(57)【要約】【課題】フレキシブル基板から当該フレキシブル基板に搭載された半導体回路チップへの歪みの伝達を大幅に低減する。【解決手段】フレキシブル基板１１は、表面にフレキシブル配線膜、フレキシブルセンサ、フレキシブルバッテリなどが形成されている。半導体回路チップ１２は、半導体信号処理回路や無線通信回路などの電子回路の半導体集積回路（ＩＣ）を内蔵するＩＣチップである。歪み緩衝構造部１３ａ及び１３ｂは、半導体回路チップ１２の端部のみをフレキシブル基板１１から浮いた状態で弾性的に固定支持すると共に、半導体回路チップ１２とフレキシブル基板１１との間を電気的に接続する。これにより、歪み緩衝構造部１３ａ及び１３ｂは、フレキシブル基板１１が屈曲しても、その屈曲が半導体回路チップ１２に歪みとして伝達されることを大幅に低減する。【選択図】図１
2018022812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に端子が形成された電子回路を内蔵する半導体回路チップと、
表面に少なくともフレキシブル配線膜及びフレキシブルセンサが形成されたフレキシブル基板と、
表面に配線膜が形成された構造であり、前記半導体回路チップの前記端子に前記配線膜の一端を接続し、かつ、前記配線膜の他端を前記フレキシブル配線膜に接続すると共に、前記半導体回路チップの端部を前記半導体回路チップと前記フレキシブル基板とを離間させた状態で弾性的に固定・支持する構造の歪み緩衝構造部と
を備えることを特徴とする電子デバイス。
【請求項２】
前記歪み緩衝構造部は、
前記フレキシブル基板とは異なる極薄の基板に形成された前記半導体回路チップの側縁部と、前記極薄の基板の端部との間を別々に接続する、平面が所定形状の複数の接続用基板部分の上に前記配線膜が形成されており、前記複数の接続用基板部分の各一方の端部の上の前記配線膜の一端を前記半導体回路チップの端子に電気的に接続し、前記複数の接続用基板部分の各他方の端部のみを前記フレキシブル基板にそれぞれ前記半導体回路チップと前記フレキシブル基板とを離間させた状態で弾性的に固定・支持すると共に前記配線膜の他端を前記フレキシブル配線膜に電気的に接続した構造であることを特徴とする請求項１記載の電子デバイス。
【請求項３】
前記フレキシブル基板は、
前記半導体回路チップの搭載用矩形領域と、前記矩形領域の側縁部と基板側縁部に沿う四角枠との間を平面が所定形状の複数の接続部でそれぞれ接続する形状の基板部分を残した開口部を有するとともに、表面に少なくともフレキシブル配線膜及びフレキシブルセンサが形成されており、
前記歪み緩衝構造部は、
前記フレキシブル基板の前記接続部の表面に前記配線膜が形成された構造であり、前記フレキシブル基板の前記矩形領域に搭載された前記半導体回路チップを前記接続部及び前記四角枠で弾性的に固定・支持すると共に、前記配線膜の一端を前記半導体回路チップの前記端子に接続し、かつ、前記配線膜の他端を前記フレキシブル配線膜に接続することを特徴とする請求項１記載の電子デバイス。
【請求項４】
前記歪み緩衝構造部は、
前記フレキシブル基板、及び前記半導体回路チップが形成された極薄の基板とはそれぞれ異なる弾性体基板に形成されており、前記弾性体基板が前記半導体回路チップの搭載用矩形領域と、前記矩形領域の側縁部にそれぞれの一端が接続された平面が所定形状の複数の接続部とからなり、かつ、前記複数の接続部の表面に配線膜が形成された構造であり、前記配線膜の一端を前記弾性体基板の矩形領域に搭載された前記半導体回路チップの端子に電気的に接続し、かつ、前記複数の接続部の他端をスペーサを介して前記フレキシブル基板に前記半導体回路チップと離間させた状態で弾性的に固定・支持するとともに、前記２つの接続部の他端上の前記配線膜と前記フレキシブル配線膜とを前記スペーサを覆う導電性部材で電気的に接続することを特徴とする請求項１記載の電子デバイス。
【請求項５】
前記所定形状は、ジグザグ形状、Ｓ字形状又はメッシュ状であることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の電子デバイス。
【請求項６】
表面に端子が形成された電子回路を内蔵する半導体回路チップを作製する工程と、
表面に少なくともフレキシブル配線膜及びフレキシブルセンサが形成されたフレキシブル基板を作製する工程と、
表面に配線膜が形成された構造の歪み緩衝構造部により、前記半導体回路チップの前記端子に前記配線膜の一端を接続し、かつ、前記配線膜の他端を前記フレキシブル配線膜に接続すると共に、前記半導体回路チップの端部を前記半導体回路チップと前記フレキシブル基板とを離間させた状態で弾性的に固定・支持する固定工程と
を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記半導体回路チップを作製する工程は、前記フレキシブル基板とは異なる極薄の基板に前記半導体回路チップを作製する工程であり、
前記固定工程は、
平面が所定形状で、かつ、表面に配線膜が形成されており、前記配線膜の一端が前記半導体回路チップの前記端子にそれぞれの一端が別々に電気的に接続された複数の接続部を前記極薄の基板に形成する接続部形成工程と、
前記複数の接続部のそれぞれの前記配線膜の他端を前記フレキシブル配線膜に電気的に接続すると共に、前記複数の接続部の前記配線膜の他端が形成されている前記極薄の基板部分で、前記半導体回路チップと前記フレキシブル基板とを離間させた状態で固定する工程とからなることを特徴とする請求項６記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記接続部形成工程は、
前記半導体回路チップの前記端子に一端が別々に接続され、他端が開放とされた平面形状が前記所定形状の複数の配線膜をシリコン基板上に形成する工程と、
前記半導体回路チップ及び前記配線膜がそれぞれ形成された前記シリコン基板の裏側からエッチングにより、前記半導体回路チップを残し、かつ、前記複数の配線膜が形成されている前記シリコン基板部分を薄く残した凹部を形成する工程と、
前記凹部が形成された前記シリコン基板から、前記半導体回路チップ及び前記複数の配線膜が表面に形成された薄い前記シリコン基板部分を剥離し、前記複数の配線膜が表面に形成された薄い前記シリコン基板部分を前記極薄の基板上の複数の接続部として得る工程とよりなり、
前記半導体回路チップと前記フレキシブル基板とを離間させた状態で固定する工程は、
前記複数の配線膜の各端部の直下の前記極薄の基板部分のみを、前記フレキシブル基板の表面と離間させた状態でスペーサを介して固定する工程と、
前記フレキシブル配線膜と前記複数の配線膜の各端部とを導電性部材で電気的に接続する工程とよりなることを特徴とする請求項７記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記フレキシブル基板を作製する工程は、
表面に少なくともフレキシブル配線膜及びフレキシブルセンサが形成された加工前のフレキシブル基板に対し、前記半導体回路チップの搭載用矩形領域と、前記矩形領域の側縁部と基板側縁部に沿う四角枠との間を平面が所定形状で、かつ、表面に前記配線膜が形成されるとともに、前記配線膜の一端が前記フレキシブル配線膜にそれぞれ電気的に接続された形状の複数の接続部とを残した開口部を形成して加工処理したフレキシブル基板を作製する工程であり、
前記固定工程は、
前記加工処理したフレキシブル基板の前記矩形領域に、前記半導体回路チップの端子が前記複数の接続部のそれぞれの配線膜の他端に電気的に接続されるように前記半導体回路チップを搭載する工程を有し、前記半導体回路チップを前記複数の接続部及び前記四角枠で弾性的に固定・支持することを特徴とする請求項６記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記固定工程は、
前記フレキシブル基板、及び前記半導体回路チップが形成された極薄の基板とはそれぞれ異なる弾性体基板に対し、前記半導体回路チップの搭載用矩形領域と、前記矩形領域の側縁部にそれぞれの一端が接続された平面が所定形状で、かつ、表面に配線膜が形成された複数の接続部とを形成する工程と、
前記極薄の基板に形成された前記半導体回路チップの端子が、前記複数の接続部のそれぞれの配線膜の一端に電気的に接続されるように前記半導体回路チップを前記矩形領域に搭載する工程と、
前記複数の接続部の他端をスペーサを介して前記フレキシブル基板に前記半導体回路チップと離間させた状態で弾性的に固定・支持するとともに、前記複数の接続部の他端上の前記配線膜と前記フレキシブル配線膜とを前記スペーサを覆う導電性部材で電気的に接続する工程とからなることを特徴とする請求項６記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記所定形状は、ジグザグ形状、Ｓ字形状又はメッシュ状であることを特徴とする請求項６乃至１０のうちいずれか一項記載の電子デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子デバイス及びその製造方法に係り、特にフレキシブルで極薄の電子デバイス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生体に装着して生体情報を検出するセンサデバイスが注目を集めており、中でも人体に装着する衣類型ウェアラブルデバイスが新たなエレクトロニクス市場を牽引していく電子デバイスとして期待されている。この種の衣類型ウェアラブルデバイスにとって重要視される点として、如何に違和感無く装着できるかという柔軟な構造を有したフレキシブル性があげられる。このフレキシブルな電子デバイスの作製技術として、従来より高伸縮配線やセンサなどをフレキシブル基板に印刷する印刷技術の開発が進められた。しかし、印刷技術では、センサから得られる信号を処理するマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と略す）や、数百ＭＨｚ帯で無線通信を行うためのＲＦ-ＩＣ(Radio Frequency Integrated Circuit)などは、作製が困難である（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
そのため、現在ではシリコン（Ｓi）基板やＳＯＩ(Silicon On Insulation)基板の上にマイコンやＲＦ-ＩＣなどが集積回路化された半導体回路チップ（ＩＣチップ）を作製して薄化した後（例えば、非特許文献２，３参照）、それをフレキシブル基板上に接着して電子デバイスを製造する方法が採用されている。また、フレキシブルな電子デバイスに柔軟性を持たせ、フレキシブル基板の十分な屈曲性を有しつつＩＣチップの割れや剥離を防止するため、特許文献１にはＩＣチップを、その中央領域のみで接着層を介してフレキシブル基板に固定することで、フレキシブル基板が屈曲しても実装されたＩＣチップが殆ど追従しないようにした方法が開示されている。
【０００４】
更に、特許文献２には基板上に作製した極薄化した電子デバイス構造体（機能性素子、電極及び電極パッドからなる）を基板から剥離してフレキシブル基板に接着して転写することでフレキシブルな電子デバイスを製造する方法が開示されている。この特許文献２に記載の電子デバイスは、電子デバイス全体がフレキシブルになるため、より柔軟なフレキシブルな電子デバイスを実現することができる。このような従来のシリコンを基板としたＩＣ製造技術と印刷技術を組み合わせた電子デバイスは、フレキシブル・ハイブリッド・エレクトロニクスと呼ばれ近年注目を集めている（例えば、非特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】H.Fuketa,et ai.,“Organic-Transistor-Based 2kV ESD-Tolerant Flexible Wet Sensor Sheet for Biomedical Applications with Wireless Power and Data Transmission Using 13.56MHz Magnetic Resonance”,2014 International Solid-State Circuits Conference(ISSCC),(2014)pp.490-491
【非特許文献２】Y.S.Kim.et al.,“Ultra Thinning of DRAM wafer for 3D WOW Application:Impact of Thinning on Retention Characteristic and Atomic Level Analysis of Backside Damage”,Proc.Advanced Metalization Conference(2014)and ADMETA 2014.,pp.1-2
【非特許文献３】Y.S.Kim.et al.,“Hot Spt Co.etal.,oiling Evaluation using Closed-Channel Cooling System(C3S)for MPU 3DI Application”,IEEE symp.on VLSI Technol.,(2011)pp.140-145
【非特許文献４】大谷基之,“飛躍狙うフレキシブル・ハイブリッド・エレクトロニクス（ＦＨＥ）技術”，日経テクノロジー,(2016)
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−０３８９２１号公報
【特許文献２】特開２０１６−０３９３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の非特許文献４に記載のフレキシブル・ハイブリッド・エレクトロニクスで作製された電子デバイスを衣類型ウェアラブルデバイスに使用する場合、衣類型ウェアラブルが伸長したり曲がったりすると、それが電子デバイスのフレキシブル基板を通して、電子デバイスの機能性素子である半導体回路チップ（例えば、マイコンやＲＦ-ＩＣなどの集積回路化された半導体信号処理回路や無線通信回路）に歪みとして伝達されてしまう。その結果、従来は半導体回路チップがフレキシブル基板の屈曲に左右されない正確な生体情報の検出及びそれに基づく所期の特性を得ることができず、あるいは極薄の半導体回路チップ自体が破断してしまい、電子デバイスの信頼性や長寿命化を阻害するという問題がある。
【０００８】
また、特許文献１に記載の方法は、パッケージされているＩＣチップ（半導体回路チップ）の実装に関する方法であり、ＩＣチップが極薄ではなく、また、フレキシブル基板の曲がりや伸長が接着層を介してＩＣチップに歪みとして伝達されることは避けられず、衣類型ウェアラブルデバイスに使用することは困難である。更に、特許文献２記載の電子デバイスでは、フレキシブル基板上の極薄化した電子デバイス構造体に、フレキシブル基板の屈曲が伝達しないようにした対策はとられていないため、衣類型ウェアラブルデバイスに使用した場合、正確な人体情報の検出及びそれに基づく所期の特性を得ることができない。
【０００９】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、フレキシブル基板から当該フレキシブル基板に搭載された半導体回路チップへの歪みの伝達を大幅に低減した構造の電子デバイス及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、第１の発明に係る電子デバイスは、表面に端子が形成された電子回路を内蔵する半導体回路チップと、表面に少なくともフレキシブル配線膜及びフレキシブルセンサが形成されたフレキシブル基板と、表面に配線膜が形成された構造であり、前記半導体回路チップの前記端子に前記配線膜の一端を接続し、かつ、前記配線膜の他端を前記フレキシブル配線膜に接続すると共に、前記半導体回路チップの端部を前記半導体回路チップと前記フレキシブル基板とを離間させた状態で弾性的に固定・支持する構造の歪み緩衝構造部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、上記の目的を達成するため、第２の発明に係る電子デバイスは、第１の発明の歪み緩衝構造部が、前記フレキシブル基板とは異なる極薄の基板に形成された前記半導体回路チップの側縁部と、前記極薄の基板の端部との間を別々に接続する、平面が所定形状の複数の接続用基板部分の上に前記配線膜が形成されており、前記複数の接続用基板部分の各一方の端部の上の前記配線膜の一端を前記半導体回路チップの端子に電気的に接続し、前記複数の接続用基板部分の各他方の端部のみを前記フレキシブル基板にそれぞれ前記半導体回路チップと前記フレキシブル基板とを離間させた状態で弾性的に固定・支持すると共に前記配線膜の他端を前記フレキシブル配線膜に電気的に接続した構造であることを特徴とする。
【００１２】
また、上記の目的を達成するため、第３の発明に係る電子デバイスは、第１の発明のフレキシブル基板が、前記半導体回路チップの搭載用矩形領域と、前記矩形領域の側縁部と基板側縁部に沿う四角枠との間を平面が所定形状の複数の接続部でそれぞれ接続する形状の基板部分を残した開口部を有するとともに、表面に少なくともフレキシブル配線膜及びフレキシブルセンサが形成されており、第１の発明の歪み緩衝構造部が、前記フレキシブル基板の前記接続部の表面に前記配線膜が形成された構造であり、前記フレキシブル基板の前記矩形領域に搭載された前記半導体回路チップを前記接続部及び前記四角枠で弾性的に固定・支持すると共に、前記配線膜の一端を前記半導体回路チップの前記端子に接続し、かつ、前記配線膜の他端を前記フレキシブル配線膜に接続することを特徴とする。
【００１３】
また、上記の目的を達成するため、第４の発明に係る電子デバイスは、第１の発明の歪み緩衝構造部が、前記フレキシブル基板、及び前記半導体回路チップが形成された極薄の基板とはそれぞれ異なる弾性体基板に形成されており、前記弾性体基板が前記半導体回路チップの搭載用矩形領域と、前記矩形領域の側縁部にそれぞれの一端が接続された平面が所定形状の複数の接続部とからなり、かつ、前記複数の接続部の表面に配線膜が形成された構造であり、前記配線膜の一端を前記弾性体基板の矩形領域に搭載された前記半導体回路チップの端子に電気的に接続し、かつ、前記複数の接続部の他端をスペーサを介して前記フレキシブル基板に前記半導体回路チップと離間させた状態で弾性的に固定・支持するとともに、前記２つの接続部の他端上の前記配線膜と前記フレキシブル配線膜とを前記スペーサを覆う導電性部材で電気的に接続することを特徴とする。
【００１４】
ここで、第１乃至第４の発明における所定形状は、ジグザグ形状、Ｓ字形状又はメッシュ状である。
【００１５】
上記の目的を達成するため、第６の発明に係る電子デバイスの製造方法は、表面に端子が形成された電子回路を内蔵する半導体回路チップを作製する工程と、表面に少なくともフレキシブル配線膜及びフレキシブルセンサが形成されたフレキシブル基板を作製する工程と、表面に配線膜が形成された構造の歪み緩衝構造部により、前記半導体回路チップの前記端子に前記配線膜の一端を接続し、かつ、前記配線膜の他端を前記フレキシブル配線膜に接続すると共に、前記半導体回路チップの端部を前記半導体回路チップと前記フレキシブル基板とを離間させた状態で弾性的に固定・支持する固定工程とを含むことを特徴とする。
【００１６】
また、上記の目的を達成するため、第７の発明に係る電子デバイスの製造方法は、第６の発明における半導体回路チップを作製する工程を、前記フレキシブル基板とは異なる極薄の基板に前記半導体回路チップを作製する工程とし、
第６の発明における前記固定工程を、平面が所定形状で、かつ、表面に配線膜が形成されており、前記配線膜の一端が前記半導体回路チップの前記端子にそれぞれの一端が別々に電気的に接続された複数の接続部を前記極薄の基板に形成する接続部形成工程と、前記複数の接続部のそれぞれの前記配線膜の他端を前記フレキシブル配線膜に電気的に接続すると共に、前記複数の接続部の前記配線膜の他端が形成されている前記極薄の基板部分で、前記半導体回路チップと前記フレキシブル基板とを離間させた状態で固定する工程とからなるようにしたことを特徴とする。
【００１７】
また、上記の目的を達成するため、第８の発明に係る電子デバイスの製造方法は、第７の発明における接続部形成工程を、前記半導体回路チップの前記端子に一端が別々に接続され、他端が開放とされた平面形状が前記所定形状の複数の配線膜をシリコン基板上に形成する工程と、前記半導体回路チップ及び前記配線膜がそれぞれ形成された前記シリコン基板の裏側からエッチングにより、前記半導体回路チップを残し、かつ、前記複数の配線膜が形成されている前記シリコン基板部分を薄く残した凹部を形成する工程と、前記凹部が形成された前記シリコン基板から、前記半導体回路チップ及び前記複数の配線膜が表面に形成された薄い前記シリコン基板部分を剥離し、前記複数の配線膜が表面に形成された薄い前記シリコン基板部分を前記極薄の基板上の複数の接続部として得る工程とより構成し、
第７の発明における半導体回路チップと前記フレキシブル基板とを離間させた状態で固定する工程を、前記複数の配線膜の各端部の直下の前記極薄の基板部分のみを、前記フレキシブル基板の表面と離間させた状態でスペーサを介して固定する工程と、前記フレキシブル配線膜と前記複数の配線膜の各端部とを導電性部材で電気的に接続する工程とよりなるようにしたことを特徴とする。
【００１８】
また、上記の目的を達成するため、第９の発明に係る電子デバイスの製造方法は、第６の発明におけるフレキシブル基板を作製する工程を、表面に少なくともフレキシブル配線膜及びフレキシブルセンサが形成された加工前のフレキシブル基板に対し、前記半導体回路チップの搭載用矩形領域と、前記矩形領域の側縁部と基板側縁部に沿う四角枠との間を平面が所定形状で、かつ、表面に前記配線膜が形成されるとともに、前記配線膜の一端が前記フレキシブル配線膜にそれぞれ電気的に接続された形状の複数の接続部とを残した開口部を形成して加工処理したフレキシブル基板を作製する工程とし、
第６の発明における固定工程を、前記加工処理したフレキシブル基板の前記矩形領域に、前記半導体回路チップの端子が前記複数の接続部のそれぞれの配線膜の他端に電気的に接続されるように前記半導体回路チップを搭載する工程を有し、前記半導体回路チップを前記複数の接続部及び前記四角枠で弾性的に固定・支持するようにしたことを特徴とする。
【００１９】
また、上記の目的を達成するため、第１０の発明に係る電子デバイスの製造方法は、第６の発明における前記固定工程を、前記フレキシブル基板、及び前記半導体回路チップが形成された極薄の基板とはそれぞれ異なる弾性体基板に対し、前記半導体回路チップの搭載用矩形領域と、前記矩形領域の側縁部にそれぞれの一端が接続された平面が所定形状で、かつ、表面に配線膜が形成された複数の接続部とを形成する工程と、前記極薄の基板に形成された前記半導体回路チップの端子が、前記複数の接続部のそれぞれの配線膜の一端に電気的に接続されるように前記半導体回路チップを前記矩形領域に搭載する工程と、前記複数の接続部の他端をスペーサを介して前記フレキシブル基板に前記半導体回路チップと離間させた状態で弾性的に固定・支持するとともに、前記複数の接続部の他端上の前記配線膜と前記フレキシブル配線膜とを前記スペーサを覆う導電性部材で電気的に接続する工程とからなるようにしたことを特徴とする。
【００２０】
ここで、第６乃至第１０の発明における所定形状は、ジグザグ形状、Ｓ字形状又はメッシュ状である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、フレキシブル基板から当該フレキシブル基板に搭載された半導体回路チップへの歪みの伝達を大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る電子デバイスの第１の実施形態の概略模式的構成図である。
【図２】本発明に係る電子デバイスの第１の実施形態の製造方法を説明する各製造工程時の素子平面図及び素子断面図である。
【図３】本発明に係る電子デバイスの第２の実施形態の製造方法（その１）を説明する各製造工程時の素子平面図及び素子断面図である。
【図４】本発明に係る電子デバイスの第２の実施形態の製造方法（その２）を説明する各製造工程時の素子平面図及び素子断面図である。
【図５】本発明に係る電子デバイスの第３の実施形態の製造方法（その１）を説明する各製造工程時の素子平面図及び素子断面図である。
【図６】本発明に係る電子デバイスの第３の実施形態の製造方法（その２）を説明する各製造工程時の素子平面図及び素子断面図である。
【図７】本発明に係る電子デバイスの第３の実施形態の製造方法（その３）を説明する各製造工程時の素子平面図及び素子断面図である。
【図８】本発明に係る電子デバイスを用いたウェアラブルデバイスの一例の全体構成図である。
【図９】本発明に係る電子デバイスを用いたウェアラブルデバイスの一例の使用例を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の電子デバイスをウェアラブルデバイスに適用した場合の概略模式的構成図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態の電子デバイスをウェアラブルデバイスに適用した場合の概略模式的構成図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態の電子デバイスをウェアラブルデバイスに適用した場合の概略模式的構成図である。
【図１３】歪み緩衝構造部の平面形状の他の例の説明図である。
【図１４】半導体回路チップと歪み緩衝構造部との接続の他の例（その１）の説明図である。
【図１５】半導体回路チップと歪み緩衝構造部との接続の他の例（その２）の説明図である。
【図１６】半導体回路チップと歪み緩衝構造部との接続の他の例（その３）の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、本発明の各実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る電子デバイスの第１の実施形態の概略模式的構成図を示す。同図に模式的に示すように、本実施形態の電子デバイス１０は、フレキシブル基板１１と、極薄の半導体回路チップ１２と、表面に配線膜が形成されている歪み緩衝構造部１３ａ及び１３ｂとより構成されている。フレキシブル基板１１は、表面にフレキシブル配線膜、フレキシブルセンサ、フレキシブルバッテリなどが形成されており、その伸長率は例えば１％〜１０％である。半導体回路チップ１２は、半導体信号処理回路（マイコン含む）や無線通信回路などの電子回路の半導体集積回路（ＩＣ）を内蔵するＩＣチップであり、その伸長率は例えば０.１％〜０.０１％で、また極薄に形成されている。
【００２４】
また、歪み緩衝構造部１３ａ及び１３ｂは、半導体回路チップ１２の底面とフレキシブル基板１１の上面との間に間隔ｄを設けた状態で、半導体回路チップ１２の対向する２つの端部とフレキシブル基板１１の対向する２つの端部との間を別々に固定している。したがって、半導体回路チップ１２は、歪み緩衝構造部１３ａ及び１３ｂによりフレキシブル基板１１に弾性的に固定されており、半導体回路チップ１２は、フレキシブル基板１１が屈曲しても、それに関係なく、緩衝構造部１３ａ及び１３ｂによりフレキシブル基板１１から間隔ｄだけ浮いた状態でほぼ静止しているため、フレキシブル基板１１の屈曲が半導体回路チップ１２に歪みとして伝達されることを大幅に低減できる。
【００２５】
また、歪み緩衝構造部１３ａ及び１３ｂは、表面に形成された配線膜の一端が半導体回路チップ１２の固定した端部を介して半導体回路チップ１２の端子に電気的に接続され、配線膜の他端がフレキシブル基板１１の表面のフレキシブル配線膜に電気的に接続されている。すなわち、歪み緩衝構造部１３ａ及び１３ｂは、半導体回路チップ１２の端部のみをフレキシブル基板１１から浮いた状態で弾性的に固定支持すると共に、半導体回路チップ１２とフレキシブル基板１１との間を電気的に接続する。なお、歪み緩衝構造部１３ａ及び１３ｂにより端部が固定された半導体回路チップ１２の底面とフレキシブル基板１１の上面との間の間隔ｄの値は、使用用途などに応じて適宜決定される設計事項である。
【００２６】
次に、本実施形態の電子デバイス１０の製造方法について説明する。
図２（Ａ１）〜（Ｇ１）及び（Ａ２）〜（Ｇ２）は、本発明に係る電子デバイスの第１の実施形態の製造方法を説明する各製造工程時の素子平面図及び素子断面図を示す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付してある。なお、図２（Ｃ２）〜（Ｇ２）は、図２（Ｃ１）〜（Ｇ１）の一点鎖線に沿う断面図を示す。本実施形態の製造方法は、ＳＯＩ基板集積型の製造方法で、まず、図２（Ａ１）の平面図及び同図（Ａ２）の断面図に示すように、シリコン基板２１、シリコン酸化膜層２２及び表層シリコン層２３が積層されたＳＯＩ基板２０を用意する。表層シリコン層２３はシリコン基板２１に比し極薄の厚さである。続いて、図２（Ｂ１）の平面図及び（Ｂ２）の断面図に示すように、表層シリコン層２３の中央位置に、公知の方法で半導体信号処理回路や無線通信回路などの電子回路を集積回路（ＩＣ）化した半導体回路チップ１２を形成する。半導体回路チップ１２の端子は表層シリコン層２３の表面に形成される。
【００２７】
次に、図２（Ｃ１）の平面図及び（Ｃ２）の断面図に示すように、表層シリコン層２３の表面に導電膜を成膜した後、その導電膜に対しフォトリソグラフィ及びエッチングなどの公知技術を適用して一端が半導体回路チップ１２の端子に接続され、他端が表層シリコン層２３の端部付近に位置するような平面形状がジグザグ状の配線膜２４ａ及び２４ｂをパターニング形成する。続いて、図２（Ｄ１）の平面図及び（Ｄ２）の断面図に示すように、シリコン基板２１の裏側から深掘りＲＩＥ（DRIE;Deep Reactive Ion Etching）により、シリコン基板２１及びシリコン酸化膜層２２の長手方向の端部と半導体回路チップ１２を残し、かつ、ジグザグ状の配線膜２４ａ及び２４ｂの下側の表層シリコン層２３を極薄く残し、それ以外を除去する。
【００２８】
このようにして、公知のＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)デバイスの作製方法と同様の工程を経て、シリコン基板２１が２１’で、シリコン酸化膜層２２が２２’で、表層シリコン層２３が２３’でそれぞれ示すように大部分が除去され、一部のみが残された凹部２５が形成されると共に、表層シリコン層２３’上にジグザグ状の配線膜２４ａ及び２４ｂが形成され、かつ、半導体回路チップ１２が極薄に形成された構造体が製造される。
【００２９】
続いて、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）などの粘着材を上記構造体の上部に粘着し、その粘着状態を保ったまま粘着材を引き上げると、上記構造体は厚さが厚い長手方向の両端部分で切断されて、ジグザグ状の配線膜２４ａ及び２４ｂが表面に形成され、かつ、半導体回路チップ１２が形成された表層シリコン層２３’が粘着材と共に引き上げられる。すなわち、図２（Ｅ１）の平面図及び（Ｅ２）の断面図に示すように、上記構造体の両端部分以外のジグザグ状の配線膜２４ａ及び２４ｂが表面に形成され、かつ、半導体回路チップ１２が形成された表層シリコン層２３’が、シリコン基板２１’及びシリコン酸化膜層２２’から剥離される。なお、この剥離は粘着材ではなく、ピンセットを用いて行ってもよい。このようにして、図２（Ｅ１）の平面図及び（Ｅ２）の断面図に示すように、半導体回路チップ１２の対向する両側に、表層シリコン層２３’とジグザグ状の配線膜２４ａ及び２４ｂとからなり、一端が半導体回路チップ１２の端子に接続された歪緩衝構造部１３ａ及び１３ｂが形成される。
【００３０】
次に、表面にフレキシブル配線膜２６ａ、２６ｂやフレキシブルセンサ及びフレキシブルバッテリなど（図示せず）が形成されると共に、表面の所定位置に所定高さのプラスチックなどの絶縁体製のスペーサ２７ａ及び２７ｂが離間して形成されたフレキシブル基板１１が用意される。フレキシブル基板１１の材質は、例えばポリウレタン系やポリエステル系の伸縮性を有する樹脂である。そして、図２（Ｆ１）の平面図及び（Ｆ２）の断面図に示すように、フレキシブル基板１１上にスペーサ２７ａ、２７ｂを介して上記の半導体回路チップ１２及び歪み緩衝構造部１３ａ、１３ｂからなる主構造体が実装される。
【００３１】
ここで、スペーサ２７ａ、２７ｂは、表層シリコン層２３’の長手方向の両端部の裏面位置に対応して設けられており、また、主構造体のフレキシブル基板１２上への実装は、スペーサ２７ａ、２７ｂと表層シリコン層２３’の長手方向の両端部の裏面との間でのみ公知の方法で固着される。したがって、それぞれ歪み緩衝構造部１３ａ及び１３ｂの長手方向の両端部の一方の端部に接続されている半導体回路チップ１２は、歪み緩衝構造部１３ａ及び１３ｂの長手方向の両端部の他方の端部でのみスペーサ２７ａ、２７ｂを介してフレキシブル基板１１に、スペーサ２７ａ及び２７ｂの高さ分だけ浮いた状態で固定される。すなわち、半導体回路チップ１２は、歪み緩衝構造部１３ａ及び１３ｂによりフレキシブル基板１１に対して浮いた状態で弾性的に固定・支持される。
【００３２】
そして、最後に、図２（Ｇ１）の平面図及び（Ｇ２）の断面図に示すように、フレキシブル基板１１に形成されているフレキシブル配線膜２６ａ、２６ｂの電極パッドとジグザグ状の配線膜２４ａ、２４ｂの端部との間を、スクリーン印刷などにより導電性ペースト２８ａ、２８ｂを塗布して電気的に接続し、電子デバイス１０の製造が終了する。
【００３３】
このようにして製造された本実施形態の電子デバイス１０によれば、極薄の半導体回路チップ１２をフレキシブル基板１１に対して浮いた状態で固定する歪緩衝構造部１３ａ及び１３ｂは、半導体回路チップ１２の両端部のみを固定するとともに、平面形状がジグザグ状であるため半導体回路チップ１２を弾性的に固定する。このため、フレキシブル基板１１が屈曲しても半導体回路チップ１２はほぼ静止しており、半導体回路チップ１２に歪みとして伝達されることは殆どない。その結果、本実施形態の電子デバイス１０を例えば衣類型ウェアラブルデバイスに使用した場合、衣類型ウェアラブルが伸長したり曲がったりしても、半導体回路チップ１２がフレキシブル基板１１の屈曲に殆ど影響されることなく正確な生体情報の検出及びそれに基づく所期の特性を得ることができ、また極薄の半導体回路チップ１２自体が破断することを防止できる。
【００３４】
（第２の実施形態）
次に、本発明に係る電子デバイスの第２の実施形態について図面と共に説明する。
図３（Ａ１）〜（Ｄ１）及び（Ａ２）〜（Ｄ２）は、本発明に係る電子デバイスの第２の実施形態の製造方法（その１）を説明する各製造工程時の素子平面図及び素子断面図、図４（Ａ１）〜（Ｄ１）及び（Ａ２）〜（Ｄ２）は、本発明に係る電子デバイスの第２の実施形態の製造方法（その２）を説明する各製造工程時の素子平面図及び素子断面図を示す。なお、図３（Ｂ２）〜（Ｄ２）は、同図（Ｂ１）〜（Ｄ１）中の一点鎖線に沿う断面図を示す。本実施形態の製造方法は、フレキシブル基板加工型の製造方法で、本実施形態の電子デバイス３０は、図３及び図４の両方の製造工程により最終的に図３（Ｄ１）の平面図及び図３（Ｄ２）の断面図に示すように、配線膜３２ａ及び３２ｂが表面に形成された歪み緩衝構造部を有するように加工処理されたフレキシブル基板３７と、極薄の半導体回路チップ４０とよりなる構造に製造される。
【００３５】
まず、図３（Ａ１）の平面図及び同図（Ａ２）の断面図に示す加工処理前のフレキシブル基板３１を用意する。ただし、このフレキシブル基板３１の表面には、既にフレキシブル配線膜、フレキシブルセンサ、フレキシブルバッテリなどが形成されている。次に、このフレキシブル基板３１の表面に導電膜を成膜した後、その導電膜に対しフォトリソグラフィ及びエッチングなどの公知技術を適用して、図３（Ｂ１）の平面図及び（Ｂ２）の断面図に示すように、中央の所定サイズの領域に対して、長手方向の各端部から平面がジグザグ形状の配線膜３２ａ及び３２ｂと、複数の電極パッド３３ａ及び３３ｂとをそれぞれパターニング形成する。配線膜３２ａ及び３２ｂのフレキシブル基板３１の側縁部側の端部は、フレキシブル基板３１のフレキシブル配線膜に接続されている。上記中央の所定サイズの領域は、後に半導体回路チップを搭載することを想定したサイズの領域であり、その領域内の複数の電極パッド３３ａ、３３ｂが配線膜３２ａ、３２ｂの端部に接続されている。
【００３６】
続いて、図３（Ｃ１）の平面図及び（Ｃ２）の断面図に示すように、上記中央の所定サイズの領域内に設けられた半導体回路チップの搭載用矩形領域３４と、矩形領域３４の対向する２つの辺の各中央部と、フレキシブル基板３１の側縁部に沿う四角枠３５との間を平面がジグザグ形状の２つの配線膜３２ａ及び３２ｂでそれぞれ接続する形状の基板部分を残した開口部３６を、例えばレーザー加工装置を用いて開口する。このようにフレキシブル基板３１は開口部３６を有するように加工処理されてフレキシブル基板３７となる。この加工処理後のフレキシブル基板３７の、配線膜３２ａ及び３２ｂが表面に形成されたジグザグ状形成部分は歪み緩衝構造部を構成する。
【００３７】
一方、図３の製造工程とは別に、図４（Ａ１）の平面図及び（Ａ２）の断面図に示すシリコン基板３９を用意し、そのシリコン基板３９に図４（Ｂ１）の平面図及び（Ｂ２）の断面図に示すように、極薄の半導体回路チップ４０を公知の方法で作製する。半導体回路チップ４０は、半導体信号処理回路（マイコン含む）や無線通信回路などの電子回路の半導体集積回路（ＩＣ）を内蔵するＩＣチップである。半導体回路チップ４０の表面には、接続用端子である電極パッド４１ａ及び４１ｂが形成される。
【００３８】
続いて、図４（Ｃ１）の平面図及び（Ｃ２）の断面図に３９’で示すように、ＤＲＩＥなどの公知のエッチング方法を適用してシリコン基板３９の厚さを半導体回路チップ４０を残して薄化処理する。続いて、図４（Ｄ１）の平面図及び（Ｄ２）の断面図に示すように、薄化処理したシリコン基板３９’を更に半導体回路チップ４０を残して、その周辺部分を除去するダイシング処理をレーザーを用いて行う。これにより、シリコン基板３９’から極薄の半導体回路チップ４０が切り出される。ダイシング処理後のシリコン基板４２は半導体回路チップ４０の側面のみを覆う。
【００３９】
そして、図３（Ｃ１）の平面図及び（Ｃ２）の断面図に示したフレキシブル基板３７の表面の矩形領域３４に、図４の製造工程により得られた極薄の半導体回路チップ４０が、図３（Ｄ１）の平面図及び（Ｄ２）の断面図に示すように、フェースダウンでボンディングされる。このボンディングは、フレキシブル基板３７の表面の電極パッド３３ａ、３３ｂと半導体回路チップ４０の端子である電極バッド４１ａ、４１ｂとが接合されるように、アライメントマークを設けて顕微鏡などで観察しながら微小な位置調整を行った後実行される。これにより、本実施形態の電子デバイス３０が製造される。
【００４０】
このようにして製造された本実施形態の電子デバイス３０によれば、フレキシブル基板３７の配線膜３２ａ及び３２ｂが表面に形成されたジグザグ状形成部分は歪み緩衝構造部を構成し、一端が四角枠３５上のフレキシブル配線膜に接続されると共に固定されており、他端が半導体回路チップ４０の端部の電極パッドに接続されると共に、半導体回路チップ４０をフレキシブル基板３７の表面に接しないように浮いた状態で弾性的に固定する。このため、フレキシブル基板３７が屈曲しても半導体回路チップ４０はほぼ静止しており、半導体回路チップ４０に歪みとして伝達されることは殆どない。その結果、本実施形態の電子デバイス３０を例えば衣類型ウェアラブルデバイスに使用した場合、衣類型ウェアラブルが伸長したり曲がったりしても、半導体回路チップ４０がフレキシブル基板３７の屈曲に左右されない正確な生体情報の検出及びそれに基づく所期の特性を得ることができ、また極薄の半導体回路チップ４０自体が破断することを防止できる。
【００４１】
（第３の実施形態）
次に、本発明に係る電子デバイスの第３の実施形態について図面と共に説明する。
図５（Ａ１）〜（Ｄ１）及び（Ａ２）〜（Ｄ２）は、本発明に係る電子デバイスの第３の実施形態の製造方法（その１）を、図６（Ａ１）〜（Ｄ１）及び（Ａ２）〜（Ｄ２）は、本発明に係る電子デバイスの第３の実施形態の製造方法（その２）を、図７（Ａ１）〜（Ｃ１）及び（Ａ２）〜（Ｃ２）は、本発明に係る電子デバイスの第３の実施形態の製造方法（その３）を、それぞれ説明する各製造工程時の素子平面図及び素子断面図を示す。なお、図５（Ｂ２）〜（Ｄ２）は、図５（Ｂ１）〜（Ｄ１）中の一点鎖線に沿う断面図、図７（Ａ２）〜（Ｃ２）は、図７（Ａ１）〜（Ｃ１）中の一点鎖線に沿う断面図を示す。本実施形態の製造方法は、弾性体基板接合型の製造方法で、前述したＳＯＩ基板集積型とフレキシブル基板加工型の中間的な製造方法である。本実施形態で製造される電子デバイス５０は、図５乃至図７の製造工程により最終的に図７（Ｃ１）の平面図及び図７（Ｃ２）の断面図に示すように、歪み緩衝構造部を有するように加工処理されたフレキシブル基板６４と、極薄の半導体回路チップ６０と、表面に配線膜５２ａ及び５２ｂが形成された歪み緩衝構造部とよりなる構造である。
【００４２】
次に、本実施形態の製造方法について図５乃至図７と共に説明する。まず、図５（Ａ１）の平面図及び同図（Ａ２）の断面図に示す弾性体基板５１を用意する。弾性体基板５１は、ポリウレタン系あるいはポリエステル系の柔軟性のある樹脂からなる第２のフレキシブル基板で、本実施形態の電子デバイス５０を構成する後述する第１のフレキシブル基板６４と材質及び伸長率は同様であるが、その伸長率は第１のフレキシブル基板６４とやや大きくてもよい（若干剛性があってもよい）。ただし、弾性体基板５１にはフレキシブル配線膜やフレキシブルバッテリなどは形成されていない。
【００４３】
続いて、弾性体基板５１の表面に導電膜を成膜した後、その導電膜に対しフォトリソグラフィ及びエッチングなどの公知技術を適用して、図５（Ｂ１）の平面図及び（Ｂ２）の断面図に示すように、中央の所定サイズの領域に対して、長手方向の各端部から平面がジグザグ形状の配線膜５２ａ及び５２ｂと、複数の電極パッド５３ａ及び５３ｂとをそれぞれパターニング形成する。上記中央の所定サイズの領域は、後に半導体回路チップを搭載することを想定したサイズの領域であり、その領域内に複数の電極パッド５３ａ、５３ｂが形成され、配線膜５２ａ、５２ｂの端部に接続されている。
【００４４】
続いて、図５（Ｃ１）の平面図及び（Ｃ２）の断面図に示すように、上記中央の所定サイズの領域内に設けられた半導体回路チップの搭載用矩形領域５４と、矩形領域５４の対向する２つの辺の各中央部と、弾性体基板５１の側縁部に沿う四角枠５５との間を平面がジグザグ形状の２つの配線膜５２ａ及び５２ｂでそれぞれ接続する形状の基板部分を残した開口部５６を、例えばレーザー加工装置を用いて開口する。このように弾性体基板５１は開口部５６を有するように加工処理されて弾性体基板５７となる。この加工処理後の弾性体基板５７の、配線膜５２ａ及び５２ｂが表面に形成されたジグザグ状形成部分は歪み緩衝構造部を構成する。
【００４５】
続いて、図５（Ｄ１）の平面図及び（Ｄ２）の断面図に示すように、加工処理後の弾性体基板５７の四角枠５５から、粘着剤を用いてあるいはピンセットを用いて、矩形領域５４を、配線膜５２ａ及び５２ｂが表面に形成された平面がジグザグ形状の２つの基板部分でそれぞれ接続する形状の構造体５８が剥離される。
【００４６】
一方、図５の製造工程とは別に、図６（Ａ１）の平面図及び（Ａ２）の断面図に示すシリコン基板５９を用意し、そのシリコン基板５９に図６（Ｂ１）の平面図及び（Ｂ２）の断面図に示すように、極薄の半導体回路チップ６０を公知の方法で作製する。半導体回路チップ６０は、半導体信号処理回路（マイコン含む）や無線通信回路などの電子回路の半導体集積回路（ＩＣ）を内蔵するＩＣチップである。半導体回路チップ６０の表面には、接続用端子である電極パッド６１ａ及び６１ｂが形成される。
【００４７】
続いて、図６（Ｃ１）の平面図及び（Ｃ２）の断面図に５９’で示すように、ＤＲＩＥなどの公知のエッチング方法を適用してシリコン基板５９の厚さを半導体回路チップ６０を残して薄化処理する。続いて、図６（Ｄ１）の平面図及び（Ｄ２）の断面図に示すように、薄化処理したシリコン基板５９’を更に半導体回路チップ６０を残して、その周辺部分を除去するダイシング処理をレーザーを用いて行う。これにより、シリコン基板５９’から極薄の半導体回路チップ６０が切り出される。ダイシング処理後のシリコン基板６２は半導体回路チップ６０の側面のみを覆う。
【００４８】
そして、図５（Ｄ１）の平面図及び（Ｄ２）の断面図に示した弾性体基板５７の表面の矩形領域５４に、図６の製造工程により得られた極薄の半導体回路チップ６０がフェースダウンでボンディングされ、図７（Ａ１）の平面図及び（Ａ２）の断面図に示す主構造体が作製される。このボンディングは、弾性体基板５７の表面の電極パッド５３ａ、５３ｂと半導体回路チップ６０の端子である電極バッド６１ａ、６１ｂとが接合されるように、アライメントマークを設けて顕微鏡などで観察しながら微小な位置調整を行った後実行される。
【００４９】
続いて、矩形領域５４にボンディングされた半導体回路チップ６０を配線膜５２ａ及び５２ｂが表面に形成された平面がジグザグ形状の２つの基板部分でそれぞれ接続する形状の主構造体が、図７（Ｂ１）の平面図及び（Ｂ２）の断面図に示すように、所定高さのプラスチックなどの絶縁体製のスペーサ６５ａ及び６５ｂを介してフレキシブル基板６４に実装される。フレキシブル基板６４は、表面にフレキシブル配線膜やフレキシブルセンサ及びフレキシブルバッテリなど（図示せず）が形成されると共に、表面の所定位置にスペーサ６５ａ及び６５ｂが離間して形成されており、その材質は例えばポリウレタン系やポリエステル系の伸縮性を有する樹脂である。
【００５０】
ここで、スペーサ６５ａ及び６５ｂは、主構造体の長手方向の両端部の裏面位置に対応して設けられており、また、主構造体のフレキシブル基板６４上への実装は、スペーサ６５ａ、６５ｂとの間でのみ公知の方法で固着される。したがって、半導体回路チップ６０は、配線膜５２ａ及び５２ｂが表面に形成された平面がジグザグ形状の２つの基板部分をそれぞれ歪み緩衝構造部とし、その２つの歪み緩衝構造部の両端部及び２つのスペーサ２７ａ、２７ｂのみを介して、フレキシブル基板６４の表面に対してスペーサ６５ａ及び６５ｂの高さ分だけ浮いた状態で固定される。すなわち、半導体回路チップ６０は、２つの歪み緩衝構造部によりフレキシブル基板６４に対して浮いた状態で弾性的に固定・支持される。
【００５１】
そして、最後に、図７（Ｃ１）の平面図及び（Ｃ２）の断面図に示すように、フレキシブル基板６４に形成されているフレキシブル配線膜６３ａ、６３ｂとジグザグ状の配線膜５２ａ、５２ｂの端部との間を、スクリーン印刷などにより導電性ペースト６６ａ、６６ｂを塗布して電気的に接続し、電子デバイス５０の製造が終了する。
【００５２】
このようにして製造された本実施形態の電子デバイス５０によれば、半導体回路チップ６０をフレキシブル基板６４に対して浮いた状態で固定する２つの歪緩衝構造部（構造体５８中の配線膜５２ａ、５２ｂが表面に形成された平面ジグザグ形状基板部分）は、半導体回路チップ６０の両端部のみを固定するとともに、平面形状がジグザグ状であるため半導体回路チップ６０を弾性的に固定する。このため、フレキシブル基板６４が屈曲しても半導体回路チップ６０はほぼ静止しており、半導体回路チップ６０に歪みとして伝達されることを大幅に低減できる。その結果、本実施形態の電子デバイス５０を例えば衣類型ウェアラブルデバイスに使用した場合、衣類型ウェアラブルが伸長したり曲がったりしても、半導体回路チップ６０がフレキシブル基板６４の屈曲に殆ど影響されることなく正確な生体情報の検出及びそれに基づく所期の特性を得ることができ、また極薄の半導体回路チップ６０自体が破断することを防止できる。
【００５３】
以上説明した第１乃至第３の実施形態の製造方法によれば、製造プロセス及び歪み緩衝構造部の材質などの違いはあるが、いずれも極薄の半導体回路チップ１２、４０、６０の端部のみが歪み緩衝構造部により弾性的に固定されているという点、及び極薄の半導体回路チップ１２、４０、６０が直接フレキシブル基板１１、３７、６４と接していないという点で共通する。これにより、いずれの製造方法で作成した電子デバイス１０、３０、５０も前述した所期の効果を得ることができる。なお、第１の実施形態のＳＯＩ基板集積型の製造方法は、半導体回路チップと歪み緩衝構造部とを同じ基板に集積化するため、一枚のウェハ（基板）に作製できる半導体回路チップの数が少ないのに対し、第２の実施形態及び第３の実施形態の製造方法では半導体回路チップを歪み緩衝構造部と異なる基板に作製するため一枚のウェハ（基板）に作製できる半導体回路チップの数を多くでき、単価を安価にできるという効果もある。半導体回路チップの単価はウェハ一枚にどれだけ組み込めるかで決まるからである。
【００５４】
次に、本発明に係る電子デバイスを用いたウェアラブルデバイスについて説明する。図８は、本発明に係る電子デバイスを用いたウェアラブルデバイスの一例の全体構成図を示す。同図において、ウェアラブルデバイス１００は、本発明に係る電子デバイスの半導体回路チップ及び歪み緩衝構造部からなる主構造体１０１がフレキシブル基板１０２上に形成されている。主構造体１０１を構成する平面形状がジグザグ状の歪み緩衝構造部の一方の端部は、同じ主構造体１０１を構成する半導体回路チップの端部の端子に電気的に接続されるとともにフレキシブル基板１０２の表面に接しないように離間した状態で弾性的に固定し、他方の端部がフレキシブル基板１０２の表面に形成されているフレキシブル配線膜１０３に電気的に接続されている。また、フレキシブル基板１０２には、フレキシブルセンサ・バッテリ等１０４が形成されている。ウェアラブルデバイス１００は、フレキシブル基板１０２上に実装された主構造体１０１の上面を、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの樹脂からなるカバーフィルム１０５で被覆した構造である。カバーフィルム１０５は保護膜として機能する。
【００５５】
次に、本発明に係る電子デバイスを用いたウェアラブルデバイスの使用例について説明する。図９は、本発明に係る電子デバイスを用いたウェアラブルデバイスの一例の使用例を示す図である。図９において、図８の構成の電子デバイス１００は、例えばシャツ１５０の設定位置に装着され、シャツ１５０を着た人体の心拍数、呼吸その他必要な人体情報をフレキシブルセンサにより収集する衣類型ウェアラブルデバイスを構成している。このような衣類型ウェアラブルデバイスに本発明に係る電子デバイス１００を用いた場合、シャツ１５０の伸縮に伴いフレキシブル基板（図８の１０２）が伸縮しても、半導体回路チップにはフレキシブル基板の伸縮が歪みとして殆ど伝達されないため、人体情報の検出が正確にできる。
【００５６】
次に、前述した実施形態の電子デバイスをウェアラブルデバイスに適用した場合の概略について説明する。図１０は、第１の実施形態をウェアラブルデバイスに適用した場合の概略模式的構成図、図１１は、第２の実施形態をウェアラブルデバイスに適用した場合の概略模式的構成図、図１２は、第３の実施形態をウェアラブルデバイスに適用した場合の概略模式的構成図を示す。図１０、図１１及び図１２中、図２、図３及び図７と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。第１の実施形態の電子デバイスは、図１０に模式的に示すようにフレキシブル基板１１の下面全面が衣料のテキスタイル１６０に接着されている。第２の実施形態の電子デバイスは、図１１に模式的に示すようにフレキシブル基板３７の端部が衣料のテキスタイル１６０に接着されている。ただし、フレキシブル基板３７の中央の半導体回路チップ４０が搭載されている領域は、テキスタイル１６０の表面に接着されておらず離間している。また、第３の実施形態の電子デバイスは、図１２に模式的に示すようにフレキシブル基板６４の下面全面が衣料のテキスタイル１６０に接着されている。なお、テキスタイル１６０は例えば伸長率１％〜１０％である。
【００５７】
なお、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、例えば歪み緩衝構造部１３ａ、１３ｂ等の平面形状はジグザグ状に限定されるものではなく、半導体回路チップ１２、３６の端部のみを弾性的に支持できる他の形状、例えば図１３の（Ａ）に示すＳ字状や同図（Ｂ）に示すメッシュ状であってもよい。なお、Ｓ字型の歪み緩衝構造で電子回路を保持し、フレキシブル基板で覆うことでフレキシブルな生体センサを作製する研究報告が文献（C.H.Lee,et al.,”Soft Core/Shell Packages for Stretchable Electronics”,Advanced Matrerials,(2015) pp.3698-3704）に記載されている。しかし、この手法は半導体回路チップがパッケージ化されている点と、半導体回路チップが直接フレキシブル基板に接している点とで本発明における歪み緩衝構造部とは異なる。
【００５８】
また、半導体回路チップの端部を直接的に又は間接的に固定・保持する歪み緩衝構造部は２つに限定されるものではなく、複数あればよい。例えば図１４に模式的に示すように半導体回路チップ１７０の３か所の端部をそれぞれ固定・保持する３つの歪み緩衝構造部１７０を有するようにしてもよい。また、図１５に模式的に示すように半導体回路チップ１８０の４か所の端部をそれぞれ固定・保持する４つの歪み緩衝構造部１９０を有するようにしてもよい。更に、図１６に模式的に示すように半導体回路チップ１７０の各辺３か所の端部をそれぞれ別々に固定・保持するメッシュ状の９つの歪み緩衝構造部２００を有するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
人間や動物などの健康モニタリングを目的とした衣類型ウェアラブルデバイスなど、フレキシブルな電子デバイスの使用可能な分野に広く応用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０、３０、５０  電子デバイス
１１、６４、１０２  フレキシブル基板
１２、４０、６０、１７０  半導体回路チップ
１３ａ、１３ｂ、１８０、１９０、２００  歪み緩衝構造部
２０  ＳＯＩ基板
２１、２１’、３９、３９’、４２、５９、５９’  シリコン基板
２２、２２’  シリコン酸化膜層
２３、２３’  表層シリコン層
２４ａ、２４ｂ、３２ａ、３２ｂ、５２ａ、５２ｂ  配線膜
２５  凹部
２６ａ、２６ｂ、６３ａ、６３ｂ、１０３  フレキシブル配線膜
２７ａ、２７ｂ、６５ａ、６５ｂ  スペーサ
２８ａ、２８ｂ、６６ａ、６６ｂ  導電性ペースト
３１  加工処理前のフレキシブル基板
３３ａ、３３ｂ、４１ａ、４１ｂ、５３ａ、５３ｂ、６１ａ、６１ｂ  電極パッド
３４、５４  矩形領域
３５、５５  四角枠
３６、５６  開口部
３７  加工処理後のフレキシブル基板
５１  弾性体基板（第２のフレキシブル基板）
５７  加工処理後の弾性体基板
５８  構造体
１００  ウェアラブルデバイス
１０１  主構造体
１０４  フレキシブルセンサ・バッテリ等
１５０  シャツ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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