專利名稱：無線芯片以及具有無線芯片的電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠通過無線通信傳送數(shù)據(jù)的無線芯片以及具 有無線芯片的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
近些年，包括多個電路和天線的無線芯片的發(fā)展有所進(jìn)步。這種無線芯片稱作ID標(biāo)簽、IC標(biāo)簽、IC芯片、RF (射頻)標(biāo)簽、無線 標(biāo)簽、電子設(shè)備標(biāo)簽和RFID (射頻標(biāo)識)標(biāo)簽，并已經(jīng)被引入到一 些市場中。通過使用半導(dǎo)體村底如硅和天線，目前投入到實(shí)際應(yīng)用的很多這 些無線芯片都包括電路(稱作IC (集成電路)芯片)。天線通過如 印刷方法、蝕刻導(dǎo)電薄膜的方法和電鍍方法的技術(shù)形成(例如參考 專利文獻(xiàn)1 )。[專利文獻(xiàn)l]日本專利特開No. Hei9-1970。發(fā)明內(nèi)容通過上述技術(shù)形成的天線是薄膜或者是厚膜。附著到柔性材料如 紙和塑料上的天線在彎曲或折疊方面的能力差，使得天線的一部分 容易被破壞。而且，具有這種天線的無線芯片有耐用性低的問題?？紤]到上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度的 無線芯片。此外，本發(fā)明的目的是提供一種具有高耐用性的無線芯 片。另外，本發(fā)明的目的是提供一種具有無線芯片的產(chǎn)品。本發(fā)明的一個特征是這樣一種芯片，其包括具有場效應(yīng)晶體管的 晶體管；具有介電層和把介電層夾在中間的多個導(dǎo)電層的天線，以及連接芯片和天線的導(dǎo)電層。此外，本發(fā)明的一個特征是這樣一種芯片，其包括具有場效應(yīng)晶 體管的晶體管；具有介電層和把介電層夾在中間的多個導(dǎo)電層的天 線；傳感器裝置；連接芯片和天線的導(dǎo)電層，以及連接芯片和傳感 器的導(dǎo)電層。注意，芯片、天線和傳感器裝置安裝于布線基板上。
另外，芯片和傳感器裝置安裝到布線基板中天線的相對側(cè)。此外，本發(fā)明的一個特征是這樣一種芯片，其包括具有場效應(yīng)晶體管的晶體管；具有介電層和把介電層夾在中間的多個導(dǎo)電層的天 線；電池；連接芯片和天線的導(dǎo)電層，以及連接芯片和電池的導(dǎo)電 層。注意，芯片、天線和電池安裝于布線基板上。另外，芯片和電 池安裝于布線基板中天線的相對側(cè)。此外，本發(fā)明的一個特征是這樣一種芯片，其包括具有場效應(yīng)晶 體管的晶體管；具有介電層和把介電層夾在中間的多個導(dǎo)電層的天 線；電池；傳感器裝置；連接芯片和天線的導(dǎo)電層，連接芯片和電 池的導(dǎo)電層，以及連接芯片和傳感器裝置的導(dǎo)電層。注意，芯片、 天線、傳感器裝置和電池安裝于布線基板上。另外，芯片、傳感器 裝置和電池安裝于布線基板中天線的相對側(cè)。注意，天線中把介電層夾在中間的該多個導(dǎo)電層分別用作輻射電 極和地接觸體。此外，天線的介電層由陶瓷、有機(jī)樹脂或者陶瓷和有機(jī)樹脂的混 合物形成。作為陶瓷的典型實(shí)例，可指定氧化鋁、玻璃、鎂橄欖石、 鈦酸鋇、鈦酸鉛、鈦酸鍶、鋯酸鉛、鈮酸鋰、鈥酸鋯鉛等。此外， 作為介電層的典型實(shí)例，可指定環(huán)氧樹脂、酚樹脂、聚丁二烯樹脂、 雙馬來酰亞胺三嚷樹月旨(bismaleimide triazine resin)、 乙烯基 節(jié)基(vinylbenzyl )、聚富馬酸(poly fumarate)等。本發(fā)明的一個特征是這樣一種電子設(shè)備，其具有上述無線芯片。 作為這種電子設(shè)備的典型實(shí)例，可指定液晶顯示設(shè)備、EL顯示設(shè)備、 電視機(jī)設(shè)備、移動電話、打印機(jī)、照相機(jī)、個人計(jì)算機(jī)、揚(yáng)聲器設(shè) 備、頭戴式耳機(jī)、導(dǎo)航設(shè)備、ETC車栽設(shè)備、電子鑰匙等。此外，由于貼片天線(patch antenna)具有高機(jī)械強(qiáng)度，因此 其能重復(fù)使用。因此，可以給貼片天線提供容器，其具有高耐用性 且可重復(fù)利用，如可回收的容器。此外，具有傳感器裝置的無線芯片能利用讀/寫器讀取數(shù)據(jù)，該 數(shù)據(jù)被傳感器裝置探測到。因此，可以控制質(zhì)量數(shù)據(jù)并存儲產(chǎn)品的 狀況。此外，具有電池的無線芯片能自動將信號傳送到讀/寫器。此外， 能延長與讀/寫器的通信距離。
此外，具有電池和傳感器裝置的無線芯片能自動將通過傳感器裝 置探測的數(shù)據(jù)傳送到外部。因此，所探測的數(shù)據(jù)能實(shí)時地存儲在數(shù) 據(jù)庫中。


在附圖中圖1是描述涉及到本發(fā)明的無線芯片的截面圖； 圖2是描述涉及到本發(fā)明的無線芯片的截面圖； 圖3是描述涉及到本發(fā)明的無線芯片的截面圖； 圖4是描述具有涉及到本發(fā)明的場效應(yīng)晶體管效應(yīng)的芯片的截 面圖；圖5A至5D是描述可應(yīng)用于本發(fā)明的貼片天線的透視圖； 圖6是描述涉及到本發(fā)明的無線芯片的圖； 圖7是描述涉及到本發(fā)明的無線芯片的圖； 圖8A和8B是描述涉及到本發(fā)明的無線芯片的圖； 圖9是描述涉及到本發(fā)明的無線芯片的操作方法的圖； 圖10是描述涉及本發(fā)明的無線芯片和讀/寫器的傳輸/接收方 法的圖；圖IIA至IIG是描述本發(fā)明的布線芯片的應(yīng)用的圖； 圖12是描述本發(fā)明的布線芯片的應(yīng)用的投影圖； 圖13A至13D是描述本發(fā)明的布線芯片的應(yīng)用的圖； 圖14是描述可應(yīng)用于本發(fā)明的高頻電路的圖； 圖15是描述本發(fā)明的無線芯片的應(yīng)用的圖。
具體實(shí)施方式
以下將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例模式。注意，本發(fā)明能以多 種模式實(shí)施，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，在此公開的實(shí)施例模 式和細(xì)節(jié)能以多種方式修改而不脫離本發(fā)明的目的和范圍。因此，本發(fā)明不應(yīng)解釋為限于以下將給出的實(shí)施例的描述。注意，在描述 實(shí)施例模式的所有圖中， 一些參考數(shù)字附屬于相同部分或具有相似 功能的部分，且省略其重復(fù)描述。 [實(shí)施例模式1 ]
參考圖l對本發(fā)明的無線芯片的一個實(shí)施例模式進(jìn)行描述。圖1 是無線芯片的截面圖。在本實(shí)施例模式的無線芯片中，具有場效應(yīng)晶體管的芯片101 和天線(以下，將其描述為貼片天線103)通過導(dǎo)電層102a和102b 相連接。具體而言，形成于具有場效應(yīng)晶體管的芯片101的表面上 方的連接端子104a和貼片天線的供電層113通過導(dǎo)電層102a相連 接。此外，形成于具有場效應(yīng)晶體管的芯片101的表面上方的連接 端子104b和用作貼片天線的地接觸體的導(dǎo)電層112通過導(dǎo)電層102b 相連接。此外，貼片天線103和具有場效應(yīng)晶體管的芯片101的連 接部分可以填充有底部填料(under fill) l(M。貼片天線103包括介電層110;形成于介電層110的表面上方的 第一導(dǎo)電層111;把介電層110夾在中間面對第一導(dǎo)電層111并形成 于介電層110的另一表面上方的第二導(dǎo)電層112，和供電層113。第 一導(dǎo)電層111用作輻射電極。第二導(dǎo)電層112用作地接觸體。提供 供電層113以使第一導(dǎo)電層111和第二導(dǎo)電層112不相互接觸。此 外，通過供電層113，從貼片天線向具有場效應(yīng)晶體管的芯片、或者 從具有場效應(yīng)晶體管的芯片向貼片天線提供功率。注意，可以使用 供電點(diǎn)代替供電層113。在此，對貼片天線的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。貼片天線的介電層110可以利用陶瓷、有機(jī)樹脂或者陶瓷和有機(jī) 樹脂的混合物形成。作為陶瓷的典型實(shí)例，可指定氧化鋁、玻璃、 鎂橄欖石等。而且，可混合多種陶瓷。介電層110優(yōu)選利用鐵電材 料形成，用于獲得高介電常數(shù)。作為這種鐵電材料的典型實(shí)例，可 指定鈦酸鋇(BaTiOO 、鈦酸鉛(PbTiOO 、鈦酸鍶(SrTiOO 、鋯 酸鉛(PbZrOO 、鈮酸鋰(LiNbOO 、鈦酸鋯鉛(PZT )等。而且， 可混合多種鐵電材料。此外，作為有機(jī)樹脂，可適當(dāng)?shù)厥褂脽峁绦詷渲驘崴苄詷渲?作為有機(jī)樹脂的典型實(shí)例，可以采用環(huán)氧樹脂、酚樹脂、聚丁二烯 樹脂、BT樹脂、乙烯基節(jié)基、聚富馬酸、氟化物樹脂(fluoride resin)等。而且，可混合多種有機(jī)樹脂材料。當(dāng)用陶瓷和有機(jī)樹脂的混合物形成介電層110時，優(yōu)選將顆粒狀 陶瓷的顆粒散布到有機(jī)樹脂中來形成介電層110。此時，介電層110
所含顆粒狀陶瓷的量優(yōu)選為20體積％或更多和60體積％或更少。 此外，陶瓷的顆粒尺寸優(yōu)選為1至50Mm。介電層110的相對介電常數(shù)為2. 6至150,優(yōu)選為2. 6至40。 通過使用具有高相對介電常數(shù)的鐵電材料，能降低貼片天線的體 積?？梢杂眠x自金、銀、銅、鈀、鉑、和鋁的金屬或者合金等形成貼 片天線的第一導(dǎo)電層111、第二導(dǎo)電層112、供電層113。此外，可 以通過印刷方法或電鍍方法形成貼片天線的第一導(dǎo)電層111、第二導(dǎo) 電層112、供電層113。此外，在通過汽相沉積方法、濺射方法等在 介電層上形成導(dǎo)電膜之后，可以通過蝕刻部分導(dǎo)電膜形成每一導(dǎo)電 層。貼片天線103的平面面積優(yōu)選為幾mm x幾mm至幾十mm x幾十 mm。典型實(shí)例是7mmx7mm至12mmxl2mm。貼片天線的厚度是lmm 至15mm,典型地為1. 5mm至5mm。關(guān)于貼片天線的形狀，貼片天線 的平面表面優(yōu)選是具有矩形平面表面的平板；然而，其不限于此。 也可使用具有圓形平面表面的平板。注意，在此的平面表面是其中 形成用作輻射電極的第一導(dǎo)電層或用作地接觸體的第二導(dǎo)電層的一 種平面表面。參考圖5A至5D對貼片天線的結(jié)構(gòu)作出描述。圖5A示出了一種貼片天線，其具有用作輻射電極的第一導(dǎo)電層 202;介電層201;用作地接觸體的第二導(dǎo)電層203;供電點(diǎn)204，和 電源饋電線(power feeder)，其形成于在第一導(dǎo)電層202、介電層 201和第二導(dǎo)電層203中提供的通孔中，并連接到供電點(diǎn)204。注意， 電源饋電線連接到供電點(diǎn)204中的第一導(dǎo)電層202;然而，其不連接 到第二導(dǎo)電層203。當(dāng)用作輻射電極的第一導(dǎo)電層202是圓形形狀且 在關(guān)于一點(diǎn)相互對稱的兩個區(qū)域中存在退化分離元件205時，貼片 天線是圓形極化波天線。同時，第一導(dǎo)電層202是圓形形狀，貼片 天線是線性極化波天線。圖5B示出了一種貼片天線，其具有用作輻射電極的第一導(dǎo)電層 212;介電層211;用作地接觸體的第二導(dǎo)電層213;供電點(diǎn)214，和 電源饋電線，其形成于在第一導(dǎo)電層212、介電層211、和第二導(dǎo)電 層213中提供的通孔中并連接到供電點(diǎn)214。注意，供電體連接到供 電點(diǎn)214中的第一導(dǎo)電層212;然而，其不連接到第二導(dǎo)電層213。 當(dāng)用作輻射電極的第一導(dǎo)電層212是矩形的且在關(guān)于一點(diǎn)相互對稱 的兩個角中存在退化分離元件215時，貼片天線是圓形極化波貼片 天線。當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電層212是矩形形狀時，貼片天線是線性極化波貼 片天線。圖5C描述了一種貼片天線，其具有用作輻射電極的第一導(dǎo)電層 222;介電層221;用作地接觸體的第二導(dǎo)電層223，和供電層224。 當(dāng)用作輻射電極的第一導(dǎo)電層222是矩形的且退化分離元件225存 在于關(guān)于一點(diǎn)相互對稱的兩個角中時，其是圓形極化波貼片天線。 在第一導(dǎo)電層222是不具有退化分離元件225的矩形的情況下，貼 片天線是線性極化波貼片天線。用作輻射電極的第一導(dǎo)電層222和 供電層224通過間隙電容耦合。由于供電層224形成于介電層的側(cè) 表面上，因此可以進(jìn)行表面安裝。由于圖5A至5C中示出的貼片天線具有至介電層201 、211和221 的一個表面的用作地接觸體的第二導(dǎo)電層203、 213和223，因此它 們在第一導(dǎo)電層202、 212和222的側(cè)處具有方向性。由此，電波被發(fā)射到第一導(dǎo)電層的側(cè)。圖5D是一種貼片天線，其具有用作輻射電極的第一導(dǎo)電層242; 介電層241;用作地接觸體的第二導(dǎo)電層243,和供電層244。此外， 如圖5D中所示，正交縫隙在第一導(dǎo)電層242中成對角線形成。換句 話說，十字形開口提供于用作輻射電極的第一導(dǎo)電層242中。因此， 介電層241暴露于十字部分中。用作輻射電極的第一導(dǎo)電層242和 供電層244通過間隙電容耦合。作為具有這種形狀的貼片天線的典 型實(shí)例，可指定CABPB1240、 CABPB0730、 CABPB0715 (由TDK制造 的產(chǎn)品)。由于供電層244形成于介電層241的側(cè)表面上方，因此 可以進(jìn)行表面安裝。具有這種結(jié)構(gòu)的貼片天線由于用作輻射電極的 第一電極層242的正交縫隙而不具有方向性，并由此，電波能在所 有方向上發(fā)射。因此，不能決定安裝空間或設(shè)置角。由此，可以在 設(shè)計(jì)電子設(shè)備方面提高自由度。此外，除了圖5A至5D中所示的貼片天線之外還可使用已知的貼 片天線。特別地，通過使用圓形極化波的貼片天線，可以進(jìn)行傳輸/接收
如第三代數(shù)據(jù)通信、分組通信和GPS (全球定位系統(tǒng)(1. 5GHz))的 傳輸/接收、衛(wèi)星數(shù)字廣播(2.6GHz) 、 PAN (個人區(qū)域網(wǎng))如無線 LAN(局域網(wǎng))(2.4GHz, 5. 2GHz )、用于連接信息設(shè)備的無線通信 技術(shù)(藍(lán)牙(商標(biāo))(2. 4GHz ))、或者UWB (超寬帶)(3至10GHz )等。參考圖4對具有場效應(yīng)晶體管的芯片101進(jìn)行描述。圖4描述了具有場效應(yīng)晶體管的芯片101的截面圖。元件隔離區(qū) 域501a至501e形成于結(jié)構(gòu)500上方，場效應(yīng)晶體管502形成于每 個元件隔離區(qū)域501a至501e之間。場效應(yīng)晶體管502包括形成于單晶半導(dǎo)體襯底上方的柵絕緣膜 503,形成于柵絕緣膜上方的柵電極504，在單晶半導(dǎo)體襯底中的源 極和漏極區(qū)505a和505b，形成于柵電極上方的層間絕緣層508，以 及連接到源極和漏極區(qū)505a和505b的源極和漏極布線509a和 509b。注意，可以包括形成于柵電極504和柵絕緣膜503的側(cè)壁處 的側(cè)壁507a和507b或者由單晶半導(dǎo)體襯底中的側(cè)壁507a和507b 覆蓋的低濃度雜質(zhì)區(qū)域5 06a和506b。襯底500是單晶半導(dǎo)體襯底或者是化合物半導(dǎo)體襯底。作為典型 實(shí)例，可指定n型或p型單晶硅襯底，GaAs襯底、InP襯底、GaN襯 底、SiC襯底、藍(lán)寶石襯底、ZnSe襯底等?？商鎿Q地，可使用SOI 襯底(絕緣體上硅)。在該實(shí)施例模式中，使用n型單晶硅襯底作 為襯底500。元件隔離區(qū)域501a至501e適當(dāng)?shù)赝ㄟ^已知方法形成，例如 LOCOS (硅的局部氧化)方法或溝槽隔離方法。在此，氧化硅層通過 溝槽隔離方法形成，作為元件隔離區(qū)域501a至501e。柵絕緣膜503通過熱氧化單晶半導(dǎo)體襯底形成。柵電極504可 以是厚度為100至300nm的多晶硅層，或者是包括形成于多晶硅層 上方的硅化物層如硅化鴒層、硅化鉬層和硅化鈷層的疊置結(jié)構(gòu)。而 且，氮化鎢層和鎢層可以疊置于多晶硅層上方。對于源極和漏極區(qū)505a和505b，可使用其中將磷添加到p阱區(qū) 中的n+區(qū)或?qū)⑴鹛砑拥絥阱區(qū)中的p+區(qū)。對于低濃度雜質(zhì)區(qū)域506a 和506b,可^f吏用其中將磷添加到p阱區(qū)中的n—區(qū)或?qū)⑴鹛砑拥絥阱 區(qū)中的p—區(qū)。在此，由于使用n型單晶硅村底，因此形成通過添加
硼至村底形成的P+區(qū)的源極和漏極區(qū)，以及p-區(qū)的〗氐濃度雜質(zhì)區(qū) 域。注意，硅化物如硅化錳、硅化鴒、硅化鈦、硅化鈷和硅化鎳可包括在源極和漏極區(qū)505a和505b中。通過在源極和漏極區(qū)的表面 中具有硅化物，能降低源極和漏極布線以及源極和漏極區(qū)的連接電 阻。側(cè)壁507a和507b在襯底上方通過CVD方法形成了使用氧化硅 形成的絕緣層，且它們可以通過利用RIE (反應(yīng)離子蝕刻)方法各向 異性蝕刻絕緣層形成。層間絕緣層508用無機(jī)絕緣材料形成，如氧化硅和氧氮化硅，或 者由有機(jī)絕緣材料形成，如丙烯酸樹脂和聚酰亞胺樹脂(polyimid resin)。在使用涂覆方法如旋涂方法和輥涂機(jī)的情況下，在涂覆溶 解在有機(jī)溶劑中的絕緣膜材料之后，可使用通過熱處理用氧化硅形 成的絕緣層。在此，層間絕緣層508用氧化硅形成。源極和漏極布線509a和509b優(yōu)選通過組合低值電阻器材料如 鋁(Al )和使用具有高熔點(diǎn)的金屬材料的阻擋金屬如鈦(Ti )和鉬 (Mo)形成。具體而言，可指定鈦(Ti)和鋁(Al)的疊置結(jié)構(gòu)以 及鉬(Mo)和鋁(Al)的疊置結(jié)構(gòu)。除了場效應(yīng)晶體管之外，具有場效應(yīng)晶體管的芯片101還可以包 括電阻器元件、電容器等。層間絕緣層511形成于層間絕緣層508以及源極和漏極布線 509a和509b上方。層間絕緣層511以與層間絕緣層508相同的方式 形成。連接到場效應(yīng)晶體管502的連接端子512和513提供于層間 絕緣層508上方?？梢孕纬筛采w一部分的連接端子512和513以及層間絕緣層511 的絕緣層514。由于絕緣層514用作保護(hù)層，因此優(yōu)選其使用氮化硅、 氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、DLC (類金剛石碳)等形成。連接貼片天線103和具有場效應(yīng)晶體管的芯片101的導(dǎo)電層 102a和102b用凸起、導(dǎo)電膠、抗扭曲(ant is trophic )導(dǎo)電粘接劑、 抗扭曲導(dǎo)電膜等形成。替換地，可以使用凸起和導(dǎo)電膠。而且，可 使用凸起和抗扭曲導(dǎo)電粘接劑，或者凸起和抗扭曲導(dǎo)電膜。在這種 情況下，導(dǎo)電層和連接端子通過凸起和導(dǎo)電顆粒相連接?？古で鷮?dǎo)電膜和抗扭曲導(dǎo)電粘接劑是粘性有機(jī)樹脂，其中擴(kuò)散了
幾nm至幾pm的顆粒尺寸的導(dǎo)電顆粒。作為有機(jī)樹脂，可指定環(huán)氧 樹脂、酚樹脂等。導(dǎo)電顆粒用選自金、銀、銅、鈀或鉑的一種或多 種元素形成。替換地，可以使用具有這些元素的多層結(jié)構(gòu)的顆粒。 另外，可以使用其表面涂覆有薄膜的導(dǎo)電顆粒，該薄膜用選自金、 銀、銅、鈀、或鉑的一種或多種金屬形成。該顆粒用樹脂形成。底部填料104具有加強(qiáng)具有場效應(yīng)晶體管的芯片101和貼片天 線103的連接部分、以及防止水從外部進(jìn)入等的功能。底部填料104 用環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚酰亞胺樹脂等形成。參考圖6對本實(shí)施例模式中示出的無線芯片900的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描 述。本實(shí)施例模式的無線芯片900包括具有場效應(yīng)晶體管的芯片901 和天線902。具有場效應(yīng)晶體管的芯片901包括算術(shù)處理電路部分903、存儲 器部分904、通信電路部分905和電源部分907。存儲器部分904包括僅用于讀取的存儲器，或者一個或兩個可改寫存儲器。存儲器部 分904用選自靜態(tài)RAM、 EEPROM (電可擦除可編程只讀存儲器)、快閃存儲器和有機(jī)存儲器的一個或多個形成，從而在任何時候都能記 錄從外部通過天線902接收的數(shù)據(jù)。注意，有機(jī)存儲器是這樣一種存儲器，即具有有機(jī)化合物的層被 提供于一對電極之間。另外，有機(jī)存儲器是這樣一種存儲器，即在 一對電極之間提供有機(jī)化合物和無機(jī)化合物的混合層。作為有機(jī)化 合物的典型實(shí)例，可指定其結(jié)晶狀態(tài)、導(dǎo)電性或者形狀通過施加電 壓或者發(fā)光而改變的材料。通常，可以使用摻雜有通過吸收光而產(chǎn) 生酸的化合物的共軛聚合物(光氧化產(chǎn)生劑)、具有空穴傳輸特性 的有機(jī)化合物、或者具有電子傳輸特性的有機(jī)化合物。由于有機(jī)存儲器能實(shí)現(xiàn)其尺寸和厚度的降低，并同時增加其容 量，因此通過使用有機(jī)存儲器提供存儲器部分904，無線芯片能實(shí)現(xiàn) 其尺寸和重量的降低。注意，可以形成存儲器部分904的結(jié)構(gòu)使得可以在任何時候?qū)?入。此外，存儲器部分904可以具有其中數(shù)據(jù)不消失的浮置柵結(jié)構(gòu) 的存儲元件。尤其，可以利用具有浮置柵結(jié)構(gòu)并且其中僅能寫入一 次數(shù)據(jù)的存儲元件。通過簡化功能，能降低無線芯片的尺寸。而且， 也能實(shí)現(xiàn)功耗降低。
通信電路部分905包括解調(diào)電路912和調(diào)制電路913。解調(diào)電路 912解調(diào)通過天線902輸入的信號，并將其輸出至算術(shù)處理電路部分 903。該信號包括將被存儲在存儲器部分904中的數(shù)據(jù)。從存儲器部 分904讀出的數(shù)據(jù)通過算術(shù)處理電路部分903輸出到調(diào)制電路913。 調(diào)制電路913將信號調(diào)制為適合于無線通信的信號，并通過天線902 輸出到外部設(shè)備。操作算術(shù)處理電路部分903、存儲器部分904和通信電路部分 905所需的電功率通過天線902提供。天線902接收從稱作讀/寫器的外部設(shè)備提供的電磁波，并在電 源電路部分907中產(chǎn)生所需的電功率。根據(jù)將被傳送的頻帶適當(dāng)?shù)?設(shè)計(jì)天線902。電磁波的頻帶是在30至135kHz范圍內(nèi)的長波帶，可 使用在6至60MHz范圍內(nèi)(通常為13. 56MHz)的短波帶，在400至 950MHz范圍內(nèi)的超短波帶，在2至25GHz范圍內(nèi)的微波帶等。對于 長波帶和短波帶的天線，使用利用借助環(huán)形天線的電磁感應(yīng)的類 型。此外，可以使用利用了交互感應(yīng)效應(yīng)(電磁耦合型)或由于靜 電導(dǎo)致的感應(yīng)效應(yīng)(靜電耦合型)的類型。在電源電路部分907中 產(chǎn)生電功率。天線902可以通過將數(shù)據(jù)通信天線和電源天線分離來 提供。圖1中所示的貼片天線103可用于圖6中所示的天線902,以及 圖1中所示的具有場效應(yīng)晶體管的芯片101可用于圖6中所示的具 有場效應(yīng)晶體管的芯片901。結(jié)果，無線芯片的耐用性增加了。 [實(shí)施例模式2 ]參考圖2對本發(fā)明的無線芯片的一個實(shí)施例模式進(jìn)行描述。圖2 是無線芯片的截面圖。在本實(shí)施例模式中，對包括具有場效應(yīng)晶體 管的芯片、貼片天線和傳感器裝置的無線芯片結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。在本實(shí)施例模式的無線芯片中，具有場效應(yīng)晶體管的芯片101 安裝于布線基板121上。特別地，在具有場效應(yīng)晶體管的芯片101 的表面上方形成的連接端子104a至104c和在布線基板121上方形 成的連接端子125a至125c分別通過導(dǎo)電層102a至102c相連接。傳感器裝置122安裝于布線基板121上方。具體地，在傳感器 裝置122的表面上方形成的連接端子126和在布線基板121上方形 成的連接端子127通過導(dǎo)電層129相連接。在布線基板121上形成的連接端子125a至125c和連接端子127 通過布線和在輔助孔(via hole)、通孔等中形成的導(dǎo)電層相連接， 所述輔助孔、通孔等形成于布線基板121上方。換句話說，具有場 效應(yīng)晶體管的芯片101和傳感器裝置122電連接。貼片天線103安裝于布線基板121上方。具體地，貼片天線103 的供電層113和形成于布線基板121上方的連接端子123a通過導(dǎo)電 層124a相連接，且用作貼片天線的地接觸體的導(dǎo)電層112和在布線 基板上方形成的連接端子123b通過導(dǎo)電層124b相連接。連接端子123a和125a通過在布線基板121的輔助孔、通孔等 中形成的導(dǎo)電層相連接，其于圖中未示出。以相同的方式，連接端 子123b和連接端子125b分別通過在布線基板121的輔助孔、通孔 等上方形成的導(dǎo)電層相連接。換句話說，具有場效應(yīng)晶體管的芯片 101和貼片天線103電連接。在此，貼片天線103和具有場效應(yīng)晶體管的芯片101安裝于布 線基板121的相對側(cè)處。由此，在布線基板121的一個面上方形成 連接端子123a和123b，并且在布線基板121的另一個面上方形成連 接端子125a和125b。然而，連接端子123a和123b以及連接端子 125a和125b可以形成于布線基板121的一個面上方，且具有場效應(yīng) 晶體管的芯片101和貼片天線103可以形成于布線基板的另一個面 上方。布線基板121是板狀基板或者是柔性基板。此外，布線基板121 采用多層布線基板，其在基板中具有多個布線層。作為硬布線基板， 可指定用玻璃環(huán)氧樹脂、陶瓷、氧化鋁、氮化物氧化鋁(nitride alumina)等形成的基板。作為柔性布線基板，通常可指定用聚酰亞 胺形成的基板，如TAB (帶自動接合)基板或FPC (柔性印刷基板) 等。形成于布線基板121上方的連接端子123a、 123b、 125a至125c 和127用銅、金等形成。每一個連接端子連接到在布線基板121的 表面上方或內(nèi)部形成的布線。貼片天線103和布線基板121的連接部分、具有場效應(yīng)晶體管 的芯片101和布線基板121的連接部分以及傳感器裝置122和布線 基板121的連接部分可用底部填料114至116填充。 導(dǎo)電層102c、 124a和124b以及導(dǎo)電層129以與實(shí)施例模式1 中所示的導(dǎo)電層102a和102b相同的方式形成。此外，底部填料114 至116以與實(shí)施例模式1中所示的底部填料104相同的方式形成。在此，參考圖7對本發(fā)明的無線芯片的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。除了實(shí)施 例模式1中所示的無線芯片之外，本實(shí)施例模式的無線芯片也包括 傳感器裝置908，其通過總線910連接到算術(shù)處理電路部分903。此 外，傳感器裝置908包括傳感器元件906和傳感器電路909。作為傳感器裝置，使用能通過物理或化學(xué)方法探測溫度、壓力、 流速、光、磁、聲波、加速度、濕度、氣體成分、液體成分、或其 他特性的裝置。傳感器裝置908包括傳感器元件906和控制傳感器 元件906的傳感器電路909。傳感器元件906用諸如下述的元件形 成低值電阻器元件、電容耦合元件、感應(yīng)耦合元件、光電動元件、 光電轉(zhuǎn)換元件、熱電動元件、晶體管、熱敏電阻、二極管、靜電電 容元件、和壓電元件。注意，可提供多個傳感器元件906。在這種情 況下，能同時探測多個物理量和化學(xué)量。注意，在此的物理量指的是溫度、壓力、流速、光、磁、聲波、 加速度、濕度等，而化學(xué)量指的是化學(xué)材料，如氣體成分諸如氣體、 和液體成分諸如離子。除上述之外，化學(xué)量還指有機(jī)化合物，如包 括在血液、汗液、尿液等中的特定生物學(xué)材料(例如，血液中的血 糖水平等)。特別地，在探測化學(xué)量的情況下，由于需要選擇性地 探測特定材料，因此預(yù)先在探測元件31中提供與將被探測的材料選 擇性反應(yīng)的材料。例如，在探測生物學(xué)材料的情況下，優(yōu)選在聚合 物分子等中固定(fix)酶、電阻器分子(resistor molecule)、 微生物細(xì)胞(microbial cell )等，其與將通過探測元件31探測的 生物學(xué)材料選擇性地反應(yīng)。在此，用單晶硅形成的光學(xué)傳感器用作 傳感器元件906。傳感器電路909探測阻抗、電抗、電感和電壓或電流的變化，并 進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D轉(zhuǎn)換)以將信號輸出到算術(shù)處理電路部分903 中。通過傳感^^j: m探測的數(shù)據(jù)通過總線910和算術(shù)處理電路部分903被輸出到調(diào)制電路913的每一個。調(diào)制電路913將信號調(diào) 制成無線通信可接受的信號，并通過天線902輸出至外部設(shè)備。
注意，可以適當(dāng)組合本實(shí)施例模式和實(shí)施例模式1。 本實(shí)施例模式的無線芯片能將通過傳感器裝置探測的數(shù)據(jù)傳送 到外部。而且，本實(shí)施例模式的無線芯片能將通過傳感器裝置探測 的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成信號并通過天線將該信號傳送到讀/寫器。由此，能增 加保密性。此外，由于通過傳感器探測的數(shù)據(jù)能被存儲在存儲器部 分中，因此具有傳感器功能的設(shè)備能降低其尺寸。[實(shí)施例模式3]參考圖3對本發(fā)明的無線芯片的一個實(shí)施例模式進(jìn)行描述。圖3 是無線芯片的截面圖。本實(shí)施例模式的無線芯片是這樣一種無線芯片，其中將電池添加 到實(shí)施例模式1中示出的無線芯片。具體地，形成于具有場效應(yīng)晶 體管的芯片101的表面上方的連接端子104a至104c以及形成于布 線基板121上方的連接端子125a至125c分別通過導(dǎo)電層102a至 102c相連接。電池141安裝于布線基板121上方。具體地，在電池141的表 面上方形成的連接端子142和在布線基板121上方形成的連接端子 143通過導(dǎo)電層144相連接。注意，在布線基板121上方形成的連接端子125a至125c和連 接端子143通過在布線基板上方形成的導(dǎo)電層如布線、輔助孔和通 孔相連接。換句話說，連接具有場效應(yīng)晶體管的芯片101和電池141。 具體地，連接具有場效應(yīng)晶體管的芯片101的電源電路部分907和 電池141。貼片天線103安裝于布線基板121上方。具體地，貼片天線103 的供電層113和在布線基板121上方形成的連接端子123a通過導(dǎo)電 層124a相連接。用作貼片天線的地接觸體的導(dǎo)電層112和形成于布 線基板上方的連接端子123b通過導(dǎo)電層124b相連接。換句話說， 連接具有場效應(yīng)晶體管的芯片101和貼片天線103。電池141優(yōu)選是緊湊尺寸，更優(yōu)選是厚度為0. 5mm或更少和 0. lmm或更多的片狀。而且，電池優(yōu)選是方形的以便容易制造；然而， 其可以是圓形、橢圓形或多邊形。^J1， m T以是原電池或二次電池。電池141可通過使用鋰電池降低其尺寸，該鋰電池優(yōu)選 是利用凝膠狀電解質(zhì)的鋰聚合物電池，利用凝膠狀電解質(zhì)的有機(jī)基
電池，和鋰離子電池等。如果電池141是二次電池，則優(yōu)選給布線基板121提供一種裝 置，該裝置具有光電動效應(yīng)，如使用單晶硅或非晶硅的太陽能電池， 和染料敏4匕太陽能電池(dye—sensitised solar cell)。替換地， 可以提供轉(zhuǎn)換通過負(fù)載產(chǎn)生的能量或者由于壓電效應(yīng)實(shí)施為電信號 的壓電元件。貼片天線103和布線基板121的連接部分、具有場效應(yīng)晶體管 的芯片101和布線基板121的連接部分以及電池141和布線基板121 的連接部分可以填充有底部填料114至116。注意，可以適當(dāng)?shù)亟M合本實(shí)施例模式和實(shí)施例模式1。此外，電 池141可以被添加到實(shí)施例模式2中所示的具有傳感器裝置的無線 芯片。具有電池141的無線芯片能自動地將信號傳送到讀/寫器。 [實(shí)施例1 ]本發(fā)明的無線芯片的用途廣泛。例如，可以通過將其安裝到產(chǎn)品 上來使用無線芯片20,所述產(chǎn)品例如是車輛(例如圖IIB中所示的 自行車3901 ，和汽車)；雜貨；植物；衣物；生活用品(livingware) (例如圖11A中所示的包3900 );電子設(shè)備；檢查裝置；和焰火球 (fireworks ball )(參考圖11G);動物，和人體。所述電子設(shè)備 包括液晶顯示設(shè)備、EL (電致發(fā)光)顯示設(shè)備；電視機(jī)設(shè)備(其簡 稱為TV、 TV接收機(jī)、電視機(jī)接收機(jī))、移動電話3902 (參考圖IIC)、 打印機(jī)、照相機(jī)、個人計(jì)算機(jī)、具有耳機(jī)的護(hù)目鏡3903(參考圖IID)、 揚(yáng)聲器設(shè)備3904 (參考圖11E)、頭戴式耳機(jī)3905 (參考圖11F)、 導(dǎo)航設(shè)備、ETC(電子收費(fèi)系統(tǒng)收費(fèi)公路的自動收費(fèi)系統(tǒng))車載設(shè) 備、電子鑰匙等。通過在包3900、自行車3901等上提供本發(fā)明的無線芯片20, 可以用GPS探測那些產(chǎn)品的位置。結(jié)果，可以定位被偷的自行車。 而且，可以便于尋找丟失的人。通過在移動電話3902上提供本發(fā)明的無線芯片20,可以實(shí)現(xiàn)數(shù) 歸絲/糾，和電話通信。而且，通過在具有耳機(jī)的護(hù)目鏡3903、揚(yáng)聲器設(shè)備3904或頭戴 式耳機(jī)3905上提供本發(fā)明的無線芯片，可收聽利用音頻設(shè)備播放的 音樂而不需要用代碼連接音頻設(shè)備和電子設(shè)備。除了無線芯片20之 外，小型硬盤(存儲器件)也可包括在具有耳機(jī)的護(hù)目鏡3903中。 在無線芯片20包括中央處理單元的情況下，由于通過音頻設(shè)備編碼 的音頻信號可以利用具有耳機(jī)的護(hù)目鏡3903、頭戴式耳機(jī)3905或揚(yáng) 聲器設(shè)備3904接收、解調(diào)并放大，因此能高度保密地收聽聲音。而 且，具有耳機(jī)的護(hù)目鏡3903或者頭戴式耳機(jī)3905可能由于其是無 代碼的(codeless )而易于用舊，揚(yáng)聲器3904可被容易地設(shè)定。在 這種情況下，優(yōu)選在具有耳機(jī)的護(hù)目鏡上和揚(yáng)聲器設(shè)備上提供電 池。通過在焰火球3906上提供本發(fā)明的無線芯片20，可以實(shí)施質(zhì)量 管理。具體地，通過在填充到焰火球內(nèi)部的粉末中或者在焰火球的 表面上提供具有傳感器裝置的無線芯片20，能將由傳感器裝置探測 到的諸如焰火球的濕度、溫度等的數(shù)據(jù)傳送到讀/寫器。結(jié)果，除了 焰火球的質(zhì)量管理之外，還可以防止引起潮濕的焰火球，并由此， 能防止由于未爆炸的焰火球下落導(dǎo)致的意外事故。通過安裝到印刷基板上、附著到表面上或嵌入，將本發(fā)明的無線 芯片固定到產(chǎn)品上。例如，如果用有機(jī)樹脂形成封裝，則無線芯片 嵌入到有機(jī)樹脂中。通過在產(chǎn)品如食物；植物；衣物；生活用品； 和電子設(shè)備，動物和人體上提供無線芯片，能增強(qiáng)諸如探測系統(tǒng)和 測試系統(tǒng)的系統(tǒng)的效率。接下來，參考附圖對安裝了本發(fā)明的無線芯片的電子設(shè)備的一個 模式進(jìn)行描述。在此示出的電子設(shè)備是移動電話，其包括機(jī)殼2700 和2706、面板2701 、外罩2702、印刷布線基板2703、操作按鈕2704 和電池2705 (參考圖12 )。面板2701結(jié)合到外罩2702中，其容易 被剝離，且外罩2702附著到印刷布線基板2703上。外罩2702的形 狀和尺寸根據(jù)電子設(shè)備而適當(dāng)改變，將面板2701結(jié)合到該電子設(shè)備 中。被封裝的多個半導(dǎo)體器件和本發(fā)明的無線芯片2710安裝到印刷 布線基板2703上。面板2701通過連接膜2708連接到印刷布線基板2703。除了操 作按鈕2704和電池2705之外，上述面板2701 、外罩2刊2和印刷布 線基板2703也結(jié)合到機(jī)殼2700和2706中。包括在面板2701中的 像素區(qū)2709 ;故定位以便從提供于機(jī)殼2700中的開口凈皮識別。
注意，機(jī)殼2700和2706是示為移動電話的外觀的一個實(shí)例的 描述，并且涉及到本發(fā)明的電子設(shè)備能根據(jù)其功能和使用改變成多 種模式。在此，參考圖14對由移動電話的數(shù)據(jù)解調(diào)和調(diào)制電路表示的高 頻電路的框圖進(jìn)行描述。首先，對將由天線接收的信號傳送到基帶單元中的過程進(jìn)行描 述。所接收的被輸入到天線301中的信號^皮從雙工器(duplexer) 302輸入到低噪聲放大器(LNA) 303中并被放大成規(guī)定信號。所接 收的被輸入到低噪聲放大器(LNA) 303中的信號通過帶通濾波器 (BPF) 304以被輸入到混頻器305中。RF信號從混合電路306輸入 到混頻器305中，且RF信號分量在帶通濾波器(BPF) 307中被去除 以便被解調(diào)。所接收的從混頻器305輸出的信號在通過SAW濾波器 308之后在放大器309中被放大并被輸入到混頻器310中。規(guī)定頻率 的局部振蕩信號被從局部振蕩電路311輸入到混頻器310中，被轉(zhuǎn) 換成所需頻率，并通過放大器312放大成規(guī)定水平。之后，將信號 傳輸?shù)交鶐卧?13中。天線301、雙工器302和低通濾波器328被 描述為天線前端模塊331。接下來，對用天線傳輸信號的過程進(jìn)行描述，該信號從基帶單元 被傳輸。從基帶單元313傳輸?shù)男盘柵c來自混合電路306的RF信號 通過混頻器321相混合。混合電路306由電壓控制傳輸電路(VCO) 322連接，并由此提供規(guī)定頻率的RF信號。在通過帶通濾波器(BPF) 323之后，通過混頻器321對其進(jìn)行 RF調(diào)制的傳輸信號被功率放大器(PA) 324放大。功率放大器(PA) 324的一部分輸出從耦合器325中取出，并通過衰減器(APC) 326 被調(diào)整為規(guī)定水平。之后，該輸出再次輸入到功率放大器(PA) 324 中，并被調(diào)整以便穩(wěn)定功率放大器(PA) 324的增益。在通過用于防 止回流的隔離器327和低通濾波器(LPF) 328之后，從耦合器325 傳輸?shù)男盘柋惠斎氲诫p工器302中，并從與雙工器302連接的天線 301傳送。注意，衰減器(APC) 326、功率放大器(PA) 324、耦合 器325和隔離器327被描述為隔離功率放大器模塊332。本發(fā)明的無線芯片能降低其部件數(shù)目，因?yàn)樵撔酒ㄓ缮鲜稣{(diào) 制和解調(diào)電路和天線表示的高頻電路。由于能降低安裝到布線基板
上的部件數(shù)目，因此可以降低布線基板的面積。結(jié)果，可最小化移 動電話。接下來，參考圖13A至13D對能無線傳輸所探測的生物體的功 能數(shù)據(jù)的檢查設(shè)備的一個實(shí)例進(jìn)行描述。在圖13A中所示的檢查設(shè) 備3950中，本發(fā)明的無線芯片3951被包括在涂覆有保護(hù)層的嚢體 3952中。在嚢體3952和無線芯片3951之間可以填充有填料3953。在圖13B中示出的檢查設(shè)備3955中，本發(fā)明的無線芯片3"1 被包括在涂覆有保護(hù)層的嚢體3952中。此外，無線芯片的電極3956 在嚢體3952的外部被暴露。在嚢體3952和無線芯片3951之間可以 填充有填料3953。檢查設(shè)備3950和3955的無線芯片3951包括如實(shí)施例模式2或 3中示出的傳感器裝置。在該傳感器裝置中，測量物理量和化學(xué)量以 便探測生物體的功能數(shù)據(jù)。注意，可以通過將所探測的結(jié)果轉(zhuǎn)換成 信號而傳輸?shù)阶x/寫器。對于物理量，如果探測壓力、光、聲波等， 則可以使用其中電極沒有暴露于嚢體3952的外部的檢查設(shè)備3"0。 如果探測化學(xué)材料如溫度、流速、磁性、加速度、濕度、氣體成分 比如氣體、和液體成分比如離子，則優(yōu)選使用其中電極3956暴露于 如圖13B中所示的嚢體3952的外部的檢查設(shè)備3955。如果檢查設(shè)備將人體內(nèi)部成像，則發(fā)光器件如LED(發(fā)光二極 管)和EL可提供于檢查設(shè)備中。結(jié)果，可以將人體內(nèi)部成像。提供于嚢體表面中的保護(hù)層優(yōu)選包括類金剛石碳(DLC)、氮化 硅、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或者氮化碳。嚢體和填料是適當(dāng)選 擇的已知材料。通過在嚢體中提供保護(hù)層，可以防止嚢體或無線芯 片在體內(nèi)熔化和變性。注意，如實(shí)施例模式3中所示的具有電池的無線芯片可用于傳感 器裝置，以便將來自檢查設(shè)備的所探測的結(jié)果的數(shù)據(jù)自動傳輸?shù)阶x/ 寫器。接下來，對檢查設(shè)備的方法進(jìn)行描述。檢查設(shè)備3950或3955 被受檢者3962吞下，且在體腔3963內(nèi)移動。由無線芯片的傳感器 裝置探測的結(jié)果被傳輸?shù)皆O(shè)置在受檢者附近的讀/寫器3961。讀/寫 器接收這些結(jié)果。結(jié)果，受檢者的生物體的功能數(shù)據(jù)可以當(dāng)場被探 測到，而不用收集無線芯片。而且，可獲取體腔和消化器官的圖像。 通過在受檢者3962中嵌入檢查設(shè)備3950或3955,如圖13D中 所示，將由無線芯片的傳感器裝置探測的結(jié)果傳輸?shù)皆O(shè)置在受檢者 附近的讀/寫器3964。在這種情況下，檢查設(shè)備3955嵌入到體內(nèi)， 以便使電極3956與受檢者的身體的一部分接觸以便進(jìn)行測量。讀/ 寫器接收這些結(jié)果。所接收的結(jié)果被存儲并被生物學(xué)數(shù)據(jù)管理計(jì)算 機(jī)處理，可以管理受檢者的生物學(xué)數(shù)據(jù)。此外，通過在床3960中提 供讀/寫器3964，可以一直為由于身體功能缺陷而難于移動的受檢者 探測生物學(xué)數(shù)據(jù)。由此，能管理疾病狀態(tài)和健康狀況。本實(shí)施例可以與上述實(shí)施例模式中的任何一個適當(dāng)?shù)亟M合。 [實(shí)施例2 ]在本實(shí)施例中，參考圖8A至IO對通過傳感器裝置的探測方法和 在具有傳感器裝置的無線芯片中所探測的數(shù)據(jù)的傳輸/接收方法進(jìn) 行描述。圖8A描述了探測環(huán)境或發(fā)光亮度的傳感器裝置的一個實(shí)例。傳 感器裝置908具有傳感器元件906和傳感器電路909。傳感器元件 906利用光電二極管、光電晶體管等形成。傳感器電路909包括傳感 器驅(qū)動電路952、探測電路153和A/D轉(zhuǎn)換電路954。圖8B描述了探測電路953。如果用于復(fù)位的TFT 955是導(dǎo)通的， 則將反向偏置施加到傳感器元件906。在此，在負(fù)側(cè)端子中傳感器元 件906的電勢被充電至電源電壓的電勢，且該操作被稱作復(fù)位。之 后，使用于復(fù)位的TFT 955不導(dǎo)通。此時，由于傳感器元件906的 電動力，電勢狀態(tài)隨著時間的過去而改變。換句話說，由于在光電 轉(zhuǎn)換中所產(chǎn)生的電荷，被充電到電源電壓的電勢的負(fù)側(cè)端子中傳感 器元件906的電勢逐漸降低。在經(jīng)過一定時間之后，如果用于偏置 的TFT 957導(dǎo)通，則信號通過用于放大的TFT 956輸出到輸出側(cè)。 在這種情況下，用于放大的TFT 956和用于偏置的TFT 957以所謂 的源極跟隨器電路的方式操作。圖8B描述了其中源極跟隨器電路由 n溝道TFT形成的實(shí)例；然而，4艮明顯，其可以由p溝道TFT形成。 電源電壓Vdd被加到》文大側(cè)的電源線958上。參考電勢0伏特施加 到偏置側(cè)的電源線959。用于放大的TFT的漏極側(cè)端子連接到放大側(cè) 的電源線，并且源極側(cè)端子連接到用于偏置的TFT 957的漏極端子。 用于偏置的TFT 957的源極側(cè)端子連接到在偏置側(cè)的電源線959。偏
置電壓Vb施加到用于偏置的TFT 957的柵極端子，并且偏置電流lb 流到該TFT。用于偏置的TFT 957基本上用作恒流源。輸入電壓Vin 施加到用于放大的TFT 956的柵極端子，并且源極端子成為輸出端 子。源極跟隨器電路的輸入和輸出關(guān)系表示如下Vout-Vin-Vb。輸 出電壓Vout通過A/D轉(zhuǎn)換電路954被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。該數(shù)字信號 被輸出到算術(shù)處理電路部分903。圖9是描述數(shù)據(jù)管理設(shè)備401和具有傳感器裝置908的無線芯 片900的操作的流程圖。數(shù)據(jù)管理設(shè)備401傳輸控制信號如傳感器 裝置啟動信號、數(shù)據(jù)讀取信號和數(shù)據(jù)寫入信號。控制信號由無線芯 片900接收。無線芯片900用算術(shù)處理電路區(qū)分控制信號。之后， 確定進(jìn)行以下三個操作中的哪一個操作通過操作傳感器元件906 測量和存儲數(shù)據(jù)；讀取在存儲器部分中存儲的數(shù)據(jù)；和在存儲器部 分中寫入數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)的測量和存儲操作中，操作傳感器電路909， 并讀取傳感器元件906的信號。然后，該信號通過傳感器電路909 被二進(jìn)制化，并被存儲在存儲器部分中。在寫入數(shù)據(jù)的操作中，從 數(shù)據(jù)管理設(shè)備401傳送的數(shù)據(jù)被寫入到存儲器部分904中。在讀取 存儲在存儲器部分中的數(shù)據(jù)的操作中，存儲器部分904的數(shù)據(jù)被讀 出，并被傳輸?shù)綌?shù)據(jù)管理設(shè)備401。通過傳輸信號或者根據(jù)需要產(chǎn)生 操作電路所需的功率。接下來，參考圖10對利用數(shù)據(jù)管理設(shè)備401的讀/寫器傳輸和 接收由無線芯片的傳感器裝置908探測的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)進(jìn)行描述。圖 IO描述了傳輸和接收本發(fā)明的無線芯片900和無線芯片900的數(shù)據(jù) 的讀/寫器920的一個實(shí)例。讀/寫器920包括通信電路部分922，其 具有天線921、傳送器923、解調(diào)電路924和調(diào)制電路925。此外， 包括算術(shù)處理電路部分926和外部接口部分927。為了通過加密傳輸 和接收控制信號，包括加密/解密電路部分928和存儲器部分929。 電源電路部分930將電功率提供到每一個電路，并將從外部電源931 提供的電功率提供給每一個電路。在用算術(shù)處理電路部分903處理由無線芯片900的傳感器裝置 908探測的數(shù)據(jù)之后，該數(shù)據(jù)被存儲在存儲器部分904中。由于無線 芯片900的天線902中的電磁感應(yīng)，在通過讀/寫器920的調(diào)制電路 925之后作為電波被傳輸?shù)男盘?42被轉(zhuǎn)換成AC電信號。在通信電 路部分905的解調(diào)電路912中，AC電信號在隨后階段中被解調(diào)并被 傳送到算術(shù)處理電路部分903。在算術(shù)處理電路部分903中，根據(jù)所 輸入的信號，召集(call up)被存儲在存儲器部分904中的由傳感 器裝置探測的數(shù)據(jù)。之后，從算術(shù)處理電路部分903將該信號傳輸 到調(diào)制電路913，并且該信號在調(diào)制電路913中被調(diào)制成AC電信號。 之后，AC電信號941通過天線902被傳輸?shù)阶x/寫器920的天線921。 用讀/寫器920的天線921接收的AC電信號941用通信電路部 分922的解調(diào)電路924解調(diào)，并在隨后階段中被傳輸?shù)剿阈g(shù)處理電 路部分926和外部接口部分927。之后，通過傳感器裝置探測的數(shù)據(jù) 在連接到外部接口部分927和數(shù)據(jù)管理設(shè)備401如計(jì)算機(jī)的顯示器 上被顯示。[實(shí)施例3 ]本實(shí)施例參考圖15描述了溫室和家種植物(domesticated plant )的管理系統(tǒng)。在圖15中示出的溫室和家種植物的管理系統(tǒng)中，無線芯片605 至607被包括在每一個溫室601至603中。無線芯片605至607具 有電池和傳感器裝置。此外，使用探測溫度、濕度、光強(qiáng)度等的傳 感器裝置。無線芯片的傳感器裝置測量數(shù)據(jù)，如溫室601至603的溫度、 濕度和發(fā)光強(qiáng)度，并將結(jié)果傳輸?shù)阶x/寫器608。由于本實(shí)施例的無 線芯片具有電池，因此可以將傳輸距離設(shè)置得長。由此，讀/寫器不 必提供于每個溫室中，因此能降低讀/寫器的數(shù)目。讀/寫器608連接到接口 611。由讀/寫器608接收的數(shù)據(jù)如溫室 的溫度、濕度、發(fā)光強(qiáng)度等通過接口 611被傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫612，如生 產(chǎn)者的房屋、管理中心等。數(shù)據(jù)如溫度、濕度、發(fā)光強(qiáng)度等在提供 于生產(chǎn)者的房屋、管理中心等中的終端613中被顯示，且將該數(shù)據(jù) 存儲在數(shù)據(jù)庫中。接口 611是用于通過因特網(wǎng)、電話線等傳輸和接收通過無線芯片 605至607的傳感器裝置探測的數(shù)據(jù)至外部的裝置。通過在溫室中提供本發(fā)明的無線芯片，可以遠(yuǎn)程實(shí)時地了解諸如 溫度、濕度、發(fā)光強(qiáng)度等的數(shù)據(jù)，并能記錄詳細(xì)的培養(yǎng)數(shù)據(jù)?？梢赃m當(dāng)?shù)亟M合本實(shí)施例和上述實(shí)施例模式中的任何一種。
本申請基于2005年3月31日在日本專利局提交的日本專利申 請序列號no. 2005-103233,且在此并入其全部內(nèi)容作為參考。
權(quán)利要求
1.一種無線芯片，包括天線，其包括第一導(dǎo)電層、用作地接觸體的第二導(dǎo)電層、和夾在第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層之間的介電層，包括場效應(yīng)晶體管的芯片，和第三導(dǎo)電層，其將天線和芯片相互連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的無線芯片，其中第三導(dǎo)電層包括凸起、導(dǎo)電 膠、抗扭曲導(dǎo)電粘接劑、或者抗扭曲導(dǎo)電膜。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的無線芯片，其中場效應(yīng)晶體管包括n型單晶 硅襯底、p型單晶硅襯底、GaAs襯底、InP襯底、GaN襯底、SiC襯 底、藍(lán)寶石襯底、ZnSe4于底、或S0I襯底。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的無線芯片，其中天線和芯片的連接部分填充 有底部填料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的無線芯片，其中底部填料包括環(huán)氧樹脂、丙 烯酸樹脂、或聚酰亞胺樹脂。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的無線芯片，其中無線芯片包括高頻電路。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的無線芯片，其中介電層包括選自氧化鋁、玻 璃、鎂橄欖石、鈦酸鋇、鈦酸鉛、鈦酸鍶、鋯酸鉛、鈮酸鋰、和鈦 酸鋯鉛的一種或多種材料。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的無線芯片，該介電層包括選自環(huán)氧樹脂、酚 樹脂、聚丁二烯樹脂、雙馬來酰亞胺三嗪樹脂、乙烯基芐基、和聚 富馬酸的一種或多種材料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的無線芯片，其被包括在電子設(shè)備中。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的電子設(shè)備，其中該電子設(shè)備是液晶顯示設(shè) 備、EL顯示設(shè)備、電視機(jī)設(shè)備、移動電話、打印機(jī)、照相機(jī)、個人 計(jì)算機(jī)、具有耳機(jī)的護(hù)目鏡、揚(yáng)聲器設(shè)備、頭戴式耳機(jī)、導(dǎo)航設(shè)備、 或電子鑰匙。
11. 一種無線芯片，包括:天線，其包括第一導(dǎo)電層、用作地接觸體的第二導(dǎo)電層、和夾在 第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層之間的介電層， 布線基板，包括場效應(yīng)晶體管的芯片，傳感器裝置，第三導(dǎo)電層，其將布線基板和天線相互連接， 第四導(dǎo)電層，其將布線基板和芯片相互連接，和 第五導(dǎo)電層，其將布線基板和傳感器裝置相互連接。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11的無線芯片，其中使用第三導(dǎo)電層和第四 導(dǎo)電層電連接天線和芯片。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11的無線芯片，其中第三和第四導(dǎo)電層包括 凸起、導(dǎo)電膠、抗扭曲導(dǎo)電粘接劑、或抗扭曲導(dǎo)電膜。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11的無線芯片，其中場效應(yīng)晶體管包括n型 單晶硅襯底、p型單晶硅襯底、GaAs襯底、InP襯底、GaN襯底、SiC 襯底、藍(lán)寶石襯底、ZnSe村底、或S0I襯底。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11的無線芯片，其中天線和布線基板、芯片 和布線基板、以及傳感器裝置和布線基板的連接部分填充有底部填 料。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的無線芯片，其中底部填料包括環(huán)氧樹脂、 丙烯酸樹脂、或聚酰亞胺樹脂。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11的無線芯片，其中無線芯片包括高頻電路。
18. 根據(jù)權(quán)利要求11至17的無線芯片，其中介電層包括選自氧 化鋁、玻璃、鎂橄欖石、鈦酸鋇、鈦酸鉛、鈦酸鍶、鋯酸鉛、鈮酸 鋰、和鈦酸鋯鉛的一種或多種材料。
19. 根據(jù)權(quán)利要求11的無線芯片，該介電層包括選自環(huán)氧樹脂、 酚樹脂、聚丁二烯樹脂、雙馬來酰亞胺三嗪樹脂、乙烯基芐基、和 聚富馬酸的一種或多種材料。
20. 根據(jù)權(quán)利要求11的無線芯片，其被包括在電子設(shè)備中。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20的電子設(shè)備，其中該電子設(shè)備是液晶顯示 設(shè)備、EL顯示設(shè)備、電視機(jī)設(shè)備、移動電話、打印機(jī)、照相機(jī)、個 人計(jì)算機(jī)、具有耳機(jī)的護(hù)目鏡、揚(yáng)聲器設(shè)備、頭戴式耳機(jī)、導(dǎo)航設(shè) 備、或電子鑰匙。
22. —種無線芯片，包括天線，其包括第一導(dǎo)電層、用作地接觸體的第二導(dǎo)電層、和夾在 第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層之間的介電層， 布線基板，包括場效應(yīng)晶體管的芯片，傳感器裝置，電池，第三導(dǎo)電層，其將布線基板和天線相互連接， 第四導(dǎo)電層，其將布線基板和芯片相互連接， 第五導(dǎo)電層，其將布線基板和傳感器裝置相互連接，和 第六導(dǎo)電層，其將布線基板和電池相互連接。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22的無線芯片，其中使用第四導(dǎo)電層和第六 導(dǎo)電層電連接電池和芯片。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22的無線芯片，其中使用第四導(dǎo)電層和第五 導(dǎo)電層電連接傳感器裝置和芯片。
25. 根據(jù)權(quán)利要求22的無線芯片，其中使用第三導(dǎo)電層和第四 導(dǎo)電層電連接天線和芯片。
26. 根據(jù)權(quán)利要求22的無線芯片，其中第三和第四導(dǎo)電層包括 凸起、導(dǎo)電膠、抗扭曲導(dǎo)電粘接劑或者抗扭曲導(dǎo)電膜。
27. 根據(jù)權(quán)利要求22的無線芯片，其中場效應(yīng)晶體管包括n型 單晶硅襯底、p型單晶硅襯底、GaAs村底、InP襯底、GaN襯底、SiC 襯底、藍(lán)寶石襯底、ZnSe襯底、或S0I襯底。
28. 根據(jù)權(quán)利要求22的無線芯片，其中天線和布線基板、芯片 和布線基板、傳感器裝置和布線基板、以及電池和布線基板的連接 部分填充有底部填料。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28的無線芯片，其中底部填料包括環(huán)氧樹脂、 丙烯酸樹脂、或聚酰亞胺樹脂。
30. 根據(jù)權(quán)利要求22的無線芯片，其中無線芯片包括高頻電路。
31. 根據(jù)權(quán)利要求22的無線芯片，其中介電層包括選自氧化鋁、 玻璃、鎂橄欖石、鈦酸鋇、鈦酸鉛、鈦酸鍶、鋯酸鉛、鈮酸鋰、和 鈦酸鋯鉛的一種或多種材料。
32. 根據(jù)權(quán)利要求22的無線芯片，該介電層包括選自環(huán)氧樹脂、 酚樹脂、聚丁二烯樹脂、雙馬來酰亞胺三嗪樹脂、乙烯基芐基、和 聚富馬酸的一種或多種材料。
33. 根據(jù)權(quán)利要求22的無線芯片，其被包括在電子設(shè)備中。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33的電子設(shè)備，其中該電子設(shè)備是液晶顯示 設(shè)備、EL顯示設(shè)備、電視機(jī)設(shè)備、移動電話、打印機(jī)、照相機(jī)、個 人計(jì)算機(jī)、具有耳機(jī)的護(hù)目鏡、揚(yáng)聲器設(shè)備、頭戴式耳機(jī)、導(dǎo)航設(shè) 備、或電子鑰匙。
35. —種無線芯片，包括天線，其包括第一導(dǎo)電層、用作地接觸體的第二導(dǎo)電層、和夾在 第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層之間的介電層， 布線基板，包括場效應(yīng)晶體管的芯片， 電池，第三導(dǎo)電層，其將布線基板和天線相互連接， 第四導(dǎo)電層，其將布線基板和芯片相互連接，和 第五導(dǎo)電層，其將布線基板和電池相互連接。
36. 根據(jù)權(quán)利要求35的無線芯片，其中使用第四導(dǎo)電層和第五 導(dǎo)電層電連接電池和芯片。
37. 根據(jù)權(quán)利要求35的無線芯片，其中使用第三導(dǎo)電層和第四 導(dǎo)電層電連接天線和芯片。
38. 根據(jù)權(quán)利要求35的無線芯片，其中第三和第四導(dǎo)電層包括 凸起、導(dǎo)電膠、抗扭曲導(dǎo)電粘接劑、或抗扭曲導(dǎo)電膜。
39. 根據(jù)權(quán)利要求35的無線芯片，其中場效應(yīng)晶體管包括n型 單晶硅村底、p型單晶硅襯底、GaAs襯底、InP襯底、GaN村底、SiC 襯底、藍(lán)寶石襯底、ZnSe襯底、或S0I襯底。
40. 根據(jù)權(quán)利要求35的無線芯片，其中天線和布線基板、芯片 和布線基板、以及電池和布線基板的連接部分填充有底部填料。
41. 根據(jù)權(quán)利要求40的無線芯片，其中底部填料包括環(huán)氧樹脂、 丙烯酸樹脂、或聚酰亞胺樹脂。
42. 根據(jù)權(quán)利要求35的無線芯片，其中無線芯片包括高頻電路。
43. 根據(jù)權(quán)利要求35的無線芯片，其中介電層包括選自氧化鋁、 玻璃、鎂橄欖石、鈦酸鋇、鈦酸鉛、鈦酸鍶、鋯酸鉛、鈮酸鋰、和 鈦酸鋯鉛的一種或多種材料。
44. 根據(jù)權(quán)利要求35的無線芯片，該介電層包括選自環(huán)氧樹脂、 酚樹脂、聚丁二烯樹脂、雙馬來酰亞胺三噪樹脂、乙烯基千基、和 聚富馬酸的一種或多種材料。
45. 根據(jù)權(quán)利要求35的無線芯片，其被包括在電子設(shè)備中。
46. 根據(jù)權(quán)利要求45的電子設(shè)備，其中該電子設(shè)備是液晶顯示 設(shè)備、EL顯示設(shè)備、電視機(jī)設(shè)備、移動電話、打印機(jī)、照相機(jī)、個 人計(jì)算機(jī)、具有耳機(jī)的護(hù)目鏡、揚(yáng)聲器設(shè)備、頭戴式耳機(jī)、導(dǎo)航設(shè) 備、或電子鑰匙。
全文摘要
目的是提供一種能夠增加機(jī)械強(qiáng)度的無線芯片，和一種具有高耐用性的無線芯片。無線芯片包括具有場效應(yīng)晶體管的晶體管、包括夾在導(dǎo)電層之間的介電層的天線和連接芯片和天線的導(dǎo)電層。另外，無線芯片包括具有場效應(yīng)晶體管的晶體管、包括夾在導(dǎo)電層之間的介電層的天線、傳感器裝置、連接芯片和天線的導(dǎo)電層、以及連接芯片和傳感器裝置的導(dǎo)電層。另外，無線芯片包括具有場效應(yīng)晶體管的晶體管、包括夾在導(dǎo)電層之間的介電層的天線、電池、連接芯片和天線的導(dǎo)電層以及連接芯片和電池的導(dǎo)電層。
文檔編號G06K19/00GK101156162SQ200680011098
公開日2008年4月2日 申請日期2006年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者山崎舜平, 荒井康行, 鈴木幸惠 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所