TWI419397B

Thin film battery on a semiconductor or semiconductor device apparatus and method

Abstract

The present invention relates to flexible thin film batteries on semiconducting surface or the conductive or insulating packaging surface of a semiconductor device and methods of constructing such batteries. Electrochemical devices may be glued to a semiconducting surface or the conductive or insulating packaging surface of a semiconductor device or deposited directly thereon. The invention also relates to flexible thin film batteries on flexible printed circuit boards where the electrochemical devices may also beglued or deposited on the flexible printed circuit board.

TWI419397B, drawing sheet 1
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Term

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46 claims: 38 independent, 8 dependent

  1. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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。
Independent claims46