(57)【要約】【課題】小型でコイル機能が高く、且つ回路部の発熱による悪影響を低減できる集積回路装置及び送信装置を提供する。【解決手段】本発明の送信装置１において、一方及び他方の基板９、１１の対向面には、各々配線１３、１５が設けてあり、一方の基板９と他方の基板１１との間に磁性体１２を介在して一方及び他方の基板の対向面を突き合せて接合して一方の基板９と他方の基板１１との配線で連続したコイル１２を形成する集積回路装置であって、一方の基板９には高発熱性回路部２１、２３が設けてあり、他方の基板１１には一方の基板の高発熱性回路よりも発熱性の低い低発熱性回路部２５、２９を設けてある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の基板と、一方の基板に対向配置する他方の基板と、一方の基板と他方の基板との間に配置される磁性体とを備え、一方の基板には他方の基板との対向面に沿って並んで配置した複数の配線を有し、他方の基板は一方の基板との対向面に沿って並んで配置した複数の配線を有し、一方及び他方の基板の各配線は隣り合う配線間に間隔をあけており、一方の基板と他方の基板との間に磁性体を介在して一方及び他方の基板の対向面を突き合せて接合し、同時に各配線の端部を電気的に接続して一方の基板と他方の基板との配線で連続したコイルを形成する集積回路装置であって、一方の基板には高発熱性回路部が設けてあり、他方の基板には一方の基板の高発熱性回路よりも発熱性の低い低発熱性回路部を設けてあることを特徴とする集積回路装置。
【請求項２】
請求項１に記載の集積回路装置において、高発熱性回路部は電源回路部及び不揮発性メモリ回路部のうちの少なくともいずれかの回路部を有し、低発熱性回路部はセンサ回路部であり、センサ回路部で検知した検知情報を、コイルをアンテナにして送信することを特徴とする送信装置。
【請求項３】
他方の基板は生体表面との接触部を有し、センサ部は生体情報を検知することを特徴とする請求項２に記載の送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルを搭載した集積回路装置及びその集積回路装置を備える送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信用のアンテナコイルを備える集積回路装置（ＩＣチップ）が公知である。かかる集積回路装置では、絶縁層と回路とを交互に積層して形成しているが、アンテナコイルを回路で構成した場合には、図９（ｂ）に示すように、コイル５１が積層面に平行な平面を取り巻く構成としているので、金属表面や人体（近似的に導体とみなすことができる）等の導体表面５２に装着した場合には導体表面５２に対して垂直方向の磁界Ｓのみの利用に限られると共に、導体表面５２に生じた渦電流によりコイルの磁界を打消す磁束が発生するとコイル機能が低下するという問題がある。
【０００３】
これに対して、特許文献１には、コイルを集積回路装置の積層方向と直交する方向に磁界を形成するように、コイルが取り囲む空間を積層面と直交する方向にすることが開示されている。この特許文献１の技術では、集積回路装置を図９（ａ）に示すように導体表面５２に沿う方向の磁界Ｓを形成することにより導体表面５２の近傍でも磁束の減衰が少なくでき、しかも、導体表面５２に渦電流が発生してもその影響を受け難くい。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２１３１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の技術において、コイル機能を高める要請が高い。コイル機能を高めるためにコイル巻数を増やしたり、コイルが取り囲む空間を大きくすることが考えられるが、特許文献１では回路と絶縁層とを交互に積層して数μｍの高さにしている為、コイルが取り囲む空間を大きくするにしても限界があるし、コイルの巻き数を増やすにしてもコイルを構成する配線の間隔が必要な為に限界がある。
【０００６】
また、集積回路装置では絶縁層と回路層とを積層して一体化するが、回路内には電源回路部や不揮発メモリ等の発熱しやすい部分や、ロジック回路やセンサ回路等の発熱の少ない部分がある。例えば、発熱しやすい回路部分を人体の皮膚側に配置した場合には、不快を感じたり甚だしい場合には火傷の原因になるおそれもある。また、温度センサ回路と電源回路（高発熱性回路）を有している場合には、温度センサが電源回路の熱の影響を受けてやすいという不都合がある。
【０００７】
本発明は、前記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、小型でコイル機能が高く、且つ回路部の発熱による悪影響を低減できる集積回路装置及び送信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載された発明は、一方の基板と、一方の基板に対向配置する他方の基板と、一方の基板と他方の基板との間に配置される磁性体とを備え、一方の基板には他方の基板との対向面に沿って並んで配置した複数の配線を有し、他方の基板は一方の基板との対向面に沿って並んで配置した複数の配線を有し、一方及び他方の基板の各配線は隣り合う配線間に間隔をあけており、一方の基板と他方の基板との間に磁性体を介在して一方及び他方の基板の対向面を突き合せて接合し、同時に各配線の端部を電気的に接続して一方の基板と他方の基板との配線で連続したコイルを形成する集積回路装置であって、一方の基板には高発熱性回路部が設けてあり、他方の基板には一方の基板の高発熱性回路よりも発熱性の低い低発熱性回路部を設けてあることを特徴とする集積回路装置である。
【０００９】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の集積回路装置において、高発熱性回路部は電源回路部及び不揮発性メモリ回路部のうちの少なくともいずれかの回路部を有し、低発熱性回路部はセンサ回路部であり、センサ回路部で検知した検知情報を、コイルをアンテナにして送信することを特徴とする送信装置である。
【００１０】
請求項３に記載された発明は、請求項２に記載された発明において、他方の基板は生体表面との接触部を有し、センサ部は生体情報を検知することを特徴とする。
【００１１】
本明細書で、生体情報とは、人や実験動物の体温、血圧、心拍数、筋電位等の生体にかかわる種々の測定値情報をいう。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載された発明によれば、コイルで囲まれる空間内には磁性体が介在されているので、コイルにおける磁束密度を高めることができ、小型でコイル機能が高い。また、コイルを樹脂層と回路との積層方向と交差する方向に設けるので、集積回路装置の基板面を導体に接触又は近接して配置した場合に渦電流が生じ難く、導体に近接してあるいは接触して設ける場合でも渦電流による打消し磁束の影響を防止できる。
【００１３】
集積回路装置の製造は、一方の基板と他方の基板とを対面配置して突き合せにより製造できるので、製造が容易である。
【００１４】
一方の基板に高発熱性回路部を設け、他方の基板には低発熱性回路部を設けることにより、発熱部分と低発熱部分を一方と他方に分離できるので、集積回路装置を熱による影響を受けやすい対象物（生体等）に装着する場合に、低発熱性回路部を含む基板（他方の基板）を対象物側に配置することにより、対象物に対する熱の影響を軽減できる。
【００１５】
一方の基板に高発熱性回路部を設け、他方の基板に低発熱性回路部を設けることにより、熱の影響を受けやすい回路部（センサ部等）を低発熱性回路がある他方の基板に集約することにより、集積回路装置内における各種回路部に対する熱の影響を低減できる。
【００１６】
特に、一方の基板と他方の基板とは磁性体によっても熱的に分離されているので、一方の基板と他方の基板とに対する熱的分離に優れる。
【００１７】
更に、一方の基板と他方の基板とに回路部を分けて形成できるので、例えば、一方の基板には電源回路部等の共通の回路部を設け、他方の基板にはセンサ回路部等の用途に応じて種類の異なる回路部を設けることにより、一方の基板を共通に使用できるので、製造効率が良く、安価に製造できる。
【００１８】
請求項２に記載された発明によれば、請求項１に記載された発明と同様の作用効果が得られると共に、センサ部で検知した検知情報を無線送信し、これを受信装置で受けることにより、小型の無線検知機としての利用を図ることができる。
【００１９】
一方の基板と他方の基板とは磁性体によっても熱的に分離されているので、他方の基板に設けてあるセンサ部が熱の影響をほとんど受けないで測定でき、検知感度に優れる。
【００２０】
請求項３に記載された発明によれば、請求項２に記載された発明と同様の作用効果が得られると共に、例えば、センサ部が体温、脈拍、血圧等の生体情報を検知する構成にして送信装置を患者や実験動物に装着して、受信機で検知情報を検知することにより、患者や実験動物に触れることなく生体情報を、容易に測定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、添付図面の図１〜図７を参照しながら、本発明の第１実施形態について説明する。図１は本発明の第１実施の形態にかかる計測機を構成する送信装置と受信装置のブロックであり、図２は図１に示す送信装置の分解斜視図であり、図３は図２に示す送信装置の斜視図であり、図４は送信装置におけるコイル部の構成を抜き出して示す斜視図であり、図５は図３のＡ−Ａ断面図であり、図６は図３のＢ−Ｂ断面図であり、図７は本実施の形態にかかる計測機の使用例を示す斜視図である。
【００２２】
本実施の形態にかかる計測機１は、病院や介護施設における患者の検温機であり、送信装置（集積回路装置）３と受信装置５とから構成されている。図７に示すように、送信装置３は、患者の皮膚に接着テープ（絆創膏）７で貼り付けてあり、受信装置５からの出力信号を受けると検知した患者の体温を受信装置５に無線で送信するものである。即ち、送信装置３は送信機能の他に受信機能をも備えるものである。
【００２３】
送信装置３は集積回路チップ（ＬＳＩチップ）であり、図２に示すように、一方の基板９と他方の基板１１との間に磁性体１２を挟んで一方の基板９と他方の基板１１と突き合せて接合してある。
【００２４】
一方の基板９には、他方の基板１１との対向面９ａに沿って並んで配置した複数の配線１３を配置してあり、他方の基板１１にも一方の基板９との対向面１１ａに沿って並んで配置した複数の配線が配置してある。各配線１３、１５は直線状に延出し且つ各々隣どうしが間隔をあけて略平行に設けてある。他方の基板１１に設けてある各配線１５の端部には、バンプ１７が設けられている。
【００２５】
一方の基板９において、配線１３は、各々基板の対向面９ａにおいて、一端９ｂから他端９ｃ側に亘って設けてあり、複数の配線１３は対向面９ａの半分以上の面積に設けてある。同様に他方の基板１１において、配線１５も一端１１ｂから他端１１ｃに亘って設けてあり、対向面９ａの半分以上の面積に配置されている。
【００２６】
各配線１３、１５は、銅（Ｃｕ）メッキ層であり、図５及び図６に示すように、各配線１３、１５の上には絶縁樹脂層２４が積層されている。
【００２７】
一方の基板９と他方の基板１１とにおけるコイル１９の構成部分は、後述する各制御回路が形成されている基体部（半導体チップ）上に形成されおり、このコイル１９の構成部分はＷＬＰ（Ｗａｆｅｒ  Ｌｅｖｅｌ  Ｐａｃｋａｇｅ技術：チップ上再配線層形成技術）により作成されている。ＷＬＰによりコイル１９を構成する各配線１３、１５は５μｍ厚の銅（Ｃｕ）である（メッキ法で形成されている）。
【００２８】
尚、各制御回路が形成されている基体部（半導体チップ）ではシリコン（Ｓｉ）基板に半導体プロセスによって回路パターンが形成されており、回路パターンは、ＳｉＯ2によるパッシベーション膜２０により絶縁され、電極２２のみ基体部の表面に現れている。一方の基板９と他方の基板１１との基体部に形成されている各制御回路については後述する。
【００２９】
配線１３、１５のパターンは、幅及び間隔が５０μｍで形成されており、バンプ電極１７は約１５０μｍの高さで形成されている。尚、図４及び図５において、符号１８は生体表面との接触部であり、この接触部１８は電気的には絶縁物であるが、温度センサ２７が形成されている半導体基板１１とは一体であり、熱伝導的には接続されている。
【００３０】
一方の基板９と他方の基板１１との間には、磁性体（高機能磁性膜）１２が介在されている。磁性体１２は例えばファライト材でできている。
【００３１】
一方の基板９と他方の基板１１とを互いに対向面９ａ、１１ａを突き合せて接合することにより送信装置３を製造してあり、各配線１３、１５は各々端部をバンプ１７により接合して螺旋状のコイル１９を形成している。尚、送信装置３は縦横各々３〜４ｍｍ程度の寸法である。
【００３２】
ここで、送信装置３における制御回路について説明する。図１に示すように、一方の基板９には、内部に電源回路２１及び不揮発性メモリ回路２３が設けられており、これらの回路２１、２３は各々発熱性が高い高発熱性回路部である。他方の基板１１には、ロジック回路（演算回路）２５及び温度センサ２７が設けてあり、ほとんど発熱しない低発熱性回路部である。電源回路２１は、受信装置５からコイル１９が出力信号を受けると、受けた出力信号を電力に変換し、電源回路２１の電力を送信装置３の作動エネルギーとして利用するようになっている。
【００３３】
即ち、本実施の形態では、一方の基板９には高発熱性回路部２１、２３が設けてあり、他方の基板１１には一方の基板の高発熱性回路２１、２３よりも発熱性の低い低発熱性回路部２５、２７が設けてある。
【００３４】
受信装置５は、コイル２９の他に送信回路３１、受信回路３３、ロジック回路３５を備えており、ロジック回路３５の信号を出力して表示部（図示せず）に表示するようになっている。これにより、本実施の形態では、表示部には温度センサ２７が検知した温度表示がなされる。
【００３５】
次に、本実施の形態にかかる計測機１の使用方法及び作用効果を説明する。本実施の形態にかかる計測機１は、図７に示すように、チップ状の送信装置３を患者の皮膚に貼り付けておき、送信装置３に内蔵された温度センサ２７により測定した温度を、受信装置５からの出力信号を受けるとアンテナ（コイル）１９から無線信号で送信し、受信装置５に表示する。
【００３６】
したがって、患者に受信装置５を接触させる必要がなく、例えば、患者が寝ている場合でも、送信装置３を貼り付けている腕に受信装置５を近づけて体温を測定することができる。体温の測定をいつでも、簡単に行うことができると共に患者の睡眠を妨げたり、患者を動かす必要がない。
【００３７】
送信装置３は縦横各々３〜４ｍｍ程度の小型であるから、患者の任意の位置（例えば、胸部、脇の下、耳等）に装着でき、しかも絆創膏７等で簡単に装着できる。
【００３８】
送信装置３においては、コイル２１で囲まれる空間内には磁性体１２が介在されるので、磁束密度を高めることができ、小型でコイル機能が高い。また、コイル２１を樹脂層と回路との積層方向と交差する方向に設けるので、図９（ａ）に示すように、基板面を導体に接触又は近接して配置した場合にも、コイルは所定の性能を発揮できるものである。
【００３９】
送信装置３の製造は、一方の基板９と他方の基板１１との間に磁性体１２を配置して一方の基板９と他方の基板１１とを突き合せることにより製造できるので、製造が容易である。
【００４０】
一方の基板９に高発熱性回路部２１、２３を設け、他方の基板１１には低発熱性回路部２５、２７を設けることにより、高発熱部分と低発熱部分を一方と他方に分離できるので、高発熱性回路部２１、２３を含む基板（一方の基板）は患者の肌から離れた側に配置しているので、患者が高発熱性回路部２１、２３の熱による不快感や火傷を防止できる。
【００４１】
更に、一方の基板９と他方の基板１１とは磁性体１２によっても熱的に分離されているので、他方の基板１１に設けてある温度センサ２７が電源回路２１や不揮発性メモリ２３の熱の影響をほとんど受けないで測定でき、検知感度に優れる。
【００４２】
一方の基板９には電源回路部２１と不揮発性メモリ２３を設け、他方の基板１１には温度センサ２７に変えて、脈拍、血圧等の用途の異なるセンサを設けることにより、脈拍計測機や血圧計測機を製造する場合にも一方の基板９を共通の基板として使用できるので、製造効率が良く、各種計測機を安価に製造できる。
【００４３】
本発明は、上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
【００４４】
例えば、図８に示すように、コイル１９を構成する配線は、コイル１９の軸線Ｘに直交するように配置しても良い。
【００４５】
本発明にかかる送信装置３は、患者に限らず、マウスやウサギ等の実験用動物に装着して、体温や血圧変化等を測定するものであってもよい。
【００４６】
また、生体に限らず、工作機械で加工する被加工物や切削工具等の金属表面、温度管理が必要な機器や配管等に装着して温度変化を測定するものであっても良いし、温度管理に限らず、温度センサ２７に変えて放射線センサを設けることにより放射線の測定をするものであってもよいし、用途は限定されない。
【００４７】
本発明にかかる集積回路装置は、ＩＣカードやＲＦ−ＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグ送信装置３として用い、出力信号を受けてメモリ回路に記憶されている所定の情報を送信するものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施の形態にかかる計測機の構成を示すブロックである。
【図２】図１に示す送信装置の分解斜視図である。
【図３】図２に示す送信装置の斜視図である。
【図４】コイル部の構成を抜き出して示す斜視図である。
【図５】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図６】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】本実施の形態にかかる計測機の使用例を示す斜視図である。
【図８】他の実施の形態にかかるコイル部の構成を抜き出して示す斜視図である。
【図９】本実施の形態にかかるコイル部の作用を従来と比較して説明する斜視図であり、（ａ）は本実施の形態にかかるコイル部であり、（ｂ）は従来のコイル部のである。
【符号の説明】
【００４９】
３      送信装置
９      一方の基板
９ａ    対向面
１１    他方の基板
１１ａ  対向面
１２    磁性体
１３    配線
１５    配線
１９    コイル
２１    電源回路（高発熱性回路）
２３    不揮発性メモリ回路（高発熱性回路）
２５    ロジック回路（低発熱性回路）
２７    温度センサ（低発熱性回路）
【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】
2007295213.tif 000009
【図８】
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【図９】
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