JP2019032238A - 圧力センサ装置の製造方法、圧力センサ装置、および、距離固定治具 - Google Patents

Abstract

【課題】厚い接着剤を用いて応力を緩和した圧力センサ装置を提供する。【解決手段】センサケース内にセンサユニットが収容された圧力センサ装置の製造方法であって、センサケースの下面に接着剤およびセンサユニットを積層して配置する配置段階と、距離固定治具を用いてセンサケースの底面とセンサユニットとの距離を固定した状態で、接着剤を硬化させる硬化段階とを備える製造方法を提供する。硬化段階において、センサユニットの上面を吸引することでセンサユニットの位置を固定する距離固定治具を用いてよい。【選択図】図６

Description

本発明は、圧力センサ装置の製造方法、圧力センサ装置、および、距離固定治具に関する。

従来、圧力センサと、圧力センサを搭載するケースとを接着剤で固定する場合において、接着剤の厚みを確保すべく、ケースに突起を設け、または、接着剤にビーズ等を混入する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。なお、関連する先行技術として下記の文献がある。
特許文献１ 特開２０１４−１４９１９２号公報
特許文献２ 特開２０１２−１１７９３３号公報
特許文献３ 特開平５−３０２０６６号公報

突起またはビーズ等は圧力センサと接触するので、圧力センサに応力を伝える起点となる可能性がある。また、接着剤の硬化時において、圧力センサが突起等に支持されているだけなので、圧力センサが傾き、または、移動してしまう可能性がある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、センサケース内にセンサユニットが収容された圧力センサ装置の製造方法を提供する。製造方法は、センサケースの下面に接着剤およびセンサユニットを積層して配置する配置段階を備えてよい。製造方法は、距離固定治具を用いてセンサケースの底面とセンサユニットとの距離を固定した状態で、接着剤を硬化させる硬化段階を備えてよい。

硬化段階において、センサユニットの上面を吸引することでセンサユニットの位置を固定する距離固定治具を用いてよい。硬化段階において、センサケースの底面とセンサユニットとの距離を１００μｍ以上に固定した状態で接着剤を硬化させてよい。

センサケースは、センサユニットを収容する凹部を有してよい。距離固定治具は、凹部に挿入される先端部を有してよい。距離固定治具は、凹部および先端部に囲まれる空間を外部と接続する吸引経路とを有してよい。製造方法は、先端部を凹部内に挿入した状態で、空間内の気体を吸引する気体吸引段階を備えてよい。

硬化段階は、接着剤を硬化させ始めてから、接着剤が仮硬化するまでの仮硬化段階を有してよい。接着剤が仮硬化してから、接着剤が本硬化するまでの本硬化段階を有してよい。気体吸引段階は、少なくとも仮硬化段階において行われてよい。硬化段階において、気体吸引段階を終了した後も、センサユニットの吸引を続行してよい。

本発明の第２の態様においては、圧力センサ装置を提供する。圧力センサ装置は、センサユニットを備えてよい。圧力センサ装置は、センサユニットを収容するセンサケースを備えてよい。圧力センサ装置は、センサユニットとセンサケースとの間に設けられ、センサユニットとセンサケースとを固定する接着剤を備えてよい。センサユニットとセンサケースとの間における接着剤の厚みが１００μｍ以上であってよい。

本発明の第３の態様においては、センサケースの凹部にセンサユニットが収容された圧力センサ装置の製造に用いる距離固定治具を提供する。距離固定治具は、下面にセンサユニットが固定され、センサケースの凹部に挿入される先端部を備えてよい。距離固定治具は、先端部が設けられた台座部を備えてよい。先端部は、センサユニットを吸引するための吸引孔を有してよい。台座部には、先端部が凹部に挿入されたときにセンサケースの上面と接触することで、凹部におけるセンサユニットの位置を規定する突出部が設けられていてよい。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本発明の一つの実施形態に係る圧力センサ装置１００の上面の一例を示す図である。 図１におけるＡ−Ａ断面の一例を示す図である。 領域２２の一例を示す図である。 比較例に係る圧力センサ装置１２２を示す図である。 圧力センサ装置１００の製造方法の概要を示す図である。 準備段階Ｓ５００の一例を示す図である。 配置・硬化段階Ｓ５０２の一例を示す図である。 距離固定治具７０の他の例を示す図である。 圧力センサ装置１００の製造方法の一例を示す図である。 準備段階Ｓ５００の他の例を示す図である。 準備段階Ｓ５００の他の例を示す図である。 所定の温度および圧力雰囲気に配置した圧力センサ装置１００について、経過時間と出力の初期値からの変動量との関係を示す図である。 圧力センサ装置１００の上面の他の例を示す図である。 図１３に示した圧力センサ装置１００と、距離固定治具７０との関係を示す図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の一つの実施形態に係る圧力センサ装置１００の上面の一例を示す図である。圧力センサ装置１００は、センサケース１０およびセンサユニット３０を備える。

センサユニット３０は、被測定空間に存在する気体の圧力を検出する。一例としてセンサユニット３０は、印加される圧力に応じた電圧を生成する圧電素子を有する。圧電素子は、シリコン等の半導体基板に形成されたピエゾ抵抗素子であってよい。

センサケース１０は、センサユニット３０を収容する。一例としてセンサケース１０は、樹脂で形成されている。本例のセンサケース１０は、センサユニット３０を収容する凹部１６を上面に有する。図１に示す凹部１６の上面視における形状は四角形であるが、凹部１６の形状はこれに限定されない。センサユニット３０は、凹部１６の底面に接着剤で固定されている。なお凹部１６またはセンサケース１０の底面とは、センサユニット３０が載置される領域においてセンサユニット３０と対向する面を指す。

本例のセンサケース１０は、凹部１６が形成されるベース部１２と、ベース部１２の上面において凹部１６を囲むように設けられた壁部１４とを有する。本例のベース部１２および壁部１４は、樹脂で形成されている。壁部１４はベース部１２と一体に形成されてよい。本例の壁部１４は筒形状を有する。筒形状の底部には凹部１６が配置され、上部は被測定空間と接続される開放端になっている。

センサケース１０の上面において壁部１４が囲む領域には、１つ以上の電極パッド２０が配置されてよい。本例の電極パッド２０は、壁部１４と凹部１６との間に配置されている。電極パッド２０は、センサユニット３０とワイヤ等により電気的に接続されてよい。また、電極パッド２０は、センサケース１０の外側に突出するリードフレームと電気的に接続されてよい。

図２は、図１におけるＡ−Ａ断面の一例を示す図である。壁部１４は、ベース部１２の上面１８において凹部１６を囲むように設けられる。壁部１４は、ベース部１２の上面１８に対して垂直方向に突出して形成されてよい。

センサユニット３０は、凹部１６の内部に収容されている。センサユニット３０は、凹部１６に全体が収まるように収容されてよい。つまり、センサユニット３０の上端は、凹部１６の上端（上面１８）よりも下側に配置されてよい。

センサユニット３０の下面は、接着剤５０により凹部１６の底面に固定されている。本明細書では、センサユニット３０の面のうち、センサケース１０に対向する面を下面、下面と逆側の面を上面とする。なおセンサユニット３０の下面は、重力方向、または、圧力センサ装置１００の実装方向において下向きの面に限定されない。接着剤５０は、一例としてシリコーン系であるがこれに限定されない。接着剤５０は、センサユニット３０の下面全体を覆って設けられてよい。接着剤５０は、凹部１６の底面全体を覆ってよく、一部だけを覆ってもよい。なお、凹部１６の近傍の領域を領域２２とする。

図３は、領域２２の一例を示す図である。本例のセンサユニット３０は、センサチップ３４および台座基板３２を有する。台座基板３２には、センサチップ３４が固定されている。台座基板３２はガラス等で形成されてよい。

センサチップ３４は、シリコン等の半導体で形成された圧力センサチップである。本例のセンサチップ３４には空間４０が形成されており、空間４０の上にシリコンのダイアフラム３８が配置されている。本例のダイアフラム３８には、不純物を拡散させた領域を設けることで電気抵抗が配置されている。ダイアフラム３８が圧力に応じて変形することで、電気抵抗の抵抗値が変化する。センサチップ３４の上面には、ダイアフラム３８の電気抵抗を計測するための複数の電極３６が設けられている。電極３６は、図１に示した電極パッド２０と電気的に接続されてよい。

図３においては、一対の電極３６を模式的に示しているが、センサチップ３４には、より多くの電極３６が配置されてよい。センサチップ３４には、ホイートストンブリッジを構成する４つの電気抵抗に対応する電極３６が設けられてよい。

台座基板３２の下面３１は、接着剤５０により凹部１６の底面１５に固定されている。凹部１６の底面１５と垂直な方向における接着剤５０の厚みをＴとする。厚みＴは、台座基板３２と重なって配置された接着剤５０の平均厚みを用いてよい。接着剤５０の厚みＴは、１００μｍ以上である。接着剤５０を厚く形成することで、センサケース１０からの熱応力がセンサユニット３０に伝わるのを抑制できる。このため、センサユニット３０が熱応力により歪むことを抑制して、被測定空間の圧力を精度よく測定できる。

本例の圧力センサ装置１００の製造工程では、センサユニット３０の下面３１と、凹部１６の底面１５との距離を、距離固定治具を用いて固定した状態で、接着剤５０を硬化させる。距離固定治具は、センサケース１０とは分離した治具である。距離固定治具は、センサユニット３０が、凹部１６に対していずれの方向にも移動しないように、センサユニット３０を固定してよい。距離固定治具は、接着剤５０が硬化した後に、圧力センサ装置１００からはずされる。

これにより、接着剤５０を厚く形成する場合であっても、接着剤５０の厚みを均一にすることが容易になる。また、接着剤５０の張力でセンサユニット３０が引っ張られた場合、または、接着剤５０が硬化するときに収縮した場合であっても、センサユニット３０の位置を固定できる。このため、センサユニット３０が傾いたり、移動したりすること防げる。一例として、センサユニット３０の下面３１と、凹部１６の底面１５との間の傾きは５度以下である。当該傾きは１度以下であってもよい。

また、センサユニット３０およびセンサケース１０には、センサユニット３０と凹部１６の底面１５との距離を規定するための突起が設けられていない。つまり、センサケース１０の底面１５には、センサユニット３０と接触する突起は設けられておらず、センサユニット３０の下面３１にも、センサケース１０と接触する突起は設けられていない。また、接着剤５０の内部にも、センサケース１０およびセンサユニット３０の両方に接触するビーズ等は含まれていない。このような構成により、接着剤５０を厚く形成しつつ、突起等による応力の伝搬を抑制できる。接着剤５０の厚みは、１５０μｍ以上であってよく、２００μｍ以上であってもよい。

図４は、比較例に係る圧力センサ装置１２２を示す図である。図４においては、図３に示した領域２２に対応する領域を示している。圧力センサ装置１２２は、距離固定治具を用いずに接着剤５０を硬化させて製造した。また、凹部１６の底面１５には複数の突起１２４が設けられている。センサユニット３０は、接着剤５０の硬化前において突起１２４に支持されている。

このような状態で接着剤５０を硬化させると、接着剤５０の張力または収縮等により、センサユニット３０が傾き、または、移動する場合がある。センサユニット３０に傾き等が生じると、センサユニット３０が凹部１６の底面１５または側面に接触する場合もあり、被測定空間の圧力を高精度に測定できない場合がある。また、センサケース１０に生じた応力が、突起１２４を介してセンサユニット３０に伝搬しやすくなる。このため、センサユニット３０に歪が生じやすくなり、被測定空間の圧力を高精度に測定できない場合がある。

これに対して図１から図３において説明した圧力センサ装置１００によれば、接着剤５０を厚く形成しつつ、センサユニット３０の傾きおよび移動を防げる。また、センサケース１０からセンサユニット３０への応力の伝搬を抑制できる。このため、被測定空間の圧力を高精度に測定できる。

図５は、圧力センサ装置１００の製造方法の概要を示す図である。当該製造方法は、準備段階Ｓ５００および、配置・硬化段階Ｓ５０２を備える。準備段階Ｓ５００においては、圧力センサ装置１００の各部材を準備する。配置・硬化段階Ｓ５０２において、各部材を所定の位置に配置して、接着剤５０を硬化させる。

図６は、準備段階Ｓ５００の一例を示す図である。準備段階Ｓ５００においては、センサユニット３０の下面に接着剤５０を塗布する。接着剤５０は、センサユニット３０の下面全体に塗布されてよい。

準備段階Ｓ５００においては、距離固定治具７０にセンサユニット３０を固定する。距離固定治具７０にセンサユニット３０を固定してから接着剤５０を塗布してよく、接着剤５０を塗布してからセンサユニット３０を固定してもよい。本例では、センサユニット３０の上面を吸引することで距離固定治具７０に固定する。センサユニット３０を吸引する吸引手段は、センサユニット３０を製造ラインでハンドリングする装置における吸引手段を用いることができる。

本例の距離固定治具７０は、先端部７６および台座部７１を有する。先端部７６は、センサケース１０の凹部１６に挿入される。先端部７６の下面７５には、センサユニット３０が固定される。先端部７６の下面７５には、センサユニット３０が嵌め込まれる窪みが設けられてよい。先端部７６は、センサケース１０の凹部１６の幅Ｗ１とほぼ同一の幅Ｗ２を有してよい。幅Ｗ２は、幅Ｗ１の９５％以上、１００％以下であってよい。幅Ｗ２と幅Ｗ１との差異が小さいほど、凹部１６内におけるセンサユニット３０の位置決め精度を高くできる。先端部７６が凹部１６に挿入された状態で、先端部７６の側面７４は、凹部１６の側面１９と接してよく、わずかに離れていてもよい。

台座部７１には先端部７６が固定されている。台座部７１および先端部７６は一体に形成されていてもよい。台座部７１および先端部７６は金属で形成されてよく、他の材料で形成されてもよい。

本例の台座部７１および先端部７６には、センサユニット３０を吸引するための吸引孔７８が設けられている。吸引孔７８は、先端部７６の下面に一方の開口を有する。また吸引孔７８は、台座部７１の上面に他方の開口を有してよい。台座部７１に設けられた開口からセンサユニット３０を吸引することで、センサユニット３０を先端部７６の下面に固定できる。

台座部７１は、先端部７６の幅Ｗ２よりも大きい幅を有してよい。つまり台座部７１は、先端部７６よりも外側に突出する突出部７２を有する。突出部７２の下面がセンサケース１０の上面１８と接触するまで先端部７６を凹部１６に挿入することで、凹部１６内におけるセンサユニット３０の位置を規定できる。

図７は、配置・硬化段階Ｓ５０２の一例を示す図である。配置・硬化段階Ｓ５０２は、配置段階（例えば、後述するＳ８０６）および硬化段階（例えば、後述するＳ８０７）を含む。配置段階において、突出部７２の下面がセンサケース１０の上面１８と接触するまで、距離固定治具７０の先端部７６を凹部１６に挿入する。これにより、凹部１６の底面１５に、硬化前の接着剤５０およびセンサユニット３０が積層して配置される。このとき、凹部１６の底面１５から、センサユニット３０の下面３１までの距離は、１００μｍ以上であってよく、１５０μｍ以上であってよく、２００μｍ以上であってもよい。当該距離を調整することで、硬化後の接着剤５０の厚みＴを調整できる。

硬化段階では、距離固定治具７０を用いて凹部１６の底面１５とセンサユニット３０との距離を固定した状態で、接着剤５０を硬化させる。本例では、吸引孔７８を介してセンサユニット３０を吸引した状態で、接着剤５０を硬化させる。接着剤５０は、加熱により硬化する接着剤であってよい。硬化段階においては、少なくとも接着剤５０が仮硬化するまでは、吸引孔７８を介してセンサユニット３０を吸引する。

硬化段階は、接着剤５０を硬化させ始めてから接着剤５０が仮硬化するまでの仮硬化段階（例えば、後述するＳ８０８）と、接着剤５０が仮硬化した後に接着剤５０を本硬化させる本硬化段階（例えば、後述するＳ８１０）とを有してよい。仮硬化段階および本硬化段階では、雰囲気温度を変化させてよい。例えば仮硬化段階では雰囲気温度１７０度で５分程度の加熱を行い、本硬化段階では１５０度で１．５時間程度の加熱を行ってよい。

この場合、仮硬化段階が終了するまでは、吸引孔７８を介してセンサユニット３０を吸引する。本硬化段階では、吸引孔７８を介してセンサユニット３０を吸引し続けてもよいし、製造工程におけるエネルギー消費を抑制すべく吸引を停止させてもよい。仮硬化段階は本硬化段階に比べて時間が非常に短いので、吸引時間を短くできる。また硬化段階は、雰囲気温度を変更せずに接着剤５０を加熱してもよい。この場合、接着剤５０を加熱し始めてから所定の初期期間を仮硬化段階とし、その後の初期期間より長い期間を本硬化段階としてもよい。本硬化段階の期間は、仮硬化段階の期間の１０倍以上であってよい。

このように、少なくとも接着剤５０が仮硬化するまでセンサユニット３０を吸引することで、接着剤５０の張力または収縮等により、センサユニット３０が移動等することを防ぐことができる。

また、凹部１６の内部には、凹部１６の底面１５、側面１９、先端部７６の下面７５、センサユニット３０および接着剤５０に囲まれる空間８２が形成される。距離固定治具７０は、空間８２を外部と接続する吸引経路８０を有してよい。吸引経路８０は、センサユニット３０と距離固定治具７０との間の隙間を含んでよい。吸引経路８０は、吸引孔７８を含んでよい。本例では、センサユニット３０と距離固定治具７０との間の隙間が、吸引孔７８と接続されることで、吸引経路８０を形成している。

圧力センサ装置１００の製造工程は、距離固定治具７０の先端部７６を凹部１６内に挿入した状態で、空間８２内の気体を吸引する気体吸引段階（例えば、後述するＳ８０９）を更に備えてよい。空間８２内の気体を吸引することで、接着剤５０に含まれる気泡を吸い出すことができ、接着剤５０の接着力を向上できる。気体吸引段階は、硬化段階の前に行ってよく、硬化段階と同時に行ってもよい。

吸引経路８０が吸引孔７８を含む場合、センサユニット３０を吸引する間、空間８２も吸引される。この場合、気体吸引段階は、硬化段階より前に開始され、硬化段階の途中または最後まで継続する。吸引経路８０が吸引孔７８とは独立して設けられる場合、気体吸引段階は、任意のタイミングで実行できる。

例えば、気体吸引段階は、接着剤５０の仮硬化段階において行い、本硬化段階において行わなくてよい。接着剤５０が仮硬化した後は、空間８２を吸引しても、接着剤５０に含まれる気泡の吸い出し効率が低下する。

硬化段階においては、気体吸引段階が終了した後も、センサユニット３０の吸引を続行してよい。これにより、接着剤５０がより固くなるまでセンサユニット３０を固定しておくことができ、センサユニット３０の配置精度を向上できる。

図８は、距離固定治具７０の他の例を示す図である。本例の距離固定治具７０は、空間８２を吸引するための吸引経路８４を、吸引孔７８とは独立して備えている。他の構造は、図６および図７に示した距離固定治具７０と同様である。

本例の吸引経路８４は、先端部７６および台座部７１を貫通する貫通孔である。一例として、吸引経路８４の一方の開口が空間８２に面して配置され、他方の開口が台座部７１の上面に配置されている。このような構造により、センサユニット３０の固定とは独立して、空間８２を吸引できる。

図９は、圧力センサ装置１００の製造方法の詳細な工程の一例を示す図である。本例の製造方法は、図６から図８において説明した製造方法と同様の準備段階Ｓ５００および配置・硬化段階Ｓ５０２を備える。また、本例の製造方法は、治具取り外し段階Ｓ８１２を更に備える。

準備段階Ｓ５００は、接着剤塗布段階Ｓ８０２および吸着段階Ｓ８０４を有する。接着剤塗布段階Ｓ８０２において、センサユニット３０の下面に接着剤５０を塗布する。また、吸着段階Ｓ８０４において、センサユニット３０を距離固定治具７０に吸着する。接着剤塗布段階Ｓ８０２および吸着段階Ｓ８０４はいずれを先に行ってもよい。

配置・硬化段階Ｓ５０２は、配置段階Ｓ８０６および硬化段階Ｓ８０７を有する。硬化段階Ｓ８０７は、仮硬化段階Ｓ８０８および本硬化段階Ｓ８１０を含んでよい。配置段階Ｓ８０６において、センサケース１０の凹部１６に距離固定治具７０の先端部７６を挿入することで、凹部１６内にセンサユニット３０を配置する。このとき、凹部１６の底面と、センサユニット３０との距離が１００μｍ以上となるようにする。次に、仮硬化段階Ｓ８０８において、接着剤５０を仮硬化させる。また、本硬化段階Ｓ８１０において、接着剤５０を本硬化させる。少なくとも仮硬化段階Ｓ８０８が終了するまでは、センサユニット３０の吸引を継続する。

配置・硬化段階Ｓ５０２は、気体吸引段階Ｓ８０９を更に含んでよい。上述したように、気体吸引段階Ｓ８０９においては、空間８２内の気体を吸引することで、接着剤５０に含まれる気泡を吸い出す。気体吸引段階Ｓ８０９は、仮硬化段階Ｓ８０８の前、および、仮硬化段階Ｓ８０８と同時の少なくとも一方のタイミングで行ってよい。仮硬化段階Ｓ８０８は、本硬化段階Ｓ８１０においても継続して行ってよい。

接着剤５０の硬化が終了した後に、距離固定治具７０をセンサユニット３０から取り外す（Ｓ８１２）。なお、硬化段階Ｓ８０７の途中でセンサユニット３０の吸引を終了した場合、硬化段階Ｓ８０７の途中で距離固定治具７０を取り外してもよい。このような方法により、接着剤５０を厚く均一に形成できる。また、図４に示した突起１２４等を用いずに、センサユニット３０の位置を規定できる。距離固定治具７０を取り外した後に、センサユニット３０および電極パッド２０を覆うゲル状の保護部を形成してもよい。

図１０は、準備段階Ｓ５００の他の例を示す図である。図６に示した例では、重力方向において下側にセンサケース１０を配置し、上側にセンサユニット３０を配置しているが、図１０の例では、重力方向において下側にセンサユニット３０を配置し、上側にセンサケース１０を配置している。この場合、センサユニット３０に対して重力が下向きに働くので、必ずしもセンサユニット３０を吸引しなくともよい。ただし、配置・硬化段階Ｓ５０２において、接着剤５０によりセンサユニット３０に対して上向きに働く力が大きい場合、センサユニット３０を下側に吸引することが好ましい。

本例においても、接着剤５０は、センサユニット３０に塗布されてよく、センサケース１０に塗布されてもよい。図１０の例では、台座部７１および先端部７６に、センサユニット３０を吸引するための吸引孔７８が設けられている。上述したように、センサユニット３０を吸引しない場合、台座部７１および先端部７６に吸引孔７８が設けられていなくてよい。

なお、図１から図１０に示した例においては、距離固定治具７０が突出部７２を有しており、突出部７２がセンサケース１０の上面１８と接触することで、凹部１６内におけるセンサユニット３０の位置を規定していた。これに対して、凹部１６の内部に、距離固定治具７０の先端部７６と接触することで、先端部７６の挿入深さを規定する突起７３が設けられていてもよい。この場合、距離固定治具７０は突出部７２を有さなくともよい。

配置段階Ｓ８０６において、突出部７２の下面がセンサケース１０の上面１８と接触するまで、距離固定治具７０の先端部７６に凹部１６をかぶせる。この場合、距離固定治具７０を動かさずに、センサケース１０を下側に動かしてよい。また、センサケース１０を動かさずに、距離固定治具７０を上側に移動させてもよい。これにより、凹部１６の底面１５に、硬化前の接着剤５０およびセンサユニット３０が積層して配置される。このとき、凹部１６の底面１５から、センサユニット３０の下面３１までの距離は、１００μｍ以上であってよく、１５０μｍ以上であってよく、２００μｍ以上であってもよい。当該距離を調整することで、硬化後の接着剤５０の厚みを調整できる。また、凹部１６の底面１５に接着剤５０が接触した後から、突出部７２がセンサケース１０の上面１８と接触するまでの間に、センサケース１０または距離固定治具７０への押圧力を無くし、センサケース１０の自重でセンサケース１０がセンサユニット３０に近づくようにしてもよい。この場合、突出部７２等に過剰な負荷がかかることを抑制できる。

硬化段階Ｓ８０７では、距離固定治具７０を用いて凹部１６の底面１５とセンサユニット３０との距離を固定した状態で、接着剤５０を硬化させる。一例として、吸引孔７８を介してセンサユニット３０を吸引した状態で、接着剤５０を硬化させる。硬化段階においては、少なくとも接着剤５０が仮硬化するまでは、吸引孔７８を介してセンサユニット３０を吸引する。

この場合、仮硬化段階が終了するまでは、吸引孔７８を介してセンサユニット３０を吸引する。本硬化段階では、吸引孔７８を介してセンサユニット３０を吸引し続けてもよいし、製造工程におけるエネルギー消費を抑制すべく吸引を停止させてもよい。

図１１は、準備段階Ｓ５００の他の例を示す図である。図１１に示した例では、接着剤５０がセンサケース１０の凹部１６に塗布されている。他の構造は、図７または図１０に示した例と同様である。

図１２は、所定の温度および圧力雰囲気に配置した圧力センサ装置１００について、経過時間と出力の初期値からの変動量との関係を示す図である。図１２における比較例は、距離固定治具７０を用いずに製造した、図４に示した圧力センサ装置１２２である。図１２に示すように、圧力センサ装置１００は、比較例に比べて出力変動量を抑えることができる。

一般に、ダイアフラム３８は、被測定空間の圧力とは別に、センサケース１０および接着剤５０等から応力を受ける。センサユニット３０は、ダイアフラム３８の微小な変位（例えば数十ｎｍ）に応じた電気抵抗の変動を検出する。このため、センサケース１０等からの小さな応力によっても、電気抵抗が変動してしまう。出荷時等において、センサケース１０等からの応力に応じてセンサユニット３０の出力電圧は調整されるが、センサケース１０等には、時間の経過に応じて開放される残留応力が存在する。接着剤５０を厚く形成することが困難な比較例においては、この残留応力によって出力電圧が大きく変動してしまう。これに対して、接着剤５０を厚く形成できる圧力センサ装置１００では、接着剤５０によって応力を緩和できるので、出力電圧の変動を抑制できている。

図１３は、圧力センサ装置１００の上面の他の例を示す図である。本例の圧力センサ装置１００は、凹部１６に１つ以上の延長部１７を備える。他の構造は、図１から図１２において説明したいずれかの態様の圧力センサ装置１００と同様である。それぞれの延長部１７は、上面視において凹部１６の側面から外側に向かって形成されている。それぞれの延長部１７は、隣接する２つの電極パッド２０に挟まれる位置まで延伸していてよい。

本例の凹部１６は、複数の延長部１７を有する。それぞれの延長部１７は、上面視における凹部１６の外周に沿って、等間隔に配置されている。図１３の例では、凹部１６の外周は四角形であり、四角形のそれぞれの辺の中央に延長部１７が配置されている。

図１４は、図１３に示した圧力センサ装置１００と、距離固定治具７０との関係を示す図である。図１４の圧力センサ装置１００は、図１３におけるＡ−Ａ断面に対応する。Ａ−Ａ断面は、延長部１７を通過する断面である。

延長部１７には、距離固定治具７０の先端部７６の一部が挿入される。先端部７６は、上面視において、図１３に示した凹部１６と同様の形状を有してよい。距離固定治具７０の先端部７６は、センサユニット３０の横方向の位置を規定するために、センサユニット３０の側面と対向する部分７９が設けられる。部分７９は、凹部１６の側面１９と、センサユニット３０との間に挿入される。このため、凹部１６の側面１９と、センサユニット３０との間には、部分７９を挿入できるだけの隙間を設けなければならない。

これに対して凹部１６に延長部１７を設けることで、部分７９を延長部１７に挿入できる。このため、センサユニット３０を大型化すること、または、凹部１６を微細化することが容易となる。延長部１７の深さは、センサユニット３０が載置される凹部１６の中央部分よりも浅くてよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０・・・センサケース、１２・・・ベース部、１４・・・壁部、１５・・・底面、１６・・・凹部、１７・・・延長部、１８・・・上面、１９・・・側面、２０・・・電極パッド、２２・・・領域、３０・・・センサユニット、３１・・・下面、３２・・・台座基板、３４・・・センサチップ、３６・・・電極、３８・・・ダイアフラム、４０・・・空間、５０・・・接着剤、７０・・・距離固定治具、７１・・・台座部、７２・・・突出部、７４・・・側面、７５・・・下面、７６・・・先端部、７８・・・吸引孔、７９・・・部分、８０・・・吸引経路、８２・・・空間、８４・・・吸引経路、１００・・・圧力センサ装置、１２２・・・圧力センサ装置、１２４・・・突起

Claims (8)

1. センサケース内にセンサユニットが収容された圧力センサ装置の製造方法であって、
   前記センサケースの下面に接着剤および前記センサユニットを積層して配置する配置段階と、
   距離固定治具を用いて前記センサケースの底面と前記センサユニットとの距離を固定した状態で、前記接着剤を硬化させる硬化段階と
   を備える製造方法。
2. 前記硬化段階において、前記センサユニットの上面を吸引することで前記センサユニットの位置を固定する前記距離固定治具を用いる
   請求項１に記載の製造方法。
3. 前記硬化段階において、前記センサケースの底面と前記センサユニットとの距離を１００μｍ以上に固定した状態で前記接着剤を硬化させる
   請求項１または２に記載の製造方法。
4. 前記センサケースは、前記センサユニットを収容する凹部を有し、
   前記距離固定治具は、前記凹部に挿入される先端部と、前記凹部および前記先端部に囲まれる空間を外部と接続する吸引経路とを有し、
   前記先端部を前記凹部内に挿入した状態で、前記空間内の気体を吸引する気体吸引段階を更に備える
   請求項２に記載の製造方法。
5. 前記硬化段階は、
   前記接着剤を硬化させ始めてから、前記接着剤が仮硬化するまでの仮硬化段階と、
   前記接着剤が仮硬化してから、前記接着剤が本硬化するまでの本硬化段階と
   を有し、
   前記気体吸引段階は、少なくとも前記仮硬化段階において行われる
   請求項４に記載の製造方法。
6. 前記硬化段階において、前記気体吸引段階を終了した後も、前記センサユニットの吸引を続行する
   請求項４または５に記載の製造方法。
7. センサユニットと、
   前記センサユニットを収容するセンサケースと、
   前記センサユニットと前記センサケースとの間に設けられ、前記センサユニットと前記センサケースとを固定する接着剤と
   を備え、
   前記センサユニットと前記センサケースとの間における前記接着剤の厚みが１００μｍ以上である圧力センサ装置。
8. センサケースの凹部にセンサユニットが収容された圧力センサ装置の製造に用いる距離固定治具であって、
   下面に前記センサユニットが固定され、前記センサケースの前記凹部に挿入される先端部と、
   前記先端部が設けられた台座部と
   を備え、
   前記先端部は、前記センサユニットを吸引するための吸引孔を有し、
   前記台座部には、前記先端部が前記凹部に挿入されたときに前記センサケースの上面と接触することで、前記凹部における前記センサユニットの位置を規定する突出部が設けられている距離固定治具。

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