本發(fā)明涉及一種傳感器設(shè)備及傳感器系統(tǒng)。更詳細而言，涉及一種安裝在牙齒等而使用的生物用的傳感器設(shè)備及傳感器系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

提出有將傳感器信號無線發(fā)送至外部的傳感器設(shè)備。關(guān)于這種傳感器設(shè)備，例如研究作為生物傳感器的利用。

專利文獻1中提出有雙向通信設(shè)備，該雙向通信設(shè)備具備口裝式通信機、身體傳感器以及結(jié)合單元，與口裝式通信機及身體傳感器連結(jié)且適合與遠程站通信。

專利文獻2中提出有用于埋入于生物體內(nèi)的傳感器系統(tǒng)，該傳感器系統(tǒng)具備：測量單元，測量生物的參數(shù)而生成所對應(yīng)的測量到的信號；發(fā)送單元，利用測量到的信號而發(fā)送信號；控制及評價單元，處理測量到的信號而控制發(fā)送單元的發(fā)送信號的發(fā)送；能量存儲單元，向各單元供給能量；以及外層，至少一部分包圍測量單元、發(fā)送單元、控制及評價單元以及能量存儲單元。

另一方面，專利文獻3中公開有能夠向瞳孔引導(dǎo)光的具備半導(dǎo)體元件的接觸透鏡，該半導(dǎo)體元件包括通過控制信息發(fā)揮功能的功能層、通過控制信息控制功能層的控制層、與外部設(shè)備能夠通信的通信層及向各層提供電力的電源層。

以往技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特表2011-512049號公報

專利文獻2：日本特表2013-539692號公報

專利文獻3：日本特開2014-160258號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的技術(shù)課題

今年來，在傳感器設(shè)備中期望耗電量較少且更為小型。生物用傳感器設(shè)備中進一步要求上述特性。

然而，專利文獻1中，直接將傳感器信號向外部設(shè)備發(fā)送，因此數(shù)據(jù)通信量較多，耗電量較大。并且，專利文獻1中記載為能夠?qū)⒖蓳Q式或常設(shè)的電池作為電源來包含于組件中，但若組件中包含這些電池，則具有組件成為大型的傾向。

并且，專利文獻2中，作為能量存儲單元使用鋰離子電池及薄膜電池等電池，因此專利文獻2的傳感器設(shè)備具有成為大型的傳感器設(shè)備的傾向。而且，這些電池(能量存儲單元)不能以半導(dǎo)體工藝來制造，因此需要以與測量單元等不同的工藝來制造，從而存在生產(chǎn)率較差的問題。

并且，專利文獻3的半導(dǎo)體元件將從功能層得到的數(shù)據(jù)記錄于rom(readonlymemory)而向外部設(shè)備發(fā)送，因此數(shù)據(jù)通信量較多且耗電量較大。

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種耗電量較少且能夠?qū)崿F(xiàn)小型化的傳感器設(shè)備及傳感器系統(tǒng)。

用于解決技術(shù)課題的手段

本發(fā)明人進行深入研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過以下結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的，從而完成了本發(fā)明。本發(fā)明提供以下。

<1>一種傳感器設(shè)備，具有：

單元，其具有選自發(fā)電部及無線供電部中的至少一種電力供給部、檢測作為目標的信息而輸出信號的傳感器部、根據(jù)信號進行判定的邏輯部及將判定結(jié)果向外部發(fā)送的無線通信部；以及

封裝材料，其覆蓋單元的外周的至少一部分，

關(guān)于單元，或在一個半導(dǎo)體基板表面具有上述各部且各部電連接，或在多個半導(dǎo)體基板上形成上述各部并層疊形成有各部的半導(dǎo)體基板且各部電連接。

<2>根據(jù)<1>所述的傳感器設(shè)備，其中，關(guān)于單元，在多個半導(dǎo)體基板上形成各部并層疊形成有各部的半導(dǎo)體基板且各部電連接。

<3>根據(jù)<1>所述的傳感器設(shè)備，其中，單元在一個半導(dǎo)體基板表面具有上述各部且各部電連接。

<4>根據(jù)<1>～<3>中任一個所述的傳感器設(shè)備，其中，封裝材料覆蓋單元的整個外周。

<5>根據(jù)<1>～<4>中任一個所述的傳感器設(shè)備，其中，單元具有對由傳感器部輸出的信號進行數(shù)字轉(zhuǎn)換的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換部。

<6>根據(jù)<1>～<5>中任一個所述的傳感器設(shè)備，其中，單元具有產(chǎn)生選自聲音、振動、電磁波及熱中的至少一種能量的能量產(chǎn)生部。

<7>根據(jù)<1>～<6>中任一個所述的傳感器設(shè)備，其中，無線通信部將傳感器設(shè)備固有的識別信息發(fā)送至外部。

<8>根據(jù)<1>～<7>中任一個所述的傳感器設(shè)備，其中，單元具有管理傳感器設(shè)備的動作狀況的動作狀況管理部。

<9>根據(jù)<8>所述的傳感器設(shè)備，其中，動作狀況管理部記錄傳感器設(shè)備的工作開始日期時間、傳感器設(shè)備的工作時間及選自單元各部的動作檢查信息中的至少一個，而檢測傳感器設(shè)備的更換時期及選自動作檢查信息的異常中的至少一個警告信息。

<10>根據(jù)<9>所述的傳感器設(shè)備，其中，無線通信部將通過動作狀況管理部檢測到的警告信息發(fā)送至外部設(shè)備。

<11>根據(jù)<9>或<10>所述的傳感器設(shè)備，其中，當(dāng)通過動作狀況管理部檢測到動作檢查信息的異常時，邏輯部校正由傳感器部輸出的信號及選自邏輯部中用于判定的基準值中的一種以上而進行判定。

<12>根據(jù)<1>～<11>中任一個所述的傳感器設(shè)備，其中，所述傳感器設(shè)備用于生物。

<13>根據(jù)<1>～<12>中任一個所述的傳感器設(shè)備，其中，所述傳感器設(shè)備安裝在牙齒而使用。

<14>一種傳感器系統(tǒng)，具有<1>～<13>中任一個所述的傳感器設(shè)備及與傳感器設(shè)備進行通信的通信設(shè)備。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種耗電量較少且能夠?qū)崿F(xiàn)小型化的傳感器設(shè)備及傳感器系統(tǒng)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的第1實施方式的傳感器設(shè)備的示意圖。

圖2是發(fā)明的第1實施方式的傳感器設(shè)備的單元的立體圖。

圖3是圖2的單元的分解立體圖。

圖4是表示邏輯部中的合格與否判定的處理方法的一例的流程圖。

圖5是表示邏輯部中的等級判定的處理方法的一例的流程圖。

圖6是表示傳感器設(shè)備的更換時期的判定的處理方法的一例的流程圖。

圖7是本發(fā)明的第2實施方式的傳感器設(shè)備中的單元的示意俯視圖。

圖8是本發(fā)明的第3實施方式的傳感器設(shè)備中的單元的分解立體圖。

圖9是本發(fā)明的第4實施方式的傳感器設(shè)備中的單元的示意俯視圖。

圖10是本發(fā)明的第5實施方式的傳感器設(shè)備中的單元的分解立體圖。

具體實施方式

關(guān)于以下所記載的本發(fā)明中的構(gòu)成要件的說明，有些是根據(jù)本發(fā)明的代表性的實施方式而完成的，但本發(fā)明并不限定于這種實施方式。

本說明書中，利用“～”來表示的數(shù)值范圍表示將“～”前后所記載的數(shù)值作為下限值及上限值來包含的范圍。

本說明書中的“工序”這一術(shù)語不僅包含獨立的工序，而且即使不能與其他工序明確地區(qū)分的情況下，只要實現(xiàn)該工序的預(yù)期作用則也包含于本術(shù)語。

本發(fā)明的傳感器設(shè)備具有：單元，其具有選自發(fā)電部及無線供電部中的至少一種電力供給部、檢測作為目標的信息而輸出信號的傳感器部、根據(jù)由傳感器部輸出的信號進行判定(合格與否判定或等級判定等)的邏輯部及將判定結(jié)果向外部發(fā)送的無線通信部；以及

封裝材料，其覆蓋單元的外周的至少一部分，

關(guān)于單元，或在一個半導(dǎo)體基板表面具有各部且各部電連接，或在多個半導(dǎo)體基板上形成各部并層疊形成有各部的半導(dǎo)體基板且各部電連接(基于有線或無線的連接)。

以往的傳感器設(shè)備的單元在電路基板上安裝有傳感器元件等具有各部的功能的電子組件，但根據(jù)本發(fā)明，關(guān)于單元，或在一個半導(dǎo)體基板表面具有各部且各部電連接，或在多個半導(dǎo)體基板上形成各部并層疊形成有各部的半導(dǎo)體基板且各部電連接，沒有使用電路基板(所謂的印刷基板)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器設(shè)備的小型化。

而且，根據(jù)由傳感器部輸出的信號，在邏輯部中進行合格與否判定、等級判定等判定，并通過無線通信部，將判定結(jié)果向外部發(fā)送，因此能夠抑制向外部設(shè)備的數(shù)據(jù)通信量。其結(jié)果，能夠降低傳感器設(shè)備的耗電量。

并且，本發(fā)明的傳感器設(shè)備作為電力供給部具有選自發(fā)電部及無線供電部中的至少一種，因此能夠省去更換電池等功夫。因此，能夠使傳感器設(shè)備保持長期安裝在被安裝對象中的狀態(tài)，從而能夠適當(dāng)用作生物用傳感器設(shè)備。作為安裝在牙齒而使用的傳感器設(shè)備尤其適合。

而且，本發(fā)明的傳感器設(shè)備中，單元的各部形成于半導(dǎo)體基板上，因此能夠以半導(dǎo)體工藝來制造，從而生產(chǎn)率優(yōu)異。

以下，對本發(fā)明的傳感器設(shè)備進行說明。

<第1實施方式>

利用圖1～圖3對本發(fā)明的傳感器設(shè)備的第1實施方式進行說明。

圖1是傳感器設(shè)備的示意圖，圖2是單元1的立體圖，圖3是單元1的分解立體圖。

如圖1所示，該傳感器設(shè)備具有單元1及覆蓋單元1的外周的至少一部分的封裝材料2。

傳感器設(shè)備的形狀并無特別限定，能夠設(shè)為長方形、片狀、球狀及橢球體等各種形狀。

本發(fā)明的傳感器設(shè)備優(yōu)選最大直徑為10mm以下，更優(yōu)選為3mm以下。另外，在本發(fā)明中，當(dāng)傳感器設(shè)備為長方形或片狀時，最大直徑表示對角線。當(dāng)傳感器設(shè)備為球狀時，最大直徑表示傳感器設(shè)備的直徑。并且，當(dāng)傳感器設(shè)備為橢球體時，最大直徑表示橢球體的直徑軸中最長的直徑。下限并無特別限定，但從操作性等觀點考慮，例如優(yōu)選為0.1mm以上。

當(dāng)本發(fā)明的傳感器設(shè)備為片狀時，厚度優(yōu)選為0.001～3mm。下限更優(yōu)選為0.005mm以上，進一步優(yōu)選為0.01mm以上。上限更優(yōu)選為2mm以下，進一步優(yōu)選為1mm以下。并且，縱邊及橫邊中，長邊的長度優(yōu)選為1～20mm。上限更優(yōu)選為10mm以下，進一步優(yōu)選為5mm以下。

當(dāng)本發(fā)明的傳感器設(shè)備為長方形時，厚度優(yōu)選為0.01～10mm。下限更優(yōu)選為0.05mm以上，進一步優(yōu)選為0.1mm以上。上限更優(yōu)選為5mm以下，進一步優(yōu)選為3mm以下。并且，縱邊及橫邊中，長邊的長度優(yōu)選為0.01～10mm。上限更優(yōu)選為5mm以下，進一步優(yōu)選為3mm以下。

當(dāng)本發(fā)明的傳感器設(shè)備為球狀時，直徑優(yōu)選為0.001～10mm。下限更優(yōu)選為0.05mm以上，進一步優(yōu)選為0.1mm以上。上限更優(yōu)選為5mm以下，進一步優(yōu)選為3mm以下。

當(dāng)本發(fā)明的傳感器設(shè)備為橢球體時，最長的直徑軸的長度優(yōu)選為0.001～10mm。下限更優(yōu)選為0.05mm以上，進一步優(yōu)選為0.1mm以上。上限更優(yōu)選為5mm以下，進一步優(yōu)選為3mm以下。

封裝材料2優(yōu)選為非生物降解性且對生物無害的材料。并且，當(dāng)將傳感器設(shè)備安裝在牙齒而使用時，優(yōu)選為白色的材料。另外，非生物降解性是指在微生物的作用下不會分解。

作為非生物降解性且對生物無害的材料，例如可舉出硅酮樹脂、氟樹脂、聚酰胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物樹脂及對二甲苯類樹脂等。

作為市售品，可舉出特氟龍(teflon)(注冊商標，杜邦公司(dupont)制)及聚對二甲苯(注冊商標，parylenejapan，llc制)等。

封裝材料2的膜厚的最薄部優(yōu)選為0.1μm以上，更優(yōu)選為0.2μm以上，進一步優(yōu)選為1μm以上。若膜厚在上述范圍內(nèi)，則可充分獲得單元1的保護功能。從傳感器設(shè)備的小型化的觀點考慮，封裝材料2的膜厚的最薄部的上限優(yōu)選為200μm以下，更優(yōu)選為100μm以下，進一步優(yōu)選為50μm以下。

另外，在圖1中，單元1的整個外周被封裝材料2所覆蓋，但單元1的外周的一部分可從封裝材料暴露。

當(dāng)將傳感器設(shè)備用作生物用時，從對生物的安全性等觀點考慮，優(yōu)選單元1的整個外周被封裝材料2覆蓋。

如圖2、圖3所示，單元1依次層疊有具有無線通信部的半導(dǎo)體基板14、具有選自發(fā)電部及無線供電部中的至少一種電力供給部的半導(dǎo)體基板13、具有邏輯部的半導(dǎo)體基板12及具有傳感器部的半導(dǎo)體基板11。

半導(dǎo)體基板彼此優(yōu)選以未圖示的粘結(jié)劑接合。作為粘結(jié)劑，例如可舉出環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂及丙烯酸樹脂等。并且，也能夠使用日本特開2012-025847號公報、日本特開2010-132793號公報及日本特開2009-032732號公報中所記載的底部填充劑。

而且，各半導(dǎo)體基板上所形成的各部經(jīng)由貫穿電極21～23電連接。貫穿電極彼此通過未圖示的焊錫凸塊、銅凸塊(可用鎳、錫及金等對表面進行電鍍)、金屬(銀或銅等)的漿料、金屬(銀或銅等)的納米粒子及金屬(銀或銅或鋁等)的納米柱等接合。

在該實施方式中，如圖2、圖3所示，在單元1中，具有傳感器部的半導(dǎo)體基板11與具有無線通信部的半導(dǎo)體基板14分別配置在最外層。

具有傳感器部的半導(dǎo)體基板11配置在最外層，因此作為傳感器的靈敏度良好。并且，具有無線通信部的半導(dǎo)體基板14配置在最外層，因此與外部的通信良好。

另外，在圖2、圖3中，即使調(diào)換具有邏輯部的半導(dǎo)體基板12與具有電力供給部的半導(dǎo)體基板13的層疊順序也可以獲得同樣的效果。

并且，在該實施方式中，如圖3所示，使用貫穿電極21～23來電連接半導(dǎo)體基板上的各部，但代替貫穿電極，也可以使用引線接合及無線電磁耦合等技術(shù)來電連接各部。基于無線電磁耦合的層疊是以在上下的半導(dǎo)體基板之間線圈對置的方式在各半導(dǎo)體基板上配置線圈而電連接各部的技術(shù)。關(guān)于基于無線電磁耦合的層疊，例如能夠參考日本特開2011-086738號公報及日本特開2012-209769號公報等，該內(nèi)容編入于本說明書中。

在本發(fā)明中，能夠使用公知的半導(dǎo)體基板而并無限制。例如，可舉出硅基板、sic基板、sige基板、zns基板、znse基板、gaas基板、ingaas基板、inp基板及gan基板等。另外，在本發(fā)明中，半導(dǎo)體基板是用于在表面形成傳感器部等各功能而進行元件化的基板，而與用于安裝已進行芯片化的電子組件(半導(dǎo)體元件等)的電路基板(印刷基板、印刷電路板、基片(substrate))不同。

以下，對單元1的各部進行說明。

《傳感器部》

本發(fā)明的傳感器設(shè)備中，傳感器部檢測作為目標的信息而輸出信號，并且能夠根據(jù)用途進行選擇。例如，可舉出圖像傳感器、可見光傳感器、紅外線傳感器、紫外線傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、觸覺傳感器、加速度傳感器、陀螺儀傳感器(磁傳感器)、麥克風(fēng)(聲音傳感器)、氣體傳感器、離子傳感器、生物傳感器、電阻傳感器、電阻抗傳感器、非接觸式傳感器、電磁傳感器、放射線傳感器及gps(globalpositioningsystem)接收傳感器等。

作為圖像傳感器，可舉出電荷耦合元件(ccd)、互補金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)等固體成像元件。根據(jù)所使用的半導(dǎo)體或濾光片，能夠用作可見光、紅外線、紫外線等的圖像傳感器。

并且，能夠應(yīng)用mems的半導(dǎo)體加工技術(shù)來制作上述的壓力傳感器、觸覺傳感器、加速度傳感器、陀螺儀傳感器及麥克風(fēng)等，并且有時將它們統(tǒng)稱為mems傳感器。

在將傳感器設(shè)備安裝在牙齒而使用的情況下，也能夠適用上述所有的傳感器，但圖像傳感器、各種光傳感器部優(yōu)選與發(fā)光設(shè)備(能量產(chǎn)生部)組合使用。這是因為，由于外光不能穩(wěn)定地照射到口腔內(nèi)，因此，是用有源傳感(從發(fā)光設(shè)備發(fā)射短時間的脈沖光而與發(fā)光脈沖同步地檢測其反射光及透射光)而不是用無源傳感(沒有發(fā)光設(shè)備而被動地檢測來自外部的光)，這能夠提高檢測精確度，由此能夠?qū)⒂糜趯崿F(xiàn)相同精確度的耗電量抑制為較少。

《邏輯部》

在本發(fā)明的傳感器設(shè)備中，邏輯部根據(jù)由傳感器部輸出的信號進行判定(例如，合格與否判定、等級判定等)。例如，可舉出具有記錄傳感器部的輸出信號的存儲器電路(臨時存儲器)、記錄用于判定的基準值(判定基準值)的存儲器電路(長期存儲器)及進行判定的運算電路的邏輯部等。另外，也可以省略臨時存儲器。

本發(fā)明的傳感器設(shè)備通過具有進行上述判定的邏輯部，與發(fā)送傳感器輸出的所有數(shù)字化數(shù)據(jù)的情況(例如16比特)相比，能夠僅發(fā)送判定結(jié)果(例如2比特)，因此減少無線通信部中的數(shù)據(jù)通信量，從而能夠抑制耗電量。

在邏輯部中的判定中，通過減少分級的級數(shù)，能夠減小邏輯部中的負載，從而能夠進一步抑制耗電量。分級的級數(shù)優(yōu)選為256以下，更優(yōu)選為64以下，進一步優(yōu)選為16以下。

優(yōu)選邏輯部的存儲器電路(長期存儲器)中，除了記錄用于判定的基準值以外，還記錄傳感器設(shè)備固有的識別信息。作為傳感器設(shè)備固有的識別信息，例如可舉出表示傳感器的類別、廠商及序列號等的代碼信息等。

在本發(fā)明的傳感器設(shè)備中，邏輯部還可以具有對由傳感器部輸出的信號進行數(shù)字轉(zhuǎn)換的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換部(模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路)。通過對由傳感器部輸出的信號進行數(shù)字轉(zhuǎn)換，能夠僅以數(shù)字電路構(gòu)成邏輯部的判定電路，因此在進行設(shè)定有多個判定基準值的復(fù)雜的多級的等級判定、基于多個傳感器信號的組合的判定(例如，溫度為37度以上且可見光反射率為10％以下時判定為等級a，溫度為37度以上且反射率超過10％時判定為等級b，溫度小于37度時與反射率無關(guān)地判定為等級c等)時，能夠縮小電路規(guī)模，從而實現(xiàn)節(jié)省電力化。另一方面，當(dāng)僅進行簡單的判定(例如，若傳感器輸出為1v以上則判定為合格，若小于1v則判定為不合格)時，不進行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換而用模擬電路(晶體管等)直接判定模擬信號，這能夠縮小邏輯電路規(guī)模，從而具有能夠減少總體的電路規(guī)模的優(yōu)點。

另外，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換部也能夠形成于與邏輯部不同的半導(dǎo)體基板上。

利用圖4對邏輯部中的合格與否判定的處理方法的一例進行說明。

如圖4所示，若邏輯部中輸入來自傳感器部的信號，則判定所輸入的信號是否在設(shè)定范圍內(nèi)(步驟s1)。若在設(shè)定范圍內(nèi)，則輸出合格判定信號(步驟s2)而結(jié)束。若在設(shè)定范圍外，則輸出不合格判定信號(步驟s3)而結(jié)束。

利用圖5對邏輯部中的等級判定的處理方法的一例進行說明。

若邏輯部中輸入來自傳感器部的信號，則判定所輸入的信號是否在等級a的設(shè)定范圍內(nèi)(步驟s11)。若在設(shè)定范圍內(nèi)，則輸出等級a的信號(步驟s12)而結(jié)束。若在設(shè)定范圍外，則判定是否在等級b的設(shè)定范圍內(nèi)(步驟s13)。若在設(shè)定范圍內(nèi)，則輸出等級b的信號(步驟s14)而結(jié)束。若在等級b的設(shè)定范圍外，則輸出等級c的信號(步驟s15)而結(jié)束。

在本發(fā)明的傳感器設(shè)備中，邏輯部的存儲器電路(長期存儲器)也優(yōu)選記錄傳感器設(shè)備的工作開始日期時間、傳感器設(shè)備的工作時間及選自單元的各部的動作檢查信息中的至少一個。在該方式中，邏輯部的運算電路優(yōu)選以如下方式構(gòu)成：根據(jù)上述所記錄的信息，檢測傳感器設(shè)備的更換時期及選自動作檢查信息的異常中的至少一個警告信息。

如此構(gòu)成的邏輯部兼?zhèn)涔芾韨鞲衅髟O(shè)備的動作狀況的作為動作狀況管理部的功能。

傳感器設(shè)備的更換時期的判定例如能夠以如下方式進行。如圖6所示，比較記錄在存儲器電路中的傳感器設(shè)備的工作開始日期時間與當(dāng)前的日期時間，計算出傳感器設(shè)備的工作時間(步驟s21)。接著，判定傳感器設(shè)備的工作時間是否在設(shè)定范圍內(nèi)(步驟s22)。若在設(shè)定范圍內(nèi)，則結(jié)束。另一方面，當(dāng)脫離設(shè)定范圍時，判定為達到壽命，并輸出通知傳感器設(shè)備的更換時期的警告信號。另外，當(dāng)通過存儲器電路記錄傳感器設(shè)備的工作時間時，能夠省略步驟s21。

作為動作檢查信息的異常，可舉出傳感器的異常、邏輯電路的異常、電源電路的異常及通信電路的異常等。但是，無需分析個別電路部分的異常，只要判定設(shè)備的哪一部分是否有異常即可，因此將檢測設(shè)備的哪一部分有沒有異常作為目標。這是因為，即便一部分存在異常，也無法僅修理一部分，只有最終更換整個設(shè)備的應(yīng)對方法。

動作檢查信息的異常的檢測例如能夠以如下方式進行。

可舉出如下方法：在傳感器設(shè)備中預(yù)先形成斷線檢查用電路，向斷線檢查用電路發(fā)送確認信號，相對于預(yù)先存儲在存儲器電路中的輸出值脫離規(guī)定的范圍的情況下，判定為發(fā)生了斷線等異常，并檢測動作檢查信息的異常。

并且，能夠使用如下方法：當(dāng)傳感器設(shè)備使發(fā)光二極管(led)發(fā)光并在傳感器部中測量該光量時，根據(jù)檢查用規(guī)定值使led脈沖發(fā)光，監(jiān)測傳感器接收信號，當(dāng)脫離預(yù)先設(shè)定而存儲在存儲器電路中的合格范圍時，判定為發(fā)生了異常，并檢測動作檢查信息的異常。

另外，傳感器設(shè)備的更換時期的判定的處理方法及動作檢查信息的異常的檢測的處理方法能夠在外部設(shè)備中進行。例如，預(yù)先將傳感器設(shè)備的工作開始日期時間及動作檢查信息的異常的檢測的處理方法等與傳感器設(shè)備固有的識別信息建立關(guān)聯(lián)地存儲，從而能夠在外部設(shè)備上進行上述的判定。

優(yōu)選本發(fā)明的傳感器設(shè)備中，當(dāng)檢測到動作檢查信息的異常時，邏輯部以如下方式構(gòu)成：校正由傳感器部輸出的信號及選自邏輯部中的判定基準值中的一種以上，進行上述的合格與否判定、等級判定等判定。即，優(yōu)選以如下方式構(gòu)成：當(dāng)檢測到動作檢查信息的異常時，邏輯部中以以下的任一種方法來進行判定。

(1)根據(jù)動作檢查信息的異常校正由傳感器部輸出的信號的實測值，并根據(jù)校正后的傳感器輸出，通過邏輯部進行上述的判定。

(2)根據(jù)動作檢查信息的異常校正邏輯部的記錄在存儲器電路中的判定基準值，并根據(jù)校正后的判定基準值，通過邏輯部進行上述的判定。

(3)根據(jù)動作檢查信息的異常分別校正由傳感器部輸出的信號的實測值及邏輯部的記錄在存儲器電路中的判定基準值，并根據(jù)校正后的傳感器輸出及判定基準值，通過邏輯部進行上述的判定。

根據(jù)該方式，能夠抑制傳感器設(shè)備的更換頻率，并且高精確度地進行傳感器部中的檢測。通過抑制傳感器設(shè)備的更換頻率，能夠?qū)ι镉脗鞲衅髟O(shè)備等頻繁更換傳感器設(shè)備較難的用途優(yōu)選利用。并且，上述中，尤其優(yōu)選方式(2)。根據(jù)該方式，僅改寫記錄在存儲器電路中的判定基準值即可完成，因此能夠降低施加于邏輯電路的負載，從而能夠期待進一步抑制耗電量。例如，通過將“正常時的判定基準值”改寫為“正常時的判定基準值×z”，能夠通過邏輯部輸出與正常情況下的判定結(jié)果相同的判定結(jié)果。

傳感器部的輸出的校正例如能夠以如下方式進行。

例如，當(dāng)傳感器設(shè)備使發(fā)光二極管(led)發(fā)光并在傳感器部中測量其光量時，在傳感器部的前面放置標準反射板(高反射率)，使led發(fā)光而監(jiān)測反射光量，并將傳感器部的輸出信號與記錄在存儲器電路中的平常值進行比較。接著，放置標準反射板(低反射率)并進行同樣的操作。根據(jù)這2個數(shù)據(jù)計算出校正值并記錄在存儲器電路中，將由傳感器部輸出的信號的實測值以校正值校正。使用對傳感器部的實測值以上述校正值進行校正的值，進行上述的合格與否判定、等級判定等判定。

并且，判定基準值的校正可舉出根據(jù)由上述的2個數(shù)據(jù)計算出的校正值，對記錄在存儲器電路中的判定基準值進行校正的方法等。

在本發(fā)明中，傳感器部的輸出校正、判定基準值的校正的處理方法可通過邏輯部的運算電路進行，也能夠在外部設(shè)備中進行。

《電力供給部》

在本發(fā)明的傳感器設(shè)備中，電力供給部具有選自發(fā)電部及無線供電部中的至少一種。電力供給部可以僅是發(fā)電部及無線供電部中的任一者，也可以具備兩者。

在本發(fā)明中，作為發(fā)電部，可舉出適用振動發(fā)電、熱電發(fā)電等技術(shù)而形成的發(fā)電部。

振動發(fā)電是將振動作為能源的發(fā)電方法，可舉出通過基于磁鐵與線圈的相對移動的磁通量變化來發(fā)電的電磁感應(yīng)方式、通過對壓電元件施加應(yīng)力來起電的壓電方式及通過帶電荷的基板和與該基板對置的基板的相對移動來發(fā)電的靜電感應(yīng)方式等。關(guān)于適用了振動發(fā)電的發(fā)電部，能夠參考日本特開2011-160612號公報的記載來形成，該內(nèi)容編入于本說明書中。

作為熱電發(fā)電，是將熱能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電方法。適用了熱電發(fā)電的發(fā)電部能夠使用wo2013/069347號小冊子中所記載的熱電轉(zhuǎn)換元件等來形成，該內(nèi)容編入于本說明書中。

當(dāng)將傳感器設(shè)備安裝在牙齒而使用時，發(fā)電部優(yōu)選振動發(fā)電。這是因為，在口腔內(nèi)，溫度為恒定而難以獲得溫度差，但容易產(chǎn)生振動。

無線供電部可舉出具備能夠以磁能的方式充電的線圈的無線供電部。上述線圈優(yōu)選通過光刻法形成在半導(dǎo)體基板上的線圈。根據(jù)該方式，能夠通過半導(dǎo)體工藝形成無線供電部，因此能夠提高傳感器設(shè)備的生產(chǎn)率。

作為基于光刻法的線圈的形成方法，通過化學(xué)蒸鍍、物理蒸鍍等方法，在半導(dǎo)體基板上等形成導(dǎo)體層。接著，在導(dǎo)體層上以層狀適用光刻膠。接著，在以層狀適用的光刻膠上重疊形成有圖案的掩膜而照射光。接著，用顯影液去除光刻膠的未固化部分，形成抗蝕劑圖案。接著，掩膜設(shè)成抗蝕劑圖案，并通過蝕刻局部去除導(dǎo)體層，然后也除掉不需要的抗蝕劑圖案，從而能夠形成線圈。

在本發(fā)明中，電力供給部優(yōu)選還具有對由發(fā)電部、無線供電部發(fā)電的電能進行蓄電的電容器(capacitor)部。

《無線通信部》

在本發(fā)明的傳感器設(shè)備中，無線通信部將邏輯部中的合格與否判定、等級判定等判定結(jié)果向外部發(fā)送。作為無線通信部可舉出至少具有發(fā)送用天線電路及接收用天線電路的無線通信部。

在本發(fā)明中，從節(jié)省電力化的觀點考慮，無線通信部優(yōu)選以如下方式構(gòu)成：bluetooth(注冊商標)、nfc(注冊商標，nearfieldcommunication)、dsrc(注冊商標，dedicatedshortrangecommunications)等在0.01～10m這種短距離內(nèi)進行的通信協(xié)議下進行無線通信。

本發(fā)明的傳感器設(shè)備中，在通過邏輯部的存儲器電路記錄設(shè)備固有的識別信息的情況下，無線通信部優(yōu)選以如下方式構(gòu)成：與合格與否判定、等級判定等判定結(jié)果一同發(fā)送設(shè)備固有的識別信息。根據(jù)該方式，通過服務(wù)器等外部設(shè)備，能夠容易地進行傳感器信息的管理。

并且，通過預(yù)先在服務(wù)器中登錄傳感器設(shè)備固有的識別信息與傳感器設(shè)備的位置信息之間的關(guān)系，能夠從服務(wù)器中的大數(shù)據(jù)搜索世界中的傳感器信息。例如，調(diào)查世界中的人類的體溫信息的分布，能夠利用于傳染病等的擴散狀況的掌握等。

在本發(fā)明的傳感器設(shè)備中，無線通信部優(yōu)選將傳感器設(shè)備的更換時期及選自動作檢查信息的異常中的至少一個警告信息發(fā)送至外部設(shè)備。根據(jù)該方式，接受警告信息的外部設(shè)備通過顯示等的機構(gòu)向傳感器設(shè)備的用戶傳遞警告信息，從而能夠促進或更換為新產(chǎn)品，或即便知道異常的可能性也繼續(xù)進行測量，或變更為即使精確度較低也可以的使用方法等應(yīng)對方法。

<傳感器設(shè)備的用途>

本發(fā)明的傳感器設(shè)備耗電量較少且能夠?qū)崿F(xiàn)小型化，而且，能夠保持將傳感器設(shè)備長期安裝在被安裝對象中的狀態(tài)。因此，能夠優(yōu)選用作安裝在人、動物及魚等生物而使用的生物用傳感器設(shè)備。

作為對生物的傳感器設(shè)備的安裝方法，可舉出埋入于生物內(nèi)或安裝于生物的牙齒的方法等。從安裝卸下時對生物的負擔(dān)等的觀點考慮，優(yōu)選安裝在牙齒而使用。

當(dāng)將傳感器設(shè)備安裝在牙齒時，例如可舉出使用牙科用粘結(jié)劑來安裝的方法等。

作為牙科用粘結(jié)劑，能夠使用包含聚合性單體等的以往公知的牙科用粘結(jié)劑。例如，能夠使用日本特開2009-7339號公報中所記載的含有細胞粘附性人工肽的牙科用植入用粘結(jié)劑、日本特表2013-541524號公報中所記載的包含取代糖酰胺化合物的聚合性牙科用組合物以及國際公開2013/145621號小冊子及國際公開2005/060920號小冊子中所記載的包含含有磷酸基的(甲基)丙烯酸酯化合物的牙科用粘結(jié)劑等。

<傳感器設(shè)備的制造方法>

接著，對本發(fā)明的傳感器設(shè)備的制造方法進行說明。

本發(fā)明的傳感器設(shè)備的單元能夠通過半導(dǎo)體工藝來制造。

即，在半導(dǎo)體基板的表面形成氧化膜(工序1)。

接著，在形成有氧化膜的半導(dǎo)體基板上以層狀適用光刻膠(工序2)。

接著，在以層狀適用的光刻膠(光刻膠層)上重疊形成有圖案的掩膜并照射光(工序3)。

接著，用顯影液去除光刻膠的未固化部分，并形成抗蝕劑圖案(工序4)。

接著，將抗蝕劑圖案設(shè)為掩膜，并通過蝕刻局部去除氧化膜，然后也除掉不需要的抗蝕劑圖案(工序5)。蝕刻成為濕式刻蝕及干式蝕刻中的任一種。

作為干式蝕刻，例如可舉出離子銑削、反應(yīng)性離子蝕刻及濺射蝕刻等，尤其優(yōu)選離子銑削及反應(yīng)性離子蝕刻。作為蝕刻氣體，可舉出o2、cl2、chf3、cf4、sf6、c60及ar等。

接著，為了在半導(dǎo)體基板上具有半導(dǎo)體的特性，注入磷、硼等雜質(zhì)離子，并進行加熱處理而使其活化，以形成半導(dǎo)體(工序5)。

接著，在半導(dǎo)體上形成金屬層(工序6)。

進而，在金屬層上用絕緣用無機膜(氧化硅、氮化硅等)、有機膜(聚酰亞胺等)來保護，以金屬層僅在連接電極部露出的方式，通過光刻工藝形成圖案(工序7)。

如此，能夠在半導(dǎo)體基板上形成邏輯部及無線通信部等各部。

當(dāng)為傳感器部時，根據(jù)傳感器的種類，除了上述工序以外，或代替上述工序，使用特別的半導(dǎo)體工藝。例如，當(dāng)為mems傳感器時，已知有通過光刻工藝以圖案狀形成犧牲層之后形成無機膜等，并通過干式蝕刻去除犧牲層，由此在半導(dǎo)體基板上形成凹凸、活動部的方法。當(dāng)為圖像傳感器時，在所形成的cmos傳感器電路上形成感光性的彩色抗蝕劑，并通過光刻工藝設(shè)置濾色器的情況較多。

接著，用粘結(jié)劑接合形成有各部的半導(dǎo)體基板彼此，使用貫穿電極、引線接合及無線電磁耦合等技術(shù)電連接各部，制造單元1。

當(dāng)通過貫穿電極電連接各部時，可舉出在半導(dǎo)體基板中形成通孔并用導(dǎo)電材料(銅等)填滿通孔內(nèi)部，用焊錫凸塊等來接合各半導(dǎo)體基板的貫穿電極彼此的方法。

當(dāng)通過無線電磁耦合電連接各部時，可舉出以在上下的半導(dǎo)體基板之間線圈對置的方式在各半導(dǎo)體基板上配置線圈而電連接各部的方法。線圈例如能夠以光刻法來形成。

在如此形成單元1后，通過以封裝材料2覆蓋單元1的外周的至少一部分，能夠制造出圖1所示的傳感器設(shè)備。

作為基于封裝材料2的單元1的包覆方法，例如可舉出以片狀的封裝材料壓合單元1的外周的方法、將液狀的封裝材料適用單元1而包覆單元1的外周的方法等。作為液狀的封裝材料的適用方法，可舉出使用已熱熔的封裝材料的傳遞模塑法、壓縮模塑法、使用溶液狀的封裝材料的浸涂法、逗號刮涂法、氣刀刮涂法、簾式涂法、線棒刮涂法、凹版涂法、擠出涂法、旋涂法及狹縫涂布法等。

<第2實施方式>

接著，利用圖7對本發(fā)明的傳感器設(shè)備的第2實施方式進行說明。

圖7是單元100的示意俯視圖。

該實施方式的傳感器設(shè)備的單元100，在同一半導(dǎo)體基板110上分別形成有傳感器部101、邏輯部102、選自發(fā)電部及無線供電部中的至少一種電力供給部103以及無線通信部104，且半導(dǎo)體基板上的各部電性接合。

關(guān)于各部，與上述的第1實施方式中所說明的部件相同。

根據(jù)該實施方式，能夠設(shè)為更薄的傳感器設(shè)備。并且，能夠省略層疊半導(dǎo)體基板的功夫。

圖7所示的單元100能夠通過半導(dǎo)體工藝來制造。如上所述，通過在半導(dǎo)體基板上的形成各部的區(qū)域分別進行上述工序1～工序6，能夠制造出在同一半導(dǎo)體基板110上分別形成傳感器部101、邏輯部102、選自發(fā)電部及無線供電部中的至少一種電力供給部103以及無線通信部104的單元100。

<第3實施方式>

接著，利用圖8對本發(fā)明的傳感器設(shè)備的第3實施方式進行說明。圖8是單元1a的分解立體圖。

該單元1a依次層疊有具有無線通信部的半導(dǎo)體基板14a、具有選自發(fā)電部及無線供電部中的至少一種電力供給部的半導(dǎo)體基板13a及具有邏輯部的半導(dǎo)體基板12a。而且，在具有邏輯部的半導(dǎo)體基板12a上層疊有具有傳感器部的半導(dǎo)體基板11a及具有能量產(chǎn)生部的半導(dǎo)體基板15a。即，該單元1a中，如圖8所示，具有傳感器部的半導(dǎo)體基板11a、具有能量產(chǎn)生部的半導(dǎo)體基板15a及具有無線通信部的半導(dǎo)體基板14a分別配置在最外層。

各半導(dǎo)體基板彼此以未圖示的粘結(jié)劑接合。

而且，在層疊于上下的各半導(dǎo)體基板上所形成的各部經(jīng)由貫穿電極31～34電連接。各貫穿電極彼此以未圖示的焊錫凸塊等接合。

在該實施方式中，關(guān)于傳感器部、邏輯部、電力供給部及無線通信部，與上述的第1實施方式中所說明的機構(gòu)相同。

作為能量產(chǎn)生部，可舉出產(chǎn)生選自聲音、振動、電磁波及熱中的至少一種能量的能量產(chǎn)生部。

另外，在本說明書中，“電磁波”是指由空間的電場和磁場的變化而形成的波，且包含光。例如，可舉出γ射線、x射線、紫外線、可見光、紅外線、微波及電波等。

作為能量產(chǎn)生部，當(dāng)使用產(chǎn)生電磁波的能量產(chǎn)生部時，在將傳感器設(shè)備用作生物用的情況下，優(yōu)選產(chǎn)生可見光、紅外線、微波或電波的能量產(chǎn)生部。

作為能量產(chǎn)生部的具體例，例如可舉出發(fā)光二極管(led)、激光二極管(ld)、使用了金剛石基板的半導(dǎo)體微波產(chǎn)生元件及半導(dǎo)體揚聲器等。能夠根據(jù)傳感器部的種類適當(dāng)選擇。

例如，當(dāng)傳感器部為圖像傳感器、可見光傳感器或紅外線傳感器時，能量產(chǎn)生部優(yōu)選產(chǎn)生可見至紅外的光的led、ld。當(dāng)傳感器部為麥克風(fēng)(聲音傳感器)時，能量產(chǎn)生部優(yōu)選使用了壓電元件等的半導(dǎo)體揚聲器。

在還具備具有能量產(chǎn)生部的半導(dǎo)體基板15a的方面，第3實施方式的傳感器設(shè)備與上述第1實施方式的傳感器設(shè)備不同。

該傳感器設(shè)備能夠使用由能量產(chǎn)生部輸出的能量而在傳感器部中進行檢測，因此能夠提高傳感器靈敏度。而且，通過縮短能量產(chǎn)生脈沖，能夠縮短傳感器的通電時間，從而能夠節(jié)省電力。通過周期性地產(chǎn)生多為能量產(chǎn)生脈沖而使傳感器的檢測與該周期同步，由此也可獲得能夠提高信號的檢測s/n一樣的效果。

另外，在圖8中，傳感器部與能量產(chǎn)生部分別形成在不同的半導(dǎo)體基板上，但傳感器部與能量產(chǎn)生部也可以形成在同一半導(dǎo)體基板上。

<第4實施方式>

接著，利用圖9對本發(fā)明的傳感器設(shè)備的第4實施方式進行說明。

圖9是單元100a的示意俯視圖。

該實施方式的傳感器設(shè)備的單元100a，在同一半導(dǎo)體基板110a上分別形成有傳感器部101a、邏輯部102a、選自發(fā)電部及無線供電部中的至少一種電力供給部103a、無線通信部104a及能量產(chǎn)生部105a，且半導(dǎo)體基板上的各部電性接合。

關(guān)于各部，與上述的第1實施方式及第3實施方式中所說明的部件相同。

<第5實施方式>

接著，利用圖10對本發(fā)明的傳感器設(shè)備的第5實施方式進行說明。圖10是單元1b的分解立體圖。

該單元1b依次層疊有具有無線通信部的半導(dǎo)體基板14b、具有管理傳感器設(shè)備的動作狀況的動作狀況管理部的半導(dǎo)體基板16b、具有選自發(fā)電部及無線供電部中的至少一種電力供給部的半導(dǎo)體基板13b、具有邏輯部的半導(dǎo)體基板12b及具有傳感器部的半導(dǎo)體基板11b。即，該單元1b中，如圖9所示，具有傳感器部的半導(dǎo)體基板11b與具有無線通信部的半導(dǎo)體基板14b分別配置在最外層。

各半導(dǎo)體基板彼此以未圖示的粘結(jié)劑接合。

而且，在層疊于上下的各半導(dǎo)體基板上所形成的各部經(jīng)由貫穿電極41～44電連接。各貫穿電極彼此以未圖示的焊錫凸塊等接合。

在該實施方式中，關(guān)于傳感器部、邏輯部、電力供給部及無線通信部，與上述的第1實施方式中所說明的部件相同。

動作管理部管理傳感器設(shè)備的動作狀況，且優(yōu)選以如下方式構(gòu)成：記錄傳感器設(shè)備的工作開始日期時間、傳感器設(shè)備的工作時間及選自單元的各部的動作檢查信息中的至少一個，而檢測傳感器設(shè)備的更換時期及選自動作檢查信息的異常中的至少一個警告信息。

關(guān)于動作管理部的詳細信息，與上述的第1實施方式的邏輯部中所說明的內(nèi)容相同。

另外，該實施方式的邏輯部不具有作為動作狀況管理部的功能。

該傳感器設(shè)備的單元1b依次層疊有具有動作狀況管理部的半導(dǎo)體基板16b、具有電力供給部的半導(dǎo)體基板13b及具有邏輯部的半導(dǎo)體基板12b，但也可以調(diào)換它們的層疊順序。

并且，還可以具備具有能量產(chǎn)生部的半導(dǎo)體基板。

<傳感器系統(tǒng)>

接著，對本發(fā)明的傳感器系統(tǒng)進行說明。

本發(fā)明的傳感器系統(tǒng)具有上述的傳感器設(shè)備及與傳感器設(shè)備進行通信的通信設(shè)備。

作為通信設(shè)備，只要能夠與傳感器設(shè)備無線通信即可，并無特別限定。例如，可舉出個人計算機；帶無線通信功能的個人計算機外圍設(shè)備(硬盤、打印機等)；帶無線通信功能的家電(電視、冰箱、電話等)；nfc兼容設(shè)備(rfid(radiofrequencyidentifier)標簽及felica(注冊商標)的讀取裝置、寫入裝置)等電子設(shè)備；移動電話、平板電腦、智能手機等移動終端等。

本發(fā)明的傳感器設(shè)備可與保管大數(shù)據(jù)的服務(wù)器直接通信，但隨著通信距離變長而耗電量變大。因此，從節(jié)省電力化的觀點考慮，與傳感器設(shè)備直接通信的外部設(shè)備優(yōu)選相對于傳感器設(shè)備bluetooth、nfc等在0.01～10m這樣的短距離內(nèi)進行的通信協(xié)議下能夠無線通信且能夠與基站或服務(wù)器進行長距離無線通信(例如，wi-fi(wirelessfidelity)、lte(longtermevolution)等)或網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備(包括有線連接)。

在本發(fā)明的傳感器系統(tǒng)中，外部設(shè)備可以以如下方式構(gòu)成：進行傳感器設(shè)備的更換時期的判定的處理方法、傳感器設(shè)備的動作檢查信息的異常的檢測的處理方法及傳感器部的輸出校正的處理方法。另外，這些處理方法也能夠在傳感器設(shè)備內(nèi)部進行。

符號說明

1、1a、1b-單元，2-封裝材料，11、11a、11b-具有傳感器部的半導(dǎo)體基板，12、12a、12b-具有邏輯部的半導(dǎo)體基板，13、13a、13b-具有電力供給部的半導(dǎo)體基板，14、14a、14b-具有無線通信部的半導(dǎo)體基板，15a-具有能量產(chǎn)生部的半導(dǎo)體基板，16b-具有動作狀況管理部的半導(dǎo)體基板，21～23、31～34、41～44-貫穿電極，100、100a-單元，101、101-傳感器部，102、102-邏輯部，103、103a-電力供給部，104、104a-無線通信部，105a-能量產(chǎn)生部，110、110a-半導(dǎo)體基板。