体内埋込圧力計測システムの開発

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63850084
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 江刺 正喜 東北大学, 工学部, 助教授 (20108468)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小沢 秀夫 日本光電工業, 開発部, 研究員 ; 仁田 新一 東北大学, 抗酸菌研究所, 助教授 (90101138) ; 庄子 習一 東北大学, 工学部, 助手 (00171017)
• Keywords: 圧力センサ / 生体計測 / マイクロマシーニング / 半導体センサ

Research Abstract

昭和63年度は体内埋込可能な超小形圧力センサの開発を行い、以下のような成果を得ることができた。
1.組み立て後の大きさが1.8mm角のピエゾ形絶対圧センサの開発に成功した。このセンサは基準圧室を機密封止した状態で、内部からの電気的なフィードスルーを取り出せる新しい構造を使用した。この構造はピエゾ形だけでなく、下記の容量形圧センサにも適用しており、このほか加速度センサなど機密封止を必要とする各種のセンサに応用できる。ウェハ状態のバッチプロセスで実装できるため、半導体センサの実用化で大きな問題となる実装コストを小さくでき、また全体の大きさが非常に小さくなるため使用場所の制約が少ない。現在補助人工心臓に埋め込み血圧のモニタをする研究を進めている。
ダイアフラム構造を有するシリコンをガラスに陽極接合したため、これらの熱膨張係数の違いによるストレスで温度ドリフトを生じる問題があり、次年度はこの改良を行う。
2.ピエゾ圧力センサで生じるストレスによるドリフトの問題を解決するため、圧力によるダイアフラムの変形を容量変化で検出する容量形圧力センサの研究を行っている。大きさ2mm×3mmの絶対圧センサを完成し、現在はこれに容量検出回路を付加した集積化容量形圧力センサを開発中である。容量形圧力センサは高感度で高精度が期待できる。
3.カテーテル先端に使用する超小形の相対圧用容量形圧力センサも開発した。これは巾0.7mm、長さ3.5mmで容量検出回路を別チップとして製作し組み立てたものである。容量検出回路は容量変化を周波数変化に変換するもので、特に温度特性に優れている。
研究計画のうちテレメータシステムの開発は次年度に行なうことにしたが、圧力センサとその実装、および動物実験は予定どうり行った。

Research Products

• [Publications] 松本佳宣: 電通学会シリコン材料デバイス研究会資料. SMD88ー61. (1988)
• [Publications] 松本佳宣: 医用電子と生体工学. 27. (1989)
• [Publications] 古田一吉: 第8回センサシンポジウムテクニカルダイジェスト. 8. (1989)
• [Publications] 江刺正喜: Transducers '89.(Sensors ＆ Actuators).
• [Publications] 松本佳宣: 電気学会論文誌.