(57)【要約】【課題】コストを低減させることができる圧力センサ装置および圧力センサ装置の製造方法を提供すること。【解決手段】台座部材２と圧力センサチップ１とは、ダイアフラム５が貫通孔６に臨むように接合される。金属パイプ部材３と台座部材２とは、それらの貫通孔８，６が一続きとなるように位置合わせされ接合される。金属パイプ部材３の開放端１２側の端部に段差部１０ｂを有し、接合端１１側の端部に段差部１０ｂから台座部材２側に突出する凸部１０ａを有する。金属パイプ部材３の凸部１０ａの肉厚ｔ１は、金属パイプ部材３の段差部１０ｂの厚さｔ２よりも薄い。金属パイプ部材３は、凸部１０ａの段差部１０ｂ側の部分から段差部１０ｂの、圧力導入口１３と反対側の面１６にわたって樹脂ケース４に当接し、かつ段差部１０ｂの端部１４の、少なくとも圧力導入口１３側のコーナー部１４ａが樹脂ケース４に覆われた状態で樹脂ケース４に一体成形される。【選択図】図２
2016061661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受圧部に圧力を受けることにより、前記受圧部の歪みを電気信号に変換する手段を有する半導体圧力センサチップと、
第１の面と第２の面を貫通する貫通孔を有する台座部材と、
第１の面と第２の面を貫通する貫通孔を有する金属からなる圧力導入手段と、
前記半導体圧力センサチップからの前記電気信号を取り出す信号端子を有する樹脂ケースと、を具備し、
前記受圧部が前記台座部材の貫通孔に臨む状態で、前記半導体圧力センサチップが前記台座部材の第２の面に接合され、
前記圧力導入手段の貫通孔が前記台座部材の貫通孔につながる状態で、前記圧力導入手段の第２の面が前記台座部材の前記第１の面に金属材料を介して接合され、
前記圧力導入手段は、当該圧力導入手段の貫通孔が開口する開放端側の端部に外向きに突出する段差部と、前記段差部から前記台座部材側に突出する凸部とを有しており、前記段差部の、前記開放端側と反対側の面が前記樹脂ケースに当接した状態で前記樹脂ケースに一体化され、
前記凸部の肉厚が前記段差部の高さよりも薄い寸法である圧力センサセルからなることを特徴とする圧力センサ装置。
【請求項２】
受圧部に圧力を受けることにより、前記受圧部の歪みを電気信号に変換する手段を有する半導体圧力センサチップと、
第１の面と第２の面を貫通する貫通孔を有する台座部材と、
第１の面と第２の面を貫通する貫通孔を有する金属からなる圧力導入手段と、
前記半導体圧力センサチップからの前記電気信号を取り出す信号端子を有する樹脂ケースと、を具備し、
前記受圧部が前記台座部材の貫通孔に臨む状態で、前記半導体圧力センサチップが前記台座部材の第２の面に接合され、
前記圧力導入手段の貫通孔が前記台座部材の貫通孔につながる状態で、前記圧力導入手段の第２の面が前記台座部材の前記第１の面に金属材料を介して接合され、
前記圧力導入手段は、当該圧力導入手段の貫通孔が開口する開放端側の端部に外向きに突出する段差部を有しており、
前記段差部の、前記開放端側と反対側の面が前記樹脂ケースに当接し、かつ前記段差部の端部の、少なくとも前記開放端側のコーナー部が前記樹脂ケースに覆われた状態で、前記圧力導入手段が前記樹脂ケースに一体化された圧力センサセルからなることを特徴とする圧力センサ装置。
【請求項３】
受圧部に圧力を受けることにより、前記受圧部の歪みを電気信号に変換する手段を有する半導体圧力センサチップと、
第１の面と第２の面を貫通する貫通孔を有する台座部材と、
第１の面と第２の面を貫通する貫通孔を有する金属からなる圧力導入手段と、
前記半導体圧力センサチップからの前記電気信号を取り出す信号端子を有する樹脂ケースと、
前記信号端子に接続されたコンデンサと、を具備し、
前記受圧部が前記台座部材の貫通孔に臨む状態で、前記半導体圧力センサチップが前記台座部材の第２の面に接合され、
前記圧力導入手段の貫通孔が前記台座部材の貫通孔につながる状態で、前記圧力導入手段の第２の面が前記台座部材の前記第１の面に金属材料を介して接合され、
前記圧力導入手段は、当該圧力導入手段の貫通孔が開口する開放端側の端部に外向きに突出する段差部を有しており、前記段差部の、前記開放端側と反対側の面が前記樹脂ケースに当接した状態で前記樹脂ケースに一体化され、
前記樹脂ケースの、前記圧力導入手段の前記段差部に対向する部分に前記コンデンサが埋め込まれた圧力センサセルからなることを特徴とする圧力センサ装置。
【請求項４】
前記圧力導入手段は、前記段差部から前記台座部材側に突出する凸部を有することを特徴とする請求項２または３に記載の圧力センサ装置。
【請求項５】
前記圧力導入手段は、前記凸部の前記段差部側の部分から前記段差部にわたって前記樹脂ケースに覆われた状態で前記樹脂ケースに一体化されていることを特徴とする請求項１または４に記載の圧力センサ装置。
【請求項６】
前記圧力導入手段は、前記凸部の前記台座部材側の部分を前記樹脂ケースと離した状態で前記樹脂ケースに一体化されていることを特徴とする請求項１、４または５に記載の圧力センサ装置。
【請求項７】
前記段差部の端部のコーナー部は面取りされていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の圧力センサ装置。
【請求項８】
前記樹脂ケースの、前記段差部に接する部分は、前記段差部の端面よりも外向きに突出していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の圧力センサ装置。
【請求項９】
前記樹脂ケースの、前記段差部の端面よりも外向きに突出している部分は、前記圧力導入手段と一体化される他の部材が当接される支持部となることを特徴とする請求項８に記載の圧力センサ装置。
【請求項１０】
前記圧力導入手段は４２アロイでできていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の圧力センサ装置。
【請求項１１】
前記圧力導入手段および前記信号端子は、樹脂成型により前記樹脂ケースに一体化されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の圧力センサ装置。
【請求項１２】
上記請求項１〜１１のいずれか一つに記載の圧力センサセルと、
前記圧力センサセルを配置する配置部を備え、一端が前記圧力センサセルの信号端子と電気的に接続され、他端が外部へ突出する信号端子が一体成形されたコネクタ部材と、
貫通孔を有するねじ部と、前記コネクタ部材を固定する固定部を有し前記コネクタ部材に配置される前記圧力センサセルを格納する格納部と、を備えた継ぎ手部材と、を具備し、
前記圧力センサセルは前記圧力導入手段の第１の面の開口が開放されるように前記コネクタ部材に配置され、
前記圧力センサセルの信号端子と前記コネクタ部材に一体成形された信号端子が電気的に接続され、
前記ねじ部の貫通孔が前記圧力導入手段の貫通孔につながり、
前記圧力導入手段と前記継ぎ手部材との間を封止手段により封止されていることを特徴とする圧力センサ装置。
【請求項１３】
受圧部に圧力を受けることにより、前記受圧部の歪みを電気信号に変換する手段を有する半導体圧力センサチップと、第１の面と第２の面を貫通する貫通孔を有する台座部材と、第１の面と第２の面を貫通する貫通孔を有する金属からなる圧力導入手段と、前記半導体圧力センサチップからの前記電気信号を取り出す信号端子を有する樹脂ケースと、を具備し、前記圧力導入手段は、当該圧力導入手段の貫通孔が開口する開放端側の端部に外向きに突出する段差部と、前記段差部から前記台座部材側に突出する凸部と、を有する圧力センサセルからなる圧力センサ装置の製造方法であって、
前記圧力導入手段の前記凸部の径と同じ径を有する円柱状の金属鋼の一方の端部を固定し、前記金属鋼の他方の端部を第１金型の平坦面から突出させた状態にする工程と、
前記第１金型の平坦面と、前記第１金型の平坦面に対向する第２金型の平坦面との間に、前記第１金型の平坦面から突出した前記金属鋼の他方の端部を挟み込んで圧力をかけ、前記圧力導入手段の前記段差部の径と同じ径になるまで前記金属鋼の他方の端部を塑性変形させる工程と、
を行うことによって前記圧力導入手段を形成することを特徴とする圧力センサ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧力センサ装置および圧力センサ装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関等のトランスミッションのオイル封入ブロックや油圧アクチュエータのブロックなどに取り付けて圧力を計測する圧力センサ装置では、センサ素子としてピエゾ抵抗効果を利用した半導体圧力センサチップが用いられる。この半導体圧力センサは、単結晶シリコン等のピエゾ抵抗効果を有する材料でできたダイアフラム上に複数個の半導体歪ゲージをブリッジ接続した構成となっている。圧力変化によりダイアフラムが変形すると、その変形量に応じて半導体歪ゲージのゲージ抵抗が変化し、その変化量が電圧信号としてブリッジ回路から取り出される。
【０００３】
従来より、圧力センサ装置として、ダイアフラム、ピエゾ抵抗素子、増幅回路および各種調整回路を内蔵した圧力センサチップを、ダイアフラムが台座部材の貫通孔に臨むように台座部材に接合した装置が公知である（例えば、下記特許文献１〜３参照。）。このような圧力センサ装置を高い圧力帯で用いる場合、台座部材に接合される圧力導入手段を金属材料で構成する必要がある。また、この圧力導入手段と、圧力センサチップを収容する樹脂ケースとの接合には、圧力センサチップが樹脂ケースの熱収縮を圧力変化として感知しないように接着剤（例えばシリコン（Ｓｉ）系接着剤）が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８３９６４８号公報
【特許文献２】特許第５２７８４４８号公報
【特許文献３】特開平１０−７８３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧力導入手段と樹脂ケースとの接合に用いることができ、かつ高い圧力（例えば１０ＭＰａ程度）のかかる油圧測定などに耐え得る接合部材として、例えばエポキシ樹脂がある。しかしながら、圧力導入手段と樹脂ケースとの接合部材としてエポキシ樹脂を用いる場合、圧力導入手段の金属材料に、可能な限り圧力センサチップの熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する金属を用いる必要がある。このような金属には例えば４２アロイ（４２Ａｌｌｏｙ）等があるが、高価であるため、使用量が多い場合にコストがかかる。
【０００６】
このような問題は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ：Ｐｏｌｙ  Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  Ｓｕｌｆｉｄｅ）などの樹脂材料で圧力導入手段を構成することで回避することができる。しかしながら、圧力導入手段と樹脂ケースとの接合に用いる接合部材として、５ＭＰａ以上程度の圧力に耐え、圧力導入手段や樹脂ケースの熱収縮に伴う熱応力の悪影響を受けず、かつ特性変動を起こさない接着剤を選定することが困難であることが発明者らによって確認されている。
【０００７】
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、コストを低減させることができる圧力センサ装置および圧力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】
【０００８】
上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかる圧力センサ装置は、半導体圧力センサチップ、台座部材、圧力導入手段および樹脂ケースを具備した圧力センサセルからなり、次の特徴を有する。前記半導体圧力センサチップは、受圧部に圧力を受けることにより、前記受圧部の歪みを電気信号に変換する手段を有する。前記台座部材は、第１の面と第２の面を貫通する貫通孔を有する。前記圧力導入手段は、第１の面と第２の面を貫通する貫通孔を有する金属からなる。前記樹脂ケースは、前記半導体圧力センサチップからの前記電気信号を取り出す信号端子を有する。そして、前記受圧部が前記台座部材の貫通孔に臨む状態で、前記半導体圧力センサチップが前記台座部材の第２の面に接合されている。前記圧力導入手段の貫通孔が前記台座部材の貫通孔につながる状態で、前記圧力導入手段の第２の面が前記台座部材の前記第１の面に金属材料を介して接合されている。前記圧力導入手段は、当該圧力導入手段の貫通孔が開口する開放端側の端部に外向きに突出する段差部と、前記段差部から前記台座部材側に突出する凸部とを有する。さらに、前記圧力導入手段は、前記段差部の、前記開放端側と反対側の面が前記樹脂ケースに当接した状態で前記樹脂ケースに一体化されている。前記圧力導入手段の、前記凸部の肉厚は前記段差部の高さよりも薄い寸法である。
【０００９】
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、この発明にかかる圧力センサ装置は、半導体圧力センサチップ、台座部材、圧力導入手段および樹脂ケースを具備した圧力センサセルからなり、次の特徴を有する。前記半導体圧力センサチップは、受圧部に圧力を受けることにより、前記受圧部の歪みを電気信号に変換する手段を有する。前記台座部材は、第１の面と第２の面を貫通する貫通孔を有する。前記圧力導入手段は、第１の面と第２の面を貫通する貫通孔を有する金属からなる。前記樹脂ケースは、前記半導体圧力センサチップからの前記電気信号を取り出す信号端子を有する。そして、前記受圧部が前記台座部材の貫通孔に臨む状態で、前記半導体圧力センサチップが前記台座部材の第２の面に接合されている。前記圧力導入手段の貫通孔が前記台座部材の貫通孔につながる状態で、前記圧力導入手段の第２の面が前記台座部材の前記第１の面に金属材料を介して接合されている。前記圧力導入手段は、当該圧力導入手段の貫通孔が開口する開放端側の端部に外向きに突出する段差部を有している。前記段差部の、前記開放端側と反対側の面が前記樹脂ケースに当接し、かつ前記段差部の端部の、少なくとも前記開放端側のコーナー部が前記樹脂ケースに覆われた状態で、前記圧力導入手段が前記樹脂ケースに一体化されている。
【００１０】
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、この発明にかかる圧力センサ装置は、半導体圧力センサチップ、台座部材、圧力導入手段、樹脂ケースおよびコンデンサを具備した圧力センサセルからなり、次の特徴を有する。前記半導体圧力センサチップは、受圧部に圧力を受けることにより、前記受圧部の歪みを電気信号に変換する手段を有する。前記台座部材は、第１の面と第２の面を貫通する貫通孔を有する。前記圧力導入手段は、第１の面と第２の面を貫通する貫通孔を有する金属からなる。前記樹脂ケースは、前記半導体圧力センサチップからの前記電気信号を取り出す信号端子を有する。前記コンデンサは、前記信号端子に接続されている。そして、前記受圧部が前記台座部材の貫通孔に臨む状態で、前記半導体圧力センサチップが前記台座部材の第２の面に接合されている。前記圧力導入手段の貫通孔が前記台座部材の貫通孔につながる状態で、前記圧力導入手段の第２の面が前記台座部材の前記第１の面に金属材料を介して接合されている。前記圧力導入手段は、当該圧力導入手段の貫通孔が開口する開放端側の端部に外向きに突出する段差部を有しており、前記段差部の、前記開放端側と反対側の面が前記樹脂ケースに当接した状態で前記樹脂ケースに一体化されている。前記樹脂ケースの、前記圧力導入手段の前記段差部に対向する部分に前記コンデンサが埋め込まれている。
【００１１】
また、この発明にかかる圧力センサ装置は、上述した発明において、前記圧力導入手段は、前記段差部から前記台座部材側に突出する凸部を有することを特徴とする。
【００１２】
また、この発明にかかる圧力センサ装置は、上述した発明において、前記圧力導入手段は、前記凸部の前記段差部側の部分から前記段差部にわたって前記樹脂ケースに覆われた状態で前記樹脂ケースに一体化されていることを特徴とする。
【００１３】
また、この発明にかかる圧力センサ装置は、上述した発明において、前記圧力導入手段は、前記凸部の前記台座部材側の部分を前記樹脂ケースと離した状態で前記樹脂ケースに一体化されていることを特徴とする。
【００１４】
また、この発明にかかる圧力センサ装置は、上述した発明において、前記段差部の端部のコーナー部は面取りされていることを特徴とする。
【００１５】
また、この発明にかかる圧力センサ装置は、上述した発明において、前記樹脂ケースの、前記段差部に接する部分は、前記段差部の端面よりも外向きに突出していることを特徴とする。
【００１６】
また、この発明にかかる圧力センサ装置は、上述した発明において、前記樹脂ケースの、前記段差部の端面よりも外向きに突出している部分は、前記圧力導入手段と一体化される他の部材が当接される支持部となることを特徴とする。
【００１７】
また、この発明にかかる圧力センサ装置は、上述した発明において、前記圧力導入手段は４２アロイでできていることを特徴とする。
【００１８】
また、この発明にかかる圧力センサ装置は、上述した発明において、前記圧力導入手段および前記信号端子は、樹脂成型により前記樹脂ケースに一体化されていることを特徴とする。
【００１９】
また、この発明にかかる圧力センサ装置は、上述した発明において、前記圧力センサセル、コネクタ部材および継ぎ手部材を具備し、さらに、次の特徴を有する。前記コネクタ部材は、前記圧力センサセルを配置する配置部を備え、一端が前記圧力センサセルの信号端子と電気的に接続され、他端が外部へ突出する信号端子が一体成形されている。前記継ぎ手部材は、貫通孔を有するねじ部と、前記コネクタ部材を固定する固定部を有し前記コネクタ部材に配置される前記圧力センサセルを格納する格納部と、を備える。そして、前記圧力センサセルは前記圧力導入手段の第１の面の開口が開放されるように前記コネクタ部材に配置されている。前記圧力センサセルの信号端子と前記コネクタ部材に一体成形された信号端子が電気的に接続されている。前記ねじ部の貫通孔が前記圧力導入手段の貫通孔につながっている。前記圧力導入手段と前記継ぎ手部材との間を封止手段により封止されている。
【００２０】
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、この発明にかかる圧力センサ装置の製造方法は、半導体圧力センサチップ、台座部材、圧力導入手段および樹脂ケースを具備した圧力センサセルからなる圧力センサ装置の製造方法であって、次の特徴を有する。前記半導体圧力センサチップは、受圧部に圧力を受けることにより、前記受圧部の歪みを電気信号に変換する手段を有する。前記台座部材は、第１の面と第２の面を貫通する貫通孔を有する。前記圧力導入手段は、第１の面と第２の面を貫通する貫通孔を有する金属からなる。前記樹脂ケースは、前記半導体圧力センサチップからの前記電気信号を取り出す信号端子を有する。そして、前記圧力導入手段は、当該圧力導入手段の貫通孔が開口する開放端側の端部に外向きに突出する段差部と、前記段差部から前記台座部材側に突出する凸部と、を有する。前記圧力導入手段を形成するにあたって、まず、前記圧力導入手段の前記凸部の径と同じ径を有する円柱状の金属鋼の一方の端部を固定し、前記金属鋼の他方の端部を第１金型の平坦面から突出させた状態にする工程を行う。次に、前記第１金型の平坦面と、前記第１金型の平坦面に対向する第２金型の平坦面との間に、前記第１金型の平坦面から突出した前記金属鋼の他方の端部を挟み込んで圧力をかけ、前記圧力導入手段の前記段差部の径と同じ径になるまで前記金属鋼の他方の端部を塑性変形させる工程を行う。
【００２１】
上述した発明によれば、圧力導入手段の凸部の肉厚を段差部の高さよりも薄くすることで、圧力導入手段の強度を維持した状態で、圧力導入手段の外形寸法を小さくすることができる。このため、圧力導入手段の金属材料の使用量を低減させることができる。また、上述した発明によれば、圧力導入手段の外形寸法を小さくしたとしても、圧力導入手段の段差部の端部の、少なくとも開放端側のコーナー部が樹脂ケースに覆われた状態で圧力導入手段が樹脂ケースに一体化されているため、圧力導入手段にかかる応力によって圧力導入手段が樹脂ケースから抜け落ちることがない。したがって、外形寸法を小さくした圧力導入手段を用いて、耐圧性に優れ、かつ信頼性の高い圧力センサセルを作製（製造）することができる。また、上述した発明によれば、樹脂ケースの空きスペースにコンデンサを埋め込むことができるため、コンデンサを搭載したとしても圧力センサセルの外形寸法を従来と同程度に維持することができる。このため、既存の製造プロセスによって従来と同様に圧力センサ装置を組み立てることができ、圧力センサ装置を製造するための新たな設備を導入する必要がない。
【発明の効果】
【００２２】
本発明にかかる圧力センサ装置および圧力センサ装置の製造方法によれば、コストを低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態１にかかる圧力センサセルの構成を示す平面図である。
【図２】図１の切断線Ａ−Ａ’における断面構造を示す断面図である。
【図３】図１の切断線Ｂ−Ｂ’における断面構造を示す断面図である。
【図４】実施の形態２にかかる圧力センサ装置の構成を示す断面図である。
【図５】実施の形態２にかかる圧力センサ装置の構成を示す断面図である。
【図６】実施の形態３にかかる圧力センサセルの製造方法の概要を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態３にかかる圧力センサセルの製造途中の状態を示す断面図である。
【図８】実施の形態３にかかる圧力センサセルの製造途中の状態を示す斜視図である。
【図９】実施の形態３にかかる圧力センサセルの製造途中の状態を示す平面図である。
【図１０】図９の切断線Ｃ−Ｃ’における断面構造を示す断面図である。
【図１１】図９の切断線Ｄ−Ｄ’における断面構造を示す断面図である。
【図１２】実施の形態４にかかる圧力センサセルの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる圧力センサ装置および圧力センサ装置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。
【００２５】
（実施の形態１）
実施の形態１にかかる圧力センサセルの構成について説明する。図１は、実施の形態１にかかる圧力センサセルの構成を示す平面図である。図２は、図１の切断線Ａ−Ａ’における断面構造を示す断面図である。図３は、図１の切断線Ｂ−Ｂ’における断面構造を示す断面図である。切断線Ａ−Ａ’は、樹脂ケース４に一体成形（インサート成形）された外部への信号端子（例えばリードフレーム）１７の延びる方向に平行な切断線である。切断線Ｂ−Ｂ’は、切断線Ａ−Ａ’と直交する切断線である。図１〜３に示すように、圧力センサセル１００は、圧力センサチップ１、台座部材２、金属パイプ部材３および樹脂ケース４を備えている。
【００２６】
圧力センサチップ１は、例えば半導体シリコンチップの第１の面（図１では下面）から凹加工して形成された受圧部であるダイアフラム５を有する。圧力センサチップ１は、このダイアフラム５で圧力を受ける。また、半導体シリコンチップの第２の面（図１では上面）の、ダイアフラム５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、ダイアフラム５の凹面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機能を有する。
【００２７】
また、図示省略するが、圧力センサチップ１には、上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、ホイートストーンブリッジ回路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が形成されている。また、圧力センサチップ１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１は他の半導体材料でできていてもよい。
【００２８】
台座部材２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（登録商標）ガラスやテンパックスガラスなどでできている。また、台座部材２の中心には、空気や油等の圧力媒体が通る貫通孔６が設けられている。台座部材２と圧力センサチップ１とは、ダイアフラム５が貫通孔６に臨むように位置合わせして例えばエポキシ接着剤などによって接合されている。
【００２９】
台座部材２の、圧力導入手段である金属パイプ部材３と接合される側の面には、台座部材２側から順に例えばクロム（Ｃｒ）、白金（Ｐｔ）および金（Ａｕ）の３層よりなる金属薄膜７が積層されている。台座部材２側のクロム層はガラス材料との密着性に優れているため、金属薄膜７が剥離することはない。また、白金層により、クロム層と金層とが接触するのを防いでいる。また、金層は、金／錫（Ａｕ／Ｓｎ）共晶半田や高温半田などを介して台座部材２と金属パイプ部材３とを接合するのに適している。
【００３０】
金属パイプ部材３は、特に限定しないが、例えば４２アロイでできており、その表面に例えばニッケル（Ｎｉ）めっき（不図示）が施されている。また、金属パイプ部材３の表面は、ニッケルめっきと金めっきとの組み合わせでもよい。金属パイプ部材３にめっきを施すことにより、台座部材２との接合強度が高くなる。金属パイプ部材３の中心には、空気や油等の圧力媒体が通る貫通孔８が設けられている。
【００３１】
金属パイプ部材３と台座部材２とは、それらの貫通孔６，８が一続きとなるように位置合わせされて、金／錫共晶半田や高温半田などの金属材料９によって接合されている。金属材料９として金／錫共晶半田や高温半田などを用いる理由は、高温下での使用に耐え得るようにするためである。また、これらの半田のヤング率が低いため、台座部材２と金属パイプ部材３との間の応力を緩和することができるからである。
【００３２】
金属薄膜７を構成するクロム、白金および金の熱膨張係数は、それぞれ４．５×１０-6／℃、９×１０-6／℃および１４．３×１０-6／℃である。また、台座部材２のガラス材料の熱膨張係数は、３．２×１０-6／℃である。金属パイプ部材３の４２アロイ材料の熱膨張係数は、４．３×１０-6／℃である。台座部材２は例えば略円筒状をなし、台座部材２の外径（直径）は、例えば略矩形状の平面形状を有する圧力センサチップ１の１辺（例えばチップサイズ３ｍｍ2である場合にはφ３ｍｍ）と同程度である。
【００３３】
また、金属パイプ部材３は、台座部材２に接合された接合端１１側の端部からもう一方の端部、すなわち金属パイプ部材３の貫通孔８が開口する開放端１２側の端部に外向きに突出する段差部（鍔部）１０ｂを有している。外向きとは、貫通孔８が延びる方向と直交する方向である（図２，３では紙面横方向）。以下の説明では、金属パイプ部材３の開放端１２における貫通孔８の開口部を圧力導入口１３とする。
【００３４】
金属パイプ部材３の段差部１０ｂの端部１４のコーナー部１４ａ，１４ｂは、所定の半径をなす円弧状に加工または面取り加工されていることが好ましい。その理由は、次の通りである。後述するように金属パイプ部材３を樹脂ケース４に一体成形する際に、金属パイプ部材３の段差部１０ｂの端部１４の圧力導入口１３側のコーナー部１４ａに加熱溶融させた樹脂が流れやすくなる。このため、後述するように金属パイプ部材３の段差部１０ｂの端部１４の圧力導入口１３側のコーナー部１４ａを樹脂ケース４で容易に覆うことができるからである。
【００３５】
また、金属パイプ部材３の開放端１２側の端部に段差部１０ｂを有することにより、金属パイプ部材３の接合端１１側の端部は、段差部１０ｂから台座部材２側に突出する凸部１０ａをなす。すなわち、金属パイプ部材３は、開放端１２側の段差部１０ｂを横棒とし、接合端１１側の凸部１０ａを縦棒とする逆Ｔ字状の断面形状を有する。金属パイプ部材３の凸部１０ａおよび段差部１０ｂは、ともに外径（直径）ｄ１，ｄ２の異なる略円筒状をなす。すなわち、金属パイプ部材３は、開放端１２側の端部に段差部１０ｂを有する丸パイプ状となっている。
【００３６】
金属パイプ部材３の凸部１０ａの外径ｄ１は、例えば矩形状の平面形状を有する圧力センサチップ１の１辺と同程度であることが好ましい。金属パイプ部材３の凸部１０ａの外径ｄ１を細くすることで、金属パイプ部材３の凸部１０ａの剛性を低下させることができるため、金属パイプ部材３の凸部１０ａにかかる応力が緩和される。これにより、金属パイプ部材３の凸部１０ａに生じた応力が圧力センサチップ１に伝わることを抑制することができる。このため、圧力センサチップ１の信頼性を向上させることができる。
【００３７】
また、金属パイプ部材３の凸部１０ａの肉厚ｔ１（＝（ｄ１−ｄ３）／２）は、金属パイプ部材３の段差部１０ｂの厚さ（高さ）ｔ２よりも薄いことが好ましい（ｔ１＜ｔ２）。これにより、金属パイプ部材３の凸部１０ａの外径ｄ１を細くして金属パイプ部材３の凸部１０ａの剛性を低下させたとしても、金属パイプ部材３全体の剛性を高めることができる。金属パイプ部材３の凸部１０ａの肉厚とは、金属パイプ部材３の凸部１０ａの内壁と外壁とに挟まれた部分の金属材料の厚さ（板厚）である。符号ｄ３は、金属パイプ部材３の内径（直径）、すなわち貫通孔８の直径である。金属パイプ部材３の段差部１０ｂの外径（直径）ｄ２は、例えば樹脂ケース４の幅ｗ１，ｗ２以下である。
【００３８】
樹脂ケース４は、その一方の端部側に凹部１５を有する。樹脂ケース４の凹部１５には、圧力センサチップ１および台座部材２が収容されている。また、樹脂ケース４には外部への信号端子１７が一体成形されており、信号端子１７の基端は樹脂ケース４の凹部１５に露出している。その信号端子１７の凹部１５内での露出箇所と圧力センサチップ１とは、ワイヤボンディング１８により電気的に接続されている。また、樹脂ケース４には金属パイプ部材３が一体成形されており、金属パイプ部材３の凸部１０ａの台座部材２側の部分は樹脂ケース４の凹部１５内に露出している。
【００３９】
樹脂ケース４と金属パイプ部材３とは、金属パイプ部材３の凸部１０ａの台座部材２側の部分を樹脂ケース４と離した状態で一体化されていることが好ましい。すなわち、金属パイプ部材３の凸部１０ａの台座部材２側の部分は、樹脂ケース４の凹部１５の側壁（樹脂ケース４の内側側面）に接していないことが好ましい。その理由は、圧力センサチップ１を樹脂ケース４と離して配置することができるため、圧力センサチップ１は樹脂ケース４の熱収縮による応力を受けにくく、長期信頼性を確保することができるからである。金属パイプ部材３の開放端１２側の表面は樹脂ケース４に覆われずに露出されている。
【００４０】
樹脂ケース４の、凹部１５と反対側の端部は、金属パイプ部材３の凸部１０ａの段差部１０ｂ側の部分から段差部１０ｂの、圧力導入口１３と反対側の面１６にわたって金属パイプ部材３を覆う。すなわち、樹脂ケース４の、金属パイプ部材３の段差部１０ｂ上の部分は、金属パイプ部材３の凸部１０ａを囲む部分を縦棒とし、段差部１０ｂの、圧力導入口１３と反対側の面１６上の部分を横棒とする略Ｌ字状の断面形状をなす。金属パイプ部材３の凸部１０ａの段差部１０ｂ側の部分と、樹脂ケース４とは、例えば段差部１０ｂとの境界から所定高さ（後述する金型上部５１と金型下部５２との間に生じる遊びの幅ｘ３）分、接している。段差部１０ｂの、圧力導入口１３と反対側の面１６に樹脂ケース４が当接することにより、圧力導入口１３から導入された圧力媒体により圧力が印加された場合に、その圧力が金属パイプ部材３の段差部１０ｂを樹脂ケース４に押し付けるように作用する。このため、圧力に対する構造的な信頼性が高い。
【００４１】
また、樹脂ケース４は、金属パイプ部材３の段差部１０ｂの端部１４の、少なくとも圧力導入口１３側のコーナー部１４ａを覆う。金属パイプ部材３の段差部１０ｂの端部１４のコーナー部１４ａ，１４ｂ以外の部分は、樹脂ケース４の外側側面に露出されていてもよいし、樹脂ケース４に覆われていてもよい。これにより、圧力導入口１３から導入された圧力媒体により圧力が印加される方向と反対方向の応力に対する信頼性が高くなる。このため、金属パイプ部材３が樹脂ケース４から抜け落ちることを防止することができる。
【００４２】
樹脂ケース４は、特に限定しないが、例えば平面形状が矩形状をしており、相対する一対の辺から例えば４本ずつの信号端子１７が外側に突出している。樹脂ケース４の一方の辺に並ぶ信号端子１７は、圧力センサセル１００の出力を外部へ取り出すための外部接続用端子である。樹脂ケース４のもう一方の辺に並ぶ信号端子１７は、圧力センサセル１００の特性を調整する際に使用される内部調整用端子であり、例えば外部接続用端子よりも短くてもよい。信号端子１７は、半導体シリコンチップの第２の面の最表面に配置された電極パッドとほぼ同じ高さに配置されている。
【００４３】
樹脂ケース４の、信号端子１７が突出している両端面間の幅（外形寸法）ｗ１は、金属パイプ部材３の段差部１０ｂの外径ｄ２とほぼ同程度であることが好ましい（ｗ１≒ｄ２）。樹脂ケース４の、信号端子１７が突出している両端面の幅ｗ１は、金属パイプ部材３の段差部１０ｂの端部１４の、少なくとも圧力導入口１３側のコーナー部１４ａを覆う程度あればよく、可能な限り狭くすることで樹脂ケース４を小型化することができる。これによって、圧力センサセル１００を用いた圧力センサ装置を小型化することができるからである。
【００４４】
一方、樹脂ケース４の、信号端子１７が突出していない両端面は、金属パイプ部材３の段差部１０ｂよりも外向きに突出している。すなわち、樹脂ケース４の、信号端子１７が突出していない両端面間の幅（外形寸法）ｗ２は、金属パイプ部材３の段差部１０ｂの外径ｄ２よりも広い（ｗ２＞ｄ２）。この樹脂ケース４の、金属パイプ部材３の段差部１０ｂよりも外向きに突出している部分は、樹脂ケース４と一体化される他の部材（例えば、後述する実施の形態２のコネクタ部材２１など）が当接される支持部１９となる。
【００４５】
樹脂ケース４の、金属パイプ部材３の段差部１０ｂよりも外向きに突出している部分の厚さ（高さ）ｔ３は、圧力導入口１３からの信号端子１７までの高さで決まり（後述する実施の形態３を参照）、金属パイプ部材３の段差部１０ｂの厚さｔ２よりも厚い（ｔ３＞ｔ２）。樹脂ケース４の、金属パイプ部材３の段差部１０ｂよりも外向きに突出している部分の厚さｔ３を厚くすることで、樹脂ケース４の高さ方向のサイズが大きくなるが、樹脂ケース４の強度を高めることができる。このため、樹脂ケース４の、金属パイプ部材３の段差部１０ｂよりも外向きに突出している部分の厚さｔ３は、例えば、支持部１９にかかる応力や樹脂ケース４のサイズに基づいて決定すればよい。
【００４６】
特に限定しないが、圧力センサチップ１のチップサイズを３ｍｍ2とした場合、金属パイプ部材３および樹脂ケース４は例えば次の値をとる。金属パイプ部材３の凸部１０ａの外径ｄ１はφ３ｍｍである。金属パイプ部材３の段差部１０ｂの外径ｄ２はφ９ｍｍである。金属パイプ部材３の内径ｄ３はφ１．２ｍｍである。金属パイプ部材３の凸部１０ａの肉厚ｔ１は０．９ｍｍである。金属パイプ部材３の段差部１０ｂの厚さｔ２は１．５ｍｍである。樹脂ケース４の、信号端子１７が突出している両端面間（以下、樹脂ケース４の短辺とする）の幅ｗ１は９ｍｍである。樹脂ケース４の、信号端子１７が突出していない両端面間（以下、樹脂ケース４の長辺とする）の幅ｗ２は１２ｍｍである。
【００４７】
上述した構成の圧力センサセル１００では、圧力導入口１３から圧力媒体が導入され、圧力センサチップ１のダイアフラム５で圧力を受けると、ダイアフラム５が変形する。そして、ダイアフラム５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１から出力される。そして、その出力信号は、ワイヤボンディング１８を介して信号端子１７に出力される。
【００４８】
その際、圧力媒体が接するのは、金属パイプ部材３の内壁と台座部材２の内壁と圧力センサチップ１のダイアフラム５だけである。したがって、圧力媒体がＲ１３４ａガスやＣＯ2ガスなどのエアコン媒体であっても、オイルや潤滑油等であっても、圧力センサセル１００が劣化することはなく、長期にわたって高い信頼性を得ることができる。また、高圧を計測する場合でも、圧力を受ける面積（受圧面積）がダイアフラム５だけであるため、圧力センサセル１００を用いた圧力センサ装置の構造および材料を極力小型化し、軽量化することができる。したがって、低コストの圧力センサ装置を実現することができる。
【００４９】
以上、説明したように、実施の形態１によれば、金属パイプ部材の凸部の肉厚を段差部の高さよりも薄くすることで、金属パイプ部材の強度を維持した状態で、金属パイプ部材の外形寸法を小さくすることができる。上述したように金属パイプ部材の金属材料は、圧力センサチップの半導体材料であるシリコン（Ｓｉ）の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する金属を用いるため高価であるが、金属パイプ部材の外形寸法を小さくしたことにより、金属パイプ部材の金属材料の使用量を低減させることができる。このため、材料コストを低減させることができる。
【００５０】
また、実施の形態１によれば、金属パイプ部材の外形寸法を小さくしたとしても、金属パイプ部材の段差部の端部の、少なくとも圧力導入口側のコーナー部が樹脂ケースに覆われた状態で金属パイプ部材が樹脂ケースに一体化されているため、金属パイプ部材にかかる応力によって金属パイプ部材が樹脂ケースから抜け落ちることがない。したがって、外形寸法を小さくして低コスト化を図った金属パイプ部材を用いて、耐圧性に優れ、かつ信頼性の高い圧力センサセルを低コストで作製（製造）することができる。
【００５１】
また、実施の形態１によれば、金属パイプ部材の外形寸法を小さくしたとしても、金属パイプ部材と一体化した樹脂ケースを金属パイプ部材の段差部よりも外向きに突出させることによって圧力センサセルの外形寸法を従来とほぼ同程度に維持することができる。したがって、既存の製造プロセスによって従来と同様に圧力センサ装置を組み立てることができ、圧力センサ装置を製造するための新たな設備を導入する必要がないため、製造コストを低減させることができる。
【００５２】
また、実施の形態１によれば、樹脂ケースと金属パイプ部材とを樹脂成型により一体成形するため（実施の形態３参照）、樹脂ケースと金属パイプ部材とを接合するために接着剤を用いなくてよい。また、従来のように樹脂ケースと金属パイプ部材とを接着するための工程などを行う必要がなく、工程数を低減させることができる。また、圧力導入手段の金属材料に、可能な限り圧力センサチップの熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する高価な金属を用いたとしても、金属材料の使用量を低減させることができるため、低コスト化を図ることができる。したがって、圧力導入手段や樹脂ケースの熱収縮に伴う熱応力の悪影響を受けにくい圧力センサセルを低コストで作製することができる。
【００５３】
また、実施の形態１によれば、金属パイプ部材は、凸部の台座部材側の部分を樹脂ケースと離した状態で樹脂ケースに一体化されるため、圧力センサチップと樹脂ケースとを所定距離で離すことができる。このため、樹脂ケースの熱収縮に伴う熱応力が圧力センサチップに及ぶことを防止することができる。したがって、長期的な信頼性を有する圧力センサ装置を提供することができる。
【００５４】
（実施の形態２）
実施の形態２にかかる圧力センサ装置の構成について説明する。図４，５は、実施の形態２にかかる圧力センサ装置の構成を示す断面図である。図４，５には、それぞれ図１の切断線Ａ−Ａ’ およびＢ−Ｂ’に相当する切断面における構成を示す。図４，５に示すように、実施の形態２の圧力センサ装置２００は、実施の形態１の圧力センサセル１００をコネクタ部材２１と継ぎ手部材２２とで挟み込み、継ぎ手部材２２をかしめることにより、圧力センサセル１００とコネクタ部材２１と継ぎ手部材２２とを一体化したものである。
【００５５】
コネクタ部材２１は、圧力センサセル１００を収容するハウジング部２３と、圧力センサ装置２００の出力を外部へ取り出すためのソケット部２４とが一体成形された構成となっている。ソケット部２４はハウジング部２３よりも細くなっており、ハウジング部２３とソケット部２４との間に段差部２５が形成されている。ハウジング部２３とソケット部２４との間の仕切り部分には、外部への信号端子２６が埋め込まれている。信号端子２６の一端はハウジング部２３内に露出し、他端はソケット部２４内に露出している。
【００５６】
ハウジング部２３の高さは、樹脂ケース４の、信号端子１７が突出している側と突出していない側とで異なっている。図４に示すように、樹脂ケース４の、信号端子１７が突出している側、すなわち樹脂ケース４の長辺に沿う側では、ハウジング部２３の下端は、金属パイプ部材３の外側で、継ぎ手部材２２の底面に当接している。一方、図５に示すように、樹脂ケース４の、信号端子１７が突出していない側、すなわち樹脂ケース４の短辺に沿う側では、ハウジング部２３の下端は、樹脂ケース４の支持部１９に当接している。このように、コネクタ部材２１は、継ぎ手部材２２および樹脂ケース４により支持されている。
【００５７】
コネクタ部材２１と圧力センサセル１００とは、ハウジング部２３とソケット部２４との間の仕切り部分のハウジング部２３内に露出する端面（配置部）に、圧力センサセル１００の圧力導入口１３が開口する開放端１２と反対側の端面をシリコン接着剤やエポキシ接着剤などで接着することにより一体化されている。このようにコネクタ部材２１に圧力センサセル１００が接着されていることにより、振動や衝撃などのメカニカルな衝撃に対する信頼性がより一層向上する。また、ハウジング部２３内に露出する信号端子２６の基端部分は、圧力センサセル１００の信号端子１７にレーザー溶接により電気的に接続されている。
【００５８】
ハウジング部２３とソケット部２４との間の仕切り部分には、貫通孔２７が設けられている。この貫通孔２７は、圧力センサセル１００の樹脂ケース４の、圧力センサチップ１を納めた凹部１５の空間が密閉状態とならないようにするために設けられている。この貫通孔２７を設けない場合には、圧力センサセル１００にコネクタ部材２１を取り付ける際にこの凹部１５に閉じ込められた気体が温度変化によって収縮し、圧力センサの特性が変動してしまう。
【００５９】
貫通孔２７を設けることによって、温度変化により凹部１５内の気体が収縮しても、貫通孔２７を介して気体の出入りが行われる。このため、圧力センサの特性変動が起こらない。また、圧力センサチップ１を納めた凹部１５は、例えば圧力センサチップ１を保護するためのゲル２８で満たされている。ゲル２８については、なくてもよいが、圧力センサチップ１を保護するのに有効であるので、好ましくは凹部１５内にゲル２８が充填されているとよい。
【００６０】
継ぎ手部材２２は、コネクタ部材２１のハウジング部２３を固定する固定部を有し、圧力センサセル１００を格納する格納部２９と、格納部２９の底部から格納部２９の外へ突出するねじ部３０とが一体成形された構成となっている。ねじ部３０の中心には、空気や油等の圧力媒体が通る貫通孔３１が設けられている。継ぎ手部材２２およびコネクタ部材２１は、圧力センサセル１００を接着したコネクタ部材２１のハウジング部２３に継ぎ手部材２２の格納部２９を被せ、格納部２９の先端縁を機械等によりコネクタ部材２１の段差部２５に沿うようにかしめることで固定できる。固定はかしめ以外の方法、例えば接着などで行うようにしてもよい。継ぎ手部材２２とコネクタ部材２１とが固定されることによって、圧力センサセル１００の圧力導入口１３がねじ部３０の貫通孔３１につながるように構成されている。
【００６１】
そして、圧力センサ装置２００は、圧力媒体を封入した筐体３００を貫通するねじ孔３０１にねじ部３０をねじ込むことによって、筐体３００に取り付けられる。取り付けられた状態では、ねじ部３０の貫通孔３１は、筐体３００内の圧力媒体が封入された空間につながる。したがって、圧力媒体は、ねじ部３０の貫通孔３１、圧力センサセル１００の金属パイプ部材３および台座部材２の貫通孔８，６を通って圧力センサチップ１のダイアフラム５に導かれる。なお、筐体３００は、例えばトランスミッションのオイル封入ブロックや油圧アクチュエータのブロックなどである。
【００６２】
また、格納部２９の底部には、凹部３２が形成されている。この凹部３２には、金属パイプ部材３の圧力導入口１３側の端部が入る。また、凹部３２内には、金属パイプ部材３と継ぎ手部材２２との間を封止する封止手段であるＯリング３３が納められている。Ｏリング３３は、格納部２９の凹部３２内において、この凹部３２の少なくとも底面と、金属パイプ部材３の開放端１２との間を封止している。このＯリング３３により、ねじ部３０の貫通孔３１を通って金属パイプ部材３へ導かれた圧力媒体が、金属パイプ部材３の貫通孔８以外の部分に流れ込むのを防いでいる。また、封止する手段としては、金属パイプ部材３と継ぎ手部材２２との間をプロジェクション溶接やレーザー溶接などで封止することも可能である。
【００６３】
また、コネクタ部材２１のハウジング部２３の外側側面と継ぎ手部材２２の格納部２９の内側側面との間にも、その間を封止するＯリング３４が設けられている。このＯリング３４により、圧力媒体が金属パイプ部材３から漏れた場合や、圧力センサチップ１が破損した場合や、圧力センサチップ１と台座部材２との接合界面が剥離した場合などに圧力媒体が外部に漏れ出すのを防いでいる。
【００６４】
このように、簡素な構成であるので、部材コストおよび組み立てコストを低く抑えることができる。また、圧力センサ装置２００を筐体３００にねじ込んで取り付ける際のねじ部３０からの応力がＯリング３３を介して圧力センサチップ１に伝わるので、その応力がＯリング３３により緩和される。したがって、測定信号の精度および信頼性が高くなる。また、外部への信号端子２６が、圧力媒体を導入するための開口に対して反対側に配置される。
【００６５】
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。
【００６６】
（実施の形態３）
実施の形態３にかかる圧力センサセルの製造方法として、実施の形態１の圧力センサセル１００の製造方法について説明する。図６は、実施の形態３にかかる圧力センサセルの製造方法の概要を示すフローチャートである。図７は、実施の形態３にかかる圧力センサセルの製造途中の状態を示す断面図である。図８は、実施の形態３にかかる圧力センサセルの製造途中の状態を示す斜視図である。図９は、実施の形態３にかかる圧力センサセルの製造途中の状態を示す平面図である。図１０は、図９の切断線Ｃ−Ｃ’における断面構造を示す断面図である。図１１は、図９の切断線Ｄ−Ｄ’における断面構造を示す断面図である。
【００６７】
まず、例えばヘッダー加工により金属パイプ部材３を形成する（ステップＳ１）。具体的には、図７（ａ）に示すように、金属パイプ部材３の凸部１０ａの外径ｄ１と同じ径（直径）ｄ１１の線材（丸鋼）４１を用意する。次に、線材４１を例えば加工しやすい所定長さに切断する。次に、線材４１の中心線に平行な方向（図７の縦方向）に可動する可動金型（支持手段）４２に線材４１の一方の端部４１ａ側を固定（クランプ）する。このとき、可動金型４２の平坦面４２ａから線材４１の他方の端部４１ｂ側を所定長さで突出させた状態とする。図７の矢印は可動金型４２の可動方向を示している。
【００６８】
次に、図７（ｂ），７（ｃ）に示すように、可動金型４２を可動させて線材４１の他方の端部４１ｂを固定金型（加工手段）４３の平坦面４３ａに叩きつけることを繰り返し行って圧力を加え、線材４１の径ｄ１１よりも太く塑性変形させる（ヘッダー加工）。すなわち、線材４１の他方の端部４１ｂを固定金型４３に叩きつけることを繰り返し行うことで、互いに平行な可動金型４２の平坦面４２ａと固定金型４３の平坦面４３ａとの間で線材４１の他方の端部４１ｂを潰し（据え込み）、当該端部４１ｂの外径が金属パイプ部材３の段差部１０ｂの外径ｄ２となるまで広げる。
【００６９】
このようにヘッダー加工により線材４１の他方の端部４１ｂの外径を広げることで、線材４１の他方の端部４１ｂの外径が広がった部分が金属パイプ部材３の段差部１０ｂとなる。また、ヘッダー加工によって線材４１の他方の端部４１ｂの外径を広げることで、線材４１の他方の端部４１ｂの、外径を広げた部分の端部コーナー部が自然に所定半径の円弧状となる。すなわち、ヘッダー加工によって金属パイプ部材３の段差部１０ｂを形成するだけで、追加工程を行うことなく当該段差部１０ｂの端部１４のコーナー部１４ａ，１４ｂを円弧状とすることができる。
【００７０】
次に、線材４１の一方の端部４１ａ側を切断して短くすることにより、線材４１の他方の端部４１ｂの外径を広げた部分上に、金属パイプ部材３の凸部１０ａとなる部分を残す。次に、図８に示すように、線材４１の中心線を通る貫通孔、すなわち金属パイプ部材３の貫通孔８を形成する。ここまでの工程により金属パイプ部材３が形成される。次に、樹脂成型により金属パイプ部材３および信号端子１７と樹脂ケース４とを一体成形する（ステップＳ２）。具体的には、図９〜１１に示すように、樹脂ケース４の凹部１５および外観を型取った金型５０と、信号端子１７が所定のパターンに配置されるようにパターニングされた金属板６０とを用いて樹脂ケース４を形成する（図９には金型５０は不図示）。
【００７１】
金型５０は、凸部５１ａを有する雄型の金型上部５１と、凸部５１ａに対向する凹部５２ａを有する雌型の金型下部５２とからなる。金型上部５１の凸部５１ａは、樹脂ケース４の凹部１５および凹部１５側の外観を型取っている。具体的には、金型上部５１の凸部５１ａは、例えば、略角柱上に当該角柱の底面の辺よりも直径の小さい円状の頂上面５１ｂをもつ円柱を同心円状に積み重ねてなり、側面に１つ以上の段差部５１ｃを有する略錐台をなす。金型上部５１の凸部５１ａの頂上面５１ｂには、金属パイプ部材３の凸部１０ａの外径ｄ１と同程度の径（直径）を有する凹部５１ｄが設けられている。金型下部５２の凹部５２ａは、樹脂ケース４の、凹部１５と反対側の外観を型取る。具体的には、金型下部５２の凹部５２ａは、略矩形状の平面形状を有する。
【００７２】
このような金型下部５２の凹部５２ａ内に開放端１２側を下にして金属パイプ部材３を載置する。そして、金型下部５２上に金属板６０を載せ、金属板６０を挟むように金型下部５２に金型上部５１を嵌合する。このとき、金属板６０の後述する第２孔６５に金型上部５１の凸部５１ａの頂上面５１ｂ側を挿入し、金型上部５１の頂上面５１ｂの凹部５１ｄ内に金属パイプ部材３の凸部１０ａを挿入する。金型上部５１の頂上面５１ｂの凹部５１ｄの深さｘ１は、金属パイプ部材３の凸部１０ａの高さｘ２よりも浅い（ｘ１＜ｘ２）。すなわち、金属パイプ部材３の凸部１０ａの、台座部材２を接合する側の部分は、金型上部５１の頂上面５１ｂの凹部５１ｄに覆われない。このため、金型下部５２に金型上部５１を嵌合したときに、金型上部５１の凸部５１ａは金属パイプ部材３の段差部１０ｂに接しない。
【００７３】
すなわち、金型上部５１の凸部５１ａと金属パイプ部材３の段差部１０ｂとの間に幅（高さ）ｘ３（＝ｘ２−ｘ１）分の遊びをもたせている。これにより、金型５０や金属パイプ部材３の寸法精度に依らず、金型下部５２上に金属板６０および金型上部５１を順に隙間なく重ねることができる。したがって、樹脂ケース４の成形不良を低減させることができる。樹脂ケース４の成形不良とは、金型５０からはみ出した樹脂によって樹脂ケース４の外観が歪になったり、金型下部５２と金属板６０との間に隙間が生じることで樹脂ケース４が所定高さよりも高くなるなど、樹脂ケース４をコネクタ部材２１に収容することができない状態になることである。
【００７４】
金属板６０は、１つの圧力センサセル１００を構成する複数の信号端子１７を所定パターンで配置した略矩形状の平面形状を有する１つのセル区分５３を一方向（以下、長手方向（図９の縦方向）とする）に複数配置した略矩形状の金属薄板である。この金属板６０（具体的には後述する第３部分６３）は、金型上部５１と金型下部５２とが接触していない部分において金型として用いる。このため、従来のように信号端子１７の位置に合わせて金属板６０の幅を樹脂ケース４の幅よりも広げる必要がない。すなわち、金属板６０の長手方向と直交する方向（以下、短手方向（図９の横方向）とする）の幅を、樹脂ケース４の、信号端子１７が突出していない両端面間の幅ｗ２まで狭くすることができる。
【００７５】
金属板６０の各セル区分５３には、それぞれ、信号端子１７となる複数の第１部分６１と、第１部分６１を支持する第２部分６２と、が形成されている。複数の第１部分６１は、金属板６０の長手方向に平行に配置されている。第２部分６２は、第１部分６１と直交する方向に延びる略直線状の平面形状をなし、第１部分６１を後述する第３部分６３に連結する。具体的には、第２部分６２は、金属板６０の短手方向に隣り合う第１部分６１同士を連結するとともに、さらに一部の第１部分６１を第３部分６３に連結してもよいし、各第１部分６１をそれぞれ第３部分６３に連結してもよい。
【００７６】
また、金属板６０の各セル区分５３には、それぞれ、第１部分６１に平行に第３部分６３が形成されている。第３部分６３は、金属板６０の短手方向の最も外側（すなわち第１部分６１よりも外側）に、かつ金属板６０の長手方向に隣り合うセル区分５３にわたって連続して配置されている。第３部分６３は、例えば金属板６０の長手方向に延びる略直線状の平面形状をなす。第３部分６３は、第２部分６２を介して複数の第１部分６１を支持する枠として機能する。また、第３部分６３は、金属板６０と一体成形した樹脂ケース４を支持する機能を有する。例えば、第３部分６３には、セル区分５３の四隅にあたる部分にそれぞれ第１孔６４が形成されている。この第１孔６４に搬送ハンドの固定爪などをひっかけることで樹脂ケース４を搬送可能である。
【００７７】
さらに、金属板６０の各セル区分５３には、それぞれ、例えばセル区分５３の中心点を略中心とする略円状の平面形状を有する第２孔６５が形成されている。第２孔６５は、各第１部分６１（すなわち信号端子１７）をそれぞれ２つに分割する。第１部分６１の、第２孔６５側の部分が信号端子１７の基端である。金属板６０の第２孔６５には、金属板６０を挟んで金型下部５２に金型上部５１を嵌合したときに、金型上部５１の凸部５１ａの頂上面５１ｂ側が所定の深さｘ４まで挿入される。図１０，１１には、金型上部５１の凸部５１ａの、頂上面５１ｂをなす円柱部分全体が金属板６０の第２孔６５に挿入された状態を示す。
【００７８】
このように金属板６０を挟んで金型上部５１の凸部５１ａを金型下部５２の凹部５２ａに勘合した金型５０の内部に、軟化する温度に加熱させた樹脂を流し込んで冷却し固化させる。金型５０の内部とは、金型上部５１の凸部５１ａおよび金属板６０の第３部分６３と、金型下部５２の凹部５２ａと、に囲まれた部分である。このとき、金型上部５１の凸部５１ａの頂上面５１ｂと、金属パイプ部材３の段差部１０ｂとの間に樹脂が流れ込み、金属パイプ部材３の凸部１０ａの段差部１０ｂ側の部分から段差部１０ｂの、開放端１２と反対側の面１６にわたって樹脂ケース４に覆われる。
【００７９】
また、金属板６０の第３部分６３は、金型下部５２の凹部５２ａに対向して配置されている。このため、金型下部５２の凹部５２ａと金属板６０の第３部分６３との間に軟化した樹脂が流れ込み、樹脂ケース４の、金属パイプ部材３の段差部１０ｂよりも外向きに突出している部分が形成される。すなわち、金属板６０の第３部分６３は、樹脂ケース４の、金属パイプ部材３の段差部１０ｂよりも外向きに突出している部分を成形するための金型として機能する。金属板６０の第３部分６３の内側６３ａは、樹脂ケース４の外側側面に若干食い込むように線接触し、樹脂ケース４に固定されている。
【００８０】
また、金型上部５１の凸部５１ａの段差部５１ｃが金属板６０の第１部分６１（信号端子１７の基端）に接していることによって、樹脂ケース４の凹部１５に信号端子１７の基端が露出される。一方、金型上部５１の凸部５１ａの他の段差部５１ｃ付近には軟化した樹脂が流れ込むため、金属板６０の第１部分６１の、他の段差部５１ｃと対向する部分は、樹脂ケース４内に埋め込まれる。そして、金属パイプ部材３および金属板６０を一体成形した樹脂ケース４を金型５０から取り出す。金属板６０の、金型上部５１および金型下部５２に接する部分には樹脂が流れ込まないため、樹脂ケース４の外側に露出される。
【００８１】
次に、第１部分６１同士や、第１部分６１と第３部分６３とを連結する第２部分６２を切断し、各第１部分６１（信号端子１７）を切り離す（ステップＳ３）。次に、金属パイプ部材３の接合端１１に、金属材料９によって台座部材２を接合する。次に、例えばエポキシ接着剤によって、台座部材２に圧力センサチップ１を接合する（ステップＳ４）。次に、圧力センサチップ１の電極パッド（不図示）と信号端子１７とをワイヤボンディング１８により電気的に接続する（ステップＳ５）。次に、一般的な特性試験を行う（ステップＳ６）。次に、金属板６０の、樹脂ケース４に固定された余剰部分（すなわち第３部分６３）を除去することで（ステップＳ７）金属板６０のうち、信号端子１７となる第１部分６１のみが残り、図１〜３に示す圧力センサセル１００が完成する。
【００８２】
以上、説明したように、実施の形態３によれば、実施の形態１，２と同様の効果を得ることができる。また、実施の形態３によれば、丸鋼を用いてヘッダー加工によって金属パイプ部材を形成することにより、端材（切り出したときに生じる破棄される部分）がほぼ生じない。例えば板金を用いてプレス加工によって金属パイプ部材を形成する場合には、板金から金属パイプ部材となる部分を切り出した後に残る部分がすべて端材となる。一方、丸鋼を用いたヘッダー加工においては、金属パイプ部材の貫通孔を形成するときに丸鋼からくり貫かれた部分のみが端材となる。このため、丸鋼を用いてヘッダー加工によって金属パイプ部材を形成することにより、金属材料の使用量を大幅に低減させることができ、材料効率を向上させることができる。したがって、コストを低減させることができる。
【００８３】
また、実施の形態３によれば、樹脂ケースの、金属パイプ部材の段差部よりも外向きに突出している部分の厚さを、圧力導入口からの信号端子までの高さで決定することができるため、信号端子となる金属板の一部を金型として用いて金属パイプ部材および信号端子を樹脂ケースに一体成形することができる。このため、樹脂ケースの成型時に、樹脂ケースの、金属パイプ部材の段差部よりも外向きに突出している部分の厚さを決めるための新たな金型を挿入したり、当該新たな金型の配置やサイズに併せて信号端子となる金属板の幅を広くしたり切り抜いたりする必要がなくなる。このため、コストを低減させることができる。
【００８４】
（実施の形態４）
実施の形態４にかかる圧力センサセルの構成について説明する。図１２は、実施の形態４にかかる圧力センサセルの構成を示す断面図である。実施の形態４にかかる圧力センサセル１０１が実施の形態１にかかる圧力センサセルと異なる点は、樹脂ケース４の内部にチップコンデンサ７１が埋め込まれている点である。このチップコンデンサ７１は、例えばブレインコンピュータインタフェース（ＢＣＩ：Ｂｒａｉｎ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）へのノイズ等の悪影響を除去する機能を有する。
【００８５】
具体的には、チップコンデンサ７１は、例えば、樹脂ケース４と一体成形され、樹脂ケース４の、金属パイプ部材３の段差部１０ｂに対向する部分に埋め込まれている。また、チップコンデンサ７１は、圧力センサチップ１から外部へ電気信号を取り出す信号端子１７に例えばクリーム半田などの導電性接着剤によって接合されている。具体的には、圧力センサチップ１の電源電圧信号、出力電圧信号および接地電圧（グランド）信号をそれぞれ取り出す３つの信号端子１７にわたってチップコンデンサ７１が接合されるように、少なくとも２つのチップコンデンサ７１を搭載することが好ましい。
【００８６】
実施の形態４にかかる圧力センサセル１０１の製造方法は、例えば、実施の形態３にかかる圧力センサセルの製造方法において、金属パイプ部材３および信号端子１７と樹脂ケース４とを一体成形する前に、金属板６０の第１部分６１（信号端子１７）にチップコンデンサ７１を例えば半田などの金属材料によって接合すればよい。
【００８７】
以上、説明したように、実施の形態４によれば、実施の形態１〜３と同様の効果を得ることができる。また、実施の形態４によれば、チップコンデンサを搭載することによりノイズ耐性を向上させることができるため、例えばＥＭＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ：電磁両立性）を確保することができる。また、実施の形態４によれば、樹脂ケースに一体成形することにより、樹脂ケースの内部の空きスペースにチップコンデンサを埋め込むことができる。これにより、圧力センサセルの外形寸法を変えることなくチップコンデンサを搭載することができる。したがって、既存の製造プロセスによって従来と同様に圧力センサ装置を組み立てることができ、圧力センサ装置を製造するための新たな設備を導入する必要がないため、コストを低減することができる。
【００８８】
以上において本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であり、上述した各実施の形態において、たとえば各部の寸法等は要求される仕様等に応じて種々設定される。例えば、上述した各実施の形態では、平坦な板状の信号端子を一体成形した樹脂ケースを例に説明しているが、これに限らず例えば信号端子を上下（金属パイプ部材の貫通孔が延びる方向）に凹凸が生じるように曲げることで、樹脂ケースの、金属パイプ部材の段差部よりも外向きに突出している部分の厚さを種々変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
以上のように、本発明にかかる圧力センサ装置および圧力センサ装置の製造方法は、半導体シリコンを用いて圧力を計測する圧力センサ装置に有用であり、特に０．５ＭＰａ以上程度の高い圧力を計測する圧力センサ装置に適している。
【符号の説明】
【００９０】
１  圧力センサチップ
２  台座部材
３  金属パイプ部材（圧力導入手段）
４  樹脂ケース
５  ダイアフラム（受圧部）
６，８，２７，３１  貫通孔
７  金属薄膜
９  金属材料
１０ａ  金属パイプ部材の凸部
１０ｂ  金属パイプ部材の段差部
１１  金属パイプ部材の接合端
１２  金属パイプ部材の開放端
１３  圧力導入口
１４  金属パイプ部材の段差部の端部
１４ａ，１４ｂ  金属パイプ部材の段差部の端部のコーナー部
１５  樹脂ケースの凹部
１６  金属パイプ部材の段差部の、圧力導入口と反対側の面
１７，２６  信号端子
１８  ワイヤボンディング
１９  支持部
２１  コネクタ部材
２２  継ぎ手部材
２３  ハウジング部
２４  ソケット部
２５  コネクタ部材の段差部
２８  ゲル
２９  格納部
３０  ねじ部
３２  格納部の凹部
３３，３４  Ｏリング
４１  線材
４１ａ  線材の一方の端部
４１ｂ  線材の他方の端部
４２  可動金型
４２ａ  可動金型の平坦面
４３  固定金型
４３ａ  固定金型の平坦面
５０  金型
５１  金型上部
５１ａ  金型上部の凸部
５１ｂ  金型上部の凸部の頂上面
５１ｃ  金型上部の凸部の段差部
５１ｄ  金型上部の頂上面の凹部
５２  金型下部
５２ａ  金型下部の凹部
５３  金属板のセル区分
６０  金属板
６１  金属板の第１部分
６２  金属板の第２部分
６３  金属板の第３部分
６３ａ  金属板の第３部分の内側
６４  金属板の第１孔
６５  金属板の第２孔
７１  チップコンデンサ
１００，１０１  圧力センサセル
２００  圧力センサ装置
３００  筐体
３０１  ねじ孔
ｄ１  金属パイプ部材の凸部の外径
ｄ１１  線材の径
ｄ２  金属パイプ部材の段差部の外径
ｄ３  金属パイプ部材の内径
ｔ１  金属パイプ部材の凸部の肉厚
ｔ２  金属パイプ部材の段差部の厚さ
ｔ３  樹脂ケースの、金属パイプ部材の段差部よりも外向きに突出している部分の厚さ
ｗ１  樹脂ケースの、信号端子が突出している両端面間の幅
ｗ２  樹脂ケースの、信号端子が突出していない両端面間の幅
ｘ１  金型上部の凹部の深さ
ｘ２  金属パイプ部材の凸部の高さ
ｘ３  金型上部の凸部と金属パイプ部材の段差部との間の幅
ｘ４  金型上部の凸部の頂上面側の、金属板の第２孔に挿入される部分の深さ
【図１】
2016061661.tif 000003
【図２】
2016061661.tif 000004
【図３】
2016061661.tif 000005
【図４】
2016061661.tif 000006
【図５】
2016061661.tif 000007
【図６】
2016061661.tif 000008
【図７】
2016061661.tif 000009
【図８】
2016061661.tif 000010
【図９】
2016061661.tif 000011
【図１０】
2016061661.tif 000012
【図１１】
2016061661.tif 000013
【図１２】
2016061661.tif 000014