CN101416205B - 包括应变测量装置的数据载体 - Google Patents

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Abstract

数据载体(2)包括:安置在基片(3)上的数据电路(4)和连接至数据电路(4)的数据传输装置(10)。数据载体(2)还包括至少一应变测量装置(7),适用于测量施加在基片(3)上的应变,并在所测量到的应变超过定义的失效应变门限的情况下,向数据电路(4)传输失效信号(DE)。如果数据电路(4)接收到失效信号(DE),数据电路(4)就中断通过数据传输装置(10)与外部数据读取器/写入器(1)之间的数据交换。

Description

包括应变测量装置的数据载体
技术领域
本发明涉及一种数据载体,包括:安置在基片上的数据电路、以及与该数据电路相连接的数据传输装置。
背景技术
RFID或接触式数据载体可以比如用于识别物品、文件、动物和人,用于,比如,护照、驾驶执照、身份证、健康卡、银行卡、动物识别标签、专用公司卡、安全卡等等。例如,在医学和临床应用中,采用RFID数据载体来识别医用物品,例如,药品、注射剂、疫苗等等。在所述领域使用的数据载体通常的厚度为380μm或更小(根据具体的应用、制造以及研磨/刻蚀/抛光技术,厚度还可以达到30μm或更小),并且,存在继续减小数据载体厚度的趋势。这意味着,用于制造这种具有集成电路形式的数据载体的晶片应该像纸一样薄,并且可以弯曲和拧扭。还应提及的是,其上形成IC的基片通常由可以弯曲的材料构成。然而,弯曲和拧扭,或更广义地讲,在数据载体上施加应变,可能导致数据载体发生故障,或者至少可能导致操作数据载体的方式不符合规范。
文献US2005/0242957A1建议,出于用户隐私或篡改指示(tamper-indicating)的原因,使附在封装上的数据标签失效。数据标签包括存储着诸如个人数据、健康信息、安全访问数据、货币价值等识别信息的数据电路。多根天线同数据电路耦合。多根天线中的至少一个根天线是能够在第一范围内传输无线信号的可删除天线,因此,该天线的删除实质上可以禁止通过删除的天线传输识别信息,并允许通过另一根天线传输识别信息。“删除”第一天线是通过将负载敏感开关连接到数据电路和第一天线之间的电学通路中的方式予以实现的。这种实现可以比如用来创建方向敏感的RFID芯片容器。在另一实施例中,数据电路被安置在容器体中,而将第一天线安置在容器的盖子上。只要盖子适当地位于容器体上适当的位置,就可以维持数据电路和第一天线之间的电连接。当从容器体上去除盖子时,第一天线同数据电路的物理连接断开,从而无法通过第一天线传输任何无线信号。
然而,采用这种已知方案,数据电路无法知晓是否能够通过第一天线传输信号。因此,这种方法仅适于简单的数据标签,即只要所述数据标签落入数据读取器(比如RFID读取器)的范围,就基本适于传输识别信息。这种已知系统的另一个缺点在于,它依赖于诸如引线、开关的突出部分等机械部件的移位,这往往是不可靠的。此外,必须手动地放置这些机械部件,这增加了制造成本。
发明内容
本发明的一个目的在于,提供一种在首段中定义的那种、克服了上述缺点的数据载体。
为了实现上述目的,根据本发明的数据载体包括若干显著特征,因此根据本发明的数据载体可以按如下定义的方式予以描述,即:
一种数据载体,包括:安置在基片上的数据电路和同数据电路相连接的数据传输装置,其中,所述数据载体包括:至少一个应变测量装置,适用于测量施加在基片上的应变,并在所测量到的应变超过所定义的应变门限的情况下,向数据电路传输失效信号;数据电路适用于在接收到失效信号的情况下,中断通过数据传输装置与外部数据读取器/写入器之间的数据交换。
此处所用的术语“应变”被定义为,由所施加的力导致的物体的形变量。更具体地,应变被定义为在长度上的微小改变。应变可以表现为物体的拉伸、压缩、翘曲、弯曲和拧扭。
根据本发明的显著特征所提供的优势在于:当应变出现在数据载体上时,是否维持数据载体和外部数据读取器/写入器间通信的决定是依靠数据载体中的逻辑电路作出的,因此数据电路能够完全控制这个决定,而不必依赖于像触动开关或切断导体之类的外部事件。这使得有可能在出现应变时方便地实现数据载体的各种工作模式。例如,可以选择暂时维持还是永久维持通信的中断。而且,可以选择是否记录应变的出现。本发明的解决方案也可以用于在将数据电路从晶片上切下后对其进行测试。
应当注意的是,文件US6,906,514B2描述了一种系统概念,用于降低或补偿诸如半导体材料中的机械应力之类的外部干扰量对集成电路的物理功能参数造成的影响。然而,该系统概念的关注点并不是针对于由半导体材料中的机械应力造成的潜在破坏,而主要是针对于作为这种机械应力结果的半导体材料的物理参数的影响,所述机械应力能够比如影响诸如Hall传感器等集成传感器组装的电磁特性。在该系统概念中,将半导体材料中的机械应力看作一种被加入到半导体材料的能量平衡中的激发能。因此,在该已知概念中,配备了补偿电路,例如控制环路,将作用在半导体材料上的应力张量的基本成分转化为信号,用以对集成电路进行控制,使应力张量对集成电路输出信号的影响显著降低或完全得到补偿。然而,该已知概念并未建议中断集成电路和外部装置之间的数据交换。
在本发明的优选实施例中,应变测量装置包括:至少一个安置在基片上的应变传感器以及具有同所述应变传感器的测量输入相连接的应变评估电路;其中应变传感器传送与施加在基片上的应变相对应的物理量,并且所述应变评估电路适用于,将由所述应变传感器传送而来的物理量同与失效应变门限的相对应的物理量的门限值进行比较,并在应变传感器的物理量超过物理量门限的情况下,产生失效信号。在该配置中,可以使用各种类型的应变传感器,比如具有应变相关电阻的分立电阻器,或压电电阻半导体,或者甚至MEMS(微机电传感器)技术。
为了实现数据载体的廉价制造以及可靠操作,在本发明的实施例中,至少一个应变传感器包括至少一个电阻值随施加在电阻器上的应变发生变化的电阻器。
由于多晶硅电阻器良好的灵敏度、高度的精确性以及取值范围,并且易于同集成电路制造工艺相结合,因此优选地将所述电阻器配置为多晶硅电阻器。
为了提高被配置为应变相关电阻器的应变电阻器的灵敏度,优选地安置在基片上的电阻器具有曲折的构造。例如,同多绕线圈相比,曲折的构造增加了电阻器的长度。电阻器的电阻R可由以下公式进行计算:
R=ρ×L/A
其中ρ是电阻器的电阻率,L和A分别是电阻器的长度和截面面积。
在扩散半导体层中,深度会对电阻产生很大的影响。对于电路设计而言,采用所谓的“薄层电阻”(Rs)参数通常是十分方便的。如果W是样品的宽度,t是它的厚度(即,A=Wt),那么电阻可写作:
R=(ρ/t)(L/W)=Rs(L/W)
其中,Rs=ρ/t就是这种材料的层的薄层电阻。
严格地讲,薄层电阻Rs的单位是欧姆(这是因为L/W是无量纲的)。然而,为了避免混淆R和Rs,将薄层电阻的单位规定为“欧姆每平方面积”。L/W的比值可以被认为是电阻器中材料的(任意尺寸的)单位平方面积的数量。
考虑到电阻器上的应变导致电阻器的长度变化为(L+ΔL)和宽度变化为(W+ΔW),应变相关电阻可由以下公式表示:
R=Rs((L+ΔL)/(W+ΔW))
该公式解释了采用曲折构造的电阻器能够产生更高灵敏度的原因。
应变的各种表现,特别是翘曲和拧扭,通常对基片的外围区影响最大。同样在许多情况下,基片的弯曲也发生在基片的外围区。因此,外围区是最容易受到损坏的。考虑到这一点,将至少一个应变传感器安置在基片的外围区是十分有益的。
当至少一个应变传感器被配置为至少部分包围数据电路时,可以获得对施加在数据电路上应变的最高的监控可靠性。
为了对到基片的形状因数以及基片的各向异性刚度加以考虑,在根据本发明的数据载体的另一实施例中,电阻器的截面面积和/或曲折形状在电阻器的不同部分有所变化。例如,沿基片的横向延伸的那部分电阻器可能与沿基片的纵向延伸的那部分电阻器在每单位长度的曲折绕组数目或长度上有所不同。
在提高应变测量灵敏度的本发明的另一实施例中,至少第一应变传感器安置在基片的上表面上或嵌入在基片的上层内,并且至少第二应变传感器安置在基片的下表面上或嵌入在基片的下层内,其中优选地,第一和第二应变传感器以相互对齐的方式予以安置,并且使用第一和第二应变传感器的输出信号间的差值来评估施加在基片上的应变。
在本发明的又一实施例中,配置多个应变传感器,其中独立地对多个应变传感器的输出信号进行评估。可选地,为应变传感器定义不同的失效应变门限。这种方式使得可以考虑沿基片的不同方向施加应变将对数据电路造成不同程度的损坏这一事实。
通过将应变相关电阻器切换至适于测量应变相关电阻器的电阻的桥电路中,可以实现对施加在基片上的应变的准确评估。如上面已经解释的那样,当第一和第二应变传感器被配置为应变相关电阻器并被切换至桥电路中时,应变评估电路的敏感度得到提高,其中,所述桥电路适用于测量两个应变相关电阻器的电阻值的差。
根据本发明,数据载体可以工作于不同的模式。在第一工作模式下,只有出现失效信号时,才维持通过数据传输装置进行的数据传输的中断。这意味着,只要存在由施加在基片上(以及随之而来施加在数据电路上)的应变造成的交换数据可能会不可靠或遭到破坏的风险,就中断数据交换。另一方面,当应变释放时,数据电路继续与外部数据读取器/写入器之间进行数据交换。因此,在暂时的应变出现后,不必废弃数据载体。这种数据载体的暂时失效不同于现有技术中应变检测装置的行为,现有技术中的应变检测装置在应变出现时通过例如切断电源线或者从物理上拆除天线的方式永久性地使数据载体失效。
为了实现对在数据载体的使用寿命时间期间施加在其上的应变进行记录,在本发明的数据载体另一实施例中,将失效信号的暂时出现永久性地存储在数据电路中,并且该信息可以由外部读取装置读取。该技术可用于许多应用领域,例如,通过个人身份证(ID)识别病人,健康卡、护照等领域中。应当注意到的是,本发明适用于非接触式数据载体,以及接触式IC卡,甚至适用于采用超薄硅的先进封装方案,例如,SIP(系统级封装)技术。
然而,在一些重要应用,如医用物品(即医药、注射剂等)的识别中,可能有必要永久性地中断数据交换,即使仅仅对数据载体2施加了暂时的应变也应如此。通过永久性地禁用数据交换,可以防止由所施加的应变导致的数据载体的理论上的故障对病人造成危害。
根据本发明的数据载体的另一个工作模式可以区分:数据载体上的这种应变尽管超过了给定的失效应变门限但程度较弱以及应变超过了给定破坏应变门限的两种情况。在前一种情况下,由于应变程度较弱以至于不会损害数据载体,因此数据交换的暂时中断是足以满足需要的预防方法,从而避免了传输已损坏的数据。在后一种情况下,必须顾虑数据载体是否遭到永久破坏,因此作为预防手段,数据电路将永久性地中断通过数据传输装置进行的同外部数据读取器/写入器间的数据交换。
应变传感器通常表现出某种温度相关行为。在根据本发明的另一实施例中,通过监控应变传感器的输出信号,并记录由于变化温度造成的输出信号改变的方式,利用这种应变传感器的温度依赖性。例如,这使得本发明的数据载体能够用于其上附有数据载体监控物品是否被存储在预定的冷却温度以下。
根据以下将要描述的典型实施例,本发明的上述方案和其他方案将更加显而易见,以下将参照这些典型实施例对其加以阐释。
附图说明
以下将参照典型实施例对本发明进行更详细地说明。然而,本发明并不局限于这些典型实施例。特别地,虽然下面详细描述的实施例包括被配置为包括RFID数据传输装置在内的RFID数据载体的非接触式数据载体,但本发明并不限于非接触式数据载体,而还包括接触式数据载体,例如那些用于银行卡和信用卡中的数据载体,这些数据载体具有数据传输装置,后者被配置为具有端接触垫的电导体。为了向/从数据载体写入/读取数据,这些接触垫同数据读取器/写入器的电接触相接触。
图1示出了包括根据本发明的数据载体的RFID系统的示意方框电路图;
图2示出了用在根据本发明的数据载体中的应变评估电路的示意电路图;
图3示出了用在根据本发明的数据载体中的一种可替代的应变评估电路的示意电路图;
图4示出了位于基片上下表面上的应变传感器的安置方式的侧视图;
图5示出了应变测量装置的可替代配置的示意方框电路图。
具体实施方式
图1示出了RFID(射频识别)系统的示意方框电路图,其中,RFID(射频识别)系统包括:RFID数据读取器/写入器1以及被配置为RFID标签的数据载体2。RFID数据读取器/写入器可以采用传统设计,因此无需更加详细的解释。只要提到以下内容就足够了,即:如果数据载体2处于RFID数据读取器/写入器1的传输和接收范围内,RFID数据读取器/写入器1就通过RF数据传输装置,借助于经调制的电磁信号SS,以非接触的方式与数据载体2通信。如果数据载体2被配置为无源标签,那么可以使用发射自RFID数据读取器/写入器的电磁信号SS向数据载体2传输数据,并为数据载体2供给能量。在正常工作模式下,数据载体2通过调制接收到的电磁信号SS的方式对RFID数据读取器/写入器进行响应。RFID数据读取器/写入器1和数据载体2之间的数据交换可以由标准数据传输协议和标准调制方法予以实现。例如,从RFID读取器/写入器发送至数据载体2的电磁信号SS可以被配置为脉宽调制信号。从数据载体2到RFID数据读取器/写入器的逻辑响应信号RS可以是例如负载调制信号,即,通过切换同数据载体2的天线相连接的负载阻抗的方式调制包含在电磁信号SS中的载波信号或副载波信号,使得可以从载波信号或副载波信号中汲取变化的能量。切换数据载体2中的负载导致RFID数据读取器/写入器1的天线阻抗发生变化,因此导致在RFID数据读取器/写入器1的天线处的电压幅度变化。
根据本发明的、被配置为无源RFID标签的数据载体的典型实施例包括:天线形式的RF数据传输装置10、连接至RF数据传输装置10的模拟射频接口11、连接至模拟射频接口11的数字控制单元12、以及连接至数字控制单元12的存储器13。模拟射频接口11、数字控制单元12和存储器13共同构成了安置在基片3上的数据电路4。应当提及的是,存储器13优选情况下作为EEPROM、闪存、MTP、OTP、RAM/ROM/DRAM、FE-RAM、或者MRAM等非易失性存储器予以实现,从而使得即使当数据载体2切断(例如,由于数据载体2已经离开了RFID数据读取器/写入器的传输范围,因此无法得到RFID数据读取器/写入器提供的能量)时,在与RFID数据读取器/写入器通信期间写入存储器13的数据仍能保存在存储器13中。存储器13还可以包含:用于操作数字控制单元12的程序代码以及唯一识别号。RF数据传输装置10接收来自RFID数据读取器/写入器的电磁信号SS,并将其传送至模拟射频接口11。通常,模拟射频接口11包括:整流器REG和具有集成能量存储元件(例如,电容)的调压器VREG,以从接收到的电磁信号SS中得到数字控制单元12和存储器13所用的操作电压VDD。此外,模拟射频接口11包括解调器DEMOD,以从电磁信号SS中提取数据DIN,并将其传送至数字控制单元12。数字控制单元13对接收到的数据DIN进行处理,并可以通过产生输出数据DOUT并将其传送至模拟射频接口11的方式对RFID数据读取器/写入器予以响应。此外,模拟射频接口11包括调制器MOD,后者能够调制输出数据DOUT,并通过RF数据传输装置10传输将信号调制为响应信号RS。
根据本发明,数据载体还包括至少一个应变测量装置7,适于测量施加在基片3上的应变,从而间接地测量施加在数据电路4上的应变,并适于在测量到的应变超过定义的失效应变门限的情况下,向数据电路4(严格地讲,向数据电路的数字控制单元12)传输失效信号DE。数据电路4适用于,在接收到失效信号DE的情况下,中断通过RF数据传输装置10与RFID数据读取器/写入器1之间的数据交换。
应变测量装置7包括:安置在基片3上的应变传感器6和具有同应变传感器6相连接的测量输入5a的应变评估电路5。应变传感器6传送与施加在基片3上的应变相对应的物理量,应变估计电路5适用于将由应变传感器6传送而来的物理量同与失效应变门限相对应的物理量的门限进行比较,并在应变传感器6的物理量超过物理量门限的情况下,产生失效信号DE。应变传感器6被配置为电阻随施加在电阻器上的应变发生变化的电阻器。优选地,电阻器被配置为多晶硅电阻。应变传感器6优选情况下安置在基片3的外围区中,使其包围数据电路4,电阻器采用较细的曲折的构造。应变传感器6被配置为包括6a、6b、6c、6d四部分的电阻器,各部分分别临近于基片3的四边中的一边,并且为了补偿基片3的各向异性刚度,电阻器各部分的截面面积和/或曲折形状可能彼此不同。下面将给出应变评估电路5的示例。
可以不同的方式对出现失效信号DE时RFID数据读取器/写入器1和数据载体2之间的数据交换中断进行处理。在数据载体2的第一工作模式下,当出现失效信号DE时,数据电路4的数字控制单元12仅仅暂时中断与RFID数据读取器/写入器1间的数据交换。当失效信号DE消失时,由于施加在数据载体2上的应变已被释放,数字控制单元12继续与RFID数据读取器/写入器1通信。此处所使用的术语数据载体2和RFID数据读取器/写入器1间数据交换“中断”意味着,即使RFID数据读取器/写入器提出请求,数字控制单元12也不通过数据传输装置10发送数据,并且数字控制单元12不理会从RFID数据读取器/写入器接收到的任何数据。由于这种行为,一方面,显著降低了将(由于所施加的应变导致的在数据载体2中被破坏了的)错误数据用于进一步的处理的风险。另一方面,当失效信号DE消失时,认为在RFID数据读取器/写入器1和数据载体2之间进行交换的数据是可靠的,因而可用于进一步的处理。
然而,即使施加在数据载体2上的数据已被释放,并且数据载体2已经继续与RFID数据读取器/写入器1或者用于维护或质量检查(warranty inspection)的接触式数据读取器/写入器等设备进行数据交换,了解在数据载体2的使用寿命期间失效信号是否至少出现过一次也是十分有用的。为了实现这种应变记录,在非易失性存储器13中配置应变出现标记SO。这个应变出现标记SO是在每次出现失效信号时由数字控制单元12予以设置的,但是应变出现标记不会被重置。应变出现标记SO的状态可由诸如RFID数据读取器/写入器1等外部读取装置从非易失性存储器中读取。
尽管在大多数应用中,当出现施加在数据载体2上的应变时,暂时中断数据载体2和RFID数据读取器/写入器1间的数据交换是适当的,然而这种方式可能并非对每种应用都是最好的选择。例如,在一些重要应用,如医用物品(即,医药,注射剂)的识别中,出于安全的考虑可能有必要永久性地中断数据交换,即使仅仅对数据载体2施加了暂时的应变也应如此。尽管这种数据载体2的工作模式会使其上置有数据载体2的物品无效,但是为了防止由施加的应变所导致的数据载体2的故障可能对病人造成伤害,这样做是可以接受的。
选择永久终止数据载体2和RFID数据读取器/写入器1之间的数据交换还可能比如出于另一个原因,即:在制造数据载体2时,在晶片上形成了多个数据电路4。数据电路4经受了许多功能测试,在测试期间当它们还布置在晶片上。在功能测试后,将晶片切割,以分离数据电路4。在切割过程后,通常将数据电路4固定到载体,如塑料或纸卡或织物上,并同天线键合。由于数据电路4经受机械应变,热应变,有时还经受化学应变,因而上述最终过程是最关键的过程。在完成数据载体产品之后,通常仅执行短暂的最终功能测试。然而,由于生产车间的时间压力,最终的功能测试不可能包括全部的功能测试过程。
因此,有时尽管数据载体产品存在某些缺陷,仍将发行,所述缺陷是由在诸如切割错位,管芯破裂,金属剥离等最终制造步骤中施加在数据载体4上的应变所导致的。这种缺陷可能是比如,由于一个或多个存储器单元或数据总线的线路的断裂,导致非易失性性存储器13仅有一部分能够使用。为了降低发布这种产品的风险,已将数据载体产品的参数永久改变了的过度应变(其中改变的参数通过应变测量装置7进行测量)引起应变测量装置产生失效信号DE,从而导致数据载体2永久失效是十分适当的。例如当应变测量装置7包括应变传感器,应变传感器是作为阻值随所施加的应变而发生改变的电阻器包含在应变测量装置中的,所述电阻器可能已经由于过度的应变而发生断裂(电阻变为无限大),或者可能由于弯曲、扭转等而被永久性地拉长(电阻永久性增大)。
可选地,如果测量得到的应变超过了所定义的破坏应变门限,应变测量装置7还可适于向给数据电路4的数字控制单元12传输破坏信号DA,如果接收到破坏信号DA,数据电路4适于永久性地中断通过RF数据传输装置10与外部RFID数据读取器/写入器1进行数据交换。
在数据载体2的另一个工作模式下,同时使用失效信号DE和破坏信号DA,以区分数据载体4上的应变超过了给定的失效应变门限(但认为不至于使数据载体2遭到破坏)和数据载体4上的应变超过了更高的破坏应变门限,使得必须顾虑数据载体2是否遭到永久破坏这两种情况。在第一种情况下,即,当产生失效信号时,认为暂时中断数据交换是足以满足需要的预防方法,从而避免了传输已损坏的数据。为了处理后一种情况,数据电路4适用于永久性地中断与RFID数据读取器/写入器间的数据交换。
图2示出了用于根据本发明的数据载体2中的应变评估电路5的示意电路图。该应变评估电路5被配置为单桥电路,其中应变传感器采用应变相关电阻器R1的形式,电阻器R1和恒流源IS1串联在供电电压VDD和地电势之间,从而形成分压器。电阻R1和恒定电流源之间的分压点P1同放大器A1的输入相连。放大器A1的输出信号构成失效信号DE。应当注意到的是,可以各种方式改变该基本电路。例如,可以用反相器代替放大器A1。可选地,可以在放大器A1之后配备比较器,将比较器的第一输入连接至放大器A1的输出,并将第二输入同表示失效应变门限的参考电压相连接。在这种构造中,比较器的输出构成了失效信号DE。
图3示出了用于根据本发明的数据载体2中的另一应变评估电路5’的示意电路图。该候选应变评估电路5’被配置为改进的Wheatstone电桥。在该应变评估电路5’中,第一应变传感器具有第一应变相关电阻器R2的形式,第一应变相关电阻器R2和第一恒流源IS2串联在供电电压VDD和地电势GND之间,从而形成分压器,所述分压器具有位于第一电阻器R2和第一恒流源IS2之间的第一分压点P2。所述第一电阻器R2和第一恒流源IS2串联,构成改进Wheatstone桥的第一臂。第二应变传感器具有第二应变相关电阻器R3的形式,第二应变相关电阻器R3je第二恒流源IS3串联在供电电压VDD和地电势GND之间,从而形成分压器,所述分压器具有位于第二电阻R3和第二恒流源IS3之间的第二电压分配点P3。所述第二电阻器R3和第二恒流源IS3串联,构成改进Wheatstone桥的第二臂。第一和第二恒流源IS2,IS3传送电流,并且将应变相关电阻器R2,R3的电阻予以设置,使得当没有应变施加在电阻器R2,R3上时,出现在分压点P2,P3间的电压差ΔU基本为零,但是当有应变施加在电阻器R2,R3上时,由于各电阻器R2,R3的电阻发生了不同的变化,出现在分压点P2,P3间的电压差ΔU不为零。电压差ΔU被馈送至放大器A2的输入。
放大器A2的输出信号被馈送至第一比较器K1的输入,所述第一比较器的第二输入同代表失效应变门限的第一参考电压UR1相连接。当放大器A2的输出信号超过第一参考电压UR1时,第一比较器K1产生失效信号DE。
放大器A2的输出信号还被馈送至第二比较器K2的输入,所述第二比较器的第二输入同代表破坏应变门限的第二参考电压UR2相连接。当放大器A2的输出信号超过第二参考电压UR2时,第二比较器K2产生破坏信号DA。失效信号DE和破坏信号DA都被提供给(图1中所示的)数字控制单元12。
在图3电路的优势配置中,如图4的侧视图所示,第一应变相关电阻器R2安置在基片3的上表面,第二应变相关电阻器R3安置在基片的下表面。正如将要指出的那样,第一和第二电阻器R2,R3相互对齐地安置在基片3的上下表面上。因此,如虚线所示,当在基片3上施加弯曲力时,该弯曲力导致施加在第一电阻器R2上的张力和施加在第二电阻器R3上的压力,从而导致第一电阻器R2的电阻增长ΔR的量,第二电阻器R3的电阻减小大约相同ΔR的量。由于电阻器R2,R3位于改进的Wheatstone桥的不同臂上,因此这种配置使桥的敏感度加倍了。另一方面,对于电阻器R2,R3而言,电阻器R2,R3的电阻随温度发生同向变化,因而可以相互抵消。应该注意到的是,虽然在该示例中,仅在基片3的上表面上安置了一个第一应变相关电阻器R2,并且仅在基片3的下表面安置了一个第二应变相关电阻器R3,但是根据本发明,还可以在上表面上安置多个应变相关电阻器,并且在基片的下表面安置多个与上表面的电阻器相互对齐的应变相关电阻器。应当注意到的是,电阻器不必放置在基片的上和下表面,也可以分别嵌入于基片的上层和下层,如第一或第二多晶硅层、有源层、n阱层、p阱层或类似的层中。
图5示出了用于本发明的应变测量装置7’的可替代配置的示意方框电路图。在该配置中,配备了四个分离的应变传感器6e,6f,6g,6h,它们的输出信号被馈送至多路复用器的输入。多路复用器MUX的输出被馈送至应变评估电路5的输入。如果施加在应变传感器6e,6f,6g,6h上的应变超过了一个或多个应变传感器6e,6f,6g,6h中的失效应变门限,应变评估电路5就产生失效信号DE。

Claims (18)

1.一种数据载体(2),包括:安置在基片(3)上的数据电路(4)和连接至数据电路(4)的数据传输装置(10);
其中,所述数据载体(2)包括:至少一个应变测量装置(7),适用于测量施加在基片(3)上的应变,并在所测量到的应变超过定义的失效应变门限的情况下,向数据电路传输失效信号(DE);
所述数据电路(4)适用于在数据电路(4)接收到失效信号(DE)的情况下,中断通过数据传输装置(10)与外部数据读取器/写入器(1)之间的数据交换。
2.根据权利要求1所述的数据载体,其中,所述应变测量装置(7)包括:安置在基片(3)之上或之中的至少一个应变传感器(6;6e,6f,6g,6h)、以及具有同所述应变传感器(6;6e,6f,6g,6h)的测量输出相连接的应变评估电路(5);
所述应变传感器(6;6e,6f,6g,6h)传送与施加在基片(3)上的应变相对应的物理量,并且,所述应变评估电路(5)适用于对所述应变传感器(6;6e,6f,6g,6h)传送的物理量同与失效应变门限相对应的物理量的门限值进行比较,并在应变传感器(6;6e,6f,6g,6h)的物理量超过物理量的门限值的情况下,产生失效信号(DE)。
3.根据权利要求2所述的数据载体,其中,所述至少一个应变传感器(6;6e,6f,6g,6h)包括至少一个电阻器(R1,R2,R3),该电阻器的电阻随施加在所述电阻器(R1,R2,R3)上的应变而发生变化。
4.根据权利要求3所述的数据载体,其中,所述电阻器(R1,R2,R3)被配置为多晶硅电阻。
5.根据权利要求3或4所述的数据载体,其中,所述电阻器(R1,R2,R3)安置在基片(3)之上或之中,具有曲折的构造。
6.根据权利要求2所述的数据载体,其中,所述至少一个应变传感器(6;6e,6f,6g,6h)安置于基片(3)的外围区。
7.根据权利要求2或6所述的数据载体,其中,所述至少一个应变传感器(6)至少部分地包围数据电路(4)。
8.根据权利要求3所述的数据载体,其中,所述电阻器(R1,R2,R3)的截面面积和/或曲折形状在电阻器的不同部分有所变化。
9.根据权利要求2所述的数据载体,其中,至少第一应变传感器安置在基片(3)的上表面上或嵌入在基片(3)的上层内,并且至少第二应变传感器安置在基片(3)的下表面上或嵌入在基片(3)的下层内。
10.根据权利要求9所述的数据载体,其中,所述第一和第二应变传感器相互对齐地安置在上下表面或上下层上,并且第一和第二应变传感器的输出信号的差值用于评估施加在基片(3)上的应变。
11.根据权利要求2所述的数据载体,其中,配置多个应变传感器(6;6e,6f,6g,6h),独立地对所述多个应变传感器(6;6e,6f,6g,6h)的输出信号进行评估,并且可选地为所述应变传感器(6;6e,6f,6g,6h)定义不同的失效应变门限。
12.根据权利要求3所述的数据载体,其中,所述电阻器(R1,R2,R3)被切换至桥电路中,所述桥电路适用于测量所述电阻器(R1,R2,R3)的电阻。
13.根据权利要求9所述的数据载体,其中,所述第一和第二应变传感器被配置为切换至桥电路中的第一应变相关电阻器(R2)和第二应变相关电阻器(R3),所述桥电路适用于测量所述第一应变相关电阻器(R2)和所述第二应变相关电阻器(R3)的电阻值之差。
14.根据权利要求1所述的数据载体,其中,只要出现失效信号(DE),就保持对通过数据传输装置(10)的数据交换的中断。
15.根据权利要求1所述的数据载体,其中,所述失效信号(DE)的暂时出现被永久性地存储在数据电路(4)中。
16.根据权利要求1所述的数据载体,其中,基于失效信号(DE)的暂时出现,永久性地中断数据载体(2)和外部数据读取器/写入器(1)之间的数据交换。
17.根据权利要求1所述的数据载体,其中,所述应变测量装置(7)适用于,在所测量到的应变超过破坏应变门限的情况下,向数据电路(4)传输破坏信号(DA);所述数据电路(4)适用于,在数据电路(4)接收到破坏信号(DA)的情况下,永久性地中断通过数据传输装置(10)与外部读取器/写入器(1)之间的数据交换。
18.根据权利要求2所述的数据载体,其中,监控所述应变传感器(6)的输出信号随温度的改变,并将其记录在数据电路(4)中。
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