(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被圧力測定気体もしくは被圧力測定液体を導く導入孔を有するネジ部の当該導入孔の一端に設けられた台座部上に、前記導入孔を塞ぐようにセンサエレメントを固定する第１工程と、
前記ネジ部との間に前記センサエレメントを挟み込むように、かつ前記センサエレメントに配置された、前記センサエレメントの信号を取り出す第１端子を収容するように、前記センサエレメントに第１収容部を固定する第２工程と、
前記第１端子と、前記第１収容部に配置された、外部配線との接続部となる第２端子と、を接合する第３工程と、
前記センサエレメントとの間に前記第１収容部を挟み込むように、かつ前記第２端子を収容するように、前記第１収容部に第２収容部を固定する第４工程と、
を含み、
前記第２工程では、前記第１収容部の外側に露出されるように前記第１端子と前記第２端子とを接触させ、
前記第３工程では、前記第１端子と前記第２端子との接触部にレーザーを照射して、前記第１端子と前記第２端子とを接合することを特徴とする物理量センサ装置の製造方法。
【請求項２】
前記第２端子は、前記第１収容部に一体化され、前記第１収容部の外側に露出された第１部分を有し、
前記第２工程では、前記第１端子を前記第１収容部の貫通孔に貫通させ、前記第１収容部の貫通孔の内部で前記第１端子と前記第１部分とを接触させることを特徴とする請求項１に記載の物理量センサ装置の製造方法。
【請求項３】
前記第２端子は、前記第１部分に連結され、前記第１収容部の外側に突出する第２部分を有し、
前記第４工程では、前記第２収容部に前記第２部分を収容することを特徴とする請求項２に記載の物理量センサ装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１収容部および前記第２収容部は樹脂部材であり、
前記第２工程では、前記センサエレメントに前記第１収容部を接着剤により固定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の物理量センサ装置の製造方法。
【請求項５】
被圧力測定気体もしくは被圧力測定液体を導く導入孔を有するネジ部の当該導入孔の一端に設けられた台座部上に、前記導入孔を塞ぐようにセンサエレメントを固定する第１工程と、
前記ネジ部との間に前記センサエレメントを挟み込むように、かつ前記センサエレメントに配置された、前記センサエレメントの信号を取り出す第１端子を収容するように、前記センサエレメントに第１収容部を固定する第２工程と、
前記第１端子と、前記第１収容部に配置された、外部配線との接続部となる第２端子と、を接合する第３工程と、
前記センサエレメントとの間に前記第１収容部を挟み込むように、かつ前記第２端子を収容するように、前記第１収容部に第２収容部を固定する第４工程と、
を含み、
前記第２工程では、前記センサエレメントに前記第１収容部を接着剤により固定することを特徴とする物理量センサ装置の製造方法。
【請求項６】
被圧力測定気体もしくは被圧力測定液体を導く導入孔を有し、当該導入孔の一端に台座部を備えるネジ部と、
前記台座部上に前記導入孔を塞ぐように固定されたセンサエレメントと、
前記センサエレメントに配置された、前記センサエレメントの信号を取り出す第１端子と、
前記ネジ部との間に前記センサエレメントを挟み込むように前記センサエレメントに固定され、前記第１端子を収容する第１収容部と、
前記第１収容部に配置されて前記第１端子に接合された、外部配線との接続部となる第２端子と、
前記センサエレメントとの間に前記第１収容部を挟み込むように前記第１収容部に固定され、前記第２端子を収容する第２収容部と、
を備えることを特徴とする物理量センサ装置。
【請求項７】
前記第１端子と前記第２端子との接触部は、前記第２収容部側に露出されており、当該接触部で接合されていることを特徴とする請求項６に記載の物理量センサ装置。
【請求項８】
前記第２端子は、前記第１収容部に一体化され、前記第１収容部の外側に露出された第１部分を有し、
前記第１端子は、前記第１収容部の貫通孔を貫通し、前記第１収容部の貫通孔の内部で前記第１部分に接合されていることを特徴とする請求項６または７に記載の物理量センサ装置。
【請求項９】
前記第２端子は、前記第１部分に連結され、前記第１収容部の外側に突出する第２部分を有し、
前記第２収容部は、前記第２部分を収容することを特徴とする請求項８に記載の物理量センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、物理量センサ装置および物理量センサ装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や産業用機器には多数の物理量センサ装置が用いられている。物理量センサ装置には圧力センサ装置や加速度センサ装置などがあり、高温多湿の厳しい環境で使用されることが多い。物理量センサ装置では、外部への信号端子ピン（コンタクトピン）を収容するコネクタ部（ソケット部）と、センサエレメントの信号を取り出すための端子ピン（リードピン）またはセンサエレメント全体を収容するハウジングと、を一体化した構成が公知である。
【０００３】
このような物理量センサ装置として、継手のエレメント収納孔内に、圧力検出エレメントをＯリングとともに嵌め込み、コネクタ部をＯリングとともにエレメント収納孔内に嵌め込み、この後に、エレメント収納孔の肉薄の開口縁部をかしめ、圧力検出エレメントと継手とコネクタ部とを一体化した装置が提案されている（例えば、下記特許文献１（第００３０段落、第１図）参照。）。
【０００４】
また、別の物理量センサ装置として、黄銅などから形成された継手と、継手の内部に収容されるセンサエレメントと、継手の開口縁部がかしめられることにより継手からの抜けが防止されるとともに継手に一体化されるコネクタ部と、から構成された装置が提案されている（例えば、下記特許文献２（第０００２段落、第６図）参照。）。
【０００５】
また、別の物理量センサ装置として、圧力検出素子を内部に含むセンサエレメントと、センサエレメントを覆い圧力検出素子に接続される基板やリード線を収容したコネクタ部と、を備えた装置が提案されている。コネクタ部は、圧力検出素子を取付けたベースの外側から嵌合してセンサエレメントを収容する（例えば、下記特許文献３（第００１３，００１８段落、第１図）参照。）。
【０００６】
また、別の物理量センサ装置として、ハウジング本体内部の凹部にＯリングを配置しその上にセンサエレメントを載置し、センサエレメントからの電気信号を外部に取り出すためのコネクタ部をハウジング本体に固定した装置が提案されている（例えば、下記特許文献４（第００３８〜００３９段落、第４図）参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１１６６４３号公報
【特許文献２】特開２００４−１６３３２１号公報
【特許文献３】特開２０１２−０６８１０５号公報
【特許文献４】特開２０１４−１３２２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１〜４では、次の問題が生じる。まず、コネクタ部とハウジングとを樹脂成形で一体化した従来の物理量センサ装置の組立方法（製造方法）のうち、リードピンとコンタクトピンとを溶接する方法について、図１８に示す従来構成を例に説明する。図１８は、従来の物理量センサ装置の組立途中の状態を示す斜視図である。図１８（ａ）には、リードピン１０１とコンタクトピン１０２との溶接後、コネクタ部（不図示）の取付け前のセンサエレメントの状態を示す。図１８（ｂ）には、図１８（ａ）のリードピン１０１とコンタクトピン１０２との溶接箇所１０３を拡大して示す。図１８（ａ），１８（ｂ）はそれぞれ上記特許文献２の図２，５である。
【０００９】
図１８（ａ）に示すように、従来の物理量センサ装置では、センサハウジング１０５の開口部内に装填されたハーメチックガラス（不図示）に、複数のリードピン１０１が固着される。センサハウジング１０５の上面には、コンタクトピン１０２を立設したホルダー１０６が配置される。ホルダー１０６の切欠部１０６ａに露出された３つの孔１０７から、それぞれリードピン１０１の上端部１０１ａが上方に突出している。この３つのリードピン１０１の上端部１０１ａに、リードピン１０１とコンタクトピン１０２とが同一直線をなすように、それぞれコンタクトピン１０２の下端部１０２ｂがレーザー光によりスポット溶接される。符号１０８は、残りのリードピン（不図示）が挿入された孔である。
【００１０】
図１８（ｂ）に示すように、レーザー光１０４は、リードピン１０１とコンタクトピン１０２との溶接箇所１０３に、リードピン１０１の軸方向（縦方向）と直交する方向（横方向）から照射する必要がある。このため、リードピン１０１とコンタクトピン１０２とを溶接するまでは、レーザー光１０４の進入経路を確保するために、レーザー光１０４の進入経路上に障害物となる部材を配置してはいけない。したがって、コンタクトピン１０２を囲むコネクタ部（不図示）を取付ける前に、コネクタ部を保持可能なカバーを付けるという２段階の組立が必要となる。すなわち、リードピン１０１とコンタクトピン１０２とを溶接する１工程のため、組立完成に至るまでに１工程以上の追加工程が必要となる。
【００１１】
また、リードピン１０１およびコンタクトピン１０２は細く、例えば端部断面の平面形状が円形や矩形状である場合にその経は０．５ｍｍ程度である。このため、リードピン１０１の上端部１０１ａとコンタクトピン１０２の下端部１０２ａとの位置合わせに、リードピン１０１およびコンタクトピン１０２の加工公差が必要になってくる。また、リードピン１０１とコンタクトピン１０２との溶接時、リードピン１０１の上端部１０１ａに、コンタクトピン１０２の下端部１０２ａを突き立てて接触させる。このため、リードピン１０１に負荷がかかり、リードピン１０１を固着したハーメチックガラスに余計な荷重がかかるという問題がある。
【００１２】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、簡易に組み立てることができる物理量センサ装置および物理量センサ装置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】
【００１３】
上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかる物理量センサ装置の製造方法は、次の特徴を有する。まず、被圧力測定気体もしくは被圧力測定液体を導く導入孔を有するネジ部の当該導入孔の一端に設けられた台座部上に、前記導入孔を塞ぐようにセンサエレメントを固定する第１工程を行う。次に、前記ネジ部との間に前記センサエレメントを挟み込むように、かつ前記センサエレメントに配置された、前記センサエレメントの信号を取り出す第１端子を収容するように、前記センサエレメントに第１収容部を固定する第２工程を行う。次に、前記第１端子と、前記第１収容部に配置された、外部配線との接続部となる第２端子と、を接合する第３工程を行う。次に、前記センサエレメントとの間に前記第１収容部を挟み込むように、かつ前記第２端子を収容するように、前記第１収容部に第２収容部を固定する第４工程を行う。前記第２工程では、前記第１収容部の外側に露出されるように前記第１端子と前記第２端子とを接触させる。前記第３工程では、前記第１端子と前記第２端子との接触部にレーザーを照射して、前記第１端子と前記第２端子とを接合する。
【００１４】
また、この発明にかかる物理量センサ装置の製造方法は、上述した発明において、前記第２端子は、前記第１収容部に一体化され、前記第１収容部の外側に露出された第１部分を有する。前記第２工程では、前記第１端子を前記第１収容部の貫通孔に貫通させ、前記第１収容部の貫通孔の内部で前記第１端子と前記第１部分とを接触させることを特徴とする。
【００１５】
また、この発明にかかる物理量センサ装置の製造方法は、上述した発明において、前記第２端子は、前記第１部分に連結され、前記第１収容部の外側に突出する第２部分を有する。前記第４工程では、前記第２収容部に前記第２部分を収容することを特徴とする。
【００１６】
また、この発明にかかる物理量センサ装置の製造方法は、上述した発明において、前記第１収容部および前記第２収容部は樹脂部材である。前記第２工程では、前記センサエレメントに前記第１収容部を接着剤により固定することを特徴とする。
【００１７】
また、上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかる物理量センサ装置の製造方法は、次の特徴を有する。まず、被圧力測定気体もしくは被圧力測定液体を導く導入孔を有するネジ部の当該導入孔の一端に設けられた台座部上に、前記導入孔を塞ぐようにセンサエレメントを固定する第１工程を行う。次に、前記ネジ部との間に前記センサエレメントを挟み込むように、かつ前記センサエレメントに配置された、前記センサエレメントの信号を取り出す第１端子を収容するように、前記センサエレメントに第１収容部を固定する第２工程を行う。次に、前記第１端子と、前記第１収容部に配置された、外部配線との接続部となる第２端子と、を接合する第３工程を行う。次に、前記センサエレメントとの間に前記第１収容部を挟み込むように、かつ前記第２端子を収容するように、前記第１収容部に第２収容部を固定する第４工程を行う。前記第２工程では、前記センサエレメントに第１収容部を接着剤により固定する。
【００１８】
また、上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかる物理量センサ装置は、ネジ部、センサエレメント、第１，２端子、第１，２収容部を備え、次の特徴を有する。前記ネジ部は、被圧力測定気体もしくは被圧力測定液体を導く導入孔を有し、当該導入孔の一端に台座部を備える。前記センサエレメントは、前記台座部上に前記導入孔を塞ぐように固定されている。前記第１端子は、前記センサエレメントに配置され、前記センサエレメントの信号を取り出す。前記第１収容部は、前記ネジ部との間に前記センサエレメントを挟み込むように前記センサエレメントに固定され、前記第１端子を収容する。前記第２端子は、前記第１収容部に配置されて前記第１端子に接合され、外部配線との接続部となる。前記第２収容部は、前記センサエレメントとの間に前記第１収容部を挟み込むように前記第１収容部に固定され、前記第２端子を収容する。
【００１９】
また、この発明にかかる物理量センサ装置は、上述した発明において、前記第１端子と前記第２端子との接触部は、前記第２収容部側に露出されており、当該接触部で接合されていることを特徴とする。
【００２０】
また、この発明にかかる物理量センサ装置は、上述した発明において、前記第２端子は、前記第１収容部に一体化され、前記第１収容部の外側に露出された第１部分を有する。前記第１端子は、前記第１収容部の貫通孔を貫通し、前記第１収容部の貫通孔の内部で前記第１部分に接合されていることを特徴とする。
【００２１】
また、この発明にかかる物理量センサ装置は、上述した発明において、前記第２端子は、前記第１部分に連結され、前記第１収容部の外側に突出する第２部分を有する。前記第２収容部は、前記第２部分を収容することを特徴とする。
【００２２】
上述した発明によれば、物理量センサ装置の製造途中（組立途中）で第１収容部の上部上面を露出させることができる。このため、第１収容部の上部上面に第１，２端子同士の接触部（接合される部分）が露出されるように第１収容部に第２端子を一体成形することで、物理量センサ装置の組立途中でほぼ上方から俯瞰可能に第１，２端子同士の接触部を露出させることができる。このため、ほぼ上方からのレーザー溶接により第１，２端子同士を接合することができるため、第１，２端子同士を容易に接合することができる。また、センサエレメントに第１収容部を接着剤により容易に固定することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明にかかる物理量センサ装置および物理量センサ装置の製造方法によれば、簡易に組み立てることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施の形態１にかかる物理量センサ装置の構成を示す断面図である。
【図２】図１のコネクタピンの構成を示す説明図である。
【図３】図１のコネクタピンの端部形状の一例を示す平面図である。
【図４】図１のコネクタピンの端部形状の一例を示す平面図である。
【図５】図１のコネクタピンの端部形状の一例を示す平面図である。
【図６】実施の形態１にかかる物理量センサ装置の製造途中の状態を模式的に示す斜視図である。
【図７】実施の形態１にかかる物理量センサ装置の製造途中の状態を模式的に示す斜視図である。
【図８】実施の形態１にかかる物理量センサ装置の製造途中の状態を模式的に示す斜視図である。
【図９】実施の形態１にかかる物理量センサ装置の製造途中の状態を模式的に示す斜視図である。
【図１０】実施の形態１にかかる物理量センサ装置の製造途中の状態を模式的に示す斜視図である。
【図１１】実施の形態１にかかる物理量センサ装置の製造途中の状態を模式的に示す斜視図である。
【図１２】実施の形態１にかかる物理量センサ装置の製造途中の状態を模式的に示す斜視図である。
【図１３】実施の形態１にかかる物理量センサ装置の製造途中の状態を模式的に示す斜視図である。
【図１４】実施の形態１にかかる物理量センサ装置の製造途中の状態を模式的に示す斜視図である。
【図１５】実施の形態１にかかる物理量センサ装置の製造途中の状態を模式的に示す斜視図である。
【図１６】実施の形態２にかかる物理量センサ装置の構成を示す断面図である。
【図１７】実施の形態３にかかる物理量センサ装置の構成を示す断面図である。
【図１８】従来の物理量センサ装置の組立途中の状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる物理量センサおよび物理量センサの製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明および添付図面において、同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２６】
（実施の形態１）
実施の形態１にかかる物理量センサ装置の構成について、圧力センサ装置を例に説明する。図１は、実施の形態１にかかる物理量センサ装置の構成を示す断面図である。図２は、図１のコネクタピンの構成を示す説明図である。図２（ａ）にはコネクタピン３１の断面図を示し、図２（ｂ）にはコネクタピン３１の俯瞰図を示す。図３〜５は、図１のコネクタピンの端部形状の一例を示す平面図である。図３には図２の矩形枠Ａにおける平面形状を示し、図４，５には矩形枠Ａにおける平面形状の別の一例を示す。図１に示すように、物理量センサ装置１００は、センサエレメント１、ネジ部２、インナーハウジング部（第１収容部）３およびソケットハウジング部（コネクタハウジング部（第２収容部））４を備える。センサエレメント１は、収納箱１０、収納箱１０の凹部１０ａに収納された、圧力センサチップ（半導体チップ）１１、台座部材１２、ダイアフラム１３、を備える。
【００２７】
収納箱１０は、例えばステンレス鋼材（ＳＵＳ）などの金属でできている。圧力センサチップ１１は、例えば半導体シリコンの第１の面（図１では上面）から凹加工して形成された受圧部であるダイアフラム１１ａを有する。このダイアフラム１１ａで圧力を受ける。半導体シリコンの第２の面（図１では下面）の、ダイアフラム１１ａの裏側に相当する箇所には、拡散抵抗よりなる少なくとも４つのゲージ（図示せず）が形成されている。これらのゲージは、圧力センサチップ１１に圧力が印加された際に半導体シリコンの第２の面に発生する歪を抵抗値に変換する。圧力センサチップ１１は他の半導体材料でできていてもよい。
【００２８】
また、図示省略するが、圧力センサチップ１１には、前記ゲージによって構成されるホイートストーンブリッジ回路などの圧力センサ素子や、制御回路が形成されている。制御回路とは、圧力センサ素子の出力信号を増幅する回路、感度を補正する回路、オフセットを補正する回路、感度およびオフセットの温度特性を補正する回路などである。また、圧力センサチップ１１には、サージ保護素子やフィルタ（図示省略）なども形成されている。圧力センサチップ１１の第２の面上の各電極は、それぞれ、ボンディングワイヤ１４により後述する各リードピン（第１端子）１５に接続されている。
【００２９】
圧力センサチップ１１の第１の面は、収納箱１０の凹部１０ａの底面に台座部材１２を介して固着されている。台座部材１２は、特に限定しないが、例えばガラス材料、すなわちパイレックス（商標登録）ガラスやテンパックスガラスなどでできている。台座部材１２と圧力センサチップ１１とは、静電接合によって接合されている。台座部材１２と収納箱１０とは、接着剤（不図示）によって接着されている。リードピン１５は、センサエレメント１の信号を取り出すための端子ピンであり、複数配置される。
【００３０】
各リードピン１５は、それぞれ、収納箱１０の異なる貫通孔１０ｂを通って収納箱１０を貫通し、当該貫通孔１０ｂを塞ぐ例えばガラスなどの絶縁性部材１６により収納箱１０に固定されている。リードピン１５の一方の端部（以下、下端部とする）は、収納箱１０の凹部１０ａから下方（ネジ部２側）に突出し、圧力センサチップ１１の第２の面上の各回路にボンディングワイヤ１４により接続されている。リードピン１５の他方の端部（以下、上端部とする）は、収納箱１０の凹部１０ａ側に対して反対側から上方（ソケットハウジング部４側）に突出している。
【００３１】
具体的には、複数のリードピン１５のうち、電源端子、グランド端子および出力端子である各リードピン（以下、第１リードピンとする）１５ａの下端部は、それぞれ、ボンディングワイヤ１４により圧力センサ素子の各電極に接続される。第１リードピン１５ａの上端部は、インナーハウジング部３の貫通孔３ｂを貫通する。また、第１リードピン１５ａの上端部は、インナーハウジング部３の貫通孔３ｂの内壁全体に接する程度に延在し、かつインナーハウジング部３の貫通孔３ｂよりも上方（すなわちソケットハウジング部４に囲まれた空間４１）に突出しないことが好ましい。
【００３２】
一方、複数のリードピン１５のうち、特性調整・トリミングのための各リードピン（以下、第２リードピンとする）１５ｂの下端部は、それぞれボンディングワイヤ１４により所定の制御回路の各電極に接続される。第２リードピン１５ｂは、物理量センサ装置１００の組み立て途中に特性調整・トリミングを行うために用いられ、特性調整・トリミング後には用いられない。このため、第２リードピン１５ｂの上端部は、特性調整・トリミング後に、インナーハウジング部３の後述する凹部３２内に収まる程度の長さに短く切断されている。すなわち、第２リードピン１５ｂの長さは、第１リードピン１５ａの長さよりも短い。
【００３３】
具体的には、第２リードピン１５ｂの長さは、例えば後述するノイズ対策用基板１７の下面（縦方向に収納箱１０に対向する面）に接する程度以下の長さであってもよいし、ノイズ対策用基板１７の貫通孔１７ａを貫通してノイズ対策用基板１７を固定可能な長さであってもよい。図１には、第１リードピン１５ａと、１つの第２リードピン１５ｂとにノイズ対策用基板１７を固定した状態を示す。縦方向とは、リードピン１５の軸方向である。横方向とは、リードピン１５の軸方向と直交する方向である。リードピン１５は、例えば４２アロイ（４２Ａｌｌｏｙ）や、ニッケル（Ｎｉ）を５０ｗｔ％程度含み、かつ残りの割合で鉄（Ｆｅ）を含む鉄ニッケル合金（５０Ｎｉ−Ｆｅ）などの金属でできている。
【００３４】
収納箱１０の上方に、縦方向に収納箱１０に対向するように、ノイズ対策用基板１７およびノイズ対策用のチップコンデンサ１８が設けられていてもよい。ノイズ対策用基板１７には、リードピン１５を貫通させるための貫通孔１７ａが設けられている。この貫通孔１７ａの周囲に設けられたランド（不図示）に第１リードピン１５ａがはんだ付けされている。ノイズ対策用基板１７は、貫通孔１７ａを貫通する第１リードピン１５ａに固定され、収納箱１０に対する配置（縦方向および横方向）が決定される。
【００３５】
ノイズ対策用基板１７の貫通孔１７ａに第２リードピン１５ｂを貫通させて、当該第２リードピン１５ｂにノイズ対策用基板１７を固定してもよい。この場合、第２リードピン１５ｂが貫通する貫通孔１７ａの周囲にランドを設けなくてもよい。チップコンデンサ１８は、ノイズ対策用基板１７の上面（縦方向に収納箱１０に対向する面に対して反対側の面）に配置され、配線パターンおよびランドを介して第１リードピン１５ａに電気的に接続されている。
【００３６】
ネジ部２は、例えばＳＵＳなどの金属でできている。ネジ部２の中心には、縦方向に空気や油（オイル）等の圧力媒体が通る貫通孔２３が設けられている。ネジ部２の一方の開放端における貫通孔２３の開口部が圧力導入口２４である。ネジ部２の他方の開放端における貫通孔２３の開口部２５と収納箱１０の凹部１０ａとが対向するように、ネジ部２の他方の開放端に設けられた台座部２１上に、ダイアフラム１３を挟んで収納箱１０が載置されている。ネジ部２の台座部２１、ダイアフラム１３および収納箱１０の積層箇所の周囲は、レーザー溶接により接合されている。
【００３７】
ダイアフラム１３は、波打った薄い金属板であり、例えばＳＵＳなどの金属でできている。ダイアフラム１３は、収納箱１０の凹部１０ａの開口部、および、ネジ部２の他方の開放端を塞ぐように配置される。収納箱１０の凹部１０ａとダイアフラム１３とに囲まれた空間には、圧力センサチップ１１に圧力を伝達するシリコンオイルなどの液体（圧力媒体）２０が充填されている。ネジ部２の台座部２１、ダイアフラム１３および収納箱１０の積層箇所（接合部）の周囲の符号２２は、ネジ部２の台座部２１と収納箱１０との溶接部である。符号２６は、オーリングである。
【００３８】
インナーハウジング部３は、コネクタピン（第２端子）３１と一体成形された樹脂部材であり、センサエレメント１の上方および周囲を囲む略凹部状をなす。具体的には、インナーハウジング部３は、収納箱１０の凹部１０ａ側に対して反対側の外周部に接着剤（不図示）により接着されている。収納箱１０とインナーハウジング部３との接触面のほぼ全面に接着剤が介在する。インナーハウジング部３と収納箱１０との接着面の一方の面を凹凸が交互に繰り返し並んだ断面形状（例えばのこぎり刃のようなぎざぎざ）とし、当該接着面での接着剤の量を増やすことで、インナーハウジング部３と収納箱１０とを接着しやすくしてもよい。インナーハウジング部３の凹部３２は、第２リードピン１５ｂ、ノイズ対策用基板１７およびノイズ対策用のチップコンデンサ１８を収容可能な深さを有する。
【００３９】
インナーハウジング部３の、センサエレメント１の上方を覆う部分（以下、インナーハウジング部３の上部とする）３ａには、第１リードピン１５ａを貫通させるための貫通孔３ｂが設けられている。インナーハウジング部３の貫通孔３ｂには、第１リードピン１５ａが気密封止（ハーメチック加工）されている。また、インナーハウジング部３の上部３ａには、コネクタピン３１が一体成形されている。コネクタピン３１は、センサ信号を取り出すための信号端子ピンである。コネクタピン３１の一方の端部３１ａは、インナーハウジング部３の貫通孔３ｂに露出されている。
【００４０】
例えば、コネクタピン３１の一方の端部３１ａは、インナーハウジング部３の貫通孔３ｂの周囲を囲む略リング状の平面形状に成形し、当該貫通孔３ｂの側壁全面に露出されてもよい（図３）。また、コネクタピン３１の一方の端部３１ｄは、インナーハウジング部３の貫通孔３ｂの周囲の一部を囲む略半円状の平面形状に成形し、当該貫通孔３ｂの側壁の一部に露出されていてもよい（図４）。また、コネクタピン３１の一方の端部３１ｅは、インナーハウジング部３の貫通孔３ｂの側壁に達する直線状の平面形状を有し、当該貫通孔３ｂの側壁の一部に露出されていてもよい（図５）。
【００４１】
第１リードピン１５ａの上端部とコネクタピン３１の一方の端部３１ａとの接触部（接合される部分）５３ａには、組立て時に上方から所定の入射角（縦方向に対して３度程度傾いた角度）でレーザー光５３が照射される。このレーザー溶接により、インナーハウジング部３の貫通孔３ｂ内に気密封止された第１リードピン１５ａの上端部は、コネクタピン３１の一方の端部３１ａに接合されている（図２（ａ））。インナーハウジング部３は、貫通孔３ｂを貫通する第１リードピン１５ａに固定され、収納箱１０に対する配置が決定される。コネクタピン３１は、リードピン１５と同様に例えば４２アロイや５０Ｎｉ−Ｆｅなどの金属でできており、レーザー光５３の照射によりコネクタピン３１とリードピン１５とが互いに溶け合うように接合される。図２（ａ）において符号５４は、コネクタピン３１とリードピン１５とが溶融してなる部分である（図３〜５，１６においても同様）。
【００４２】
また、コネクタピン３１は、インナーハウジング部３の上部３ａに埋め込まれた部分（以下、水平部（第１部分）とする）３１ｂと、当該水平部３１ｂに連結され、当該水平部３１ｂと直交して上方に突出する部分（以下、垂直部（第２部分）とする）３１ｃと、からなる略Ｌ字状の断面形状を有する。コネクタピン３１の垂直部３１ｃは、インナーハウジング部３の上部３ａの上面（ソケットハウジング部４内に露出する面）の例えば略四角錐状の突起部３ｃにより支持されている。このインナーハウジング部３の上部３ａの上面の突起部３ｃは、例えば略Ｌ字状に、コネクタピン３１と同数配置される（図２（ｂ））。図２（ｂ）には、コネクタピン３１の一方の端部３１ａがリング状の平面形状である場合を示す。
【００４３】
ソケットハウジング部４は、コネクタピン３１の垂直部３１ｃを収容した、外部配線との接続部である。ソケットハウジング部４は、コネクタピン３１の垂直部３１ｃの周囲を囲む例えば略筒状をなす。ソケットハウジング部４は、インナーハウジング部３の上部３ａの上面の外周部に接着剤（不図示）により接着されている。インナーハウジング部３とソケットハウジング部４との接触面のほぼ全面に接着剤が介在する。ソケットハウジング部４とインナーハウジング部３との接合面に、互いに嵌合する凹凸４ａ，３ｄが設けられていてもよい。
【００４４】
ソケットハウジング部４の内壁の下側（インナーハウジング部３側）には、インナーハウジング部３の上部３ａの上面の突起部３ｃの側面に当接するように、横方向に突出する突起部４ｂが設けられている。ソケットハウジング部４の内壁の突起部４ｂがインナーハウジング部３の上部３ａの上面の突起部３ｃの側面に当接することでソケットハウジング部４が固定され、インナーハウジング部３に対するソケットハウジング部４の配置が決定される。ソケットハウジング部４の内壁の突起部４ｂは、インナーハウジング部３との接合面に嵌合する凹凸４ａを構成してもよい。
【００４５】
ネジ部２の台座部２１、収納箱１０、インナーハウジング部３およびソケットハウジング部４の最大直径はほぼ等しいことが好ましい。その理由は、次の通りである。上述したように、ネジ部２、収納箱１０、インナーハウジング部３およびソケットハウジング部４は順に重ねて接合（または接着）される。このため、ネジ部２の台座部２１、収納箱１０、インナーハウジング部３およびソケットハウジング部４の最大直径をほぼ等しくすることで直径方向（横方向）の小型化を図ることができるからである。
【００４６】
上述した構成の物理量センサ装置１００では、圧力導入口２４から圧力媒体が導入され、圧力センサチップ１１のダイアフラム１１ａで圧力を受けると、ダイアフラム１１ａが変形する。そして、ダイアフラム１１ａ上のゲージ抵抗値が変化し、それに応じた電圧信号が発生する。その電圧信号は、感度補正回路やオフセット補正回路や温度特性補正回路などの調整回路によって調整された増幅回路により増幅され、圧力センサチップ１１から出力される。そして、その出力信号は、ボンディングワイヤ１４を介して第１リードピン１５ａに出力される。
【００４７】
次に、実施の形態１にかかる物理量センサ装置１００の製造方法（組立方法）について説明する。図６〜１５は、実施の形態１にかかる物理量センサ装置の製造途中（組立途中）の状態を模式的に示す斜視図である。まず、図６に示すように、収納箱１０の各貫通孔１０ｂに、それぞれリードピン１５を貫通させる。ここでは、収納箱１０が略円形状の平面形状を有し、収納箱１０の凹部１０ａの底面の中心を中心とする円周上に貫通孔１０ｂが設けられている場合を例に説明する。複数の孔のうち、１つの孔は圧力媒体であるオイルを注入するための孔１０ｃであり、残りの孔がリードピン１５を貫通させる貫通孔１０ｂである。
【００４８】
次に、収納箱１０の貫通孔１０ｂにガラスなどの絶縁性部材１６を流し込んでリードピン１５と収納箱１０とを接合（気密封止）する。次に、収納箱１０の凹部１０ａの底面の、貫通孔１０ｂが設けられていない例えば中心に接着剤５１を塗布する。次に、図７に示すように、収納箱１０の凹部１０ａの底面の接着剤５１上に、圧力センサチップ１１を搭載して接着する。次に、図８に示すように、圧力センサチップ１１の各電極とリードピン１５とをボンディングワイヤ１４により電気的に接続する。次に、図９に示すように、ネジ部２の台座部２１上に、ダイアフラム１３を挟んで、凹部１０ａ側が下（ネジ部２側）になるように収納箱１０を載置し、これらの部材の積層部分を例えばレーザーシーム溶接により接合する。
【００４９】
次に、図１０に示すように、真空雰囲気下で、収納箱１０の孔１０ｃから収納箱１０の凹部１０ａとダイアフラム１３とに囲まれた空間にシリコンオイルなどの液体２０を注入する。次に、図１１に示すように、液体２０を注入した孔１０ｃに例えばＳＵＳなどの金属でできた金属球５２を押し当てて電圧を加える。これにより、当該孔１０ｃの開口部に金属球５２が溶接され（抵抗溶接）、液体２０が封止される。次に、一般的な方法により、センサエレメント１の特性調整・トリミングを行う。次に、図１２に示すように、特性調整・トリミングのための第２リードピン１５ｂを切断し、その長さを短くする。
【００５０】
次に、図１３に示すように、ノイズ対策用基板１７の貫通孔１７ａに第１リードピン１５ａを貫通させてはんだ付けすることで、第１リードピン１５ａにノイズ対策用基板１７を固定する。これにより、縦方向に収納箱１０に対向するように、ノイズ対策用基板１７が搭載される。次に、図１４に示すように、コネクタピン３１を一体成形したインナーハウジング部３の貫通孔３ｂに第１リードピン１５ａを貫通させてインナーハウジング部３の位置を決定し、接着剤でインナーハウジング部３を収納箱１０に接着する。
【００５１】
このとき、第１リードピン１５ａは、インナーハウジング部３の上部３ａの上面に露出するコネクタピン３１とインナーハウジング部３の貫通孔３ｂで接触する。また、この段階では、コネクタピン３１の周囲を覆うソケットハウジング部４が接合されていないため、インナーハウジング部３の上方に、後述するレーザー光５３の進入経路上に障害物となる部材は配置されていない。すなわち、ほぼ上方から、第１リードピン１５ａの上端部とコネクタピン３１の一方の端部３１ａとの接触部５３ａを視認可能である。次に、インナーハウジング部３の貫通孔３ｂに上方から所定の入射角でレーザー光５３を照射し、第１リードピン１５ａの上端部とコネクタピン３１の一方の端部３１ａとの接触部５３ａを溶接（接合）する。
【００５２】
次に、例えば、図１５（ｂ）に示すように、レーザー溶接によりソケットハウジング部４とインナーハウジング部３とを接合する。これにより、コネクタピン３１の周囲を囲むように、インナーハウジング部３の上部３ａの上面にソケットハウジング部４が接合される。このとき、例えば、ソケットハウジング部４の内壁に設けられた突起部４ｂをインナーハウジング部３の上部３ａの上面の突起部３ｃの側面に当接させて嵌め合わせた後に（図１５（ａ））、ソケットハウジング部４とインナーハウジング部３とを接合することが好ましい。これによって、インナーハウジング部３にソケットハウジング部４を位置精度よく接合することができる。その後、ネジ部２の台座部２１の下面にオーリング（不図示）を装着することで、図１に示す物理量センサ装置１００が完成する。
【００５３】
以上、説明したように、実施の形態１によれば、コネクタピンを収容するソケットハウジング部と、センサエレメントを収容するインナーハウジング部と、にハウジング部を分離することで、物理量センサ装置の組立途中でインナーハウジング部の上部上面を露出させることができる。このため、インナーハウジング部の上部上面にコネクタピンとリードピンとの接触部（接合される部分）が露出されるようにインナーハウジング部にコネクタピンを一体成形することで、物理量センサ装置の組立途中でほぼ上方から俯瞰可能にコネクタピンとリードピンとの接触部を露出させることができる。すなわち、コネクタピンとリードピンとの接触部の上方にレーザー光の進入経路上の障害物となる部材が配置されない。このため、ほぼ上方からのレーザー溶接によりコネクタピンとリードピンとを容易に接合することができる。したがって、物理量センサ装置の小型化が進んだり、リードピンの直径を小さくしたとしても、上方からのレーザー照射によりコネクタピンとリードピンとの接触部を接合することができるため、コネクタピンとリードピンとを容易に接合することができる。また、リードピンの直径を小さくすることで、センサエレメントの受圧面積を小さくすることができ、耐圧性を向上させることができる。
【００５４】
また、実施の形態１によれば、センサエレメントにインナーハウジング部を接着剤により固定することにより容易に組み立てることができる。また、実施の形態１によれば、インナーハウジング部とソケットハウジング部とが分離されていることで、ネジ部、収納箱およびインナーハウジング部の構成を変えることなく、ソケットハウジング部の形状を変えることができる。このため、ソケットハウジング部に挿入されるプラグの形状に合わせてソケットハウジング部の形状を変えることができ、さまざまなプラグに対応可能である。また、実施の形態１によれば、ネジ部が金属でできているため、ネジ部が樹脂でできている場合では耐えられない圧力帯（例えば２００ＭＰａ）の物理量センサ装置に適用可能である。
【００５５】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２にかかる物理量センサ装置の構成について説明する。図１６は、実施の形態２にかかる物理量センサ装置の構成を示す断面図である。実施の形態２にかかる物理量センサ装置が実施の形態１にかかる物理量センサ装置と異なる点は、次の２点である。１つ目の相違点は、特性調整・トリミングのための第２リードピン１５ｂの上端部を切断せず、すべてのリードピン１５（第１，２リードピン１５ａ，１５ｂ）の長さがほぼ等しい点である。２つ目の相違点は、インナーハウジング部３の上部３ａに、第２リードピン１５ｂの上端部がコネクタピン３１に接触しない構成（後述する、アーチ状に盛り上がった部分３ｅ、溝３ｆ）を設けている点である。
【００５６】
具体的には、図１６に示すように、例えば、インナーハウジング部３の上部３ａの、第２リードピン１５ｂに対応する部分（第２リードピン１５ｂの上方の部分）に、第２リードピン１５ｂを挿入する溝３ｆが設けられている。かつ、インナーハウジング部３の上部３ａの、第２リードピン１５ｂに対応する部分に、第２リードピン１５ｂの上端部を覆うように上方にアーチ状に盛り上がった部分３ｅが設けられている。このアーチ状に盛り上がった部分３ｅにより、第２リードピン１５ｂはソケットハウジング部４に囲まれた空間４１と隔てられる。リードピン１５は、インナーハウジング部３の貫通孔３ｂよりも上方に突出しない長さを有する。このため、インナーハウジング部３の上部３ａの、第２リードピン１５ｂに対応する部分において、溝３ｆの深さはインナーハウジング部３の上部３ａの厚さと同程度でよく、アーチ状の部分３ｅの盛り上がりはほぼ平坦である。また、コネクタピン３１は、インナーハウジング部３の上部３ａの溝３ｆの側壁に露出しないように、インナーハウジング部３の上部３ａに一体成形される。例えば、コネクタピン３１の形状を変えずにコネクタピン３１間に上記溝３ｆを配置してもよいし、上記溝３ｆを迂回するようにコネクタピン３１の水平部３１ｂを折り曲げてもよい。
【００５７】
以上、説明したように、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、実施の形態２によれば、第２リードピンを切断する工程を省略して、物理量センサ装置の組立工程を簡略化することができる。
【００５８】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３にかかる物理量センサ装置の構成について説明する。図１７は、実施の形態３にかかる物理量センサ装置の構成を示す断面図である。実施の形態３にかかる物理量センサ装置が実施の形態１にかかる物理量センサ装置と異なる点は、制御回路やサージ保護素子、フィルタを形成した制御回路チップ（半導体チップ）１９を収納箱１０の凹部１０ａの外側に配置した点である。
【００５９】
具体的には、ノイズ対策用基板１７の上面に、上述した制御回路やサージ保護素子、フィルタを形成した制御回路チップ１９を配置する。ノイズ対策用基板１７の上面に、チップコンデンサ１８と、制御回路チップ１９と、の２つ半導体チップが配置される。圧力センサチップ１１には、ゲージによって構成されるホイートストーンブリッジ回路などの圧力センサ素子のみが形成される。この場合、特性調整・トリミング時に、制御回路チップ１９の各電極に針（プローブ）をあてて特性調整・トリミングを行うことができるため、特性調整・トリミングのための第２リードピンを設けなくてよい。また、ノイズ対策用基板１７を固定するために、いずれの電極にも接続されない第３リードピン１５ｃを設けてもよい。
【００６０】
以上、説明したように、実施の形態３によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
以上において本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上述した各実施の形態では圧力センサ装置を例に説明しているが、上述した各実施の形態に限らず、例えば、加速度、ジャイロ（角度や角速度）、流量および温度など圧力以外の物理量を検出する物理量センサ装置にも適用可能である。また、上述した各実施の形態では、歪ゲージ式の圧力センサチップを例に説明しているが、半導体ピエゾ抵抗式、静電容量式およびシリコンレゾナント式の圧力センサチップも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上のように、本発明にかかる物理量センサ装置および物理量センサ装置の製造方法は、収納箱の凹部側（ダイアフラム側）から圧力を印加するセンサチップを備えた物理量センサ装置に有用であり、特に圧力センサ装置に適している。
【符号の説明】
【００６３】
１    センサエレメント
２    ネジ部
３    インナーハウジング部
３ａ  インナーハウジング部の上部
３ｂ  インナーハウジング部の貫通孔
３ｃ  インナーハウジング部の上部の上面の突起部
３ｄ  インナーハウジング部の上部外周部の凹凸
３ｅ  インナーハウジング部の上部のアーチ状の部分
３ｆ  インナーハウジング部の上部の溝
４    ソケットハウジング部
４ａ  ソケットハウジング部の下端部の凹凸
４ｂ  ソケットハウジング部の内壁の突起部
１０  収納箱
１０ａ  収納箱の凹部
１０ｂ  収納箱の貫通孔
１０ｃ  収納箱の孔
１１  圧力センサチップ
１１ａ  ダイアフラム
１２  台座部材
１３  ダイアフラム
１４  ボンディングワイヤ
１５，１５ａ〜１５ｃ  リードピン
１６  絶縁性部材
１７  ノイズ対策用基板
１７ａ  ノイズ対策用基板の貫通孔
１８  チップコンデンサ
１９  制御回路チップ
２０  液体
２１  台座部
２２  溶接部
２３  ネジ部の貫通孔
２４  ネジ部の一方の開放端の開口部（圧力導入口）
２５  ネジ部の他方の開放端の開口部
３１  コネクタピン
３１ａ，３１ｄ，３１ｅ  コネクタピンの端部
３１ｂ  コネクタピンの水平部
３１ｃ  コネクタピンの垂直部
３２  インナーハウジング部の凹部
４１  ソケットハウジング部に囲まれた空間
５１  接着剤
５２  金属球
５３  レーザー光
５３ａ  第１リードピンの上端部とコネクタピンの一方の端部との接触部
５４  コネクタピンとリードピンとが溶融してなる部分
１００  物理量センサ装置
【図１】
0006500691.tif 000002
【図２】
0006500691.tif 000003
【図３】
0006500691.tif 000004
【図４】
0006500691.tif 000005
【図５】
0006500691.tif 000006
【図６】
0006500691.tif 000007
【図７】
0006500691.tif 000008
【図８】
0006500691.tif 000009
【図９】
0006500691.tif 000010
【図１０】
0006500691.tif 000011
【図１１】
0006500691.tif 000012
【図１２】
0006500691.tif 000013
【図１３】
0006500691.tif 000014
【図１４】
0006500691.tif 000015
【図１５】
0006500691.tif 000016
【図１６】
0006500691.tif 000017
【図１７】
0006500691.tif 000018
【図１８】
0006500691.tif 000019