(57)【要約】本発明は、基板の上に要素を製作する分野に関する。一実施形態では、本発明は装置である。この装置は、導電パッドを有する集積回路が内部に埋め込まれているストラップを含む。この装置は、集積回路の導電パッドに取り付けられた導電媒体をも含む。代替実施形態では、本発明は方法である。この方法は、導電媒体が集積回路に電気的に接続されるように、集積回路が内部に埋め込まれているストラップに導電媒体を取り付けることを含む。この方法は、大型構成要素が導電媒体に電気的に接続されるように、大型構成要素を導電媒体に取り付けることをも含む。この装置は、集積回路の一部および基板の一部の上に形成された薄膜誘電体層をも含むことができる。
2006504251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電パッドを有する埋込み集積回路を備える基板と、前記集積回路の前記導電パッドに接続された導電媒体とを含むストラップと、
前記導電媒体に接続させられ、前記集積回路に電気的に結合された大型構成要素とを備える装置。
【請求項２】
前記大型構成要素が、前記導電媒体を介して前記集積回路に電気的に直接結合されたアンテナを内部に含む基板である請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記導電媒体がペーストである請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記導電媒体が導電性テープである請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記導電媒体がペーストであり、前記集積回路が無線周波数の応用分野に適した回路を含んでいるナノブロックＩＣである請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記大型構成要素が、前記導電媒体を介して前記集積回路に電気的に直接結合されたアンテナを上に有する基板である請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記集積回路が無線周波数の応用分野で使用するのに適した回路である請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記大型構成要素が、前記導電媒体を介して前記集積回路に電気的に直接結合されたアンテナを上に有する基板である請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記集積回路が電子表示を制御するのに適した回路を含む請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記大型構成要素が、前記導電媒体を介して前記集積回路に電気的に直接結合された表示電極を上に含む基板である請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記大型構成要素が、導体に接続された表示電極を上に含む基板であり、前記導体が前記導電媒体に接続され、それにより前記表示電極を前記集積回路に電気的に結合する請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記表示電極が前記基板の上に印刷される請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記大型構成要素が前記導電媒体を介して前記集積回路に電気的に直接結合されたセンサを内部に含む基板である請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記大型構成要素が前記導電媒体を介して前記集積回路に電気的に直接結合された電源である請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記電源が、前記導電媒体を介して前記集積回路に電気的に直接結合された電池を含む基板である請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記電池が、前記大型構成要素基板の内部に埋め込まれたボタン・セルである請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記電池が、前記大型構成要素基板の上に印刷された厚膜セルである請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記大型構成要素が、前記導電媒体を介して前記集積回路に電気的に直接結合された論理デバイスを上に有する基板である請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
前記導電媒体がキャリアに懸濁された金属粒子である請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記導電媒体が導電性ポリマーである請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
前記導電媒体がカーボン・ベース導体である請求項１に記載の装置。
【請求項２２】
前記基板が柔軟材料である請求項１に記載の装置。
【請求項２３】
導電媒体が集積回路に電気的に接続されるように、集積回路が埋め込まれている基板に導電媒体を取り付けること、および
大型構成要素が前記導電媒体に電気的に接続されるように、大型構成要素を前記導電媒体に取り付けることを備える方法。
【請求項２４】
前記集積回路を前記基板に埋め込むことをさらに備える請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記導電媒体を取り付けることが、前記導電媒体を前記基板の上に印刷して、前記導電媒体を硬化させることによって達成される請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記導電媒体を取り付けることが、前記導電媒体を流体の形態で前記基板の上に被覆して、前記導電媒体を硬化させることによって達成される請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
印刷がスクリーン印刷を備える請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
印刷がステンシル印刷を備える請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
印刷がインク・ジェット・プリンタを使用して印刷することを備える請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
前記導電媒体を被覆することが前記導電媒体を押し出すことを備える請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
前記導電媒体を被覆することがカーテン被覆を備える請求項２６に記載の方法。
【請求項３２】
前記導電媒体を取り付けることが前記導電媒体を積層にして前記基板に重ね合わせることによって達成される請求項２３に記載の方法。
【請求項３３】
前記導電媒体を取り付けることが前記導電媒体を前記基板にホット・プレスすることによって達成される請求項２３に記載の方法。
【請求項３４】
前記集積回路がナノブロックＩＣである請求項２３に記載の方法。
【請求項３５】
前記集積回路が無線周波数の応用分野に適している請求項２３に記載の方法。
【請求項３６】
前記大型構成要素が、前記導電媒体に電気的に接続されたアンテナを上に有する基板である請求項２３に記載の方法。
【請求項３７】
基板に埋め込まれた集積回路と、
前記集積回路の一部と前記基板の一部の上に形成された薄膜誘電体層と、
前記薄膜誘電体層の一部の上に形成され、前記集積回路との直接電気接続を有する導電媒体とを備える装置。
【請求項３８】
前記基板が柔軟材料である請求項３７に記載の装置。
【請求項３９】
前記導電媒体がはんだである請求項３７に記載の装置。
【請求項４０】
前記導電媒体に接続され、前記集積回路に電気的に結合された大型構成要素をさらに備える請求項３７に記載の装置。
【請求項４１】
前記導電媒体が導電性ペーストである請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
前記導電媒体がシルバー・インクである請求項４０に記載の装置。
【請求項４３】
前記導電媒体がテープである請求項４０に記載の装置。
【請求項４４】
前記導電媒体がキャリアに懸濁された金属粒子である請求項４０に記載の装置。
【請求項４５】
前記導電媒体が導電性ポリマーである請求項４０に記載の装置。
【請求項４６】
前記導電媒体がはんだである請求項４０に記載の装置。
【請求項４７】
前記導電媒体がカーボン・ベース導体である請求項４０に記載の装置。
【請求項４８】
前記大型構成要素がアンテナである請求項４０に記載の装置。
【請求項４９】
前記大型構成要素が電源である請求項４０に記載の装置。
【請求項５０】
前記大型構成要素が電池である請求項４９に記載の装置。
【請求項５１】
前記大型構成要素が大型構成要素基板の上に印刷された厚膜セルである請求項４９に記載の装置。
【請求項５２】
前記大型構成要素がボタン・セルである請求項４９に記載の装置。
【請求項５３】
前記大型構成要素がセンサである請求項４０に記載の装置。
【請求項５４】
前記大型構成要素が論理デバイスである請求項４０に記載の装置。
【請求項５５】
前記大型構成要素が表示電極である請求項４０に記載の装置。
【請求項５６】
前記集積回路がナノブロックＩＣである請求項３７に記載の装置。
【請求項５７】
前記集積回路が表示ドライバである請求項３７に記載の装置。
【請求項５８】
前記集積回路が無線周波数識別回路である請求項３７に記載の装置。
【請求項５９】
前記集積回路が無線周波数の応用分野との使用に適した回路である請求項３７に記載の装置。
【請求項６０】
前記大型構成要素が、前記導電媒体を介して前記集積回路に電気的に直接結合されたアンテナを上に有する基板である請求項４０に記載の装置。
【請求項６１】
基板の内部に埋め込まれた集積回路の一部と基板の一部の上に薄膜絶縁体を形成すること、および
前記集積回路に電気的に接続された導電媒体を前記薄膜絶縁体と前記集積回路に取り付けることを備える方法。
【請求項６２】
大型構成要素が前記集積回路に電気的に結合されるように、大型構成要素を前記導電媒体に接続することをさらに備える請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
前記集積回路を前記基板に埋め込むことをさらに備える請求項６１に記載の方法。
【請求項６４】
テープを前記基板の上の前記導電媒体に接着させること、および
前記テープを大型構成要素に接着させ、それにより、前記大型構成要素を導電媒体に取り付け、それにより、前記大型構成要素を前記集積回路に電気的に結合することをさらに備える請求項６１に記載の方法。
【請求項６５】
前記薄膜絶縁体を形成することが、
前記薄膜絶縁体を前記集積回路の上および前記基板の上に形成させること、および
フォトリソグラフィ・プロセスにより、前記薄膜絶縁体をパターン化することを含む請求項６１に記載の方法。
【請求項６６】
前記導電媒体を取り付けることが導電性インクを印刷することを含む請求項６１に記載の方法。
【請求項６７】
前記導電媒体を取り付けることが導電性ペーストをスクリーン印刷すること、および前記導電性ペーストを硬化させることを含む請求項６１に記載の方法。
【請求項６８】
前記導電媒体を取り付けることがはんだペーストをスクリーン印刷すること、および前記はんだをリフローすることを含む請求項６５に記載の方法。
【請求項６９】
前記導電媒体を取り付けることが導電性テープを加えることを含む請求項６１に記載の方法。
【請求項７０】
導電性テープが積層化される請求項６９に記載の方法。
【請求項７１】
導電性テープがホット・プレスされる請求項６９に記載の方法。
【請求項７２】
前記導電媒体を取り付けることが押出し被覆を含む請求項６１に記載の方法。
【請求項７３】
前記導電媒体を取り付けることがカーテン被覆を含む請求項６１に記載の方法。
【請求項７４】
前記導電媒体を取り付けることがカーボン・ベース導体を加えることを含む請求項６１に記載の方法。
【請求項７５】
前記導電媒体を取り付けることが導電性ポリマーを加えることを含む請求項６１に記載の方法。
【請求項７６】
前記導電媒体を取り付けることが内部に懸濁された金属粒子を含むキャリアを用いることを含む請求項６１に記載の方法。
【請求項７７】
前記導電媒体を取り付けることがインク・ジェット印刷を含む請求項６１に記載の方法。
【請求項７８】
前記大型構成要素がアンテナである請求項６２に記載の方法。
【請求項７９】
前記大型構成要素が電源である請求項６２に記載の方法。
【請求項８０】
前記大型構成要素が表示電極である請求項６２に記載の方法。
【請求項８１】
前記大型構成要素がセンサである請求項６２に記載の方法。
【請求項８２】
前記大型構成要素が論理デバイスである請求項６２に記載の方法。
【請求項８３】
前記集積回路が無線周波数の応用分野に適している請求項６２に記載の方法。
【請求項８４】
前記集積回路が表示ドライバである請求項６２に記載の方法。
【請求項８５】
前記集積回路がナノブロックＩＣである請求項６２に記載の方法。
【請求項８６】
前記集積回路を製作することをさらに備える請求項６１に記載の方法。
【請求項８７】
導電パッドを有する集積回路が埋め込まれている基板と、
前記集積回路の前記導電パッドに取り付けられた導電媒体とを備える装置。
【請求項８８】
前記基板が柔軟材料である請求項８７に記載の装置。
【請求項８９】
前記導電媒体に取り付けられ、前記集積回路に電気的に結合された大型構成要素をさらに備える請求項８７に記載の装置。
【請求項９０】
前記基板が前記導電媒体を介して前記集積回路に電気的に直接結合された論理デバイスを上に有する請求項８７に記載の装置。
【請求項９１】
前記導電媒体がはんだである請求項９０に記載の装置。
【請求項９２】
前記論理装置がマイクロプロセッサである請求項８９に記載の装置。
【請求項９３】
前記論理デバイスがメモリ集積回路である請求項８９に記載の装置。
【請求項９４】
前記基板が、前記論理デバイスが前記導電媒体を介して電気的に直接結合された電源を上に有する請求項８９に記載の装置。
【請求項９５】
前記電源が厚膜セルである請求項９４に記載の装置。
【請求項９６】
前記電源がボタン・セルである請求項９４に記載の装置。
【請求項９７】
前記基板が前記導電媒体を介して前記集積回路に電気的に直接結合されたアンテナを上に印刷されて有する請求項８７に記載の装置。
【請求項９８】
前記導電媒体が前記基板の上にアンテナとして形成される請求項８７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、一般に、大きなサイズの構成要素と小さなサイズの構成要素の両方を有する装置とそのような装置を作成する方法に関する。本発明は、より具体的には、ＶＬＳＩ集積回路とマクロ・スケール構成要素を組合せて単一デバイスを形成することに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＶＬＳＩは、顕微鏡規模やより小さな構成要素を製造するための多くの有効な方法を提供する。そのような小型化により、動作速度、フットプリントのサイズ、必要な資源の量、電子デバイスを製造する速さなどの点で多くの利点が得られる。
【０００３】
残念ながら、電子デバイスのいくつかの構成要素は、周知のＶＬＳＩプロセスによる形成には十分に適しているとはいえない。それらの構成要素は、ＶＬＳＩにより形成されたデバイスやそのデバイスの構成要素に比べて必然的に非常に大きい（肉眼で見える規模）。そのような構成要素の１つはアンテナである。好ましい周波数で適切に伝送できるような長さを有する必要がある。その問題の長さは、センチメートルやメートルで測定することができる程度である。３０ｃｍの導体（たとえば）は、より安価なプロセスで簡単に形成することができるので、アンテナとして使用するために導体をＶＬＳＩを使用して形成することは、時間と材料資源を浪費する傾向がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、アンテナなどの大型構成要素を集積回路などの小規模構成要素と組み合わせることが問題となる。従来の無線通信では、集積回路、印刷回路板上の導体、印刷回路板に取り付けられたコネクタ、そのコネクタに取り付けられたアンテナからなるパッケージを使用することがある。この手法は、硬いパッケージを有し、サイズの制約が柔軟なデバイスには十分に簡単である。しかし、他の応用分野は、サイズや材料のコストに対して、より厳しい要件を有することがある。
【０００５】
具体的には、機能を低下させずに曲げたり、他の乱暴な扱いができたりする柔軟材料を備えた小型無線送信器を持つことは有用であろう。同様に、そのような小型無線送信器は、数百万または数１０億の単位で迅速に生産可能であることが必要であり、したがって、組立てが容易なことや、単位当たりの材料が比較的安価であることが必要である。印刷回路板の手法をそのような無線送信器に使用することは成功しない可能性が高い。さらに、熱硬化のような時間（および／または空間）を消費する処理作業を回避することが有利である。
【０００６】
集積回路などの要素を別々に生産し、次いで、異なる、またおそらくはより大きな基板の上の所望の位置に配置することも可能である。従来の技術は、一般に、決定論的方法やランダム方法の２つのタイプに分類することができる。ピック・アンド・プレースなどの決定論的方法は、人間またはロボットのアームを使用して各要素を拾い、それを異なる基板の対応する位置に配置する。ピック・アンド・プレース方法は、一般に一度に１つのデバイスを配置するもので、能動マトリックス液晶表示装置などの大きなアレイに必要とされる非常に小さいまたは多数の要素には一般に適用できない。ランダム配置技術は、より有効であり、配置される要素が正しい形状である場合、高い歩留まりをもたらす。米国特許第５，５４５，２９１号と米国特許第５，９０４，５４５号がランダム配置を使用する方法を記載している。この方法では、微細構造が、流体輸送により異なる基板の上に組み立てられる。これは、流体自己組立て（fluidic self assembly:ＦＳＡ）と呼ばれることがある。この技術を使用して、それぞれが機能構成要素を含んでいる様々な集積回路を１つの基板の上に製作し、次いで、その基板から分離させ、流体自己組立てプロセスにより別の基板の上に組み立てる。プロセスには、集積回路を流体に混ぜること、および基板を受け取る表面に流体と集積回路を送ることが含まれる。その表面には受け取り領域（開口など）を備えている。集積回路は、表面上を流体とともに流れ、受け取り領域の上にランダムに並び、それにより基板に埋め込まれる。
【０００７】
集積回路が受け取り領域に置かれた後、デバイスの残りを組み立てることができる。通常、これは、電気絶縁性や物理的な保持力を集積回路に与えるために、基板を平坦化層で被覆することを含む。平坦化層は、集積回路によって充填されていない受け取り領域の部分を埋めることによって、基板の上に水平面を形成する。平坦化層が形成された後、画素電極やトレースなどを含めて他の要素を装備することが可能である。
【０００８】
ＦＳＡを使用して、デバイスの機能構成要素を製造し、デバイスの残りとは別に試験することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、一般に、基板の上に要素を製作する分野に関する。一実施態様では、本発明は装置である。この装置は、導電パッドを有する集積回路が埋め込まれている基板を含む。この装置は、集積回路の導電パッドに接続された導電媒体をさらに含む。この装置は、導電媒体に接続させられた大型構成要素をも含み、大型構成要素は集積回路に電気的に結合されている。
【００１０】
代替実施態様では、本発明は方法である。この方法は、導電媒体が集積回路に電気的に接続されるように、集積回路が埋め込まれている基板に導電媒体を取り付けることを含む。この方法は、大型構成要素が導電媒体に電気的に接続されるように、大型構成要素を導電媒体に取り付けることをも含む。
【００１１】
他の代替実施態様では、本発明は装置である。この装置は、基板の内部に埋め込まれた集積回路を含む。この装置は、集積回路の一部と基板の一部の上に形成された薄膜誘電体層をも含む。この装置は、薄膜誘電体層の一部の上に形成された導電媒体をさらに含み、その導電媒体が集積回路と直接電気的に接続される。
【００１２】
他の代替実施態様では、本発明は方法である。この方法は、基板の内部に埋め込まれている集積回路の一部と基板の一部の上に薄膜絶縁体を形成することを含む。この方法は、導電媒体を薄膜絶縁体と集積回路に取り付けることをも含み、その導電媒体は、集積回路に電気的に接続される。
【００１３】
他の代替実施態様では、本発明は装置である。この装置は、導電パッドを有する集積回路が埋め込まれている基板を備えるストラップ、および集積回路の導電パッドに取り付けられた導電媒体を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
限定的ではなく例として、本発明を添付の図面において示す。
【００１５】
図１はストラップの実施形態の側面図である。
【００１６】
図２は大型構成要素に取り付けられた図１のストラップの実施形態の側面図である。
【００１７】
図３Ａは線Ａ−Ａに沿った図１の装置の実施形態を示す図である。
【００１８】
図３Ｂは線Ｂ−Ｂに沿った図２の装置の実施形態を示す図である。
【００１９】
図４はアンテナの実施形態を示す図である。
【００２０】
図５はナノブロックＩＣを含んでいるストラップが接着されているテープ・スプールの実施形態を示す図である。
【００２１】
図６は小さなサイズの構成要素と大きなサイズの構成要素の両方を含んでいる装置を形成する方法の実施形態を示す図である。
【００２２】
図７は小さなサイズの構成要素と大きなサイズの構成要素の両方を含んでいる装置を形成する方法の代替実施形態を示す図である。
【００２３】
図８は側面からストラップの代替実施形態を示す図である。
【００２４】
図９は側面からストラップの他の代替実施形態を示す図である。
【００２５】
図１０はストラップの他の代替実施形態の側面図である。
【００２６】
図１１は小さなサイズの構成要素と大きなサイズの構成要素の両方を含んでいる装置を形成する方法の他の代替実施形態を示す図である。
【００２７】
図１２Ａは基板の他の実施形態の平面図である。
【００２８】
図１２Ｂは基板の他の実施形態の側面図である。
【００２９】
図１３は基板の他の実施形態の側面図である。
【００３０】
図１４は基板の他の実施形態の側面図である。
【００３１】
小さなサイズの構成要素と大きなサイズの構成要素とを組み込んでいる装置およびそれを作成する方法について記述する。以下の記述では、説明を目的として、本発明の完全な理解を与えるために、多くの特定の詳細を記述する。しかし、これらの特定の詳細を使用せずに本発明を実施することができることが、当業者には明らかになるであろう。他の事例については、本発明をあいまいにすることを回避するために、構造およびデバイスはブロック図の形態で示す。
【００３２】
「一実施形態」または「１つの実施形態」という本明細書での言及は、実施形態に関連して記述される特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書の様々な箇所における「一実施形態では」という句の出現は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指すわけではなく、また、別々の実施形態または代替実施形態は、互いに他の実施形態を除くわけではない。
【００３３】
本発明は、一般に、基板の上に要素を製作する分野に関する。一実施形態では、本発明は装置である。この装置には、埋込み集積回路を有する基板と、ＩＣの導電パッドに接続させられた導電媒体とを含むストラップが含まれる。この装置は、導電媒体に接続させられた大型構成要素をも含み、大型構成要素は集積回路に電気的に結合される。
【００３４】
代替実施形態では、本発明は方法である。この方法は、導電媒体が集積回路に電気的に接続されるように、埋め込まれた集積回路を有する基板に導電媒体を取り付けることによってストラップを作成することを含む。この方法は、大型構成要素が集積回路に電気的に接続されるように、大型構成要素を導電媒体に接続させることをも含む。導電媒体は、スクリーン印刷、ステンシル印刷、もしくはインク・ジェット印刷、積層化、ホット・プレス、レーザ支援化学蒸着、物理的な蒸着、シャドー・マスキング、蒸発、押出し被覆、カーテン被覆、電気めっき、または他の付加的な技術によって形成することが可能である。導電媒体は、流体、シルバー・インク、導電性テープ（導電性フィラーを有する熱可塑性ポリマーまたは熱硬化性ポリマー）、導電性ペースト（ポリマー・マトリックスのはんだペーストまたは導電性フィラー）、はんだ、金属膜、キャリアに懸濁された金属粒子、導電性ポリマー、カーボン・ベース導体、または他の厚膜材料などとすることが可能である。１つの例示的な導電媒体産物は、アチソン・コロイド・エレクトロダグ（Ｅｌｅｃｔｒｏｄａｇ）４７９５である。
【００３５】
他の代替実施形態では、本発明は装置である。この装置は基板の内部に埋め込まれた集積回路を含む。この装置は、集積回路の一部および基板の一部に形成された薄膜誘電体層をも含む。この装置は、薄膜誘電体層の一部の上に形成された導電媒体をさらに含み、導電媒体は、集積回路と直接電気的に接続させられている。この装置はストラップと呼ばれる。
【００３６】
他の代替実施形態では、本発明は方法である。この方法は、集積回路の一部と基板の一部の上に薄膜絶縁体を形成することを含み、集積回路が基板の内部に埋め込まれている。この方法は、導電媒体を薄膜絶縁体と集積回路に取り付けることをも含み、導電媒体は集積回路に電気的に接続される。
【００３７】
他の代替実施形態では、本発明は装置である。この装置は、集積回路が埋め込まれている基板を含み、集積回路は導電パッドを有する。この装置は、集積回路の導電パッドに接続させられた導電媒体をも含む。この装置はストラップと呼ばれる。
【００３８】
他の代替実施形態では、本発明は装置である。この装置には、ナノブロック（商標）ＩＣ（ナノブロックは、エイリアン・テクノロジ・コーポレーション（ＡＬＩＥＮ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）の商標である）が埋め込まれているストラップと、ナノブロックＩＣに電気的に結合された導体とが含まれる。ナノブロックＩＣは、たとえば、従来のＶＬＳＩ手続きを使用して生産して、流体自己組立て（ＦＳＡ）を使用して埋め込まれてもよい。基板には、ナノブロックＩＣと導体とを電気的に結合させる導電媒体が取り付けられている。導電媒体が、アンテナを含んでいる基板に取り付けられ、アンテナとナノブロックＩＣとを電気的に結合している。
【００３９】
他の代替実施形態では、本発明は方法である。この方法は、導電媒体がナノブロックＩＣに電気的に結合され、それによりストラップが形成されるように、ナノブロックＩＣが埋め込まれている基板に導電媒体を取り付けることを含む。この方法は、大型構成要素が導電媒体に電気的に接続または結合されるように、大型構成要素を導電媒体に接続させることをさらに含む。この方法は、ナノブロックＩＣを製作し、ＦＳＡを実施してナノブロックＩＣを基板に埋め込むことをさらに含む。この方法は、他の例の中でも、アンテナ、電池もしくはボタン・セルなどの電源、またはストラップもしくは他の基板の上に印刷された厚膜セル、表示電極もしくは表示装置、論理デバイスもしくはセンサなどとすることが可能である大型構成要素を含むことも可能である。
【００４０】
他の代替実施形態では、本発明は装置である。この装置は、ナノブロックＩＣが埋め込まれている基板を含む。この基板には、導電媒体が取り付けられており、ナノブロックＩＣと導電媒体との間を電気的に接続する。導電媒体には、アンテナなどの基板が取り付けられ、アンテナとナノブロックＩＣとを電気的に結合させる。
【００４１】
この文献の以上の記述および以下の記述の議論では、薄膜プロセスと厚膜プロセスとを区別しなければならない。薄膜は、真空または低圧のプロセスを使用することにより堆積させられる。厚膜は、たいてい大気圧またはその近傍において、非真空プロセスを使用して形成される。当業者なら、大気圧とは対照的に、真空の低圧について周囲圧力の正確な大きさを記述することは困難な可能性があることを理解するであろう。しかし、当業者なら、低圧と大気圧との差は、大気圧と比較して相対的に大きいことも理解するであろう。
【００４２】
図１は、埋め込まれたナノブロックＩＣと、平坦化層と、ナノブロック（商標）ＩＣの上のパッドに接触する導電媒体とを有する基板を含んでいるストラップの実施形態の側面図を示す。基板１１０は、ナノブロックＩＣを含むように内部に開口を有し、たとえば柔軟なプラスチック基板とすることが可能である。ナノブロックＩＣ１２０は、従来のＶＬＳＩにより形成されたナノブロックＩＣである。ナノブロックＩＣ１２０は、ＦＳＡなどにより基板１１０の開口に埋め込むことが可能である。ナノブロックＩＣ１２０は、集積回路と矛盾しない様々な機能または構造を有する。一実施形態では、ナノブロックＩＣ１２０は、外部アンテナから無線信号を受信し、外部アンテナを介して無線信号を送信するのに適した回路を含む。さらに、一実施形態では、ナノブロックＩＣ１２０は、外部アンテナを介して外部源から電力を受け取り、そのような電力を使用して、外部アンテナを介して無線信号を送信することが可能である。
【００４３】
ナノブロックＩＣ１２０の上に平坦化層１３０が形成されている。これは、従来の薄膜堆積、パターン化、エッチング、または他の同様の方法により形成され、二酸化ケイ素などの絶縁材料で形成される。平坦化層１３０の上には、２つの導体１４０が形成される。これは、スクリーン印刷導電性ペーストなどで形成させることが可能であり、平坦化層１３０の２つのコンタクト・ホールにも入れられる。２つの導体１４０は、ナノブロックＩＣ１２０の導電パッドに接続されることが好ましく、２つの導体１４０は、互いに直接接続しないことが好ましい。導体１４０の上には絶縁層１５０が形成され、これは、薄膜プロセスまたは厚膜プロセスなどにより形成され、２つの導体１４０間の空間を埋める。導体は、いくつかの場合では、設計によって集積回路の複数のパッドに接続することが可能であることが理解されるであろう。そのような状況の一例は、共通の接地電位を達成するように、ＩＣのすべての接地パッドを単一の導体に接続することである。
【００４４】
ナノブロックＩＣ１２０に十分に大きなパッドを形成することで、２つの導体とナノブロックＩＣとを直接接続させ、それにより導体を介在させる必要性を回避できることが理解されるであろう。また、そのような構造は、いくつかの実施形態では、いくつかの導電媒体が等方導電性を有するので、あらゆる大型構成要素とナノブロックＩＣとの導電媒体を介した直接（垂直）接続を必要とすることが理解されるであろう。さらに、導電媒体は、キャリアに懸濁された金属粒子、導電性ポリマー、ペースト、シルバー・インク、カーボン・ベース導体、はんだ、および他の導体を含むことが可能であることに留意されたい。また、本出願において議論する大型構成要素は、アンテナ、電子表示装置と表示電極、センサ、電池や太陽電池などの電源、または他の論理デバイスもしくはメモリ・デバイス（マイクロプロセッサ、メモリ、および他の論理デバイスなどであるが、これに限定されない）などとすることが可能であることに留意されたい。
【００４５】
図２は、大型構成要素に取り付けられた図１のストラップの実施形態の側面図を示す。導体２７０は、それぞれ、導体１４０の１つへ直接接続されており、絶縁層１５０、平坦化層１３０、基板１１０の１つまたは複数への潜在的な接続を持っている。導体２７０のそれぞれには、アンテナの導電パッドまたはアンテナの導電性端部などである導体２８０の１つが取り付けられる。したがって、図示したように、導体２８０のそれぞれは、ナノブロックＩＣ１２０に（電気的に）結合されていると述べることができる。基板２９０は、導体２８０が埋め込まれている、または導体２８０が取り付けられている材料であり、絶縁性であることが好ましい。
【００４６】
空間２６０は、２つの導体２７０間の空間であり、基板２９０および／または絶縁体１５０によって占められていてもよく、また空隙として構造に残すことも可能である。ほとんどの応用分野では、２つの導体２７０のそれぞれは、他の導体２７０に直接接続されないことに留意することが重要であり、２つの導体２８０に関しても同様に述べることが可能である。
【００４７】
一実施形態では、導電媒体２７０は、導電性テープ（ソニーＤＰ１１２２などを含めて、ソニー・コーポレーションから入手可能なものなど）である。さらに、導電性テープは、等方的導電性でも非等方的導電性でもかまわない。そのような導電性テープは、テープをストラップの並び沿って転がし、十分な圧力と可能であれば熱とを加えて、テープをストラップに接着させ、個々のストラップに分離するためにテープを切断することによって接着させることが可能である。これは、様々な方式で実施することができる。
【００４８】
別法として、導電媒体２７０または１４０は、スクリーン印刷プロセスなどによりストラップの上に載せられた導電性ペースト（エーブルボンド（Ａｂｌｅｂｏｎｄ）８１７５Ａなどを含めて、エーブルスティック（Ａｂｌｅｓｔｉｃｋ）から入手可能なものなど）とすることも可能である。そのようなペーストは、全体的な製造許容度に対して中間的な分解能でストラップの上にスクリーニングすることが可能であり、それにより、導体１４０への有用な接続が可能である。さらに、導電媒体２７０は、キャリアに懸濁された金属粒子、導電性ポリマー、カーボン・ベース導体、はんだ、または他の導電媒体とすることも可能であることを当業者なら理解するであろう。
【００４９】
図３Ａは、線Ａ−Ａによって示した方向における図１のストラップの実施形態の図を示す。基板１１０と、ナノブロックＩＣ１２０と、平坦化層１３０と、導体１４０と、絶縁層１５０との間の様々な重複が、すべて示されている。さらに、平坦化層１３０のコンタクト・ホール３１５も示されており、これにより、導体１４０とナノブロックＩＣ１２０との接続が明らとなるであろう。
【００５０】
図３Ｂは、線Ｂ−Ｂによって示した方向における図２の装置の実施形態の図を示す。導電層１４０と、絶縁層１５０と、導体２８０との間の重複が示されている。明瞭にするために、基板１１０も示されており、基板２９０は示されていない。
【００５１】
図４は、アンテナの実施形態を示す。各アーム４５５は、アンテナ導体パッド２８０に接続される。代替実施形態では、アームとパッドの両方が単一の一体構造となるように、アーム４５５に導体パッド２８０を形成することが可能であることに留意されたい。
【００５２】
図５は、ナノブロックＩＣを含んでいるストラップを接着させたテープ・スプールの実施形態を示す。各ストラップ５０５（その１つの例示的なストラップ５０５が符号付けされている）が、一対の導電性テープ・ストリップ５１５に接着されている。テープ・ストリップ５１５はより大きなスプールを形成しており、これは、スプーリング用のスルーホール５２５をも含む。一実施形態では、テープ・ストリップ５１５は、非等方性導電膜（ＡＣＦ）とすることが可能であり、ストラップ５０５の導体がＡＣＦに接着されている。代替実施形態では、導電媒体は、テープ・ストリップ５１５によって接着された表面と対向するストラップ５０５の表面上にあるようにしてもよい。さらに、どちらの実施形態のテープ・スプールも、ストラップ列の間にギャップを形成することが可能であり、ストラップの単一列を形成するように、ギャップによってテープを細長く切ることができる。
【００５３】
図６は、小さなサイズの構成要素と大きなサイズの構成要素の両方を含んでいる装置を形成する方法の実施形態を示す。ブロック６１０において、従来のＶＬＳＩ方法などにより、集積回路が製作される。ブロック６２０において、集積回路が基板に埋め込まれる。ブロック６３０において、平坦化層と絶縁層を形成するための処理が行われ、厚膜絶縁体が形成される（当業者なら、薄膜絶縁層を形成することも可能であることを理解するであろう）。ブロック６４０において、導電媒体が、ペーストによるスクリーン印刷や他の付加的なプロセスなどにより、基板に設けられる。ブロック６５０において、大型構成要素がその導電媒体に取り付けられる。一実施形態では、図５のテープ・スプールを使用して、各ストラップを個々に取り付けることによって、大ボリュームのストラップを大型構成要素に取り付け取付け、その後にテープを切断することが可能であることに留意されたい。代替実施形態では、導電媒体がＩＣが埋め込まれている基板に直接設けられ、絶縁層は省略される。
【００５４】
図７は、小さなサイズの構成要素と大きなサイズの構成要素の両方を含んでいる装置を形成する方法の代替実施形態を示し、ナノブロックＩＣを使用するＲＦ−ＩＤタグの製作を具体的に参照する。ブロック７１０において、ナノブロックＩＣは、従来のＶＬＳＩ方法などにより製作される。ブロック７２０において、ナノブロックＩＣは、ＦＳＡにより基板に埋め込まれる。ブロック７３０において、平坦化層および／または絶縁層を形成するためのあらゆる必要な事後ＦＳＡ処理が行われる。具体的には、少なくとも１つの薄膜誘電体層が形成される。当業者なら、薄膜誘電体は、代替実施形態では必要ないことを理解するであろう。ブロック７４０において、第１導電媒体が、基板の上にスクリーニングされたペーストの形態などで基板に設けられ、それによりストラップが作られる。ブロック７５０において、導電テープがストラップの上の導電媒体に接着される。ブロック７６０において、アンテナが対応するストラップのナノブロックＩＣに電気的に結合されるように、アンテナがストラップに接続される。
【００５５】
図８は、ストラップの代替実施形態を側面で示す。図８の実施形態は、図１の実施形態と同様であることが理解されるであろう。しかし、図８は、パッド８２５を有する集積回路８２０が内部（開口において）に埋め込まれている基板８１０が示されている。シルバー・インクなど、付加的なプロセスを使用することにより、各パッドに導電媒体８４０が設けられる。常にというわけではないが、導電媒体８４０が一つのパッド８２５とだけ直接接触するように形成され、それにより、回路の各電気的接触のための導体を分離させることができる。
【００５６】
さらに、パッド８２５が、ＶＬＳＩデバイスに一般的であるサイズよりはるかに大きい外形サイズを有する材料（導電媒体８４０）と直接接続されなければならないので、パッド８２５のサイズは、図１のナノブロック１２０などの集積回路上にある同様のパッドのサイズより大きいことが理解されるであろう。一実施形態では、導電媒体８４０は、堆積後が約１０〜１５μｍの厚さで、最終的には１μｍ以下程度になることがあり、パッド８２５は、２０×２０μｍ以上程度の最小寸法となるであろうことに留意されたい。
【００５７】
図９は、側面からストラップの他の代替実施形態を示す。図９は、図８の実施形態と同様の実施形態を示すが、絶縁体をさらに組み込んでいる。基板９１０は、内部に埋め込まれた集積回路９２０を含む。パッド９２５は集積回路９２０の一部であり、パッド８２５と同様の寸法となるであろう。絶縁体（誘電体）９３０が厚膜プロセスの使用により集積回路９２０の上に堆積される。絶縁体９３０は１０（ミクロン）程度の厚さである。また、導電媒体９４０が、付加的プロセスで形成されて絶縁体９３０とパッド９２５のある部分の両方を覆い、それにより、集積回路９２０と大型構成要素との間の電気的接触が行われる。導電媒体９４０は導電媒体８４０と同様の特性を有している。
【００５８】
図１０は、ストラップの他の代替実施形態の側面図を示す。この実施形態では、絶縁体１０３０はバイアがパターン化された薄膜絶縁体であり、このバイアを介して、導電媒体１０４０が集積回路１０２０のパッド１０２５と接触することが可能である。バイアは、図８、９の導体構成要素の絶縁体のいずれよりも精密なパターン化を必要とすることが理解されるであろう。さらに、基板１０１０は、図９のような限定された領域ではなく、ほぼ表面全体を覆う絶縁体１０３０を有することが可能であることが理解されるであろう。さらに、集積回路１０２０上のパッド１０２５は集積回路９２０、８２０の同様のパッドより小さくてもよいことが理解されるであろう。
【００５９】
図１１は、小さなサイズの構成要素と大きなサイズの構成要素の両方を含む装置を形成する方法の他の代替実施形態を示す。ブロック１１１０において、集積回路が支持基板の内部に埋め込まれる。ブロック１１２０において、薄膜絶縁体が基板に形成される。ブロック１１３０において、フォトリソグラフィ薄膜プロセスなどにより絶縁体がパターン化され、それにより、結合パッドや導電パッドなど、基板または集積回路の一部が露出されるように絶縁体の一部が除去される。フォトレジストを洗浄するなどの清浄を、絶縁体の形成、パターニング、またはポスト・エッチング段階の一部に含むことが可能である。別法として、感光性の絶縁体または誘電体を使用することで、たとえばフォトレジストの必要性を排除することが可能であることが理解されるであろう。
【００６０】
ブロック１１４０において、導電媒体が基板に形成され、絶縁体のすべてまたは一部を被覆する。ブロック１１５０において、適切な導体を形成する必要に応じて、導電媒体を処理する（熱硬化など）。シルバー・インクの硬化は、様々な製造プロセスの妥当な硬化時間を有するいくつかの形成では、９０〜１００℃において可能であることが当技術分野では既知であることに留意されたい。硬化時間は変化し、当業者なら、周囲の製造プロセスや生産されるデバイスの必要性に対して硬化プロセスを適合させることが可能であることが理解されるであろう。ブロック１１６０において、大型構成要素が導電媒体に接続され、それにより、集積回路との電気的結合が達成される。また、ブロック１１６０の導電媒体の最終処理は、大型構成要素がブロック１１７０で取り付けられた後に実施することが可能であることに留意されたい。
【００６１】
主として、以上の記述は、集積回路が埋め込まれているストラップを別々の大型構成要素に取り付けることに関して本発明を使用することを対象としていた。別々の大型構成要素が関与していない他の実施形態が存在することが理解されるであろう。具体的には、大きなサイズの構成要素は、アンテナとして作用する埋込み導体など、ストラップの一部として組み込むことが可能であり、または図１２ａ、１２ｂに示すようにストラップの上に形成することが可能である。印刷またはそうでない場合は付加的処理技術を使用して、ストラップの上に導電媒体のアンテナ１２４０を形成することが、一選択肢である。
【００６２】
別法として、電源、センサ、論理デバイスなどの他の大きなサイズの構成要素をストラップの上に形成する、またはストラップに取り付けることが可能である。ナノブロックＩＣをストラップ上のそのような大きなサイズの構成要素と相互接続することは、導電媒体１４４０を使用することにより達成することが可能であり、図１４に示すように、大きなサイズの構成要素１４６０と小さなサイズの（ナノブロックＩＣなど）構成要素１４２０とを電気的に結合させることができる。さらに、導電媒体１３４０を使用して、図１３に示すように、２つのナノブロックＩＣなど、単一基板に埋め込まれている２つ以上の小さなサイズの構成要素を相互接続することも可能である。
【００６３】
図１２Ａは、基板の他の実施形態の平面図を示す。基板１２１０は、柔軟材料または剛性材料を含めて、以前に議論したような基板とすることが可能である。集積回路（ＩＣ）１２２０が基板１２１０の開口に埋め込まれる。絶縁体１２３０は、基板１２１０とＩＣ１２２０の両方の上にある絶縁材料の層（または誘電体層）であり、平面特性を有している。コンタクト・ホール１２１５は、ＩＣ１２２０のコンタクト・パッドの上側の絶縁体１２３０にあるホールであり、ＩＣ１２２０と導電媒体１２４０との物理的な接触と電気的な接続を行っている。層１２５０は、導電媒体１２４０、絶縁体１２３０、基板１２１０の一部の上、およびすべてのＩＣ１２２０の上にある他の絶縁体または誘電体である。様々な層の実際の構成をかなり変えることが可能であることに留意されたい。たとえば、導電媒体１２４０は、アンテナの２つのアームとして形成され、無線周波数の応用分野に有用であろう。しかし、電池、センサ、電源、ボタン・セル、表示装置、その表示電極は、導電媒体や他の材料を使用することにより形成することが可能である。
【００６４】
図１２Ｂは、基板の他の実施形態の側面図を示す。図示したように、導電媒体１２４０は、ＩＣ１２２０と直接接触するように、図１２Ａのコンタクト・ホール１２１５を満たしている。さらに、導電媒体１２４０として図示されているセグメントは、アンテナが絶縁体１２３０の表面に沿ってその経路をたどる際のそのアンテナの様々なセグメントに対応していることが理解されるであろう。いくつかの場合では、それらの線に沿った絶縁体１２３０が無くても良いことが理解されるであろう。
【００６５】
図１３は、基板の他の実施形態の側面図を示す。基板１３１０は、第１集積回路（ＩＣ）１３２０と第２集積回路（ＩＣ）１３２５を含む。絶縁体１３３０が、ＩＣ１３２０、ＩＣ１３２５と基板１３１０の上に形成される。導電媒体１３４０が絶縁体１３３０の上に形成され、ＩＣ１３２０とＩＣ１３２５の両方に接触する。導電媒体１３４０の一部がＩＣ１３２０とＩＣ１３２５とに電気的に接続され、それにより、ＩＣ１３２０をＩＣ１３２５に電気的に結合させる。ＩＣ１３２０、ＩＣ１３２５の双方の上に絶縁層１３５０が形成されている。
【００６６】
図１４は、基板の他の実施形態の側面図を示す。基板１４１０は、ＩＣ１４２０の開口に埋め込まれている。基板１４１０とＩＣ１４２０の上に絶縁体１４３０が形成されている。導電媒体１４４０が絶縁体１４３０の上に形成されかつＩＣ１４２０に接続され、さらに導電媒体１４４０の一部がセンサ１４６０に接続され、それにより、ＩＣ１４２０をセンサ１４６０に電気的に結合している。導電媒体１４４０と絶縁体１４３０のそれぞれの一部の上に絶縁体１４５０が形成されている。これは、絶縁体１４３０と同じ材料でも異なっていても良い。
【００６７】
以上の詳細な記述では、本発明の方法と装置について、特定の例示的な実施形態を参照して記述した。しかし、本発明のより広範な精神と範囲から逸脱せずに、様々な修正や変更を施すことが可能であることが明らかであろう。具体的には、様々なブロック図の個々のブロックは、方法または装置の機能ブロックを表し、必ずしも、本発明の精神と範囲に固有の動作の物理的または論理的な順序または分離を示すものではない。たとえば、図１の様々なブロックは、構成要素に統合することが可能であり、または構成要素に再分割することが可能であり、別法として、示したものとは異なる物理的な形状で形成することが可能である。同様に、図６のブロック（たとえば）は、いくつかの実施形態では、線形または段階的ではなく平行に並べ直すまたは構成することが可能である方法の一部を表す。したがって、本明細書および図は、限定ではなく例示と見なされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】ストラップの実施形態の側面図である。
【図２】大型構成要素に取り付けられた図１のストラップの実施形態の側面図である。
【図３】線Ａ−Ａに沿った図１の装置の実施形態を示す図（Ａ）と線Ｂ−Ｂに沿った図２の装置の実施形態を示す図（Ｂ）である。
【図４】アンテナの実施形態を示す図である。
【図５】ナノブロックＩＣを含んでいるストラップが上に接着されているテープ・スプールの実施形態を示す図である。
【図６】小さなサイズの構成要素と大きなサイズの構成要素の両方を含んでいる装置を形成する方法の実施形態を示す図である。
【図７】小さなサイズの構成要素と大きなサイズの構成要素の両方を含んでいる装置を形成する方法の代替実施形態を示す図である。
【図８】側面からストラップの代替実施形態を示す図である。
【図９】側面からストラップの他の代替実施形態を示す図である。
【図１０】ストラップの他の代替実施形態の側面図である。
【図１１】小さなサイズの構成要素と大きなサイズの構成要素の両方を含んでいる装置を形成する方法の他の代替実施形態を示す図である。
【図１２】基板の他の実施形態の平面図である。
【図１３】基板の他の実施形態の側面図である。
【図１４】基板の他の実施形態の側面図である。
【図１】
2006504251.tif 000003
【図２】
2006504251.tif 000004
【図３Ａ】
2006504251.tif 000005
【図３Ｂ】
2006504251.tif 000006
【図４】
2006504251.tif 000007
【図５】
2006504251.tif 000008
【図６】
2006504251.tif 000009
【図７】
2006504251.tif 000010
【図８】
2006504251.tif 000011
【図９】
2006504251.tif 000012
【図１０】
2006504251.tif 000013
【図１１】
2006504251.tif 000014
【図１２Ａ】
2006504251.tif 000015
【図１２Ｂ】
2006504251.tif 000016
【図１３】
2006504251.tif 000017
【図１４】
2006504251.tif 000018
【国際調査報告】
2006504251.tif 000019
2006504251.tif 000020
2006504251.tif 000021