(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側に開口部（１１）が形成され、前記開口部の底部を挟んで前記開口部とは反対側の部位にセンシング部（１４）を配置可能なケース（１０）を用意し、
前記ケースにおける前記開口部からターミナルピン（２０）を挿入し、このターミナルピンの一端部側を前記開口部の底部を貫通させるターミナルピン挿入工程と、
前記ターミナルピンが前記開口部の底部を貫通する部分において前記ケースと前記ターミナルピンとの間をガラス部材（２１）によって封止するガラス部材封止工程と、
前記ケースの開口部から突出する前記ターミナルピンの他端部にコネクタピン（３０）を接合するコネクタピン接合工程と、
筒状のパイプ部材（４０）の一端部を前記ケースに取り付けることにより、前記パイプ部材によって、前記開口部から突出する前記ターミナルピンを前記コネクタピンとの接合部まで覆うパイプ部材取り付け工程と、を備えるセンサ装置の製造方法において、
前記ガラス部材封止工程と前記コネクタピン接合工程との間に、前記ケースにおける前記開口部の底部に第１のコーティング材（５０）を配設し、この第１のコーティング材によって前記ガラス部材を被覆する第１のコーティング材配設工程を行い、
前記パイプ部材取り付け工程を行った後、前記パイプ部材の他端部側の開口部から、第２のコーティング材（５１）を注入して硬化させることにより、前記第２のコーティング材によって前記ターミナルピンと前記コネクタピンとの接合部を封止する第２のコーティング材配設工程を行うことを特徴とするセンサ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、センシング部が設けられたケースに対してセンシング部と電気的に接続されるターミナルピンを挿入し、該挿入部をガラス部材で封止してなるセンサ装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のセンサ装置は、ケースにターミナルピンを挿入し、該挿入部においてケースとターミナルピンとの間をガラス部材で封止し絶縁した構造、いわゆるガラスハーメチック構造を有するものである。従来のこの種の一般的なセンサ装置の製造方法を一部断面図として図５に示す。
【０００３】
図５（ａ）に示すように、一端側に開口部１１が形成された金属等からなるケース１０を用意する。図５（ａ）では、ケース１０における開口部１１の部分は断面にて示されており、開口部１１の底部を挟んで開口部１１とは反対側の部位はその外観が示されている。
【０００４】
そして、このケース１０における開口部１１の底部を挟んで開口部１１とは反対側の部位は、図示しないセンシング部が配置される部分、すなわちセンシング部設置部１２として構成されている。また、このケース１０における開口部１１の底部には、センシング部設置部１２に設置された上記センシング部に通じる貫通穴１７が形成されている。
【０００５】
そして、図５（ａ）に示すように、このケース１０における開口部１１からターミナルピン２０を挿入し、このターミナルピン２０の一端部側を、上記貫通穴１７を通じて開口部１１の底部を貫通させる（ターミナルピン挿入工程）。
【０００６】
さらに、ターミナルピン２０が開口部１１の底部を貫通する部分すなわち貫通穴１７においてケース１０とターミナルピン２０との間をガラス部材２１によって封止する（ガラス部材封止工程）。
【０００７】
次に、図５（ｂ）に示すように、ケース１０の開口部１１から突出するターミナルピン２０の他端部にコネクタピン３０を接合する（コネクタピン接合工程）。ここでは、コネクタピン３０は樹脂等からなる成形体３１に支持されてコネクタアッシー３２として構成されている。
【０００８】
また、このコネクタアッシー３２は、ターミナルピン２０が貫通可能な穴部３３を有し該穴部３３にターミナルピン２０を挿入させて支持する支持部３４を有している。
【０００９】
そして、コネクタアッシー３２をケース１０の開口部１１側に取り付けた状態で、コネクタピン３０とターミナルピン２０とを溶接やかしめ、接着等により電気的に接合する。図示例では、溶接治具Ｋ２を用いて両ピン２０、３０を溶接している。
【００１０】
その後、図５（ｃ）に示すように、金属等からなる筒状のパイプ部材４０の一端部をケース１０に取り付けることにより、このパイプ部材４０によって、開口部１１から突出するターミナルピン２０を、コネクタピン３０との接合部まで覆う（パイプ部材取り付け工程）。
【００１１】
さらに、図５（ｃ）に示すように、シリンジ等の注入治具Ｋ１を用いて、パイプ部材４０の他端部側の開口部から、樹脂等からなるコーティング材５０ａを注入し、パイプ部材４０内に充填する。これにより、ターミナルピン２０とコネクタピン３０との接合部をコーティング材５０ａにより封止し、外部から保護するようにしている。
【００１２】
このようにして製造されたセンサ装置においては、センシング部からのセンサ信号をターミナルピン２０、コネクタピン３０を介して外部に伝達するようになっている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者等の検討によれば、上記従来の製造方法においては、次のような問題が生じることがわかった。
【００１４】
ターミナルピン２０とコネクタピン３０との接合は、溶接やかしめ、接着等により行われるが、このとき、切り屑や導電性接着材等の導電性の異物がわずかながらも発生することは避けられない。
【００１５】
このような導電性異物は、続くコーティング材５０ａの注入によって、コーティング材５０ａとともに、ケース１０の開口部１１の底部に集まる。例えば、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、コネクタアッシー３２の支持部３４の穴部３３から開口部１１の底部へコーティング材５０ａとともに導電性異物が押し出される。
【００１６】
すると、図６（ｃ）に示すように、ケース１０の開口部１１の底部において、この導電性異物Ｇ１がガラス部材２１に付着する。ターミナルピン２０とケース１０およびターミナルピン２０同士は、ガラス部材２１によって絶縁されているが、このように異物Ｇ１が付着すると、これらの間で短絡が発生してしまう。
【００１７】
本発明は上記した本発明者等が見出した新たな問題に鑑みてなされたものであり、ターミナルピンにガラスハーメチック構造を採用したセンサ装置において、製造中に発生する導電性異物がガラス部材に付着するのを防止できるようにすることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、一端側に開口部（１１）が形成され、開口部の底部を挟んで開口部とは反対側の部位にセンシング部（１４）を配置可能なケース（１０）を用意し、ケースにおける開口部からターミナルピン（２０）を挿入し、このターミナルピンの一端部側を開口部の底部を貫通させるターミナルピン挿入工程と、ターミナルピンが開口部の底部を貫通する部分においてケースとターミナルピンとの間をガラス部材（２１）によって封止するガラス部材封止工程と、ケースの開口部から突出するターミナルピンの他端部にコネクタピン（３０）を接合するコネクタピン接合工程と、筒状のパイプ部材（４０）の一端部をケースに取り付けることにより、パイプ部材によって、開口部から突出するターミナルピンをコネクタピンとの接合部まで覆うパイプ部材取り付け工程と、を備えるセンサ装置の製造方法において、
ガラス部材封止工程とコネクタピン接合工程との間に、ケースにおける開口部の底部に第１のコーティング材（５０）を配設し、この第１のコーティング材によってガラス部材を被覆する第１のコーティング材配設工程を行い、パイプ部材取り付け工程を行った後、パイプ部材の他端部側の開口部から、第２のコーティング材（５１）を注入して硬化させることにより、第２のコーティング材によってターミナルピンとコネクタピンとの接合部を封止する第２のコーティング材配設工程を行うことを特徴とする。
【００１９】
それによれば、ターミナルピンとコネクタピンとを接合するコネクタピン接合工程の前に、ケースにおける開口部の底部において、ガラス部材を第１のコーティング材によって被覆することができる。
【００２０】
そして、ターミナルピンとコネクタピンとの接合部を封止するために第２のコーティング材を注入していくと、コネクタピン接合工程時に生じた導電性異物は、第２のコーティング材とともにケースにおける開口部の底部へ流れていく。
【００２１】
しかし、ケースの開口部の底部において、ガラス部材は第１のコーティング材によってすでに被覆されているので、導電性異物はガラス部材に到達しない。したがって、本製造方法によれば、製造中に発生する導電性異物がガラス部材に付着するのを防止することができる。
【００２２】
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を示す一例である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態に係るセンサ装置としての圧力センサＳ１の全体構成を示す一部断面図である。また、図２は、図１中のケース１０におけるセンシング部設置部１２の概略断面図である。
【００２４】
ケース１０は、一端側（図中、上側）に開口部１１が形成された段付円筒形状をなすものであり、鉄系金属等から形成されている。このケース１０における開口部１１の底部を挟んで開口部１１とは反対側（図中、下側）の部位は、センシング部が配置されるセンシング部設置部１２として構成されている。
【００２５】
図２に示すように、センシング部設置部１２は、ケース１０の他端側に形成された凹部１３を有し、この凹部１３内にセンシング部としての感圧素子１４が設置されたものである。この感圧素子１４は例えば半導体ダイアフラム式のセンサ素子であり、印加圧力に応じた電気信号を出力するものを採用することができる。
【００２６】
また、凹部１３は、ケース１０に溶接等にて固定されたメタルダイアフラム１５によって閉塞されており、凹部１３内には圧力伝達媒体としてのオイル１６が封入されている。そして、このメタルダイアフラム１５に印加された圧力がオイル１６を介して感圧素子１４に伝達され、感圧素子１４は受圧した圧力に基づいて信号を出力するようになっている。
【００２７】
また、図２に示すように、ケース１０における開口部１１の底部には、センシング部設置部１２に設置された感圧素子１４に通じる貫通穴１７が形成されている。
【００２８】
そして、ケース１０における開口部１１からターミナルピン２０が挿入されており、このターミナルピン２０の一端部側は、貫通穴１７を通じて開口部１１の底部を貫通し、凹部１３内に露出している。このターミナルピン２０は、例えば鉄系金属等からなるものである。
【００２９】
また、ターミナルピン２０が開口部１１の底部を貫通する部分すなわち貫通穴１７において、ケース１０とターミナルピン２０との間は、絶縁性のハーメチックガラスとしてのガラス部材２１によって封止されている。そして、ケース１０とターミナルピン２０とはガラス部材２１を介して電気的に絶縁されている。
【００３０】
そして、凹部１３内に露出しているターミナルピン２０の一端部は、感圧素子１４と、金やアルミ等のボンディングワイヤ２２によって結線され、電気的に接続されている。
【００３１】
また、図１に示すように、ケース１０の開口部１１から突出するターミナルピン２０の他端部には、鉄系金属等からなるコネクタピン３０が溶接やかしめ、はんだ等の導電性接着材等により電気的・機械的に接合されている。本例では、両ピン２０、３０は溶接接合されている。
【００３２】
また、コネクタピン３０は樹脂等からなる成形体３１に支持されてコネクタアッシー３２として構成されている。また、このコネクタアッシー３２の成形体３１には、ターミナルピン３０が貫通可能な穴部３３を有する支持部３４が一体成形されており、この穴部３３にターミナルピン２０が挿入され支持されている。
【００３３】
また、金属等からなる円筒状のパイプ部材４０の一端部が、ケース１０の開口部１１側に取り付けられている。そして、このパイプ部材４０によって、開口部１１から突出するターミナルピン２０は、ターミナルピン２０とコネクタピン３０との接合部まで覆われている。
【００３４】
ここで、図１に示すように、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の樹脂材料からなるコーティング材５０、５１が、ケース１０の開口部１１内およびパイプ部材４０内に充填されている。
【００３５】
ここで、開口部１１内においては、底部側に位置する第１のコーティング材５０と、この第１のコーティング材５０の上を被覆する第２のコーティング材５１とが設けられている。第１および第２のコーティング材５０、５１は同一樹脂材料でも良いし、互いに相違する樹脂材料でも良い。本例では、両方ともエポキシ樹脂としている。
【００３６】
第１のコーティング材５０は、開口部１１の底部全体を覆うことでガラス部材２１を被覆している。また、第２のコーティング材５１は、コネクタアッシー３２における支持部３４の穴部３３にも充填されており、さらに、ターミナルピン２０とコネクタピン３０との接合部を封止し、外部の異物や水分等から保護している。
【００３７】
このような圧力センサＳ１においては、センシング部設置部１２を被測定環境に置き、メタルダイアフラム１５に印加された圧力がオイル１６を介して感圧素子１４に伝達される。そして、感圧素子１４から出力されるセンサ信号は、ボンディングワイヤ２２、ターミナルピン２０、コネクタピン３０を介して外部に伝達されるようになっている。
【００３８】
次に、本圧力センサＳ１の製造方法について、図３、図４に示される工程説明図を参照して述べる。
【００３９】
［図３（ａ）に示す工程］
一端側に開口部１１が形成され、開口部１１の底部を挟んで開口部１１とは反対側の部位にセンシング部としての感圧素子１４を配置可能なケース１０を用意する。
【００４０】
そして、ケース１０における開口部１１からターミナルピン２０を挿入し、このターミナルピン２０の一端部側を貫通穴１７に通すことで、開口部１１の底部を貫通させる。これがターミナルピン挿入工程である。
【００４１】
次に、ターミナルピン２０が開口部１１の底部を貫通する部分すなわち貫通穴１７においてケース１０とターミナルピン２０との間をガラス部材２１によって封止する。具体的には、ガラス部材２１を溶融させて貫通穴１７に注入し、固化させる。これがガラス部材封止工程である。
【００４２】
次に、上記図２に示したように、ケース１０の凹部１３内に感圧素子１４を接着剤等により固定し、ワイヤボンディングを行って感圧素子１４とターミナルピン２０の一端部とをワイヤ２２で結線する。そして、ダイアフラム１５をケース１０に溶接し、図示しない注入口からオイル１６を凹部１３内に注入し、該注入口を封止する。ここまでの状態が図３（ａ）に示される。
【００４３】
［図３（ｂ）に示す工程］
次に、ケース１０における開口部１１の底部に第１のコーティング材５０を配設し、この第１のコーティング材５０によってガラス部材２１を被覆する。具体的には、第１のコーティング材５０となる液状の樹脂材料（エポキシ樹脂等）を、シリンジ等の注入治具Ｋ１を用いて開口部１１から注入する。これが第１のコーティング材配設工程である。
【００４４】
［図３（ｃ）に示す工程］
次に、ケース１０の開口部１１から突出するターミナルピン２０の他端部にコネクタピン３０を接合する。具体的には、コネクタアッシー３２の支持部３４の穴部３３にターミナルピン２０を挿入し、ターミナルピン２０の他端部とコネクタピン３０とを位置あわせした状態で、両ピン２０、３０を溶接する。これがコネクタピン接合工程である。
【００４５】
［図４（ａ）に示す工程］
次に、円筒状のパイプ部材４０の一端部をケース１０に取り付けることにより、パイプ部材４０によって、開口部１１から突出するターミナルピン２０を、そのコネクタピン３０との接合部まで覆う。具体的に、パイプ部材４０とケース１０とは溶接により接合するが、接着や圧入等による接合でも良い。これがパイプ部材取り付け工程である。
【００４６】
［図４（ｂ）、（ｃ）に示す工程］
次に、パイプ部材４０の他端部側の開口部から、第２のコーティング材５１を注入して硬化させることにより、第２のコーティング材５１によってターミナルピン２０とコネクタピン３０との接合部を封止する。具体的には、第２のコーティング材５１となる液状の樹脂材料（エポキシ樹脂等）を、シリンジ等の注入治具Ｋ１を用いて注入する。これが第２のコーティング材配設工程である。
【００４７】
この工程では、樹脂材料の注入時に、第２のコーティング材５２は、両ピン２０、３０の接合部からコネクタアッシー３２の支持部３４の穴部３３を通って、ケース１０の開口部１１の底部に位置する第１のコーティング材５０の上まで伝わってくる。そして、硬化を行うことで、両コーティング材５０、５１が硬化し、圧力センサＳ１が完成する。なお、図４（ｃ）は圧力センサＳ１の全体外観図である。
【００４８】
なお、上記製造方法において、ケース１０への感圧素子１４やワイヤボンディング、ダイアフラム１５の溶接、オイル１６の封入といったセンシング部の形成は、第２のコーティング材配設工程の後に行っても良い。また、第１のコーティング材５０は第２のコーティング材５１を配設する前に硬化させても良い。
【００４９】
このようにして製造された圧力センサＳ１は、一端側に開口部１１が形成され開口部１１の底部を挟んで開口部１１とは反対側の部位にセンシング部１４が配置されたケース１０と、ケース１０における開口部１１から挿入され一端部側が開口部１１の底部を貫通するターミナルピン２０と、ターミナルピン２０が開口部１１の底部を貫通する部分においてケース１０とターミナルピン２０との間を封止するガラス部材２１と、ケース１０の開口部１１から突出するターミナルピン２０の他端部に接合されたコネクタピン３０と、一端部がケース１０に取り付けられ開口部１１から突出するターミナルピン２０をターミナルピン２０とコネクタピン３０との接合部まで覆う筒状のパイプ部材４０とを備える圧力センサにおいて、ケース１０における開口部１１の底部に配設されガラス部材２１を被覆する第１のコーティング材５０と、この第１のコーティング材５０を被覆するとともにターミナルピン２０とコネクタピン３０との接合部を封止する第２のコーティング材５１とを備えるものである。
【００５０】
ところで、上記製造方法によれば、ガラス部材封止工程とコネクタピン接合工程との間に第１のコーティング材配設工程を行っているため、コネクタピン接合工程の前にすでに、ケース１０における開口部１１の底部において、ガラス部材２１を第１のコーティング材５０によって被覆することができる。
【００５１】
そして、ターミナルピン２０とコネクタピン３０との接合部を封止するために第２のコーティング材５１を注入していくと、コネクタピン接合工程時に生じた導電性異物は、従来と同様、第２のコーティング材５１とともにケース１０における開口部１１の底部へ流れていく。例えば、支持部３４の穴部３３を通って流れていく。
【００５２】
しかし、本実施形態では、ケース１０の開口部１１の底部において、ガラス部材２１は第１のコーティング材５０によってすでに被覆されているので、導電性異物はガラス部材２１に到達しない。したがって、本製造方法によれば、製造中に発生する導電性異物がガラス部材２１に付着するのを防止することができる。
【００５３】
また、本実施形態によれば、第１のコーティング材配設工程以降の工程における取り扱いにおいて、コネクタピン接合工程時に生じる導電性異物だけでなく、その他の異物や水分等からもガラス部材２１を保護することができる。
【００５４】
なお、上記図１に示すセンサ装置において、センシング部は圧力を検出する感圧素子でなくとも良い。例えば、温度検出素子や光検出素子等であっても良い。つまり、本発明は、圧力センサ以外のセンサ装置の製造方法にも適用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るセンサ装置としての圧力センサの全体構成を示す一部断面図である。
【図２】図１中のケースにおけるセンシング部設置部の概略断面図である。
【図３】図１に示す圧力センサの製造方法を示す工程図である。
【図４】図３に続く製造方法を示す工程図である。
【図５】従来のセンサ装置の一般的な製造方法を示す工程図である。
【図６】製造中に発生する導電性異物がガラス部材に付着する様子を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１０…ケース、１１…開口部、１４…感圧素子、２０…ターミナルピン、
２１…ガラス部材、３０…コネクタピン、４０…パイプ部材、
５０…第１のコーティング材、５１…第２のコーティング材。
【図１】
0003870828.tif 000002
【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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