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公開番号2024057656
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-25
出願番号2022164437
出願日2022-10-13
発明の名称ガスセンサ素子の欠陥を検査する検査方法、および検査装置
出願人日本碍子株式会社
代理人個人
主分類G01N 27/26 20060101AFI20240418BHJP(測定;試験)
要約【課題】ヒータ部を内部に埋設したセンサ素子について、ヒータ部に発生した異物混入、パターン欠損を高精度に検出する。
【解決手段】本発明の一側面に係る検査方法は、内部に埋設されたヒータ部が検査温度に発熱した状態の複数のセラミックス層の積層体から輻射される赤外線であって、係る複数のセラミックス層の何れをも透過する波長域の赤外線を測定して生成された赤外線画像を利用して、異物混入、パターン欠損を検出する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
通電されることで発熱するヒータ部が内部に埋設された、複数のセラミックス層の積層体であるガスセンサ素子の欠陥を検査する検査方法であって、
前記ヒータ部に電流を通電して前記ヒータ部を検査温度に発熱させる通電ステップと、
前記ヒータ部が前記検査温度にある状態の前記積層体から輻射される赤外線であって、前記複数のセラミックス層の何れをも透過する波長域の赤外線を測定した温度データを取得する取得ステップと、
前記温度データから生成された赤外線画像において、異常な発熱を示している部分があると、前記ガスセンサ素子に異物混入およびパターン欠損の少なくとも一方が発生していると判定する判定ステップと、
を含む、
検査方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記温度データから生成された前記赤外線画像として、
第１基準温度よりも高い温度を示す部分を、前記第１基準温度以下の温度を示す部分から際立つように表示する第１赤外線画像、
および、
第２基準温度よりも低い温度を示す部分を、前記第２基準温度以上の温度を示す部分から際立つように表示する第２赤外線画像
の少なくとも一方を表示する表示ステップをさらに含む、
請求項１に記載の検査方法。
【請求項３】
前記検査温度は、摂氏３００度以上である、
請求項１または２に記載の検査方法。
【請求項４】
前記検査温度は、摂氏４００度以上である、
請求項３に記載の検査方法。
【請求項５】
前記複数のセラミックス層のそれぞれに含まれる不純物の割合は、１．５ｗｔ％以下である、
請求項１または２に記載の検査方法。
【請求項６】
前記取得ステップにて取得される前記温度データは、前記赤外線を、前記ガスセンサ素子の２つの主面のうち、前記ヒータ部との間に電極が設けられていない主面の側から、測定した温度データである、
請求項１または２に記載の検査方法。
【請求項７】
通電されることで発熱するヒータ部が内部に埋設された、複数のセラミックス層の積層体であるガスセンサ素子の欠陥を検査する検査装置であって、
通電されることで前記ヒータ部が検査温度に発熱した状態の前記積層体から輻射される赤外線であって、前記複数のセラミックス層の何れをも透過する波長域の赤外線を測定した温度データを取得する取得部と、
前記温度データから生成された赤外線画像において、異常な発熱を示している部分があると、前記ガスセンサ素子に異物混入およびパターン欠損の少なくとも一方が発生していると判定する判定部と、
を備える、
検査装置。
【請求項８】
前記温度データから生成された前記赤外線画像として、
第１基準温度よりも高い温度を示す部分を、前記第１基準温度以下の温度を示す部分から際立つように表示する第１赤外線画像、
および、
第２基準温度よりも低い温度を示す部分を、前記第２基準温度以上の温度を示す部分から際立つように表示する第２赤外線画像
の少なくとも一方を表示させる表示制御部をさらに含む、
請求項７に記載の検査装置。
【請求項９】
前記検査温度は、摂氏３００度以上である、
請求項７または８に記載の検査装置。
【請求項１０】
前記検査温度は、摂氏４００度以上である、
請求項９に記載の検査装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスセンサ素子の欠陥を検査する検査方法、および検査装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の排気ガス等の被測定ガスにおける酸素やＮＯ
x
などの特定ガス濃度を検出するガスセンサについて、係るガスセンサの備えるセンサ素子（ガスセンサ素子）にクラックなどの欠陥が発生していないかを検査するための種々の方法が提案されている。例えば、下掲の特許文献１には、センサ素子について、Ｘ線ＣＴを用いてクラックの有無を判定する方法が開示されている（特許文献１の段落［００７０］）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１５６６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、センサ素子を所定の温度に加熱するヒータ部を内部に埋設したセンサ素子が知られている。そして、係るセンサ素子について、前記ヒータ部のパターン印刷などの際に、パターン欠損が発生したり、前記ヒータ部（前記ヒータ部のパターン）に異物が混入したりすることがある。このようなパターン欠損、異物混入などの欠陥が存在すると、前記ヒータ部が異常発熱するなどして、センサ信号の安定性の低下、ヒータ寿命（言い換えれば、センサ寿命）の低下、センサ精度の低下等の不良が発生する可能性がある。
【０００５】
そこで、本件発明者らは、ヒータ部を内部に埋設したセンサ素子について、異物混入、パターン欠損などの欠陥の有無を、係るセンサ素子のＣＴ画像を用いて判定しようと試みた。その結果、本件発明者らは、図７および図８に示すように、センサ素子のＣＴ画像からでは、センサ素子について異物混入、パターン欠損などの欠陥が発生しているかを判定するのは容易ではないとの問題点があることを見出した。
【０００６】
図７は、ヒータエレメント７２のパターン印刷などの際にヒータエレメント７２に異物Ｆｂが混入したセンサ素子を撮像したＣＴ画像ＣＩ（１）の一例を示す図である。図７に示すように、ＣＴ画像ＣＩ（１）において、パターン印刷などの際に混入した異物Ｆｂは、例えば、ヒータエレメント７２（ヒータエレメント７２のパターン）とほぼ同色で表示される場合がある。そのため、ＣＴ画像ＣＩ（１）において、ヒータエレメント７２に混入した異物Ｆｂを検出するのは極めて困難な場合がある。
【０００７】
図８は、ヒータエレメント７２のパターン印刷などの際にヒータエレメント７２にパターン欠損Ｐｄが発生したセンサ素子を撮像したＣＴ画像ＣＩ（２）の一例を示す図である。図８に示すように、ＣＴ画像ＣＩ（２）において、パターン印刷などの際に発生したパターン欠損Ｐｄは、例えば、ヒータエレメント７２の背景とほぼ同色で表示される場合がある。そのため、ＣＴ画像ＣＩ（２）において、ヒータエレメント７２に発生したパターン欠損Ｐｄを検出するのは極めて困難な場合がある。
【０００８】
本発明は、一側面では、このような事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、ヒータ部を内部に埋設したセンサ素子について、ヒータ部に発生した異物混入、パターン欠損などの欠陥を高精度に検出可能な、センサ素子の検査方法等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。
【００１０】
第１の観点に係る検査方法は、通電されることで発熱するヒータ部が内部に埋設された、複数のセラミックス層の積層体であるガスセンサ素子の欠陥を検査する検査方法であって、前記ヒータ部に電流を通電して前記ヒータ部を検査温度に発熱させる通電ステップと、前記ヒータ部が前記検査温度にある状態の前記積層体から輻射される赤外線であって、前記複数のセラミックス層の何れをも透過する波長域の赤外線を測定した温度データを取得する取得ステップと、前記温度データから生成された赤外線画像において、異常な発熱を示している部分があると、前記ガスセンサ素子に異物混入およびパターン欠損の少なくとも一方が発生していると判定する判定ステップと、を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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