(57)【要約】【課題】粗化領域及び非粗化領域を備える金属部材と樹脂部材とが接合されてなる樹脂金属接合体において、接合信頼性の高い樹脂金属接合体を実現する。【解決手段】一端側１１ａと他端側１１ｂとを有してなる金属ピン１１と、当該ピンと一体化され、該一端側と該他端側との間に形成される鍔部１２とを有してなる金属部材１０と樹脂部材２０とが接合された樹脂金属接合体であって、鍔部１２は、金属ピン１１が伸びる方向を軸とし、この軸を法線方向とする径方向にて、金属ピン１１の寸法よりもその寸法が大きくされつつ、マイクロオーダーの高さの凹凸を有する粗化領域１２１が形成されている。そして、樹脂部材２０は、金属部材１０のうち鍔部１２および金属ピン１１のうち該鍔部に隣接する領域を封止している。これにより、金属ピン１１と樹脂部材２０との界面で剥離が生じても、鍔部１２により剥離の進行が抑制され、接合信頼性の高い樹脂金属接合体となる。【選択図】図１
2018130925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属部材（１０）と樹脂部材（２０）とが接合された樹脂金属接合体であって、
前記金属部材は、前記樹脂部材から露出する一端（１１ａ）および他端（１１ｂ）を有する金属ピン（１１）と、
前記金属ピンと一体化され、前記金属ピンが伸びる方向である長さ方向において前記一端と前記他端との間に形成されると共に、前記長さ方向を軸として、この軸を中心軸とする径方向において、前記金属ピンの最大寸法よりも寸法が大きい鍔部（１２）と、を備え、
前記金属部材のうち前記鍔部および前記金属ピンのうち前記鍔部に隣接する領域が前記樹脂部材に封止されており、前記鍔部の表面には、マイクロオーダーの高さの凹凸を有してなる粗化領域（１２１）が形成されている樹脂金属接合体。
【請求項２】
前記金属部材は、前記長さ方向を揃えて複数形成されると共に、互いに離れて配置され、
前記鍔部は、複数の前記金属部材のうち当該鍔部が形成された前記金属部材に隣接する他の前記金属部材と前記樹脂部材を隔てて配置されている請求項１に記載の樹脂金属接合体。
【請求項３】
前記鍔部は、球状、円板状、鼓状、そろばん球状のいずれかの１つの形状とされている請求項１または２に記載の樹脂金属接合体。
【請求項４】
前記鍔部は、その一部に、前記粗化領域の前記凹凸の高さ寸法よりも大きな寸法で前記表面が凹んだ形状とされた窪み部（１２２）が形成されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の樹脂金属接合体。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１つに記載の樹脂金属接合体と、測定媒体の物理量に対応した電気出力を発生するセンサチップ（３２）と、を備える半導体センサであって、
前記センサチップと電気的に接続されたターミナルと、
前記ターミナルの一部を覆うように形成されたコネクタケースと、を備え、
前記ターミナルが前記金属部材であり、
前記コネクタケースが前記樹脂部材である半導体センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属部材の表面と樹脂部材とが接合された樹脂金属接合体およびこれを備えた半導体センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の樹脂金属接合体（以下「接合体」という）としては、例えば特許文献１に記載された接合体が知られている。特許文献１に記載の接合体において、金属表面は、マイクロオーダーの凹凸が形成された領域（以下「粗化領域」という）を有している。このマイクロオーダーの凹凸は、凹凸が１〜１０μｍ周期で設けられていて、凹凸の高低差が周期の半分程度となるように形成されている。また、この凹凸が形成された面における凹部の内壁面には、ナノオーダーの１０〜５００ｎｍ周期の微細凹凸が形成されている。これにより、金属表面の凹部に樹脂部材が入り込むことでアンカー効果が生じ、金属表面と樹脂とが強固に接合された接合体が得られる。
【０００３】
また、このような接合体を半導体センサの一部に用いることができる。例えば、樹脂部材としてコネクタケースを、金属部材として表面に粗化領域が形成されたコネクタピンを用い、コネクタピンの一部がコネクタケースに封止された接合体とする。そして、このような接合体とセンサチップとを備え、コネクタピンがセンサチップに接続された半導体センサとする。このような接合体を備える半導体センサ、例えば圧力センサは、金属部材の表面と樹脂部材とが強固に接続されているため、金属部材の表面のうち粗化領域と樹脂部材との界面における剥離が起こりにくく、接合の信頼性が高いデバイスとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
上記のように特許文献１に記載の接合体は、金属部材の粗化領域と樹脂部材とが強固に接合されているため、これらの界面においては樹脂部材が金属部材の粗化領域から剥離しにくい。
【０００６】
しかしながら、このような接合体としては、金属部材の表面と樹脂部材との界面において、粗化領域と粗化領域が形成されていない平坦な領域（以下「非粗化領域」という）とを金属部材の表面に備えるものがある。非粗化領域は、凹部等のように樹脂部材が入り込んでアンカー効果を発揮する形状を備えていないため、樹脂部材と密着しているものの、粗化領域と比較して樹脂部材と強く接合されていない領域である。このような粗化領域および非粗化領域を有する金属部材を備える接合体においては、非粗化領域で金属部材と樹脂部材との剥離が発生すると、当該剥離が粗化領域にまで進行し得る。
【０００７】
具体的には、非粗化領域においては、金属部材と樹脂部材とが強く接合されていないため、このような接合体が例えば冷熱サイクルなどの環境変化に晒されると、金属部材と樹脂部材との熱膨張係数差に起因する応力発生により、樹脂部材が金属部材から剥離し得る。そして、非粗化領域で発生した剥離が非粗化領域と粗化領域との境界まで進行すると、非粗化領域での剥離が粗化領域にまで進行してしまい、金属部材と樹脂部材との接合の信頼性が低下してしまう。
【０００８】
また、特許文献１に記載の接合体のように、金属部材と樹脂部材とが金属部材の表面のうち粗化領域でのみ接触し、かつ接合された接合体であっても、何らかの原因でこれらの界面の一部に剥離が発生すると、その進行を止めることが難しい。
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、樹脂金属接合体であって、金属表面に粗化領域と非粗化領域とが存在していても、接合の信頼性が高い樹脂金属接合体およびこれを備えた半導体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】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の樹脂金属接合体は、金属部材（１０）と樹脂部材（２０）とが接合された樹脂金属接合体であって、金属部材は、樹脂部材から露出する一端（１１ａ）および他端（１１ｂ）を有する金属ピン（１１）と、金属ピンと一体化され、金属ピンが伸びる方向である長さ方向において一端と他端との間に形成されると共に、長さ方向を軸とする径方向からなる平面上において、金属ピンの最大厚みよりも厚みが厚い鍔部（１２）と、を備える。このような構成において、金属部材のうち鍔部および金属ピンのうち鍔部に隣接する領域が樹脂部材に封止されており、鍔部の表面には、マイクロオーダーの高さの凹凸を有してなる粗化領域（１２１）が形成されている。
【００１１】
これにより、金属部材のうち非粗化領域において、金属部材と樹脂部材との界面剥離が生じた場合であっても、鍔部が形成された構造とされることで剥離の進行方向が直線的とならず、当該界面剥離の進行が阻害される構造の接合体となる。その結果、従来の接合体と比較して、金属部材と樹脂部材との界面剥離が進行しにくく、接合の信頼性の高い接合体となる。
【００１２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、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】
【００１３】
【図１】第１実施形態の樹脂金属接合体を示す断面図である。
【図２】図１中のＩＩに示す領域内における金属部材と樹脂部材との接合構造を示す拡大断面図である。
【図３】従来の樹脂金属接合体における金属部材と樹脂部材との接合構造および剥離の進行方向を示す拡大断面図である。
【図４】図３中のＩＶに示す領域内における金属部材と樹脂部材との接合構造および剥離の進行方向を示す拡大断面図である。
【図５】第１実施形態における金属部材と樹脂部材との接合構造および剥離の進行方向を示す拡大断面図である。
【図６】図５中のＶＩに示す領域内における金属部材と樹脂部材との接合構造および剥離の進行方向を示す拡大断面図である。
【図７】第２実施形態の樹脂金属接合体における金属部材と樹脂部材との配置関係を示す断面図である。
【図８】第２実施形態の樹脂金属接合体を図７における金属ピンの他端側から見たときの金属部材および鍔部の配置関係を示すレイアウト図である。
【図９】第２実施形態の樹脂金属接合体における樹脂部材の厚みを示す断面図である。
【図１０】第３実施形態の樹脂金属接合体における鍔部の形状を示す断面図である。
【図１１】第３実施形態の樹脂金属接合体において、金属ピンの他端側から見たときの鍔部における凹部の形成位置を示すレイアウト図である。
【図１２】他の実施形態の樹脂金属接合体における鍔部の形状を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１５】
（第１実施形態）
第１実施形態の接合体について、図１〜図６を参照して述べる。図１では、本実施形態の接合体の概要を分かり易くするために図を簡略化してあり、後述する金属ピン１１および鍔部１２に形成された粗化領域１１１、１２１については省略している。
【００１６】
本実施形態の接合体は、図１に示すように、樹脂成形体３０と、樹脂成形体３０の表面の一部および樹脂成形体３０のうち一面３０ａから突出する金属部材１０の一部を被覆する樹脂部材２０とを有してなる。また、樹脂成形体３０は、測定媒体の圧力、磁気や光量等の物理量に応じた電気出力を発生するセンサチップ３２を備える。そして、センサチップ３２は、樹脂成形体３０内において、例えばＡ１やＡｕなどの導電材料によりなるワイヤ３３を介して金属部材１０に電気的に接続されている。
【００１７】
本実施形態の接合体は、例えば樹脂成形体３０を金型等にセットし、樹脂部材２０を構成する樹脂材料を射出成形して樹脂成形体３０の一部表面および突出する金属部材１０の一部を封止することにより、図１に示す形態とされている。
【００１８】
本実施形態の接合体は、例えば自動車等の車両に搭載され、測定媒体の物理量に対応する電気出力を発生する半導体センサ等に適用されると好適であり、図１に示すように、全体として圧力センサを構成している。
【００１９】
金属部材１０は、本実施形態では、図１に示すように、棒状の金属によりなる金属ピン１１と金属ピン１１と一体化するように形成された鍔部１２とによりなる。金属部材１０のうち金属ピン１１の一部および鍔部１２は、樹脂部材２０に封止されている。
【００２０】
金属ピン１１は、センサチップ３２と外部の図示しない配線部材とを電気的に接続するためのものであり、本実施形態では、四角柱状とされている。金属ピン１１の一端側１１ａについては、樹脂成形体３０に被覆されており、残部については樹脂成形体３０における一面３０ａより突出している。また、金属ピン１１の残部は、図１に示すように、鍔部１２と一体化するように形成され、かつ、樹脂成形体３０の外部にて樹脂部材２０により鍔部１２と共に封止されている。そして、金属ピン１１の残部の先端部である他端側１１ｂは、樹脂部材２０に形成された開口部２１から突き出ており、樹脂部材２０から露出している。
【００２１】
金属ピン１１は、本実施形態では、図２に示すように、その表面のうち少なくとも鍔部１２と隣接する領域に、樹脂部材２０が入り込むことでアンカー効果を生じ、金属部材１０と樹脂部材２０との接合強度を向上させるための粗化領域１１１が形成されている。
【００２２】
粗化領域１１１は、例えば、日本工業規格（ＪＩＳ規格）において規定する算術平均粗さである表面粗さＲａがミクロンオーダー（例えば１〜１０μｍ）とされた凹凸（以下「マイクロ凹凸」という）が形成された領域である。粗化領域１１１は、例えば、マイクロ凹凸の表面に、さらに表面粗さＲａがナノオーダー（例えば１０〜５００ｎｍ）とされた微細凹凸（以下「ナノ凹凸」という）が形成されていてもよい。
【００２３】
粗化領域１１１は、金属部材１０と樹脂部材２０との剥離の進行抑制の観点から、金属ピン１１のうち少なくとも後述する鍔部１２に隣接する領域に形成されることが好ましい。
【００２４】
粗化領域１１１は、樹脂部材２０により被覆する際に樹脂部材２０の材料が入り込みやすい形状とされている。例えば、粗化領域１１１のマイクロ凹凸については、レーザー加工、ブラスト加工、研磨、プラズマ照射、化学的薬液処理など、粗化領域１１１のナノ凹凸については、レーザー加工、ブラスト加工、化学的薬液処理などの任意の加工方法により形成される。
【００２５】
具体的には、例えば、粗化領域１１１をレーザー照射により形成する場合、所定のエネルギー密度を有するレーザー光を金属ピン１１の表面に照射し、表面付近の金属材料を部分的に溶融もしくは蒸発させることにより、マイクロ凹凸を形成することができる。また、例えば、レーザー照射により蒸発した金属材料をマイクロ凹凸上や他の領域に堆積させ、これを固化させることによりナノ凹凸を形成することができる。
【００２６】
金属ピン１１のうち少なくとも一端側１１ａおよび他端側１１ｂについては、ワイヤ３３や図示しない配線部材との接続安定性の観点から、粗化領域１１１が形成されていない領域である非粗化領域１１２とされることが好ましい。金属ピン１１のうち非粗化領域１１２は、樹脂部材２０が入り込めるような凹凸が形成されておらず、例えば平坦な形状とされている。そのため、非粗化領域１１２は、ワイヤボンディングなどの接続や他部材への差し込み等の接触接続等がされやすく、ワイヤ３３や図示しない配線部材との接続が安定して行われる領域である。
【００２７】
なお、金属ピン１１は、図１等では、四角柱棒状とされた例を示しているが、円柱棒状にされてもよいし、他の任意の棒形状とされてもよい。また、金属ピン１１は、直線的な棒状とされているが、必要に応じて曲げなどの加工がされていてもよい。
【００２８】
鍔部１２は、金属ピン１１と一体化するように形成され、金属ピン１１と樹脂部材２０との界面で剥離が生じた場合であっても、金属部材１０と樹脂部材２０との接合領域にてその剥離がさらに進行することを妨げ、密着性を保持するために設けられる部材である。
【００２９】
具体的には、金属部材１０のうち鍔部１２の径方向における寸法は、金属部材１０のうち鍔部１２が形成されていない領域の径方向における寸法よりも大きくなる。つまり、鍔部１２は、径方向において金属ピン１１よりも膨らんでいる。
【００３０】
これにより、金属ピン１１と樹脂部材２０との間で剥離が発生しても、鍔部１２が形成された領域で剥離の進行方向が変化することで、鍔部１２と樹脂部材１０との剥離が抑制され、金属部材１０と樹脂部材２０との接合の信頼性が向上する。この鍔部１２の形成による接合信頼性の向上については、後ほど詳しく説明する。
【００３１】
鍔部１２は、本実施形態では、例えば同じ大きさの２つの円錐同士を底面で繋げてなる形状（以下「そろばん球状」という）とされており、金属等によりなる。鍔部１２は、例えば、金属ブロックを金属ピン１１にかしめたり、金属粉を金属溶射により金属ピン１１に接合したり、はんだをディップしたりすることにより形成される。
【００３２】
具体的には、例えば、金属ピン１１とは別にドーナツ形状の金属ブロックを用意し、この金属ブロックの中心の穴に金属ピン１１を通した上で金型などを用いてかしめることで鍔部１２を形成することができる。また、例えば、プラズマなどを用いて金属粉を溶解した溶射材を金属ピン１１に吹き付ける金属溶射によって、鍔部１２を形成することもできる。
【００３３】
なお、鍔部１２を金属材料で構成する場合、鍔部１２は、金属ピン１１と接合しつつ、後述する粗化領域１２１が形成できるものであればよく、金属ピン１１と同じ金属材料で構成されてもよいし、金属ピン１１と異なる金属材料で構成されてもよい。
【００３４】
鍔部１２は、金属材料を常温環境下でかしめなどの方法による塑性変形、すなわち冷間鍛造により形成されることが好ましい。冷間鍛造は、金属を加熱する必要がないことから加工精度が高いことに加え、切削加工などのように金属材料のファイバーフローラインを途中で途切れさせることも少なく強度の高い部材を得ることができる加工方法であるためである。また、冷間鍛造による鍔部１２の形成と同時に、後述する粗化領域１２１を鍔部１２に形成することもでき、製造工程を短縮して低コスト化が期待できるためである。
【００３５】
鍔部１２の表面には、図２に示すように、樹脂部材２０を入り込ませることでアンカー効果を生じさせ、樹脂部材２０との接合強度を向上させるための粗化領域１２１が形成されている。この粗化領域１２１は、金属ピン１１の粗化領域１１１と同様の任意の加工方法により形成される。粗化領域１２１は、金属部材１０と樹脂部材２０との剥離抑制の観点から、少なくとも粗化領域１１１に隣接する領域に形成されることが好ましく、鍔部１２の表面の全領域に形成されることがより好ましい。
【００３６】
なお、粗化領域１２１は、例えば、粗化領域１１１と同様にマイクロ凹凸が形成された領域である。具体的には、鍔部１２の表面に粗化領域１２１が形成されない場合において平滑化された表面を仮想表面として、粗化領域１２１は、仮想表面に対する法線方向における高さがマイクロオーダーであるマイクロ凹凸が形成された領域である。また、粗化領域１２１のマイクロ凹凸の表面には、粗化領域１１１と同様に、ナノオーダーのナノ凹凸が形成されていてもよい。
【００３７】
また、粗化領域１２１は、金属ピン１１に粗化領域１１１を形成する際にこれに併せて形成されてもよいし、上記のように鍔部１２を冷間鍛造により形成する場合には、鍔部１２の形成と同時に形成されてもよい。具体的には、金属ピン１１に鍔部１２を形成した後に、レーザー照射等により粗化領域１１１および粗化領域１２１を形成したり、レーザー照射等による粗化領域１１１を形成した金属ピン１１に鍔部１２を形成するのと同時に形成したりすることができる。なお、図２に示す金属部材１０は、前者による工程で形成された例である。
【００３８】
樹脂部材２０は、本実施形態では、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の熱可塑性樹脂によりなるものであり、樹脂成形体３０の一部を封止するように射出成形を行うことにより形成されたものである。樹脂部材２０は、樹脂成形体３０との密着を向上させるために、必要に応じて水酸基やエポキシ基などの官能基を有する添加剤が添加されていてもよい。
【００３９】
樹脂部材２０は、図２に示すように、金属部材１０のうち金属ピン１１の粗化領域１１１および鍔部１２を含む領域を封止している。これにより、金属部材１０のうち非粗化領域１１２である一端側１１ａもしくは他端側１１ｂにおいて、金属部材１０と樹脂部材２０との界面に剥離が発生したとしても、鍔部１２により剥離の進行が抑制される。この詳細については、後ほど詳しく説明する。
【００４０】
樹脂成形体３０は、図１に示すように、本実施形態では、金属部材１０と、センサチップ３２と、これらを電気的に接続するワイヤ３３と、被覆樹脂３１とを有してなる。
【００４１】
被覆樹脂３１は、本実施形態では、センサチップ３２の一部、ワイヤ３３および金属部材１０のうちワイヤ３３と接続された一端側１１ａを封止しており、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂によりなる。被覆樹脂３１は、線膨張係数の調整等の観点から、必要に応じて、シリカやアルミナ等の絶縁性材料によりなるフィラーが含有されていてもよい。被覆樹脂３１は、例えばトランスファー成形やコンプレッション成形などの成形および熱硬化処理を行うことにより形成される。
【００４２】
なお、被覆樹脂３１には、樹脂部材２０との密着性向上の観点から、樹脂部材２０に添加剤を含有させる場合、当該添加剤と化学的に反応する官能基を有する添加剤が含有されていてもよい。
【００４３】
センサチップ３２は、測定媒体の圧力、磁気や光量などの物理量に応じて電気出力を発生する半導体素子、例えば圧力センサ、磁気センサや光センサなどに用いられる素子であり、シリコンなどの半導体材料によりなる。センサチップ３２は、本実施形態では、ワイヤ３３を介して金属ピン１１の一端１１ａ側と電気的に接続されている。センサチップ３２は、公知の半導体プロセスにより形成されるものであり、本実施形態では、例えば圧力を検出する素子とされている。
【００４４】
なお、本実施形態のようにセンサチップ３２が圧力を検出する素子とされる場合には、図１に示すように、被覆樹脂３１には、センサチップ３２を露出させると共に、圧力を測定する測定空間３１ａが形成される。
【００４５】
以上が、本実施形態の接合体の基本的な構成である。次に、金属部材１０を鍔部１２が形成された構成とすることにより、樹脂部材２０との剥離の進行を抑制できることについて、図３〜図６を参照して説明する。なお、図３〜図６では、分かり易くするために、金属部材１０と樹脂部材２０との接合部位およびその近傍以外の部位については省略している。
【００４６】
図３では、鍔部１２が形成されていない従来の金属部材１０１と樹脂部材２００とが接合された従来の接合体について示している。金属部材１０１は、樹脂部材２００との接合強度を向上させるための粗化領域１０１１と粗化されていない非粗化領域１０１２とを備え、粗化領域１０１１および非粗化領域１０１２の一部が樹脂部材２００により封止されている。金属部材１０１のうち非粗化領域１０１２とされている一端側１０１ａは、樹脂部材２００から突出し、露出している。
【００４７】
樹脂部材２００と非粗化領域１０１２との間にはアンカー効果等が働いておらず、これらは粗化領域１０１１に比べて強く接合されていない。そのため、例えば冷熱サイクルなどにおける部材間の熱膨張係数差に起因する応力などのストレスにより、樹脂部材２００と非粗化領域１０１２の界面で剥離が発生し得る。このような剥離が発生すると、図３もしくは図４に示すように、非粗化領域１０１２から粗化領域１０１１へ向かう方向であるＹ１方向に沿って当該剥離が進行する。このとき、図３に示すように、金属部材１０１が直線的に伸びる形状とされていると、Ｙ１方向に沿って剥離が進行し、樹脂部材２００とアンカー効果により強く接合されている粗化領域１０１１においても金属部材１０１と樹脂部材２００との剥離が生じる。その結果、金属部材１０１の一端側１０１ａから生じた剥離がその他端側にまで進行し、金属部材１０１と樹脂部材２００との接合信頼性が低下してしまう。
【００４８】
つまり、従来の接合体では、金属部材１０１と樹脂部材２００との接合界面が直線的に配置された構造であったため、剥離が発生してしまうと金属部材１０１に粗化領域１０１１が設けられていてもＹ１方向に沿った剥離の進行抑制が難しかった。
【００４９】
これに対して、本実施形態の接合体では、図５に示すように、金属部材１０は、粗化領域１２１を備えた鍔部１２が形成された構成とされている。そして、金属ピン１１に鍔部１２が形成された領域においては、金属ピン１１の長さ方向を軸として、この軸を中心軸とする径方向における寸法が大きくなっている。つまり、金属部材１０は、金属部材１０１と異なり、金属ピン１１の長さ方向に沿って直線的に伸びる部分と鍔部１２により径方向に膨らんだ部分とを備える構造とされている。このため、本実施形態の接合体は、金属部材１０と樹脂部材２０との接合界面が直線的に配置された構造とされていない。ただし、上述の従来の接合体と同様に、金属ピン１１のうち非粗化領域１１２とされた他端側１１ｂが樹脂部材２０から突出し、露出している。
【００５０】
本実施形態の接合体において、図６に示すように、応力等のストレスにより非粗化領域１１２と樹脂部材２０との間で剥離が発生した場合、従来の接合体と同様に、剥離はＹ１方向に沿って進行する。しかし、剥離がＹ１方向に沿って金属ピン１１の粗化領域１１１にまで進行したとしても、鍔部１２が形成された構成とされているため、次に剥離が進行する方向が鍔部１２と樹脂部材２０と界面の面方向、すなわち、図５もしくは図６に示すＹ２方向へと変化する。つまり、金属ピン１１に鍔部１２が形成されることで、剥離の進行方向がＹ１方向からＹ２方向へと変わる。その結果、粗化領域１１１と樹脂部材２０との剥離が鍔部１２で止まり、粗化領域１２１と樹脂部材２０との界面まで進行することが抑制される。また、鍔部１２に粗化領域１２１が形成された構造とされた本実施形態の接合体は、アンカー効果により金属部材１０と樹脂部材２０とが強固に密着する領域が、従来の接合体におけるそれよりも広くなる。そのため、本実施形態の接合体では、他端側１１ｂから非粗化領域１１２と樹脂部材２０との剥離が生じても、鍔部１２により当該剥離の進行が抑制され、一端側１１ａまで当該剥離が到達することはない。したがって、本実施形態の接合体は、従来の接合体に比べて金属部材１０と樹脂部材２０との接合信頼性の高い接合体となる。
【００５１】
なお、上記の説明では、他端側１１ｂから金属部材１０と樹脂部材２０との剥離が進行した例について述べたが、一端側１１ａからこれらの界面剥離が進行した場合であっても同様の作用により、これらの界面剥離の進行は、鍔部１２により抑制される。
【００５２】
本実施形態によれば、金属部材１０と樹脂部材２０との界面のうち非粗化領域１１２において、界面剥離が生じた場合であっても、鍔部１２が形成された構造とされることで剥離の進行方向が直線的とならない。そのため、非粗化領域１１２での界面剥離の進行が鍔部１２により阻害されて進行しにくく、従来の接合体に比べて金属部材１０と樹脂部材２０との接合信頼性の高い接合体となる。
【００５３】
（第２実施形態）
第２実施形態の接合体について、図７〜図９を参照して述べる。図７〜図９では、構成を分かり易くするためにデフォルメしており、金属部材１０と樹脂部材２０とが接合された領域以外の領域や粗化領域１１１、１２１については省略している。また、図７および図８では、別断面における鍔部１２については破線で示している。また、図８では、紙面上の左右方向をＸ方向とし、当該紙面上においてＸ方向と直交する方向をＹ方向としている。
【００５４】
本実施形態の接合体は、図８に示すように、複数の金属部材１０を備え、これらの金属部材１０が長さ方向を揃えて併設され、かつ互いに離れて配置されている。そして、各金属部材１０に形成された鍔部１２が、当該鍔部１２が形成された金属部材１０にＸ方向およびＹ方向に沿って隣接する他の金属部材１０（以下「隣接金属部材」という）と樹脂部材２０を隔てて配置されている。つまり、鍔部１２は、隣接金属部材に形成された他の鍔部１２（以下「隣接鍔部」という）と接触しないように、金属ピン１１の径方向よりなる平面を径平面として、必要に応じて、金属ピン１１のうち隣接鍔部の属する径平面上の位置と異なる位置に形成されている。これらの点が上記第１実施形態と相違する。本実施形態では、これらの相違点について主に説明する。
【００５５】
金属部材１０は、本実施形態では、複数、例えば６つ形成され、それぞれセンサチップ３２等に電気的に接続されている。そして、これらの金属部材１０は、図８に示すように、Ｘ方向およびＹ方向に沿って互いに離れて配置されている。本実施形態では、Ｘ方向に沿って直線的に並べられた３つの金属部材１０が、Ｙ方向に２列配置されていると共に、Ｙ方向に沿って２つの金属部材１０が互いに向き合うように配置されている。
【００５６】
なお、金属部材１０の数やその配置については、任意であり、上記の例に限られず、他の数や配置とされてもよい。
【００５７】
鍔部１２は、本実施形態では、各金属部材１０に１つずつ形成されると共に、図７もしくは図８に示すように、当該鍔部１２が形成された金属部材１０に隣接する他の金属部材１０と接触しないように配置されている。具体的には、本実施形態では、鍔部１２は、Ｘ方向もしくはＹ方向に沿って隣接金属部材と樹脂部材２０を隔てて配置されている。言い換えると、鍔部１２は、隣接金属部材と接触しない位置、すなわち金属ピン１１の長さ方向における形成位置が隣接鍔部の属する径平面上の位置（以下「隣接鍔部位置」という）と異なることとなるように形成されている。
【００５８】
より具体的には、図８に示すように、６つの金属部材１０を他端１１ｂ側から見たとき、Ｘ方向およびＹ方向において互いに隣接していない３つの金属部材１０に形成された３つの鍔部１２は、千鳥状に配置されている。そして、千鳥状に配置されたこれら３つの鍔部１２は、同一の径平面上に属するように配置されている。また、残り３つの金属部材１０に形成された３つの鍔部１２は、先の３つの鍔部１２と同様に千鳥状に配置されると共に、先の３つの鍔部１２と接触しないように金属ピン１１の長さ方向にずらして配置されている。
【００５９】
鍔部１２は、他の鍔部１２と接触しなければ、当該鍔部１２が形成された金属ピン１１のうち隣接鍔部位置と同じ位置に形成されてもよいが、隣接鍔部位置と異なる位置に形成されることが好ましい。これは、鍔部１２が隣接鍔部位置と同じ位置に形成される場合に比べて、鍔部１２が隣接鍔部位置と異なる位置に形成される場合のほうが、鍔部１２を大きく形成できるためである。つまり、鍔部１２を大きくすることで、粗化領域１２１が形成された鍔部１２と樹脂部材２０との接合面積を大きくでき、金属部材１０と樹脂部材２０との接合信頼性をより高めることができるためである。
【００６０】
なお、鍔部１２の配置については、鍔部１２が隣接する他の金属部材１０と接触しないようになされていればよく、上記の千鳥状の配置に限られず、他の配置にされてもよい。
【００６１】
次に、鍔部１２が形成されることによる後述する樹脂部材２０の薄肉部の形成およびこれによる接合信頼性の向上について、図９を参照して説明する。
【００６２】
図９に示すように、隣接する金属部材１０同士の隙間に充填される樹脂部材２０のうち鍔部１２が形成されていない領域における幅をＡ１、鍔部１２が形成された領域における幅をＡ２とすると、Ａ１＞Ａ２となる。つまり、隣接する金属部材１０同士の隙間のうち鍔部１２が形成された領域における樹脂部材２０の厚み（Ａ２）は、鍔部１２が形成されていない領域における厚み（Ａ１）よりも薄くなる。
【００６３】
このように鍔部１２が形成された金属部材１０とされることで、鍔部１２が形成された領域における樹脂部材２０の厚みが薄くされた領域（以下「薄肉部」という）が形成されることが好ましい。樹脂部材２０の薄肉部における気泡、すなわちボイドの発生が抑制されることで、ボイドの発生による亀裂等の不具合を抑制でき、鍔部１２近傍における金属部材１０と樹脂部材２０との接合の信頼性が高くなるためである。具体的には、樹脂の成形物を射出成形等により成形する場合、樹脂の厚みを薄くするほど、成形物の内部から空気を逃がすのに要する時間が短くなることで内部に気泡として残りにくくなるため、大きなサイズのボイドを内部に含んだ成形物となりにくい。これにより、樹脂部材２０の薄肉部においては、大きなサイズのボイド発生が抑制される。
【００６４】
これに対して、金属ピン１１からなる金属部材を複数備え、これらと樹脂部材とが接合された従前の接合体では、隣接する金属部材間における樹脂部材の厚みが全体的に厚くなるため、大きなサイズのボイドを含んだものとなり易く、接合の信頼性が低下する。
【００６５】
したがって、鍔部１２が形成された金属部材１０と樹脂部材２０とにより構成された接合体とすることで、従前の接合体よりも接合信頼性が向上する。
【００６６】
本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様に、非粗化領域１１２での界面剥離の進行が鍔部１２により阻害されて進行しにくく、従来の接合体に比べて金属部材１０と樹脂部材２０との接合信頼性の高い接合体となる。また、金属部材１０を複数備える構成において、鍔部１２が形成されることで、隣接する金属部材１０間における樹脂部材２０の薄肉部が生じることによりボイド発生が抑制され、従来の接合体に比べて、接合信頼性の高い接合体となる。
【００６７】
（第３実施形態）
第３実施形態の接合体について、図１０、図１１を参照して述べる。図１０、図１１では、構成を分かり易くするためにデフォルメしており、金属部材１０と樹脂部材２０とが接合された領域以外の領域や粗化領域１１１、１２１については省略している。また、図１０、図１１では、別断面における鍔部１２については破線で示している。
【００６８】
本実施形態の接合体は、図１０もしくは図１１に示すように、上記第２実施形態の構成に加え、鍔部１２に粗化領域１２１のマイクロ凹凸の高さの寸法よりも大きな寸法で凹んだ窪み部１２２が形成されている点が上記第２実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。
【００６９】
なお、ここでいう「マイクロ凹凸の高さ」とは、マイクロ凹凸の形成面において当該凹凸の凹部の底を繋いで得られる平面を仮想平面とし、当該仮想平面に対する法線方向における当該凹凸の凹部の底と当該凹凸の凸部の頂点との距離のうち、最大のものをいう。
【００７０】
窪み部１２２は、鍔部１２に形成され、粗化領域１２１におけるマイクロ凹凸の高さ寸法よりも大きな寸法、例えばミリオーダー（例えば１ｍｍ以上）で凹んだ形状とされている。窪み部１２２は、図１０もしくは図１１に示すように、ミリオーダーの窪みに樹脂部材２０を入り込ませることで粗化領域１２１と異なる領域でのアンカー効果により、金属部材１０と樹脂部材２０との密着性を向上させるために形成されるものである。窪み部１２２は、例えば金型による冷間鍛造などの鍔部１２の形成と同時に、もしくはパンチ加工、エッチングなどの鍔部１２形成後の後加工により形成される。
【００７１】
窪み部１２２の形成位置については、アンカー効果を発揮すればよいため、任意であるが、上記第２実施形態で説明した樹脂部材２０の薄肉部を形成する観点から、隣接金属部材と向き合う位置と異なる位置であることが好ましい。これにより、樹脂部材２０の薄肉部を形成してボイドの発生を抑制しつつ、窪み部１２２によるアンカー効果により金属部材１０と樹脂部材２０との接合信頼性を高めた接合体にできる。
【００７２】
なお、図１０もしくは図１１では、金属部材１０のすべての鍔部１２に窪み部１２２を１つずつ設けた例を示しているが、必ずしもすべての鍔部１２に形成しなくてもよい。また、１つの鍔部１２に複数の窪み部１２２が形成されていてもよい。
【００７３】
窪み部１２２は、上述のアンカー効果を発揮すればよいため、図１０もしくは図１１に示す鍔部１２に球体の一部が欠けた凹み形状に限られず、円柱状、多角柱状などの凹み形状とされてもよく、他の任意の凹み形状とされてもよい。また、窪み部１２２は、図１０もしくは図１１に示す例では、鍔部１２の他の表面まで貫通する形状とされているが、鍔部１２の他の表面まで貫通する形状とされていなくてもよい。
【００７４】
本実施形態によれば、上記各実施形態と同様に、従来の接合体に比べて金属部材１０と樹脂部材２０との接合信頼性の高い接合体となる。また、窪み部１２２を有する鍔部１２が形成された金属部材１０を複数備える構成とされることで、樹脂部材２０の薄肉部の形成によるボイド発生の抑制と窪み部１２２によるアンカー効果により、従来の接合体に比べて、接合信頼性の高い接合体となる。
【００７５】
（他の実施形態）
なお、上記した各実施形態に示した接合体は、本発明の接合体の一例を示したものであり、上記の各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００７６】
例えば、上記各実施形態において、鍔部１２がそろばん球状とされた例について述べたが、鍔部１２は、金属ピン１１の厚みが厚くなる形状とされていればよく、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように円板状、球状、鼓状とされてもよい。また、鍔部１２は、図１２（ｄ）に示すように、そろばん球状の最も厚みの厚い部分を金属ピン１１の長さ方向に広げた形状や楕円球状などにされてもよく、他の形状とされてもよい。
【００７７】
上記各実施形態では、１つの金属部材１０に１つの鍔部１２が形成された例について説明したが、これに限られず、１つの金属部材１０に複数の鍔部１２が形成されていてもよい。また、鍔部１２は、金属ピン１１と接合し、かつ粗化領域１２１を形成できるものであればよいため、金属材料に限らず、金属酸化物などのセラミックなどで構成されてもよい。
【００７８】
上記各実施形態では、粗化領域１１１および粗化領域１２１に形成されるマイクロ凹凸については、Ｒａが１ｎｍ〜１０ｎｍ、ナノ凹凸については、Ｒａが１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲とされた例について説明した。しかし、マイクロ凹凸およびナノ凹凸のＲａについては、マイクロオーダーもしくはナノオーダーとされ、樹脂部材２０とのアンカー効果が発揮されればよく、上記の例以外の任意の数値とされてもよい。
【００７９】
上記各実施形態では、粗化領域１１１および粗化領域１２１にマイクロ凹凸やナノ凹凸が形成された例について説明した。しかし、粗化領域１１１や粗化領域１２１は、樹脂部材２０が入り込むことによりアンカー効果を発揮する形状とされていればよく、凹凸だけに限らず、穴を多数設けた形状や多数の穴が網目状に繋がった形状等にされていてもよい。なお、このような形状は、例えばレーザー照射等の任意の加工方法により形成することができる。
【００８０】
上記各実施形態では、接合体が全体として圧力センサを構成する例について述べたが、センサチップ３２が磁気や光量に応じて電気出力を発生する素子であってもよく、そのような場合には、当該接合体は、全体として磁気センサや光センサとされる。なお、当該接合体が磁気センサや光センサとされる場合には、センサチップ３２は、被覆樹脂３１により全体が覆われたものとされていてもよい。これは、他の実施形態であっても同様である。
【００８１】
上記各実施形態では、センサチップ３２を備える樹脂成形体３０の表面の一部を樹脂部材２０により封止され、全体として圧力センサを構成する接合体の例について説明したが、樹脂成形体３０が金属成形体とされていてもよい。
【００８２】
具体的には、圧力に応じて変位するダイヤフラムが形成された金属ステムと、該ダイヤフラム上に接合されたセンサチップ３２と、該金属ステムに接続されたハウジングとを有してなる金属成形体とされてもよい。この場合、金属部材１０と樹脂部材２０とによりコネクタケースを形成し、上記金属成形体と例えばＯリングやかしめなどにより接続する。そして、金属ピン１１の一端側１１ａおよび他端側１１ｂが樹脂部材２０から露出すると共に、一端側１１ａがセンサチップ３２とワイヤ等を介して電気的に接続された構造とされることにより、圧力センサとなる。
【００８３】
なお、このような圧力センサでは、金属部材１０と樹脂部材２０との複合体と異なる部分については、公知の圧力センサと同様の構造とされる。センサチップ３２が圧力以外の他の物理量に応じた出力を発生する素子とされ、接合体が他の物理量を測定する半導体センサとされている場合であっても、上記複合体と異なる部分については、公知の半導体センサと同様の構造とされる。
【符号の説明】
【００８４】
１０    金属部材
１１    金属ピン
１１１  粗化領域
１１２  非粗化領域
１２    鍔部
１２１  粗化領域
１２２  凹部
２０    樹脂部材
３０    樹脂成形体
３２    センサチップ
【図１】
2018130925.tif 000003
【図２】
2018130925.tif 000004
【図３】
2018130925.tif 000005
【図４】
2018130925.tif 000006
【図５】
2018130925.tif 000007
【図６】
2018130925.tif 000008
【図７】
2018130925.tif 000009
【図８】
2018130925.tif 000010
【図９】
2018130925.tif 000011
【図１０】
2018130925.tif 000012
【図１１】
2018130925.tif 000013
【図１２】
2018130925.tif 000014