(57)【要約】【課題】第１部材と第２部材との機械的な接続強度が向上された構造体を提供する。【解決手段】第１部材（１０）と第２部材（３０）とが接着固定された構造体。第２部材（３０）には、第１凹部（３２）、第１凹部（３２）の底面から突出した凸部（３３）、第２凹部（３４）が形成され、凸部（３３）と第１凹部（３２）によって構成された環状の溝部（３５）と第２凹部（３４）が連通され、第１部材（１０）が凸部（３３）に搭載され、第１部材（１０）の底面（１２ｄ）が溝部（３５）に貯留された液状の接着剤（５１）に接触した際、表面張力によって第２凹部（３４）に貯留された液状の接着剤（５１）が溝部（３５）に流入し、第１部材（１０）の側面（１２ａ）と第１凹部（３２）の側面（３２ａ）との間に濡れ広がることで、接着剤（５０）が側面（１２ａ）と側面（３２ａ）との間に介在されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材（１０）と第２部材（３０）とが接着剤（５０）を介して接着固定された構造体であって、
前記第２部材（３０）には、前記第１部材（１０）を設けるための第１凹部（３２）と、前記第１凹部（３２）の底面から突出した、前記第１部材（１０）を搭載するための凸部（３３）と、液状の前記接着剤（５１）を貯留するための第２凹部（３４）と、が形成され、
前記凸部（３３）は環状を成し、該凸部（３３）と前記第１凹部（３２）とによって、環状の溝部（３５）が構成され、
前記第２凹部（３４）に液状の前記接着剤（５１）が注入されると、前記溝部（３５）に液状の前記接着剤（５１）が流入するように、前記第２凹部（３４）と前記溝部（３５）とが連通されており、
前記第１部材（１０）が前記凸部（３３）に搭載されて、前記第１部材（１０）の底面（１２ｄ）が前記溝部（３５）に貯留された液状の前記接着剤（５１）に接触した際に、液状の前記接着剤（５１）の表面張力によって、前記第２凹部（３４）に貯留された液状の前記接着剤（５１）が前記溝部（３５）に流入し、液状の前記接着剤（５１）が前記第１部材（１０）の側面（１２ａ）と前記第１凹部（３２）の側面（３２ａ）との間に濡れ広がることで、前記接着剤（５０）が前記第１部材（１０）の側面（１２ａ）と前記第１凹部（３２）の側面（３２ａ）との間に介在されていることを特徴とする構造体。
【請求項２】
複数の前記第２凹部（３４）が、前記第２部材（３０）に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の構造体。
【請求項３】
複数の前記第２凹部（３４）は、前記溝部（３５）の中心を通り、前記凸部（３３）の突出方向に沿う中心線の周方向に、等間隔で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の構造体。
【請求項４】
前記溝部（３５）は、前記第２凹部（３４）から離れるに従って、深くなることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の構造体。
【請求項５】
前記第１凹部（３２）の平面形状と前記第１部材（１０）の輪郭線とが相似であることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の構造体。
【請求項６】
前記第１凹部（３２）の平面形状が正方形であり、
前記第２凹部（３４）は、前記第１凹部（３２）の角部に位置していることを特徴とする請求項５に記載の構造体。
【請求項７】
前記第１部材（１０）の底面に突起部（１３）が形成され、
該突起部（１３）が、前記溝部（３５）内に位置していることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の構造体。
【請求項８】
前記突起部（１３）は環状を成し、
前記突起部（１３）と前記溝部（３５）とが、相似であることを特徴とする請求項７に記載の構造体。
【請求項９】
前記第１部材（１０）は、圧力センサ（１０）であり、
前記第２部材（３０）は、前記圧力センサ（１０）に圧力流体を導くための圧力導入孔（３１）が形成されたハウジング（３０）であり、
前記圧力導入孔（３１）の一方の開口端が、前記凸部（３３）によって囲まれた領域内に位置し、前記圧力センサ（１０）と前記接着剤（５０）とによって閉塞されていることを特徴とする請求項１〜８いずれか１項に記載の構造体。
【請求項１０】
前記圧力センサ（１０）は、環状のステム（１２）と、該ステム（１２）に搭載される圧力チップ（１１）と、を有し、
前記ステム（１２）と前記圧力チップ（１１）との線膨張係数差が、前記圧力チップ（１１）と前記ハウジング（３０）との線膨張係数差よりも小さくなっており、
前記ステム（１２）が、前記接着剤（５０）を介して、前記ハウジング（３０）に接着固定されていることを特徴とする請求項９に記載の構造体。
【請求項１１】
第１部材（１０）と第２部材（３０）とが接着剤（５０）を介して接着固定された構造体の製造方法であって、
前記第１部材（１０）を設けるための第１凹部（３２）と、前記第１凹部（３２）の底面（３２ｂ）から突出した、前記第１部材（１０）を搭載するための環状の凸部（３３）と、液状の前記接着剤（５１）を貯留するための第２凹部（３４）と、が形成され、前記凸部（３３）と前記第１凹部（３２）とによって環状の溝部（３５）が構成され、該溝部（３５）と前記第２凹部（３４）とが連通された前記第２部材（３０）を準備する準備工程と、
該準備工程後、前記第２凹部（３４）に液状の前記接着剤（５１）を注入することで、前記凸部（３３）の高さまで、前記第２凹部（３４）と前記溝部（３５）とに液状の前記接着剤（５１）を貯留する貯留工程と、
該貯留工程後、前記第１部材（１０）を前記凸部（３３）に配置することで、前記第１部材（１０）の底面（１２ｄ）を前記溝部（３５）に貯留された液状の前記接着剤（５１）に接触させて、液状の前記接着剤（５１）の表面張力によって、前記第２凹部（３４）に貯留された液状の前記接着剤（５１）を前記溝部（３５）に流入し、液状の前記接着剤（５１）を前記第１部材（１０）の側面（１２ａ）と前記第１凹部（３２）の側面（３２ａ）との間に濡れ広がらせる濡れ工程と、を有することを特徴とする構造体の製造方法。
【請求項１２】
前記貯留工程において、複数の前記第２凹部（３４）に液状の前記接着剤（５１）を注入することを特徴とする請求項１１に記載の構造体の製造方法。
【請求項１３】
前記貯留工程において、前記溝部（３５）の中心を通り、前記凸部（３３）の突出方向に通る中心線の周方向に、等間隔で形成された複数の前記第２凹部（３４）に液状の前記接着剤（５１）を注入することを特徴とする請求項１２に記載の構造体の製造方法。
【請求項１４】
前記貯留工程において、前記第２凹部（３４）に液状の前記接着剤（５１）を注入することで、前記第２凹部（３４）から離れるに従って深くなる溝部（３５）に液状の前記接着剤（５１）を貯留することを特徴とする請求項１１〜１３いずれか１項に記載の構造体の製造方法。
【請求項１５】
前記第１凹部（３２）の平面形状と前記第１部材（１０）の輪郭線とが相似であり、
前記濡れ工程において、液状の前記接着剤（５１）を前記第１部材（１０）の側面（１２ａ）と前記第１凹部（３２）の側面（３２ａ）との間に前記表面張力によって濡れ広がらせることで、前記第１部材（１０）の側面（１２ａ）と前記第１凹部（３２）の側面（３２ａ）との間の間隔を一定とすることを特徴とする請求項１１〜１４いずれか１項に記載の構造体の製造方法。
【請求項１６】
前記第１凹部（３２）の平面形状が正方形であり、
前記貯留工程において、前記第１凹部（３２）の角部に位置する前記第２凹部（３４）に液状の前記接着剤（５１）を注入することを特徴とする請求項１５に記載の構造体の製造方法。
【請求項１７】
前記濡れ工程において、前記第１部材（１０）の底面（１２ｄ）に形成された突起部（１３）が前記溝部（３５）内に位置するように、前記第１部材（１０）を前記凸部（３３）に配置することを特徴とする請求項１１〜１６いずれか１項に記載の構造体の製造方法。
【請求項１８】
前記突起部（１３）は環状を成し、前記突起部（１３）と前記溝部（３５）とが、相似であり、
前記濡れ工程において、前記突起部（１３）と前記溝部（３５）を構成する壁面との間の間隔を前記表面張力によって一定とすることを特徴とする請求項１７に記載の構造体の製造方法。
【請求項１９】
前記第１部材（１０）は、圧力センサ（１０）であり、
前記第２部材（３０）は、前記圧力センサ（１０）に圧力流体を導くための圧力導入孔（３１）が構成されたハウジング（３０）であり、
前記圧力導入孔（３１）の一方の開口端が、前記凸部（３３）によって囲まれた領域内に位置しており、
前記濡れ工程において、前記圧力センサ（１０）を前記凸部（３３）に配置し、前記接着剤（５０）によって前記圧力センサ（１０）を前記ハウジング（３０）に接着固定することで、前記圧力導入孔（３１）の一方の開口端を、前記圧力センサ（１０）と前記接着剤（５０）とによって閉塞することを特徴とする請求項１１〜１８いずれか１項に記載の構造体の製造方法。
【請求項２０】
前記圧力センサ（１０）は、環状のステム（１２）と、該ステム（１２）に搭載される圧力チップ（１１）と、を有し、
前記ステム（１２）と前記圧力チップ（１１）との線膨張係数差が、前記圧力チップ（１１）と前記ハウジング（３０）との線膨張係数差よりも小さくなっており、
前記濡れ工程において、前記ステム（１２）を前記凸部（３３）に配置して、前記ハウジング（３０）に接着固定することを特徴とする請求項１９に記載の構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１部材と第２部材とが接着剤を介して接着固定された構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示されるように、センサ素子と、該センサ素子を収容する内部空間と、その底面にセンサ外部と連通する圧力導入孔が設けられたパッケージと、を備える半導体圧力センサが提案されている。この半導体圧力センサでは、圧力導入孔の縁部に内部空間に向けて突出する第１の凸部が設けられ、第１の凸部の上面に対して凹んだ部位が、接着剤を溜めるための接着剤溜めとなっている。第１の凸部にセンサ素子が配置されることで、接着剤溜めに充填された接着剤がセンサ素子の底面に接着している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２０１４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記したように、特許文献１に示される半導体圧力センサでは、センサ素子の底面に接着した接着剤を介して、センサ素子がパッケージに接着固定されている。この構成の場合、センサ素子とパッケージとの機械的な接続強度が充分ではなく、センサ素子がパッケージから剥離する虞がある。
【０００５】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、第１部材と第２部材との機械的な接続強度が向上された構造体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】
【０００６】
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、第１部材（１０）と第２部材（３０）とが接着剤（５０）を介して接着固定された構造体であって、第２部材（３０）には、第１部材（１０）を設けるための第１凹部（３２）と、第１凹部（３２）の底面から突出した、第１部材（１０）を搭載するための凸部（３３）と、液状の接着剤（５１）を貯留するための第２凹部（３４）と、が形成され、凸部（３３）は環状を成し、該凸部（３３）と第１凹部（３２）とによって、環状の溝部（３５）が構成され、第２凹部（３４）に液状の接着剤（５１）が注入されると、溝部（３５）に液状の接着剤（５１）が流入するように、第２凹部（３４）と溝部（３５）とが連通されており、第１部材（１０）が凸部（３３）に搭載されて、第１部材（１０）の底面（１２ｄ）が溝部（３５）に貯留された液状の接着剤（５１）に接触した際に、液状の接着剤（５１）の表面張力によって、第２凹部（３４）に貯留された液状の接着剤（５１）が溝部（３５）に流入し、液状の接着剤（５１）が第１部材（１０）の側面（１２ａ）と第１凹部（３２）の側面（３２ａ）との間に濡れ広がることで、接着剤（５０）が第１部材（１０）の側面（１２ａ）と第１凹部（３２）の側面（３２ａ）との間に介在されていることを特徴とする。
【０００７】
このように本発明によれば、第１部材（１０）の底面（１２ｄ）と第１凹部（３２）の底面（３２ｂ）との間だけではなく、第１部材（１０）の側面（１２ａ）と第１凹部（３２）の側面（３２ａ）との間（以下、単に隙間と示す）にも接着剤（５０）が設けられている。したがって、第１部材の底面と第１凹部の底面との間だけに接着剤が設けられた構成と比べて、第１部材（１０）と第２部材（３０）との機械的な接続強度が向上される。
【０００８】
また、本発明では、表面張力によって、第２凹部（３４）に貯留された液状の接着剤（５１）（以下、接着液（５１）と示す）を溝部（３５）に流入させて、接着液（５１）を隙間に濡れ広がらせている。これによれば、隙間に設けられる接着剤（５０）の高さが均一となるので、機械的な接続強度に、品質バラツキが生じることが抑制される。また、第１部材（１０）の側面、及び、第１部材（１０）の側面と対向する第１凹部（３２）の側面それぞれの全周に印加される表面張力が均一となるように、接着液（５１）は隙間に濡れ広がるので、第１部材（１０）及び第１凹部（３２）それぞれの形状を調整することで、第１部材（１０）の配置位置と、接着剤（５０）の形状とを調整することができる。例えば、第１部材（１０）と第１凹部（３２）の形状を相似とすれば、第１部材（１０）と第１凹部（３２）それぞれの中心を一致させることができる。また、隙間の間隔が一定となり、隙間に設けられた接着剤（５０）の幅を均一にすることができる。これにより、局所的に機械的な接続強度が弱い箇所が形成されることが抑制され、第１部材（１０）と第２部材（３０）との機械的な接続強度の信頼性が向上される。
【０００９】
請求項２に記載のように、複数の第２凹部（３４）が、第２部材（３０）に形成された構成が好適である。これによれば、１つの第２凹部（３４）が、第２部材（３０）に形成された構成と比べて、第２凹部（３４）に貯留される接着液（５１）の貯留量が増大される。また、隙間への接着液（５１）の供給口が増大するので、隙間に接着液（５１）が流入する時間が短縮される。これにより、構造体の製造時間が短縮される。
【００１０】
請求項３に記載のように、複数の第２凹部（３４）は、溝部（３５）の中心を通り、凸部（３３）の突出方向に沿う中心線の周方向に、等間隔で形成された構成が好ましい。これによれば、複数の第２凹部（３４）が隣接配置された構成と比べて、１つの第２凹部（３４）から溝部（３５）に流入する接着液（５１）の流動距離を短くすることができる。そのため、溝部（３５）に接着液（５１）が流入する時間が短縮され、構造体の製造時間が短縮される。
【００１１】
請求項４に記載のように、溝部（３５）は、第２凹部（３４）から離れるに従って、深くなる構成が好ましい。これによれば、溝部（３５）の深さが均一の構成と比べて、第２凹部（３４）から溝部（３５）に接着液（５１）が流入する速度が速くなるので、溝部（３５）に接着液（５１）が貯留される時間が短縮される。この結果、構造体の製造時間が短縮される。
【００１２】
請求項５に記載のように、第１凹部（３２）の平面形状と第１部材（１０）の輪郭線とが相似である構成が好ましい。これによれば、請求項１の作用効果で説明したように、第１部材（１０）と第１凹部（３２）それぞれの中心を一致させることができる。また、隙間に設けられた接着剤（５０）の幅を均一にすることができる。これにより、局所的に機械的な接続強度が弱い箇所が形成されることが抑制され、第１部材（１０）と第２部材（３０）との機械的な接続強度の信頼性が向上される。
【００１３】
請求項６に記載のように、第１凹部（３２）の平面形状が正方形であり、第２凹部（３４）は、第１凹部（３２）の角部に位置した構成が好ましい。
【００１４】
接着液（５１）は、溝部（３５）の形状に沿って流動するが、溝部（３５）の形状が突然変化する場合、そこで接着液（５１）の流動速度が低下する。例えば、第２凹部が、１つの角部を構成する２辺のいずれか一方の中央に位置する場合、その第２凹部から溝部に流れ込んだ接着液は、１辺の両端に位置する角部に流れた後、そこで流動方向を９０°変えて次の角部に流れ、その角部で流動方向を再度９０°変えた後、第２凹部の位置する１辺と対向する１辺の中央まで流れる。この構成の場合、溝部（３５）の全周を流動するまでに、接着液（５１）の濡れ広がる方向が２回変更され、接着液（５１）の流動速度が２回低下する。
【００１５】
これに対して、請求項６に記載の構成の場合、第２凹部（３４）から溝部（３５）に流れ込んだ接着液（５１）は、２つの角部まで流動した後、そこで流動方向を９０°変えて、第２凹部（３４）の位置する角部と対向する角部まで流動する。このように、請求項６に記載の構成の場合、溝部（３５）の全周を流動するまでに、接着液（５１）の流動方向が１回変更され、接着液（５１）の流動速度が１回だけ低下する。したがって、上記した比較構成と比べて、接着液（５１）の流動速度の低下が抑制され、溝部（３５）に接着液（５１）が流動する時間の増大が抑制される。この結果、構造体の製造時間の増大が抑制される。
【００１６】
請求項７に記載のように、第１部材（１０）の底面（１２ｄ）に突起部（１３）が形成され、該突起部（１３）が、溝部（３５）内に位置した構成が良い。これによれば、第１部材（１０）と接着剤（５０）との接着面積が増大するので、第１部材の底面に突起部が形成されていない構成と比べて、第１部材（１０）と第２部材（３０）との機械的な接続強度が向上される。
【００１７】
請求項８に記載のように、突起部（１３）は環状を成し、突起部（１３）と溝部（３５）とが、相似である構成が好ましい。これによれば、接着液（５１）は、突起部（１３）と溝部（３５）の全周に印加される表面張力が均一となるように濡れ広がるので、突起部（１３）と溝部（３５）との間の間隔が一定となり、その間に設けられた接着剤（５０）の幅を均一にすることができる。これにより、突起部（１３）と溝部（３５）との間に、局所的に機械的な接続強度が弱い箇所が形成されることが抑制され、第１部材（１０）と第２部材（３０）との機械的な接続強度の信頼性が向上される。
【００１８】
請求項９に記載のように、第１部材（１０）は、圧力センサ（１０）であり、第２部材（３０）は、圧力センサ（１０）に圧力流体を導くための圧力導入孔（３１）が形成されたハウジング（３０）であり、圧力導入孔（３１）の一方の開口端が、凸部（３３）によって囲まれた領域内に位置し、圧力センサ（１０）と接着剤（５０）とによって閉塞された構成が良い。
【００１９】
請求項１の作用効果で記載したように、第１部材（１０）の底面（１２ｄ）と第１凹部（３２）の底面（３２ｂ）との間だけではなく、第１部材（１０）の側面（１２ａ）と第１凹部（３２）の側面（３２ａ）との間（隙間）にも接着剤（５０）が設けられている。したがって、第１部材（１０）の底面（１２ｄ）と第１凹部（３２）の底面（３２ｂ）との間だけに接着剤（５０）が設けられた構成と比べて、第１部材（１０）と第２部材（３０）との機械的な接続強度が向上され、圧力流体の外部への漏れが抑制される。これにより、圧力流体の外部への漏れによって、圧力センサ（１０）に印加される圧力の変動が抑制され、圧力の検出精度の低下が抑制される。
【００２０】
請求項１０に記載のように、圧力センサ（１０）は、環状のステム（１２）と、該ステム（１２）に搭載される圧力チップ（１１）と、を有し、ステム（１２）と圧力チップ（１１）との線膨張係数差が、圧力チップ（１１）とハウジング（３０）との線膨張係数差よりも小さくなっており、ステム（１２）が、接着剤（５０）を介して、ハウジング（３０）に接着固定された構成が良い。
【００２１】
これによれば、圧力チップ（１１）が接着剤（５０）を介してハウジング（３０）に接着固定された構成と比べて、熱膨張に起因するハウジング（３０）の熱応力が圧力チップ（１１）に印加されることが抑制される。これにより、熱応力の印加によって、圧力の検出精度の低下が抑制される。
【００２２】
請求項１１〜２０に記載の発明の作用効果は、請求項１〜１０いずれかに記載の発明の作用効果と同等なので、その記載を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態に係る圧力センサ装置の概略構成を示す上面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】ステムとハウジングとの接着状態を説明するための上面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】ハウジングの概略構成を示す上面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】ハウジングの断面図であり、（ａ）は図５のＶＩＩａ−ＶＩＩａ線に沿う断面、（ｂ）は図５のＶＩＩｂ−ＶＩＩｂ線に沿う断面を示している。
【図８】貯留工程を説明するための上面図であり、（ａ）は、第２凹部への接着液の注入、（ｂ）は、第２凹部から溝部への接着液の流入、（ｃ）は、第２凹部と溝部それぞれでの接着液の貯留を示している。
【図９】濡れ工程を説明するための断面図であり、（ａ）は、ステムの設置、（ｂ）は、ステムと接着液との接触、（ｃ）は、隙間への接着液の濡れ広がりを示している。
【図１０】ステムの変形例における濡れ工程を説明するための断面図であり、（ａ）は、ステムの設置、（ｂ）は、ステムと接着液との接触、（ｃ）は、隙間への接着液の濡れ広がりを示している。
【図１１】ハウジングの変形例を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る構造体を、圧力センサ装置に適用した場合の実施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装置の概略構成を示す上面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図３は、ステムとハウジングとの接着状態を説明するための上面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。図５は、ハウジングの概略構成を示す上面図である。図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。図７は、ハウジングの断面図であり、（ａ）は図５のＶＩＩａ−ＶＩＩａ線に沿う断面、（ｂ）は図５のＶＩＩｂ−ＶＩＩｂ線に沿う断面を示している。図８は、貯留工程を説明するための上面図であり、（ａ）は、第２凹部への接着液の注入、（ｂ）は、第２凹部から溝部への接着液の流入、（ｃ）は、第２凹部と溝部それぞれでの接着液の貯留を示している。図９は、濡れ工程を説明するための断面図であり、（ａ）は、ステムの設置、（ｂ）は、ステムと接着液との接触、（ｃ）は、隙間への接着液の濡れ広がりを示している。
【００２５】
以下においては、圧力センサ１０とハウジング３０とが並ぶ方向を高さ方向と示す。高さ方向は、特許請求の範囲に記載の突出方向に沿う方向である。
【００２６】
圧力センサ装置１００は、要部として、圧力センサ１０と、ハウジング３０と、接着剤５０と、を有する。図１及び図２に示すように、圧力センサ１０は、接着剤５０を介してハウジング３０に接着固定され、ハウジング３０に形成された圧力導入孔３１の一方の開口端が、圧力センサ１０と接着剤５０とによって閉塞されている。これにより、圧力導入孔３１の他方の開口端から圧力導入孔３１内に流入した圧力流体の圧力が、圧力センサ１０に印加されるようになっている。圧力センサ１０は、特許請求の範囲に記載の第１部材に相当し、ハウジング３０は、特許請求の範囲に記載の第２部材に相当する。
【００２７】
圧力センサ１０は、圧力チップ１１と、ステム１２と、を有する。圧力チップ１１は、圧力を電気信号に変換する圧電素子を有し、その平面形状が正方形となっている。ステム１２は、圧力チップ１１とハウジング３０との間に介在される中間部材であり、ステム１２と圧力チップ１１との線膨張係数差が、圧力チップ１１とハウジング３０との線膨張係数差よりも小さくなっている。図３及び図４に示すように、ステム１２は環状を成し、その外環面１２ａによって囲まれた領域、及び、内環面１２ｂによって囲まれた領域それぞれが正方形を成し、それぞれの中心点が、高さ方向で並んでいる。これにより、ステム１２の横幅が一定となっている。ステム１２の内環面１２ｂによって囲まれた領域と圧力導入孔３１とが連通されており、この領域を介して、圧力導入孔３１内に流入した圧力流体が、圧力センサ１０に印加される。
【００２８】
図２及び図４に示すように、ステム１２の上面１２ｃに圧力チップ１１が搭載され、下面１２ｄ（底面１２ｄ）には、ハウジング３０側に突起した突起部１３が形成されている。この突起部１３が、後述するハウジング３０の溝部３５に設けられている。突起部１３は環状を成し、突起部１３の外環面によって囲まれた領域、及び、内環面によって囲まれた領域それぞれが正方形を成し、それぞれの中心点が、高さ方向で並んでいる。これにより、突起部１３の横幅がほぼ一定となっている。また、ステム１２の外環面１２ａと突起部１３の外環面とが連なっており、突起部１３の横幅が、ステム１２の横幅よりも短くなっている。これにより、突起部１３よりも自身の中心点側に位置する底面１２ｄと、後述するハウジング３０の凸部３３とが接触している。
【００２９】
ハウジング３０は、圧力センサ１０を搭載すると共に、圧力センサ１０に圧力流体を導入する機能を果たすものである。図５及び図６に示すように、ハウジング３０には、上記した圧力導入孔３１の他に、圧力センサ１０を設けるための第１凹部３２と、第１凹部３２の底面３２ｂから突出した、圧力センサ１０を搭載するための凸部３３と、液状の接着剤５０を貯留するための第２凹部３４と、が形成されている。圧力導入孔３１の一方の開口端が、凸部３３によって囲まれた領域内に位置している。
【００３０】
第１凹部３２の平面形状は、圧力センサ１０（ステム１２）の輪郭線と相似の関係にあり、本実施形態では、正方形である。図２及び図４に示すように、ステム１２の外環面１２ａと第１凹部３２の側面３２ａとが互いに対向しており、その対向間隔Ｌは、全周囲で一定となっている。対向間隔Ｌは、圧力センサ装置１００の特徴点なので、後で詳説する。
【００３１】
図５及び図６に示すように、凸部３３は環状を成し、その外環面によって囲まれた領域、及び、内環面によって囲まれた領域それぞれが正方形を成し、それぞれの中心点が、高さ方向で並んでいる。これにより、凸部３３の横幅がほぼ一定となっている。本実施形態では、凸部３３の内環面が、圧力導入孔３１を構成する内壁面と連なり、その上面にステム１２の底面１２ｄが接触する。
【００３２】
図５及び図６に示すように、環状の凸部３３と第１凹部３２とによって、環状の溝部３５が構成されている。溝部３５の平面形状は、突起部１３の平面形状と相似の関係にあり、その輪郭線が正方形となっている。この溝部３５と第２凹部３４とが連通しており、第２凹部３４に液体を注入すると、溝部３５内に流入し、溝部３５の全周囲に液体が満たされる。
【００３３】
図７に示すように、溝部３５は、第２凹部３４よりも深くなっており、その深さは、第２凹部３４から離れるに従って、第２凹部３４よりも徐々に深くなっている。したがって、溝部３５内に流入した液体の流動速度は、第２凹部３４から離れるにしたがって徐々に速まる。
【００３４】
本実施形態では、２つの第２凹部３４がハウジング３０に形成されており、２つの第２凹部３４は、溝部３５の中心を高さ方向に通る中心線の周方向に、等間隔で形成されている。本実施形態では、２つの第２凹部３４が、第１凹部３２の角部に位置し、中心線周りの隣接角度が１８０°になっている。２つの第２凹部３４は、対角線上で、互いに対向している。
【００３５】
接着剤５０は、圧力センサ１０（ステム１２）をハウジング３０に接着固定するものである。図１〜図４に示すように、接着剤５０は、第２凹部３４、溝部３５、ステム１２の外環面１２ａと第１凹部３２の側面３２ａとの間に設けられており、この接着剤５０を介して、ステム１２がハウジング３０に接着固定されている。液状の接着剤５０（以下、接着液５１と示す）は、粘性を有し、ステム１２やハウジング３０に接触すると、両者の間に表面張力が働く。
【００３６】
次に、本実施形態に係る圧力センサ装置１００の特徴点であるステム１２の外環面１２ａと第１凹部３２の側面３２ａとの間の対向間隔Ｌを説明する。後述するように、第２凹部３４と溝部３５とに接着液５１が満たされた状態で、ステム１２を凸部３３の上面に搭載する。この搭載時に、ステム１２の底面１２ｄと溝部３５に貯留された接着液５１とが接触することとなるが、対向間隔Ｌは、接着液５１とステム１２との間、及び、接着液５１と側面３２ａとの間それぞれに働く表面張力によって、第２凹部３４に貯留された接着液５１が溝部３５に流入し、接着液５１が外環面１２ａと側面３２ａとの間に濡れ広がる間隔となっている。本実施形態係る第１凹部３２の一辺の長さは４．２ｍｍ、ステム１２の外径が４ｍｍとなっており、対向間隔Ｌは、０．２ｍｍとなっている。
【００３７】
次に、本実施形態に係る圧力センサ装置１００の製造方法を図８及び図９に基づいて説明する。先ず、上記した圧力センサ１０とハウジング３０を準備する。以上が、準備工程である。
【００３８】
該準備工程後、図８の（ａ）に示すように、接着液５１を、第２凹部３４に注入する。第２凹部３４と溝部３５とは連通されているので、第２凹部３４に注入された接着液５１は、図８の（ｂ）に実線矢印で示すように、第２凹部３４から溝部３５内に流入し、第２凹部３４から離れる方向に、流動する。そして、図８の（ｃ）に示すように、溝部３５の全周に接着液５１が流動し、溝部３５及び第２凹部３４それぞれの液面高さが同一となると、その流動が止まる。これによって、溝部３５と第２凹部３４とに接着液５１が貯留される。なお、接着液５１の注入量は、液面高さが凸部３３と同一となるように設定されている。以上が、貯留工程である。
【００３９】
該貯留工程後、図９の（ａ）に示すように、ステム１２を第１凹部３２の上方に配置して、実線矢印で示すように、ステム１２を第１凹部３２内に進める。そして、第９の（ｂ）に示すように、突起部１３を溝部３５内に配置し、ステム１２の底面１２ｄを凸部３３の上面に接触させる。この際、突起部１３と溝部３５を構成する壁面とを接触させながら、ステム１２を第１凹部３２内に配置する。こうすることで、ステム１２と第１凹部３２との概略的な配置位置が決定される。図９の（ｂ）に示すように、ステム１２の底面１２ｄと溝部３５に貯留された接着液５１とが接触すると、接着液５１とステム１２との間、及び、接着液５１と第１凹部３２との間それぞれに働く表面張力によって、第２凹部３４に貯留された接着液５１が溝部３５に流入する。そして、流入した接着液５１の分だけ、ステム１２の外環面１２ａと第１凹部３２の側面３２ａとの間に接着液５１が濡れ広がり、第２凹部３４、溝部３５、外環面１２ａと側面３２ａとの間に接着液５１が設けられる。以上が、濡れ工程である。
【００４０】
該濡れ工程後、接着液５１を固化して、接着剤５０とする固化工程を行う。そして、固化工程後、ステム１２の上面１２ｃに圧力チップ１１を搭載する搭載工程を行う。以上の工程を経ることで、本実施形態に記載の圧力センサ装置１００が製造される。なお、ステム１２に圧力チップ１１が搭載された圧力センサ１０を、濡れ工程にて、ハウジング３０に搭載してもよい。この場合、上記した搭載工程が省かれる。
【００４１】
次に、本実施形態に係る圧力センサ装置１００の作用効果を説明する。上記したように、ステム１２の底面１２ｄと第１凹部３２の底面３２ｂとの間だけではなく、ステム１２の外環面１２ａと第１凹部３２の側面３２ａとの間（以下、単に隙間と示す）にも接着剤５０が設けられている。したがって、ステムの底面と第１凹部の底面との間だけに接着剤が設けられた構成と比べて、ステム１２とハウジング３０との機械的な接続強度が向上され、圧力流体の外部への漏れが抑制される。これにより、圧力流体の外部への漏れによって、圧力センサ１０に印加される圧力の変動が抑制され、圧力の検出精度の低下が抑制される。
【００４２】
また、本発明では、表面張力によって、第２凹部３４に貯留された接着液５１を溝部３５に流入させて、接着液５１を隙間に濡れ広がらせている。これによれば、隙間に設けられる接着剤５０の高さが均一となるので、機械的な接続強度に、品質バラツキが生じることが抑制される。
【００４３】
更にいえば、外環面１２ａ、及び、外環面１２ａと対向する第１凹部３２の側面３２ａそれぞれの全周に印加される表面張力が均一となるように、接着液５１は濡れ広がるので、ステム１２及び第１凹部３２それぞれの形状を調整することで、ステム１２の配置位置と、接着剤５０の形状とを調整することができる。本実施形態では、第１凹部３２の平面形状は、圧力センサ１０（ステム１２）の輪郭線と相似の関係にあるので、表面張力によって、ステム１２と第１凹部３２それぞれの中心が一致させられる。また、隙間の間隔が一定となり、隙間に設けられた接着剤５０の幅が均一になる。これにより、局所的に機械的な接続強度が弱い箇所が形成されることが抑制され、ステム１２とハウジング３０との機械的な接続強度の信頼性が向上される。
【００４４】
複数の第２凹部３４が、ハウジング３０に形成されている。これによれば、１つの第２凹部が、ハウジングに形成された構成と比べて、第２凹部３４に貯留される接着液５１の貯留量が増大される。また、溝部３５への接着液５１の供給口が増大するので、溝部３５に接着液５１が流入する時間が短縮される。これにより、圧力センサ装置１００の製造時間が短縮される。
【００４５】
２つの第２凹部３４は、溝部３５の中心を高さ方向に通る中心線の周方向に、等間隔で形成されており、中心線周りの隣接角度が１８０°になっている。これによれば、２つの第２凹部が隣接配置された構成と比べて、１つの第２凹部３４から溝部３５に流入する接着液５１の流動距離を短くすることができる。そのため、溝部３５に接着液５１が流入する時間が短縮され、圧力センサ装置１００の製造時間が短縮される。
【００４６】
溝部３５の深さは、第２凹部３４から離れるに従って、第２凹部３４よりも徐々に深くなっている。これによれば、溝部の深さが均一の構成と比べて、第２凹部３４から溝部３５に接着液５１が流入する速度が速くなるので、溝部３５に接着液５１が貯留される時間が短縮される。この結果、圧力センサ装置１００の製造時間が短縮される。
【００４７】
接着液５１は、溝部３５の形状に沿って流動するが、溝部３５の形状が突然変化する場合、そこで接着液５１の流動速度が低下する。例えば、第２凹部が、１つの角部を構成する２辺のいずれか一方の中央に位置する場合、その第２凹部から溝部に流れ込んだ接着液は、１辺の両端に位置する角部に流れた後、そこで流動方向を９０°変えて次の角部に流れ、その角部で流動方向を再度９０°変えた後、第２凹部の位置する１辺と対向する１辺の中央まで流れる。この構成の場合、溝部３５の全周を流動するまでに、接着液５１の流動方向が２回変更され、接着液５１の流動速度が２回低下する。
【００４８】
これに対して、本実施形態では、２つの第２凹部３４が、第１凹部３２の角部に位置し、対角線上で互いに対向している。したがって、第２凹部３４から溝部３５に流れ込んだ接着液５１は、２つの角部まで流動した後、そこで流動方向を９０°変えて、第２凹部３４の位置する角部と対向する角部まで流動する。このように、本実施形態の構成の場合、溝部３５の全周を流動するまでに、接着液５１の流動方向が１回変更され、接着液５１の流動速度が１回だけ低下する。したがって、上記した比較構成と比べて、接着液５１の濡れ広がる速度の低下が抑制され、溝部３５に接着液５１が流動する時間の増大が抑制される。この結果、圧力センサ装置１００の製造時間の増大が抑制される。
【００４９】
ステム１２の底面１２ｄに、ハウジング３０側に突起した突起部１３が形成され、溝部３５に設けられている。これによれば、ステム１２と接着剤５０との接着面積が増大するので、ステムの底面に突起部が形成されていない構成と比べて、ステム１２とハウジング３０との機械的な接続強度が向上される。
【００５０】
突起部１３は環状を成し、その平面形状は、溝部３５の平面形状と相似の関係にある。これによれば、接着液５１は、突起部１３と溝部３５の全周に印加される表面張力が均一となるように濡れ広がるので、突起部１３と溝部３５との間の間隔が一定となり、その間に設けられた接着剤５０の幅を均一にすることができる。これにより、突起部１３と溝部３５との間に、局所的に機械的な接続強度が弱い箇所が形成されることが抑制され、ステム１２とハウジング３０との機械的な接続強度の信頼性が向上される。
【００５１】
ステム１２は、圧力チップ１１とハウジング３０との間に介在され、ステム１２と圧力チップ１１との線膨張係数差が、圧力チップ１１とハウジング３０との線膨張係数差よりも小さくなっている。これによれば、圧力チップ１１が接着剤５０を介してハウジング３０に接着固定された構成と比べて、熱膨張に起因するハウジング３０の熱応力が圧力チップ１１に印加されることが抑制される。これにより、熱応力の印加によって、圧力の検出精度の低下が抑制される。
【００５２】
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。
【００５３】
本実施形態では、本発明に係る構造体を、圧力センサ装置に適用した例を示した。しかしながら、構造体の適用例としては、上記例に限定されない。２つの部材が接着固定された構成であれば、適宜採用することができる。
【００５４】
本実施形態では、ステム１２は環状を成し、その外環面１２ａによって囲まれた領域、及び、内環面１２ｂによって囲まれた領域それぞれが正方形を成し、それぞれの中心点が、高さ方向で並んだ例を示した。しかしながら、ステム１２の平面形状としては、環状であれば適宜採用することができ、例えば、円環状などを採用することができる。
【００５５】
本実施形態では、ステム１２の外環面１２ａと突起部１３の外環面とが連なった例を示した。しかしながら、ステム１２の外環面１２ａと突起部１３の外環面とは連なっていなくとも良い。
【００５６】
突起部１３は環状を成し、突起部１３の外環面によって囲まれた領域、及び、内環面によって囲まれた領域それぞれが正方形を成し、それぞれの中心点が、高さ方向で並んでいる例を示した。しかしながら、突起部１３の平面形状としては、環状であれば適宜採用することができ、例えば、円環状などを採用することができる。
【００５７】
本実施形態では、ステム１２の底面１２ｄに突起部１３が形成された例を示した。しかしながら、図１０に示すように、突起部１３がステム１２に形成されていなくともよい。この場合、図１０の（ｂ）に示すように、濡れ工程において、ステム１２の底面１２ｄだけが接着液５１と接触する。この場合においても、対向間隔Ｌは、表面張力によって第２凹部３４に貯留された接着液５１が溝部３５に流入し、接着液５１が外環面１２ａと側面３２ａとの間に濡れ広がる間隔となっているので、図１０の（ｃ）に示すように、外環面１２ａと側面３２ａとの間に接着液５１が濡れ広がる。図１０は、ステムの変形例における濡れ工程を説明するための断面図であり、（ａ）は、ステムの設置、（ｂ）は、ステムと接着液との接触、（ｃ）は、隙間への接着液の濡れ広がりを示している。
【００５８】
第１凹部３２の平面形状は、圧力センサ１０（ステム１２）の輪郭線と相似の関係にあり、正方形である例を示した。しかしながら、第１凹部３２の平面形状としては上記例に限定されない。ステム１２の輪郭線と相似でなくともよく、例えば、円形を採用することもできる。
【００５９】
本実施形態では、凸部３３は環状を成し、その外環面によって囲まれた領域、及び、内環面によって囲まれた領域それぞれが正方形を成し、それぞれの中心点が、高さ方向で並んだ例を示した。しかしながら、凸部３３の平面形状としては、環状であれば適宜採用することができ、例えば、円環状などを採用することができる。
【００６０】
本実施形態では、凸部３３の内環面が、圧力導入孔３１を構成する内壁面と連なった例を示した。しかしながら、凸部３３の内環面と圧力導入孔３１を構成する内壁面とは連なっていなくとも良い。
【００６１】
本実施形態では、２つの第２凹部３４が、ハウジング３０に形成された例を示した。しかしなら、第２凹部３４の数としては、上記例に限定されず、１つでも、３つ以上でも良い。
【００６２】
本実施形態では、２つの第２凹部３４が、第１凹部３２の角部に位置し、対角線上で、互いに対向した例を示した。しかしながら、第２凹部３４の位置としては、上記例に限定されない。例えば、図１１に示すように、１つの角部を成す二辺それぞれに１ずつ第２凹部３４が位置する構成を採用することもできる。図１１は、ハウジングの変形例を示す上面図である。
【００６３】
本実施形態では、溝部３５の平面形状は、突起部１３の平面形状と相似の関係にあり、その輪郭線が正方形となった例を示した。しかしながら、溝部３５の平面形状としては上記例に限定されない。突起部１３の平面形状と相似でなくともよく、例えば、円環状を採用することができる。
【００６４】
本実施形態では、溝部３５は、第２凹部３４よりも深くなっており、その深さは、第２凹部３４から離れるに従って、第２凹部３４よりも徐々に深くなっている例を示した。しかしながら、溝部３５の深さとしては上記例に限定されず、第２凹部３４に液体を注入した際に、溝部３５に液体が流入し、溝部３５の全周に液体が流動する深さであれば良い。例えば、溝部３５の深さが、第２凹部３４の深さと同一でも良い。
【００６５】
本実施形態では、貯留工程において、液面高さが凸部３３と同一となるように、接着液５１の注入量が設定された例を示した。しかしながら、接着液５１の注入量としては、上記例に限定されない。本実施形態で示したように、ステム１２に突起部１３が形成されている場合、この突起部１３が接着液５１の貯留された溝部３５内に設けられると、接着液５１の液面高さが変動する。したがって、ステム１２に突起部１３が形成されている場合、突起部１３が溝部３５内に配置された際に、接着液５１の液面高さが凸部３３と同一となるように、接着液５１の注入量を設定しても良い。
【００６６】
本実施形態では、図２及び図４に示すように、隙間の一部が接着剤５０によって満たされる例を示した。しかしながら、隙間の全てが接着剤５０によって満たされた構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００６７】
１０・・・圧力センサ
１１・・・圧力チップ
１２・・・ステム
１３・・・突起部
３０・・・ハウジング
３２・・・第１凹部
３３・・・凸部
３４・・・第２凹部
３５・・・溝部
５０・・・接着剤
５１・・・接着液
１００・・・圧力センサ装置
【図１】
2013003112.tif 000003
【図２】
2013003112.tif 000004
【図３】
2013003112.tif 000005
【図４】
2013003112.tif 000006
【図５】
2013003112.tif 000007
【図６】
2013003112.tif 000008
【図７】
2013003112.tif 000009
【図８】
2013003112.tif 000010
【図９】
2013003112.tif 000011
【図１０】
2013003112.tif 000012
【図１１】
2013003112.tif 000013