特許 5919910 接合部材及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5919910

(24)【登録日】2016年4月22日

(45)【発行日】2016年5月18日

(54)【発明の名称】接合部材及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01L 19/06 20060101AFI20160428BHJP

【ＦＩ】

   G01L19/06 Z

【請求項の数】13

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2012-57468(P2012-57468)

(22)【出願日】2012年3月14日

(65)【公開番号】特開2013-190354(P2013-190354A)

(43)【公開日】2013年9月26日

【審査請求日】2015年3月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社日本自動車部品総合研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100106149

【弁理士】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】緒方 逸平

(72)【発明者】

【氏名】今野 光浩

(72)【発明者】

【氏名】浦 靖武

(72)【発明者】

【氏名】村田 毅司

(72)【発明者】

【氏名】池沢 敏哉

【審査官】 公文代 康祐

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−１６６３０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２６６９３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０２８４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２０７４６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｌ ９／００，１９／０６

Ｈ０１Ｌ ２９／８４

Ｃ０３Ｃ ４／００， ８／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラス（６３）を主成分として含み、
第１部材に接合される第１接合面（６１）と、前記第１接合面と反対の面であり、線膨張係数が前記第１部材と異なる第２部材に接合される第２接合面（６２）と、を有し、
前記第１部材と前記第２部材とを接合する固体状の接合部材であって、
線膨張係数を制御するために、前記ガラスに反応しないフィラー（６４）を含み、
前記第１接合面（６１）の線膨張係数は、前記第２部材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接合面（６２）の線膨張係数は、前記第１部材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。

【請求項2】

前記第１接合面（６１）側と前記第２接合面（６２）側とで、前記フィラー（６４）の体積分率が異なることを特徴とする請求項１に記載の接合部材。

【請求項3】

前記第１接合面（６１）側と前記第２接合面（６２）側とで、前記フィラー（６４）の単位体積当りの粒子数が異なることを特徴とする請求項２に記載の接合部材。

【請求項4】

前記第１接合面（６１）側と前記第２接合面（６２）側とで、前記フィラー（６４）の粒度が異なることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の接合部材。

【請求項5】

前記フィラー（６４）として、組成が互いに異なるフィラー（６４ａ，６４ｂ）を複数種類含み、
前記第１接合面（６１）側と前記第２接合面（６２）側とで、前記フィラー（６４ａ，６４ｂ）の組成が異なる、若しくは、複数種類の前記フィラー（６４ａ，６４ｂ）の混合比が異なることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の接合部材。

【請求項6】

前記第１接合面（６１）から前記第２接合面（６２）にかけて、線膨張係数が連続的に変化していることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の接合部材。

【請求項7】

前記第２部材は、ダイアフラム（４３）を有する金属ステム（４０）であり、前記第１部材は、前記ダイアフラムにおける受圧面（４３ａ）と反対の裏面（４３ｂ）上に配置されるセンサ素子（５０）であることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の接合部材。

【請求項8】

ガラス（６３）を主成分として含み、
第１部材に接合される第１接合面（６１）と、前記第１接合面と反対の面であり、線膨張係数が前記第１部材と異なる第２部材に接合される第２接合面（６２）と、を有し、
前記第１部材と前記第２部材とを接合する固体状の接合部材の製造方法であって、
前記ガラスを粉末状としたガラスフリット（６５）と、線膨張係数を制御するための、前記ガラスフリットに反応しないフィラー（６４）とを混合してなる混合粉と、バインダー（６６）及び溶媒を混合してなるバインダー溶液とを混合して、ガラス混合溶液を調製する溶液調製工程（Ｓ１０）と、
前記ガラス混合溶液を造粒・乾燥して、造粒粉（７０）を調製する造粒工程（Ｓ２０）と、
前記造粒粉に圧力を加えてガラス成形体を形成する成形工程（Ｓ３０）と、
加熱により、前記ガラス成形体中のバインダー（６６）を除去するとともに、前記ガラスフリットの一部を溶融させる加熱工程（Ｓ４０）と、を備え、
前記溶液調製工程では、複数種類の前記混合粉を用いて、複数種類の前記ガラス混合溶液を調製し、
前記造粒工程では、複数種類の前記ガラス混合溶液を用いて、複数種類の前記造粒粉（７０）を調製し、
前記成形工程では、前記ガラス成形体において、前記第１接合面（６１）となる面の線膨張係数が、前記第２部材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接合面（６２）となる面の線膨張係数が、前記第１部材の線膨張係数よりも前記第２部材の線膨張係数に近くなるように、複数種類の前記造粒粉（７０）を積層配置して積層体とし、この積層体を積層方向において加圧することで、前記ガラス成形体を形成することを特徴とする接合部材の製造方法。

【請求項9】

前記成形工程において、前記フィラー（６４）の体積分率が互いに異なる複数種類の前記造粒粉（７０）を用いることを特徴とする請求項８に記載の接合部材の製造方法。

【請求項10】

前記成形工程において、前記フィラー（６４）の組成が互いに異なる複数種類の前記造粒粉（７０）を用いることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の接合部材の製造方法。

【請求項11】

前記成形工程では、前記ガラス成形体において、前記第１接合面（６１）となる面から前記第２接合面（６２）となる面にかけて、線膨張係数が連続的に変化するように、３種類以上の前記造粒粉（７０）を積層配置して前記積層体とすることを特徴とする請求項８〜１０いずれか１項に記載の接合部材の製造方法。

【請求項12】

前記成形工程では、金型（８０，８２）に複数種類の前記造粒粉（７０）を積層配置して積層体とした後、少なくとも前記積層体を積層方向において加圧するまでの間において、前記金型に振動又は遠心力を加えることを特徴とする請求項８〜１１いずれか１項に記載の接合部材の製造方法。

【請求項13】

前記第２部材は、ダイアフラム（４３）を有する金属ステム（４０）であり、前記第１部材は、前記ダイアフラムにおける受圧面（４３ａ）と反対の裏面（４３ｂ）上に配置されるセンサ素子（５０）であることを特徴とする請求項８〜１２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、ガラスを主成分として含む固体状の接合部材及びその製造方法に関する。特に、ダイアフラムを有する金属ステムと、ダイアフラム上に配置されるセンサ素子との接合に好適な固体状の接合部材及びそ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、ガラスを主成分として含む固体状の接合部材（低融点ガラスタブレット）が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４−１８２５８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、ダイアフラムを有する金属ステムと、ダイアフラムにガラス接合された圧力検出用のセンサチップと、を有する圧力センサが知られている。この圧力センサは、ガラスペーストをダイアフラムにおける受圧面と反対の裏面に塗布し、その後、センサチップをガラスペースト上に載置する。そして、加熱によりペースト中のガラスフリットを再溶融させ、センサチップを金属ステムにガラス接合することで形成される。しかしながら、ガラスペーストは、温度や湿度等の外部雰囲気によって粘度等の物性が変化する。このため、塗布寸法が変動し、ひいてはセンサ素子の位置ずれ、傾きなどが生じるという問題がある。これに対し、特許文献１に記載の固体状の接合部材を用いると、上記した寸法の変動を抑制することができる。

【0005】

また、自動車の燃料噴射系（例えばコモンレール）における燃料パイプに取り付けられ、この燃料パイプ内の、気体又は気液混合からなる圧力媒体の圧力検出に用いられる圧力センサでは、ダイアフラムが２００ＭＰａ以上の高圧を受ける。このため、強度、耐食性などの観点から、金属ステムの材料として、ＳＵＳ４３０などのステンレス鋼が用いられる。しかしながら、ステンレス鋼を用いた金属ステムと、シリコンからなるセンサ素子との線膨張係数差が大きいため、従来の接合部材では、接合部材の剥離・破損、センサ素子の破損などが生じる。このように、接合部材を介して接合する第１部材と第２部材の線膨張係数が異なる場合、従来のガラス接合では、剥離などが生じるという問題がある。

【0006】

本発明は上記問題点に鑑み、寸法精度を向上でき、且つ、線膨張係数が異なる２つの部材の接合に好適な接合部材及びそ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】

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
ガラス（６３）を主成分として含み、
第１部材に接合される第１接合面（６１）と、第１接合面と反対の面であり、線膨張係数が第１部材と異なる第２部材に接合される第２接合面（６２）と、を有し、
第１部材と第２部材とを接合する固体状の接合部材であって、
線膨張係数を制御するために、ガラスに反応しないフィラー（６４）を含み、
第１接合面（６１）の線膨張係数は、第２部材の線膨張係数よりも第１部材の線膨張係数に近く、第２接合面（６２）の線膨張係数は、第１部材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。

【0008】

本発明では、接合部材を固体状としているため、ガラスペーストに較べて、寸法精度を向上することができる。

【0009】

また、フィラー（６４）を含むことによって、接合部材の線膨張係数が制御されている。具体的には、第１接合面（６１）の線膨張係数が、第１部材の線膨張係数に近くなっており、第１接合面と第１部材との線膨張係数の差が小さい。このため、第１接合面と第１部材との線膨張係数の差に基づいてこの接合界面に生じる熱応力を低減することができる。また、第２接合面（６２）の線膨張係数は、第２部材の線膨張係数に近くなっており、第２接合面と第２部材との線膨張係数の差が小さい。このため、第２接合面と第２部材との線膨張係数の差に基づいてこの接合界面に生じる熱応力を低減することができる。これにより、接合部材の剥離などを抑制することができる。

【0010】

例えば、請求項２に記載のように、
第１接合面（６１）側と第２接合面（６２）側とで、フィラー（６４）の体積分率が異なる構成とすると良い。

【0011】

このように、体積分率、すなわち単位体積当りに占めるフィラー（６４）の割合が異なる構成とすることで、第１接合面（６１）の線膨張係数と第２接合面（６２）の線膨張係数が異なる接合部材が得られる。また、体積分率が異なるだけなので、フィラー（６４）の構成材料の種類を少なくすることもできる。

【0012】

例えば、請求項３に記載のように、第１接合面（６１）側と第２接合面（６２）側とで、フィラー（６４）の単位体積当りの粒子数が異なる構成としても良い。また、請求項４に記載のように、第１接合面（６１）側と第２接合面（６２）側とで、フィラー（６４）の粒度が異なる構成としても良い。なお、粒度は、平均粒子径とも言う。

【0013】

一方、請求項５に記載のように、
フィラー（６４）として、組成が互いに異なるフィラー（６４ａ，６４ｂ）を複数種類含み、
第１接合面（６１）側と第２接合面（６２）側とで、フィラー（６４ａ，６４ｂ）の組成が異なる、若しくは、複数種類のフィラー（６４ａ，６４ｂ）の混合比が異なる構成としても良い。

【0014】

このように、フィラー（６４ａ，６４ｂ）の組成が異なる、若しくは、複数種類のフィラー（６４ａ，６４ｂ）の混合比が異なる構成とすることで、第１接合面（６１）の線膨張係数と第２接合面（６２）の線膨張係数が異なる接合部材が得られる。

【0015】

請求項６に記載のように、
第１接合面（６１）から第２接合面（６２）にかけて、線膨張係数が連続的に変化した構成とすると良い。

【0016】

これによれば、第１接合面（６１）の線膨張係数と第２接合面（６２）の線膨張係数の差が大きくても、接合部材の内部に生じる熱応力を抑制することができる。

【0017】

上記した各発明に係る接合部材は、請求項７に記載のように、
第２部材としての、ダイアフラム（４３）を有する金属ステム（４０）と、第１部材としての、ダイアフラムにおける受圧面（４３ａ）と反対の裏面（４３ｂ）上に配置されるセンサ素子（５０）との接合に好適である。

【0018】

次に、請求項８に記載の発明は、
ガラス（６３）を主成分として含み、
第１部材に接合される第１接合面（６１）と、第１接合面と反対の面であり、線膨張係数が第１部材と異なる第２部材に接合される第２接合面（６２）と、を有し、
第１部材と第２部材とを接合する固体状の接合部材の製造方法であって、
ガラス（６３）を粉末状としたガラスフリット（６５）と、線膨張係数を制御するための、ガラスフリットに反応しないフィラー（６４）とを混合してなる混合粉と、バインダー（６６）及び溶媒を混合してなるバインダー溶液とを混合して、ガラス混合溶液を調製する溶液調製工程（Ｓ１０）と、
ガラス混合溶液を造粒・乾燥して、造粒粉（７０）を調製する造粒工程（Ｓ２０）と、
造粒粉（７０）に圧力を加えてガラス成形体を形成する成形工程（Ｓ３０）と、
加熱により、ガラス成形体中のバインダー（６６）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加熱工程（Ｓ４０）と、を備え、
溶液調製工程では、複数種類の混合粉を用いて、複数種類のガラス混合溶液を調製し、
造粒工程では、複数種類のガラス混合溶液を用いて、複数種類の造粒粉（７０）を調製し、
成形工程では、ガラス成形体において、第１接合面（６１）となる面の線膨張係数が、第２部材の線膨張係数よりも第１部材の線膨張係数に近く、第２接合面（６２）となる面の線膨張係数が、第１部材の線膨張係数よりも第２部材の線膨張係数に近くなるように、複数種類の造粒粉（７０）を積層配置して積層体とし、この積層体を積層方向において加圧することで、ガラス成形体を形成することを特徴とする。

【0019】

このように、混合粉を複数種類準備しておくことで、混合粉の種類に応じて複数種類の造粒粉（７０）を調製することができる。そして、複数種類の造粒粉（７０）を用いることで、第１接合面（６１）と第２接合面（６２）とで線膨張係数が異なる接合部材を得ることができる。すなわち、上記工程を経ることで、請求項１に記載の固体状の接合部材を得ることができる。本発明の作用効果は、請求項１に記載の発明の作用効果と同じであるので、その記載を省略する。

【0020】

請求項９に記載のように、成形工程において、フィラー（６４）の体積分率が互いに異なる複数種類の造粒粉（７０）を用いても良い。また、請求項１０に記載のように、成形工程において、フィラー（６４）の組成が互いに異なる複数種類の造粒粉（７０）を用いても良い。これら発明の作用効果は、それぞれ請求項２，５に記載の発明の作用効果と同じであるので、その記載を省略する。

【0021】

請求項１１に記載のように、
成形工程では、ガラス成形体において、第１接合面（６１）となる面から第２接合面（６２）となる面にかけて、線膨張係数が連続的に変化するように、３種類以上の造粒粉（７０）を積層配置して積層体とすると良い。本発明の作用効果は、請求項６に記載の発明の作用効果と同じであるので、その記載を省略する。

【0022】

請求項１２に記載のように、
成形工程では、金型（８０，８２）に複数種類の造粒粉（７０）を積層配置して積層体とした後、少なくとも積層体を積層方向において加圧するまでの間において、金型に振動又は遠心力を加えることが好ましい。

【0023】

これによれば、造粒粉（７０）間の隙間に存在する空気を追い出して、造粒粉を密に充填することができる。すなわち、ガラス成形体、ひいては接合部材において、気孔空間であるボイドを低減することができる。また、例えば振動を印加すると、重い造粒粉（７０）ほど金型（８０，８２）の下方に、軽い造粒粉（７０）ほど金型（８０，８２）の上方に位置することとなる。このように、振動などを印加することで、複数種類の造粒粉（７０）を、その重さによって確実に層別することもできる。

【0024】

上記各発明に係る接合部材の製造方法は、請求項１３に記載のように、
ダイアフラム（４３）を有する金属ステム（４０）と、ダイアフラムにおける受圧面（４３ａ）と反対の裏面（４３ｂ）上に配置されるセンサ素子（５０）とを接合する接合部材の製造方法として好適である。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】第１実施形態に係る接合部材を用いた圧力センサの概略構成を示す断面図である。

【図2】図１において、接合部材周辺を拡大した断面図である。

【図3】接合部材のＳＥＭ画像を模式化した断面図である。

【図4】接合部材の製造手順を示すフローである。

【図5】造粒粉の概略構成を示す断面図である。

【図6】ガラス成形体の形成工程を示す部分断面図である。

【図7】ガラス成形体を構成する造粒粉の多層構造を示す断面図である。

【図8】第２実施形態に係る接合部材について、そのＳＥＭ画像を模式化した断面図である。

【図9】ガラス成形体を構成する造粒粉の多層構造を示す断面図である。

【図10】第３実施形態に係る接合部材について、そのＳＥＭ画像を模式化した断面図である。

【図11】ガラス成形体を構成する造粒粉の多層構造を示す断面図である。

【図12】実施例に示す造粒粉の各サンプルの詳細を示す表である。

【図13】実施例に示す接合部材の各サンプルの詳細を示す表である。

【図14】図１３に示す接合部材の各サンプル及び比較サンプルについて行った信頼性試験の結果を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、各図において、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。以下に示す各実施形態では、接合部材が圧力センサに用いられる例を示す。

【0027】

（第１実施形態）
先ず、本実施形態に係る接合部材を備えた圧力センサについて、その概略を説明する。

【0028】

図１及び図２に示す圧力センサ１０は、自動車の燃料噴射系（例えばコモンレール）における図示しない燃料パイプに取り付けられ、この燃料パイプ内の被検出媒体、具体的には気体又は気液混合、の圧力を検出するものである。

【0029】

この圧力センサ１０は、被取付部材としての測定用配管に取り付け可能なハウジング２０と、ピン状のターミナル３１がインサート成形等により一体化されたコネクタケース３０と、を備えている。また、ハウジング２０に固定された金属ステム４０と、金属ステム４０のダイアフラム４３上に配置されたセンサチップ５０と、金属ステム４０にセンサチップ５０を接合する接合部材６０と、を備えている。

【0030】

ハウジング２０は、例えば、ステンレス等の金属により、中空形状に形成されており、その下部の外周面には、測定用配管に締結可能な雄ねじ部２１が形成されている。このハウジング２０の上部には、周壁２２に囲まれた開口部２３が形成されている。また、ハウジング２０の下面には、開口部２３に連通する貫通孔２４が形成されている。

【0031】

ハウジング２０内には、略有底筒状に加工された金属ステム４０が固定されている。この金属ステム４０には、その一端側の端面中央に開口部４１が形成されるとともに、この開口部４１から他端側に延びる媒体導入通路４２が形成されている。また、金属ステム４０における媒体導入通路４２の終端、すなわち開口部４１と反対の他端部分は薄肉化されており、外力の印加によって変形可能なダイアフラム４３が構成されている。また、金属ステム４０のダイアフラム４３側には、開口部４１側に較べて外周径の大きい段部４４が形成されている。

【0032】

このように形成される金属ステム４０が、その段部４４にて開口部２３底面に環状に接触するとともに、開口部４１が貫通孔２４から露出するように、ハウジング２０に取り付けられている。このため、ハウジング２０を測定用配管に取り付けた状態で、測定用配管を流れる被検出媒体が、開口部４１及び媒体導入通路４２を介して、ダイアフラム４３に導入される。

【0033】

金属ステム４０を構成する金属材料としては、２００ＭＰａ以上の高圧を受けることから、高強度であること、具体的には接合部材６０よりもヤング率が大きいこと、が求められる。また、被検出媒体中に含まれる水分に対する耐食性を有することが求められる。このため、ステンレス鋼を採用することが好ましい。このステンレス鋼としては、マルテンサイト系、フェライト系、オーステナイト系などを採用することができる。さらには、オーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼、析出硬化ステンレス鋼などを採用することもできる。なかでも、強度と耐食性に優れるＳＵＳ４３０、ＳＵＳ６３０を採用することが好ましい。本実施形態では、ＳＵＳ４３０を採用している。

【0034】

また、金属ステム４０のダイアフラム４３上、詳しくは、ダイアフラム４３における受圧面４３ａと反対の裏面４３ｂ上に、接合部材６０を介してセンサチップ５０が固定されている。

【0035】

センサチップ５０はシリコンからなり、図示しないゲージ抵抗が形成されている。ゲージ抵抗は、媒体導入通路４２を介して導入された被検出媒体の圧力によってダイアフラム４３が変位すると、この変位に応じて抵抗値が変化する。センサチップ５０は、ゲージ抵抗の抵抗値変化を電気信号に変換して出力する検出部として機能するようになっている。

【0036】

また、金属ステム４０の段部４４上には、基板５１が配置されている。この基板５１は、センサチップ５０及び接合部材６０を取り囲むように環状をなしており、図示しない電子部品が実装されている。そして、基板５１には、センサチップ５０から入力される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信号処理回路などが構成されている。センサチップ５０と基板５１とは、ボンディングワイヤ５２によって電気的に接続されている。なお、符号５３は、ターミナル３１と基板５１の端子とを電気的に中継するリードである。符号５４は、ハウジング２０、コネクタケース３０、及び金属ステム４０からなる内部空間を気密に封止するための環状のシール材（例えばＯリング）である。このシール材５４は、コネクタケース３０の下端部３４の下端面とハウジング２０の周壁２２の内周面との間に配置されている。

【0037】

コネクタケース３０は、合成樹脂など、ハウジング２０よりも比熱が小さな材料を用いて形成されている。コネクタケース３０の上部には、周壁３２に囲まれた開口部３３が形成されている。この開口部３３内には、各ターミナル３１の一端がそれぞれ突出しており、これにより、ターミナル３１と外部機器との接続が可能となっている。一方、コネクタケース３０の下端部３４には、周壁３２よりも外周径の大きい段部３５が形成されている。また、下端部３４の中央には、各ターミナル３１の他端が露出されている。

【0038】

次に、接合部材６０について、図２及び図３を用いて説明する。なお、金属ステム４０が特許請求の範囲に記載の第２部材、センサチップ５０が特許請求の範囲に記載の第１部材に相当する。また、センサチップ５０は、特許請求の範囲に記載のセンサ素子に相当する。

【0039】

接合部材６０は、金属ステム４０とセンサチップ５０を接合する前の状態で、ペースト状ではなく、固体状となっており、図３に示すように、平板状に成形されている。この接合部材６０は、センサチップ５０に接合される第１接合面６１と、第１接合面６１と反対の面であり、金属ステム４０に接合される第２接合面６２と、を有している。本実施形態では、接合部材６０の厚さが約１００μｍとなっている。

【0040】

接合部材６０は、接合作用を提供するガラス６３を主成分として含んでいる。ガラス６３としては、センサチップ５０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。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）などの成分を含有する無鉛ガラスを採用することができる、また、鉛（Ｐｂ）を含有する鉛ガラスを採用することもできる。本実施形態のガラス６３は、後述する実施例で示すように、センサチップ５０の耐熱温度４７０℃よりも低い４００℃以下の低温で接合が可能な低融点組成となっている。

【0041】

また、接合部材６０は、線膨張係数などを制御する（調整する）ために、ガラス６３と反応しない粒子、すなわちフィラー６４を有している。このフィラー６４としては、コージェライトやリン酸ジルコン酸タングステン、アルミナ、シリカや鉄（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）、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）の酸化物を使用することができる。なお、フィラー６４の粒度は、０．１μｍから５０μｍまで選択でき、主に接合部材６０の厚みや被接合体（金属ステム４０及びセンサチップ５０）の表面粗さにより選択される。

【0042】

接合部材６０において、第１接合面６１の線膨張係数は、金属ステム４０の線膨張係数よりもセンサチップ５０の線膨張係数に近くなっている。一方、第２接合面６２の線膨張係数は、センサチップ５０の線膨張係数よりも金属ステム４０の線膨張係数に近くなっている。なお、シリコンからなるセンサチップ５０の線膨張係数は、例えば、３０×１０^−７／℃（２５℃〜２５０℃）である。一方、ＳＵＳ４３０からなる金属ステム４０の線膨張係数は、例えば１２０×１０^−７／℃（２５℃〜２５０℃）である。

【0043】

本実施形態では、図３に示すように、第１接合面６１側と第２接合面６２とで、フィラー６４の体積分率、すなわち単位体積当りに占めるフィラー６４の割合、が異なっている。具体的には、第１接合面６１側と第２接合面６２側とで、単位体積当りのフィラー６４の粒子数が異なっており、第１接合面６１側の表層のほうが、第２接合面６２側の表層よりも、単位体積当りのフィラー６４の粒子数が多くなっている。これにより、第１接合面６１の線膨張係数はセンサチップ５０の線膨張係数に近く、第２接合面６２の線膨張係数は金属ステム４０の線膨張係数に近くなっている。また、接合部材６０の厚さ方向において、単位体積当りのフィラー６４の粒子数は３段階で変化しており、第１接合面６１から第２接合面６２に近づくほど粒子数が減少している。これにより、接合部材６０の線膨張係数は、連続的に変化している。本実施形態では、接合部材６０が、後述する実施例のサンプル１３に示す構成となっており、第１接合面６１の線膨張係数が５５×１０^−７／℃（２５℃〜２５０℃）、第２接合面６２の線膨張係数が８３×１０^−７／℃（２５℃〜２５０℃）となっている。

【0044】

次に、図３に示す接合部材６０の製造方法について、図４〜図７を用いて説明する。なお、図５に示す符号６５は、ガラスを粉末状としたガラスフリット、符号６６はバインダー、符号７０は造粒粉を示す。

【0045】

図４に示すように、先ず、ガラス混合溶液を調製する溶液調製工程を実施する（ステップ１０）。この溶液調製工程は、混合粉を形成する工程（ステップ１１）と、バインダー溶液を調製する工程（ステップ１２）と、混合粉をバインダー溶液に混合・分散して、ガラス混合溶液を調製する工程（ステップ１３）を含む。

【0046】

ステップ１１では、所定の粒度を有するガラスフリット６５と、所定の粒度を有するフィラー６４とを、所定の比率で混合して、混合粉を調製する。このとき、フィラー６４の体積分率が異なる混合粉を複数種類調製する。本実施形態では、ガラスフリット６５及びフィラー６４の組成、粒度を一定として、フィラー６４の体積分率、具体的には単位体積当りのフィラー６４の粒子数、が異なる混合粉を３種類形成する。なお、フィラー６４の体積分率とは、混合粉（ガラスフリット６５＋フィラー６４）に占めるフィラー６４の体積の割合である。

【0047】

ステップ１２では、バインダー６６を、ガラス混合溶液中で例えば１〜２０重量％となるように、溶媒に添加・溶解させて、バインダー溶液を調製する。なお、バインダー６６は、ガラスフリット６５同士、フィラー６４同士、ガラスフリット６５とフィラー６４、を接着する接着材として機能する。

【0048】

ステップ１３では、複数種類の混合粉を、バインダー溶液にそれぞれ混合・分散して、複数種類のガラス混合溶液を調製する。

【0049】

次いで、調製したガラス混合溶液を用いて造粒粉を調製する造粒工程を実施する（ステップ２０）。この造粒工程では、ガラス混合溶液を造粒・乾燥して、図５に模式的に示す造粒粉７０を調製する。ここで、造粒粉７０とは、噴霧乾燥法、混合攪拌乾燥法などにより、図５に示すように、バインダー６６を介して、ガラスフリット６５及びフィラー６４が集団となった略球状の粒子を指す。本実施形態では、ガラス混合溶液を乾燥空気中で噴霧乾燥することにより、造粒粉７０を得る。また、この造粒工程では、上記した複数種類のガラス混合溶液を用いて、複数種類の造粒粉７０をそれぞれ調製する。すなわち、単位体積当りのフィラー６４の粒子数が異なる複数種類の造粒粉７０を調製する。

【0050】

次いで、造粒粉７０に圧力を加えてガラス成形体を形成する成形工程を実施する（ステップ３０）。この成形工程では、複数種類の造粒粉７０を積層配置して積層体とし、この積層体を積層方向において加圧する。このとき、成形により得られるガラス成形体において、第１接合面６１となる面の線膨張係数がセンサチップ５０の線膨張係数に近く、第２接合面６２となる面の線膨張係数が金属ステム４０の線膨張係数に近くなるように、複数種類の造粒粉７０を順に積層する。さらには、第１接合面６１となる面から第２接合面６２となる面にかけて、線膨張係数が連続的に変化するように、３種類以上の造粒粉７０を順に積層して積層体とする。

【0051】

本実施形態では、図６に示すように、ガラス成形体を形成する金型が、円筒形状をなす筒状型８０を有する。さらに、円柱形状をなし、一部が筒状型８０の中空部８１に挿入・配置される下型８２と、円柱形状をなし、一部が下型８２と反対から中空部８１に挿入・配置される上型８３と、を有する。そして、筒状型８０の中空部８１に下型８２の一部を挿入・配置させた状態で、中空部８１内に位置する下型８２の一端面上に、３種類の造粒粉７０を順に積層する。具体的には、図７に示すように、下型８２側から、単位体積当たりのフィラー６４の粒子数が最も少ない造粒粉７０からなる第３層７３、フィラー６４の粒子数が中間の造粒粉７０からなる第２層７２、フィラー６４の粒子数が最も多い造粒粉７０からなる第１層７１の順で積層する。なお、造粒粉７０の積層方向は、鉛直方向と一致している。また、本実施形態では、単位体積当りで、フィラー６４よりもガラスフリット６５のほうが重い。このため、３種類の造粒粉７０の積層順を、フィラー６４の粒子数が少なく、重たい造粒粉７０を最下層である第３層７３とし、フィラー６４の粒子数が多く、軽い造粒粉７０を最上層である第１層７１とする。

【0052】

次いで、上型８３の一部を中空部８１内に挿入・配置する前に、図７に白抜き矢印で示すように、金型８０，８２に振動を印加する。これにより、造粒粉７０間の隙間に存在する空気が追い出され、造粒粉７０が密に充填される。また、振動の印加により、比重の大きい、すなわち重い造粒粉７０ほど下型８２側に、比重の小さい、すなわち軽い造粒粉７０ほど上型８３側に位置することとなる。

【0053】

そして、振動印加後に、上型８３の一部を中空部８１内に挿入・配置し、図示しないパンチなどにより、上型８３を下型８２に近づく方向に押し込む。このようにして、積層体に２００ＭＰａ程度の圧力を加えると、各層７１〜７３の界面でバインダー６６同士が接着する。したがって、形状寸法を制御したガラス成形体を得ることができる。

【0054】

次いで、加熱により、ガラス成形体中のバインダー６６を除去するとともに、ガラスフリット６５の一部を溶融させる加熱工程を実施する（ステップ４０）。この加熱工程では、ガラス成形体に対し、ガラスフリット６５の軟化点以下の３００℃で約３０分間熱処理を行うことで、添加したバインダー６６を除去する。また、溶融することで、隣り合う層のガラスフリット６５同士、及び、同一層内のガラスフリット６５同士が一部結合し、各層７１〜７３が一体化する。以上により、図３に示す固体状の接合部材６０を得ることができる。

【0055】

得られる接合部材６０は、上記加熱工程を経ることで、適度な硬さ・強度があるため、ガラス成形体の状態よりも、取り扱いが容易となる。また、形が崩れることや、一部が欠ける現象を抑制することができる。また、単位体積当りのフィラー６４の粒子数は、第１接合面６１から第２接合面６２にかけて大まかに３段階で変化し、第２接合面６２側の表層において、フィラー６４の粒子数が最も少なく、第１接合面６１側の表層において、フィラー６４の粒子数が最も多くなっている。そして、第１接合面６１となる面から第２接合面６２となる面にかけて、線膨張係数が連続的に変化している。

【0056】

そして、このようにして得た接合部材６０を金属ステム４０上に配置し、接合部材６０上にセンサチップ５０を配置する。その後、例えばセンサチップ５０の耐熱温度よりも低い温度であってガラスフリット６５が溶融する温度で所定時間の熱処理を行うことにより、上記した圧力センサ１０を得ることができる。

【0057】

次に、本実施形態に係る接合部材６０及びその製造方法の効果について説明する。

【0058】

本実施形態では、接合部材６０を固体状としているため、ガラスペーストに較べて温度、湿度といった外部雰囲気の影響を受けにくく、これにより寸法精度を向上することができる。したがって、センサチップ５０の位置ずれ、傾き等を抑制することができる。

【0059】

また、センサチップ５０に接合される第１接合面６１の線膨張係数を、金属ステム４０よりもセンサチップ５０の線膨張係数に近くし、これにより、第１接合面６１とセンサチップ５０との線膨張係数の差を小さくしている。このため、第１接合面６１とセンサチップ５０との線膨張係数の差に基づいて、この接合界面に生じる熱応力を低減することができる。一方、金属ステム４０に接合される第２接合面６２の線膨張係数を、センサチップ５０よりも金属ステム４０の線膨張係数に近くし、これにより、第２接合面６２と金属ステム４０との線膨張係数の差が小さくしている。このため、第２接合面６２と金属ステム４０との線膨張係数の差に基づいて、この接合界面に生じる熱応力を低減することができる。以上により、接合部材６０の剥離などを抑制することができる。

【0060】

さらには、第１接合面６１から第２接合面６２にかけて、線膨張係数を連続的に変化させている。詳しくは、第１接合面６１の線膨張係数が最も小さく、第２接合面６２の線膨張係数が最も大きくなっている。そして、接合部材６０の厚さ方向において、任意位置の線膨張係数は、該任意位置よりも第１接合面６１に近い位置の線膨張係数以上となっている。このため、第１接合面６１の線膨張係数と第２接合面６２の線膨張係数の差が大きくても、接合部材６０の内部に生じる熱応力を抑制することができる。

【0061】

以上により、本実施形態に係る接合部材６０は、ダイアフラム４３を有する金属ステム４０とダイアフラム４３における受圧面４３ａと反対の裏面４３ｂ上に配置されるセンサチップ５０との接合に好適である。特に、２００ＭＰａ以上の高圧を受けるためにステンレス鋼からなる金属ステム４０と、シリコンからなるセンサチップ５０との接合に好適である。

【0062】

なお、本実施形態では、接合部材６０の第１接合面６１側の表層と第２接合面６２側の表層においてフィラー６４の体積分率が異なることで、第１接合面６１の線膨張係数と第２接合面６２の線膨張係数が異なる接合部材６０となっている。具体的には、第１接合面６１側の表層及び第２接合面６２側の表層における単位体積当りのフィラー６４の粒子数が異なっている。また、第１接合面６１から第２接合面６２にかけて、線膨張係数を連続的に変化させている。詳しくは、フィラー６４の粒子数が、第１接合面６１の表層で最も多く、第２接合面６２の表層で最も少なくなっている。そして、接合部材６０の厚さ方向において、任意位置の粒子数は、該任意位置よりも第１接合面６１に近い位置の粒子数以下となっている。このような構成は、複数種類の造粒粉７０を用いることで形成することができる。このように、本実施形態では、フィラー６４の粒子数、すなわち体積分率により、接合部材６０の厚さ方向において接合部材６０の線膨張係数が制御されている。このため、フィラー６４の構成材料の種類を少なくすることもできる。

【0063】

また、本実施形態では、成形工程において、上型８３の一部を筒状型８０の中空部８１内に挿入・配置する前に、金型８０，８２に振動を印加する。これにより、造粒粉７０間の隙間に存在する空気が追い出され、造粒粉７０を密に充填することができる。すなわち、ガラス成形体、ひいては接合部材６０において、気孔空間であるボイドを低減することができる。また、振動の印加により、比重の大きい、すなわち重い造粒粉７０ほど下型８２側に、比重の小さい、すなわち軽い造粒粉７０ほど上型８３側に位置することとなる。これにより、複数種類の造粒粉７０を、その重さによって、より確実に層別することもできる。

【0064】

（第２実施形態）
本実施形態において、上記実施形態に示した接合部材６０、圧力センサ１０、及びこれらの製造方法と共通する部分についての説明は割愛する。第１実施形態では、接合部材６０の第１接合面６１側の表層と第２接合面６２側の表層において、フィラー６４の体積分率が互いに異なる構成とすることで、第１接合面６１の線膨張係数と第２接合面６２の線膨張係数の線膨張係数が異なる例を示した。また、接合部材６０の厚さ方向においてフィラー６４の体積分率が異なり、第１接合面６１から第２接合面６２にかけて、線膨張係数が連続的に変化している例を示した。

【0065】

これに対し、本実施形態では、図８に示すように、第１接合面６１と第２接合面６２とにおいて、フィラー６４の粒度、すなわち平均粒子径が互いに異なる構成とすることで、第１接合面６１の線膨張係数と第２接合面６２の線膨張係数が異なる点を特徴とする。さらには、接合部材６０の厚さ方向においてフィラー６４の粒度が異なり、第１接合面６１から第２接合面６２にかけて、線膨張係数が連続的に変化している点を特徴とする。

【0066】

図８に示す接合部材６０において、フィラー６４の粒度は、第１接合面６１の表層で最も大きく、第２接合面６２の表層で最も小さくなっている。そして、接合部材６０の厚さ方向において、任意位置の粒度は、該任意位置よりも第１接合面６１に近い位置の粒度以下となっている。

【0067】

このような接合部材６０を採用しても、第１実施形態に示す接合部材６０と同等の効果を奏することができる。なお、本実施形態の接合部材６０は、後述する実施例のサンプル１５に示す構成となっており、第１接合面６１の線膨張係数が５５×１０^−７／℃（２５℃〜２５０℃）、第２接合面６２の線膨張係数が８５×１０^−７／℃（２５℃〜２５０℃）となっている。

【0068】

なお、図８に示す接合部材６０は、基本的に第１実施形態に示す製造方法を用いて形成することができる。異なる点は、図９に示すように、下型８２側から、フィラー６４の粒度が最も小さい造粒粉７０からなる第３層７３、フィラーの粒度が中間の造粒粉７０からなる第２層７２、フィラー６４の粒度が最も大きい造粒粉７０からなる第１層７１の順で積層する点である。本実施形態でも、単位体積当りで、フィラー６４よりもガラスフリット６５のほうが重いため、造粒粉７０の重さは、ガラスフリット６５の体積分率が大きいほど、すなわちフィラー６４の体積分率が小さいほど、重くなる。このため、３種類の造粒粉７０の積層順を、フィラー６４の粒度が小さい造粒粉７０を最下層である第３層７３とし、フィラー６４の粒度が大きい造粒粉７０を最上層である第１層７１とする。それ以外の点については、第１実施形態と同様である。これにより、図８に示す接合部材６０を形成することができる。

【0069】

（第３実施形態）
本実施形態において、上記実施形態に示した接合部材６０、圧力センサ１０、及びこれらの製造方法と共通する部分についての説明は割愛する。第１実施形態では、接合部材６０の厚さ方向においてフィラー６４の体積分率が異なることで、第１接合面６１の線膨張係数と第２接合面６２の線膨張係数が異なる例を示した。また、第１接合面６１から第２接合面６２にかけて、線膨張係数が連続的に変化している例を示した。一方、第２実施形態では、接合部材６０の厚さ方向においてフィラー６４の粒度が異なることで、第１接合面６１の線膨張係数と第２接合面６２の線膨張係数が異なる例を示した。また、第１接合面６１から第２接合面６２にかけて、線膨張係数が連続的に変化している例を示した。

【0070】

これに対し、本実施形態では、図１０に示すように、接合部材６０の第１接合面６１側の表層と第２接合面６２側の表層において、フィラー６４の組成が互いに異なる構成とすることで、第１接合面６１の線膨張係数と第２接合面６２の線膨張係数の線膨張係数が異なる点を特徴とする。さらには、接合部材６０の厚さ方向においてフィラー６４の組成が異なり、第１接合面６１から第２接合面６２にかけて、線膨張係数が連続的に変化している点を特徴とする。

【0071】

図１０に示す接合部材６０において、第１接合面６１の表層には、第１フィラー６４ａが配置され、第２接合面６２の表層には、第１フィラー６４ａと組成が異なる第２フィラー６４ｂが配置されている。そして、第１接合面６１の表層と第２接合面６２の表層の中間には、第１フィラー６４ａと第２フィラー６４ｂが配置されている。このように、組成が異なる複数種類のフィラー６４ａ，６４ｂを用い、その混合比を接合部材６０の厚さ方向で変えることで、接合部材６０に表裏で異なる線膨張係数を付与している。また、厚さ方向において、接合部材６０の線膨張係数が連続的に変化している。

【0072】

このような接合部材６０を採用しても、第１実施形態に示す接合部材６０と同様の効果を奏することができる。なお、本実施形態の接合部材６０は、後述する実施例のサンプル１７に示す構成となっており、第１接合面６１の線膨張係数が５５×１０^−７／℃（２５℃〜２５０℃）、第２接合面６２の線膨張係数が８４×１０^−７／℃（２５℃〜２５０℃）となっている。

【0073】

なお、図１０に示す接合部材６０は、基本的に第１実施形態に示す製造方法を用いて形成することができる。異なる点は、図１１に示すように、下型８２側から、第２フィラー６４ｂのみを含む造粒粉７０からなる第３層７３、第１フィラー６４ａ及び第２フィラー６４ｂを含む造粒粉７０からなる第２層７２、第１フィラー６４ａのみを含む造粒粉７０からなる第１層７１の順で積層する点である。本実施形態では、第２フィラー６４ｂのほうが第１フィラー６４ａよりも重いため、造粒粉７０の重さは、第２フィラー６４ｂの割合が高いほど重くなる。このため、３種類の造粒粉７０の積層順を、第２フィラー６４ｂのみを含む造粒粉７０を最下層である第３層７３とし、第１フィラー６４ａのみを含む造粒粉７０を最上層である第１層７１とする。それ以外の点については、第１実施形態と同様である。これにより、図１０に示す接合部材６０を形成することができる。

【0074】

（実施例）
次に、具体的な実施例について説明する。

【0075】

（ガラスフリット６５の形成方法）
ガラスフリット６５（ガラス６３）の原料としては、Ｖ_２Ｏ_５、Ｐ_２Ｏ_５、ＴｅＯ_２、Ｆｅ_２Ｏ_３を用いる。また、ガラスフリット６５の組成は、酸化物換算でＶが５０重量％、Ｐが１５重量％、Ｔｅが２５重量％、Ｆｅが１０重量％となるようにする。上記した各酸化物を上記組成となるように調合・混合する。この原料をＰｔルツボに入れ、焼成炉で１０℃／分の昇温し、９００〜９５０℃で１時間保持して、ガラスを得た。そして、得られたガラスをＰｔルツボから取り出し、その後、粉砕処理により粒径２０μｍ未満にまで粉砕する。次いで、ふるい通しを行って、粒度３μｍのガラスフリット６５を得た。

【0076】

（造粒粉７０の調製方法）
図１２にサンプル１〜１１として示す調合比の通りに、フィラー６４を準備し、各フィラー６４と上記した粒度３μｍのガラスフリット６５とを混合して種々の混合粉を得た。なお、図１２において、第１フィラーは、リン酸ジルコン酸タングステン（Ｚｒ_２ＷＰ_２Ｏ_１２）であり、第２フィラーは、五酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）である。また、ガラスフリット６５及びフィラー６４の粒度については、専用の粒度計で定量評価した。

【0077】

また、溶媒としてのブチルカルビレートアセテートに、バインダー６６としてエチルセルロースを、ガラス混合溶液中で１重量％となるように添加・溶解し、バインダー溶液を得た。なお、溶媒は、ガラス混合溶液中で２４重量％となるようにした。そして、各混合粉をバインダー溶液にそれぞれ混合・分散し、ガラス混合溶液を調製した。

【0078】

次いで、上記実施形態に示したように、各ガラス混合溶液を乾燥空気中で噴霧乾燥することにより、サンプル１〜１１に示す１１種類の造粒粉７０を調製した。

【0079】

（接合部材６０の調製方法）
図１３に、サンプル１２〜２３として示す調合比の通りに、造粒粉７０を準備し、順次金型８０，８２に充填した。なお、サンプル１２〜１７については、上記実施形態同様、造粒粉７０を３層配置とし、第１層７１を各実施形態同様、センサチップ５０側の層とした。また、サンプル１８〜２３については、造粒粉２３を２層配置とした。また、得られる接合部材６０の厚さを約１００μｍとし、造粒粉７０による各層の厚さをほぼ等しくした。

【0080】

そして、上記実施形態同様、金型８０，８２に振動を加えた後、積層体に２００ＭＰａ程度の圧力を加えることで、形状寸法を制御したガラス成形体を得た。次いで、ガラス成形体に対し、軟化点以下の３００℃で３０分間熱処理を行うことにより、バインダー６６を除去し、サンプル１２〜２３に示す１１種類の接合部材６０を得た。

【0081】

なお、各接合部材６０の線膨張係数は、図１３に示す通りである。例えばサンプル１３では、第１接合面６１の線膨張係数が５５×１０^−７／℃（２５℃〜２５０℃）、第２接合面６２の線膨張係数が８３×１０^−７／℃（２５℃〜２５０℃）となっている。また、図１３に示すように、第１実施形態の図３に示す接合部材６０は、サンプル１３に対応しており、図３では、サンプル１３のＳＥＭ画像を模式化して図示している。同様に、第２実施形態の図８に示す接合部材６０は、サンプル１５に対応しており、図８では、サンプル１５のＳＥＭ画像を模式化して図示している。同様に、第３実施形態の図１０に示す接合部材６０は、サンプル１７に対応しており、図１０では、サンプル１７のＳＥＭ画像を模式化して図示している。

【0082】

（信頼性試験及びその結果について）
作成した接合部材６０の各サンプル１２〜２３と、比較サンプル１，２の信頼性を、高温連続試験と冷熱サイクル試験により評価した。なお、評価に当たっては、各サンプルを接合部材６０として用いた圧力センサ１０で試験を行った。その際、金属ステム４０上に各サンプル（接合部材６０）を配置し、各サンプル上にセンサチップ５０を配置した後に、４２０℃で２０分間熱処理を行い、圧力センサ１０を得た。

【0083】

なお、比較サンプル１は、図１２に示すサンプル３のみで厚さ１００μｍの接合部材６０としたものである。すなわち、サンプル１３に対し、その第２層に用いたサンプル３のみで接合部材６０を構成したものである。また、比較サンプル２は、図１２に示すサンプル９のみで厚さ１００μｍの接合部材６０としたものである。すなわち、サンプル１７に対し、その第２層に用いたサンプル９のみで接合部材６０を構成したものである。

【0084】

また、高温連続試験では、各サンプルを用いた圧力センサ１０を、１７０℃で２４０時間保持し、接合部材６０に剥離や亀裂が生じていないかを確認した。一方、冷熱サイクル試験では、各サンプルを用いた圧力センサ１０を、１７０℃の温度環境に１時間保持した後に２３℃の温度環境に１０分間保持し、−４０℃の温度環境に１時間保持した後に２３℃の温度環境に１０分間保持し、１７０℃の温度環境もどす試験工程を１サイクルとした。そして、これを２００サイクル繰り返して、接合部材６０に剥離や亀裂が生じていないかを確認した。

【0085】

図１４に示すように、サンプル１２〜２３では、いずれの試験においても剥離、亀裂が確認されなかった。すなわち、試験後においても、金属ステム４０にセンサチップ５０が良好に接合されていた。このように、第１接合面６１の線膨張係数を、金属ステム４０よりもセンサチップ５０の線膨張係数に近くし、第２接合面６２の線膨張係数を、センサチップ５０よりも金属ステム４０の線膨張係数に近くしたサンプル１２〜２３では、剥離、亀裂が確認されなかった。

【0086】

一方、比較サンプル１では、高温連続試験において、２０時間経過時点で剥離が確認された。また、冷熱サイクル試験において、１０サイクル目で亀裂が確認された。また、比較サンプル２では、高温連続試験において、２０時間経過時点で剥離が確認された。また、冷熱サイクル試験において、８サイクル目で亀裂が確認された。このように、線膨張係数をその厚み方向で等しくした比較サンプル１，２では、剥離や亀裂が生じた。

【0087】

以上の結果から、第１接合面６１の線膨張係数を、金属ステム４０よりもセンサチップ５０の線膨張係数に近くし、第２接合面６２の線膨張係数を、センサチップ５０よりも金属ステム４０の線膨張係数に近くすると、接続信頼性を向上できることが明らかとなった。

【0088】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した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。

【0089】

各実施形態に示した造粒粉７０の層数は３層に限定されるものではない。例えば実施例に示したサンプル１８〜２３のように２層としても良い。また、４層以上としても良い。

【0090】

各実施形態では、上型８３を筒状型８０の中空部８１に配置して、積層体を加圧する前に、筒状型８０及び下型８２に振動を印加する例を示した。しかしながら、振動に代えて、筒状型８０及び下型８２に遠心力を印加しても同様の効果を奏することができる。また、造粒粉７０により積層体を形成した後、振動や遠心力を印加せずに、上型８３を筒状型８０の中空部８１に配置して積層体を加圧し、ガラス成形体を形成しても良い。

【0091】

各実施形態では、接合部材６０が、圧力センサ１０を構成する金属ステム４０とセンサチップ５０の接合に用いられる例を示したが、その用途は上記例に限定されるものではない。線膨張係数が互いに異なる第１部材と第２部材とを接合する接合部材に対して、適用することができる。

【0092】

各実施形態では、ガラス６３（ガラスフリット６５）の組成を、接合部材６０の厚さ方向において、同一とする例を示した。しかしながら、厚さ方向においてガラスフリット６５の組成が異なる異ならせることで、接合部材６０の第１接合面６１と第２接合面６２の線膨張係数を異ならせても良い。しかしながら、積層体の各層でガラスフリット６５の組成を同一としたほうが、加熱工程において温度制御がしやすくなる。

【0093】

第１実施形態では、単位体積当たりのフィラー６４の粒子数が異なる例を示した。また、第２実施形態では、フィラー６４の粒度が異なる例を示した。また、第３実施形態では、フィラー６４の組成及び混合比が異なる例を示した。しかしながら、フィラー６４の粒子数、粒度、組成のうち、少なくとも２つを組み合わせることで、第１接合面６１と第２接合面６２の線膨張係数が異なった構成の接合部材６０としても良い。

【0094】

各実施形態では、特に言及しなかったが、センサチップ５０に、処理回路が集積された構成としても良い。

【符号の説明】

【0095】

１０・・・圧力センサ、４０・・・金属ステム、４３・・・ダイアフラム、４３ａ・・・受圧面、４３ｂ・・・裏面、５０・・・センサチップ（センサ素子）、６０・・・接合部材、６１・・・第１接合面
６２・・・第２接合面、６３・・・ガラス、６４・・・フィラー、６４ａ・・・第１フィラー、６４ｂ・・・第２フィラー、６５・・・ガラスフリット、６６・・・バインダー、７０・・・造粒粉、７１・・・第１層、７２・・・第２層、７３・・・第３層、８０・・・筒状型、８２・・・下型、８３・・・上型

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】