(57)【要約】データキャリア(2)が、基板(3)上に配置されたデータ回路(4)、およびデータ回路(4)に接続されたデータ伝送手段(10)を備えている。データキャリア(2)はさらに、少なくとも１つのひずみゲージ手段(7)を備え、ひずみゲージ手段(7)は、基板(3)に生じたひずみを測定し、測定したひずみが所定の停止ひずみ閾値を超えている場合に、停止信号(DE)をデータ回路(4)に送信するように構成されている。データ回路(4)が停止信号(DE)を受信した際には、データ回路（４）は、データ伝送手段(10)を経由した外部データリーダ／ライタ(1)とのデータ交換を中断する。
2009531769.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配置されたデータ回路、および該データ回路に接続されたデータ伝送手段を備えたデータキャリアにおいて、前記データキャリアが少なくとも１つのひずみゲージ手段を備え、前記ひずみゲージ手段は、前記基板に生じたひずみを測定し、前記測定したひずみが所定の停止ひずみ閾値を超えている場合に、前記データ回路に停止信号を送信するように構成され、前記データ回路は、前記停止信号を受信した場合に、前記データ伝送手段を経由した外部データリーダ／ライタとのデータ交換を中断するよう構成されていることを特徴とするデータキャリア。
【請求項２】
請求項１に記載のデータキャリアにおいて、前記ひずみゲージ手段が、前記基板上または前記基板内に配置されたひずみセンサと、前記ひずみセンサに接続された測定入力端子を有するひずみ評価回路とを備え、前記ひずみセンサは、前記基板に生じたひずみに相当する物理量を送信し、前記ひずみ評価回路は、前記ひずみセンサによって送信される物理量を、停止ひずみ閾値に相当する前記物理量の閾値と比較し、前記ひずみセンサによって送信される物理量が前記物理量の閾値を超えている場合に、前記停止信号を発生するように構成されていることを特徴とするデータキャリア。
【請求項３】
請求項２に記載のデータキャリアにおいて、前記少なくとも１つのひずみセンサが少なくとも１つの電気抵抗を備え、前記電気抵抗は、当該電気抵抗に生じたひずみによって変化する抵抗値を有することを特徴とするデータキャリア。
【請求項４】
請求項３に記載のデータキャリアにおいて、前記電気抵抗がポリ抵抗器として構成されていることを特徴とするデータキャリア。
【請求項５】
請求項３または４に記載のデータキャリアにおいて、前記電気抵抗が、前記基板上または前記基板内に蛇行形状で配置されていることを特徴とするデータキャリア。
【請求項６】
請求項２に記載のデータキャリアにおいて、前記少なくとも１つのひずみセンサが、前記基板の周辺領域内に配置されていることを特徴とするデータキャリア。
【請求項７】
請求項２または６に記載のデータキャリアにおいて、前記少なくとも１つのひずみセンサが、前記データ回路を少なくとも部分的に包囲することを特徴とするデータキャリア。
【請求項８】
請求項３または５に記載のデータキャリアにおいて、前記電気抵抗の異なる部分において、前記電気抵抗の断面積および／または蛇行形状を異ならせることを特徴とするデータキャリア。
【請求項９】
請求項２に記載のデータキャリアにおいて、少なくとも第１ひずみセンサが前記基板の上面上に配置されるか前記基板の上層内に埋め込まれ、少なくとも第２ひずみセンサが前記基板の下面上に配置されるか前記基板の下層内に埋め込まれ、前記第１ひずみセンサと前記第２ひずみセンサとが、前記基板の互いに逆の面上または互いに逆の層内に互いに整列して配置され、前記第１ひずみセンサの出力信号と前記第２ひずみセンサの出力信号との差を用いて、前記基板に生じたひずみを評価することを特徴とするデータキャリア。
【請求項１０】
請求項２に記載のデータキャリアにおいて、複数のひずみセンサが設けられ、前記複数のひずみセンサの出力信号を独立して評価し、前記ひずみセンサ毎に異なる停止ひずみ閾値を規定することができることを特徴とするデータキャリア。
【請求項１１】
請求項３に記載のデータキャリアにおいて、前記電気抵抗がブリッジ回路内に切り換え接続され、前記ブリッジ回路は、前記電気抵抗の抵抗値を測定するように構成されていることを特徴とするデータキャリア。
【請求項１２】
請求項９に記載のデータキャリアにおいて、前記第１ひずみセンサおよび前記第２ひずみセンサが、ブリッジ回路内に切り換え接続された２つのひずみ依存性抵抗器として構成され、前記ブリッジ回路は、前記２つのひずみ依存性抵抗器の抵抗値の差を測定するように構成されていることを特徴とするデータキャリア。
【請求項１３】
請求項１に記載のデータキャリアにおいて、前記停止信号が発生している限り、前記データ伝送手段を経由した前記データ交換の中断を維持することを特徴とするデータキャリア。
【請求項１４】
請求項１に記載のデータキャリアにおいて、前記停止信号の一時的発生を、前記データ回路内に恒久的に記憶することを特徴とするデータキャリア。
【請求項１５】
請求項１に記載のデータキャリアにおいて、前記停止信号の一時的発生によって、前記データキャリアと前記外部データリーダ／ライタとの間のデータ交換を恒久的に中断することを特徴とするデータキャリア。
【請求項１６】
請求項１に記載のデータキャリアにおいて、前記ひずみゲージ手段が、測定したひずみが損傷ひずみ閾値を超えている場合に損傷信号を前記データ回路に送信するように構成され、前記データ回路が、前記損傷信号を受信した場合に、前記データ伝送手段を経由した前記外部データリーダ／ライタとのデータ交換を恒久的に中断するように構成されていることを特徴とするデータキャリア。
【請求項１７】
請求項２に記載のデータキャリアにおいて、前記ひずみセンサの出力信号の温度依存性の変化を監視して、前記データ回路内に記録することを特徴とするデータキャリア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、基板上に配置したデータ回路、およびこのデータ回路に接続したデータ伝送手段を備えたデータキャリア（データ担体）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
ＲＦＩＤまたは接触データキャリアは、例えば物品、文書、動物および人物の識別用に、例えばパスポート、運転免許証、ＩＤカード、ヘルス（健康）カード、銀行カード、動物のＩＤタグ、特別な社員カード、セキュリティカード、等の中で使用される。例えば、医療および臨床応用では、ＲＦＩＤデータキャリアは、医療用品、例えば薬品、注射器、ワクチン等を識別するために使用される。こうした分野で使用されるデータキャリアは一般に３８０μｍ以下の厚さ（用途、製造技術、および研削／エッチング／研磨技術次第では３０μｍ、さらにはそれ以下におよぶ）を有し、データキャリアの厚さを低減する傾向が常に存在する。このことは、データキャリアを集積回路の形に製造するためのウェハが、紙と同様に薄く、曲げおよびねじりが可能であることを意味する。また、ＩＣを規定する基板は、フレキシブルな（柔軟性のある）材料から成ることが多いことになる。しかし、曲げおよびねじり、あるいはより一般的に、データキャリアにひずみを生じさせることは、データキャリアの不具合を生じさせるか、あるいは少なくとも、データキャリアをその仕様外で動作させ得る。
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／０２４２９５７号明細書
【０００４】
米国特許出願公開第２００５／０２４２９５７号明細書は、ユーザのプライバシーまたは改ざんを示す理由で、容器包装に取り付けたデータタグを動作停止することを示唆している。このデータタグは、個人データ、健康情報、セキュリティアクセスデータ、貨幣価値、等のような識別情報を記憶するデータ回路を備えている。複数のアンテナがこのデータ回路に結合されている。これら複数のアンテナのうち少なくとも１つのアンテナは、第１範囲で無線信号伝送が可能な着脱可能なアンテナであり、このアンテナの除去は、除去したアンテナを経由した識別情報の通信を実質的に防止し、他のアンテナを経由した通信は許容する。この第１アンテナの「除去」は、負荷感応性のスイッチを切り換えて、データ回路と第１アンテナとの間の電気経路を作ることによって実行する。この実現は、例えば配向感応性のＲＦＩＤチップコンテナを作製するために用いることができる。他の具体例では、上記データ回路をコンテナ本体に配置し、上記第１アンテナはこのコンテナの蓋上に配置している。蓋がコンテナ本体上におよそ位置する限り、データ回路と第１アンテナとの電気接続が維持される。蓋を本体から除去すると、第１アンテナはデータ回路から物理的に切り離され、このため第１アンテナを経由して無線信号を伝送することはできない。
【０００５】
しかし、この既知の解決法によれば、データ回路は第１アンテナを経由して信号を伝送することができるか否かを知らない。従って、こうした解決法は、基本的にデータリーダ、例えばＲＦＩＤリーダの（送受信）範囲内に入り次第識別情報を送信するように構成された単純なデータタグにしか適用可能ではない。こうした既知のシステムの他の欠点は、信頼性が低くなりがちな配線、スイッチのつまみのような機械的構成要素の変位に依存することである。さらに、これらの機械的要素は手作業で配置しなければならず、このことは製造コストを増加させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
（発明の目的および概要）
本発明の目的は、上述した欠点を回避した、冒頭段落に規定した種類のデータキャリアを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するために、本発明によるデータキャリアは特徴を有し、本発明によるデータキャリアは、以下に規定するように特徴付けられる。
【０００８】
基板上に配置したデータ回路、およびこのデータ回路に接続したデータ伝送手段を備えたデータキャリアにおいて、このデータキャリアが、基板に生じたひずみを測定し、測定したひずみが所定のひずみ閾値を超えた場合には停止信号をデータ回路に送信するように構成された少なくとも１つのひずみゲージ手段、およびこの停止信号を受信した場合に、データ伝送手段を経由した外部データリーダ／ライタとのデータ交換を中断するように構成されたデータ回路を備えている。
【０００９】
本明細書で用いる「ひずみ」とは、加えられた力による物体の変形量として定義される。より詳細には、ひずみは、長さのわずかな変化として定義される。ひずみは、その現れを、物体の伸張、圧縮、反り、曲げに見出すことができる。
【００１０】
本発明による特徴は、データキャリアにひずみが発生している場合にデータキャリアと外部データリーダ／ライタとの通信が維持されているか否かの判定がデータキャリアの論理回路によって行われ、これにより、データ回路はこの判定によって完全に制御され、スイッチの作動または導体の破断のような外部事象に依存しないという利点を提供する。このことは、ひずみの発生時にデータキャリアの種々の動作モードを容易に実現する機会を与える。例えば、通信の遮断を一時的に維持すべきか恒久的に維持すべきかを選択することができる。さらに、ひずみの発生の記録は選択肢である。本発明の解決法は、ウェハからデータ回路を切り出した後にテストするために使用することもできる。
【００１１】
【特許文献２】米国特許第６９０６５１４号明細書
【００１２】
なお、米国特許第６９０６５１４号明細書は、例えば半導体材料にきえる機械的応力（ストレス）のような外乱量の、集積回路の物理的機能パラメータに対する影響を低減または補償するシステムコンセプトを記載している。しかしこのシステムコンセプトが注目する焦点は、半導体材料における機械的応力による潜在的損傷に指向しておらず、基本的に、例えば、ホールセンサアセンブリのような集積型センサアセンブリの電気特性または磁気特性に影響し得るこうした機械的応力の結果としての、半導体材料の物理パラメータの影響に指向している。このシステムコンセプトでは、半導体材料における機械的応力を、半導体材料におけるエネルギーバランス（収支）に加えなければならない励起エネルギーの種類として考える。結果として、この既知のコンセプトでは、集積回路の出力信号に対する応力テンソルの影響が大幅に減少するか完全に補償される方法で、半導体材料に作用する応力テンソルの必須成分を、集積回路を制御するために使用する信号に変換する制御ループのような補償回路を設けている。しかし、この既知のコンセプトは、集積回路と外部装置とのデータ交換を中断することは示唆していない。
【００１３】
本発明の好適例では、上記ひずみゲージ手段が、基板上に配置された少なくとも１つのひずみセンサ、およびこのひずみセンサに接続された測定入力端子を有するひずみ評価回路を備え、このひずみセンサは、上記基板に生じたひずみに相当する物理量を送信し、上記ひずみ評価回路は、上記ひずみセンサによって送信される物理量を、停止ひずみ閾値に相当するこの物理量の閾値と比較して、上記ひずみセンサの物理量が上記物理量の閾値を超えた場合に停止信号を発生するように構成されている。この構成では、ひずみ依存の抵抗値を有するディスクリート（個別）部品の電気抵抗、ピエゾ（圧電）抵抗半導体、さらにはＭＥＭＳ（Micro Electronic Mechanical Sensor : マイクロマシン）技術のような種々のひずみセンサを使用することができる。
【００１４】
データキャリアの信頼性ある動作と共に安価な製造コストを達成するために、本発明の好適例では、上記少なくとも１つのひずみセンサは電気抵抗を有し、その抵抗値は、この電気抵抗に生じたひずみによって変化する。
【００１５】
その良好な感度、高い精度、達成可能な値の範囲、および集積回路の製造工程におけるその容易な集積性により、上記電気抵抗はポリ抵抗器として構成することが好ましい。
【００１６】
ひずみ依存性の電気抵抗として構成したひずみセンサの感度を増加させるために、基板上の抵抗器を蛇行状に配置することが好ましい。この蛇行状の構成は抵抗器の長さを、例えば複数の巻線を有するコイルと同様に増加させる。抵抗器の抵抗値Ｒは次式によって計算され：
Ｒ＝ρ＊Ｌ／Ａ
ここにρは抵抗器の抵抗率であり、ＬおよびＡはそれぞれ抵抗器の長さおよび断面積である。
【００１７】
拡散半導体層内では、抵抗値は強い深さの関数である。回路設計にとっては、「シート抵抗値（Ｒs）」と称されるパラメータを用いることが便利であることが多い。Ｗがサンプルの幅であり、その厚さがｔであれば（すなわちＡ＝Ｗｔ）、抵抗値は次式のように書くことができる：
Ｒ＝(ρ／ｔ)(Ｌ／Ｗ)＝Ｒs(Ｌ／Ｗ)
ここにＲs＝ρ／ｔは、この材料の層のシート抵抗値である。
【００１８】
厳密に言えば、シート抵抗値Ｒsの単位はオームである（Ｌ／Ｗは無次元であるので）。しかし、ＲとＲsとの混同を避けるために、シート抵抗値は「単位面積当りのオーム」の単位で表す。Ｌ／Ｗの比率は、抵抗器の材料の（任意の大きさの）単位面積の数として考えることができる。
【００１９】
抵抗器のひずみが抵抗器の長さ（Ｌ＋ΔＬ）および幅（Ｗ＋ΔＷ）の変化を生じさせることを考慮すれば、ひずみ依存性の抵抗値は次式によって表現される：
Ｒ＝Ｒs((Ｌ＋ΔＬ)／(Ｗ＋ΔＷ))
【００２０】
この式は、蛇行状の構成の抵抗器を用いることがより高い感度を生じさせる理由を説明する。
【００２１】
種々のひずみの表現、特に反りおよびねじりは通常、基板の周辺領域に最大の影響を与える。また基板の曲げは多くの場合に基板の周辺領域に生じる。従って、これらの周辺領域は最も損傷を受けやすい。このことを考慮すれば、上記少なくとも１つのひずみセンサは基板の周辺領域に配置することが有利である。
【００２２】
データ回路に生じるひずみの監視の最高の信頼性は、上記少なくとも１つのひずみセンサを、データ回路を少なくとも部分的に包囲するように構成した際に達成される。
【００２３】
基板の形状因子、並びに基板の剛性の異方性を考慮に入れるために、本発明によるデータキャリアの他の好適例では、電気抵抗の異なる部分において、上記電気抵抗の断面積および／または蛇行形状を異ならせる。例えば、基板の横方向に沿って延びる抵抗器の部分の単位長さ当りの蛇行の屈曲数または屈曲長を、基板の縦方向に沿って延びる抵抗器の部分の単位長さ当りの蛇行の屈曲数または屈曲長と異ならせることができる。
【００２４】
ひずみ測定の感度を倍増させる本発明の他の好適例では、少なくとも第１ひずみセンサを基板の上面上に配置するか基板の上層内に埋め込み、少なくとも第２ひずみセンサを基板の下面上に配置するか基板の下層内に埋め込み、上記第１および第２ひずみセンサは互いに整列して配置することが好ましく、上記第１ひずみセンサと上記第２ひずみセンサとの出力信号の差を用いて基板に生じたひずみを評価する。
【００２５】
本発明のさらに他の好適例では、複数のひずみセンサを設け、これら複数のひずみセンサの出力信号を独立して評価する。随意的に、これらのひずみセンサに対して異なる停止ひずみ閾値を規定する。この方策は、基板の異なる方向にひずみが生じることによるデータ回路の異なる脆弱性を考慮に入れることを可能にする。
【００２６】
基板に生じたひずみの正確な評価は、ひずみ依存性の電気抵抗を、ひずみ依存性の電気抵抗の抵抗値を測定するように構成されたブリッジ回路内に切り換え接続することによって達成することができる。既に以上で説明したように、上記第１および第２ひずみセンサをひずみ依存性の抵抗器として構成してブリッジ回路内に切り換え接続すると、ひずみ評価の感度を倍増させることができ、このブリッジ回路は、２つのひずみ依存性の抵抗器の抵抗値どうしの差を測定するように構成されている。
【００２７】
本発明によれば、上記データキャリアを異なるモードで動作させることができる。第１動作モードでは、データ伝送手段を経由したデータ伝送の中断を、停止信号が発生している間のみに維持する。このことは、基板に（および結果的にデータ回路に）生じたひずみにより、交換されるデータが信頼できなくなるか壊れる恐れがある限り、データ交換を中断することを意味する。他方では、ひずみが解消されると、データ回路は外部データリーダ／ライタとのデータ交換を再開する。従って、データキャリアは一時的なひずみが生じた後に廃棄してはならない。このようにデータキャリアを一時的に停止することは、ひずみの発生時に例えば電源ラインを断路するかアンテナを物理的に除去することによって恒久的にデータキャリアを無効にする従来技術のひずみ検出手段の挙動とは異なる。
【００２８】
データキャリアの寿命期間中に生じたひずみの記録を可能にするために、本発明のデータキャリアの他の好適例では、上記停止信号の一時的発生をデータ回路内に恒久的に記憶し、この情報は外部読出し装置によって読み出すことができる。この技術は多くの応用分野、例えば個人ＩＤによる患者の識別、ヘルスカード、パスポート等において用いることができる。なお、本発明は、非接触型データキャリア並びに接触型ＩＣカード、さらには、例えばＳＩＰ（システムインパッケージ）技術における、超薄型シリコンを有する先進的パッケージソリューションなどに使用できる。
【００２９】
医療用品、即ち薬品、注射器、等を識別することのような命にかかわる応用では、データキャリアのひずみが単に一時的に生じた場合でも、それにもかかわらずデータ交換を恒久的に中断する必要があり得る。継続的なデータ交換を恒久的に中断することによって、生じたひずみによるデータキャリアの理論的な機能不全が患者に損害を与えるリスクが排除される。
【００３０】
本発明によるデータキャリアの他の動作モードは、所定の停止ひずみ閾値は超えているがデータキャリアを損傷させないくらい十分弱いと考えられ、このためデータ交換の一時的中断が、壊れたデータを伝送する可能性を回避するための十分な予防措置であるようなひずみと、所定の損傷ひずみ閾値を超えるよる大きいひずみとを区別する。後者の場合には、データキャリアに対する恒久的な損傷を恐れなければならず、このためデータ回路は予防措置として、データ伝送手段を経由した外部データリーダ／ライタとのデータ交換を恒久的に中断する。
【００３１】
ひずみセンサはいくらかの温度依存挙動を示すことが多い。本発明の他の好適例は、ひずみセンサの出力信号を監視して温度変動が影響した変化を記録することによって、こうしたひずみセンサの温度依存性を用いる。このことは例えば、本発明のデータキャリアを用いて、このデータキャリアを貼り付けた物品が所定冷蔵温度以下で貯蔵されたか否かを監視するために使用することを可能にする。
【００３２】
本発明の上述した態様および他の態様は、以下に説明する好適な実施例の説明を参照すれば明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明を、好適な実施例を参照してより詳細に説明する。しかし、本発明はこれらの好適な実施例に限定されない。特に、以下に詳細に説明する実施例は、ＲＦＩＤデータ伝送手段を備えたＲＦＩＤデータキャリアとして構成された非接触型データキャリアを含むが、本発明は非接触型データキャリアに限定されず、導体パッド端子を有する導電体として構成されたデータ伝送手段を有する銀行カード、クレジットカードにおいて使用されるもののような接触型データキャリアも含む。
【００３４】
（実施例の説明）
図１は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification：無線識別タグ）データリーダ／ライタ１およびＲＦＩＤタグとして構成されたデータキャリア２を備えたＲＦＩＤシステムの概略回路ブロック図である。ＲＦＩＤデータキャリア１は従来の設計で構成することができ、従ってより詳細に説明する必要はない。データキャリア２がＲＦＩＤデータリーダ／ライタ１の送信および受信範囲内に存在するものとすれば、ＲＦＩＤデータリーダ／ライタ１は、変調された電磁信号ＳＳによって無線データ伝送手段を介した非接触の方法でデータキャリア２と通信する、と言えば十分である。ＲＦＩＤデータリーダ／ライタ１から拡散する電磁信号ＳＳを用いて、データキャリア２がパッシブ（受動）タグとして構成されている場合に、データキャリア２にデータを送信すると共に、データキャリア２に給電することができる。通常の動作モードでは、データキャリア２は、受信した電磁信号ＳＳを変調することによってＲＦＩＤデータリーダ／ライタ１に応答する。ＲＦＩＤデータリーダ／ライタ１とデータキャリア２との間のデータ交換は、標準的なデータ伝送プロトコルおよび標準的な変調方法によって達成することができる。例えば、ＲＦＩＤデータリーダ／ライタ１からデータキャリア２に送信される電磁信号ＳＳはパルス幅変調信号として構成される。データキャリア２からＲＦＩＤデータリーダ／ライタ１への論理応答信号ＲＳは、例えば負荷変調信号、すなわち電磁信号ＳＳに含まれるキャリア信号またはサブキャリア信号を、データキャリア２のアンテナに接続された負荷インピーダンスを切り換えることによって変調し、これにより、変化するエネルギーがこのキャリア信号またはサブキャリア信号から導出される。データキャリア２内の負荷インピーダンスを切り換えることは、ＲＦＩＤデータリーダ／ライタ１のアンテナのインピーダンスの変化を生じさせ、従ってＲＦＩＤデータリーダ／ライタ１のアンテナにおける電圧の振幅を変化させる。
【００３５】
パッシブＲＦＩＤタグとして構成された本発明によるデータキャリア２の好適な実施例は、アンテナの形態のＲＦデータ伝送手段１０、ＲＦデータ伝送手段１０に接続されたアナログ無線周波数インタフェース１１、アナログ無線周波数インタフェース１１に接続されたデジタル制御ユニット１２、およびデジタル制御ユニット１２に接続されたメモリ１３を備えている。アナログ無線周波数インタフェース１１、デジタル制御ユニット１２、およびメモリ１３が一緒になって、基板上に配置されたデータ回路４を構成する。なお、メモリ１３は、例えばＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＭＴＰ（複数回書き変え可能メモリ）、ＯＴＰ（１回書込み可能メモリ）、ＲＡＭ／ＲＯＭ／ＤＲＡＭ、ＦＥ−ＲＡＭ（強誘電体メモリ）またはＭＲＡＭ（磁気メモリ）のような不揮発性メモリとして具体化することが好ましく、これにより、ＲＦＩＤデータリーダ／ライタ１との通信中にメモリ１３に書き込まれたデータは、データキャリア２の電源が（例えば、データキャリア２がＲＦＩＤデータリーダ／ライタ１の伝送範囲から離れ、従って、もはやＲＦＩＤデータリーダ／ライタ１によって給電されないことにより）オフ状態に切り換わった際にもメモリ１３内に記憶されたままである。メモリ１３は、デジタル制御ユニット１２を動作させるためのプログラムコードおよび一意的な識別番号を含むこともできる。ＲＦデータ伝送手段１０は、ＲＦＩＤデータリーダ／ライタ１から電磁信号ＳＳを受信し、これらの電磁信号をアナログ無線周波数インタフェース１１に渡す。一般に、アナログ無線周波数インタフェース１１は、整流器ＲＥＧ、およびエネルギー蓄積要素（例えばキャパシタ）を統合した電圧レギュレータＶＲＥＧを備えて、受信した電磁信号ＳＳから、デジタル制御ユニット１２およびメモリ１３に必要な動作電圧ＶＤＤを導出する。さらに、アナログ無線周波数インタフェース１１は、電磁信号ＳＳからデータＤＩＮを抽出してデジタル制御ユニット１２に渡すための復調器ＤＥＭＯＤを備えている。デジタル制御ユニット１２は、受信したデータＤＩＮを処理し、そして、出力データＤＯＵＴを生成してアナログ無線周波数インタフェース１１に渡すことによってＲＦＩＤデータリーダ／ライタ１に応答することができる。さらに、アナログ無線周波数インタフェース１１は、出力データＤＯＵＴを変調し、変調信号を応答信号ＲＳとしてＲＦデータ伝送手段１０を経由して送信することのできる変調器ＭＯＤを備えている。
【００３６】
本発明によれば、データキャリア２はさらに、少なくとも１つのひずみゲージ手段７を備え、このひずみゲージ手段７は、基板３に生じたひずみを測定し、従ってデータ回路４に生じたひずみを間接的に測定し、測定したひずみが所定の停止ひずみ閾値を超えている場合に、停止信号ＤＥをデータ回路４、厳密に言えばデータ回路４のデジタル制御ユニット１２に送信するように構成されている。データ回路４は、停止信号ＤＥを受信した場合に、ＲＦデータ伝送手段１０を経由したＲＦＩＤデータリーダ／ライタ１とのデータ交換を中断するように構成されている。
【００３７】
ひずみゲージ手段７は、基板３上に配置したひずみセンサ６、およびひずみセンサ６に接続された測定入力端子５ａを有するひずみ評価回路５を備えている。ひずみセンサ６は、基板３に生じたひずみに相当する物理量を送信し、ひずみ評価回路５は、ひずみセンサ６によって送信される物理量を、停止ひずみ閾値に相当するこの物理量の閾値とを比較して、ひずみセンサ６の物理量がこの物理量の閾値を超えている場合に停止信号ＤＥを発生する。ひずみセンサ６は電気抵抗として構成され、その抵抗値はこの電気抵抗に生じたひずみによって変化する。この電気抵抗はポリ抵抗器として構成することが好ましい。ひずみセンサ６は、基板３の周辺領域に配置することが好ましく、これにより、ひずみセンサ６がデータ回路４を包囲し、上記電気抵抗は薄い蛇行構成で適用される。抵抗器として構成されたひずみセンサ６は、４つの部分６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを備え、各部分は基板３の４つのエッジ（辺、縁部）の１つに近接して配置され、場合によっては電気抵抗の各部分の断面積および／または蛇行形状は、基板３の剛性の異方性を補償するために、できれば互いに異なる。ひずみ評価回路５の例を以下に説明する。
【００３８】
停止信号ＤＥが発生した場合のＲＦＩＤデータリーダ／ライタ１とデータキャリア２との間のデータ交換の中断は、異なる方法で行うことができる。データキャリア２の第１動作モードでは、データ回路４のデジタル制御ユニット１２は、停止信号ＤＥが発生した際に、ＲＦＩＤデータリーダ／ライタ１とのデータ交換を一時的にのみ中断する。データキャリア２に生じていたひずみが取り除かれたことにより停止信号ＤＥが消失した際に、デジタル制御ユニット１２はＲＦＩＤデータリーダ／ライタ１との通信を再開する。本明細書で用いるデータキャリア２とＲＦＩＤデータリーダ／ライタ１との間のデータ交換の「中断」とは、ＲＦＩＤデータリーダ／ライタ１が要求しても、デジタル制御ユニット１２がＲＦデータ伝送手段１０を経由してデータを送信せず、ＲＦＩＤデータリーダ／ライタ１から受信したデータを無視することを意味する。一方では、この挙動により、生じたひずみによりデータキャリア２内で壊れた誤ったデータがさらなる処理に使用される恐れが大幅に低減される。他方では、停止信号ＤＥが消失すると、ＲＦＩＤデータリーダ／ライタ１とデータキャリア２との間のデータ交換は信頼性があるものと考えられ、従ってさらなる処理に使用することができる。
【００３９】
しかし、データキャリア２に生じたひずみが取り除かれ、データキャリア２がＲＦＩＤデータリーダ／ライタ１または接触型リーダ／ライタとの通常のデータ交換が再開されても、メンテナンスまたは保証点検等のために、データキャリア２の寿命中に停止信号ＤＥが少なくとも１回発生したか否かを知ることは有用である。こうしたひずみの記録を可能にするために、ひずみ発生フラグＳＯを不揮発性メモリ１３内に設ける。このひずみ発生フラグＳＯは、停止信号の発生毎にデジタル制御ユニット１２によってセットされるがリセットされない。ひずみ発生フラグＳＯの状態は、ＲＦＩＤデータリーダ／ライタ１のような外部読出し装置によって不揮発性メモリ１３から読み出すことができる。
【００４０】
データキャリア２に生じるひずみの発生時の、データキャリア２とＲＦＩＤデータリーダ／ライタ１との間のデータ交換の一時的中断は、大部分の応用では適切であるものの、全ての応用にとって最良の選択であるとは言えない。例えば、医療用品（即ち薬品、注射器、等）の識別のような命にかかわる応用では、データキャリア２に一時的なひずみが生じただけでも、安全上の理由でデータ交換を恒久的に中断することが必要であり得る。こうしたデータキャリア２の動作モードは、データキャリア２が配置された物品を無効にするが、このことは、生じたひずみによるデータキャリア２の不具合が患者に害をもたらし得ることを排除するために許容される。
【００４１】
データキャリア２とＲＦＩＤデータリーダ／ライタ１との間のデータ交換の恒久的な中断は、例えば、他の理由により選択することができ：データキャリア２の製造においては、複数のデータ回路４が１つのウェハ上に形成される。データ回路４は、ウェハ上にまた配置されている期間中に多くの機能テストを受ける。機能テスト後に、ウェハを切断して回路を分離する。切断手順後に、データ回路４は通常、プラスチックカードまたは紙カード、あるいは布地のようなキャリア（担体）上に固定され、アンテナに結合される。これらの仕上げの製造ステップは、データ回路４が機械的ひずみ、並びに熱応力、時には化学的ストレスにさらされるので、最も重要である。データキャリアの製造が終了した後に、通常は単に短い最終機能テストを実行する。しかし、製造プラントにおける時間的制約により、この最終機能テストは完全な機能テスト手順を含むことができない。
【００４２】
したがって、最終製造ステップ中に、例えば切断の位置ずれ、ダイのクラック、金属の剥離、等によってデータキャリア４に生じたひずみの結果である欠陥を含んでいるが、こうしたデータキャリア製品が時として出回る。こうした欠陥は例えば、１つ以上のメモリセル、あるいはデータバスのラインが破損しているので、不揮発性メモリ１３の一部分しか使用できないというものであり得る。このような製品の納入の恐れを低減するために、データキャリア製品のパラメータを恒久的に変化させてしまう（このように変化したパラメータはひずみゲージ手段７によって測定される）過度のひずみが、ひずみゲージ手段７に停止信号ＤＥを発生させ、この停止信号がデータキャリア２を恒久的停止を生じさせることが適切である。例えば、ひずみゲージ手段７が、生じたひずみに応じて抵抗値を変化させる電気抵抗として内蔵されたひずみセンサを備えている際に、この電気抵抗は過度のひずみによって破断されている（抵抗値が無限大になる）か、あるいは曲げまたはねじれ等によって恒久的に伸張されている（恒久的な抵抗値の増加）ことがあり得る。
【００４３】
随意的に、ひずみゲージ手段７は、測定したひずみが所定の損傷ひずみ閾値を超えている場合に、損傷信号ＤＡをデータ回路４のデジタル制御ユニット１２に送信するように構成され、データ回路４は、損傷信号ＤＡを受信した場合に、ＲＦデータ伝送手段１０を経由した外部ＲＦＩＤデータリーダ／ライタ１とのデータ交換を恒久的に中断するように構成されている。
【００４４】
データキャリア２のさらに他の動作モードでは、停止信号ＤＥおよび損傷信号ＤＡを共に用いて、（データキャリア２を損傷させないと考えられるが）所定の停止ひずみ閾値を超えているデータキャリア４のひずみと、より高い損傷ひずみ閾値を超え、このためデータキャリア２の恒久的な損傷を恐れなければならないひずみとを区別する。最初の場合、即ち停止信号ＤＥが発生される際には、データ交換の一時的中断が、壊れたデータを送信する可能性を回避するための十分な予防策であると考えられる。後者の場合に対処するために、データ回路４は、ＲＦＩＤデータリーダ／ライタ１とのデータ交換を恒久的に中断するように構成されている。
【００４５】
図２に、本発明によるデータキャリア２内で使用されるひずみ評価回路５の概略回路ブロック図を示す。ひずみ評価回路５はシングルブリッジ回路として構成され、ひずみ依存性抵抗器Ｒ１の形のひずみセンサおよび定電流源ＩＳ１が、電源電圧ＶＤＤと接地電位ＧＮＤとの間に直列接続されて分圧器を構成する。抵抗器Ｒ１と定電流源ＩＳ１との間の分圧点Ｐ１は、増幅器Ａ１の入力端子に接続されている。増幅器Ａ１の出力信号が停止信号ＤＥを構成する。なお、この基本回路は種々の方法で変形することができる。例えば、増幅器Ａ１をインバータと置換することができる。あるいはまた、比較器を増幅器Ａ１の後段に設け、この比較器の１つの入力端子を増幅器Ａ１の出力端子に接続し、第２入力端子を、停止ひずみ閾値を表現する基準電圧に接続することができる。こうした構成では、比較器の出力が停止信号ＤＥを構成する。
【００４６】
図３に、本発明によるデータキャリア２内で使用される他のひずみ評価回路５’の概略回路ブロック図を示す。この代案のひずみ評価回路５’は、修正したホイートストーンブリッジとして構成されている。このひずみ評価回路５’では、第１ひずみ依存性抵抗器Ｒ２の形の第１ひずみセンサおよび第１定電流源ＩＳ２が、電源電圧ＶＤＤと接地電位ＧＮＤとの間に直列接続されて、第１抵抗器Ｒ２と第１定電流源ＩＳ２との間に第１分圧点Ｐ２を有する分圧器を形成する。直列接続された第１抵抗器Ｒ２および第１定電流源ＩＳ２は、修正したホイートストーンブリッジの第１のアームを構成する。第２ひずみ依存性抵抗器Ｒ３の形の第２ひずみセンサおよび第２定電流源ＩＳ３が、電源電圧ＶＤＤと接地電位ＧＮＤとの間に直列接続されて、第２抵抗器Ｒ３と第２定電流源ＩＳ３との間に第２分圧点Ｐ３を有する分圧器を形成する。直列接続された第２抵抗器Ｒ３および第２定電流源ＩＳ３は、修正したホイートストーンブリッジに第２のアームを構成する。第１および第２定電流源ＩＳ２、ＩＳ３から送出される電流およびひずみ依存性抵抗器Ｒ２、Ｒ３の抵抗値は、抵抗器Ｒ２、Ｒ３にひずみが生じていない際には分圧点Ｐ２、Ｐ３間に出現する電圧差ΔＵがほぼ０になるが、抵抗器Ｒ２、Ｒ３にひずみが生じた際には、それぞれの抵抗器Ｒ２、Ｒ３の抵抗値の異なる変化により、０から外れるように設定する。電圧差ΔＵは増幅器Ａ２の入力端子に供給される。
【００４７】
増幅器Ａ２の出力信号は第１比較器Ｋ１の入力端子に供給され、第１比較器Ｋ１は、停止ひずみ閾値を表現する第１基準電圧ＵＲ１に接続された第２入力端子を有する。増幅器Ａ２の出力信号が第１基準電圧ＵＲ１を超えると、第１比較器Ｋ１は停止信号ＤＥを発生する。
【００４８】
増幅器Ａ２の出力信号は第２比較器Ｋ２の入力端子にも供給され、第２比較器Ｋ２は、損傷ひずみ閾値を表現する第２基準電圧ＵＲ２に接続した第２入力を有する。増幅器Ａ２の出力信号が第２基準電圧ＵＲ２を超えると、第２比較器Ｋ２は損傷信号ＤＡを発生する。停止信号ＤＥおよび損傷信号ＤＡはともに、デジタル制御ユニット１２（図１に示す）に供給される。
【００４９】
図３の回路の有利な構成では、図４の側面図に示すように、第１ひずみ依存性抵抗器Ｒ２は基板３の上面上に配置し、第２ひずみ依存性抵抗器Ｒ３は基板３の下面上に配置する。図からわかるように、第１および第２抵抗器Ｒ２、Ｒ３は、基板３の反対面上に互いに整列して配置されている。従って、基板３に曲げ力が加わる際には、点線で示すように、この曲げ力は、第１抵抗器Ｒ２に加わる引張り力をもたらし、第２抵抗器Ｒ３には圧縮力をもたらし、第１抵抗器Ｒ２の抵抗値を量ΔＲだけ増加させ、第２抵抗器Ｒ３の抵抗値をほぼ同量ΔＲだけ減少させる。抵抗器Ｒ２、Ｒ３は、修正したホイートストーンブリッジの異なるアームに配置されているので、この配置によってブリッジの感度が倍増する。他方では、抵抗器Ｒ２、Ｒ３の抵抗値の温度依存性の変化は両抵抗器について同じ符号を有し、従ってこれらの抵抗値は相殺される。なお、この例では、第１ひずみ依存性抵抗器Ｒ２を１つだけ基板３の上面上に配置し、第２ひずみ依存抵抗器Ｒ３を１つだけ基板３の下面上に配置しているが、本発明によれば、複数のひずみ依存性抵抗器を基板の下面上に、上面上の抵抗器と整列させて配置することができる。また、これらの抵抗器は基板の上面上および下面上に配置する必要はなく、それぞれ基板の上層内および下層内に埋め込むことができ、例えば第１または第２ポリシリコン層内、活性層内、ｎウェル層内、ｐウェル層内に埋め込むことができる。
【００５０】
図５は、本発明において使用するひずみゲージ手段７’の代案の構成の概略回路ブロック図を示す。この構成では、４つの独立したひずみセンサ６ｅ、６ｆ、６ｇ、６ｈを設け、これらの出力信号をマルチプレクサＭＵＸの入力端子に供給する。マルチプレクサＭＵＸの出力信号は、ひずみ評価回路５の入力端子に供給される。ひずみセンサ６ｅ、６ｆ、６ｇ、６ｈに生じたひずみが停止ひずみ閾値を超えている場合に、ひずみ評価回路５は停止信号ＤＥを発生する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明によるデータキャリアを備えたＲＦＩＤシステムの概略回路ブロック図である。
【図２】本発明によるデータキャリア内で使用するひずみ評価回路の概略回路図である。
【図３】本発明によるデータキャリア内で使用する他のひずみ評価回路の概略回路図である。
【図４】基板の反対面上に配置したひずみセンサの側面図である。
【図５】ひずみゲージ手段の代案の構成を示す概略回路ブロック図である。
【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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【国際調査報告】
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