(57)【要約】【課題】ケースのシール面の平滑性が低下すること、及び、シール面の外形が変形することを抑制することで、シール性が低下することが抑制された圧力センサ、及びその製造方法を提供する。【解決手段】圧力媒体の圧力を検出するセンサ部と、該センサ部と接続されたターミナルと、センサ部及びターミナルを収納するケースと、圧力導入孔が形成されたハウジングと、を備え、センサ部におけるケースから露出された部位が圧力導入孔に設置され、圧力導入孔がケースによって閉塞されるように、ケースがハウジングに組み付けられて成る圧力センサであって、ケースは、筒状のカップと、該カップに充填された樹脂部と、を有し、センサ部とターミナルとの接続部位が、樹脂部によって被覆され、センサ部における樹脂部から露出された部位が、カップにおける圧力導入孔側の開口部から露出されており、カップは、単一材料から成る。【選択図】図１
2011242373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出対象である圧力媒体の圧力を検出するセンサ部と、
該センサ部と機械的及び電気的に接続されたターミナルと、
前記センサ部及び前記ターミナルそれぞれの一部を収納するケースと、
前記圧力媒体が流入するための圧力導入孔が形成されたハウジングと、を備え、
前記センサ部における前記ケースから露出された部位が前記圧力導入孔に設置され、前記圧力導入孔が前記ケースによって閉塞されるように、前記ケースが前記ハウジングに組み付けられて成る圧力センサであって、
前記ケースは、筒状のカップと、該カップに充填された樹脂部と、を有し、
前記センサ部と前記ターミナルとの接続部位が、前記樹脂部によって被覆され、
前記センサ部における前記樹脂部から露出された部位が、前記カップにおける前記圧力導入孔側の開口部から露出され、
前記ターミナルにおける前記樹脂部から露出された部位が、前記カップにおける前記圧力導入孔から離れた開口部から露出されており、
前記カップは、単一材料から成ることを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
前記カップと前記ハウジングとの間に、弾性材料から成るＯ−リングが介在され、
前記圧力導入孔が、前記Ｏ−リングと、前記カップと、前記樹脂部とによって閉塞されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項３】
前記カップの側壁の一部が、前記Ｏ−リングによって囲まれていることを特徴とする請求項２に記載の圧力センサ。
【請求項４】
前記カップの線膨張係数が、前記樹脂部の線膨張係数よりも大きいことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の圧力センサ。
【請求項５】
前記センサ部は、圧力を電気信号に変換するセンシング部を備えるセンサチップを有し、
前記センサチップにおける前記センシング部の形成された部位が、前記ケースから露出されており、
前記樹脂部の線膨張係数が、前記センサチップの線膨張係数よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の圧力センサ。
【請求項６】
前記カップの形成材料は、樹脂であることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の圧力センサ。
【請求項７】
前記カップの形成材料は、金属であることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の圧力センサ。
【請求項８】
前記カップは、円筒状であり、その軸方向に垂直な方向の長さが、前記圧力導入孔に近づくにつれて短くなっていることを特徴とする請求項１〜７いずれか１項に記載の圧力センサ。
【請求項９】
前記ターミナルにおける前記樹脂部から露出された部位と機械的及び電気的に接続されるコネクタピンが設けられたコネクタケースを有することを特徴とする請求項１〜８いずれか１項に記載の圧力センサ。
【請求項１０】
請求項１〜９いずれか１項に記載の圧力センサの製造方法であって、
前記センサ部が機械的及び電気的に接続されたターミナルを、前記センサ部の一部が前記カップにおける前記圧力導入孔側の開口部から露出されるように前記カップの中に挿入し、前記カップから露出されたセンサ部の一部と、前記カップとを冶具に固定しつつ、前記カップにおける前記圧力導入孔側の開口部を前記冶具によって閉塞する閉塞工程と、
該閉塞工程後、液状の前記樹脂部の形成材料を、前記カップと前記冶具とによって構成された有底筒状の中空部に注ぎ、その形成材料を固化することで、前記樹脂部を形成する形成工程と、を有することを特徴とする圧力センサの製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜９いずれか１項に記載の圧力センサの製造方法であって、
前記センサ部が機械的及び電気的に接続されたターミナルを、前記センサ部の一部が前記カップにおける前記圧力導入孔側の開口部から露出されるように前記カップの中に挿入し、前記カップから露出されたセンサ部の一部と、前記カップとをダム材によって連結しつつ、前記圧力導入孔側の開口部を前記ダム材によって閉塞する閉塞工程と、
該閉塞工程後、液状の前記樹脂部の形成材料を、前記カップと前記ダム材とによって構成された有底筒状の中空部に注ぎ、その形成材料を固化することで、前記樹脂部を形成する形成工程と、を有することを特徴とする圧力センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検出対象である圧力媒体の圧力を検出するセンサ部と、該センサ部と機械的及び電気的に接続されたターミナルと、センサ部及びターミナルそれぞれの一部を収納するケースと、圧力媒体が流入するための圧力導入孔が形成されたハウジングと、を備え、センサ部が圧力導入孔に設置されるように、ケースがハウジングに組み付けられて成る圧力センサ、及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
測定部位が流体に晒されるように、流体の流れる流路内に配置されるセンサとしては、従来、例えば、特許文献１に示される熱式空気流量センサが提案されている。この熱式空気流量センサは、半導体基板に被測定空気流の流量を測定するための測定部位が形成された半導体センサ素子と、該半導体センサ素子が機械的及び電気的に接続されたターミナルと、半導体センサ素子とターミナルとを一体被覆するモールド材と、を有する。
【０００３】
半導体センサ素子（半導体基板）の一部は、モールド部材から露出されており、その露出された部位に、測定部位が形成されている。また、ターミナルの一部も、モールド部材から露出されており、その露出された部位が、外部素子とのコネクタとしての機能を果たすようになっている。
【０００４】
上記した熱式空気流量センサは、内燃機関の吸入空気量を測定するのに適用される。その適用において、半導体センサ素子の測定部位が、吸気通路内を流れる被測定空気流に晒されるように、吸気通路内に配置される。この場合、特許文献１の図４に示されるように、吸気通路に形成された挿入孔に、熱式流量センサの一部が挿入され、挿入孔を構成する吸気通路の壁面とモールド材の側面とが接触することで、挿入孔が閉塞される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３３２８５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記したように、特許文献１に記載の熱式空気流量センサでは、半導体センサ素子とターミナルとが、モールド部材によって被覆され、コネクタとしての機能を果たすターミナルの一部（以下、接続部と示す）がモールド部材から露出されている。このようなモールド部材を形成するためには、例えば上型と下型とから成る金型によってターミナルの接続部を挟み込んだ状態で、上型と下型とによって構成されたキャビティ内に液状の樹脂（例えばエポキシ樹脂）を注入し、その注入した樹脂を固化した後、固化した樹脂を上型と下型とから離型する。これによって、上記したモールド部材が形成される。
【０００７】
ところで、上記した上型と下型とを用いる場合、その構成上、上型と下型との噛み合わせ部位が、モールド部材におけるターミナルの長手方向に沿う側面に位置することとなる。上型と下型との噛み合わせ部位には、多少なりとも微小な隙間が生じるため、モールド部材の側面にバリが生じる虞がある。このようなバリが生じると、モールド部材の側面の平滑性が低下する虞がある。更に言えば、上型と下型との噛み合わせが多少なりともズレた場合、モールド部材の側面の外形が変形する虞がある。
【０００８】
したがって、特許文献１に示されるように、吸気通路の壁面とモールド材の側面とが接触することで、挿入孔が閉塞される構成の場合、上記した、モールド部材の側面の平滑性の低下や、モールド部材の側面の外形の変形などによって、モールド部材と吸気通路（挿入孔）とのシール性が損なわれる虞がある。シール性が損なわれると、被測定空気流が外部に漏れる虞がある。
【０００９】
なお、シール性を向上するために、モールド部材の側面（以下、シール面と示す）と吸気通路を構成する壁面との間に、ゴムからなるＯ−リングを介在することも考えられる。しかしながら、この構成の場合においても、シール面の平滑性の低下や、シール面の外形の変形などによって、モールド部材とＯ−リングとのシール性が損なわれ、その結果、被測定空気流が外部に漏れる虞がある。
【００１０】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、モールド部材（ケース）のシール面の平滑性が低下すること、及び、シール面の外形が変形することを抑制することで、シール性が低下することが抑制された圧力センサ、及びその製造方法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】
【００１１】
上記した目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、被検出対象である圧力媒体の圧力を検出するセンサ部と、該センサ部と機械的及び電気的に接続されたターミナルと、センサ部及びターミナルそれぞれの一部を収納するケースと、圧力媒体が流入するための圧力導入孔が形成されたハウジングと、を備え、センサ部におけるケースから露出された部位が圧力導入孔に設置され、圧力導入孔がケースによって閉塞されるように、ケースがハウジングに組み付けられて成る圧力センサであって、ケースは、筒状のカップと、該カップに充填された樹脂部と、を有し、センサ部とターミナルとの接続部位が、樹脂部によって被覆され、センサ部における樹脂部から露出された部位が、カップにおける圧力導入孔側の開口部から露出され、ターミナルにおける樹脂部から露出された部位が、カップにおける圧力導入孔から離れた開口部から露出されており、カップは、単一材料から成ることを特徴とする。
【００１２】
このように本発明によれば、カップが単一材料から成る。したがって、カップとハウジングとが直接接触し、カップが、上型と下型とによって構成されるキャビティ内に液状の樹脂若しくは液状の金属を流し込むことで形成される場合、上記した上型と下型としては、上型と下型との噛み合わせ位置が、カップにおけるハウジングと接触する表面に位置しない上型と下型とを選択することができる。したがって、カップにおけるハウジングと接触する表面（以下、シール面と示す）にバリが生じることや、シール面の外形が変化することが抑制される。これにより、カップとハウジングとのシール性が低下することが抑制され、圧力媒体が外部に漏れることが抑制される。
【００１３】
請求項２に記載のように、カップとハウジングとの間に、弾性材料から成るＯ−リングが介在され、圧力導入孔が、Ｏ−リングと、カップと、樹脂部とによって閉塞された構成が好適である。この場合、カップとＯ−リングとが直接接触することとなる。したがって、カップが、上型と下型とによって構成されるキャビティ内に液状の樹脂若しくは液状の金属を流し込むことで形成される場合、カップを形成するための上型と下型として、上型と下型との噛み合わせ位置が、カップにおけるＯ−リングと接触する表面（以下、シール面と示す）に位置しない上型と下型とを選択することで、シール面にバリが生じることや、シール面の外形が変化することが抑制される。これにより、カップとＯ−リングとのシール性が低下することが抑制され、圧力媒体が外部に漏れることが抑制される。
【００１４】
請求項３に記載のように、カップの側壁の一部が、Ｏ−リングによって囲まれた構成が良い。これによれば、Ｏ−リングの弾性によって、カップが圧縮されるので、圧力媒体の圧力などによって、樹脂部がカップから剥離すること、及び、樹脂部がセンサ部から剥離することが抑制される。
【００１５】
請求項４に記載のように、カップの線膨張係数が、樹脂部の線膨張係数よりも大きい構成が好ましい。これによれば、線膨張係数差に起因する熱応力が、カップから樹脂部に向かうこととなる。この結果、樹脂部が熱応力（カップ）によって圧縮されることとなるので、圧力媒体の圧力などによって、樹脂部がカップから剥離することが抑制される。
【００１６】
請求項５に記載のように、センサ部は、圧力を電気信号に変換するセンシング部を備えるセンサチップを有し、センサチップにおけるセンシング部の形成された部位が、ケースから露出されており、樹脂部の線膨張係数が、センサチップの線膨張係数よりも大きい構成が好ましい。
【００１７】
これによれば、樹脂部の線膨張係数が、センサチップの線膨張係数よりも小さい構成と比べて、カップから樹脂部に向かう、線膨張係数差に起因する熱応力の強さが大きくなる。したがって、圧力媒体の圧力などによって、樹脂部がカップから剥離することがより効果的に抑制される。また、センサチップが熱応力によって圧縮されることとなるので、圧力媒体の圧力などによって、樹脂部がセンサチップから剥離することが抑制される。これにより、圧力媒体が、樹脂部とセンサチップとの剥離部位を介して、センサチップとターミナルとの電気的な接続部位に流入することが抑制される。したがって、圧力媒体によって上記した接続部位が腐食され、センサチップとターミナルとの電気的な接続信頼性が低下することが抑制される。
【００１８】
カップの形成材料としては、請求項６及び請求項７に記載のように、樹脂や金属を採用することができる。特に、カップの形成材料が金属の場合、ケースにおける圧力媒体と直接接触する樹脂材料から成る部位が樹脂部のみとなるので、ケースにおける樹脂材料から成る部位を介して、外部に漏れる圧力媒体の量が低減される。
【００１９】
請求項８に記載のように、カップの形状としては、軸方向に垂直な方向の長さが、圧力導入孔に近づくにつれて短くなる円筒形状を採用することができる。これによれば、ケースの外形が、圧力導入孔に近づくにつれて窄まった形状となるので、ケースをハウジングの圧力導入孔に設置することが容易となる。
【００２０】
請求項９に記載のように、ターミナルにおける樹脂部から露出された部位と機械的及び電気的に接続されるコネクタピンが設けられたコネクタケースを有しても良い。
【００２１】
なお、請求項１〜９いずれか１項に記載の圧力センサは、請求項１０若しくは請求項１１に記載の製造方法によって、製造することができる。
【００２２】
請求項１０に記載の発明は、センサ部が機械的及び電気的に接続されたターミナルを、センサ部の一部がカップにおける圧力導入孔側の開口部から露出されるようにカップの中に挿入し、カップから露出されたセンサ部の一部と、カップとを冶具に固定しつつ、カップにおける圧力導入孔側の開口部を冶具によって閉塞する閉塞工程と、該閉塞工程後、液状の樹脂部の形成材料を、カップと冶具とによって構成された有底筒状の中空部に注ぎ、その形成材料を固化することで、樹脂部を形成する形成工程と、を有することを特徴とする。
【００２３】
例えば、ケースが樹脂部のみから成り、この樹脂部に、センサ部が機械的及び電気的に接続されたターミナルがインサート成形される場合、このケースは、上型と下型とによって構成されるキャビティ内に液状の樹脂を注入し、樹脂を固化した後、固化した樹脂を金型から取り出すことによって製造される。このように、固化した樹脂を金型から取り出さなくてはならないので、樹脂部とターミナル、及び樹脂部とセンサ部との接着性の他に、樹脂部と金型との離型性を考慮しなくてはならない。そのため、上記した接着性を十分に得ることができない、という問題が生じる。
【００２４】
これに対して、本発明では、ケースの一部であるカップと冶具とによって構成される有底筒状の中空部に液状の樹脂を注入して、その液状の樹脂を固化することで、樹脂部を形成している。このように、カップが、上記した上型と下型の機能の一部を果たす構成となっており、樹脂が固化した後は、固化した樹脂と冶具との離型性を考慮するだけでよくなる。このように、本発明に記載の製造方法では、固化した樹脂と、樹脂部の外形を形作る部材との接触面積が小さくなっているので、離型性をそれほど考慮しなくとも良くなる。これにより、例えば、樹脂部の形成材料として接着性の強い樹脂を採用することで、樹脂部とターミナル、及び樹脂部とセンサ部との接着性を向上することができる。
【００２５】
これに対して、請求項１１に記載の発明は、センサ部が機械的及び電気的に接続されたターミナルを、センサ部の一部がカップにおける圧力導入孔側の開口部から露出されるようにカップの中に挿入し、カップから露出されたセンサ部の一部と、カップとをダム材によって連結しつつ、圧力導入孔側の開口部をダム材によって閉塞する閉塞工程と、該閉塞工程後、液状の樹脂部の形成材料を、カップとダム材とによって構成された有底筒状の中空部に注ぎ、その形成材料を固化することで、樹脂部を形成する形成工程と、を有することを特徴とする。これによれば、固化した樹脂の離型性を全く考慮しなくとも良くなるので、請求項１０に記載の製造方法よりも、樹脂部とターミナル、及び樹脂部とセンサ部との接着性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第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】図１に示す圧力センサの主要部を拡大した拡大断面図である。
【図３】図２に示すカップを形成するための金型の断面図である。
【図４】図２に示す圧力センサの主要部の製造方法を説明するための断面図である。
【図５】圧力センサの主要部の製造方法を説明するための断面図である。
【図６】図５に示す製造方法を経て形成された圧力センサの主要部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、第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は、図１に示す圧力センサの主要部を拡大した拡大断面図である。図３は、図２に示すカップを形成するための金型の断面図である。図４は、図２に示す圧力センサの主要部の製造方法を説明するための断面図である。
【００２８】
図１に示すように、圧力センサ１００は、要部として、被検出対象である圧力媒体の圧力を検出するための主要部１０と、圧力媒体が流入するための圧力導入孔５１が形成されたハウジング５０と、外部素子と電気的に接続するためのコネクタピン６１が形成されたコネクタケース６０と、を有する。主要部１０は、圧力導入孔５１を閉塞するように、Ｏ−リング７０とバックアップリング７１とを介して、ハウジング５０に取り付けられ、コネクタケース６０における圧力導入孔５１側の部位（挿入部６２）は、主要部１０を圧力導入孔５１に押し付けるように、ハウジング５０に取り付けられている。
【００２９】
図２に示すように、主要部１０は、圧力媒体を検出するセンサ部２０と、該センサ部２０の電気信号をコネクタピン６１に出力するためのターミナル３０と、センサ部２０とターミナル３０それぞれの一部を収納するケース４０と、を有する。
【００３０】
センサ部２０は、圧力媒体の圧力を電気信号に変換するセンシング部（図示略）が半導体基板に形成されて成るセンサチップ２１と、センサチップ２１の出力信号を処理する処理回路が半導体基板に形成されて成る回路チップ２２と、回路チップ２２の出力信号に含まれるノイズを除去するためのコンデンサが半導体基板に形成されて成るチップコンデンサ２３と、を有する。上記したセンサチップ２１の構成要素である半導体基板は、シリコンから成り、センサチップ２１におけるセンシング部が形成された部位は、ケース４０から外部に露出されている。
【００３１】
ターミナル３０は、センサチップ２１を固定するための第１アイランド３１と、回路チップ２２を固定するための第２アイランド３２と、チップコンデンサ２３を固定し、センサ部２０の出力信号をコネクタピン６１に出力するための接続端子３３と、を有する。センサチップ２１は、接着剤（図示略）を介して第１アイランド３１に機械的に接続され、回路チップ２２は、接着剤（図示略）を介して第２アイランド３２に機械的に接続され、チップコンデンサ２３は、バンプ（図示略）を介して、接続端子３３と機械的及び電気的に接続されている。
【００３２】
接続端子３３の一部は、ケース４０から外部に露出され、その露出された部位が、バンプ（図示略）を介して、コネクタピン６１と機械的及び電気的に接続されている。図２に示すように、センサチップ２１と回路チップ２２とは、第１ワイヤ２４を介して電気的に接続され、回路チップ２２と接続端子３３（チップコンデンサ２３）とは、第２ワイヤ２５を介して電気的に接続されている。以上の電気的な接続構成により、センサチップ２１の出力信号が、第１ワイヤ２４と、回路チップ２２と、第２ワイヤ２５と、チップコンデンサ２３と、接続端子３３とを介して、コネクタピン６１に出力される。
【００３３】
ケース４０は、２つの開口部４１ａ，４１ｂを有する円筒状のカップ４１と、該カップ４１の内部に充填された樹脂部４２と、を有する。カップ４１は、軸方向に対して垂直な方向に沿う外径の長さが、コネクタケース６０側の圧力導入孔５１の径よりも短い第１円筒部４３と、外径の長さが、コネクタケース６０側の圧力導入孔５１の径よりも長い第２円筒部４４と、第１円筒部４３における第２円筒部４４側の開口部と第２円筒部４４における第１円筒部４３側の開口部とを連結する円筒状の連結部４５と、を有する。カップ４１は、単一材料から成り、カップ４１の構成要素４３〜４５は、一体的に連結されている。
【００３４】
図２に示すように、連結部４５の外径は、第２円筒部４４から第１円筒部４３に向かうにしたがって、徐々に短くなっており、ケース４０の外形の一部が、圧力導入孔５１に近づくにつれて窄まった形状となっている。本実施形態では、この圧力導入孔５１に近づくにつれて窄まった形状を成す連結部４５の側壁に、Ｏ−リング７０やバックアップリング７１が設けられる。以下、連結部４５の側壁の外面を、シール面４５ａと示す。なお、上記した開口部４１ａは、第１円筒部４３における連結部４５側の開口部とは反対側の開口部であり、開口部４１ｂは、第２円筒部４４における連結部４５側の開口部とは反対側の開口部である。
【００３５】
図２に示すように、センサ部２０とターミナル３０との機械的及び電気的な接続部位の全てが樹脂部４２によって被覆されている。そして、センサチップ２１におけるセンシング部が形成された部位が、カップ４１における圧力導入孔５１側の開口部４１ａから外部に露出され、接続端子３３におけるコネクタピン６１側の端部が、カップ４１におけるコネクタピン６１側の開口部４１ｂから外部に露出されている。これにより、センシング部が圧力媒体に晒され、コネクタピン６１が外部素子と接続可能となっている。
【００３６】
次に、ハウジング５０、コネクタケース６０、Ｏ−リング７０、及びバックアップリング７１を、図１に基づいて説明する。
【００３７】
ハウジング５０は、圧力導入孔５１が形成された筒部５２と、コネクタケース６０を固定するための固定部５３と、を有する。固定部５３は、内径が、圧力導入孔５１の径よりも長い環状部５４と、該環状部５４における筒部５２から離れた端部に形成された鉤部５５と、を有する。環状部５４によって周囲が囲まれた領域に、主要部１０とコネクタケース６０それぞれの一部が設けられており、局所的に径が短くなった鉤部５５によって、コネクタケース６０が、ハウジング５０に固定されている。上記した鉤部５５は、コネクタケース６０と主要部１０とを、ハウジング５０に設置した状態で、環状部５４における筒部５２から離れた端部を熱によってかしめることで形成される。このかしめによる応力によって、コネクタケース６０がハウジング５０に押し付けられ、このコネクタケース６０を押し付ける力によって、主要部１０が圧力導入孔５１に押し付けられている。
【００３８】
コネクタケース６０は、環状部５４によって周囲が囲まれた領域に挿入される挿入部６２と、コネクタピン６１と接続される外部素子と共に、コネクタピン６１を保護する保護部６３と、を有する。挿入部６２は、圧力導入孔５１側に開口する有底筒状を成し、その内径が第２円筒部４４の外径よりも長く、その外径が環状部５４の内径よりも僅かに短くなっている。そして、挿入部６２の底部内面に第２円筒部４４の端部が接触し、底部外面に鉤部５５が接触している。これにより、鉤部５５のコネクタケース６０を押し付ける力が、挿入部６２の底部を介してケース４０に伝達され、このケース４０を押し付ける力によって、主要部１０が圧力導入孔５１に取り付けられている。
【００３９】
Ｏ−リング７０は、圧力媒体が、圧力導入孔５１を介して外部に流出することを抑制するためのものである。Ｏ−リング７０は環状を成し、連結部４５のシール面４５ａと圧力導入孔５１を構成する壁面との間に介在されている。
【００４０】
バックアップリング７１は、圧力媒体の圧力などによって押されたＯ−リング７０が、シール面４５ａと圧力導入孔５１を構成する壁面とによって構成された微小な隙間に入り込むことを抑制するためのものである。バックアップリング７１は環状を成し、Ｏ−リング７０と、シール面４５ａと、圧力導入孔５１を構成する壁面と、によって構成された空間内に配置されている。
【００４１】
次に、本実施形態に係る圧力センサ１００の主な構成要素である主要部１０の製造方法を説明する。先ず、センサ部２０が機械的及び電気的に接続されたターミナル３０と、カップ４１とを準備する。この際、カップ４１は、図３に示す金型８０を用いて形成する。この金型８０は、上型８１と下型８２とによって構成されており、その上型８１と下型８２との噛み合わせ位置が、第１円筒部４３の壁面と第２円筒部４４の壁面とに位置している。上型８１と下型８２との噛み合わせ部位には、多少なりとも微小な隙間が生じるため、第１円筒部４３の壁面と第２円筒部４４の壁面それぞれにバリが生じる虞がある。また、上型８１と下型８２との噛み合わせが多少なりともズレた場合、第１円筒部４３の壁面の外形と第２円筒部４４の壁面の外形それぞれが変形する虞がある。これに対して、連結部４５の内壁は上型によって全て構成され、連結部４５の外壁（シール面４５ａ）は下型によって全てが構成されるので、上記したバリや、外形の変形などが生じる虞がない。したがって、連結部４５のシール面４５ａにバリが生じたり、シール面４５ａの形状が変形することが抑制される。なお、カップ４１を構成する材料としては、線膨張係数の大きい樹脂を採用することができる。本実施形態では、ＰＢＴを採用している。
【００４２】
上記した準備工程の後、図４に示すように、センサ部２０が機械的及び電気的に接続されたターミナル３０を、センサチップ２１におけるセンシング部が形成された部位がカップ４１における圧力導入孔５１側の開口部４１ａから露出されるようにカップ４１の中に挿入し、開口部４１ａから露出されたセンサチップ２１の部位と、カップ４１とを冶具８３に固定しつつ、開口部４１ａを、冶具８３によって閉塞する。以上が、閉塞工程である。なお、上記した冶具８３の構成材料としては、樹脂が剥離し易い弾性材料を採用することができる。本実施形態では、ポリテトラフルオロエチレン（登録商標テフロン）を採用している。
【００４３】
閉塞工程後、カップ４１の開口部４１ｂ側から、樹脂部４２の形成材料である液状の樹脂を、カップ４１と冶具８３とによって構成された有底筒状の中空部内に注入し、その液状の樹脂を固化する。以上が、形成工程である。なお、上記した樹脂として、本実施形態では、カップ４１の形成材料であるＰＢＴよりも線膨張係数が低く、センサチップ２１の形成材料であるシリコンよりも線膨張係数が高いエポキシ樹脂を採用している。また、本実施形態では、上記した形成工程において、樹脂内に気泡が残留することを抑制するために、真空雰囲気中で、上記した樹脂の注入を行っている。
【００４４】
形成工程後、冶具８３に固定されたセンサ部２０を取り外すと共に、固化した樹脂における冶具８３と接触した部位を、冶具８３から引き離す。これらの工程を経ることで、図２に示す主要部１０が形成される。
【００４５】
次に、本実施形態に係る圧力センサ１００の作用効果を説明する。上記したように、カップ４１は、連結部４５のシール面４５ａにバリが生じたり、シール面４５ａの形状が変形することが抑制される金型８０によって形成されている。これにより、カップ４１とＯ−リング７０とのシール性、及び、カップ４１とバックアップリング７１とのシール性が、上記したバリや、シール面４５ａの形状の変形によって低下することが抑制される。この結果、圧力媒体が外部に漏れることが抑制される。
【００４６】
本実施形態では、連結部４５の一部が、Ｏ−リング７０によって囲まれている。これによれば、Ｏ−リング７０の弾性によって、カップ４１が圧縮されるので、圧力媒体の圧力などによって、樹脂部４２がカップ４１から剥離すること、及び樹脂部４２がセンサチップ２１から剥離することが抑制される。
【００４７】
本実施形態では、カップ４１の形成材料の線膨張係数が、樹脂部４２の形成材料の線膨張係数よりも大きくなっている。これによれば、線膨張係数差に起因する熱応力が、カップ４１から樹脂部４２に向かうこととなるので、樹脂部４２が熱応力（カップ）によって圧縮されることとなる。これにより、圧力媒体の圧力などによって、樹脂部４２がカップ４１から剥離することが抑制される。
【００４８】
更に、本実施形態では、樹脂部４２の形成材料の線膨張係数が、センサチップ２１の形成材料の線膨張係数よりも大きくなっている。これによれば、樹脂部４２の形成材料の線膨張係数が、センサチップ２１の形成材料の線膨張係数よりも小さい構成と比べて、カップ４１から樹脂部４２に向かう、線膨張係数差に起因する熱応力の強さが大きくなる。これにより、圧力媒体の圧力などによって、樹脂部４２がカップ４１から剥離することがより効果的に抑制される。また、センサチップ２１が熱応力によって圧縮されることとなるので、圧力媒体の圧力などによって、樹脂部４２がセンサチップ２１から剥離することが抑制される。これにより、圧力媒体が、樹脂部４２とセンサチップ２１との剥離部位を介して、センサチップ２１と回路チップ２２とを電気的に接続する第１ワイヤ２４に流入することが抑制される。これにより、圧力媒体によって第１ワイヤ２４が腐食され、センサチップ２１と回路チップ２２との電気的な接続信頼性が低下した結果、センサチップ２１とターミナル３０との電気的な接続信頼性が低下することが抑制される。
【００４９】
本実施形態では、連結部４５の外径が、第２円筒部４４から第１円筒部４３に向かうにしたがって、徐々に短くなっており、その外形が、圧力導入孔５１に近づくにつれて窄まった形状となっている。これによれば、カップ４１（ケース４０）を圧力導入孔５１に設置することが容易となる。
【００５０】
本実施形態では、主要部１０の製造工程の一つである、形成工程において、樹脂部４２の形成材料である液状の樹脂を、カップ４１と冶具８３とによって構成される有底筒状の中空部内に注入し、その液状の樹脂を固化している。そして、この形成工程後、冶具８３に固定されたセンサ部２０を取り外すと共に、固化した樹脂における冶具８３と接触した部位を、冶具８３から引き離すことで、主要部１０を形成している。
【００５１】
例えば、ケースが樹脂部のみから成り、この樹脂部に、センサ部が機械的及び電気的に接続されたターミナルがインサート成形される場合、このケースは、上型と下型とによって構成されるキャビティ内に液状の樹脂を注入し、樹脂を固化した後、固化した樹脂を金型から取り出すことによって製造される。このように、固化した樹脂を金型から取り出さなくてはならないので、樹脂部とターミナル、及び樹脂部とセンサ部との接着性の他に、樹脂部と金型との離型性を考慮しなくてはならない。そのため、上記した接着性を十分に得ることができない、という問題が生じる。
【００５２】
これに対して、本実施形態では、カップ４１と冶具８３とによって構成される有底筒状の中空部に液状の樹脂を注入して、その液状の樹脂を固化することで、樹脂部４２を形成している。このように、カップ４１が、上記例で示した上型と下型の機能の一部を果たす構成となっており、樹脂が固化した後は、固化した樹脂と冶具８３との離型性を考慮するだけでよくなる。このように、本実施形態で示した製造方法では、固化した樹脂と、樹脂部４２の外形を形作る部材との接触面積が小さくなっているので、離型性をそれほど考慮しなくとも良くなる。これにより、例えば、樹脂部４２の形成材料として接着性の強い樹脂を採用することで、樹脂部４２とターミナル３０、及び樹脂部４２とセンサ部２０との接着性を向上することができる。なお、上記した接着性の強い樹脂としては、ヤング率が１ＧＰａ程度のエポキシ樹脂などを採用することができる。
【００５３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００５４】
本実施形態では、冶具８３を用いて、主要部１０を製造した例を示した。しかしながら、例えば図５に示すように、冶具８３の代わりに、ダム材８４を用いて、主要部１０を製造しても良い。この製造方法では、センサ部２０が機械的及び電気的に接続されたターミナル３０を、センサチップ２１におけるセンシング部が形成された部位がカップ４１における圧力導入孔５１側の開口部４１ａから露出されるようにカップ４１の中に挿入し、開口部４１ａから露出されたセンサチップ２１の部位と、カップ４１とをダム材８４によって連結しつつ、開口部４１ａを、ダム材８４によって閉塞する。その後、図５に示すカップ４１を、ターミナル３０とともに反転させて、カップ４１の開口部４１ｂ側から、樹脂部４２の形成材料である液状の樹脂を、カップ４１とダム材８４とによって構成された有底筒状の中空部内に注入し、その液状の樹脂を固化する。以上の工程を経ることで、図６に示す主要部１０が構成される。なお、この場合、上記したダム材８４は、ケース４０に含まれる。図５は、圧力センサの主要部の製造方法を説明するための断面図である。図６は、図５に示す製造方法を経て形成された圧力センサの主要部を示す断面図である。
【００５５】
上記した製造方法の場合、本実施形態で示した製造方法とは異なり、離型性を全く考慮しなくともよい。したがって、上記した製造方法によって主要部１０を製造する場合、本実施形態で示した製造方法によって主要部１０を製造する場合と比べて、樹脂部４２とターミナル３０、及び樹脂部４２とセンサ部２０との接着性を向上することができる。
【００５６】
なお、上記したダム材８４としては、線膨張係数差に起因する熱応力が生じることを抑制するために、樹脂部４２と同一の材料が好ましい。しかしながら、ダム材８４は、その性質上、濡れ性が低いほうが好ましく、樹脂部４２は、その性質上、濡れ性が高いほうが好ましい。上記したいずれの性質も満足するためには、例えば、ダム材８４と樹脂部４２それぞれを、液状の樹脂と、固形のフィラーとによって形成する方法がある。例えば、ダム材８４を、液状のエポキシ樹脂に、径の長さが１μｍ程度のフィラーを添加した樹脂によって形成し、樹脂部４２を、液状のエポキシ樹脂に、径の長さが１００μｍ程度のフィラーを添加した樹脂によって形成すれば良い。なお、もちろんではあるが、ダム材８４を、液状の樹脂と、固形のフィラーとによって形成し、樹脂部４２を、液状の樹脂のみによって形成しても良い。
【００５７】
本実施形態では、カップ４１が、ＰＢＴによって形成される例を示した。しかしながら、カップ４１の形成材料としては、上記例に限定されず、例えば、ステンレスなどの金属を採用することができる。この変形例の場合、ケース４０における圧力媒体と直接接触する樹脂材料から成る部位が樹脂部４２のみとなるので、ケース４０における樹脂材料から成る部位を介して、外部に漏れる圧力媒体の量が低減される。
【符号の説明】
【００５８】
１０・・・主要部
２０・・・センサ部
２１・・・センサチップ
３０・・・ターミナル
４０・・・ケース
４１・・・カップ
４２・・・樹脂部
５０・・・ハウジング
５１・・・圧力導入孔
６０・・・コネクタケース
７０・・・Ｏ−リング
８０・・・金型
１００・・・圧力センサ
【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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