相關(guān)申請的交叉參考
本申請主張享有于2014年9月22日提交的第62/053641號美國臨時申請的權(quán)益,并且將該美國臨時申請的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文。
本發(fā)明總體上涉及柔性集成電路。更特別地,本發(fā)明涉及柔性集成電路中的用作可伸展和可彎曲互連部的鍵合線的塑形和成環(huán)裝置及方法。
背景技術(shù):
集成電路(ic)是信息時代的基石和當(dāng)今信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。集成電路(又稱“芯片”或“微芯片”)是被蝕刻或被壓印在半導(dǎo)體材料(諸如硅或鍺等)的微小晶片上的互連的電子組件(諸如晶體管、電容器和電阻器等)的集合。集成電路呈現(xiàn)各種形式,作為一些非限制性示例,其包括微處理器、放大器、快閃存儲器、專用集成電路(asic)、靜態(tài)隨機存取存儲器(sram)、數(shù)字信號處理器(dsp)、動態(tài)隨機存取存儲器(dram)、可擦除可編程只讀存儲器(eprom)和可編程邏輯器。集成電路用于眾多產(chǎn)品,其包括個人計算機、膝上計算機、平板計算機、智能手機、電視機、醫(yī)療器械、遠程通信和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、飛機、船舶、汽車等。
集成電路技術(shù)和微芯片制造的進步已經(jīng)帶來芯片尺寸的穩(wěn)定減小和電路密度、電路性能的增加。半導(dǎo)體集成的規(guī)模已經(jīng)進步到單個半導(dǎo)體芯片能夠在小于一美分硬幣的空間內(nèi)容納數(shù)千萬個至超過十億個器件(例如,晶體管)的程度。此外,現(xiàn)代微芯片中各導(dǎo)線的寬度能夠被制造為與納米級一樣小。半導(dǎo)體芯片的工作速度和整體性能(例如,時鐘速度和信號網(wǎng)絡(luò)切換速度)與集成度一起得到提高。為了跟上片上電路切換頻率和電路密度的增加,與僅僅幾年前的封裝相比,目前的半導(dǎo)體封裝提供更多引腳數(shù)量、更大耗散功率、更多保護和更高速度。
常規(guī)的微芯片是正常工作條件下不希望彎曲或伸展的大體上剛性的結(jié)構(gòu)。此外,ic通常安裝在與ic一樣厚或比ic更厚的并且具有類似剛性的印刷電路板(pcb)上。使用厚的且剛性的印刷電路板的處理通常與薄的或打算用于需要彈性的應(yīng)用的芯片不兼容。例如,高質(zhì)量的醫(yī)療傳感和成像數(shù)據(jù)變得越來越有益于各種身體狀況的診斷和治療。這些身體狀況能夠與消化系統(tǒng)或賁門循環(huán)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián),并且可能包括神經(jīng)系統(tǒng)損傷和癌癥等。迄今為止,可以用來收集這樣的傳感或成像數(shù)據(jù)的大多數(shù)電子系統(tǒng)是剛性的和非柔性的。剛性電子器件對于許多應(yīng)用(諸如應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)器件等)來說不是理想的。大多數(shù)生物組織是柔軟的和彎曲的。皮膚和器官是嬌弱的并且遠不是二維的。電子系統(tǒng)的其它潛在應(yīng)用(諸如非醫(yī)療系統(tǒng)(例如,測量體育運動期間人體運動的可穿戴系統(tǒng)等)中收集數(shù)據(jù))也可能受到剛性電子器件的阻礙。
因此,已經(jīng)提出了用于將微芯片嵌入柔性聚合物基板上或中的許多方案。利用彈性基板材料的柔性電子電路允許ic被集成為各種形狀。這又使在剛性的硅基電子器件情況下不可能實現(xiàn)的許多有用的器件構(gòu)造成為可能。然而,一些柔性電子電路設(shè)計不能充分符合它們的周圍環(huán)境,這是因為互連組件不能響應(yīng)于形態(tài)變化而伸展和/或彎曲。這些柔性電路構(gòu)造易于受到損壞、電子退化的影響,并且在苛刻的使用場景下可能不可靠。
許多柔性電路現(xiàn)在利用可伸展和可彎曲的互連部,在系統(tǒng)伸展和彎曲的同時這些互連部保持完好。例如,集成電路中的“互連部”與ic模塊電連接以分配時鐘和其它信號且提供整個電系統(tǒng)的電源/接地。一些能夠彎曲的柔性互連部通過使用蝕刻工藝、金屬沉積工藝或其它基于晶片的制造工藝來形成。雖然上述工藝能夠用來生產(chǎn)互連部,但是使用這些方法生產(chǎn)的互連部通常限于二維(即,x和y,但是沒有z)且工藝本身耗時長且因此成本高。此外,一些能夠彎曲的柔性互連部通過使用毛細工具來形成,所述毛細工具將互連部創(chuàng)建為具有長度和高度的環(huán)件(loop),其中,所述環(huán)件通常是“c”字型。當(dāng)產(chǎn)品(例如,可穿戴眼罩/貼身物)具有包括一個或多個這樣的c字型互連部的柔性電路時,期望的產(chǎn)品柔性與互連部的高度直接相關(guān)。即,互連部的更大柔性需要互連部的高度相應(yīng)地增加。因此,更大的柔性導(dǎo)致相對更大(例如,更厚)的產(chǎn)品。本發(fā)明的目的是解決這些以及其它問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例,用于在鍵合焊盤對之間饋送、彎曲和附接鍵合線的毛細工具包括主體和加熱元件。所述主體具有從所述毛細工具的第一面延伸至所述毛細工具的第二面的內(nèi)管道。所述內(nèi)管道具有大體上螺旋形狀的部分,具有大體上螺旋形狀的所述部分包括圍繞所述主體的中心軸線的至少一個完整回轉(zhuǎn)的一部分。所述加熱元件連接至所述主體以提供沿著所述內(nèi)管道的一部分的熱影響區(qū),當(dāng)所述鍵合線經(jīng)過所述內(nèi)管道被饋送時,所述加熱元件加熱所述鍵合線。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例,用于在鍵合焊盤對之間附接鍵合線的方法包括:使用毛細工具將所述鍵合線附接至第一鍵合焊盤。朝著所述鍵合焊盤中的第二鍵合焊盤移動所述毛細工具使得通過所述毛細工具的內(nèi)管道從所述毛細工具分配所述鍵合線。所述內(nèi)管道具有非線性形狀(例如,大體上卷繞或螺旋形狀)的部分。將所述毛細工具放置為所述鍵合線的一部分接觸所述第二鍵合焊盤。使用所述毛細工具,將所述鍵合線附接至所述第二鍵合焊盤。
在一些實施例中,所述內(nèi)管道具有線性或大體上線性形狀的第一部分或第一段以及大體上非線性形狀(例如,大體上卷繞或螺旋形狀、曲線的、彎曲的等)的第二部分或第二段。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例,用于在鍵合焊盤對之間附接鍵合線的方法包括:從毛細工具的尖端分配所述鍵合線的一部分,且形成與所述毛細工具的所述尖端相鄰的無空氣球。所述無空氣球由所述鍵合線的被分配部分的至少一部分形成。將所述毛細工具放置為使得所述無空氣球接觸所述鍵合焊盤中的第一鍵合焊盤和所述毛細工具的所述尖端的至少一部分。使用所述毛細工具將壓力、熱量和/或超聲波能量施加于所述無空氣球和所述第一鍵合焊盤以將所述鍵合線附接至所述第一鍵合焊盤。朝著所述鍵合焊盤中的第二鍵合焊盤移動所述毛細工具使得通過所述毛細工具的內(nèi)管道從所述毛細工具分配所述鍵合線。所述內(nèi)管道具有大體上螺旋形狀的部分,具有大體上螺旋形狀的所述部分包括圍繞所述毛細工具的中心軸線的至少一個完整回轉(zhuǎn)的一部分。所述大體上螺旋形狀使得被分配的鍵合線的至少一部分具有大體上螺旋或卷繞形狀。將所述毛細工具放置為使得所述鍵合線的一部分接觸所述第二鍵合焊盤。使用所述毛細工具將壓力、熱量和/或超聲波能量施加于所述鍵合線的與所述第二鍵合焊盤接觸的所述一部分以將所述鍵合線附接至所述第二鍵合焊盤。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例,用于在鍵合焊盤對之間附接鍵合線的方法包括:將所述鍵合線附接至所述鍵合焊盤對中的第一鍵合焊盤。以大體上蛇形路徑圍繞固定件的多個柱體移動毛細工具使得所述鍵合線通過所述毛細工具的內(nèi)管道從所述毛細工具被分配且接合所述多個柱體。所述固定件的位置相對于所述鍵合焊盤對和所述毛細工具而被設(shè)定。將所述鍵合線附接至所述鍵合焊盤對中的第二鍵合焊盤。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例,用于在鍵合焊盤對之間附接鍵合線的方法包括:將所述鍵合線附接至所述鍵合焊盤對中的第一鍵合焊盤。至少一次地圍繞固定件的單個柱體移動毛細工具使得所述鍵合線通過所述毛細工具的內(nèi)管道從所述毛細工具被分配且接合所述柱體。所述固定件的位置相對于所述鍵合焊盤對和所述毛細工具而被設(shè)定。去除所述固定件從而使所述鍵合線脫離所述柱體。在去除所述固定件之后,所述鍵合線維持大體上卷繞形狀。朝著所述鍵合焊盤對中的第二鍵合焊盤移動所述毛細工具使得所述鍵合線的所述大體上卷繞形狀在所述鍵合焊盤對之間伸展。將所述鍵合線附接至所述第二鍵合焊盤。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例,用于電連接鍵合焊盤對的互連部的制作方法包括:使用毛細工具將鍵合線附接至所述鍵合焊盤對中的第一鍵合焊盤。朝著所述鍵合焊盤對中的第二鍵合焊盤移動所述毛細工具使得通過所述毛細工具的內(nèi)管道從所述毛細工具分配所述鍵合線。將所述鍵合線附接至所述第二鍵合焊盤使得被分配的鍵合線具有大體上弧形形狀。所述被分配的鍵合線與固定件接合使得所述固定件致使所述被分配的鍵合線彎曲成大體上蛇形形狀。使所述固定件脫離所述被分配的鍵合線。在所述脫離之后,所述被分配的鍵合線維持所述大體上蛇形形狀。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例,柔性集成電路具有柔性基板、至少兩個電子組件和將所述至少兩個電子組件中的兩個電子組件電連接的至少一個互連部。所述柔性集成電路是通過包括以下步驟的工藝形成的:(i)從毛細工具的尖端分配鍵合線的一部分;(ii)形成與所述毛細工具的所述尖端相鄰的無空氣球,所述無空氣球由所述鍵合線的被分配的部分的至少一部分形成;(iii)將所述毛細工具放置為使得所述無空氣球接觸所述至少兩個電子組件中的第一電子組件的第一鍵合焊盤和所述毛細工具的所述尖端的至少一部分;(iv)使用所述毛細工具將壓力、熱量和超聲波能量施加于所述無空氣球和所述第一鍵合焊盤以將所述鍵合線附接至所述第一鍵合焊盤;(v)朝著所述至少兩個電子組件中的第二電子組件的第二鍵合焊盤移動所述毛細工具使得通過所述毛細工具的內(nèi)管道從所述毛細工具分配所述鍵合線,所述內(nèi)管道具有大體上螺旋形狀的部分,具有大體上螺旋形狀的所述部分包括圍繞所述毛細工具的中心軸線的至少一個完整回轉(zhuǎn)的一部分,所述大體上螺旋形狀致使被分配的鍵合線的至少一部分具有大體上螺旋形狀;(vi)將所述毛細工具放置為使得所述鍵合線的一部分接觸所述第二鍵合焊盤;且(vii)使用所述毛細工具將壓力、熱量和超聲波能量施加于所述鍵合線的與所述第二鍵合焊盤接觸的所述一部分以將所述鍵合線附接至所述第二鍵合焊盤,從而將所述第一電子組件與所述第二電子組件電連接。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例,柔性集成電路具有柔性基板、至少兩個電子組件和將所述至少兩個電子組件中的兩個電子組件電連接的至少一個互連部。所述柔性集成電路是通過包括以下步驟的工藝形成的:(i)使用毛細工具將鍵合線附接至所述至少兩個電子組件中的第一電子組件的第一鍵合焊盤;(ii)以大體上蛇形路徑圍繞固定件的多個柱體移動所述毛細工具使得所述鍵合線通過所述毛細工具的內(nèi)管道從所述毛細工具被分配且接合所述多個柱體,所述固定件的位置是相對于所述第一鍵合焊盤和所述毛細工具而被設(shè)定的;且(iii)將所述鍵合線附接至所述至少兩個電子組件中的第二電子組件的第二鍵合焊盤,從而將所述第一電子組件與所述第二電子組件電連接。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例,柔性集成電路具有柔性基板、至少兩個電子組件和將所述至少兩個電子組件中的兩個電子組件電連接的至少一個互連部。所述柔性集成電路是通過包括以下步驟的工藝形成的:(i)使用毛細工具將鍵合線附接至所述至少兩個電子組件中的第一電子組件的第一鍵合焊盤;(ii)至少一次地圍繞固定件的單個柱體移動所述毛細工具使得所述鍵合線通過所述毛細工具的內(nèi)管道從所述毛細工具被分配且接合所述柱體,所述固定件的位置是相對于所述第一鍵合焊盤和所述毛細工具而被設(shè)定的;(iii)去除所述固定件從而使所述鍵合線脫離所述柱體,在去除所述固定件之后,所述鍵合線維持大體上卷繞形狀;(iv)朝著所述至少兩個電子組件中的第二電子組件的第二鍵合焊盤移動所述毛細工具使得所述鍵合線的所述大體上卷繞形狀在所述第一鍵合焊盤與所述第二鍵合焊盤之間伸展;且(v)將所述鍵合線附接至所述第二鍵合焊盤,從而將所述第一電子組件與所述第二電子組件電連接。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例,柔性集成電路具有柔性基板、至少兩個電子組件和將所述至少兩個電子組件中的兩個電子組件電連接的至少一個互連部。所述柔性集成電路是通過包括以下步驟的工藝形成的:(i)使用毛細工具將鍵合線附接至所述至少兩個電子組件中的第一電子組件的第一鍵合焊盤;(ii)朝著所述至少兩個電子組件中的第二電子組件的第二鍵合焊盤移動所述毛細工具使得通過所述毛細工具的內(nèi)管道從所述毛細工具分配所述鍵合線;(iii)將所述鍵合線附接至所述第二鍵合焊盤以使被分配的鍵合線具有大體上弧形形狀,從而將所述第一電子組件與所述第二電子組件電連接;(iv)將所述被分配的鍵合線與固定件接合使得所述固定件致使所述被分配的鍵合線彎曲成大體上蛇形形狀;且(v)使所述固定件脫離所述被分配的鍵合線,在所述固定件脫離之后,所述被分配的鍵合線維持所述大體上蛇形形狀。
鑒于參照附圖進行的各種實施例的詳細說明,本發(fā)明的額外的方面對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言將是顯然的,下面提供附圖的簡要說明。
附圖說明
圖1a是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的毛細工具的立體圖;
圖1b是圖1a的毛細工具的橫截面圖;
圖1c是在內(nèi)部放置有鍵合線的情況下的圖1a的毛細工具的立體圖;
圖1d是在去除毛細工具的一部分以更好圖示其中的鍵合線的情況下的圖1c的毛細工具和鍵合線的局部立體圖;
圖2a是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的在被布置為與鍵合焊盤對中的第一鍵合焊盤相鄰的情況下的圖1c的毛細工具和鍵合線的立體圖;
圖2b是圖2a的朝著鍵合焊盤對中的第二鍵合焊盤進行移動的毛細工具和從毛細工具分配的且具有大體上螺旋或卷繞形狀的這一部分的鍵合線的立體圖;
圖2c是在被布置為與第二鍵合焊盤相鄰的情況下的圖2b的毛細工具和鍵合線的立體圖;
圖3a是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的被布置為與鍵合焊盤對中的第一鍵合焊盤相鄰的毛細工具和鍵合線的立體圖;
圖3b是圖示了圖3a的朝著鍵合焊盤對中的第二鍵合焊盤以大體上蛇形路徑圍繞固定件的多個柱體移動的毛細工具和從毛細工具分配的一部分鍵合線的立體圖;
圖3c是圖3b的被布置為與第二鍵合焊盤相鄰的毛細工具和鍵合線的立體圖;
圖4a是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的被布置為與鍵合焊盤對中的第一鍵合焊盤相鄰的毛細工具和鍵合線的立體圖;
圖4b是圖示了圖4a的圍繞固定件的單個柱體移動的毛細工具和從毛細工具分配的且具有大體上卷繞形狀的部分鍵合線的立體圖;
圖4c是去除了固定件以及圖4a的毛細工具朝著鍵合焊盤對中的第二鍵合焊盤進行移動且被分配的具有大體上卷繞形狀的鍵合線開始伸展開的立體圖;
圖4d是被布置為與第二鍵合焊盤相鄰的毛細工具的立體圖并且圖示了鍵合線的伸展開的大體上卷繞的形狀;
圖5a是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的被布置為與鍵合焊盤對中的第一鍵合焊盤相鄰的毛細工具和鍵合線的立體圖;
圖5b是被圖5a的毛細工具繪制成臨時互連部的圖5a的鍵合線和用于使臨時互連部彎曲的固定件的立體圖;
圖5c是被圖5b的固定件彎曲成具有總體上蛇形形狀的互連部的圖5b的臨時互連部的立體圖;
圖6是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的形成的柔性集成電路的立體圖;
圖7是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的包括有線圈的柔性集成電路的平面圖;且
圖8是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的包括有線圈的柔性集成電路的平面圖。
雖然本發(fā)明容易獲得各種變型例和替代形式,但是已經(jīng)借助于附圖中的示例示出了具體的實施例,并且將在這里詳細說明。然而,應(yīng)理解,本發(fā)明不是旨在限于公開的特定形式。而是,本發(fā)明將會覆蓋落入隨附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的實質(zhì)和范圍內(nèi)的所有變型例、等同物以及替代例。
具體實施方式
雖然本發(fā)明易容易獲得許多不同形式的實施例,但是在附圖中示出且在這里將詳細說明本發(fā)明的一些示例性實施例,同時理解,本公開將被認為是本發(fā)明原理的例子且本說明書不是旨在將本發(fā)明的廣泛方面限制于圖示的實施例。
參照圖1a和圖1b,用于將鍵合線饋送、彎曲和附接在鍵合焊盤對之間的毛細工具100包括主體110、加熱元件150和可選的超聲波換能器160。毛細工具100的主體110包括第一部分102和第二部分104。主體的第一部分102具有大體上圓柱形狀且第二部分104具有大體上圓錐形狀。第二部分104也被稱為毛細工具100的尖端。
毛細工具100的主體110具有內(nèi)管道120(也能夠被稱為毛細管或毛細通道),內(nèi)管道120從毛細工具100的第一面112延伸至毛細工具100的第二面114。在圖示的實施例中,第一面112是頂部面且第二面114是底部面,但是內(nèi)管道120可以從毛細工具100的其它面(例如,側(cè)面等)開始和/或結(jié)束。內(nèi)管道120包括具有總體上直線或線性形狀的第一段122和具有總體上螺旋或卷繞形狀的第二段124。如所示,內(nèi)管道120的第一段122穿過或相鄰于加熱元件150,然而內(nèi)管道120的第二段124的一部分或所有部分能夠同樣穿過或相鄰于加熱元件150。
內(nèi)管道120的第二段124的大體上螺旋形狀能夠是右手螺旋的或左手螺旋的。如所示,大體上螺旋形狀的內(nèi)管道120的第二段124包括圍繞主體110的中心軸線y的約兩個半完整回轉(zhuǎn),然而,大體上螺旋形狀的任何數(shù)量的完整的和/或部分的回轉(zhuǎn)是可預(yù)期的。例如,大體上螺旋形狀的內(nèi)管道120的第二段124能夠具有圍繞主體110的中心軸線y的四分之一個完整的回轉(zhuǎn)。對于另一個示例,大體上螺旋形狀的內(nèi)管道120的第二段124能夠具有圍繞主體110的中心軸線y的半個完整的回轉(zhuǎn)。對于又一個示例,大體上螺旋形狀的內(nèi)管道120的第二段124能夠具有圍繞主體110的中心軸線y的一個完整的回轉(zhuǎn)。對于又一個示例,大體上螺旋形狀的內(nèi)管道120的第二段124能夠具有圍繞主體110的中心軸線y的兩個完整的回轉(zhuǎn)。對于又一個示例,大體上螺旋形狀的內(nèi)管道120的第二段124能夠具有圍繞主體110的中心軸線y進行的四個完整的回轉(zhuǎn)。因此,應(yīng)理解,內(nèi)管道120的第二段124中能夠包括圍繞中心軸線y進的任何數(shù)量的完整和/或部分的回轉(zhuǎn)。
如將在這里進一步說明,內(nèi)管道120的第二段124的大體上螺旋形狀使從毛細工具100分配的鍵合線200(圖1c和圖1d)的至少一部分具有作為內(nèi)管道120的第二段124的大體上螺旋形狀的函數(shù)的大體上螺旋形狀(圖2b和圖2c所示)。在一些實施例中,當(dāng)根據(jù)鍵合線200的材料特性和/或加熱元件150的規(guī)格和/或各種其它因素/參數(shù)(諸如從毛細工具100分配的鍵合線200的期望特性等)來設(shè)計毛細工具100時,修改回轉(zhuǎn)數(shù)量。
如圖1a和圖1b所示,內(nèi)管道120的第二段124的大體上螺旋形狀具有大體上恒定的節(jié)距p,其中,節(jié)距是與中心軸線y平行地測量的內(nèi)管道120的第二段124的大體上螺旋形狀的一個完整回轉(zhuǎn)或完整繞轉(zhuǎn)的寬度。然而,在替代實施例(未示出)中,內(nèi)管道120的第二段124的大體上螺旋形狀能夠具有可變節(jié)距(具有第一節(jié)距的第一部分和具有第二節(jié)距的第二部分等)。
如所示,加熱元件150被整體放置在主體110的第一部分102內(nèi),然而加熱元件150能夠被放置為使得加熱元件150的一部分在第一部分102中、在第二部分104中、在主體110外部或它們的任何組合。加熱元件150提供沿著內(nèi)管道120的第一段122的至少一部分的熱影響區(qū)(haz)。加熱元件150用來當(dāng)鍵合線穿過內(nèi)管道120的haz時加熱鍵合線200。根據(jù)毛細工具100的期望輸出,在通過毛細工具100分配鍵合線200期間、之前和/或之后,加熱元件150及其內(nèi)部的內(nèi)管道120的haz的溫度能夠升高和/或降低。在一些實施例中,加熱元件150被構(gòu)造為將鍵合線200加熱至高于形成鍵合線200的一種材料和/或多種材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg)的溫度。
如所示,可選的超聲波換能器160部分地從主體110的第一部分102突出,然而超聲波換能器160能夠被布置為使得超聲波換能器160的一部分在第一部分102中、在第二部分104中、在主體110外部或它們的任何組合。超聲波換能器160提供能夠被傳輸至毛細工具100的任何部分、被毛細工具100接合的鍵合焊盤、鍵合線200或它們的任何組合的超聲波能量,以幫助將鍵合線200附接至例如本文所述的鍵合焊盤。雖然圖示的超聲波換能器160具有大體上圓柱管狀形狀,但是超聲波換能器160能夠具有任何形狀,諸如立方體狀形狀、長方體狀形狀等。
如圖1c和圖1d所示,鍵合線200被布置為穿過超聲波換能器160且位于毛細工具100的內(nèi)管道120內(nèi),并且準備從來源(例如,鍵合線的線軸)通過毛細工具100而被分配。為了開始將鍵合線附接在鍵合焊盤對之間從而創(chuàng)建互連部,從毛細器件100的尖端104分配鍵合線200的一部分。根據(jù)一些實施例,加熱元件150加熱鍵合線200使得無空氣球210與毛細工具100的尖端104相鄰地形成。在替代實施例中,單獨的熱源和/或能量源(未示出)被用來使無空氣球210形成。
在無空氣球210形成后,互連部準備被形成且附接在鍵合焊盤對之間。參照圖2a至圖2c圖示和說明使用毛細工具100(圖1a至圖1d)將鍵合線附接在鍵合焊盤對之間以創(chuàng)建互連部的方法。參照圖2a,示出了圖1c和圖1d的相對于鍵合焊盤對250a、250b的毛細工具100和鍵合線200。具體地,毛細工具100被定位為使得無空氣球210接觸尖端104的至少一部分的第一鍵合焊盤250a。為了將鍵合線200附接至第一鍵合焊盤250a,可以使用熱量、壓力和/或超聲波能量。具體地,至少部分地從加熱元件150獲得熱量;至少部分地通過使毛細工具的尖端104在箭頭a的方向上向下移動/壓迫來獲得壓力;且至少部分地通過超聲波換能器160獲得超聲波能量。根據(jù)一些實施例,熱量、壓力和/或超聲波能量的組合將無空氣球210(且因此將鍵合線200)附接至第一鍵合焊盤250a。這樣的工藝能夠被稱為熱超聲波焊接。將鍵合線200附接至第一鍵合焊盤250a的各種其它方法是能夠預(yù)期的且能夠在本發(fā)明的被說明的工藝/方法中得到實施。例如,將鍵合線200附接至第一鍵合焊盤250a的另一種方法包括使用熱量和壓力,但是不使用超聲波能量。
在鍵合線200附接至第一鍵合焊盤250a的情況下(圖2a),毛細工具100朝著第二鍵合焊盤250b大體上在箭頭b(圖2b)的方向上移動。毛細工具100的移動使鍵合線200通過毛細工具100的內(nèi)管道120而被分配且在毛細工具100的第二面114處離開尖端104。如上所述,內(nèi)管道120的第二段124的大體上螺旋形狀使鍵合線200以作為內(nèi)管道120的第二段124的大體上螺旋形狀以及其它參數(shù)/因素的函數(shù)的大體上螺旋形狀而被分配。注意,毛細工具100在箭頭b的方向上的移動方向不必是或不完全是水平的。確切地說,毛細工具100從第一鍵合焊盤250a至第二鍵合焊盤250b能夠采用弧狀路徑/軌跡或采用任何其它路徑/軌跡,只要毛細工具100以某種方式從第一鍵合焊盤250a移動至第二鍵合焊盤250b即可。在一些實施例中,毛細工具100采用/行進的路徑有助于從毛細工具100分配鍵合線200。
具體地,鍵合線200的被分配部分的形狀和/或尺寸是各種參數(shù)的函數(shù),這些參數(shù)諸如是內(nèi)管道120的具有大體上螺旋形狀的第二段124的尺寸和形狀、用于鍵合線200的線的類型(例如,金線、銅線、其它金屬線或它們的任何組合)、鍵合線200的尺寸/直徑、鍵合線200的機械和/或物理性質(zhì)(諸如楊氏模量等)、熱影響區(qū)(haz)內(nèi)的溫度、haz的長度、毛細工具100在鍵合焊盤之間行進的路徑、毛細工具100從鍵合焊盤移動至鍵合焊盤的速度等或它們的任何組合。
內(nèi)管道120的具有大體上螺旋形狀的第二段124的尺寸和形狀能夠在幾何參數(shù)方面被限定,所述幾何參數(shù)包括回轉(zhuǎn)直徑d、完整和/或部分的回轉(zhuǎn)數(shù)n和回轉(zhuǎn)總長度l。在本發(fā)明的一些實施例中,回轉(zhuǎn)直徑d能夠是約一百微米、約五百微米、約一毫米等。在本發(fā)明的一些實施例中,回轉(zhuǎn)直徑d能夠是在約五十微米至約二毫米之間。在本發(fā)明的一些實施例中,完整和/或部分的回轉(zhuǎn)數(shù)n能夠是約二個、約五個、約十個、約五十個等。在本發(fā)明的一些實施例中,完整和/或部分的回轉(zhuǎn)數(shù)n能夠是在約0.5個至約二百個之間。在本發(fā)明的一些實施例中,回轉(zhuǎn)總長度l能夠是約五百微米、約一毫米、約五毫米、約一厘米等。在本發(fā)明的一些實施例中,回轉(zhuǎn)總長度l能夠是在約二百微米至約三厘米之間。
返回參照圖1b,示出了毛細工具100的幾何參數(shù)d、n和l,其中,n是約2.5。幾何參數(shù)的各種其它限定和測量方法可以被預(yù)期。注意,毛細工具100的幾何參數(shù)d、n和l未必以一對一的方式與鍵合線200的被分配部分的類似幾何參數(shù)相一致。即,在一些實施例中,內(nèi)管道120的具有大體上螺旋形狀的第二段124的回轉(zhuǎn)直徑d能夠等于、大于或小于被分配的具有大體上螺旋形狀的鍵合線200(參見圖2c)的直徑。同樣,例如,在一些實施例中,內(nèi)管道120的具有大體上螺旋形狀的第二段124的回轉(zhuǎn)數(shù)n能夠等于、大于或小于被分配的具有大體上螺旋形狀的鍵合線200(參見圖2c)的回轉(zhuǎn)數(shù)。因此,鍵合線200的被分配部分的大體上螺旋形狀能夠不同于內(nèi)管道120的第二段124的大體上螺旋形狀。
毛細工具100繼續(xù)在箭頭b(圖2b)的方向上移動直至毛細工具100接近第二鍵合焊盤250b。然后,如圖2c所示,毛細工具100大體上在箭頭c的方向上移動以將鍵合線200的一部分定位為與第二鍵合焊盤250b接觸。然后,毛細工具100用來將熱量、壓力和/或超聲波能量施加于鍵合線200的與第二鍵合焊盤250b接觸的這一部分,從而以與將無空氣球210附接至第一鍵合焊盤250a類似的方式將鍵合線200附接至第二鍵合焊盤250b。
在鍵合線200附接至第一鍵合焊盤250a和第二鍵合焊盤250b的情況下,毛細工具100使鍵合線200在第二鍵合焊盤250b附近裂開、中斷或斷裂使得附接至第二鍵合焊盤250b的鍵合線200保留且使得毛細工具100能夠移動以將鍵合線200附接在不同的鍵合焊盤對(未示出)之間。鍵合線200的附接在第一鍵合焊盤250a與第二鍵合焊盤250b之間的被分配部分被稱為互連部300。
如圖2c所示,互連部300連接第一鍵合焊盤250a與第二鍵合焊盤250b。當(dāng)互連部300至少部分地由導(dǎo)電材料形成時,互連部300將第一鍵合焊盤250a與第二鍵合焊盤250b電連接。鍵合焊盤250a、250b能夠與任何類型的和/或任何部分的集成電路(ic)電連接或集成化。如所示,互連部300具有柔性和可彎曲的大體上螺旋形狀。互連部300的大體上螺旋形狀在不破壞互連部300與鍵合焊盤250a、250b中的任一者的附接的情況下允許鍵合焊盤250a、250b(以及各自附接的電子器件)相對于彼此在三維空間(例如,x方向、y方向和/或z方向)中移動。即,例如,互連部300能夠沿著其x軸線伸展和延長。此外,例如,互連部300能夠沿著其x軸線壓縮和收縮。還此外,例如,互連部300能夠沿著其y和z軸線彎曲和折曲。
如上所述,互連部300的完整回轉(zhuǎn)數(shù)是上述的包括毛細工具100在鍵合焊盤250a與250b之間行進的路徑在內(nèi)的各參數(shù)的函數(shù)?;ミB部300的回轉(zhuǎn)或線圈數(shù)量將隨著鍵合焊盤250a與250b之間距離的增大而增加。因此,在一些實施例中,根據(jù)上述參數(shù),互連部300將具有兩個或以上完整的回轉(zhuǎn)或線圈。在如圖2c所示的一些其它實施例中,互連部300將具有約六個完整的回轉(zhuǎn)或線圈。在一些其它實施例中,互連部300將具有十個或以上完整的回轉(zhuǎn)或線圈。在又一些其它實施例中,互連部300將具有三十個或以上完整的回轉(zhuǎn)或線圈。
雖然上面的實施例涉及具有大體上非線性形狀(諸如螺旋形狀等)的內(nèi)管道120的第二段124的毛細工具100的使用,但是代替使用這樣的毛細工具100,不具有大體上螺旋形狀的內(nèi)管道的毛細工具400能夠與固定件(例如,固定件461、561)組合使用以創(chuàng)建鍵合焊盤對之間的柔性和可彎曲的互連部。
參照圖3a至圖3c,示出了用于在鍵合焊盤對250a、250b之間饋送、彎曲和附接鍵合線200的毛細工具400,其中,類似的附圖標記用于這里所述的類似組件。毛細工具400與毛細工具100的類似之處在于:毛細工具400包括與主體110、加熱元件150和超聲波換能器160相同或類似的主體410、加熱元件450和可選的超聲波換能器460。然而,毛細工具400還包括這樣的內(nèi)管道420:內(nèi)管道420不包括具有像毛細工具100的內(nèi)管道120那樣的大體上螺旋形狀的第二段。確切地說,毛細工具400包括這樣的內(nèi)管道420:內(nèi)管道420具有從主體410的第一面412至主體410的第二面414的大體上直線或線性形狀。
為了將柔性和可彎曲的互連部設(shè)置在圖3a至圖3c所示的鍵合焊盤250a與250b之間,以與上述的與毛細工具100相關(guān)的相同或類似的方式使用毛細工具400將鍵合線200附接至第一鍵合焊盤250a。具體地,當(dāng)毛細工具400在箭頭d的方向上移動從而施加熱量、壓力和超聲波能量時,無空氣球210被形成且附接至第一鍵合焊盤250a。
在鍵合線200附接至第一鍵合焊盤250a的情況下(圖3a),毛細工具400以諸如大體上蛇形路徑(serpentinepath)(例如,圖3b中的箭頭e)等大體上非線性路徑圍繞固定件461的多個柱體465移動。固定件461的各柱體465附接至共同的底板462使得各柱體465相對于彼此被放置在固定和已知的位置。此外,固定件461相對于鍵合焊盤對250a、250b和毛細工具400被放置在已知的相對方向和位置。像這樣,根據(jù)一些實施例,毛細工具400能夠圍繞柱體465沿著預(yù)先編程的蛇形路徑移動以設(shè)置可重復(fù)的互連部。
毛細工具400的沿大體上蛇形路徑的移動使鍵合線200通過毛細工具400的內(nèi)管道420而被分配并且在毛細工具400的第二面414離開尖端。當(dāng)毛細工具400圍繞各柱體465移動時,使鍵合線200接合各柱體465且圍繞著各柱體465彎曲/變形。加熱元件450能夠用來加熱鍵合線200,使得當(dāng)鍵合線200圍繞著各柱體465而被分配時,被分配的鍵合線200的溫度有助于鍵合線200圍繞著各柱體465彎曲和/或變形。
毛細工具400繼續(xù)以大體上蛇形路徑(圖3b)移動直至毛細工具400接近第二鍵合焊盤250b。然后,如圖3c所示,毛細工具400大體上在箭頭f的方向上移動以將鍵合線200的一部分布置為與第二鍵合焊盤250b接觸。然后,毛細工具400被用來將熱量、壓力和/或超聲波能量施加于鍵合線200的與第二鍵合焊盤250b接觸的這一部分以將鍵合線200附接至第二鍵合焊盤250b。
在鍵合線200被附接至第一鍵合焊盤250a和第二鍵合焊盤250b的情況下,類似于上述的與圖2c相關(guān)的方式,毛細工具400可以使鍵合線200在第二鍵合焊盤250b附近裂開、中斷或斷裂。這樣,毛細工具400自由地移動以可重復(fù)的方式使用固定件461或類似的固定件將鍵合線200附接在不同的鍵合焊盤對(未示出)之間。即,在將鍵合線200附接至第二鍵合焊盤250b后,能夠去除固定件,從而使鍵合線200脫離各柱體465。一旦使固定件脫離,鍵合線200就部分地由于鍵合線200具有一定記憶度而維持自身的大體上蛇形形狀。如圖3c所示,鍵合線200的附接在第一鍵合焊盤250a與第二鍵合焊盤250b之間的被分配部分被稱為互連部500。
現(xiàn)在參照圖4a至圖4d,示出了用于使用固定件561在鍵合焊盤對250a、250b之間饋送、彎曲和附接鍵合線200的毛細工具400,其中,類似的附圖標記用于這里所述的類似組件。以與上述的與圖3a至圖3c相關(guān)的類似方式使用毛細工具400,然而,作為以大體上蛇形路徑進行移動毛細工具400的替代,毛細工具400至少一次圍繞與固定件561的底板562附接的單個柱體565移動以創(chuàng)建鍵合線200的圍繞單個柱體565的一個或多個線圈。
具體地,參照圖4a,當(dāng)毛細工具400在箭頭g的方向上移動并施加熱量、壓力和/或超聲波能量時,無空氣球210被形成且被附接至第一鍵合焊盤250a。
在鍵合線200被附接至第一鍵合焊盤250a的情況下(圖4a),毛細工具400在箭頭h(圖4b)的方向上至少一次地圍繞固定件561的柱體565移動以創(chuàng)建鍵合線200的圍繞柱體565的一個或多個線圈。固定件561相對于鍵合焊盤對250a、250b和毛細工具400被放置在已知的相對方向和位置。像這樣,根據(jù)一些實施例,毛細工具400能夠圍繞柱體565沿著預(yù)先編程的路徑移動以設(shè)置總體上可重復(fù)的互連部。
毛細工具400圍繞柱體565的移動使鍵合線200通過毛細工具400的內(nèi)管道420而被分配且在毛細工具400的第二面414離開尖端。當(dāng)毛細工具400圍繞柱體565移動時,使鍵合線200接合柱體565且圍繞著柱體565彎曲/變形。毛細工具400的加熱元件450能夠被用來加熱鍵合線200使得當(dāng)鍵合線200圍繞著柱體565被分配時,被分配的鍵合線200的溫度有助于鍵合線200圍繞著柱體565彎曲和/或變形。
毛細工具400繼續(xù)大體上在箭頭h(圖4b)的方向上圍繞柱體565移動直至形成鍵合線200的期望數(shù)量的線圈。在形成期望數(shù)量的線圈后,去除固定件561,從而使鍵合線200脫離柱體565。一旦使固定件561脫離,鍵合線200就部分地由于鍵合線200具有一定記憶度而維持自身的大體上卷繞形狀??梢灶A(yù)期的是,在本發(fā)明的一些實施例中,毛細工具400在單個大體上水平的平面內(nèi)在箭頭h的方向上圍繞柱體565移動使得鍵合線200的每一個添加的線圈都被形成為具有比前一個線圈稍微大的直徑??商娲兀毠ぞ?00能夠在多個大體上水平的平面內(nèi)在箭頭h的方向上圍繞柱體565移動使得鍵合線200的每一個添加的線圈都被形成為具有與前一個(一些)線圈大體上相同的直徑并且被形成在沿著柱體565的稍微不同高度的位置處。
在移開固定件561的情況下,毛細工具400大體上在箭頭i的方向上朝著第二鍵合焊盤250b移動。當(dāng)毛細工具在箭頭i的方向上移動時,如圖4d所示,鍵合線200的各線圈開始以大體上卷繞或螺旋的形狀伸展和對齊。此外,然后,如圖4d所示,毛細工具400大體上在箭頭j的方向上移動以將鍵合線200的一部分布置為與第二鍵合焊盤250b接觸。然后,毛細工具400被用來將熱量、壓力和/或超聲波能量施加于鍵合線200的與第二鍵合焊盤250b接觸的這一部分以將鍵合線200附接至第二鍵合焊盤250b。
在鍵合線200被附接至第一鍵合焊盤250a和第二鍵合焊盤250b的情況下,類似于上述的與圖2c相關(guān)的方式,毛細工具400可以使鍵合線200在第二鍵合焊盤250b附近裂開、中斷或斷裂。像這樣,毛細工具400自由移動以總體上可重復(fù)的方式使用固定件561或類似的固定件將鍵合線200附接在不同的鍵合焊盤對(未示出)之間。如圖4d所示,鍵合線200的附接在第一鍵合焊盤250a與第二鍵合焊盤250b之間的被分配部分被稱為互連部600。
現(xiàn)在參照圖5a至圖5c,示出了用于使用固定件661(圖5b)在鍵合焊盤對250a、250b之間饋送和附接鍵合線200的毛細工具400,其中,類似的附圖標記用于這里所述的類似組件。以與上述的與圖3a至圖3c相關(guān)的類似方式使用毛細工具400,然而,作為圍繞固定件(例如,固定件461、561)的柱體以大體上蛇形路徑移動毛細工具400的替代,毛細工具400在箭頭m(圖5b)的方向上以大體上弧狀路徑從第一鍵合焊盤250a移動至第二鍵合焊盤250b,從而形成具有長度li和最大高度hi-max的位于第一鍵合焊盤250a與第二鍵合焊盤250b之間的臨時互連部700a(圖5b所示)?!芭R時”的意思是臨時互連部700a不被認為是互連部的最終形式,因為臨時互連部700a將被固定件661修改為具有不同的形狀以形成互連部700b(圖5c)。
具體地,參照圖5a,當(dāng)毛細工具400在箭頭k的方向上移動并施加熱量、壓力和/或超聲波能量時,無空氣球210形成且附接至第一鍵合焊盤250a。在鍵合線200被附接至第一鍵合焊盤250a的情況下(圖5a),毛細工具400在箭頭m(圖5b)的方向上以大體上弧狀路徑移動以創(chuàng)建具有長度li和最大高度hi-max的臨時互連部700a。毛細工具400在鍵合焊盤250a與250b之間的移動使鍵合線200通過毛細工具400的內(nèi)管道420而被分配并且在毛細工具400的第二面414離開尖端。此外,然后,如圖5b所示,毛細工具400大體上在箭頭n的方向上移動以將鍵合線200的一部分布置為與第二鍵合焊盤250b接觸。然后,毛細工具400被用來將熱量、壓力和/或超聲波能量施加于鍵合線200的與第二鍵合焊盤250b接觸的這一部分以將鍵合線200附接至第二鍵合焊盤250b。
在鍵合線200被附接至第一鍵合焊盤250a和第二鍵合焊盤250b的情況下,以類似于上述的與圖2c相關(guān)的方式,毛細工具400可以使鍵合線200在第二鍵合焊盤250b附近裂開、中斷或斷裂。像這樣,毛細工具400自由移動以總體上可重復(fù)的方式使用固定件661或類似的固定件來將鍵合線200附接在不同的鍵合焊盤對(未示出)之間。
在使鍵合線200裂開、中斷或斷裂之后或之前,如圖5c所示,使用固定件661將鍵合線200彎曲成大體上蛇形形狀或大體上z字型形狀。具體地,如圖5b所示,固定件661包括第一彎曲構(gòu)件661a和第二彎曲構(gòu)件661b。第一彎曲構(gòu)件661a包括與基底662a連接的多個柱體或指狀物665a。同樣,第二彎曲構(gòu)件661b包括與基底662b連接的多個柱體或指狀物665b。
為了將鍵合焊盤250a與250b(圖5a)之間繪制成的鍵合線200修改為使得鍵合線200具有總體上蛇形形狀(圖5c所示),第一彎曲構(gòu)件661a和第二彎曲構(gòu)件661b分別在箭頭o和箭頭q的方向上朝著彼此移動。具體地,第一彎曲構(gòu)件661a和第二彎曲構(gòu)件661b彼此偏置使得指狀物665a、665b最好如圖5b所示地交替。因此,當(dāng)?shù)谝粡澢鷺?gòu)件661a和第二彎曲構(gòu)件661b被夾擠在一起時,鍵合線200被壓迫在指狀物665a與665b之間且被彎曲和/或被壓迫成圖5c所示的大體上蛇形形狀。
雖然將彎曲構(gòu)件661a、661b示意為分別包括三個指狀物665a、665b,但是彎曲構(gòu)件661a、661b能夠分別包括任何數(shù)量的指狀物665a、665b。例如,彎曲構(gòu)件661a、661b能夠分別包括兩個指狀物、四個指狀物、五個指狀物、十個指狀物等。此外,例如,能夠修改指狀物665a、665b各自之間的距離以控制互連部700b的形成的蛇形形狀的節(jié)距。能夠使用諸如位于指狀物665a、665b與基底662a、662b之間的滑動機構(gòu)等機構(gòu)(未示出)來調(diào)整指狀物665a、665b各自之間的間隔。具體地,例如,各指狀物能夠(例如,沿著基底的縱軸)與基底662a、662b可滑動地接合且(例如,使用定位螺釘?shù)?能夠鎖定在適當(dāng)位置。在這樣的替代實施例中,指狀物能夠以榫槽方式或使用任何其它機械機構(gòu)可滑動地接合基底。可預(yù)期的是,指狀物665a(665b)之間的間隔調(diào)整能夠發(fā)生在彎曲構(gòu)件661a、661b被夾擠在一起之前、期間和/或之后。即,在一些實施例中,設(shè)定指狀物665a(665b)之間的間隔,然后將彎曲構(gòu)件661a、661b夾擠在一起。在一些其它實施例中,使指狀物665a(665b)之間具有第一間隔,然后將彎曲構(gòu)件661a、661b夾擠在一起,然后移動/調(diào)整指狀物665a(665b)以使它們之間具有與第一間隔不同的第二間隔,然后分開/分離彎曲構(gòu)件661a(661b)??深A(yù)期的是,對指狀物665a(665b)之間的間隔進行調(diào)整并且進行夾擠/分開以形成各種互連部形狀的各種其它方法/方案。
如所示,互連部700b(圖5c)總體上位于xz平面內(nèi);然而,互連部700的軌跡能夠在任一平面內(nèi)(例如,連接在第一鍵合焊盤250a與第二鍵合焊盤250b之間)。例如,在一些實施例中,互連部700b能夠被布置在xy平面內(nèi)。在這樣的替代方案中,固定件661的設(shè)置被修改為在相應(yīng)的不同平面內(nèi)移動以因此俘獲并彎曲鍵合線200。
本說明書中所述的鍵合線200能夠包括一種或多種導(dǎo)電材料。在一些實施例中,鍵合線200包括諸如如下導(dǎo)電材料:鋁,不銹鋼,過渡金屬,金屬合金(包括具有碳、銅、銀、金、鉑、鋅、鎳、鈦、鉻或鈀的合金),半導(dǎo)體基導(dǎo)電材料(包括硅基半導(dǎo)體材料),銦錫氧化物或其它透明導(dǎo)電氧化物,iii-iv族導(dǎo)體(其包括gaas),或它們的任何組合。
在一些其它實施例中,上述導(dǎo)電材料涂覆有一種或多種電絕緣材料,諸如:聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)、硅酮或聚氨酯等聚合物或聚合材料,塑料,彈性體,熱塑性彈性體,彈性塑料,恒溫調(diào)節(jié)材料(thermostats),熱塑性塑料,丙烯酸酯,縮醛縮聚物,生物可降解聚合物,纖維素聚合物,含氟聚合物,尼龍,聚丙烯腈聚合物,聚酰胺-酰亞胺聚合物,聚芳酯,聚苯并咪唑,聚丁烯,聚碳酸酯,聚酯,聚醚酰亞胺,聚乙烯,聚乙烯共聚物及改性聚乙烯,聚酮,聚甲基丙烯酸甲酯,聚甲基戊烯,聚苯醚及聚苯硫醚,聚鄰苯二甲酰胺,聚丙烯,聚氨酯,苯乙烯系樹脂,砜基樹脂,乙烯基樹脂,或它們的任何組合。
在一些實施例中,本發(fā)明的固定件461、561、661中的一者或多者和/或本發(fā)明的毛細工具100、400和/或分離器件包括分配組件,分配組件分配對互連部300、500、600、700b等(例如,是由導(dǎo)電材料制成的鍵合線200形成的)進行封裝的特定材料(例如,本文中所述的電絕緣材料中的一種或多種)以幫助互連部固化和/或幫助維持互連部的形狀(例如,大體上蛇形的、大體上螺旋的等)。在一些實施例中,被分配的封裝材料能夠是電絕緣的且能夠是諸如硅酮、聚氨酯和/或低密度聚酯等聚合物。在一些實施例中,被分配的封裝材料的楊氏模量能夠在高達至約0.1kpa、高達至約十kpa、高達至約0.1mpa、高達至約十mpa等范圍內(nèi)。
在一些實施例中,電絕緣材料在高達諸如3.3伏特、6.7伏特等供電電壓的情況下使鍵合線200電絕緣。
本文中所述的且由鍵合線200形成的互連部300、500、600能夠由上述的導(dǎo)電材料和/或電絕緣材料制成。不管用來形成互連部300、500、600的材料如何,根據(jù)一些實施例,各互連部300、500、600能夠具有從約0.1μm至約100μm的厚度,例如包括約0.1μm、約0.3μm、約0.5μm、約0.8μm、約1μm、約1.5μm、約2μm、約5μm、約9μm、約12μm、約25μm、約50μm、約75μm、約100μm或任何其它厚度。
如這里所述,加熱元件150、450用來加熱鍵合線200。根據(jù)一些實施例,當(dāng)被加熱至其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg)以上時,鍵合線200的熱量使鍵合線200轉(zhuǎn)變成類似熔融玻璃狀態(tài)。本發(fā)明的毛細工具100、400與加熱元件150、450一起工作以在進行任何“塑形移動”之前將鍵合線200加熱至其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg)以上。例如,在圍繞圖3a至圖3c的各個柱體465分配鍵合線200之前,加熱元件450將鍵合線200加熱至超過其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg)。然后,毛細工具400圍繞柱體465進行“塑形移動”。然后,在鍵合線200冷卻至其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg)以下后,鍵合線200的材料轉(zhuǎn)變回它們的固體狀態(tài)并且又記住自身形狀,從而給予鍵合線上述的一定記憶度。
已經(jīng)在本文中說明了且在附圖示出了包括具有大體上直線或線性形狀的第一段122和具有大體上螺旋或卷繞形狀的第二段124的內(nèi)管道120;然而,第二段124能夠具有多種形狀中的一者或多者。例如,在一些實施例中,第二段124能夠具有任何非線性形狀(例如,卷繞的、螺旋的、曲線的、彎曲的、z字型的、蛇形的等)。在一些實施例中,第二段124具有回轉(zhuǎn)或繞轉(zhuǎn)偏離主體110的中心軸線的大體上螺旋形狀。
現(xiàn)在參照圖6,示出了使用上述的步驟和/或工藝制成和/或形成的柔性集成電路800,其包括柔性基板810、第一電子組件820a、第二電子組件820b和互連部830。柔性基板810能夠由適于在其上容納電子組件的任何已知的柔性材料制成,諸如織物片、橡膠片、柔性塑料片、柔性硅片等。
第一電子組件820a和第二電子組件820b均能夠是任何電子組件,諸如集成電路、處理器、控制器、存儲器件(例如,eprom等)、芯片等。第一電子組件820a包括與本文中所述的第一鍵合焊盤250a相同或類似的第一鍵合焊盤250a。同樣,第二電子組件820b包括與本文中所述的第二鍵合焊盤250b相同或類似的第二鍵合焊盤250b。
互連部830與本文所述的諸如互連部300、500、600、700b等互連部中的任一者相同或類似。此外,互連部830能夠使用這里所述的步驟和/或工藝中的任一者來形成和/或制成。例如,互連部830能夠使用參照圖2a至圖2c所述的工藝、參照圖3a至圖3c所述的工藝、參照圖4a至圖4d所述的工藝、參照圖5a至圖5c所述的工藝或它們的任何組合來制成。
雖然將電子組件820a、820b圖示為分別具有單個鍵合焊盤250a、250b,但是本發(fā)明預(yù)期每個電子組件820a、820b都具有多個鍵合焊盤以及連接多個鍵合焊盤的多個互連部830。
雖然已經(jīng)參照創(chuàng)建鍵合線來電連接鍵合焊盤對,總體上說明了本發(fā)明,但是本發(fā)明預(yù)期使用所述的技術(shù)和/或工藝將鍵合線形成為各種形狀的天線和/或線圈(例如,rfid線圈)。例如,現(xiàn)有的rfid線圈和/或天線通常由柔性基板制成,所述柔性基板通常由被金屬層(例如,銅層)夾在中間的聚合物層的堆疊制成。常用的堆疊包括被兩個銅層夾在中間聚酰亞胺層?,F(xiàn)有的天線和/或rfid線圈需要一套柔性印刷電路板來制造天線和/或rfid線圈。這樣的工藝通常涉及減成處理(例如,材料的去除),減成處理涉及光刻、蝕刻和/或電鍍中的某種形式。
作為現(xiàn)有的天線形成方法的替代方案,本發(fā)明提出使用所述的毛細工具來形成天線和/或線圈的方法。即,使用通過將鍵合線形成為用作線圈和天線的繞轉(zhuǎn)/軌跡的天線/線圈圖案這樣的直接的加法制造工藝來制成/形成rfid線圈和/或天線。能夠(例如,使用毛細工具)將鍵合線直接設(shè)置在基板(例如,柔性和/或可伸展的皮膚粘合層)上以使鍵合線遵循特定的線圈/天線設(shè)計。不僅能夠?qū)㈡I合線放置在剛性基板(例如,fr4、聚酰亞胺、聚酯和/或pet)上,而且能夠?qū)㈡I合線放置在可伸展和/或柔性基板(例如,硅酮、聚氨酯、丙烯酸、pdms等)上。如果消除了現(xiàn)有的減成處理,那么本工藝的額外益是降低線圈和天線的整體制造成本。
總體上參照圖7和圖8,示出了能夠使用本發(fā)明的毛細工具制成/繪制的天線和/或線圈的示例性圖案。可以預(yù)期各種其它圖案(例如,圓形、三角形、矩形、橢圓形等)?,F(xiàn)在參照圖7,示出了使用上述的步驟和/或工藝中的一者或多者制成和/或形成的柔性集成電路900,其包括柔性基板910和線圈930(例如,天線)。柔性基板910能夠由適于在其上容納電子組件和/或線圈930的任何已知的柔性材料制成,諸如柔性和/或可伸展的皮膚粘合層,織物片,橡膠片,柔性塑料片,柔性硅片等。線圈930具有六個繞轉(zhuǎn)的總體上苜蓿草形狀,然而預(yù)期任何數(shù)量的繞轉(zhuǎn)(例如,一個繞轉(zhuǎn)、兩個繞轉(zhuǎn)、五個繞轉(zhuǎn)、十個繞轉(zhuǎn)、一百個繞轉(zhuǎn)等)。此外,雖然示出了由一定厚度的在軌跡的各繞轉(zhuǎn)之間具有特定間隔的跡線形成的線圈930,但是各種其它厚度和間隔也可以。
現(xiàn)在參照圖8,示出了使用上述的步驟和/或工藝中的一者或多者制成和/或形成的柔性集成電路1000,其包括柔性基板1010、線圈1030(例如,天線)和一個或多個集成電路1020。柔性基板1010能夠由適于在其上容納線圈1030和/或一個或多個集成電路1020的任何已知的柔性材料制成,諸如柔性和/或可伸展的皮膚粘合層,織物片,橡膠片,柔性塑料片,柔性硅片等。線圈1030具有四個繞轉(zhuǎn)的大體上受擠壓的矩形形狀(例如,具有被向內(nèi)擠壓的矩形長邊的大體上矩形形狀),然而預(yù)期任何數(shù)量的繞轉(zhuǎn)(例如,一個繞轉(zhuǎn)、兩個繞轉(zhuǎn)、五個繞轉(zhuǎn)、十個繞轉(zhuǎn)、一百個繞轉(zhuǎn)等)。此外,雖然示出了由一定厚度的在各繞轉(zhuǎn)之間具有特定間隔的軌跡形成的線圈1030,但是各種其它厚度和間隔也可以(例如,具有5密耳的間隔的25密耳跡線;具有5密耳的間隔的12密耳跡線;具有5密耳的間隔的5密耳跡線等)。
雖然已經(jīng)參照一個或多個特定的實施例說明了本發(fā)明,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認識到,可以在不偏離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍內(nèi)的情況下對這些實施例進行許多改變。預(yù)期的是,這些實施例及其明顯變型例均落入隨附的權(quán)利要求所提出的本發(fā)明的實質(zhì)和范圍內(nèi)。也預(yù)期的是,根據(jù)本發(fā)明的方面的額外實施例可以例如通過將來自一個或多個其它實施例的一個或多個元件添加至公開的實施例中的第一實施例和/或從實施例中的第一實施例去除一個或多個元件,來對來自本文所述的實施例中的任何一個或多個實施例的任何數(shù)量的特征進行組合。