(57)【要約】【課題】金属表面と合成樹脂部材とを強固に接合しつつ、接合部における気密性又は液密性を向上すること。【解決手段】樹脂金属接合体（１００）は、サブミクロンオーダー又はナノオーダーの開口幅Ｌを有するナノ凹部（１０４）が形成された金属表面（１０３）と、慣性半径Ｒｇが２Ｒｇ／Ｌ≦１／２を満たす合成樹脂材料によって形成された合成樹脂部材（１０１）とを備える。合成樹脂部材は、金属表面に接合されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂金属接合体（１００）であって、
サブミクロンオーダー又はナノオーダーの開口幅Ｌを有するナノ凹部（１０４）が形成された金属表面（１０３）と、
慣性半径Ｒｇが２Ｒｇ／Ｌ≦１／２を満たす合成樹脂材料によって形成された合成樹脂部材であって、前記金属表面に接合された合成樹脂部材（１０１）と、
を備えた樹脂金属接合体。
【請求項２】
前記ナノ凹部は、断面視にて略Ｖ字状又は略Ｕ字状に形成された、
請求項１に記載の樹脂金属接合体。
【請求項３】
前記ナノ凹部は、深さをＤとした場合に、Ｄ／Ｌ≧１となるように形成された、
請求項１又は２に記載の樹脂金属接合体。
【請求項４】
流体の圧力に対応した電気出力を発生する圧力センサ（１）において、
前記流体に面するように配置されるように設けられた樹脂金属接合体（１００）を備え、
前記樹脂金属接合体は、
サブミクロンオーダー又はナノオーダーの開口幅Ｌを有するナノ凹部（１０４）が形成された金属表面（１０３）と、
慣性半径Ｒｇが２Ｒｇ／Ｌ≦１／２を満たす合成樹脂材料によって形成された合成樹脂部材であって、前記金属表面に接合された合成樹脂部材（１０１）と、
を備えた、圧力センサ。
【請求項５】
前記ナノ凹部は、断面視にて略Ｖ字状又は略Ｕ字状に形成された、
請求項４に記載の圧力センサ。
【請求項６】
前記ナノ凹部は、深さをＤとした場合に、Ｄ／Ｌ≧１となるように形成された、
請求項４又は５に記載の圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂金属接合体、及びこれを備えた圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示された樹脂金属接合体において、金属表面は、ミクロンオーダーの凹凸面を有している。また、この凹凸面には、１０〜５００ｎｍ周期の微細凹凸面が形成されている。これにより、金属表面と合成樹脂との強固な接合が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５２３７３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１にも記載の通り、上記の微細凹凸面における凹部（以下「ナノ凹部」と称する）には、合成樹脂部材を構成する合成樹脂材料が侵入し難い。但し、多数のナノ凹部のうちの一部には、合成樹脂材料が、或る程度は侵入し得る。これにより、良好な接合強度が得られる。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された技術においては、金属表面と合成樹脂部材との接合部に、ボイドが発生する。このボイドは、ナノ凹部への合成樹脂材料の不侵入又は不完全侵入によって形成される。かかるボイドが多数形成されると、接合部における気密性又は液密性が低下する。更に、この種の樹脂金属接合体は、流体の圧力に対応した電気出力を発生する圧力センサにて、測定対象流体又は圧力伝達流体に面するように配置される場合があり得る。この場合、接合部における気密性又は液密性の低下により、接合部への流体の侵入、あるいはセンサ外部への流体の漏出、等の不具合が生じ得る。本発明は、上記に例示した課題に鑑みてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の樹脂金属接合体（１００）は、サブミクロンオーダー又はナノオーダーの開口幅Ｌを有するナノ凹部（１０４）が形成された金属表面（１０３）と、樹脂の慣性半径Ｒｇが２Ｒｇ／Ｌ≦１／２を満たす合成樹脂材料によって形成された合成樹脂部材であって、前記金属表面に接合された合成樹脂部材（１０１）と、を備えている。
【０００７】
かかる構成によれば、前記樹脂金属接合体を形成する工程において、前記合成樹脂部材を構成する合成樹脂材料は、前記ナノ凹部の内部に良好に侵入する。したがって、かかる構成によれば、前記金属表面と前記合成樹脂部材とを強固に接合しつつ、前記金属表面と前記合成樹脂部材との接合部における気密性又は液密性を向上することが可能となる。
【０００８】
請求項４に記載の圧力センサ（１）は、流体の圧力に対応した電気出力を発生するように構成されている。この圧力センサは、前記流体に面するように配置されるように設けられた前記樹脂金属接合体を備えている。
【０００９】
上記構成を有する前記圧力センサにおいては、前記樹脂金属接合体における前記接合部にて、気密性又は液密性が良好となっている。故に、前記樹脂金属接合体が前記流体に面していても、前記接合部への前記流体の侵入、あるいは前記接合部を介しての前記流体の漏出が、良好に抑制され得る。
【００１０】
なお、上記及び特許請求の範囲欄における各手段に付された括弧付きの参照符号は、同手段と後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る圧力センサの概略構成を示す断面図である。
【図２】実施形態に係る樹脂金属接合体の概略構成を示す拡大断面図である。
【図３】図２に示された金属表面の拡大断面図である。
【図４】分子動力学シミュレーション結果を示す図である。
【図５】分子動力学シミュレーション結果を示す図である。
【図６】分子動力学シミュレーション結果を示す図である。
【図７】一変形例に係る樹脂金属接合体の概略構成を示す拡大断面図である。
【図８】他の変形例に係る樹脂金属接合体の概略構成を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、実施形態に対して適用可能な各種の変更については、変形例として、一連の実施形態の説明の後に、まとめて説明する。
【００１３】
（圧力センサの構成）
図１を参照すると、本実施形態に係る圧力センサ１は、車両に搭載される流体圧センサであって、車両内の流体圧力（例えば、燃料圧力、ブレーキ液圧、等。）に対応した電気信号（例えば電圧）を出力するように構成されている。具体的には、圧力センサ１は、ハウジング２と、コネクタケース３と、センシング部４とを備えている。
【００１４】
以下、図１における上方向を「導入方向」と称し、図１における下方向を「装着方向」と称する。導入方向は、圧力センサ１の内部に、圧力測定対象である流体（例えば、燃料、ブレーキ液、等。）が導入される方向である。圧力測定対象である流体を、以下「測定対象流体」と称することがある。装着方向は、圧力センサ１を、測定対象流体が存在する配管等に装着する方向である。また、図１に示された構成において、装着方向の視線で対象物を見ることを「平面視」と称し、導入方向の視線で対象物を見ることを「底面視」と称する。
【００１５】
ハウジング２は、導入方向と平行な中心軸を有する金属製の筒状部材であって、素子収容部２１と、フランジ部２２と、圧着部２３と、流体導入部２４とを備えている。素子収容部２１と、フランジ部２２と、圧着部２３と、流体導入部２４とは、継ぎ目なく一体に形成されている。ハウジング２の中心軸は、圧力センサ１の中心軸とも把握され得る。よって、圧力センサ１及びハウジング２の中心軸を、以下「センサ中心軸」と称する。
【００１６】
素子収容部２１は、筒状に形成されていて、装着方向側の端部がフランジ部２２に接続されている。即ち、素子収容部２１は、フランジ部２２の外縁部から導入方向に向かって突設されている。フランジ部２２は、センサ中心軸と直交するように配置された板状の部分であって、筒状の素子収容部２１における装着方向側の端部を閉塞するように設けられている。
【００１７】
圧着部２３は、薄肉状の部分であって、素子収容部２１から更に導入方向に向かって突設されている。圧着部２３は、センサ中心軸側に向かって屈曲されることで、素子収容部２１の内側の空間に収容されたコネクタケース３の端部に圧着されるようになっている。
【００１８】
流体導入部２４は、外周にネジ山が形成された円筒状の部分であって、フランジ部２２の平面視における中央部から装着方向に向かって突設されている。流体導入部２４には、センサ中心軸に沿って、貫通孔である導入孔２５が形成されている。導入孔２５における導入方向側の端部は、フランジ部２２に設けられた導入凹部２６にて開口している。導入凹部２６は、導入方向に向かって開口するように形成されている。導入凹部２６の内側の空間である測定空間２７は、導入孔２５に接続されている。即ち、測定空間２７は、導入孔２５を介して、測定対象流体を導入可能に設けられている。
【００１９】
フランジ部２２における導入方向側の端面である支持面２８は、素子収容部２１の内側の空間に面するように設けられている。支持面２８は、導入方向と直交する平滑な表面であって、平面視にて導入凹部２６の外側に設けられている。
【００２０】
コネクタケース３は、ターミナル部材３１とモールド樹脂部３２とを有している。ターミナル部材３１は、金属製の棒状部材であって、長手方向が導入方向と平行となるように配置されている。本実施形態においては、コネクタケース３には、複数のターミナル部材３１が備えられている。
【００２１】
コネクタケース３は、インサート成形等によりターミナル部材３１の周囲をモールド樹脂部３２で覆うことによって形成されている。モールド樹脂部３２における導入方向側の端部であるコネクタ装着部３３は、導入方向に向かって開口する有底筒状に形成されている。即ち、コネクタ装着部３３には、装着穴３４が設けられている。装着穴３４は、ターミナル部材３１における導入方向側の端部をモールド樹脂部３２の外部に露出するように形成されている。
【００２２】
コネクタケース３における装着方向側の端面であるシール面３５は、装着方向と直交する平滑な表面であって、ハウジング２における支持面２８と対向するように形成されている。シール面３５には、底面視にてリング状のシール溝３６が、センサ中心軸を囲むように設けられている。シール溝３６は、Ｏリング等のシール部材３７を装着可能に形成されている。
【００２３】
底面視における、シール溝３６よりも内側（即ちセンサ中心軸側）には、収容凹部３８が形成されている。収容凹部３８は、装着方向に向かって開口する凹部であって、測定空間２７と対向するように設けられている。収容凹部３８は、ターミナル部材３１における装着方向側の端部をモールド樹脂部３２の外部に露出するように形成されている。即ち、ターミナル部材３１における装着方向側の端部は、収容凹部３８の内壁面であるターミナル露出面３９から、装着方向に向かって突設されている。ターミナル露出面３９は、収容凹部３８における導入方向側の端部を規定する壁面であって、導入凹部２６と対向するように設けられている。
【００２４】
センシング部４は、測定空間２７内に導入された測定対象流体の圧力に対応した電気出力を発生する部分であって、収容凹部３８内に収容されている。センシング部４は、リードフレーム４１と、センサ素子４２と、モールドケース４３とを有している。
【００２５】
リードフレーム４１は、銅等の良導体金属製の板状部材であって、導入方向と交差する方向に延設されている。リードフレーム４１の平面視における略中央部には、センサ素子４２が実装されている。センサ素子４２は、図示しないダイアフラムと、このダイアフラム上に形成された図示しないゲージ抵抗とを有している。センサ素子４２は、ワイヤボンディング等によって、リードフレーム４１と電気的に接続されている。モールドケース４３は、リードフレーム４１の外縁部を外部に露出しつつ、センサ素子４２を被覆するように設けられている。リードフレーム４１の、モールドケース４３から露出する上記の外縁部は、ターミナル部材３１における装着方向側の端部と接合されることで、ターミナル部材３１と電気的に接続されている。
【００２６】
圧力センサ１は、測定対象流体が存在する配管等に対して装着可能に構成されている。即ち、圧力センサ１は、上記の配管等に装着された場合に、導入孔２５を介して測定空間２７内に測定対象流体を導入して、測定空間２７内の測定対象流体の圧力に対応する電気信号を出力するように構成されている。
【００２７】
（樹脂金属接合体の構成）
図２を参照すると、樹脂金属接合体１００は、合成樹脂部材１０１と金属部１０２との接合体として形成されている。即ち、合成樹脂部材１０１は、金属部１０２の一表面である金属表面１０３に接合されている。
【００２８】
金属部１０２は、例えば、図１における、ターミナル部材３１又はリードフレーム４１等の金属部材である。即ち、樹脂金属接合体１００は、図１における、ターミナル部材３１とモールド樹脂部３２との接合体であるコネクタケース３に対応し得る。あるいは、樹脂金属接合体１００は、図１における、リードフレーム４１とモールドケース４３との接合体であるセンシング部４に対応し得る。
【００２９】
以下、図２及び図３を参照しつつ、本実施形態に係る樹脂金属接合体１００の構成の詳細について説明する。図２に示されているように、金属表面１０３には、サブミクロンオーダー又はナノオーダー（例えば２〜５００ｎｍ程度）の開口幅及び深さを有するナノ凹部１０４が形成されている。ナノ凹部１０４の周囲には、平坦部１０５が形成されている。
【００３０】
本実施形態においては、ナノ凹部１０４は、金属表面１０３に形成された溝又は穴であって、開口幅Ｌと深さＤとの関係がＤ／Ｌ≧１となるように形成されている。即ち、ナノ凹部１０４は、断面視にて略Ｖ字状又は略Ｕ字状の、比較的深い（即ちアスペクト比が比較的高い）凹部として形成されている。
【００３１】
樹脂金属接合体１００は、合成樹脂部材１０１を構成する合成樹脂材料の慣性半径をＲｇとした場合に、２Ｒｇ／Ｌ≦１／２を満たすように構成されている。図３に示されている合成樹脂分子Ｍは、合成樹脂部材１０１を構成する合成樹脂材料の一分子に対応する。また、図３には、合成樹脂分子Ｍに対応する慣性半径Ｒｇが概略的に示されている。
【００３２】
（定義）
ナノ凹部１０４の深さＤ及び開口幅Ｌは、以下のようにして定義することが可能である。ナノ凹部１０４が形成される前の仮想的な金属表面１０３の、断面視における外形線を、図３にて「仮想外形線Ｖ」として示す。図３における、仮想外形線Ｖと直交する上下方向は、上記の仮想的な金属表面１０３におけるナノ凹部１０４に隣接する部分の法線方向に相当する。この方向を以下「深さ方向」と称する。この場合、ナノ凹部１０４の深さＤは、深さ方向における、仮想外形線Ｖとナノ凹部１０４の底部との距離となる。
【００３３】
上記の仮想的な金属表面１０３に沿った方向を、以下「面内方向」と称する。面内方向は、図２及び図３における左右方向に相当する。面内方向は深さ方向と直交する。ナノ凹部１０４の開口幅Ｌは、ナノ凹部１０４の面内方向における最小寸法となる。即ち、例えば、ナノ凹部１０４の平面形状（即ち深さ方向に見た場合の形状）が楕円形である場合、開口幅Ｌは短径（即ち最も短い直径）となる。また、ナノ凹部１０４の平面形状が多角形状である場合、開口幅Ｌは内接円直径となる。
【００３４】
ナノ凹部１０４の開口幅が深さ方向について一定ではない場合は、上記の関係式における開口幅Ｌは、ナノ凹部１０４の開口幅の、深さ方向についての分布における最小値となる。即ち、ナノ凹部１０４が、深さ方向に向かうにしたがって開口幅が狭くなる、断面視にて略Ｖ字状の場合、上記の関係式における開口幅Ｌは、ナノ凹部１０４の最深部の平面形状に基づいて決定される。
【００３５】
（製造方法）
合成樹脂部材１０１を構成する合成樹脂材料としては、金属表面１０３に形成されたナノ凹部１０４の開口幅をＬとした場合に、慣性半径Ｒｇが２Ｒｇ／Ｌ≦１／２を満たす材料が用いられる。かかる条件を満たす材料であれば、公知の熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂のうちの任意の材料が利用可能である。
【００３６】
具体的には、合成樹脂部材１０１を構成する合成樹脂材料としては、例えば、ポリプロピレンサルファイド、ポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、等の熱可塑性樹脂を用いることが可能である。あるいは、合成樹脂部材１０１を構成する合成樹脂材料としては、例えば、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、等の熱硬化性樹脂を用いることが可能である。
【００３７】
合成樹脂材料の慣性半径は、公知の方法によって測定可能である。具体的には、例えば、市販のゲル浸透クロマトグラフと多角度光散乱検出器とを組み合わせて使用することにより、合成樹脂材料の慣性半径を測定することが可能である。なお、周知の通り、合成樹脂材料における慣性半径の測定結果においては、慣性半径の分布が生じる。故に、上記の関係式における慣性半径Ｒｇとしては、典型的には、数平均値が用いられ得る。
【００３８】
金属部１０２における金属表面１０３を構成する金属材料としては、例えば、アルミ、ニッケル、銅、鉄、及びこれらの元素のうちの少なくとも１つを含有する合金を用いることが可能である。ナノ凹部１０４は、例えば、レーザー照射、化学エッチング、ブラスト加工、等の任意の加工法により形成可能である。合成樹脂部材１０１と、ナノ凹部１０４を形成した後の金属部１０２との接合体である、樹脂金属接合体１００の形成方法は、例えば、インサート成形、熱圧着、等の任意の加工法を用いることが可能である。
【００３９】
（実施形態の効果）
樹脂金属接合体１００を形成する工程、即ち合成樹脂部材１０１と金属部１０２との接合体を形成する工程における、合成樹脂材料のナノ凹部１０４への侵入状態について、以下考慮する。この工程において、合成樹脂部材１０１を構成する合成樹脂材料は、軟化状態又は流動可能状態にて、金属表面１０３に押し付けられる。
【００４０】
このとき、本実施形態においては、樹脂金属接合体１００は、合成樹脂部材１０１を構成する合成樹脂材料の慣性半径をＲｇとし、金属表面１０３に形成されたナノ凹部１０４の開口幅をＬとした場合に、２Ｒｇ／Ｌ≦１／２を満たすように構成されている。この場合、図３に示されているように、合成樹脂分子Ｍの占有体積に相当する、半径Ｒｇの仮想球体は、ナノ凹部１０４の開口幅Ｌの半分よりも充分小さな直径を有する。故に、合成樹脂分子Ｍは、ナノ凹部１０４の内部に容易に侵入できる。
【００４１】
したがって、本実施形態においては、合成樹脂部材１０１を構成する合成樹脂材料は、平坦部１０５に密着しつつ、ナノ凹部１０４の内部に良好に充填される。即ち、ナノ凹部１０４の内部（特に底部）におけるボイドの発生が、良好に抑制され得る。このように、本実施形態によれば、金属表面１０３と合成樹脂部材１０１とを強固に接合しつつ、金属表面１０３と合成樹脂部材１０１との接合部における気密性又は液密性を向上することが可能となる。
【００４２】
特に、図１に示されている圧力センサ１において、測定空間２７に比較的高圧の流体圧力が発生する場合がある。この場合、測定空間２７に面する樹脂金属接合部における、気密性又は液密性の低下により、当該接合部への流体の侵入、あるいは圧力センサ１の外部への流体の漏出、等の不具合が生じ得る。かかる接合部は、例えば、ターミナル部材３１とモールド樹脂部３２との接合部、あるいは、リードフレーム４１とモールドケース４３との接合部である。
【００４３】
この点、本実施形態においては、上記の接合部にて、良好な気密性又は液密性を有している。故に、上記の接合部が流体に面していても、かかる接合部への流体の侵入、あるいは、かかる接合部を介しての流体の漏出が、良好に抑制され得る。したがって、本実施形態によれば、図１に示されている圧力センサ１が高圧流体の圧力（例えば、コモンレール圧、ブレーキ液圧）の測定に用いられる場合であっても、良好な信頼性が得られる。
【００４４】
（シミュレーション結果）
図４〜図６は、ナノ凹部１０４への合成樹脂材料Ｓの充填状態を、分子動力学シミュレーションソフトウエアによりシミュレーションした結果を示す。図４〜図６において、（ｉ）は充填開始前、（ii）、（iii）は充填途中、（iv）は充填終了時の様子を示す。また、各図において、充填状態の様子を示す図の下に、合成樹脂材料Ｓにおける慣性半径Ｒｇの分布グラフを示す。以下、図４〜図６のシミュレーション結果を取得した際の計算条件及び計算方法について説明する。
【００４５】
分子動力学シミュレーションソフトウエアとしては、例えば、GROMACS、LAMMPS、Materials  Studio  Forcite（Materials  Studioは登録商標：以下同様）等を用いることができる。GROMACSは、Groningen  Machine  for  Chemical  Simulationsの略であり、フローニンゲン大学で開発されたソフトウェアパッケージである。LAMMPSは、Large-scale  Atomic/Molecular  Massively  Parallel  Simulatorの略であり、米国サンディア国立研究所で開発されたソフトウエアである。Materials  Studio  Forciteは、アクセルリス社（現：ダッソー・システムズ社）製の分子設計システムMaterials  Studioに含まれるソフトウエアモジュールである。
【００４６】
分子動力学シミュレーションにおける計算の流れは周知の通りであり、以下の手順を含む：（手順１）初期構造の作成及び力場の割付、（手順２）構造最適化、（手順３）平衡化、（手順４）データサンプリング。手順１では、合成樹脂のバルク密度が再現されるように、初期構造を構築する。また、力場は、Dreiding、ＧＡＦＦ（General  AMBER  Force  Field）等を用いることができる。電荷パラメータは、ＲＥＳＰ（Restrained  ElectroStatic  Potential）電荷、QEq電荷、AM1-BCC電荷、Gasteiger電荷、等を用いることができる。手順３及び４における平衡化温度には、成形温度を用いる。手順３及び手順４においては、粒子数Ｎ、体積Ｖ、温度Ｔを一定にして計算を行うＮＶＴサンプリングを用いる。
【００４７】
合成樹脂材料Ｓの慣性半径Ｒｇの計算においては、手順４にてサンプリングした、全トラジェクトリ及び全分子についての慣性半径の平均値を取得する。具体的には、下記の式（１）及び式（２）を用いて算出した＜Ｒｇ＞N,tを、合成樹脂材料Ｓの慣性半径Ｒｇとする。下記の各式にて、Mjは分子jの質量、mi,jは分子jを構成する原子iの質量、riは原子iの座標、rcm,jは分子jの重心座標、tは時刻を表す。Nmは系内に含まれる分子の数、Ntは計算に使用した各時間におけるスナップショットの数を表す。
【００４８】
【数１】
2018075805.tif 000003
【００４９】
【数２】
2018075805.tif 000004
【００５０】
図４〜図６に示されている充填状態シミュレーションにおける、シミュレーションモデルは、幅１０ｎｍ×奥行１０ｎｍ×高さ３０ｎｍの直方体セルである。この直方体セルの最上部には真空層、最下部には金属部１０２が配置されており、その間に合成樹脂材料Ｓが配置されている。
【００５１】
合成樹脂材料Ｓは、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＥＰ）とポリフェノール樹脂（ＰＨ）との混合物又は化合物（ＯＬ）である。ＯＬは、ＥＰとＰＨとを交互に配列し、ＥＰの端部のエポキシ基とＰＰＨのヒドロキシル基とを結合させたものである。
【００５２】
金属部１０２はアルミニウムであり、金属表面１０３はＡｌ（１００）面である。ナノ凹部１０４は、半径５ｎｍ、深さ７ｎｍの円柱状の穴である。
【００５３】
ところで、分子動力学における力場については、合成樹脂のような分子性物質と、金属のような結晶性物質とでは、適用すべきポテンシャル関数が大きく異なる。そこで、図４〜図６に示された構成に基づくシミュレーションにおいては、合成樹脂材料Ｓと金属部１０２とで、物質種類に応じた力場の使い分けが必要となる。例えば、金属部１０２に対しては、ＥＡＭ（Embedded  Atom  Method）力場、ＭＥＡＭ（Modified  EAM）力場、ＦＳ（Finnis  Sinclair）ポテンシャル、等を適用することができる。
【００５４】
図４〜図６のシミュレーション結果に対応する、計算条件の一具体例を以下に示す。シミュレーションモデルの作成には、株式会社クロスアビリティ製の分子モデリングソフトウエアWinmostar（商品名）を用いた。分子動力学シミュレーションソフトウエアとして、LAMMPSを用いた。
【００５５】
合成樹脂材料ＳにDreiding力場を適用し、金属部１０２にＥＡＭ力場を適用し、Jacobsenのポテンシャルを使用した。また、合成樹脂と金属との間の相互作用に対しては、Dreidingと同様の１２−６型のLenard-Jonesポテンシャルを適用し、Dreidingのパラメータをそのまま用いた。
【００５６】
合成樹脂材料Ｓにおける部分電荷に対しては、ＲＥＳＰ電荷を適用し、Gaussian09及びAmbertoolsを用いてB3LYP/6-31+G(d,p)レベルの計算を行った。Ambertoolsは、カリフォルニア大サンフランシスコ校で開発された分子動力学ソフトウェアパッケージAMBER（Assisted  Model  Building  with  Energy  Refinement）に対応して開発された解析ツールである。Gaussian09は、Gaussian社が販売する量子化学計算ソフトウエアである。ＥＰ及びＰＨについては、全原子で計算した結果を用いた。一方、ＯＬについては、連結部の電荷を計算した後、ＥＰ、ＰＨ、連結部に対して電荷をそれぞれ割り付けた。
【００５７】
計算の時間刻みは０．５ｆｓとし、熱浴及び圧浴には能勢＝フーバー（Nose-Hoover）法を適用した。クーロン相互作用は、ＰＰＰＭ（Particle-Particle  Particle-Mesh）法を用い、相対平均誤差10-4の精度で計算した。シミュレーションモデルは、金属セルと樹脂セルとを別々に作成した後、両者を接合することで作成した。
【００５８】
金属セルは、ニッケル単結晶を（１００）面で切り出し、これを拡張することで、約１０ｎｍ３のスラブモデルを作成した。真空層の厚みは２ｎｍとした。スラブモデルの表面に対し、ＸＹ方向の中心座標から半径５ｎｍ、表面からの深さ７ｎｍに該当する原子を除去した後、４５０Ｋ、１ａｔｍで１ｎｓ平衡化を行った。
【００５９】
樹脂セルは、金属セルの作成後に作成した。具体的には、ＸＹ方向のセルサイズを金属セルと同一とし、４５０Ｋでの密度が再現されるように分子数及びＺ軸方向（即ち図中上下方向）のセルサイズを調整することで、初期構造を作成した。この初期構造に対して、構造最適化を行った後、１０００Ｋで５０ｐｓ、４５０Ｋで５００ｐｓアニールを行ったものを、樹脂セルとした。その後、樹脂セルと金属セルをＺ軸に沿って連結し、樹脂セルよりも上側（即ちＺ軸正方向側）に２ｎｍの真空層を設けることで、界面モデルを作成した。
【００６０】
充填シミュレーションは、金属セルにおける上側の２ｎｍに該当する原子、及び樹脂セルにおける下側の２ｎｍに該当する分子に、座標の変化に対して二次関数的にエネルギーが増加する関数を追加することで、座標を拘束した。これらをpolymer  wall、metal  wallとする。次に、polymer  wallを強制的にmetal  wall側に０．１ｎｍ移動させて構造最適化及び４５０Ｋで１０ｐｓ平衡化を行うという操作を、１００回繰り返した。
【００６１】
図４は、合成樹脂材料の慣性半径Ｒｇの数平均値が０．５ｎｍの場合を示す。この場合、２Ｒｇ／Ｌ＝０．２＜１／２である。この場合、合成樹脂材料は、ナノ凹部１０４内に、隙間なく良好に充填されている。即ち、ナノ凹部１０４内の合成樹脂材料の充填密度は、バルク密度と同等程度にまで達している。
【００６２】
図４の場合よりも、合成樹脂材料の慣性半径Ｒｇの数平均値が大きくなった場合の影響について以下に説明する。図５は合成樹脂材料の慣性半径Ｒｇの数平均値が１．５ｎｍの場合を示す。この場合、２Ｒｇ／Ｌ＝０．６＞１／２である。この場合、ナノ凹部１０４内の合成樹脂材料の充填密度がバルク密度と同等程度に達する前に、金属表面側に変形が生じ、これにより顕著な充填不良が発生した。
【００６３】
図６、合成樹脂材料の慣性半径Ｒｇの数平均値が２．５ｎｍの場合を示す。この場合、２Ｒｇ／Ｌ＝１．０＞１／２である。この場合、ナノ凹部１０４内の合成樹脂材料の充填密度がバルク密度と同等程度に達する前に、金属表面側に変形が生じ、これにより顕著な充填不良が発生した。
【００６４】
以上のシミュレーション結果から明らかなように、２Ｒｇ／Ｌ≦１／２の関係を満たす場合に、合成樹脂材料のナノ凹部１０４の内部への良好な充填が達成される。これにより、ナノ凹部１０４の内部（特に底部）におけるボイドの発生が、良好に抑制され得る。
【００６５】
（変形例）
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態に対しては適宜変更が可能である。以下、代表的な変形例について説明する。以下の変形例の説明においては、上記実施形態と異なる部分についてのみ説明する。また、上記実施形態と変形例とにおいて、互いに同一又は均等である部分には、同一符号が付されている。したがって、以下の変形例の説明において、上記実施形態と同一の符号を有する構成要素に関しては、技術的矛盾又は特段の追加説明なき限り、上記実施形態における説明が適宜援用され得る。
【００６６】
本発明の構成は、上記実施形態に限定されない。例えば、圧力センサ１の構成は、上記実施形態にて示された具体例に限定されない。
【００６７】
即ち、例えば、収容凹部３８には、センシング部４を覆うように、保護用ゲルが充填され得る。この場合、測定対象流体の圧力は、圧力伝達流体である保護用ゲルを介して、センサ素子４２に伝達される。上記の保護用ゲルも「流体」の一種である。故に、この場合も、ターミナル部材３１とモールド樹脂部３２との接合部、及びリードフレーム４１とモールドケース４３との接合部は、「流体に面するように配置されるように設けられた」と称され得る。かかる構成においても、保護用ゲルがターミナル部材３１とモールド樹脂部３２との接合部、又はリードフレーム４１とモールドケース４３との接合部に侵入することが、可及的に抑制される。
【００６８】
樹脂金属接合体１００の構成も、上記実施形態にて示された具体例に限定されない。例えば、金属部１０２は、金属部材であってもよいし、金属部材と他部材との複合体であってもよい。即ち、例えば、金属部１０２は、いわゆるＳＯＩ基板における表面金属層であってもよい。ＳＯＩはSilicon  on  Insulatorの略である。
【００６９】
金属表面１０３の構造も、上記実施形態にて示された具体例に限定されない。即ち、例えば、図７及び図８に示されているように、金属表面１０３の平坦部１０５から深さ方向に沿って突出するように、ナノ凸部１０６が形成されていてもよい。この場合、ナノ凹部１０４は、複数のナノ凸部１０６の間の空間として形成されている。また、ナノ凹部１０４の深さは、平坦部１０５からのナノ凸部１０６の突出量（即ちナノ凸部１０６の頂部の平坦部１０５からの高さ）となる。
【００７０】
ナノ凸部１０６は、例えば、図７に示されているように、円柱又は角柱状であってもよい。この場合の、ナノ凹部１０４の開口幅は、最近接する２つのナノ凸部１０６同士の間隔（即ち最近接する２つのナノ凸部１０６における対向する内壁面同士の最短距離）となる。
【００７１】
ナノ凸部１０６は、例えば、図８に示されているように、円錐又は角錐状であってもよい。この場合の、ナノ凹部１０４の開口幅（図８における「Ｌ」参照）は、最近接する２つのナノ凸部１０６の底部における平面形状同士の最短距離となる。
【００７２】
上記の説明において、互いに継目無く一体に形成されていた複数の構成要素は、互いに別体の部材を貼り合わせることによって形成されてもよい。同様に、互いに別体の部材を貼り合わせることによって形成されていた複数の構成要素は、互いに継目無く一体に形成されてもよい。
【００７３】
上記の説明において、互いに同一の材料によって形成されていた複数の構成要素は、互いに異なる材料によって形成されてもよい。同様に、互いに異なる材料によって形成されていた複数の構成要素は、互いに同一の材料によって形成されてもよい。
【００７４】
変形例も、上記の例示に限定されない。また、複数の変形例が、互いに組み合わされ得る。更に、上記実施形態の全部又は一部と、変形例の全部又は一部とが、互いに組み合わされ得る。
【符号の説明】
【００７５】
１        圧力センサ
１００    樹脂金属接合体
１０１    合成樹脂部材
１０２    金属部
１０３    金属表面
１０４    ナノ凹部
１０５    平坦部
１０６    ナノ凸部
Ｍ        合成樹脂分子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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