特許 5723324 セラミックヒータ及びガスセンサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5723324

(24)【登録日】2015年4月3日

(45)【発行日】2015年5月27日

(54)【発明の名称】セラミックヒータ及びガスセンサ

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/409 20060101AFI20150507BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/58 B

【請求項の数】6

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2012-132510(P2012-132510)

(22)【出願日】2012年6月12日

(65)【公開番号】特開2013-257191(P2013-257191A)

(43)【公開日】2013年12月26日

【審査請求日】2014年5月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】特許業務法人コスモス特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】桑山 友広

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 正人

【審査官】 櫃本 研太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２４７６５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１２０８４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１０１９５０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平１１−１３２９９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／２８

Ｇ０１Ｎ ２７／４０６

Ｇ０１Ｎ ２７／４１７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線方向に延びる棒状で、内部に発熱抵抗体を有するセラミック基体、
上記セラミック基体のうち上記軸線方向の基端側の表面に設けられ、上記発熱抵抗体に導通する電極パッドであって、上記軸線方向に平行に延びる第１パッド側縁及び第２パッド側縁と、これらに対し上記軸線方向の先端側に位置し、上記第１パッド側縁の先端と上記第２パッド側縁の先端とを結ぶパッド先端縁と、を有する電極パッド、
上記パッド先端縁よりも上記軸線方向基端側に配置された端子接続部を有するヒータ端子部材、及び、
Ａｇを含むロウ材からなり、上記電極パッド上に配置され、上記電極パッドと上記端子接続部との間に介在してこれらを接合するロウ材部、を有する
セラミックヒータと、
上記電極パッドに対して相対的に負電位とされ、上記パッド先端縁よりも上記軸線方向先端側で上記セラミック基体に接触する接触端子部材と、を備え、
上記端子接続部は、
一定の幅寸法で上記軸線方向に延びる板状をなし、
当該端子接続部の先端縁である端子先端縁が、上記軸線方向先端側に凸で、上記幅寸法の０．５倍以上０．８倍以下の半径を有する円弧形状で、
上記電極パッド上のうち、上記第１パッド側縁と上記第２パッド側縁との間の中央に配置されてなり、
上記ロウ材部は、上記端子先端縁に接触して、上記端子接続部よりも上記軸線方向先端側に拡がる形態をなし、
上記ロウ材部の先端縁であるロウ材先端縁は、上記軸線方向先端側に凸の円弧形状で、上記パッド先端縁と離間してなる
ガスセンサ。

【請求項2】

請求項１に記載のガスセンサであって、
前記端子接続部を、前記電極パッド上のうち、前記パッド先端縁から前記軸線方向基端側へ上記端子接続部の板厚の６．６倍よりも大きな距離を空けた位置に配置してなる
ガスセンサ。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載のガスセンサであって、
前記ロウ材部を被覆する、ニッケル、クロム、及び、金のいずれかからなるメッキ層を備える
ガスセンサ。

【請求項4】

軸線方向に延びる棒状で、内部に発熱抵抗体を有するセラミック基体、
上記セラミック基体のうち上記軸線方向の基端側の表面に設けられ、上記発熱抵抗体に導通する電極パッドであって、上記軸線方向に平行に延びる第１パッド側縁及び第２パッド側縁と、これらに対し上記軸線方向の先端側に位置し、上記第１パッド側縁の先端と上記第２パッド側縁の先端とを結ぶパッド先端縁と、を有する電極パッド、
上記パッド先端縁よりも上記軸線方向基端側に配置された端子接続部を有するヒータ端子部材、及び、
Ａｇを含むロウ材からなり、上記電極パッド上に配置され、上記電極パッドと上記端子接続部との間に介在してこれらを接合するロウ材部、を備え、
上記端子接続部は、
一定の幅寸法で上記軸線方向に延びる板状をなし、
当該端子接続部の先端縁である端子先端縁が、上記軸線方向先端側に凸で、上記幅寸法の０．５倍以上０．８倍以下の半径を有する円弧形状で、
上記電極パッド上のうち、上記第１パッド側縁と上記第２パッド側縁との間の中央に配置されてなり、
上記ロウ材部は、上記端子先端縁に接触して、上記端子接続部よりも上記軸線方向先端側に拡がる形態をなし、
上記ロウ材部の先端縁であるロウ材先端縁は、上記軸線方向先端側に凸の円弧形状で、上記パッド先端縁と離間してなる
セラミックヒータ。

【請求項5】

請求項４に記載のセラミックヒータであって、
前記端子接続部を、前記電極パッド上のうち、前記パッド先端縁から前記軸線方向基端側へ上記端子接続部の板厚の６．６倍よりも大きな距離を空けた位置に配置してなる
セラミックヒータ。

【請求項6】

請求項４または請求項５に記載のセラミックヒータであって、
前記ロウ材部を被覆する、ニッケル、クロム、及び、金のいずれかからなるメッキ層を備える
セラミックヒータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、セラミックヒータ及びこれを備えるガスセンサに関する。

【背景技術】

【0002】

ガスセンサとしては、例えば、自動車等の排気管に取り付けて、排気ガスなどの被検出ガスに含まれる特定ガス成分を検出するガスセンサが知られている。このガスセンサの具体的な形態としては、例えば、軸線方向に延びる形態をなし、被検出ガス中の特定ガス成分を検出する検出素子と、検出素子を加熱するセラミックヒータとを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−１２０８４０号公報

【特許文献2】特開２０１１−２４７６５７号公報

【0004】

特許文献１，２において、セラミックヒータは、軸線方向に延びる棒状をなし、内部に発熱抵抗体を有するセラミック基体と、セラミック基体の表面に設けられ、発熱抵抗体と導通する電極パッドと、外部回路と電気的に接続するヒータ端子部材と、ヒータ端子部材の端子接続部と電極パッドとを接合するロウ材部（接合部）とを備えている。

【0005】

また、特許文献１，２では、ガスセンサは、検出素子に設けられた内側電極に電気的に接続し、電極パッドに対して相対的に負電位となる内側端子部材（接触端子部材）を備えている。この接触端子部材は、電極パッドよりも軸線方向先端側の位置で、セラミック基体を把持する形態でセラミック基体に接触している。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、特許文献１のガスセンサでは、電極パッドの先端縁までロウ材部が配置されている。このため、ロウ材部及びセラミック基体の表面上に大気中の水分が付着することで、セラミック基体の表面上において、ロウ材部から接触端子部材（セラミック基体に接触する部位）に向かって、ロウ材に含まれる金属が移動するマイグレーションが発生し、ロウ材部と接触端子部材との間で短絡する虞があった。

【0007】

また、特許文献２のガスセンサでは、ヒータ端子部材の端子接続部が、一定の幅寸法で軸線方向に延びる板状をなし、その先端縁（端子先端縁）が直線形状（軸線に直交する直線）となっている。このような形態の端子接続部を用いた場合、電極パッドと端子接続部とをロウ材で接合する工程において、ロウ材が、端子先端縁から軸線方向先端側に向けて濡れ拡がるときに、電極パッドの第１パッド側縁（軸線方向に平行に延びる２つのパッド側縁のうちの一方）側及び第２パッド側縁（上記パッド側縁のうちの他方）側のうち一方側の濡れ拡がりの程度が他方側に比べて大きくなることがあった。これにより、一方側においてロウ材が電極パッドの先端縁に届いてしまうことがあった。このため、前述のように、ロウ材に含まれる金属が移動するマイグレーションが発生し、ロウ材部と接触端子部材との間で短絡する虞があった。
特に、Ａｇを含有するロウ材を用いた場合は、ロウ材部と接触端子部材との間でマイグレーションが発生しやすくなる。

【0008】

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、ロウ材部と接触端子部材との間において、Ａｇのマイグレーションを発生し難くできるセラミックヒータ、このセラミックヒータを備えたガスセンサを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様は、軸線方向に延びる棒状で、内部に発熱抵抗体を有するセラミック基体、上記セラミック基体のうち上記軸線方向の基端側の表面に設けられ、上記発熱抵抗体に導通する電極パッドであって、上記軸線方向に平行に延びる第１パッド側縁及び第２パッド側縁と、これらに対し上記軸線方向の先端側に位置し、上記第１パッド側縁の先端と上記第２パッド側縁の先端とを結ぶパッド先端縁と、を有する電極パッド、上記パッド先端縁よりも上記軸線方向基端側に配置された端子接続部を有するヒータ端子部材、及び、Ａｇを含むロウ材からなり、上記電極パッド上に配置され、上記電極パッドと上記端子接続部との間に介在してこれらを接合するロウ材部、を有するセラミックヒータと、上記電極パッドに対して相対的に負電位とされ、上記パッド先端縁よりも上記軸線方向先端側で上記セラミック基体に接触する接触端子部材と、を備え、上記端子接続部は、一定の幅寸法で上記軸線方向に延びる板状をなし、当該端子接続部の先端縁である端子先端縁が、上記軸線方向先端側に凸で、上記幅寸法の０．５倍以上０．８倍以下の半径を有する円弧形状で、上記電極パッド上のうち、上記第１パッド側縁と上記第２パッド側縁との間の中央に配置されてなり、上記ロウ材部は、上記端子先端縁に接触して、上記端子接続部よりも上記軸線方向先端側に拡がる形態をなし、上記ロウ材部の先端縁であるロウ材先端縁は、上記軸線方向先端側に凸の円弧形状で、上記パッド先端縁と離間してなるガスセンサである。

【0010】

上述のガスセンサでは、Ａｇを含有するロウ材部の先端縁（軸線方向先端側の縁）が、軸線方向先端側に凸の円弧形状で、パッド先端縁と離間している。これにより、ロウ材部と接触端子部材との間において、Ａｇのマイグレーションを発生し難くできる。

【0011】

ところで、上述のガスセンサでは、以下のようにして、ロウ材先端縁（ロウ材部の先端縁）を上記のような形態としている。
具体的には、端子接続部を、一定の幅寸法で軸線方向に延びる板状をなし、その端子先端縁が、軸線方向先端側に凸で、幅寸法の０．５倍以上０．８倍以下の半径を有する円弧形状としている。さらに、この端子接続部を、電極パッド上のうち、第１パッド側縁と第２パッド側縁との間の中央に配置している。

【0012】

このようにすることで、電極パッドと端子接続部とをロウ材で接合するとき、ロウ材が、端子先端縁から、軸線方向先端側に向けて、左右ほぼ均等に円弧状に濡れ拡がる。すなわち、電極パッドの第１パッド側縁側におけるロウ材の濡れ拡がりと、電極パッドの第２パッド側縁側におけるロウ材の濡れ拡がりとを、同程度にできる。これにより、「第１パッド側縁側及び第２パッド側縁側のうち一方側の濡れ拡がりの程度が他方側に比べて大きくなることで、一方側においてロウ材が電極パッドの先端縁に届いてしまう形態」となるのを防止できる。かくして、ロウ材部について、その先端縁が、軸線方向先端側に凸の円弧形状で、パッド先端縁と離間した形態とすることができる。

【0013】

ところで、パッド先端縁の形態を、平面視で軸線に直交する先端辺（換言すれば、軸線に直交する平面上に位置する先端辺）と、この先端辺の一端と第１パッド側縁の先端とを結ぶ円弧状の第１コーナー部と、上記先端辺の他端と第２パッド側縁の先端とを結ぶ円弧状の第２コーナー部とからなる形態とすることがある。このような形態のパッド先端縁とした場合、第１コーナー部及び第２コーナー部に電界が集中しやすいので、Ａｇのマイグレーションは、特に、第１コーナー部及び第２コーナー部において発生しやすくなる。

【0014】

これに対し、上述のガスセンサでは、ロウ材先端縁の形状を、軸線方向先端側に凸の円弧形状としている。これにより、ロウ材先端縁を、第１コーナー部及び第２コーナー部から大きく離すことができる。従って、ロウ材部と接触端子部材との間におけるＡｇのマイグレーションを発生し難くできる。

【0015】

さらに、上記のガスセンサであって、前記端子接続部を、前記電極パッド上のうち、前記パッド先端縁から前記軸線方向基端側へ上記端子接続部の板厚の６．６倍よりも大きな距離を空けた位置に配置してなるガスセンサとすると良い。

【0016】

ロウ材により、電極パッドに端子接続部を接合（ロウ付け）するとき、溶融したロウ材の一部が、端子接続部の先端から軸線方向先端側に向けて濡れ拡がる。その濡れ拡がる距離は、端子接続部の板厚に応じて決まる。本発明者が検討した結果、端子接続部の先端から軸線方向先端側へのロウ材の濡れ拡がり距離は、端子接続部の板厚の６．６倍程度になることが判明した。従って、端子接続部を、パッド先端縁から軸線方向基端側へ端子接続部の板厚の６．６倍よりも大きな距離を空けて配置しておくことで、ロウ材（ロウ材部）が、電極パッドの先端縁まで濡れ拡がる（パッド先端縁に届く）のを抑制することができる。かくして、上述のガスセンサは、ロウ材部の先端縁（ロウ材先端縁）がパッド先端縁から離間した形態となる。

【0017】

さらに、上記いずれかのガスセンサであって、前記ロウ材部を被覆する、ニッケル、クロム、及び、金のいずれかからなるメッキ層を備えるガスセンサとすると良い。

【0018】

ロウ材部を、ニッケルメッキ層、クロムメッキ層、及び、金メッキ層のいずれかで被覆することで、ロウ材部の腐食を防止することができる。また、前述のマイグレーションも、より一層発生し難くなる。

【0019】

本発明の他の態様は、軸線方向に延びる棒状で、内部に発熱抵抗体を有するセラミック基体、上記セラミック基体のうち上記軸線方向の基端側の表面に設けられ、上記発熱抵抗体に導通する電極パッドであって、上記軸線方向に平行に延びる第１パッド側縁及び第２パッド側縁と、これらに対し上記軸線方向の先端側に位置し、上記第１パッド側縁の先端と上記第２パッド側縁の先端とを結ぶパッド先端縁と、を有する電極パッド、上記パッド先端縁よりも上記軸線方向基端側に配置された端子接続部を有するヒータ端子部材、及び、Ａｇを含むロウ材からなり、上記電極パッド上に配置され、上記電極パッドと上記端子接続部との間に介在してこれらを接合するロウ材部、を備え、上記端子接続部は、一定の幅寸法で上記軸線方向に延びる板状をなし、当該端子接続部の先端縁である端子先端縁が、上記軸線方向先端側に凸で、上記幅寸法の０．５倍以上０．８倍以下の半径を有する円弧形状で、上記電極パッド上のうち、上記第１パッド側縁と上記第２パッド側縁との間の中央に配置されてなり、上記ロウ材部は、上記端子先端縁に接触して、上記端子接続部よりも上記軸線方向先端側に拡がる形態をなし、上記ロウ材部の先端縁であるロウ材先端縁は、上記軸線方向先端側に凸の円弧形状で、上記パッド先端縁と離間してなるセラミックヒータである。

【0020】

上述のセラミックヒータでは、Ａｇを含有するロウ材部の先端縁（軸線方向先端側の縁）が、軸線方向先端側に凸の円弧形状で、パッド先端縁と離間している。これにより、ロウ材部と接触端子部材との間において、Ａｇのマイグレーションを発生し難くできる。

【0021】

なお、上述のセラミックヒータでは、前述のガスセンサと同様に、端子接続部を、一定の幅寸法で軸線方向に延びる板状をなし、その端子先端縁が、軸線方向先端側に凸で、幅寸法の０．５倍以上０．８倍以下の半径を有する円弧形状としている。さらに、この端子接続部を、電極パッド上のうち、第１パッド側縁と第２パッド側縁との間の中央に配置している。このようにすることで、前述のガスセンサと同様に、電極パッドと端子接続部とをロウ材で接合したとき、ロウ材部を、その先端縁が、軸線方向先端側に凸の円弧形状で、パッド先端縁と離間した形態とすることができる。

【0022】

また、上述のセラミックヒータでは、ロウ材先端縁を軸線方向先端側に凸の円弧形状としている。これにより、前述のガスセンサと同様に、ロウ材部を、パッド先端縁の第１コーナー部及び第２コーナー部から大きく離すことができる。従って、ロウ材部と接触端子部材との間におけるＡｇのマイグレーションを発生し難くできる。

【0023】

さらに、上記のセラミックヒータであって、前記端子接続部を、前記電極パッド上のうち、前記パッド先端縁から前記軸線方向基端側へ上記端子接続部の板厚の６．６倍よりも大きな距離を空けた位置に配置してなるセラミックヒータとすると良い。

【0024】

前述のように、ロウ材により電極パッドに端子接続部を接合（ロウ付け）するとき、端子接続部の先端から軸線方向先端側へのロウ材の濡れ拡がり距離は、端子接続部の板厚の６．６倍程度になる。従って、端子接続部を、パッド先端縁から軸線方向基端側へ端子接続部の板厚の６．６倍よりも大きな距離を空けて配置しておくことで、ロウ材（ロウ材部）が、電極パッドの先端縁まで濡れ拡がる（パッド先端縁に届く）のを抑制することができる。かくして、上述のセラミックヒータは、ロウ材部の先端縁（ロウ材先端縁）がパッド先端縁から離間した形態となる。

【0025】

さらに、上記いずれかのセラミックヒータであって、前記ロウ材部を被覆する、ニッケル、クロム、及び、金のいずれかからなるメッキ層を備えるセラミックヒータとすると良い。

【0026】

ロウ材部を、ニッケルメッキ層、クロムメッキ層、及び、金メッキ層のいずれかで被覆することで、ロウ材部の腐食を防止することができる。また、前述のマイグレーションも、より一層発生し難くなる。

【0027】

また、軸線方向に延びる棒状で、内部に発熱抵抗体を有するセラミック基体、上記セラミック基体のうち上記軸線方向の基端側の表面に設けられ、上記発熱抵抗体に導通する電極パッドであって、上記軸線方向に平行に延びる第１パッド側縁及び第２パッド側縁と、これらに対し上記軸線方向の先端側に位置し、上記第１パッド側縁の先端と上記第２パッド側縁の先端とを結ぶパッド先端縁と、を有する電極パッド、上記パッド先端縁よりも上記軸線方向基端側に配置された端子接続部を有するヒータ端子部材、及び、Ａｇを含むロウ材からなり、上記電極パッド上に配置され、上記電極パッドと上記端子接続部との間に介在してこれらを接合するロウ材部、を有するセラミックヒータと、上記電極パッドに対して相対的に負電位とされ、上記パッド先端縁よりも上記軸線方向先端側で上記セラミック基体に接触する接触端子部材と、を備え、上記端子接続部は、一定の幅寸法で上記軸線方向に延びる板状をなすガスセンサの製造方法であって、上記ロウ材により、上記電極パッドと上記端子接続部とを接合する接合工程を有し、上記接合工程では、上記ヒータ端子部材として、上記端子接続部の端子先端縁が、上記軸線方向先端側に凸で、上記幅寸法の０．５倍以上０．８倍以下の半径を有する円弧形状であるヒータ端子部材を用い、上記端子接続部を、上記電極パッド上のうち、上記第１パッド側縁と上記第２パッド側縁との間の中央に配置し、溶融した上記ロウ材を、上記電極パッド及び上記端子接続部に接触させて上記電極パッドと上記端子接続部との間に浸透させると共に、上記電極パッド上に濡れ拡がらせるガスセンサの製造方法が好ましい。

【0028】

上述の製造方法では、接合工程において、「一定の幅寸法で軸線方向に延びる板状をなし、端子先端縁が、軸線方向先端側に凸で、幅寸法の０．５倍以上０．８倍以下の半径を有する円弧形状である」端子接続部を、電極パッド上のうち第１パッド側縁と第２パッド側縁との間の中央に配置した状態で、溶融したロウ材（Ａｇを含有するロウ材）を、電極パッド及び端子接続部に接触させて電極パッドと端子接続部との間に浸透させると共に、電極パッド上に濡れ拡がらせて、電極パッドと端子接続部とをロウ材により接合している。

【0029】

このようにすることで、接合工程において、ロウ材が、端子先端縁から、軸線方向先端側に向けて、左右ほぼ均等に円弧状に濡れ拡がる。すなわち、電極パッドの第１パッド側縁側におけるロウ材の濡れ拡がりと、電極パッドの第２パッド側縁側におけるロウ材の濡れ拡がりとを、同程度にできる。これにより、「第１パッド側縁側及び第２パッド側縁側のうち一方側の濡れ拡がりの程度が他方側に比べて大きくなることで、一方側においてロウ材が電極パッドの先端縁に届いてしまう形態」となるのを防止できる。かくして、上述の製造方法によれば、ロウ材部について、その先端縁が、軸線方向先端側に凸の円弧形状で、パッド先端縁と離間した形態とすることができる。これにより、ロウ材部と接触端子部材との間において、Ａｇのマイグレーションを発生し難くできる。

【0030】

さらに、上記のガスセンサの製造方法であって、前記接合工程では、前記端子接続部を、前記電極パッド上のうち、前記パッド先端縁から前記軸線方向基端側へ上記端子接続部の板厚の６．６倍よりも大きな距離を空けた位置に配置するガスセンサの製造方法とするのが好ましい。

【0031】

上述の製造方法では、端子接続部を、パッド先端縁から軸線方向基端側へ端子接続部の板厚の６．６倍よりも大きな距離を空けて配置している。これにより、接合工程において、溶融したロウ材が、確実に、電極パッドの先端縁まで濡れ拡がらない（パッド先端縁に届かない）ようにできる。従って、ロウ材部の先端縁と電極パッドの先端縁とを、確実に離間させることができる。

【0032】

また、軸線方向に延びる棒状で、内部に発熱抵抗体を有するセラミック基体、上記セラミック基体のうち上記軸線方向の基端側の表面に設けられ、上記発熱抵抗体に導通する電極パッドであって、上記軸線方向に平行に延びる第１パッド側縁及び第２パッド側縁と、これらに対し上記軸線方向の先端側に位置し、上記第１パッド側縁の先端と上記第２パッド側縁の先端とを結ぶパッド先端縁と、を有する電極パッド、上記パッド先端縁よりも上記軸線方向基端側に配置された端子接続部を有するヒータ端子部材、及び、Ａｇを含むロウ材からなり、上記電極パッド上に配置され、上記電極パッドと上記端子接続部との間に介在してこれらを接合するロウ材部、を備え、上記端子接続部は、一定の幅寸法で上記軸線方向に延びる板状をなすセラミックヒータの製造方法であって、上記ロウ材により、上記電極パッドと上記端子接続部とを接合する接合工程を有し、上記接合工程では、上記ヒータ端子部材として、上記端子接続部の端子先端縁が、上記軸線方向先端側に凸で、上記幅寸法の０．５倍以上０．８倍以下の半径を有する円弧形状であるヒータ端子部材を用い、上記端子接続部を、上記電極パッド上のうち、上記第１パッド側縁と上記第２パッド側縁との間の中央に配置し、溶融した上記ロウ材を、上記電極パッド及び上記端子接続部に接触させて上記電極パッドと上記端子接続部との間に浸透させると共に、上記電極パッド上に濡れ拡がらせるセラミックヒータの製造方法が好ましい。

【0033】

上述の製造方法では、接合工程において、「一定の幅寸法で軸線方向に延びる板状をなし、端子先端縁が、軸線方向先端側に凸で、幅寸法の０．５倍以上０．８倍以下の半径を有する円弧形状である」端子接続部を、電極パッド上のうち第１パッド側縁と第２パッド側縁との間の中央に配置した状態で、溶融したロウ材（Ａｇを含有するロウ材）を、電極パッド及び端子接続部に接触させて電極パッドと端子接続部との間に浸透させると共に、電極パッド上に濡れ拡がらせて、電極パッドと端子接続部とをロウ材により接合している。

【0034】

このようにすることで、接合工程において、ロウ材が、端子先端縁から、軸線方向先端側に向けて、左右ほぼ均等に円弧状に濡れ拡がる。これにより、「第１パッド側縁側及び第２パッド側縁側のうち一方側の濡れ拡がりの程度が他方側に比べて大きくなることで、一方側においてロウ材が電極パッドの先端縁に届いてしまう形態」となるのを防止できる。かくして、上述の製造方法によれば、ロウ材部について、その先端縁が、軸線方向先端側に凸の円弧形状で、パッド先端縁と離間した形態とすることができる。これにより、ロウ材部と接触端子部材との間において、Ａｇのマイグレーションを発生し難くできる。

【0035】

さらに、上記のセラミックヒータの製造方法であって、前記接合工程では、前記端子接続部を、前記電極パッド上のうち、前記パッド先端縁から前記軸線方向基端側へ上記端子接続部の板厚の６．６倍よりも大きな距離を空けた位置に配置するセラミックヒータの製造方法とするのが好ましい。

【0036】

上述の製造方法では、端子接続部を、パッド先端縁から軸線方向基端側へ端子接続部の板厚の６．６倍よりも大きな距離を空けて配置している。これにより、接合工程において、溶融したロウ材が、確実に、電極パッドの先端縁まで濡れ拡がらない（パッド先端縁に届かない）ようにできる。従って、ロウ材部の先端縁と電極パッドの先端縁とを、確実に離間させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】実施形態にかかるガスセンサの縦断面図である。

【図2】実施形態にかかるセラミックヒータの斜視図である。

【図3】同セラミックヒータの分解斜視図である。

【図4】同セラミックヒータのうち電極パッドを含む部位の拡大平面図である。

【図5】図４のＢ−Ｂ断面図である。

【図6】図４のＣ−Ｃ断面図である。

【図7】実施形態にかかるロウ材部の形態を示す平面図である。

【図8】実施形態にかかるロウ材の濡れ拡がり形態を示す平面図である。

【図9】比較形態にかかるロウ材の濡れ拡がり形態を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

（実施形態）
次に、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
本実施形態のガスセンサ３０は、図１に示すように、検出素子２０と、この検出素子２０を包囲する筒状の主体金具３１とを備える。さらに、ガスセンサ３０は、外側端子部材５０と、内側端子部材３２と、セラミックヒータ１００とを備える。

【0039】

検出素子２０は、軸線方向Ｘ（軸線ＡＸに沿う方向、図１において上下方向）に延びる形態をなしている。この検出素子２０は、有底筒状の基体１と、基体１の外表面に形成された貴金属（例えば、白金）からなる外側電極２３と、基体１の内表面に形成された貴金属（例えば、白金）からなる内側電極２１（貴金属メッキ層）を有する。この検出素子２０は、被測定ガス（排気ガス）中の特定ガス成分（酸素成分）を検出する。

【0040】

基体１は、ジルコニアを主成分とする固体電解質からなり、軸線方向Ｘに延びる形態で、軸線方向先端側Ｘ１（図１において下側）が閉塞されると共に、軸線方向基端側Ｘ２（図１において上側）が開放された有底筒状をなしている。基体１の軸線方向Ｘの略中間部には、径方向外側に突出する環状の鍔部２が形成されている。このような基体１は、例えば、公知のプレス成形法を用いて、ジルコニアを主成分とする固体電解質を有底筒状の成形体とした後、これを１５００℃程度の温度で２時間程度焼成して得ることができる。

【0041】

主体金具３１は、その中空筒内部に、金属製パッキン３４，３５，３６、インシュレータ３７，３８、及びタルク粉末３９を介在させて、検出素子２０（基体１）の鍔部２を係合保持している。これにより、検出素子２０は、その先端部２０ｂを主体金具３１の先端側開口部３１ｂから突出させた状態で、主体金具３１によって保持されている。

【0042】

さらに、主体金具３１には、主体金具３１の先端側開口部３１ｂから突出する検出素子２０の先端部２０ｂを覆うように、プロテクタ４０が取り付けられている。このプロテクタ４０は、外側プロテクタ４０ａと内側プロテクタ４０ｂとを有する二重構造をなしている。外側プロテクタ４０ａ及び内側プロテクタ４０ｂには、排気ガスを通過させる複数の通気口が形成されている。このため、基体１の外表面に形成されている外側電極２３に、プロテクタ４０の通気口から導入された排気ガスを接触させることができる。

【0043】

また、主体金具３１の後端側（図１において上側）に位置する接続部３１ｃに、筒状の金属外筒４１の先端部が、外側からの全周レーザ溶接により固着されている。また、この金属外筒４１の後端側開口部は、フッ素ゴムで構成されたグロメット４２を嵌入させて、加締封止されている。このグロメット４２の先端側（図１において下側）には、絶縁性のアルミナセラミックからなるセパレータ４３が設けられている。そして、グロメット４２の貫通孔及びセパレータ４３の貫通孔（保持孔４３ｄ）内には、センサ出力リード線４４，４５及びヒータリード線４６，４７が挿入されている。ヒータリード線４６，４７は、セラミックヒータ１００のヒータ端子部材１３０に接続されている。

【0044】

なお、グロメット４２の中央にも、軸線ＡＸに沿う貫通孔が形成されている。この貫通孔には、撥水性及び通気性を兼ね備えるシート状のフィルタ４８によって被覆された金属パイプ４９が嵌め込まれている。これにより、ガスセンサ３０の外部に存在する大気を、フィルタ４８を通じて金属外筒４１内に導入し、さらには、検出素子２０の内部に導入して、内側電極２１に接触させることができる。

【0045】

セラミックヒータ１００は、軸線方向Ｘ（軸線ＡＸに沿う方向、図１において上下方向）に延びる棒状（詳細には、円柱形状）をなしている。このセラミックヒータ１００は、図２に示すように、セラミック基体１０２と、電極パッド１２１と、ヒータ端子部材１３０と、ロウ材部１２４とを有している。このうち、セラミック基体１０２は、軸線方向Ｘに延びる棒状で、内部に発熱抵抗体１４１を有している（図２、図３参照）。

【0046】

電極パッド１２１は、パッド本体部１２１ｂと、これを被覆するニッケルメッキ層１２１ｃとからなる（図５、図６参照）。パッド本体部１２１ｂは、タングステン、モリブデンから選ばれる少なくとも１種類以上の元素からなる主体材料（本実施形態では、タングステン）を９０重量％以上含み、絶縁性セラミック（本実施形態では、アルミナ粉末）の含有量が１０重量％以下のパッド状の金属層である。なお、パッド本体部１２１ｂに含有させる絶縁性セラミックとしては、アルミナ以外に、ムライト、スピネル等を用いることもできる。

【0047】

また、ニッケルメッキ層１２１ｃの一部（ロウ材部１２４と接触する部位）は、ロウ材部１２４に拡散している。これは、後述する接合工程において、電極パッド１２１と端子接続部１３３とをロウ材１２４Ａにより接合したときに、ニッケルメッキ層１２１ｃの一部（ロウ材１２４Ａと接触する部位）が、ロウ材１２４Ａ（ロウ材部１２４）中に拡散してゆくからである。

【0048】

電極パッド１２１は、セラミック基体１０２のうち軸線方向基端側Ｘ２（図１において上側）の表面１０２ｄに設けられ、ビア１４４（充填ビア導体）を通じて、発熱抵抗体１４１に導通している（図２、図３、図５参照）。この電極パッド１２１は、軸線方向Ｘに平行に延びる第１パッド側縁１２１ｊ及び第２パッド側縁１２１ｋと、これらに対し軸線方向先端側Ｘ１に位置し、第１パッド側縁１２１ｊの先端１２１ｊ１と第２パッド側縁１２１ｋの先端１２１ｋ１とを結ぶパッド先端縁１２１ｄとを有する（図４及び図７参照）。

【0049】

なお、パッド先端縁１２１ｄは、平面視で軸線ＡＸに直交する先端辺１２１ｆ（換言すれば、軸線ＡＸに直交する平面上に位置する先端辺１２１ｆ）と、この先端辺１２１ｆの一端と第１パッド側縁１２１ｊの先端とを結ぶ円弧状の第１コーナー部１２１ｇと、直交辺１２１ｆの他端と第２パッド側縁１２１ｋの先端とを結ぶ円弧状の第２コーナー部１２１ｈとからなる（図７参照）。なお、図７は、図４においてメッキ層１２５を取り除いた（透視した）図に相当する。

【0050】

ヒータ端子部材１３０は、ヒータリード線４６，４７を通じて、図示しない外部回路と電気的に接続する。このヒータ端子部材１３０は、板状の端子接続部１３３と、加締部１３５と、両者を接続する接続部１３４とを有している（図２参照）。加締部１３５は、ヒータリード線４６，４７（図１参照）の芯線を、それぞれ、加締によって把持し、ヒータリード線４６，４７と電気的に接続する。

【0051】

端子接続部１３３は、ニッケル合金からなり、電極パッド１２１上のうち第１パッド側縁１２１ｊと第２パッド側縁１２１ｋとの間の中央で、且つ、パッド先端縁１２１ｄよりも軸線方向基端側Ｘ２（図４、図５、図７において右側）に配置されている。

【0052】

ロウ材部１２４は、Ａｇを含むロウ材１２４Ａ（詳細には、Ａｇを７２ｗｔ％、Ｃｕを２８ｗｔ％含有するロウ材）からなり、電極パッド１２１上に配置されている。このロウ材部１２４は、電極パッド１２１と端子接続部１３３との間に介在して、これらを接合している（図５、図６参照）。

【0053】

なお、本実施形態では、ロウ材部１２４を、メッキ層１２５で被覆している。これにより、ロウ材部１２４の腐食を防止することができる。また、後述するマイグレーションの発生を抑制することもできる。なお、メッキ層１２５は、ニッケルメッキ、クロムメッキ、及び、金メッキのいずれかからなる。

【0054】

ここで、セラミック基体１０２について詳細に説明する。図３に示すように、セラミック基体１０２は、丸棒状（円柱形状）のアルミナセラミック製の碍管１０１の外周に、絶縁性の高いアルミナセラミック製のグリーンシート１４０，１４６が巻き付けられ、これらを焼成することにより製造される。

【0055】

グリーンシート１４０上には、発熱抵抗体１４１（ヒータパターン）が形成されている。発熱抵抗体１４１は、発熱部１４２と、発熱部１４２の両端にそれぞれ接続される一対のリード部１４３（陽極と陰極）とを備える。発熱抵抗体１４１の材料としては、タングステンやモリブデン等の種々の導電材料を採用可能である。グリーンシート１４０の後端側には、各リード部１４３に２個のビア１４４が形成されている。このビア１４４を介して、電極パッド１２１が、発熱抵抗体１４１のリード部１４３と電気的に接続されている。

【0056】

グリーンシート１４６は、グリーンシート１４０（発熱抵抗体１４１が形成された面）に圧着されている。グリーンシート１４６のうち、グリーンシート１４０が圧着された面と反対側の面には、アルミナペーストが塗布されている。このペースト塗布面を内側にしてグリーンシート１４０，１４６が碍管１０１に巻き付けられ、外周から内向きに押圧されることにより、セラミックヒータ成形体が形成される。その後、セラミックヒータ成形体が焼成されることにより、セラミック基体１０２が形成される。

【0057】

セラミックヒータ１００は、検出素子２０の内部（基体１の筒内）に配置されると共に、内側端子部材３２によって姿勢が保持されている（図１参照）。詳細には、セラミックヒータ１００のセラミック基体１０２が、内側端子部材３２（接触端子部材）の素子挿入部３２ｋによって把持される形態で、その先端部１０２ｂが、検出素子２０の内側電極２１に接触した状態に保持されている。これにより、セラミックヒータ１００によって、検出素子２０（基体１）を適切に加熱することができる。

【0058】

また、外側端子部材５０は、ステンレス鋼板からなり、軸線ＡＸの直交方向断面が略Ｃ字状をなす外嵌部５０ｐと、この外嵌部５０ｐの後端側中央付近から後端側に延びるセパレータ挿入部５０ｓと、さらにこの後端側に位置するコネクタ部５０ｃとを含む。このうちコネクタ部５０ｃは、センサ出力リード線４５の芯線を加締めにより把持して、外側端子部材５０とセンサ出力リード線４５とを電気的に接続する。

【0059】

また、セパレータ挿入部５０ｓは、セパレータ４３内に挿入されると共に、このセパレータ挿入部５０ｓから分岐して突出するセパレータ当接部５０ｄが、セパレータ４３の保持孔４３ｄに弾性的に当接することにより、外側端子部材５０自身をセパレータ４３内に保持している。また、外嵌部５０ｐは、検出素子２０の外側電極２３と接触している。これにより、外側電極２３と外側端子部材５０とが電気的に接続する。

【0060】

また、内側端子部材３２（接触端子部材に相当する）は、ステンレス銅板からなり、軸線ＡＸの直交方向断面が略馬蹄形状の素子挿入部３２ｋと、素子挿入部３２ｋの後端側中央付近から後端側に延びるセパレータ挿入部３２ｓと、さらにこの後端側に位置するコネクタ部３２ｃとを有する。このうち、コネクタ部３２ｃは、センサ出力リード線４４の芯線を加締めにより把持して、内側端子部材３２とセンサ出力リード線４４とを電気的に接続する。

【0061】

また、セパレータ挿入部３２ｓは、セパレータ４３内に挿入されると共に、このセパレータ挿入部３２ｓから分岐して突出するセパレータ当接部３２ｄが、保持孔４３ｄに弾性的に当接して、内側端子部材３２自身をセパレータ４３内に保持している。
また、内側端子部材３２の素子挿入部３２ｋは、検出素子２０の内部に挿入されて、内側電極２１と接触している。これにより、内側電極２１と内側端子部材３２とが電気的に接続する。

【0062】

この内側端子部材３２は、電極パッド１２１に対して相対的に負電位となる。また、この内側端子部材３２は、パッド先端縁１２１ｄよりも軸線方向先端側Ｘ１（図１において下側）の位置で、セラミック基体１０２に接触している（図１参照）。詳細には、内側端子部材３２の素子挿入部３２ｋが、セラミック基体１０２を把持する形態で、セラミック基体１０２に接触している。

【0063】

このガスセンサ３０では、外側電極２３と内側電極２１との間に所定の電圧を印加すると、外側電極２３に接触する排気ガス（被測定ガス）中の酸素濃度と、内側電極２１に接触する大気の酸素濃度との濃度差に応じた電流が流れる。この電流値を検知することで、排気ガス中の酸素濃度を把握することができる。

【0064】

ところで、従来のように、電極パッド１２１の先端縁１２１ｄまでロウ材部が配置されている場合には、ロウ材部及びセラミック基体の表面上に大気中の水分が付着することで、セラミック基体の表面上において、ロウ材部から内側端子部材３２（詳細には、セラミック基体に接触する素子挿入部３２ｋ）に向かって、ロウ材に含まれる金属が移動するマイグレーションが発生し、ロウ材部と接触端子部材との間で短絡する虞がある。特に、Ａｇを含有するロウ材を用いた場合は、ロウ材部と内側端子部材３２の素子挿入部３２ｋとの間でマイグレーションが発生しやすくなる。

【0065】

これに対し、本実施形態では、ロウ材部１２４のうち軸線方向先端側Ｘ１（図４及び図７において左側）の縁を構成するロウ材先端縁１２４ｂ（ロウ材部１２４の先端縁）が、軸線方向先端側Ｘ１に凸の円弧形状で、パッド先端縁１２１ｄから軸線方向基端側Ｘ２（図４及び図７において右側）に離れている。

【0066】

このように、Ａｇを含有するロウ材部１２４のロウ材先端縁１２４ｂを、パッド先端縁１２１ｄと離間させることで、ロウ材部１２４と内側端子部材３２の素子挿入部３２ｋとの間において、Ａｇのマイグレーションを発生し難くできる。

【0067】

ところで、パッド先端縁１２１ｄのうち、第１コーナー部１２１ｇ及び第２コーナー部１２１ｈは電界が集中しやすいので、Ａｇのマイグレーションは、特に、第１コーナー部１２１ｇ及び第２コーナー部１２１ｈにおいて発生しやすくなる。このため、Ａｇを含有するロウ材１２４Ａは、できる限り、第１コーナー部１２１ｇ及び第２コーナー部１２１ｈから遠ざけるのが好ましい。

【0068】

これに対し、本実施形態では、ロウ材先端縁１２４ｂを、軸線方向先端側Ｘ１に凸の円弧形状としている（図４及び図７参照）。これにより、ロウ材部１２４を、第１コーナー部１２１ｇ及び第２コーナー部１２１ｈから大きく離すことができる。従って、ロウ材部１２４と内側端子部材３２（素子挿入部３２ｋ）との間におけるＡｇのマイグレーションを、より一層発生し難くできる。

【0069】

また、本実施形態では、ロウ材先端縁１２４ｂ（ロウ材部１２４の先端縁）が、第１パッド側縁１２１ｊ及び第２パッド側縁１２１ｋに届く形態（換言すれば、第１パッド側縁１２１ｊから第２パッド側縁１２１ｋまで延びる形態）とされている。

【0070】

しかも、このロウ材部１２４が、電極パッド１２１のうちロウ材先端縁１２４ｂよりも軸線方向基端側Ｘ２の全領域にわたって配置されている（図４〜図７参照）。すなわち、電極パッド１２１のうちロウ材先端縁１２４ｂよりも軸線方向基端側Ｘ２（図４、図６、及び図７において右側）の領域では、ロウ材部１２４が、第１パッド側縁１２１ｊ、第２パッド側縁１２１ｋ、及びパッド基端縁１２１ｍに届いている。これにより、電極パッド１２１と端子接続部１３３との接合強度を高めることができる。なお、パッド基端縁１２１ｍは、第１パッド側縁１２１ｊ及び第２パッド側縁１２１ｋよりも基端側に位置し、第１パッド側縁１２１ｊの基端と第２パッド側縁１２１ｋの基端とを結ぶ縁である。

【0071】

また、本実施形態では、後述する接合工程において、板状の端子接続部１３３を、電極パッド１２１上のうち第１パッド側縁１２１ｊと第２パッド側縁１２１ｋとの間の中央に配置した状態で、溶融したロウ材１２４Ａを、電極パッド１２１及び端子接続部１３３に接触させて、電極パッド１２１と端子接続部１３３との間に浸透させると共に、電極パッド１２１上に濡れ拡がらせて、電極パッド１２１と端子接続部１３３とをロウ材１２４Ａにより接合している。

【0072】

ところで、上述のようにして、ロウ材１２４Ａにより電極パッド１２１に端子接続部１３３を接合（ロウ付け）するとき、溶融したロウ材１２４Ａの一部が、端子接続部１３３の先端から軸線方向先端側Ｘ１に濡れ拡がるが、その濡れ拡がる距離は、端子接続部１３３の板厚Ｔに応じて決まる。

【0073】

後述する試験結果より、端子接続部１３３の先端から軸線方向先端側Ｘ１へのロウ材の濡れ拡がり距離は、端子接続部１３３の板厚Ｔの６．６倍程度になることが判明した。従って、端子接続部１３３を、パッド先端縁１２１ｄから軸線方向基端側Ｘ２へ端子接続部１３３の板厚Ｔの６．６倍よりも大きな距離を空けて配置しておけば、ロウ材１２４Ａ（ロウ材部１２４）が、パッド先端縁１２１ｄまで濡れ拡がる（パッド先端縁１２１ｄに届く）のを抑制することができる。

【0074】

このため、本実施形態の接合工程では、端子接続部１３３を、パッド先端縁１２１ｄから軸線方向基端側Ｘ２へ端子接続部１３３の板厚Ｔの６．６倍よりも大きな距離Ｅを空けて配置した状態で、上述のようにして、電極パッド１２１と端子接続部１３３とをロウ材１２４Ａにより接合している。これにより、接合工程後、ロウ材部１２４の先端縁（ロウ材先端縁１２４ｂ）とパッド先端縁１２１ｄとを、確実に離間させることができる。

【0075】

また、本実施形態の端子接続部１３３は、一定の幅寸法Ｗで軸線方向Ｘに延びる板状をなしている。しかも、この端子接続部１３３の先端縁（端子先端縁１３３ｄ）を、軸線方向先端側Ｘ１（図４及び図７において左側）に凸で、幅寸法Ｗの０．５倍以上０．８倍以下の半径Ｒを有する円弧形状としている（図４及び図７参照）。なお、本実施形態では、幅寸法Ｗ＝１．０ｍｍとしている。

【0076】

端子先端縁１３３ｄを上述のような形状とすると、前述のように電極パッド１２１と端子接続部１３３とをロウ材１２４Ａで接合するとき、ロウ材１２４Ａが、端子先端縁１３３ｄから、軸線方向先端側Ｘ１（図４及び図７において左側）に向けて、左右ほぼ均等（図４及び図７において上下ほぼ均等）に濡れ拡がる。すなわち、電極パッド１２１の第１パッド側縁１２１ｊ側におけるロウ材１２４Ａの濡れ拡がりと、第２パッド側縁１２１ｋ側におけるロウ材１２４Ａの濡れ拡がりとを、同程度にできる。

【0077】

これにより、「第１パッド側縁１２１ｊ側及び第２パッド側縁１２１ｋ側のうち一方側の濡れ拡がりの程度が他方側に比べて大きくなることで、一方側においてロウ材１２４Ａが電極パッド１２１の先端縁１２１ｄに届いてしまうこと」を防止できる。これにより、接合工程後、ロウ材部１２４の先端縁（ロウ材先端縁１２４ｂ）とパッド先端縁１２１ｄとを、確実に離間させることができる。すなわち、ロウ材部１２４を、端子接続部１３３よりも軸線方向先端側Ｘ１に拡がる形態としながらも、ロウ材先端縁１２４ｂが、パッド先端縁１２１ｄから軸線方向基端側Ｘ２に離れた形態となる。

【0078】

次に、本実施形態にかかるガスセンサ３０の製造方法について説明する。
まず、セラミックヒータ１００を製造する。具体的には、図３に示すように、発熱抵抗体１４１及び電極パッド１２１等が形成された、アルミナセラミック製のグリーンシート１４０を用意する。さらに、アルミナセラミック製のグリーンシート１４６を用意する。そして、グリーンシート１４６をグリーンシート１４０に圧着し、これらを碍管１０１に巻き付けて、セラミックヒータ成形体を形成する。その後、セラミックヒータ成形体を焼成することにより、セラミック基体１０２を得る。

【0079】

次に、ヒータ端子部材１３０を用意した後、接合工程に進み、ロウ材１２４Ａにより、セラミック基体１０２の表面上に位置する電極パッド１２１とヒータ端子部材１３０の端子接続部１３３とを接合する。具体的には、図７に示すように、端子接続部１３３を、電極パッド１２１上のうち、第１パッド側縁１２１ｊと第２パッド側縁１２１ｋとの間の中央で、且つ、パッド先端縁１２１ｄから軸線方向基端側Ｘ２へ端子接続部１３３の板厚Ｔ（図５参照）の６．６倍よりも大きな距離Ｅを空けた位置に配置する。

【0080】

次いで、ロウ材１２４Ａを、電極パッド１２１及び端子接続部１３３に接触する位置に配置した状態で、加熱し溶融させる。これにより、溶融したロウ材１２４Ａを、電極パッド１２１及び端子接続部１３３に接触させて、電極パッド１２１と端子接続部１３３との間に浸透させると共に、電極パッド１２１上に濡れ拡がらせる。その後、ロウ材１２４Ａを冷却することで、ロウ材部１２４が形成され、ヒータ端子部材１３０（端子接続部１３３）が電極パッド１２１に接合する。これにより、図２に示すセラミックヒータ１００が完成する。

【0081】

本実施形態では、接合工程において、溶融したロウ材１２４Ａが、電極パッド１２１の先端縁１２１ｄまで濡れ拡がる（パッド先端縁１２１ｄに届く）ことがない。端子接続部１３３を、パッド先端縁１２１ｄから軸線方向基端側Ｘ２へ端子接続部の板厚Ｔの６．６倍よりも大きな距離Ｅを空けて配置しているからである。従って、ロウ材部１２４を、電極パッド１２１の先端縁１２１ｄから離間させることができる。

【0082】

しかも、本実施形態では、端子接続部１３３の先端縁（端子先端縁１３３ｄ）を、軸線方向先端側Ｘ１（図７において左側）に凸で、幅寸法Ｗの０．５倍以上０．８倍以下の半径Ｒを有する円弧形状としている（図７、図８参照）。これにより、接合工程において、ロウ材１２４Ａが、端子先端縁１３３ｄから、軸線方向先端側Ｘ１（図７において左側）に向けて、左右（図７において上下）ほぼ均等に濡れ拡がる。すなわち、電極パッド１２１の第１パッド側縁１２１ｊ側におけるロウ材１２４Ａの濡れ拡がりと、第２パッド側縁１２１ｋ側におけるロウ材１２４Ａの濡れ拡がりとを、同程度にできる。

【0083】

従って、「第１パッド側縁１２１ｊ側及び第２パッド側縁１２１ｋ側のうち一方側の濡れ拡がりの程度が他方側に比べて大きくなることで、一方側においてロウ材１２４Ａが電極パッド１２１の先端縁１２１ｄに届いてしまうこと」を防止できる。これにより、接合工程後、ロウ材先端縁１２４ｂとパッド先端縁１２１ｄとを、確実に離間させることができる。すなわち、ロウ材部１２４が、パッド先端縁１２１ｄに届くことなく、端子接続部１３３よりも軸線方向先端側Ｘ１に拡がる形態にできる。

【0084】

さらには、ロウ材先端縁１２４ｂを、軸線方向先端側Ｘ１に凸の円弧形状とすることができる（図７参照）。これにより、ロウ材部１２４を、第１コーナー部１２１ｇ及び第２コーナー部１２１ｈから大きく離すことができる。

【0085】

その後、組立工程において、公知の組立方法（例えば、特開２００４−０５３４２５参照）により、上述のようにして製造したセラミックヒータ１００、検出素子２０、主体金具３１、外側端子部材５０、及び、内側端子部材３２等を組み付ける。これにより、図１に示すガスセンサ３０が完成する。

【0086】

（端子接続部の先端縁形状の検討）
接合工程において、溶融したロウ材が電極パッド上を先端側に濡れ拡がる形態は、端子接続部の先端縁（端子先端縁）の形状によって異なると考えられる。特に、ロウ材が、端子先端縁から、軸線方向先端側に向けて、左右ほぼ均等に濡れ拡がるようにできれば、ロウ材が電極パッドの先端縁まで濡れ拡がる（パッド先端縁に届く）のを、抑制することができるといえる。反対に、電極パッドの第１パッド側縁側及び第２パッド側縁側のうち一方側の濡れ拡がりの程度が他方側に比べて大きくなると、一方側においてロウ材が電極パッドの先端縁に届きやすくなると考えられる。そこで、端子先端縁の好ましい形状を調査した。

【0087】

具体的には、以下のように端子先端縁の形状が異なる端子接続部（サンプルＡ〜Ｆ）を用意し、接合工程におけるロウ材１２４Ａの濡れ拡がり形態を調査した。
サンプルＡ（比較形態）は、図９に示すように、一定の幅寸法Ｗで軸線方向Ｘに延びる平板状で、端子先端縁２３３ｄを直線形状とした端子接続部２３３である。また、サンプルＢ〜Ｆは、一定の幅寸法Ｗで軸線方向Ｘに延びる平板状で、端子先端縁を、軸線方向先端側に凸の円弧形状とした端子接続部である点で共通しているが、端子先端縁の円弧の半径Ｒが異なっている。

【0088】

具体的には、サンプルＢでは、端子先端縁の半径Ｒを、幅寸法Ｗの０．９倍としている。また、サンプルＣでは、端子先端縁の半径Ｒを、幅寸法Ｗの０．８倍としている。また、サンプルＤでは、端子先端縁の半径Ｒを、幅寸法Ｗの０．７倍としている。また、サンプルＥでは、端子先端縁の半径Ｒを、幅寸法Ｗの０．６倍としている。また、サンプルＦでは、端子先端縁の半径Ｒを、幅寸法Ｗの０．５倍としている。なお、幅寸法Ｗは、いずれも１．０ｍｍである。サンプルＡ，Ｂは比較形態、サンプルＣ〜Ｆは実施形態である。

【0089】

各サンプルの結果を表１に示す。なお、表１では、図８に示すように、ロウ材１２４Ａが、端子先端縁から軸線方向先端側Ｘ１に向けて左右ほぼ均等に濡れ拡がった場合を、○で示している。一方、図９に示すように、電極パッド１２１の第１パッド側１２１ｊ縁側及び第２パッド側縁１２１ｋ側のうち一方側（図９の例では第２パッド側縁１２１ｋ側）の濡れ拡がりの程度が他方側に比べて大きくなった場合は、×で示している。

【0090】

詳細には、図８及び図９に示すように、ロウ材１２４Ａの先端縁１２４Ｂが第１パッド側縁１２１ｊと接触する位置（第１接触点Ｐ１とする）、及び、ロウ材１２４Ａの先端縁１２４Ｂが第２パッド側縁１２１ｋと接触する位置（第２接触点Ｐ２とする）を検出し、第１接触点Ｐ１と第２接触点Ｐ２との軸線方向位置の差Ｄが閾値Ｔｈ未満となった場合は、ロウ材１２４Ａが左右ほぼ均等に濡れ拡がった（○）と判断し、閾値Ｔｈ以上となった場合は、一方側の濡れ拡がりの程度が他方側に比べて大きくなった（×）と判断している。
なお、閾値Ｔｈは、端子接続部１３３の幅寸法Ｗの半分（すなわち、１．０ｍｍ／２＝０．５ｍｍ）とした。

【0091】

【表1】

【0092】

表１に示す結果より、端子接続部の先端縁（端子先端縁）は、軸線方向先端側に凸で、幅寸法Ｗの０．５倍以上０．８倍以下の半径Ｒを有する円弧形状とするのが良いと言える。端子先端縁をこのような形状とすることで、接合工程において、ロウ材１２４Ａが、端子先端縁から、軸線方向先端側Ｘ１（図８において左側）に向けて、左右（図８において上下）ほぼ均等に濡れ拡がるようにできた。すなわち、電極パッド１２１の第１パッド側縁１２１ｊ側におけるロウ材１２４Ａの濡れ拡がりと、第２パッド側縁１２１ｋ側におけるロウ材１２４Ａの濡れ拡がりとを、同程度にできた。

【0093】

ところで、パッド先端縁１２１ｄのうち、第１コーナー部１２１ｇと第２コーナー部１２１ｈとは電界が集中するので、Ａｇのマイグレーションは、特に、第１コーナー部１２１ｇ及び第２コーナー部１２１ｈにおいて発生しやすくなる。このため、Ａｇを含有するロウ材１２４Ａは、できる限り、第１コーナー部１２１ｇ及び第２コーナー部１２１ｈから遠ざけるのが好ましい。この観点からも、ロウ材は、端子先端縁から軸線方向先端側に向けて、左右ほぼ均等に濡れ拡がるのが好ましい。

【0094】

具体的には、図８に示すように、ロウ材１２４Ａが、端子先端縁から軸線方向先端側Ｘ１に向けて左右ほぼ均等に濡れ拡がった場合は、ロウ材１２４Ａの先端縁１２４Ｂを、第１コーナー部１２１ｇ及び第２コーナー部１２１ｈから大きく離すことができる。一方、図９に示すように、電極パッド１２１の第１パッド側１２１ｊ縁側及び第２パッド側縁１２１ｋ側のうち一方側（図９の例では第２パッド側縁１２１ｋ側）の濡れ拡がりの程度が他方側に比べて大きくなった場合は、ロウ材１２４Ａの先端縁１２４Ｂが、一方のコーナー部（図９の例では第２コーナー部１２１ｈ）に近づく形態となる。

【0095】

なお、この試験では、いずれのサンプルについても、端子接続部を、パッド先端縁から軸線方向基端側へ、端子接続部の板厚の６．６倍よりも大きな距離（１０倍）を空けて配置しておいた。このため、いずれのサンプルにおいても、ロウ材１２４Ａが、電極パッド１２１の先端縁１２１ｄまで濡れ拡がる（パッド先端縁１２１ｄに届く）ことはなかった。

【0096】

（ロウ材濡れ拡がり試験）
実施形態の接合工程において、ロウ材１２４Ａにより、電極パッド１２１と端子接続部１３３とを接合するとき、電極パッド１２１上において、溶融したロウ材１２４Ａの一部が、端子接続部１３３の先端から軸線方向先端側Ｘ１に濡れ拡がるが、その濡れ拡がる距離は、端子接続部１３３の板厚に応じて変動すると考えられる。そこで、端子接続部１３３の板厚を一定（０．３ｍｍ）として、パッド先端縁１２１ｄから端子接続部１３３までの軸線方向距離Ｅを変動させて、電極パッド１２１上においてロウ材１２４Ａが濡れ拡がる距離を調査した。

【0097】

具体的には、パッド先端縁１２１ｄから端子接続部１３３までの軸線方向距離Ｅ（図７参照）を、０．６ｍｍ〜４．６ｍｍの範囲内で異ならせて、接合工程において、ロウ材１２４Ａが、パッド先端縁１２１ｄまで濡れ拡がる（届く）か否かを調査した。その結果を表２に示す。なお、表２では、ロウ材１２４Ａがパッド先端縁１２１ｄまで濡れ拡がった（届いた）場合を×、パッド先端縁１２１ｄまで濡れ拡がらなかった（届かなかった）場合を○で示している。

【0098】

【表2】

【0099】

表２に示すように、軸線方向距離Ｅを１．８ｍｍ以下とした場合には、ロウ材１２４Ａが、パッド先端縁１２１ｄまで濡れ拡がった（届いた）。一方、軸線方向距離Ｅを２．０ｍｍ以上とした場合には、ロウ材１２４Ａが、パッド先端縁１２１ｄまで濡れ拡がらなかった（届かなかった）。この結果より、端子接続部１３３の先端から軸線方向先端側Ｘ１へのロウ材１２４Ａの濡れ拡がり距離は、端子接続部１３３の板厚の６．６倍程度になるといえる。なお、端子接続部１３３の板厚は０．３ｍｍである。

【0100】

以上の結果より、端子接続部を、パッド先端縁から軸線方向基端側へ、端子接続部の板厚の６．６倍よりも大きな距離を空けて配置しておけば、ロウ材（ロウ材部）が、電極パッドの先端縁まで濡れ拡がる（パッド先端縁に届く）のを確実に防止することができるといえる。

【0101】

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0102】

２０ 検出素子
２１ 内側電極
２３ 外側電極
３０ ガスセンサ
３１ 主体金具
３１ｂ 先端側開口部
３２ 内側端子部材（接触端子部材）
３２ｋ 内側端子部材の素子挿入部
４０ プロテクタ
１００ セラミックヒータ
１０２ セラミック基体
１２１ 電極パッド
１２１ｂ パッド本体部
１２１ｃ ニッケルメッキ層
１２１ｄ パッド先端縁
１２１ｆ 先端辺
１２１ｇ 第１コーナー部
１２１ｈ 第２コーナー部
１２１ｊ 第１パッド側縁
１２１ｊ１ 第１パッド側縁の先端
１２１ｋ 第２パッド側縁
１２１ｋ１ 第２パッド側縁の先端
１２１ｍ パッド基端縁
１２４ ロウ材部
１２４Ａ ロウ材
１２４ｂ ロウ材先端縁
１２５ メッキ層
１３０ ヒータ端子部材
１３３ 端子接続部
１３３ｄ 端子先端縁
１４１ 発熱抵抗体
ＡＸ 軸線
Ｗ 幅寸法
Ｘ 軸線方向
Ｘ１ 軸線方向先端側
Ｘ２ 軸線方向基端側
Ｒ 半径

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】