(57)【要約】【課題】電磁誘導もしくはマイクロ波で回路動作電力を供給した場合でもノイズの影響を受けにくく、精度の高い測定を可能とした力学量を測定できる装置を提供する。【解決手段】 少なくともひずみセンサと増幅回路、アナログ/デジタルコンバータ、整流・検波・変復調回路部、通信制御部を同一のシリコン基板上に形成する。或いはさらにシリコン基板上に特定の結晶方位を長手とするダミー抵抗を形成し、ひずみセンサとともにホイートストンブリッジを形成する。  これにより、センサに流れる電流量を少なくした場合でもノイズに埋もれることがなく、センサの低消費電力化が測れ、電磁誘導もしくはマイクロ波で電源を供給した場合でも精度の高い力学量の測定が可能となる。【選択図】  図１
2005114443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶半導体基板の一主面に、ひずみセンサと、該ひずみセンサからの信号を増幅してデジタル信号に変換する増幅変換回路と、変換された該デジタル信号を前記半導体基板の外部に電送するための伝送回路と、前記半導体基板の外部から受けた電磁波エネルギを電源として供給する電源回路と、を設けたことを特徴とする力学量測定装置。
【請求項２】
単結晶半導体基板の一主面に、ひずみセンサおよびダミー抵抗からなるホイートストンブリッジ回路と、該ホイートストンブリッジ回路からの信号を増幅してデジタル信号に変換する変換回路と、該デジタル信号を前記半導体基板の外部に電送するための伝送回路と、前記半導体基板の外部から受けた電磁波エネルギを電源として供給する電源回路と、を設けたことを特徴とする力学量測定装置。
【請求項３】
単結晶シリコン基板の一主面に、ひずみセンサおよびダミー抵抗からなるホイートストンブリッジ回路と、該ホイートストンブリッジ回路からの信号を増幅してデジタル信号に変換する変換回路と、該デジタル信号を前記シリコン基板の外部に電送するための伝送回路と、前記シリコン基板の外部から受けた振動、太陽光、温度差の少なくいずれかに基づいて前記各回路に電源を供給する電源回路と、を備え、前記単結晶シリコン基板上のいずれかの回路の電源グランドと被測定物とを電気的に接続する接続部を有することを特徴とする力学量測定装置。
【請求項４】
請求項２において、前記単結晶シリコン基板の厚さが100μm以下であることを特徴とする力学量測定装置。
【請求項５】
請求項３において、前記シリコン基板の外部から受けた電磁波エネルギを前記いずれかの回路の電源として供給する電源回路を設け、前記単結晶シリコン基板の主面の裏面に被測定物との接着部を形成したことを特徴とする力学量測定装置。
【請求項６】
請求項３において、前記シリコン基板の外部から受けた電磁波エネルギを前記いずれかの回路に電源を供給する電源回路を設け、ひずみ測定方位に目視可能な印を設けたことを特徴とする力学量測定装置。
【請求項７】
単結晶シリコン基板表面に、ひずみセンサおよびダミー抵抗を備えたホイートストンブリッジ回路と、該単結晶シリコン基板表面に形成された温度センサと、該ホイートストンブリッジ回路および温度センサからの信号を増幅してデジタル信号に変換する変換回路と、該デジタル信号を前記シリコン基板の外部に電送するための電送回路と、前記シリコン基板の外部から受けた電磁波エネルギを前記いずれかの回路の電源として供給する電源回路と、を設けたことを特徴とする力学量測定装置。
【請求項８】
単結晶シリコン基板表面に、ひずみセンサおよびダミー抵抗を備えたホイートストンブリッジ回路と、該ホイートストンブリッジ回路からの信号を増幅してデジタル値に変換する変換回路と、該デジタル値とROMに記録されたID番号を前記シリコン基板の外部に電送するための電送回路と、前記シリコン基板の外部から受けた電磁波エネルギを前記いずれかの回路の電源とする電源回路と、を設けたことを特徴とする力学量測定装置。
【請求項９】
単結晶シリコン基板表面に、ひずみセンサおよびダミー抵抗を備えたホイートストンブリッジ回路と、該ホイートストンブリッジ回路からの信号を増幅してデジタル信号に変換する変換回路と、該デジタル信号を前記シリコン基板の外部に電送するための電送回路と、を有し、前記単結晶シリコン基板外に前記いずれかの回路に電気的に連絡する、振動発電、太陽光発電、温度差発電のいずれかを設けたことを特徴とする力学量測定装置。
【請求項１０】
単結晶シリコン基板の一主面に、ひずみセンサおよびダミー抵抗を備えたホイートストンブリッジ回路を有し、前記ひずみセンサをN型不純物拡散層で、前記ダミー抵抗をP型不純物拡散層で形成し、前記ひずみセンサは<100>方向を長手とするように形成され、前記ダミー抵抗は<110>方向を長手とするように形成されたことを特徴とする力学量測定装置。
【請求項１１】
単結晶シリコン基板表面に、ひずみセンサおよびダミー抵抗を備えたホイートストンブリッジ回路を有し、前記ひずみセンサは前記シリコン基板中にP型の不純物層を拡散させた領域を有し、前記ひずみセンサの長手方向は＜110＞方向とし、前記ダミー抵抗はシリコン基板中にP型の不純物層を拡散させた領域を有し、前記ダミー抵抗は＜100＞方向が長手となるように形成したことを特徴とする力学量測定装置。
【請求項１２】
単結晶シリコン基板表面に、ひずみセンサおよびダミー抵抗からなるホイートストンブリッジ回路を有し、前記ひずみセンサは前記シリコン基板中にN型の不純物層を拡散させて形成された領域と、前記N領域は<100>方向が長手となるように形成し、前記ダミー抵抗は前記シリコン基板中にN型の不純物層を拡散させて形成された領域と、前記P領域は<110>方向が長手となるように形成したことを特徴とする力学量測定装置。
【請求項１３】
単結晶シリコン基板表面に、ひずみセンサおよびダミー抵抗からなるホイートストンブリッジ回路を有し、該ひずみセンサをP型不純物拡散層で、前記ダミー抵抗をN型不純物拡散層で形成し、ひずみセンサとダミー抵抗をともに<110>方向を長手とするように形成したことを特徴とする力学量測定装置。
【請求項１４】
単結晶シリコン基板表面に、ひずみセンサおよびダミー抵抗からなるホイートストンブリッジ回路を形成され、前記ひずみセンサをN型不純物拡散層で形成し、前記ダミー抵抗をP型不純物拡散層で形成し、前記ひずみセンサと前記ダミー抵抗を<100>方向を長手とするように形成したことを特徴とする力学量測定装置。
【請求項１５】
単結晶シリコン基板表面に、ひずみセンサおよびダミー抵抗からなるホイートストンブリッジ回路において、前記ひずみセンサをN型不純物拡散層で、さらに前記ダミー抵抗をP型不純物拡散層で形成し、前記ひずみセンサは<100>方向を長手とするように形成し、前記ダミー抵抗は<110>方向を長手とするように形成したことを特徴とする力学量測定装置。
【請求項１６】
単結晶シリコン基板表面に、ひずみセンサおよびダミー抵抗からなるホイートストンブリッジ回路と、該ホイートストンブリッジ回路からの信号を増幅してデジタル信号に変換する変換回路と、前記デジタル信号を前記シリコン基板の外部に電送するための電送回路と、前記シリコン基板の外部から受けた電磁波エネルギを前記いずれかの回路に電源を供給する回路、を少なくとも設け、前記ひずみセンサは前記シリコン基板中に局所的にP型の不純物層を拡散させて形成され、前記ひずみセンサの長手方向は＜110＞方向とし、該ダミー抵抗はシリコン基板中に局所的にP型の不純物層を拡散させて形成され、＜100＞方向が長手となるように形成したことを特徴とする力学量測定装置。
【請求項１７】
単結晶シリコン基板表面に、ひずみセンサおよびダミー抵抗からなるホイートストンブリッジ回路と、該ホイートストンブリッジ回路からの信号を増幅してデジタル信号に変換する変換回路と、前記デジタル信号を該シリコン基板の外部に電送するための回路と、前記シリコン基板の外部から受けた電磁波エネルギを該回路の電源とする回路、を少なくとも設け、前記ひずみセンサは該シリコン基板中にN型の不純物層を拡散させてN領域を形成され、<100>方向が長手となるように形成し、ダミー抵抗は前記シリコン基板中にN型の不純物層を拡散させた領域と、<110>方向が長手となるように形成したことを特徴とする力学量測定装置。
【請求項１８】
シリコン基板表面に、ひずみセンサおよびダミー抵抗からなるホイートストンブリッジ回路と、該ホイートストンブリッジ回路からの信号を増幅してデジタル信号に変換する変換回路と、前記デジタル信号を該シリコン基板の外部に電送するための電送回路と、前記シリコン基板の外部から受けた電磁波エネルギを該回路の電源とする回路、を少なくとも設け、前記ひずみセンサをP型不純物拡散層で、前記ダミー抵抗をN型不純物拡散層で形成し、ひずみセンサとダミー抵抗をともに<110>方向を長手とするように形成したことを特徴とする力学量測定装置。
【請求項１９】
単結晶のシリコン基板表面に形成されたひずみセンサおよびダミー抵抗からなるホイートストンブリッジ回路と、該ホイートストンブリッジ回路からの信号を増幅してデジタル信号に変換する回路と、前記デジタル信号を前記シリコン基板の外部に電送するための回路と、該シリコン基板の外部から受けた電磁波エネルギを前記回路の電源とする電源回路、を少なくとも設け、該ひずみセンサをN型不純物拡散層で、さらに該ダミー抵抗をP型不純物拡散層で形成し、ひずみセンサとダミー抵抗をともに<100>方向を長手とするように形成したことを特徴とする力学量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は力学量を計測することが可能であり、ワイヤレスで計測値を出力する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
RFタグと呼ばれる、電磁誘導で供給された電力を用いることで回路が動作し、予め設定されたIDナンバーを電波で送信するタグが開発されており、物流管理や入場券等の管理に適用され始めている。このようなIDタグに物理量センサを接続して、センシングした値をワイヤレスで送信しようとする試みも行われている。例えば特開2001-187611号に見られるように、温度センサをRFタグ回路にプリント配線基板上で接続し、該プリント配線基板上に搭載された状態でプラスチックで一体にモールドされてセンサ付きＩＤタグとして構成されている。
【０００３】
【特許文献１】特開2001-187611号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ひずみセンサや、これを応用した力学量センサである圧力センサや振動センサ、加速度センサ等を、電磁誘導もしくはマイクロ波で供給された電力を用いることで動作して結果を送信する回路に接続しようとすると、力学量センサ特有の以下の問題が生じる。
【０００５】
第一に、ひずみセンサはひずみに対する出力値がごく小さく、他の温度センサなどに比べて非常にノイズに弱いことが挙げられる。例えば、通常の用途では10-5ひずみ程度の分解能が必要であるが、最も多用されている抵抗線式ひずみゲージにおけるその時の抵抗変化（ΔR/R）は2×10-5程度となる。すなわち、無ひずみ時に１であった抵抗がひずみを受けて1.00002となるのを検知せねばならない。この時、僅かでもノイズが混入すると、大きな測定誤差が生じる危険性がある。特に電磁誘導もしくはマイクロ波で供給された電力を用いることで動作させようとした場合には、ひずみセンサも同時に電波を受けるためノイズが乗りやすい。また、電磁誘導もしくはマイクロ波で供給された電力を用いる場合には、ひずみセンサに供給できる電力量は非常に制限され、一般に市販されているひずみゲージとアンプを用いた場合に比べて2桁以上小さくする必要がある。このため、ひずみセンサに流れる電流値をμA以下までに抑えると、ノイズの影響を受けやすく、特別な考慮なしでは実質はノイズに埋もれて測定は不可能となる。また、ひずみ測定はセンサを被測定物に直接接着して測定されることが多く、この使用状態を考慮するとセンサおよびそのリード線を導体で覆い、完全に電磁シールドすることは難しい。よって、本特許の目的は電磁誘導もしくはマイクロ波で回路動作電力を供給した場合でもノイズの影響を受けにくく、精度の高い測定を可能とした力学量測定装置を提供することにある。
【０００６】
第二に、半導体を用いた力学量センサでは測定値の温度依存性が、他の物理量を測定する場合に比べて相対的に大きいために、他のセンサと異なり温度補正が不可欠であることが挙げられる。そこで、通常はひずみセンサと、該ひずみセンサと温度依存性が同じダミー抵抗の組み合わせでホイートストンブリッジ回路を形成することにより、温度補正が行われる。この際、ダミー抵抗とセンサは同じ温度になるように考慮する必要があるが、このブリッジ回路におけるダミー抵抗は無ひずみ状態を維持する必要がある。そこでダミー抵抗とセンサを一体でなく配置し、それぞれ結線する必要がある。しかしながら、結線のためのリード線がノイズを拾い易く、上記の第一の問題点と同様に、特別な考慮なしでは実質はノイズに埋もれて測定は不可能となる。よって、本特許の目的は電磁誘導もしくはマイクロ波で回路動作電力を供給した場合でもノイズの影響を受けにくく、温度の影響が少ない、精度の高い測定力学量測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記のように、低消費電力化を図った場合にもノイズの影響を受けにくくするために、同一のシリコン基板中にピエゾ抵抗効果を利用したひずみセンサと電磁誘導もしくはマイクロ波で供給された電力を用いて動作させる回路を形成したものである。
【０００８】
また、温度の影響を受けにくく、また低消費電力化を図った場合にもノイズの影響を受けにくくするために、ホイートストンブリッジ回路を特定の方向を長手とする不純物拡散層を形成することによって同一の単結晶シリコン基板内に設けたものである。
【０００９】
例えば、単結晶半導体基板の一主面に、ひずみセンサと、該ひずみセンサからの信号を増幅してデジタル信号に変換する増幅変換回路と、変換された該デジタル信号を前記半導体基板の外部に電送するための伝送回路と、前記半導体基板の外部から受けた電磁波エネルギを電源として供給する電源回路と、を設けたことを特徴とする力学量測定装置である。
【００１０】
または、単結晶半導体基板の一主面に、ひずみセンサおよびダミー抵抗からなるホイートストンブリッジ回路と、該ホイートストンブリッジ回路からの信号を増幅してデジタル信号に変換する変換回路と、該デジタル信号を前記半導体基板の外部に電送するための伝送回路と、前記半導体基板の外部から受けた電磁波エネルギを電源として供給する電源回路と、を設けたことを特徴とする力学量測定装置である。
【００１１】
または、単結晶シリコン基板の一主面に、ひずみセンサおよびダミー抵抗からなるホイートストンブリッジ回路と、該ホイートストンブリッジ回路からの信号を増幅してデジタル信号に変換する変換回路と、該デジタル信号を前記シリコン基板の外部に電送するための伝送回路と、前記シリコン基板の外部から受けた振動、太陽光、温度差の少なくいずれかに基づいて前記各回路に電源を供給する電源回路と、を備え、前記単結晶シリコン基板上のいずれかの回路の電源グランドと被測定物とを電気的に接続する接続部を有することを特徴とする力学量測定装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電磁誘導もしくはマイクロ波で供給された微小な電力を用いて力学量センサ動作させた場合でもノイズの混入が非常に小さくできるという効果を持つ。同一シリコン基板上の微小領域に各回路を纏めることによって、RF給電（電磁波エネルギで給電）した際の電波の位相差による誘導電流がセンサーに発生しないので、微小な電力量でもセンシング可能である。すなわち、誘導電流を電源に用いて回路の動作をさせる際にはセンサの消費電力の低減が必須であるが、この場合においてもセンサのデータがノイズに埋もれることなく正しい測定が可能となる。
【００１３】
または、さらに本発明によれば、ホイートストンブリッジ回路を上述のような配置・構成をもって同一の単結晶シリコン基板内に設けたことにより、力学量センサの抵抗値の変化量が小さいことを補い、またシリコン基板の熱伝導率が良好なために温度補正が正確にできるために測定精度が向上するという効果を奏する。さらに、同一の単結晶シリコン基板内に微小なひずみセンサとダミー抵抗を形成できたためにホイートストンブリッジ回路にノイズが乗りにくく、センサに流れる電流量を少なくした場合でもノイズに埋もれることがなく、センサの低消費電力化が測れるという効果を奏する。
【００１４】
＜第三実施例の効果＞また本実施例によれば、センサの低消費電力化が可能となるので、微小なエネルギでもセンサを稼動することが可能となる。よって電磁誘導もしくはマイクロ波で供給された電力や、振動発電や太陽電池等の微弱な発電量を有する自己発電の電力でもセンサの動作が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施例を発表する。μチップ+ひずみセンサを同一のシリコン基板上に形成することができる。
【００１６】
以下、本発明の実施例を図１から図１０  を用いて説明する。図１には本発明の第一の実施例の力学量測定装置1を示す。本実施例は、同一の単結晶シリコン基板2上に、少なくともピエゾ抵抗効果を利用したひずみセンサ3、ひずみセンサアンプ群4、アナログ/デジタルコンバータ6、整流・検波・変復調回路部7、通信制御部8、接着部9、アンテナ10で構成されたことを特徴とした力学量測定装置である。なお、以下ではシリコン基板２と、シリコン基板２上に構成した薄膜群を総称してチップ101と呼ぶこととする。アンテナ10は、電力を稼ぐために外部に大きなアンテナを形成しても良いが、以下ではチップ101内に内蔵する場合を例として説明する。アンテナ10を内蔵している場合には力学量測定装置１がすなわちチップ101に相当し、アンテナを外付けとした場合にはチップ101とアンテナ10を合わせて力学量測定装置１と呼ぶ。チップ101内にアンテナを内蔵すると外部接続用の電極パッドが不要となるため、電極がチップ表面に露出することがなく、劣悪な環境下で用いる場合にも、電極パッドの腐食等が起こらないために、信頼性の点で望ましい。本実施例では接着部で被測定物11に接着され、シリコン基板2にひずみが伝達される。シリコン基板2全体にひずみが負荷されると、シリコン基板2中のひずみセンサ3の抵抗が変化し、ひずみセンサアンプ群4、アナログ/デジタルコンバータ6を通してデジタル信号に変換される。該デジタル信号は通信制御部8、整流・検波・変復調回路部7を経て電波信号に変換され、アンテナ10からリーダに送信される。一方、リーダから送られた電力用高周波信号をアンテナ10で受信し、整流・検波・変復調回路部7で平滑化し、一定電圧の直流電力にして力学量測定装置の各回路に電源として供給する。なお、本実施例ではアンテナに誘導電磁界を形成する電磁誘導を用いたもの、もしくはマイクロ波を受信、復調して用いたもの、を利用したが、コイルの相互誘導による相互誘導によるエネルギを利用しても良いし、光を用いてエネルギ供給および交信を行っても良い。
【００１７】
また、シリコン基板裏面を被検査対象との接着面とする。
【００１８】
本力学量測定装置1では素子形成面に対向したシリコン基板裏面に接着部9が配されている。図２に示すように、本力学量測定装置1は本接着部9を被測定物11に接着することによってひずみの計測が可能となる。本力学量測定装置１は各種回路を構成しているシリコン基板全体に接着部9を通してひずみを与えることによって、ひずみを計測することが出来る。すなわち、ひずみセンサ３とその処理回路が同一のシリコン基板中に高集積されるのでコンパクトに出来るという利点がある。この際に、シリコン基板の厚さを100μm以下にすることが望ましく、その場合には被測定物11のひずみの値とひずみセンサ3の位置でのひずみの値をほぼ一致させることができる。すなわち、シリコン基板2の厚さを100μm以下にすることによって測定精度向上が可能となる。また、シリコン基板2の厚さを100μm以下にすると、被測定物11が曲面を持つ場合でも、破壊することなしに該曲面に沿って貼り付けることが可能となる。さらに、シリコン基板2は絶縁膜に比べて熱伝導率が高いため、シリコン基板2の裏面に接着部9を配したことによって被測定物11の温度がシリコン基板2の表面のひずみセンサ3に伝わりやすく、温度補正を行った際にも温度不均一による精度の低下が発生しないという利点もある。また、被測定物11に接着した状態で温度が上昇すると、チップ101と被測定物11の間に大きな熱応力が発生する場合がある。本発明ではシリコン基板2裏面に接着部9を配しており、シリコン基板裏面の方がガラス等で構成されているチップ表面よりも接着強度や破壊強度が大きいため、被測定物11の温度が上昇した場合でも、接着部９での破壊や剥離が起きず、信頼性ある測定ができる利点がある。この接着部９はシリコンの裏面を荒らした構造を有しており、凹凸の大きさは荒さで1ミクロン以上と、チップ表面の凹凸に比べて大きくする。これにより凹凸によるアンカー効果が発生し、被測定物11との接着性がさらに向上する利点がある。なお、図３に示すように本チップ101を被測定物11に埋め込んで、力学量を測定することもできる。なお、本実施例ではシリコン基板を用いたが、他の半導体で表面が単結晶となる分離が低迷している。
【００１９】
また、本実施例では、同一のシリコン基板中にひずみセンサ3と、ひずみセンサアンプ群4、およびアナログ/デジタルコンバータ6を形成し、さらにこれらの回路をチップ内で配線した構造を持つため、ひずみセンサ3と他の部分をつなぐ配線の長さを非常に短くすることができ、このため電磁誘導もしくはマイクロ波で供給された電力を用いて動作させた場合でもノイズの混入が非常に小さくできるという効果を持つ。誘導電流を電源に用いて回路の動作をさせる際にはセンサの消費電力の低減が必須であるが、この場合においてもセンサのデータがノイズに埋もれることなく正しい測定が可能となる。
【００２０】
また通常考えられるように、ひずみセンサのみを被測定物に接着し、他の回路はひずみを受けないように、センサと別に形成した場合には、電磁誘導もしくはマイクロ波用の電波を受けた際にリード線からノイズが乗りやすく、特別な考慮なしでは実質はノイズに埋もれて測定は不可能となる。これはセンサとその他の回路が離れた場所に存在するために、電波照射時にセンサと他の回路で位相差が生じ、異なった電位となるためである。一方、本実施例では、ひずみ測定に関与する箇所は電波の広がりに対してほぼ点であると見なせることから、位相差のずれがなく、ノイズの混入が非常に小さく出来るため、正しい測定が可能となる。
【００２１】
次にアンプとセンサの配置について説明する。
【００２２】
さらに本実施例では図４に示すように、ひずみセンサ3と、ひずみセンサアンプ群4が隣に形成され、さらにひずみセンサアンプ群4とアナログ/デジタルコンバータ6が隣に形成されている。ひずみセンサ3とひずみセンサアンプ群4、およびひずみセンサアンプ群4とアナログ/デジタルコンバータ6が整流・検波・変復調回路部7、通信制御部8に比べて近距離に配置されているため、配線長さが短く、電波照射時にもノイズが混入しにくいという利点がある。またこれにより、ひずみセンサ3とひずみセンサアンプ群4とアナログ/デジタルコンバータ6および温度センサ部12の温度が迅速に均一となるため、温度によるドリフトを受けにくいという利点がある。
【００２３】
また、ひずみセンサをチップ101の端部に配置すると、使用状態によりチップ101面内で応力が不均一になることがある。特にチップ端部では、測定値が被測定物のひずみと大きく異なることがあるため、ひずみセンサは整流・検波・変復調回路部7、通信制御部8、アンテナ10に比べてチップの中央部に配置する方が望ましい。すなわち、図５に示すように、ひずみセンサ３からチップの回転対称軸あるいは図心までの距離が、整流・検波・変復調回路部7、通信制御部8、アンテナ10からチップの回転対称軸あるいは図心までの距離に比べて小さくなる方が良い。
【００２４】
特にアンテナ10はチップ内では比較的大きな構造物であるため、ひずみの面内不均一を招く要因となる。そこで、図１および図４から図６に示すようにアンテナ10はチップ101周辺に配し、ひずみセンサはその内側に配することが望ましい。特に図6に示すように、アンテナ10のコイルを複数回巻く場合においても同様である。
【００２５】
センサの長手方向と他の素子の長手方向を一致させるようにする。
【００２６】
さらに本実施例では、図７に示すようなひずみセンサ増幅用のひずみセンサアンプ群4の帰還回路等に用いられる抵抗26の長手方向を、図8のようにひずみ測定方向に近い方向に配置することが望ましい。例えば、該抵抗26の長手方向をひずみ測定方向と直角方向とすると、ひずみ測定方向と直角方向に少しでも力が負荷された場合には増幅率が大きく変わるため、大きな測定誤差を生むことになる。一方、該抵抗26の長手方向をひずみ測定方向と平行方向とすると、ひずみ測定方向と直角方向には感度が小さくなる。ただし該抵抗26の長手方向には感度があるため、増幅率はひずみに依存して若干変化することになるが、これは既知のひずみを負荷し、本力学量測定装置１の測定値を用いて補正することで精度の高い測定が可能となる。
【００２７】
チップと被測定物を同電位にすることが好ましい。
また、チップ101の電源グランドと被測定物11は直流的あるいは交流的に電気的に結合されているのが望ましい。すなわちチップ101の電源グランドと被測定物11が電気的に結合していても良いし、また薄い絶縁膜を介して交流成分として電気的に結合していても良い。これにより被測定物11とチップ101が同電位となるために、電磁エネルギを電源とする際、および電波を発信する際に効率を向上させることが可能となる。
【００２８】
チップのひずみ測定方向に印を付けることが好ましい。
【００２９】
また本実施例では、図9に示すように、チップにひずみ測定方向を示す印を設けたことを特徴としている。チップ内のひずみセンサは大きさ数十ミクロン程度と小さくなる場合が多く、またひずみセンサと他の回路を同一のシリコン基板内に形成したために、従来のひずみゲージのようにゲージの方向を目視することができない。そこで、ひずみを感知するシリコン基板表面の拡散層14の方向に対応して、ひずみ測定方向を示す印15を付ける必要が生じる。
望ましくはひずみを感知するシリコン基板表面の拡散層14の長手方向がひずみ測定方向となるので、そちらの方向が使用者に認知できるように印15を付ける。この印15はチップ101の表面近傍に形成された薄膜あるいはシリコンチップに付けられた傷から構成されるのが望ましい。この印15はアンテナ10等の機能と併用されていても良く、使用者に認識できる程度の大きさを持つ薄膜であれば良い。また、図10に示すように、印15を前後2箇所に付けても良い。
【００３０】
本発明の第二の実施例を図11から図３９を用いて説明する。本実施例は、基本的には第一の実施例と同様な構成、特徴を持つが、加えてひずみセンサ3とダミー抵抗17からなるホイートストンブリッジ回路16を同一の単結晶シリコン基板2内に設けたことを特徴とする力学量測定装置である。
【００３１】
ホイートストンブリッジ回路の回路図を図11に示す。ひずみセンサ3はひずみによる抵抗の変化量が非常に小さいため、そのまま増幅すると、その後段の信号処理が複雑になる。そこで通常は、ひずみゲージの使い方に見られるように、ホイートストンブリッジ回路16を形成することにより、ひずみセンサ3の抵抗変化分に比例した出力電圧を得てから増幅し、ひずみに比例した値として用いられることが多い。また、ダミー抵抗17の抵抗値の温度依存性を、ひずみセンサ3の温度依存性と同じにすることにより、各温度を同じとすれば、ひずみセンサ3の温度補正が可能であるという利点もある。このとき、ホイートストンブリッジ回路16におけるダミー抵抗17は被測定物に貼り付けず、無ひずみ状態を維持する必要がある。ここで、ダミー抵抗１７はひずみセンサ３よりもひずみが加わった際の抵抗の変化が少ない。
【００３２】
しかしながら、本力学量測定装置にホイートストンブリッジ回路16を形成しようとすると大きな問題が生じる。本力学量測定装置は同一の単結晶シリコン基板2上に回路を形成し、該シリコン基板裏面を接着部9として被測定物に貼り付けて測定が行われるため、ひずみセンサ3以外の回路部分もひずみの影響を受けてしまう。よって、同一のシリコン面内にホイートストンブリッジ回路16を形成すると、ダミー抵抗17もひずみセンサ3と同程度の抵抗変化を起こすため、正しい計測が不可能になるという問題が生じる。
【００３３】
図12には、本問題を回避することが可能となった、本実施例におけるホイートストンブリッジ回路16を持つ力学量測定装置を示す。該ホイートストンブリッジ回路16では、ひずみセンサ3はシリコン基板2中に局所的にP型の不純物層を拡散させて形成され、その長手方向は＜110＞方向とする。またダミー抵抗17は同様にシリコン基板中に局所的にP型の不純物層を拡散させて形成され、図12に示すようにV字型とし、そのV字を形成する直線部分の長手方向は＜100＞となるようにする。さらにひずみセンサ3とダミー抵抗17の抵抗値はほぼ同じになるように形成する。また、ダミー抵抗17はV字型をしているが、V字を形成する２つの直線部分の長さが等しくなるように折れ曲がるようにする。
【００３４】
図13にひずみセンサ３とダミー抵抗17の形状とシリコン基板２の結晶方位との関係を示す。ひずみセンサ３をP型不純物拡散層で形成し、＜110＞方向を長手とすることで、長手方向の応力感度が大きくできるという利点がある。また、ダミー抵抗17をp型不純物拡散層で形成し、長手方向を＜100＞とすることで垂直応力に対する感度を最小に出来、またダミー抵抗17をV字型に形成することで面内のせん断応力に対する感度を打ち消すことができるので、さらにダミー抵抗17の感度を低下させることが出来る。また、ひずみセンサとダミー抵抗は同じP型の不純物層により構成できるので、両者を同時に、同じプロセスによって形成することで抵抗値をほぼ同一にできるという利点がある。例えば、p型不純物のイオン注入処理を同時に行って両者の不純物層を形成すると、ひずみセンサ３とダミー抵抗17でほぼ同一のシート抵抗値が得られるため、製造上のばらつきを考慮しなくてもホイートストンブリッジ回路の出力のオフセット量を最小にすることができる。この場合、不純物の拡散処理は、不純物のドーズ量の精度が高く、拡散プロファイルも再現性よく形成できるため、イオン注入とその後の活性化処理で行われるのが望ましい。また、ひずみセンサとダミー抵抗を同じP型の不純物層で一括に形成することで、シート抵抗値も同一に出来るため、抵抗値の温度依存性もほぼ同一にできるという利点もある。なお、ひずみセンサとダミー抵抗の不純物濃度を一致させない設計を行った場合でも、温度補正に若干の誤差が生じる可能性があり、さらに、ひずみセンサ３とダミー抵抗17の抵抗値の偏差がばらつくことが予想されるが、それ以外の有効な効果は同様に得ることができる。また、ダミー抵抗17を図14に示すように、V字型の拡散層でなく、結果的に同じ効果になるように＜１００＞方向を長手とする拡散層を配線を用いてつなぎ合わせても良い。この場合には、ダミー抵抗17のつなぎ合わせた拡散層の抵抗値はひずみセンサ３の値と同様になることが望ましい。この場合にはひずみセンサやダミー抵抗のレイアウトが自由にできるという利点が生まれる。図15には、図14に示す拡散層の構成の場合の配置とブリッジ配線18の接続を示す。図15の例はブリッジ配線18の長さを出来るだけ一致させるように、拡散層やブリッジ配線18の配置を考慮したものである。各拡散層の配置は図12や図14に示すようにダミー抵抗17のV字の開く方向が一致していても良く、この場合にはホイートストンブリッジ回路16の占有面積を小さくできるという利点がある。また、図12、図14、図15では２つのひずみセンサ３はダミー抵抗17を挟むように離れて配置しているが、これを2本並べて配置しても良い。この場合もレイアウト上、占有面積を小さくすることが可能となる。また、図15に示したブリッジ配線18のようにできるだけ鏡面対象性を崩さないように配線を配置することにより、各ブリッジ配線18の長さが大きく異ならないため、4つのブリッジの抵抗の偏差を小さくすることができる。
【００３５】
さらに図16に示すように、ダミー抵抗をV字配置でなく直線状とした場合でも、面内のせん断力の影響は若干受けやすくなるが、それ以外の有効な効果は同様に得ることができる。図17にひずみセンサ３とダミー抵抗17の形状とシリコン基板２の結晶方位との関係を示す。ひずみセンサ３をp型不純物拡散層で形成し、＜110＞方向を長手とすることで、長手方向の応力感度が大きくできるという利点がある。また、ダミー抵抗17をP型不純物拡散層で形成し、長手方向を＜100＞とすることで垂直応力に対する感度を最小にできる。本方法は面内せん断成分を打ち消すことは出来ないが、ダミー抵抗7としてV字を形成しないので、レイアウトが簡便となるという利点がある。ダミー抵抗7としてV字を形成し、その抵抗値をひずみセンサ３と精度よく一致させることは難しく、その点で図17に示す方法は簡便であり、精度良くひずみセンサ３の抵抗値と一致させることが出来るという利点もある。図18の例はブリッジ配線18の長さを出来るだけ一致させるように、拡散層やブリッジ配線18の配置を考慮したものである。
また、上記ではひずみセンサを＜110＞方向、ダミー抵抗を＜100＞方向に形成すると記述したが、これは理想状態であって、製造上、角度のズレが生じた場合でも効果は十分に有する。すなわち、ひずみセンサは＜100＞方向よりも＜110＞方向に近くなるように配し、ダミー抵抗は＜110＞方向よりも＜100＞方向に近くなるように配すれば効果を有する。
【００３６】
図19にはひずみセンサ３およびダミー抵抗17をn型不純物拡散層で形成した場合の例を示す。また図20にひずみセンサ３とダミー抵抗17の形状とシリコン基板２の結晶方位との関係を示す。この場合には、ひずみセンサ３を<100>方向を長手となるように形成し、ダミー抵抗17を<110>方向を長手となるように形成する。また、面内のせん断成分を打ち消すために図21、図22に示すようなV字型のダミー抵抗17を用いた場合には、ダミー抵抗17が多軸応力成分の影響を受けにくいために、精度の高い測定が可能となる。図19、図20、図21、図22に示したひずみセンサ３を用いた場合には、ひずみの測定方向は<100>となる。従って、ひずみの測定方向を示す印15は<100>方向を示すように形成する。通常の半導体デバイスのように<110>方向に直角平行に回路や配線を形成する場合には、ひずみ測定方向が測定者に分かり難いので、印15を例えば図23のように付けることが望ましい。
【００３７】
以上の場合のように、ｎ型不純物拡散層を用いてひずみセンサ３とダミー抵抗17を形成した場合には、ｐ型不純物拡散層を用いた場合に比べて若干の感度は低下するが、他の回路がn型半導体デバイスで形成された場合などは、ひずみセンサ３のためのみにｐ型不純物を拡散させることが無く、製造が容易となる利点がある。また、シリコン結晶のへき開面は＜111>であり、ひずみ測定方向を<100>とすることにより、大きなひずみ量を測定する場合においても割れにくいという利点がある。
【００３８】
図24には、ひずみセンサ３をｐ型不純物拡散層で、さらにダミー抵抗17をn型不純物拡散層で形成した場合の例を示す。また図25にひずみセンサ３とダミー抵抗17の形状とシリコン基板２の結晶方位との関係を示す。この場合にはひずみセンサ３とダミー抵抗17をともに<110>方向を長手とするように形成し、ひずみ測定方向も<110>となる。この例では、ひずみセンサ３を構成するｐ型不純物拡散層は、ひずみ測定方向の正のひずみ変化に対して正の値の抵抗変化を示し、一方、ダミー抵抗17を構成するｎ型不純物拡散層は、ひずみ測定方向の正のひずみ変化に対して負の値の抵抗変化を示すという特徴を持っている。このことにより、低感度のダミー抵抗を有するブリッジ回路に比べて得られる出力値が大きくなるため、感度が高くなるという利点がある。また、ひずみセンサ３とダミー抵抗17が平行に形成できるので、ホイートストンブリッジ回路16の占有面積を小さくできるという利点がある。よって全体のチップサイズを小さくでき、その結果、コストの削減を図ることができる。
【００３９】
さらに図26には、ひずみセンサ３をn型不純物拡散層で、さらにダミー抵抗17をp型不純物拡散層で形成した場合の例を示す。また図27にひずみセンサ３とダミー抵抗17の形状とシリコン基板２の結晶方位との関係を示す。この場合には、ひずみセンサ３とダミー抵抗17はともに<100>方向を長手とするように形成し、ひずみの測定方向も<100>となる。この例では、ｎ型不純物拡散層により形成されたひずみセンサ３は、垂直応力に関する感度が最も大きくなる方向に配置されており、またその感度の値はｐ型不純物拡散層のどの配置のものよりも大きい。一方、ｐ型不純物拡散層により形成されたダミー抵抗3は、(001)面に形成することができるｎ型及びｐ型不純物拡散層抵抗の中で最も各方向の応力に対する感度が低い。これらのことから、多軸応力場の影響が小さく精度の良い計測が可能になるという利点がある。また、ひずみセンサ３とダミー抵抗17が平行に形成できるので、ホイートストンブリッジ回路16の占有面積を小さくできるという利点がある。
【００４０】
また、図28には、ひずみセンサ３をn型不純物拡散層で、さらにダミー抵抗17をp型不純物拡散層で形成した場合の例を示す。また図29にひずみセンサ３とダミー抵抗17の形状とシリコン基板２の結晶方位との関係を示す。この場合には、ひずみセンサ３は<100>方向を長手とするように形成し、ダミー抵抗17は<110>方向を長手とするように形成し、ひずみの測定方向も<100>となる。この場合には、ひずみセンサ３の<100>方向への感度が高く、ダミー抵抗17の各応力成分に対する感度が低いので、精度の高い測定が可能となる。
【００４１】
ホイートストンブリッジ回路せん断のみ取るものについて説明する。
【００４２】
図30にはひずみセンサ３およびダミー抵抗17をp型不純物拡散層で形成した場合の例を示す。また図31にひずみセンサ３とダミー抵抗17の形状とシリコン基板２の結晶方位との関係を示す。この場合には、ひずみセンサ３を<100>方向を長手となるように形成し、ダミー抵抗17を<110>方向を長手となるように形成する。そして図30に示すようなｘｙ座標系において、τｘｙを測定することができる。
【００４３】
さらに、図32にはひずみセンサ３およびダミー抵抗17をn型不純物拡散層で形成した場合の例を示す。また図33にひずみセンサ３とダミー抵抗17の形状とシリコン基板２の結晶方位との関係を示す。この場合には、ひずみセンサ３を<100>方向を長手となるように形成し、ダミー抵抗17を<110>方向を長手となるように形成する。そして図33に示すようなｘｙ座標系において、τｘｙを測定することができる。すなわち垂直応力成分に対する感度が小さく、τｘｙのみに大きな感度を有するという利点がある。これを回転軸に接着することにより、軸のトルクを測定することが可能となる。
【００４４】
一軸をとればよい場合もある。また、予め被測定物が一軸応力場を持ち、その方向のひずみを測定することが明らかな場合には、ダミー抵抗を、図34に示すようなひずみセンサの拡散層の長手方向とダミー抵抗の拡散層の長手方向がほぼ直角になるように形成しても良い。この場合にはひずみ測定方向と直角方向にもひずみが発生するため、そのポアソン比分だけダミー抵抗の感度が出てしまうために若干の誤差は生じるが、一軸の応力場を仮定した場合には実用上問題ない範囲となる。また、図34ではn型の不純物拡散層を用いた場合について一例として示したが、p型の不純物拡散層を用いた場合でも、さらにｎ型不純物拡散層とp型不純物拡散層の両方の組み合わせで構成しても良い。
【００４５】
図35には本実施例の他のホイートストンブリッジ回路の組み方を示す。本実施例ではひずみセンサ３を1個、ダミー抵抗17を3個とする構成とした。この場合には応力感度は図11に示す回路の場合よりも半分に落ちるが、図11と同様な効果を得ることができる。さらに図36にはひずみセンサ３を3個、ダミー抵抗17を1個とする構成の場合を示す。この場合も同様に応力感度は図11に示す回路の場合よりも半分に落ちるが、図11と同様な効果を得ることができる。また、この場合のひずみセンサ３とダミー抵抗17とシリコン基板２の結晶方位との関係は、図12から図34に示した各組み合わせが適用可能である。また、これらのひずみセンサ３とダミー抵抗17の配置に関しては、温度が均一性の問題から本実施例の場合にはひずみセンサとダミー抵抗はできるだけ近くに配するほうが望ましい。
【００４６】
また、センサ単体として使うこともできる。
【００４７】
なお、図12から図36に示したホイートストンブリッジをシリコン基板２上に形成した実施例は、図37に示すように、ひずみセンサ単体としても利用可能である。本実施例に示したホイートストンブリッジ16を同一のシリコン基板2上に形成したひずみセンサは、通常のひずみゲージを用いた計測で行われているようにホイートストンブリッジを外付けする必要が無く、またシリコン基板でつながっていることから熱伝導も良いために温度補償も容易にできるという利点がある。さらに、半導体製造プロセスで製造するためセンサ部を小さく形成できるので、その分、微小部のひずみを測定できるという利点もある。また、図38に示すように、自己発電部19を持つチップにも同様に適用が可能である。この場合にも、本発明によれば低消費電力で動作し、外乱（ノイズ）の影響が少なくすることができるために、小さな自己発電能力しか発生しないような用途にも使用可能となる。例えば、自己発電部19として振動をエネルギに変える場合は振動が小さい場所のひずみでも計測可能となる。また自己発電部19として太陽電池を搭載した場合でも、より照度の低い場所でもひずみの計測が可能となる。さらに図39に示すように、本発明によれば、電池20により電源供給を受けるチップの場合でも電池20の寿命を長くすることが出来るため、長期間にわたって力学量の計測が可能となる。また、図39では電池20をチップに内蔵した構造を記載したが、電池20をチップの外に設けた構造でもよい。この場合にはより大きな容量を持つ電池20が設置可能であるので、より長期間にわたる使用が可能となる。また、シリコン基板に形成する圧力センサとしても使用することも可能である。
【００４８】
本発明の第三の実施例を図40から図42を用いて説明する。図40は本実施例における力学量測定装置である。本測定装置は第一、第二の実施例に加えて、IDナンバーも順次送信できるようにしたものである。IDナンバーを記憶したID記憶部21を有しているのが特徴である。リーダ/ライタより発信された電波を受けて、平滑化して電源としてひずみセンサ3およびひずみセンサアンプ群3を動作させる。読み取られ、増幅された抵抗変化量はアナログ/デジタルコンバータ12でデジタル値に変換され、ID記憶部21に記憶されたIDナンバーとともに一旦レジスタ22に蓄えられ通信制御部8、および整流・検波・変復調回路７によって順次送信される。本実施例によればひずみ量とともにIDナンバーがリーダ/ライタで受信できることから、各測定量が管理しやすくなるという利点がある。例えば、IDナンバーをもとに各測定箇所のひずみがそれぞれ管理できるので、各点での経時変化を整理しやすいという利点がある。
【００４９】
また図4１は別の力学量測定装置の構成図を示すが、これは自己発電部を有しており、リーダ/ライタによる電波照射時以外でも力学量の測定が可能である。また不揮発性メモリ23を内蔵しており、ひずみの値を不揮発で記憶できることに特徴がある。予め設定した値以上の値であるときに記憶するようにすれば、大きな負荷の履歴のみを取り出して記憶出来る。これにより、必要なメモリ容量を少なくすることができ、小さい発電量でも動作可能となるという利点がある。またタイマー24を内蔵することにより、時刻と負荷とIDナンバーを同時に記憶することが出来るという利点が生まれる。また、不揮発性メモリ23に蓄えた測定値は電磁誘導もしくはマイクロ波による読み出しが可能である。すなわち、測定値を電波で発信するには大きな電力量を必要とすることから、電波の発信のエネルギは電磁誘導もしくはマイクロ波で賄い、電力量を多量に必要としない測定は自己発電のエネルギで賄っている。本発明を用いたことにより、ひずみセンサ３の消費電力を少なくできるため、図41に示す力学量測定装置を実現することが可能となる。すなわち、電磁誘導もしくはマイクロ波による電源で電波の発信を賄い、さらにセンサの消費電力を小さくできたため、自己発電部19の電力が小さい場合でも常時計測が可能とすることができた。ここで、自己発電部19とは電池を含む、振動発電、太陽光発電、圧電素子を用いた発電、流体力による発電などが含まれる。このように本実施例では、自己発電部19の出力が小さいような適用例でも運用が可能となるという大きな利点がある。
【００５０】
また、図42には電磁誘導もしくはマイクロ波による電源供給を受けるが、この電源の一部を蓄電池25に導き、充電する機構を設けた例を示した。本発明によりセンシング時の電力はごく僅かとすることが出来るため、蓄電池25の電力を用いて常時あるいは間欠的にひずみ値を計測することが出来る。電波に載せて値を出力するためには十分な電力が必要であることから、測定値の読み出し時には第一実施例のように電波による電源供給を受けて動作する。また同時に蓄電池25の充電も行う。本発明を用いたことにより、ひずみセンサ３の消費電力を少なくできるため、充電量も少なくて済み、図42に示す力学量測定装置を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第一実施例の力学量測定装置の斜視図である。
【図２】本発明の第一実施例の力学量測定装置の使用方法を示す斜視図である。
【図３】本発明の第一実施例の力学量測定装置の使用方法を示す斜視図である。
【図４】本発明の第一実施例の力学量測定装置の斜視図である。
【図５】本発明の第一実施例の力学量測定装置の斜視図である。
【図６】本発明の第一実施例の力学量測定装置の斜視図である。
【図７】本発明の第一実施例の力学量測定装置の斜視図である。
【図８】本発明の第一実施例の力学量測定装置の斜視図である。
【図９】本発明の第一実施例の力学量測定装置の斜視図である。
【図１０】本発明の第一実施例の力学量測定装置の斜視図である。
【図１１】ホイートストンブリッジの説明図である。
【図１２】本発明の第二実施例の力学量測定装置の斜視図である。
【図１３】本発明の第二実施例の力学量測定装置に関して、ひずみ測定方向とシリコン基板の結晶方位と拡散層の長手方向の関係を示した図である。
【図１４】本発明の第二実施例の力学量測定装置の斜視図である。
【図１５】本発明の第二実施例の力学量測定装置に関して、ひずみ測定方向とシリコン基板の結晶方位と拡散層の長手方向の関係を示した図である。
【図１６】本発明の第二実施例の力学量測定装置の斜視図である。
【図１７】本発明の第二実施例の力学量測定装置に関して、ひずみ測定方向とシリコン基板の結晶方位と拡散層の長手方向の関係を示した図である。
【図１８】本発明の第二実施例の力学量測定装置の拡散層とこれをつなぐ配線の配置の一例を示した図である。
【図１９】本発明の第二実施例の力学量測定装置の拡散層とこれをつなぐ配線の配置の一例を示した図である。
【図２０】本発明の第二実施例の力学量測定装置に関して、ひずみ測定方向とシリコン基板の結晶方位と拡散層の長手方向の関係を示した図である。
【図２１】本発明の第二実施例の力学量測定装置に関して、ひずみ測定方向とシリコン基板の結晶方位と拡散層の長手方向の関係を示した図である。
【図２２】本発明の第二実施例の力学量測定装置の拡散層とこれをつなぐ配線の配置の一例を示した図である。
【図２３】本発明の第二実施例の力学量測定装置の斜視図である。
【図２４】本発明の第二実施例の力学量測定装置の拡散層とこれをつなぐ配線の配置の一例を示した図である。
【図２５】本発明の第二実施例の力学量測定装置に関して、ひずみ測定方向とシリコン基板の結晶方位と拡散層の長手方向の関係を示した図である。
【図２６】本発明の第二実施例の力学量測定装置の拡散層とこれをつなぐ配線の配置の一例を示した図である。
【図２７】本発明の第二実施例の力学量測定装置に関して、ひずみ測定方向とシリコン基板の結晶方位と拡散層の長手方向の関係を示した図である。
【図２８】本発明の第二実施例の力学量測定装置の拡散層とこれをつなぐ配線の配置の一例を示した図である。
【図２９】本発明の第二実施例の力学量測定装置に関して、ひずみ測定方向とシリコン基板の結晶方位と拡散層の長手方向の関係を示した図である。
【図３０】本発明の第二実施例の力学量測定装置の拡散層とこれをつなぐ配線の配置の一例を示した図である。
【図３１】本発明の第二実施例の力学量測定装置に関して、ひずみ測定方向とシリコン基板の結晶方位と拡散層の長手方向の関係を示した図である。
【図３２】本発明の第二実施例の力学量測定装置に関して、ひずみ測定方向とシリコン基板の結晶方位と拡散層の長手方向の関係を示した図である。
【図３３】本発明の第二実施例の力学量測定装置の拡散層とこれをつなぐ配線の配置の一例を示した図である。
【図３４】本発明の第二実施例の力学量測定装置に関して、ひずみ測定方向とシリコン基板の結晶方位と拡散層の長手方向の関係を示した図である。
【図３５】本発明の第二実施例の力学量測定装置のホイートストンブリッジを示した図である。
【図３６】本発明の第二実施例の力学量測定装置のホイートストンブリッジを示した図である。
【図３７】本発明の第二実施例の力学量測定装置のひずみ測定部のみを1チップとした場合を示した斜視図である。
【図３８】本発明の第二実施例の力学量測定装置に関して、自己発電部を有する場合を示した斜視図である。
【図３９】本発明の第二実施例の力学量測定装置に関して、電池を有する場合を示した斜視図である。
【図４０】本発明の第三実施例の力学量測定装置であり、ID記憶部を有し、ひずみ量とともにID値も電送できる装置を示した模式図である。
【図４１】本発明の第三実施例の力学量測定装置であり、自己発電部を有した装置を示した模式図である。
【図４２】本発明の第三実施例の力学量測定装置であり、電磁誘導もしくはマイクロ波のエネルギの一部で蓄電池を充電し、蓄電池の電力でひずみ量の計測を行う装置を示した模式図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…力学量測定装置
２…シリコン基板
３…ひずみセンサ
４…ひずみセンサアンプ群
５…ダミー抵抗
６…アナログ/デジタルコンバータ
７…整流・検波・変復調回路部
８…通信制御部
９…接着部
１０…アンテナ
１１…被測定物
１２…温度センサ
１３…リーダ/ライタ
１４…拡散層
１５…印
１６…ホイートストンブリッジ回路
１７…ダミー抵抗
１８…ブリッジ配線
１９…自己発電部
２０…電池
２１…ID記憶部
２２…レジスタ
２３…不揮発性メモリ
２４…タイマー
２５…蓄電池
２６…抵抗
１０…１チップ
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
2005114443.tif 000022
【図２１】
2005114443.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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