JP2009270905A - センサ装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 出力特性調整用の回路素子を増やすことなく、出力特性の調整精度を高めることのできるセンサ装置およびその製造方法を実現する。
【解決手段】 オフセット調整回路２１のオフセット電圧Voffsetを決定する抵抗Ｒ１〜Ｒ４は、ボンディングワイヤＷ１〜Ｗ７によって電源端子３１およびグランド端子３２のいずれかと選択的に接続され、あるいは、いずれにも接続されないように構成されている。これにより、調整可能なオフセット電圧の数を多段階に増やすことができるため、抵抗の数を増やすことなくセンサ装置の出力特性の調整精度を高めることができる。
【選択図】 図５

Description

この発明は、出力特性を調整する機能を備えたセンサ装置およびその製造方法に関する。

従来、この種のセンサ装置として特許文献１に記載のものが知られている。図１３は、特許文献１に記載のセンサ装置の正面図である。従来のセンサ装置６０は、ハウジング６０ａを備えており、そのハウジング６０ａの下端から出力端子６１と、グランド端子６２と、電源端子６３とが突出している。また、ハウジング６０ａの側面から、出力電圧の調整を行うためのトリミング端子Ｐ１〜Ｐ４と、トリミングを行うときの測定用端子６４，６４とが突出している。

図１４は、ハウジング６０ａに内蔵されたセンサ部の回路図である。センサ部は、磁気抵抗素子を備えたセンサチップ６５と、このセンサチップ６５に接続された処理回路６６とを有する。処理回路６６は、センサチップ６５から出力された信号を２値化信号に変換するなどの処理を行う。処理回路６６には、オフセット調整回路６７が接続されている。オフセット調整回路６７のオフセット電圧Voffsetを調整することにより、処理回路６６の出力特性を調整する。

オフセット調整回路６７は、複数の抵抗Ｒ１〜Ｒ４を備える。各抵抗の各一端は、電源線６８とグランド線６９とを接続するライン７０に接続されており、各他端は、トリミング端子Ｐ１〜Ｐ４を介してグランド線６９に接続されている。そして、測定用端子６４を出力特性測定器に接続して特性の測定を行いながら必要に応じてトリミング端子Ｐ１〜Ｐ４を選択的に切断する。トリミング端子を切断すると、その切断されたトリミング端子に接続された抵抗とグランド線６９との接続が断たれる。

図１４に示す例では、トリミング端子Ｐ４が切断されており、抵抗Ｒ４とグランド線６９との接続が断たれている。このように、トリミング端子Ｐ１〜Ｐ４を選択的に切断することにより、オフセット電圧Voffsetが変化し、処理回路６６の出力特性が調整される。

特許第３５３４０１７号公報（第３７段落、図８（ａ））。

しかし、前述した従来のセンサ装置６０は、出力特性の調整精度を高めようとすると、調整用の抵抗を増やさなければならないという問題がある。

そこでこの発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、出力特性調整用の回路素子を増やすことなく、出力特性の調整精度を高めることのできるセンサ装置およびその製造方法を実現することを目的とする。

この発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、センシング部（１０）と、前記センシング部からの信号に対して所定の処理を行う処理回路（２０）と、前記処理回路の出力特性を調整するための調整回路（２１）とを有するセンサ部と、前記センサ部へ電源を供給するための電源端子（３１）と、前記センサ部を接地するためのグランド端子（３２）と、前記処理回路の出力を取出すための出力端子（３３）と、を備え、前記調整回路を構成する複数の回路素子（Ｒ１〜Ｒ４）を選択的に機能させることにより、前記処理回路の出力特性を調整可能なセンサ装置（１）の製造方法であって、前記複数の回路素子は、前記電源端子と接続する第１の選択肢と、前記グランド端子と接続する第２の選択肢と、前記電源端子およびグランド端子のいずれとも接続しない第３の選択肢のいずれかを選択可能に配置され、かつ、回路素子毎に選択した選択肢の組合せによって前記出力特性が変化するように構成された前記調整回路を用意し、前記回路素子毎に前記第１ないし第３の選択肢を選択的に選択することにより、回路素子毎に前記電源端子およびグランド端子のいずれかと選択的に接続し、あるいは、前記電源端子およびグランド端子のいずれにも接続しないことを特徴とするセンサ装置の製造方法という技術的手段を用いる。

請求項９に記載の発明では、センシング部（１０）と、前記センシング部からの信号に対して所定の処理を行う処理回路（２０）と、前記処理回路の出力特性を調整するための調整回路（２１）とを有するセンサ部と、前記センサ部へ電源を供給するための電源端子（３１）と、前記センサ部を接地するためのグランド端子（３２）と、前記処理回路の出力を取出すための出力端子（３３）と、を備え、前記調整回路を構成する複数の回路素子（Ｒ１〜Ｒ４）を選択的に機能させることにより、前記処理回路の出力特性を調整可能なセンサ装置（１）であって、前記複数の回路素子は、前記電源端子と接続する第１の選択肢と、前記グランド端子と接続する第２の選択肢と、前記電源端子およびグランド端子のいずれとも接続しない第３の選択肢のいずれかを選択可能に配置され、かつ、回路素子毎に選択した選択肢の組合せによって前記出力特性が変化するように構成されており、回路素子毎に前記電源端子およびグランド端子のいずれかと選択的に接続され、あるいは、前記電源端子およびグランド端子のいずれにも接続されていないことを特徴とするセンサ装置という技術的手段を用いる。

請求項１または請求項９に係る発明によれば、調整回路の各回路素子を電源端子およびグランド端子と選択的に接続し、あるいは、いずれにも接続しないようにすることができるため、グランド端子にのみ接続可能な従来のセンサ装置よりも、調整回路として機能する各回路素子の組合せ数を増やすことができる。
したがって、出力特性調整用の回路素子を増やすことなく、出力特性の調整精度を高めることができる。このため、センサ装置の製造コストを低減することができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のセンサ装置（１）の製造方法において、前記複数の回路素子（Ｒ１〜Ｒ４）の各一端が、前記電源端子（３１）と接続された電源線（２２）と前記グランド端子（３２）と接続されたグランド線（２４）とを接続するライン（２３）に接続された前記調整回路（２１）を用意し、各回路素子の各他端に対して前記第１ないし第３の選択肢のいずれかを適用し、前記調整回路の特性を変えるという技術的手段を用いる。

請求項２に係る発明によれば、出力特性調整用の回路素子を増やすことなく、調整回路の特性を変えることにより、出力特性の調整精度を高めることができる。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載のセンサ装置（１）の製造方法において、両端間に前記回路素子の他端が接続された接続線（２５〜２８）が各回路素子毎に配置されており、各接続線の両端がそれぞれ共通接続された前記調整回路（２１）を用意し、所定の回路素子に対して前記第１の選択肢を選択する場合は、前記所定の回路素子の他端が接続された前記接続線の他端を切断し、前記第２の選択肢を選択する場合は前記接続線の一端を切断し、前記第３の選択肢を選択する場合は前記接続線の両端を切断し、さらに、各接続線の一端の共通接続部分（２９ａ）と前記電源端子（３１）とを接続し、各接続線の他端の共通接続部分（２９ｂ）と前記グランド端子（３２）とを接続するという技術的手段を用いる。

請求項３に係る発明によれば、接続線を切断する工程を取入れることにより、回路素子を電源端子またはグランド端子に個別に接続する工程を削減することができる。

請求項４に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載のセンサ装置（１）の製造方法において、半導体ウエハに前記センサ部を形成する工程と、前記半導体ウエハに形成されたセンサ部における前記処理回路の出力特性を測定する工程とを有し、前記測定された出力特性に基づき、前記各回路素子（Ｒ１〜Ｒ４）に対して前記第１ないし第３の選択肢のいずれを選択するかを決定する工程と、ワイヤボンディングを行うためのコンピュータプログラムに前記決定の内容をプログラミングする工程と、を有し、前記プログラミングされたコンピュータプログラムをコンピュータが実行するコンピュータ制御により、前記第１および第２の選択肢における前記接続を前記ワイヤボンディングによって行うという技術的手段を用いる。

請求項４に係る発明によれば、コンピュータ制御によるワイヤボンディングによって回路素子を電源端子およびグランド端子のいずれかに選択的に接続することができるため、従来のように、センサ装置が製造されてからトリミング端子を切断する手間が不要となる。
したがって、センサ装置の製造効率を高めることもできる。

請求項５に記載の発明では、請求項３に記載のセンサ装置（１）の製造方法において、半導体ウエハに前記センサ部を形成する工程と、前記半導体ウエハに形成されたセンサ部における前記処理回路（２０）の出力特性を測定する工程とを有し、前記測定された出力特性に基づき、前記複数の接続線（２５〜２８）のそれぞれについて一端および両端の一方または両方を切断するかを決定する工程と、前記各切断を行うためのコンピュータプログラムに前記決定の内容をプログラミングする工程と、前記プログラミングされたコンピュータプログラムをコンピュータが実行するコンピュータにより、前記各切断を行う工程と、各接続線の一端の共通接続部分（２９ａ）と前記電源端子との接続および各接続線の他端の共通接続部分（２９ｂ）と前記グランド端子との接続を、それぞれワイヤボンディングによって行う工程と、を有するという技術的手段を用いる。

請求項５に係る発明によれば、コンピュータ制御による接続線の切断によって回路素子を電源端子およびグランド端子のいずれかに選択的に接続し、あるいは、いずれにも接続しないようにすることができるため、従来のように、センサ装置が製造されてからトリミング端子を切断する手間が不要となる。
したがって、センサ装置の製造効率を高めることもできる。また、ワイヤボンディングの工程数を削減することもできる。

請求項６に記載の発明では、請求項４または請求項５に記載のセンサ装置（１）の製造方法において、ワイヤボンディングによって前記センシング部（１０）と前記処理回路（２０）とを接続するという技術的手段を用いる。

請求項１０に記載の発明では、請求項９に記載のセンサ装置（１）において、ワイヤボンディングによって前記センシング部（１０）と前記処理回路（２０）とが接続されており、かつ、前記第１の選択肢が選択された回路素子は、ワイヤボンディングによって前記電源端子（３１）と接続されており、前記第２の選択肢が選択された回路素子は、ワイヤボンディングによって前記グランド端子（３２）と接続されてなるという技術的手段を用いる。

請求項６または請求項１０に係る発明によれば、ワイヤボンディングによってセンシング部と処理回路とを接続する構成であるため、そのワイヤボンディングを行う工程において各回路素子と電源端子またはグランド端子との接続を行うことができる。
したがって、各回路素子を接続するための別工程をワイヤボンディング工程以外に設ける必要がないので、製造効率を高めることができる。

請求項７に記載の発明では、請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載のセンサ装置（１）の製造方法において、前記回路素子（Ｒ１〜Ｒ４）は抵抗素子であるという技術的手段を用いる。

請求項７に係る発明によれば、抵抗素子を選択的に電源端子またはグランド端子に接続することにより、調整回路の抵抗値を変えることができるため、処理回路の出力電圧を調整することができる。

請求項８に記載の発明では、請求項７に記載のセンサ装置（１）の製造方法において、前記抵抗素子（Ｒ１〜Ｒ４）をトリミングすることにより、前記抵抗素子の抵抗値を調整する工程を有するという技術的手段を用いる。

請求項８に係る発明によれば、抵抗素子をトリミングしながら抵抗素子の抵抗値を調整することができるため、抵抗素子の抵抗値の誤差を小さくすることができるので、出力特性をより一層高精度で調整することができる。

請求項１１に記載の発明では、請求項９または請求項１０に記載のセンサ装置（１）において、前記センサ部はハウジング（３，４）に収容されており、かつ、前記出力特性の調整を行うための部分が前記ハウジングから突出していないという技術的手段を用いる。

請求項１１に係る発明によれば、出力特性の調整を行うための部分がハウジングから突出していないため、トリミング端子がハウジングから突出している従来のセンサ装置よりも外形寸法を小さくすることができる。

なお、上記各括弧内の符号は、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る。

＜第１実施形態＞
この発明に係る第１実施形態について図を参照して説明する。以下の実施形態では、この発明に係るセンサ装置として磁気センサ装置を例に挙げて説明する。この磁気センサ装置は、エンジンのカムシャフトのカム角を検出するカム角センサ装置、クランクシャフトのクランク角を検出するクランク角センサ装置、車速センサ装置、車輪速センサ装置、自動変速機に組み込まれる回転センサ装置などとして使用可能である。

［主要構成］
この第１実施形態に係るセンサ装置の主要構成について図１および図２を参照して説明する。図１は、この第１実施形態に係るセンサ装置の外観を示す斜視図であり、図２は、図１に示すキャップ部材４の内部に配置されたセンサ部の説明図である。

図１に示すように、センサ装置１は、ケース３と、キャップ４と、フランジ５と、コネクタ部６とを備える。図２に示すように、キャップ４の内部には、センサチップ１０および処理回路チップ２０からなるセンサ部が配置されている。センサチップ１０は、磁気抵抗素子ＭＲ１〜ＭＲ４（図３）を備えており、処理回路チップ（処理回路）２０は、磁気抵抗素子によって検出される信号を２値化信号（デジタル信号）に変換するなどの処理を行う。

ケース３とコネクタ部６との間には、このセンサ装置１を車両の所定箇所に固定するためのフランジ５が配置されている。フランジ５には、ボルトなどの固定部材を挿通するための挿通孔５ａが貫通形成されている。ケース３は、外部からの磁界を遮断するため、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）樹脂やセラミックスなどの非磁性体材料によって形成されている。

ケース３は、その先端から突出した突出部２を備える。この第１実施形態では、突出部２は板状に形成されている。突出部２の表面の先端には、センサチップ１０が搭載されており、その後方には、処理回路チップ２０が搭載されている。また、突出部２の表面には、電源端子３１と、グランド端子３２と、出力端子３３とが配置されている。この第１実施形態では、各端子は、リードフレーム形状（薄肉の板状）に形成されている。

電源端子３１、グランド端子３２および出力端子３３は、ケース３の内部に導出されており、ケース３の後部に配置されたコネクタ部６の内部に達している。コネクタ部６は、車両に備えられたＥＣＵ（電子制御装置）５０と電気的に接続される。
センサチップ１０および処理回路チップ２０は、ボンディングワイヤ１１によって電気的に接続されている。処理回路チップ２０は、ＩＣ（集積回路）チップであり、この第１実施形態では、シリコン系の接着剤を用いてベアチップ方式によって突出部２の表面に搭載されている。

処理回路チップ２０は、ボンディングワイヤＷ１，Ｗ５によって電源端子３１と接続されており、ボンディングワイヤＷ２，Ｗ３，Ｗ６によってグランド端子３２と接続されており、ボンディングワイヤＷ６，Ｗ７によって出力端子３３と接続されている。この第１実施形態では、各ボンディングワイヤは、Ａｌ（アルミニウム）線である。

電源端子３１とグランド端子３２との間には、ノイズ除去のためのチップコンデンサ４１が接続されている。出力端子３３とグランド端子３２との間にも、ノイズ除去のためのチップコンデンサ４０が接続されている。
突出部２の表面に配置されたセンサチップ１０および処理回路チップ２０などの電気構成部品の表面は、シリコーンゲルなどの封止部材（図示せず）によって封止される。

突出部２の周囲には、磁気抵抗素子ＭＲ１〜ＭＲ４にバイアス磁界を付与する磁石（バイアス磁石）が配置される（図示せず）。例えば、その磁石は、突出部２の周囲を覆う筒状に形成されている。また、その磁石は、ケース３の先端に形成された接着部３ａに接着固定される。キャップ４は、透磁性材料によって形成されており、上記磁石の外側を覆った状態でケース３の先端に固定される。例えば、キャップ４は、レーザ溶着によってケース３の先端に溶着固定される。

［回路構成］
次に、センサチップ１０および処理回路チップ２０の回路構成について、それを示す図３を参照して説明する。

センサチップ１０は、磁気抵抗素子ＭＲ１〜ＭＲ４からなるブリッジ回路Ｂを備える。オフセット調整回路２１およびブリッジ回路Ｂを除く部分が、処理回路チップ２０に搭載された処理回路である。磁気抵抗素子ＭＲ１およびＭＲ３の共通接続部には、定電圧Ｖｃｃが印加され、磁気抵抗素子ＭＲ２およびＭＲ４の共通接続部はグランドＧＮＤと接続されている。磁気抵抗素子ＭＲ１およびＭＲ２の中点電位Ｖａは、演算増幅器Ａ２の非反転入力端子（＋端子）に印加され、磁気抵抗素子ＭＲ３およびＭＲ４の中点電位Ｖｂは、演算増幅器Ａ１の非反転入力端子（＋端子）に印加される。

中点電位Ｖａは、負帰還のかけられた演算増幅器Ａ２により、抵抗Ｒ７およびＲ８によって定められる増幅率で増幅される。また、中点電位Ｖｂは、負帰還のかけられた演算増幅器Ａ１により、抵抗Ｒ９およびＲ１０によって定められる増幅率で増幅される。このとき、これら中点電位は演算増幅器Ａ２によって差動増幅され、その差動増幅波形が比較器Ｃ１の非反転入力端子（＋端子）へ入力される。

そして、抵抗Ｒ１２およびＲ１３の分圧値としてこの比較器Ｃ１の反転入力端子（−端子）に印加される閾値電圧と比較され、その比較結果に対応する電圧が出力トランジスタＴｒのベースに印加される。そして、出力トランジスタＴｒは、上記比較結果に対応してコレクタ電圧をハイレベルまたはローレベルに変化させることによって２値化信号を生成し、この２値化信号がＥＣＵ５０へ出力される。そして、ＥＣＵ５０は、入力した２値化信号に基づいて所定の演算を行う。例えば、カム角センサ装置であれば、カム角を演算し、クランク角センサ装置であれば、クランク角を演算する。

抵抗Ｒ１０は、出力端子３３からの出力特性を調整するためのオフセット調整回路２０ａに接続されている。オフセット調整回路２０ａのオフセット電圧Voffsetが変化すると、演算増幅器Ａ１の反転入力端子（−端子）に印加される電圧が変化し、出力端子３３からの出力特性が調整される。

（オフセット調整回路）
次に、オフセット調整回路２１について説明する。図４は、オフセット調整回路の説明図であり、（ａ）はオフセット調整回路２１の回路図、（ｂ）は従来のオフセット調整回路６７の回路図である。図５はオフセット調整回路の説明図であり、（ａ）はオフセット調整回路２１の回路図、（ｂ）はワイヤボンディングの説明図である。図６および図７は、オフセット調整回路２１を構成する抵抗Ｒ１〜Ｒ４の接続可能な組合せを示す説明図である。図８は、従来のオフセット調整回路６７を構成する抵抗Ｒ１〜Ｒ４の接続可能な組合せを示す説明図である。

図４（ａ）に示すように、オフセット調整回路２１は、定電圧Ｖｃｃと接続される電源線２２と、グランド端子３２と接続されるグランド線２４と、抵抗Ｒ１〜Ｒ６とを備える。抵抗Ｒ１〜Ｒ４の各一端は、電源線２２とグランド線２４とを接続するライン２３に接続されている。抵抗Ｒ１〜Ｒ４の各他端は、ワイヤボンディングによって電源端子３１およびグランド端子３２のいずれかと選択的に接続可能に配置されている。

スイッチＳ１〜Ｓ４は、ワイヤボンディングによる抵抗Ｒ１〜Ｒ４の接続箇所を等価的に示すために記載したものである。同図に示す例では、抵抗Ｒ１の他端と接続された定電圧Ｖｃｃ側のスイッチＳ１が閉じ、グランドＧＮＤ側のスイッチＳ１が開いており、抵抗Ｒ１の他端は電源端子３１に接続されていることを表している。また、抵抗Ｒ２の他端と接続された定電圧Ｖｃｃ側のスイッチが開き、グランドＧＮＤ側のスイッチＳ２が閉じており、抵抗Ｒ２の他端はグランド端子３２に接続されていることを表している。

同様に、抵抗Ｒ３の他端もグランド端子３２に接続されていることを表している。抵抗Ｒ４の他端と接続された定電圧Ｖｃｃ側のスイッチＳ４およびグランドＧＮＤ側のスイッチＳ４が共に開いており、抵抗Ｒ４の他端は電源端子３１およびグランド端子３２のいずれにも接続されていないことを表している。

図４（ａ）に示す接続状態をワイヤボンディングによって実施すると、図５（ｂ）に示す構成になる。図中、Ｓ１〜Ｓ４は、ワイヤボンディング用のパッドを示し、図５（ａ）におけるＳ１〜Ｓ４に対応する。同図に示すように、抵抗Ｒ１の他端は、パッドＳ１を介してボンディングワイヤＷ１によって電源端子３１と接続されている。また、抵抗Ｒ２の他端は、パッドＳ２を介してボンディングワイヤＷ２によってグランド端子３２と接続されている。

同様に、抵抗Ｒ３の他端は、パッドＳ３を介してボンディングワイヤＷ３によってグランド端子３２と接続されている。また、抵抗Ｒ４の他端はどこにも接続されていない。また、電源線２２は、パッドＤ１を介してボンディングワイヤＷ５によって電源端子３１と接続されており、グランド線２４は、パッドＤ２を介してボンディングワイヤＷ６によってグランド端子３２と接続されている。さらに、センサの検出信号を出力する出力線２０ａは、パッドＤ３を介してボンディングワイヤＷ７によって出力端子３３と接続されている。

上記のように、オフセット調整回路２１を構成する抵抗Ｒ１〜Ｒ４は、ワイヤボンディングによる接続箇所として３つの選択肢を有する。第１の選択肢は、電源端子３１と接続する選択肢であり、第２の選択肢は、グランド端子３２と接続する選択肢であり、第３の選択肢は、電源端子３１およびグランド端子３２のいずれとも接続しない選択肢である。そして、抵抗Ｒ１〜Ｒ４は、いずれかを選択格納に配置されている。

抵抗Ｒ１〜Ｒ４の接続箇所の組合せをまとめると、図６および図７に示すように、計８１通りの組合せが存在する。図中、Ｖｃｃは接続箇所が電源端子３１であることを示し、ＧＮＤは接続箇所がグランド端子３２であることを示し、ＦＲＥＥは電源端子３１およびグランド端子３２のいずれにも接続しないことを示す。前述した図４（ａ）に示す回路は、図７に示す５６番目の組合せ「Ｖｃｃ・ＧＮＤ・ＧＮＤ・ＦＲＥＥ」を実施した場合の回路例である。

図４（ｂ）において符号Ｐ１〜Ｐ４は、図１３および図１４に示したトリミング端子Ｐ１〜Ｐ４に対応する。従来のオフセット調整回路６７では、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の他端の接続先がグランド端子６２のみである。つまり、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の接続箇所の選択肢は、グランド端子６２に接続する選択肢およびグランド端子６２に接続しない選択肢の２つのみである。

このため、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の接続箇所の組合せをまとめると、図８に示すように計１６通りになる。図中、ＣＵＴは、トリミング端子を切断することを表し、ＮＯＴ ＣＵＴはトリミング端子を切断しないことを表している。

このように、第１実施形態に係るオフセット調整回路２１は、抵抗Ｒ１〜Ｒ４をグランド端子３２だけでなく、電源端子３１にも接続することができる。つまり、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の接続箇所の選択肢が、従来のオフセット調整回路６７では２つのみであるのに対して、オフセット調整回路２１では３つである。

これを２値化データ的に表せば、選択肢の組合せ可能な数が、オフセット調整回路２１では８ｂｉｔのデータによって表すことのできる組合せ数であるのに対し、オフセット調整回路では４ｂｉｔのデータによって表すことのできる組合せ数である。実際には、前述したように、オフセット調整回路２１によれば、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の接続箇所の組合せ数を従来のオフセット調整回路６７と比較して６５通りも増やすことができる。

図９は、図４に示したオフセット調整回路を変形して示す回路図であり、（ａ）は図４（ａ）に示したオフセット調整回路２１に対応する回路図、（ｂ）は図４（ｂ）に示したオフセット調整回路６７に対応する回路図である。

図４（ａ）に示すオフセット調整回路２１および図４（ｂ）に示す従来のオフセット調整回路６７をそれぞれ変形すると図９に示すようになる。図９（ａ）に示すように、オフセット調整回路２１は、抵抗Ｒ１を電源端子３１に接続することにより、抵抗Ｒ１は抵抗Ｒ５と並列接続されることになる。

一方、従来のオフセット調整回路６７は、抵抗Ｒ１をグランド端子６２にしか接続できないため、図９（ｂ）に示すように、抵抗Ｒ１は、抵抗Ｒ２、Ｒ３およびＲ６と並列接続されることになる。
つまり、オフセット調整回路２１は、抵抗Ｒ１〜Ｒ４をそれぞれ電源端子３１およびグランド端子３２のいずれかと選択的に接続できるため、従来のオフセット調整回路６７よりも、構成可能な回路の数を増やすことができる。

図９（ａ）に示すオフセット調整回路２１の抵抗値は、並列接続された抵抗Ｒ２、Ｒ３およびＲ６により形成される抵抗値と、並列接続された抵抗Ｒ１およびＲ５により形成される抵抗値とを加算した値になる。
一方、図９（ｂ）に示す従来のオフセット調整回路６７の抵抗値は、並列接続された抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ６により形成される抵抗値と、抵抗Ｒ５の抵抗値とを加算した値になる。

つまり、オフセット調整回路２１は、抵抗Ｒ１〜Ｒ４をそれぞれ電源端子３１およびグランド端子３２のいずれかと選択的に接続することができるため、従来のオフセット調整回路６７よりも、調整可能なオフセット電圧の種類を増やすことができる。

前述したように、オフセット調整回路２１における抵抗Ｒ１〜Ｒ４の接続箇所の組合せ数は、８１通りあるため、センサ装置１の出力電圧を８１分割して調整することができる。例えば、センサ装置１の出力が、５４０ｍＶであるとすると、オフセット調整回路２１によれば、その５４０ｍＶを８１分割した約７ｍＶのステップで出力電圧を調整することができる。

一方、従来のオフセット調整回路６７は、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の接続箇所の組合せ数は、１６通りであるため、５４０ｍＶを１６分割した約３４ｍＶのステップでしか出力電圧を調整することができない。
つまり、オフセット調整回路２１によれば、抵抗を増やすことなく、出力電圧の調整精度を従来の約５倍に向上させることができる。

また、オフセット調整回路２１は、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の他端をワイヤボンディングによって電源端子３１およびグランド端子３２と選択的に接続することができ、ハウジングからトリミング端子を突出させる必要がないため、センサ装置１の外形寸法を小さくすることもできる。

［製造方法］
次に、センサ装置１の製造方法について説明する。図１０は、製造工程の流れを示す工程図である。

まず、シリコン基板などの半導体ウエハに複数のセンサチップ１０を形成し、別の半導体ウエハに複数の処理回路チップ２０を形成する（工程１）。続いて、処理回路チップ２０の出力特性を測定する（工程２）。続いて、その測定された出力特性に基づいてオフセット調整回路２１を構成する抵抗Ｒ１〜Ｒ４の接続箇所の組合せを決定する（工程３）。例えば、接続箇所の組合せとオフセット電圧との対応関係を表にしておき、工程２において測定した出力電圧と、目標となる出力電圧との差から求めたオフセット電圧に対応する組合せを上記の表から選択する。

続いて、工程３において決定した組合せを、ワイヤボンディング装置を制御するコンピュータに入力する（工程４）。続いて、各半導体ウエハをダイシングしてセンサチップ１０および処理回路チップ２０を切り出す（工程５）。続いて、切り出されたセンサチップ１０および処理回路チップ２０を突出部２の表面に実装する（工程６）。なお、別の工程において、電源端子３１、グランド端子３２および出力端子３３の各端子がケース３の内部に配置され、各端子の先端が突出部２の表面に配置される。

続いて、コンピュータ制御されたワイヤボンディング装置によってセンサチップ１０および処理回路チップ２０をボンディングワイヤによって接続する（工程７）。また、処理回路チップ２０に配置されたパッドＳ１〜Ｓ４およびＤ１〜Ｄ３と電源端子３１およびグランド端子３２とをボンディングワイヤによって選択的に接続する。

つまり、処理回路チップ２０の抵抗Ｒ１〜Ｒ４の各他端を電源端子３１およびグランド端子３２のいずれかと選択的に接続し、あるいは、いずれとも接続しない。抵抗Ｒ１〜Ｒ４と接続されたパッドＳ１〜Ｓ４と電源端子３１またはグランド端子３２との接続は、先の工程４においてコンピュータに入力された組合せに基づいて行われる。

例えば、接続箇所の組合せとオフセット電圧との対応関係をテーブル形式でコンピュータの記録媒体に記録しておき、所定の組合せが入力されたときに、その組合せをコンピュータが実行するようにコンピュータプログラミングしておくことにより、各パッドと各端子とのワイヤボンディングを自動的に行うことができる。

続いて、突出部２の表面に配置されたセンサチップ１０および処理回路チップ２０などの電気構成部品の表面を、シリコーンゲルなどの封止部材によって封止する。つまり、各電気構成部品に対して防滴および防塵対策を施す。

［第１実施形態の効果］
（１）以上のように、第１実施形態に係るセンサ装置１によれば、オフセット調整回路２１の抵抗Ｒ１〜Ｒ４を電源端子３１およびグランド端子３２と選択的に接続し、あるいは、いずれにも接続しないようにすることができるため、オフセット電圧を調整するための抵抗を増やすことなく、出力電圧の調整精度を高めることができる。このため、センサ装置１の製造コストを低減することができる。

（２）また、オフセット電圧を調整するための抵抗を増やすことなく、オフセット調整回路２１の特性を変えることにより、出力特性の調整精度を高めることができる。

（３）さらに、コンピュータ制御によるワイヤボンディングによって抵抗Ｒ１〜Ｒ４を電源端子３１およびグランド端子３２に選択的に接続することができるため、従来のように、センサ装置６０が製造されてからトリミング端子Ｐ１〜Ｐ４を切断する手間が不要となる。
したがって、センサ装置１の製造効率を高めることもできる。

（４）さらに、ワイヤボンディングによってセンサチップ１０と処理回路チップ２０とを接続するため、そのワイヤボンディングを行う工程においてオフセット調整回路２１の抵抗Ｒ１〜Ｒ４と電源端子３１またはグランド端子３２との接続を行うことができる。
したがって、抵抗Ｒ１〜Ｒ４を接続するための別工程をワイヤボンディング工程以外に設ける必要がないので、製造効率を高めることができる。

（５）さらに、出力特性の調整を行うための部分がケース３およびキャップ４などのハウジングから突出していないため、トリミング端子がハウジングから突出している従来のセンサ装置６０よりも外形寸法を小さくすることができる。

＜第２実施形態＞
次に、この発明の第２実施形態について説明する。図１１は、この第２実施形態に係るセンサ装置に備えられたオフセット調整回路の説明図であり、（ａ）は回路図、（ｂ）はワイヤボンディングの説明図である。なお、この第２実施形態に係るセンサ装置は、オフセット調整回路以外は第１実施形態のセンサ装置１と同じ構成であるため、同じ構成については同じ符号を使用するとももに説明を省略する。

図１１（ａ）におけるＳ１〜Ｓ４は、電路の切断箇所を等価的に示すものである。抵抗Ｒ１〜Ｒ４の各他端は、それぞれ接続線２５〜２８の切断箇所間に接続されている。切断箇所Ｓ１〜Ｓ４は、切断可能な材料により形成されており、この実施形態では、アルミニウムなどの溶断可能な材料によて形成されている。

図１１（ｂ）に示すように、各接続線２５〜２８の一端は共通接続されており、その共通接続部分２９ａはパッドＤ４に接続されている。パッドＤ４は、ボンディングワイヤＷ８によって電源端子３１と接続されている。また、各接続線２５〜２８の他端も共通接続されており、その共通接続部分２９ｂはパッドＤ５に接続されている。パッドＤ５は、ボンディングワイヤＷ９によってグランド端子３２と接続されている。

抵抗の他端を電源端子３１に接続する場合は、グランドＧＮＤ側の切断箇所を切断し、グランド端子３２に接続する場合は、定電圧Ｖｃｃ側の切断箇所を切断する。
また、抵抗の他端を電源端子３１およびグランド端子３２のいずれにも接続しない場合は、定電圧Ｖｃｃ側およびグランドＧＮＤ側の両切断箇所を共に切断する。

図１１（ｂ）に示す例は、図４（ａ）に示した接続状態に対応するものである。抵抗Ｒ１のグランドＧＮＤ側の切断箇所Ｓ１が切断されており、定電圧Ｖｃｃ側の切断箇所Ｓ１は切断されていないため、抵抗Ｒ１はボンディングワイヤＷ８によって電源端子３１と接続されている。抵抗Ｒ２の定電圧Ｖｃｃ側の切断箇所Ｓ２が切断されており、グランドＧＮＤ側の切断箇所Ｓ２は切断されていないため、抵抗Ｒ２はボンディングワイヤＷ９によってグランド端子３２と接続されている。

同様に、抵抗Ｒ３もボンディングワイヤＷ９によってグランド端子３２と接続されている。抵抗Ｒ４については、両端の切断箇所Ｓ４が共に切断されているため、電源端子３１およびグランド端子３２のいずれにも接続されていない。

切断箇所Ｓ１〜Ｓ４の切断は、コンピュータ制御された切断装置を用いて行う。この第２実施形態では、レーザによって切断箇所を溶断する。切断箇所の組合せとオフセット電圧との対応関係は、予めコンピュータの記録媒体に記録されている。そして、半導体ウエハの段階で測定した処理回路チップ２０の出力特性に基づいて決定した切断箇所の組合せをコンピュータに入力する。そして、その入力された組合せに基づき、上記の切断装置が各切断箇所をレーザで自動的に溶断する。

以上のように、第２実施形態に係るセンサ装置によれば、接続線２５〜２８を切断する工程を取入れることにより、抵抗Ｒ１〜Ｒ４を電源端子３１またはグランド端子３２にワイヤボンディングにて個別に接続する工程を削減することができる。つまり、ワイヤボンディングの数を減らすことができる。

また、コンピュータ制御による接続線２５〜２８の切断によって抵抗Ｒ１〜Ｒ４を電源端子３１およびグランド端子３２のいずれかに選択的に接続し、あるいは、いずれにも接続しないようにすることができるため、従来のように、センサ装置６０が製造されてからトリミング端子Ｐ１〜Ｐ４を切断する手間が不要となる。
したがって、センサ装置の製造効率を高めることもできる。

＜第３実施形態＞
次に、この発明の第３実施形態について説明する。図１２は、この第３実施形態に係るセンサ装置に備えられたオフセット調整回路の説明図である。なお、この第３実施形態に係るセンサ装置は、オフセット調整回路以外は第１実施形態のセンサ装置１と同じ構成であるため、同じ構成については同じ符号を使用するとももに説明を省略する。

この第３実施形態に係るセンサ装置に備えられたオフセット調整回路を構成する抵抗Ｒ１〜Ｒ４は、トリミング可能に構成されている。つまり、半導体ウエハに処理回路チップ２０を形成した段階で抵抗Ｒ１〜Ｒ４をレーザなどでトリミングし、各抵抗値の誤差を補正する。この補正により、オフセット調整回路２１によるオフセット電圧の調整精度をより一層高めることができる。

＜他の実施形態＞
（１）前述の各実施形態では、オフセット調整回路２１において電源端子３１およびグランド端子３２と選択的に接続可能な抵抗が抵抗Ｒ１〜Ｒ４の４個の場合を説明したが、２個、３個または５個以上でもよい。抵抗の数を増やすことにより、各抵抗の接続の組合せ数を増やすことができるため、オフセット電圧の調整度をより一層高めることができる。

（２）前述の各実施形態では、抵抗のみでオフセット調整回路２１を構成した場合を説明したが、キャパシタ、インダクタ、ダイオードなどの受動素子、あるいは、トランジスタなどの能動素子を適宜組み合わせることもできる。この構成によれば、センサ装置の出力電圧以外の特性を調整することができる。

（３）前述の各実施形態では、この発明を、センサチップ１０および処理回路チップ２０を備える構成のセンサ装置に適用した場合を説明したが、回路基板上に搭載された処理回路にセンサチップが搭載され、それら全体をモールド材料によってモールドした構成のセンサ装置に対しても適用することができる。

（４）ディスクリート回路によって構成されたセンサ装置にも、この発明を適用することができる。この場合、オフセット調整回路を構成する回路素子は、必ずしもワイヤボンディングによって接続する必要はなく、リード線などによる接続でもよい。

（５）処理回路チップ２０をフリップチップによって実装することもできる。例えば、電源端子３１、グランド端子３２および出力端子３３が回路パターンとして形成された回路基板を突出部２の表面に配置する。そして、処理回路チップ２０の裏面にハンダまたは金により形成されたバンプを選択的に配置し、処理回路チップ２０を回路基板上にフェイスダウンすることにより、処理回路チップ２０と各端子とを電気的に接続する。

（６）前述の各実施形態では、この発明を磁気センサ装置に適用した場合を説明したが、磁気センサ装置に限定されるものではなく、出力特性を調整する回路を有するセンサ装置であれば、種類は限定されない。例えば、加速度センサ、圧力センサ、温度センサ、湿度センサ、光センサ、画像センサなどにも適用可能である。

この発明の第１実施形態に係るセンサ装置の外観を示す斜視図である。 図１に示すキャップ部材４の内部に配置されたセンサ部の説明図である。 センサチップ１０および処理回路チップ２０の回路構成を示す回路図である。 オフセット調整回路の説明図であり、（ａ）はオフセット調整回路２１の回路図、（ｂ）は従来のオフセット調整回路６７の回路図である。 図５はオフセット調整回路の説明図であり、（ａ）はオフセット調整回路２１の回路図、（ｂ）はワイヤボンディングの説明図である。 オフセット調整回路２１を構成する抵抗Ｒ１〜Ｒ４の接続可能な組合せを示す説明図である。 オフセット調整回路２１を構成する抵抗Ｒ１〜Ｒ４の接続可能な組合せを示す説明図である。 従来のオフセット調整回路６７を構成する抵抗Ｒ１〜Ｒ４の接続可能な組合せを示す説明図である。 図４に示したオフセット調整回路を変形して示す回路図であり、（ａ）は図４（ａ）に示したオフセット調整回路２１に対応する回路図、（ｂ）は図４（ｂ）に示したオフセット調整回路６７に対応する回路図である。 製造工程の流れを示す工程図である。 第２実施形態に係るセンサ装置に備えられたオフセット調整回路の説明図であり、（ａ）は回路図、（ｂ）はワイヤボンディングの説明図である。 第３実施形態に係るセンサ装置に備えられたオフセット調整回路の説明図である。 特許文献１に記載のセンサ装置の正面図である。 ハウジング６０ａに内蔵されたセンサ部の回路図である。

符号の説明

１・・センサ装置、１０・・センサチップ、２０・・処理回路チップ、
２１・・オフセット調整回路、３１・・電源端子、３２・・グランド端子、
３３・・出力端子、ＭＲ１〜ＭＲ４・・磁気抵抗素子、Ｒ１〜Ｒ４・・抵抗、
Ｗ１〜Ｗ９・・ボンディングワイヤ。

Claims (11)

1. センシング部と、前記センシング部からの信号に対して所定の処理を行う処理回路と、前記処理回路の出力特性を調整するための調整回路とを有するセンサ部と、
   前記センサ部へ電源を供給するための電源端子と、
   前記センサ部を接地するためのグランド端子と、
   前記処理回路の出力を取出すための出力端子と、を備え、
   前記調整回路を構成する複数の回路素子を選択的に機能させることにより、前記処理回路の出力特性を調整可能なセンサ装置の製造方法であって、
   前記複数の回路素子は、前記電源端子と接続する第１の選択肢と、前記グランド端子と接続する第２の選択肢と、前記電源端子およびグランド端子のいずれとも接続しない第３の選択肢のいずれかを選択可能に配置され、かつ、回路素子毎に選択した選択肢の組合せによって前記出力特性が変化するように構成された前記調整回路を用意し、
   前記回路素子毎に前記第１ないし第３の選択肢を選択的に選択することにより、回路素子毎に前記電源端子およびグランド端子のいずれかと選択的に接続し、あるいは、前記電源端子およびグランド端子のいずれにも接続しないことを特徴とするセンサ装置の製造方法。
2. 前記複数の回路素子の各一端が、前記電源端子と接続された電源線と前記グランド端子と接続されたグランド線とを接続するラインに接続された前記調整回路を用意し、
   各回路素子の各他端に対して前記第１ないし第３の選択肢のいずれかを適用し、前記調整回路の特性を変えることを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置の製造方法。
3. 両端間に前記回路素子の他端が接続された接続線が各回路素子毎に配置されており、各接続線の両端がそれぞれ共通接続された前記調整回路を用意し、
   所定の回路素子に対して前記第１の選択肢を選択する場合は、前記所定の回路素子の他端が接続された前記接続線の他端を切断し、前記第２の選択肢を選択する場合は前記接続線の一端を切断し、前記第３の選択肢を選択する場合は前記接続線の両端を切断し、
   さらに、各接続線の一端の共通接続部分と前記電源端子とを接続し、各接続線の他端の共通接続部分と前記グランド端子とを接続することを特徴とする請求項２に記載のセンサ装置の製造方法。
4. 半導体ウエハに前記センサ部を形成する工程と、
   前記半導体ウエハに形成されたセンサ部における前記処理回路の出力特性を測定する工程とを有し、
   前記測定された出力特性に基づき、前記各回路素子に対して前記第１ないし第３の選択肢のいずれを選択するかを決定する工程と、
   ワイヤボンディングを行うためのコンピュータプログラムに前記決定の内容をプログラミングする工程と、を有し、
   前記プログラミングされたコンピュータプログラムをコンピュータが実行するコンピュータ制御により、前記第１および第２の選択肢における前記接続を前記ワイヤボンディングによって行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセンサ装置の製造方法。
5. 半導体ウエハに前記センサ部を形成する工程と、
   前記半導体ウエハに形成されたセンサ部における前記処理回路の出力特性を測定する工程とを有し、
   前記測定された出力特性に基づき、前記複数の接続線のそれぞれについて一端および両端の一方または両方を切断するかを決定する工程と、
   前記各切断を行うためのコンピュータプログラムに前記決定の内容をプログラミングする工程と、
   前記プログラミングされたコンピュータプログラムをコンピュータが実行するコンピュータ制御により、前記各切断を行う工程と、
   各接続線の一端の共通接続部分と前記電源端子との接続および各接続線の他端の共通接続部分と前記グランド端子との接続を、それぞれワイヤボンディングによって行う工程と、
   を有することを特徴とする請求項３に記載のセンサ装置の製造方法。
6. ワイヤボンディングによって前記センシング部と前記処理回路とを接続することを特徴とする請求項４または請求項５に記載のセンサ装置の製造方法。
7. 前記回路素子は抵抗素子であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載のセンサ装置の製造方法。
8. 前記抵抗素子をトリミングすることにより、前記抵抗素子の抵抗値を調整する工程を有することを特徴とする請求項７に記載のセンサ装置の製造方法。
9. センシング部と、前記センシング部からの信号に対して所定の処理を行う処理回路と、前記処理回路の出力特性を調整するための調整回路とを有するセンサ部と、
   前記センサ部へ電源を供給するための電源端子と、
   前記センサ部を接地するためのグランド端子と、
   前記処理回路の出力を取出すための出力端子と、を備え、
   前記調整回路を構成する複数の回路素子を選択的に機能させることにより、前記処理回路の出力特性を調整可能なセンサ装置であって、
   前記複数の回路素子は、前記電源端子と接続する第１の選択肢と、前記グランド端子と接続する第２の選択肢と、前記電源端子およびグランド端子のいずれとも接続しない第３の選択肢のいずれかを選択可能に配置され、かつ、回路素子毎に選択した選択肢の組合せによって前記出力特性が変化するように構成されており、
   回路素子毎に前記電源端子およびグランド端子のいずれかと選択的に接続され、あるいは、前記電源端子およびグランド端子のいずれにも接続されていないことを特徴とするセンサ装置。
10. ワイヤボンディングによって前記センシング部と前記処理回路とが接続されており、かつ、前記第１の選択肢が選択された回路素子は、ワイヤボンディングによって前記電源端子と接続されており、前記第２の選択肢が選択された回路素子は、ワイヤボンディングによって前記グランド端子と接続されてなることを特徴とする請求項９に記載のセンサ装置。
11. 前記センサ部はハウジングに収容されており、かつ、前記出力特性の調整を行うための部分が前記ハウジングから突出していないことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のセンサ装置。

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