可弯曲并且可拉伸的电子器件和方法技术

本文总体上论述了可以包括可拉伸并且可弯曲的器件的系统和方法。根据示例，方法可以包括(1)将第一弹性体材料沉积在面板上；(2)将迹线材料层压在所述弹性体材料上，(3)处理所述迹线材料以将所述迹线材料图案化成一个或多个迹线以及一个或多个接合焊盘，(4)将管芯附接到所述一个或多个接合焊盘，或者(5)将第二弹性体材料沉积在所述一个或多个迹线、所述接合焊盘以及所述管芯上和周围，以包封所述第一和第二弹性体材料中的所述一个或多个迹线以及所述一个或多个接合焊盘。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
示例总体上涉及。
技术介绍
电子器件封装通常是刚性的。可以通过使封装更柔韧来将电子器件集成到各种封 装形状中。通过使封装更柔韧，封装可以符合各种轮廓，以便轻松地集成到更多应用中。【附图说明】 在不一定按比例绘制的附图中，相似的附图标记在不同视图中可以描述相似的部 件。具有不同字母下标的相似附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图通过示例而非 限制的方式总体上示出了本文中论述的各实施例。 图认、川、1(：、10、^、1?、16、1!1、11、11、11(和11^示出了根据一个或多个实施例的用 于形成导电互连的工艺框图。 图 2A、2B、2C、2D、2E、2F、2G、2H、21、2J、2K、2L、2M、2N、20 和 2P 示出了根据一个或多 个实施例的用于形成导电互连的另一工艺的框图。 图3A、3B、3C和3D示出了根据一个或多个实施例的用于将部件引线接合的工艺的 框图。 图4示出了根据一个或多个实施例的图3D的器件在标记为"4"的箭头的方向上 的平面视图框图。 图5A、5B、5C和?示出了根据一个或多个实施例的用于附接或安装倒装芯片部件 的工艺。 图6示出了根据一个或多个实施例的用于制造可拉伸并且可弯曲的器件的面板 级工艺的流程图。 图7示出了根据一个或多个实施例的用于制造可拉伸并且可弯曲的器件的另一 面板级工艺的流程图。 图8A、8B和8C示出了根据一个或多个实施例的用于将部件ACF或ACP接合到器 件的工艺的框图。 图9A、9B、9C和9D示出了根据一个或多个实施例的具有不同相应包封的导电迹线 的框图。 图10显示了计算机系统的示例。【具体实施方式】 本公开内容中的示例总体上涉及可拉伸并且可弯曲的电子器件和方法。 新的可穿戴的计算应用可以通过柔性（例如，可弯曲并且可拉伸）电子封装来实 现，例如，可以环绕可弯曲管芯来构建。然而，当前解决方案包括单独的并且不在一起的可 弯曲封装或可拉伸金属互连。 本公开内容考虑了嵌入在一种或多种弹性材料中的可弯曲并且薄（例如，三百微 米或更薄）的管芯。管芯可以连接到可拉伸互连。如本文所述，封装（例如，器件）可以包 括具有管芯或其它部件的可拉伸并且可弯曲的电子封装。本文论述的器件可以提供可穿戴 的电子系统。器件可以附接到衣服或直接附接到皮肤或其它弯曲表面，以例如符合表面的 轮廓。管芯可以是通常不可弯曲的。这种管芯的尺寸可以被设定为使其刚性大体上不会影 响嵌入其中的系统的总体柔性。 如本文所用的，术语"部件"通常是指管芯或其它电气或电子物品，例如电阻器、 晶体管、电感器、电容器、数字逻辑单元、发光元件等。管芯可以小于三百微米（例如，小于 一百微米厚），以便成为可弯曲的。另外或替代地，管芯的尺寸或形状可以被设定为使其仅 不显著影响嵌入其中的系统的柔性。无源型的非管芯部件（电阻器、电感器、电容器等）通 常是一百五十微米厚或更厚，并且标准厚度为大约二百五十、三百或五百微米厚或更厚。传 感器部件通常在大约二百微米与大约一点五毫米厚之间。LED或激光二极管（LD)通常与传 感器部件厚度大约相同。连接器部件等通常为至少六百微米厚，并且超平连接器通常为大 约九百微米到大约一点五毫米厚。 如本文所述，器件可以根据已知方案改进为使用聚酰亚胺（PI)作为包封材料的 可弯曲或可拉伸系统，但该器件仅可弯曲但不可拉伸，或可拉伸但不可弯曲。如本文使用 的，可弯曲表示旋转并且可拉伸表示伸长。本文论述的器件可以提供对现有器件的改进，现 有器件仅包含具有被设计成嵌入在聚二甲硅氧烷（PDMS)中的简单传感器（例如，电阻温度 传感器）的金属线来获得柔性器件，因为本文论述的器件可以通过例如包括管芯（例如，可 弯曲管芯）来提供除温度感测能力之外的更多功能。而且，本文论述的工艺是可缩放的，以 便提供器件的可制造性。 本文论述的一种或多种器件的优点可以包括例如通过将部件包封在防潮或吸收 作用于其上的一些力的柔性材料中来保护部件不受环境影响（例如，腐蚀、湿气、氧气、天 气、撞击或其它力等）。可以在仍然提供生物相容器件的同时获得这些优点。 本文论述的是在晶片级和面板级上制造器件的工艺。本文论述了用于构造具有较 粗迹线（例如，大约五百纳米到大约十微米或更粗）的器件的一种或多种晶片级工艺、以及 用于构造具有较细迹线（例如，大约一百纳米到大约五百纳米）的器件的一种或多种晶片 级工艺。图1A-1L详细示出了用于制造具有较粗迹线的器件的一种或多种工艺的操作，并 且图2A-2P详细示出了用于制造具有较细迹线的器件的一种或多种工艺的操作。较粗迹线 可以提供比较细迹线低的电阻。较细迹线可以具有比较粗迹线高的电阻。可以通过将迹线 设置在密封剂上或中来向较细迹线提供机械支撑。密封剂可以包括处于迹线的刚性与器件 的柔性基板（例如，弹性体）之间的刚性（例如，弹性模量）。 本文还论述了释放方法，以在管芯或部件附接或第一弹性体包封之后允许封装结 构与基板载体（例如，晶片）分开。 面板级工艺流程可以包括不用材料包封、用材料部分或完全包封各个迹线，材料 例如是具有处于弹性体与迹线材料之间的弹性模量的材料。在管芯或其它部件安装或附 接之后并且在第一弹性体包封之后，可以通过本文论述的释放方法来从载体面板释放封装 层。 面板和晶片级工艺都可以包括用于附接管芯或其它部件的至少两种不同方法，例 如，包括引线接合或焊接附接。 为简单起见，将假定迹线材料包括铜，尽管也可以使用能够提供电连接的其它金 属或导电材料。铜是天然的"硬"材料（即，铜的弹性范围通常小于0.5%形变或伸长）。为 了允许由这种硬材料制成的迹线可拉伸或可弯曲，迹线可以是"蜿蜒的"，例如以总体上复 制2D弹簧，以获得拉伸或弯曲能力。将要理解，可以使用其它迹线材料，并且根据迹线材料 的性质可以使用相似的设计或甚至直的迹线。 同样，在将聚二甲硅氧烷（PDMS)指示为弹性体时，将要理解，可以使用其它弹性 材料，例如Viton?、丁基橡胶或聚氨酯。PDMS是良好的原型材料并且在本文中被论述为可 能的弹性体材料。 论述从晶片级工艺的论述开始并且随后是面板级工艺的论述。现在将参考附图来 描述根据一个或多个实施例的装置、系统或工艺的更多细节。 图1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、1H、II、1J、1K和1L描绘了根据一个或多个实施例的用 于形成粗导电互连的工艺。 图1A示出了根据一个或多个实施例的器件100A的框图，器件100A包括基板102、 基板上的氧化物层104、以及氧化物层104上的一层蒸镀材料106 (例如，铜）。蒸镀材料 106可以提供用于释放基板102和氧化物层104的释放层。蒸镀材料106可以沉积在氧化 物层104上。在一个或多个实施例中，基板102可以包括硅并且氧化物层104可以包括热 氧化硅。 图1B示出了根据一个或多个实施例的器件100B，其包括具有位于蒸镀材料106上 的导电材料108的器件100A。导电材料108可以包括铜或其它金属。导电材料108可以提 供用于在其上进行电镀的种子。导电材料108可以包括具有相对高密度的金属。 图1C示出了根据一个或多个实施例的器件100C，其包括具有位于导电材料108上 的金属层110的器件100B。金属层110可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造可拉伸并且可弯曲的装置的方法，包括：将第一弹性体材料沉积在面板上；将迹线材料层压在所述弹性体材料上，处理所述迹线材料以将所述迹线材料图案化成一个或多个迹线以及一个或多个接合焊盘；将管芯附接到所述一个或多个接合焊盘；以及将第二弹性体材料沉积在所述一个或多个迹线、所述接合焊盘、以及所述管芯上和周围，以包封在所述第一弹性体材料和所述第二弹性体材料中的所述一个或多个迹线和所述一个或多个接合焊盘。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：A·利万德，T·安徳留先科夫，D·斯坦斯，M·科布林斯基，A·阿列克索夫，D·塞纳维拉特纳，J·索托冈萨雷斯，S·皮耶塔姆巴拉姆，R·伊斯拉姆，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US