JP4704749B2 - ウェアラブルシリコンチップ - Google Patents

Description

本発明は、半導体チップのデバイスに関し、より詳細には、生地に付けることができる半導体及び集積回路のパッケージングに関する。

半導体チップ及び集積回路（ＩＣｓ）を迅速に操作するための必要性が高まっているが、さらに、より高い実装密度を達成するためにより小さな形態でパッケージされた半導体チップを必要とする。したがって、それほど強固でなく、薄く、ピッチが小さな外部のリードを有する、より小さなパッケージにされた半導体チップが製造されている。それほど強固でなく、薄く、ピッチが小さな外部のリードを有する半導体チップの逆効果は、リードがロバストでなく、試験及び結合目的のためのより高いアライメント精度を要求することである。

図１は、半導体ダイ１０５を支持するためのリードフレームと、内部のリード部分１１０及び外部のリード部分１１５を有する複数の金属のリードとを含む従来の半導体チップ１００を描写する。半導体ダイ１０５は、複数のボンディングパッド（示されていない）を有し、各ボンディングパッドは、内部のボンディングワイヤ１２０によって複数のリードの内部のリード部分の一つに対して電気的に相互接続される。複数のリードの各外部のリード部分１１５は、半導体チップ１００のピンに対応し、半導体チップ１００を結合するために外部の回路に提供される。半導体ダイ１０５、内部のリード部分１１０、及び内部ボンディングワイヤ１２０は、絶縁カプセル１２５をカプセルに包み、一方で、外部のリード部分１１５は、絶縁カプセル１２５に対して外部に配置される。典型的には、カプセル１２５は、絶縁プラスチック又はエポキシで製造される。

図１に描写されるような金属の伝導性の外部のリードは、従来の電気的な接続を提供するために適切であり、すなわち、別の強固な金属の（つまり、伝導性）表面に結合される。しかしながら、ある程度、処理力の増加並びに半導体チップのサイズ及び製造原価の減少により、半導体チップは増大する様々な応用に組み込まれる。幾つかの応用に適合するために、強固でない実装表面に半導体チップ及びデバイスを実装する要求が高まっている。チップの実装する表面が強固でない応用のうちの一つの実施例は、衣料品の生地に組み込まれる半導体チップ又はＩＣを含む。

したがって、衣料品などの変化しやすい表面に取り付けできるパッケージングを有する半導体又はＩＣを提供する方法及びシステムを必要とする。

したがって、本教示の目的は、変化しやすい表面に取り付ける半導体チップを提供することである。

本教示の別の目的は、パッケージ体を通る開口部を含むパッケージ体を有する半導体を提供することである。

本教示と一致して、半導体ダイ、半導体ダイをカプセルに包む絶縁パッケージ体及びパッケージ体の相反する側面間を通って延在する開口部を含む半導体チップのパッケージを提供するための方法、装置並びに記録媒体が提供され、開口部の内面の少なくとも一部が半導体ダイに電気的に接続される。

本発明の上記及び他の目的、長所及び利点は、下記の詳細な記載及び添付図を参照することによって理解される。

上記の記載及び本発明の他の特徴は、添付図と共に読み込む場合、本発明の詳細な記載においてより明白になる。

添付図、特に図２Ａ及び２Ｂを参照するに、本発明の教示と一致する半導体チップのパッケージ２００の典型的な図が描写される。半導体チップのパッケージ２００のある態様は、好ましくは半導体チップのパッケージ２００がパッケージ体２２５にカプセルで包まれるので、可視できないことを表示するように点線で示される。

本発明の別の態様において、半導体チップのパッケージ２００は、半導体ダイ２０５を含む。半導体ダイ２０５は、半導体チップの製造で使用される接着テープ、ペースト又は如何なる他の適切な方法によって、少しでもパッケージ体２２５に張り付けられてよい。パッケージ体２２５は、半導体ダイ２０５をカプセルに包み込む。パッケージ体２２５は、好ましくは、エポキシ又はプラスチックなどの絶縁物質で製造される。パッケージ体２２５を形成する特定の物質は、製造工程にしたがって変更してよく、半導体チップのパッケージ２００の目的とする応用であってよいことは、当業者によって認識されるべきである。

半導体ダイ２０５は、例えば、バイポーラートランジスタ、ＦＥＴ及びダイオードなどの単一で個別の装置を含むことができる。半導体チップ２０５は、例えば、下記のものに限定しないが、アンプリファイア、フィルタ、モニターデバイス、センサー、ラジオ及び電話機などのＩＣを実行できる。特定の構成部分又は半導体２０５によって実行されたＩＣは、すべての半導体デバイスと、本発明の教示に適切で適用可能なＩＣｓを有してよい。

半導体チップ２００は、パッケージ体２２５に少なくとも一つの開口部２２０を含む。開口部２２０は、パッケージ体２２５の相反する側面の間で延在し、且つ終了し、パッケージ体２２５より延在する。本発明のこの態様は、半導体チップのパッケージ２００の断面図を描写する図２Ｂを参照して最も容易に分かる。

本発明の態様において、開口部２２０の少なくとも一部は半導体ダイ２０５に電気的に接続される。図２Ａ及び２Ｂの典型的な実施態様において、ボンディングワイヤ２１５は、開口部２２０の内面の伝導性の部分を半導体ダイ２０５に接続する。伝導性の要素２３５は開口部２２０及び半導体ダイ２０５の電気的な結合を容易にする。伝導性の要素２３５は、開口部２２０の内面の少なくとも一部に配置される。伝導性の要素２３５は、伝導性のコーティング層、伝導性のコネクタ及び伝導性のインターフェースを含んでよい。

ボンディングパッド２３０は、半導体ダイ２０５に電気的な接続ポイントを提供する。したがって、ボンディングパッド２３０は、ボンディングワイヤ２１５の一端部の電気的な接続ポイントを提供し、ボンディングワイヤ２１５のもう一方の端部は、伝導性の要素２３５に接続される。ボンディングパッド２３０が如何なる既知の適用可能な半導体の製造工程によって形成されてよいことは、当業者によって認識されるであろう。

伝導性の要素２３５が開口部２３５の全高、すなわち、パッケージ体２２５の一方の側からパッケージ体２２５のその反対側まで拡張してよいことを認識されるべきである。伝導性の要素２２５は、複数の伝導性の構成部分を含んでよく、複数の伝導性の構成部分のそれぞれは、開口部２２０の開口端部の近くに位置する。

本発明の態様において、半導体チップのパッケージ２００の伝導性の要素２３５は、半導体チップのパッケージ２００の外面に位置しない。すなわち、半導体チップのパッケージ２００の接続ポイント又はリードは、好ましくは、パッケージ体２２５の外面に位置しないし、パッケージ体２２５の外面から延在もしない。したがって、曲がり及び／又は破損を受けるパッケージ体２２５の外部のリードは存在しない。

これについて本発明の態様では、伝導性のコーティング層、伝導性のコネクタ、伝導性のインターフェース又は伝導性の要素２３５を有する他の適用可能なコンダクタは、開口部２２０に配置されたコンダクタによって接触される。この手法において、開口部２２０及び接触する伝導性の要素２３５に配置される半導体チップのパッケージ２００の外部のコンダクタは、半導体ダイ２０５に対して電気的に結合される。

本発明の別の態様において、半導体チップのパッケージ２００は、複数の開口部２２０を有し、一つより多い複数の開口部は、半導体ダイ２０５への共通の接続ポイントを形成するために電気的に共に結合される。図２Ａで分かるように、２つの開口部２２０（つまり、ペア）は伝導性のコネクタ２１０によって互いに接続される。したがって、接続された開口部のペアを形成する各開口部２２０は、共通の接続ポイントとして提供する。本教示のこの態様は、半導体チップのパッケージ２００に対する使用の順応性及び応用を提供する。

開口部２２０の相互接続が図２Ａ及び２Ｂに描写された以外の他の相互接続のスキームを含むことができることを認識されるべきである。例示された開口部の位置、形態、数、開口部２２０と半導体ダイ２０５との間の相互接続は、それらに限定されないが、ここでの教示の例証である。例えば、図２Ａに例示された開口部２２０の相互接続は、本発明の実例となる目的及び理解のために単純化された典型的で簡潔な相互接続のスキームを実証する。

図３を参照するに、本発明の教示と一致して、合成と天然の両者の衣料品に統合された典型的な半導体チップのパッケージ３０５が描写される。示されるように、半導体チップのパッケージ３０５は、衣料品、すなわちシャツ３００に取り付けられる。図２Ａ及び２Ｂに関して上記で記載されたのと同様の手法で半導体チップのパッケージ体３１５を通って延在する開口部３１０の方法によって、半導体チップのパッケージ３０５は、シャツ３００に取り付けできる。したがって、半導体チップのパッケージ３０５をシャツ３００に取り付ける方法及び工程は、衣類の製造及びアセンブリで使用される手動及び自動の両工程を含んでよい。

半導体チップのパッケージ３０５は、衣料品に取り付けられて統合された回路及びデバイスに接続できる。例えば、半導体チップのパッケージ３０５は、伝導性の糸を使用してシャツ３００に取り付けできる。伝導性の糸は、伝導性のファイバートラック３２０に半導体チップのパッケージ３０５を接続するようにシャツ３００に織り込まれることができる。伝導性のファイバートラック３２０は、好ましくは、半導体チップのパッケージ３０５から他の半導体チップのパッケージ、回路及びデバイスにシグナルトレース（a signal trace）を提供するために、シャツ３００の生地に統合される。したがって、半導体チップのパッケージ３０５は、衣料品に組み込まれることができ、その衣料品に統合された回路及びデバイスに接続できる。

本教示の態様において、本発明と一致する半導体チップのパッケージング方法が提供される。半導体チップのパッケージのパッケージング方法は、絶縁パッケージ体に半導体ダイを取り付けるステップと、パッケージ体の相反する側面間で通過する少なくとも一つの開口部を形成するステップと、半導体ダイに開口部の内面の少なくとも一部を電気的に接続するステップと、パッケージ体に半導体ダイをカプセルに包み込むステップとを含んでよい。提供されてよい他のステップは、例えば、半導体ダイと通信するボンディングパッドを配置することと、ボンディングパッドに対して開口部の内面の一部を電気的に接続することと、伝導性の糸によって外部のデバイス又は回路に対して半導体チップのパッケージを電気的に結合することを含む。

システム環境、つまり、衣料品、半導体ダイ２０５、３０５、開口部２２０、３１０及びここでの教示の他の態様は、本教示の半導体チップのパッケージに適切な実行のほんの実施例であり、したがって、本発明が適切に実行されてよい範囲又は様々な応用を制限しないことは当業者によって認識されるべきである。したがって、前述の記載は、ここでの教示の本実行のほんの例示だけであることが理解されるべきである。様々な修正及び変更が、本発明を逸脱せずに当業者によって考案されてよい。例えば、半導体チップのパッケージ２００は、上記のように提供されてよく、紙やボール紙などの布生地以外の変化しやすい表面に取り付けされ、組み込まれてよい。

したがって、本発明は、添付の請求項の範囲内にあるような代替、修正及び変更をすべて包含するように意図される。

従来技術の半導体チップの形態の典型的な描写である。 本発明の教示と一致する半導体チップのパッケージの典型的な平面図である。 図２Ａの半導体チップのパッケージの典型的な断面図である。 本発明の教示と一致する衣料品に統合された半導体チップの典型的な描写である。

Claims (14)

1. 半導体ダイと、
   前記半導体ダイをカプセルに包み込む絶縁パッケージ体と、
   前記絶縁パッケージ体の相反する側面の間を通って延在する開口部と、を有する半導体チップのパッケージであって、前記開口部の内面の少なくとも一部が該一部に配置された伝導性の要素を含み、前記半導体ダイに対して電気的に接続され、１又は複数の伝導性の糸によって外部の装置又は回路に対して電気的に結合され、前記１又は複数の伝導性の糸は、前記伝導性の要素を前記外部の装置又は回路に電気的に接続し、且つ、衣料品に織り込まれることを特徴とする半導体チップのパッケージ。
2. 前記半導体ダイは、前記半導体ダイと通信する伝導性のボンディングパッドを有することを特徴とする請求項１に記載の半導体チップのパッケージ。
3. 前記伝導性の要素を前記半導体ダイに対して電気的に接続するボンディングワイヤをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の半導体チップのパッケージ。
4. 前記開口部の少なくとも２つの間に電気的に伝導性のコネクタを有することを特徴とする請求項１に記載の半導体チップのパッケージ。
5. 前記少なくとも２つの開口部は、前記半導体チップのパッケージのための共通の電気的な接触を有することを特徴とする請求項４に記載の半導体チップのパッケージ。
6. 前記半導体チップは集積回路を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体チップのパッケージ。
7. 前記伝導性の要素は前記開口部内にあり、前記パッケージ体の外面の外に位置しないことを特徴とする請求項１に記載の半導体チップのパッケージ。
8. 絶縁パッケージ体において半導体ダイをカプセルに包み込むことと、
   前記絶縁パッケージ体の相反する側面間で通過する開口部を形成することであり、前記開口部が、１又は複数の伝導性の要素を前記開口部の内面の少なくとも一部に有し、１又は複数の伝導性の糸によって前記１又は複数の伝導性の要素が外部の装置又は回路に電気的に結合されることと、
   前記１又は複数の伝導性の要素を前記半導体ダイに対して電気的に接続することと、を有する半導体チップのパッケージ方法であって、
   前記１又は複数の伝導性の糸は、前記１又は複数の伝導性の要素を前記外部の装置又は回路に電気的に接続し、且つ、衣料品に織り込まれる、半導体チップのパッケージ方法。
9. 前記パッケージ体に複数の開口部を形成することを有することを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記半導体ダイと通信するボンディングパッドを配置することを有することを特徴とする請求項８に記載の方法。
11. 前記ボンディングパッドに対して前記１又は複数の伝導性の要素を電気的に接続することをさらに含みことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 前記開口部の少なくとも２つを電気的に接続することを有することを特徴とする請求項８に記載の方法。
13. 前記半導体チップは集積回路を有することを特徴とする請求項８に記載の方法。
14. 前記１又は複数の伝導性の要素は前記開口部内にあり、前記絶縁パッケージ体の外面の外に位置しないことを特徴とする請求項８に記載の方法。

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