JP6330952B2

JP6330952B2 - Electronics

Info

Publication number: JP6330952B2
Application number: JP2017105870A
Authority: JP
Inventors: 壷井　修; 修壷井; 育生曽我; 悟覚 ▲高▼馬
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2017-05-29
Filing date: 2017-05-29
Publication date: 2018-05-30
Anticipated expiration: 2033-10-09
Also published as: JP2017201785A

Description

本発明は、電子機器に関する。 The present invention relates to an electronic device.

環境中に複数のセンサを敷設してなるセンサシステムにおいては、各センサにより環境の様々な情報を取得し、それらの情報に基づいてユーザが環境についての様々な知見を得ることができる。 In a sensor system in which a plurality of sensors are laid in the environment, various information on the environment can be acquired by each sensor, and the user can obtain various knowledge about the environment based on the information.

センサシステムで使用し得るセンサとしては様々な種類のものがある。例えば、センサとしてマイクロフォンを使用すると環境中の音を測定することができる。また、センサとしてガスセンサを使用すれば、環境中にどのようなガスが含まれているのかが分かる。 There are various types of sensors that can be used in the sensor system. For example, when a microphone is used as a sensor, sound in the environment can be measured. Further, if a gas sensor is used as a sensor, it can be understood what kind of gas is contained in the environment.

これらのセンサは、音の測定やガスの測定等のように単一の機能のみを備えたものが多いが、これではユーザの便宜に資することができない。 Many of these sensors have only a single function such as sound measurement and gas measurement, but this does not contribute to the convenience of the user.

特表２０１１−５１４５０５公報Special table 2011-514505 gazette

電子機器において、一つの電子デバイスにマイクロフォンとガスセンサの両方の機能を設けることを目的とする。 In an electronic apparatus, an object is to provide functions of both a microphone and a gas sensor in one electronic device.

以下の開示の一観点によれば、音とガスを検知して、音に係る第１の音情報とガスに係る第１のガス情報とを出力する第１の電子デバイスと、音とガスを検知して、音に係る第２の音情報とガスに関する第２のガス情報とを出力する第２の電子デバイスと、前記第１の音情報と前記第２の音情報との差を求めることにより、前記第１の音情報と前記第２の音情報の各々に共通に含まれるノイズ成分をキャンセルする第１のノイズキャンセル回路と、前記第１のガス情報と前記第２のガス情報との差を求めることにより、前記第１のガス情報と前記第２のガス情報の各々に共通に含まれるノイズ成分をキャンセルする第２のノイズキャンセル回路とを有することを特徴とする電子機器が提供される。 According to one aspect of the disclosure below, a first electronic device that detects sound and gas and outputs first sound information related to the sound and first gas information related to the gas; A second electronic device that detects and outputs second sound information relating to sound and second gas information relating to gas, and obtaining a difference between the first sound information and the second sound information; Accordingly, the first noise cancellation circuit that cancels a noise component that is commonly included in each of the first sound information and the second sound information, and the first gas information and the second gas information. There is provided an electronic apparatus comprising a second noise cancellation circuit that cancels a noise component that is commonly included in each of the first gas information and the second gas information by obtaining the difference. The

以下の開示によれば、ノイズ成分をキャンセルすることで、様々な状況において、高い感度で音やガスを検知することができる電子機器を提供することができる。 According to the following disclosure, it is possible to provide an electronic device that can detect sound and gas with high sensitivity in various situations by canceling noise components.

図１は、第１実施形態に係る電子デバイスの分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view of the electronic device according to the first embodiment. 図２は、第１実施形態に係る電子デバイスの上面図である。FIG. 2 is a top view of the electronic device according to the first embodiment. 図３は、第１実施形態に係る電子デバイスが備えるスペーサの一部断面平面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional plan view of a spacer provided in the electronic device according to the first embodiment. 図４は、第１実施形態に係る電子デバイスが備える本体の上面図である。FIG. 4 is a top view of a main body included in the electronic device according to the first embodiment. 図５（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る電子デバイスの製造途中の断面図（その１）である。5A and 5B are cross-sectional views (part 1) in the middle of manufacturing the electronic device according to the first embodiment. 図６（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る電子デバイスの製造途中の断面図（その２）である。6A and 6B are cross-sectional views (part 2) in the course of manufacturing the electronic device according to the first embodiment. 図７（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る電子デバイスの製造途中の断面図（その３）である。7A and 7B are cross-sectional views (part 3) in the course of manufacturing the electronic device according to the first embodiment. 図８（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る電子デバイスの製造途中の断面図（その４）である。8A and 8B are cross-sectional views (part 4) in the middle of manufacturing the electronic device according to the first embodiment. 図９（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る電子デバイスの製造途中の断面図（その５）である。9A and 9B are cross-sectional views (part 5) in the middle of manufacturing the electronic device according to the first embodiment. 図１０（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る電子デバイスの製造途中の断面図（その６）である。10A and 10B are cross-sectional views (part 6) in the middle of manufacturing the electronic device according to the first embodiment. 図１１（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る電子デバイスの製造途中の断面図（その７）である。11A and 11B are cross-sectional views (part 7) in the middle of manufacturing the electronic device according to the first embodiment. 図１２は、第１実施形態に係る電子デバイスの製造途中の断面図（その８）である。FIG. 12 is a cross-sectional view (No. 8) in the course of manufacturing the electronic device according to the first embodiment. 図１３は、第１実施形態に係る電子デバイスの製造途中の断面図（その９）である。FIG. 13 is a cross-sectional view (No. 9) in the middle of manufacturing the electronic device according to the first embodiment. 図１４は、第１実施形態に係る電子デバイスの製造途中の断面図（その１０）である。FIG. 14 is a cross-sectional view (No. 10) during the manufacture of the electronic device according to the first embodiment. 図１５は、第１実施形態に係る電子デバイスの製造途中の断面図（その１１）である。FIG. 15 is a cross-sectional view (No. 11) of the electronic device according to the first embodiment in the middle of manufacture. 図１６は、第１実施形態に係る電子デバイスの製造途中の断面図（その１２）である。FIG. 16 is a cross-sectional view (No. 12) of the electronic device according to the first embodiment during manufacture. 図１７は、第２実施形態に係る電子デバイスの分解斜視図である。FIG. 17 is an exploded perspective view of the electronic device according to the second embodiment. 図１８は、第３実施形態に係る電子デバイスの分解斜視図である。FIG. 18 is an exploded perspective view of the electronic device according to the third embodiment. 図１９は、第４実施形態に係る電子デバイスの分解斜視図である。FIG. 19 is an exploded perspective view of the electronic device according to the fourth embodiment. 図２０は、第５実施形態の第１例に係る電子機器の模式図である。FIG. 20 is a schematic diagram of an electronic apparatus according to a first example of the fifth embodiment. 図２１は、第５実施形態の各例に係る電子機器の回路図である。FIG. 21 is a circuit diagram of an electronic device according to each example of the fifth embodiment. 図２２は、第５実施形態の第２例に係る電子機器の模式図である。FIG. 22 is a schematic diagram of an electronic apparatus according to a second example of the fifth embodiment. 図２３は、第５実施形態の第３例に係る電子機器について説明するための模式図である。FIG. 23 is a schematic diagram for explaining an electronic apparatus according to a third example of the fifth embodiment. 図２４（ａ）、（ｂ）は、第６実施形態に係る電子ユニットの製造途中の断面図（その１）である。24A and 24B are cross-sectional views (part 1) in the middle of manufacturing the electronic unit according to the sixth embodiment. 図２５（ａ）、（ｂ）は、第６実施形態に係る電子ユニットの製造途中の断面図（その２）である。FIGS. 25A and 25B are cross-sectional views (part 2) in the middle of manufacturing the electronic unit according to the sixth embodiment. 図２６（ａ）、（ｂ）は、第６実施形態に係る電子ユニットの製造途中の断面図（その３）である。FIGS. 26A and 26B are cross-sectional views (part 3) in the middle of manufacturing the electronic unit according to the sixth embodiment. 図２７は、第７実施形態に係るセンサシステムの機能ブロック図である。FIG. 27 is a functional block diagram of a sensor system according to the seventh embodiment. 図２８は、第７実施形態に係るセンサシステムが備える第２の子機の機能ブロック図である。FIG. 28 is a functional block diagram of a second slave unit included in the sensor system according to the seventh embodiment. 図２９は、第７実施形態における子機の敷設例について示す模式図である。FIG. 29 is a schematic diagram illustrating a laying example of the slave unit in the seventh embodiment. 図３０は、第７実施形態における子機の別の敷設例について示す模式図である。FIG. 30 is a schematic diagram illustrating another example of laying the slave unit in the seventh embodiment. 図３１は、第７実施形態における子機の更に別の敷設例について示す模式図である。FIG. 31 is a schematic diagram illustrating still another example of laying the slave unit in the seventh embodiment.

前述のように、センサシステムで使用し得るセンサとしては、マイクロフォンやガスセンサがある。このうち、マイクロフォンは、火災時の音や電話で通話しているときなどの音声等を取得するのに使用し得る。一方、ガスセンサは、火災の原因となるガス漏れや、飲酒チェック、口臭チェック、及び疾病検知等に使用し得る。 As described above, examples of sensors that can be used in the sensor system include a microphone and a gas sensor. Among these, the microphone can be used to acquire sound during a fire or when talking on the phone. On the other hand, the gas sensor can be used for gas leakage causing fire, drinking check, bad breath check, disease detection, and the like.

ユーザの便宜に資するには、これらマイクロフォンとガスセンサの両方の機能を備えたセンサを提供するのが好ましい。但し、市場に流通しているマイクロフォンとガスセンサは、それらの大きさや消費電力が異なるため、単純にそれらを組み合わせて一つの電子デバイスとするのが難しい。 For the convenience of the user, it is preferable to provide a sensor having the functions of both the microphone and the gas sensor. However, since microphones and gas sensors distributed in the market are different in size and power consumption, it is difficult to simply combine them into one electronic device.

以下に、マイクロフォンとガスセンサの各々の機能を備えた電子デバイスについて説明する。 Hereinafter, an electronic device having functions of a microphone and a gas sensor will be described.

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る電子デバイスの分解斜視図である。 (First embodiment)
FIG. 1 is an exploded perspective view of the electronic device according to the first embodiment.

この電子デバイス１０は、マイクロフォンとガスセンサの両方の機能を有しており、第１のキャビティ１ａが形成された本体１を有する。 The electronic device 10 has functions of both a microphone and a gas sensor, and has a main body 1 in which a first cavity 1a is formed.

本体１は、例えばMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術によりシリコン基板を加工してなり、第１のキャビティ１ａの開口端１ｂには振動電極２が形成される。振動電極２は、その主面方向に振動可能な導電性薄膜であって、その材料としてはAuやAl等の金属を採用し得る。なお、Si等の半導体に不純物を導入して導電性を高めた材料を振動電極２の材料として採用してもよい。 The main body 1 is formed by processing a silicon substrate by, for example, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology, and a vibrating electrode 2 is formed at the opening end 1b of the first cavity 1a. The vibrating electrode 2 is a conductive thin film that can vibrate in the principal surface direction, and a metal such as Au or Al can be adopted as the material thereof. A material in which impurities are introduced into a semiconductor such as Si to improve conductivity may be used as the material of the vibrating electrode 2.

また、第１のキャビティ１ａは振動電極２によって塞がれており、第１のキャビティ１ａ内には窒素が充填される。 The first cavity 1a is closed by the vibrating electrode 2, and the first cavity 1a is filled with nitrogen.

振動電極２の上にはスペーサ３が設けられる。スペーサ３は、平面視でリング状の内面を有し、前述の振動電極２と協働して第２のキャビティ３ａを形成する。また、スペーサ３は、本体１と同様にシリコン基板を加工して作製し得る。 A spacer 3 is provided on the vibration electrode 2. The spacer 3 has a ring-shaped inner surface in plan view, and forms the second cavity 3a in cooperation with the vibration electrode 2 described above. The spacer 3 can be manufactured by processing a silicon substrate in the same manner as the main body 1.

そのスペーサ３の内面にはガス検知電極４が設けられる。 A gas detection electrode 4 is provided on the inner surface of the spacer 3.

ガス検知電極４は、スペーサ３の内面に薄膜状に形成され、その材料としてはSnO、ZnO、WO₃、TiO₂、In₂O₃、CuO、及びNiOのいずれかの金属酸化物を含む半導体材料を採用し得る。なお、これらの金属酸化物に代えて、カーボンナノチューブ、InPナノロッド、Seナノワイヤ、及びTeナノワイヤ等のナノ材料半導体を使用してもよい。更に、Si、GaN、GaAs、及びInP等の単結晶半導体又は多結晶半導体をガス検知電極４の材料として採用してもよい。 The gas detection electrode 4 is formed in a thin film shape on the inner surface of the spacer 3, and the material thereof is a semiconductor containing a metal oxide of any of SnO, ZnO, WO ₃ , TiO ₂ , In ₂ O ₃ , CuO and NiO. Material may be employed. Instead of these metal oxides, nanomaterial semiconductors such as carbon nanotubes, InP nanorods, Se nanowires, and Te nanowires may be used. Furthermore, a single crystal semiconductor or a polycrystalline semiconductor such as Si, GaN, GaAs, and InP may be used as the material of the gas detection electrode 4.

また、スペーサ３には、上記のガス検知電極４を加熱するためのヒータ７が設けられる。ヒータ７は、抵抗加熱型のヒータであって、例えばチタン膜とプラチナ膜とをこの順に積層することで形成される。 The spacer 3 is provided with a heater 7 for heating the gas detection electrode 4. The heater 7 is a resistance heating type heater, and is formed, for example, by laminating a titanium film and a platinum film in this order.

更に、ヒータ７の横のスペーサ３には断熱構造として空洞３ｂが設けられる。空洞３ｂは、ヒータ７の熱を遮断することにより、ヒータ７の熱がスペーサ３全体に広がるのを防止する役割を担う。 Further, the spacer 3 beside the heater 7 is provided with a cavity 3b as a heat insulating structure. The cavity 3 b plays a role of preventing the heat of the heater 7 from spreading over the entire spacer 3 by blocking the heat of the heater 7.

また、スペーサ３の上には、第２のキャビティ３ａの一部を画定する固定電極５が設けられる。固定電極５は前述の振動電極２と対向しており、振動電極２と固定電極５とによりコンデンサ型マイクロフォンMが形成される。 A fixed electrode 5 that defines a part of the second cavity 3 a is provided on the spacer 3. The fixed electrode 5 faces the above-described vibration electrode 2, and the capacitor type microphone M is formed by the vibration electrode 2 and the fixed electrode 5.

固定電極５には、第２のキャビティ３ａと外部との間で外気を流通させる複数の孔５ａが形成される。 The fixed electrode 5 is formed with a plurality of holes 5a through which outside air flows between the second cavity 3a and the outside.

固定電極５の材料は特に限定されない。振動電極２と同様に、AuやAl等の金属で固定電極５を形成してもよいし、Si等の半導体に不純物を導入して導電性を高めた材料で固定電極５を形成してもよい。 The material of the fixed electrode 5 is not particularly limited. Similarly to the vibrating electrode 2, the fixed electrode 5 may be formed of a metal such as Au or Al, or the fixed electrode 5 may be formed of a material whose conductivity is increased by introducing impurities into a semiconductor such as Si. Good.

固定電極５の上には蓋体６設けられる。蓋体６は、シリコン基板を加工することで作製され、固定電極５の孔５ａの各々に繋がる複数の貫通孔６ａを有する。 A lid 6 is provided on the fixed electrode 5. The lid body 6 is manufactured by processing a silicon substrate, and has a plurality of through holes 6 a connected to the holes 5 a of the fixed electrode 5.

次に、この電子デバイス１０の平面構造について、図２〜図４を参照しながら説明する。 Next, the planar structure of the electronic device 10 will be described with reference to FIGS.

図２は、電子デバイス１０の上面図である。 FIG. 2 is a top view of the electronic device 10.

図２に示すように、上記の貫通孔６ａの周囲の蓋体６には、第１及び第２の引出電極２６ｚ、２６ｗと、第１及び第２の端子２６ｘ、２６ｙとが設けられる。 As shown in FIG. 2, the lid 6 around the through hole 6a is provided with first and second extraction electrodes 26z and 26w and first and second terminals 26x and 26y.

このうち、第１の引出電極２６ｚは振動電極２（図１参照）の電位を引き出すのに供され、第２の引出電極２６ｗは固定電極５の電位を引き出すのに供される。 Among these, the first extraction electrode 26z is used to extract the potential of the vibrating electrode 2 (see FIG. 1), and the second extraction electrode 26w is used to extract the potential of the fixed electrode 5.

この例では、各引出電極２６ｗ、２６ｚの電位差が、コンデンサ型マイクロフォンMで検知される音に係る音情報S_sとなる。 In this example, the potential difference between the extraction electrodes 26w and 26z becomes sound information S _s related to the sound detected by the condenser microphone M.

また、第１の端子２６ｘはガス検知電極４に電流を供給するのに供され、その電流量が測定対象のガスに係るガス情報S_gとなる。 The first terminal 26x is subjected to supply current to the gas sensing electrode 4, the gas information S _g which the amount of current according to the gas to be measured.

そして、第２の端子２６ｙはヒータ７に電流を供給するのに供される。 The second terminal 26 y is used to supply current to the heater 7.

図３は、上記したスペーサ３の一部断面平面図である。 FIG. 3 is a partial cross-sectional plan view of the spacer 3 described above.

図３に示すように、第２のキャビティ３ａの輪郭は平面視で円形であって、その内側に前述のガス検知電極４が概略リング状に設けられる。 As shown in FIG. 3, the outline of the second cavity 3a is circular in plan view, and the aforementioned gas detection electrode 4 is provided in a substantially ring shape inside thereof.

そして、そのガス検知電極４と略同心円をなすように、ヒータ７と空洞３ｂも概略リング状に設けられる。 The heater 7 and the cavity 3b are also provided in a substantially ring shape so as to be substantially concentric with the gas detection electrode 4.

また、スペーサ３の表面には、第１〜第３の下部導電パッド３４ｘ〜３４ｚが設けられる。 Further, first to third lower conductive pads 34 x to 34 z are provided on the surface of the spacer 3.

このうち、第１の下部導電パッド３４ｘは、前述のガス検知電極４と第１の端子２６ｘ（図２参照）とに電気的に接続される。そして、第２の下部導電パッド３４ｙは、前述のヒータ７と第２の端子２６ｙ（図２参照）とに電気的に接続される。 Among these, the first lower conductive pad 34x is electrically connected to the aforementioned gas detection electrode 4 and the first terminal 26x (see FIG. 2). The second lower conductive pad 34y is electrically connected to the heater 7 and the second terminal 26y (see FIG. 2).

更に、第３の下部導電パッド３４ｚは、前述の第１の引出電極２６ｚ（図２参照）と電気的に接続される。 Further, the third lower conductive pad 34z is electrically connected to the first extraction electrode 26z (see FIG. 2).

図４は、本体１の上面図である。 FIG. 4 is a top view of the main body 1.

図４に示すように、本体１に設けられた第１のキャビティ１ａは、第２のキャビティ３ａ（図３参照）と略同じ大きさの円形である。 As shown in FIG. 4, the 1st cavity 1a provided in the main body 1 is a circle of the same magnitude | size as the 2nd cavity 3a (refer FIG. 3).

再び図１を参照し、電子デバイス１０の動作について説明する。 The operation of the electronic device 10 will be described with reference to FIG. 1 again.

前述のように、電子デバイス１０は、コンデンサ型マイクロフォンMとガスセンサの各々の機能を兼ね備える。 As described above, the electronic device 10 has the functions of both the condenser microphone M and the gas sensor.

実使用下においては、電子デバイス１０の外部の音波が孔５ａを通じて第２のキャビティ３ａに到達すると、その音波の強度や振動数に応じて振動電極２が振動し、振動電極２と固定電極５との間隔が変動する。これにより、振動電極２と固定電極５とで形成されるコンデンサの容量も変動するため、各電極２、５の電位差である前述の音情報S_sからその容量を求めることで、コンデンサ型マイクロフォンMで音波を検知することができる。 Under actual use, when a sound wave outside the electronic device 10 reaches the second cavity 3a through the hole 5a, the vibration electrode 2 vibrates according to the intensity and frequency of the sound wave, and the vibration electrode 2 and the fixed electrode 5 The interval between and fluctuates. As a result, the capacitance of the capacitor formed by the vibrating electrode 2 and the fixed electrode 5 also fluctuates. Therefore, by obtaining the capacitance from the sound information S _s which is the potential difference between the electrodes 2 and 5, the capacitor type microphone M Can detect sound waves.

特に、この例では振動電極２で第１のキャビティ１ａを塞いだため、キャビティ１ａ内が外部の音波から隔離され、振動電極２の表面と裏面との間で音圧の差が大きくなる。その結果、外部の音波によって振動電極２が大きく振動し、コンデンサ型マイクロフォンMの感度を高めることができる。 In particular, in this example, since the first cavity 1a is closed by the vibrating electrode 2, the inside of the cavity 1a is isolated from external sound waves, and the difference in sound pressure between the front and back surfaces of the vibrating electrode 2 increases. As a result, the vibrating electrode 2 is vibrated greatly by an external sound wave, and the sensitivity of the condenser microphone M can be increased.

一方、ガスセンサはガス検知電極４により実現される。ガス検知電極４の材料である半導体は、その表面に特定の種類のガスが吸着すると、そのガスの濃度に応じて空乏層の厚さが変動して電気抵抗が変化する。このような抵抗変化により、ガス検知電極４を流れる電流量であるガス情報S_gが変化し、そのガス情報S_gに基づいてガスの濃度を検知することができる。 On the other hand, the gas sensor is realized by the gas detection electrode 4. When a specific type of gas is adsorbed on the surface of the semiconductor, which is the material of the gas detection electrode 4, the thickness of the depletion layer varies according to the concentration of the gas, and the electrical resistance changes. Due to such resistance change, the gas information S _g which is the amount of current flowing through the gas detection electrode 4 changes, and the concentration of the gas can be detected based on the gas information S _g .

なお、常にガス検知電極４に電流を流す必要ななく、ガスの濃度を測定するときのみガス検知電極４に電流を流してもよい。 Note that it is not always necessary to pass a current through the gas detection electrode 4, and a current may be passed through the gas detection electrode 4 only when the gas concentration is measured.

更に、ガス検知電極４の材料である半導体の組成比は特に限定されないが、測定対象のガスに対して敏感に抵抗が変化するように当該組成比を選定するのが好ましい。例えば、ガス検知電極４の材料がSnOやZnOの場合には、これらの材料に貴金属を添加すると共に、半導体における貴金属の組成比を調節することで、特定のガスに対してガス検知電極４の抵抗が大きく変化することができる。 Furthermore, the composition ratio of the semiconductor that is the material of the gas detection electrode 4 is not particularly limited, but it is preferable to select the composition ratio so that the resistance changes sensitively to the gas to be measured. For example, when the material of the gas detection electrode 4 is SnO or ZnO, by adding a noble metal to these materials and adjusting the composition ratio of the noble metal in the semiconductor, the gas detection electrode 4 can be used for a specific gas. Resistance can vary greatly.

また、本実施形態では、上記のようにガス検知電極４を加熱するためのヒータ７を設けたので、ガス検知電極４の表面に吸着したガス分子を脱離させることができ、ガス検知電極４に吸着するガス分子を適度な量に維持することができる。これにより、過度に多くのガス分子がガス検知電極４に吸着することが原因でガスの検知感度が低下するのを防止できる。 In the present embodiment, since the heater 7 for heating the gas detection electrode 4 is provided as described above, the gas molecules adsorbed on the surface of the gas detection electrode 4 can be desorbed, and the gas detection electrode 4 An appropriate amount of gas molecules adsorbed on the substrate can be maintained. Thereby, it can prevent that the detection sensitivity of gas falls because an excessively many gas molecule adsorb | sucks to the gas detection electrode 4. FIG.

更に、スペーサ３に空洞３ｂを設けたことでヒータ７の熱がスペーサ３に無駄に拡散するのを防止できる。これにより、ヒータ７に供給する電流を抑制しながら効率的にガス検知電極４を加熱でき、ヒータ７の消費電力を低減することが可能となる。 Furthermore, by providing the spacer 3 with the cavity 3b, it is possible to prevent the heat of the heater 7 from being diffused to the spacer 3 in vain. Thereby, the gas detection electrode 4 can be efficiently heated while suppressing the current supplied to the heater 7, and the power consumption of the heater 7 can be reduced.

以上説明したように、本実施形態によれば、マイクロフォンとガスセンサの両方の機能を兼ね備えた電子デバイス１０を提供することができる。その電子デバイス１０の使用用途は特に限定されない。例えば、マイクロフォンの機能を用いて、火災時の音や電話で通話しているときなどの音声等を取得するのに電子デバイス１０を使用し得る。また、ガスセンサの機能により、火災の原因となるガス漏れや、飲酒チェック、口臭チェック、及び疾病検知等に電子デバイス１０を使用し得る。 As described above, according to this embodiment, it is possible to provide the electronic device 10 having both functions of a microphone and a gas sensor. The usage application of the electronic device 10 is not particularly limited. For example, the electronic device 10 can be used to acquire sound or the like during a fire or a telephone call using the function of a microphone. Moreover, the electronic device 10 can be used for the gas leak which causes a fire, a drinking check, a bad breath check, disease detection, etc. by the function of a gas sensor.

更に、その電子デバイス１０においては、コンデンサ型マイクロフォンMの各電極２、５の間の隙間を活用し、その隙間にガスセンサ用のガス検知電極４を設けるので、電子デバイス１０の大型化を避けることができる。 Further, in the electronic device 10, the gap between the electrodes 2 and 5 of the condenser microphone M is utilized, and the gas detection electrode 4 for the gas sensor is provided in the gap. Can do.

次に、本実施形態に係る電子デバイス１０の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the electronic device 10 according to the present embodiment will be described.

図５〜図１６は、本実施形態に係る電子デバイス１０の製造途中の断面図である。 5-16 is sectional drawing in the middle of manufacture of the electronic device 10 which concerns on this embodiment.

なお、これらの図においては、図２のI-I線断面、II-II線断面、及びIII-III線断面、IV-IV線断面を併記する。 In these drawings, the cross section taken along the line II, the cross section taken along the line II-II, the cross section taken along the line III-III, and the cross section taken along the line IV-IV in FIG.

最初に、図５〜図７を参照し、蓋体６の加工方法について説明する。 Initially, the processing method of the cover body 6 is demonstrated with reference to FIGS.

まず、図５（ａ）に示すように、蓋体６として厚さが１００μm〜５００μm程度のシリコン基板を用意し、その蓋体６の表面に第１の絶縁膜２１として酸化シリコン膜を形成する。その第１の絶縁膜２１はCVD法で形成してもよいし、蓋体６の表面を熱酸化して形成してもよい。 First, as shown in FIG. 5A, a silicon substrate having a thickness of about 100 μm to 500 μm is prepared as a lid 6, and a silicon oxide film is formed as a first insulating film 21 on the surface of the lid 6. . The first insulating film 21 may be formed by a CVD method, or may be formed by thermally oxidizing the surface of the lid body 6.

次に、図５（ｂ）に示すように、第１の絶縁膜２１の上に蒸着法により金膜を１００nm〜１０００nm程度の厚さに形成し、その金膜を固定電極５とする。なお、金膜に代えてアルミニウム膜を固定電極５として形成してもよいし、Si等の半導体に不純物を導入して導電性を高めてなる導電膜を固定電極５として形成してもよい。 Next, as shown in FIG. 5B, a gold film is formed on the first insulating film 21 by a vapor deposition method to a thickness of about 100 nm to 1000 nm, and the gold film is used as the fixed electrode 5. Note that an aluminum film may be formed as the fixed electrode 5 instead of the gold film, or a conductive film in which impurities are introduced into a semiconductor such as Si to improve conductivity may be formed as the fixed electrode 5.

次に、図６（ａ）に示すように、フォトリソグラフィとドライエッチングにより固定電極５をパターニングする。これにより、I-I線断面に現れる固定電極５には複数の孔５ａが形成される。そして、II-II線断面には第１及び第２の上部導電パッド５ｘ、５ｙが形成され、IV-IV線断面には第３の上部導電パッド５ｚが形成される。なお、これらの上部導電パッド５ｘ〜５ｚは、上記のパターニングによって固定電極５とは電気的に隔離される。 Next, as shown in FIG. 6A, the fixed electrode 5 is patterned by photolithography and dry etching. As a result, a plurality of holes 5a are formed in the fixed electrode 5 that appears in the section taken along the line I-I. The first and second upper conductive pads 5x and 5y are formed in the section taken along the line II-II, and the third upper conductive pad 5z is formed in the section taken along the line IV-IV. These upper conductive pads 5x to 5z are electrically isolated from the fixed electrode 5 by the above patterning.

一方、III-III線断面には、上記の固定電極５に繋がる引出部５ｗが形成される。 On the other hand, a lead portion 5w connected to the fixed electrode 5 is formed in the section taken along line III-III.

なお、本工程で使用されるエッチングガスは特に限定されないが、固定電極５としてアルミニウム膜を形成する場合には、そのエッチングガスとして塩素ガスを含むガスを使用し得る。 The etching gas used in this step is not particularly limited, but when an aluminum film is formed as the fixed electrode 5, a gas containing chlorine gas can be used as the etching gas.

次に、図６（ｂ）に示すように、固定電極５とは反対側から蓋体６と第１の絶縁膜２１とをドライエッチングし、複数の孔５ａの各々の上に複数の貫通孔６ａを蓋体６に形成する。 Next, as shown in FIG. 6B, the lid 6 and the first insulating film 21 are dry-etched from the side opposite to the fixed electrode 5, and a plurality of through holes are formed on each of the plurality of holes 5a. 6a is formed on the lid 6.

なお、このドライエッチングでは、第１〜第３の上部導電パッド５ｘ〜５ｚと引出部５ｗの各々の上の蓋体６に第１のコンタクトホール６ｂが形成される。 In this dry etching, a first contact hole 6b is formed in the lid body 6 on each of the first to third upper conductive pads 5x to 5z and the lead portion 5w.

また、このドライエッチングで使用するエッチングガスとしては、例えば、蓋体６用のエッチングガスとしてはSF₆ガスとC₄F₈ガスとの混合ガスがあり、第１の絶縁膜２１用のエッチングガスとしてはCF₄ガスがある。 As an etching gas used in this dry etching, for example, an etching gas for the lid 6 includes a mixed gas of SF ₆ gas and C ₄ F ₈ gas, and an etching gas for the first insulating film 21. As CF ₄ gas.

続いて、図７（ａ）に示すように、蓋体６の上側全面、貫通孔６ａ、及び第１のコンタクトホール６ｂの各々の内面に第２の絶縁膜２５としてCVD法で酸化シリコン膜を形成する。 Subsequently, as shown in FIG. 7A, a silicon oxide film is formed as a second insulating film 25 on the entire upper surface of the lid 6, the inner surface of each of the through holes 6a, and the first contact holes 6b by the CVD method. Form.

なお、この第２の絶縁膜２５は、第１のコンタクトホール６ｂ内に露出する部分の第１〜第３の上部導電パッド５ｘ〜５ｚや引出部５ｗにも形成されるが、当該部分の第２の絶縁膜２５はドライエッチングにより除去される。 The second insulating film 25 is also formed on the first to third upper conductive pads 5x to 5z and the lead portion 5w exposed in the first contact hole 6b. The second insulating film 25 is removed by dry etching.

次に、図７（ｂ）に示すように、第１のコンタクトホール６ｂ内と第２の絶縁膜２５の
上に蒸着法等により金膜を形成した後、リフトオフ法等でその金膜をパターニングする。これにより、第１の上部導電パッド５ｘと第２の上部導電パッド５ｙの上に、それぞれ第１の端子２６ｘと第２の端子２６ｙが形成される。そして、第３の上部導電パッド５ｚの上には第１の引出電極２６ｚが形成され、引出部５ｗの上には第２の引出電極２６ｗが形成される。 Next, as shown in FIG. 7B, a gold film is formed in the first contact hole 6b and on the second insulating film 25 by an evaporation method or the like, and then the gold film is patterned by a lift-off method or the like. To do. As a result, the first terminal 26x and the second terminal 26y are formed on the first upper conductive pad 5x and the second upper conductive pad 5y, respectively. A first extraction electrode 26z is formed on the third upper conductive pad 5z, and a second extraction electrode 26w is formed on the extraction portion 5w.

以上により、蓋体６に対する加工を終了する。 Thus, the processing for the lid body 6 is completed.

次に、図８〜図１２を参照しながら、スペーサ３の加工について説明する。 Next, processing of the spacer 3 will be described with reference to FIGS.

まず、図８（ａ）に示すように、スペーサ３として厚さが１００μm〜５００μm程度のシリコン基板を用意する。 First, as shown in FIG. 8A, a silicon substrate having a thickness of about 100 μm to 500 μm is prepared as the spacer 3.

次いで、図８（ｂ）に示すように、不図示のレジスト膜をマスクにしてスペーサ３を途中の深さまでドライエッチングすることにより、スペーサ３に第１の溝３ｘと第２の溝３ｙを形成する。そのドライエッチングで使用するエッチングガスとしては、例えば、SF₆ガスとC₄F₈ガスとの混合ガスがある。 Next, as shown in FIG. 8B, the first groove 3 x and the second groove 3 y are formed in the spacer 3 by dry-etching the spacer 3 to an intermediate depth using a resist film (not shown) as a mask. To do. As an etching gas used in the dry etching, for example, there is a mixed gas of SF ₆ gas and C ₄ F ₈ gas.

続いて、図９（ａ）に示すように、上記の各溝３ｘ、３ｙを形成した側のスペーサ３の表面に第３の絶縁膜３１を形成し、各溝３ｘ、３ｙを形成した側とは反対側のスペーサ３の表面に第４の絶縁膜３２を形成する。 Subsequently, as shown in FIG. 9A, a third insulating film 31 is formed on the surface of the spacer 3 on the side where the grooves 3x and 3y are formed, and the side where the grooves 3x and 3y are formed. A fourth insulating film 32 is formed on the surface of the spacer 3 on the opposite side.

第３の絶縁膜３１と第４の絶縁膜３２として、例えば、CVD法により酸化シリコン膜を形成し得る。 As the third insulating film 31 and the fourth insulating film 32, for example, a silicon oxide film can be formed by a CVD method.

次いで、図９（ｂ）に示すように、第１の溝３ｘにヒータ７としてチタン膜とプラチナ膜とをこの順にスパッタ法等で形成し、第２の溝３ｙにガス検知電極４として例えばSnO膜をスパッタ法で形成する。なお、ヒータ７として、チタン膜とタングステン膜をこの順に形成してもよい。 Next, as shown in FIG. 9B, a titanium film and a platinum film are formed in this order in the first groove 3x as a heater 7 by a sputtering method or the like in this order, and a gas detection electrode 4 is formed in the second groove 3y as, for example, SnO. A film is formed by sputtering. As the heater 7, a titanium film and a tungsten film may be formed in this order.

また、これらのヒータ７やガス検知電極４は、リフトオフ法等によりパターニングされて各溝３ｘ、３ｙ内のみに選択的に形成される。 The heater 7 and the gas detection electrode 4 are selectively formed only in the grooves 3x and 3y by patterning by a lift-off method or the like.

続いて、図１０（ａ）に示すように、第４の絶縁膜３２の上に振動電極２として蒸着法により金膜を１００nm〜１０００nm程度の厚さに形成する。なお、Si等の半導体に不純物を導入して導電性を高めてなる導電膜や、アルミニウム膜等の金属膜を振動電極２として形成してもよい。 Subsequently, as shown in FIG. 10A, a gold film is formed as a vibrating electrode 2 on the fourth insulating film 32 by a vapor deposition method to a thickness of about 100 nm to 1000 nm. Note that a conductive film obtained by introducing impurities into a semiconductor such as Si to enhance conductivity, or a metal film such as an aluminum film may be formed as the vibrating electrode 2.

次に、図１０（ｂ）に示すように、不図示のレジスト膜をマスクにしながら、スペーサ３と各絶縁膜３１、３２をドライエッチングする。これにより、スペーサ３に第２のキャビティ３ａが形成され、その第２のキャビティ３ａ内にガス検知電極４が表出する。 Next, as shown in FIG. 10B, the spacer 3 and the insulating films 31 and 32 are dry-etched while using a resist film (not shown) as a mask. Thereby, the second cavity 3a is formed in the spacer 3, and the gas detection electrode 4 is exposed in the second cavity 3a.

なお、そのドライエッチングでは、ヒータ７の横のスペーサ３もエッチングされて空洞３ｂが形成される。また、IV-IV線断面においては、振動電極２に至る深さの第２のコンタクトホール３ｚが形成される。 In the dry etching, the spacer 3 next to the heater 7 is also etched to form the cavity 3b. In the IV-IV line cross section, a second contact hole 3z having a depth reaching the vibration electrode 2 is formed.

本工程で使用し得るエッチングガスとしては、例えば、スペーサ３用のエッチングガスとしてはSF₆ガスとC₄F₈ガスとの混合ガスがあり、第３の絶縁膜３１用のエッチングガスとしてはCF₄ガスがある。 Examples of the etching gas that can be used in this step include a mixed gas of SF ₆ gas and C ₄ F ₈ gas as the etching gas for the spacer 3, and CF as the etching gas for the third insulating film 31. There are ₄ gases.

次いで、図１１（ａ）に示すように、IV-IV線断面における第３の絶縁膜３１の上と第２のコンタクトホール３ｚ内とに第５の絶縁膜３３としてCVD法で酸化シリコン膜を形成する。 Next, as shown in FIG. 11A, a silicon oxide film is formed as a fifth insulating film 33 on the third insulating film 31 and in the second contact hole 3z in the IV-IV line cross section by the CVD method. Form.

その後、第５の絶縁膜３３をエッチバックすることにより、第２のコンタクトホール３ｚの内面のみに第５の絶縁膜３３を残す。 Thereafter, the fifth insulating film 33 is etched back to leave the fifth insulating film 33 only on the inner surface of the second contact hole 3z.

次に、図１１（ｂ）に示すように、第３の絶縁膜３１の上に金膜を形成し、リフトオフ法等によりその金膜をパターニングする。これにより、II-II線断面においては、ガス検知電極４とヒータ７の各々の上に第１の下部導電パッド３４ｘと第２の下部導電パッド３４ｙが形成される。そして、IV-IV線断面においては、第２のコンタクトホール３ｚ内とその周囲の第３の絶縁膜３１上に第３の下部導電パッド３４ｚが形成される。 Next, as shown in FIG. 11B, a gold film is formed on the third insulating film 31, and the gold film is patterned by a lift-off method or the like. As a result, the first lower conductive pad 34x and the second lower conductive pad 34y are formed on the gas detection electrode 4 and the heater 7 in the section taken along the line II-II. In the IV-IV line cross section, a third lower conductive pad 34z is formed in the second contact hole 3z and on the third insulating film 31 around the second contact hole 3z.

その後に、図１２に示すように、スペーサ３の上側全面に第６の絶縁膜３６としてCVD法で酸化シリコン膜を形成し、更にリフトオフ法でその第６の絶縁膜３６をパターニングして各下部導電パッド３４ｘ〜３４ｚの上から第６の絶縁膜３６を除去する。 After that, as shown in FIG. 12, a silicon oxide film is formed as a sixth insulating film 36 on the entire upper surface of the spacer 3 by a CVD method, and the sixth insulating film 36 is patterned by a lift-off method to form each lower portion. The sixth insulating film 36 is removed from above the conductive pads 34x to 34z.

以上により、スペーサ３に対する加工を終了する。 Thus, the processing for the spacer 3 is completed.

次に、図１３〜図１４を参照しながら、本体１の加工について説明する。 Next, processing of the main body 1 will be described with reference to FIGS.

まず、図１３に示すように、本体１としてシリコン基板を用意する。そのシリコン基板の厚さは特に限定されないが、この例ではその厚さを１００μm〜５００μmとする。 First, as shown in FIG. 13, a silicon substrate is prepared as the main body 1. The thickness of the silicon substrate is not particularly limited, but in this example, the thickness is set to 100 μm to 500 μm.

そして、その本体１の表面にCVD法等で第７の絶縁膜３７として酸化シリコン膜を形成する。 Then, a silicon oxide film is formed as a seventh insulating film 37 on the surface of the main body 1 by a CVD method or the like.

次いで、図１４に示すように、不図示のレジスト膜をマスクにしながら、本体１と第７の絶縁膜３７とをドライエッチングすることにより、本体１に第１のキャビティ１ａを形成する。 Next, as shown in FIG. 14, the first cavity 1 a is formed in the main body 1 by dry etching the main body 1 and the seventh insulating film 37 while using a resist film (not shown) as a mask.

そのドライエッチングでは、第７の絶縁膜３７のエッチングガスとしてCF₄ガスを使用し、本体１のエッチングガスとしてはSF₆ガスとC₄F₈ガスとの混合ガスを使用し得る。 In the dry etching, CF ₄ gas can be used as the etching gas for the seventh insulating film 37, and a mixed gas of SF ₆ gas and C ₄ F ₈ gas can be used as the etching gas for the main body 1.

以上により、本体１に対する加工を終了する。 Thus, the processing for the main body 1 is completed.

この後は、上記のように加工した本体１、スペーサ３、及び蓋体６を積層する工程に移る。 Thereafter, the process proceeds to a step of laminating the main body 1, the spacer 3, and the lid body 6 processed as described above.

まず、図１５に示すように、上記の本体１、スペーサ３、及び蓋体６をこの順に配する。 First, as shown in FIG. 15, the main body 1, the spacer 3, and the lid 6 are arranged in this order.

次いで、図１６に示すように、本体１、スペーサ３、及び蓋体６を張り合わせる。張り合わせの手法としては、例えば、直接接合法、陽極接合法、及び接着剤を用いた接着等がある。 Next, as shown in FIG. 16, the main body 1, the spacer 3, and the lid body 6 are bonded together. Examples of the bonding method include a direct bonding method, an anodic bonding method, and adhesion using an adhesive.

また、このように張り合わせた結果、II-II線断面においては、第１の下部導電パッド３４ｘと第１の上部導電パッド５ｘとが接続され、かつ、第２の下部導電パッド３４ｙと第２の上部導電パッド５ｙとが接続される。 As a result of the bonding, the first lower conductive pad 34x and the first upper conductive pad 5x are connected to each other and the second lower conductive pad 34y and the second lower conductive pad 34x are connected to each other in the section taken along the line II-II. The upper conductive pad 5y is connected.

そして、IV-IV線断面においては、第３の下部導電パッド３４ｚと第３の上部導電パッド５ｚとが接続される。 In the IV-IV line cross section, the third lower conductive pad 34z and the third upper conductive pad 5z are connected.

以上により、本実施形態に係る電子デバイス１０の基本構造が完成する。 As described above, the basic structure of the electronic device 10 according to the present embodiment is completed.

このようにして製造された電子デバイス１０においては、第１の端子２６ｘを介してガス検知電極４に電流を供給できると共に、第２の端子２６ｙを介してヒータ７に電流を供給できる。 In the electronic device 10 manufactured in this way, current can be supplied to the gas detection electrode 4 through the first terminal 26x, and current can be supplied to the heater 7 through the second terminal 26y.

更に、第１の引出電極２６ｚを介して振動電極２の電圧を取得でき、第２の引出電極２６ｗを介して固定電極５の電圧を取得できるため、これらの引出電極２６ｚ、２６ｗの電位差に基づいてコンデンサ型マイクロフォンMの容量を測定できる。 Furthermore, since the voltage of the vibration electrode 2 can be acquired via the first extraction electrode 26z and the voltage of the fixed electrode 5 can be acquired via the second extraction electrode 26w, the voltage difference between these extraction electrodes 26z and 26w can be obtained. The capacitance of the condenser microphone M can be measured.

（第２実施形態）
第１実施形態では、図１に示したように、ガス検知電極４とヒータ７の各々をスペーサ３に設けた。ガス検知電極４とヒータ７を設ける部位はこれに限定されない。 (Second Embodiment)
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, each of the gas detection electrode 4 and the heater 7 is provided in the spacer 3. The part which provides the gas detection electrode 4 and the heater 7 is not limited to this.

図１７は、本実施形態に係る電子デバイスの分解斜視図である。 FIG. 17 is an exploded perspective view of the electronic device according to the present embodiment.

なお、図１７において、第１実施形態で説明したのと同じ要素には第１実施形態におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。 In FIG. 17, the same elements as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted below.

図１７に示すように、本実施形態に係る電子デバイス４０においては、振動電極２の上下にガス検知電極４とヒータ７とを設ける。なお、振動電極２の下のヒータ７の熱が本体１に広がるのを防止するために、そのヒータ７の横の本体１に断熱機構として空洞１ｃを設けるのが好ましい。 As shown in FIG. 17, in the electronic device 40 according to this embodiment, the gas detection electrode 4 and the heater 7 are provided above and below the vibration electrode 2. In order to prevent the heat of the heater 7 under the vibration electrode 2 from spreading to the main body 1, it is preferable to provide a cavity 1 c as a heat insulating mechanism in the main body 1 next to the heater 7.

更に、振動電極２の上下の二つのガス検知電極４の各々は、同種のガスを検出するためにその材料である半導体の組成比が同一にされる。 Furthermore, each of the two gas detection electrodes 4 above and below the vibrating electrode 2 has the same composition ratio of the semiconductor material, in order to detect the same kind of gas.

そして、振動電極２の下に設けられたガス検知電極４は、第１のキャビティ１ａ内に露出してバクグラウンドノイズを検知する。一方、振動電極２の上に設けられたガス検知電極４は、第１実施形態と同様に環境中のガスを検知する。 The gas detection electrode 4 provided below the vibration electrode 2 is exposed in the first cavity 1a and detects background noise. On the other hand, the gas detection electrode 4 provided on the vibration electrode 2 detects gas in the environment as in the first embodiment.

これによれば、上下の二つのガス検知電極４を流れる電流のうち一方を第１のガス情報S_g1とし、他方を第２のガス情報S_g2として、両者の差（S_g2−S_g1）をとることでバックグラウンドノイズをキャンセルし、環境中のガスを高い感度で検知できる。 According to this, one of the currents flowing through the upper and lower gas detection electrodes 4 is the first gas information S _g1 and the other is the second gas information S _g2 , and the difference between them (S _g2 −S _g1 ). By canceling, background noise can be canceled and gas in the environment can be detected with high sensitivity.

（第３実施形態）
第１実施形態と第２実施形態では、ガス検知電極４を加熱するためにヒータ７を設けた。本実施形態では、そのヒータ７に代えて以下のような光源を用いる。 (Third embodiment)
In the first embodiment and the second embodiment, a heater 7 is provided to heat the gas detection electrode 4. In the present embodiment, the following light source is used in place of the heater 7.

図１８は、本実施形態に係る電子デバイスの分解斜視図である。なお、図１８において、第１実施形態や第２実施形態で説明したのと同じ要素にはこれらにおけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。 FIG. 18 is an exploded perspective view of the electronic device according to the present embodiment. In FIG. 18, the same elements as those described in the first embodiment and the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted below.

図１８に示すように、この電子デバイス４３においては、第２のキャビティ３ａ内に光源４４を設ける。光源４４は、ガス検知電極４の表面に紫外線を照射するLED (Light Emitting Diode)であって、固定電極５の表面に接着剤等で固着される。 As shown in FIG. 18, in this electronic device 43, a light source 44 is provided in the second cavity 3a. The light source 44 is an LED (Light Emitting Diode) that irradiates the surface of the gas detection electrode 4 with ultraviolet rays, and is fixed to the surface of the fixed electrode 5 with an adhesive or the like.

このようにガス検知電極４に紫外線を照射することで、ガス検知電極４の表面に吸着したガス分子を脱離させることができ、ガス検知電極４に適度な量のガス分子を吸着させることができる。これにより、過度に多くのガス分子がガス検知電極４に吸着することが原因でガスの検知感度が低下するのを防止できる。 Thus, by irradiating the gas detection electrode 4 with ultraviolet rays, gas molecules adsorbed on the surface of the gas detection electrode 4 can be desorbed, and an appropriate amount of gas molecules can be adsorbed to the gas detection electrode 4. it can. Thereby, it can prevent that the detection sensitivity of gas falls because an excessively many gas molecule adsorb | sucks to the gas detection electrode 4. FIG.

なお、光源４４が生成する紫外線の波長は特に限定されないが、ガス検知電極４の半導体材料のバンドギャップに相当する波長以下の紫外線を光源４４で生成するのが好ましい
。 The wavelength of the ultraviolet light generated by the light source 44 is not particularly limited, but it is preferable that the light source 44 generate ultraviolet light having a wavelength corresponding to the band gap of the semiconductor material of the gas detection electrode 4.

例えば、ガス検知電極４の材料としてSnOやZnOを用いる場合、これらの材料のバンドギャップ（３．２eV）に相当する３６５nmの波長の紫外線を発光するInGaN-LEDを光源４４として用いるのが好ましい。 For example, when SnO or ZnO is used as the material of the gas detection electrode 4, it is preferable to use an InGaN-LED that emits ultraviolet light having a wavelength of 365 nm corresponding to the band gap (3.2 eV) of these materials as the light source 44.

これにより、ガス検知電極４の価電子帯にある電子が紫外線によって伝導帯に移り易くなり、その電子によってガス検知電極４からガス分子を脱離させることが容易となる。 Thereby, the electrons in the valence band of the gas detection electrode 4 are easily transferred to the conduction band by the ultraviolet rays, and it is easy to desorb gas molecules from the gas detection electrode 4 by the electrons.

なお、本実施形態では電子デバイス４３にヒータ７（図１参照）を設けないため、ヒータ７の熱が拡散するのを防止するための空洞３ｂをスペース３に形成する必要はない。 In the present embodiment, since the heater 7 (see FIG. 1) is not provided in the electronic device 43, it is not necessary to form the cavity 3b in the space 3 for preventing the heat of the heater 7 from diffusing.

（第４実施形態）
第１〜第３実施形態では、ガス検知電極４からガス分子を脱離させるためにヒータ７（図１参照）や光源４４（図１８参照）を用いた。ガス検知電極４によって十分な感度でガスを検出できる場合には、本実施形態のようにヒータ７や光源４４を省いてもよい。 (Fourth embodiment)
In the first to third embodiments, the heater 7 (see FIG. 1) and the light source 44 (see FIG. 18) are used to desorb gas molecules from the gas detection electrode 4. When the gas can be detected with sufficient sensitivity by the gas detection electrode 4, the heater 7 and the light source 44 may be omitted as in the present embodiment.

図１９は、実施形態に係る電子デバイスの分解斜視図である。 FIG. 19 is an exploded perspective view of the electronic device according to the embodiment.

図１９に示すように、本実施形態に係る電子デバイス４５には前述のヒータ７と光源４４が設けられていない。これにより、ヒータ７や光源４４を設ける場合と比較して電子デバイス３４の製造工程を簡略化することができる。 As shown in FIG. 19, the electronic device 45 according to this embodiment is not provided with the heater 7 and the light source 44 described above. Thereby, compared with the case where the heater 7 and the light source 44 are provided, the manufacturing process of the electronic device 34 can be simplified.

（第５実施形態）
本実施形態では第１実施形態で説明した電子デバイス１０の適用例について説明する。なお、以下では電子デバイス１０を例にして説明するが、電子デバイス１０に代えて第２〜第４実施形態で説明した各電子デバイス４０、４３、４５を用いてもよい。 (Fifth embodiment)
In this embodiment, an application example of the electronic device 10 described in the first embodiment will be described. In the following, the electronic device 10 will be described as an example, but the electronic devices 40, 43, and 45 described in the second to fourth embodiments may be used instead of the electronic device 10.

・第１例
図２０は、本実施形態の第１例に係る電子機器の模式図である。 First Example FIG. 20 is a schematic diagram of an electronic device according to a first example of the present embodiment.

この電子機器５０は、受話器５０ａと本体５０ｂとを備えた電話機であって、受話器５０ａと本体５０ｂにそれぞれ第１の電子デバイス５１と第２の電子デバイス５２とが設けられる。 The electronic device 50 is a telephone set including a receiver 50a and a main body 50b, and a first electronic device 51 and a second electronic device 52 are provided on the receiver 50a and the main body 50b, respectively.

第１の電子デバイス５１と第２の電子デバイス５２は、例えば第１実施形態で説明した電子デバイス１０であって、ガスセンサとマイクロフォンの両方の機能を兼ね備える。 The first electronic device 51 and the second electronic device 52 are, for example, the electronic device 10 described in the first embodiment, and have both functions of a gas sensor and a microphone.

図２１は、この電子機器５０の回路図である。 FIG. 21 is a circuit diagram of the electronic device 50.

図２１に示すように、電子機器５０は、上記の第１の電子デバイス５１と第２の電子デバイス５２と共に、第１のノイズキャンセル回路５５と第２のノイズキャンセル回路５６とを有する。 As shown in FIG. 21, the electronic apparatus 50 includes a first noise cancellation circuit 55 and a second noise cancellation circuit 56 together with the first electronic device 51 and the second electronic device 52 described above.

第１の電子デバイス５１は、環境中の音に係る第１の音情報S_s1とガスに係る第１のガス情報S_g1とを出力する。同様に、第２の電子デバイス５２は、環境中の音に係る第２の音情報S_s2とガスに係る第２のガス情報S_g2とを出力する。 The first electronic device 51 outputs first sound information S _s1 related to sound in the environment and first gas information S _g1 related to gas. Similarly, the second electronic device 52 outputs second sound information S _s2 related to sound in the environment and second gas information S _g2 related to gas.

そして、第１のノイズキャンセル回路５５は、上記の各音情報S_s1、S_s2の差S_s2−S_s1を求めることにより、各音情報S_s1、S_s2に共通に含まれるノイズ成分をキャンセルし、その差S_s2−S_s1を音声信号として電話回線に送出する。 Then, the first noise canceling circuit 55, by obtaining the difference S _s2 -S _s1 of the each sound information S _s1, S _s2, cancel the noise component included in common in each sound information S _s1, S _s2 Then, the difference S _s2 −S _s1 is transmitted as a voice signal to the telephone line.

一方、第２のノイズキャンセル回路５６は、上記の各ガス情報S_g1、S_g2の差S_g2−S_g1を求めることにより、各ガス情報S_g1、S_g2に共通に含まれるノイズ成分をキャンセルする。 On the other hand, cancel the second noise canceling circuit 56, by obtaining the difference S _g2 -S _g1 of the gas information S _g1, S _g2 above, the noise component included in common to the gas information S _g1, S _g2 To do.

このようにノイズ成分をキャンセルすることで、本実施形態ではノイズが低減されたクリアな音声を電話回線に送出することができ、電話機の通話品質を向上させることができる。 By canceling the noise component in this way, in this embodiment, clear voice with reduced noise can be transmitted to the telephone line, and the telephone call quality can be improved.

また、受話器５０ａに設けた第１の電子デバイス５１により、通話時のユーザの口臭をモニタすることができ、ユーザに対して口臭エチケットについて注意喚起をすることもできる。 In addition, the user's bad breath during a call can be monitored by the first electronic device 51 provided in the receiver 50a, and the user can be alerted about bad breath etiquette.

なお、この例ではノイズ成分をキャンセルするために第１の電子デバイス５１と第２の電子デバイス５２を対にして使用したが、ノイズが問題にならない場合には、第１の電子デバイス５１のみを受話器５０ａに設けてもよい。 In this example, the first electronic device 51 and the second electronic device 52 are used as a pair in order to cancel the noise component. However, when noise does not become a problem, only the first electronic device 51 is used. You may provide in the receiver 50a.

また、電子機器５０は固定電話機に限定されず、スマートフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータ、及びヘッドマウントディスプレイのいずれかを電子機器５０として用いてもよい。 The electronic device 50 is not limited to a fixed telephone, and any one of a smartphone, a tablet terminal, a personal computer, and a head mounted display may be used as the electronic device 50.

・第２例
図２２は、本実施形態の第２例に係る電子機器の模式図である。 Second Example FIG. 22 is a schematic diagram of an electronic device according to a second example of the present embodiment.

この電子機器６０は、建物内に設けられた火災報知器やガス漏れ探知器であって、第１例と同様に第１の電子デバイス５１と第２の電子デバイス５２とを有する。 The electronic device 60 is a fire alarm or a gas leak detector provided in a building, and includes a first electronic device 51 and a second electronic device 52 as in the first example.

また、各電子デバイス５１、５２から出力された各音情報S_s1、S_s2と各ガス情報S_g1、S_g2は、第１例と同様にノイズキャンセル回路（図２１参照）に入力され、ノイズ成分がキャンセルされた各信号S_g2−S_g1、S_s2−S_s1が得られる。 Further, the sound information S _s1 and S _s2 and the gas information S _g1 and S _g2 output from the electronic devices 51 and 52 are input to the noise cancellation circuit (see FIG. 21) as in the first example, and noise is generated. The signals S _g2 -S _g1 and S _s2 -S _s1 whose components are canceled are obtained.

本実施形態では、音情報の差（S_s2−S_s1）に基づいて、火災燃焼音や建物内への不審者の侵入音を検知できる。そして、ガス情報の差（S_g2−S_g1）に基づいて、火災時に発生する水素や一酸化炭素等のようなガスを検知することもできる。 In the present embodiment, it is possible to detect a fire combustion sound or a suspicious person's intrusion sound into a building based on a difference in sound information (S _s2 −S _s1 ). Based on the difference in gas information (S _g2 −S _g1 ), it is also possible to detect a gas such as hydrogen or carbon monoxide generated during a fire.

なお、第１例と同様に、ノイズ成分が問題にならない場合には、第１の電子デバイス５１と第２の電子デバイスのいずれか一方のみを電子機器６０に設けてもよい。 As in the first example, when the noise component does not matter, only one of the first electronic device 51 and the second electronic device may be provided in the electronic device 60.

・第３例
図２３は、本実施形態の第３例に係る電子機器について説明するための模式図である。 Third Example FIG. 23 is a schematic diagram for explaining an electronic apparatus according to a third example of the present embodiment.

本実施形態では、図２３に示すように、自動車の車内における電子機器に、第１例で説明した第１の電子デバイス５１と第２の電子デバイス５２を設ける。 In the present embodiment, as shown in FIG. 23, the first electronic device 51 and the second electronic device 52 described in the first example are provided in an electronic device in a car.

これらの電子デバイス５１を設ける部位は特に限定されないが、この例ではハンドル６１に第１の電子デバイス５１を設け、ハンドル６１から離れたダッシュボード６２に第２の電子デバイス５２を設ける。 Although the site | part which provides these electronic devices 51 is not specifically limited, In this example, the 1st electronic device 51 is provided in the handle | steering-wheel 61, and the 2nd electronic device 52 is provided in the dashboard 62 away from the handle | steering-wheel 61.

各電子デバイス５１、５２から出力された各音情報S_s1、S_s2と各ガス情報S_g1、S_g2は、第１例と同様にノイズキャンセル回路（図２１参照）に入力され、ノイズ成分がキャンセルされた各信号S_g2−S_g1、S_s2−S_s1が得られる。 The sound information S _s1 and S _s2 and the gas information S _g1 and S _g2 output from the electronic devices 51 and 52 are input to the noise cancellation circuit (see FIG. 21) as in the first example, and the noise component is Canceled signals S _g2 -S _g1 and S _s2 -S _s1 are obtained.

本実施形態では、音情報の差（S_g2−S_g1）に基づいて車内の騒音を検知することで、車内音響がその騒音に邪魔されずに心地よく聞こえるようにオーディオ機器を調節することができる。 In the present embodiment, by detecting the noise in the vehicle based on the difference in sound information (S _g2 −S _g1 ), the audio device can be adjusted so that the sound in the vehicle can be heard comfortably without being disturbed by the noise. .

更に、ガス情報の差（S_g2−S_g1）に基づいて運転手の呼気にアルコールが含まれているかどうかを検出することができ、運転手に対して飲酒運転の注意喚起をすることができる。 Furthermore, it is possible to detect whether alcohol is included in the expiration of the driver based on the difference in gas information (S _g2 −S _g1 ), and to alert the driver of drunk driving. .

なお、第１例や第２例と同様に、ノイズ成分が問題にならない場合には、第１の電子デバイス５１と第２の電子デバイスのいずれか一方のみを車内に設けてもよい。 As in the first and second examples, when the noise component does not matter, only one of the first electronic device 51 and the second electronic device may be provided in the vehicle.

（第６実施形態）
本実施形態では、第１実施形態で説明した電子デバイス１０と発電素子とを混載してなる電子ユニットについて、その製造方法を追いながら説明する。 (Sixth embodiment)
In the present embodiment, an electronic unit in which the electronic device 10 described in the first embodiment and a power generation element are mixedly mounted will be described following the manufacturing method.

図２４〜図２６は、本実施形態に係る電子ユニットの製造途中の断面図である。 24-26 is sectional drawing in the middle of manufacture of the electronic unit which concerns on this embodiment.

まず、図２４（ａ）に示すように、シリコン基板やガラス基板等の仮固定基板７１の上に接着層７２を形成する。接着層７２としては、加熱や紫外線照射によって接着力が低下する接着シートを使用し得る。 First, as shown in FIG. 24A, an adhesive layer 72 is formed on a temporary fixing substrate 71 such as a silicon substrate or a glass substrate. As the adhesive layer 72, an adhesive sheet whose adhesive strength is reduced by heating or ultraviolet irradiation can be used.

そして、その接着層７２の上に、各引出電極２６ｗ、２６ｚを下側にして電子デバイス１０を接着する。更に、その電子デバイス１０と共に、二次電池７３、発電素子７５、及び回路素子８３も接着層７２に接着する。 Then, the electronic device 10 is bonded onto the adhesive layer 72 with the extraction electrodes 26w and 26z facing down. Further, the secondary battery 73, the power generation element 75, and the circuit element 83 are bonded to the adhesive layer 72 together with the electronic device 10.

これらのうち、二次電池７３は、例えば全固体二次電池であって、正極７３ａと負極７３ｂとを有する。 Among these, the secondary battery 73 is an all-solid secondary battery, for example, and includes a positive electrode 73a and a negative electrode 73b.

また、発電素子７５は、例えば熱電変換素子であって、温度差が付与される第１の電極７６と第２の電極７７とを有し、これらの電極の間にn型半導体７９とp型半導体８０とが交互に配される。この例では、各電極のうち第１の電極７６を接着層５２に接着する。 The power generation element 75 is, for example, a thermoelectric conversion element, and includes a first electrode 76 and a second electrode 77 to which a temperature difference is applied, and an n-type semiconductor 79 and a p-type are interposed between these electrodes. Semiconductors 80 are alternately arranged. In this example, the first electrode 76 among the electrodes is bonded to the adhesive layer 52.

一方、回路素子８３は、無線送信機能を備えたMPU (Micro Processing Unit)等の演算ユニットである。 On the other hand, the circuit element 83 is an arithmetic unit such as an MPU (Micro Processing Unit) having a wireless transmission function.

次に、図２４（ｂ）に示すように、熱硬化性のエポキシ樹脂等を材料とする樹脂層８５により、上記の電子デバイス１０、二次電池７３、発電素子７５、及び回路素子８３を覆う。その後、樹脂層８５を加熱して熱硬化させる。 Next, as shown in FIG. 24B, the electronic device 10, the secondary battery 73, the power generation element 75, and the circuit element 83 are covered with a resin layer 85 made of a thermosetting epoxy resin or the like. . Thereafter, the resin layer 85 is heated and cured.

続いて、図２５（ａ）に示すように、樹脂層８５の上面を研削又は研磨することにより、発電素子７５の第２の電極７７を樹脂層８５から露出させる。 Subsequently, as illustrated in FIG. 25A, the second electrode 77 of the power generation element 75 is exposed from the resin layer 85 by grinding or polishing the upper surface of the resin layer 85.

そして、図２５（ｂ）に示すように、加熱や紫外線照射によって接着層７２の接着力を弱めた後、仮固定基板７１から樹脂層８５を剥離する。これにより、樹脂層８５の下面８５ｘに、電子デバイス１０の各引出電極２６ｗ、２６ｚが露出する。また、二次電池７３の正極７３ａと負極７３ｂ、発電素子７５の第１の電極７６、及び回路素子８３の各々も、下面８５ｘ側に露出する。 And as shown in FIG.25 (b), after weakening the adhesive force of the contact bonding layer 72 by heating or ultraviolet irradiation, the resin layer 85 is peeled from the temporarily fixed board | substrate 71. FIG. Thereby, the extraction electrodes 26w and 26z of the electronic device 10 are exposed on the lower surface 85x of the resin layer 85. Further, the positive electrode 73a and the negative electrode 73b of the secondary battery 73, the first electrode 76 of the power generation element 75, and the circuit element 83 are also exposed to the lower surface 85x side.

続いて、図２６（ａ）に示すように、樹脂層８５の下面８５ｘ側にシード層として不図示の無電解銅めっき膜を形成した後、そのシード層の上に導電層８７として電解めっきで銅めっき膜を形成する。導電層８７の厚さは特に限定されないが、その導電層８７から形成される配線層を微細化するためになるべく薄い厚さに導電層８７を形成するのが好ましく、本実施形態では０．１μm〜１μm程度の厚さに導電層８７を形成する。 Subsequently, as shown in FIG. 26A, an electroless copper plating film (not shown) is formed as a seed layer on the lower surface 85x side of the resin layer 85, and then electroplating as a conductive layer 87 on the seed layer. A copper plating film is formed. The thickness of the conductive layer 87 is not particularly limited, but it is preferable to form the conductive layer 87 as thin as possible in order to reduce the size of the wiring layer formed from the conductive layer 87. In this embodiment, the thickness is 0.1 μm. The conductive layer 87 is formed to a thickness of about ˜1 μm.

次に、図２６（ｂ）に示すように、不図示のレジスト膜をマスクにするドライエッチングで導電層８７をパターニングすることにより配線層８７ａを形成する。 Next, as shown in FIG. 26B, a wiring layer 87a is formed by patterning the conductive layer 87 by dry etching using a resist film (not shown) as a mask.

その配線層８７ａは、電子デバイス１０、二次電池７３、発電素子７５、及び回路素子８３の各々を所定の回路パターンで互いに電気的に接続する。 The wiring layer 87a electrically connects each of the electronic device 10, the secondary battery 73, the power generating element 75, and the circuit element 83 with a predetermined circuit pattern.

以上により、本実施形態に係る電子ユニット９０の基本構造が完成する。 Thus, the basic structure of the electronic unit 90 according to this embodiment is completed.

この電子ユニット９０においては、発電素子７５で発電された電力が二次電池７３に蓄えられ、その二次電池７３の電力によって電子デバイス１０や回路素子８３が駆動する。これにより、環境中の熱から得られた電力によって電子デバイス１０がその環境中の音やガス等を検知することができるようになる。 In the electronic unit 90, the electric power generated by the power generation element 75 is stored in the secondary battery 73, and the electronic device 10 and the circuit element 83 are driven by the electric power of the secondary battery 73. Thereby, the electronic device 10 can detect the sound, gas, etc. in the environment by the electric power obtained from the heat in the environment.

なお、電子ユニット９０の大きさは特に限定されないが、小型化と低コスト化の観点からこの例では電子ユニット９０の長さLを１cm以下にすると共に、樹脂層８５の表面８５ｘの表面積を１cm²以下とする。 Although the size of the electronic unit 90 is not particularly limited, in this example, the length L of the electronic unit 90 is 1 cm or less and the surface area of the surface 85x of the resin layer 85 is 1 cm from the viewpoint of miniaturization and cost reduction. ² or less.

また、上記では電子ユニット９０に第１実施形態に係る電子デバイス１０を設けたが、これに代えて第２〜第４実施形態に係る電子デバイス４０、４３、４５のいずれかを電子ユニット９０に設けてもよい。 In the above description, the electronic device 10 according to the first embodiment is provided in the electronic unit 90. Instead, any one of the electronic devices 40, 43, and 45 according to the second to fourth embodiments is provided in the electronic unit 90. It may be provided.

（第７実施形態）
本実施形態では、第６実施形態で説明した電子ユニット９０を利用したセンサシステムについて説明する。 (Seventh embodiment)
In the present embodiment, a sensor system using the electronic unit 90 described in the sixth embodiment will be described.

図２７は、本実施形態に係るセンサシステムの機能ブロック図である。 FIG. 27 is a functional block diagram of the sensor system according to the present embodiment.

図２７に示すように、このセンサシステム１０５は、複数の第１の子機１０６と、親機１３０と、サーバ１４０とを有する。 As shown in FIG. 27, the sensor system 105 includes a plurality of first slave units 106, a master unit 130, and a server 140.

これらのうち、第１の子機１０６としては、例えば第６実施形態の電子ユニット９０（図２６（ｂ）参照）を使用し得る。第１の子機１０６は、前述の電子デバイス１０、二次電池７３、発電素子７５、電力制御回路１１０、演算素子１１１、送信回路１１２、受信回路１１５、及びアンテナ１１３を有する。 Among these, as the 1st subunit | mobile_unit 106, the electronic unit 90 (refer FIG.26 (b)) of 6th Embodiment can be used, for example. The first slave unit 106 includes the electronic device 10, the secondary battery 73, the power generation element 75, the power control circuit 110, the arithmetic element 111, the transmission circuit 112, the reception circuit 115, and the antenna 113.

電力制御回路１１０、演算素子１１１、送信回路１１２、及び受信回路１１５の各々は、第６実施形態の回路素子８３（図２６（ｂ）参照）の一例であって、二次電池７３や発電素子７５と共に樹脂層８５で封止される。 Each of the power control circuit 110, the arithmetic element 111, the transmission circuit 112, and the reception circuit 115 is an example of the circuit element 83 (see FIG. 26B) of the sixth embodiment, and is a secondary battery 73 or a power generation element. The resin layer 85 is sealed together with 75.

電力制御回路１１０は、発電素子７５で発電された電力で二次電池７３を充電したり、二次電池７３を放電してその電力を演算素子１１１に供給する充放電コントローラとしての機能を有する。 The power control circuit 110 functions as a charge / discharge controller that charges the secondary battery 73 with the power generated by the power generation element 75 or discharges the secondary battery 73 and supplies the power to the arithmetic element 111.

なお、電力制御回路１１０、演算素子１１１、送信回路１１２、及びアンテナ１１３、及び受信回路１１５は、上記の二次電池７３から得られた電力を動力源として駆動する。 The power control circuit 110, the arithmetic element 111, the transmission circuit 112, the antenna 113, and the reception circuit 115 are driven using the power obtained from the secondary battery 73 as a power source.

また、電子デバイス１０は、環境中における音とガスとを検知し、その検出結果を音情報S_sやガス情報S_gとして出力する。 The electronic device 10 detects the sound and the gas in the environment, and outputs the detection result as sound information S _s and gas information S _g.

演算素子１１１は、例えば上記の音情報S_sやガス情報S_gをデジタル化して後段の送信回路１１２に出力する。なお、デジタル化された各情報S_s、S_gに対して演算素子１１１が暗号化を行ってもよい。 The arithmetic element 111 digitizes, for example, the sound information S _s and the gas information S _g and outputs the digitized information to the subsequent transmission circuit 112. Note that the arithmetic element 111 may perform encryption on each digitized information S _s and S _g .

更に、演算素子１１１は、複数の第１の子機１０６の各々を識別するための識別子を各情報S_s、S_gに付与する機能も有する。 Further, the arithmetic element 111 also has a function of giving an identifier for identifying each of the plurality of first slave units 106 to each piece of information S _s and S _g .

そして、演算素子１１１から各情報S_s、S_gを受けた送信回路１１２はそれらの情報S_s、S_gを無線変調してアンテナ１１３に出力し、アンテナ１１３から各情報S_s、S_gが無線送信される。 Each information S _s from the processing element 111, S _g the received transmission circuit 112 such information S _s, by radio modulates the S _g is outputted to the antenna 113, the information from the antenna 113 S _s, is S _g Wirelessly transmitted.

一方、親機１３０は、受信回路１３１、送信回路１３２、アンテナ１３３、記憶素子１３４、演算素子１３５、及び送受信回路１３６を有する。 On the other hand, the base unit 130 includes a reception circuit 131, a transmission circuit 132, an antenna 133, a storage element 134, an arithmetic element 135, and a transmission / reception circuit 136.

アンテナ１３３は、子機１０６のアンテナ１１３から無線送信された各情報S_s、S_gを受信し、それらの情報S_s、S_gを後段の受信回路１３１に出力する。受信回路１３１は、無線変調されている各情報S_s、S_gを復調して演算素子１３５に出力する。 The antenna 133 receives the information S _s and S _g wirelessly transmitted from the antenna 113 of the slave unit 106 and outputs the information S _s and S _g to the receiving circuit 131 at the subsequent stage. The receiving circuit 131 demodulates each radio-modulated information S _s and S _g and outputs the demodulated information to the arithmetic element 135.

演算素子１３５は、暗号化されている各情報S_s、S_gを復号したり、子機１０６を識別するために各情報S_s、S_gに付与されている識別子に基づき、各情報S_s、S_gがどの子機１０６から無線送信されたものなのかを識別する。 Computing device 135, the information is encrypted S _s, based on each information S _s, identifier assigned to S _g to identify or decode the S _g, the handset 106, the information S _s , S _g is identified from which handset 106 is wirelessly transmitted.

なお、演算素子１３５が所定のタイミングで指示信号S_Iを生成し、その指示信号S_Iを送信回路１３２が無線変調してアンテナ１３３から無線送信するようにしてもよい。この場合は、演算素子１１１は、指示信号S_Iを受けたときのみ電子デバイス１０から各情報S_s、S_gを取得することになる。 The calculation device 135 generates an indication signal S _I at a predetermined timing, the instruction signal S _I is the transmitter circuit 132 may be wirelessly transmitted from the wireless modulation to the antenna 133. In this case, the arithmetic element 111 acquires the information S _s and S _g from the electronic device 10 only when receiving the instruction signal S _I.

そして、演算素子１３５の制御下において、上記の識別子ごとに各情報S_s、S_gが記憶素子１３４に格納される。記憶素子１３４としては、DRAM (Dynamic Random Access Memory)、FeRAM (Ferroelectric Random Access Memory)、及びフラッシュメモリ等の任意の素子を使用し得る。 Then, under the control of the arithmetic element 135, the information S _s and S _g are stored in the storage element 134 for each of the identifiers. As the storage element 134, any element such as DRAM (Dynamic Random Access Memory), FeRAM (Ferroelectric Random Access Memory), and flash memory can be used.

また、演算素子１３５は、所定のタイミングで記憶素子１３４から各情報S_s、S_gを取り出し、これらの情報S_s、S_gを送受信回路１３６に出力する。送受信回路１３６は、記憶素子１３４から得られた各情報S_s、S_gを所定の通信プロトコルでサーバ１４０に送信する。送信の形態は、無線でも有線でもよい。 Further, the arithmetic element 135 takes out the information S _s and S _g from the storage element 134 at a predetermined timing, and outputs the information S _s and S _g to the transmission / reception circuit 136. The transmission / reception circuit 136 transmits the information S _s and S _g obtained from the storage element 134 to the server 140 using a predetermined communication protocol. The form of transmission may be wireless or wired.

サーバ１４０は、演算素子１４１、送受信回路１４２、記憶素子１４３、及び表示部１４４を有する。 The server 140 includes an arithmetic element 141, a transmission / reception circuit 142, a storage element 143, and a display unit 144.

このうち、送受信回路１４２は、親機１３０から送信された各情報S_s、S_gを受け、これらの情報S_s、S_gを演算素子１４１に出力する。 Among these, the transmission / reception circuit 142 receives the information S _s and S _g transmitted from the parent device 130, and outputs the information S _s and S _g to the arithmetic element 141.

演算素子１４１は、保存のために各情報S_s、S_gを記憶素子１４３に格納したり、これらの情報S_s、S_gを適当な画像信号に変換してディスプレイ等の表示手段１４４に表示する。そして、ユーザは、表示手段１４４に表示された各情報S_s、S_g基づき、子機１０６が置かれている環境中におけるガスの濃度や音を知ることができる。 The arithmetic element 141 stores each information S _s and S _g in the storage element 143 for storage, or converts these information S _s and S _g into appropriate image signals and displays them on the display means 144 such as a display. To do. Then, the user can know the gas concentration and sound in the environment where the slave unit 106 is placed based on the information S _s and S _g displayed on the display unit 144.

このようなセンサシステム１０５によれば、環境中の温度を利用して発電素子７５が発電を行い、それにより得られた電力により電子デバイス１０を駆動するエネルギ・ハーベストを実現することができる。 According to such a sensor system 105, it is possible to realize energy harvesting in which the power generation element 75 generates power using the temperature in the environment and drives the electronic device 10 with the electric power obtained thereby.

なお、上記した第１の子機１０６に代えて、図２８に示すような第２の子機１０７を用いてもよい。 In place of the first slave unit 106 described above, a second slave unit 107 as shown in FIG. 28 may be used.

第２の子機１０７は、第１の子機１０６における受信回路１１５を省いたものであって、親機１３０の指示信号S_Iを受けずに自らの判断で電子デバイス１０から各情報S_s、S_gを取得する。 The second handset 107, there is obtained by omitting the reception circuit 115 in the first slave unit 106, the information from the electronic device 10 at his discretion without receiving an instruction signal S _I in the base unit 130 S _s , Get S _g .

更に、上記した第１の子機１０６と第２の子機１０７を混在させて環境中に敷設してもよい。 Further, the first slave unit 106 and the second slave unit 107 described above may be mixed and laid in the environment.

図２９は、各子機１０６、１０７の敷設例について示す模式図である。 FIG. 29 is a schematic diagram showing a laying example of each of the slave units 106 and 107.

図２９の例では、モータ等の機器１５０に複数の子機１０６、１０７を敷設する。この場合は、機器１５０の発熱を利用して発電素子７５が発電を行い、その電力により各子機１０６、１０７が動作する。 In the example of FIG. 29, a plurality of slave units 106 and 107 are laid on a device 150 such as a motor. In this case, the power generation element 75 generates power using the heat generated by the device 150, and the slave units 106 and 107 operate with the power.

そして、各子機１０６、１０７が備える電子デバイス１０により、機器１５０から発生するガスや異音をモニタすることができ、機器１５０が正常に稼働しているか否かをユーザが判断することができる。その結果、機器１５０が故障に至る前に機器１５０の修理や交換等の対応をすることができる。 The electronic device 10 included in each of the slave units 106 and 107 can monitor the gas and abnormal noise generated from the device 150, and the user can determine whether or not the device 150 is operating normally. . As a result, the device 150 can be repaired or exchanged before the device 150 breaks down.

図３０は、各子機１０６、１０７の別の敷設例について示す模式図である。 FIG. 30 is a schematic diagram showing another laying example of each of the slave units 106 and 107. FIG.

この例では、ビルや工場等の建物１５１に複数の子機１０６、１０７を敷設する。 In this example, a plurality of slave units 106 and 107 are laid in a building 151 such as a building or factory.

この場合は、電子デバイス１０が備えるマイクロフォンの機能を利用して、建物１５１内の異音をモニタすることができる。また、電子デバイス１０のガスセンサの機能により建物１５１内の異臭等もモニタすることができる。 In this case, the abnormal sound in the building 151 can be monitored using the function of the microphone included in the electronic device 10. Moreover, the bad smell in the building 151 can be monitored by the function of the gas sensor of the electronic device 10.

図３１は、各子機１０６、１０７の更に別の敷設例について示す模式図である。 FIG. 31 is a schematic diagram showing still another example of laying each of the slave units 106 and 107.

この例では、道路、橋、及びトンネル等の交通施設１５２に複数の子機１０６、１０７を敷設する。 In this example, a plurality of slave units 106 and 107 are laid in a traffic facility 152 such as a road, a bridge, and a tunnel.

この場合も、電子デバイス１０のマイクロフォンやガスセンサの機能により、交通施設１５２の異音や異臭をモニタすることができる。 Also in this case, the noise and odor of the traffic facility 152 can be monitored by the functions of the microphone and the gas sensor of the electronic device 10.

以上、各実施形態について詳細に説明したが、各実施形態は上記に限定されない。例えば、上記ではマイクロフォンM（図１参照）で環境の音を検知したが、大気圧を測る圧力センサとしてマイクロフォンMを用いてもよい。 As mentioned above, although each embodiment was described in detail, each embodiment is not limited to the above. For example, in the above description, the sound of the environment is detected by the microphone M (see FIG. 1). However, the microphone M may be used as a pressure sensor that measures the atmospheric pressure.

以上説明した各実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。 The following additional notes are disclosed for each embodiment described above.

（付記１）マイクロフォンの振動電極と、
前記振動電極に対向し、外気が流通する孔を備えた前記マイクロフォンの固定電極と、
前記振動電極と前記固定電極との間に設けられたガス検知電極と、
を有することを特徴とする電子デバイス。 (Appendix 1) Microphone vibrating electrode,
The microphone fixed electrode provided with a hole facing the vibration electrode and through which outside air flows,
A gas detection electrode provided between the vibration electrode and the fixed electrode;
An electronic device comprising:

（付記２）第１のキャビティを備えた本体を更に有し、
前記振動電極によって前記第１のキャビティが塞がれたことを特徴とする付記１に記載の電子デバイス。 (Additional remark 2) It further has a main body provided with the 1st cavity,
The electronic device according to appendix 1, wherein the first cavity is blocked by the vibrating electrode.

（付記３）前記ガス検知電極を加熱するヒータを更に有することを特徴とする付記１又は付記２に記載の電子デバイス。 (Additional remark 3) The electronic device of Additional remark 1 or Additional remark 2 characterized by further having a heater which heats the said gas detection electrode.

（付記４）前記振動電極と前記固定電極との間に設けられ、前記振動電極及び前記固定電極と協働して第２のキャビティを形成するスペーサを更に有し、
前記第２のキャビティに前記ガス検知電極が表出し、
前記スペーサに、前記ヒータの熱を遮断する断熱構造が設けられたことを特徴とする付記３に記載の電子デバイス。 (Additional remark 4) It further has a spacer which is provided between the vibration electrode and the fixed electrode and forms a second cavity in cooperation with the vibration electrode and the fixed electrode,
The gas detection electrode is exposed to the second cavity;
The electronic device according to appendix 3, wherein the spacer is provided with a heat insulating structure that blocks heat of the heater.

（付記５）前記断熱構造は、前記スペーサに設けられた空洞であることを特徴とする付記４に記載の電子デバイス。 (Additional remark 5) The said heat insulation structure is a cavity provided in the said spacer, The electronic device of Additional remark 4 characterized by the above-mentioned.

（付記６）前記ガス検知電極の表面に紫外線を照射する光源を更に有することを特徴とする付記１又は付記２に記載の電子デバイス。 (Additional remark 6) The electronic device of Additional remark 1 or Additional remark 2 characterized by further having a light source which irradiates the surface of the said gas detection electrode with an ultraviolet-ray.

（付記７）前記第１のキャビティにも前記ガス検知電極が設けられたことを特徴とする付記２に記載の電子デバイス。 (Supplementary note 7) The electronic device according to supplementary note 2, wherein the gas detection electrode is also provided in the first cavity.

（付記８）音とガスを検知して、音に係る第１の音情報とガスに係る第１のガス情報とを出力する第１の電子デバイスと、
音とガスを検知して、音に係る第２の音情報とガスに関する第２のガス情報とを出力する第２の電子デバイスと、
前記第１の音情報と前記第２の音情報との差を求めることにより、前記１の音情報と前記第２の音情報の各々に共通に含まれるノイズ成分をキャンセルする第１のノイズキャンセル回路と、
前記第１のガス情報と前記第２のガス情報との差を求めることにより、前記１のガス情報と前記第２のガス情報の各々に共通に含まれるノイズ成分をキャンセルする第２のノイズキャンセル回路と、
を有することを特徴とする電子機器。 (Supplementary Note 8) A first electronic device that detects sound and gas and outputs first sound information related to the sound and first gas information related to the gas;
A second electronic device that detects sound and gas and outputs second sound information relating to the sound and second gas information relating to the gas;
A first noise cancellation that cancels a noise component that is commonly included in each of the first sound information and the second sound information by obtaining a difference between the first sound information and the second sound information. Circuit,
A second noise cancellation that cancels a noise component that is commonly included in each of the first gas information and the second gas information by obtaining a difference between the first gas information and the second gas information. Circuit,
An electronic device comprising:

（付記９）前記第１の電子デバイスと前記第２の電子デバイスの各々は、
マイクロフォンの振動電極と、
前記振動電極に対向し、外気が流通する孔を備えた前記マイクロフォンの固定電極と、
前記振動電極と前記固定電極との間に設けられたガス検知電極とを有することを特徴とする付記８に記載の電子機器。 (Supplementary Note 9) Each of the first electronic device and the second electronic device is
A microphone vibrating electrode;
The microphone fixed electrode provided with a hole facing the vibration electrode and through which outside air flows,
The electronic apparatus according to appendix 8, further comprising a gas detection electrode provided between the vibration electrode and the fixed electrode.

（付記１０）前記第１の電子デバイスと前記第２の電子デバイスが、電話機、建物内、及び自動車のいずれかに設けられたことを特徴とする付記８又は付記９に記載の電子機器。 (Supplementary note 10) The electronic apparatus according to Supplementary note 8 or 9, wherein the first electronic device and the second electronic device are provided in any of a telephone, a building, and an automobile.

（付記１１）発電素子と、前記発電素子で発電された電力で駆動して環境に係る情報を取得する電子デバイスと、前記情報を送信する送信回路とを備えた電子ユニットを複数有し、
前記電子デバイスが、
マイクロフォンの振動電極と、
前記振動電極に対向し、外気が流通する孔を備えた前記マイクロフォンの固定電極と、
前記振動電極と前記固定電極との間に設けられたガス検知電極と、
を有することを特徴とするセンサシステム。 (Additional remark 11) It has multiple electronic units provided with the electric power generation element, the electronic device which acquires the information concerning an environment driven with the electric power generated with the electric power generation element, and the transmission circuit which transmits the information,
The electronic device is
A microphone vibrating electrode;
The microphone fixed electrode provided with a hole facing the vibration electrode and through which outside air flows,
A gas detection electrode provided between the vibration electrode and the fixed electrode;
A sensor system comprising:

（付記１２）複数の前記電子ユニットの各々が、機器、建物、及び交通施設のいずれかに敷設されたことを特徴とする付記１０に記載のセンサシステム。 (Supplementary note 12) The sensor system according to supplementary note 10, wherein each of the plurality of electronic units is laid in any one of a device, a building, and a traffic facility.

１…本体、１ａ…第１のキャビティ、１ｂ…開口端、２…振動電極、３…スペーサ、３ａ…第２のキャビティ、３ｂ…空洞、３ｘ、３ｙ…第１及び第２の溝、４…ガス検知電極、５…固定電極、５ａ…孔、５ｘ〜５ｚ…第１〜第３の上部導電パッド、５ｗ…引出部、６…蓋体、６ａ…貫通孔、６ｂ…第１のコンタクトホール、７…ヒータ、１０、４０、４３、４５…電子デバイス、２１…第１の絶縁膜、２５…第２の絶縁膜、２６ｘ、２６ｙ…第１及び第２の端子、２６ｚ、２６ｗ…第１及び第２の引出電極、３１…第３の絶縁膜、３２…第４の絶縁膜、３３…第５の絶縁膜、３４ｘ〜３４ｚ…第１〜第３の下部導電パッド、３６…第６の絶縁膜、５０、６０…電子機器、５０ａ…受話器、５０ｂ…本体、５１…第１の電子デバイス、５２…第２の電子デバイス、５５…第１のノイズキャンセル回路、５６…第２のノイズキャンセル回路、６１…ハンドル、６２…ダッシュボード、７１…仮固定基板、７２…接着層、７３…二次電池、７３ａ…正極、７３ｂ…負極、７５…発電素子、７６…第１の電極、７７…第２の電極、７９…n型半導体、８０…p型半導体、８３…回路素子、８５…樹脂層、８５ｘ…下面、８７…導電層、８７ａ…配線層、９０…電子ユニット、１０６…第１の子機、１０７…第２の子機、１１０…電力制御回路、１１１…演算素子、１１２…送信回路、１１５…受信回路、１３０…親機、１３１…受信回路、１３２…送信回路、１３３…アンテナ、１３４…記憶素子、１３５…演算素子、１３６…送受信回路、１４０…サーバ、１４１…演算素子、１４２…送受信回路、１４３…記憶素子、１４４…表示部、１５０…機器、１５１…建物、１５２…交通施設。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main body, 1a ... 1st cavity, 1b ... Open end, 2 ... Vibrating electrode, 3 ... Spacer, 3a ... 2nd cavity, 3b ... Cavity, 3x, 3y ... 1st and 2nd groove | channel, 4 ... Gas detection electrode, 5 ... fixed electrode, 5a ... hole, 5x to 5z ... first to third upper conductive pads, 5w ... lead-out part, 6 ... lid, 6a ... through hole, 6b ... first contact hole, 7 ... heater 10, 40, 43, 45 ... electronic device, 21 ... first insulating film, 25 ... second insulating film, 26x, 26y ... first and second terminals, 26z, 26w ... first and 2nd extraction electrode, 31 ... 3rd insulating film, 32 ... 4th insulating film, 33 ... 5th insulating film, 34x-34z ... 1st-3rd lower conductive pad, 36 ... 6th insulation Membrane 50, 60 ... electronic device 50a ... receiver 50b ... main body 51 ... first electronic device 52 ... Two electronic devices, 55 ... first noise cancellation circuit, 56 ... second noise cancellation circuit, 61 ... handle, 62 ... dashboard, 71 ... temporary fixing substrate, 72 ... adhesive layer, 73 ... secondary battery, 73a ... positive electrode, 73b ... negative electrode, 75 ... power generation element, 76 ... first electrode, 77 ... second electrode, 79 ... n-type semiconductor, 80 ... p-type semiconductor, 83 ... circuit element, 85 ... resin layer, 85x ... Lower surface, 87 ... conductive layer, 87a ... wiring layer, 90 ... electronic unit, 106 ... first slave unit, 107 ... second slave unit, 110 ... power control circuit, 111 ... arithmetic element, 112 ... transmission circuit, 115 ... Receiving circuit, 130 ... Master unit, 131 ... Receiving circuit, 132 ... Transmitting circuit, 133 ... Antenna, 134 ... Storage element, 135 ... Operation element, 136 ... Transmission / reception circuit, 140 ... Server, 141 ... Operation element, 142 ... Transmission / reception Communication circuit, 143... Storage element, 144... Display unit, 150 .. device, 151.

Claims

A first electronic device that detects sound and gas and outputs first sound information related to the sound and first gas information related to the gas;
A second electronic device that detects sound and gas and outputs second sound information relating to the sound and second gas information relating to the gas;
A first noise that cancels a noise component that is commonly included in each of the first sound information and the second sound information by obtaining a difference between the first sound information and the second sound information. A cancellation circuit;
A second noise that cancels a noise component that is commonly included in each of the first gas information and the second gas information by obtaining a difference between the first gas information and the second gas information. A cancellation circuit;
An electronic device comprising:

Each of the first electronic device and the second electronic device is:
A microphone vibrating electrode;
The microphone fixed electrode provided with a hole facing the vibration electrode and through which outside air flows,
The electronic apparatus according to claim 1, further comprising a gas detection electrode provided between the vibration electrode and the fixed electrode.

The electronic apparatus according to claim 1, wherein the first electronic device and the second electronic device are provided in any one of a telephone, a building, and an automobile.