专利名称：气体传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气体传感器。
背景技术：
作为气体传感器，公知有例如安装于汽车的废气管来检测废气中的氧浓度的气体传感器。该气体传感器例如具备设有如下构件的气体传感器元件有底筒状的基体，其由固体电解质构成，呈沿着轴线方向延伸的形态，该有底筒状的基体的顶端侧被封闭并且其后端侧开放；外侧电极，其形成于基体的外表面，且由贵金属(例如钼)构成；内侧电极,其形成于基体的内表面，且由贵金属(例如钼)构成(例如，参照专利文献I)。专利文献I :日本特开2007 - 248123号公报
然而，在专利文献I中，公开有如下方法来作为在基体的内表面形成由贵金属(钼)构成的电极的方法。首先，在晶核附着工序中，使核附着于基体的内表面。具体地说，例如向基体的内部注入氯钼酸水溶液(钼浓度0.5g / L)，进行加热之后排出该氯钼酸水溶液，在基体的内表面整体上形成氯钼酸的水溶液的涂敷膜。然后，向基体的内部空间内注入肼水溶液(浓度5质量％)，加热至75°C并放置30分钟，使钼的晶核析出到基体的内表面整体。接着，在电镀工序中，向基体的内部注入将钼络盐水溶液(钼浓度15g / L)与肼水溶液(浓度85质量％)混合调制而得到的电镀液，通过对其进行加热并放置，使电镀液中的钼析出。这样，在专利文献I的气体传感器中，在基体的内表面整体形成有由贵金属(钼)构成的电极。但是，由于近年来钼等贵金属变得高价且稀少，因此，尽可能地谋求减少贵金属的
使用量。另外，在气体传感器中，直至达到预定的活性化温度为止，否则由固体电解质构成的基体无法获得稳定的传感器输出。因此，在专利文献I的气体传感器中，出于使由固体电解质构成的基体的温度尽快上升至活性化温度的目的，利用配置在基体的筒内的加热器(发热部)来加热基体。这样，在气体传感器中，也要求通过对加热器通电而迅速地获得稳定的传感器输出。

发明内容
本发明是鉴于该现状而完成的，其目的在于提供一种能够在基体的内表面上减少贵金属的使用量、并且能够通过对加热器通电而迅速地获得稳定的传感器输出的气体传感器。在本发明的一个实施方式中，气体传感器具有气体传感器兀件和加热器，上述气体传感器元件用于检测被测量气体中的特定气体成分，包括有底筒状的基体，其由固体电解质构成且形成为沿着轴线方向延伸的形态，该基体的顶端侧被封闭并且后端侧开放；夕卜侧电极，其形成于上述基体的外表面，且由贵金属构成；以及内侧电极，其形成于上述基体的内表面，且由贵金属构成；上述加热器具有配置在上述基体的筒内的发热部，上述气体传感器的特征在于，上述基体的上述外表面具有位于上述基体的顶端侧、且与上述被测量气体接触的接触气体区域，上述基体的上述内表面具有接触气体内侧区域和后端侧区域，上述接触气体内侧区域相对于上述接触气体区域位于上述基体的厚度方向内侧，上述后端侧区域在上述轴线方向上与上述接触气体内侧区域分离，位于上述基体的后端侧，上述发热部的发热电阻图案仅位于在上述轴线方向上与上述接触气体内侧区域所存在的范围相同的轴线方向范围内，上述内侧电极由内侧检测部、端子连接部以及引线部构成，上述内侧检测部仅形成在上述接触气体内侧区域内，且形成于上述接触气体内侧区域中的、至少在上述基体的径向上与上述发热电阻图案相对的发热相对区域整体，上述端子连接部形成在上述后端侧区域内，且形成于上述后端侧区域中的、上述基体的周向上的至少一部分的范围内，上述引线部连结上述内侧检测部与上述端子连接部，且在上述内表面上仅形成于上述基体的周向上的一部分的范围内，上述外侧电极具有外侧检测部，该外侧检测部仅形成于上述接触气体区域内，且该外侧检测部的一部分形成于上述接触气体区域中的、至少在上述基体的厚度方向内侧存在有上述内侧检测部的区域。进而，在上述气体传感器的基础上，气体传感器也可以设为，上述内侧检 测部仅形成于上述发热相对区域。进而，在上述任一气体传感器的基础上，气体传感器也可以设为，上述内侧检测部仅形成于上述接触气体内侧区域中的、上述基体的周向上的一部分的范围内。进而，在上述任一气体传感器的基础上。气体传感器也可以设为，上述弓I线部具有沿着上述轴线方向呈线状地延伸的形态。进而，在上述任一气体传感器的基础上。气体传感器也可以设为，上述加热器与上述内侧检测部接触。而且，在上述任一气体传感器的基础上，气体传感器也可以设为，上述内侧检测部的后端形成至比上述外侧检测部的后端靠后端侧的位置。进而，在采用将内侧检测部的后端形成至比外侧检测部的后端靠后端侧的结构的情况下，在将上述气体传感器元件的顶端与上述内侧检测部的后端之间的上述轴线方向上的长度设为Tl，并将上述气体传感器元件的顶端与上述外侧检测部的后端之间的上述轴线方向上的长度设为T2时，I. I < Tl / T2。进而，在上述任一气体传感器的基础上，优选的是，上述外侧检测部的厚度比上述内侧检测部的厚度厚。进而，在上述任一气体传感器的基础上，优选的是，在将上述基体的最薄厚度设为d时，上述发热相对区域形成于上述基体的、厚度为d 2d的区域的内表面。进而，在上述任一气体传感器的基础上，优选的是，上述发热相对区域形成于上述基体的、温度处于气体传感器元件的最高发热温度的70%以上的区域的内表面。在技术方案I的气体传感器中，发热部的发热电阻图案在基体的轴线方向上位于与接触气体内侧区域所存在的范围相同的轴线方向范围内。换言之，在基体的轴线方向上，发热部的发热电阻图案的后端(位于最后端侧的端部)位于比接触气体内侧区域的后端靠顶端侧(基体的顶端侧)的位置，发热部的发热电阻图案的顶端(位于最顶端侧的端部)位于比接触气体内侧区域的顶端靠后端侧(基体的后端侧)的位置。即，加热器的发热部整体在基体的径向(沿筒的直径的方向)上配置于与接触气体内侧区域相对的位置。在此，发热部的发热电阻图案例如是将线状的发热电阻元件形成为预定图案(锯齿状、漩涡状)的部位，是利用通电而发热的部位。进而，在上述的气体传感器中，内侧电极由仅形成在接触气体内侧区域内的内侧检测部、形成在后端侧区域内的端子连接部以及用于连结内侧检测部与端子连接部的引线部构成。其中，引线部在基体的内表面上仅形成在基体的周向上的一部分的范围内。如此，并非在内表面上遍及基体的周向上的全部范围(整周)地形成(呈筒状地形成)引线部，而能够通过仅在基体的周向上的一部分的范围内形成该引线部(例如，呈线状地形成)而在基体的内表面上减少贵金属的使用量。而且，内侧检测部形成在接触气体内侧区域中的、至少在基体的径向上与发热部相对的发热相对区域整体内。另外，外侧检测部的一部分形成在接触气体区域中的、至少在基体的厚度方向内侧存在有内侧检测部的区域中。如此，通过至少在发热相对区域整体内形成内侧检测部，能够通过向加热器通电而迅速地获得稳定的传感器输出。
具体地说，在上述气体传感器中，在由固体电解质构成的基体(例如，以氧化锆为主要成分的固体电解质体)达到预定的活性化温度之前，无法获得稳定的传感器输出。因而，为了使由固体电解质构成的基体的温度尽快上升至活性化温度而利用加热器(发热部)加热基体。特别是，由于基体中的、在径向上与发热部相对的部位(内表面相当于具有发热相对区域的部位)是基体中最容易被加热的部位，因此可以认为该部位是通过向加热器通电而在基体中最早活性化的部位。因此，通过至少在发热相对区域整体内形成内侧检测部，并且在存在内侧检测部的区域内形成外侧检测部的一部分，由此能够通过向加热器通电而迅速地获得稳定的传感器输出。在技术方案2的气体传感器中，由贵金属构成的内侧检测部仅形成于发热相对区域。因此，与在发热相对区域以及除了该发热相对区域以外的区域(例如，接触气体内侧区域整体)中形成有内侧检测部的气体传感器相比,技术方案2的气体传感器进一步减少了贵金属的使用量。而且，通过仅在发热相对区域内形成内侧检测部，能够通过向加热器通电而迅速地获得稳定的传感器输出。在技术方案3的气体传感器中，由贵金属构成的内侧检测部仅形成在接触气体内侧区域中的、基体的周向上的一部分的范围内。因此，与在接触气体内侧区域内遍及基体的周向上的整周地形成有内侧检测部的气体传感器相比，技术方案3的气体传感器进一步减少了贵金属的使用量。另外，在上述的气体传感器中，优选的是，将加热器设为与内侧检测部接触的形态。通过选择性地使加热器与仅形成在接触气体内侧区域中的、基体的周向上的一部分的范围内的内侧检测部相接触，由此基体中的、形成有内侧检测部的部位更加容易被加热，从而进一步尽早实现活性化。因此，能够通过向加热器通电而进一步迅速地获得稳定的传感器输出。在技术方案4的气体传感器中，将引线部设为沿轴线方向呈线状地延伸的形态。由此，引线部上的贵金属的使用量极少，因此该气体传感器进一步减少了贵金属的使用量。在技术方案5的气体传感器中，通过使加热器与内侧检测部相接触，从而基体中的、形成有内侧检测部的部位更容易被加热，从而进一步尽早实现活性化。因此，在上述气体传感器中，能够通过向加热器通电而更加迅速地获得稳定的传感器输出。
特别是在将内侧检测部仅形成于接触气体内侧区域内的、基体的周向上的一部分的范围内的气体传感器中，使加热器与内侧检测部相接触的做法是有效的。这是因为，通过使加热器选择性地与仅形成在基体的周向上的一部分的范围内的内侧检测部接触，由此基体中的、形成有内侧检测部的部位更加容易被加热，从而进一步尽早实现活性化。由此，能够通过向加热器通电而更加迅速地获得更加稳定的传感器输出。内侧检测部不仅形成在比外侧检测部靠近加热器的位置上，还通过将该内侧检测部形成在发热相对区域整体内，或使加热器与内侧检测部接触，由此该内侧检测部更加容易被加热，存在比外侧检测部提前劣化的情况。在此，在技术方案6的气体传感器中，通过将内侧检测部形成至比外侧检测部靠后端侧的位置来增加内侧检测部的面积，从而能够抑制内侧检测部比外侧检测部提前劣化的情况。在技术方案7的气体传感器中，在采用将内侧检测部的后端形成至比外侧检测部的后端靠后端侧的位置的结构的情况下，在将上述气体传感器元件的顶端与上述内侧检测部的后端间的上述轴线方向的长度设为T 1，将上述气体传感器元件的顶端与上述外侧检 测部的后端间的上述轴线方向的长度设为T2时，I. KTl / T2，由此能够进一步增加内侧检测部的面积，能够进一步抑制内侧检测部比外侧检测部提前劣化的情况。另外，若长度Tl与长度T2的关系为I. I > Tl / T2 > 1.0，则有可能无法获得上述效果。另外，若长度Tl与长度T2间的关系为3 <T1 / T2，则内侧检测部21g的面积变得过大，进一步增加了贵金属的使用量，因此优选设为Tl / T2 < 3。在技术方案8的气体传感器中，外侧检测部的厚度比内侧检测部的厚度厚。由于外侧检测部直接暴露在被测量气体中，因此比内侧检测部更容易产生有毒物质等所造成的劣化。在此，通过使外侧检测部的厚度比内侧检测部的厚度厚，能够抑制外侧检测部比内侧检测部提前劣化的情况。在技术方案9的气体传感器中，由于在基体的厚度为d 2d的区域内，固体电解质体的体积较小，因此能够使由固体电解质构成的基体的温度尽早上升至活性化温度。因此，通过在该区域内形成发热相对区域，能够迅速地获得稳定的传感器输出。在技术方案10的气体传感器中，在温度达到气体传感器元件的最高发热温度的70%以上的区域内，能够使由固体电解质构成的基体的温度尽早上升至活性化温度。因此，通过在该区域内形成发热相对区域，能够迅速地获得稳定的传感器输出。


图I是实施例I 实施例4的气体传感器的纵剖视图。图2是实施例I 实施例4的基体的俯视图。图3是该基体的纵剖视图，相当于图2的B — B向视剖视图。图4是示出该基体与加热器(发热部)的位置关系的图。图5是实施例I的气体传感器元件的俯视图。图6是该气体传感器元件的纵剖视图，相当于图5的C 一 C向视剖视图。图7是该气体传感器元件的纵剖视图，相当于图5的J 一 J向视剖视图。图8是利用加热器加热气体传感器元件时的气体传感器元件的热像图。图9是实施例I 实施例4的晶核附着工序的说明图。
图10是实施例I的掩模夹具的主视图。图11是该掩模夹具的剖视图，相当于图10的E — E向视剖视图。图12是该掩模夹具(使掩模外表面的曲率半径向缩小的方向弹性变形后的状态)的主视图。图13是该掩模夹具(使掩模外表面的曲率半径向缩小的方向弹性变形后的状态)的剖视图，相当于图12的F — F向视剖视图。图14是实施例I的掩模夹具安装工序的说明图。图15是该掩模夹具安装工序的说明图。图16是该掩模夹具安装工序的说明图。
图17是实施例I的电镀工序的说明图。图18是该电镀工序的说明图。图19是该电镀工序的说明图。图20实施例2的气体传感器元件的俯视图。图21是该气体传感器元件的纵剖视图，相当于图20的N-N向视剖视图。图22是该气体传感器元件的纵剖视图，相当于图20的K 一 K向视剖视图。图23是实施例2的电镀抗蚀膜形成工序以及掩模夹具安装工序的说明图。图24是该电镀抗蚀膜形成工序以及掩模夹具安装工序的说明图。图25是该电镀抗蚀膜形成工序以及掩模夹具安装工序的说明图。图26是实施例2的电镀工序的说明图。图27是该电镀工序的说明图。图28是实施例3的气体传感器兀件的俯视图。图29是该气体传感器元件的纵剖视图，相当于图28的U — U向视剖视图。图30是该气体传感器元件的纵剖视图，相当于图28的W — W向视剖视图。图31是实施例4的气体传感器元件的俯视图。图32是该气体传感器元件的纵剖视图，相当于图31的X — X向视剖视图。图33是该气体传感器元件的纵剖视图，相当于图31的Y — Y向视剖视图。
具体实施例方式(实施例I)接着，参照

本发明的实施例I。如图I所示,本实施例I的气体传感器30包括具有基体I的气体传感器元件20和包围该气体传感器兀件20的筒状的主体金属部件31。而且,气体传感器30包括外侧端子构件50、内侧端子构件32和加热器33。加热器33形成为沿轴线方向(沿轴线AX的方向，在图I中为上下方向)延伸的圆柱形状，在其顶端侧具有发热部33c。发热部33c是将线状的发热电阻元件形成为预定的图案(锯齿状)而成的部位，且该发热部33c利用通电而发热。该发热部33c遍及加热器33的周向的整周地沿着外周面设置。该加热器33 (发热部33c)配置在气体传感器元件20的内部(基体I的筒内)，并且借助内侧端子构件32保持姿态。详细地说，加热器33借助内侧端子构件32将该加热器33的顶端部33b保持为与气体传感器元件20的内侧电极21 (内侧检测部21g)接触的状态。在主体金属部件31的中空筒内部夹设有金属制衬垫34、35、36、绝缘体37、38以及滑石粉末39，以卡合的方式保持气体传感器元件20 (基体I)的凸缘部2。由此，气体传感器元件20以使其顶端部20b从主体金属部件31的顶端侧开口部31b突出的状态被主体金属部件31保持。而且，保护器40以覆盖从主体金属部件31的顶端侧开口部31b突出的气体传感器元件20的顶端部20b的方式安装于主体金属部件31。该保护器40形成为具有外侧保护器40a与内侧保护器40b的双重结构。在外侧保护器40a及内侧保护器40b中形成有使废气通过的多个通气口。因此，能够使从保护器40的通气口导入的废气与形成于基体I的外表面Ih上的外侧电极23的外侧检测部23g接触。另外，在本实施例I的气体传感器30中，利用基于衬垫34、35的密封使从保护器40的通气口导入到气体传感器30内的废气不会进入比气体传感器元件20的凸缘部2靠后端侧的位置(在图I中为上侧)。
在此，对本实施例I的气体传感器元件20进行详细说明。气体传感器元件20包括有底筒状的基体I、形成在基体I的外表面Ih上且由贵金属(具体地说为钼)构成的外侧电极23以及形成在基体I的内表面Ik上且由贵金属(具体地说为钼)构成的内侧电极21(贵金属电镀层)(参照图5 图7)。该气体传感器元件20用于检测被测量气体(废气)中的特定气体成分(氧成分)。另外，图5是气体传感器元件20的俯视图(从基体I的后端Ie侧沿轴线AX方向观察气体传感器元件20时的图)。另外，图6相当于图5的C 一 C向视剖视图。另外，图7相当于图5的J 一 J向视剖视图。基体I由以氧化锆为主要成分的固体电解质构成，并以沿着轴线方向(沿轴线AX的方向，在图3中为上下方向)延伸的形态呈顶端Is侧(在图3中为下侧)被封闭并且后端Ie侦彳(在图3中为上侧)开放的有底筒状(参照图2以及图3)。在基体I的轴线方向(沿轴线AX的方向，在图3中为上下方向)的大致中间部形成有向径向外侧突出的环状的凸缘部2。另外，图2是基体I的俯视图(从基体I的后端Ie侧沿轴线AX方向观察基体I时的图)。另外，图3相当于图2的B — B向视剖视图。例如，能够使用公知的冲压成形法，在将以氧化锆为主要成分的固体电解质形成为有底筒状的成形体之后，以1500°C烧制2小时左右而得到上述基体I。基体I的外表面Ih具有位于基体I的顶端Is侧且与被测量气体接触的接触气体区域Ihg (参照图3)。该接触气体区域Ihg是位于基体I的外表面Ih中的、比凸缘部2的顶端部2s靠顶端Is侧(在图3中为下侧)的全部区域。另外，基体I的内表面Ik具有相对于外表面Ih的接触气体区域Ihg而位于基体I的厚度方向内侧的接触气体内侧区域1kg。如图3所示，该接触气体内侧区域Ikg相当于内表面Ik中的、位于轴线方向范围P内的全部区域。而且，内表面Ik具有在轴线方向(沿轴线AX的方向，在图3中为上下方向)上与接触气体内侧区域Ikg分离且位于基体I的后端Ie侧的后端侧区域lkc。如图3所示，该后端侧区域Ikc相当于内表面Ik中的、位于轴线方向范围T内的全部区域。另外，在本实施例I的气体传感器30中，如图4所示，仅将加热器33的发热部33c的发热图案配置于在轴线方向(沿轴线AX的方向)上与接触气体内侧区域Ikg所存在的范围相同的轴线方向范围内(即，轴线方向范围P内)。在此，将接触气体内侧区域Ikg中的、在基体I的径向(与轴线AX正交的方向)上与发热部33c的发热图案相对的区域(相当于接触气体内侧区域Ikg中的、位于轴线方向范围Q内的全部区域)设为发热相对区域lkt。另夕卜，图4是示出实施例I 实施例4的气体传感器中的基体I与加热器33 (发热部33c)的位置关系的图。如图6以及图7所示，内侧电极21由形成在接触气体内侧区域Ikg内的内侧检测部21g、形成在后端侧区域Ikc内的内侧连接部21t以及用于连结内侧检测部21g与内侧连接部21t的内侧引线部21s构成。内侧检测部21g形成在接触气体内侧区域Ikg中的、至少发热相对区 域Ikt的整体。详细地说，内侧检测部21g形成在包含发热相对区域Ikt在内的接触气体内侧区域Ikg的整体(即，基体I从顶端到凸缘部2的顶端部2s的内表面Ik的区域整体)。另外，内侧连接部21t形成在后端侧区域Ikc中的、基体I的周向(在图2中为沿内表面Ik的圆周方向)上的至少一部分的范围内。详细地说，内侧连接部21t在后端侧区域Ikc内形成在基体I的周向的整体(整周)。另外，内侧引线部21s在内表面Ik上仅形成于基体I的周向上的一部分的范围内。详细地说，内侧引线部21s仅形成于内表面Ik中的、周向范围D (中心角80°的圆弧的范围，参照图5)，且形成为沿轴线方向(沿轴线AX的方向)呈线状地延伸的形态(参照图5 图7)。如此，并非将内侧引线部21s遍布形成在内表面Ik中的基体I的周向上的整体范围(整周),而能够通过将内侧引线部21s仅形成于内表面Ik中的基体I的周向上的一部分的范围内，从而在基体I的内表面Ik上减少贵金属(在本实施例I中为钼)的使用量。特别是在本实施例I的气体传感器30中，由于将引线部21s设为沿轴线方向呈线状地延伸的形态，因此内侧引线部21s中的贵金属的使用量极少，形成进一步减少了贵金属的使用量的气体传感器。另外，外侧电极23具有形成在接触气体区域Ihg内的外侧检测部23g (参照图6以及图7)。该外侧检测部23g的一部分形成在接触气体区域Ihg中的、至少在基体I的厚度方向内侧存在有内侧检测部21g的区域。具体地说，在本实施例I的气体传感器30中，外侧检测部23g形成在接触气体区域Ihg的轴线方向上的整体的大致一半(S卩，端部的外表面Ih的、从基体I的顶端到比与发热相对区域Ikt相对的外表面靠后端Ie侧且是比凸缘部2的顶端部2s靠顶端Is侧的区域整体)中(参照图6)。另外，外侧电极23在基体I的外表面分别设有连接于外侧检测部23g并沿轴线方向呈线状地延伸的外侧引线部23s以及连接于外侧引线部23s的外侧连接部23t。但是，在本实施例I的气体传感器30中，如上所述，将内侧检测部21g形成在接触气体内侧区域Ikg中的、至少发热相对区域Ikt整体。因此，如后所述，能够通过向加热器33 (发热部33c)通电而迅速地获得稳定的传感器输出。具体地说，在本实施例I的气体传感器30中，在由固体电解质构成的基体I (详细地说以氧化锆为主要成分的固体电解质体)到达预定的活性化温度之前，无法获得稳定的传感器输出。因此,在本实施例I的气体传感器30中，为了使由固体电解质构成的基体I的温度尽早上升至活性化温度而利用加热器33 (发热部33c)来加热基体I。在此，在本实施例I的气体传感器30中，将通过向加热器33 (发热部33c)通电来加热气体传感器元件20 (基体I)时(从通电开始经过预定时间之后)的气体传感器元件(基体I)的热像图示于图8。在图8的热像图中，温度较高的部分较亮(白色)，相反地，温度较低的部分较暗(黑色)。另外，图8是从加热器33的顶端部33b所接触的一侧(图I以及图4中为右侧)沿与轴线AX正交的方向(径向)拍摄气体传感器元件20 (基体I)时的图像。另外，在图8中，为了表示气体传感器元件20 (基体I)与加热器33 (发热部33c)间的位置关系，作为参考而记载有加热器33 (发热部33c)。另外，发热部33c在轴线方向(在图8中为上下方向)上所处的范围是轴线方向范围Q。另外，在图8中，下侧成为基体I的顶端Is侧。在图8的热像图中，基体I中的、在径向上与发热部33c相对的部位(位于轴线方向范围Q内的部位，相当于作为内表面Ik而具有发热相对区域Ikt的部位)显示为最明亮(白色)。另外，在该部位处达到气体传感器元件30的最高发热温度的70%以上的温度。因 而可知，基体I中的、在径向上与发热部33c相对的部位是基体I中最容易被加热的部位。因此，也可以认为基体I中的、在径向上与发热部33c相对的部位是通过对加热器33通电而在基体I中最早实现活性化的部位。因而，在本实施例I的气体传感器30中，由于将内侧检测部21g至少形成在发热相对区域Ikt整体，并且将外侧检测部23g的一部分形成在内侧检测部21g所存在的区域内，因此能够通过对加热器33通电而迅速地获得稳定的传感器输出。而且，在本实施例I的气体传感器30中，内侧检测部21g的后端21h形成至比外侧检测部23g的后端23h靠后端侧的位置。若不仅将内侧检测部21g形成在比外侧检测部23g靠近加热器33的位置，还通过将内侧检测部21g形成在发热相对区域Q整体，或通过使加热器33与内侧检测部21g接触，则该内侧检测部21g更容易被加热，有可能比外侧检测部23g提前劣化。因此，通过将内侧检测部21g形成至比外侧检测部23g靠后端侧的位置，由此能够增加内侧检测部21g的面积，能够抑制内侧检测部21g比外侧检测部23g提前劣化的情况。然后，在采用将内侧检测部21g的后端21h形成至比外侧检测部23g的后端23h靠后端侧的位置的结构时，在将气体传感器元件I的顶端Is与内侧检测部21g的后端21h间的轴线方向上的长度设为T 1，将气体传感器元件I的顶端Is与外侧检测部23g的后端23h间的轴线方向上的长度设为T2时，Tl / T2 = 2. I。如此，若长度Tl与长度T2间的关系是I. I < Tl / T2，则能够进一步增加内侧检测部21g的面积，能够进一步抑制内侧检测部21g比外侧检测部23g提前劣化的情况。而且，在本实施例I的气体传感器30中，内侧检测部21g的厚度是I μ m，外侧检测部23g的厚度是I. 3 μ m，内侧检测部21g的厚度比外侧检测部23g的厚度厚。由此，即使外侧检测部23g直接暴露在被测量气体中而发生有毒物质等所导致的劣化，也能够抑制外侧检测部23g比内侧检测部21g提前劣化。而且，在本实施例I的气体传感器30中，在基体I的最薄的厚度为d时，发热相对区域Q形成在基体I的厚度为d 2d的内表面Ik上。另外，在本实施例I的气体传感器30中，基体的顶端Is的最薄厚度为d，且比凸缘部2的顶端部2s位于顶端Is侧的全部的区域处于d 2d的范围内。如此，在基体I的厚度为d 2d的区域内，由于固体电解质体的体积较小，因此能够使由固体电解质构成的基体I的温度尽早上升至活性化温度。因此，通过在该区域形成发热相对区域Q而能够迅速地获得稳定的传感器输出。另外，优选内侧检测部21g的面积的40%以上与外侧检测部23g相对。由此，能够获得稳定的传感器输出。另外，若不足40%，则有可能无法获得稳定的传感器输出，并且内侧检测部21g、外侧检测部23g的贵金属的使用量进一步增加。另外，在本实施例I的气体传感器30中，利用从外侧开始进行的整周激光焊接将筒状的金属外筒41的顶端部固 定在主体金属部件31的位于后端侧(在图I中为上侧)的连接部31c。另外，在该金属外筒41的后端侧开口部中嵌入以氟橡胶构成的垫圈42来铆接密封。在该垫圈42的顶端侧(在图I中为下侧)设有由绝缘性的氧化铝陶瓷构成的分隔体43。并且，在垫圈42的贯穿孔以及分隔体43的贯穿孔(保持孔43d)内插入有传感器输出引线44、45以及加热器引线46、47。加热器引线46、47连接于加热器33的外部端子。另外，在垫圈42的中央也形成有沿轴线AX的贯穿孔。在该贯穿孔内嵌入有被兼具防水性以及通气性的片状的过滤部48覆盖的金属管49。由此，能够将存在于气体传感器30的外部的空气经由过滤部48导入到金属外筒41内，进而导入到气体传感器元件20的内部，并使该空气与内侧电极21的内侧检测部21g接触。另外，由不锈钢板构成的外侧端子构件50包括与轴线AX正交方向的截面形成为大致C字状的外嵌部50p、从该外嵌部50p的后端侧中央附近向后端侧延伸的分隔体插入部50s以及位于该后端侧的连接器部50c。其中，连接器部50c通过铆接来把持传感器输出引线45的芯线，从而对外侧端子构件50与传感器输出引线45进行电连接。另外，分隔体插入部50s插入到分隔体43内，并且通过使从该分隔体插入部50s分支突出的分隔体抵接部50d与保持孔43d弹性抵接，从而将外侧端子构件50自身保持在分隔体43内。另外，外嵌部50p与气体传感器元件20的外侧电极23接触。由此，对外侧电极23与外侧端子构件50进行电连接。另外，由不锈铜板构成的内侧端子构件32具有与轴线AX正交方向的截面为大致马蹄形状的元件插入部32k、从元件插入部32k的后端侧中央附近向后端侧延伸的分隔体插入部32s以及位于该后端侧的连接器部32c。其中，连接器部32c通过铆接来把持传感器输出引线44的芯线，从而对内侧端子构件32与传感器输出引线44进行电连接。另外，分隔体插入部32s插入到分隔体43内，并且，从该分隔体插入部32s分支突出的分隔体抵接部32d与保持孔43d弹性抵接，从而将内侧端子构件32自身保持在分隔体43内。另外，内侧端子构件32的元件插入部32k插入到气体传感器元件20的内部并与内侧电极21的端子连接部21t接触。由此，对内侧电极21的端子连接部21t与内侧端子构件32进行电连接。当向外侧电极23与内侧电极21之间施加预定的电压时，在该气体传感器30中流动有与外侧电极23的外侧检测部23g所接触的废气(被测量气体)中的氧浓度和内侧电极21的内侧检测部21g所接触的大气的氧浓度之间的浓度差相对应的电流。能够通过检测该电流值来掌握废气中的氧浓度。
接着，说明本实施例I的气体传感器30的制造方法。首先，使用公知的方法(例如，参照日本特开2007-248123号)在基体I的外表面Ih上形成具有外侧检测部23g、外侧引线部23s及外侧连接部23t的外侧电极23。接着，在基体I的内表面Ik上形成内侧电极21。首先，进行晶核附着工序，使晶核附着在基体I的内表面Ik上。具体地说，首先如图9所示，使用注液装置11向基体I的内部空间S内注入氯钼酸水溶液8 (钼浓度0. 5g / L)。另外，在本实施例I中，在基体I的后端Ie侧安装由硅橡胶构成的液体贮存构件13，注入氯钼酸水溶液8，直到充满了基体I的内部空间S的氯钼酸水溶液8从基体I的内部空间S溢出而到达液体贮存构件13为止。接着，对充满了基体I的内部空间S的氯钼酸水溶液8进行加热。由此，能够在基体I的内表面Ik上形成氯钼酸的水溶液的涂膜。之后，使用注液装置11将注入到基体I的内部空间S内的氯钼酸水溶液8排出到基体I的外部。
接着，使用注液装置11向基体I的内部空间S内注入肼水溶液9(浓度5质量％)。此时，也在将液体贮存构件13安装于基体I的后端Ie侧的状态下注入肼水溶液9，直到充满了基体I的内部空间S的肼水溶液9从基体I的内部空间S溢出而到达液体贮存构件13为止。之后，对注入后的肼水溶液9进行加热，在75°C的状态放置30分钟。由此，能够使钼的晶核析出到基体I的内表面lk。之后，使用注液装置11将注入到基体I的内部空间S内的肼水溶液9排出到基体I的外部。接着，进行掩模夹具安装工序，在基体I的内表面Ik中的、位于接触气体内侧区域Ikg与后端侧区域Ikc之间的掩模区域4内安装掩模夹具18(参照图14 图16)。另外,掩模区域4相当于位于接触气体内侧区域Ikg与后端侧区域Ikc之间的内表面Ik中的、除去周向范围D (中心角80°的圆弧的范围，形成引线部21s的预定区域)的区域(参照图14)。在此，详细地说明掩模夹具18。掩模夹具18形成为沿轴线方向(沿轴线AX的方向)延伸的曲板形状(参照图10以及图11)。掩模夹具18具有掩模外表面18b,该掩模外表面18b在将掩模夹具18安装在掩模区域4内时与掩模区域4接触。另外，图10以及图12中的上下方向与轴线方向(沿轴线AX延伸的方向)一致。在将掩模夹具18安装于掩模区域4时，该掩膜外表面18b沿与轴线AX方向正交的方向切断的截面(相当于图11的截面)形成为圆弧。该圆弧的长度LI比基体I的内表面Ik中的、在周向上包括掩模区域4在内的筒状部Im的周长L2 (参照图14以及图15)的I / 2长且比L2短。S卩，满足(L2 / 2)<L1<L2的关系。另外，将掩模夹具18安装于掩模区域4之前的掩模外表面18b (图11所示的状态的掩模外表面18b)的曲率半径Rlb大于掩模区域4的曲率半径R2 (参照图14)。该掩模夹具18由聚丙烯构成，且能够沿掩模外表面18b的曲率半径Rl扩大缩小的方向进行弹性变形。由此，如图12以及图13所示，能够使掩模夹具18沿掩模外表面18b的曲率半径Rl缩小的方向进行弹性变形(例如，将掩模外表面18b的曲率半径Rl设为与掩模区域4的曲率半径R2相等的Rlc)。因此，在掩模夹具安装工序中，当一边使掩模夹具18沿掩模外表面18b的曲率半径Rl缩小的方向弹性变形(将掩模外表面18b的曲率半径Rl设为掩模区域4的曲率半径R2以下)，一边将掩模夹具18插入基体I的内侧(插入至与掩模区域4重合的位置)(参照图14 图16)时,利用后述的掩模夹具18的弹性复原力使掩模外表面18b密合于掩模区域4 (此时，掩模外表面18b的曲率半径形成为与掩模区域4的曲率半径R2相等的Rlc，参照图14)，能够将掩模夹具18固定在掩模区域4内。如此，在本实施例I的掩模夹具安装工序中，将掩模夹具18安装(利用掩模夹具18覆盖掩模区域4)在基体I的内表面Ik中的掩模区域4 (参照图14 图16)。另外，图14相当于安装有掩模夹具18的基体I的俯视图(从基体I的后端部Ie侧沿轴线AX方向观察该基体I时的图)。另外，图15相当于图14的H— H向视剖视图。另夕卜，图16相当于图14的G — G向视剖视图。接着，进行电镀工序，使用将析出到基体I的内表面Ik上的晶核用作催化剂的电镀液12，使电镀液12中的贵金属(钼)析出到基体I的内表面Ik (内表面Ik中的、除去安装有掩模夹具18的掩模区域4的区域)。具体地说，如图17所示，使用注液装置15向基体I的内部空间S注入电镀液12。此时，在将液体贮存构件13安装于基体I的后端Ie侧的状态下注入电镀液12，直到充满了基体I的内部空间S的电镀液12从基体I的内部空间S溢出而到达液体贮存构件13为止。另外,在本实施例I中，作为电镀液12，使用混合并调整 钼络盐水溶液(钼浓度15g / L)与肼的水溶液(浓度85质量％)后的电镀液。接着，对注入到基体I的内部空间S内的电镀液12进行加热，之后放置预定时间。由此，能够使电镀液12中的钼析出到基体I的内表面lk(内表面Ik中的、除去安装有掩模夹具18的掩模区域4的区域)。之后，使用注液装置15将注入到基体I的内部空间S内的电镀液12排出到基体I的外部。在本实施例I中，如上所述，在进行电镀工序之前，在掩模夹具安装工序中将掩模夹具18安装在基体I的内表面Ik的掩模区域4 (利用掩模夹具18覆盖掩模区域4)。因此，在上述电镀工序中，能够使贵金属(钼)仅析出到基体I的内表面Ik中的、没有设置掩模夹具18的部位，而不使贵金属(钼)析出到基体I的内表面Ik中的、设置有掩模夹具18的部位(掩模区域4)。因而，如图18以及图19所示，能够仅在基体I的内表面Ik中的、没有设置掩模夹具18的部位形成由贵金属(钼)构成的内侧电极21 (贵金属电镀层)。详细地说，能够在包括发热相对区域Ikt在内的接触气体内侧区域Ikg的整体内形成内侧检测部21g，并能够在后端侧区域Ikc的整体内形成内侧连接部21t。而且，能够仅在基体I的周向上的内表面Ik的一部分的范围(周向范围D)内，以沿轴线方向(沿轴线AX的方向)呈线状地延伸的形态形成用于连结内侧检测部21g与内侧连接部21t的内侧引线部21s。另外，图18是在与图15相同的位置切断电镀结束后的基体20B (在内表面Ik上析出有贵金属的基体I)而得到的剖视图。另外，图19是在与图16相同的位置切断电镀结束后的基体20B而得到的剖视图。如此，在本实施例I的制造方法中，能够在基体I的内表面Ik上的需要电极的部位处选择性地形成由贵金属构成的内侧电极21 (内侧检测部21g、内侧引线部21s以及内侧连接部21t)。因此，在本实施例I中，在电镀工序中，与通过使贵金属析出到基体的内表面整体而在基体的内表面整体上形成由贵金属构成的电极的情况相比，能够减少贵金属的
使用量。接着，从电镀结束后的基体20B拆除掩模夹具18 (参照图6以及图7)。由于掩模夹具18仅借助本身的弹性复原力而被固定于掩模区域4，因此能够简单地将掩模夹具18从电镀结束后的基体20B拆除。之后，进行还原处理工序，将电镀结束后的基体20B在750°C的还原气体环境下进行加热处理。由此，能够去除吸附在内侧电极21 (贵金属电镀层)的表面上的氧，并且能够将内侧电极21 (贵金属电镀层)烧焊于基体I的内表面lk，从而形成具有预定的特性的内侧电极21。如此，完成本实施例I的气体传感器元件20 (参照图6以及图7)。之后，使用以上述方式制造的气体传感器元件20，利用公知的组装方法(例如，参照日本特开2004 —053425号)制造图I所示的气体传感器30。(实施例2)接着，参照

本发明的实施例2。另外，本实施例2的气体传感器130 (参照图I)与实施例I的气体传感器30相t匕，外侧电极以及内侧电极(详细地说，内侧检测部以及引线部)的形状不同，其他部位均相 同。因而，在此以与实施例I的不同之处为中心进行说明，对与实施例I的相同之处省略说明或简化该说明。本实施例2的气体传感器130具有气体传感器元件120 (参照图I)。该气体传感器元件120具有与实施例I相同的基体I、形成于基体I的外表面Ih的由贵金属(具体地说为钼)构成的外侧电极123以及形成于基体I的内表面Ik的由贵金属(具体地说为钼)构成的内侧电极121 (贵金属电镀层)(参照图20 图22)。另外，图20是气体传感器元件120的俯视图(从基体I的后端Ie侧沿轴线AX方向观察气体传感器元件120时的图)。另外，图21相当于图20的N — N向视剖视图。另外，图22相当于图20的K 一 K向视剖视图。如图21及图22所示，内侧电极121由形成在接触气体内侧区域Ikg(位于轴线方向范围P内的区域)内的内侧检测部121g、形成在后端侧区域Ikc (位于轴线方向范围T内的区域)内的内侧连接部121t以及用于连结内侧检测部121g与内侧连接部121t的内侧引线部121s构成。其中，与实施例I的内侧连接部21t相同，内侧连接部121t也形成在后端侧区域Ikc的整体(整周)内。另一方面，内侧检测部121g仅形成在接触气体内侧区域Ikg中的、发热相对区域Ikt (位于轴线方向范围Q内的区域)内。因此，与在接触气体内侧区域Ikg的整体内形成有内侧检测部21g的实施例I的气体传感器30相比，本实施例2的气体传感器120是进一步减少了贵金属的使用量的气体传感器。而且，由于将内侧检测部121g形成于发热相对区域lkt，因此本实施例2的气体传感器120也能够通过向加热器33通电而迅速地获得稳定的传感器输出。另外，内侧引线部121s在内表面Ik中仅形成于基体I的周向上的一部分的范围内。详细地说,与实施例I的内侧引线部21s相同，本实施例2的内侧引线部121s也仅形成在周向范围D (中心角80°的圆弧的范围，参照图20)内，且形成为沿轴线方向(沿轴线AX的方向)呈线状地延伸的形态。另外，本实施例2的内侧引线部121s形成为比实施例I的内侧引线部21s长度长。具体地说，本实施例2的内侧引线部121s形成为将实施例I的内侧引线部21s延伸至顶端Is侧(延长至发热相对区域Ikt的后端位置)的形态。另外，外侧电极123具有形成在接触气体区域Ihg内的外侧检测部123g (参照图21以及图22)。该外侧检测部123g形成在接触气体区域Ihg中的、至少在基体I的厚度方向内侧存在有内侧检测部121g的区域内。另外，与实施例I不同，外侧检测部123g形成在接触气体区域Ihg整体内。另外，外侧电极123在基体I的外表面分别设有连接于外侧检测部123g且沿轴线方向呈线状地延伸的外侧引线部123s以及连接于外侧引线部123s的外侧连接部123t。接着，说明本实施例2的气体传感器130的制造方法。首先，与实施例I相同，在基体I的外表面Ih形成外侧电极123。接着，在晶核附着工序中，与实施例I相同，使晶核附着在基体I的内表面Ik上(参照图9)。接着，进行电镀抗蚀膜形成工序，在基体I的内表面Ik中的、位于比发热相对区域Ikt靠顶端Is侧的整个区域(将该区域设为电镀抗蚀区域105)内形成电镀抗蚀膜110 (参照图23 图25)。具体地说，在电镀抗蚀区域105内涂敷电镀抗蚀剂110b，通过对该电镀抗蚀剂IlOb进行加热干燥使其固化而形成电镀抗蚀膜110。另外，在本实施例2中，作为电 镀抗蚀剂110b，使用作为丙烯酸类乳液的SaibinolCA — 1108 (SAIDEN化学株式会社制，商品名)。该电镀抗蚀剂IlOb是由不包含金属成分的有机物构成的电镀抗蚀剂(涂料)。因而，电镀抗蚀膜110成为由不包含金属成分的有机物构成的电镀抗蚀膜。之后，进行掩模夹具安装工序，与实施例I相同，将掩模夹具118安装在基体I的内表面Ik中的、位于发热相对区域Ikt与后端侧区域Ikc之间的掩模区域104内(参照图23 图25)。另外，掩模区域104相当于位于发热相对区域Ikt与后端侧区域Ikc之间的内表面Ik的区域中的、除去周向范围D (中心角80°的圆弧的范围、形成引线部121s的预定区域)的区域。另外，图23相当于安装有掩模夹具118的基体I的俯视图(从基体I的后端Ie侧沿轴线AX方向观察基体I时的图)。另外，图24相当于图23的M — M向视剖视图。另外，图25相当于图23的L —L向视剖视图。另外，本实施例2的掩模夹具118与实施例I的掩模夹具18相比，仅在轴线方向(沿轴线AX的方向)上长度较长这一点不同。详细地说，将本实施例2的掩模夹具118的轴线方向长度设为从发热相对区域Ikt的后端(在图24中为上端、轴线方向范围Q的上端)到后端侧区域Ikc的顶端(在图24中为下端、轴线方向范围T的下端)的范围内的长度。接着，进行电镀工序，与实施例I相同，使电镀液12中的贵金属(钼)析出到基体I的内表面lk。但是，在本实施例2中，如上所述，在电镀工序之前，在电镀抗蚀区域105内形成电镀抗蚀膜110，而且在掩模区域104安装有掩模夹具118。因此，在上述的电镀工序中，能够使贵金属(钼)仅析出到基体I的内表面Ik中的、没有设置掩模夹具118以及电镀抗蚀膜110的部位，而不使贵金属(钼)析出到基体I的内表面Ik中的、设置有掩模夹具118以及电镀抗蚀膜110的部位(掩模区域104与电镀抗蚀区域105)。因而，如图26及图27所示，能够仅在基体I的内表面Ik中的、没有设置掩模夹具118以及电镀抗蚀膜110的部位形成由贵金属(钼)构成的电极121 (贵金属电镀层)。详细地说，能够仅在发热相对区域Ikt内形成内侧检测部121g，且能够在后端侧区域Ikc的整体内形成内侧连接部121t。而且，能够仅在基体I的周向上的内表面Ik的一部分的范围(周向范围D)内，以沿轴线方向(沿轴线AX的方向)呈线状地延伸的形态形成用于将内侧检测部121g与内侧连接部121t连结起来的内侧引线部121s。
另外，图26是在与图24相同的位置处切断电镀结束后的基体120B (使贵金属析出到基体I的内表面Ik后的构件)而得到的剖视图。另外，图27是在与图25相同的位置处切断电镀结束后的基体120B而得到的剖视图。之后，与实施例I相同，从电镀结束后的基体120B拆除掩模夹具118。接着，进行烧除工序，在500°C左右的大气环境下对拆除了掩模夹具118的电镀结束后的基体120B进行加热处理来烧除电镀抗蚀膜110。由此，能够从基体I的内表面Ik(电镀抗蚀区域105)准确地去除电镀抗蚀膜110 (参照图21以及图22)。如此，与通过剥离来去除电镀抗蚀膜的情况相比，通过烧除电镀抗蚀膜，能够简单且准确地去除电镀抗蚀膜。但是，若电镀抗蚀膜内含有金属成分，即使是在烧除工序中烧除电镀抗蚀膜之后，该金属成分也有可能残留在基体的内表面。该残留的金属成分有可能对气体传感器元件的特性造成影响。因此，并不优选在电镀抗蚀膜中含有金属成分。与此相对，如上所述，在本实施例22中，在电镀抗蚀膜形成工序中形成由不含有 金属成分的有机物构成的电镀抗蚀膜110。因此，在烧除工序中，不会产生“金属成分残留在基体的内表面(形成有电镀抗蚀膜的部位)”的上述不良情况，从而能够准确地烧除由有机物构成电镀抗蚀膜110。接着，进行还原处理工序，在750°C的还原气体环境下对烧除了电镀抗蚀膜110的电镀结束后的基体120B进行加热处理。由此，能够去除吸附于电极121 (贵金属电镀层)的表面的氧，并且能够将电极121 (贵金属电镀层)烧制于基体I的内表面Ik而形成具有预定特性的电极121。如此，完成本实施例2的气体传感器元件120 (参照图20 图22)。但是，在前面的烧除工序中，当使电镀结束后的基体120B暴露在接近还原处理工序中的加热温度(750°C)的温度或该温度以上的温度环境下时，有可能对电极121 (贵金属电镀层)的特性造成影响(无法获得预定的特性)。与此相对，在本实施例2的烧除工序中，利用不足还原处理工序中的加热温度、即700°C以下的温度(详细地说为500°C左右)来烧除电镀抗蚀膜110。换言之，在电镀抗蚀膜形成工序中，形成有利用不足还原处理工序中的加热温度、即700°C以下的温度(详细地说为500°C左右)来烧除的电镀抗蚀膜110 (烧除温度为700°C以下的电镀抗蚀膜110)。因此，不会产生上述不良情况(在烧除工序中影响电极121的特性)。之后，使用以上述方式制造的气体传感器元件120，利用公知的组装方法(例如，参照日本特开2004 - 053425号)制造本实施例2的气体传感器130 (参照图I)。(实施例3)接着，参照

本发明的实施例3。另外，本实施例3的气体传感器230 (参照图I)与实施例I的气体传感器30相t匕，外侧电极以及内侧电极(详细地说为端子连接部)的形状不同，其他部位均相同。因而，在此，以与实施例I的不同之处为中心进行说明，对与实施例I的相同之处省略说明或简化该说明。本实施例3的气体传感器230具有气体传感器元件220 (参照图I)。该气体传感器元件220具有与实施例I相同的基体I、形成在基体I的外表面Ih上的由贵金属(具体地说为钼)构成的外侧电极223以及形成在基体I的内表面Ik上的由贵金属(具体地说为钼)构成的内侧电极221 (贵金属电镀层)(参照图28 图30)。
另外，图28是气体传感器元件220的俯视图(从基体I的后端Ie侧沿轴线AX方向观察气体传感器元件220时的图)。另外，图29相当于图28的U — U向视剖视图。另外，图30相当于图28的W — W向视剖视图。如图29以及图30所示，内侧电极221由形成在接触气体内侧区域Ikg(位于轴线方向范围P内的区域)内的内侧检测部221g、形成在后端侧区域Ikc (位于轴线方向范围T内的区域)内的内侧连接部221t以及用于连结内侧检测部221g与内侧连接部221t的内侧引线部221s构成。其中，与实施例I的内侧检测部21g相同，内侧检测部221g也形成在接触气体内侧区域Ikg的整体内。另外，内侧引线部221s也形成在与实施例I的内侧引线部21s相同的范围内。具体地说，内侧引线部221s仅形成在周向范围D (中心角80°的圆弧的范围，·参照图28)内，且形成为从接触气体内侧区域Ikg的后端(在图29中为上端)到后端侧区域Ikc的顶端(在图29中为下端)的范围内、沿轴线方向(沿轴线AX的方向)呈线状地延伸的形态。另一方面，与实施例I的内侧连接部21t不同，内侧连接部221t在后端侧区域Ikc中仅形成在基体I的周向上的一部分的范围内。详细地说，与内侧引线部221s相同，本实施例3的内侧连接部221t也仅形成在周向范围D (中心角80°的圆弧的范围，参照图28)内。如此，并非在内表面Ik (后端侧区域Ikc)上将内侧连接部221t遍布形成在基体I的周向上的整体范围(整周)，而能够通过将该内侧连接部221t仅形成在基体I的周向上的一部分的范围内而在基体I的内表面Ik上进一步减少贵金属(钼)的使用量。另外，外侧电极223具有形成在接触气体区域Ihg内的外侧检测部223g (参照图29以及图30)。该外侧检测部223g形成在接触气体区域Ihg中的、至少在基体I的厚度方向内侧存在有内侧检测部221g的区域内。另外，与实施例I不同，外侧检测部223g形成在接触气体区域Ihg整体内。另外，外侧电极223在基体I的外表面上分别设有连接于外侧检测部223g并沿轴线方向呈线状地延伸的外侧引线部223s以及连接于外侧引线部223s的外侧连接部223t。另外，例如，能够以如下方式形成内侧连接部221t。具体地说，与实施例I的掩模夹具18相比，准备仅后端侧区域Ikc在轴线方向上的长度(轴线方向范围T的长度)较长的掩模夹具，将该掩模夹具配置在基体I的内表面Ik中的、从接触气体内侧区域Ikg的后端(在图29中为上端)到基体I的后端Ie的范围内。在该状态下，通过进行电镀工序而能够与内侧检测部221g以及引线部221s —起形成内侧连接部221t。(实施例4)接着，参照

本发明的实施例4。另外，本实施例4的气体传感器330 (参照图I)与实施例I的气体传感器30相t匕，内侧电极(详细地说为内侧检测部)的形状不同，其他部位均相同。因而，在此，以与实施例I的不同之处为中心进行说明，对与实施例I的相同之处省略说明或简化该说明。本实施例4的气体传感器330具有气体传感器元件320 (参照图I)。该气体传感器元件320具有与实施例I相同的基体I、与实施例I相同的外侧电极23以及形成在基体I的内表面Ik上的由贵金属(具体地说为钼)构成的内侧电极321 (贵金属电镀层)(参照图31 图33)。另外，图31是气体传感器元件320的俯视图(从基体I的后端Ie侧沿轴线AX方向观察气体传感器元件320时的图)。另外，图32相当于图31的X — X向视剖视图。另外，图33相当于图31的Y — Y向视剖视图。如图32以及图33所示，内侧电极321由形成在接触气体内侧区域Ikg(位于轴线方向范围P内的区域)内的内侧检测部321g、形成在后端侧区域Ikc (位于轴线方向范围T内的区域)内的内侧连接部321t以及用于连结内侧检测部321g与内侧连接部321t的内侧引线部321s构成。其中，与实施例I的内侧连接部21t相同，内侧连接部321t也形成在后端侧区域Ikc的整体(整周)内。另外，内侧引线部321s也形成在与实施例I的内侧引线部21s相同的范围内。具体地说，内侧引线部321s仅形成在周向范围D (中心角80°的圆弧的范围，参照图31)内， 且形成为从后端侧区域Ikc的顶端(在图32中为下端)到接触气体内侧区域Ikg的后端(在图32中为上端)的范围内、沿轴线方向(沿轴线AX的方向)呈线状地延伸的形态。另一方面，与实施例I的内侧检测部21g不同，内侧检测部321g在接触气体内侧区域Ikg中仅形成在基体I的周向上的一部分的范围内。详细地说，本实施例4的内侧检测部321g仅形成在接触气体内侧区域Ikg中的、基体I的周向上的一半(半周)的区域内(参照图32以及图33)。如此，并非在接触气体内侧区域Ikg内将内侧检测部321g形成在基体I的周向上的整体范围(整周)内，而能够通过将该内侧检测部321g仅形成在基体I的周向上的一部分的范围内而进一步在基体I的内表面Ik上减少贵金属(钼)的使用量。 另外，在本实施例4的气体传感器330中，使加热器33与内侧检测部321g接触(参照图I)。通过使加热器33选择性地与仅形成在接触气体内侧区域Ikg中的、基体I的周向上的一部分的范围(在本实施例4中为半周的范围)内的内侧检测部321g接触，由此基体I中的、形成有内侧检测部321g的部位更容易被加热而进一步尽早实现活性化。因此，能够通过对加热器33通电而更加迅速地获得稳定的传感器输出。另外，例如，能够以如下方式形成内侧检测部321g。具体地说，在电镀工序之前，在接触气体内侧区域Ikg中的、基体I的周向上的一半(半周)的区域(电镀抗蚀区域305，参照图33)内涂敷与实施例2相同的电镀抗蚀剂110b，通过对该电镀抗蚀剂IlOb进行加热干燥使其固化而形成电镀抗蚀膜。而且，以与实施例I相同的方式安装掩模夹具18。在该状态下，通过进行电镀工序，能够与内侧连接部321t以及内侧引线部321s—起形成内侧检测部 321g。以上，结合实施例I 实施例4说明了本发明，但是本发明并不限定于上述实施例，在不脱离其主旨的范围内当然能够适当地变更并加以应用。附图标记说明I、基体；ls、基体的顶端；le、基体的后端；lh、基体的外表面；lk、基体的内表面；lhg、接触气体区域；lkg、接触气体内侧区域；lkc、后端侧区域；lkt、发热相对区域；18、118、掩模夹具；20、120、220、320、气体传感器元件；21、121、221、321、内侧电极；21g、121g、221g、321g、内侧检测部；21s、121s、221s、321s、引线部；21t、121t、221t、321t、端子连接。栝恭靶，。27 雏恭萁，Co=雏锻 Ytlrococoosono^栝迆瑚rf顆 nsznsT栝潞 | ,scodssrscoq 栝蓐鉬羣右 εζζ εζ ε^筚抽羣右，codsrcoq 栝
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权利要求
1.一种气体传感器， 该气体传感器具有气体传感器元件和加热器， 上述气体传感器元件用于检测被测量气体中的特定气体成分，包括 有底筒状的基体，其由固体电解质构成且形成为沿着轴线方向延伸的形态，该基体的顶端侧被封闭并且后端侧开放； 外侧电极，其形成于上述基体的外表面，且由贵金属构成；以及 内侧电极，其形成于上述基体的内表面，且由贵金属构成； 上述加热器具有配置在上述基体的筒内的发热部， 上述气体传感器的特征在于， 上述基体的上述外表面具有位于上述基体的顶端侧、且与上述被测量气体接触的接触气体区域， 上述基体的上述内表面具有接触气体内侧区域和后端侧区域， 上述接触气体内侧区域相对于上述接触气体区域位于上述基体的厚度方向内侧， 上述后端侧区域在上述轴线方向上与上述接触气体内侧区域分离，位于上述基体的后端侧， 上述发热部的发热电阻图案仅位于在上述轴线方向上与上述接触气体内侧区域所存在的范围相同的轴线方向范围内， 上述内侧电极由内侧检测部、端子连接部以及引线部构成， 上述内侧检测部仅形成在上述接触气体内侧区域内，且形成于上述接触气体内侧区域中的、至少在上述基体的径向上与上述发热电阻图案相对的发热相对区域整体， 上述端子连接部形成在上述后端侧区域内，且形成于上述后端侧区域中的、上述基体的周向上的至少一部分的范围内， 上述引线部连结上述内侧检测部与上述端子连接部，且在上述内表面上仅形成于上述基体的周向上的一部分的范围内， 上述外侧电极具有外侧检测部，该外侧检测部仅形成于上述接触气体区域内，且该外侧检测部的一部分形成于上述接触气体区域中的、至少在上述基体的厚度方向内侧存在有上述内侧检测部的区域。
2.根据权利要求I所述的气体传感器,其中， 上述内侧检测部仅形成于上述发热相对区域。
3.根据权利要求I或2所述的气体传感器，其中， 上述内侧检测部仅形成于上述接触气体内侧区域中的、上述基体的周向上的一部分的范围内。
4.根据权利要求I 3中任一项所述的气体传感器，其中， 上述引线部具有沿着上述轴线方向呈线状地延伸的形态。
5.根据权利要求I 4中任一项所述的气体传感器,其中， 上述加热器与上述内侧检测部接触。
6.根据权利要求I 5中任一项所述的气体传感器,其中， 上述内侧检测部的后端形成至比上述外侧检测部的后端靠后端侧的位置。
7.根据权利要求6所述的气体传感器，其中，在将上述气体传感器元件的顶端与上述内侧检测部的后端之间的上述轴线方向上的长度设为Tl，并将上述气体传感器元件的顶端与上述外侧检测部的后端之间的上述轴线方向上的长度设为T2时，I. I < Tl / T2。
8.根据权利要求I 7中任一项所述的气体传感器，其中， 上述外侧检测部的厚度比上述内侧检测部的厚度厚。
9.根据权利要求I 8中任一项所述的气体传感器，其中， 在将上述基体的最薄厚度设为d时，上述发热相对区域形成于上述基体的、厚度为d 2d的区域的内表面。
10.根据权利要求I 9中任一项所述的气体传感器，其中， 上述发热相对区域形成于上述基体的、温度处于气体传感器元件的最高发热温度的70%以上的区域的内表面。
全文摘要
本发明提供一种能够在基体的内表面上减少贵金属的使用量、并且能够通过向加热器通电而迅速地获得稳定的传感器输出的气体传感器。气体传感器(30)的内侧电极(21)由内侧检测部(21g)、端子连接部(21t)以及引线部(21s)构成，内侧检测部(21g)仅形成在接触气体内侧区域(1kg)内，且形成在接触气体内侧区域(1kg)中的、至少在基体(1)的径向上与发热部(33c)的发热电阻图案相对的发热相对区域(1kt)整体内，端子连接部(21t)形成在后端侧区域(1kc)内，且形成在后端侧区域(1kc)中的、基体(1)的周向上的至少一部分的范围内，引线部(21s)用于连结内侧检测部(21g)与端子连接部(21t)，且在基体(1)的内表面(1k)中仅形成在基体(1)的周向上的一部分的范围内。
文档编号G01N27/409GK102918386SQ201180025778
公开日2013年2月6日 申请日期2011年5月19日 优先权日2010年5月24日
发明者矶村浩, 佐藤绫, 渥美尚胜 申请人:日本特殊陶业株式会社