特許 6641348 センサ中間部品、センサ、及びセンサの製造方法

(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】6641348

(24)【登録日】2020年1月7日

(45)【発行日】2020年2月5日

(54)【発明の名称】センサ中間部品、センサ、及びセンサの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 15/20 20060101AFI20200127BHJP

【ＦＩ】

   G01R15/20 C

【請求項の数】10

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-241484(P2017-241484)

(22)【出願日】2017年12月18日

(65)【公開番号】特開2019-109108(P2019-109108A)

(43)【公開日】2019年7月4日

【審査請求日】2019年1月10日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 平成２９年１０月２日、日産自動車株式会社が、日産販売会社の日本国内の全販売店において、岡禎一郎、平野弘幸、住吉三樹夫、及び高橋真が発明したセンサを搭載した電気自動車を販売した。

(73)【特許権者】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100132207

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 昌孝

(74)【代理人】

【識別番号】100181490

【弁理士】

【氏名又は名称】金森 靖宏

(72)【発明者】

【氏名】岡 禎一郎

(72)【発明者】

【氏名】平野 裕幸

(72)【発明者】

【氏名】住吉 三樹夫

(72)【発明者】

【氏名】高橋 真

【審査官】 田口 孝明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０８５２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１２１６８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−２４８２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０６６８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００８３９９３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０２−２９５７５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２２８２００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５６８７０６８（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

ＩＰＣ Ｇ０１Ｒ １５／００−１７／２２、

１９／００−１９／３２、

３３／００−３３／２６、

３１／２８−３１／３０、

３１／２６、

３１／００、

３１／２４−３１／２５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電源端子、接地端子及び所望の出力信号が出力される出力端子を有し、前記出力信号の特性を調整可能な物理量検出素子と、
少なくとも第１の端子及び第２の端子を有する大容量のコンデンサと、
前記電源端子及び前記第２の端子のいずれか一方に一端側が導通されているが他方に他端側が導通されていないジャンパー線と、を備え、
前記第１の端子は、前記接地端子に導通されており、
前記電源端子と前記第２の端子とが、前記ジャンパー線を介して電気的に接続可能に構成されている
ことを特徴とするセンサ中間部品。

【請求項2】

第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する回路基板をさらに備え、
前記物理量検出素子及び前記コンデンサが、前記回路基板の前記第１面側に配置されており、
前記回路基板には、当該回路基板の厚さ方向に貫通する第１の貫通孔と第２の貫通孔とが所定の間隔をあけて形成されており、
前記第１面側における前記第１の貫通孔の開口周縁に、前記電源端子及び前記第２の端子の一方に導通可能な第１パッドが配置され、前記第２面側における前記第２の貫通孔の開口周縁に、前記電源端子及び前記第２の端子の他方に導通可能な第２パッドが配置されており、
略コの字状の前記ジャンパー線の一端部が前記第１の貫通孔に挿通され、前記ジャンパー線の一端側が前記第１面側において前記第１パッドに電気的に接続されており、
前記ジャンパー線の他端部が前記第２の貫通孔に挿通されており、前記ジャンパー線の他端側は前記第２面側において前記第２パッドに電気的に接続されていない
ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ中間部品。

【請求項3】

前記第２パッドは、前記第２面上における前記第２の貫通孔の開口周縁から径方向に離間した位置に設けられている
ことを特徴とする請求項２に記載のセンサ中間部品。

【請求項4】

前記回路基板を保持する筐体をさらに備え、
前記筐体は、第１筐体及び当該第１筐体の開口を覆う第２筐体を有し、
前記回路基板が前記第１筐体に保持されたときに少なくとも前記第２パッドが前記第１筐体の開口の近傍又は当該開口から突出した位置に存在するように、前記第２の貫通孔が前記回路基板に形成されている
ことを特徴とする請求項２又は３に記載のセンサ中間部品。

【請求項5】

前記コンデンサは、１μＦ以上の容量を有する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のセンサ中間部品。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれかに記載のセンサ中間部品の前記電源端子と前記第２の端子とが、前記ジャンパー線を介して電気的に接続されている
ことを特徴とするセンサ。

【請求項7】

電源端子、接地端子及び所望の出力信号が出力される出力端子を有し、前記出力信号の特性を調整可能な物理量検出素子と、少なくとも第１の端子及び第２の端子を有するコンデンサとが実装され、前記電源端子及び前記第２の端子のいずれか一方にジャンパー線の一端側が導通され、他方に前記ジャンパー線の他端側が導通されておらず、前記接地端子と前記第１の端子とが導通されている回路基板を準備する準備工程と、
前記出力信号の特性を調整する調整工程と、
前記出力信号の特性を調整した後、前記電源端子及び前記第２の端子の前記他方に前記ジャンパー線の他端側を導通させることで、前記ジャンパー線を介して前記第２の端子と前記電源端子とを電気的に接続させる接続工程と
を備えることを特徴とするセンサの製造方法。

【請求項8】

前記回路基板は、第１面及び当該第１面に対向する第２面を有し、
前記回路基板には、厚さ方向に貫通する第１の貫通孔と第２の貫通孔とが所定の間隔をあけて形成されており、
前記電源端子及び前記第２の端子のいずれか一方に導通する第１パッドが、前記第１面側における前記第１の貫通孔の開口周縁に設けられ、他方に導通する第２パッドが、前記第２面側における前記第２の貫通孔の開口周縁に設けられており、
前記第１の貫通孔には、略コの字状の前記ジャンパー線の一端部が挿通され、前記第１パッドと前記ジャンパー線の前記一端側とが電気的に接続されており、
前記第２の貫通孔には、前記ジャンパー線の他端部が挿通され、前記第２パッドと前記ジャンパー線の他端側とが電気的に接続されていない
ことを特徴とする請求項７に記載のセンサの製造方法。

【請求項9】

前記接続工程において、前記第２パッドと前記ジャンパー線の前記他端側とが電気的に接続される
ことを特徴とする請求項８に記載のセンサの製造方法。

【請求項10】

前記第２パッドは、前記第２面上における前記第２の貫通孔の開口周縁から径方向に離間した位置に設けられている
ことを特徴とする請求項８又は９に記載のセンサの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、センサ中間部品、センサ、及びセンサの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えばハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ: Hybrid Electric Vehicle）や電気自動車（ＥＶ: Electric Vehicle）等のバッテリーの入出力電流の制御等に用いられる電流センサとして、ホールＩＣ等の磁気検出素子を用いて、バッテリーに接続されたバスバー等の導体を流れる入出力電流を計測する電流センサが知られている。また、電流センサに用いられるホールＩＣとして、磁気感度（出力電圧）や零磁場電圧等（以下これらをまとめて「出力信号」という場合がある。）の特性を調整可能なプログラマブルホールＩＣ等が知られている。プログラマブルホールＩＣにはＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）が内蔵され、このＥＥＰＲＯＭに出力信号の特性を決定するパラメータが記憶されている。出力信号の特性の調整は、調整用パラメータをＥＥＰＲＯＭに新たに入力したり（書き込んだり）、ＥＥＰＲＯＭに予め記憶されているパラメータを書き換えたりすること等によって行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４−８５２４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ホールＩＣ等の磁気検出素子を用いた電流センサにおいては、磁性体コアの透磁率や、磁気回路（例えば磁性体コア等）の位置や寸法等にバラツキが生じるのは避けがたい。そのため、予め出力信号の特性を調整したホールＩＣ等の磁気検出素子を用いて電流センサを組み上げたとしても、電流センサを組み上げた後における磁気検出素子からの出力信号の特性が、所望の誤差範囲内に入らないことが多い。よって、電流センサの組み上げ後においても所望の出力信号が得られるようにするためには、電流センサを構成する各部品をある程度組み上げた中間部品（「半製品」という場合もある。）において、出力信号の特性を調整するのが望ましい。

【0005】

ところで、各種のセンサには、外的要因により電源電圧が瞬間的に変化した場合であっても安定的に動作させるために、電源端子と接地端子との間に大容量のコンデンサ（キャパシタ）が設けられる場合がある。一方、ホールＩＣを用いた電流センサの出力信号の特性を調整する場合、上記調整用パラメータとして書き込み信号（プログラミング信号）やプログラミング時の同期信号等がホールＩＣの電源端子から入力されることがある。この場合に、コンデンサが電源端子と導通された状態で上記書き込み信号や同期信号等が電源端子から入力されると、これらの信号波形がコンデンサの影響で変形してしまい、出力信号の特性を調整することが困難となるおそれがある。

【0006】

そこで、本発明は、コンデンサに影響されることなく、出力信号の特性を安定的に調整することができるセンサ中間部品、安定した特性の信号を出力可能なセンサ、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】

上記課題を解決するために、本発明は、電源端子、接地端子及び所望の出力信号が出力される出力端子を有し、前記出力信号の特性を調整可能な物理量検出素子と、少なくとも第１の端子及び第２の端子を有する大容量のコンデンサと、前記電源端子及び前記第２の端子のいずれか一方に一端側が導通されているが他方に他端側が導通されていないジャンパー線と、を備え、前記第１の端子は、前記接地端子に導通されており、前記電源端子と前記第２の端子とが、前記ジャンパー線を介して電気的に接続可能に構成されているセンサ中間部品を提供する。

【0008】

上記センサ中間部品は、第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する回路基板をさらに備え、前記物理量検出素子及び前記コンデンサが、前記回路基板の前記第１面側に配置されており、前記回路基板には、当該回路基板の厚さ方向に貫通する第１の貫通孔と第２の貫通孔とが所定の間隔をあけて形成されており、前記第１面側における前記第１の貫通孔の開口周縁に、前記電源端子及び前記第２の端子の一方に導通可能な第１パッドが配置され、前記第２面側における前記第２の貫通孔の開口周縁に、前記電源端子及び前記第２の端子の他方に導通可能な第２パッドが配置されており、略コの字状の前記ジャンパー線の一端部が前記第１の貫通孔に挿通され、前記ジャンパー線の一端側が前記第１面側において前記第１パッドに電気的に接続されており、前記ジャンパー線の他端部が前記第２の貫通孔に挿通されており、前記ジャンパー線の他端側は前記第２面側において前記第２パッドに電気的に接続されていないことが好ましい。

【0009】

上記センサ中間部品において、前記第２パッドは、前記第２面上における前記第２の貫通孔の開口周縁から径方向に離間した位置に設けられているのが好ましく、前記回路基板を保持する筐体をさらに備え、前記筐体は、第１筐体及び当該第１筐体の開口を覆う第２筐体を有し、前記回路基板が前記第１筐体に保持されたときに少なくとも前記第２パッドが前記第１筐体の開口の近傍又は当該開口から突出した位置に存在するように、前記第２の貫通孔が前記回路基板に形成されているのが好ましく、前記コンデンサは、１μＦ以上の容量を有するのが好ましい。

【0010】

また、本発明は、上記センサ中間部品の前記電源端子と前記第２の端子とが、前記ジャンパー線を介して電気的に接続されているセンサを提供する。

【0011】

また、本発明は、電源端子、接地端子及び所望の出力信号が出力される出力端子を有し、前記出力信号の特性を調整可能な物理量検出素子と、少なくとも第１の端子及び第２の端子を有するコンデンサとが実装され、前記電源端子及び前記第２の端子のいずれか一方にジャンパー線の一端側が導通され、他方に前記ジャンパー線の他端側が導通されておらず、前記接地端子と前記第１の端子とが導通されている回路基板を準備する準備工程と、前記出力信号の特性を調整する調整工程と、前記出力信号の特性を調整した後、前記電源端子及び前記第２の端子の前記他方に前記ジャンパー線の他端側を導通させることで、前記ジャンパー線を介して前記第２の端子と前記電源端子とを電気的に接続させる接続工程とを備えるセンサの製造方法を提供する。なお、物理量検出素子により検出される物理量には、例えば磁場強度や磁束密度、加速度、角速度、光の強さ（光子数、光パワー、光電効果によって発生する電流の電流値から換算され得る入射光強度等）、超音波、圧力（値）等が含まれる。

【0012】

上記センサの製造方法において、前記回路基板は、第１面及び当該第１面に対向する第２面を有し、前記回路基板には、厚さ方向に貫通する第１の貫通孔と第２の貫通孔とが所定の間隔をあけて形成されており、前記電源端子及び前記第２の端子のいずれか一方に導通する第１パッドが、前記第１面側における前記第１の貫通孔の開口周縁に設けられ、他方に導通する第２パッドが、前記第２面側における前記第２の貫通孔の開口周縁に設けられており、前記第１の貫通孔には、略コの字状の前記ジャンパー線の一端部が挿通され、前記第１パッドと前記ジャンパー線の前記一端側とが電気的に接続されており、前記第２の貫通孔には、前記ジャンパー線の他端部が挿通され、前記第２パッドと前記ジャンパー線の他端側とが電気的に接続されていないことが好ましい。

【0013】

また、上記センサの製造方法の前記接続工程において、前記第２パッドと前記ジャンパー線の前記他端側とが電気的に接続されるのが好ましく、前記第２パッドは、前記第２面上における前記第２の貫通孔の開口周縁から径方向に離間した位置に設けられているのが好ましい。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、コンデンサに影響されることなく、出力信号の特性を安定的に調整することができるセンサ中間部品、安定した特性の信号を出力可能なセンサ、及びその製造方法を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係るセンサ中間部品の概略構成を示す斜視図である。

【図2】図２は、本発明の一実施形態に係るセンサ中間部品の回路構成を概略的に示す回路図である。

【図3A】図３Ａは、本発明の一実施形態における回路基板の第１面側を示す概略平面図である。

【図3B】図３Ｂは、図３Ａに示される回路基板の第１面に対向する第２面側を示す概略平面図である。

【図3C】図３Ｃは、図３Ａに示される回路基板の概略構成を概略的に示す切断端面図である。

【図3D】図３Ｄは、図３Ｂに示される回路基板の破線で囲まれた部分の拡大図である。

【図4】図４は、図１に示されるセンサ中間部品の側面図である。

【図5】図５は、本発明の一実施形態に係るセンサの回路構成を概略的に示す回路図である。

【図6】図６は、本発明の一実施形態に係るセンサの回路基板を概略的に示す断面図である。

【図7】図７は、本発明の一実施形態に係るセンサの製造方法の工程を示すフローチャートである。

【図8A】図８Ａは、図７に示される接続工程において、ジャンパー線が回路基板の各貫通孔に挿通される前の状態を概略的に示す切断端面図である。

【図8B】図８Ｂは、図７に示される接続工程において、ジャンパー線の両端部が回路基板の各貫通孔に挿通され、ジャンパー線の一端側が回路基板の第１面側で半田付けされた後の状態を概略的に示す切断端面図である。

【図8C】図８Ｃは、図７に示される接続工程において、ジャンパー線の他端側が回路基板の第２面側で半田付けされた状態を概略的に示す切断端面図である。

【図8D】図８Ｄは、本発明の他の実施形態に係るジャンパー線による接続方法を概略的に示す切断端面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部材の寸法、部材間の大きさの比等は、必ずしも現実のものと同一とは限らず、また、同じ部材等を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比が異なって表される場合もある。また、本明細書に添付した図面においては、理解を容易にするために、各部の形状、縮尺、縦横の寸法比等を、実物から変更したり、誇張したりしている場合がある。

【0017】

［センサ中間部品の概略構成］
図１は、本発明の一実施形態に係るセンサ中間部品の概略構成を示す斜視図であり、図２は、本発明の一実施形態に係るセンサ中間部品の回路構成を概略的に示す回路図であり、図３Ａは、本発明の一実施形態における回路基板の第１面側を示す概略平面図であり、図３Ｂは、図３Ａに示される回路基板の第１面に対向する第２面側を示す概略平面図であり、図３Ｃは、図３Ａに示される回路基板の概略構成を概略的に示す切断端面図であり、図３Ｄは、図３Ｂに示される回路基板の破線で囲まれた部分の拡大図であり、図４は、図１に示されるセンサ中間部品の側面図である。

【0018】

図１に示されるように、本実施形態に係るセンサ中間部品は、例えばハイブリッド電気自動車等のバッテリーの入出力電流等の制御のために、バッテリーに接続されたバスバーＢＢ（破線部参照）に流れる入出力電流を計測する電流センサの中間部品１である。センサ中間部品１は、後述する磁気検出素子１１やコンデンサ１２が搭載される回路基板１０、当該回路基板１０を保持する略直方体形状の筐体１４、所定の空隙を有する略Ｃ字状の磁性体コア１５及びコネクタ１６を備える。

【0019】

筐体１４は、回路基板１０が収容される第１筐体１４_B、及び第１筐体１４_Bの開口を被覆可能な第２筐体１４_Cを有する。第１筐体１４_B及び第２筐体１４_Cのそれぞれには、平板状のバスバーＢＢが挿通される挿通孔１４_BH、１４_CHが互いに位置を合わせて連続するようにして形成されている。磁性体コア１５は、挿通孔１４_BHを取り囲むように第１筐体１４_B内に収容されている（図１参照）。なお、図１に示されるように、挿通孔１４_BH、１４_CHは、バスバーＢＢの幅（短手方向の長さ）及び厚さに対応し、バスバーＢＢが挿通可能な孔形状を有する。本実施形態におけるセンサ中間部品１に備えられるバスバーＢＢの断面形状は、略長方形状であるが、これに限定されるものではなく、例えば略円形状等であってもよく、バスバーＢＢの断面積も特に限定されるものではない。また、挿通孔１４_BH、１４_CHの孔形状は、挿通されるバスバーＢＢの形状に応じて適宜設定され得る。

【0020】

回路基板１０は第１面１０_F及び第１面１０_Fに対向する第２面１０_Rを有し、第１面１０_F側に、磁気検出素子１１、及びコンデンサ１２（図１において不図示）が配置されている。回路基板１０は、第１面１０_Fに配置されている磁気検出素子１１が磁性体コア１５の空隙に位置するように、第１筐体１４_B内に取り付けられている。コネクタ１６は、回路基板１０の第２面１０_R側に設けられ、螺子１８により回路基板１０に固定されている。

【0021】

回路基板１０には、後述するように、第１の貫通孔１０_H1及び第２の貫通孔１０_H2が形成され、第１の貫通孔１０_H1及び第２の貫通孔１０_H2に、略コの字状のジャンパー線１３の一端部１３_A及び他端部１３_Bがそれぞれ挿通されている。後述するように、ジャンパー線１３の一端部１３_A側に位置する接続部はコンデンサ１２に導通されているが、他端部１３_B側に位置する接続部は磁気検出素子１１の電源端子１１_VINに導通されていない。

【0022】

磁気検出素子１１は、バスバーＢＢを流れる入出力電流により発生する磁界に対応して出力信号（出力電圧）を出力するホール素子等の磁気センサと、信号処理ＩＣとを含む。信号処理ＩＣには、出力信号の特性を調整するための調整用パラメータ等を記憶する記憶部としてＥＥＰＲＯＭ等が内蔵されている。磁気検出素子１１としては、例えば、プログラマブルホールＩＣのようなホール素子と信号処理ＩＣとが一体化されたものや、ＭＲ素子（ＡＭＲ素子、ＧＭＲ素子、ＴＭＲ素子）と信号処理ＩＣとがハイブリッド化されたもの等が用いられ得る。

【0023】

本実施形態におけるセンサ中間部品１は、大容量のコンデンサ１２を有する。本実施形態における「大容量」とは、例えば電子回路に流れる直流電流に混入することで電圧を変動させてＩＣの誤動作等をもたらすノイズ（交流電流の一種とみなすことができる）等を除去したり、遮断したりする等の目的で回路基板上に配置されるバイパスコンデンサ等のような、一般的に静電容量が０．１μＦ以下であるコンデンサと比較した場合に、そのようなコンデンサの容量より大きい容量であることを意味する。コンデンサ１２の静電容量は、電源系統のインピーダンスや、電源電圧の低下時間の程度に応じて適宜設定することができるところ、本実施形態においては、１μＦ以上であるのが好ましく、１〜１００μＦであるのがより好ましい。また、本実施形態におけるセンサ中間部品１から作製される電流センサにおいては、近年、小型化が要求されることが多いため、筐体１４（回路基板１０）への搭載スペースの制約の観点から、コンデンサ１２として、チップ型コンデンサを用いるのが好ましい。

【0024】

ジャンパー線１３は、一端部１３_A側におけるコンデンサ１２に導通される部分及び他端部１３_B側における磁気検出素子１１の電源端子１１_VINに導通される部分が露出し、それ以外の部分が絶縁体で被覆されているものであってもよいし、全体が露出している（絶縁体で被覆されていない）ものであってもよい。

【0025】

コネクタ１６は、接続端子１６_Tを有し、回路基板１０上の配線（不図示）を介して接続端子１６_Tと磁気検出素子１１の後述する各端子とが接続されている。本実施形態におけるセンサ中間部品１において磁気検出素子１１の出力信号の特性を調整する際に、コネクタ１６にプログラミング装置（図示省略）が接続されることで、当該コネクタ１６を介して磁気検出素子１１とプログラミング装置とが接続され、後述する電源端子１１_VINから出力信号の特性を調整するための書き込み信号（プログラミング信号）又は同期信号が磁気検出素子１１に入力され得る。コネクタ１６は、センサ中間部品１においては書き込み信号又は同期信号の入力部として機能し得るが、電流センサにおいては磁気検出素子１１から出力される出力信号の出力部として機能し得る。

【0026】

［センサ中間部品の回路構成］
本実施形態におけるセンサ中間部品１の回路構成について図２を参照して説明する。磁気検出素子１１は、電源端子１１_VIN、接地端子１１_GND及び出力端子１１_VOTを有する。コンデンサ１２は、第１の端子１２_A及び第２の端子１２_Bを有する。ジャンパー線１３は、一端部１３_A及び他端部１３_Bを有する。図２に示されるように、コンデンサ１２の第１の端子１２_Aが接地端子１１_GNDに導通され、ジャンパー線１３の一端部１３_A側に位置する接続部が電源端子１１_VINに導通されているが、ジャンパー線１３の他端部１３_B側に位置する接続部はコンデンサ１２の第２の端子１２_Bに導通されていない。すなわち、センサ中間部品１の回路において、コンデンサ１２は電源端子１１_VINと導通されていない。本実施形態におけるセンサ中間部品１は、電源端子１１_VINと第２の端子１２_Bとが、ジャンパー線１３を介して電気的に接続可能に構成されている。

【0027】

本実施形態においては、上記の通り、コンデンサ１２が電源端子１１_VINに導通されていない。これにより、電源端子１１_VINから入力される書き込み信号又は同期信号の波形がコンデンサ１２の影響により変形するのを防止することができるため、磁気検出素子１１から出力される出力信号の特性をセンサ中間部品１において調整することができる。

【0028】

［ジャンパー線の接続状態］
本実施形態におけるジャンパー線１３の接続状態の詳細について、図３Ａ〜図３Ｄを参照して説明する。回路基板１０には、その厚さ方向に貫通する第１の貫通孔１０_H1と第２の貫通孔１０_H2とが所定の間隔をあけて形成されている。また、回路基板１０の第１面１０_F側における第１の貫通孔１０_H1の開口周縁に、電源端子１１_VINに導通する第１パッド１０_P1が配置され、回路基板１０の第２面１０_R側における第２の貫通孔１０_H2の開口周縁に、第２の端子１２_Bに導通する第２パッド１０_P2が配置されている。

【0029】

ジャンパー線１３の一端部１３_Aが第１の貫通孔１０_H1に挿通され、ジャンパー線１３の一端部１３_A側に位置する接続部が回路基板１０の第１面１０_F側において第１パッド１０_P1に半田ＳＬＤにより電気的に接続されている（図３Ａ及び図３Ｃ参照）。一方で、ジャンパー線１３の他端部１３_Bが第２の貫通孔１０_H2に挿通されているが、ジャンパー線１３の他端部１３_B側に位置する接続部は回路基板１０の第２面１０_R側において第２パッド１０_P2に電気的に接続されていない（図３Ｂ及び図３Ｃ参照）。本実施形態におけるセンサ中間部品１は、電源端子１１_VINと第２の端子１２_Bとが、ジャンパー線１３を介して電気的に接続可能に構成され得る。なお、ジャンパー線１３の一端部１３_A側を第１パッド１０_P1に電気的に接続する方法としては、半田付けに限定されるものではなく、その他公知の方法を用いることができる。

【0030】

本実施形態において、図３Ｃ及び図３Ｄに示されるように、第２パッド１０_P2が第２の貫通孔１０_H2の開口周縁から径方向に離間した位置に設けられている。これにより、第２の貫通孔１０_H2にジャンパー線１３の他端部１３_Bが挿通された状態において、当該他端部１３_B側に位置する接続部が第２パッド１０_P2に短絡してしまうのを防止することができる。なお、第２の貫通孔１０_H2の開口周縁と第２パッド１０_P2との径方向の間隔は、第２の貫通孔１０_H2に挿通されたジャンパー線１３の他端部１３_B側に位置する接続部を第２パッド１０_P2に短絡させ得ない程度であり、かつ磁気検出素子１１の出力信号の特性を調整した後に、当該他端部１３_B側に位置する接続部と第２パッド１０_P2とを半田付け等により容易に接続させ得る程度であればよい。

【0031】

また、図４の側面図で示されるように、本実施形態における回路基板１０を第１筐体１４_Bに収容したときに第１パッド１０_P1（第１の貫通孔１０_H1）及び第２パッド１０_P2（第２の貫通孔１０_H2）が第１筐体１４_Bの開口から突出した位置に存在するように、第１の貫通孔１０_H1及び第２の貫通孔１０_H2が回路基板１０に形成されている。これにより、第２パッド１０_P2が第１筐体１４_Bの開口から突出した位置に存在することになるため、ジャンパー線１３の他端部１３_Bをその他端側において第２パッド１０_P2に半田等により接続し易くすることができる。なお、上記構成に限定されるものではなく、ジャンパー線１３の他端部１３_Bを第２パッド１０_P2に半田等により接続し易くすることができる限りにおいて、例えば回路基板１０が第１筐体１４_Bに収容されたときに、第２パッド１０_P2（第２の貫通孔１０_H2）のみが第１筐体１４_Bの開口から突出した状態で位置するように、第２の貫通孔１０_H2が回路基板１０に形成されていてもよい。また、回路基板１０が第１筐体１４_Bに収容されたときに少なくとも第２パッド１０_P2（第２の貫通孔１０_H2）が第１筐体１４_Bの開口の近傍に位置するように、第２の貫通孔１０_H2が回路基板１０に形成されていてもよい。

【0032】

［センサ］
図５は、本発明の一実施形態に係るセンサの回路構成を概略的に示す回路図であり、図６は、本発明の一実施形態に係るセンサの回路基板を概略的に示す断面図である。本実施形態に係るセンサ１’は、上述したセンサ中間部品１の電源端子１１_VINとコンデンサ１２の第２の端子１２_Bとが、ジャンパー線１３を介して電気的に接続されることにより構成され得る（図５参照）。具体的には、第２の貫通孔１０_H2にジャンパー線１３の他端部１３_Bが挿通された状態で、その他端部１３_B側に位置する接続部が半田ＳＬＤにより第２パッド１０_P2に電気的に接続され、それにより、センサ中間部品１の電源端子１１_VINとコンデンサ１２の第２の端子１２_Bとが、ジャンパー線１３を介して電気的に接続されている。上述したように、センサ中間部品１の状態において、ジャンパー線１３の一端部１３_A側に位置する接続部が電源端子１１_VINに導通されているものの、ジャンパー線１３の他端部１３_B側に位置する接続部はコンデンサ１２の第２の端子１２_Bに導通されていない。また、後述するように、その状態で磁気検出素子１１の出力信号の特性が調整された後、コンデンサ１２の第２の端子１２_Bと電源端子１１_VINとがジャンパー線１３を介して電気的に接続されることで、本実施形態におけるセンサ１’として構成され得る。そのため、本実施形態におけるセンサ１’によれば、安定した特性の信号を出力することができる。

【0033】

［センサの製造方法］
図７は、本発明の一実施形態に係るセンサの製造方法の工程を示すフローチャートである。図８Ａは、図７に示される接続工程において、ジャンパー線の両端部が回路基板の各貫通孔に挿通される前の状態を概略的に示す断面図であり、図８Ｂは、図７に示される接続工程において、ジャンパー線の両端部が回路基板の各貫通孔に挿通され、ジャンパー線の一端側が回路基板の第１面側で半田付けされた後の状態を概略的に示す切断端面図であり、図８Ｃは、図７に示される接続工程において、ジャンパー線の他端側が回路基板の第２面側で半田付けされた状態を概略的に示す切断端面図である。図８Ｄは、本発明の他の実施形態に係るジャンパー線による接続方法を概略的に示す切断端面図である。

【0034】

［回路基板準備工程］
まず、例えば紙フェノールやガラス・エポキシ等で構成された回路基板１０を準備する（ステップＳ１）。回路基板１０の第１面１０_F側には、出力信号の特性を調整可能な磁気検出素子１１と、コンデンサ１２とが実装されている。上述したように、磁気検出素子１１は、電源端子１１_VIN、接地端子１１_GND及び出力端子１１_VOTを有し、コンデンサ１２は第１の端子１２_A及び第２の端子１２_Bを有する（図２参照）。コンデンサ１２の第１端子１２_Aは接地端子１１_GNDに導通されている。回路基板１０には、略コの字状のジャンパー線１３の一端部１３_Aを挿通可能な、厚さ方向に貫通する第１の貫通孔１０_H1と、他端部１３_Bを挿通可能な、厚さ方向に貫通する第２の貫通孔１０_H2とが所定の間隔をあけて形成されている（図８Ａ参照）。回路基板１０の第１面１０_F上における第１の貫通孔１０_H1の開口周縁に、電源端子１１_VINに導通する第１パッド１０_P1が設けられており、第２面１０_R上における第２の貫通孔１０_H2の開口周縁に、第２の端子１２_Bに導通する第２パッド１０_P2が設けられている。第２パッド１０_P2は、第２面１０_R上における第２の貫通孔１０_H2の開口周縁から径方向に離間した位置に設けられている。これにより、第２の貫通孔１０_H2にジャンパー線１３の他端部１３_Bが挿通された状態において、当該他端部１３_B側に位置する接続部が第２パッド１０_P2に短絡してしまうのを防止することができる。

【0035】

ジャンパー線１３の一端部１３_Aが第１の貫通孔１０_H1に挿通され、他端部１３_Bが第２の貫通孔１０_H2に挿通された後、ジャンパー線１３の一端部１３_A側に位置する接続部が第１パッド１０_P1に半田付けにより電気的に接続される（図８Ｂ参照）。このとき、ジャンパー線１３の他端部１３_B側に位置する接続部は第２パッド１０_P2と電気的に接続されない（図８Ｂ参照）。ジャンパー線１３の一端部１３_A側に位置する接続部を第１パッド１０_P1に電気的に接続する方法としては、半田付けに限定されるものではなく、その他公知の接続方法が適宜選択され得る。

【0036】

［調整工程］
次に、コネクタ１６（図１参照）を介して磁気検出素子１１とプログラミング装置（図示省略）とを接続し、電源端子１１_VINから書き込み信号を磁気検出素子１１に入力することで、磁気検出素子１１の出力信号の特性を調整する（ステップＳ２）。なお、上記に限定されるものではなく、コネクタ１６を介して、電源端子１１_VINから同期信号を磁気検出素子１１に入力するとともに、出力端子１１_VOTから書き込み信号を入力することで、磁気検出素子１１の出力信号の特性を調整してもよい。本実施形態においては、上述の通り、出力信号の特性調整時において、コンデンサ１２と電源端子１１_VINとが電気的に接続されていないことで、コンデンサ１２に影響されることなく、出力信号の特性を安定的に調整することができる。

【0037】

［接続工程］
次に、出力信号の特性を調整した後、ジャンパー線１３の他端部１３_B側に位置する接続部と第２パッド１０_P2とを半田付けにより電気的に接続することで（図８Ｃ参照）、コンデンサ１２の第２の端子１２_Bと電源端子１１_VINとを、ジャンパー線１３を介して電気的に接続させる（ステップＳ３）。このとき、上述したように、第２パッド１０_P2（第２の貫通孔１０_H2）側が筐体１４_Bの開口近傍又は当該開口から突出した位置に存在するため、半田付けの作業スペースが確保され接続作業を容易に行うことができる。また、仮に、回路基板準備工程ではなく、本接続工程においてジャンパー線１３を回路基板１０に固定しようとする場合は、ジャンパー線１３の両端部を各貫通孔に挿通した後、ジャンパー線１３を手や冶具等で押さえておく必要がある等、作業が煩雑になってしまう。これに対して、本実施形態においては、上述したとおり、回路基板準備工程においてジャンパー線１３の両端部が各貫通孔に挿通された後、一端部１３_A側に位置する接続部が第１パッド１０_P1に半田付けにより電気的に接続されることで、その接続部分においてジャンパー線１３が回路基板１０に固定される。次いで、調整工程を経た後、本接続工程において、他端部１３_B側に位置する接続部と第２パッド１０_P2とを半田付けにより電気的に接続するだけでよいため、ジャンパー線１３の接続作業が容易になる。本実施形態におけるセンサの製造方法によれば、コンデンサ１２に影響されることなく、磁気検出素子１１の出力信号の特性を安定的に調整することができる。また、本実施形態におけるセンサの製造方法により製造されたセンサ１’は、ノイズ等により瞬間的に出力電圧が変動しても、安定して動作可能である。

【0038】

なお、上記の略コの字状のジャンパー線１３に限定されるものではなく、図８Ｄに示されるような棒状のジャンパー線１３’を用いて、回路基板１０の第１面１０_Fにおける貫通孔１０_H3の開口周縁に設けられた第１パッド１０_P1とジャンパー線１３’の一端部側とを電気的に接続した後、磁気検出素子１１の出力信号の特性を調整し、その後、第２面１０_Rにおける貫通孔１０_H3の開口周縁に設けられた第２パッド１０_P2とジャンパー線１３’の他端部側とを半田付けにより電気的に接続してもよい。この場合、棒状のジャンパー線１３による接続箇所は、回路基板１０とジャンパー線１３との間の熱膨張率の違いにより、使用環境が高温や低温に晒された際、上記接続箇所における半田付けされた部分に熱応力が集中しやすくなる。これに対して、上述した略コの字状のジャンパー線１３によれば、例えば使用環境が高温に晒されることで回路基板１０が膨張し、それによって回路基板１０が厚み方向に変形してしまうような場合でも、回路基板１０の変形に追従するように略コの字状のジャンパー線１３が３次元方向（幅方向、高さ方向、奥行き方向）に容易に変形する。ジャンパー線１３が所望の３次元方向に変形することにより、半田付けされた部分にかかる熱応力が緩和される。その結果、ジャンパー線１３による接続箇所への熱応力の集中が回避され、当該半田付けされた部分の接続信頼性（耐久性）をより向上させることができる。

【0039】

上述した本実施形態に係るセンサの製造方法によれば、磁気検出素子１１の出力信号の特性を調整した後に、コンデンサ１２を電源端子１１_VINに電気的に接続させるため、安定的な特性の信号を出力可能なセンサを、高い歩留まりで製造することができる。

【0040】

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

【0041】

上述した本実施形態においては、磁気検出素子１１を用いて、バスバーＢＢ等の導体を流れる入出力電流を計測する電流センサのセンサ中間部品１の回路構成を例として説明したが、これに限定されるものではない。本実施形態におけるセンサ中間部品１の回路構成は、例えば、磁気検出素子１１を用いて、自動車等におけるステアリングホイール等の回転体の回転位置の検出等を行う角度センサの中間部品の回路構成としても使用され得る。また、磁気検出素子１１を用いた電流センサ等の中間部品１の回路構成に限定されるものではなく、本実施形態におけるセンサ中間部品１の回路構成は、所定の物理量検出素子を用いて、物体の傾き、物体の有無及び動き、物体までの距離、流体の圧力等を計測・判別するセンサの中間部品の回路構成としても使用され得る。物体の傾き等を計測・判別するセンサに用いられる物理量検出素子として、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を使用した半導体方式（静電容量検出方式、ピエゾ抵抗方式、熱検知方式等）の加速度検出素子や、ジャイロセンサ等の角速度検出素子や、フォトダイオード等の光検出素子や、圧電素子等の超音波検出素子や、種々の圧力検出素子等が挙げられる。

【0042】

また、本実施形態においては、出力信号を調整した後、ジャンパー線１３の他端部１３_B側に位置する接続部が第２の貫通孔１０_H2の開口周縁に設けられた第２パッド１０_P2と電気的に接続されることで、コンデンサ１２と磁気検出素子１１の電源端子１１_VINとが導通される。一方、これに代えて、ジャンパー線１３を使用せず、出力信号を調整した後にコンデンサ１２を回路基板１０に取り付ける方法が考えられ得る。但し、センサ１’を小型にするために、筐体１４の容量や回路基板１０の実装面積が相対的に小さくなると、搭載スペースの都合上、通常、チップ型のコンデンサが用いられる。しかし、チップ型コンデンサのような比較的小さいサイズのコンデンサを回路基板１０に後付けする場合に取り付けミス等が生じ、他回路が搭載されている部位等に微小なサイズのコンデンサが入り込むと、他回路における短絡等の電気的な不良を発生させてしまう。電気的な不良が発生したセンサ中間部品は、製品として使用できなくなり、歩留まりが低下してしまう。この点、本実施形態においては、コンデンサ１２が予め取り付けられた回路基板１０において、磁気検出素子１１の出力信号を調整した後に、ジャンパー線１３を介して、コンデンサ１２と磁気検出素子１１の電源端子１１_VINとを導通させることから、チップ型コンデンサのような微小なサイズのコンデンサの取り付けミス等を防止することができる。その結果、歩留まりを向上させることができる。

【符号の説明】

【0043】

１…センサ中間部品
１０…回路基板
１０_F…第１面
１０_R…第２面
１０_H1…第１の貫通孔
１０_H2…第２の貫通孔
１０_P1…第１パッド
１０_P2…第２パッド
１１…磁気検出素子
１１_VIN…電源端子
１１_GND…接地端子
１１_VOT…出力端子
１２…コンデンサ
１２_A…第１の端子
１２_B…第２の端子
１３…ジャンパー線
１３_A…一端部
１３_B…他端部
１４…筐体
１４_B…第１筐体
１４_C…第２筐体

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図8D】