层 5是通过具有比中间层5的外径小的外径的连接部件60a连接的，因此连接部件60a不会与中间层5的外围部分50接触。因此，当进行烧制时，由于中间层5是由具有低熔点的材料构成的，因此如图8所示，促进了中间层5的外围部分50的金属材料向中间部分(与连接部件60a接触的部分)的移动。因此，由于在作为界面500(即，在该界面处，中间层5与连接部件60a接触)的外围的中间层5的外围部分50中形成空隙，因此改进了电极端子4与配线层2之间的连接可靠性。此外，在根据第一实施例的气体传感器元件1中，如图4所示，在加热器部14中， 配线层22和电极端子41是通过具有比中间层恥的外径小的外径的第一连接部件60b和第二连接部件66来连接的。因此，因为具有比中间层恥的外径小的外径的第一连接部件 60b和第二连接部件66被连接到中间层5b，因此第一连接部件60b和第二连接部件66不会与中间层恥的外围部分50接触。因为中间层恥是由具有低熔点的金属材料构成的，因此当进行烧制时，如图8所示，促进了中间层恥的外围部分50的金属材料向中心的移动。 因此，在中间层恥的外围部分50中形成空隙。在这里，外围部分50表示中间层恥的、除了中间层恥与连接部件60b和66接触的界面500以外的部分。因此，改进了电极端子41 和配线层23之间的连接可靠性，并且提高了气体传感器元件1的检测准确度。如上所述，根据第一实施例，可以获得具有高检测准确度以及在配线层与电极端子之间具有高连接可靠性的气体传感器元件。在下文中，使用示例1进行试验以证明本发明的气体传感器元件的效果。(示例 1)在示例1中，通过堆叠电极端子4、绝缘层3、中间层5等来制造具有与根据第一实施例(图4和图幻的气体传感器元件1相同的构造的样品。在这里，传感器电极40、加热器电极41和连接部件60a和60b是使用第一金属材料形成的。中间层fe和恥、配线层 20,21和22以及第二连接部件66是使用具有比第一金属材料的熔点低的熔点的第二金属材料形成的。具体地说，以下材料被用作第一金属材料。该材料包含100% Pt作为金属成分并且具有1774°C的熔点和9. 1X10_6/°C的线性膨胀系数。该材料将氧化铝用作陶瓷。铝/Pt的重量比为10wt%。以下材料用作第二金属材料。该材料包含100% Pd作为金属成分并且具有1555°C的熔点和1. 176X10_5/°C的线性膨胀系数。该材料将氧化铝用作陶瓷。铝/ Pd的重量比为10wt%。在下文中所描述的实施例中也使用类似的材料。各个尺寸如下。电极端子4(40和41)的厚度为0. 02mm。连接部件60的高度为 0.16mm。中间层和釙的厚度d为0. 03mm。配线层20、21和22的各自厚度为0. 01mm、 0.018mm和0.03mm。连接部件60的外径A和A'为0. 248mm。中间层的外径B为0. 6mm。 中间层恥的外径B'为0. 5mm。传感器部13的绝缘层3的厚度为0. 2mm。第一加热器基板 31a的厚度为0. 19mm。第二加热器基板31b的厚度为0. 19mm。作为结果，获得烧制前的本发明的气体传感器元件1的样品1。制造烧制之前的样品2来作为比较示例(参见图3)，其中，传感器电极40、加热器电极41、连接部件60a和60b、中间层如和恥以及第二连接部件66是由第一金属材料构成的。配线层20、21和22是由第二金属材料构成的。其它构造与样品1的构造类似。接下来，以1450士50°C将样品1和样品2烧制120分钟。从加热器配线22到加热器电极41拍摄所获取的烧制样品1和样品2的显微镜照片。样品1的显微镜照片如图 9和图10所示。样品2的显微镜照片如图11和图12所示。如图9和图10所示，在样品1中，中间层5的外围部分50的金属材料移动，并且空隙V形成于外围部分50中。相反地，如图11和图12所示，在比较示例的样品2中，空隙 V形成于加热器配线22中。接下来，通过使用样品1和样品2来进行冷却循环测试，其中，重复地在25°C与 1000°C之间进行温度变化。测量加热器配线22与加热器电极41之间的电阻的变化。此外， 对在加热器配线22与加热器电极41之间、在测量气体配线20与电极端子40a之间以及在参考气体侧的配线层21与电极端子40b之间是否形成裂缝进行评估。在冷却循环测试中，单个循环是在温度已经从25°C上升到1000°C以后温度返回至25°C的一个过程。对于每个样品1和样品2而言，执行多个循环的冷却循环测试，如图13 所示，并且测量加热器配线22与加热器电极41之间的电阻。在图13中，水平轴表示“循环的数量”。在垂直轴上，加热器配线22与加热器电极41之间的电阻的测量值除以测量初始值所得到的值是由“电阻(_)”来表示的。当电阻㈠突然增加时，作出已经形成裂缝的判断。当电阻(_)未改变时，作出未形成裂缝的判断。这些结果如表1所示。未形成裂缝的例子是由ο来表示的。已经形成裂缝的例子是由X来表示的。表 125 0C O 1000°C冷却循环的测试
权利要求
1.一种气体传感器元件，其检测测量气体内的特定气体的浓度，所述气体传感器元件包括配线层，其形成于传感器的内部； 绝缘层，其覆盖所述配线层的前表面；电极端子，其被设置在所述绝缘层的与所述配线层相对一侧的所述绝缘层的主表面上并且电连接到所述配线层；以及中间层，其被插入在所述电极端子与所述配线层之间并且将所述电极端子与所述配线层进行电连接，其中所述电极端子是由第一金属材料构成的，所述配线层是由第二金属材料构成的，并且所述中间层是由所述第一金属材料和所述第二金属材料中的具有较低熔点的金属材料构成的。
2.一种气体传感器元件，其检测测量气体内的特定气体的浓度，所述气体传感器元件包括配线层，其形成于传感器的内部； 绝缘层，其覆盖所述配线层的前表面；电极端子，其被设置在所述绝缘层的与所述配线层相对一侧的所述绝缘层的主表面上并且电连接到所述配线层；中间层，其被插入在所述电极端子与所述配线层之间并且将所述电极端子与所述配线层进行电连接；以及通孔，其穿过所述绝缘层，具有设置在该通孔内的金属连接部件，具有比所述中间层小的外径，并且连接所述中间层与所述电极端子，其中所述连接部件和所述电极端子是由第一金属材料构成的，所述配线层和所述中间层是由第二金属材料构成的，并且所述第二金属材料具有比所述第一金属材料低的熔点。
3.一种气体传感器元件，其检测测量气体内的特定气体的浓度，所述气体传感器元件包括配线层，其形成于传感器的内部； 绝缘层，其覆盖所述配线层的前表面；电极端子，其被设置在所述绝缘层的与所述配线层相对一侧的所述绝缘层的主表面上并且电连接到所述配线层；中间层，其被插入在所述电极端子与所述配线层之间并且将所述电极端子与所述配线层进行电连接；第一通孔，其穿过所述绝缘层，具有设置在该第一通孔内的金属第一连接部件，具有比所述中间层小的外径，并且连接所述中间层与所述电极端子；以及第二通孔，其穿过所述绝缘层，具有设置在该第二通孔内的金属第二连接部件，具有比所述中间层小的外径，并且连接所述配线层与所述中间层，其中所述第一连接部件和所述电极端子是由第一金属材料构成的，所述配线层和所述第二连接部件是由所述第二金属材料构成的，并且所述中间层是由所述第一金属材料和所述第二金属材料中的具有较低熔点的金属材料构成的。
4.根据权利要求2所述的气体传感器元件，其中空隙形成于所述中间层的外围部分中，所述外围部分是所述中间层的与所述连接部件接触的界面的外围，所述连接部件是由与所述中间层的金属材料不同的金属材料构成的。
5.根据权利要求2所述的气体传感器元件，其中在所述通孔的外径A与所述中间层的外径B之间建立关系2，并且所述中间层的厚度d为0.01mm或者更大。
6.根据权利要求3所述的气体传感器元件，其中空隙形成于所述中间层的外围部分中，所述外围部分是所述中间层的与所述连接部件接触的界面的外围，所述连接部件是由与所述中间层的金属材料不同的金属材料构成的。
7.根据权利要求3所述的气体传感器元件，其中在所述第一通孔的外径A与所述中间层的外径B之间建立关系B/A ^ 2， 在所述第二通孔的外径A与所述中间层的外径B之间建立关系B/A ^ 2，以及所述中间层的厚度d为0. Olmm或更大。
8.一种气体传感器，其包括根据权利要求1所述的气体传感器元件。
9.一种气体传感器，其包括根据权利要求2所述的气体传感器元件。
10.一种气体传感器，其包括根据权利要求3所述的气体传感器元件。
全文摘要
本发明涉及气体传感器元件和气体传感器。本发明的气体传感器元件检测测量气体内的特定气体的浓度。气体传感器元件包括配线层，其形成于传感器的内部；绝缘层，其覆盖配线层的前表面；电极端子，其被设置在所述绝缘层的与所述配线层相对一侧的所述绝缘层的主表面上并且电连接到所述配线层；以及中间层，其被插入在电极端子与配线层之间并且将电极端子与配线层进行电连接。电极端子是由第一金属材料构成的。配线层是由第二金属材料构成的。所述中间层是由第一金属材料和第二金属材料中的具有较低熔点的金属材料构成的。
文档编号G01N27/00GK102313762SQ20111019856
公开日2012年1月11日 申请日期2011年7月11日 优先权日2010年7月9日
发明者梶山理一 申请人:株式会社电装