(57)【要約】【課題】フィルタが内蔵された半導体加速度センサの電気的特性を正確に検査できるようにすることを目的とする。【解決手段】ＬＰＦ（スイッチドキャパシタフィルタ）が内蔵された半導体加速度センサを振動させて所定の加速度を与えた状態で電気的特性検査を行うにあたり、振動周波数を変化させてゲインを測定するのに代えて、振動周波数は、加速度を安定して与えることができる低周波数（例えば５０Ｈｚ）に固定し、ＬＰＦの特性を外部検査装置からの信号によって複数種類に変化させる。そして、複数種類のフィルタ特性毎のセンサ信号を取り込み、それらが所定の規格範囲内にある場合に、本半導体加速度センサが正常であるものと判断する。これにより、加速度を安定して印加するのが困難な高い周波数（例えば２００Ｈｚ以上）でセンサを振動させることなく、正確に検査することができる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加速度に応じた電気信号を出力する半導体センサ素子と、前記電気信号のうち予め設定された周波数帯域の成分を通過させるフィルタとがパッケージ内に収納され、前記フィルタは当該フィルタ外部からの信号に応じてフィルタ特性が設定され、該フィルタを通過した電気信号がセンサ信号として出力されるよう構成された半導体加速度センサの電気的特性を検査する方法であって、予め設定した振動周波数で前記半導体加速度センサを振動させることにより該半導体加速度センサに所定の加速度を加えた状態で、前記フィルタ特性を設定する信号である特性設定信号を変化させることにより前記フィルタ特性を複数種類に変化させ、該複数種類のフィルタ特性毎の前記センサ信号に基づいて、当該半導体加速度センサが正常か否か判断する
ことを特徴とする半導体加速度センサの検査方法。
【請求項２】
前記複数種類のフィルタ特性毎に得られた前記センサ信号の利得が、対応する前記フィルタ特性における前記センサ信号の利得の理論値を含む所定規格範囲内にある場合に、当該半導体加速度センサが正常であるものと判断する
ことを特徴とする請求項１記載の半導体加速度センサの検査方法。
【請求項３】
前記複数種類のフィルタ特性として、少なくとも、
入力信号に対する前記振動周波数成分の減衰量が略０となる第１フィルタ特性と、
遮断周波数が前記振動周波数と同一になる第２フィルタ特性と、に設定する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の半導体加速度センサの検査方法。
【請求項４】
前記第１フィルタ特性は、前記半導体加速度センサが実際に使用される際に設定されるフィルタ特性と同じである
ことを特徴とする請求項３記載の半導体加速度センサの検査方法。
【請求項５】
前記半導体加速度センサに対し、外部より、前記複数種類のフィルタ特性に対応した前記特性設定信号を生成させるための指令を該特性設定信号毎に入力して、該入力した指令に応じて前記特性設定信号を生成させることにより、前記フィルタ特性を前記複数種類に変化させる
ことを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の半導体加速度センサの検査方法。
【請求項６】
前記半導体加速度センサに対し、外部より、前記複数種類のフィルタ特性に対応した前記特性設定信号を順次生成させるための指令を入力することにより、前記フィルタ特性を前記複数種類に順次変化させる
ことを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の半導体加速度センサの検査方法。
【請求項７】
加速度に応じた電気信号を出力する半導体センサ素子と、
入力される特性設定信号に応じてフィルタ特性が設定され、前記電気信号のうち該設定されたフィルタ特性に応じた周波数帯域の成分を通過させるフィルタと、
前記特性設定信号を生成して前記フィルタへ出力する信号生成手段と、
がパッケージ内に収納され、前記フィルタを通過した電気信号がセンサ信号として外部に出力されるよう構成された半導体加速度センサであって、
前記信号生成手段は、生成する前記特性設定信号を外部からの指令に応じて変化できるよう構成されている
ことを特徴とする半導体加速度センサ。
【請求項８】
加速度に応じた電気信号を出力する半導体センサ素子と、
入力される特性設定信号に応じてフィルタ特性が設定され、前記電気信号のうち該設定されたフィルタ特性に応じた周波数帯域の成分を通過させるフィルタと、
前記特性設定信号を生成して前記フィルタへ出力する信号生成手段と、
がパッケージ内に収納され、前記フィルタを通過した電気信号がセンサ信号として外部に出力されるよう構成された半導体加速度センサであって、
前記信号生成手段に対して、複数種類の前記特性設定信号を予め設定した順序で生成させるシーケンス設定手段を備え、
前記信号生成手段は、前記シーケンス設定手段の動作に従って前記特性設定信号を生成する
ことを特徴とする半導体加速度センサ。
【請求項９】
前記フィルタは、複数のコンデンサと半導体スイッチング素子とからなり、該半導体スイッチング素子をオン・オフさせることにより動作し、該半導体スイッチング素子のスイッチング周波数に応じて前記フィルタ特性が変化するよう構成されたスイッチドキャパシタフィルタであり、
前記特性設定信号は、前記半導体スイッチング素子を所定のスイッチング周波数でオン・オフさせるパルス信号である
ことを特徴とする請求項７又は８記載の半導体加速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加速度に応じた電気信号を出力する半導体センサ素子とその電気信号のうち所定の周波数成分を抽出するフィルタとがパッケージ内に収納された半導体加速度センサ、及び、その半導体加速度センサに加速度を与えた状態で電気的特性を検査する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、加速度センサは種々の目的で利用されており、例えば自動車においても、走行中の加速度を検出してＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）やエアバッグシステムなどの各種走行制御やボデー制御、安全対策等に利用されている。
【０００３】
自動車に搭載される加速度センサとしては、比較的小型でローコスト化可能である半導体加速度センサが主流となっており、特に、加速度に応じた電気信号を出力する半導体センサ素子とその電気信号を増幅するアンプとがパッケージ内に一体収納された構成の半導体加速度センサが従来から多く利用されてきた。
【０００４】
このような半導体加速度センサは、その製造過程において種々の検査や校正工程を経るが、最終的には加速度を与えた状態で所定の電気的特性を有しているか否かの検査が行われる。具体的には、検査対象の半導体加速度センサをソケット等で加振台に固定し、加振台を加振機によって所定周波数で振動させることにより一定加速度を印加し、各種電気的特性の検査を行うようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
ところで近年、加速度センサは高機能化が進み、数百Ｈｚのカットオフ周波数を持つローパスフィルタ（以下「ＬＰＦ」という）が内蔵されたものが量産化されるようになってきた。具体的には、図１４に示す半導体加速度センサ１００のように、センサ素子１１１からの電気信号のうち所定の周波数成分をＬＰＦ１１２にて抽出し、それをアンプ１１３で増幅してセンサ出力信号とする構成のものが知られている。このようにＬＰＦ１１２が内蔵されたことにより、センサ素子１１１の機械的な周波数特性とＬＰＦ１１２の電気的な周波数特性とをセンサアッセンブリ（半導体加速度センサ１００全体）としてトータルで保証する必要がでてきた。
【０００６】
このＬＰＦ１１２の電気的周波数特性（以下特に断りのない限り、単に「周波数特性」という）を保証するためには、上記の加振機を用いた検査において、振動周波数を複数種類に変化（つまりセンサ素子１１１からの電気信号の周波数を複数種類に変化）させてセンサ出力信号を測定する必要がある。即ち、例えば図１５に示すように、振動周波数を５０Ｈｚ，１００Ｈｚ，２００Ｈｚ，３００Ｈｚ，４００Ｈｚと変化させてそれぞれの場合のゲインを測定し、各測定値がそれぞれその周波数における規格範囲内にあれば正常と判断することができる。尚、図１５はＬＰＦ１１２のカットオフ周波数が４００Ｈｚである場合を例示したものである。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−２３２２４６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、加振機により所定の振動周波数で半導体加速度センサ１００を振動させてから加速度が安定するまでには時間がかかるため、上記のように振動周波数を複数種類に変化させて検査を行うと、検査に多くの時間がかかってしまう。
【０００９】
また、高い振動周波数（例えば２００Ｈｚ以上）ではソケット等による加振台への固定状態が不安定となり、特に上記特許文献１の検査システムでは加振台がバネによって加振機に支持されている構成である故に高い周波数で振動させると加速度がセンサアッセンブリへうまく伝達されず、周波数特性を正確に検査することが困難である。
【００１０】
よって現状では、加振機により安定して加速度を印加できる低周波数（例えば１００Ｈｚ以下）で加振してそのときの減衰量や位相特性等を測定し、ＬＰＦ１１２のカットオフ周波数などの高周波成分については、実際にセンサアッセンブリを振動させるのではなく、製造過程の中でＬＰＦ１１２のみを単体でウェハテストにより検査するようにしているため、センサアッセンブリとしての周波数特性検査が正確には行えないという問題があった。
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、フィルタが内蔵された半導体加速度センサの電気的特性を正確に検査できるようにすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
本願発明者は、一般に半導体加速度センサのセンサ素子自体の周波数特性（出力感度）は図１３に示すように１ＫＨｚ以下の領域ではほぼ平坦（０ｄＢ）であってそのうち実際に使用されるのは約５００Ｈｚ以下の領域である場合がほとんどであり、しかもＬＰＦ１１２として、フィルタ特性を変化可能な構成のものが用いられているということに着目して、半導体加速度センサの振動周波数は一定とし、代わりにＬＰＦの特性を変えて各フィルタ特性毎のセンサ信号をみることにより、従来の周波数特性検査と等価的な検査を実現できるという考えに至った。
【００１３】
即ち、上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、加速度に応じた電気信号を出力する半導体センサ素子と、該電気信号のうち予め設定された周波数帯域の成分を通過させるフィルタとがパッケージ内に収納された半導体加速度センサの電気的特性を検査する方法である。この半導体加速度センサを構成するフィルタは、当該フィルタ外部からの信号に応じてフィルタ特性が設定される構成のものであり、このフィルタを通過した信号がセンサ信号として出力される。
【００１４】
そして本発明（請求項１）では、予め設定した振動周波数で半導体加速度センサを振動させることにより該半導体加速度センサに所定の加速度を加えた状態で、上記フィルタ特性を設定する信号（フィルタ外部からの信号）である特性設定信号を変化させることにより、フィルタ特性を複数種類に変化させ、その複数種類のフィルタ特性毎のセンサ信号に基づいて、当該半導体加速度センサが正常か否か判断する。
【００１５】
半導体センサ素子は、半導体の性質を利用して加速度に応じた電気信号（例えば加速度に比例した電流・電圧など）を出力するよう構成された周知のセンサ素子であり、この半導体センサ素子からの電気信号がフィルタを介して当該センサ外部へセンサ信号として出力される。
【００１６】
尚、上記フィルタは、半導体センサ素子からの電気信号を直接入力するのはもちろん、例えばアンプ等でレベル変換された電気信号或いは温度補正等の各種補正がなされた電気信号を入力するものであってもよい。また、外部に出力されるセンサ信号も、フィルタを通過した信号そのものに限定されず、例えばフィルタからの信号がアンプ等による増幅や温度補正等の各種補正を経て外部に出力される場合も含む。また、本発明のフィルタ特性とは、当該フィルタの電気的特性のうち少なくとも、減衰量（利得）の周波数特性を含むものとする。つまり、例えばフィルタの遮断周波数を特性設定信号によって任意に設定することができる。
【００１７】
そして、実際に検査を行う際の半導体加速度センサの振動周波数は、半導体加速度センサに所定の加速度を印加できる範囲内で任意に決めることができるが、好ましくは、振動させる手段（例えば上記特許文献１に記載の加振機など）により安定して加速度を印加できる周波数帯にするのがよい。また、印加する加速度は、半導体加速度センサにて検出可能な加速度の範囲内で任意に決めることができる。
【００１８】
つまり、従来のように振動周波数を変化させて各振動周波数毎にセンサ信号を取り込んで周波数特性検査（例えば減衰量や位相）をするのではなく、振動周波数は固定として、その代わりに特性設定信号を変化（つまりフィルタ特性を変化）させて、一定振動周波数における各フィルタ特性毎の出力センサ信号をみることにより、実質的に振動周波数を変化させる従来方法と同等の検査効果が得られるものである。
【００１９】
従って、本発明（請求項１）の検査方法によれば、フィルタが内蔵された半導体加速度センサの電気的特性を、加速度を安定して印加するのが困難な高い周波数で本半導体加速度センサを振動させることなく、正確に検査することが可能となる。
【００２０】
そして、複数種類のフィルタ特性毎に取り込んだセンサ信号に基づく具体的判断手法としては、例えば請求項２に記載のようにすることができる。即ち、各フィルタ特性毎のセンサ信号の利得が、対応するフィルタ特性におけるセンサ信号の利得の理論値を含む所定規格範囲内にある場合に、当該半導体加速度センサが正常であるものと判断する。
【００２１】
センサ信号の利得とは、フィルタによる減衰量が最小（略０）のときのセンサ信号に対する比率を示すものである。このように、各フィルタ特性毎の利得がそれぞれ所定規格範囲内にあれば、フィルタが正常に動作していること、ひいては半導体加速度センサが全体として正常であることが判断できる。
【００２２】
ここで、複数種類のフィルタ特性は任意に決めることができるが、例えば請求項３に記載のように、少なくとも、入力信号に対する振動周波数成分の減衰量が略０となる第１フィルタ特性と遮断周波数が振動周波数と同一になる第２フィルタ特性との２種類に設定するようにしてもよい。そして、必要に応じてこれら２種類以外のフィルタ特性を加えるようにしてもよい。
【００２３】
このようにすれば、少なくとも、フィルタによる減衰の影響をほとんど受けない周波数成分に対する減衰特性と、遮断周波数成分に対する減衰特性と、を検査することができるため、フィルタ特性を必要最小限の種類に設定して検査を効率的に行うことができる。
【００２４】
そしてこの場合の第１フィルタ特性は、より具体的には、例えば請求項４に記載のように、半導体加速度センサが実際に使用される際に設定される特性と同じフィルタ特性に設定するようにしてもよい。
このようにすれば、少なくとも、フィルタによる減衰の影響がほとんどなく安定して加速度を印加できる低周波数での電気的特性については、実際の使用状態で検査することができるため、請求項３の効果に加え、より信頼性の高い検査の実現が可能となる。
【００２５】
そして、フィルタ特性を複数種類に変化させるための具体的方法は種々考えられるが、例えば請求項５に記載のように、半導体加速度センサに対して、複数種類のフィルタ特性に対応した特性設定信号を生成させるための指令を外部から該特性設定信号毎に入力し、該入力した指令に応じて特性設定信号を生成させるようにしてもよい。
【００２６】
また別の方法として、例えば請求項６に記載のように、半導体加速度センサに対して、複数種類のフィルタ特性に対応した特性設定信号を順次生成させるための指令を外部から入力することにより、フィルタ特性を複数種類に順次変化させるようにしてもよい。
【００２７】
前者（請求項５）において、外部からの指令としては、例えばフィルタ特性を示すデータ（特性設定信号の種類を示すデータ）であってもよいし、フィルタ特性の種類に応じてレベルの異なる電圧信号を入力するようにしてもよい。更に例えば、特性設定信号そのものを上記指令として入力するようにしてもよい。いずれにしても、外部からの指令により所望のフィルタ特性を得られる限り種々の指令方法が考えられる。
【００２８】
一方、後者（請求項６）の場合は、例えば検査開始すべき旨の指令を外部から入れるだけで、後は半導体加速度センサ内部でシーケンス回路或いはプログラム等により順次特性設定信号を変化させることが考えられる。また例えば、一定の指令を外部から入れる毎に特性設定信号が予め設定された順番で変化していくようにする方法も考えられる。
【００２９】
上記請求項５及び請求項６に記載の検査方法によれば、外部から半導体加速度センサに指令を与えることによって種々のフィルタ特性に設定することができ、検査を効率的に行うことができる。
次に、請求項７記載の発明は、加速度に応じた電気信号を出力する半導体センサ素子と、入力される特性設定信号に応じてフィルタ特性が設定されるフィルタと、特性設定信号を生成してフィルタへ出力する信号生成手段とがパッケージ内に収納され、フィルタを通過した電気信号がセンサ信号として外部に出力されるよう構成された半導体加速度センサである。そして、信号生成手段は、生成する特性設定信号を外部からの指令に応じて変化できるよう構成されている。
【００３０】
このように構成された半導体加速度センサによれば、請求項５記載の検査方法を用いてその電気的特性の検査を行うことができ、その場合、請求項５と同様の作用・効果を得られる。
また、請求項８記載の発明は、加速度に応じた電気信号を出力する半導体センサ素子と、入力される特性設定信号に応じてフィルタ特性が設定されるフィルタと、特性設定信号を生成してフィルタへ出力する信号生成手段とがパッケージ内に収納され、フィルタを通過した電気信号がセンサ信号として外部に出力されるよう構成された半導体加速度センサである。そして更に、信号生成手段に対して複数種類の特性設定信号を予め設定した順序で生成させるシーケンス設定手段を備え、信号生成手段は、そのシーケンス設定手段の動作に従って特性設定信号を生成するよう構成されている。
【００３１】
このとき、例えば外部から検査開始の指令を与えることによってシーケンス設定手段が動作するように構成すれば、検査方法として請求項６記載の方法を適用することができ、その場合、請求項６と同様の作用・効果を得られる。尚、シーケンス設定手段は、信号生成手段から独立して別途設けられたけられたものであってもよいし、信号生成手段の一部として構成されたものであってもよい。
【００３２】
そして、上記フィルタは、特性設定信号によってそのフィルタ特性を任意に設定（変化）できる限り種々の構成のものを採用できるが、例えば請求項９に記載のようなスイッチドキャパシタフィルタを用いてもよい。即ち、請求項９記載の半導体加速度センサは、フィルタとして、複数のコンデンサと半導体スイッチング素子とからなり、該半導体スイッチング素子をオン・オフさせることにより動作し、該半導体スイッチング素子のスイッチング周波数に応じてフィルタ特性が変化するよう構成されたスイッチドキャパシタフィルタを適用し、特性設定信号として、半導体スイッチング素子を所定のスイッチング周波数でオン・オフさせるパルス信号を用いるよう構成されたものである。
【００３３】
スイッチドキャパシタフィルタは、一般に、パルス信号の周波数（スイッチング周波数）を変化するだけで広範囲にわたってそのフィルタ特性を変化できる。そのため、上記構成の半導体加速度センサによれば、フィルタ特性を変化させるための手段を比較的簡単に構成でき、しかもよりフレキシブルなスイッチング周波数の設定（ひいてはフィルタ特性の設定）が可能となる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
図１は、本実施形態の検査システム全体の概略構成を示す説明図である。図１に示す如く、本実施形態の検査システムは、検査対象である半導体加速度センサ１と、検査を実施する検査装置２とにより構成され、検査装置２が備える加振部２３により半導体加速度センサ１を振動させて加速度を与え、その状態で半導体加速度センサ１からのセンサ信号を取り込んで各種検査を行うものである。
【００３５】
半導体加速度センサ１は、加速度に応じた電気信号を出力するセンサ素子１１１と、センサ素子１１１からの電気信号のうち所定周波数成分を通過させるＬＰＦ１１と、ＬＰＦ１１を通過した電気信号を増幅するアンプ１１３と、がセラミックパッケージ等のパッケージ（図示略）内に収納された構成となっており、アンプ１１３にて増幅された電気信号がセンサ信号として外部に出力される。尚、後述する加振部２３により半導体加速度センサ１を振動させると、センサ素子１１１からは、その振動周波数と同じ周波数の電気信号が出力される。
【００３６】
このうちセンサ素子１１１とアンプ１１３については図１４に示した従来の半導体加速度センサ１００と同じものである。センサ素子１１１は、半導体基板上に可動部が形成され、加速度による可動部の変位に応じた電気信号（つまり加速度に応じた電気信号；本実施形態では電圧信号）が出力されるよう構成されたものであり、ピエゾ抵抗型或いは静電容量型など種々の検出方式のものを適用できる。
【００３７】
ＬＰＦ１１は、外部スイッチングクロック（以下「ＳＷクロック」という）φ１，φ２に応じてそのフィルタ特性が設定されるスイッチドキャパシタフィルタ（以下「ＳＣＦ」という）１５と、ＳＷクロックφ１，φ２を生成するＳＷクロックジェネレータ１６と、ＳＷクロックジェネレータがＳＷクロックφ１，φ２を生成するために必要な基本クロックφ０を生成する基本クロックジェネレータ１７と、により構成されている。
【００３８】
基本クロックジェネレータ１７は、基本的には、例えば水晶発振子などを備えて所定の基本クロックφ０を生成する一般的構成のものであるが、本実施形態では、検査装置２からの基本クロック周波数設定指令に従って、生成する基本クロックφ０の周波数（基本クロック周波数）が変化するよう構成されている。この基本クロック周波数設定指令は、基本クロックφ０の周波数を示すデータであり、本発明（請求項５，７）の指令に相当するものである。
【００３９】
尚、半導体加速度センサ１が例えば自動車等に搭載されて実際に使用される際には、ＳＣＦ１５の遮断周波数が４００Ｈｚに設定される。つまり、実使用時はＬＰＦ１１が全体として通過周波数帯域４００Ｈｚ以下のＬＰＦとして機能することになる。そして、実使用時では当然ながら基本クロックジェネレータ１７には基本クロック周波数設定指令は入力されずその入力端子（図示略）はオープン状態となる。この状態のとき、基本クロックジェネレータ１７からは、デフォルトとしてＳＣＦ１５を上記フィルタ特性（遮断周波数４００Ｈｚ）に設定するための基本クロックφ０が出力される。
【００４０】
ＳＷクロックジェネレータ１６は、分周回路等を備え、基本クロックφ０からＳＷクロックφ１，φ２を生成する。分周比などの各回路定数は固定されているため、入力される基本クロックφ０に対してＳＷクロックφ１，φ２が一意的に定まる。
【００４１】
そして本実施形態では、検査の段階で、検査装置２から半導体加速度センサ１へ基本クロック周波数設定指令を入力することにより、基本クロック周波数を変化させて、ＳＣＦ１５のフィルタ特性（遮断周波数等）を複数種類に変化させる（詳細は後述）。尚、ＳＣＦ１５のフィルタ特性とＬＰＦ１１のフィルタ特性は同義であり、ＳＣＦ１５のフィルタ特性はＬＰＦ１１全体としてのフィルタ特性でもある。
【００４２】
ＳＣＦ１５は、詳細には図２に示すような構成となっている。即ち、コンデンサＣ１とこれに接続された４つのトランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４とで等価的に一つの可変抵抗（以下「第１可変抵抗」という）が形成され、同様に、コンデンサＣ２とこれに接続された４つのトランジスタＴ５，Ｔ６，Ｔ７，Ｔ８とで等価的に一つの可変抵抗（以下「第２可変抵抗」という）が形成される。また、第１可変抵抗を構成するトランジスタＴ４の一端、第２可変抵抗を構成するトランジスタＴ５の一端、及びコンデンサＣ３の一端はいずれも、オペアンプＯＰの反転入力端子に接続され、コンデンサＣ３の他端はオペアンプＯＰの出力端子に接続されている。この出力端子には、第２可変抵抗を構成するトランジスタＴ７の一端も接続されている。
【００４３】
各可変抵抗はいずれも、入力されるＳＷクロックφ１，φ２によって各トランジスタがそれぞれスイッチング駆動することにより、そのスイッチング周波数（ＳＷ周波数）に応じた抵抗値を有する抵抗として機能する。そのため、ＳＣＦ１５のフィルタ特性はこのＳＷ周波数に従って設定されることになる。
【００４４】
図３に、基本クロックφ０及びＳＷクロックφ１，φ２の一例を示す。図３（ａ）のパターン１では、基本クロックφ０を１／４分周した２つのＳＷクロックφ１，φ２が相互に０．７５π［ｒａｄ］だけ位相をずらして生成された状態を示している。
【００４５】
これに対して図３（ｂ）のパターン２は、パターン１に対して基本クロック周波数を２倍にすることによりＳＷ周波数も２倍になった状態を示しており、図３（ｃ）のパターン３は、パターン１に対して基本クロックφ０は不変とし、ＳＷ周波数のみを２倍にした状態を示している。
【００４６】
図２のＳＣＦ１５は、図４に示すように、遮断周波数（−３ｄＢ降下周波数）がＳＷ周波数に比例するよう構成されている。そのため、ＳＷ周波数がパターン１の２倍であるパターン２，３の場合の遮断周波数はいずれも、パターン１の場合の遮断周波数の２倍となる。
【００４７】
従って、パターン１の場合のフィルタ特性を例えば図５の実線（細線）で示した特性（点Ａを通る曲線）と仮定したとき、パターン１に対してＳＷ周波数を２倍にしたパターン２，３の場合のフィルタ特性は、図５の一点鎖線で示した特性（点Ｂを通る曲線）となる。例えばゲインが−３ｄＢとなる遮断周波数についてみてみると、パターン１の場合は５０Ｈｚであるのに対し、ＳＷ周波数を２倍にしたパターン２，３の場合は１００Ｈｚとなる。
【００４８】
尚、本実施形態では、図５に示すように、ＳＷ周波数を１２０ｋＨｚとしたときに図５の破線で示した特性（点Ｄを通る曲線）となって遮断周波数は４００Ｈｚであり、ＳＷ周波数を６０ｋＨｚとしたときに図５の実線（太線）で示した特性（点Ｃを通る曲線）となって遮断周波数は２００Ｈｚであり、ＳＷ周波数を３０ｋＨｚとしたときに図５の一点鎖線で示した特性（点Ｂを通る曲線）となって遮断周波数は１００Ｈｚであり、ＳＷ周波数を１５ｋＨｚとしたときに図５の実線（細線）で示した特性（点Ａを通る曲線）となって遮断周波数は５０Ｈｚである。そして、実際に検査を行う場合も、ＳＷ周波数をこの４種類に変化させてそれぞれの場合におけるゲインを測定するようにしている。
【００４９】
検査装置２は、検査に必要な各種設定データ・パラメータ等の入力を受け付ける入力部２１と、入力部２１への入力内容や検査の進行状況・検査結果等を表示する表示部２５と、半導体加速度センサ１を振動させる加振部２３と、入力部２１に入力された内容に従って検査を実行し、加振部２３や表示部２５の制御などの当該検査装置２全体の制御を担う制御部２２と、により構成される。
【００５０】
加振部２３は、図示は省略したものの、実際には半導体加速度センサ１を固定する加振台と、その加振台を所定の振動周波数で振動させる加振装置とから構成されており、制御部２２からの指示に応じた振動周波数にて加振台を振動（つまり半導体加速度センサ１を振動）させる。また、半導体加速度センサ１からのセンサ信号は、制御部２２内のデータ処理部２４に取り込まれ、各種解析・判断等がなされる。
【００５１】
このように構成された本実施形態の検査システムでは、加振部２３が半導体加速度センサ１を所定の振動周波数で振動させることにより一定の加速度を印加する。振動周波数は、半導体加速度センサ１に安定して加速度を印加できる限り任意の周波数に設定できるが、本実施形態では一例として５０Ｈｚとする。そして、検査装置２から半導体加速度センサ１へ（詳細には基本クロックジェネレータ１７へ）基本クロック周波数設定指令を入力すると共に、その基本クロック周波数設定指令を変化させてＳＣＦ１５のフィルタ特性を複数種類に変化させ、各フィルタ特性毎に出力されるセンサ信号に基づいて当該半導体加速度センサ１が正常か否か判断する。
【００５２】
本実施形態では４種類の基本クロック周波数設定指令が入力されることにより、ＳＣＦ１５のフィルタ特性が４種類に設定される。具体的には、ＳＷ周波数を１２０ｋＨｚにしてＳＣＦ１５の遮断周波数を４００Ｈｚに設定するための指令と、ＳＷ周波数を６０ｋＨｚにしてＳＣＦ１５の遮断周波数を２００Ｈｚに設定するための指令と、ＳＷ周波数を３０ｋＨｚにしてＳＣＦ１５の遮断周波数を１００Ｈｚに設定するための指令と、ＳＷ周波数を１５ｋＨｚにしてＳＣＦ１５の遮断周波数を５０Ｈｚに設定するための指令とが入力される。尚、上記４種類のフィルタ特性のうち、遮断周波数が４００Ｈｚとなるフィルタ特性が本発明の第１フィルタ特性に相当し、遮断周波数が振動周波数と同じ５０Ｈｚとなるフィルタ特性が本発明の第２フィルタ特性に相当する。
【００５３】
そして、各基本クロック周波数設定指令毎（各フィルタ特性毎）にセンサ信号のゲインを測定し、これらが全て規格範囲内にあれば正常と判断する。即ち、５０Ｈｚの振動周波数で加振しているときに例えばＳＷ周波数を１５ｋＨｚにする（遮断周波数を５０Ｈｚにする）ための基本クロック周波数設定指令が入力されたとき、センサ信号のゲインは理論的には−３ｄＢとなるはずである。よって、このときに測定したセンサ信号のゲイン（図５の点Ａ）が、−３ｄＢに若干の許容量（例えば±０．１ｄＢ）を持たせた規格範囲内にあれば、とりあえずそのフィルタ特性においては正常と判断できる。
【００５４】
同様に、基本クロック周波数設定指令によりＳＷ周波数を１２０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ、３０ｋＨｚに変更させて各ＳＷ周波数に対応したフィルタ特性に設定し、それぞれの場合のセンサ信号を得る。そして、各センサ信号のゲイン（図５の点Ｄ，Ｃ，Ｂ）が、そのフィルタ特性における理論的なゲイン（設計上予想されるゲイン）を含む所定の規格範囲内（例えば理論値±０．１ｄＢ）となるか否か判断する。この結果、４種類のフィルタ特性全てにおいて規格範囲内に入っていれば、半導体加速度センサ１は正常であるものと判断する。
【００５５】
次に、検査装置２の動作、即ち検査対象の半導体加速度センサ１へ基本クロック周波数設定指令を入力すると共に各フィルタ特性毎のセンサ信号に基づいて各種処理・判断を行う動作について、図６に基づいて説明する。図６は、制御部２２にて実行される検査制御処理を表すフローチャートである。
【００５６】
印加する加速度や振動周波数、基本クロック周波数設定指令の種類（換言すればフィルタ特性の種類）などの検査に必要な初期データが入力部２１に入力されることによってこの処理が開始されると、まずステップ（以下「Ｓ」と略す）１１０にて、その入力された初期データに基づいて、基本クロック周波数設定指令の出力準備や加振部２３・データ処理部２４の動作準備などの各種初期設定を行う。
【００５７】
そして、続くＳ１２０で半導体加速度センサ１へ基本クロック周波数設定指令を出力し、Ｓ１３０で、半導体加速度センサ１を５０Ｈｚで加振することにより半導体加速度センサ１に上記初期データとして設定された加速度を印加する。本実施形態では、最初のＳ１２０の処理では、ＳＷ周波数を１２０ｋＨｚ（遮断周波数を４００Ｈｚ）にするための基本クロック周波数設定指令が出力されるが、より詳細には、ＳＷ周波数を１２０ｋＨｚにするのに必要な基本クロックの周波数を示すデータが出力される。
【００５８】
その後、Ｓ１４０にてセンサ信号を取り込み、Ｓ１５０でそのセンサ信号に基づく検査が行われる。具体的には、既に説明したように、センサ信号のゲインが規格範囲内に入っているか否かによって判断する。そしてＳ１６０で、設定された全ての基本クロック周波数（つまり検査すべき全てのフィルタ特性）で検査が行われた否か判断し、全て行われた場合はＳ１８０に移行して振動を停止し、検査を終了する。
【００５９】
一方、まだ検査すべき基本クロック周波数があれば、Ｓ１７０に移行して基本クロック周波数設定指令を変更して基本クロック周波数を変更させ、ＳＷ周波数を変更（フィルタ特性を変更）させる。即ち、例えばまだＳＷ周波数が１２０ｋＨｚの場合だけ検査した状態であれば、Ｓ１７０では、ＳＷ周波数を６０ｋＨｚに変更させるための基本クロック周波数設定指令を出力する。Ｓ１７０の処理後は再びＳ１４０に戻り、以下同様の処理を、設定された全てのフィルタ特性に対して検査がなされるまで繰り返す。
【００６０】
このように本実施形態では、従来のように半導体加速度センサ１の振動周波数を変化させて周波数特性を検査するのではなく、振動周波数は一定とし、代わりにＳＷ周波数を変化させることによりＳＣＦ１５のフィルタ特性を複数種類に設定して、各フィルタ特性毎のセンサ信号に基づいて検査を行う。
【００６１】
これにより、例えば５０Ｈｚでゲインが理論的に−３ｄＢとなるようなフィルタ特性に設定したときに、実際に５０Ｈｚで振動させて測定したセンサ信号のゲインが理論通り−３ｄＢとなれば、仮に４００Ｈｚでゲイン−３ｄＢとなるようなフィルタ特性に設定（ＳＷ周波数を１２０ＫＨｚに設定）して実際に４００Ｈｚで振動させたとしてもやはり−３ｄＢになる、ということが実質的に確認されたことになる。つまり、本実施形態の検査方法により、実質的に従来の周波数特性検査がなされたものと同等の効果が得られる。
【００６２】
従って、本実施形態の検査システムによれば、ＬＰＦ１１が内蔵された半導体加速度センサ１の電気的特性を、加速度を安定して印加するのが困難な高い周波数（例えば２００Ｈｚ以上）で本半導体加速度センサ１を振動させることなく、正確に検査することが可能となる。
【００６３】
また、検査の際に設定されるＳＣＦ１５のフィルタ特性として、振動周波数成分の減衰がほとんど生じない特性（遮断周波数４００Ｈｚ）と、遮断周波数（５０Ｈｚ）が振動周波数になる特性に設定することによって、通過帯域におけるゲインと遮断周波数におけるゲインをみることができるようにしているため、最低限この２つのフィルタ特性に設定することにより必要最小限の検査結果が得られ、検査を効率的に行うことができる。
【００６４】
これに加えて本実施形態では、フィルタ特性の設定種類を増やして上記２種類のフィルタ特性を含む計４種類のフィルタ特性に設定してそれぞれゲインをみるようにしているため、検査の効率性をできるだけ維持しつつより高い精度で検査結果を得ることができ、半導体加速度センサ１の信頼性を高めることができる。
【００６５】
更に、振動周波数成分の減衰がほとんど生じないフィルタ特性（遮断周波数４００Ｈｚ）は、半導体加速度センサ１が実際に車両等に搭載されて使用される際に設定されるフィルタ特性であるため、実際の使用状態でも検査が行われることになり、より信頼性の高い検査の実現が可能となる。
【００６６】
また、本実施形態では、ＬＰＦ１１としてフィルタ特性を変化可能なＳＣＦ１５を用い、検査装置２から基本クロック周波数設定指令を入力することによってそのフィルタ特性を任意に設定できるようにしているため、基本クロック周波数設定指令によって種々のフィルタ特性に設定することができ、検査を効率的に行うことができる。
【００６７】
ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素の対応関係を明らかにする。本実施形態において、ＳＣＦ１５は本発明のフィルタに相当し、ＳＷクロックφ１，φ２はいずれも本発明の特性設定信号に相当し、各トランジスタＴ１〜Ｔ８はいずれも本発明の半導体スイッチング素子に相当する。また、基本クロックジェネレータ１７とスイッチングクロックジェネレータ１６とで本発明（請求項７）の信号生成手段が構成される。
【００６８】
［第２実施形態］
上記第１実施形態では、ＳＣＦ１５のフィルタ特性を検査装置２からの基本クロック周波数設定指令により複数種類に設定できるようにしたが、本実施形態では、ＬＰＦ内部において、ＳＣＦを検査に必要な複数種類のフィルタ特性に順次設定するための内部シーケンスが設けられており、検査装置から検査開始すべき旨の内部シーケンス切換信号を入力するだけでフィルタ特性が順次切り換わっていくように構成されている。
【００６９】
即ち、本実施形態の検査システムは、第１実施形態の検査システムと比較して、半導体加速度センサ３０内の基本クロックジェネレータ３２と検査装置４０内の入力部４１及び制御部４２が異なるだけである。そのため、第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、以下、この相違部分に絞って説明する。
【００７０】
本実施形態の半導体加速度センサ３０は、ＬＰＦ３１を構成する基本クロックジェネレータ３２内にクロック切換シーケンス部３３が設けられている。このクロック切換シーケンス部３３は、基本クロックジェネレータ３２から、ＳＣＦ１５を上記第１実施形態と同じ４種類のフィルタ特性に対応した基本クロックφ０が順次生成されるようにするためシーケンスが予め組み込まれたものである。
【００７１】
即ち、検査装置４０から指令（内部シーケンス切換信号；請求項６の指令に相当）を受けて動作開始すると、まず、ＳＣＦ１５の遮断周波数を４００Ｈｚにするための基本クロックφ０を生成させ、その後所定時間経過すると、ＳＣＦ１５の遮断周波数を２００Ｈｚにするための基本クロックφ０を生成させ、その後所定時間経過すると、ＳＣＦ１５の遮断周波数を１００Ｈｚにするための基本クロックφ０を生成させ、その後また所定時間経過すると、ＳＣＦ１５の遮断周波数を５０Ｈｚにするための基本クロックφ０を生成させる。
【００７２】
このように、本実施形態では、検査時に設定されるべきフィルタ特性がクロック切換シーケンス部３３によって予め決められているため、検査装置４０に対しては、第１実施形態のように検査に必要なフィルタ特性の種類を逐一入力する必要はない。そのため、検査時には、入力部４１に対しては印加加速度や振動周波数などを入力すればよい。
【００７３】
そして、入力部４１が備える検査開始スイッチ（図示略）をオンすることにより、制御部４２が内部シーケンス切換指令（例えば所定レベルの単発パルス信号）を出力してクロック切換シーケンス部３３を動作させ、上記４種類のフィルタ特性毎のセンサ信号を順次取得する。
【００７４】
次に、検査装置４０の動作、即ち検査対象の半導体加速度センサ３０へ内部シーケンス切換信号を入力すると共に各フィルタ特性毎のセンサ信号に基づいて各種処理・判断を行う動作について、図８に基づいて説明する。図８は、制御部４２にて実行される検査制御処理を表すフローチャートである。
【００７５】
印加する加速度や振動周波数などの検査に必要な初期データが入力部４１に入力されることによってこの処理が開始されると、まずステップＳ２１０にて、その入力された初期データに基づいて、内部シーケンス切換信号の出力準備や加振部２３・データ処理部２４の動作準備などの各種初期設定を行う。そして、続くＳ２２０で、半導体加速度センサ３０を５０Ｈｚで加振することにより半導体加速度センサ３０に上記初期データとして設定された加速度を印加し、Ｓ２３０で半導体加速度センサ３０へ内部シーケンス切換信号を出力する。
【００７６】
これにより、既述の通り半導体加速度センサ３０内では、ＳＣＦ１５のフィルタ特性が所定時間毎に順次切り換わるため、各フィルタ特性毎にセンサ信号を取り込んで（Ｓ２４０）、そのセンサ信号に基づいて各種処理・判断を行う（Ｓ２５０）。このＳ２５０の検査は、図６（第１実施形態）のＳ１５０と同様である。そして、全てのフィルタ特性に対するセンサ信号取り込み・検査が終わると、半導体加速度センサ３０の振動を停止し、検査全体を終了する。
【００７７】
以上説明した本実施形態の検査システムによれば、第１実施形態の検査システムと同等の作用・効果を得ることができる。しかも、検査時に設定すべき４種類のフィルタ特性が予め半導体加速度センサ３０側で決められているため、検査装置４０からは単に検査開始すべき旨の内部シーケンス切換信号を出力するだけでよく、検査をより効率的に行うことができる。
【００７８】
尚、本実施形態において、クロック切換シーケンス部３３は本発明のシーケンス設定手段に相当する。また、基本クロックジェネレータ３２とスイッチングクロックジェネレータ１６とにより、本発明（請求項８）の信号生成手段が構成される。
【００７９】
［変形例］
本発明の実施の形態は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
例えば、上記第１実施形態では、検査装置２から半導体加速度センサ１へ基本クロック周波数設定指令を入力することにより、その指令に応じた基本クロックφ０が生成されるようにしたが、基本クロックφ０を変更せずＳＷクロックφ１，φ２を直接変更するようにしてもよい。
【００８０】
即ち、例えば図９に示す検査システムのように、基本クロックジェネレータ５３からは、予め設定された周波数の基本クロックφ０が出力されるようにする。そして、検査装置６０が備える制御部６１からスイッチングクロックジェネレータ５２へ、ＳＷクロックφ１，φ２の周波数を所望の値に設定するためのＳＷ周波数設定指令（ＳＷクロックφ１，φ２の周波数を示すデータ）を入力する。スイッチングクロックジェネレータ５２は、このＳＷ周波数設定指令に従って所望の周波数のＳＷクロックφ１，φ２を生成する。
【００８１】
これにより、ＳＣＦ１５を上記第１実施形態と同様、複数種類（上記例では４種類）のフィルタ特性に設定することができる。従って、図９のように外部検査装置６０からの指令によって直接ＳＷ周波数を変えるよう構成された検査システムによっても、第１実施形態と同等の効果が得られる。
【００８２】
また例えば、上記第２実施形態では、基本クロックジェネレータ３２内にクロック切換シーケンス部３３を設けるようにしたが、クロック切換シーケンス部３３は、基本クロックジェネレータ３２とは別に単独で設けてもよいし、例えば図１０に示すようにスイッチングクロックジェネレータ７２内に設けるようにしてもよい。
【００８３】
即ち、図１０に示す如く、スイッチングクロックジェネレータ７２内にクロック切換シーケンス部７３を設け、検査装置８０内の制御部８１からこのクロック切換シーケンス部７３へ、内部シーケンス切換信号を入力するのである。これを受けてクロック切換シーケンス部７３が動作することにより、予め設定された順序でＳＷクロックφ１，φ２を変化させて、ＳＣＦ１５のフィルタ特性を所望の特性（上記例では４種類）に変化させるのである。このように、クロック切換シーケンス部７３によってＳＷクロックφ１，φ２を直接変化させるようにしても、第２実施形態と同等の効果が得られる。
【００８４】
更に例えば、上記第１実施形態及び上記図９で説明した検査システムでは、それぞれ、検査装置から基本クロック周波数或いはＳＷ周波数を変化させるための指令（実際には周波数を示すデータ）を入力するようにしたが、例えば図１１に示すように、指令ではなくＳＷクロックφ１，φ２そのものを直接ＳＣＦ１５へ入力するようにしてもよい。
【００８５】
図１１のシステムでは、検査装置９５内にＳＷクロックφ１，φ２を生成するためのＳＷクロック生成部９６が設けられており、制御部６１からの指示に従って所定の周波数のＳＷクロックを生成・出力する。図１１では、ＳＷクロックがスイッチングクロックジェネレータ９２を通過してＳＣＦ１５へ入力されるものとして説明しているが、当然ながらスイッチングクロックジェネレータ９２等を介さずにそのままＳＣＦ１５に入力されるようにしてもよい。
【００８６】
尚、図１１では検査装置９５で生成したＳＷクロックφ１，φ２をＳＣＦ１５に入力するようにしたが、検査装置９５で基本クロックφ０を生成し、それを直接スイッチングクロックジェネレータ９２に入力するようにしてもよい。
また、上記第１実施形態では、基本クロック周波数設定指令の具体例を、基本クロック周波数を示すデータとしたが、これに限らず例えば基本クロックに対応した（ひいては複数種類のフィルタ特性に対応した）電圧信号にしてもよい。即ち、例えば通常はオープン状態（０Ｖ）とし、検査の際に２Ｖ，４Ｖ，６Ｖ・・・と異なる電圧信号を加えることにより、各電圧に対応した周波数の基本クロックφ０が生成されるようにするのである。
【００８７】
更に、上記第２実施形態では、検査開始時に内部シーケンス切換信号を入力するだけで後はクロック切換シーケンス部３３の動作によりフィルタ特性が順次切り換わっていくようにしたが、これに限らず、内部シーケンス切換信号を入力する度に逐一フィルタ特性が切り換わるようにしてもよい。つまり、例えば最初に内部シーケンス切換信号を入れるとＳＣＦ１５の遮断周波数が４００Ｈｚに設定され、再び内部シーケンス切換信号を入れると遮断周波数が２００Ｈｚに設定される、という具合に、内部シーケンス切換信号を入れる度に、予め設定された順序でフィルタ特性が変化していくようにするのである。
【００８８】
更にまた、上記実施形態では、半導体加速度センサ内にＬＰＦが内蔵された場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えばバンドパスフィルタ，ハイパスフィルタなど、他のフィルタの場合であっても適用できる。例えばＳＣＦを用いてバンドパスフィルタが構成されている場合、ＳＷ周波数を変えることにより、図１２に例示するようにその周波数特性を変化させることができるため、振動周波数を一定にしてバンドパスフィルタのフィルタ特性を変化させることで、上記各実施形態と同等の効果が得られる。
【００８９】
また、上記各実施形態では、ＳＣＦ１５のフィルタ特性を４種類に設定したが、フィルタ特性の種類は更に増やしてもよいし、逆に少なくしてもよい。但し、少なくとも、振動周波数成分の減衰量がほぼ０となるようなフィルタ特性（つまりＳＷ周波数を１２０ｋＨｚにしたときのフィルタ特性）と、遮断周波数が振動周波数と等しくなるフィルタ特性（つまりＳＷ周波数を１５ｋＨｚにしたときのフィルタ特性）と、の２種類のフィルタ特性で検査することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の検査システム全体の概略構成を示す説明図である。
【図２】スイッチドキャパシタフィルタの内部構成を示す回路図である。
【図３】基本クロック及びＳＷクロックを示す説明図である。
【図４】ＳＷ周波数と遮断周波数（−３ｄＢ降下周波数）との関係を示すグラフである。
【図５】第１実施形態の半導体加速度センサの周波数特性（ゲイン特性）を示すグラフである。
【図６】第１実施形態の検査制御処理を示すフローチャートである。
【図７】第２実施形態の検査システム全体の概略構成を示す説明図である。
【図８】第２実施形態の検査制御処理を示すフローチャートである。
【図９】第１実施形態の検査システムの変形例を示す説明図である。
【図１０】第２実施形態の検査システムの変形例を示す説明図である。
【図１１】第１実施形態の検査システムの変形例を示す説明図である。
【図１２】ＳＣＦでバンドパスフィルタを構成した場合の周波数特性を示すグラフである。
【図１３】センサ素子の周波数特性（ゲイン特性）を示すグラフである。
【図１４】従来の半導体加速度センサの概略構成を示すブロック図である。
【図１５】従来の半導体加速度センサの周波数特性（ゲイン特性）を示すグラフである。
【符号の説明】
１，３０，９０，１００…半導体加速度センサ、２，４０，６０，８０，９５…検査装置、１５…スイッチドキャパシタフィルタ、１６，５２，７２，９２…スイッチングクロックジェネレータ、１７，３２，５３…基本クロックジェネレータ、２１，４１…入力部、２２，４２，６１，８１…制御部、２３…加振部、２４…データ処理部、２５…表示部、３３，７３…クロック切換シーケンス部、９６…ＳＷクロック生成部、１１１…センサ素子、１１３…アンプ、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…コンデンサ、ＯＰ…オペアンプ、Ｔ１〜Ｔ８…トランジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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