JP2006108431A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】システムの多機能化およびコンパクト化による実装性の向上を両立する半導体装置を提供することを課題とする。
【解決手段】フレキシブル基板１１と、このフレキシブル基板１１の表面に形成された１個以上の半導体素子１２および電極１３と、フレキシブル基板１１の表面に形成されて前記半導体素子１２と電極１３を接続する配線１４を備え、前記フレキシブル基板１１の一部または全体が湾曲形状に保持されてなる半導体装置を提供することにより、上記課題を解決する。
【選択図】図３
【解決手段】フレキシブル基板１１と、このフレキシブル基板１１の表面に形成された１個以上の半導体素子１２および電極１３と、フレキシブル基板１１の表面に形成されて前記半導体素子１２と電極１３を接続する配線１４を備え、前記フレキシブル基板１１の一部または全体が湾曲形状に保持されてなる半導体装置を提供することにより、上記課題を解決する。
【選択図】図３
Description
本発明は、半導体装置に関し、さらに詳しくは可撓性を有する半導体装置の実装技術に関する。
携帯電話を始めとして、機器の小型化・携帯化の流れが一段と強くなってきており、さらには「着るパソコン」としてウエアラブルコンピュータも発表された。また、３ＤＭＤ（シースルーヘッドマウントディスプレイ）、ＣＣＤカメラ内蔵ＨＤ、イヤホン型メガネ、イヤホン型マイクなど映像・音声の直接認知インターフェイスも提案され、今後ウエアラブル機器の市場は拡大すると考えられる。
このような需要に対する方策の一つとして、ＡＭＬＣＤ(アクティブマトリックスディスプレー)のＴＦＴのチップ薄膜化法が提案されている（特許文献１：米国特許第5,702,963号明細書）。この方法では、まず、図１５（ａ）に示すように、Ｓｉ基板４０上に、Ｓｉ緩和層４１、ＣＶＤ法により形成されたシリコン酸化膜４２、シリコン酸窒化膜からなるリリース層４３、素子形成層となる上層Ｓｉ層４４がこの順に積層されたＳＯＩ構造基板を用い、図１５（ｂ）に示すように、ＡＭＬＣＤの画素部（ピクセル領域）４４ｂとＴＦＴ領域４４ａとを形成する。
次に、図１５（ｃ）に示すように、画素部４４ｂとＴＦＴ領域４４ａとの間に絶縁体領域４５を形成すべく、画素部４４ｂおよびＴＦＴ領域４４ａを被覆するように酸化膜４６を形成する。続いて、画素部４４ｂ上の酸化膜４６を除去する。その後、図１５（ｄ）に示すように、ＴＦＴ領域４４ａの酸化膜４６上にゲート電極４８を形成すると共に、ＴＦＴ領域４４ａにソース／ドレイン領域４９を形成し、さらに、これらを絶縁膜５０で被覆し、絶縁膜５０の所望の領域にコンタクトホール及び配線５１を形成して、ＴＦＴ４７を得る。
この後、図１５（ｅ）に示すように、画素部４４ｂとＴＦＴ領域４４ａとを含む領域の外側において、リリース層４３に開口５２ａを形成し、さらに、この開口５２ａよりも大きな開口５２ｂをシリコン酸化膜４２に形成する。
続いて、図１５（ｆ）に示すように、シリコン酸化膜４２及びリリース層４３の開口を埋め込む支持柱５３をシリコン酸化膜によって形成し、支持柱５３間で、かつ画素部４４ｂとＴＦＴ領域４４ａを含む領域以外の領域において、リリース層４３にエッチャント導入口５４を形成し、このエッチャント導入口５４からエッチャントを導入して、図１５（ｇ）に示すように、シリコン酸化膜４２をエッチング除去し、空洞５５を形成する。これにより、支持柱５３に支持されたリリース層４３上に、画素部４４ｂ及びＴＦＴ４７が配置する。
次に、図１５（ｈ）に示すように、得られた基板上全面に感光性のエポキシ樹脂５６と非感光性の透明樹脂膜５７とを形成し、画素部４４ｂおよびＴＦＴ４７上のエポキシ樹脂５６に紫外線を照射することにより硬化させ、非硬化部のエポキシ樹脂を除去するとともに、支持柱５３を劈開することにより、薄膜状のチップを離脱させる。
しかしながら、上記のように作製された薄膜状の半導体装置は、素子の高密度の集積化を図るものではあっても、可撓性に乏しく、延性に欠け、脆弱であるため、小型機器、携帯機器、ウエアラブル機器等の限られた狭いスペースに自由に実装することが難しい。
本発明は、システムの多機能化およびコンパクト化による高密度実装を両立可能な半導体装置を提供することを課題とする。
本発明は、システムの多機能化およびコンパクト化による高密度実装を両立可能な半導体装置を提供することを課題とする。
かくして、本発明によれば、フレキシブル基板と、このフレキシブル基板の表面に形成された１個以上の半導体素子および電極と、フレキシブル基板の表面に形成されて前記半導体素子と電極を接続する配線を備え、前記フレキシブル基板の一部または全体が湾曲形状に保持されてなる半導体装置が提供される。
本発明によれば、フレキシブルな半導体装置であるため、小型機器、携帯機器、ウエアラブル機器等の限られた狭いスペースに実装可能であり、システムの多機能化、自由度の大きな３次元実装を図ることができる。
本発明の半導体装置は、フレキシブル基板と、このフレキシブル基板の表面に形成された１個以上の半導体素子および電極と、フレキシブル基板の表面に形成されて前記半導体素子と電極を接続する配線を備える。
本発明において、フレキシブル基板としては、可撓性を有し、表面に半導体素子（半導体チップ）やプリント配線を形成可能なものであれば特に限定されるものではないが、プリント基板等に一般的に利用されている、例えばポリイミドフィルム、ポリエステルフィルム等からなる樹脂製基板を好適に用いることができる。
また、フレキシブル基板としては、膜厚や曲げ半径を調整することにより必要十分な可撓性が得られるのであれば、半導体基板を用いることができる。半導体基板としては、例えば、シリコン、ゲルマニウム等の元素半導体基板、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ等の化合物半導体、絶縁性の半導体酸化物基板、ＳＯＩ基板等、種々の基板を用いることができる。なかでも単結晶シリコン基板又は多結晶シリコン基板が好ましく、単結晶シリコン基板が特に好ましい。半導体基板は、リン、砒素等のＮ型又はボロン等のＰ型の不純物のドーピングにより比較的低抵抗（例えば２０Ωｃｍ程度以下、好ましくは１０Ωｃｍ程度）であるものが好ましい。なお、フレキシブル基板として半導体基板あるいはＳＯＩ基板を用いれば、半導体素子を直接基板に形成することが可能である。
半導体素子は、上述したように、予め作製した半導体素子（チップ）をフレキシブル基板に貼り付けてもよく、あるいは上記半導体基板自体に形成してもよく、半導体基板上に半導体層が形成されてなるもの、例えば、ｎ型又はｐ型のシリコン基板表面にｐ型又はｎ型のエピタキシャルシリコン層等を１μｍ程度積層させた、いわゆるエピタキシャル基板上に形成してもよく、あるいは半導体以外の基板上に半導体層を形成した、例えばＳＯＩ基板上に形成してもよい。
半導体素子は、通常、メモリ、周辺回路、論理回路等の種々の回路を形成するためのものであり、トランジスタ、キャパシタ、抵抗等の種々の素子を含む。また、これら素子を分離又は接続するための素子分離膜、層間絶縁膜、配線等の種々の膜が形成されていてもよい。半導体素子領域の大きさは特に限定されるものではなく、得ようとする半導体装置の大きさ、性能、用途等に応じて適宜調整することができる。
半導体素子は、通常、メモリ、周辺回路、論理回路等の種々の回路を形成するためのものであり、トランジスタ、キャパシタ、抵抗等の種々の素子を含む。また、これら素子を分離又は接続するための素子分離膜、層間絶縁膜、配線等の種々の膜が形成されていてもよい。半導体素子領域の大きさは特に限定されるものではなく、得ようとする半導体装置の大きさ、性能、用途等に応じて適宜調整することができる。
電極の材料としては特に限定されるものではなく、アルミニウム、銀など当該分野で一般的に使用されている材料を用いることができる。
配線の材料としては特に限定されるものではなく、銅、ニッケルなど当該分野で一般的に使用されている材料を用いることができる。
配線の材料としては特に限定されるものではなく、銅、ニッケルなど当該分野で一般的に使用されている材料を用いることができる。
本発明の半導体装置は、前記半導体素子、電極および配線を備えるフレキシブル基板の一部または全体が、湾曲形状に保持されてなることを特徴としている。
ここで、本発明において、「フレキシブル基板の一部または全体が湾曲形状に保持されてなる」とは、半導体装置の少なくとも使用状態において、フレキシブル基板の一部または全体が湾曲している状態を意味する。また、「湾曲形状」とは、Ｕ状、Ｓ状、Ｃ状、波状、筒状、螺旋巻き状等、フレキシブル基板の一部または全体が湾曲している形状を意味する。
ここで、本発明において、「フレキシブル基板の一部または全体が湾曲形状に保持されてなる」とは、半導体装置の少なくとも使用状態において、フレキシブル基板の一部または全体が湾曲している状態を意味する。また、「湾曲形状」とは、Ｕ状、Ｓ状、Ｃ状、波状、筒状、螺旋巻き状等、フレキシブル基板の一部または全体が湾曲している形状を意味する。
フレキシブル基板の湾曲形状は、好ましくは、その一端と対向する他端とが接続して保持された筒形である。
このようにすれば、筒形に丸めることによりフレキシブル基板が剛体となり、曲げに対して機械的強度が増加するため、半導体装置の搬送時、電子機器への組み立て時および電子機器の使用時等における外力から半導体素子が保護される。さらに、半導体装置の電子機器への設置スペースの狭小化を図ることができる。換言すれば、一定スペースに多くの半導体素子を設置することができ、多機能化を図ることができる。この場合、フレキシブル基板の一端と対向する他端とを、例えば接着剤にて接着して筒形に保持することができる。
このようにすれば、筒形に丸めることによりフレキシブル基板が剛体となり、曲げに対して機械的強度が増加するため、半導体装置の搬送時、電子機器への組み立て時および電子機器の使用時等における外力から半導体素子が保護される。さらに、半導体装置の電子機器への設置スペースの狭小化を図ることができる。換言すれば、一定スペースに多くの半導体素子を設置することができ、多機能化を図ることができる。この場合、フレキシブル基板の一端と対向する他端とを、例えば接着剤にて接着して筒形に保持することができる。
フレキシブル基板の湾曲形状は、さらに好ましくは、その一端を外側としかつ対向する他端を中心として巻き取られて保持された螺旋巻き構造である。
このようにすれば、上記曲げに対する機械的強度および単位設置スペース当たりの半導体素子数をさらに増加させることができる。
この螺旋巻き構造の場合、フレキシブル基板の一端側（外側）に電極が配置されてなることが、本発明の半導体装置と電子機器の他の電子部品との電気的接続（例えばリード線による接続）が容易に行える観点から好ましい。
さらには、フレキシブル基板の表面にかつ一端から対向する他端に向かう方向に複数の突起部が形成されてなり、フレキシブル基板の螺旋巻き構造の重なり部に隙間が形成されてなるものとしてもよい。このようにすれば、螺旋巻きする際に素子の摩擦による表面傷を低減することができると共に、素子の放熱性も向上する上で好ましい。この場合、フレキシブル基板の外側端部と、この外側端部と接触可能なフレキシブル基板の裏面とを、例えば接着剤にて接着して筒形に保持することができる。
さらに、螺旋巻き構造では、複数のフレキシブル基板が重ねられて螺旋巻きに保持されてなるように構成してもよい。このようにすれば、一定スペースにより多数の半導体素子を設置することができる。
このようにすれば、上記曲げに対する機械的強度および単位設置スペース当たりの半導体素子数をさらに増加させることができる。
この螺旋巻き構造の場合、フレキシブル基板の一端側（外側）に電極が配置されてなることが、本発明の半導体装置と電子機器の他の電子部品との電気的接続（例えばリード線による接続）が容易に行える観点から好ましい。
さらには、フレキシブル基板の表面にかつ一端から対向する他端に向かう方向に複数の突起部が形成されてなり、フレキシブル基板の螺旋巻き構造の重なり部に隙間が形成されてなるものとしてもよい。このようにすれば、螺旋巻きする際に素子の摩擦による表面傷を低減することができると共に、素子の放熱性も向上する上で好ましい。この場合、フレキシブル基板の外側端部と、この外側端部と接触可能なフレキシブル基板の裏面とを、例えば接着剤にて接着して筒形に保持することができる。
さらに、螺旋巻き構造では、複数のフレキシブル基板が重ねられて螺旋巻きに保持されてなるように構成してもよい。このようにすれば、一定スペースにより多数の半導体素子を設置することができる。
筒形あるいは螺旋巻き構造の半導体装置において、フレキシブル基板をよりコンパクトに丸める条件は、フレキシブル基板の材質や、円周に対応するフレキシブル基板の長さおよび厚み、フレキシブル基板上に搭載する半導体素子の大きさ、個数、配置、配線の厚み等、様々な要素に関係するが、半導体素子やの配線や電極のサイズや厚みはフレキシブル基板のサイズや厚みに比して僅か（例えば半導体素子のサイズは１ｍｍ×１ｍｍ、厚み３００μｍ）であるため、半導体装置の丸めはフレキシブル基板の材質（可撓性）、円周に対応するフレキシブル基板の長さおよび厚みにほぼ依存する。
例えば、フレキシブル基板の丸めを考えた場合、長さ１０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚み５００μｍのポリイミドフィルムからなる場合、フレキシブル基板を直径３ｍｍ程度にまで小さく長さ方向に丸めることが可能である。また、フレキシブル基板が長さ１０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚み３００μｍのシリコン基板からなる場合では、フレキシブル基板を直径３ｍｍ程度にまで小さく長さ方向に丸めることが可能である。
例えば、フレキシブル基板の丸めを考えた場合、長さ１０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚み５００μｍのポリイミドフィルムからなる場合、フレキシブル基板を直径３ｍｍ程度にまで小さく長さ方向に丸めることが可能である。また、フレキシブル基板が長さ１０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚み３００μｍのシリコン基板からなる場合では、フレキシブル基板を直径３ｍｍ程度にまで小さく長さ方向に丸めることが可能である。
本発明の半導体装置は、フレキシブル基板の裏面に裏面配線をさらに有し、この裏面配線が半導体素子および／または電極と接続されているように構成されていてもよい。このようにすれば、筒形および螺旋巻き構造の半導体装置を横に隣接してあるいは複数段に積み重ねて設置して、隣接する特定の半導体装置の裏面配線同士を接触させ、各半導体装置の半導体素子を相互に導通させることができる。
以下、本発明の半導体装置の実施の形態を図面に基づいて詳説する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１の半導体装置を説明する図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側断面図である。
この実施の形態１の半導体装置Ａは、平面視長方形のフレキシブル基板１１と、フレキシブル基板１１の上面の一方端縁に沿って形成されたＡｌからなるパッド電極１３と、フレキシブル基板１１の上面にマトリックス状に形成された複数個の半導体素子１２と、フレキシブル基板１１の上面の半導体素子１２間および半導体素子１２とパッド電極１３間に形成されたＣｕからなる配線１４を備えている。
図１は、本発明の実施の形態１の半導体装置を説明する図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側断面図である。
この実施の形態１の半導体装置Ａは、平面視長方形のフレキシブル基板１１と、フレキシブル基板１１の上面の一方端縁に沿って形成されたＡｌからなるパッド電極１３と、フレキシブル基板１１の上面にマトリックス状に形成された複数個の半導体素子１２と、フレキシブル基板１１の上面の半導体素子１２間および半導体素子１２とパッド電極１３間に形成されたＣｕからなる配線１４を備えている。
次に、この実施の形態１の半導体装置の製造方法を、図１を参照しながら説明する。
まず、フレキシブル基板１１の上面の一方端縁に、Ａｌペーストを一列に所定間隔で複数個印刷し、これを焼成してパッド電極１３を形成するといった公知の方法で作製する。
次に、フレキシブル基板１１の上面に、素子領域となる半導体素子１２を複数個マトリックス状に固定する。半導体素子１２のフレキシブル基板１１への固定は、接着剤もしくはハンダ等を用いて接着する方法を採用することができる。なお、半導体素子１２は、得ようとする半導体装置に応じて予め作製されチップ化されたトランジスタ、キャパシタ、抵抗等の所望の半導体素子が用いられ、各素子は所定位置に固定される。
次に、Ｃｕからなる配線１４をめっきもしくは印刷等の公知の方法で形成する。
まず、フレキシブル基板１１の上面の一方端縁に、Ａｌペーストを一列に所定間隔で複数個印刷し、これを焼成してパッド電極１３を形成するといった公知の方法で作製する。
次に、フレキシブル基板１１の上面に、素子領域となる半導体素子１２を複数個マトリックス状に固定する。半導体素子１２のフレキシブル基板１１への固定は、接着剤もしくはハンダ等を用いて接着する方法を採用することができる。なお、半導体素子１２は、得ようとする半導体装置に応じて予め作製されチップ化されたトランジスタ、キャパシタ、抵抗等の所望の半導体素子が用いられ、各素子は所定位置に固定される。
次に、Ｃｕからなる配線１４をめっきもしくは印刷等の公知の方法で形成する。
［実施の形態２］
図２は、本発明の実施の形態２の半導体装置を説明する図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側断面図である。
この実施の形態２の半導体装置Ｂが実施の形態１と異なる点は、フレキシブル基板１１の表面における各半導体素子１２と配線１４との間の空きスペースに複数個の突起部１５を形成した点であり、その他の構成は実施の形態１と同様である。この突起部１５は、絶縁性を有するプラスチックもしくは導電性を有する金属等、フレキシブル基板１１との密着性や必要な機械的強度等の状況に応じ適宜選択することができ、接着剤もしくはハンダ等で接着する。
図２は、本発明の実施の形態２の半導体装置を説明する図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側断面図である。
この実施の形態２の半導体装置Ｂが実施の形態１と異なる点は、フレキシブル基板１１の表面における各半導体素子１２と配線１４との間の空きスペースに複数個の突起部１５を形成した点であり、その他の構成は実施の形態１と同様である。この突起部１５は、絶縁性を有するプラスチックもしくは導電性を有する金属等、フレキシブル基板１１との密着性や必要な機械的強度等の状況に応じ適宜選択することができ、接着剤もしくはハンダ等で接着する。
［実施の形態３］
図３は、本発明の実施の形態３の半導体装置を説明する図であって、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は斜視図である。
この実施の形態３の半導体装置Ｃは、実施の形態１の半導体装置を筒形に丸めて保持したものである。この筒形の半導体装置を作製するに際しては、棒状のものを芯としてフレキシブル基板１１を丸める方法を用いることができ、パッド電極１３が外部に露出した状態で丸めた後、接着により筒形に保持することができる。
この筒形の半導体装置Ｃは、丸める前の状態におけるフレキシブル基板１１の長さをＸ、幅をＹとすると、丸めることにより直径（Ｘ/π）の略円筒形となる。
図４は、筒形の半導体装置を複数個近接して配置した状態を示す図であり、この図で示されるように、半導体素子（チップ）としての長さ方向の占有面積は約１/３に減少し、平面形状のフレキシブル基板１１と比較して実装面積を小さくすることができる。なお、高さも（Ｘ/π）であることから、丸める前のフレキシブル基板１１の厚さＺ（図１参照）と比べると大きくなるが、丸めることによりフレキシブル基板１１が剛体となり曲げに対して機械的強度が増加する。そのため、特別に実装をしなくてもそのままチップとして電子機器等に適宜配置することができる。
図３は、本発明の実施の形態３の半導体装置を説明する図であって、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は斜視図である。
この実施の形態３の半導体装置Ｃは、実施の形態１の半導体装置を筒形に丸めて保持したものである。この筒形の半導体装置を作製するに際しては、棒状のものを芯としてフレキシブル基板１１を丸める方法を用いることができ、パッド電極１３が外部に露出した状態で丸めた後、接着により筒形に保持することができる。
この筒形の半導体装置Ｃは、丸める前の状態におけるフレキシブル基板１１の長さをＸ、幅をＹとすると、丸めることにより直径（Ｘ/π）の略円筒形となる。
図４は、筒形の半導体装置を複数個近接して配置した状態を示す図であり、この図で示されるように、半導体素子（チップ）としての長さ方向の占有面積は約１/３に減少し、平面形状のフレキシブル基板１１と比較して実装面積を小さくすることができる。なお、高さも（Ｘ/π）であることから、丸める前のフレキシブル基板１１の厚さＺ（図１参照）と比べると大きくなるが、丸めることによりフレキシブル基板１１が剛体となり曲げに対して機械的強度が増加する。そのため、特別に実装をしなくてもそのままチップとして電子機器等に適宜配置することができる。
［実施の形態４］
図５は、本発明の実施の形態４の半導体装置を示す斜視図である。
この実施の形態４の半導体装置Ｄは、実施の形態２の半導体装置を螺旋巻きして保持したものである。この螺旋巻き構造の半導体装置を作製するに際しては、棒状のものを芯としてフレキシブル基板１１を巻き取る方法を用いることができ、パッド電極１３が外部に露出した状態で丸めた後、接着により螺旋巻き構造に保持することができる。
このようにすれば、平面形状のフレキシブル基板１１と比較して実装面積をさらに小さくし、曲げに対する機械的強度をより増加させることが可能である。
図５は、本発明の実施の形態４の半導体装置を示す斜視図である。
この実施の形態４の半導体装置Ｄは、実施の形態２の半導体装置を螺旋巻きして保持したものである。この螺旋巻き構造の半導体装置を作製するに際しては、棒状のものを芯としてフレキシブル基板１１を巻き取る方法を用いることができ、パッド電極１３が外部に露出した状態で丸めた後、接着により螺旋巻き構造に保持することができる。
このようにすれば、平面形状のフレキシブル基板１１と比較して実装面積をさらに小さくし、曲げに対する機械的強度をより増加させることが可能である。
［実施の形態５］
図６は、本発明の実施の形態５の半導体装置を示す斜視図である。
この実施の形態５の半導体装置Ｅは、実施の形態３の半導体装置を螺旋巻きして保持したものであり、その他の構成は実施の形態３と同様である。この螺旋巻き構造の半導体装置Ｅの作製は、実施の形態３と同様に行うことができる。この際、フレキシブル基板１１の表面の突起部１５がフレキシブル基板１１の裏面に当接して丸められるので、丸める際に半導体素子１２の摩擦によるチップ表面傷を低減することができるとともに、螺旋巻き構造の内部に空洞部が形成されることでチップの放熱性も向上するという効果が、実施の形態４の効果に加えてさらに得られる。
図６は、本発明の実施の形態５の半導体装置を示す斜視図である。
この実施の形態５の半導体装置Ｅは、実施の形態３の半導体装置を螺旋巻きして保持したものであり、その他の構成は実施の形態３と同様である。この螺旋巻き構造の半導体装置Ｅの作製は、実施の形態３と同様に行うことができる。この際、フレキシブル基板１１の表面の突起部１５がフレキシブル基板１１の裏面に当接して丸められるので、丸める際に半導体素子１２の摩擦によるチップ表面傷を低減することができるとともに、螺旋巻き構造の内部に空洞部が形成されることでチップの放熱性も向上するという効果が、実施の形態４の効果に加えてさらに得られる。
［実施の形態６］
図７は、本発明の実施の形態６の半導体装置を説明する図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側断面図である。
この実施の形態６の半導体装置Ｆが実施の形態１と異なる点は、フレキシブル基板１１の裏面に裏面配線１７が形成され、フレキシブル基板１１における各パッド電極１３の位置に形成された貫通孔に埋め込み導電層１６が設けられ、裏面配線１７と埋め込み導電層１６とが電気的に接続されている点であり、その他の構成は実施の形態１と同様である。この裏面配線１７の配線パターンとしては、各パッド電極１３にそれぞれ接続されて長さ方向（Ｘ方向）に延びるストライプ状とすることができる。
図７は、本発明の実施の形態６の半導体装置を説明する図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側断面図である。
この実施の形態６の半導体装置Ｆが実施の形態１と異なる点は、フレキシブル基板１１の裏面に裏面配線１７が形成され、フレキシブル基板１１における各パッド電極１３の位置に形成された貫通孔に埋め込み導電層１６が設けられ、裏面配線１７と埋め込み導電層１６とが電気的に接続されている点であり、その他の構成は実施の形態１と同様である。この裏面配線１７の配線パターンとしては、各パッド電極１３にそれぞれ接続されて長さ方向（Ｘ方向）に延びるストライプ状とすることができる。
この実施の形態６の半導体装置Ｆの作製は、実施の形態１の半導体装置を作製した後、フレキシブル基板１１の裏面からパッド電極１３に向けて貫通孔を形成し、Ｃｕなどの埋め込み導電層１６をめっきもしくは印刷等の公知の方法で形成する。その後、フレキシブル基板１１の裏面に埋め込み導電層１６と電気的に接続するように裏面配線１７をめっきもしくは印刷等の公知の方法で形成する。あるいは、別の製造方法として、先にフレキシブル基板１１の裏面に埋め込み導電層１６および裏面配線１７を形成し、その後、フレキシブル基板１１の表面に半導体素子１２、電極１３および配線１４を形成してもよい。
［実施の形態７］
図８は、本発明の半導体装置の実施の形態７を説明する図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側断面図である。
この実施の形態７の半導体装置Ｇの実施の形態６と異なる点は、フレキシブル基板１１の表面における各半導体素子１２と配線１４との間の空きスペースに、実施の形態２と同様に複数個の突起部１５を形成した点であり、その他の構成は実施の形態６と同様である。
図８は、本発明の半導体装置の実施の形態７を説明する図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側断面図である。
この実施の形態７の半導体装置Ｇの実施の形態６と異なる点は、フレキシブル基板１１の表面における各半導体素子１２と配線１４との間の空きスペースに、実施の形態２と同様に複数個の突起部１５を形成した点であり、その他の構成は実施の形態６と同様である。
［実施の形態８］
図９は、本発明の実施の形態８の半導体装置を説明する図であって、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は斜視図である。
この実施の形態８の半導体装置Ｈは、実施の形態６の半導体装置を筒形に丸めて保持したものである。この筒形の半導体装置を作製するに際しては、上述のように棒状のものを芯としてフレキシブル基板１１を丸め、接着して筒形に保持する方法を用いることができる。この場合、パッド電極１３を外部に露出した状態としてもよいが、図９に示すようにフレキシブル基板１１の両端面を接着し、パッド電極１３を筒の内部に配置してもよい。
このように構成すれば、図１０に示すように、半導体装置Ｈを隣接して複数個横あるいは複数段に積み上げて設置することにより、裏面配線１７、パッド電極１３および配線１４を介して隣接する各半導体装置の半導体素子１２が相互に導通する。したがって、その他特別な配線作業は不要となる。
図９は、本発明の実施の形態８の半導体装置を説明する図であって、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は斜視図である。
この実施の形態８の半導体装置Ｈは、実施の形態６の半導体装置を筒形に丸めて保持したものである。この筒形の半導体装置を作製するに際しては、上述のように棒状のものを芯としてフレキシブル基板１１を丸め、接着して筒形に保持する方法を用いることができる。この場合、パッド電極１３を外部に露出した状態としてもよいが、図９に示すようにフレキシブル基板１１の両端面を接着し、パッド電極１３を筒の内部に配置してもよい。
このように構成すれば、図１０に示すように、半導体装置Ｈを隣接して複数個横あるいは複数段に積み上げて設置することにより、裏面配線１７、パッド電極１３および配線１４を介して隣接する各半導体装置の半導体素子１２が相互に導通する。したがって、その他特別な配線作業は不要となる。
［実施の形態９］
図１１は、本発明の実施の形態９の半導体装置を示す斜視図である。
この実施の形態９の半導体装置Ｉは、実施の形態６の半導体装置を螺旋巻きして保持したものである。この螺旋巻き構造の半導体装置Ｉを作製するに際しては、上述のように棒状のものを芯としてフレキシブル基板１１を丸め、接着して螺旋巻きに保持する方法を用いることができる。この場合、パッド電極１３を外部に露出した状態としてもよいが、図１１に示すようにパッド電極１３をフレキシブル基板１１の裏面に着けて完全に巻いてもよい。
このように構成すれば、螺旋巻き構造の上記利点と、裏面電極を設けた上記利点を得ることができる。
図１１は、本発明の実施の形態９の半導体装置を示す斜視図である。
この実施の形態９の半導体装置Ｉは、実施の形態６の半導体装置を螺旋巻きして保持したものである。この螺旋巻き構造の半導体装置Ｉを作製するに際しては、上述のように棒状のものを芯としてフレキシブル基板１１を丸め、接着して螺旋巻きに保持する方法を用いることができる。この場合、パッド電極１３を外部に露出した状態としてもよいが、図１１に示すようにパッド電極１３をフレキシブル基板１１の裏面に着けて完全に巻いてもよい。
このように構成すれば、螺旋巻き構造の上記利点と、裏面電極を設けた上記利点を得ることができる。
［実施の形態１０］
図１２は、本発明の実施の形態１０の半導体装置を示す斜視図である。
この実施の形態１０の半導体装置Ｊは、実施の形態７の半導体装置を螺旋巻きして保持したものである。この螺旋巻き構造の半導体装置Ｊを作製するに際しては、上述のように棒状のものを芯としてフレキシブル基板１１を丸め、接着して螺旋巻きに保持する方法を用いることができる。この場合、パッド電極１３を外部に露出した状態としてもよいが、図１２に示すようにパッド電極１３をフレキシブル基板１１の裏面に着けて完全に巻いてもよい。
このように構成すれば、螺旋巻き構造の上記利点と、裏面電極を設けた上記利点と、突起部１５を設けた上記利点を得ることができる。
図１２は、本発明の実施の形態１０の半導体装置を示す斜視図である。
この実施の形態１０の半導体装置Ｊは、実施の形態７の半導体装置を螺旋巻きして保持したものである。この螺旋巻き構造の半導体装置Ｊを作製するに際しては、上述のように棒状のものを芯としてフレキシブル基板１１を丸め、接着して螺旋巻きに保持する方法を用いることができる。この場合、パッド電極１３を外部に露出した状態としてもよいが、図１２に示すようにパッド電極１３をフレキシブル基板１１の裏面に着けて完全に巻いてもよい。
このように構成すれば、螺旋巻き構造の上記利点と、裏面電極を設けた上記利点と、突起部１５を設けた上記利点を得ることができる。
［その他の実施の形態］
本発明において、上記螺旋巻き構造の半導体装置は、複数枚のフレキシブル基板が重ねられて螺旋巻き構造に保持されてなるものでもよい（図示省略）。つまり、例えば、実施の形態１の半導体装置を複数枚用意し、各半導体装置の表裏を同じ向きとして重ね合わせ、それを上記方法にて螺旋巻きする。なお、螺旋巻き構造を保持するために、各半導体装置を接着等により一体化することができる。
本発明において、上記螺旋巻き構造の半導体装置は、複数枚のフレキシブル基板が重ねられて螺旋巻き構造に保持されてなるものでもよい（図示省略）。つまり、例えば、実施の形態１の半導体装置を複数枚用意し、各半導体装置の表裏を同じ向きとして重ね合わせ、それを上記方法にて螺旋巻きする。なお、螺旋巻き構造を保持するために、各半導体装置を接着等により一体化することができる。
［使用状態の説明］
図１３は、上記実施の形態１の半導体装置の設置状況を説明する側断面図である。この場合、本発明の半導体装置を用いれば、携帯電話等薄型の携帯機器２０にモジュールを追加する際、既存のプリント基板２１の段差部１８を利用して、ボディ設計等大きな設計変更なしにチップ（半導体素子１２）を配置することができる。
また、図１４は、上記実施の形態８の半導体装置の設置状況を説明する図である。この場合、円筒状の半導体装置を、例えば携帯電話２２の既存のプリント基板２３とケース２４との隙間に配置することができる。この際、隙間に応じて半導体装置を立体的に配置することができ、スペースの有効利用ができる。なお、螺旋巻き構造の半導体装置も同様である。
図１３は、上記実施の形態１の半導体装置の設置状況を説明する側断面図である。この場合、本発明の半導体装置を用いれば、携帯電話等薄型の携帯機器２０にモジュールを追加する際、既存のプリント基板２１の段差部１８を利用して、ボディ設計等大きな設計変更なしにチップ（半導体素子１２）を配置することができる。
また、図１４は、上記実施の形態８の半導体装置の設置状況を説明する図である。この場合、円筒状の半導体装置を、例えば携帯電話２２の既存のプリント基板２３とケース２４との隙間に配置することができる。この際、隙間に応じて半導体装置を立体的に配置することができ、スペースの有効利用ができる。なお、螺旋巻き構造の半導体装置も同様である。
本発明の半導体装置は、各種電子機器、特に携帯性、コンパクト化が求められている携帯電話、ノートパソコン、３ＤＭＤ（シースルーヘッドマウントディスプレイ）、ＣＣＤカメラ内蔵ＨＤ、イヤホン型メガネ、イヤホン型マイクなど映像・音声の直接認知インターフェイス等に好適である。
１１ フレキシブル基板
１２ 半導体素子
１３ パッド電極
１４ 配線
１５ 突起部
１６ 埋め込み導電層
１７ 裏面配線
Ａ〜Ｊ 半導体装置
Ｘ 長さ
Ｙ 幅
Ｚ 厚み
１２ 半導体素子
１３ パッド電極
１４ 配線
１５ 突起部
１６ 埋め込み導電層
１７ 裏面配線
Ａ〜Ｊ 半導体装置
Ｘ 長さ
Ｙ 幅
Ｚ 厚み
Claims (9)
- フレキシブル基板と、このフレキシブル基板の表面に形成された１個以上の半導体素子および電極と、フレキシブル基板の表面に形成されて前記半導体素子と電極を接続する配線を備え、前記フレキシブル基板の一部または全体が湾曲形状に保持されてなることを特徴とする半導体装置。
- フレキシブル基板が、その一端と対向する他端とが接続して筒形に保持されてなる請求項１に記載の半導体装置。
- フレキシブル基板が、その一端を外側としかつ対向する他端を中心として螺旋巻き構造に保持されてなる請求項１に記載の半導体装置。
- フレキシブル基板の一端側に電極が配置されてなる請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体装置。
- フレキシブル基板の表面にかつ一端から対向する他端に向かう方向に複数の突起部が形成されてなり、フレキシブル基板の螺旋巻き構造の重なり部に隙間が形成されてなる請求項３に記載の半導体装置。
- フレキシブル基板が半導体基板からなる請求項１〜５のいずれか１つに記載の半導体装置。
- 半導体素子がフレキシブル基板の表面に複数個配置されると共に、電極がフレキシブル基板の表面の一端に複数個配置され、各半導体素子相互および各半導体素子と各電極が配線にて接続されてなる請求項１〜６のいずれか１つに記載の半導体装置。
- フレキシブルの裏面に、裏面配線をさらに有し、この裏面配線が半導体素子および／または電極と接続されている請求項１〜７のいずれか１つに記載の半導体装置。
- 複数のフレキシブル基板が重ねられて螺旋巻き構造に保持されてなる請求項４〜７のいずれか１つに記載の半導体装置。
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