TWI419397B - 位於半導體或半導體裝置上的薄膜式電池及其製造方法 - Google Patents

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Description

位於半導體或半導體裝置上的薄膜式電池及其製造方法
本發明有關將彈性固態、薄膜、二次與一次的電化學裝置，包含電池，沉積與製作在半導體表面或諸如積體電路晶片之半導體裝置的導電或絕緣表面上或在諸如印刷電路板之電路板上的裝置、組成與方法。
典型的電化學裝置包含諸如陽極、陰極、電解質、基材、電流控制器等多層電子活性層(electrically active layer)。這些諸如包含鋰之陽極層係由對環境非常敏感的材料所組成。基材例如可為非分離式的電池元件，而為半導體表面或製作在半導體裝置的導電或絕緣封裝表面。
這樣的電池需要封裝以保護上述對環境敏感的材料。可利用諸如金箔以封裝電化學裝置的敏感層。其他方式係以例如金屬與塑膠製成的囊狀物(pouch)以密封裝置的周邊。
本發明的範例實施例包含製作位於半導體晶片或彈性印刷電路板上的電池。此電池例如可包含第一電性接觸、與第一電性接觸連接且具有第一導體的黏合層(bonding layer)、透過第一導體而與第一電性接觸具選擇性電性接觸之至少一電池槽結構(battery cell structure)、一半導體表面或一半導體裝置之導電或絕緣封裝表面。
與半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣封裝表面耦合的黏合層可具有多個導體，諸如非必須、第二的嵌埋導體(embedded conductor)，其進而使產生半導體表面或半導體裝置的導電或絕緣封裝表面與第一電性接觸之間有非必須、選擇性的電性接觸。在任一個情況中，黏合層與至少一電池槽結構係夾於第一接觸層與半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣封裝表面之間。
第一電性接觸可包含例如封裝金屬。黏合層可為黏著材料、絕緣材料、塑膠、聚合物材料、玻璃以及/或纖維玻璃。絕緣增強層可嵌埋於黏合層中。該增強層可為選擇性導電。導體可例如為墊片、金屬線、金屬片(metal strip)、金屬帶(metal ribbon)、多金屬線、多金屬片、多金屬帶、金屬絲網(wire mesh)、有孔金屬、塗敷在黏著層之金屬塗層、或碟片(disk)。導體可編織在黏合層中且黏合層可包含狹縫(slit)，該嵌埋導體係編織在該狹縫中。
電池槽結構可包含陽極、電解質、陰極、與阻障層。可利用對流高溫爐、快速熱退火方式或雷射退火以及/或結晶之非退火、低溫退火、或高溫退火等製程以製作陰極。
本發明的另一個實施例包含製造薄膜電池的方法，該方法包含下列不具特定順序之步驟：產生選擇性導電黏合層、耦合黏合層與第一接觸層、耦合電池槽結構之第一側與半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣表面、以及耦合電池槽結構之第二側與黏合層。此實施例的範例包含：產生具有陽極、陰極與電解質層之電池槽結構；嵌埋導體於黏合層中；編織至少一導線通過黏合層，其中該導線係暴露出一些選定部分；加熱黏合層與加壓在黏合層中的導體；以及使用絕緣材料以絕緣電池。此範例實施例可包含提供位於黏合層中的絕緣增強層。此增強層可為選擇性導電。
本發明的另一個實施例包含位於彈性印刷電路板上之電池，其中該電池槽結構的第一側係至少直接機構接觸該彈性印刷電路板。該電池包含一第一電性接觸；耦合該第一電性接觸並包含一第一導體之一黏合層；至少一電池槽結構係透過該第一導體而與該第一電性接觸有選擇性電性接觸；與該第一電性接觸連接並包含一第二嵌埋導體之黏合層，其與該第一電性接觸及該彈性印刷電路板間有選擇性電性接觸。黏合層與至少一電池槽結構係夾於該第一接觸層與一彈性印刷電路板之間。
本發明的另一個實施例包含位於彈性印刷電路板上之電池，其中該電池槽結構並未與該彈性印刷電路板間有直接接觸，而至少是以該黏合層分隔二者。該電池包含一第一電性接觸；耦合該第一電性接觸並具有一第一嵌埋導體之一黏合層；至少一電池槽結構，其透過該第一嵌埋導體而與該第一電性接觸有選擇性電性接觸；耦合該第一彈性印刷電路板並具有一任意、第二嵌埋是導體之黏合層；該第二嵌埋導體進而在彈性印刷電路板與該第一電性接觸間產生一任意、選擇性之電性接觸。該黏合層與至少一電池槽結構係夾於該第一接觸層與一彈性印刷電路板之間。
在另一個實施例中，製造薄膜電池的方法包含：產生一選擇性導電之黏合層、耦合該黏合層與一第一接觸層；耦合一電池槽結構之第一側與一彈性印刷電路板；以及耦合該電池槽結構之一第二側與該黏合層。
在另一個實施例中，製造薄膜電池的方法包含：產生一選擇性導電之黏合層；耦合該黏合層與一第一接觸層、耦合一電池槽結構之第一側與該第一接觸層；以及耦合該電池槽結構之一第二側與該選擇性導電黏合層；以及耦合該黏合層與該彈性印刷電路板。
本發明之另一個實施例包含在該電池槽與該半導體表面或該半導體裝置之導電封裝表面間的電性連接。在該電池槽與該半導體表面或該半導體裝置之導電封裝表面之間的電性連接可由直接實體接觸或由金屬線黏合所產生。
在另一個態樣中，在製作電池於半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣封裝表面或彈性印刷電路板內或上方以前，可將其製成一個分離裝置並接著與基材和封裝整合成一個完整裝置。
本發明之另一個實施例包含在該多電池槽堆疊與該半導體表面或該半導體裝置之導電封裝表面之間的電性連接。
第1A圖顯示根據本發明範例實施例之電化學裝置的側視圖。在此實施例中，第一接觸101係連接黏合層110，其中該第一接觸101之一部分係超過該黏合層110。黏合層110例如可與電池槽結構115黏合在一起。半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣表面105係位於電池槽結構115下方。半導體裝置的絕緣表面105例如可為半導體裝置之絕緣封裝表面或為半導體裝置之上層絕緣表面。導電表面可包含例如導電接觸墊(contact pad)、導線、導電孔或其他形成在或裝置表面之導電層。導電表面亦可與絕緣表面一起形成，諸如形成在半導體裝置之封裝表面上的導電表面。圖中所示嵌埋於黏合層110中的為第一導體120。第一導體120例如產生一選擇性導電黏合層。選擇性導電黏合層110使得傳導由電池槽結構115通過黏合層110至第一接觸101的特定點上，並提供在第一接觸101與半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣表面105之間的絕緣。亦可包含其他種類之電池槽結構。
電化學裝置可具有第二導體121，其選擇性產生在第一接觸101與半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣封裝表面105之間的電性接觸。在此情況中，半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣封裝表面105必須在第一導體120與第二導體121接觸半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣(例如，封裝)表面105的接觸點之間選擇性絕緣。
第1B圖顯示本發明範例實施例之電化學裝置。在此實施例中，第一接觸101係耦接至電池槽結構115。黏合層110係耦接至電池槽結構115與部分的第一接觸101，該第一接觸延伸超過黏合層110。半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣表面105係耦接至黏合層110。位於黏合層110中的為第一導體120。第一導體120，例如，產生一選擇性導電黏合層。選擇性導電黏合層110使得傳導由電池槽結構115通過黏合層110至半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣(例如，封裝)表面的特定點上，且提供在第一接觸101與半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣表面105之間的絕緣。電化學裝置可具有第二導體121，其在第一接觸101與半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣表面105之間選擇性地產生電性接觸。在此情況中，半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣表面105必須在第一導體120與第二導體121接觸到半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣表面105之接觸點上為選擇性絕緣。可用不同方式將第一導體120與第二導體121置於黏合層110中。可使用例如金屬墊、金屬線、金屬片、金屬帶、多金屬線、多金屬片、多金屬帶、金屬絲網、有孔金屬薄片、塗敷在黏著層上的金屬塗層、或金屬碟片、金屬包覆的纖維玻璃或上述之組合者。在這些範例中，第一導體120與第二導體121可提供在電池槽結構115與第一接觸101之間的電性傳導，以及黏合層110提供在第一接觸101與半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣表面105之間的絕緣。在一些實施例中，導體120與121可編織在黏合層110中。導體120與121可例如為嵌埋在黏合層110中的碟片。在一些實施例中，可在黏合層110中產生狹縫以編織或放置導體120與121通過黏合層110。再者，例如，亦可利用孔洞或其他方式以放置導體120與121通過黏合層110。
在本發明的另一個實施例中，增強材料可置於黏合層中。例如，纖維玻璃材料可覆蓋一半的黏合層表面，穿過該層並覆蓋該層之另一半表面。上述不具導電塗層的纖維玻璃層可使位於纖維玻璃之間的材料絕緣。可利用導電材料包覆纖維玻璃之局部區域。上述的導電塗層可將纖維玻璃區域覆蓋於黏合層之上表面與下表面。在上述的實施例中，例如，纖維玻璃可在上部接觸與電池之間傳導。可利用噴墨、絲網印刷(silk screen)、電漿沉積、電子束沉積、噴霧以及/或塗刷方式將導電材料設置在纖維玻璃上。亦可使用除了纖維玻璃以外的材料，例如Kevlar、塑膠、玻璃或其他絕緣材料。
本發明的另一個實施例係在第一接觸與黏合層中之電池槽結構穿孔之間提供絕緣。在這樣的實施例中，在黏合層中的穿孔可維持第一接觸與電池槽結構的接觸。例如，可將上述層壓在一起以產生接觸。或者，塗施導電膠或墨在黏合層之孔洞區域上或附近以產生在該些層間的接觸。亦可使用鋰(Lithium)。
導體120與121以及/或第一接觸，例如，可由金、鉑(platinum)、不銹鋼、鈦(titanium)、釩(vanadium)、鉻(chromium)、錳(manganese)、鐵、鈷(cobalt)、鎳(nickel)、銅化鋯(copper zirconium)、鈮(niobium)、鉬(molybdenum)、鉿(hafnium)、鉭(tantalum)、鎢(tungsten)、鋁、銦(indium)、錫、銀、碳、青銅(bronze)、黃銅(brass)、鈹(beryllium)、或上述的氧化物、氮化物、碳化物、與合金等所製成。第一接觸可為金屬薄片，例如，可由不銹鋼或其他具有諸如必要量之傳導性的必須或合適特性與性質之金屬物質所構成。金屬薄片可較佳地包含可焊的合金，例如銅合金、鎳、或錫。第一接觸的厚度例如可小於100微米，小於50微米或小、於25微米。
電化學裝置115可包含陰極、陽極與電解質。例如，陰極可包含鋰鈷氧化物(LiCoO2 )、陽極可包含鋰以及電解質可包含鋰磷氮氧化物(LiPON)。其他電化學裝置亦可視需要使用。
電化學裝置115可與半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣表面105之間以各種方式耦合。在一個實施例中，例如可利用膠(glue)以耦合電化學裝置與半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣表面。如本申請案中所使用的膠，可伸展至任何材料以黏著電化學裝置115與半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣表面105。膠可使兩層之間產生機構或化學黏合。膠亦可使兩層間有化學黏合而不需要導入其他材料或層。膠，例如可包含但不限於，水泥膠(cement glue)與樹脂膠(resin glue)。膠可為導電、半導電或絕緣。
在另一個實施例中，半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣(例如，封裝)表面105係當作電池的基材。提供半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣封裝表面105使得電化學裝置115可沉積於其上。電化學裝置115亦可膠黏在半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣封裝表面105上。
在一個範例實施例中，鋰鈷氧化物陰極層係沉積在半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣封裝表面105上。一些習知的沉積技術包含但不限於，反應性或非反應性射頻(RF)磁電管濺鍍、反應性或非反應性脈衝式DC磁電管濺鍍、反應性或非反應性DC二極體濺鍍、反應性或非反應性熱(電阻)蒸鍍、反應性或非反應性電子束蒸鍍、離子束輔助沉積、電漿增強型化學氣相沉積、或包含例如旋轉塗佈、噴墨、熱噴霧沉積、浸潤塗佈等的沉積方法。身為製作製程的一部分，例如，可使用諸如低溫退火、高溫退火、或對流高溫爐或快速熱退火方法之熱退火方式以退火陰極。另一種後沉積退火(post－deposition anneal)可包含雷射退火以改進鋰鈷氧化物(LiCoO2 )層之結晶以便將其化學特性調整成最佳化，該化學特性諸如電化學電位、能量、功率效能、電化學上的可逆晶格參數與熱循環。
在陰極層沉積之後，可沉積電解質在陰極上，接著沉積陽極。同樣地，這些層可以其他習知的製程加以沉積。一旦沉積電化學裝置115在半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣封裝表面105上，黏合層110可位於電化學裝置與第一電性接觸101之間。在第1A圖與第1B圖的特定實施例中，金屬封裝層101亦可為第一接觸。如上所述，第一接觸可為金屬薄片，例如，可由不銹鋼或其他具有諸如必須量之傳導性的必須或合適特性與性質的金屬物質所構成。金屬薄片可較佳地包含可焊的合金、例如，銅合金、鎳、或錫。第一接觸的厚度例如可小於100微米，小於50微米或小於25微米。
黏合層110可包含，例如，黏著材料、絕緣材料、聚合物材料、玻璃、Kevlar、增強材料與纖維玻璃等。導體120與121可包含例如，金屬墊、金屬線、金屬片、金屬帶、多電線、多金屬片、多金屬帶、金屬絲網、有孔金屬、塗敷黏著層之金屬塗層、以及碟片。
第2圖顯示晶片上薄膜電池之第二實施例。在此實施例中，電池可包含半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣封裝表面105、陰極層145、電解質150、陽極165、調節層160、封裝155、陽極電流控制器170與絕緣體175。例如，陰極145可包含鋰鈷氧化物，陽極160可包含鋰，以及電解質150可包含磷鋰氮氧化物(LiPON)。其他電化學裝置亦可利用。封裝155可包含氮化鋯與鋯或氮化鈦與鈦之多層交替的陶瓷－金屬複合薄片。
電化學裝置可包含陰極層145、電解質105、與陽極155，其可為多種方式排列的半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣封裝表面105。在一實施例中，電化學裝置，例如，可利用膠而與實質導電、半導體表面或導電或絕緣封裝表面之半導體裝置105耦合。在本發明中所使用的膠係延展至任何材料以黏著電化學裝置之部位至半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣封裝表面105上。膠可在兩層之間產生機構或化學黏合。膠亦可以化學黏結兩層而不需導入其他材料或層。膠可具導電性以使半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣封裝表面105當作電流控制器。膠，例如可包含但不限於，導電水泥膠與樹脂膠。
可直接沉積陰極145在半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣封裝表面105上。在一特定實施例中，係沉積鋰鈷氧化物陰極層在半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣封裝表面105上。一些習知的沉積技術包含但不限於，反應性或非反應性射頻(RF)磁電管濺鍍、反應性或非反應性脈衝式DC磁電管濺鍍、反應性或非反應性DC二極體濺鍍、反應性或非反應性熱(電阻)蒸鍍、反應性或非反應性電子束蒸鍍、離子束輔助沉積、電漿增強型化學氣相沉積、或包含例如旋轉塗佈、噴墨、熱噴霧沉積、浸潤塗佈等的沉積方法。作為製作製程的一部份，例如後沉積雷射退火可用以改進陰極層145的結晶以將其化學特性調整成最佳化，該化學特性諸如電化學電位、能量、功率效能、在電化學上的可逆晶格參數與熱循環。
在上述實施例的半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣封裝表面可為任何積體電路的一部份，且可包含記憶體裝置、處理器、或其他邏輯電路。
本發明的另一種實施例包含沉積在彈性印刷電路板上的電池，其包含例如，一第一電性接觸；與該第一電性接觸耦合且具有一嵌埋導體之一黏合層；至少一電池槽結構；以及一彈性印刷電路板。該黏合層與至少一電池槽結構可夾在該第一接觸層與該彈性印刷電路板之間。該黏合層透過該嵌埋導體而可選擇性導電。電池槽結構更透過該嵌埋導體而與該第一接觸有選擇性電性連接。
第3A圖顯示根據本發明之另一個實施例所示的電化學裝置之側視圖。在此實施例中，第一接觸301係以該第一接觸301延伸超過黏合層310之部分而與黏合層310連接。黏合層310可例如，黏結在電池槽結構315上。彈性印刷電路板305係設置在電池槽結構315下。在黏合層310內的為第一導體320。第一導體320例如可產生選擇性導電黏合層。選擇性導電黏合層310使傳導由電池槽結構315通過黏合層310而至第一接觸301的特定點上，且提供在第一接觸301與彈性印刷電路板305之間的絕緣。同樣，位於黏合層310內的為第二導體321。第二導體，例如，更產生一選擇性導電黏合層。該選擇性導電黏合層310使傳導由彈性印刷電路板305通過黏合層310而至第一接觸301的特定點上，且提供在第一接觸301與彈性印刷電路板305之間的絕緣。亦可以包含其他種類的電池。
第3B圖顯示根據本發明之另一個實施例所示的電化學裝置之側視圖。在此實施例中，第一接觸301係與黏合層315耦合。黏合層310係耦合至電池槽結構315與延伸超過黏合層310之部分的第一接觸301。彈性印刷電路板305係與黏合層310耦合。在黏合層310中的為第一導體320。第一導體320，例如，產生選擇性導電黏合層。選擇性導電黏合層310使傳導由電池槽結構315通過黏合層310而至彈性印刷電路板305的特定點上，且提供在第一接觸301與彈性印刷電路板305之間的絕緣。電化學裝置具有第二導體321，其在第一接觸301與彈性印刷電路板305之間選擇性地產生電性接觸。在此情況中，彈性印刷電路板305必須在第一導體320與第二導體321接觸彈性印刷電路板305的點之間選擇性絕緣。
第3C圖係為具有彈性印刷電路板305之電化學裝置範例的上視圖，諸如第3A圖與第3B圖所示之範例裝置。如第3C圖所示，導電跡線(conductive traces)330、331係形成在電路板305的表面。其他種類的導電表面，諸如接觸墊、導線、曝光導電孔、或上述之組合等，可形成在電路板表面上以接收電化學裝置。在平面圖中，第一導體320係超過黏合層310以製作具有導電跡線330的電性接觸，以及第二導體321係超過黏合層310以製作具有導電跡線331之電性接觸。可以瞭解的是，與半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣封裝表面有關之類似設置亦可以利用，如上述第1A圖與第1B圖所示。
彈性印刷電路板305可包含，例如具有與不具有跡線、單或雙面、半硬式、膜以及/或聚亞醯胺之多電路板層。
導體320與321可以各種方式位於黏合層310中。例如，金屬墊、金屬線、金屬片、金屬帶、多金屬線、多金屬片、多金屬帶、金屬絲網、有孔金屬薄片、有孔金屬、塗敷在黏著層上的金屬塗層、金屬碟片、金屬包覆的纖維玻璃、或上述之組合者皆可使用。在每個範例中，第一導體320可提供選擇性電性傳導於電池槽結構315與第一接觸301或彈性印刷電路板305之間，以及提供在電池槽結構315與第一接觸301或彈性印刷電路板305之間的絕緣。再者，於每個範例中，第二導體321可提供選擇性電性傳導於第一接觸305與彈性印刷電路板301之間，以及提供在第一接觸301或彈性印刷電路板305之間的絕緣。在一些實施例中，導體320可織入黏合層310中。導體320可例如為嵌埋在黏合層310中的碟片。在一些實施例中，可於黏合層310中生成狹縫以編織或放置導體320於黏合層310中。同樣，例如孔洞或其他方式可加以利用以在黏合層310中放置導體320。
電化學裝置315可包含陰極、陽極、與電解質。例如，陰極可包含鋰鈷氧化物、陽極可包含鋰以及電解質可包含磷鋰氮氧化物。其他電化學裝置則可視需要使用。
電化學裝置315可以各種方式與彈性印刷電路板305耦合。在一個實施例中，例如可利用膠以耦合電化學裝置315與彈性印刷電路板305。在本發明中所使用的膠係延展至任何材料以黏著電化學裝置至半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣封裝表面105。膠可在兩層之間產生機構或化學黏合。膠亦可化學黏結兩層而不需導入其他材料或層。膠可為導電以使半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣封裝表面105當作電流控制器。膠，例如可包含但不限於，導電水泥膠與樹脂膠。膠可為導電、半導電、或絕緣。
在另一個實施例中，彈性印刷電路板305係當作電池之基材，使電池沉積於其上。
上述範例實施例亦可包含多電化學裝置堆疊於半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣(例如封裝)表面上。
本範例實施例提供另一種方式以封裝電化學裝置之化學與機構敏感層，其較習知使用金箔的封裝方式較為省錢。上述範例實施例亦避免在習知方法中因使用金屬與塑膠囊以封裝電化學裝置時因為高溫而破裂的問題，高溫係使得金屬與塑膠囊中的氣體膨脹以及/或壓縮。
上述的範例實施例亦提供直接製作在半導體裝置諸如積體電路上之充電式二次電池。這樣的電池可在電路於電力中斷時仍提供電源，且快速而簡易地在電力回復時進行充電。上述電池可為主要電路提供局部能源。範例實施例亦提供更省錢且更可靠的封裝方式，以及更佳的方式以提供電性傳導接觸，包含較習知封裝方法實質更薄的封裝。範例實施例亦提供彈性積體電路以及/或具有薄膜彈性電池耦接其上之彈性印刷電路板。
雖然上述實施例闡述的傳導材料係在黏合層中具有開口，諸如狹縫；但是可瞭解的是，可以各種方式提供在電池槽結構115、315與第一電性接觸101、301之間的電性接觸。例如，在黏著材料中置入導電粉末以形成之黏合層110、310可提供於電池槽結構115、315與第一接觸101、301之間的電性傳導。傳導粉末諸如金屬粉末(例如，鎳粉末)可置於黏合層110、310之一或多個選定區域中，以及在接觸101、301與電池槽結構115、315之間。熟習此技術者當瞭解其他傳導材料亦可提供選擇性傳導，諸如可在黏合層中選擇性提供導電球、金屬塊(slug)、導線絲網等。可使用兩種方式以達成在電池槽結構115、315與第一接觸101、301之間的電性傳導且提供在電性接觸與電池槽結構之間的絕緣，不應限制在範例中所闡述的範例。
同理可應用在電池槽結構115、315與半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣封裝表面105或彈性印刷電路板305之間的電性接觸。同理可應用在第一電性接觸101、301與半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣封裝表面105或彈性印刷電路板305之間的電性接觸。
此外，應瞭解的是電化學裝置可包含一分立裝置(例如，以其基材與本身的封裝以完全封裝)於半導體裝置上、半導體裝置之導電或絕緣表面或彈性印刷電路板。例如，在整合至半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣表面或在彈性印刷電路板上之前，可製作電化學裝置為分立裝置，且接著組裝成具有基材與封裝之一整體。
本發明係以上述之較佳實施例揭露，可瞭解的是習知此技藝者可輕易以其他等效實施例或元件取代而仍不會悖離本發明的精神。此外，許多修飾與變更仍不會脫離本發明所教示的範圍。因此，本發明並不限定上述揭露之最佳實施例，而應以後附之專利申請範圍所界定。
101．．．第一接觸
110．．．黏合層
115．．．電化學裝置
105．．．半導體表面
120．．．第一導體
121．．．第二導體
145．．．陰極
150．．．電解質
165．．．陽極
160．．．調節層
155．．．封裝
170．．．陽極電流控制器
175．．．絕緣體
301．．．第一接觸
310．．．黏合層
315．．．電池槽結構
305．．．彈性印刷電路板
320．．．第一導體
321．．．第二導體
330．．．導電跡線
本發明之圖式如下：第1A圖係根據本發明之實施例中位於半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣表面或彈性印刷電路板上之薄膜電池的側視圖；第1B圖係根據本發明之實施例中位於半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣表面或彈性印刷電路板上之薄膜電池的另一個側視圖；第2圖係根據本發明之實施例中位於半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣表面之薄膜電池的另一個側視圖；第3A圖係根據本發明之實施例中位於半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣表面或彈性印刷電路板上之薄膜電池的另一個側視圖；第3B圖係根據本發明之實施例中位於半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣表面或彈性印刷電路板上之薄膜電池的另一個側視圖；第3C圖係根據本發明之實施例中位於半導體表面或半導體裝置之導電或絕緣表面或彈性印刷電路板上之薄膜電池的另一個側視圖。
101．．．第一接觸
105．．．半導體表面
110．．．黏合層
115．．．電化學裝置
120．．．第一導體
121．．．第二導體

Claims (46)

  1. 一種具有一電池之積體電路，包含：一第一電性接觸；一黏合層，與該第一電性接觸耦合並具有一嵌埋導體；至少一電池槽結構，透過該嵌埋導體而與該第一電性接觸間有選擇性電性接觸；以及一半導體表面或一半導體裝置之導電或絕緣封裝表面，其中該第一電性接觸透過至少另一個嵌埋導體而與該半導體表面或該半導體裝置之導電或絕緣封裝表面間有選擇性電性接觸，該至少另一個嵌埋導體直接位在該半導體元件與該第一電性接觸之間；其中該黏合層與該至少一電池槽結構係夾於該第一電性接觸層與該半導體表面或該半導體裝置之導電或絕緣表面之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之具有一電池之積體電路，其中該第一電性接觸更包含一封裝金屬。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之具有一電池之積體電路，其中該黏合層包含一材料，該材料選自由一黏著材料、一絕緣材料、塑膠、玻璃、Kevlar®、增強材料、以及纖維玻璃所組成之群者。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之具有一電池之積體電路，其中該嵌埋導體係選自由一金屬墊、一金屬線、一金屬片、一金屬帶、多金屬線、多金屬片、多金屬帶、一金屬絲網、一有孔金屬、一塗敷在該黏著層上之金屬塗層，以及一碟片所組成之群者。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之具有一電池之積體電路，其中該導體係編織在該黏合層中。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之具有一電池之積體電路，其中該黏合層包含一狹縫，該嵌埋導體係編織在該狹縫中。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之具有一電池之積體電路，其中該第一接觸包含一材料，該材料選自由金、鉑、不銹鋼、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋯、鋁、銦、鎳、銅、銀、碳、青銅、黃銅、鈹、與上述之氧化物、氮化物、碳化物及合金所組成之群者。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之具有一電池之積體電路，其中該電池槽結構包含：一陽極， 一電解質；以及一陰極。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之具有一電池之積體電路，其中該陰極係經過退火處理。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之具有一電池之積體電路，其中該陰極係經過結晶化處理。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之具有一電池之積體電路，其中該第一接觸係當作該電池槽結構之一陰極接觸。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之具有一電池之積體電路，其中該第一接觸係當作該電池槽結構之一陽極接觸。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之具有一電池之積體電路，更包含一阻障層，該阻障層介於該電池槽結構與該半導體表面或該半導體裝置之導電或絕緣表面之間。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之具有一電池之積體電路，更包含至少一開口，位於該第一接觸內。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之具有一電池之積體電路，其中該第一接觸包含一金屬薄片。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之具有一電池之積體電路，更包含一個接一個堆疊之複數個電池槽結構，而至少一金屬薄片係封裝每個電池槽結構。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之具有一電池之積體電路，其中該第一接觸之部分係由一絕緣材料所包覆。
  18. 一種製造一薄膜電池於一半導體表面或一半導體裝置之導電或絕緣表面上的方法，包含：產生一選擇性導電黏合層；耦合該黏合層與一第一接觸層；耦合一電池槽結構之一第一側與一半導體表面或一半導體裝置之導電或絕緣表面；耦合該電池槽結構之一第二側與該黏合層；透過該黏合層連接該第二側至該第一接觸層；以及透過該黏合層連接該半導體表面或該半導體裝置之導電或絕緣表面至該第一接觸層。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中耦合該電池 槽結構之第一側與該半導體表面或該半導體裝置之導電或絕緣表面的步驟包含膠黏該電池槽結構之第一側與該半導體表面或該半導體裝置之導電或絕緣表面。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之方法，更包含沉積一陰極於該半導體表面或該半導體裝置之導電或絕緣封裝表面上。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之方法，更包含以一雷射結晶化該陰極。
  22. 如申請專利範圍第20項所述之方法，更包含利用快速熱退火以退火該陰極。
  23. 一種位在一彈性印刷電路板上之電池，包含：一第一電性接觸；一黏合層，與該第一電性接觸耦合並包含一嵌埋導體；至少一電池槽結構，透過該嵌埋導體而與該第一電性接觸有選擇性電性接觸；以及一彈性印刷電路板，其中該第一電性接觸透過至少另一個嵌埋導體而與該彈性印刷電路板間有選擇性電性接觸，該至少另一個嵌埋導體直接位在該彈性印刷電 路板與該第一電性接觸之間；其中該黏合層與該至少一電池槽結構係夾於該第一電性接觸層與該彈性印刷電路板之間。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之電池，其中該彈性印刷電路板係選自具有與不具有跡線之多電路板層、單面印刷電路板、雙面印刷電路板、與半硬式印刷電路板所組成之群者。
  25. 如申請專利範圍第23項所述之電池，其中該彈性印刷電路板包含一聚亞醯胺膜。
  26. 如申請專利範圍第23項所述之電池，其中該第一電性接觸更包含一封裝金屬。
  27. 如申請專利範圍第23項所述之電池，其中該黏合層包含一材料，該材料選自由一黏著材料、一絕緣材料、塑膠、玻璃、Kevlar®、增強材料、以及纖維玻璃所組成之群者。
  28. 如申請專利範圍第23項所述之電池，其中該導體係選自由一金屬墊、一金屬線、一金屬片、一金屬帶、多金 屬線、多金屬片、多金屬帶、一金屬絲網、一有孔金屬、塗敷在該黏著層上之一金屬塗層，以及一碟片所組成之群者。
  29. 如申請專利範圍第23項所述之電池，其中該導體係編織在該黏合層中。
  30. 如申請專利範圍第29項所述之電池，其中該黏合層包含一狹縫，該嵌埋導體係編織在該狹縫中。
  31. 如申請專利範圍第23項所述之電池，其中該第一接觸包含一材料，該材料選自由金、鉑、不銹鋼、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋯、鋁、銦、鎳、銅、銀、碳、青銅、黃銅、鈹、與上述之氧化物、氮化物、碳化物及合金所組成之群。
  32. 如申請專利範圍第23項所述之電池，其中該電池槽結構包含：一陽極，一電解質；以及一陰極。
  33. 如申請專利範圍第32項所述之電池，其中該陰極係經 過退火處理。
  34. 如申請專利範圍第32項所述之電池，其中該陰極係經過結晶化處理。
  35. 如申請專利範圍第23項所述之電池，更包含一阻障層，該阻障層位於該電池槽結構與該半導體表面或一半導體裝置之導電或絕緣表面之間。
  36. 如申請專利範圍第23項所述之電池，更包含至少一開口，形成在該第一接觸內。
  37. 如申請專利範圍第23項所述之電池，其中該第一接觸包含一金屬薄片。
  38. 如申請專利範圍第23項所述之電池，更包含一個接一個堆疊之複數個電池槽結構，而至少一金屬薄片係封裝每個電池槽結構。
  39. 如申請專利範圍第23項所述之電池，其中該第一接觸之部分係由一絕緣材料所包覆。
  40. 一種製造一薄膜電池之方法，包含： 產生一選擇性導電黏合層；耦合該黏合層與一第一接觸層；耦合一電池槽結構之一第一側與一彈性印刷電路板；耦合該電池槽結構之一第二側與該黏合層；透過該黏合層連接該第二側至該第一接觸層；以及透過該黏合層連接該彈性印刷電路板至該第一接觸層。
  41. 如申請專利範圍第40項所述之方法，其中耦合該電池槽結構之第一側與該彈性印刷電路板之步驟包含膠黏該電池槽結構之第一側與該彈性印刷電路板。
  42. 如申請專利範圍第40項所述之方法，更包含沉積一陰極於該彈性印刷電路板上。
  43. 如申請專利範圍第42項所述之方法，更包含以一雷射結晶化該陰極。
  44. 如申請專利範圍第42項所述之方法，更包含利用快速熱退火以退火該陰極。
  45. 一種包含一電池之設備，該電池選自專利申請範圍第1 項與第23項之電池。
  46. 如申請專利範圍第45項所述之設備，其中該設備係選自由一電腦、一手機、一計算機、一電器用品、一記憶裝置、一相機、一智慧卡、一辨識標籤、以及一電腦周邊硬體所組成之群者。
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