[發明專利]顆粒狀物質檢測傳感器元件

在審

• 申請號: 201980053874.4
• 申請日: 2019-08-09
• 公開（公告）號: CN112567235A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 伊藤康隆;中村友好;牛田健;木全岳人;山本真宏
• 申請（專利權）人: 揖斐電株式會社;株式會社電裝
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 于潔;龐東成

本發明提供一種顆粒狀物質檢測傳感器元件，其能夠兼顧地實現耐溫度循環性的提高與耐氧化性的提高。顆粒狀物質檢測傳感器元件(1)具有：具有檢測面(21)的絕緣基體(2)；形成于絕緣基體(2)中的復數個檢測用導體(3)；和埋設于絕緣基體(2)中的加熱器部(4)。檢測用導體(3)具有檢測電極部(31)、端子部(33)和連結部(32)。檢測用導體(3)中的露出于元件表面的露出導體部(301)由貴金屬導體(3A)構成，該貴金屬導體(3A)以選自Pt、Au、Pd、Rh、Ir中的至少一種以上的貴金屬為主要成分。檢測用導體(3)中的未露出于元件表面的非露出導體部(302)的至少一部分由低膨脹導體(3B)構成，該低膨脹導體(3B)以線膨脹系數小于貴金屬的低膨脹率金屬為主要成分。

技術領域

本發明涉及檢測被測氣體中的顆粒狀物質的顆粒狀物質檢測傳感器元件。

背景技術

例如，為了檢測由內燃機排出的廢氣中的顆粒狀物質(即，Particulate Matter：PM)的量，使用了電阻式的顆粒狀物質檢測傳感器(下文中也適當稱為PM傳感器)。

專利文獻1中公開了一種顆粒狀物質檢測傳感器元件(下文中也適當稱為PM傳感器元件)，其在層積結構的絕緣性基體的表面具有用于檢測顆粒狀物質的檢測部。檢測電極露出于檢測部。另外，引出電極埋設在絕緣性基體中。另外，用于加熱檢測部的加熱器埋設在絕緣性基體中。

專利文獻2中公開了一種傳感器元件，其具有以鉑為主要原料的檢測電極、和以鉬或鎢為主要原料的引出電極。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2017-58365號公報

專利文獻2：日本特開2013-242283號公報

發明內容

發明所要解決的課題

但是，要求提高PM傳感器元件的耐久性。具體而言，要求提高耐溫度循環性、耐氧化性等耐久性。即，PM傳感器元件在被加熱器部加熱至例如600～800℃的高溫的狀態下進行顆粒狀物質檢測的測定。因此，PM傳感器元件重復進行常溫與上述高溫之間的溫度循環。

另外，例如與氣體傳感器等其他傳感器元件相比，期望PM傳感器元件在更靠近排氣管的中央的位置進行傳感。與之相應地，PM傳感器元件中，不僅是傳感部件(即檢測電極部)，與檢測電極部電連接的端子部等也容易暴露于高溫下。因此，在PM傳感器元件中，不僅特別是檢測電極部，露出于元件表面的導體部也需要充分的耐熱性、耐氧化性。

因此，PM傳感器元件的檢測用導體(即，包含檢測電極部、端子部、以及連接兩者的連結部的導體)需要即使受到溫度循環的影響也具有對長期使用的耐久性，露出于元件表面的部位需要即使暴露于高溫下也不受到氧化的影響而維持檢測顆粒狀物質的功能。

在專利文獻1所公開的PM傳感器元件中，整個檢測用導體由基本相同的材料形成。這樣，可以說專利文獻1所公開的PM傳感器元件中的檢測用導體難以兼顧由溫度循環的影響產生的應力的降低(下文中適當地稱為“耐溫度循環性的提高”)與耐氧化性的提高。即，對專利文獻1所公開的PM傳感器元件進行溫度循環時，在整個檢測用導體使用某種材料(例如Au)的情況下，難以減小由溫度循環產生的應力的影響，在使用某種其他材料(例如W)的情況下，難以確保暴露于高溫下時的耐氧化性。

在專利文獻2所公開的PM傳感器元件中，由相互不同的材料形成了檢測電極和引出電極。并且，由鎢或鉬構成了引出電極。但是，引出電極中的露出于元件表面的露出部也由鎢或鉬形成，因此，可以說至少在該部分存在提高耐氧化性的余地。即，如上所述，在PM傳感器元件中，不僅特別是檢測電極部，端子部等其他導體部也需要充分的耐熱性、耐氧化性，因此該部分的對策也很重要。這樣，專利文獻2中公開的PM傳感器元件也無法兼顧地實現耐溫度循環性的提高與耐氧化性的提高。