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公開番号2025140721
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024040278
出願日2024-03-14
発明の名称ガスセンサ
出願人TDK株式会社
代理人前田・鈴木国際特許弁理士法人
主分類G01N 27/12 20060101AFI20250919BHJP(測定;試験)
要約【課題】検知応答性が良好なガスセンサを提供する。
【解決手段】開口部が形成される基材と、前記開口部と平面視で重なる位置に配置される絶縁膜と、前記絶縁膜の上側の面に設けられるガス検知部と、を有し、前記ガス検知部がガスを検知可能なガス検知時において、前記絶縁膜は、上側に突出するように反った形状であるガスセンサ。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
開口部が形成される基材と、
前記開口部と平面視で重なる位置に配置される絶縁膜と、
前記絶縁膜の上側の面に設けられるガス検知部と、を有し、
前記ガス検知部がガスを検知可能なガス検知時において、前記絶縁膜は、上側に突出するように反った形状であるガスセンサ。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記絶縁膜は、第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜より下側に設けられる第２絶縁膜と、前記第２絶縁膜より下側に設けられる第３絶縁膜と、を有する多層膜であり、
前記ガス検知部は、前記第１絶縁膜の上側の面に設けられており、
前記第１絶縁膜と前記第２絶縁膜との間に設けられる第１ヒーター配線と、
前記第２絶縁膜と前記第３絶縁膜との間に設けられる第２ヒーター配線とを有し、
前記第１ヒーター配線と前記第２ヒーター配線とは電気的に直列接続してあり、前記第１ヒーター配線の抵抗値は前記第２ヒーター配線の抵抗値よりも大きい請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項３】
前記絶縁膜は、第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜より下側に設けられる第２絶縁膜と、前記第２絶縁膜より下側に設けられる第３絶縁膜と、を有する多層膜であり、
前記ガス検知部は、前記第１絶縁膜の上側の面に設けられており、
前記第１絶縁膜と前記第２絶縁膜との間に設けられる第１ヒーター配線と、
前記第２絶縁膜と前記第３絶縁膜との間に設けられる第２ヒーター配線とを有し、
前記第１ヒーター配線と前記第２ヒーター配線とは電気的に並列接続してあり、前記第１ヒーター配線の抵抗値は前記第２ヒーター配線の抵抗値よりも小さい請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項４】
前記絶縁膜は、第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜より下側に設けられる第２絶縁膜と、前記第２絶縁膜より下側に設けられる第３絶縁膜と、を有する多層膜であり、
前記ガス検知部は、前記第１絶縁膜の上側の面に設けられており、
前記第１絶縁膜と前記第２絶縁膜との間に設けられる第１ヒーター配線と、
前記第２絶縁膜と前記第３絶縁膜との間に設けられる第２ヒーター配線とを有し、
前記第１ヒーター配線の加熱時における非加熱時に対する膜面方向の膨張量が、前記第２ヒーター配線の加熱時における非加熱時に対する膜面方向の膨張量よりも大きい請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項５】
前記絶縁膜は、第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜より下側に設けられる第２絶縁膜と、前記第２絶縁膜より下側に設けられる第３絶縁膜と、を有する多層膜であり、
前記ガス検知部は、前記第１絶縁膜の上側の面に設けられており、
前記第１絶縁膜と前記第２絶縁膜との間に設けられる第１ヒーター配線と、
前記第２絶縁膜と前記第３絶縁膜との間に設けられる第２ヒーター配線とを有し、
前記第１ヒーター配線と前記第２ヒーター配線とは、電気的に独立している請求項１に記載のガスセンサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示はガスセンサに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
ガスセンサは、雰囲気中に存在するガスを検知し、その種類、濃度等の情報を電気信号に変換して出力する装置である。このようなガスセンサは、家電機器、産業用機器、環境モニタリング機器等に搭載され、人間、環境等に対して影響を及ぼす特定のガスの濃度を検知するために用いられている。
【０００３】
ガスセンサとしては、基板に開口部を形成し、開口部に配置した平坦な絶縁膜の上に検出部を配置するものが開示されている（特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第５１００７３３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、平坦な絶縁膜の上に検知部を配置する従来のガスセンサでは、検知部のガス流に対する接触機会が十分でない場合があった。たとえば、平坦な絶縁膜に対して平行なガス流がガスセンサ周辺に生じている場合などにおいては、検知部においてガス流に対する接触機会のある面積が限定され、高速応答性などの点で課題が生じる場合があった。
【０００６】
本開示は、このような実状に鑑みてなされ、ガス流に対するガス検知部の接触機会を向上させることができ、好適な応答性を有するガスセンサを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係るガスセンサは、
開口部が形成される基材と、
前記開口部と平面視で重なる位置に配置される絶縁膜と、
前記絶縁膜の上側の面に設けられるガス検知部と、を有し、
前記ガス検知部がガスを検知可能なガス検知時において、前記絶縁膜は、上側に突出するように反った形状である。
【０００８】
このようなガスセンサは、ガス検知部を載置する絶縁膜が上側に反っているため、ガス検知部に対して横方向から近づくガス流に対するガス検知部の接触機会を向上させることができる。したがって、このようなガスセンサは、好適な応答性を有する。
【０００９】
また、たとえば、前記絶縁膜は、第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜より下側に設けられる第２絶縁膜と、前記第２絶縁膜より下側に設けられる第３絶縁膜と、を有する多層膜であってもよく、
前記ガス検知部は、前記第１絶縁膜の上側の面に設けられていてもよく、
前記第１絶縁膜と前記第２絶縁膜との間に設けられる第１ヒーター配線と、
前記第２絶縁膜と前記第３絶縁膜との間に設けられる第２ヒーター配線とを有してもよく、
前記第１ヒーター配線と前記第２ヒーター配線とは電気的に直列接続してあり、前記第１ヒーター配線の抵抗値は前記第２ヒーター配線の抵抗値よりも大きくてもよい。
【００１０】
このようなガスセンサは、第１ヒーター配線の発熱量を第２ヒーター配線による発熱量より大きくして、これらのヒーター配線が生じる熱により、絶縁膜を上側に突出するように反った形状に変形させることができる。また、このようなガスセンサでは、ガス検知部を加熱するために用いる熱を、絶縁膜を反った形状に変形させるために流用するため、エネルギーの効率的な利用を実現する。
（【００１１】以降は省略されています）

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