專利名稱：一種電子元件具有以磁電容作為能量儲存單元的電源的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種電子元件，且特別是有關于一種電子元件，其具有以磁電容 作為能量儲存單元的一電源。
背景技術：
薄膜電池為一種可提供能量的元件。薄膜電池可提供一固定電壓給一電子元件使 得該電子元件可在穩(wěn)定的電壓供給下進行操作。然而，使用薄膜電池作為供應能量的來源 遭遇到如下的一些問題。首先，目前的薄膜電池體積過大，不適于使用于小體積的電子元件。其次，目前的 薄膜電池儲能能力不足，不適合長期使用。且目前的薄膜電池充電緩慢，充電效率不佳，電 池使用壽命短。因此，從上述理由看來，對于一種新型態(tài)的電能供應裝置是有著實際的需求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種電子元件，其具有以磁電容作為能量儲存單元的一電源。依據(jù)本發(fā)明一實施例，本發(fā)明揭示一種電子元件。該電子元件包括一集成電路芯 片具有一正端點和一負端點，其中該集成電路芯片具有一能量管理功能，以及一與該集成 電路芯片連接的磁電容，該磁電容儲存有電能，并可提供該電能給該集成電路芯片，其中該 磁電容包括有一第一磁性區(qū)，一第二磁性區(qū)以及配置于第一磁性區(qū)及第二磁性區(qū)之間的一 介電區(qū)。第一磁性區(qū)連接集成電路芯片的正端點，第二磁性區(qū)連接集成電路芯片的負端點， 介電區(qū)用以儲存電能。和一般所理解的相同，前述的概略性說明以及下述的細節(jié)性說明皆是以范例說明 的方式進行，并且是用以對本發(fā)明中宣告權利要求的部分提供更進一步的解釋。
為使本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，所附附圖的說 明如下圖1示出了符合本發(fā)明的一實施例的磁電容；圖2示出了磁電容在依據(jù)本發(fā)明的一實施例進行充電時的狀態(tài)；圖3所示為磁電容由一太陽能電池進行充電的概略圖；圖4所示為使用磁電容供應電能給一智能卡的概略圖；圖5所示為使用磁電容供應電能給一無線射頻辨識(RFID)讀取器以及感應器裝 置的概略圖；圖6所示為使用磁電容供應電能給一射頻(RF)傳輸裝置的概略圖；圖7所示為使用磁電容供應電能給一集成電路的封裝圖；圖8所示為根據(jù)本發(fā)明的另一實施例封裝結(jié)構(gòu)包括復數(shù)個芯片共同形成于一基板上的概略圖U
主要元件符號說明
100磁電容
110第一磁性區(qū)
120第二磁性區(qū)
130介電區(qū)
115及125 雙極
140第一金屬元件
150第二金屬元件
121第一面
122第二面
150第一電線
170第二電線
260電源
320太陽能板
400智能卡
401集成電路芯片
402基板
403顯示裝置
501感應器
502微控制器
503無線射頻連接器
504能量管理單元
600射頻(RF)傳輸裝置
601基板
602特殊應用芯片(ASIC)
603天線
700封裝結(jié)構(gòu)
701基板
702和704 錫球
703集成電路芯片
705和706 走線
801特殊處理器
802動態(tài)內(nèi)存或閃存
具體實施例方式
接下來會參照到本發(fā)明的較佳實施例的詳細說明，其中所提到的范例會連同附圖 一同進行說明。在任何可能的情況之下，附圖及說明中所使用的相同的參考標號都代表了 相同的或類似的部件。
在本說明中，是以能夠簡明地解釋本發(fā)明的基本原理作為出發(fā)點來示出當中所有 的附圖，而自本說明中的附圖，從用以組成本發(fā)明實施例的各個部件的數(shù)量、位置、關聯(lián)性 及尺寸等觀點來看，所引伸而出的各種概念將會在本說明當中解釋，或也能在了解了本發(fā) 明說明的內(nèi)容之后，為本發(fā)明相關技術領域的普通技術人員所理解。圖1示出了符合本發(fā)明的一實施例的磁電容。值得注意的是，其它形式的磁電容 也能使用在本發(fā)明中。該磁電容100具有一第一磁性區(qū)110、一第二磁性區(qū)120以及配置于 第一磁性區(qū)110及第二磁性區(qū)120之間的一介電區(qū)130。介電區(qū)130具有儲存電能的作用， 而具有雙極(如標號115及125所示者)的第一磁性區(qū)110和第二磁性區(qū)120則具有防止 電能泄漏的作用。介電區(qū)130為一層薄膜，并且其是由介電材料所構(gòu)成，如鈦酸鋇(BaTi03) 或二氧化鈦(Ti03)。磁電容100還具有配置于第一磁性區(qū)110周圍的一第一金屬元件140，其中該第一 金屬元件140具有控制第一磁性區(qū)110的雙極115的作用。另外本裝置也還具有配置于第 二磁性區(qū)120周圍的一第二金屬元件150，其中該第二金屬元件150具有控制第二磁性區(qū) 120的雙極125的作用。設計者或使用者可以利用這些第一金屬元件140及第二金屬元件 150來施加外加電場以控制第一磁性區(qū)110及第二磁性區(qū)120的雙極。當磁電容100儲存著電能時，第一磁性區(qū)110的雙極115(—)及第二磁性區(qū)120 的雙極125(—)是相反的。因此，第一磁性區(qū)110及第二磁性區(qū)120防止了電能的泄漏， 并且介電區(qū)130也儲存著電能。值得注意的是，符號‘一’僅是用來表示磁性區(qū)的雙極，并 非用來限制雙極的方向。圖2示出了磁電容100在依據(jù)本發(fā)明的一實施例進行充電時的狀態(tài)。當磁電容 100在充電時，第一磁性區(qū)110的雙極115(—)及第二磁性區(qū)120的雙極125(—)被控制 成相反，并且第一磁性區(qū)110和第二磁性區(qū)120與一電源260耦接。電源260可輸入電能 進入介電區(qū)130。當充電完成后，通過控制第一磁性區(qū)110的雙極115(—)及第二磁性區(qū) 120的雙極125(—)成相反來保持電能在磁電容100內(nèi)。在另一實施例中，磁電容100由一太陽能電池進行充電，如圖3所示。太陽能板320 吸收太陽能，磁電容100用于儲存電能，其中太陽能板320具有第一面121及第二面122。 太陽能板320的第一面121面對著太陽，而其第二面122與磁電容100的第二磁性區(qū)120連 接。磁電容100的第一磁性區(qū)110遠離陽光。第一電線150置放于太陽能板320的第二面 122與磁電容100的第二磁性區(qū)120之間。第二電線170連接太陽能板320的第一面121 與磁電容100的第一磁性區(qū)120。第一電線150的末端可形成負極，而第二電線170的末端 可形成正極。本發(fā)明也提供制造一由太陽能板充電的磁電容方法包括以下步驟首先形成太陽 能板320，其中太陽能板320具有第一面121及第二面122 ；接著形成磁電容100，其中磁電 容100具有一第一磁性區(qū)110、一第二磁性區(qū)120以及配置于第一磁性區(qū)110及第二磁性區(qū) 120之間的一介電區(qū)130 ；利用接合點結(jié)合太陽能板320及磁電容100 ；再來置放第一電線 150于太陽能板320的第二面122與磁電容100的第二磁性區(qū)120之間；以及以第二電線 170連接太陽能板320的第一面121與磁電容100的第一磁性區(qū)110之間。第一電線150 的末端可形成負極，而第二電線170的末端可形成正極。太陽能板320與磁電容100都是在半導體生產(chǎn)設備上所制造，其中在一高溫環(huán)境下形成太陽能板320，而在一較低溫環(huán)境下形成磁電容100。再者，太陽能板320及磁電容 100是分開制造的，如此可以有較高的產(chǎn)量。而該方法利用金屬接合點結(jié)合太陽能板320的 第二面122及磁電容100的第二磁性區(qū)120?？捎靡詢Υ婺芰康拇烹娙?00也可用于供應電能給集成電路、射頻(RF)傳輸裝置 以及低耗能裝置，如智能卡、無線射頻辨識(RFID)及感應器中。圖4所示為使用磁電容供應電能給一智能卡的概略圖。智能卡400包括一基板 402、一集成電路芯片401以及一顯示裝置403。其中一集成電路芯片401以及一顯示裝置 403形成于基板402上。集成電路芯片401可執(zhí)行計算以及記憶功能。例如，在一實施例 中，智能卡400可產(chǎn)生一次性密碼，其中集成電路芯片401可執(zhí)行一程序以產(chǎn)生該一次性密 碼。磁電容100耦接該集成電路芯片401用以提供集成電路芯片401執(zhí)行程序所需的電能。 在一實施例中，磁電容100的第一磁性區(qū)110連接集成電路芯片401的正端點，第二磁性區(qū) 120連接集成電路芯片401的負端點。顯示裝置403用以顯示集成電路芯片401執(zhí)行程序 后的結(jié)果，例如，顯示該一次性密碼。在另一實施例中，智能卡400具有生物檢測元件，用以 確認使用者增進智能卡400的按全性，其中該生物檢測元件也可由磁電容100供應檢測時 所需的電能。圖5所示為使用磁電容供應電能給一無線射頻辨識(RFID)讀取器以及感應器裝 置的概略圖。該裝置包括一感應器501用以檢測溫度、壓力和速度等，一低耗能的微控制 器502、一低耗能小范圍的無線射頻連接器503。其中磁電容100用以供應電能給微控制器 502。在一實施例中，磁電容100的第一磁性區(qū)110連接微控制器502的正端點，第二磁性 區(qū)120連接微控制器502的負端點。為了穩(wěn)定供應電能給微控制器502，一太陽能板320可 用以對磁電容100進行充電，亦即該無線射頻辨識(RFID)讀取器以及感應器裝置可裝設一 太陽能板。其中太陽能板320和磁電容100的封裝結(jié)構(gòu)如圖3所示。此外一能量管理單元 504也可裝設于該無線射頻辨識(RFID)讀取器以及感應器裝置中，藉以管理磁電容100對 微控制器502的供電狀態(tài)。圖6所示為使用磁電容供應電能給一射頻(RF)傳輸裝置的概略圖。該射頻 (RF)傳輸裝置600包括一基板601、一天線603以及無線射頻辨識(RFID)特殊應用芯片 (ASIC) 602。其中天線603以及特殊應用芯片602均形成于基板601上，且天線603環(huán)繞該 特殊應用芯片602。磁電容100耦接特殊應用芯片602用以供應特殊應用芯片602所需的 電能。在一實施例中，磁電容100的第一磁性區(qū)110連接特殊應用芯片602的正端點，第二 磁性區(qū)120連接特殊應用芯片602的負端點。因為該射頻(RF)傳輸裝置600具有磁電容 100作為電源，因此射頻傳輸裝置600為一主動射頻標簽，可傳送一較長的距離。圖7所示為使用磁電容供應電能給一集成電路的封裝圖。該封裝結(jié)構(gòu)700包括一 具多個錫球702的基板701。一集成電路芯片703形成于該基板701上，其中集成電路芯片 703具有電能管理功能。集成電路芯片703也具有多個錫球704與基板701連接。磁電容 100形成于集成電路芯片703上。一走線705連接磁電容100的正極端與基板701，另一走 線706連接磁電容100的負極端與基板701。最后一封裝材料被填充于集成電路芯片703 和磁電容100之間藉以形成一封裝結(jié)構(gòu)700。此外，在另一實施例中，封裝結(jié)構(gòu)700可包括復數(shù)個芯片，例如一特殊處理器801、 動態(tài)內(nèi)存或閃存802，共同形成于一基板上，如圖8所示。亦即使用一多芯片封裝結(jié)構(gòu)來完成一完整功能單元，該結(jié)構(gòu)可節(jié)省面積并降低印刷電路板上電路布局的復雜度。由上述本發(fā)明實施方式可知，應用本發(fā)明具有下列優(yōu)點。1、本發(fā)明可大幅減少系統(tǒng)充電所需的時間。2、本發(fā)明可降低系統(tǒng)的重量與體積。3、本發(fā)明降低印刷電路板上電路布局的復雜度。4、當使用在給一射頻(RF)傳輸裝置上時，因具電源，可傳送一較長的距離。5、磁電容并無充電記憶的問題，因此可進行完全或部分充電。且與傳統(tǒng)的薄膜電 池相較，磁電容使用壽命長。雖然本發(fā)明已以實施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本領域 的普通技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明 的保護范圍當視后附的權利要求所界定者為準。
8
權利要求
一種電子元件，其特征在于，包括一集成電路芯片具有一正端點和一負端點，其中該集成電路芯片具有一能量管理功能；一磁電容，耦接該集成電路芯片，該磁電容儲存有電能，并提供該電能給該集成電路芯片，其中該磁電容包括一第一磁性區(qū)；一第二磁性區(qū)；以及一介電區(qū)配置于該第一磁性區(qū)及該第二磁性區(qū)之間，其中該第一磁性區(qū)連接該集成電路芯片的正端點，該第二磁性區(qū)連接該集成電路芯片的負端點，該介電區(qū)用以儲存電能。
2.根據(jù)權利要求1所述的電子元件，其特征在于，還包括一太陽能板，其中該太陽能板 具有一第一面面對太陽，及一第二面連接該磁電容的該第二磁性區(qū)。
3.根據(jù)權利要求2所述的電子元件，其特征在于，還包括一第一電線連接該太陽能板 的該第二面與該磁電容的該第二磁性區(qū)，以及一第二電線連接該太陽能板的該第一面與該 磁電容的該第一磁性區(qū)。
4.根據(jù)權利要求1所述的電子元件，其特征在于，其中該第一電線為負極，而該第二電 線為正極。
5.根據(jù)權利要求1所述的電子元件，其特征在于，其中該電子元件為一智能卡，該集成 電路芯片為一智能卡芯片。
6.根據(jù)權利要求1所述的電子元件，其特征在于，其中該電子元件為一射頻傳輸裝置， 該集成電路芯片為一射頻傳輸特殊應用芯片。
7.根據(jù)權利要求6所述的電子元件，其特征在于，還包括一基板、一形成于該基板上的 天線，其中該天線環(huán)繞該射頻傳輸特殊應用芯片。
8.根據(jù)權利要求1所述的電子元件，其特征在于，其中該電子元件為一感應元件，該集 成電路芯片為一微控制器。
9.根據(jù)權利要求8所述的電子元件，其特征在于，還包括一感應器連接該微控制器，以 及一無限射頻連接器連接該微控制器。
10.根據(jù)權利要求1所述的電子元件，其特征在于，其中該電子元件為一封裝后的電子 元件，其中該封裝后的電子元件包括一具多個錫球的基板、該集成電路芯片形成于該基板 上，該磁電容形成于該集成電路芯片上。
11.根據(jù)權利要求10所述的電子元件，其特征在于，其中該集成電路芯片是一特殊處 理器、一動態(tài)內(nèi)存或一閃存。
12.一種電子元件，其特征在于，包括一集成電路芯片具有一正端點和一負端點，其中該集成電路芯片具有一能量管理功能；一磁電容，耦接該集成電路芯片，該磁電容儲存有電能，并提供該電能給該集成電路芯 片，其中該磁電容包括一第一磁性區(qū)； 一第二磁性區(qū)；一介電區(qū)配置于該第一磁性區(qū)及該第二磁性區(qū)之間，其中該第一磁性區(qū)連接該集成電路芯片的正端點，該第二磁性區(qū)連接該集成電路芯片的負端點，該介電區(qū)用以儲存電能；以 及一太陽能板，其中該太陽能板具有一第一面面對太陽，及一第二面連接該磁電容的該第二磁性區(qū)。
13.根據(jù)權利要求12所述的電子元件，其特征在于，還包括一第一電線連接該太陽能 板的該第二面與該磁電容的該第二磁性區(qū)，以及一第二電線連接該太陽能板的該第一面與 該磁電容的該第一磁性區(qū)。
14.根據(jù)權利要求13所述的電子元件，其特征在于，其中該第一電線為負極，而該第二 電線為正極。
15.根據(jù)權利要求12所述的電子元件，其特征在于，其中該電子元件為一智能卡，該集 成電路芯片為一智能卡芯片。
16.根據(jù)權利要求12所述的電子元件，其特征在于，其中該電子元件為一射頻傳輸裝 置，該集成電路芯片為一射頻傳輸特殊應用芯片。
17.根據(jù)權利要求16所述的電子元件，其特征在于，還包括一基板、一形成于該基板上 的天線，其中該天線環(huán)繞該射頻傳輸特殊應用芯片。
18.根據(jù)權利要求12所述的電子元件，其特征在于，其中該電子元件為一感應元件，該 集成電路芯片為一微控制器。
19.根據(jù)權利要求18所述的電子元件，其特征在于，還包括一感應器連接該微控制器， 以及一無限射頻連接器連接該微控制器。
20.根據(jù)權利要求12所述的電子元件，其特征在于，其中該電子元件為一封裝后的電 子元件，其中該封裝后的電子元件包括一具多個錫球的基板、該集成電路芯片形成于該基 板上，該磁電容形成于該集成電路芯片上。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種電子元件。該電子元件包括一集成電路芯片具有一正端點和一負端點，其中該集成電路芯片具有一能量管理功能，以及一與該集成電路芯片連接的磁電容，該磁電容儲存有電能，并可提供該電能給該集成電路芯片，其中該磁電容包括有一第一磁性區(qū)，一第二磁性區(qū)以及配置于第一磁性區(qū)及第二磁性區(qū)之間的一介電區(qū)。第一磁性區(qū)連接集成電路芯片的正端點，第二磁性區(qū)連接集成電路芯片的負端點，介電區(qū)用以儲存電能。
文檔編號H01G4/00GK101800445SQ20101011274
公開日2010年8月11日 申請日期2010年2月4日 優(yōu)先權日2009年2月5日
發(fā)明者馮凱雋, 賴锜 申請人:北極光股份有限公司