(57)【要約】【課題】  ノイズに強いセンサ装置を提供する。【解決手段】  ＴＲＩＭピン４ｄのみを通じて電子トリミングが行えるようにする。具体的には、ＴＲＩＭピン４ｄを通じて複数段階のレベルに分けた電圧を印加するようにし、電圧レベルに応じて、クロックやデータ信号、データ書き込みが行えるようにする。このようにすれば、電源電圧Ｖｃｃが印加されるＶｃｃピン４ａとＧＮＤに接続されるＧＮＤピン４ｂおよびセンサ出力のためのＶＯＵＴピン４ｃ以外には、ＴＲＩＭピン４ｄしか必要にならない。したがって、圧力センサ１の静電気耐量が向上し、圧力センサ１の製造工程の簡略化を図ることができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センシング部が形成されたセンサチップ（２）と、
前記センシング部と共にセンサ回路を構成する回路ブロックが形成され、該回路ブロック中に電子トリミングにおけるデータ記憶を行うデータ記憶装置（３３、３４）が備えられた回路チップ（３）と、
前記回路チップ（３）における前記回路ブロックに対して電源電圧（Ｖｃｃ）を印加するための第１ピン（４ａ）と、
前記回路チップ（３）における前記回路ブロックをＧＮＤに接続するための第２ピン（４ｂ）と、
前記回路チップ（３）における前記回路ブロックからセンサ出力を出力するための第３ピン（４ｃ）と、
前記回路チップ（３）における前記回路ブロックに対して電子トリミングを行うための第４ピン（４ｄ）とを備え、
前記センサチップ（２）および前記回路チップ（３）と共に、前記第１〜第４ピン（４ａ〜４ｄ）が樹脂（５）によって覆われ、前記センサチップ（２）における前記センシング部と前記第１〜第４ピン（４ａ〜４ｄ）のみが該樹脂（５）から露出した構成となっていることを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
前記第４ピン（４ｄ）のみを通じて電圧を印加することにより電子トリミングを行い、該電子トリミング時に前記データ記憶装置（３３、３４）に対してデータを記憶させるようになっていることを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記電子トリミング時には、前記第４ピン（４ｄ）を通じて、
前記回路ブロックのリセットを解除するための第１レベルの電圧と、
前記第１レベルよりも高く設定され、クロックのローレベルに相当する第２レベルの電圧と、
前記第２レベルよりも高く設定され、前記クロックのハイレベルに相当すると共にデータ信号のローレベルに相当する第３レベルの電圧と、
前記第３レベルよりも高く設定され、前記クロックのハイレベルに相当すると共に前記データ信号のハイレベルに相当する第４レベルの電圧と、
前記第４レベルよりも高く設定され、前記データ記憶装置（３３、３４）に対してデータを書き込むための第５レベルの電圧と、によって規定される複数段階のレベルを有する電圧が印加されるようになっており、
前記第２レベルの電圧が印加されたのち、前記第２〜第４レベルの電圧によって形成されるクロックに同期して、前記第３、第４レベルの電圧を印加することで、前記電子トリミングのコマンドに加え、前記データ記憶装置（３３、３４）における該当するアドレスおよびそのアドレスに記憶させるデータが設定され、第５レベルの電圧を印加することで、設定されたデータが該当するアドレスに記憶させられるようになっていることを特徴とする請求項２に記載のセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ回路が形成されたＩＣチップを樹脂でモールドし、その樹脂からターミナルを引き出すことでＩＣチップ中のセンサ回路と外部との電気的が行えるようにされ、かつ、センサ回路に対して電子トリミングを行う必要があるセンサ装置に関するもので、例えば圧力センサに適用して好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来の圧力センサの正面図および側面図を図５（ａ）、（ｂ）に示す。なお、図５（ｂ）は、図５（ａ）を図中矢印方向から見た場合の側面図に相当する。
【０００３】
従来の圧力センサＪ１は、センサチップＪ２とは別にアナログ回路チップＪ３とＥＰＲＯＭチップＪ４の２チップを樹脂Ｊ５でモールドした構造となっている。このような構造となっているため、アナログ回路チップＪ３に接続される複数本の入力端子Ｊ６をモールド用の樹脂Ｊ５から露出させ、その露出した複数本の入力端子Ｊ６を通じて外部からのセンサ特性を調整するための電気トリミングが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特公平１０−１７０３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、アナログ回路チップＪ３に接続される複数の入力端子Ｊ６は低インピーダンスにする必要があり、ノイズ保護用のコンデンサやダイオードは接続できない。したがって、上記したように外部に剥き出しの状態とされた入力端子Ｊ６を通じてノイズが入力された場合に、そのノイズをコンデンサやダイオードによって除去できないため、アナログ回路チップＪ３内のアナログ回路がノイズに弱いものとなってしまう。このため、従来の構造の圧力センサを製造するにあたり、生産設備において、圧力センサが帯電しないように静電気やノイズ対策を行わなければならなかった。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みて、ノイズに強いセンサ装置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】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、センシング部が形成されたセンサチップ（２）と、センシング部と共にセンサ回路を構成する回路ブロックが形成され、該回路ブロック中に電子トリミングにおけるデータ記憶を行うデータ記憶装置（３３、３４）が備えられた回路チップ（３）と、回路チップ（３）における回路ブロックに対して電源電圧（Ｖｃｃ）を印加するための第１ピン（４ａ）と、回路チップ（３）における回路ブロックをＧＮＤに接続するための第２ピン（４ｂ）と、回路チップ（３）における回路ブロックからセンサ出力を出力するための第３ピン（４ｃ）と、回路チップ（３）における回路ブロックに対して電子トリミングを行うための第４ピン（４ｄ）とを備え、センサチップ（２）および回路チップ（３）と共に、第１〜第４ピン（４ａ〜４ｄ）が樹脂（５）によって覆われ、センサチップ（２）におけるセンシング部と第１〜第４ピン（４ａ〜４ｄ）のみが該樹脂（５）から露出した構成となっていることを特徴としている。
【０００７】
このように、第１〜第３ピン（４ａ〜４ｃ）以外には、第４ピン（４ｄ）のみが樹脂（５）から露出した構成となっている。そして、この第４ピン（４ｄ）を通じて電子トリミングが行えるようになっている。このため、センサ装置の静電気耐量が向上し、センサ装置を製造するにあたり、生産設備において、センサ装置が帯電しないように静電気やノイズ対策を行う必要性が無くなる。これにより、センサ装置の製造工程の簡略化を図ることが可能となる。
【０００８】
具体的には、請求項２に示されるように、第４ピン（４ｄ）のみを通じて電圧を印加することにより電子トリミングを行い、該電子トリミング時にデータ記憶装置（３３、３４）に対してデータを記憶させる。
【０００９】
例えば、請求項３に示されるように、電子トリミング時には、第４ピン（４ｄ）を通じて、回路ブロックのリセットを解除するための第１レベルの電圧と、第１レベルよりも高く設定され、クロックのローレベルに相当する第２レベルの電圧と、第２レベルよりも高く設定され、クロックのハイレベルに相当すると共にデータ信号のローレベルに相当する第３レベルの電圧と、第３レベルよりも高く設定され、クロックのハイレベルに相当すると共にデータ信号のハイレベルに相当する第４レベルの電圧と、第４レベルよりも高く設定され、データ記憶装置（３３、３４）に対してデータを書き込むための第５レベルの電圧と、によって規定される複数段階のレベルを有する電圧が印加されるようにする。そして、第２レベルの電圧が印加されたのち、第２〜第４レベルの電圧によって形成されるクロックに同期して、第３、第４レベルの電圧を印加することで、電子トリミングのコマンドに加え、データ記憶装置（３３、３４）における該当するアドレスおよびそのアドレスに記憶させるデータを設定する。それから、第５レベルの電圧を印加することで、設定されたデータが該当するアドレスに記憶させることができる。
【００１０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
本発明の一実施形態を適用したセンサ装置としての圧力センサの正面図を図１に示す。また、図１に示される圧力センサに備えられるセンサ回路のブロック構成を図２に示す。以下、これらの図を参照して本実施形態の圧力センサについて説明する。
【００１３】
図１に示されるように、本実施形態の圧力センサ１は、センシング部が形成されたセンサチップ２に加えて、Ｂｉ−ＣＭＯＳチップ３を備えており、これらセンサチップ２とＢｉ−ＣＭＯＳチップ３とが樹脂４によってモールドされた構造となっている。そして、樹脂４からは、Ｂｉ−ＣＭＯＳチップ３に電気的に接続される複数のピン４ａ〜４ｄが備えられており、この複数のピン４ａ〜４ｄを通じて外部との電気的な接続が行えるようになっている。
【００１４】
複数のピン４ａ〜４ｄは、電源からの電圧が印加されるＶＣＣピン４ａと、ＧＮＤ接続されるＧＮＤピン４ｂと、センサ出力ＶＯＵＴを外部に伝えるためのＶＯＵＴピン４ｃと、電子トリミング用のトリミング用ピン（以下、ＴＲＩＭピンという）４ｄとにより構成されている。これらのうち、ＶＣＣピン４ａ、ＧＮＤピン４ｂおよびＶＯＵＴピン４ｃは、従来の圧力センサ１においても樹脂４から１本ずつ露出するようにして設けられていたものであるが、ＴＲＩＭピン４ｄは従来の圧力センサ１において複数本備えられていたアナログ回路の入力端子Ｊ６（図５参照）の代わりに設けられたもので、本数も１本のみとなっている。
【００１５】
圧力センサ１のセンサ回路は、図２に示されるように、センサチップ２に形成されたセンシング部２１と、Ｂｉ−ＣＭＯＳチップ３に備えられたコントロール回路３１、アドレスデコーダ３２、ＥＰＲＯＭ３３、ラッチ部３４、データセレクト部３５、多数決回路３６、デジタルアナログ変換部ＤＡ１〜ＤＡ３、感度調整回路３７、オフセット調整回路３８、温度特性調整回路３９、増幅回路４０、補正回路４１、出力回路４２とを有したブロック構成となっている。
【００１６】
センシング部２１は、例えば、４つのピエゾ抵抗２２〜２５で構成したブリッジ回路を有している。このブリッジ回路に対して、Ｂｉ−ＣＭＯＳチップ３を通じて所定電圧が印加されると共に、ＧＮＤ接続が為されるようになっており、逆に、ブリッジ回路における中間電位点（ピエゾ抵抗２２とピエゾ抵抗２５との間およびピエゾ抵抗２３とピエゾ抵抗２４との間）の電位差がＢｉ−ＭＯＳに入力されるようになっている。
【００１７】
コントロール回路３１は、ＴＲＩＭピン４ｄから入力される信号から、コマンド、アドレス、データを読み取り、コントロール回路３１以外の内部回路、つまりアドレスデコーダ、ＥＰＲＯＭ３４、ラッチ部３３、データセレクト部３５、多数決回路３６などをコントロールするものである。このコントロール回路３１に対して、電源電圧Ｖｃｃと接続される電源ピン４ａとＧＮＤに接続されるＧＮＤピン４ｂ、および、ＴＲＩＭピン４ｄが接続され、ＴＲＩＭピン４ｄから入力される電圧のレベルに基づいて、コマンド、アドレス、データを読み取るようになっている。
【００１８】
アドレスデコーダ３２は、コントロール回路３１がＴＲＩＭピン４ｄから入力された電圧のレベルから読み取ったアドレスをデコードし、ＥＰＲＯＭ３４、ラッチ部３３へ送るものである。これにより、ＥＰＲＯＭ３４もしくはラッチ部３３のうち、アドレスデコーダでデコードされたアドレスに対応するものが、コントロール回路３１で読み取られたコマンドおよびデータに基づいて、書き込みなど行われるようになっている。
【００１９】
ＥＰＲＯＭ３４は、データ記憶回路であり、ＴＲＩＭピン４ｄから入力される電圧のレベルで示されるアドレスごとに各種データを記憶できるようになっている。
【００２０】
ラッチ部３３は、ＥＰＲＯＭ３４と同様のデータ記憶回路であり、ＴＲＩＭピン４ｄから入力される電圧のレベルで示されるアドレスごとに各種データを記憶できるようになっている。このラッチ部３３には、トリム時の初期値設定用のデータが記憶されるようになっており、ＥＰＲＯＭ３４に記憶されるデータは、このラッチ部３３に記憶された初期値設定用のデータに基づいて設定されるようになっている。
【００２１】
データセレクト３５は、ＥＰＲＯＭ３４とラッチ部３３のどちらのデータを使用するかを決定するものである。ＥＰＲＯＭ３４とラッチ部３３のどちらのデータを使用するかについては、例えば、ＴＲＩＭピン４ｄから入力される電圧のレベルで示されるコマンドに応じて決定される。
【００２２】
多数決回路３６は、データ化けが起きたときに正確にデータを出力するものである。例えば、同じデータであるはずの３つのデータを照合し、そのデータがすべて同じであれば３つのデータのいずれか１つを任意に選択して出力し、１つでも異なっている場合には、多数決の論理に従って、一致しているデータを出力するようになっている。
【００２３】
デジタルアナログ変換部ＤＡ１は、多数決回路３６が出力する感度補正用デジタル値を感度補正用アナログ値に変換して感度調整回路３７に出力するものである。
【００２４】
デジタルアナログ変換部ＤＡ２は、多数決回路３６が出力するオフセット補正用デジタル値をオフセット補正用アナログ値に変換してオフセット調整回路３８に出力するものである。
【００２５】
デジタルアナログ変換部ＤＡ３は、多数決回路３６が出力する温度特性補正用デジタル値を温度特性補正用アナログ値に変換して温度特性調整回路３９に出力するものである。
【００２６】
感度調整回路３７は、デジタルアナログ変換部ＤＡ１が出力する感度補正用アナログ値に基づいて、センサチップ２に備えられたセンシング部２１の感度を調整する。本実施形態の場合、感度調整回路３７は、ブリッジ回路に流す電流量を調整することにより、センサチップ２に備えられたセンシング部２１の感度を調整するようになっている。
【００２７】
オフセット調整回路３８は、デジタルアナログ変換部ＤＡ２が出力するオフセット補正用アナログ値に基づいて、センサ出力のオフセットを調整する。本実施形態の場合、オフセット調整回路３８は、オフセット補正値を補正回路４１に出力するようになっている。
【００２８】
温度特性調整回路３９は、デジタルアナログ変換部ＤＡ３が出力する温度特性補正用アナログ値に基づいて、センサ出力の温度特性を調整する。本実施形態の場合、この温度特性調整用回路３９も、温度特性調整値を補正回路４１に出力するようになっている。
【００２９】
増幅回路４０は、ブリッジ回路における中間電位点の電位差を増幅して出力するものである。この増幅後の電位差が出力回路４２に出力されるようになっている。
【００３０】
補正回路４１は、オフセット調整回路３８からのオフセット補正値および温度特性調整回路３９からの温度特性調整値を受けて、最終的な補正値を出力回路に対して出力するものである。
【００３１】
出力回路４２は、増幅回路４０によって増幅されたブリッジ回路における中間電位点の電位差を、補正回路４１が出力する補正値に基づいて補正したのち、センサ出力として出力するものである。
【００３２】
続いて、上記のように構成される本実施形態の圧力センサ１における電子トリミングの方法について説明する。
【００３３】
図３は、ＴＲＩＭピン４ｄに入力される電圧レベルとそれが示す内容との関係を示したものである。
【００３４】
この図に示されるように、本実施形態では、ＴＲＩＭピン４ｄに入力される電圧レベルは５段階に分けられており、最も低い第１レベルは０Ｖ、そこから順にレベルが上がっている第２〜第４レベルまでは、第４レベルを５Ｖととして、第２レベルと第３レベルを０Ｖ〜５Ｖの間に割り当てた値となっている。そして、最も高い第５レベルは１２Ｖとされている。
【００３５】
第１レベルは、リセット信号を示したものであり、ＴＲＩＭピン４ｄに入力された電圧レベルが第１レベルのときには、まだ圧力センサ１を構成する各回路ブロックがリセット状態とされ、第１レベルよりも高くなったときにリセット状態から解除されるようになっている。
【００３６】
第２レベルはクロックのローレベルに相当し、ＴＲＩＭピン４ｄに入力された電圧レベルが第２レベルとなってからは、第２レベルよりも高いレベルと第２レベルとが交互に入れ替わりながら入力されるようになっている。これにより、クロック信号が生成されるようになっている。
【００３７】
第３レベルは、データ信号のローレベルに相当し、第４レベルはデータ信号のハイレベルに相当している。これらにより、データ信号が示されるようになっている。また、これら第３レベルおよび第４レベルは、クロックのハイレベルにも相当し、これらのレベルの電圧と第２レベルの電圧とが所定周期毎に切り替わることでクロック信号が形成されるようになっている。
【００３８】
第５レベルは、ＥＰＲＯＭ３４への書き込みを行うために必要とされる高電圧に相当しており、ＥＰＲＯＭ３４への書き込みを行う際には、このレベルの電圧がＴＲＩＭピン４ｄに入力されるようになっている。
【００３９】
このような電圧レベルが用いられる場合の電子トリミングの一例について、図４に示すタイミングチャートを参照して説明する。
【００４０】
図４は、ラッチセットモード、つまりラッチ部３３に対して電子トリミング時の初期値設定を行う際のタイミングチャートである。この図では、ＴＲＩＭピン４ｄに対して入力された電圧レベルと、それから読み取られたリセット信号、クロック信号、データ信号およびそのときのセンサ出力について示してある。なお、図中、実線および破線で示した部分は、各アドレスごとのデータが任意であることを示したものであり、破線にも実線にもいずれにもなり得ることを示している。
【００４１】
この図に示されるように、まず、ＴＲＩＭピン４ｄに対して所定のクロック数に至るまでの間、データ入力が行われる。このラッチセットモードの際には、それを示すコマンドとなるラッチセットコマンドを示すデータが入力される。例えば、最初の２クロック分はデータ信号がハイレベル、その後はデータ信号がローレベルとなることにより、ラッチセットコマンドとされる。
【００４２】
続いて、所定のクロック数が経過すると、データ信号により、ラッチ部３３のアドレスおよび各アドレスごとのデータが入力される。これにより、各アドレスのデータが設定される。これが例えば、図４で示されるようにアドレス１（Ａｄｄｒ．１）〜アドレス４５（Ａｄｄｒ．４５）までデータが設定されることになる。
【００４３】
そして、ここでは図示していないが、ラッチ部３３の各アドレスのデータが設定されると、その後、ＴＲＩＭピン４ｄを通じて入力される電圧レベルが第５レベルとされ、設定されたデータが電子トリミング時の初期値として書き込まれて設定されることになる。
【００４４】
なお、このような一連の動作が行われる際には、センサ出力がモニタリングされ、そのときの出力のレベルに基づいて、その動作が有効（Ａ／Ｌ）であったか無効（Ａ／Ｅ）であったか確認されるようになっている。
【００４５】
同様に、ＥＰＲＯＭ３４への書き込みの場合にも、そのコマンドが所定のクロック数の間にＴＲＩＭピン４ｄに入力された電圧レベルによって示され、所定のクロック数の後にＴＲＩＭピン４ｄに入力される電圧レベルによって、ＥＰＲＯＭ３４の各アドレスごとに記憶させたいデータが設定される。そして、データが設定されると、その後、ＴＲＩＭピン４ｄを通じて入力される電圧レベルが第５レベルとされ、設定されたデータが書き込まれることでＥＰＲＯＭ３４への電子トリミングが為される。なお、このときＥＰＲＯＭ３４に書き込まれるデータは、ラッチ部３３に先に書き込んでおいた電子トリミング時の初期値を基準として設定される。
【００４６】
以上のように、本実施形態の圧力センサ１によれば、ＴＲＩＭピン４ｄのみを通じて電子トリミングが行えるようになっている。このため、電源電圧Ｖｃｃが印加されるＶｃｃピン４ａとＧＮＤに接続されるＧＮＤピン４ｂおよびセンサ出力のためのＶＯＵＴピン４ｃ以外には、ＴＲＩＭピン４ｄしか必要にならない。
【００４７】
一方、従来の圧力センサのセンサ回路では、本実施形態でいうデジタルアナログ変換部ＤＡ１〜ＤＡ３の出力が端子として樹脂から露出するような構成となっていた。すなわち、多数決回路３６の出力をデジタル値からアナログ値に変換した後のアナログ端子が外部に露出した状態となっていた。このため、上述したように、従来の構造の圧力センサを製造するにあたり、生産設備において、圧力センサが帯電しないように静電気やノイズ対策を行わなければならなかった。
【００４８】
しかしながら、本実施形態のセンサ装置によれば、Ｖｃｃピン４ａとＧＮＤピン４ｂおよびＶＯＵＴピン４ｃ以外にはＴＲＩＭピン４ｄしか外部に露出しておらず、アナログ端子が外部に露出した状態にはなっていない。このため、圧力センサ１の静電気耐量が向上し、圧力センサ１を製造するにあたり、生産設備において、圧力センサ１が帯電しないように静電気やノイズ対策を行う必要性が無くなる。これにより、圧力センサ１の製造工程の簡略化を図ることが可能となる。
【００４９】
このように、本実施形態で示した構造を採用することにより、圧力センサ１の静電気耐量が向上し、圧力センサ１の製造工程の簡略化を図ることができる。
【００５０】
（他の実施形態）
上記実施形態では、センサ装置として圧力センサ１を例に挙げて説明したが、圧力センサ１以外のセンサについても、電子トリミングが必要なものに関しては本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１実施形態における圧力センサ１の正面図である。
【図２】図１に示される圧力センサ１に備えられるセンサ回路のブロック構成を示す図である。
【図３】ＴＲＩＭピン４ｄに入力される電圧レベルとそれが示す内容との関係を示した図である。
【図４】ラッチセットモード、つまりラッチ部３３に対して電子トリミング時の初期値設定を行う際のタイミングチャートである。
【図５】（ａ）は、従来の圧力センサＪ１の正面図であり、（ｂ）は、従来の圧力センサＪ１の側面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…圧力センサ、２…センサチップ、３…Ｂｉ−ＣＭＯＳチップ、
４ａ…Ｖｃｃピン、４ｂ…ＧＮＤピン、４ｃ…ＶＯＵＴピン、４ｄ…ＴＲＩＭピン、
３１…コントロール回路、３２…アドレスデコーダ、３３…ＥＰＲＯＭ、
３４…ラッチ部、３５…データセレクト部、３６…多数決回路、
ＤＡ１〜ＤＡ３…デジタルアナログ変換部、３７…感度調整回路、
３８…オフセット調整回路、３９…温度特性調整回路、４０…増幅回路、
４１…補正回路、４２…出力回路。
【図１】
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【図２】
2006112948.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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