(57)【要約】【課題】第１部材、第２部材、及び、接合部材への熱応力の作用を効果的に抑制する接合部材の製造方法を提供する。【解決手段】第１部材と、第１部材とは線膨張係数の異なる第２部材と、を接合する接合部材の製造方法は、準備工程と、積層工程と、加熱工程と、を備えている。準備工程では、第１シート１００と、第２シート１０２と、を準備する。積層工程では、第１シート及び第２シートを積層して積層体１０６を形成する。加熱工程では、積層体を加熱して第１シート及び第２シートを接続する。第１シート及び第２シートは、固体状であり、少なくとも一方がフィラー４２を含有している。第１シートの線膨張係数は、第２シートの線膨張係数よりも第１部材の線膨張係数に近い。第２シートの線膨張係数は、第１シートの線膨張係数よりも第２部材の線膨張係数に近い。【選択図】図６
2017003359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材と、前記第１部材とは線膨張係数の異なる第２部材と、を接合する接合部材の製造方法であって、
ガラス（４０）を主成分とする前記接合部材の形成材料として、少なくとも、前記第１部材に接合される第１接合面（２４ａ）を有する第１シート（１００）と、前記第２部材に接合される第２接合面（２４ｂ）を有するとともに線膨張係数が前記第１シートとは異なる第２シート（１０２）と、を準備する準備工程と、
前記準備工程実施後、前記第１シート及び前記第２シートを積層して積層体（１０６）を形成する積層工程と、
前記積層工程実施後、前記積層体を加熱して前記第１シート及び前記第２シートを接続する加熱工程と、を備え、
準備工程において準備する前記第１シート及び前記第２シートは、固体状であり、少なくとも一方がフィラー（４２）を含有し、前記第１シートの線膨張係数が前記第２シートの線膨張係数よりも前記第１部材の線膨張係数に近く、前記第２シートの線膨張係数が前記第１シートの線膨張係数よりも前記第２部材の線膨張係数に近いことを特徴とする接合部材の製造方法。
【請求項２】
前記準備工程において準備する前記第１シート及び前記第２シートの両方が前記フィラーを含有し、含有する前記フィラーの単位体積当りの粒子数が互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の接合部材の製造方法。
【請求項３】
前記準備工程において準備する前記第１シート及び前記第２シートの両方が前記フィラーを含有し、含有する前記フィラーの粒度が互いに異なることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の接合部材の製造方法。
【請求項４】
前記準備工程において準備する前記第１シート及び前記第２シートの両方が前記フィラーを含有し、含有する前記フィラーの組成が互いに異なることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の接合部材の製造方法。
【請求項５】
前記準備工程では、前記第１シート及び前記第２シートの他に、前記ガラス及び前記フィラーを含有するとともに、線膨張係数が前記第１シート及び前記第２シートのうちの一方よりも高く、他方よりも低い第３シート（１０４）を準備し、
前記積層工程では、前記第１シートと前記第２シートとを、前記第３シートを介して積層することで前記積層体を形成することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の接合部材の製造方法。
【請求項６】
前記準備工程において準備する前記第１シート及び前記第２シートの一方が前記フィラーを含有し、他方が前記フィラーを含有しないことを特徴とする請求項１に記載の接合部材の製造方法。
【請求項７】
前記準備工程では、前記第１シート及び前記第２シートの他に、前記ガラス及び前記フィラーを含有するとともに、線膨張係数が前記第１シート及び前記第２シートのうちの一方よりも高く、他方よりも低い第３シートを準備し、
前記積層工程では、前記第１シートと前記第２シートとを、前記第３シートを介して積層することで前記積層体を形成することを特徴とする請求項６に記載の接合部材の製造方法。
【請求項８】
前記準備工程において準備する前記第１シート及び前記第２シートのうち前記フィラーを含有する一方と前記第３シートとは、含有する前記フィラーの単位体積当りの粒子数が互いに異なることを特徴とする請求項７に記載の接合部材の製造方法。
【請求項９】
前記準備工程において準備する前記第１シート及び前記第２シートのうち前記フィラーを含有する一方と前記第３シートとは、含有する前記フィラーの粒度が互いに異なることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の接合部材の製造方法。
【請求項１０】
前記準備工程において準備する前記第１シート及び前記第２シートのうち前記フィラーを含有する一方と前記第３シートとは、含有する前記フィラーの組成が互いに異なることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の接合部材の製造方法。
【請求項１１】
前記第１部材は、被測定媒体の圧力に応じて変形するダイアフラム（３８）を有する金属ステム（２２）であり、前記第２部材は、前記ダイアフラムの変形に基づき前記被測定媒体の圧力を検出するセンサチップ（２６）であることを特徴とする請求項１〜１０いずれか１項に記載の接合部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１部材と、第１部材とは線膨張係数の異なる第２部材と、を接合する接合部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載のように、第１部材と、第１部材とは線膨張係数の異なる第２部材と、を接合する接合部材の製造方法が知られている。この製造方法は、成形工程と加熱工程とを備えている。成形工程では、ガラス及びフィラーを含む複数の造粒粉を積層して積層体を形成する。複数の造粒粉は、互いにフィラーの構成が異なっている。これにより、積層体における第１部材側の部分の線膨張係数が、第２部材側の部分の線膨張係数と異なっている。詳しく言えば、第１シートは、第２シートよりも線膨張係数が第１部材に近く、第２シートは、第１シートよりも線膨張係数が第２部材に近くなっている。
【０００３】
加熱工程では、積層体を加熱し、造粒粉を溶融して結合する。こうすることで、上記の接合部材を製造する。接合部材の第１接合部材側及び第２接合部材側では、第１部材及び第２部材との線膨張係数と近くなっている。言い換えると、線膨張係数差が低くなっている。そのため、線膨張係数の違いに起因する熱応力が第１部材、第２部材、及び、接合部材に作用することが抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１９０３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の造粒粉は粉状である。そのため、成形工程において造粒粉を積層する際、造粒粉の粒子が動き易い。したがって、接合部材の各部分で、線膨張係数が変動する虞がある。このように線膨張係数が変化すると、第１部材、第２部材、及び、接合部材への熱応力の作用を効果的に抑制できなくなる虞がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、第１部材、第２部材、及び、接合部材への熱応力の作用を効果的に抑制する接合部材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】
【０００７】
ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として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ものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００８】
開示された発明のひとつは、第１部材と、第１部材とは線膨張係数の異なる第２部材と、を接合する接合部材の製造方法であって、
ガラス（４０）を主成分とする接合部材の形成材料として、少なくとも、第１部材に接合される第１接合面（２４ａ）を有する第１シート（１００）と、第２部材に接合される第２接合面（２４ｂ）を有するとともに線膨張係数が第１シートとは異なる第２シート（１０２）と、を準備する準備工程と、
準備工程実施後、第１シート及び第２シートを積層して積層体（１０６）を形成する積層工程と、
積層工程実施後、積層体を加熱して第１シート及び第２シートを接続する加熱工程と、を備え、
準備工程において準備する第１シート及び第２シートは、固体状であり、少なくとも一方がフィラー（４２）を含有し、第１シートの線膨張係数が第２シートの線膨張係数よりも第１部材の線膨張係数に近く、第２シートの線膨張係数が第１シートの線膨張係数よりも第２部材の線膨張係数に近いことを特徴とする。
【０００９】
上記製造方法では、積層工程において、固体状のシートを積層することにより、積層体を形成する。これによれば、積層工程において、粉状の造粒粉を積層する方法に較べて、積層体におけるフィラーの位置が変動するのを抑制することができる。よって、接合部材の第１部材側及び第２部材側のそれぞれにおいて、線膨張係数が変動するのを抑制することができる。したがって、第１部材、第２部材、及び、接合部材への熱応力の作用を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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断面図である。
【図２】図１に破線で囲って示す領域IIの拡大断面図である。
【図３】接合部材の詳細構造を示す断面図である。
【図４】接合部材の製造手順を示すフローチャートである。
【図５】積層工程を示す部分断面図である。
【図６】積層工程を示す断面図である。
【図７】第１変形例の積層工程を示す断面図である。
【図８】第２変形例の積層工程を示す断面図である。
【図９】第３変形例の積層工程を示す断面図である。
【図１０】第４変形例の積層工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、以下に示す各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。また、互いに直交する３方向を、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向と示す。そして、Ｘ方向及びＹ方向により規定される平面をＸＹ平面と示す。ＸＹ平面に沿う形状を平面形状と示す。
【００１２】
（第１実施形態）
先ず、図１及び図２に基づき、圧力センサ装置１０の概略構成を説明する。
【００１３】
圧力センサ装置１０は、圧力センサ２０、コネクタ５０、及び、ハウジング６０を備えている。ハウジング６０はＺ方向に延びた筒形状をなし、両端６０ａ，６０ｂが開口している。一端６０ａは被測定媒体の流れる被測定配管に設けられ、他端６０ｂは被測定配管の外に設けられる。一端６０ａの開口に圧力センサ２０が設けられ、他端６０ｂの開口にコネクタ５０が設けられている。一端６０ａの開口が圧力センサ２０によって閉塞され、他端６０ｂの開口がコネクタ５０によって閉塞されている。
【００１４】
コネクタ５０及び圧力センサ２０はＺ方向に並んで配置され、互いに電気的に接続されている。圧力センサ２０の一部は被測定媒体に晒されており、圧力センサ２０にて被測定媒体の圧力に応じた電気信号が生成される。この電気信号が、コネクタ５０を介して外部機器に出力される。
【００１５】
被測定配管としては、例えば、コモンレールにおける燃料パイプを採用することができる。被測定媒体としては、例えば、燃料パイプ内を流れる燃料を採用することができる。被測定媒体としては、液体、気体、気液混合を採用することができる。
【００１６】
圧力センサ装置１０は、上記構成要素の他にリード８０とシール材９０とを備えている。リード８０は圧力センサ２０とコネクタ５０とを電気的に中継し、シール材９０はコネクタ５０とハウジング６０との連結部位をシールする。シール材９０によって、被測定配管の外の媒体（例えば空気）が被測定配管の中に流入するのが効果的に抑制される。以下、圧力センサ２０、コネクタ５０、及び、ハウジング６０を個別に詳説する。
【００１７】
圧力センサ２０は、金属ステム２２、接合部材２４、センサチップ２６、ボンディングワイヤ２８、及び、基板３０を有している。接合部材２４を介して金属ステム２２にセンサチップ２６が機械的に接合され、ボンディングワイヤ２８を介してセンサチップ２６と基板３０とが電気的に接続されている。金属ステム２２のコネクタ５０側に接合部材２４とともにセンサチップ２６と基板３０とが配置されている。
【００１８】
金属ステム２２には、被測定配管から被測定媒体が導入されるものである。金属ステム２２は、金属材料を用いて形成されている。本実施形態では、金属ステム２２が、ＳＵＳを用いて形成されている。
【００１９】
金属ステム２２は、Ｚ方向に延びた筒形状をなす側壁部３２と、側壁部３２における両端の開口のうち接合部材２４側の開口を閉塞する底部３４と、を有している。これにより、金属ステム２２は、一端が開口する有底筒形状をなしている。底部３４は、厚さ方向がＺ方向に沿う平板形状をなしている。
【００２０】
側壁部３２及び底部３４が囲んだ空間により、被測定媒体が導入される媒体導入通路３６を構成されている。側壁部３２において、一方の開口は底部３４に閉塞され、他方の開口は媒体導入通路３６の開口をなしている。媒体導入通路３６の開口は、被測定配管と連通している。媒体導入通路３６に導入された被測定媒体は、コネクタ５０側に流れ、底部３４に当たる。
【００２１】
底部３４には、厚さの局所的に薄くされたダイアフラム３８が形成されている。ダイアフラム３８において媒体導入通路３６をの一部を構成する受圧面３８ａには、被測定媒体が当たる。底部３４において受圧面３８ａと反対の裏面３８ｂには、接合部材２４を介してセンサチップ２６が接合されている。
【００２２】
接合部材２４は、金属ステム２２とセンサチップ２６とを接合するものである。金属ステム２２が特許請求の範囲に記載の第１部材、センサチップ２６が特許請求の範囲に記載の第２部材に相当する。接合部材２４の詳細構造については、後述する。
【００２３】
センサチップ２６は、厚さ方向がＺ方向に沿う平板形状をなしている。本実施形態のセンサチップ２６は、半導体基板にゲージ抵抗が形成されてなる。センサチップ２６はＺ方向の投影視において、ダイアフラム３８と重なるように配置されている。
【００２４】
被測定媒体の圧力によりダイアフラム３８が変形すると、それに応じて接合部材２４及びセンサチップ２６も変形する。これにより、ゲージ抵抗の抵抗値が変動し、センサチップ２６から抵抗値の変動に応じた電気信号が出力される。すなわち、被測定媒体の圧力に応じた電気信号がセンサチップ２６から出力される。
【００２５】
基板３０は、平面形状が環状をなし、裏面３８ｂにおいてセンサチップ２６及び接合部材２４を取り囲んでいる。基板３０には、電子部品（図示略）が実装されている。センサチップ２６と基板３０とは、ボンディングワイヤ２８を介して電気的に接続されている。基板３０は、センサチップ２６から入力された電気信号の処理を行うとともに、それに応じた出力信号を生成する。
【００２６】
基板３０は、ボンディングワイヤ２８と接続された箇所と異なる箇所で、リード８０と電気的に接続されている。リード８０は、基板３０からコネクタ５０側に延設されている。リード８０は、基板３０と、コネクタ５０のターミナル５２と、を電気的に中継する。
【００２７】
コネクタ５０は、ターミナル５２と、ターミナル５２を保持するコネクタハウジング５４と、を有している。ターミナル５２は、例えば、リード８０と溶接により接続されている。ターミナル５２は、リード８０との接続部分から、圧力センサ２０と離れる方向に延設されている。
【００２８】
コネクタハウジング５４は、Ｚ方向に延びた筒形状をなす側壁部５６と、側壁部５６における両端の開口のうち圧力センサ２０側の開口を閉塞する底部５８と、を有している。これにより、コネクタハウジング５４は、一端が開口する有底筒形状をなしている。底部５８は、厚さ方向がＺ方向に沿う平板形状をなしている。
【００２９】
コネクタハウジング５４は、樹脂材料を用いて形成されている。ターミナル５２は、底部５８をＺ方向に貫通している。これにより、ターミナル５２の一部は、側壁部５６が囲む空間に露出している。外部機器が側壁部５６と嵌合することにより、外部機器がターミナル５２と電気的に接続される。センサチップ２６の電気信号は、ボンディングワイヤ２８、基板３０、リード８０、ターミナル５２を介して外部機器に出力される。
【００３０】
ハウジング６０は、コネクタハウジング５４を固定する固定部６２と、被測定配管にねじ締結される締結部６４と、締結部６４及び固定部６２を連結する連結部６６と、を有している。固定部６２及び締結部６４はＺ方向に延びた円筒形状をなしている。図１に示す破線は、固定部６２と連結部６６との境界、及び、連結部６６と締結部６４との境界を示している。
【００３１】
固定部６２及び締結部６４がＺ方向に並んでおり、固定部６２は、締結部６４に対してコネクタ５０側に設けられている。固定部６２の内径及び外径は、締結部６４よりも長くなっている。なお、ハウジング６０は、例えば、金属材料を用いて形成されている。連結部６６は、環状をなしている。連結部６６において、コネクタ５０側の面が固定部６２の一端に連結され、固定部６２と連結された面と反対の面が締結部６４の一端に連結されている。
【００３２】
固定部６２において、連結部６６と連結された一端と反対の他端側の開口は、ハウジング６０における他端６０ｂ側の開口である。固定部６２は、他端６０ｂをコネクタハウジング５４へ向かってかしめて折り曲げることで、コネクタハウジング５４を他端６０ｂに固定している。コネクタハウジング５４の底部における圧力センサ２０側の面には、シール材９０が配置されている。シール材９０の平面形状は、環状をなしている。そして、上記のかしめにより、シール材９０が変形して、コネクタハウジング５４と固定部６２との間をシールしている。シール材９０としては、例えば、Ｏリングを採用することができる。
【００３３】
締結部６４において、連結部６６と連結された一端と反対の他端側の開口は、ハウジング６０における一端６０ａ側の開口である。締結部６４の外周面には、被測定配管とねじ締結するための雄ねじ部６８が形成されている。締結部６４の内周面は、側壁部３２の外周面と接触している。連結部６６の内周面には、底部３４の一部が配置されている。以上により、ハウジングの一端６０ａ側の開口は、金属ステム２２により閉塞されている。
【００３４】
次に、図２及び図３に基づき、接合部材２４の詳細構造を説明する。
【００３５】
接合部材２４は、金属ステム２２とセンサチップ２６とを接合する前の状態で、固体状であり、平板形状に形成されている。図２に示すように、接合部材２４は、金属ステム２２に接合される第１接合面２４ａと、センサチップ２６に接合される第２接合面２４ｂと、を有している。第１接合面２４ａは、第２接合面２４ｂと反対の面である。本実施形態では、接合部材２４の厚さが１００μｍ程度となっている。
【００３６】
図３に示すように、接合部材２４は、接合作用を提供するガラス４０を主成分として含んでいる。ガラス４０の組成としては、センサチップ２６の耐熱温度よりも低い温度で接合が可能な組成を採用することができる。本実施形態において、センサチップ２６の耐熱温度は、４７０℃程度である。そのため、ガラス４０は、４００℃以下の温度で接合が可能な低融点組成となっている。
【００３７】
ガラス４０としては、例えば、バリウム（Ｂａ）、ビスマス（Ｂｉ）、ホウ素（Ｂ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、バナジウム（Ｖ）、りん（Ｐ）等の成分を含む無鉛ガラスを採用することができる。また、ガラス４０として、鉛（Ｐｂ）を含む鉛ガラスを採用することもできる。
【００３８】
接合部材２４は、線膨張係数を制御するために、粒子状のフィラー４２を含有している。言い換えると、接合部材２４は、ガラス４０に対してフィラー４２が添加されてなる。本実施形態では、フィラー４２の組成として、接合部材２４におけるフィラー４２の体積分率が高くなるほど接合部材２４の線膨張係数が低くなる組成を採用する。
【００３９】
フィラー４２としては、例えば、コージェライト、リン酸ジルコン酸タングステン、アルミナ、シリカ、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、銀（Ａｇ）の酸化物を採用することができる。さらに、フィラー４２としては、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、セリウム（Ｃｅ）、ガリウム（Ｇａ）、アンチモン（Ｓｂ）、テルル（Ｔｅ）の酸化物を採用することもできる。
【００４０】
本実施形態では、接合部材２４において、フィラー４２の粒度がほぼ一定となっている。粒度の平均値である平均粒子径としては、０．１μｍから５０μｍまでを選択することができる。フィラー４２の粒度は、例えば、接合部材２４の厚みや金属ステム２２及びセンサチップ２６の表面粗さにより選択される。
【００４１】
金属ステム２２の線膨張係数は、センサチップ２６の線膨張係数と異なっている。本実施形態において、金属ステム２２の線膨張係数は、センサチップ２６の線膨張係数よりも大きい。接合部材２４では、線膨張係数差に起因する熱応力が小さくなるように、金属ステム２２側及びセンサチップ２６側で、フィラー４２の体積分率が異なっている。言い換えると、接合部材２４において、第２接合面２４ｂ側と第１接合面２４ａ側とで、単位体積当りに占めるフィラー４２の割合が異なっている。詳しく言えば、接合部材２４において、第２接合面２４ｂ側では、第１接合面２４ａ側よりも単位体積当りのフィラー４２の粒子数が多くなっている。
【００４２】
これにより、接合部材２４において、第１接合面２４ａの線膨張係数は、第２接合面２４ｂの線膨張係数よりも金属ステム２２の線膨張係数に近くなっている。また、第２接合面２４ｂの線膨張係数は、第１接合面２４ａの線膨張係数よりもセンサチップ２６の線膨張係数に近くなっている。
【００４３】
本実施形態において、接合部材２４の線膨張係数はＺ方向において３段階に変化している。詳しく言えば、接合部材２４は、線膨張係数が互いに異なるとともにＺ方向に並んで配置された第１層４４、第２層４６、及び、第３層４８を有している。
【００４４】
第３層４８は、Ｚ方向において第１層４４及び第２層４６の間に配置されている。第１層４４は、第１接合面２４ａを有している。第２層４６は、第２接合面２４ｂを有している。なお、図３に示す破線は、接合部材２４の一部分である各層４４，４６，４８を区別するためのものである。各層４４，４６，４８は、一体的に接続されている。
【００４５】
接合部材２４では、単位体積当りのフィラー４２の含有粒子数が多くされた層から順に、第１層４４、第３層４８、第２層４６となっている。これにより、線膨張係数が大きい層から順に、第１層４４、第３層４８、第２層４６となっている。なお、本実施形態において、第１層４４は、フィラー４２を含有していない。そのため、第１接合面２４ａには、フィラー４２が露出していない。
【００４６】
第２層４６のフィラー４２は、第３層４８のフィラー４２と粒度がほぼ等しい。また、第２層４６のフィラー４２は、第３層４８のフィラー４２と組成が等しい。本実施形態では、接合部材２４においてフィラー４２の組成が、一定となっている。
【００４７】
例えば、センサチップ２６の線膨張係数は４ｐｐｍ／℃程度であり、金属ステム２２の線膨張係数は１２ｐｐｍ／℃程度である。これに対し、第１層４４の線膨張係数は１１ｐｐｍ／℃程度、第３層４８の線膨張係数は８ｐｐｍ／℃程度、第２層４６の線膨張係数は５ｐｐｍ／℃程度となっている。
【００４８】
次に、図４〜図６に基づき、接合部材２４の製造方法を説明する。
【００４９】
図４に示すように、先ず、接合部材２４の形成材料である第１シート１００、第２シート１０２、及び、第３シート１０４を準備する準備工程（ステップＳ１０）を実施する。後述する積層工程及び加熱工程を実施することにより、第１シート１００は第１層４４となり、第２シート１０２は第２層４６となり、第３シート１０４は第３層４８となる。
【００５０】
準備工程では、先ず、ガラス４０を粉末状にしたガラスフリットと、フィラー４２と、を準備する（ステップＳ１２）。そして、所定の粒度を有するガラスフリットに、所定の粒度を有するフィラー４２を、所定の比率となるように添加して混合する。これにより、混合粉を調製する。このとき、フィラー４２の体積分率が異なる混合粉を複数種類調製する。
【００５１】
本実施形態では、ガラスフリット及びフィラー４２の組成、粒度を一定として、フィラー４２の体積分率、具体的には単位体積当りのフィラー４２の粒子数、が異なる混合粉を２種類調製する。さらに、２種類の混合粉に加えて、フィラー４２を混合しないガラスフリットを準備する。
【００５２】
次に、バインダーを、溶媒に添加及び溶解させて、バインダー溶液を調製する（ステップＳ１４）。バインダーは、ガラスフリット同士、フィラー４２同士、ガラスフリットとフィラー４２、を接着する接着材として機能する。なお、ステップＳ１４を、ステップＳ１２と同時、又は、ステップＳ１２の前に実施することもできる。
【００５３】
次に、２種類の混合粉、及び、ガラスフリットを、それぞれ個別にバインダー溶液に混合及び分散して、複数種類のガラス混合溶液を調製する（ステップＳ１６）。ガラス混合溶液は、液体と固体とが混合されてなる混合物である。ガラス混合溶液におけるバインダー溶液の割合を、例えば０〜２０重量％とする。
【００５４】
次に、３種類のガラス混合溶液を用いて、第１シート１００、第２シート１０２、及び、第３シート１０４を成形する（ステップＳ１８）。第１シート１００、第２シート１０２、及び、第３シート１０４では、単位体積当りのフィラー４２の粒子数が互いに異なる。
【００５５】
各シート１００，１０２，１０４を成形する方法としては、例えば、ベルトコンベア上にガラス混合溶液を塗布し、ベルトコンベアに対向配置されたヒータによりガラス混合溶液を乾燥する。ガラス混合溶液を乾燥することにより固体状のシート１００，１０２，１０４を成形することができる。例えば、乾燥した後、各シート１００，１０２，１０４を打ち抜き加工することにより、図５及び図６に示すように、シート１００，１０２，１０４を平板形状に形成する。以上により、第１シート１００、第２シート１０２、及び、第３シート１０４を準備することができる。以上が準備工程である。
【００５６】
本実施形態において、各シート１００，１０２，１０４の形状は、円板形状となっている。図６に示すように、各シート１００，１０２，１０４は、ガラス４０が主成分となっている。なお、各シート１００，１０２，１０４は、バインダーを含有している。
【００５７】
第１シート１００は、ガラスフリットとバインダー溶液とを混合させたガラス混合溶液の乾燥により形成される。そのため、第１シート１００は、フィラー４２を含有していない。第２シート１０２及び第３シート１０４は、混合粉とバインダー溶液とを混合させたガラス混合溶液の乾燥により形成される。よって、第２シート１０２及び第３シート１０４は、フィラー４２を含有している。第２シート１０２は、第３シート１０４よりも単位体積当りのフィラー４２の粒子数が多くなっている。以上により、線膨張係数が大きいものから順に、第１シート１００、第３シート１０４、第２シート１０２となっている。
【００５８】
準備工程実施後、各シートを積層して積層体を形成する積層工程を実施する（ステップＳ２０）。積層工程では、各シート１００，１０２，１０４を厚さ方向が揃うように積層配置して積層体１０６を形成する。
【００５９】
本実施形態では、第１シート１００と第２シート１０２とを、第３シート１０４を介して積層することで積層体１０６を形成する。すなわち、第１シート１００と第２シート１０２との間に第３シート１０４を配置する。これにより、第１シート１００から第２シート１０２へ向かって線膨張係数が段々と大きくなるように、各シート１００，１０２，１０４が配置される。
【００６０】
本実施形態では、積層体１０６を形成する金型として、図５及び図６に示すように、円筒形状をなす筒状型１１０と、円柱形状をなす下型１１２と、円柱形状をなす上型１１４と、を用いる。下型１１２は、一部が筒状型１１０の中空１１６に挿入配置可能に構成されている。上型１１４は、一部が下型１１２と反対から中空１１６に挿入配置可能に構成されている。
【００６１】
中空１１６に下型１１２の一部を挿入配置させた状態で、中空１１６内に位置する下型１１２の一端面上に、３つのシート１００，１０２，１０４を積層する。詳しく言えば、下型１１２側から、第１シート１００、第３シート１０４、第２シート１０２の順で積層する。そして、上型１１４の一部を中空１１６内に挿入配置し、パンチ（図示略）により、上型１１４を下型１１２へ近づける。これにより、上型１１４及び下型１１２によって、シート１００，１０２，１０４が挟持され、積層体１０６を形成される。
【００６２】
積層工程実施後、金型の加熱により、積層体１０６を加熱して各シート１００，１０２，１０４を互いに接続する加熱工程を実施する（ステップＳ３０）。加熱工程により、積層体１０６中のバインダーを除去するとともに、ガラスフリットの一部を溶融させる。これにより、各シート１００，１０２，１０４内のガラスフリット同士が結合するとともに、隣り合うシート１００，１０２，１０４の境界面同士が接続する。
【００６３】
本実施形態では、積層体１０６に対し、３００℃程度で３０分間程度の熱処理を行う。このような熱処理の条件では、フィラー４２が各シート１００，１０２，１０４間において拡散し難い。以上により、図３に示す固体状の接合部材２４を製造することができる。
【００６４】
加熱工程の実施により、第１シート１００が第１層４４となり、第２シートが第２層４６となり、第３シートが第３層４８となる。言い換えると、準備工程で準備する第１シート１００は第１接合面２４ａを有し、第２シート１０２は第２接合面２４ｂを有している。
【００６５】
そして、上記の製造方法で製造した接合部材２４を金属ステム２２上に配置し、接合部材２４上にセンサチップ２６を配置する。次に、例えばセンサチップ２６の耐熱温度よりも低い温度であってガラス４０が溶融する温度で所定時間の熱処理を行う。これにより、接合部材２４を介して金属ステム２２とセンサチップ２６とを接合することができる。
【００６６】
次に、上記した接合部材２４の製造方法の効果を説明する。
【００６７】
本実施形態では、積層工程において、固体状のシート１００，１０２，１０４を積層することにより、積層体１０６を形成する。これによれば、積層工程において、粉状の造粒粉を積層する方法に較べて、積層体１０６におけるフィラー４２の位置が変動するのを抑制することができる。よって、接合部材２４の金属ステム２２側及びセンサチップ２６側のそれぞれにおいて、線膨張係数が変動するのを抑制することができる。したがって、金属ステム２２、センサチップ２６、及び、接合部材２４に作用する熱応力が大きくなるのを抑制することができる。
【００６８】
また、本実施形態では、積層工程において、線膨張係数が段々と変化するように、第１シート１００、第３シート１０４、第２シート１０２を順に積層した。これによれば、接合部材２４の第１接合面２４ａから第２接合面２４ｂにかけて線膨張係数が段々と変化する。そのため、接合部材２４の内部で生じる熱応力を効果的に抑制することができる。
【００６９】
また、本実施形態において、第１シート１００はフィラー４２を含有し、第２シート１０２はフィラー４２を含有していない。そのため、第１シート１００及び第２シート１０２の両方がフィラー４２を含有する構成に較べて、第１接合面２４ａ及び第２接合面２４ｂの線膨張係数差を大きくすることができる。したがって、金属ステム２２及びセンサチップ２６の線膨張係数差が大きい場合であっても、金属ステム２２、センサチップ２６、及び、接合部材２４に作用する熱応力を効果的に抑制することができる。
【００７０】
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。
【００７１】
上記実施形態において、接合部材２４においてフィラー４２と粒度がほぼ一定とされた例を示したが、これに限定されない。接合部材２４が、大小様々な粒度のフィラー４２を有する例を採用することもできる。このような接合部材２４を製造する方法としては、図７に示す第１変形例のように、フィラー４２の平均粒子径が互いに異なる第２シート１０２と第３シート１０４とを準備する。
【００７２】
第１変形例において、フィラー４２の平均粒子径は、第３シート１０４よりも第２シート１０２の方が大きい。これにより、線膨張係数は、第２シート１０２よりも第３シート１０４の方が大きい。なお、第２シート１０２、同様にして、第３シート１０４が含有するフィラー４２の粒度は、大小様々でもよい。第２シート１０２、及び、第３シート１０４のフィラー４２の粒子径が異なっていればよい。
【００７３】
上記実施形態において、接合部材２４においてフィラー４２の組成が一定とされた例を示したが、これに限定されない。接合部材２４の各部分でフィラー４２の組成が互いに異なる例を採用することもできる。このような接合部材２４を製造する方法としては、図８に示す第２変形例のように、フィラー４２の組成が互いに異なる第２シート１０２と第３シート１０４とを準備する。なお、図８では、フィラー４２の組成の違いを、ハッチングの違いにより示している。
【００７４】
第２変形例において、線膨張係数は、第２シート１０２よりも第３シート１０４の方が大きい。なお、第２変形例では、第２シート１０２が含有するフィラー４２の組成は一定であり、第３シート１０４が含有するフィラー４２の組成は一定となっている。これに対し、第２シート１０２が互いに組成の異なる複数種類のフィラー４２を含有する例、及び、第３シート１０４が互いに組成の異なる複数種類のフィラー４２を含有する例を採用することもできる。
【００７５】
上記実施形態では、第１シート１００がフィラー４２を含有しない例を示したが、これに限定されない。図９に示す第３変形例のように、第１シート１００がフィラー４２を含有する例を採用することもできる。また、第３シート１０４がフィラー４２を含有しない例を採用することもできる。以上のように、少なくとも第１シート１００及び第２シート１０２のうち一方がフィラー４２を含有する例であれば、採用することができる。そのため、第１シート１００がフィラー４２を含有し、第２シート１０２がフィラー４２を含有しない例を採用することもできる。
【００７６】
上記実施形態では、３つのシート１００，１０２，１０４を用いて接合部材２４を製造する例を示したが、これに限定されない。図１０に示す第４変形例のように、３つのシート１００，１０２，１０４に加えて、第４シート１０８を用いて接合部材２４を製造する例を採用することもできる。
【００７７】
第４変形例において、準備工程では、第４シート１０８を含む４つのシート１００，１０２，１０４，１０８を準備する。積層工程では、４つのシート１００，１０２，１０４，１０８を積層して積層体１０６を形成する。また、第３シート１０４及び第４シート１０８を用いることなく、第１シート１００及び第２シート１０２のみを用いて接合部材２４を製造する例を採用することもできる。以上のように、接合部材２４の製造方法において、接合部材２４の製造に用いるシートの数は、複数であれば採用することができる。
【００７８】
上記実施形態では、接合部材２４が金属ステム２２及びセンサチップ２６を接合する例を示したが、これに限定されない。すなわち、接合部材２４が圧力センサ装置１０に適応された例を示したが、これに限定されない。接合部材２４をトルクセンサに適応し、トルクセンサのセンサチップと金属部材とを接合部材２４が接合する例を採用することもできる。
【００７９】
上記実施形態では、接合部材２４におけるフィラー４２の体積分率が高くなるほど接合部材２４の線膨張係数が低くなる例を示したが、これに限定されない。接合部材２４におけるフィラー４２の体積分率が高くなるほど接合部材２４の線膨張係数が高くなる例を採用することもできる。
【符号の説明】
【００８０】
１０…圧力センサ装置、２０…圧力センサ、２２…金属ステム、２４…接合部材、２４ａ…第１接合面、２４ｂ…第２接合面、２６…センサチップ、２８…ボンディングワイヤ、３０…基板、３２…側壁部、３４…底部、３６…媒体導入通路、３８…ダイアフラム、３８ａ…受圧面、３８ｂ…裏面、４０…ガラス、４２…フィラー、４４…第１層、４６…第２層、４８…第３層、５０…コネクタ、５２…ターミナル、５４…コネクタハウジング、５６…側壁部、５８…底部、６０…ハウジング、６０ａ…一端、６０ｂ…他端、６２…固定部、６４…締結部、６６…連結部、６８…雄ねじ部、８０…リード、９０…シール材、１００…第１シート、１０２…第２シート、１０４…第３シート、１０６…積層体、１０８…第４シート
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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