JP6536530B2 - 樹脂金属接合体及び圧力センサ - Google Patents

Description

本発明は、金属表面と合成樹脂部材との接合体である樹脂金属接合体、及びこれを備えた圧力センサに関する。

特許文献１に開示されたこの種の接合体において、金属表面は、ミクロンオーダーの凹凸面を有している。このミクロンオーダーの凹凸面は、凹凸が１〜１０μｍ周期で設けられていて、凹凸の高低差が周期の半分程度となるように形成されている。また、この凹凸面における凹部（以下「マイクロ凹部」と称する）の内壁面には、１０〜５００ｎｍ周期の微細凹凸面が形成されている。これにより、金属表面と合成樹脂との強固な接合が得られる。

特許第５２３７３０３号公報

特許文献１にも記載の通り、マイクロ凹部の内壁面に形成された上記の微細凹凸面における凹部（以下「ナノ凹部」と称する）には、合成樹脂部材を構成する合成樹脂材料が侵入し難い。但し、多数のナノ凹部のうちの一部には、合成樹脂材料が、或る程度は侵入し得る。これにより、良好な接合強度が得られる。

しかしながら、特許文献１に開示された技術においては、金属表面と合成樹脂部材との接合部に、ボイドが発生する。このボイドは、ナノ凹部に合成樹脂材料が侵入しないことによって形成される。かかるボイドが多数形成されると、接合部における気密性又は液密性が低下する。更に、この種の接合体は、流体の圧力に対応した電気出力を発生する圧力センサにて、測定対象流体又は圧力伝達流体に面するように配置される場合があり得る。この場合、接合部における気密性又は液密性の低下により、接合部への流体の侵入、あるいはセンサ外部への流体の漏出、等の不具合が生じ得る。本発明は、上記に例示した課題に鑑みてなされたものである。

請求項１に記載の樹脂金属接合体（１００）は、金属表面（２００）と合成樹脂部材（１０１）との接合体である。

この樹脂金属接合体は、
前記金属表面に複数形成された、ミクロンオーダーの深さを有する凹部であるマイクロ凹部（２０１）と、
前記金属表面における、前記マイクロ凹部とは異なる部分である平坦部（２０２）と、
前記金属表面に複数形成された、サブミクロンオーダー又はナノオーダーの高さ又は深さを有する凹凸であるナノ凹凸（２０３）と、
を有し、
前記マイクロ凹部は、前記平坦部よりも、前記ナノ凹凸が少なくなるように形成されている。

前記接合体を形成する工程において、前記合成樹脂部材を構成する合成樹脂材料は、前記平坦部に密着しつつ、前記マイクロ凹部の内部に侵入する。すると、前記マイクロ凹部によって前記金属表面の全体に形成されたミクロンオーダーの凹凸と、前記平坦部に形成された前記ナノ凹凸とにより、前記金属表面と前記合成樹脂部材との強固な接合が得られる。

このとき、前記ナノ凹凸を構成するナノ凹部の内部への、前記合成樹脂材料の不侵入により、前記金属表面と前記合成樹脂部材との接合部にて、ボイドが発生する懸念がある。特に、かかるボイドは、前記マイクロ凹部の内部にて発生しやすい。この点、上記構成においては、前記金属表面における前記マイクロ凹部には、前記ナノ凹凸が少ない。故に、前記マイクロ凹部の表面と前記合成樹脂部材との間には、前記ボイドが発生し難い。

一方、前記金属表面における前記マイクロ凹部の内部とは異なる部分（即ち例えば前記平坦部）に形成された前記ナノ凹部においては、前記合成樹脂材料が侵入しやすい。故に、前記平坦部に前記ナノ凹凸が多数形成されても、前記平坦部の表面と前記合成樹脂部材との間には、前記ボイドが発生し難い。

上記の通り、上記構成においては、前記接合部における前記ボイドの発生が、可及的に抑制される。したがって、上記構成によれば、前記金属表面と前記合成樹脂部材との強固な接合を達成しつつ、前記接合部における気密性又は液密性を向上することが可能となる。

請求項６に記載の圧力センサ（１）は、流体の圧力に対応した電気出力を発生するように構成されている。この圧力センサは、前記流体に面するように配置されるように設けられた前記樹脂金属接合体を備えている。

上記構成を有する前記圧力センサにおいては、前記樹脂金属接合体における前記接合部にて、気密性又は液密性が良好となっている。故に、前記樹脂金属接合体が前記流体に面していても、前記接合部への前記流体の侵入、あるいは前記接合部を介しての前記流体の漏出が、良好に抑制され得る。

なお、上記及び特許請求の範囲欄における各手段に付された括弧付きの参照符号は、同手段と後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

実施形態に係る圧力センサの概略構成を示す断面図である。 実施形態に係る樹脂金属接合体の概略構成を示す拡大断面図である。 図２に示された金属表面の一例の拡大断面図である。 図２に示された金属表面の他の一例の拡大断面図である。 図２に示された金属表面の更に他の一例の拡大断面図である。 変形例に係る樹脂金属接合体の拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、実施形態に対して適用可能な各種の変更については、変形例として、一連の実施形態の説明の後に、まとめて説明する。

（圧力センサの構成）
図１を参照すると、本実施形態に係る圧力センサ１は、車両に搭載される流体圧センサであって、車両内の流体圧力（例えば、燃料圧力、ブレーキ液圧、等。）に対応した電気信号（例えば電圧）を出力するように構成されている。具体的には、圧力センサ１は、ハウジング２と、コネクタケース３と、センシング部４とを備えている。

以下、図１における上方向を「導入方向」と称し、図１における下方向を「装着方向」と称する。導入方向は、圧力センサ１の内部に、圧力測定対象である流体（例えば、燃料、ブレーキ液、等。）が導入される方向である。圧力測定対象である流体を、以下「測定対象流体」と称することがある。装着方向は、圧力センサ１を、測定対象流体が存在する配管等に装着する方向である。また、装着方向の視線で対象物を見ることを「平面視」と称し、導入方向の視線で対象物を見ることを「底面視」と称する。

ハウジング２は、導入方向と平行な中心軸を有する金属製の筒状部材であって、素子収容部２１と、フランジ部２２と、圧着部２３と、流体導入部２４とを備えている。素子収容部２１と、フランジ部２２と、圧着部２３と、流体導入部２４とは、継ぎ目なく一体に形成されている。ハウジング２の中心軸は、圧力センサ１の中心軸とも把握され得る。よって、圧力センサ１及びハウジング２の中心軸を、以下「センサ中心軸」と称する。

素子収容部２１は、筒状に形成されていて、装着方向側の端部がフランジ部２２に接続されている。即ち、素子収容部２１は、フランジ部２２の外縁部から導入方向に向かって突設されている。フランジ部２２は、センサ中心軸と直交するように配置された板状の部分であって、筒状の素子収容部２１における装着方向側の端部を閉塞するように設けられている。

圧着部２３は、薄肉状の部分であって、素子収容部２１から更に導入方向に向かって突設されている。圧着部２３は、センサ中心軸側に向かって屈曲されることで、素子収容部２１の内側の空間に収容されたコネクタケース３の端部に圧着されるようになっている。

流体導入部２４は、外周にネジ山が形成された円筒状の部分であって、フランジ部２２の平面視における中央部から装着方向に向かって突設されている。流体導入部２４には、センサ中心軸に沿って、貫通孔である導入孔２５が形成されている。導入孔２５における導入方向側の端部は、フランジ部２２に設けられた導入凹部２６にて開口している。導入凹部２６は、導入方向に向かって開口するように形成されている。導入凹部２６の内側の空間である測定空間２７は、導入孔２５に接続されている。即ち、測定空間２７は、導入孔２５を介して、測定対象流体を導入可能に設けられている。

フランジ部２２における導入方向側の端面である支持面２８は、素子収容部２１の内側の空間に面するように設けられている。支持面２８は、導入方向と直交する平滑な表面であって、平面視にて導入凹部２６の外側に設けられている。

コネクタケース３は、ターミナル部材３１と樹脂部３２とを有している。ターミナル部材３１は、金属製の棒状部材であって、長手方向が導入方向と平行となるように配置されている。本実施形態においては、コネクタケース３には、複数のターミナル部材３１が備えられている。

コネクタケース３は、インサート成形等によりターミナル部材３１の周囲を樹脂部３２で覆うことによって形成されている。樹脂部３２における導入方向側の端部であるコネクタ装着部３３は、導入方向に向かって開口する有底筒状に形成されている。即ち、コネクタ装着部３３には、装着穴３４が設けられている。装着穴３４は、ターミナル部材３１における導入方向側の端部を樹脂部３２の外部に露出するように形成されている。

コネクタケース３における装着方向側の端面であるシール面３５は、装着方向と直交する平滑な表面であって、ハウジング２における支持面２８と対向するように形成されている。シール面３５には、底面視にてリング状のシール溝３６が、センサ中心軸を囲むように設けられている。シール溝３６は、Ｏリング等のシール部材３７を装着可能に形成されている。

底面視における、シール溝３６よりも内側（即ちセンサ中心軸側）には、収容凹部３８が形成されている。収容凹部３８は、装着方向に向かって開口する凹部であって、測定空間２７と対向するように設けられている。収容凹部３８は、ターミナル部材３１における装着方向側の端部を樹脂部３２の外部に露出するように形成されている。即ち、ターミナル部材３１における装着方向側の端部は、収容凹部３８の内壁面であるターミナル露出面３９から、装着方向に向かって突設されている。ターミナル露出面３９は、収容凹部３８における導入方向側の端部を規定する壁面であって、導入凹部２６と対向するように設けられている。

センシング部４は、測定空間２７内に導入された測定対象流体の圧力に対応した電気出力を発生する部分であって、収容凹部３８内に収容されている。センシング部４は、リードフレーム４１と、センサ素子４２と、樹脂ケース４３とを有している。

リードフレーム４１は、銅等の良導体金属製の板状部材であって、導入方向と交差する方向に延設されている。リードフレーム４１の平面視における略中央部には、センサ素子４２が実装されている。センサ素子４２は、図示しないダイアフラムと、このダイアフラム上に形成された図示しないゲージ抵抗とを有している。センサ素子４２は、ワイヤボンディング等によって、リードフレーム４１と電気的に接続されている。樹脂ケース４３は、リードフレーム４１の外縁部を外部に露出しつつ、センサ素子４２を被覆するように設けられている。リードフレーム４１の、樹脂ケース４３から露出する上記の外縁部は、ターミナル部材３１における装着方向側の端部と接合されることで、ターミナル部材３１と電気的に接続されている。

圧力センサ１は、測定対象流体が存在する配管等に対して装着可能に構成されている。即ち、圧力センサ１は、上記の配管等に装着された場合に、導入孔２５を介して測定空間２７内に測定対象流体を導入して、測定空間２７内の測定対象流体の圧力に対応する電気信号を出力するように構成されている。

（樹脂金属接合体の構成）
図２を参照すると、樹脂金属接合体１００は、合成樹脂部材１０１と金属部１０２との接合体として形成されている。金属部１０２は、例えば、ターミナル部材３１又はリードフレーム４１等の金属部材であって、金属表面２００を有している。即ち、樹脂金属接合体１００は、図１における、ターミナル部材３１と樹脂部３２との接合体であるコネクタケース３に対応し得る。あるいは、樹脂金属接合体１００は、図１における、リードフレーム４１と樹脂ケース４３との接合体であるセンシング部４に対応し得る。

以下、図２、図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃを参照しつつ、本実施形態に係る樹脂金属接合体１００の構成の詳細について説明する。図２に示されているように、金属表面２００には、ミクロンオーダーの深さ（例えば５０〜１００μｍ）を有する凹部であるマイクロ凹部２０１が、複数形成されている。マイクロ凹部２０１の周囲には、平坦部２０２が形成されている。即ち、本実施形態においては、平坦部２０２は、マイクロ凹部２０１とは異なる部分であって、具体的にはマイクロ凹部２０１以外の部分である。

マイクロ凹部２０１は、深い溝又は穴として形成されている。即ち、マイクロ凹部２０１は、略Ｖ字状又は略Ｕ字状の断面形状を有している。換言すれば、マイクロ凹部２０１は、深さをＤ、開口幅をＷとした場合に、Ｄ／Ｗ＝１〜５となるように形成されている。具体的には、マイクロ凹部２０１は、深さＤが５０〜１００μｍである場合、開口幅Ｗが２０〜５０μｍとなるように形成されている。マイクロ凹部２０１の「深さ」及び「開口幅」の定義については後述する。

金属表面２００には、サブミクロンオーダー又はナノオーダー（例えば１０〜５００ｎｍ）の高さ又は深さを有する凹凸であるナノ凹凸２０３が、複数形成されている。ナノ凹凸２０３は、多数のナノ凹部２０４と、多数のナノ凸部２０５とを有している。

本実施形態においては、ナノ凹凸２０３は、主として平坦部２０２に設けられている。即ち、マイクロ凹部２０１は、平坦部２０２よりも、ナノ凹凸２０３が少ない。換言すれば、マイクロ凹部２０１は、平坦部２０２よりも、ナノ凹凸２０３の粗さが小さい。ナノ凹凸２０３の「高さ」、「深さ」等の定義についても後述する。

具体的には、マイクロ凹部２０１には、ナノ凹凸２０３がほとんど形成されていないか、全く形成されていない。即ち、マイクロ凹部２０１におけるナノ凹凸２０３の密度は、平坦部２０２におけるナノ凹凸２０３の密度よりも低い。

また、マイクロ凹部２０１がナノ凹凸２０３を有している場合、マイクロ凹部２０１におけるナノ凹凸２０３の高さは、平坦部２０２におけるナノ凹凸２０３の高さよりも低い。同様に、マイクロ凹部２０１がナノ凹凸２０３を有している場合、マイクロ凹部２０１におけるナノ凹凸２０３の深さは、平坦部２０２におけるナノ凹凸２０３の深さよりも浅い。具体的には、例えば、平坦部２０２におけるナノ凹凸２０３の高さ又は深さが１００〜５００ｎｍである場合、マイクロ凹部２０１におけるナノ凹凸２０３は、高さ又は深さが１００ｎｍ未満となるように形成されている。

（定義）
マイクロ凹部２０１の深さ及び開口幅は、以下のようにして定義することが可能である。平坦部２０２におけるナノ凹凸２０３を平滑化した場合（即ちナノ凹凸２０３が形成されていない場合）の、平坦部２０２の仮想的な平面状の表面を、図２等の断面図にて「仮想外形線ＶＬ」として示す。この場合、マイクロ凹部２０１の深さは、上記の仮想的な表面の法線方向（即ち図２における上下方向）における、仮想外形線ＶＬとマイクロ凹部２０１の底部との距離となる。

マイクロ凹部２０１は、平面形状が略円形又は略楕円形の穴である場合があり得る。平面形状とは、視線を上記の法線方向として見た場合の外形形状をいう。この場合、マイクロ凹部２０１の開口幅は、マイクロ凹部２０１の平面形状における最外径となる。

マイクロ凹部２０１は、平面形状が多角形又は不定形の穴である場合があり得る。この場合、マイクロ凹部２０１の開口幅は、マイクロ凹部２０１の平面形状を内包する最も小さな外接円の直径となる。

マイクロ凹部２０１は、溝である場合があり得る。この場合、マイクロ凹部２０１の開口幅は、溝幅方向におけるマイクロ凹部２０１の最大寸法となる。溝幅方向とは、溝の深さを規定する深さ方向と直交し、且つ溝の長手方向と直交する方向である。

図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃは、図２に示されたマイクロ凹部２０１及びナノ凹凸２０３の形成方法の違いに伴う、ナノ凹凸２０３の形成態様の違いを示す。以下、図２、図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃを参照しつつ、仮想外形線ＶＬとナノ凹凸２０３との関係、及びナノ凹凸２０３の高さ等の定義について説明する。なお、図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃにおいて、図示の簡略化のため、金属断面を示すハッチングは省略されている。

例えば、レーザー照射によってマイクロ凹部２０１を形成した場合、マイクロ凹部２０１に対応する部分の金属は、一旦気化する。この気化した金属及び／又はその化合物（例えば酸化物）が、マイクロ凹部２０１の内側及びその周囲の平坦部２０２の上に堆積することで、ナノ凹凸２０３が形成される。この場合、仮想外形線ＶＬは、ナノ凹凸２０３が堆積する直前の、金属表面２００の断面視における外形線となる。具体的には、平坦部２０２の位置における仮想外形線ＶＬは、レーザー照射によるマイクロ凹部２０１の形成工程の前の、平坦部２０２の断面視における外形線となる。また、図３Ａに示されているように、ナノ凹凸２０３におけるナノ凹部２０４及びナノ凸部２０５は、仮想外形線ＶＬの上側に形成される。

図３Ａの場合、ナノ凹凸２０３の高さは、「ナノ凸部２０５の頂の仮想外形線ＶＬからの高さ」を、断面視における仮想外形線ＶＬの所定寸法内にて１０個求めた場合の平均値である。所定寸法は１０μｍである。この所定寸法は、後述する図３Ｂ及び図３Ｃの場合も同様である。「ナノ凸部２０５の頂」は、ナノ凸部２０５の、仮想外形線ＶＬから最も遠い端点である。即ち、「ナノ凸部２０５の頂の仮想外形線ＶＬからの高さ」は、仮想外形線ＶＬと直交する図中上下方向における、仮想外形線ＶＬからナノ凸部２０５の頂までの距離である。

また、図３Ａの場合、ナノ凹凸２０３の深さは、断面視にて仮想外形線ＶＬに沿って隣り合うナノ凹部２０４とナノ凸部２０５との組を、仮想外形線ＶＬの所定寸法内にて連続して１０組抽出して算出される。具体的には、各組にて、「ナノ凸部２０５の頂の仮想外形線ＶＬからの高さ」と、「ナノ凹部２０４の底の仮想外形線ＶＬからの高さ」との差を算出することで、各組におけるナノ凹部２０４の深さが得られる。「ナノ凹部２０４の底」は、図３Ａの場合、ナノ凹部２０４の、仮想外形線ＶＬに最も近い端点である。「ナノ凹部２０４の底の仮想外形線ＶＬからの高さ」は、仮想外形線ＶＬと直交する図中上下方向における、仮想外形線ＶＬからナノ凹部２０４の底までの距離である。ナノ凹凸２０３の深さは、各組におけるナノ凹部２０４の深さの平均値である。

例えば、ブラスト加工等によってナノ凹凸２０３を形成した場合、ナノ凹凸２０３は、図３Ｂに示されているように、仮想外形線ＶＬを挟んで上下に跨るように形成される。即ち、ナノ凸部２０５の頂は仮想外形線ＶＬの上側となり、ナノ凹部２０４の底は仮想外形線ＶＬの下側となる。この場合、「ナノ凹部２０４の底」は、ナノ凹部２０４の、仮想外形線ＶＬから最も遠い端点である。

図３Ｂの場合、ナノ凹凸２０３の高さは、断面視にて仮想外形線ＶＬに沿って隣り合うナノ凹部２０４とナノ凸部２０５との組を、仮想外形線ＶＬの所定寸法内にて連続して１０組抽出して算出される。具体的には、各組にて、「ナノ凸部２０５の頂の仮想外形線ＶＬからの高さ」に、「ナノ凹部２０４の底の仮想外形線ＶＬからの深さ」を加算することで、ナノ凸部２０５の高さが得られる。「ナノ凹部２０４の底の仮想外形線ＶＬからの深さ」は、仮想外形線ＶＬと直交する図中上下方向における、仮想外形線ＶＬからナノ凹部２０４の底までの距離である。ナノ凹凸２０３の高さは、各組におけるナノ凸部２０５の高さの平均値である。即ち、ナノ凹凸２０３の高さは、各組におけるナノ凹部２０４の底からナノ凸部２０５の頂までの高さの平均値である。

例えば、化学エッチング等によってナノ凹凸２０３を形成した場合、仮想外形線ＶＬは、ナノ凹凸２０３を形成する前の金属表面２００の断面視における外形線となる。また、図３Ｃに示されているように、ナノ凹凸２０３におけるナノ凹部２０４及びナノ凸部２０５は、仮想外形線ＶＬの下側に形成される。

図３Ｃの場合、ナノ凹凸２０３の深さは、「ナノ凹部２０４の底の仮想外形線ＶＬからの深さ」を、断面視における仮想外形線ＶＬの所定寸法内にて１０個求めた場合の平均値である。「ナノ凹部２０４の底」の定義は図３Ｂの場合と同様である。

また、ナノ凹凸２０３の高さは、断面視にて仮想外形線ＶＬに沿って隣り合うナノ凹部２０４とナノ凸部２０５との組を、仮想外形線ＶＬの所定寸法内にて連続して１０組抽出して算出される。具体的には、各組にて、「ナノ凹部２０４の底の仮想外形線ＶＬからの深さ」と「ナノ凸部２０５の頂の仮想外形線ＶＬからの深さ」との差を算出することで、各組におけるナノ凸部２０５の高さが得られる。「ナノ凸部２０５の頂」は、ナノ凸部２０５の、仮想外形線ＶＬに最も近い端点である。「ナノ凸部２０５の頂の仮想外形線ＶＬからの深さ」は、仮想外形線ＶＬと直交する図中上下方向における、仮想外形線ＶＬからナノ凸部２０５の頂までの距離である。ナノ凹凸２０３の高さは、各組におけるナノ凸部２０５の高さの平均値である。即ち、ナノ凹凸２０３の高さは、各組におけるナノ凹部２０４の底からナノ凸部２０５の頂までの高さの平均値である。

ナノ凹凸２０３の「多い」「少ない」及び「粗さの大小」は、ナノ凹凸２０３の形成度合によって評価され得る。例えば、ナノ凹凸２０３の「多い」「少ない」は、第一義的には、ナノ凹凸２０３の「密度」によって評価され得る。即ち、領域Ａにおけるナノ凹凸２０３の密度が、領域Ｂにおけるナノ凹凸２０３の密度よりも低い場合、領域Ａは領域Ｂよりもナノ凹凸２０３が「少ない」ということができる。同様に、この場合、領域Ａは領域Ｂよりもナノ凹凸２０３の「粗さ」が小さいということができる。なお、ナノ凹凸２０３の「密度」は、単位面積あたりの、ナノ凹部２０４又はナノ凸部２０５の個数である。

一方、ナノ凹凸２０３の「密度」が領域Ａと領域Ｂとで同一である構成を想定する。かかる構成であっても、領域Ａにおけるナノ凹凸２０３の高さが、領域Ｂにおけるナノ凹凸２０３の高さよりも低い場合、領域Ａは領域Ｂよりもナノ凹凸２０３が「少ない」ということができる。同様に、この場合、領域Ａは領域Ｂよりもナノ凹凸２０３の「粗さ」が小さいということができる。

（製造方法）
合成樹脂部材１０１を構成する合成樹脂材料としては、例えば、ポリプロピレンサルファイド、ポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、等の熱可塑性樹脂を用いることが可能である。あるいは、合成樹脂部材１０１を構成する合成樹脂材料としては、例えば、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、等の熱硬化性樹脂を用いることが可能である。金属部１０２を構成する金属材料としては、例えば、アルミ、ニッケル、銅、鉄、及びこれらの元素のうちの少なくとも１つを含有する合金を用いることが可能である。

マイクロ凹部２０１は、例えば、レーザー照射、化学エッチング、放電加工、プレス加工、転造加工、切削加工、等の任意の加工法により形成可能である。ナノ凹凸２０３は、例えば、レーザー照射、化学エッチング、ブラスト加工、等の任意の加工法により形成可能である。合成樹脂部材１０１と、マイクロ凹部２０１及びナノ凹凸２０３を形成した後の金属部１０２との接合体である、樹脂金属接合体１００の形成方法は、例えば、インサート成形、熱圧着、等の任意の加工法を用いることが可能である。

（実施形態の効果）
樹脂金属接合体１００を形成する工程において、合成樹脂部材１０１を構成する合成樹脂材料は、平坦部２０２に密着しつつ、マイクロ凹部２０１の内部に侵入する。すると、マイクロ凹部２０１によって金属表面２００の全体に形成されたミクロンオーダーの凹凸と、平坦部２０２に形成されたナノ凹凸２０３とにより、金属表面２００と合成樹脂部材１０１との強固な接合が得られる。

このとき、ナノ凹凸２０３を構成するナノ凹部２０４の内部への、合成樹脂材料の不侵入により、金属表面２００と合成樹脂部材１０１との接合部にて、ボイドが発生する懸念がある。特に、かかるボイドは、マイクロ凹部２０１の内部にて発生しやすい。この点、上記構成においては、金属表面２００におけるマイクロ凹部２０１には、ナノ凹凸２０３が少ない。故に、マイクロ凹部２０１の表面と合成樹脂部材１０１との間には、ボイドが発生し難い。

一方、平坦部２０２に形成されたナノ凹部２０４においては、合成樹脂材料が侵入しやすい。故に、平坦部２０２にナノ凹凸２０３が多数形成されても、平坦部２０２の表面と合成樹脂部材１０１との間には、ボイドが発生し難い。

上記の通り、本実施形態の構成においては、金属表面２００と合成樹脂部材１０１との接合部におけるボイドの発生が、可及的に抑制される。したがって、本実施形態によれば、金属表面２００と合成樹脂部材１０１との強固な接合を達成しつつ、両者の接合部における気密性又は液密性を向上することが可能となる。

特に、図１に示されている圧力センサ１において、測定空間２７に比較的高圧の流体圧力が発生する場合がある。この場合、測定空間２７に面する樹脂金属接合部における、気密性又は液密性の低下により、当該接合部への流体の侵入、あるいは圧力センサ１の外部への流体の漏出、等の不具合が生じ得る。かかる樹脂金属接合部は、例えば、ターミナル部材３１と樹脂部３２との接合部、あるいは、リードフレーム４１と樹脂ケース４３との接合部である。

この点、本実施形態においては、上記の樹脂金属接合部にて、図２に示された接合構造を有している。したがって、本実施形態によれば、図１に示されている圧力センサ１が高圧流体の圧力（例えば、コモンレール圧、ブレーキ液圧）の測定に用いられる場合であっても、良好な信頼性が得られる。

（変形例）
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態に対しては適宜変更が可能である。以下、代表的な変形例について説明する。以下の変形例の説明においては、上記実施形態と異なる部分についてのみ説明する。また、上記実施形態と変形例とにおいて、互いに同一又は均等である部分には、同一符号が付されている。したがって、以下の変形例の説明において、上記実施形態と同一の符号を有する構成要素に関しては、技術的矛盾又は特段の追加説明なき限り、上記実施形態における説明が適宜援用され得る。

本発明の構成は、上記実施形態に限定されない。例えば、圧力センサ１の構成は、上記実施形態にて示された具体例に限定されない。

即ち、例えば、収容凹部３８には、センシング部４を覆うように、保護用ゲルが充填され得る。この場合、測定対象流体の圧力は、圧力伝達流体である保護用ゲルを介して、センサ素子４２に伝達される。上記の保護用ゲルも「流体」の一種である。故に、この場合も、ターミナル部材３１と樹脂部３２との接合部、及びリードフレーム４１と樹脂ケース４３との接合部は、「流体に面するように配置されるように設けられた」と称され得る。かかる構成においても、保護用ゲルがターミナル部材３１と樹脂部３２との接合部、又はリードフレーム４１と樹脂ケース４３との接合部に侵入することが、可及的に抑制される。

樹脂金属接合体１００の構成も、上記実施形態にて示された具体例に限定されない。例えば、金属部１０２は、金属部材であってもよいし、金属部材と他部材との複合体であってもよい。即ち、例えば、金属部１０２は、いわゆるＳＯＩ基板における表面金属層であってもよい。ＳＯＩはSilicon on Insulatorの略である。

図４に示されているように、マイクロ凹部２０１に隣接する位置には、マイクロ凸部２０６が形成されていてもよい。この場合、ナノ凹凸２０３は、平坦部２０２に加えて、マイクロ凸部２０６にも設けられ得る。マイクロ凸部２０６のナノ凹凸２０３におけるナノ凹部２０４には、合成樹脂部材１０１を構成する合成樹脂材料が侵入しやすい。故に、マイクロ凸部２０６にナノ凹凸２０３が設けられていても、マイクロ凸部２０６におけるナノ凹部２０４には、ボイドが形成され難い。したがって、かかる構成によっても、金属表面２００と合成樹脂部材１０１との強固な接合を達成しつつ、両者の接合部における気密性又は液密性を向上することが可能となる。

上記の説明において、互いに継目無く一体に形成されていた複数の構成要素は、互いに別体の部材を貼り合わせることによって形成されてもよい。同様に、互いに別体の部材を貼り合わせることによって形成されていた複数の構成要素は、互いに継目無く一体に形成されてもよい。

上記の説明において、互いに同一の材料によって形成されていた複数の構成要素は、互いに異なる材料によって形成されてもよい。同様に、互いに異なる材料によって形成されていた複数の構成要素は、互いに同一の材料によって形成されてもよい。

変形例も、上記の例示に限定されない。また、複数の変形例が、互いに組み合わされ得る。更に、上記実施形態の全部又は一部と、変形例の全部又は一部とが、互いに組み合わされ得る。

１ 圧力センサ
１００ 樹脂金属接合体
１０１ 合成樹脂部材
１０２ 金属部
２００ 金属表面
２０１ マイクロ凹部
２０２ 平坦部
２０３ ナノ凹凸
２０４ ナノ凹部
２０５ ナノ凸部

Claims (10)

1. 金属表面（２００）と合成樹脂部材（１０１）との接合体である樹脂金属接合体（１００）において、
   前記金属表面に複数形成された、ミクロンオーダーの深さを有する凹部であるマイクロ凹部（２０１）と、
   前記金属表面における、前記マイクロ凹部とは異なる部分である平坦部（２０２）と、
   前記金属表面に複数形成された、サブミクロンオーダー又はナノオーダーの高さ又は深さを有する凹凸であるナノ凹凸（２０３）と、
   を有し、
   前記マイクロ凹部は、前記平坦部よりも、前記ナノ凹凸が少なくなるように形成された、
   樹脂金属接合体。
2. 前記平坦部における前記ナノ凹凸の高さは、前記マイクロ凹部における前記ナノ凹凸の高さよりも高い、請求項１に記載の樹脂金属接合体。
3. 前記マイクロ凹部における前記ナノ凹凸の密度は、前記平坦部における前記ナノ凹凸の密度よりも低い、請求項１又は２に記載の樹脂金属接合体。
4. 前記マイクロ凹部は、断面視にて略Ｖ字状又は略Ｕ字状に形成された、
   請求項１〜３のいずれか１つに記載の樹脂金属接合体。
5. 前記マイクロ凹部は、深さをＤ、開口幅をＷとした場合に、Ｄ／Ｗ＝１〜５となるように形成された、
   請求項１〜４のいずれか１つに記載の樹脂金属接合体。
6. 流体の圧力に対応した電気出力を発生する圧力センサ（１）において、
   金属表面（２００）と合成樹脂部材（１０１）との接合体であって、前記流体に面するように配置されるように設けられた、樹脂金属接合体（１００）を備え、
   前記金属表面は、
   ミクロンオーダーの深さを有する凹部であるマイクロ凹部（２０１）と、
   前記マイクロ凹部とは異なる部分である平坦部（２０２）と、
   サブミクロンオーダー又はナノオーダーの高さ又は深さを有する凹凸であるナノ凹凸（２０３）と、
   を有し、
   前記マイクロ凹部は、前記平坦部よりも、前記ナノ凹凸が少なくなるように形成された、
   圧力センサ。
7. 前記平坦部における前記ナノ凹凸の高さは、前記マイクロ凹部における前記ナノ凹凸の高さよりも高い、請求項６に記載の圧力センサ。
8. 前記マイクロ凹部における前記ナノ凹凸の密度は、前記平坦部における前記ナノ凹凸の密度よりも低い、請求項６又は７に記載の圧力センサ。
9. 前記マイクロ凹部は、断面視にて略Ｖ字状又は略Ｕ字状に形成された、
   請求項６〜８のいずれか１つに記載の圧力センサ。
10. 前記マイクロ凹部は、深さをＤ、開口幅をＷとした場合に、Ｄ／Ｗ＝１〜５となるように形成された、
    請求項６〜９のいずれか１つに記載の圧力センサ。

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