センサ信号処理回路基板
【課題】静電気によるセンサ信号処理ＩＣの破壊が起き難く、小型・低コストのセンサ信号処理回路基板を提供する。
【解決手段】センサとマイコン２０の間に介在させる制御回路１１が設けられたセンサ信号処理ＩＣ１０と、該センサ信号処理ＩＣ１０の出力端子Ｔｏと接地配線の間に挿入されるコンデンサＣとが、回路基板１０１に表面実装されてなるセンサ信号処理回路基板１００であって、回路基板１０１が、２層以上の内部導体層３３〜３６を有してなる多層回路基板であり、接地配線とセンサ信号処理ＩＣ１０の出力端子Ｔｏの間で、内部導体層３３，３４を層間接続して形成されたループ状をなすインダクタＭ１が、コンデンサＣに直列に挿入されてなるセンサ信号処理回路基板１００とする。
【解決手段】センサとマイコン２０の間に介在させる制御回路１１が設けられたセンサ信号処理ＩＣ１０と、該センサ信号処理ＩＣ１０の出力端子Ｔｏと接地配線の間に挿入されるコンデンサＣとが、回路基板１０１に表面実装されてなるセンサ信号処理回路基板１００であって、回路基板１０１が、２層以上の内部導体層３３〜３６を有してなる多層回路基板であり、接地配線とセンサ信号処理ＩＣ１０の出力端子Ｔｏの間で、内部導体層３３，３４を層間接続して形成されたループ状をなすインダクタＭ１が、コンデンサＣに直列に挿入されてなるセンサ信号処理回路基板１００とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサとマイコンの間に介在させる制御回路が設けられたセンサ信号処理ＩＣが表面実装されてなる、センサ信号処理回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
センサとマイコンの間に介在させる制御回路が、例えば、特開２００１−２０７４３号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００３】
図６は、上記制御回路が設けられたセンサ信号処理ＩＣが表面実装されてなる、センサ信号処理回路基板９０を示した図である。図６（ａ）は、センサ信号処理回路基板９０の回路構成の概略を示したブロック図であり、図６（ｂ）は、センサ信号処理回路基板９０の一部を拡大して模式的に示した断面図である。
【０００４】
図６に示すセンサ信号処理回路基板９０は、車載用の電子制御装置（ＥＣＵ、Electronic Control Unit）に用いられ、車に搭載される各種センサから検出されるセンサ信号をマイコンで情報処理し、車の各種の制御に利用するものである。
【０００５】
図６のセンサ信号処理回路基板９０においては、両側の表面にだけ表面導体層３１，３２が形成された両面回路基板９１に、センサ信号処理ＩＣ１０，マイコン２０，コンデンサＣ等が表面実装されている。
【０００６】
センサ信号処理ＩＣ１０には、センサとマイコン２０の間に介在させる制御回路１１が設けられており、入力端子Ｔｉからのセンサ信号をマイコンで利用できる情報に変換して、出力端子Ｔｏからマイコン２０へ送る。また、センサ信号処理ＩＣ１０の出力端子Ｔｏと回路基板９１の接地配線（基板共通グランド）の間に挿入されているコンデンサＣは、センサ信号処理ＩＣ１０において制御回路１１の後段に接続された抵抗Ｒとで、ＲＣフィルタ回路を構成するものである。この抵抗ＲとコンデンサＣで構成されるＲＣフィルタ回路は、特定周波数の信号を取り出したり、ノイズを除去したりするためのものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２０７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図６のセンサ信号処理回路基板９０において、（ａ）に示すセンサ信号処理ＩＣ１０の入力端子Ｔｉと接地端子Ｔｇの間および出力端子Ｔｏと接地端子Ｔｇの間には、それぞれ、当該センサ信号処理ＩＣ１０を静電気から保護するための保護ダイオードＤ１，Ｄ２が挿入されている。従って、例えば（ａ）に示すようにセンサからの入力信号ラインに負の静電気が印加されると、保護ダイオードＤ１に順方向のインパルス（１００ＭＨｚ以上）電流が流れて、制御回路１１の破壊が防止される。
【０００９】
一方、回路基板９１の基板共通グランドに接続するセンサ信号処理ＩＣ１０のリードＬおよびボンディングワイヤＷは、それぞれ、（ａ）に図示したインダクタ成分を持っている。従って、上記した静電気によるインパルス電流が大きい場合には、リードＬやボンディングワイヤＷのインダクタ成分で図中のノードＮ１が負電位となる。コンデンサＣはインパルスに対してショート状態のため、上記のようにノードＮ１が負電位となって、保護ダイオードＤ２にかかる電圧が耐圧を超えると、保護ダイオードＤ２が破壊してしまう。
【００１０】
上記問題を解決するためには、例えば保護ダイオードＤ２を高耐圧化する方法や、より高度な静電気保護回路を導入する方法がある。しかしながら、これらの対策では、製造コストが増大すると共に、回路基板が大型化してしまう。
【００１１】
そこで本発明は、センサとマイコンの間に介在させる制御回路が設けられたセンサ信号処理ＩＣが回路基板に表面実装されてなるセンサ信号処理回路基板であって、静電気によるセンサ信号処理ＩＣの破壊が起き難く、小型・低コストのセンサ信号処理回路基板を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、センサとマイコンの間に介在させる制御回路が設けられたセンサ信号処理ＩＣと、該センサ信号処理ＩＣの出力端子と接地配線または電源配線のいずれか一方の間に挿入されるコンデンサとが、回路基板に表面実装されてなるセンサ信号処理回路基板であって、前記回路基板が、２層以上の内部導体層を有してなる多層回路基板であり、前記接地配線または電源配線のいずれか一方と前記センサ信号処理ＩＣの出力端子の間で、前記内部導体層を層間接続して形成されたループ状をなすインダクタが、前記コンデンサに直列に挿入されてなることを特徴としている。
【００１３】
上記センサ信号処理回路基板においては、センサ信号処理ＩＣの出力端子と接地配線または電源配線のいずれか一方の間に挿入されるＲＣフィルタを構成するためのコンデンサと直列に、インダクタが挿入されている。該インダクタは、前記コンデンサからセンサ信号処理ＩＣに向かって流れようとするインパルス電流を抑制するものである。これによって、センサからの入力信号ラインに静電気が印加された時、センサ信号処理ＩＣのリードやボンディングワイヤがインダクタ成分を持っている場合であっても、該センサ信号処理ＩＣの破壊を起き難くすることができる。
【００１４】
また、上記センサ信号処理回路基板には、２層以上の内部導体層を有してなる多層回路基板が用いられている。該多層回路基板は、両側の表面にだけ表面導体層が形成された両面回路基板に較べて、配線密度と電子部品の実装密度を上げることができ、小型化が可能である。さらに、上記センサ信号処理回路基板においては、上記したコンデンサと直列に挿入されるインダクタが、内部導体層を層間接続して、ループ状をなすように形成されている。該インダクタは、例えば表面導体層の一層だけでインダクタを形成する場合に較べて基板占有面積が小さく、またチップ部品からなるインダクタを用いる場合のように基板表面の実装部品が追加されることもない。従って、該インダクタを付加することによって、回路基板が大型化したり、製造コストが増大したりすることもない。
【００１５】
以上のようにして、上記センサ信号処理回路基板は、センサとマイコンの間に介在させる制御回路が設けられたセンサ信号処理ＩＣが回路基板に表面実装されてなるセンサ信号処理回路基板であって、静電気によるセンサ信号処理ＩＣの破壊が起き難く、小型・低コストのセンサ信号処理回路基板とすることができる。
【００１６】
上記センサ信号処理回路基板は、請求項２に記載のように、前記センサ信号処理ＩＣにおいて、入力端子と接地端子の間および出力端子と接地端子の間、または入力端子と電源端子の間および出力端子と電源端子の間の少なくとも一方に、それぞれ、保護ダイオードが挿入されてなる場合にも効果的である。
【００１７】
センサ信号処理ＩＣの静電気破壊対策として上記のように保護ダイオードを入れた場合にもおいても、センサ信号処理ＩＣのリードやボンディングワイヤがインダクタ成分を持っていると、出力端子側に挿入した保護ダイオードに電圧がかかり、その電圧が耐圧を超えると保護ダイオードが破壊してしまう。この場合にも、上記インダクタが、コンデンサからセンサ信号処理ＩＣに向かって流れようとするインパルス電流を抑制し、保護ダイオードにかかる電圧を耐圧以下として、破壊に至らないようすることができる。
【００１８】
上記センサ信号処理回路基板は、請求項３に記載のように、前記センサ信号処理ＩＣと前記コンデンサが、前記多層回路基板の同じ側の表面に実装され、前記インダクタが、前記センサ信号処理ＩＣと前記コンデンサが実装される表面に最も近い厚さ方向において隣り合った内部導体層を層間接続して形成されてなる構成とすることが好ましい。これによれば、センサ信号処理ＩＣ、コンデンサおよびインダクタの各接続配線を短くできるため、接続配線によるインダクタ成分を無視することができ、インダクタの設計が容易になると共に、他の配線パターン等への影響も小さくすることができる。
【００１９】
また、上記センサ信号処理回路基板は、請求項４に記載のように、前記多層回路基板が、３層以上の内部導体層を有してなり、前記インダクタが、厚さ方向において隣り合わない内部導体層を層間接続して形成され、前記インダクタの内側に、前記隣り合わない内部導体層の中間の内部導体層が配置されてなる構成とすることもできる。これによれば、上記インダクタの内側に配置される中間の内部導体層が透磁率を上げるように作用するため、当該インダクタのインダクタンス値を大きくすることができ、インパルス電流の抑制効果も高めることができる。
【００２０】
また、上記センサ信号処理回路基板は、請求項５に記載のように、前記センサ信号処理ＩＣと前記コンデンサが、前記多層回路基板の異なる側の表面に実装され、前記インダクタが、前記コンデンサが実装される側の表面に最も近い厚さ方向において隣り合った内部導体層を層間接続して形成されてなるように構成してもよい。これによれば、センサ信号処理ＩＣとコンデンサが多層回路基板の異なる側の表面に実装されるため、例えばセンサ信号処理ＩＣ周りの配線パターンが混み合う場合であっても、センサ信号処理ＩＣとコンデンサの接続配線を短くすることができる。また、コンデンサが実装される側の表面に最も近い厚さ方向において隣り合った内部導体層を層間接続してインダクタが形成されているため、コンデンサとインダクタの接続配線も短くすることができる。従って、該接続配線によるインダクタ成分を無視することができ、インダクタの設計が容易になると共に、他の配線パターン等への影響も小さくすることができる。
【００２１】
センサ信号処理ＩＣ周りの配線パターンは、一般的に、複雑で混み合った状態となり易い。従ってそれらと干渉しないよう、上記センサ信号処理回路基板においては、請求項６に記載のように、前記インダクタが、前記センサ信号処理ＩＣの直下に掛からないように配置されてなることが好ましい。
【００２２】
上記センサ信号処理回路基板において、内部導体層を層間接続して形成されたループ状をなすインダクタの巻き数は、１より小さくてもよい。また、インダクタンス値を大きくするため、請求項７に記載のように、前記インダクタが、一巻き以上のループをなすコイル状であるようにしてもよい。
【００２３】
以上のようにして、上記センサ信号処理回路基板は、センサとマイコンの間に介在させる制御回路が設けられたセンサ信号処理ＩＣが回路基板に表面実装されてなるセンサ信号処理回路基板であって、静電気によるセンサ信号処理ＩＣの破壊が起き難く、小型・低コストのセンサ信号処理回路基板とすることができる。
【００２４】
従って、上記センサ信号処理回路基板は、請求項８に記載のように、静電気やノイズレベルの高い過酷な環境で使用される、車載用の電子制御装置に用いられて好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るセンサ信号処理回路基板の一例を示す図で、（ａ）は、センサ信号処理回路基板１００の回路構成の概略を示したブロック図であり、（ｂ）は、センサ信号処理回路基板１００の一部を拡大して模式的に示した断面図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、それぞれ、図１（ｂ）に示す内部導体層３３，３４を接続導体４０で層間接続してループ状をなすようにして形成した、インダクタＭ１ａ，Ｍ１ｂの模式的な上面図である。
【図３】別の例を示す図で、センサ信号処理回路基板１１０の一部を拡大して模式的に示した断面図である。
【図４】別の例を示す図で、センサ信号処理回路基板１２０の一部を拡大して模式的に示した断面図である。
【図５】別の例を示す図で、センサ信号処理回路基板１３０の回路構成の概略を示したブロック図である。
【図６】従来のセンサ信号処理回路基板９０を示した図である。（ａ）は、センサ信号処理回路基板９０の回路構成の概略を示したブロック図であり、（ｂ）は、センサ信号処理回路基板９０の一部を拡大して模式的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための形態を、図に基づいて説明する。
【００２７】
図１は、本発明に係るセンサ信号処理回路基板の一例を示す図で、図１（ａ）は、センサ信号処理回路基板１００の回路構成の概略を示したブロック図であり、図１（ｂ）は、センサ信号処理回路基板１００の一部を拡大して模式的に示した断面図である。尚、図１に示すセンサ信号処理回路基板１００において、図６に示したセンサ信号処理回路基板９０と同様の部分については、同じ符号を付した。
【００２８】
図１に示すセンサ信号処理回路基板１００も、図６に示したセンサ信号処理回路基板９０と同様に、車載用の電子制御装置（ＥＣＵ、Electronic Control Unit）に用いられ、車に搭載される各種センサから検出されるセンサ信号をマイコンで情報処理し、車の各種の制御に利用するものである。
【００２９】
一方、図６のセンサ信号処理回路基板９０においては、両側の表面に表面導体層３１，３２が形成された両面回路基板９１が用いられていた。これに対して、図１のセンサ信号処理回路基板１００においては、両側の表面に形成された表面導体層３１，３２だけでなく、２層以上の内部導体層３３〜３６を有してなる多層回路基板１０１が用いられ、該多層回路基板１０１に、センサ信号処理ＩＣ１０，マイコン２０，コンデンサＣが表面実装されている。
【００３０】
図１のセンサ信号処理ＩＣ１０は、図６に示したそれと同じもので、センサとマイコン２０の間に介在させる制御回路１１が設けられており、入力端子Ｔｉからのセンサ信号をマイコンで利用できる情報に変換して、出力端子Ｔｏからマイコン２０へ送る。また、入力端子Ｔｉと接地端子Ｔｇの間および出力端子Ｔｏと接地端子Ｔｇの間には、それぞれ、当該センサ信号処理ＩＣ１０を静電気から保護するための保護ダイオードＤ１，Ｄ２が挿入されている。これによって、例えばセンサからの入力信号ラインに負の静電気が印加されると、保護ダイオードＤ１に順方向のインパルス（１００ＭＨｚ以上）電流が流れて、制御回路１１の破壊が防止される。
【００３１】
また、図１のセンサ信号処理回路基板１００において、センサ信号処理ＩＣ１０の出力端子Ｔｏと多層回路基板１０１の接地配線（基板共通グランド）の間に挿入されているコンデンサＣも、図６に示したそれと同じもので、センサ信号処理ＩＣ１０において制御回路１１の後段に接続された抵抗Ｒとで、ＲＣフィルタ回路を構成するものである。この抵抗ＲとコンデンサＣで構成されるＲＣフィルタ回路で、特定周波数の信号を取り出したり、ノイズを除去したりする。
【００３２】
一方、図１のセンサ信号処理回路基板１００においては、図６に示したセンサ信号処理回路基板９０と異なり、図１（ａ）に示すように、センサ信号処理ＩＣ１０の出力端子Ｔｏと多層回路基板１０１の接地配線の間で、インダクタＭ１が、コンデンサＣに直列に挿入されている。尚、図１（ａ）ではインダクタＭ１が図中のノードＮ２とコンデンサＣの間に挿入されているが、インダクタＭ１の挿入位置は、センサ信号処理ＩＣ１０の出力端子ＴｏとノードＮ２の間、あるいはコンデンサＣと多層回路基板１０１の接地配線の間であってもよい。該インダクタＭ１は、図１（ｂ）に示すように、内部導体層３３，３４を接続導体４０で層間接続して、ループ状をなすように形成されている。
【００３３】
以上のように、図１に示すセンサ信号処理回路基板１００においては、センサ信号処理ＩＣ１０の出力端子Ｔｏと接地配線の間に挿入されるＲＣフィルタを構成するためのコンデンサＣと直列に、インダクタＭ１が挿入されている。該インダクタＭ１は、コンデンサＣからセンサ信号処理ＩＣ１０に向かって流れようとするインパルス電流を抑制するものである。これによって、センサからの入力信号ラインに静電気が印加された時、センサ信号処理ＩＣ１０のリードＬやボンディングワイヤＷがインダクタ成分を持っている場合であっても、該センサ信号処理ＩＣ１０の破壊を起き難くすることができる。
【００３４】
上記インダクタＭ１によるインパルス電流の抑制効果は、入出力端子に保護ダイオードが配置されていないセンサ信号処理ＩＣは言うまでもなく、図１（ａ）に示すセンサ信号処理ＩＣ１０のように、入力端子Ｔｉと接地端子Ｔｇの間および出力端子Ｔｏと接地端子Ｔｇの間に、それぞれ、保護ダイオードＤ１、Ｄ２が挿入されてなる場合にも効果的である。センサ信号処理ＩＣの静電気破壊対策として、図１（ａ）のように保護ダイオードＤ１、Ｄ２を入れた場合にもおいても、センサ信号処理ＩＣ１０のリードＬやボンディングワイヤＷがインダクタ成分を持っていると、出力端子Ｔｏ側に挿入した保護ダイオードＤ２に電圧がかかり、その電圧が耐圧を超えると保護ダイオードＤ２が破壊してしまう。この場合にも、インダクタＭ１が、コンデンサＣからセンサ信号処理ＩＣ１０に向かって流れようとするインパルス電流を抑制し、保護ダイオードＤ２にかかる電圧を耐圧以下として、破壊に至らないようすることができる。
【００３５】
また、図１に示すセンサ信号処理回路基板１００には、２層以上の内部導体層３３〜３６を有してなる多層回路基板１０１が用いられている。該多層回路基板１０１は、図６の両側の表面にだけ表面導体層３１，３２が形成された両面回路基板９１に較べて、配線密度と電子部品の実装密度を上げることができ、小型化が可能である。さらに、図１のセンサ信号処理回路基板１００においては、上記したコンデンサＣと直列に挿入されるインダクタＭ１が、内部導体層３３，３４を接続導体４０で層間接続して、ループ状をなすように形成されている。該インダクタＭ１は、例えば表面導体層３１の一層だけでインダクタを形成する場合に較べて基板占有面積が小さく、またチップ部品からなるインダクタを用いる場合のように基板表面の実装部品が追加されることもない。従って、該インダクタＭ１を付加することによって、回路基板が大型化したり、製造コストが増大したりすることもない。
【００３６】
以上のようにして、図１に示すセンサ信号処理回路基板１００は、センサとマイコン２０の間に介在させる制御回路１１が設けられたセンサ信号処理ＩＣ１０が回路基板に表面実装されてなるセンサ信号処理回路基板であって、静電気によるセンサ信号処理ＩＣ１０の破壊が起き難く、小型・低コストのセンサ信号処理回路基板とすることができる。
【００３７】
次に、図１に示すセンサ信号処理回路基板１００の細部について、より詳細に説明する。
【００３８】
図２（ａ），（ｂ）は、それぞれ、図１（ｂ）に示す内部導体層３３，３４を接続導体４０で層間接続してループ状をなすようにして形成した、インダクタＭ１ａ，Ｍ１ｂの模式的な上面図である。図２（ａ）のインダクタＭ１ａは、巻き数が１より小さいループをなしており、図２（ｂ）のインダクタＭ１ｂは、一巻き以上のループをなすコイル状に形成されている。図１のセンサ信号処理回路基板１００において、センサ信号処理ＩＣ１０の静電気破壊を防止するために必要なインダクタＭ１のインダクタンス値は、概ね数ｎＨ（ナノヘンリー）〜数十ｎＨである。図１のセンサ信号処理回路基板１００におけるインダクタＭ１は、必要なインダクタンス値に合わせて、図２（ａ），（ｂ）に示すインダクタＭ１ａ，Ｍ１ｂのいずれのタイプであってもよい。例えば、図２（ａ）の巻き数が１より小さいインダクタＭ１ａで上記インダクタンス値を確保しようとすると、図１（ｂ）に示す長さｄ１は、概ね１０ｍｍ以上となる。従って、大きなインダクタンス値が必要で、図１（ｂ）に示す長さｄ１が確保できない場合には、図２（ｂ）に示す一巻き以上のループをなすコイル状に形成されたインダクタＭ１ｂのタイプを採用するとよい。
【００３９】
また、図１のセンサ信号処理回路基板１００においては、図１（ｂ）に示すように、センサ信号処理ＩＣ１０とコンデンサＣが、多層回路基板１０１の同じ側の表面に実装されている。そして、インダクタＭ１は、センサ信号処理ＩＣ１０とコンデンサＣが実装される表面に最も近い厚さ方向において隣り合った内部導体層３３，３４を接続導体４０で層間接続して形成された構成となっている。これによれば、センサ信号処理ＩＣ１０、コンデンサＣおよびインダクタＭ１の各接続配線を短くできる。このため、該接続配線によるインダクタ成分を無視することができ、インダクタＭ１の設計が容易になると共に、他の配線パターン等への影響も小さくすることができる。
【００４０】
尚、センサ信号処理ＩＣ１０周りの配線パターンは、一般的に、複雑で混み合った状態となり易い。従ってそれらと干渉しないよう、図１（ｂ）に示すように、インダクタＭ１が、センサ信号処理ＩＣ１０の直下に掛からないように配置されることが好ましい。これは、次に例示するインダクタについても、同様である。
【００４１】
図３と図４は、別の例を示す図で、それぞれ、センサ信号処理回路基板１１０とセンサ信号処理回路基板１２０の一部を拡大して模式的に示した断面図である。尚、図３と図４に示すセンサ信号処理回路基板１１０，１２０において、図１（ｂ）に示したセンサ信号処理回路基板１００と同様の部分については、同じ符号を付した。
【００４２】
図３に示すセンサ信号処理回路基板１１０には、３層以上の内部導体層を有してなる多層回路基板１１１が用いられている。そして、図３のセンサ信号処理回路基板１１０においては、図１（ａ）のインダクタＭ１に相当するインダクタＭ２が、厚さ方向において隣り合わない内部導体層３３，３５を接続導体４０で層間接続して形成され、インダクタＭ２の内側に、前記隣り合わない内部導体層３３，３５の中間の内部導体層３４が配置された構成となっている。これによれば、上記インダクタＭ２の内側に配置される中間の内部導体層３４が透磁率を上げるように作用するため、当該インダクタＭ２のインダクタンス値を大きくすることができ、インパルス電流の抑制効果も高めることができる。
【００４３】
また、図４に示すセンサ信号処理回路基板１２０においては、センサ信号処理ＩＣ１０とコンデンサＣが、多層回路基板１２１の異なる側の表面に実装されている。そして、図１（ａ）のインダクタＭ１に相当するインダクタＭ３が、コンデンサＣが実装される側の表面に最も近い厚さ方向において隣り合った内部導体層３５，３６を接続導体４０で層間接続して形成された構成となっている。これによれば、センサ信号処理ＩＣ１０とコンデンサＣが多層回路基板１２１の異なる側の表面に実装されるため、例えばセンサ信号処理ＩＣ１０周りの配線パターンが混み合う場合であっても、センサ信号処理ＩＣ１０とコンデンサＣの接続配線を短くすることができる。また、コンデンサＣが実装される側の表面に最も近い厚さ方向において隣り合った内部導体層３５，３６を接続導体４０で層間接続してインダクタＭ３が形成されているため、コンデンサＣとインダクタＭ３の接続配線も短くすることができる。従って、該接続配線によるインダクタ成分を無視することができ、インダクタの設計が容易になると共に、他の配線パターン等への影響も小さくすることができる。
【００４４】
図５も、別の例を示す図で、センサ信号処理回路基板１３０の回路構成の概略を示したブロック図である。尚、図５に示すセンサ信号処理回路基板１３０において、図１（ａ）に示したセンサ信号処理回路基板１００と同様の部分については、同じ符号を付した。
【００４５】
図１（ａ）のセンサ信号処理回路基板１００では、抵抗Ｒと共にＲＣフィルタ回路を構成するコンデンサＣが、センサ信号処理ＩＣ１０の出力端子Ｔｏと多層回路基板１０１の接地配線（基板共通グランド）の間に挿入されていた。そして、インダクタＭ１が、該コンデンサＣに直列になるように、センサ信号処理ＩＣ１０の出力端子Ｔｏと多層回路基板１０１の接地配線の間で挿入されていた。
【００４６】
一方、図５に示すセンサ信号処理回路基板１３０においては、抵抗Ｒと共にＲＣフィルタ回路を構成するコンデンサＣａが、センサ信号処理ＩＣ１０ａの出力端子Ｔｏと多層回路基板１３１の電源配線（基板共通電源）の間に挿入されている。そして、インダクタＭ４が、該コンデンサＣａに直列になるように、センサ信号処理ＩＣ１０ａの出力端子Ｔｏと多層回路基板１３１の電源配線の間で挿入されている。また、センサ信号処理ＩＣ１０ａにおいては、電源配線側の入力端子Ｔｉと電源端子Ｔｄの間および出力端子Ｔｏと電源端子Ｔｄの間にも、それぞれ、当該センサ信号処理ＩＣ１０ａを静電気から保護するための保護ダイオードＤ３，Ｄ４が挿入されている。
【００４７】
図５のセンサ信号処理回路基板１３０におけるインダクタＭ４は、図中のノードＮ３とコンデンサＣａの間に挿入されているが、インダクタＭ４の挿入位置は、センサ信号処理ＩＣ１０ａの出力端子ＴｏとノードＮ３の間、あるいはコンデンサＣａと多層回路基板１３１の電源配線（基板共通電源）の間であってもよい。そして、図５のセンサ信号処理回路基板１３０におけるインダクタＭ４も、図１のセンサ信号処理回路基板１００におけるインダクタＭ１と同様に、多層回路基板１３１の内部導体層を接続導体で層間接続して、ループ状をなすように形成する。
【００４８】
図５のセンサ信号処理回路基板１３０におけるインダクタＭ４も、コンデンサＣａからセンサ信号処理ＩＣ１０ａに向かって流れようとするインパルス電流を抑制できることは言うまでもない。これによって、センサからの入力信号ラインに静電気が印加された時、センサ信号処理ＩＣ１０ａのリードＬａやボンディングワイヤＷａがインダクタ成分を持っている場合であっても、該センサ信号処理ＩＣ１０ａの破壊を起き難くすることができる。また、上記インダクタＭ４によるインパルス電流の抑制効果は、入出力端子に保護ダイオードが配置されていないセンサ信号処理ＩＣは言うまでもなく、図５に示すセンサ信号処理ＩＣ１０ａのように、入力端子Ｔｉと電源端子Ｔｄの間および出力端子Ｔｏと電源端子Ｔｄの間に、それぞれ、保護ダイオードＤ３、Ｄ４が挿入されている場合にも効果的である。この場合にも、インダクタＭ４が、コンデンサＣａからセンサ信号処理ＩＣ１０ａに向かって流れようとするインパルス電流を抑制し、保護ダイオードＤ４にかかる電圧を耐圧以下として、破壊に至らないようすることができる。
【００４９】
以上のようにして、図１〜図５で例示したセンサ信号処理回路基板１００，１１０，１２０，１３０は、いずれもセンサとマイコン２０の間に介在させる制御回路１１が設けられたセンサ信号処理ＩＣ１０，１０ａが回路基板１０１，１１１，１２１，１３１に表面実装されてなるセンサ信号処理回路基板であって、静電気によるセンサ信号処理ＩＣ１０，１０ａの破壊が起き難く、小型・低コストのセンサ信号処理回路基板とすることができる。
【００５０】
従って、上記センサ信号処理回路基板は、静電気やノイズレベルの高い過酷な環境で使用される、車載用の電子制御装置に用いられて好適である。
【符号の説明】
【００５１】
９０，１００，１１０，１２０，１３０ センサ信号処理回路基板
１０１，１１１，１２１，１３１ 多層回路基板
３１，３２ 表面導体層
３３〜３６ 内部導体層
４０ 接続導体
１０，１０ａ センサ信号処理ＩＣ
１１ 制御回路
Ｄ１〜Ｄ４ 保護ダイオード
２０ マイコン
Ｃ，Ｃａ コンデンサ
Ｍ１〜Ｍ４，Ｍ１ａ，Ｍ１ｂ インダクタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサとマイコンの間に介在させる制御回路が設けられたセンサ信号処理ＩＣが表面実装されてなる、センサ信号処理回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
センサとマイコンの間に介在させる制御回路が、例えば、特開２００１−２０７４３号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００３】
図６は、上記制御回路が設けられたセンサ信号処理ＩＣが表面実装されてなる、センサ信号処理回路基板９０を示した図である。図６（ａ）は、センサ信号処理回路基板９０の回路構成の概略を示したブロック図であり、図６（ｂ）は、センサ信号処理回路基板９０の一部を拡大して模式的に示した断面図である。
【０００４】
図６に示すセンサ信号処理回路基板９０は、車載用の電子制御装置（ＥＣＵ、Electronic Control Unit）に用いられ、車に搭載される各種センサから検出されるセンサ信号をマイコンで情報処理し、車の各種の制御に利用するものである。
【０００５】
図６のセンサ信号処理回路基板９０においては、両側の表面にだけ表面導体層３１，３２が形成された両面回路基板９１に、センサ信号処理ＩＣ１０，マイコン２０，コンデンサＣ等が表面実装されている。
【０００６】
センサ信号処理ＩＣ１０には、センサとマイコン２０の間に介在させる制御回路１１が設けられており、入力端子Ｔｉからのセンサ信号をマイコンで利用できる情報に変換して、出力端子Ｔｏからマイコン２０へ送る。また、センサ信号処理ＩＣ１０の出力端子Ｔｏと回路基板９１の接地配線（基板共通グランド）の間に挿入されているコンデンサＣは、センサ信号処理ＩＣ１０において制御回路１１の後段に接続された抵抗Ｒとで、ＲＣフィルタ回路を構成するものである。この抵抗ＲとコンデンサＣで構成されるＲＣフィルタ回路は、特定周波数の信号を取り出したり、ノイズを除去したりするためのものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２０７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図６のセンサ信号処理回路基板９０において、（ａ）に示すセンサ信号処理ＩＣ１０の入力端子Ｔｉと接地端子Ｔｇの間および出力端子Ｔｏと接地端子Ｔｇの間には、それぞれ、当該センサ信号処理ＩＣ１０を静電気から保護するための保護ダイオードＤ１，Ｄ２が挿入されている。従って、例えば（ａ）に示すようにセンサからの入力信号ラインに負の静電気が印加されると、保護ダイオードＤ１に順方向のインパルス（１００ＭＨｚ以上）電流が流れて、制御回路１１の破壊が防止される。
【０００９】
一方、回路基板９１の基板共通グランドに接続するセンサ信号処理ＩＣ１０のリードＬおよびボンディングワイヤＷは、それぞれ、（ａ）に図示したインダクタ成分を持っている。従って、上記した静電気によるインパルス電流が大きい場合には、リードＬやボンディングワイヤＷのインダクタ成分で図中のノードＮ１が負電位となる。コンデンサＣはインパルスに対してショート状態のため、上記のようにノードＮ１が負電位となって、保護ダイオードＤ２にかかる電圧が耐圧を超えると、保護ダイオードＤ２が破壊してしまう。
【００１０】
上記問題を解決するためには、例えば保護ダイオードＤ２を高耐圧化する方法や、より高度な静電気保護回路を導入する方法がある。しかしながら、これらの対策では、製造コストが増大すると共に、回路基板が大型化してしまう。
【００１１】
そこで本発明は、センサとマイコンの間に介在させる制御回路が設けられたセンサ信号処理ＩＣが回路基板に表面実装されてなるセンサ信号処理回路基板であって、静電気によるセンサ信号処理ＩＣの破壊が起き難く、小型・低コストのセンサ信号処理回路基板を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、センサとマイコンの間に介在させる制御回路が設けられたセンサ信号処理ＩＣと、該センサ信号処理ＩＣの出力端子と接地配線または電源配線のいずれか一方の間に挿入されるコンデンサとが、回路基板に表面実装されてなるセンサ信号処理回路基板であって、前記回路基板が、２層以上の内部導体層を有してなる多層回路基板であり、前記接地配線または電源配線のいずれか一方と前記センサ信号処理ＩＣの出力端子の間で、前記内部導体層を層間接続して形成されたループ状をなすインダクタが、前記コンデンサに直列に挿入されてなることを特徴としている。
【００１３】
上記センサ信号処理回路基板においては、センサ信号処理ＩＣの出力端子と接地配線または電源配線のいずれか一方の間に挿入されるＲＣフィルタを構成するためのコンデンサと直列に、インダクタが挿入されている。該インダクタは、前記コンデンサからセンサ信号処理ＩＣに向かって流れようとするインパルス電流を抑制するものである。これによって、センサからの入力信号ラインに静電気が印加された時、センサ信号処理ＩＣのリードやボンディングワイヤがインダクタ成分を持っている場合であっても、該センサ信号処理ＩＣの破壊を起き難くすることができる。
【００１４】
また、上記センサ信号処理回路基板には、２層以上の内部導体層を有してなる多層回路基板が用いられている。該多層回路基板は、両側の表面にだけ表面導体層が形成された両面回路基板に較べて、配線密度と電子部品の実装密度を上げることができ、小型化が可能である。さらに、上記センサ信号処理回路基板においては、上記したコンデンサと直列に挿入されるインダクタが、内部導体層を層間接続して、ループ状をなすように形成されている。該インダクタは、例えば表面導体層の一層だけでインダクタを形成する場合に較べて基板占有面積が小さく、またチップ部品からなるインダクタを用いる場合のように基板表面の実装部品が追加されることもない。従って、該インダクタを付加することによって、回路基板が大型化したり、製造コストが増大したりすることもない。
【００１５】
以上のようにして、上記センサ信号処理回路基板は、センサとマイコンの間に介在させる制御回路が設けられたセンサ信号処理ＩＣが回路基板に表面実装されてなるセンサ信号処理回路基板であって、静電気によるセンサ信号処理ＩＣの破壊が起き難く、小型・低コストのセンサ信号処理回路基板とすることができる。
【００１６】
上記センサ信号処理回路基板は、請求項２に記載のように、前記センサ信号処理ＩＣにおいて、入力端子と接地端子の間および出力端子と接地端子の間、または入力端子と電源端子の間および出力端子と電源端子の間の少なくとも一方に、それぞれ、保護ダイオードが挿入されてなる場合にも効果的である。
【００１７】
センサ信号処理ＩＣの静電気破壊対策として上記のように保護ダイオードを入れた場合にもおいても、センサ信号処理ＩＣのリードやボンディングワイヤがインダクタ成分を持っていると、出力端子側に挿入した保護ダイオードに電圧がかかり、その電圧が耐圧を超えると保護ダイオードが破壊してしまう。この場合にも、上記インダクタが、コンデンサからセンサ信号処理ＩＣに向かって流れようとするインパルス電流を抑制し、保護ダイオードにかかる電圧を耐圧以下として、破壊に至らないようすることができる。
【００１８】
上記センサ信号処理回路基板は、請求項３に記載のように、前記センサ信号処理ＩＣと前記コンデンサが、前記多層回路基板の同じ側の表面に実装され、前記インダクタが、前記センサ信号処理ＩＣと前記コンデンサが実装される表面に最も近い厚さ方向において隣り合った内部導体層を層間接続して形成されてなる構成とすることが好ましい。これによれば、センサ信号処理ＩＣ、コンデンサおよびインダクタの各接続配線を短くできるため、接続配線によるインダクタ成分を無視することができ、インダクタの設計が容易になると共に、他の配線パターン等への影響も小さくすることができる。
【００１９】
また、上記センサ信号処理回路基板は、請求項４に記載のように、前記多層回路基板が、３層以上の内部導体層を有してなり、前記インダクタが、厚さ方向において隣り合わない内部導体層を層間接続して形成され、前記インダクタの内側に、前記隣り合わない内部導体層の中間の内部導体層が配置されてなる構成とすることもできる。これによれば、上記インダクタの内側に配置される中間の内部導体層が透磁率を上げるように作用するため、当該インダクタのインダクタンス値を大きくすることができ、インパルス電流の抑制効果も高めることができる。
【００２０】
また、上記センサ信号処理回路基板は、請求項５に記載のように、前記センサ信号処理ＩＣと前記コンデンサが、前記多層回路基板の異なる側の表面に実装され、前記インダクタが、前記コンデンサが実装される側の表面に最も近い厚さ方向において隣り合った内部導体層を層間接続して形成されてなるように構成してもよい。これによれば、センサ信号処理ＩＣとコンデンサが多層回路基板の異なる側の表面に実装されるため、例えばセンサ信号処理ＩＣ周りの配線パターンが混み合う場合であっても、センサ信号処理ＩＣとコンデンサの接続配線を短くすることができる。また、コンデンサが実装される側の表面に最も近い厚さ方向において隣り合った内部導体層を層間接続してインダクタが形成されているため、コンデンサとインダクタの接続配線も短くすることができる。従って、該接続配線によるインダクタ成分を無視することができ、インダクタの設計が容易になると共に、他の配線パターン等への影響も小さくすることができる。
【００２１】
センサ信号処理ＩＣ周りの配線パターンは、一般的に、複雑で混み合った状態となり易い。従ってそれらと干渉しないよう、上記センサ信号処理回路基板においては、請求項６に記載のように、前記インダクタが、前記センサ信号処理ＩＣの直下に掛からないように配置されてなることが好ましい。
【００２２】
上記センサ信号処理回路基板において、内部導体層を層間接続して形成されたループ状をなすインダクタの巻き数は、１より小さくてもよい。また、インダクタンス値を大きくするため、請求項７に記載のように、前記インダクタが、一巻き以上のループをなすコイル状であるようにしてもよい。
【００２３】
以上のようにして、上記センサ信号処理回路基板は、センサとマイコンの間に介在させる制御回路が設けられたセンサ信号処理ＩＣが回路基板に表面実装されてなるセンサ信号処理回路基板であって、静電気によるセンサ信号処理ＩＣの破壊が起き難く、小型・低コストのセンサ信号処理回路基板とすることができる。
【００２４】
従って、上記センサ信号処理回路基板は、請求項８に記載のように、静電気やノイズレベルの高い過酷な環境で使用される、車載用の電子制御装置に用いられて好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るセンサ信号処理回路基板の一例を示す図で、（ａ）は、センサ信号処理回路基板１００の回路構成の概略を示したブロック図であり、（ｂ）は、センサ信号処理回路基板１００の一部を拡大して模式的に示した断面図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、それぞれ、図１（ｂ）に示す内部導体層３３，３４を接続導体４０で層間接続してループ状をなすようにして形成した、インダクタＭ１ａ，Ｍ１ｂの模式的な上面図である。
【図３】別の例を示す図で、センサ信号処理回路基板１１０の一部を拡大して模式的に示した断面図である。
【図４】別の例を示す図で、センサ信号処理回路基板１２０の一部を拡大して模式的に示した断面図である。
【図５】別の例を示す図で、センサ信号処理回路基板１３０の回路構成の概略を示したブロック図である。
【図６】従来のセンサ信号処理回路基板９０を示した図である。（ａ）は、センサ信号処理回路基板９０の回路構成の概略を示したブロック図であり、（ｂ）は、センサ信号処理回路基板９０の一部を拡大して模式的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための形態を、図に基づいて説明する。
【００２７】
図１は、本発明に係るセンサ信号処理回路基板の一例を示す図で、図１（ａ）は、センサ信号処理回路基板１００の回路構成の概略を示したブロック図であり、図１（ｂ）は、センサ信号処理回路基板１００の一部を拡大して模式的に示した断面図である。尚、図１に示すセンサ信号処理回路基板１００において、図６に示したセンサ信号処理回路基板９０と同様の部分については、同じ符号を付した。
【００２８】
図１に示すセンサ信号処理回路基板１００も、図６に示したセンサ信号処理回路基板９０と同様に、車載用の電子制御装置（ＥＣＵ、Electronic Control Unit）に用いられ、車に搭載される各種センサから検出されるセンサ信号をマイコンで情報処理し、車の各種の制御に利用するものである。
【００２９】
一方、図６のセンサ信号処理回路基板９０においては、両側の表面に表面導体層３１，３２が形成された両面回路基板９１が用いられていた。これに対して、図１のセンサ信号処理回路基板１００においては、両側の表面に形成された表面導体層３１，３２だけでなく、２層以上の内部導体層３３〜３６を有してなる多層回路基板１０１が用いられ、該多層回路基板１０１に、センサ信号処理ＩＣ１０，マイコン２０，コンデンサＣが表面実装されている。
【００３０】
図１のセンサ信号処理ＩＣ１０は、図６に示したそれと同じもので、センサとマイコン２０の間に介在させる制御回路１１が設けられており、入力端子Ｔｉからのセンサ信号をマイコンで利用できる情報に変換して、出力端子Ｔｏからマイコン２０へ送る。また、入力端子Ｔｉと接地端子Ｔｇの間および出力端子Ｔｏと接地端子Ｔｇの間には、それぞれ、当該センサ信号処理ＩＣ１０を静電気から保護するための保護ダイオードＤ１，Ｄ２が挿入されている。これによって、例えばセンサからの入力信号ラインに負の静電気が印加されると、保護ダイオードＤ１に順方向のインパルス（１００ＭＨｚ以上）電流が流れて、制御回路１１の破壊が防止される。
【００３１】
また、図１のセンサ信号処理回路基板１００において、センサ信号処理ＩＣ１０の出力端子Ｔｏと多層回路基板１０１の接地配線（基板共通グランド）の間に挿入されているコンデンサＣも、図６に示したそれと同じもので、センサ信号処理ＩＣ１０において制御回路１１の後段に接続された抵抗Ｒとで、ＲＣフィルタ回路を構成するものである。この抵抗ＲとコンデンサＣで構成されるＲＣフィルタ回路で、特定周波数の信号を取り出したり、ノイズを除去したりする。
【００３２】
一方、図１のセンサ信号処理回路基板１００においては、図６に示したセンサ信号処理回路基板９０と異なり、図１（ａ）に示すように、センサ信号処理ＩＣ１０の出力端子Ｔｏと多層回路基板１０１の接地配線の間で、インダクタＭ１が、コンデンサＣに直列に挿入されている。尚、図１（ａ）ではインダクタＭ１が図中のノードＮ２とコンデンサＣの間に挿入されているが、インダクタＭ１の挿入位置は、センサ信号処理ＩＣ１０の出力端子ＴｏとノードＮ２の間、あるいはコンデンサＣと多層回路基板１０１の接地配線の間であってもよい。該インダクタＭ１は、図１（ｂ）に示すように、内部導体層３３，３４を接続導体４０で層間接続して、ループ状をなすように形成されている。
【００３３】
以上のように、図１に示すセンサ信号処理回路基板１００においては、センサ信号処理ＩＣ１０の出力端子Ｔｏと接地配線の間に挿入されるＲＣフィルタを構成するためのコンデンサＣと直列に、インダクタＭ１が挿入されている。該インダクタＭ１は、コンデンサＣからセンサ信号処理ＩＣ１０に向かって流れようとするインパルス電流を抑制するものである。これによって、センサからの入力信号ラインに静電気が印加された時、センサ信号処理ＩＣ１０のリードＬやボンディングワイヤＷがインダクタ成分を持っている場合であっても、該センサ信号処理ＩＣ１０の破壊を起き難くすることができる。
【００３４】
上記インダクタＭ１によるインパルス電流の抑制効果は、入出力端子に保護ダイオードが配置されていないセンサ信号処理ＩＣは言うまでもなく、図１（ａ）に示すセンサ信号処理ＩＣ１０のように、入力端子Ｔｉと接地端子Ｔｇの間および出力端子Ｔｏと接地端子Ｔｇの間に、それぞれ、保護ダイオードＤ１、Ｄ２が挿入されてなる場合にも効果的である。センサ信号処理ＩＣの静電気破壊対策として、図１（ａ）のように保護ダイオードＤ１、Ｄ２を入れた場合にもおいても、センサ信号処理ＩＣ１０のリードＬやボンディングワイヤＷがインダクタ成分を持っていると、出力端子Ｔｏ側に挿入した保護ダイオードＤ２に電圧がかかり、その電圧が耐圧を超えると保護ダイオードＤ２が破壊してしまう。この場合にも、インダクタＭ１が、コンデンサＣからセンサ信号処理ＩＣ１０に向かって流れようとするインパルス電流を抑制し、保護ダイオードＤ２にかかる電圧を耐圧以下として、破壊に至らないようすることができる。
【００３５】
また、図１に示すセンサ信号処理回路基板１００には、２層以上の内部導体層３３〜３６を有してなる多層回路基板１０１が用いられている。該多層回路基板１０１は、図６の両側の表面にだけ表面導体層３１，３２が形成された両面回路基板９１に較べて、配線密度と電子部品の実装密度を上げることができ、小型化が可能である。さらに、図１のセンサ信号処理回路基板１００においては、上記したコンデンサＣと直列に挿入されるインダクタＭ１が、内部導体層３３，３４を接続導体４０で層間接続して、ループ状をなすように形成されている。該インダクタＭ１は、例えば表面導体層３１の一層だけでインダクタを形成する場合に較べて基板占有面積が小さく、またチップ部品からなるインダクタを用いる場合のように基板表面の実装部品が追加されることもない。従って、該インダクタＭ１を付加することによって、回路基板が大型化したり、製造コストが増大したりすることもない。
【００３６】
以上のようにして、図１に示すセンサ信号処理回路基板１００は、センサとマイコン２０の間に介在させる制御回路１１が設けられたセンサ信号処理ＩＣ１０が回路基板に表面実装されてなるセンサ信号処理回路基板であって、静電気によるセンサ信号処理ＩＣ１０の破壊が起き難く、小型・低コストのセンサ信号処理回路基板とすることができる。
【００３７】
次に、図１に示すセンサ信号処理回路基板１００の細部について、より詳細に説明する。
【００３８】
図２（ａ），（ｂ）は、それぞれ、図１（ｂ）に示す内部導体層３３，３４を接続導体４０で層間接続してループ状をなすようにして形成した、インダクタＭ１ａ，Ｍ１ｂの模式的な上面図である。図２（ａ）のインダクタＭ１ａは、巻き数が１より小さいループをなしており、図２（ｂ）のインダクタＭ１ｂは、一巻き以上のループをなすコイル状に形成されている。図１のセンサ信号処理回路基板１００において、センサ信号処理ＩＣ１０の静電気破壊を防止するために必要なインダクタＭ１のインダクタンス値は、概ね数ｎＨ（ナノヘンリー）〜数十ｎＨである。図１のセンサ信号処理回路基板１００におけるインダクタＭ１は、必要なインダクタンス値に合わせて、図２（ａ），（ｂ）に示すインダクタＭ１ａ，Ｍ１ｂのいずれのタイプであってもよい。例えば、図２（ａ）の巻き数が１より小さいインダクタＭ１ａで上記インダクタンス値を確保しようとすると、図１（ｂ）に示す長さｄ１は、概ね１０ｍｍ以上となる。従って、大きなインダクタンス値が必要で、図１（ｂ）に示す長さｄ１が確保できない場合には、図２（ｂ）に示す一巻き以上のループをなすコイル状に形成されたインダクタＭ１ｂのタイプを採用するとよい。
【００３９】
また、図１のセンサ信号処理回路基板１００においては、図１（ｂ）に示すように、センサ信号処理ＩＣ１０とコンデンサＣが、多層回路基板１０１の同じ側の表面に実装されている。そして、インダクタＭ１は、センサ信号処理ＩＣ１０とコンデンサＣが実装される表面に最も近い厚さ方向において隣り合った内部導体層３３，３４を接続導体４０で層間接続して形成された構成となっている。これによれば、センサ信号処理ＩＣ１０、コンデンサＣおよびインダクタＭ１の各接続配線を短くできる。このため、該接続配線によるインダクタ成分を無視することができ、インダクタＭ１の設計が容易になると共に、他の配線パターン等への影響も小さくすることができる。
【００４０】
尚、センサ信号処理ＩＣ１０周りの配線パターンは、一般的に、複雑で混み合った状態となり易い。従ってそれらと干渉しないよう、図１（ｂ）に示すように、インダクタＭ１が、センサ信号処理ＩＣ１０の直下に掛からないように配置されることが好ましい。これは、次に例示するインダクタについても、同様である。
【００４１】
図３と図４は、別の例を示す図で、それぞれ、センサ信号処理回路基板１１０とセンサ信号処理回路基板１２０の一部を拡大して模式的に示した断面図である。尚、図３と図４に示すセンサ信号処理回路基板１１０，１２０において、図１（ｂ）に示したセンサ信号処理回路基板１００と同様の部分については、同じ符号を付した。
【００４２】
図３に示すセンサ信号処理回路基板１１０には、３層以上の内部導体層を有してなる多層回路基板１１１が用いられている。そして、図３のセンサ信号処理回路基板１１０においては、図１（ａ）のインダクタＭ１に相当するインダクタＭ２が、厚さ方向において隣り合わない内部導体層３３，３５を接続導体４０で層間接続して形成され、インダクタＭ２の内側に、前記隣り合わない内部導体層３３，３５の中間の内部導体層３４が配置された構成となっている。これによれば、上記インダクタＭ２の内側に配置される中間の内部導体層３４が透磁率を上げるように作用するため、当該インダクタＭ２のインダクタンス値を大きくすることができ、インパルス電流の抑制効果も高めることができる。
【００４３】
また、図４に示すセンサ信号処理回路基板１２０においては、センサ信号処理ＩＣ１０とコンデンサＣが、多層回路基板１２１の異なる側の表面に実装されている。そして、図１（ａ）のインダクタＭ１に相当するインダクタＭ３が、コンデンサＣが実装される側の表面に最も近い厚さ方向において隣り合った内部導体層３５，３６を接続導体４０で層間接続して形成された構成となっている。これによれば、センサ信号処理ＩＣ１０とコンデンサＣが多層回路基板１２１の異なる側の表面に実装されるため、例えばセンサ信号処理ＩＣ１０周りの配線パターンが混み合う場合であっても、センサ信号処理ＩＣ１０とコンデンサＣの接続配線を短くすることができる。また、コンデンサＣが実装される側の表面に最も近い厚さ方向において隣り合った内部導体層３５，３６を接続導体４０で層間接続してインダクタＭ３が形成されているため、コンデンサＣとインダクタＭ３の接続配線も短くすることができる。従って、該接続配線によるインダクタ成分を無視することができ、インダクタの設計が容易になると共に、他の配線パターン等への影響も小さくすることができる。
【００４４】
図５も、別の例を示す図で、センサ信号処理回路基板１３０の回路構成の概略を示したブロック図である。尚、図５に示すセンサ信号処理回路基板１３０において、図１（ａ）に示したセンサ信号処理回路基板１００と同様の部分については、同じ符号を付した。
【００４５】
図１（ａ）のセンサ信号処理回路基板１００では、抵抗Ｒと共にＲＣフィルタ回路を構成するコンデンサＣが、センサ信号処理ＩＣ１０の出力端子Ｔｏと多層回路基板１０１の接地配線（基板共通グランド）の間に挿入されていた。そして、インダクタＭ１が、該コンデンサＣに直列になるように、センサ信号処理ＩＣ１０の出力端子Ｔｏと多層回路基板１０１の接地配線の間で挿入されていた。
【００４６】
一方、図５に示すセンサ信号処理回路基板１３０においては、抵抗Ｒと共にＲＣフィルタ回路を構成するコンデンサＣａが、センサ信号処理ＩＣ１０ａの出力端子Ｔｏと多層回路基板１３１の電源配線（基板共通電源）の間に挿入されている。そして、インダクタＭ４が、該コンデンサＣａに直列になるように、センサ信号処理ＩＣ１０ａの出力端子Ｔｏと多層回路基板１３１の電源配線の間で挿入されている。また、センサ信号処理ＩＣ１０ａにおいては、電源配線側の入力端子Ｔｉと電源端子Ｔｄの間および出力端子Ｔｏと電源端子Ｔｄの間にも、それぞれ、当該センサ信号処理ＩＣ１０ａを静電気から保護するための保護ダイオードＤ３，Ｄ４が挿入されている。
【００４７】
図５のセンサ信号処理回路基板１３０におけるインダクタＭ４は、図中のノードＮ３とコンデンサＣａの間に挿入されているが、インダクタＭ４の挿入位置は、センサ信号処理ＩＣ１０ａの出力端子ＴｏとノードＮ３の間、あるいはコンデンサＣａと多層回路基板１３１の電源配線（基板共通電源）の間であってもよい。そして、図５のセンサ信号処理回路基板１３０におけるインダクタＭ４も、図１のセンサ信号処理回路基板１００におけるインダクタＭ１と同様に、多層回路基板１３１の内部導体層を接続導体で層間接続して、ループ状をなすように形成する。
【００４８】
図５のセンサ信号処理回路基板１３０におけるインダクタＭ４も、コンデンサＣａからセンサ信号処理ＩＣ１０ａに向かって流れようとするインパルス電流を抑制できることは言うまでもない。これによって、センサからの入力信号ラインに静電気が印加された時、センサ信号処理ＩＣ１０ａのリードＬａやボンディングワイヤＷａがインダクタ成分を持っている場合であっても、該センサ信号処理ＩＣ１０ａの破壊を起き難くすることができる。また、上記インダクタＭ４によるインパルス電流の抑制効果は、入出力端子に保護ダイオードが配置されていないセンサ信号処理ＩＣは言うまでもなく、図５に示すセンサ信号処理ＩＣ１０ａのように、入力端子Ｔｉと電源端子Ｔｄの間および出力端子Ｔｏと電源端子Ｔｄの間に、それぞれ、保護ダイオードＤ３、Ｄ４が挿入されている場合にも効果的である。この場合にも、インダクタＭ４が、コンデンサＣａからセンサ信号処理ＩＣ１０ａに向かって流れようとするインパルス電流を抑制し、保護ダイオードＤ４にかかる電圧を耐圧以下として、破壊に至らないようすることができる。
【００４９】
以上のようにして、図１〜図５で例示したセンサ信号処理回路基板１００，１１０，１２０，１３０は、いずれもセンサとマイコン２０の間に介在させる制御回路１１が設けられたセンサ信号処理ＩＣ１０，１０ａが回路基板１０１，１１１，１２１，１３１に表面実装されてなるセンサ信号処理回路基板であって、静電気によるセンサ信号処理ＩＣ１０，１０ａの破壊が起き難く、小型・低コストのセンサ信号処理回路基板とすることができる。
【００５０】
従って、上記センサ信号処理回路基板は、静電気やノイズレベルの高い過酷な環境で使用される、車載用の電子制御装置に用いられて好適である。
【符号の説明】
【００５１】
９０，１００，１１０，１２０，１３０ センサ信号処理回路基板
１０１，１１１，１２１，１３１ 多層回路基板
３１，３２ 表面導体層
３３〜３６ 内部導体層
４０ 接続導体
１０，１０ａ センサ信号処理ＩＣ
１１ 制御回路
Ｄ１〜Ｄ４ 保護ダイオード
２０ マイコン
Ｃ，Ｃａ コンデンサ
Ｍ１〜Ｍ４，Ｍ１ａ，Ｍ１ｂ インダクタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサとマイコンの間に介在させる制御回路が設けられたセンサ信号処理ＩＣと、該センサ信号処理ＩＣの出力端子と接地配線または電源配線のいずれか一方の間に挿入されるコンデンサとが、回路基板に表面実装されてなるセンサ信号処理回路基板であって、
前記回路基板が、２層以上の内部導体層を有してなる多層回路基板であり、
前記接地配線または電源配線のいずれか一方と前記センサ信号処理ＩＣの出力端子の間で、前記内部導体層を層間接続して形成されたループ状をなすインダクタが、前記コンデンサに直列に挿入されてなることを特徴とするセンサ信号処理回路基板。
【請求項２】
前記センサ信号処理ＩＣにおいて、
入力端子と接地端子の間および出力端子と接地端子の間、または入力端子と電源端子の間および出力端子と電源端子の間の少なくとも一方に、それぞれ、保護ダイオードが挿入されてなることを特徴とする請求項１に記載のセンサ信号処理回路基板。
【請求項３】
前記センサ信号処理ＩＣと前記コンデンサが、前記多層回路基板の同じ側の表面に実装され、
前記インダクタが、前記センサ信号処理ＩＣと前記コンデンサが実装される表面に最も近い厚さ方向において隣り合った内部導体層を層間接続して形成されてなることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサ信号処理回路基板。
【請求項４】
前記多層回路基板が、３層以上の内部導体層を有してなり、
前記インダクタが、厚さ方向において隣り合わない内部導体層を層間接続して形成され、
前記インダクタの内側に、前記隣り合わない内部導体層の中間の内部導体層が配置されてなることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサ信号処理回路基板。
【請求項５】
前記センサ信号処理ＩＣと前記コンデンサが、前記多層回路基板の異なる側の表面に実装され、
前記インダクタが、前記コンデンサが実装される側の表面に最も近い厚さ方向において隣り合った内部導体層を層間接続して形成されてなることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサ信号処理回路基板。
【請求項６】
前記インダクタが、前記センサ信号処理ＩＣの直下に掛からないように配置されてなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のセンサ信号処理回路基板。
【請求項７】
前記インダクタが、一巻き以上のループをなすコイル状であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のセンサ信号処理回路基板。
【請求項８】
前記センサ信号処理回路基板が、車載用の電子制御装置に用いられることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のセンサ信号処理回路基板。
【請求項１】
センサとマイコンの間に介在させる制御回路が設けられたセンサ信号処理ＩＣと、該センサ信号処理ＩＣの出力端子と接地配線または電源配線のいずれか一方の間に挿入されるコンデンサとが、回路基板に表面実装されてなるセンサ信号処理回路基板であって、
前記回路基板が、２層以上の内部導体層を有してなる多層回路基板であり、
前記接地配線または電源配線のいずれか一方と前記センサ信号処理ＩＣの出力端子の間で、前記内部導体層を層間接続して形成されたループ状をなすインダクタが、前記コンデンサに直列に挿入されてなることを特徴とするセンサ信号処理回路基板。
【請求項２】
前記センサ信号処理ＩＣにおいて、
入力端子と接地端子の間および出力端子と接地端子の間、または入力端子と電源端子の間および出力端子と電源端子の間の少なくとも一方に、それぞれ、保護ダイオードが挿入されてなることを特徴とする請求項１に記載のセンサ信号処理回路基板。
【請求項３】
前記センサ信号処理ＩＣと前記コンデンサが、前記多層回路基板の同じ側の表面に実装され、
前記インダクタが、前記センサ信号処理ＩＣと前記コンデンサが実装される表面に最も近い厚さ方向において隣り合った内部導体層を層間接続して形成されてなることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサ信号処理回路基板。
【請求項４】
前記多層回路基板が、３層以上の内部導体層を有してなり、
前記インダクタが、厚さ方向において隣り合わない内部導体層を層間接続して形成され、
前記インダクタの内側に、前記隣り合わない内部導体層の中間の内部導体層が配置されてなることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサ信号処理回路基板。
【請求項５】
前記センサ信号処理ＩＣと前記コンデンサが、前記多層回路基板の異なる側の表面に実装され、
前記インダクタが、前記コンデンサが実装される側の表面に最も近い厚さ方向において隣り合った内部導体層を層間接続して形成されてなることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサ信号処理回路基板。
【請求項６】
前記インダクタが、前記センサ信号処理ＩＣの直下に掛からないように配置されてなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のセンサ信号処理回路基板。
【請求項７】
前記インダクタが、一巻き以上のループをなすコイル状であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のセンサ信号処理回路基板。
【請求項８】
前記センサ信号処理回路基板が、車載用の電子制御装置に用いられることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のセンサ信号処理回路基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１７７６４６（Ｐ２０１０−１７７６４６Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１８７３（Ｐ２００９−２１８７３）
【出願日】平成２１年２月２日（２００９．２．２）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２日（２００９．２．２）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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