ES2230563T3

ES2230563T3 - Dispositivo semiconductor.

Info

Publication number: ES2230563T3
Application number: ES96913742T
Authority: ES
Inventors: Mitsuo Usami; Kunihiro Tsubosaki; Masaru Miyazaki
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-05-18
Filing date: 1996-05-14
Publication date: 2005-05-01
Anticipated expiration: 2016-05-14
Also published as: WO1996036496A1; AU5659996A; AU710390B2; US6140697A; JPH08316411A; EP0870627B1; CN1068546C; DE69633737T2; KR19990014775A; TW359825B; DE69633737D1; KR100417055B1; CN1188451A; EP0870627A4; US6239483B1; US5986341A; EP0870627A1

Abstract

SE COLOCAN UN CONDENSADOR (114), UNA BOBINA (115) Y UN CIRCUITO INTEGRADO DE UN ESPESOR DELGADO (312) ENTRE UNA LAMINA DE RECUBRIMIENTO SUPERIOR (117) Y OTRA LAMINA DE RECUBRIMIENTO INFERIOR (118), Y SE RELLENA CON UN ADHESIVO (119) EL ESPACIO ENTRE LAS MISMAS, DE CUYO MODO SE FABRICA UNA TARJETA. DEBIDO A LA DELGADEZ EXTREMA DEL CONDENSADOR (114), DE LA BOBINA (115) Y DEL DELGADO CIRCUITO INTEGRADO (312), RESULTA UN SEMICONDUCTOR MUY RESISTENTE A LA FLEXION Y DE ALTA FIABILIDAD, CON UN BAJO COSTE.

Description

Dispositivo semiconductor.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo semiconductor; más particularmente, la presente invención se refiere a un dispositivo semiconductor preferido en particular para el uso en tarjetas de circuitos integrados baratas, extremadamente delgadas, con alta resistencia a la flexión, módulos multichip inalámbricos y terminales de comunicaciones móviles.

Técnica anterior

En cuanto a las tarjetas de circuitos integrados, en el documento "Data Carrier, II", páginas 137 a 194, Japan Industrial Press Corporation, editado el 15 de marzo de 1991, se describe una tarjeta con la estructura transversal representada en la figura 20.

En la tarjeta, tal como aparentemente se representa en la figura 20, un chip 411 de condensador grueso, montado en una placa 410, se conecta, a través de hilo 416 de unión, a una placa 412 de circuito impreso y se moldea a continuación con resina 415, incorporándose la totalidad de la estructura resultante a un núcleo 413 central, cuyas partes superior e inferior se cubren con una lámina 409, 414 de recubrimiento.

Además, la patente japonesa abierta a consulta por el público nº Hei 3-87299 propone una tarjeta de circuitos integrados que comprende un chip delgado.

Desfavorablemente, en la tarjeta de un tipo convencional que presenta la estructura representada en la figura 20, los elementos tales como el chip 411 condensador son tan gruesos que estos elementos son endebles frente al esfuerzo de flexión y, por tanto, se rompen fácilmente.

En cuanto a la tarjeta propuesta por la patente japonesa abierta a consulta por el público nº Hei
3-87229, tal como se muestra en la figura 8, si la placa se dobla, la superficie y la cara posterior del chip condensador 41 unido a la placa 42 gruesa se someten a esfuerzo mediante una operación de estiramiento o de prensado, de manera que se aplica un esfuerzo más grande al chip condensador 41 (de un espesor de
200 \mum). Por tanto, la conexión entre el esquema metalizado 43 y el chip condensador 41 conectado al esquema 43 falla; o el chip condensador 41, endeble frente al esfuerzo mecánico debido a su espesor reducido, se rompe fácilmente por el esfuerzo. Por tanto, la fiabilidad de la misma es particularmente reducida.

Una tarjeta de una estructura convencional que utiliza el chip condensador 41 se fabrica así uniendo el chip condensador 41 a una tarjeta 42 delgada fácilmente plegable, seguido por la unión por hilo, y por tanto, la tarjeta tiene una baja fiabilidad porque el chip condensador 41 se rompe fácilmente. Adicionalmente, el número de etapas del proceso para el montaje es muy elevado. Por consiguiente, ha resultado difícil reducir el coste de producción.

El documento WO95/01612, a partir del cual empieza la parte precaracterizadora de la reivindicación 1, describe una tarjeta que comprende un circuito semiconductor integrado, un condensador y una bobina. Además, en esta técnica anterior, los elementos dentro de la tarjeta, y en particular, el circuito integrado y el condensador, son relativamente gruesos y están interconectados mediante una unión por hilo. Por tanto, esta tarjeta adolece de las mismas desventajas que las mencionadas anteriormente.

El documento US-5.155.068 se refiere a una tarjeta que incluye un circuito integrado que tiene un espesor de sólo 1 \mum. El documento JP-A-6-64379 se refiere a una tarjeta que incluye un circuito integrado con un espesor de 10 \mum. Estos dos documentos no describen ningún otro componente en la tarjeta.

En el documento US-4.825.056 se describe un circuito integrado, una batería y un transductor magnético.

El documento EP-A-676717, que es la técnica anterior según el CPE 54(3), describe una tarjeta inteligente que tiene un circuito integrado, pero ningún componente electrónico adicional. El circuito integrado presenta un espesor comprendido entre 102 y
178 \mum.

Sumario de la invención

Un objetivo de la invención es proporcionar un dispositivo semiconductor que resulte altamente fiable y seguro frente a la acción de doblado.

Este objetivo se alcanza mediante un dispositivo como el que se expone en la reivindicación 1. Las reivindicaciones dependientes se dirigen a realizaciones preferidas de la invención.

Las realizaciones preferidas de la invención son dispositivos semiconductores del tipo delgado, que tienen funciones como tarjeta de circuitos integrados, módulo multichip o terminal de comunicaciones móviles.

Según una realización de la presente invención, un dispositivo o circuito integrado delgado, que comprende un condensador, está montado en una placa de tarjeta flexible del mismo tamaño que el de una tarjeta, y el espesor del condensador, un circuito integrado y una bobina y el espesor de la tarjeta proporcionado con el condensador, el circuito integrado o la bobina se fijan individualmente en unas dimensiones dadas.

Más específicamente, el espesor del circuito integrado, del condensador y de la bobina está definido como 110 \mum o inferior, siempre que los límites más bajos del espesor de la tarjeta y del condensador sean 50 \mum y 0,1 \mum, respectivamente.

Al fijar el circuito integrado, el condensador y la bobina en un espesor tan delgado, el circuito integrado, el condensador o la bobina se robustecen frente al esfuerzo de flexión. Cuando éstos se conectan con un adhesivo flexible a una placa delgada, tal como una tarjeta de circuitos integrados, se puede obtener una tarjeta de circuitos integrados muy fiable, resistente al esfuerzo de flexión.

Preferentemente, el espesor de un dispositivo semiconductor, concretamente la tarjeta al terminarse, es de 760 \mum o inferior cuando el espesor del circuito integrado, el condensador y la bobina es de 110 \mum o inferior.

Preferentemente, el espesor de un dispositivo semiconductor, concretamente la tarjeta al terminarse, es de 500 \mum o inferior cuando el espesor del circuito integrado, el condensador y la bobina es de 19 \mum o inferior. Adicionalmente, el espesor de un dispositivo semiconductor, concretamente la tarjeta al terminarse, es preferentemente de 250 \mum o inferior cuando el espesor del circuito integrado, el condensador y la bobina es de 4 \mum o inferior.

Puesto que el condensador delgado unido a la tarjeta resulta delgada, la placa y el condensador posiblemente se conectan ahora mediante una pasta conductora. Consiguientemente, en comparación con la unión por hilo convencional mediante hilo de oro, puede producirse una tarjeta de circuitos integrados, plana, delgada, con un bajo coste material y a gran escala.

La estructura que comprende un condensador delgado de este tipo puede aplicarse a la fabricación no sólo de una tarjeta de circuitos integrados, sino también a otros dispositivos de formas similares y montaje multichip.

En la sección transversal de la tarjeta doblada, en la superficie de la placa combada se inducen fuerzas de elasticidad, mientras que en la cara posterior se inducen fuerzas de contracción. Puesto que entonces no se produce contracción alguna en la parte central de la sección transversal de la tarjeta bajo menos tensión, la tensión a cargar en un chip condensador delgado puede liberarse si el chip condensador se coloca en la parte.

Huelga decir que es mejor el chip condensador de un espesor reducido. Puede obtenerse un resultado extremadamente preferido si el espesor es de 110 \mum o inferior. Sin embargo, si la tarjeta es gruesa, la rigidez de la tarjeta aumenta el radio de curvatura crítico. Por consiguiente, la tarjeta apenas se dobla. Por tanto, el chip condensador puede ser satisfactoriamente grueso hasta cierto punto.

Por el contrario, si la tarjeta presenta un espesor reducido, la tarjeta se dobla fácilmente. Para liberar la tensión del chip condensador, el chip condensador debería ser delgado. Para preparar un condensador de un espesor reducido, un espesor más reducido del condensador requiere aparatos más precisos para fabricar tal condensador. Por tanto, en cuanto a cuán delgado debería fabricarse el condensador, debería calcularse desde los puntos de vista tanto del rendimiento económico como de la obtención de fiabilidad.

Entre la tarjeta y el chip condensador está presente una correlación determinada de espesor; fijando tanto la tarjeta como el chip condensador en el espesor anteriormente mencionado, pueden producirse a bajo coste varias tarjetas resistentes a la flexión y muy fiables. Huelga decir que este es el caso con el espesor de la bobina y del circuito integrado colocados internamente en la tarjeta, además del espesor del condensador.

Los límites inferiores del espesor del dispositivo semiconductor, concretamente la tarjeta al terminarse, y del condensador, son 50 \mum y 0,1 \mum, respectivamente. Si el espesor de la tarjeta es inferior de 50 \mum, la flexibilidad de la tarjeta se reduce considerablemente, lo que genera dificultades al poner la tarjeta en aplicación práctica; y también es difícil fabricar un condensador de un espesor de 0,1 \mum.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista en sección transversal que explica el ejemplo 1 de la presente invención;

la figura 2 es una vista en sección transversal que explica el ejemplo 1 de la presente invención;

la figura 3 es un vista en sección transversal que explica el ejemplo 1 de la presente invención;

la figura 4 es una vista en planta que explica el ejemplo 1 de la presente invención;

la figura 5 es una vista en sección transversal que explica el ejemplo 1 de la presente invención;

la figura 6 es una vista en sección transversal que explica el ejemplo 2 de la presente invención;

la figura 7 es una vista en planta que explica el ejemplo 3 de la presente invención;

la figura 8 es una vista en sección transversal que explica los problemas de las tarjetas convencionales;

la figura 9 es una vista en sección transversal que explica el ejemplo 3 de la presente invención;

la figura 10 es una vista en sección transversal que explica el ejemplo 3 de la presente invención;

la figura 11 es una vista en sección transversal que explica el ejemplo 4 de la presente invención;

la figura 12 es una vista en sección transversal que explica el ejemplo 4 de la presente invención;

la figura 13 es una vista explicativa del ejemplo 4 de la presente invención;

la figura 14 es una vista explicativa del ejemplo 4 de la presente invención;

la figura 15 es una vista explicativa del ejemplo 4 de la presente invención;

la figura 16 es una vista en planta que explica el ejemplo 5 de la presente invención;

la figura 17 es una vista en planta que explica el ejemplo 6 de la presente invención;

la figura 18 es una vista en sección transversal que explica el ejemplo 7 de la presente invención;

la figura 19 es una vista en planta que explica el ejemplo 7 de la presente invención;

la figura 20 es una vista en sección transversal que representa un ejemplo de tarjetas convencionales; y

la figura 21 es una vista en sección transversal que representa un ejemplo de tarjetas convencionales;

Realización preferida de la invención Ejemplo 1

La figura 1 es una vista en sección transversal que explica el ejemplo 1 de la presente invención.

Tal como se muestra en la figura 1, un condensador 303 delgado y una bobina 305 están unidos a la superficie de una placa 301 de tarjeta con una película 302 de material conductor (nombre comercial, Anisolm, fabricada por Hitachi Chemicals, Co.).

Dado que el espesor del condensador 303 delgado es tan delgado como aproximadamente de 1 a 10 \mum, el condensador 303 puede unirse fácilmente a la superficie de la placa 301 empleando la película 301 de material conductor, en pasta o líquido semejante a tinta, porque la diferencia de nivel entre la superficie de la placa 301 y el condensador 303 unido a la placa 301 es muy pequeña.

Por tanto, debido a tal conexión plana, la forma óptima de tarjeta puede formarse con una altura extremadamente baja. La película 302 de material conductor es una pasta tan fina como aproximadamente de 10 \mum, con una mayor flexibilidad, de manera que la película es característicamente resistente a la flexión y resistente a la diferencia en el coeficiente de expansión térmica.

El condensador 303 delgado se formó de la siguiente manera.

Tal como se muestra en la figura 2, en primer lugar, sobre una placa 311 de silicio se formó una película 310 de laminación, que comprende una película de óxido y una película de silicio monocristalino, para fabricar una pastilla SOI (silicon on insulator - silicio sobre aislante).

Tal como se muestra en la figura 3, a continuación, el condensador 303, que comprende un electrodo 307 inferior, una película aislante 308 y un electrodo superior 309, se fabricó sobre el lado de la superficie principal de la pastilla SOI mediante un proceso semiconductor bien conocido. Como electrodo 307 inferior se utilizó titanio y platino térmicamente resistentes; como película aislante 308, se utilizó una película que comprende un material con una mayor constante
dieléctrica, tal como PZT (solución sólida de circona de plomo y titanato de plomo).

Posteriormente, se realizó un grabado químico selectivo mediante una solución acuosa de KOH (hidróxido de potasio) al 40% para eliminar la placa 311 de silicio a fin de fabricar posteriormente la estructura mostrada en la figura 3. Puesto que la película de óxido formada sobre la placa 311 de silicio funcionó entonces como barrera de la grabación química, pudo dejarse la película 310 de laminación, que comprende la película de silicio y la película de óxido, mientras que se eliminó la placa 311 de silicio. Por consiguiente, el condensador 303, que comprende el electrodo 307, la película aislante 308 y el electrodo 309, se formó estructuralmente sobre la película 310 delgada de laminación.

Al fabricar un circuito 312 integrado delgado y una bobina 115 impresa como patrón conductor mediante un proceso bien conocido, se formó una tarjeta 113 de la estructura en planta mostrada en la figura 4. La bobina 115 formada mediante un proceso de impresión se utilizó en el presente ejemplo como el patrón conductor, pero también puede emplearse satisfactoriamente una bobina formada por procesos diferentes que el proceso de impresión.

La bobina 115 genera una fuerza electromotriz dieléctrica al recibir una onda electromagnética del exterior para suministrar energía a un condensador 114 delgado. La bobina 115 y el condensador 114 delgado están adheridos con alta densidad de empaquetado al circuito 310 integrado con una pasta conductora o un adhesivo conductor anisotrópico, de manera que la bobina 115 y el condensador 114 delgado están conectados eléctricamente entre sí. La bobina 115 funciona también para transmitir los datos de información suministrados desde el exterior de la tarjeta 113 al condensador 114 delgado y para transformar los datos del condensador 114 delgado en una onda electromagnética y transferir la onda fuera de la tarjeta 113. Al formar una tarjeta 113 con una estructura de este tipo, puede formarse una tarjeta de comunicación, sin contactos y sumamente fiable.

Puesto que se colocan los electrodos en la superficie de las tarjetas denominadas de tipo con contactos, entre las tarjetas convencionales, desventajosamente, se produce el fallo por falta de contacto, o las tarjetas son endebles frente a la fuerza electrostática. La presente invención puede ser aplicable satisfactoriamente en tarjetas convencionales de tipo con contactos.

A continuación, se introdujo un adhesivo 119 flexible, por ejemplo, silicona, en el espacio formado por el condensador 114 delgado, el circuito 312 integrado y la bobina 115 fabricada por el proceso de impresión; adicionalmente, la lámina 117 superior de recubrimiento y la lámina 118 inferior de recubrimiento se fijaron con el adhesivo 119 para formar una tarjeta con la estructura transversal mostrada en la figura 5.

El adhesivo 119 tuvo la doble función de adhesión y de relleno; y el condensador 114 delgado y demás se encerraron y retuvieron dentro del material gomoso blando, de manera que apenas se cargó tensión en la superficie del condensador 114 delgado y demás; y adicionalmente, la tarjeta resultante resultó ser resistente a la flexión.

Incluso si la tarjeta se deforma cuando es atacada por una fuerza de descarga puntual, la fuerza del exterior se libera a través de la capa 119 adhesiva, la cual evita el ataque por tensión sobre la superficie del condensador 114.

Ejemplo 2

En el presente ejemplo, sobre la superficie neutra de unas tarjetas se colocó un condensador de espesor extremadamente delgado. Al colocar el condensador entre las dos tarjetas, en este ejemplo se obtuvo una resistencia a la flexión prácticamente satisfactoria.

Tal como aparentemente se muestra en la figura 6, en el presente ejemplo, un elemento delgado 315, por ejemplo, un chip condensador y una bobina, está fijo entre una placa 317 superior de tarjeta y una placa 318 inferior de tarjeta mediante un adhesivo 314, y disponiendo individualmente unas placas 313, 316 delgadas, que comprenden un material más duro que estas placas 317, 318 de tarjeta, sobre estas placas de tarjeta, se reforzó el elemento.

El elemento delgado 315 presenta un espesor comprendido entre 1 y 110 \mum, el cual es mucho más delgado que el espesor de los elementos convencionales, y por tanto, al disponer el elemento delgado 315 sobre la superficie neutra, el elemento fue reforzado por las placas 313, 316 delgadas, según lo cual, se obtuvo una resistencia satisfactoria a la flexión y la superficie de la tarjeta pudo prepararse plana.

Ejemplo 3

Empleando la figura 7, que representa una colocación plana, se explicará otro ejemplo de la presente invención para producir una tarjeta con una mejor resistencia a la flexión que las convencionales.

Tal como aparentemente se muestra en la figura 7, en el presente ejemplo, el elemento delgado 315, por ejemplo, el chip condensador y la bobina, se coloca dentro de un círculo 321 con el diámetro igual a longitud del lado corto de una tarjeta 319 y con el centro del mismo en el centro de la tarjeta. Se observó que la inmunidad a la flexión se mejoró así, y se descubrió que la tarjeta resultante podría emplearse de una manera mucho más sencilla que las convencionales.

La figura 9 representa un ejemplo en el que se utilizó un condensador delgado como el elemento delgado 315, y el condensador delgado 315 se embebió en una posición central 37 de una placa de tarjeta 36.

Cuando se dobló la placa 36 de tarjeta, la superficie y la cara posterior de la misma fueron sometidas a esfuerzo por una operación de estiramiento o de prensado. Puesto que el condensador delgado 315 se colocó en la posición central 37 de la placa de tarjeta 36, el condensador delgado 315 nunca fue afectado por tal esfuerzo. Por tanto, se produjo una tarjeta sumamente fiable, resistente a la flexión.

Para formar una tarjeta con la estructura mostrada en la figura 9, en primer lugar, el condensador delgado 315 se sujeta a la superficie de una placa de tarjeta 39, tal como se muestra en la figura 10. A continuación, la segunda placa de tarjeta 36, del mismo espesor que el de la placa de tarjeta 39, se sujeta al condensador delgado 315, según lo cual la estructura mostrada en la figura 9 puede formarse fácilmente. Huelga decir que el condensador delgado 315 puede colocarse en una posición deseable dentro del círculo 321 mostrado en la figura 7, además de en la posición central de la placa 39.

Ejemplo 4

La figura 11 es una vista que explica otro ejemplo de la presente invención, que representa la condición de una tarjeta con una curvatura debido a un esfuerzo de flexión.

Dado que un chip 104 condensador delgado está colocado entre una placa 103 inferior de tarjeta y una placa 102 superior de tarjeta, a lo largo de la línea 102a central de las secciones transversales de las dos placas, tal estructura es la última en verse afectada por la flexión. Por tanto, el chip 104 condensador delgado no se ve sometido a esfuerzo. Cuando se dobla la tarjeta, el chip 104 condensador delgado también se dobla, pero la tensión entonces es extremadamente pequeña porque el chip 104 condensador delgado es extremadamente pequeño.

La figura 12 muestra el caso en el que se dobla el chip 104 condensador. Cuando se dobla el chip 104 condensador, la tensión \rho superficial del chip 104 condensador se representa, tal como sigue, según el teorema de Navier: \rho = E x t/R. Tal como se muestra en la figura 12, en el presente documento, E representa el módulo de Young del condensador; R representa el radio de curvatura; y t representa 1/2 del espesor del chip 104 condensador.

Puesto que la superficie del chip 104 condensador comprende óxido de silicio, E es equivalentemente igual al módulo de Young del óxido de silicio. La fórmula anterior indica que la tensión superficial del chip 104 condensador está en proporción al espesor del chip 104 condensador, pero en proporción inversa al radio R de curvatura. Cuando la tensión superficial del chip 104 condensador es superior a la resistencia mecánica del chip 104 condensador, el chip se rompe por flexión. Dado que, en ausencia de flexión alguna, el radio R de curvatura es infinito, la tensión \rho superficial es cero; cuando R se hace más pequeño tras el proceso de flexión, la tensión \rho se vuelve mayor, hasta que finalmente el chip 104 condensador se rompe.

Sin embargo, si el chip 104 condensador es delgado, la tensión \rho superficial se reduce, incluso a través de la flexión con el mismo radio R de curvatura, y por tanto, el chip 104 condensador puede volverse suficientemente resistente a la flexión si el chip 104 condensador se hace más fino dentro de un intervalo que no exceda el límite contra la rotura mecánica.

Sin embargo, si el chip 104 condensador se vuelve demasiado delgado, el chip resulta difícil de manejar. Por tanto, tal como se muestra en la figura 11, el chip 104 condensador delgado está colocado entre dos placas 102, 103 de tarjeta que comprenden plástico, metal y similares, según lo cual, el condensador se maneja fácilmente, lo que implica el incremento de la robustez. A continuación, más preferentemente, el chip 104 condensador delgado se coloca sobre la superficie 102a neutra de una tarjeta 101. Debido a dicha colocación, la superficie neutra del chip 104 condensador delgado se corresponde a la superficie 102a neutra de la tarjeta 101 sin tensión alguna, incluso cuando la tarjeta se dobla, de manera que posiblemente el chip 104 condensador delgado nunca se rompa, incluso si la tarjeta 101 se dobla, tal como en el caso en el que sólo se doble levemente el chip 104 condensador delgado.

La figura 13 muestra los resultados de la determinación de la dependencia de la tensión superficial de un chip LSI a la proporción entre el espesor de chip LSI (LSI - Large Scale Integration) y el espesor de tarjeta, empleando como parámetro el espesor de tarjeta. Tras colocar el condensador delgado en la superficie neutra de la placa de tarjeta, se determinó la tensión superficial del condensador delgado, correspondientemente a la proporción entre el espesor del condensador delgado y el espesor de tarjeta.

La tensión superficial del chip LSI presenta una relación significativa con el grado de curvatura de la tarjeta; el grado de curvatura de la tarjeta varía ampliamente, dependiendo del espesor y de los materiales de la tarjeta, y la fuerza cargada en la tarjeta, y la posición de la tarjeta. En el presente ejemplo, se colocó un chip LSI en la posición central de la cara plana de la tarjeta; como material de tarjeta se empleó cloruro de vinilo, utilizado comúnmente para tarjetas magnéticas y tarjetas de crédito generales. Dado que el material PET es característicamente más duro y se dobla más raramente que el cloruro de vinilo, los resultados obtenidos al utilizar cloruro de vinilo son aplicables a cualquier tarjeta que comprenda otros materiales que incluyan PET.

El radio de curvatura que define el grado de flexión varía dependiendo del momento de flexión cargado sobre la tarjeta. El momento de flexión se cargó sobre la tarjeta hasta un límite por encima del cual la tarjeta se pliega y se dobla sobre sí misma. El radio de curvatura en el centro de una tarjeta de cloruro de vinilo, de un espesor de 0,76 mm, fue de 50 mm. Siempre que el espesor de chip LSI sea igual que el espesor de la tarjeta, en el presente documento, la tensión superficial del chip LSI se calcula con la fórmula 8E12 x 0,38/50 (Pa), según la fórmula de la tensión anteriormente mencionada, que es igual a 600 MPa. Se utilizó el módulo de Young de vidrio mencionado en la Tabla científica japonesa. Dado que la superficie del chip LSI está compuesta principalmente de una capa de película de óxido de silicio, se supone que la superficie presenta las mismas propiedades físicas que las del vidrio.

El momento de inercia de la tarjeta está implicado en la relación entre el radio de curvatura y el espesor de la tarjeta. El radio R de curvatura está representado por E x I/M, donde E representa el módulo de Young de la tarjeta; I representa el momento de inercia; y M representa el momento de flexión. Puesto que el momento de inercia de la tarjeta es proporcional al cubo del espesor de la tarjeta, la curva de perfil del radio de curvatura, tal como se muestra en la figura 15, está preparada. La figura 15 muestra que la tensión superficial del chip LSI es de 2,5 GPa y 5,4 GPa con espesores de tarjeta de 0,5 mm y de 0,25 mm, respectivamente, siempre que la proporción entre el espesor del chip LSI y el espesor de la tarjeta sea 1,0. En esta condición, el chip LSI se rompe fácilmente, pero según la presente invención, el chip LSI fabricado delgado se coloca entre las superficies neutras de las tarjetas. Por tanto, puede evitarse tal rotura.

Empleando la proporción entre el espesor del chip LSI y el espesor de tarjeta como parámetro, se midió la tensión superficial del condensador delgado resultante. Los resultados se muestran en la figura 13. En la figura 14, se muestra una vista ampliada de parte de la figura 13, en la que la proporción entre el espesor del chip LSI y el espesor de tarjeta está comprendida entre 0 y 0,16.

En la figura 14, la tensión del chip LSI resistente a la flexión es de 90 MPa, y el valor se menciona en la Tabla científica japonesa, siempre que la resistencia a la rotura del chip LSI se suponga igual que la resistencia a la rotura del vidrio. Por tanto, en la figura 14 puede determinarse el espesor necesario del chip LSI y el nivel más inferior del espesor de chip LSI para varias dimensiones de espesor de tarjeta. Más específicamente, nunca se produce ninguna rotura del chip LSI debido a la flexión de la tarjeta, siempre que el espesor del chip LSI sea de 110 \mum o inferior para un espesor de tarjeta de 0,76 mm; que el espesor del chip LSI sea de 19 \mum o inferior para un espesor de tarjeta de 0,5 mm; y que el espesor de chip LSI sea de 4 \mum o inferior para un espesor de tarjeta de 0,25 mm.

Huelga decir que la fiabilidad del chip LSI se mejora mucho cuando el espesor del chip LSI es tan delgado como el límite inferior, pero el límite del espesor de chip a fabricar posiblemente es casi 0,1 \mum. La fabricación de cualquier chip LSI más delgado que el límite es difícil.

Más preferentemente, el chip LSI y el condensador delgado se colocan de una manera tal que las superficies neutras del chip LSI y del condensador delgado puedan coincidir con la superficie neutra de la tarjeta. Sin embargo, las caras superior e inferior del chip LSI y del condensador delgado están colocadas satisfactoriamente dentro de los límites de espesor definidos por la invención en relación al espesor de tarjeta.

Más específicamente, la cara superior o inferior del circuito integrado delgado, del condensador delgado o de la bobina está satisfactoriamente colocada a menos de 55 \mum por encima o por debajo de la superficie neutra de la tarjeta, siempre que el espesor de la tarjeta al terminarse sea de 760 \mum o inferior, o a menos de 9,5 \mum por encima o por debajo de la superficie neutra de la tarjeta, siempre que el espesor de la tarjeta al terminarse sea de 500 \mum o inferior, o a menos de 2 \mum por encima o por debajo de la superficie neutra de la tarjeta, siempre que el espesor de la tarjeta al terminarse sea de 250 \mum o inferior.

Ejemplo 5

La figura 16 muestra otro ejemplo de la presente invención.

Posiblemente, el condensador delgado puede dotarse de varias funciones de control. Más específicamente, tal como se ha descrito anteriormente, la pastilla SOI y el bien conocido proceso semiconductor se emplean para fabricar una parte 323 de dispositivo de circuito y una parte 324 de condensador de una manera colindante entre sí, en un condensador delgado 322, según lo cual, pueden incluirse varios controles en un chip, y puede establecerse un alto rendimiento y un bajo coste. Por ejemplo, la parte 323 de dispositivo de circuito puede utilizarse para el almacenamiento de datos en tarjetas inalámbricas.

Ejemplo 6

La figura 17 representa otro ejemplo de la presente invención. Según la presente invención, para fabricar una tarjeta, se colocan elementos delgados tales como un chip condensador entre dos placas de tarjeta, y por tanto, la superficie de la tarjeta es muy plana. Una tarjeta que comprende elementos gruesos convencionales es endeble frente a la flexión, en cuya superficie puede formarse una diferencia de nivel de hasta 150 \mum, de manera que es difícil hacer que la tarjeta sea plana hasta que la diferencia se reduzca hasta 30 \mum, la cual es esencial para un proceso de impresión sensible a la presión. Para hacer plana la superficie, la estructura debería ser tan sumamente precisa que el coste para la misma finalmente aumenta.

Sin embargo, según la presente invención, varios elementos, tales como el chip condensador, son extremadamente delgados, y la superficie es plana, tal como se ha descrito anteriormente. Por tanto, tal como se muestra en la figura 17, en el presente ejemplo puede colocarse un elemento delgado 326 debajo de una imagen 327, según lo cual, se mejora el grado de libertad.

Ejemplo 7

La figura 18 muestra la estructura transversal de una tarjeta, sobre cuya superficie se efectúa una impresión; un material de impresión 328 se coloca de manera que el material pueda colgarse o mantenerse sobre un elemento delgado 332. En la estructura, el elemento delgado 332 es muy delgado y está muy embebido en un adhesivo 331, y la lámina superior 329 de recubrimiento y la lámina 330 inferior de recubrimiento están unidas entre sí con el adhesivo 331. Por tanto, la superficie se vuelve plana.

Por tanto, incluso cuando un rodillo impresor alcanza la parte superior del borde del elemento delgado 332, la presión se dispersa, sin producción alguna de rotura del elemento delgado 332. Aquello a imprimir en la superficie de la lámina 329 superior de recubrimiento o la lámina inferior 330 de recubrimiento incluye, por ejemplo, una fotografía de la cara de un titular de tarjeta. En este caso, la parte de la fotografía se maneja con cuidado, para que el elemento 332 delgado pueda colocarse en una posición deseable, teniendo en cuenta el uso.

La figura 19 es una vista de la estructura en planta de la tarjeta mostrada en la figura 18, en la que el material 328 de impresión efectúa una impresión predeterminada sobre el elemento 332 delgado colocado sobre la tarjeta 333. Convencionalmente, el elemento 332 delgado se ha roto frecuentemente en una estructura así. Sin embargo, en el presente ejemplo, el elemento 332 delgado es tan extremadamente delgado, tal como se ha descrito antes, que podría efectuarse una impresión predeterminada sin inquietud de que haya rotura. Podría producirse con mucha fiabilidad una tarjeta de estructura no compleja, sino de estructura sencilla.

Tal como resulta evidente en la anterior descripción, de acuerdo con la presente invención, pueden obtenerse las siguientes ventajas:

1. Una alta fiabilidad porque no hay inquietud de rotura debido a la flexión.

2. Una producción fácil a bajo coste debido a la estructura sencilla.

3. Puesto que el condensador es sumamente delgado, la tarjeta y el condensador pueden conectarse con una pasta conductora, con el bajo coste resultante y, adicionalmente, con la superficie plana resultante.

4. Puede producirse un condensador extremadamente delgado mediante el uso de una pastilla SOI, con menor inquietud de rotura debido a la flexión.

Claims

1. Dispositivo semiconductor que comprende:

una primera placa (36, 117, 317, 329) flexible de tarjeta y una segunda placa (39, 118, 318, 330)
flexible de tarjeta, estando colocadas las dos placas una frente a la otra en un intervalo dado, y

un circuito integrado (312, 323), un condensador (114, 303, 324) y una bobina (115, 305), todos formados entre las primera y segunda tarjetas de placa,

caracterizado porque

el espesor del circuito integrado, el condensador y la bobina es de 110 \mum o inferior, y

las caras superior e inferior del circuito integrado, el condensador y la bobina están colocadas a
55 \mum por encima y por debajo de la superficie neutra del dispositivo semiconductor si el dispositivo semiconductor presenta un espesor de 0,76 mm o inferior, pero 9,5 \mum por encima y por debajo de la superficie neutra del dispositivo semiconductor si el dispositivo semiconductor presenta un espesor de 0,5 mm o inferior, y 2 \mum por encima y por debajo de la superficie neutra del dispositivo semiconductor si el dispositivo semiconductor presenta un espesor de 0,25 mm o inferior.

2. Dispositivo semiconductor según la reivindicación 1, en el que el espesor del dispositivo es de
760 \mum o inferior.

3. Dispositivo semiconductor según la reivindicación 1, en el que el espesor del circuito integrado, el condensador y la bobina es de 19 \mum o inferior, y el espesor del dispositivo semiconductor es de 500 \mum o inferior.

4. Dispositivo semiconductor según la reivindicación 1, en el que el espesor del circuito integrado, el condensador y la bobina es de 4 \mum o inferior, y el espesor del dispositivo semiconductor es de 150 \mum o inferior.

5. Dispositivo semiconductor según la reivindicación 1, en el que el espesor del dispositivo semiconductor es de 50 \mum o superior.

6. Dispositivo semiconductor según la reivindicación 1, en el que el espesor del circuito integrado, el condensador y la bobina es de 0,1 \mum o superior.

7. Dispositivo semiconductor según la reivindicación 1, en el que el circuito integrado, el condensador y la bobina están colocados en una posición 55 \mum por encima o por debajo de las superficies neutras de las primera y segunda placas de tarjeta.

8. Dispositivo semiconductor según la reivindicación 7, en el que el circuito integrado, el condensador y la bobina están colocados sobre las superficies neutras de las primera y segunda placas de tarjeta.

9. Dispositivo semiconductor según la reivindicación 1, en el que el circuito integrado, el condensador y la bobina están conectados eléctricamente entre sí a través de una sustancia conductora (302).

10. Dispositivo semiconductor según la reivindicación 9, en el que la sustancia conductora es una pasta conductora o un adhesivo conductor anisotrópico.

11. Dispositivo semiconductor según la reivindicación 10, en el que las primera y segunda placas de tarjeta están unidas entre sí a través de una capa (119, 314, 331) adhesiva sin conductividad, y en el que el circuito integrado, el condensador y la bobina están fijados individualmente en una posición predeterminada a través de la capa adhesiva conductora anisotrópica.

12. Dispositivo semiconductor según la reivindicación 1, en el que una película (313, 316) de refuerzo, que comprende un material más duro que la primera y segunda placas de tarjeta, está colocada encima de las primera y segunda placas de tarjeta.

13. Dispositivo semiconductor según la reivindicación 12, en el que no existe diferencia sustancial de nivel entre la superficie de la película de refuerzo y las superficies de las primera y segunda placas de tarjeta.

14. Dispositivo semiconductor según la reivindicación 1, en el que la bobina tiene una función de generar una fuerza electromotriz al recibir una onda electromagnética del exterior, para suministrar energía al condensador.

15. Dispositivo semiconductor según la reivindicación 1, en el que la bobina tiene una función de transmitir datos de información suministrados desde el exterior al condensador.

16. Dispositivo semiconductor según la reivindicación 1, en el que la bobina tiene una función de transferir datos en forma de una onda electromagnética desde el condensador al exterior.

17. Dispositivo semiconductor según la reivindicación 1, en el que la bobina se forma por un proceso de impresión.

18. Dispositivo semiconductor según la reivindicación 1, en el que el circuito integrado, el condensador y la bobina están colocados en un círculo (321), cuyo centro se encuentra en el punto central de las caras planas de las primera y segunda placas de tarjeta, presentando el círculo el diámetro de la longitud del lado corto de las primera y segunda placas de tarjeta.

19. Dispositivo semiconductor según la reivindicación 1, en el que una imagen está impresa en la superficie de la placa de tarjeta.

20. Dispositivo semiconductor según la reivindicación 1, el cual es una tarjeta de tipo sin contactos.

21. Dispositivo semiconductor según la reivindicación 1, el cual es una tarjeta de tipo con contactos.

22. Dispositivo semiconductor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el circuito integrado y el condensador están formados en un chip.