接触燃烧式气体传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及检测可燃性气体的接触燃烧式气体传感器，特别涉及在接触燃烧式气体传感器中，进一步提高可燃性气体的检测灵敏度的技术。
[0002]本申请基于2014年9月16日在日本申请的特愿2014-187772号主张优先权，在此引用其内容。
【背景技术】
[0003]—直以来，作为检测氢气等可燃性气体的气体传感器，使用如下接触燃烧式气体传感器:其使用催化剂使可燃性气体燃烧，并对燃烧热引起的催化剂温度的上升进行电气检测。在这样的接触燃烧式气体传感器中，与各种传感器相同地，一直要求进一步提高检测灵敏度，并且通过各种方法实现高灵敏度化。例如，在日本国特开2001-99801号公报中，提出了如下方案:为了针对低浓度的可燃性气体和灵敏度低的可燃性气体提高气体检测灵敏度，在相对于可燃性气体的燃烧作为催化剂发挥作用的催化剂层(气体检测膜)的附近形成用于促进可燃性气体的燃烧的加热器。
[0004]然而，在利用加热器对气体检测膜进行加热的情况下，由加热器产生的热未均匀地传递至气体检测膜，从而有可能在气体检测膜上发生温度不均。并且，若气体检测膜自身的催化剂粒子的分布或膜厚不均匀，则可燃性气体的燃烧的发热量变得不均匀，从而有可能在气体检测膜上发生温度不均。一般情况下，使可燃性气体燃烧的燃烧催化剂的活性主要依赖于温度，因此若发生温度不均并产生低温区域，则在该区域内，催化剂燃烧量大大降低。因此，若发生温度不均，则整个气体检测膜上的可燃性气体的催化剂燃烧量降低，气体的检测灵敏度有可能降低。
【发明内容】
[0005]本发明是为了解决上述现有课题而完成的，其目的在于提供如下技术，在检测可燃性气体的接触燃烧式气体传感器中，使用于检测可燃性气体的气体反应膜的温度均匀化。
[0006]本发明的接触燃烧式气体传感器具备:绝热部；加热器，其形成在所述绝热部上；气体反应膜，其在所述绝热部上形成在所述加热器上，并包括承载所述可燃性气体的燃烧催化剂的载体；测温元件，其在所述绝热部上形成在所述气体反应膜附近；均热部，其形成在所述绝热部上，并且配置在所述绝热部和所述气体反应膜之间，所述均热部构成为使传递至所述均热部的热向所述均热部整体分散。
[0007]根据该结构，由加热器和气体反应膜产生的热传递至均热部，并向均热部整体分散。因此，由加热器产生的热更均匀地传递至气体反应膜，并且热从气体反应膜的高温区域经由均热部传递至低温区域，因此气体反应膜的温度均匀化。
[0008]所述均热部可以具有分别形成的第一均热部和第二均热部，所述加热器可以配置在所述第一均热部和所述第二均热部之间。
[0009]通过将加热器配置在第一均热部和第二均热部之间，能够使在加热器中产生的热更均匀地分散。因此，能够使由加热器产生的热更均匀地传递至气体反应膜，因此能够使气体反应膜的温度更均匀。
[0010]所述测温元件可以是包括由彼此不同的材料形成的第一热电元件和第二热电元件的热电对的温接点，所述均热部可以由与所述第一热电元件相同的材料形成。
[0011]通过利用与第一热电元件相同的材料形成均热部，能够同时形成第一热电元件和均热部。因此，能够进一步简化接触燃烧式气体传感器的制造工序。
[0012]所述均热部可以由金属形成。
[0013]通过利用金属形成均热部，能够使由金属形成的配线等和均热部同时形成。因此，能够进一步简化接触燃烧式气体传感器的制造工序。
[0014]所述接触燃烧式气体传感器可以还具备补偿部，该补偿部与具有所述加热器、所述气体反应膜、所述测温元件和所述均热部的气体检测部分别设置，所述补偿部具有:补偿部加热器，其形成在所述绝热部上；参照膜，其在所述绝热部上形成在所述补偿部加热器上，并包括未承载所述可燃性气体的燃烧催化剂的载体；补偿部测温元件，其在所述绝热部上形成在所述参照膜附近；补偿部均热部，其形成在所述绝热部上，并配置在所述绝热部和所述参照膜之间，所述补偿部均热部构成为使传递至所述补偿部均热部的热向所述补偿部均热部整体分散。
[0015]通过在所述接触燃烧式气体传感器中设置与气体检测部同样地构成的补偿部，能够对外部因素引起的气体反应膜的温度变化进行补偿，因此能够进一步提高可燃性气体的检测灵敏度。
[0016]另外，本发明能够以各种方式实现。例如，能够以气体传感器；利用该气体传感器的传感器模块；使用该传感器模块的可燃气体检测装置及可燃气体检测系统；使用这些气体传感器、传感器模块及可燃气体检测装置的气密性实验装置或气密性实验系统等方式来实现。
【附图说明】
[0017]图1A及图1B是表示本发明的第一实施方式中的传感器模块的剖视图及俯视图。
[0018]图2A及图2B是表示在制造工序的中间阶段制造的第一实施方式的气体传感器的半成品的俯视图及剖视图。
[0019]图3A及图3B是表示在图2A及图2B所示的制造工序之后的工序中制造的第一实施方式的气体传感器的半成品的俯视图及剖视图。
[0020]图4A及图4B是表示在图3A及图3B所示的制造工序之后的工序中制造的第一实施方式的气体传感器的半成品的俯视图及剖视图。
[0021]图5A、图5B及图5C是表示在图4A及图4B所示的第一实施方式的气体传感器的半成品上形成的均热膜的形成图案的例子的俯视图。
[0022]图6A及图6B是表示在图4A及图4B所示的制造工序之后的工序中制造的第一实施方式的气体传感器的俯视图及剖视图。
[0023]图7A及图7B是表示在制造工序的中间阶段制造的本发明的第二实施方式的气体传感器的半成品的俯视图及剖视图。
[0024]图8A及图8B是表示在图7A及图7B所示的制造工序之后的工序中制造的第二实施方式的气体传感器的半成品的俯视图及剖视图。
[0025]图9A及图9B是表不在图8A及图8B所不的制造工序之后的工序中制造的第一■实施方式的气体传感器的半成品的俯视图及剖视图。
[0026]图10A及图10B是表不在图9A及图9B所不的制造工序之后的工序中制造的第一.实施方式的气体传感器的俯视图及剖视图。
【具体实施方式】
[0027]A.第一实施方式:
[0028]A1.传感器模块:
[0029]图1A及图1B是表示本发明的第一实施方式中的接触燃烧式气体传感器模块10 (以下，也简称为“传感器模块10”)的结构的说明图。图1A表示传感器模块10的剖面。在第一实施方式的传感器模块10中，传感器芯片100安装于由壳体11和盖12构成的封装19内。盖12由金属网或者多孔陶瓷形成，该金属网例如由不锈钢或黄铜等烧结金属、不锈钢等制成。由此，确保了封装19内外的透气性，同时抑制了传感器芯片100的污染，并且，实现了传感器模块10自身的防爆化。通过使设有空洞部119的基板110利用装片部件15粘接于壳体11，而使传感器芯片100被固定于壳体11。
[0030]图1B表示从上表面观察固定于壳体11的传感器芯片100的样子。图1B中的点划线A是表示图1A所示的剖面的位置的剖面线。并且，点划线Cl、C2是表示传感器芯片100的中心位置的中心线。如图1B所示，在传感器芯片100的上表面形成有露出导电膜的焊盘P11?P15。通过利用线16对该焊盘P11?P15和连接于壳体11的外部电极13的端子14进行连接，而能够进行传感器芯片100和外部电路的连接。
[0031]在传感器芯片100的上表面设有用于使可燃性气体催化燃烧的气体反应膜191、用于比较的参照膜192。当可燃性气体透过盖12到达传感器芯片100时，在气体反应膜191上，可燃性气体进行催化燃烧，产生与可燃性气体的浓度对应的量的热。因此，气体反应膜191根据可燃性气体的浓度而温度上升。另一方面，参照膜192不发生催化燃烧引起的温度上升。对于详细情况在后面说明，但传感器芯片100输出表示气体反应膜191和参照膜192各自的温度的信号。通过基于这些输出信号，求出因可燃性气体的催化燃烧而温度上升的气体反应膜191、与未发生可燃性气体引起的温度上升的参照膜192的温度差，能够测定环境中的可燃性气体的浓度。另外，这样，传感器芯片100在传感器模块10中发挥检测气体的功能，因此也可以说是气体传感器本身。因此，以下