可擴(kuò)展性制造技術(shù)和電路封裝設(shè)備的制造方法
【專利摘要】公開了用于生產(chǎn)電子電路、設(shè)備和系統(tǒng)的高可擴(kuò)展性制造方法。在一方面中，制造方法包括：在包含柔性電絕緣材料的基底上的位置處附接電子部件；通過(guò)沉積一相態(tài)的材料以在電子部件和基底的表面上進(jìn)行符合，并引起材料改變到固體形式，來(lái)形成模板以包覆電子部件；以及通過(guò)下述方式來(lái)生產(chǎn)電路或電子設(shè)備：為在基底中形成開口以暴露電子部件的導(dǎo)電部分，在基底上生成以經(jīng)選擇的布置聯(lián)接到導(dǎo)電部分中的至少一些的電互連物，以及在基底上的電互連物之上沉積一層電絕緣柔性材料以形成電路的柔性底部，其中所生產(chǎn)的電路或電子設(shè)備被包覆。
【專利說(shuō)明】可擴(kuò)展性制造技術(shù)和電路封裝設(shè)備
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本專利文件要求于2013年12月19日提交的標(biāo)題為“用于柔性電子電路的高可擴(kuò)展性制造技術(shù)(HIGHLY SCALABLE FABRICAT1N TECHNIQUES FOR FLEXIBLE ELECTRONICCIRCUITS)”的61/918,554號(hào)U.S.臨時(shí)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)利益。前述專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并為本申請(qǐng)的公開內(nèi)容的一部分。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本專利文件涉及與電子電路制造有關(guān)的系統(tǒng)、設(shè)備和工藝。
【背景技術(shù)】
[0004]微細(xì)加工工藝包括用于以微米級(jí)和更小級(jí)來(lái)生產(chǎn)材料、結(jié)構(gòu)和設(shè)備的技術(shù)。微細(xì)加工工藝通常用于集成電路(IC)制造，也稱為半導(dǎo)體設(shè)備制造。半導(dǎo)體設(shè)備制造工藝用于生成具有存在于日常電氣和電子設(shè)備中的IC的設(shè)備。典型的半導(dǎo)體設(shè)備制造包括一連串多步式的光刻的和化學(xué)的處理步驟，在該一連串的步驟期間電子電路逐漸生成于由半導(dǎo)體材料制成的晶圓上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]公開了用于電子電路、設(shè)備和系統(tǒng)(包括柔性和/或可拉伸的電子產(chǎn)品)的高可擴(kuò)展性且有成本效益的制造方法以及封裝設(shè)備。
[0006]在一方面中，制造電路或電子設(shè)備的方法包括:在包括柔性電絕緣材料的基底上的位置處附接電子部件，其中基底包括與電子部件附接到的表面相對(duì)的平坦表面;通過(guò)沉積一相態(tài)的材料以在電子部件和基底的表面上進(jìn)行符合，并引起材料改變到固體形式來(lái)形成模板以包覆附接到基底的電子部件；以及通過(guò)下述方式來(lái)生產(chǎn)電路或電子設(shè)備:在基底中形成開口以暴露電子部件的導(dǎo)電部分，在基底上以特定布置生成聯(lián)接到導(dǎo)電部分中的至少一些的電互連物，以及在基底上的電互連物之上沉積一層電絕緣柔性材料以形成電路的柔性底部，其中所生產(chǎn)的電路或電子設(shè)備被包覆在模板中。
[0007]在另一方面中，電子設(shè)備封裝包括含有柔性電絕緣材料的基底，基底構(gòu)造為在基底的一側(cè)上粘附一個(gè)或多個(gè)電子部件并且包括從該側(cè)跨越到基底的內(nèi)部區(qū)域中的開口，其中開口被布置為與一個(gè)或多個(gè)電子部件的導(dǎo)電觸點(diǎn)被設(shè)計(jì)為放置于其中的位置對(duì)齊；以及含有導(dǎo)電材料的互連線，互連線基于設(shè)備設(shè)計(jì)以特定布置放置在基底的開口和內(nèi)部區(qū)域中，以電連接一個(gè)或多個(gè)電子部件，其中基底被構(gòu)造為具有小于20μπι的厚度。
[0008]在另一方面中，制造電路或電子設(shè)備的方法包括將電子部件放置在模板的第一側(cè)上的腔中，其中模板的腔被構(gòu)造為具有與電子部件大致相同的幾何形狀，并且其中該放置會(huì)將電子部件包覆在腔中，以使得電子部件的導(dǎo)電部分被暴露且第一側(cè)是平坦的；在包括放置于腔中的電子部件的模板的第一側(cè)上形成包括柔性電絕緣材料的基底以將電子部件附接到基底，其中基底包括與電子部件附接到的表面相對(duì)的平坦表面；以及通過(guò)下述方式來(lái)生產(chǎn)電路或電子設(shè)備:在基底中形成開口以暴露電子部件的導(dǎo)電部分，在基底上以特定布置生成聯(lián)接到導(dǎo)電部分中的至少一些的電互連物，以及在基底上的電互連物之上沉積一層電絕緣柔性材料以形成電路的柔性底部，其中所生產(chǎn)的電路或電子設(shè)備被包覆在模板中。
[0009]在另一方面中，制造電路的方法包括在基底上的經(jīng)選擇的位置處附接電子部件，基底包括柔性電絕緣材料;通過(guò)沉積流體形式的鑄模材料以在電子部件和基底的表面上進(jìn)行符合，并允許鑄造材料從流體形式改變到固體形式來(lái)形成鑄模件以包覆附接到基底的電子部件;通過(guò)下述方式來(lái)形成電路:在基底中形成開口以到電子部件的導(dǎo)電部分，在基底上以經(jīng)選擇的布置在導(dǎo)電部分之間生成電互連物，以及在電互連物和暴露的基底上沉積一層電絕緣柔性材料以形成電路的柔性絕緣底部；以及從鑄模件中釋放電路。
[0010]能夠以提供下述特征中的一個(gè)或多個(gè)的特定方式來(lái)實(shí)施本專利文件中所描述的主題。例如，在一些方面中，所公開的制造方法可實(shí)施為將市售的成品電子部件(例如，包括在裸片芯片或薄膜上的電子部件)與柔性和可拉伸的電子產(chǎn)品相集成，用于快速且可擴(kuò)展的設(shè)備開發(fā)，例如，諸如用于可穿戴電子設(shè)備。例如，所制造的柔性電子電路可用于紋身傳感器貼片。所公開的制造方法是高可擴(kuò)展性的并且能夠滿足大量訂單，例如，諸如數(shù)萬(wàn)或更多?？梢栽陂_發(fā)工具或用于柔性電子產(chǎn)品的快速測(cè)試和原型法的技術(shù)中利用所公開的技術(shù)。同樣，例如，所公開的技術(shù)可提供用于多個(gè)柔性電子產(chǎn)品應(yīng)用的端到端的快速解決方案，例如，包括在一些“孤立”區(qū)域中-200微米的寬度的那些，且少于10微米，滿足。
[0011]在附圖、說(shuō)明書和權(quán)利要求中更加詳細(xì)地描述了這些特征以及其它特征。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1A至圖1D示出制造柔性電子電路和/或設(shè)備的示例性方法的說(shuō)明性示意圖。
[0013]圖2示出用于通過(guò)在隨后的設(shè)備加工處理中重新使用示例性犧牲的鑄模件作為模具進(jìn)行的柔性電子產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)的示例性處理周期的示圖。
[0014]圖3A至圖3C示出生產(chǎn)電子電路和/或設(shè)備(包括柔性電子產(chǎn)品)的另一示例性制造方法的說(shuō)明性示圖。
[0015]圖4A至圖4D示出生產(chǎn)電子電路和/或設(shè)備(包括具有減小的覆蓋區(qū)的柔性電子產(chǎn)品和非柔性電子產(chǎn)品)的另一示例性制造方法的說(shuō)明性示圖。
[0016]圖5示出將使用所公開的技術(shù)制造的電子設(shè)備與使用常規(guī)方法制造的電子設(shè)備進(jìn)行比較的示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]可以以多種方式來(lái)執(zhí)行對(duì)包括有源和/或無(wú)源電氣部件的電子設(shè)備的制造?，F(xiàn)有的制造方法的一個(gè)示例是手動(dòng)地制造相對(duì)簡(jiǎn)單的電子設(shè)備，例如，可包含少量電子部件或零部件的設(shè)備。該方法可實(shí)現(xiàn)管理設(shè)計(jì)變動(dòng)上的較低的成本和較大的靈活性，但其在制造復(fù)雜設(shè)備設(shè)計(jì)的能力上顯著受限并且對(duì)設(shè)備生產(chǎn)而言是低效耗時(shí)的且無(wú)擴(kuò)展性的?，F(xiàn)有的制造方法的另一示例是投資鑄造廠，該鑄造廠能夠接收可靠的、復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)，從而之后根據(jù)這樣的設(shè)計(jì)來(lái)加工并形成工作設(shè)備。然而，鑄造廠方案對(duì)成本而言是昂貴的、對(duì)設(shè)計(jì)變動(dòng)而言是不靈活的以及在制造之前準(zhǔn)備最終設(shè)計(jì)是耗時(shí)的。此外，使用鑄造廠方案，在生產(chǎn)晶圓以及由晶圓形成晶片之后，接合晶片輸出是不容易的。
[0018]標(biāo)準(zhǔn)的晶片接合通常采用多個(gè)現(xiàn)有的制造工藝中的兩種形式中的一種。在一形式中，標(biāo)準(zhǔn)的晶片接合包括通常通過(guò)引線鍵合將晶片部件(即，在晶片上制造的電子電路或微芯片設(shè)備)直接附接到電路板，以使得基于晶片的電子部件可與其它電子產(chǎn)品相集成(例如，諸如其它電子電路或設(shè)備)。由于接合到板的所需的專用裝置和與晶片輸出有關(guān)的具體參數(shù)，因此引線鍵合可以是對(duì)設(shè)備制造的速度形成瓶頸的昂貴的、難處理的且耗時(shí)的中間工藝。針對(duì)柔性的和可拉伸的電子產(chǎn)品的情況，引線鍵合可能是不適當(dāng)?shù)幕虿磺‘?dāng)?shù)?，因?yàn)樗闪粝略S多暴露的細(xì)小的非柔性的引線接頭，如果彎曲或拉伸設(shè)備，則這些引線接頭可容易地被折斷。為了緩解該問(wèn)題，可使用包覆體來(lái)保護(hù)這些接頭，但包覆體明顯增大所施加的區(qū)域中的基于晶片的微芯片設(shè)備的厚度、覆蓋區(qū)和剛性。在另一形式中，標(biāo)準(zhǔn)的晶片接合包括將部件封裝到更易于操作且更易于連接的設(shè)備封裝中。常規(guī)的封裝包括方形扁平無(wú)引腳(QFN)封裝，其中部件被放置在塑料封裝中并且引線鍵合到封裝一側(cè)上的金屬焊盤，金屬焊盤可通過(guò)焊接或?qū)щ姯h(huán)氧樹脂連接到基底，例如印刷電路板(PCB)。設(shè)備封裝與設(shè)備包覆共有許多類似的問(wèn)題，包括板上的微芯片設(shè)備的厚度(例如，由于封裝直接附接至板)、覆蓋區(qū)和剛度上的增大。例如，即使在電子設(shè)備使用柔性PCB的情況下(例如，基于晶片的電子部件放置在柔性PCB上)，對(duì)封裝的或包覆的電子設(shè)備的彎曲也可引起接頭失效。附加地，柔性PCB不容許拉伸性。因此，難以設(shè)計(jì)出易于接合、具有足夠的功能性且足夠小以集成到柔性和可拉伸電子產(chǎn)品中的部件。
[0019]本專利文件中公開的技術(shù)可用于提供用于生產(chǎn)電子電路、設(shè)備和系統(tǒng)(例如，包括柔性和/或可拉伸的電子產(chǎn)品)的高可擴(kuò)展性且有成本效益的制造方法。還公開了可在本技術(shù)的高可擴(kuò)展性電子電路和設(shè)備制造技術(shù)中使用的封裝設(shè)備。
[0020]所公開的電子設(shè)備制造技術(shù)可用于以這樣的方式借助于常規(guī)的微細(xì)加工工藝來(lái)集成薄的、小的和/或商用成品電子部件(例如，其已被微芯片廠商優(yōu)化)，該方式對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)是可擴(kuò)展的、有成本效益的并且生成所制造的電子產(chǎn)品的較小的覆蓋區(qū)。使用所公開的技術(shù)進(jìn)行的柔性基底的制造加工與現(xiàn)有的微細(xì)加工技術(shù)的密切結(jié)合允許這樣的柔性電子電路和設(shè)備的快的原型制造、優(yōu)化和大規(guī)模生產(chǎn)，同時(shí)保持整體的設(shè)備屬性和功能性，例如，包括拉伸性和柔性。例如，在實(shí)施中，所公開的技術(shù)可根本上提供期望的電路、設(shè)備和/或系統(tǒng)的制造工藝上的最終方案。所公開的技術(shù)提供針對(duì)電路制造的特有方法，該方法允許多個(gè)電子部件精確地附接到設(shè)備基底上，包括到柔性基底上，而不需要附加的加工(例如，諸如晶片薄化)，從而容許常規(guī)的微細(xì)加工技術(shù)。例如，晶片薄化工藝不僅會(huì)是難處理的和造價(jià)高的，而且經(jīng)薄化的晶片還會(huì)更易于破裂和失效。
[0021]利用所公開的技術(shù)，可通過(guò)在設(shè)備基底(例如，包括剛性或柔性和/或可拉伸的基底)上直接集成商業(yè)的、成品電子零部件或部件來(lái)生產(chǎn)電子電路和設(shè)備，通過(guò)由模具或鑄模件來(lái)生成模板結(jié)構(gòu)，該模板結(jié)構(gòu)以經(jīng)設(shè)計(jì)的布局來(lái)布置電子部件并且提供均勻的平坦表面以形成設(shè)備基底，該設(shè)備基底基于電子電路或設(shè)備設(shè)計(jì)在電子部件之間嵌入互連物。在所公開的方法的一些實(shí)施中，通過(guò)將未固化的鑄模件材料(例如，彈性材料)傾倒到平的臨時(shí)基底(例如，包括柔性基底)上以及固化鑄模件材料(例如，彈性材料)以形成剛性且平的整體結(jié)構(gòu)，來(lái)生成提供平坦表面的模板結(jié)構(gòu)，其中，上述平的臨時(shí)基底包括電子電路或設(shè)備設(shè)計(jì)的以期望的布局布置于臨時(shí)基底上的模型部件或?qū)嶋H電子部件。
[0022]而后可執(zhí)行示例性微細(xì)加工工藝(例如，諸如金屬沉積、反應(yīng)離子蝕刻和光刻法)以實(shí)現(xiàn)電接觸開口、導(dǎo)通孔、互聯(lián)和絲線彎曲形狀。此外，例如，允許微細(xì)加工工具(例如，諸如濺射沉積工具和光刻機(jī))的使用意味著，可實(shí)現(xiàn)到電子部件(例如，微芯片，諸如裸片上的IC)的導(dǎo)電接觸區(qū)域(例如，襯墊)的高精度互聯(lián)物，而無(wú)論襯墊的材料、傾斜或形狀如何。例如，這比典型的回流焊接技術(shù)以及各向異性導(dǎo)電粘合劑技術(shù)有利，其中，在典型的回流焊接技術(shù)中，襯墊材料決定焊接連接物的牢固性，在各向異性導(dǎo)電粘合劑技術(shù)中，襯墊需要具有凸起的形狀并且在襯墊之間保持大的節(jié)距。
[0023]所公開的技術(shù)可用于橫跨多個(gè)、不同的行業(yè)和領(lǐng)域的多種應(yīng)用。在一些方面中，可實(shí)施所公開的制造方法以將包括集成芯片(IC)的市售的成品部件(例如，在裸片芯片上和薄膜上)與用于快速且可擴(kuò)展的設(shè)備發(fā)展的柔性和可拉伸的電子產(chǎn)品相集成，例如，諸如用于可穿戴電子設(shè)備。所描述的技術(shù)是高可擴(kuò)展性的并且能夠滿足大量訂單，例如，諸如數(shù)萬(wàn)或更多。所公開的方法在傳感、處理、通信和引動(dòng)設(shè)備的增加的尺寸和體積可影響正被錄制的系統(tǒng)的自然狀態(tài)和性能的情況中可以是尤其有用的，例如，這常常是用于生理監(jiān)控(例如，諸如睡眠監(jiān)控)的多個(gè)應(yīng)用的情況。所公開的技術(shù)也可適用于電子設(shè)備尺寸可影響系統(tǒng)的移動(dòng)或增加對(duì)用戶的不舒適的機(jī)器人或任何系統(tǒng)。
[0024]在一方面中，制造電子電路或設(shè)備的方法包括在包括柔性電絕緣材料的基底上的經(jīng)選擇的位置處附接一個(gè)或多個(gè)電子部件的過(guò)程。方法包括通過(guò)沉積一形式或相態(tài)的鑄造或模制材料以在一個(gè)或多個(gè)電子部件和基底的表面上進(jìn)行符合來(lái)形成模板以包覆附接到基底的電子部件的過(guò)程，其中鑄造或模制材料改變到固體形式。方法包括通過(guò)下述方式來(lái)構(gòu)造電路(或設(shè)備)的過(guò)程:在基底中形成開口以到一個(gè)或多個(gè)電子部件的經(jīng)選擇的導(dǎo)電區(qū)域，在基底上的以一布置的經(jīng)選擇的導(dǎo)電區(qū)域之間生成電互連物(例如，基于電路或設(shè)備的設(shè)計(jì))，以及在電互連物和暴露的基底上沉積一層電絕緣柔性材料以形成電路的柔性底部。在一些實(shí)施中，方法可包括從模板中釋放電路(或設(shè)備)。此外，方法可包括在該方法的隨后的實(shí)施中重新使用模板以制造相同設(shè)計(jì)的附加的電子電路/設(shè)備。在其它實(shí)施中，方法可包括將所生產(chǎn)的電路(或設(shè)備)保持在模板中的過(guò)程，其中模板提供具有相對(duì)非大量的覆蓋區(qū)(例如，當(dāng)與常規(guī)設(shè)備封裝或制造的設(shè)備相比時(shí))的非柔性的包覆，該包覆可與另一設(shè)備或電路集成，例如，在印刷電路板上。
[0025]圖1A至圖1D示出制造柔性電子電路和/或設(shè)備的示例性方法的說(shuō)明性示圖。圖1A示出生產(chǎn)柔性電子產(chǎn)品的示例性制造方法的引導(dǎo)性附接過(guò)程的示圖。如示圖中所示，將一個(gè)或多個(gè)電子部件101附接到包括至少一個(gè)柔性基底部分的基底102上的特定位置處。在圖1A中示出的示例中，基底102包括臨時(shí)基底102b上的柔性膜102a，其中臨時(shí)基底102b是剛性基底部分。例如，柔性膜102a可包括任何可呈現(xiàn)柔性和拉伸性的材料，并且還可承受常規(guī)的凈室過(guò)程。一些示例包括，但不限于:聚酰亞胺、硅基彈性體、苯并環(huán)丁烯(BCB)、SU-8或包含添加的導(dǎo)電粒子(例如，碳粒子、碳納米管、硅納米線)的其它彈性體。例如，臨時(shí)基底102b可包括能夠保持柔性膜以及能夠釋放柔性膜的任意材料，例如，包括硅或玻璃。臨時(shí)基底102b包括表面以接收具有高平滑度且平坦的柔性膜102a。電子部件101可包括市售的微芯片(例如，諸如裸片、表面安裝單元等等)、集成電路、傳感器/換能器、電路部件以及微型機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)，其中微芯片包括處理器、存儲(chǔ)器、轉(zhuǎn)換器、無(wú)線電發(fā)射機(jī)等等;集成電路包括放大器(例如，生物電放大器、運(yùn)算放大器、儀器放大器、功率放大器、低噪聲放大器等等)、光耦合器、比較器、數(shù)字邏輯電路、功率轉(zhuǎn)換器等等;傳感器/換能器包括壓電體、麥克風(fēng)、電化學(xué)傳感器、加速度計(jì)、陀螺儀、應(yīng)變儀、電極(例如，生物電勢(shì)電極)、紅外傳感器、超聲傳感器、熱敏電阻、揚(yáng)聲器、超聲、天線、加熱元件/線圈等等；電路部件包括電阻器、電容器、感應(yīng)器、二極管、發(fā)光二極管(LED)、晶體管、電池等等。
[0026]例如，在引導(dǎo)性附接過(guò)程的一些實(shí)施中，多個(gè)可變形狀和尺寸的成品微芯片部件可附接到基底102的表面上，同時(shí)在芯片之間保持預(yù)定的距離。電子部件101可被引導(dǎo)到特定位置，以使得它們布置為具有特定方向、對(duì)齊以及它們之間的距離。可手動(dòng)地或通過(guò)自動(dòng)化工具(例如，包括產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的取放工具(例如，提供高準(zhǔn)確度和高生產(chǎn)量)來(lái)執(zhí)行電子部件101(例如，微芯片)的沉積。在圖1A所示的示例中，示例性芯片被定向，以使得導(dǎo)電(例如，金屬)接觸襯墊直接面向柔性膜。在其它示例中，示例性芯片可以以這樣的定向被配置，在該定向中，它們的接觸襯墊置于側(cè)面外圍上或不與柔性膜接觸的其它表面上。
[0027]在引導(dǎo)性附接過(guò)程的一些實(shí)施中，例如，可將柔性膜102a(例如，聚酰亞胺膜)放下到臨時(shí)基底102b上，且而后可選擇性地沉積電子部件101，例如，通過(guò)引導(dǎo)性的沉積和/或附接技術(shù)。在其它實(shí)施中，該過(guò)程可以是反向的。例如，首先可將電子部件101放置在臨時(shí)基底102b上，例如，而不進(jìn)行永久附接，而后可在臨時(shí)基底102b和電子部件101上鑄造一層柔性/可拉伸的膜。
[0028]圖1B示出生產(chǎn)柔性電子產(chǎn)品的示例性制造方法的模板形成過(guò)程的示圖。如示圖中所示，在電子部件101附接到基底102之后，鑄造或模制材料在膜和芯片上形成，這形成模板結(jié)構(gòu)110，該模板結(jié)構(gòu)110對(duì)附接到基底102的所布置的電子部件101進(jìn)行包覆，且增加直至鑄造或模制材料浸沒(méi)至少最厚的芯片部件。鑄造或模制材料可包括這樣一種相態(tài)的材料，該相態(tài)可符合具有附接部件的示例性柔性膜的表面，且可牢固地包覆具有附接部件的示例性柔性膜以用于進(jìn)一步處理，而不損害將要制造的設(shè)備的功能性。例如，鑄造或模制材料可包括彈性體，以使得當(dāng)彈性體處于類液體形式時(shí)，其在電子部件之上進(jìn)行符合或“擁抱”并且容納多種電子部件101的任意類型幾何形狀;但當(dāng)彈性體處于固態(tài)形式時(shí)，其變成凝固的以用作設(shè)計(jì)模板以便于部件的布置、連接和釋放，即，模板結(jié)構(gòu)110。在將PDMS用作鑄造或模制材料的示例性實(shí)例中，其特征上的變化(例如，液體—固體)提供關(guān)鍵屬性和益處。模板形成過(guò)程可包括將具有平坦表面的鑄造或模制成形結(jié)構(gòu)施加到未固化的或液體形式的鑄造或模制材料以形成平坦表面。如圖1B的示圖所示，在組合的模板結(jié)構(gòu)110和附接到基底102的經(jīng)包覆的電子部件101之間存在至少兩個(gè)平坦表面，這兩個(gè)平坦表面包括模板結(jié)構(gòu)110的與附接到基底102的一側(cè)相對(duì)的向外的一側(cè)，以及基底102的柔性部分的外側(cè)(例如，示出為附接到臨時(shí)基底102b的柔性膜102a)。例如，這些平坦表面對(duì)于微細(xì)加工是重要的，例如，對(duì)這些平坦表面的保持與產(chǎn)量和質(zhì)量問(wèn)題直接相關(guān)。在一些實(shí)施中，例如，如圖1B中繪出的兩個(gè)平行的平坦表面可如下形成。在一個(gè)示例中，小的粒子(例如，沙狀粒子)可包覆在井中以用于同樣的功能。
[0029]在模板形成過(guò)程的一些實(shí)施中，例如，可在沉積液體或流體形式的在電子部件101和基底102的表面上進(jìn)行符合的鑄造或模制材料之前，將根據(jù)引導(dǎo)性附接過(guò)程所形成的結(jié)構(gòu)(即，到基底102的附接電子部件101)放置在井結(jié)構(gòu)109中。例如，在模制階段期間展現(xiàn)類液體特征而在制造階段期間展現(xiàn)類固體特征的犧牲材料或鑄造材料，傾倒于固定在井結(jié)構(gòu)109中的示例性芯片+薄膜基底上。隨后，例如，鑄造或模制成形結(jié)構(gòu)可通過(guò)與井結(jié)構(gòu)109對(duì)齊來(lái)施加到鑄造或模制材料，從而隨著它的硬化保持在向外的一側(cè)上的鑄造或模制材料的平坦。在示例性制造方法的一些實(shí)施中，例如，井結(jié)構(gòu)109可配置為具有平坦表面并且在引導(dǎo)性附接過(guò)程之前接收柔性膜102a(例如，沒(méi)有臨時(shí)基底102b)，從而當(dāng)基底102處于井結(jié)構(gòu)109中時(shí)，便于電子部件101附接到基底102。
[0030]鑄造或模制材料的一些示例性屬性可包括流動(dòng)并“擁抱”可具有多種形狀和幾何形狀的示例性電子部件的能力、變得剛硬的能力(例如、固化)以及從完成的設(shè)備釋放的能力。合適的鑄造或模制材料的示例包括滿足所有這些標(biāo)準(zhǔn)的硅彈性體的變體(例如，PDMS、共聚酯和Solaris)。所公開的使用Solaris的方法的示例性實(shí)施已提供了優(yōu)質(zhì)的模板結(jié)構(gòu)IlOo
[0031]一旦形成模板結(jié)構(gòu)110(例如，鑄造或模制材料凝固)，則對(duì)附接到柔性膜102a(柔性基底102)的電子部件101進(jìn)行包覆的模板結(jié)構(gòu)110可從臨時(shí)基底102b分開，從而進(jìn)入微細(xì)加工處理。在一些實(shí)施中，剛性基底或底部120可附接到模板結(jié)構(gòu)110的平坦表面，以有助于微細(xì)加工處理和/或作為加固。例如，剛性底部可包括剛性的、平坦的以及耐熱和/或耐受微細(xì)加工中使用的化學(xué)品的材料，例如，諸如硅或玻璃。例如，在這樣的示例中，剛性底部120可在高溫處理期間防止彈性材料“變彎”并且維持整個(gè)設(shè)備的平坦。剛性底部120還可在微細(xì)加工處理步驟期間提供操作便利。
[0032]圖1C示出生產(chǎn)經(jīng)設(shè)計(jì)的電路或設(shè)備(例如，包括柔性電子產(chǎn)品)的微細(xì)加工處理的示圖。在微細(xì)加工處理階段期間，可執(zhí)行微細(xì)加工技術(shù)以暴露或形成到電子部件110的導(dǎo)電部分或觸點(diǎn)的開口，以形成到被選擇的導(dǎo)電接觸部位的導(dǎo)電連接(例如，互連、通路)，例如，基于電路或設(shè)備設(shè)計(jì)，并且以形成電路或設(shè)備底部或基底(例如，包括絕緣體和/或電絕緣材料)。例如，當(dāng)維持該整個(gè)結(jié)構(gòu)的平坦表面時(shí)，可在附接到柔性膜102a并包覆在模板結(jié)構(gòu)110中的電子部件101上進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)微細(xì)加工過(guò)程，諸如干法刻蝕(例如，過(guò)程121)、金屬沉積(例如、過(guò)程122)以及旋涂(例如、過(guò)程123)。例如，能夠采用使用所公開的制造技術(shù)的用于柔性電子產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)微細(xì)加工過(guò)程，是比用于將芯片部件集成到柔性膜上的任何其它類型的技術(shù)先進(jìn)得多的方法，例如，這是因?yàn)樗_的制造技術(shù)提供形成高精度和高密度互連的能力。例如，高精度和高密度的性質(zhì)可通過(guò)光刻法、可用于在基底上限定微尺度特征的標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體處理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0033]例如，假定柔性膜的平面性質(zhì)和圖1A至圖1D中所公開的示例性制造方法的過(guò)程提供了平臺(tái)以執(zhí)行隨后的電路制造步驟，那么可在該生產(chǎn)出的包括附接到柔性膜102a并包覆在模板結(jié)構(gòu)110中的電子部件101的平臺(tái)上執(zhí)行常規(guī)的微細(xì)加工技術(shù)，諸如旋涂、光刻法、薄膜沉積和/或干/濕刻蝕。
[0034]參照?qǐng)D1C中示出的實(shí)施例，制造方法可包括過(guò)程121以在基底102中形成到電子部件101的接合或?qū)щ姴糠值拈_口。制造方法可包括過(guò)程122以在基底102上的所選擇的布置中的導(dǎo)電部分之間生成電互連物125。制造方法可包括過(guò)程123以在電互連物上和暴露的基底102上沉積一層柔性且電絕緣和/或電介質(zhì)材料，從而形成所生產(chǎn)的電子電路或設(shè)備的柔性底部127。例如，所形成的基于電路或設(shè)備設(shè)計(jì)對(duì)所布置的電子部件101進(jìn)行連接的電互連物125，以及包圍并保護(hù)該互連物且成為電子部件101的基底的柔性底部127，可提供對(duì)所生產(chǎn)的電子電路或設(shè)備的封裝。在期望的時(shí)間量里所生產(chǎn)的電子電路或設(shè)備可包覆在模板結(jié)構(gòu)110中，例如，在釋放電路或設(shè)備之前。
[0035]在一些示例中，對(duì)于過(guò)程121，可使用光刻法，例如，提供到所附接的微芯片的導(dǎo)電部位或襯墊的高精度連接，甚至對(duì)于在襯墊之間具有小的空間間隔的裸片。并且，例如，對(duì)于過(guò)程122，金屬層的濺射沉積、或電子束沉積與連接芯片襯墊的其它方法相比是非常有利的，例如，這樣的其它方法包括使用各向異性的導(dǎo)電膏(ACP)或焊接材料。如果兩個(gè)襯墊彼此過(guò)于靠近，則ACP會(huì)遭受橫向短路。此外，如果接觸襯墊不形成突出物(這在大多數(shù)裸片封裝中是常見(jiàn)的)，則ACP是不合適的。焊接不適合用于裸片，因?yàn)楹附硬牧喜粫?huì)溶濕鋁，鋁是用于裸片襯墊的常規(guī)金屬。然而，濺射的、或電子束蒸發(fā)的金屬層粘附到大多數(shù)裸片接觸襯墊，并且其用于在所公開的方法中使用的能力示出了由所公開的技術(shù)提供的多個(gè)益處中的一個(gè)。此外，例如，對(duì)于過(guò)程123，可形成絕緣層(例如，聚合材料的)和/或電介質(zhì)層以生成柔性底部127。例如，柔性底部127可包括聚酰亞胺、SU-8、BCB、環(huán)氧樹脂或用于生成柔性膜102a的材料。例如，可使用與選擇用于柔性膜102a的材料相同的材料來(lái)形成柔性底部127。然而，在一些實(shí)施中，柔性底部127可包括在底部127的某些區(qū)域中實(shí)現(xiàn)特定介電常數(shù)的不同的材料，例如，用于射頻應(yīng)用或用于在電路或設(shè)備封裝中形成電容器，例如，完成的電路或設(shè)備130的互連物125和底部結(jié)構(gòu)127。
[0036]在一些實(shí)施中，過(guò)程121至123可包括形成用于將被制造的電路或設(shè)備的接觸襯墊，例如，諸如在柔性底部127的外部區(qū)域處，以允許所制造的電路或設(shè)備與系統(tǒng)或裝置中的其它設(shè)備進(jìn)行電接合。
[0037]圖1D示出將所制造的柔性電子電路或設(shè)備130從模板結(jié)構(gòu)110移除的示例性方法的釋放過(guò)程的示圖。例如，在釋放過(guò)程的一些實(shí)施中，完成的設(shè)備13 O可剝離模板結(jié)構(gòu)110(例如，犧牲的鑄模件)并附接到隨后的基底或用作獨(dú)立的設(shè)備。該示例性步驟展示了鑄造或模制材料需要能夠釋放完成的設(shè)備，除非可接受在模板結(jié)構(gòu)110內(nèi)操作完成的設(shè)備130。
[0038]例如，在將彈性體用作鑄造或模制材料的示例性實(shí)例中，可將具有比鑄造或模制材料更高的表面能的粘附層施加到柔性底部127的外表面，以用于從模板結(jié)構(gòu)110移除完成的設(shè)備130，例如，允許從模板結(jié)構(gòu)110剝掉完成的設(shè)備130。如果鑄模件材料的表面能可通過(guò)附加處理來(lái)改變，例如，浸入溶液中、加熱和輻射能轉(zhuǎn)移，則設(shè)備可被釋放以形成獨(dú)立的設(shè)備。在一些實(shí)施中，完成的設(shè)備130的頂層可涂覆有粘附層，以有助于轉(zhuǎn)移到目標(biāo)基底。例如，該類封裝計(jì)劃提供了極寬范圍的使用實(shí)例，在這些實(shí)例中期望一個(gè)或多個(gè)柔性的、可拉伸的電子設(shè)備快速附接到感興趣的表面上。
[0039]示例性制造方法允許重新使用所生產(chǎn)的模板結(jié)構(gòu)110用于重復(fù)制造，以生產(chǎn)大量柔性電子電路或設(shè)備130。在一個(gè)用于柔性電子產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)的示例中，可重新使用模板結(jié)構(gòu)110以生產(chǎn)多個(gè)柔性電子電路或設(shè)備。類似地，例如，模板結(jié)構(gòu)110可制為便于在單個(gè)模板結(jié)構(gòu)上制造大量柔性電子電路或設(shè)備。
[0040]圖2示出用于通過(guò)在隨后的設(shè)備加工處理中重新使用模板結(jié)構(gòu)110進(jìn)行的柔性電子產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)的示例性處理周期的示圖。圖2中示出的示例性方法可包括圖1A至圖1D中所描述的示例性過(guò)程中的一些，其可包括對(duì)這樣的過(guò)程的修改，以將所生產(chǎn)的模板結(jié)構(gòu)110重新用作例如模具、鑄模件或模板，以用于隨后的電路或設(shè)備加工處理。例如，圖2的制造方法可包括首先生產(chǎn)用于給定的電路或設(shè)備設(shè)計(jì)的模板結(jié)構(gòu)110，該電路或設(shè)備設(shè)計(jì)包括一個(gè)或多個(gè)電子部件(例如，諸如用于電路的一組微芯片部件)。生產(chǎn)模板結(jié)構(gòu)110的方法可包括圖1A中示出的引導(dǎo)性附接過(guò)程和圖1B中示出的模板形成過(guò)程，其中模板結(jié)構(gòu)110可從由引導(dǎo)性附接過(guò)程生產(chǎn)的附接的電子部件101-基底102結(jié)構(gòu)分離。在一些實(shí)施中，例如，可利用模型或仿真體部件(例如，代替電子部件)來(lái)生產(chǎn)模板結(jié)構(gòu)110，其中模型或仿真體部件具有與在待大量生產(chǎn)的電路或設(shè)備設(shè)計(jì)中使用的電子部件101相同的幾何形狀。產(chǎn)品模板結(jié)構(gòu)110包括模板結(jié)構(gòu)110的與具有接收電子部件的溝槽或井的一側(cè)相對(duì)的一側(cè)上的至少一個(gè)平坦表面。平坦表面允許包含電子部件101的模板結(jié)構(gòu)110與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)微細(xì)加工裝置相兼容，例如，諸如光刻機(jī)、旋涂?jī)x、反應(yīng)離子刻蝕機(jī)和化學(xué)氣相沉積工具，所有這些裝置被設(shè)計(jì)用于處理平坦的硅晶圓。
[0041]可按期望重復(fù)模板結(jié)構(gòu)生產(chǎn)方法以制成多個(gè)模板結(jié)構(gòu)。一旦生成模板結(jié)構(gòu)，則可使用自動(dòng)化的部件引導(dǎo)和附接工具(諸如示例性取放工具)來(lái)將電子部件(例如，IC芯片)插入到示例性模板中的它們各自的井或溝槽中。在芯片放置到模板中之后，可在模具和芯片的頂部上形成柔性層(例如，除了其它技術(shù)以外，通過(guò)旋涂或者通過(guò)簡(jiǎn)單地附接薄膜)。一旦形成柔性層，則可執(zhí)行微細(xì)加工技術(shù)以生成如設(shè)計(jì)的電路或設(shè)備。例如，所公開的生產(chǎn)方法的實(shí)施可顯著地降低成本(例如，通過(guò)生成可重新使用的模板)并增大生產(chǎn)速度。如圖2中所示，所生產(chǎn)的模板結(jié)構(gòu)110可在構(gòu)圖的井和/或溝槽中接收基于電子電路或設(shè)備設(shè)計(jì)所選擇的一個(gè)或多個(gè)電子部件101。在一些實(shí)施中，所生產(chǎn)的模板結(jié)構(gòu)110可附接到剛性底部120。柔性基底102a形成于模板結(jié)構(gòu)110上以附接到電子部件101。如圖2中所示，柔性基底102a形成為在其朝外的一側(cè)上具有平坦表面。穿過(guò)柔性基底102a形成到電子部件101的所選擇的導(dǎo)電特征的開口。之后能夠生成電互連物125以便在沉積的柔性基底102a上以預(yù)定布置對(duì)所選擇的導(dǎo)電部分進(jìn)行電連接。例如通過(guò)在電互連物上沉積電絕緣柔性材料來(lái)形成柔性底部127，以生產(chǎn)電子電路或設(shè)備130。所生產(chǎn)的電子電路或設(shè)備從模板結(jié)構(gòu)110釋放，并且模板結(jié)構(gòu)110可被重新使用以重復(fù)示例性設(shè)備制造方法。
[0042]圖3A至圖3C示出所公開的生產(chǎn)電子電路和/或設(shè)備(例如，包括柔性電子產(chǎn)品)的高可擴(kuò)展性制造方法的另一示例性實(shí)施例的說(shuō)明性示圖。如圖3A中所示，方法包括過(guò)程311以形成柔性基底302。在過(guò)程311中，柔性層302a附接到形成于剛性底部304上或附接到剛性底部304(例如載玻片)的示例性橡膠層303(例如，諸如PDMS)。在過(guò)程311的一些實(shí)施中，例如，薄的柔性聚合物層(例如，諸如7μπι薄的卡普頓膜)可層壓到玻璃底部上的PDMS上。方法包括過(guò)程312，過(guò)程312可在過(guò)程311之前、之后或與過(guò)程311同時(shí)執(zhí)行以生產(chǎn)剛性模板結(jié)構(gòu)310，剛性模板結(jié)構(gòu)310可用于將電子部件301布置和放置到柔性基底302上。在一些示例中，剛性模板結(jié)構(gòu)310可包括硅(Si)，其中井或溝槽在特定位置中刻蝕到Si中，例如，在該特定位置中井和/或溝槽被配置為一深度和幾何形狀以保持電子部件301(例如，諸如裸片微芯片、薄膜電路或芯片、或其它有源或無(wú)源電子部件，包括二極管、LED、阻抗部件等)。方法包括過(guò)程321，以在能夠在隨后的過(guò)程中附接電子部件301的柔性基底302上涂覆粘附層306。方法包括過(guò)程322，過(guò)程322可在過(guò)程311和/或321之前、之后或與過(guò)程311和/或321同時(shí)執(zhí)行，以將電子部件301放置到剛性基底310的形成的井和/或溝槽中。在此處示出的示例中，借助于朝上的接觸襯墊進(jìn)行電路部件的沉積。在其它示例性實(shí)施中，例如，放置過(guò)程可包括放置具有其它結(jié)構(gòu)的接觸襯墊(包括沿著部件的側(cè)部)的電路部件。方法包括過(guò)程323，以附接兩個(gè)基底302和310，其中使電子部件301接觸柔性基底302上的粘附層306，以允許部件轉(zhuǎn)移。
[0043]如圖3B中所示，方法包括過(guò)程331以釋放附接的部件-基底成形物305，該部件-基底成形物305包括從剛性模板結(jié)構(gòu)310附接到柔性基底302(經(jīng)由粘附層306到柔性膜302a)的電子部件301。例如，可在過(guò)程322中重新使用剛性模板結(jié)構(gòu)310以將電子部件301放置到剛性基底310的形成的井和/或溝槽中。方法包括過(guò)程332以將附接的部件-基底成形物305放置到示例性井結(jié)構(gòu)309中。在過(guò)程332的一些實(shí)施中，例如，可執(zhí)行電子產(chǎn)品絕緣，例如，諸如帕里綸C的沉積。方法包括過(guò)程341以生產(chǎn)電路和/或設(shè)備模板結(jié)構(gòu)110。在一些實(shí)施中，過(guò)程341包括將鑄造或模制材料(例如，彈性材料)傾倒到井結(jié)構(gòu)309中，例如，到裝滿井結(jié)構(gòu)309的腔的水平。鑄造或模制材料以類液相傾倒，以符合附接的部件和柔性基底的表面。過(guò)程341包括促進(jìn)鑄造或模制材料的硬化或固化以形成模板結(jié)構(gòu)110。過(guò)程341的實(shí)施包括在模板結(jié)構(gòu)110的面向外的表面上生成平坦表面。模板結(jié)構(gòu)110而后牢固地包覆附接的部件-基底成形物305以用于在不損害待制造的設(shè)備的功能性的情況下進(jìn)行進(jìn)一步處理。在過(guò)程341的一些實(shí)施中，例如，鑄造或模制材料可包括PDMS。在方法的一些實(shí)施中，方法可包括過(guò)程342以將底部120 (例如，諸如硅晶圓)附接到模板結(jié)構(gòu)110，這可在隨后的微細(xì)加工工藝期間使操作變得容易。方法包括過(guò)程351，以在柔性層302a與橡膠層303之間的接合處將用于生成最終的電路或設(shè)備的部件-基底-模板成形件325與井結(jié)構(gòu)309和臨時(shí)基底部分分開，該部件-基底-模板成形件325包括附接到柔性基底302(經(jīng)由粘附層306到柔性層302a)的、包覆在模板結(jié)構(gòu)110中的電子部件301。
[0044]方法包括使用部件-基底-模板成形件325來(lái)執(zhí)行微細(xì)加工過(guò)程，例如，諸如圖3C中示出的過(guò)程361、過(guò)程362和過(guò)程363，從而形成電路或設(shè)備。在一些實(shí)施中，微細(xì)加工過(guò)程可包括過(guò)程361以生成穿過(guò)柔性基底302通向電子部件101上的所選擇的導(dǎo)電區(qū)域的開口。在一些實(shí)施中，微細(xì)加工過(guò)程可包括過(guò)程362，以穿過(guò)形成的開口形成到導(dǎo)電部分的電連接125 (例如，互連、通路)，例如，其可包括使用Ti/Au濺射沉積技術(shù)。例如，在過(guò)程362的實(shí)施中，例如，如果需要的話，則可添加額外的互連層，以提供可用于與其它或附加電路或設(shè)備接合的電連接。在一些實(shí)施中，微細(xì)加工過(guò)程可包括過(guò)程363，以形成電子電路或設(shè)備的柔性底部127，例如，通過(guò)在電互連物和暴露的基底102上沉積一層電絕緣和/或電介質(zhì)材料，該電絕緣和/或電介質(zhì)材料可以是柔性的和/或可拉伸的(例如，諸如聚酰亞胺)。方法包括過(guò)程363以從模板結(jié)構(gòu)110移除所生產(chǎn)的電子電路或設(shè)備330，例如，所生產(chǎn)的電子電路或設(shè)備330可從示例性彈性體鑄模件剝離。圖3C示出使用示例性方法所制造的完成的設(shè)備330的示例說(shuō)明性示圖，以包括約ΙΟμπι的柔性基底高度，和數(shù)百微米(例如，在該示例中近似300μm)的電子部件高度。
[0045]圖4A至圖4D示出所公開的生產(chǎn)電子電路和/或設(shè)備(例如，包括具有減小的覆蓋區(qū)的柔性電子產(chǎn)品和非柔性電子產(chǎn)品)的高可擴(kuò)展性制造方法的另一示例性實(shí)施例的說(shuō)明性示圖。
[0046]如圖4A中所示，方法包括過(guò)程411以生產(chǎn)模具主結(jié)構(gòu)405。模具主結(jié)構(gòu)405可使用模型或‘仿真體，電子部件401x來(lái)生產(chǎn)，模型或‘仿真體，電子部件401x類似于裸片、表面底座、薄膜電路或芯片、二極管、LED、阻抗元件等，例如，關(guān)于它們的幾何形狀或其它參數(shù)。模型電子部件401x被固定到剛性底部或基底，例如，諸如載玻片。模型電子部件401x附接到底部404，以使得部件401x的x-y坐標(biāo)與在完成的電路或設(shè)備中使用的電子部件的x-y坐標(biāo)完全匹配。在過(guò)程411的一些實(shí)施中，實(shí)際的功能電子部件可用作模型電子部件401x，其中在模板模具中形成的井或溝槽的形狀將完全“適合”待插入的相同種類的部件。
[0047]如圖4A中所示，方法包括過(guò)程421以通過(guò)下述方式生產(chǎn)模板結(jié)構(gòu)410:通過(guò)沉積液體或流體形式的鑄造或模制材料(例如，諸如PDMS)以在模型電子部件401x和底部404的表面上進(jìn)行符合；以及通過(guò)使被沉積的鑄造或模制材料從流體形式凝固(例如，固化)到固體形式，例如，通過(guò)被動(dòng)地允許材料固化或者主動(dòng)地施加熱或其它因素以進(jìn)行固化。模板結(jié)構(gòu)410在包含模型電子部件401x的底部404上形成，以使得它符合這樣的結(jié)構(gòu)的外表面。模板結(jié)構(gòu)410被構(gòu)造為在與包含保持電子部件的腔的一側(cè)相對(duì)的一側(cè)上包括平坦表面。類似地，過(guò)程421可包括其它技術(shù)以使鑄造或模制材料符合模型電子部件401x和底部404，從而能夠在制造過(guò)程結(jié)束時(shí)分離模板結(jié)構(gòu)410。在過(guò)程421的其它實(shí)施中，模板模具不必與模型電子部件401x物理上相互作用以具有一對(duì)一匹配。例如，在過(guò)程421的一些實(shí)施中，可使用自下而上過(guò)程例如3D打印來(lái)制造模板結(jié)構(gòu)410。在過(guò)程411中生產(chǎn)的模具主結(jié)構(gòu)405可被重新使用多次以反復(fù)生成模板結(jié)構(gòu)。
[0048]如圖4A中所示，方法包括過(guò)程431以把將要制造的設(shè)備的電子部件401(例如，包括裸片、表面底座、薄膜電路或芯片、二極管、LED和/或阻抗元件等)放置到模板結(jié)構(gòu)410的形成的井和/或溝槽中?；趯?duì)過(guò)程411中的模型電子部件401x和過(guò)程421中的模板成形件的選擇，電子部件410具有如它們的配對(duì)物井/溝槽的準(zhǔn)確的形狀，電子部件410插入到該井/溝槽中。在過(guò)程431中，插入電子部件401，并且模板結(jié)構(gòu)-部件成形件435的所得表面被配置為平坦的，并且部件與模板結(jié)構(gòu)之間的間隙被最小化。模板結(jié)構(gòu)-部件成形件435被配置為齊平的且平坦的，以允許在表面上執(zhí)行微細(xì)加工過(guò)程，例如，因?yàn)榫哂胁黄教沟谋砻婧?或空隙可引起微細(xì)加工過(guò)程中的缺陷。
[0049]如圖4A中所示，方法包括過(guò)程441以沉積感光可固化材料以在工作表面上形成薄的、均勻的層。在一些示例中，感光可固化材料可包括光敏聚合物，例如，諸如諾蘭產(chǎn)品(Norland Products)的諾蘭光學(xué)膠粘劑(例如，NOA 61)?？赏ㄟ^(guò)在模板結(jié)構(gòu)-部件成形件435的平坦表面上旋轉(zhuǎn)澆鑄感光可固化材料、覆蓋包覆的電子部件401的敞開的表面和模板結(jié)構(gòu)的部分來(lái)施加光敏材料層440的層。過(guò)程441包括施加特定波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍的光源以引起所施加的感光層440從流體形式固化到固體形式。在一些示例中，光源可實(shí)施為將直射320-380nm波長(zhǎng)的光(例如，紫外線)引導(dǎo)于感光可固化材料(例如，NOA 61)處。過(guò)程441是有利的，因?yàn)槠淇稍谑覝叵聦?shí)施，并且任何可對(duì)高溫敏感的電子部件不會(huì)受到影響。此外，光學(xué)固化過(guò)程可僅進(jìn)行數(shù)分鐘。過(guò)程441形成附接到電子部件401的基底。
[0050]在一些實(shí)施中，方法可包括過(guò)程442以沉積熱可固化材料，例如，諸如聚合物(包括聚酰亞胺)，以在模板結(jié)構(gòu)-部件成形件435的工作表面上形成層445。隨后，過(guò)程442包括向所涂覆的模板結(jié)構(gòu)-部件成形件435施加熱，例如，其可包括將所涂覆的成形件放置在高溫烤箱中(或在熱板上)特定的時(shí)間段(例如，以250°C1小時(shí))以固化聚合物。過(guò)程442的實(shí)施形成附接到電子部件401的基底。
[0051 ]如圖4B中所示，方法包括使用具有形成的基底440的模板結(jié)構(gòu)-部件成形件435來(lái)執(zhí)行微細(xì)加工過(guò)程，以生產(chǎn)電路或設(shè)備450。例如，方法可包括過(guò)程451以刻蝕導(dǎo)通孔，從而暴露嵌入的且涂覆的電子部件401的導(dǎo)電區(qū)域，在該區(qū)域隨后的金屬互連物將被微細(xì)加工以形成接觸。例如，方法可包括過(guò)程452以濺射沉積構(gòu)圖的金屬層(例如，使用Ti/Au)，從而在電路或設(shè)備450的電子部件401之間形成互連物425。例如，通過(guò)過(guò)程452形成的結(jié)構(gòu)(例如，這些互連物本身的一些部分)可設(shè)計(jì)為具有無(wú)源電子部件(例如，諸如電阻器、電容器和電感器)和/或有源電子部件(例如射頻部件，例如，諸如天線和傳輸線路)的功能。通過(guò)互連沉積過(guò)程452的幾何形狀來(lái)嚴(yán)密控制這樣的部件的阻抗。該示例性方法可消除對(duì)給定電路或設(shè)備的電子部件401中的至少一些(或在一些設(shè)計(jì)中，電子部件401中的所有)的使用，或包括在電路或設(shè)備450可附接到的PCB板上使用的電子部件，并由此引起在增加產(chǎn)出的同時(shí)進(jìn)一步降低成本。例如，方法可包括過(guò)程453，以添加絕緣底部層以生產(chǎn)設(shè)備或電路450的基底427。在微細(xì)加工過(guò)程的一些實(shí)施中，可添加附加的金屬層和/或聚合物層以生成包括布置于電子部件401之間、周圍或與電子部件401不同平面中的互連物和/或附加的電路元件的電路，以及/或者生成設(shè)備或電路450的總封裝。
[0052]圖4D示出可使用模板結(jié)構(gòu)-部件成形件435執(zhí)行的附加的微細(xì)加工過(guò)程，以在設(shè)備封裝中制造附加的電路元件(例如，互連物425和底部427)，從而生產(chǎn)電路或設(shè)備450。例如，方法可包括過(guò)程471以刻蝕導(dǎo)通孔，從而暴露互連物425的一些部分，在互連物425的這些部分中附加的電路元件和/或金屬互連物將被微細(xì)加工以形成接觸。例如，方法可包括過(guò)程472以沉積構(gòu)圖的金屬層或結(jié)構(gòu)，從而形成與電路或設(shè)備450的互連物和/或元件425相接觸的附加的電路元件和/或互連物475。例如，通過(guò)過(guò)程452形成的元件或結(jié)構(gòu)(諸如這些互連物本身的一些部分)可設(shè)計(jì)為具有無(wú)源電子部件(例如，諸如電阻器、電容器和電感器)和/或有源電子部件(例如射頻部件，例如，諸如天線和傳輸線路)的功能。例如，通過(guò)互連沉積過(guò)程452的幾何形狀來(lái)嚴(yán)密控制這樣的部件的阻抗。該示例性方法可消除對(duì)給出的電路或設(shè)備的電子部件中的至少一些(或在一些設(shè)計(jì)中，電子部件中的所有)的使用，包括在電路或設(shè)備450可附接到的PCB板上使用的部件，并由此引起在增加產(chǎn)出的同時(shí)進(jìn)一步降低成本。例如，方法可包括過(guò)程473，以添加絕緣底部層以生產(chǎn)設(shè)備或電路450的基底477。
[0053]參照?qǐng)D4B，方法包括過(guò)程461以從模板結(jié)構(gòu)410釋放所制造的電路或設(shè)備450(例如，通過(guò)剝離)O可重新使用模板結(jié)構(gòu)410以重復(fù)示例性設(shè)備制造方法，如圖4C中繪出的。
[0054]替代地，例如，當(dāng)應(yīng)用不要求設(shè)備的柔性時(shí)，電路或設(shè)備450可被留下粘附到模板結(jié)構(gòu)410。例如，在一些應(yīng)用中，保持在模板結(jié)構(gòu)410內(nèi)的所制造的電路或設(shè)備450的結(jié)構(gòu)可以是更加實(shí)用的，例如，諸如對(duì)于期望越來(lái)越小的封裝的PCB制造工業(yè)的情況。裸片部件不是PCB友好的并且要求使它們與標(biāo)準(zhǔn)PCB相兼容的附加的封裝。所公開的方法提供了一種將裸片部件直接與類PCB平臺(tái)集成的必要的方法。
[0055]QFN是用于在PCB上集成常規(guī)制造的電子設(shè)備或電路的典型的表面安裝封裝。除了用于處理具有QFN的電子設(shè)備的成本和時(shí)間之外，QFN要求大片區(qū)域，消耗了PCB上的有價(jià)值的基板面。其它的常規(guī)封裝技術(shù)包括設(shè)備上的‘頂部包封’的應(yīng)用。例如，‘頂部包封’可用于對(duì)引線鍵合到PCB的晶片進(jìn)行封裝。它比QFN薄，但占用更大的表面區(qū)域且它的尺寸常常是不可預(yù)知的。因?yàn)樗男螒B(tài)(例如，粘性物質(zhì))以及缺少工具來(lái)對(duì)它的放置進(jìn)行控制，因此如果可能，也難以控制它在PCB上將使用的表面區(qū)域。
[0056]圖5示出將使用所公開的技術(shù)制造的電子設(shè)備與使用常規(guī)方法制造的電子設(shè)備進(jìn)行比較的示圖。圖5中的尺寸大小是以毫米為單位的。示圖501繪出所公開的技術(shù)的示例性設(shè)備封裝的超薄高度，例如，15.4μπι。在示圖501中示出的示例中，電子部件(例如，裸片)具有338μπι的高度，剛性PCB底部具有770μπι的高度以及柔性PCB部分具有250μπι的高度。所公開的技術(shù)的超薄(例如，?15μπι)的設(shè)備封裝比典型的QFN封裝薄數(shù)個(gè)數(shù)量級(jí)，該超薄的設(shè)備封裝在圖5中繪出為約1mm。示圖502繪出所公開的技術(shù)的示例性設(shè)備封裝的微小的覆蓋區(qū)，該微小的覆蓋區(qū)被制成非實(shí)質(zhì)大于集成到設(shè)備封裝中的電子部件的覆蓋區(qū)(例如，諸如該示例中的具有2.133mm X 3.276mm覆蓋區(qū)的裸片)。QFN具有4.Imm X 4.Imm的覆蓋區(qū)。示圖503繪出所公開的技術(shù)的示例性設(shè)備封裝以及QFN和頂部包封封裝的相對(duì)覆蓋區(qū)，其中所公開的技術(shù)的示例性設(shè)備封裝僅略微大于設(shè)備部件的覆蓋區(qū)。
[0057]當(dāng)微芯片和其它電子部件變得更加復(fù)雜且包括更多引腳或輸入/輸出接觸點(diǎn)時(shí)，在這樣的常規(guī)方式中這會(huì)要求用于QFN的更多的鍵合線或金屬襯墊，所公開的設(shè)備封裝方法節(jié)省更多的相對(duì)空間(例如，體積和2D覆蓋區(qū))。所公開的設(shè)備封裝技術(shù)可提供至少85%的體積減小(以及在一些實(shí)施中，大于99%的體積減小)，以及至少60%的2D覆蓋區(qū)的減小，例如，與像QFN和頂部包封的常規(guī)技術(shù)相比的話。例如，具有單個(gè)互連層的設(shè)備封裝基底可配置為具有小于20μπι的厚度(例如，諸如如圖5中所示的?15μπι)，以及在一些實(shí)施中小于10Mi。此外，例如，所公開的設(shè)備封裝基底可配置為具有比基底上的電子部件大?10%的2D覆蓋區(qū)。在示圖502的示例中，裸片包括6.998mm2的2D覆蓋區(qū)，其中下面的設(shè)備封裝基底可構(gòu)造為在裸片覆蓋區(qū)的外圍外側(cè)為ΙΟΟμπι或更小(例如，具有8.1lmm2的覆蓋區(qū)，這比裸片的覆蓋區(qū)大?16% )。
[0058]可在電子設(shè)備的小的體積和覆蓋區(qū)是設(shè)備實(shí)施中的關(guān)鍵因素的應(yīng)用中利用所公開的設(shè)備制造和封裝技術(shù)。例如，通過(guò)所公開的包括本技術(shù)的示例性設(shè)備封裝的方法制造的電子設(shè)備，可在用于感測(cè)、處理、集成到物聯(lián)網(wǎng)中的通信和驅(qū)動(dòng)的設(shè)備和系統(tǒng)中使用。例如，可使用柔性基底構(gòu)造(例如，其中所生產(chǎn)的電子電路或設(shè)備從模板釋放)或非柔性基底構(gòu)造(例如，其中所生產(chǎn)的電子電路或設(shè)備被包覆在模板中)來(lái)實(shí)施設(shè)備封裝，以用于要求小的尺寸的任何應(yīng)用。示例可包括在用于智能手機(jī)或平板電腦中的電路中的使用，其中所公開的設(shè)備封裝可減小這樣的電路的尺寸，并由此減小整個(gè)移動(dòng)通信設(shè)備的尺寸。此外，例如，可使用柔性或非柔性基底構(gòu)造來(lái)實(shí)施設(shè)備封裝，其中設(shè)備封裝對(duì)設(shè)備進(jìn)行包封，其可保護(hù)設(shè)備免受由潮濕、溫度、壓力、酸性/堿性引起的不利的情況，或其它有害情況。同樣，例如，可使用柔性基底構(gòu)造來(lái)實(shí)施設(shè)備封裝，以用于要求小的尺寸和彎曲性或拉伸性的合適的應(yīng)用(例如，諸如穿戴式設(shè)備、體內(nèi)設(shè)備中等)，或要求到被彎曲的、不規(guī)則構(gòu)形、或不平坦的或移動(dòng)設(shè)備的的附接的應(yīng)用。
[0059]示例
[0060]以下示例是對(duì)本技術(shù)的若干實(shí)施例的說(shuō)明性的?？稍谝韵铝谐龅氖纠啊⒒蛞韵铝谐龅氖纠蟪尸F(xiàn)本技術(shù)的其它示例性實(shí)施例。
[0061 ]在本技術(shù)的示例(示例I)中，制造電路或電子設(shè)備的方法包括在包括柔性電絕緣材料的基底上的位置處附接電子部件，其中基底包括與電子部件附接到的表面相對(duì)的平坦表面;通過(guò)沉積一相態(tài)的材料以在電子部件和基底的表面上進(jìn)行符合，并引起材料改變到固體形式，來(lái)形成模板以包覆附接到基底的電子部件；以及通過(guò)下述方式來(lái)生產(chǎn)電路或電子設(shè)備:在基底中形成開口以暴露電子部件的導(dǎo)電部分，在基底上以特定布置生成聯(lián)接到導(dǎo)電部分中的至少一些的電互連物，以及在基底上的電互連物之上沉積一層電絕緣柔性材料以形成電路的柔性底部，其中所生產(chǎn)的電路或電子設(shè)備被包覆在模板中。
[0062]示例2包括如示例I中的方法，其中電子部件包括電路元件、電路或微芯片中的至少一個(gè)。
[0063 ]示例3包括如示例2中的方法，其中導(dǎo)電部分包括電路或微芯片的接觸襯墊。
[0064]示例4包括如示例2中的方法，其中微芯片包括裸片微芯片或薄膜微芯片中的一個(gè)或多個(gè)。
[0065]示例5包括如示例2中的方法，其中電路包括集成電路、薄膜電路、傳感器電路、轉(zhuǎn)換器電路、放大器電路、功率變換器電路或光耦合器電路中的一個(gè)或多個(gè)。
[0066]示例6包括如示例2中的方法，其中電路元件包括二極管、發(fā)光二極管(LED)、晶體管、電池或阻抗元件中的一個(gè)或多個(gè)。
[0067]示例7包括如示例I中的方法，其中附接的電子部件包括基于所生產(chǎn)的電路或電子設(shè)備的設(shè)計(jì)在預(yù)定位置處附接的多個(gè)電子部件。
[0068]示例8包括如示例I中的方法，其中模板包括平坦底部表面，該平坦底部表面是與電子部件被包覆的表面相對(duì)的表面。
[0069]示例9包括如示例I中的方法，其中在基底上附接電子部件包括對(duì)電子部件定向，以使得電子部件的導(dǎo)電部分與基底接觸。
[0070]示例10包括如示例I中的方法，進(jìn)一步包括將其上附接有電子部件的基底放置到井中，該井的面積比基底的面積大，且高度等于或大于附接于基底上的電子部件的結(jié)合的高度，其中放置被定向，以使得基底處于井的底部且電子部件面向井的開口。
[0071]示例11包括如示例10中的方法，其中形成模板包括向上述相態(tài)的所沉積的材料施加具有平坦表面的上部基底，以符合表面，從而生產(chǎn)模板的固體形式的平坦表面。
[0072]示例12包括如示例11中的方法，進(jìn)一步包括從井中移除對(duì)附接到基底的電子部件進(jìn)行包覆的模板；以及將對(duì)電子部件進(jìn)行包覆的模板定向放置在平坦表面上，以使得基底向上且模板與平坦表面相接觸。
[0073]示例13包括如示例I中的方法，其中形成模板包括首先沉積上述相態(tài)的材料，以符合外表面上或井中的表面，以及將附接于基底上的電子部件浸沒(méi)到沉積的材料中，以使得材料在電子部件的表面上進(jìn)行符合。
[0074]示例14包括如示例I中的方法，其中柔性電絕緣材料包括聚酰亞胺、硅基彈性體、苯并環(huán)丁烯(BCB)、SU-8或包含添加的導(dǎo)電粒子(包括碳粒子、碳納米管或硅納米線)的彈性體中的至少一種。
[0075]示例15包括如示例I中的方法，進(jìn)一步包括在基底上附接電子部件之前在基底上沉積附加的粘附層。
[0076]示例16包括如示例I中的方法，進(jìn)一步包括從模板中釋放所生產(chǎn)的電路或電子設(shè)備。
[0077]示例17包括如示例16中的方法，進(jìn)一步包括將所生產(chǎn)的電路或電子設(shè)備集成到印刷電路板。
[0078]示例18包括如示例16中的方法，進(jìn)一步包括在具有電子部件的一側(cè)上在所生產(chǎn)的電路或電子設(shè)備之上形成包括電絕緣材料的外部基底。
[0079]示例19包括如示例16中的方法，進(jìn)一步包括使用釋放的模板來(lái)制造另一電路或電子設(shè)備，其中模板包括根據(jù)模板形成過(guò)程由電子部件形成的腔，并且其中制造另一電路或電子設(shè)備包括:將電子部件放置到模板的腔中；在包括放置于腔中的電子部件的模板的接收表面之上形成包括柔性電絕緣材料的基底，以將電子部件附接到基底，其中基底包括與電子部件附接到的表面相對(duì)的平坦表面；以及通過(guò)以下方式生產(chǎn)另一電路或電子設(shè)備，即，在基底中形成開口以暴露電子部件的導(dǎo)電部分，在基底上以特定布置生成聯(lián)接到導(dǎo)電部分中的至少一些的電互連物，以及在基底上的電互連物之上沉積一層電絕緣柔性材料以形成電路的柔性底部，其中所生產(chǎn)的另一電路或電子設(shè)備被包覆在模板中并且能夠從模板中釋放。
[0080]示例20包括如示例I中的方法，進(jìn)一步包括將模板-包覆的電路或電子設(shè)備集成到印刷電路板。
[0081]示例21包括如示例I中的方法，其中生產(chǎn)電路或電子設(shè)備進(jìn)一步包括在基底上加工電子元件，并且生成附加的電互連物以將電子元件中的至少一些與電子部件或電互連物進(jìn)行電聯(lián)接。
[0082]示例22包括如示例21中的方法，其中電子元件包括二極管、發(fā)光二極管(LED)、晶體管、電池、阻抗元件、集成電路、薄膜電路、傳感器、轉(zhuǎn)換器、放大器、功率變換器、光耦合器或微芯片中的至少一個(gè)。
[0083]在本技術(shù)的另一個(gè)示例(示例23)中，電子設(shè)備封裝包括含有柔性電絕緣材料的基底，基底構(gòu)造為在基底的一側(cè)上粘附一個(gè)或多個(gè)電子部件并且包括從該側(cè)跨越到基底的內(nèi)部區(qū)域中的開口，其中開口被布置為與一個(gè)或多個(gè)電子部件的導(dǎo)電觸點(diǎn)被設(shè)計(jì)為放置于其中的位置對(duì)齊；以及含有導(dǎo)電材料的互連線，互連線基于設(shè)備設(shè)計(jì)以特定布置放置在基底的開口和內(nèi)部區(qū)域中，以電連接一個(gè)或多個(gè)電子部件，其中基底被構(gòu)造為具有小于20μπι的厚度。
[0084]示例24包括如示例23中的電子設(shè)備封裝，其中粘附到基底的一個(gè)或多個(gè)電子部件包括電路元件、電路或微芯片中的至少一個(gè)。
[0085]示例25包括如示例24中的電子設(shè)備封裝，其中電路包括集成電路、薄膜電路、傳感器電路、轉(zhuǎn)換器電路、放大器電路、功率變換器電路或光耦合器電路中的一個(gè)或多個(gè)。
[0086]示例26包括如示例24中的電子設(shè)備封裝，其中電路元件包括二極管、發(fā)光二極管(LED),晶體管、電池或阻抗元件中的一個(gè)或多個(gè)。
[0087]示例27包括如示例24中的電子設(shè)備封裝，其中微芯片包括裸片微芯片或薄膜微芯片中的一個(gè)或多個(gè)。
[0088]示例28包括如示例27中的電子設(shè)備封裝，其中基底被構(gòu)造為在包括該側(cè)的平面中具有長(zhǎng)度，該長(zhǎng)度比裸片微芯片的相應(yīng)長(zhǎng)度大200μπι或更少。
[0089]示例29包括如示例23中的電子設(shè)備封裝，其中柔性電絕緣材料包括聚酰亞胺、硅基彈性體、苯并環(huán)丁烯(BCB)、SU-8或包含添加的導(dǎo)電粒子(包括碳粒子、碳納米管或硅納米線)的彈性體中的至少一種。
[0090]示例30包括如示例23中的電子設(shè)備封裝，其中互連線被配置為處于內(nèi)部區(qū)域中的平面層中，并且電子設(shè)備封裝進(jìn)一步包括:置于基底的內(nèi)部區(qū)域中且電聯(lián)接到互連線中的至少一些的第二層附加互連線，其中第二層被構(gòu)造為具有小于15μπι的厚度，以使得基底的厚度小于35μηι。
[0091]示例31包括如示例23中的電子設(shè)備封裝，進(jìn)一步包括置于基底的內(nèi)部區(qū)域中或基底的外表面上的電子元件，其中互連線被布置為將電子元件中的至少一些與電子部件或電互連物進(jìn)行電聯(lián)接。
[0092]示例32包括如示例31中的電子設(shè)備封裝，其中電子元件包括二極管、發(fā)光二極管(LED)、晶體管、電池、阻抗元件、集成電路、薄膜電路、傳感器、轉(zhuǎn)換器、放大器、功率變換器、光耦合器或微芯片中的至少一個(gè)。
[0093]示例33包括如示例23中的電子設(shè)備封裝，進(jìn)一步包括模板結(jié)構(gòu)，該模板結(jié)構(gòu)包括電絕緣材料且被構(gòu)造為包括接觸面以附接到基底的一側(cè)，其中模板結(jié)構(gòu)在特定位置中包括一個(gè)或多個(gè)形成于接觸面上的腔以包圍粘附于基底上的相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)電子部件。
[0094]在本技術(shù)的另一示例(示例34)中，制造電路或電子設(shè)備的方法包括將電子部件放置在模板的第一側(cè)上的腔中，其中模板的腔被構(gòu)造為具有與電子部件大致相同的幾何形狀，并且其中該放置將電子部件包覆在腔中，以使得電子部件的導(dǎo)電部分被暴露且第一側(cè)是平坦的；在包括放置于腔中的電子部件的模板的第一側(cè)上形成包括柔性電絕緣材料的基底以將電子部件附接到基底，其中基底包括與電子部件附接到的表面相對(duì)的平坦表面；以及通過(guò)下述方式來(lái)生產(chǎn)電路或電子設(shè)備:在基底中形成開口以暴露電子部件的導(dǎo)電部分，在基底上以特定布置生成聯(lián)接到導(dǎo)電部分中的至少一些的電互連物，以及在基底上的電互連物之上沉積一層電絕緣柔性材料以形成電路的柔性底部，其中所生產(chǎn)的電路或電子設(shè)備被包覆在模板中。
[0095]示例35包括如示例34中的方法，其中電子部件包括電路元件、電路或微芯片中的至少一個(gè)。
[0096]示例36包括如示例34中的方法，其中附接的電子部件包括基于所生產(chǎn)的電路或電子設(shè)備的設(shè)計(jì)在預(yù)定位置處附接的多個(gè)電子部件。
[0097]示例37包括如示例34中的方法，其中基底的柔性電絕緣材料是光學(xué)可固化材料，并且形成基底包括沉積光學(xué)可固化材料以在模板的第一側(cè)上形成層以及在光學(xué)可固化材料層處施加光信號(hào)以引起光學(xué)可固化材料凝固。
[0098]示例38包括如示例37中的方法，其中光信號(hào)被選擇為具有紫外線光譜中的波長(zhǎng)。[0099 ]示例39包括如示例34中的方法，其中基底的柔性電絕緣材料是熱可固化材料，并且形成基底包括沉積熱可固化材料以在模板的第一側(cè)上形成層以及向該層施加熱以引起熱可固化材料凝固。
[0100] 示例40包括如示例39中的方法，其中所施加的熱包括250°C。
[Ο?Ο?]示例41包括如示例34中的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)在電子部件待被放置于基底上的位置中將具有與電子部件相同幾何形狀的模型部件附接到底部結(jié)構(gòu)來(lái)形成模具主結(jié)構(gòu)；以及沉積一相態(tài)的材料以在模型部件和底部的表面上進(jìn)行符合，并引起材料改變到固體形式以生產(chǎn)模板。
[0102]示例42包括如示例34中的方法，其中柔性電絕緣材料包括聚酰亞胺、硅基彈性體、苯并環(huán)丁烯(BCB)、SU-8或包含添加的導(dǎo)電粒子(包括碳粒子、碳納米管或硅納米線)的彈性體中的至少一個(gè)。
[0? O3 ]示例43包括如示例34中的方法，進(jìn)一步包括從模板中釋放所生產(chǎn)的電路或電子設(shè)備。
[0?04]示例44包括如示例43中的方法，進(jìn)一步包括將所生產(chǎn)的電路或電子設(shè)備集成到印刷電路板。
[0?05]示例45包括如示例34中的方法，進(jìn)一步包括在具有電子部件的一側(cè)上的所生產(chǎn)的電路或電子設(shè)備之上形成包括電絕緣材料的外部基底，其中外部基底能夠保護(hù)所生產(chǎn)的電路或設(shè)備免受由潮濕、溫度、壓力或pH引起的不利的情況。
[0106]示例46包括如示例34中的方法，進(jìn)一步包括使用釋放的模板制造另一電路或電子設(shè)備。
[0107]示例47包括如示例34中的方法，進(jìn)一步包括將模板-包覆的電路或電子設(shè)備集成到印刷電路板。
[0108]示例48包括如示例34中的方法，其中生產(chǎn)電路或電子設(shè)備進(jìn)一步包括在基底上加工電子元件，并且生成附加的電互連物以將電子元件中的至少一些與電子部件或電互連物進(jìn)行電聯(lián)接。
[0109]示例49包括如示例48中的方法，其中附加的電子元件包括二極管、發(fā)光二極管(LED)、晶體管、電池、阻抗元件、集成電路、薄膜電路、傳感器、轉(zhuǎn)換器、放大器、功率變換器、光耦合器或微芯片中的至少一個(gè)。
[0110]在本技術(shù)的另一示例(示例50)中，制造電路的方法包括在基底上的經(jīng)選擇的位置處附接電子部件，基底包括柔性電絕緣材料;通過(guò)沉積流體形式的鑄模材料以在電子部件和基底的表面上進(jìn)行符合，并允許鑄造材料從流體形式改變到固體形式來(lái)形成鑄模件以包覆附接到基底的電子部件;通過(guò)下述方式來(lái)形成電路:在基底中形成開口以到電子部件的導(dǎo)電部分，在基底上以經(jīng)選擇的布置在導(dǎo)電部分之間生成電互連物，以及在電互連物和暴露的基底上沉積一層電絕緣柔性材料以形成電路的柔性絕緣底部；以及從鑄模件中釋放電路。
[0111]示例51包括如示例50中的方法，其中電子部件包括電路元件或微芯片中的一個(gè)或多個(gè)。
[0112]示例52包括如示例51中的方法，其中導(dǎo)電部分包括電路元件或微芯片的接觸襯墊。
[0113]示例53包括如示例50中的方法，其中附接包括使電子部件的導(dǎo)電部分與基底相接觸。
[0114]示例54包括如示例50中的方法，進(jìn)一步包括將其上附接有電子部件的基底放置到模制基底的井中，其中放置被定向，以使得基底處于井的底部處且電子部件面向井的開口。
[0115]示例55包括如示例54中的方法，進(jìn)一步包括向所沉積的鑄造材料施加具有平坦表面的上部基底，以生產(chǎn)固化的鑄模件的平坦表面。
[0116]示例56包括如示例55中的方法，進(jìn)一步包括移除對(duì)附接到基底的電子部件進(jìn)行包覆的鑄模件；以及將鑄模件定向放置在平坦表面上，以使得基底向上且固體的鑄模件材料與平坦表面相接觸。
[0117]示例57包括如示例50的方法，其中沉積鑄造材料包括將附接于基底上的電子部件浸沒(méi)在流體形式的鑄造材料中。
[0118]盡管本專利文件包含許多特定事物，但這些不應(yīng)被解釋為對(duì)任何發(fā)明的范圍或所要求的范圍的限制，而是作為對(duì)可特定于具體發(fā)明的具體實(shí)施例的特征的解釋。在本專利文件中在不同的實(shí)施例的情況下描述的某些特征也可結(jié)合在單個(gè)實(shí)施例中實(shí)施。反之，在單個(gè)實(shí)施例的情況下描述的多個(gè)特征也可在多個(gè)實(shí)施例中分別實(shí)施或在任意合適的子結(jié)合中實(shí)施。此外，雖然特征可如上描述為在某些結(jié)合中發(fā)揮作用以及甚至初始地要求權(quán)利如此，但來(lái)自所要求的結(jié)合的一個(gè)或多個(gè)特征在一些實(shí)例中可從該結(jié)合中去除，以及所要求的結(jié)合可成為子結(jié)合或子結(jié)合的變體。
[0119]類似地，盡管附圖中以具體順序繪出了操作，但這不應(yīng)被理解為需要這樣的操作以示出的具體順序或以連續(xù)的順序來(lái)執(zhí)行，或者不應(yīng)被理解為需要執(zhí)行所有示出的操作以實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果。此外，本專利文件中描述的實(shí)施例中的多個(gè)系統(tǒng)部件的分隔不應(yīng)被理解為在所有實(shí)施例中都需要這樣的分隔。
[0120]僅描述了些許實(shí)施或示例，可基于本專利文件中所描述和示出的來(lái)實(shí)現(xiàn)其它實(shí)施、增強(qiáng)和變體。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制造電路或電子設(shè)備的方法，包括: 在包括柔性電絕緣材料的基底上的位置處附接電子部件，其中所述基底包括與所述電子部件附接到的表面相對(duì)的平坦表面； 通過(guò)沉積一相態(tài)的材料以在所述電子部件和所述基底的表面上進(jìn)行符合，并引起所述材料改變到固體形式，來(lái)形成模板以包覆附接到所述基底的所述電子部件；以及 通過(guò)下述方式來(lái)生產(chǎn)所述電路或電子設(shè)備:在所述基底中形成開口以暴露所述電子部件的導(dǎo)電部分，在所述基底上以特定布置生成聯(lián)接到所述導(dǎo)電部分中的至少一些的電互連物，以及在所述基底上的所述電互連物之上沉積一層電絕緣柔性材料以形成所述電路的柔性底部，其中所生產(chǎn)的電路或電子設(shè)備被包覆在所述模板中。2.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中所述電子部件包括電路元件、電路或微芯片。3.如權(quán)利要求2中所述的方法，其中所述導(dǎo)電部分包括所述電路或所述微芯片的接觸襯墊。4.如權(quán)利要求2中所述的方法，其中所述微芯片包括裸片微芯片或薄膜微芯片。5.如權(quán)利要求2中所述的方法，其中所述電路包括集成電路、薄膜電路、傳感器電路、轉(zhuǎn)換器電路、放大器電路、功率變換器電路或光耦合器電路。6.如權(quán)利要求2中所述的方法，其中所述電路元件包括二極管、發(fā)光二極管(LED)、晶體管、電池或阻抗元件。7.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中附接的電子部件包括基于所生產(chǎn)的電路或電子設(shè)備的設(shè)計(jì)在預(yù)定位置處附接的電子部件。8.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中所述模板包括平坦底部表面，所述平坦底部表面是與所述電子部件被包覆的表面相對(duì)的表面。9.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中在所述基底上附接所述電子部件包括對(duì)所述電子部件定向，以使得所述電子部件的所述導(dǎo)電部分與所述基底接觸。10.如權(quán)利要求1中所述的方法，進(jìn)一步包括: 將其上附接有所述電子部件的所述基底放置到井中，所述井包括比所述基底的面積大的面積，并且包括等于或大于附接于所述基底上的所述電子部件的結(jié)合的高度的高度，其中放置被定向以使得所述基底處于所述井的底部且所述電子部件面向所述井的開口。11.如權(quán)利要求1O中所述的方法，其中形成所述模板包括向所述相態(tài)的所沉積的材料施加具有平坦表面的上部基底以符合表面，從而生產(chǎn)所述模板的固體形式的平坦表面。12.如權(quán)利要求11中所述的方法，進(jìn)一步包括: 從所述井中移除對(duì)附接到所述基底的所述電子部件進(jìn)行包覆的所述模板；以及 將對(duì)所述電子部件進(jìn)行包覆的所述模板定向放置在平坦表面上，以使得所述基底向上且所述模板與所述平坦表面相接觸。13.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中形成所述模板包括首先沉積所述相態(tài)的材料以符合外表面上或井中的表面，以及將附接于所述基底上的所述電子部件浸沒(méi)到所沉積的材料中，以使得所述材料在所述電子部件的表面上進(jìn)行符合。14.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中所述柔性電絕緣材料包括聚酰亞胺、硅基彈性體、苯并環(huán)丁烯(BCB)、SU-8或包含添加的導(dǎo)電粒子的彈性體，所述導(dǎo)電粒子包括碳粒子、碳納米管或硅納米線。15.如權(quán)利要求1中所述的方法，進(jìn)一步包括: 在所述基底上附接所述電子部件之前在所述基底上沉積附加的粘附層。16.如權(quán)利要求1中所述的方法，進(jìn)一步包括: 從所述模板中釋放所生產(chǎn)的電路或電子設(shè)備。17.如權(quán)利要求16中所述的方法，進(jìn)一步包括: 將所生產(chǎn)的電路或電子設(shè)備集成到印刷電路板。18.如權(quán)利要求16中所述的方法，進(jìn)一步包括: 在具有所述電子部件的一側(cè)上在所生產(chǎn)的電路或電子設(shè)備之上形成包括電絕緣材料的外部基底。19.如權(quán)利要求16中所述的方法，進(jìn)一步包括: 使用釋放的模板來(lái)制造另一電路或電子設(shè)備，其中所述模板包括根據(jù)模板形成過(guò)程由所述電子部件形成的腔，并且其中制造另一電路或電子設(shè)備包括: 將電子部件放置到所述模板的所述腔中； 在包括放置于所述腔中的所述電子部件的所述模板的接收表面之上形成包括柔性電絕緣材料的基底，以將所述電子部件附接到所述基底，其中所述基底包括與所述電子部件附接到的表面相對(duì)的平坦表面；以及 通過(guò)以下方式生產(chǎn)所述另一電路或電子設(shè)備:在所述基底中形成開口以暴露所述電子部件的導(dǎo)電部分，在所述基底上以特定布置生成聯(lián)接到所述導(dǎo)電部分中的至少一些的電互連物，以及在所述基底上的所述電互連物之上沉積一層電絕緣柔性材料以形成所述電路的柔性底部，其中所生產(chǎn)的另一電路或電子設(shè)備被包覆在所述模板中并且能夠從所述模板中釋放。20.如權(quán)利要求1中所述的方法，進(jìn)一步包括: 將模板-包覆的電路或電子設(shè)備集成到印刷電路板。21.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中生產(chǎn)所述電路或電子設(shè)備進(jìn)一步包括在所述基底上加工電子元件，并且生成附加的電互連物以將所述電子元件與所述電子部件或所述電互連物進(jìn)行電聯(lián)接。22.如權(quán)利要求21中所述的方法，其中所述電子元件包括二極管、發(fā)光二極管(LED)、晶體管、電池、阻抗元件、集成電路、薄膜電路、傳感器、轉(zhuǎn)換器、放大器、功率變換器、光耦合器或微芯片。23.—種電子設(shè)備封裝，包括: 包含柔性電絕緣材料的基底，所述基底構(gòu)造為在所述基底的一側(cè)上粘附一個(gè)或多個(gè)電子部件并且包括從所述一側(cè)跨越到所述基底的內(nèi)部區(qū)域中的開口，其中所述開口被布置為與一個(gè)或多個(gè)電子部件的導(dǎo)電觸點(diǎn)被設(shè)計(jì)為放置于其上的位置對(duì)齊;以及 包含導(dǎo)電材料的互連線，所述互連線基于設(shè)備設(shè)計(jì)以特定布置放置在所述基底的所述開口和所述內(nèi)部區(qū)域中，以電連接所述的一個(gè)或多個(gè)電子部件，其中所述基底被構(gòu)造為具有小于20μπι的厚度。24.如權(quán)利要求23中所述的電子設(shè)備封裝，其中粘附到所述基底的所述一個(gè)或多個(gè)電子部件包括電路元件、電路或微芯片。25.如權(quán)利要求24中所述的電子設(shè)備封裝，其中所述電路包括集成電路、薄膜電路、傳感器電路、轉(zhuǎn)換器電路、放大器電路、功率變換器電路或光耦合器電路。26.如權(quán)利要求24中所述的電子設(shè)備封裝，其中所述電路元件包括二極管、發(fā)光二極管(LED )、晶體管、電池或阻抗元件。27.如權(quán)利要求24中所述的電子設(shè)備封裝，其中所述微芯片包括裸片微芯片或薄膜微芯片。28.如權(quán)利要求27中所述的電子設(shè)備封裝，其中所述基底被構(gòu)造為在包括所述一側(cè)的平面中具有長(zhǎng)度，所述長(zhǎng)度比所述裸片微芯片的相應(yīng)長(zhǎng)度大200μπι或更少。29.如權(quán)利要求23中所述的電子設(shè)備封裝，其中所述柔性電絕緣材料包括聚酰亞胺、硅基彈性體、苯并環(huán)丁烯(BCB)、SU-8或包含添加的導(dǎo)電粒子的彈性體，所述導(dǎo)電粒子包括碳粒子、碳納米管或娃納米線。30.如權(quán)利要求23中所述的電子設(shè)備封裝，其中所述互連線被配置為處于所述內(nèi)部區(qū)域中的平面層中，并且所述電子設(shè)備封裝進(jìn)一步包括: 第二層附加互連線，所述第二層附加互連線置于所述基底的所述內(nèi)部區(qū)域中并且電聯(lián)接到所述互連線中的至少一些， 其中所述第二層被構(gòu)造為具有小于15μπι的厚度，以使得所述基底的厚度小于35μπι。31.如權(quán)利要求23中所述的電子設(shè)備封裝，進(jìn)一步包括: 電子元件，置于所述基底的所述內(nèi)部區(qū)域中或所述基底的外表面上， 其中所述互連線被布置為將所述電子元件中的至少一些與所述電子部件或所述電互連物進(jìn)行電聯(lián)接。32.如權(quán)利要求31中所述的電子設(shè)備封裝，其中所述電子元件包括二極管、發(fā)光二極管(LED)、晶體管、電池、阻抗元件、集成電路、薄膜電路、傳感器、轉(zhuǎn)換器、放大器、功率變換器、光耦合器或微芯片。33.如權(quán)利要求23中所述的電子設(shè)備封裝，進(jìn)一步包括: 模板結(jié)構(gòu)，包括電絕緣材料且被構(gòu)造為包括接觸面以附接到所述基底的所述一側(cè)，其中所述模板結(jié)構(gòu)在特定位置中包括形成于所述接觸面上的一個(gè)或多個(gè)腔，以包圍待粘附于所述基底上的相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)電子部件。34.—種制造電路或電子設(shè)備的方法，包括: 將電子部件放置在模板的第一側(cè)上的腔中，其中所述模板的所述腔被構(gòu)造為具有與所述電子部件大致相同的幾何形狀，并且其中所述放置將所述電子部件包覆在所述腔中，以使得所述電子部件的導(dǎo)電部分被暴露且所述第一側(cè)是平坦的； 在包括放置于所述腔中的所述電子部件的所述模板的所述第一側(cè)上形成包含柔性電絕緣材料的基底，以將所述電子部件附接到所述基底，其中所述基底包括與所述電子部件附接到的表面相對(duì)的平坦表面；以及 通過(guò)下述方式來(lái)生產(chǎn)所述電路或電子設(shè)備:在所述基底中形成開口以暴露所述電子部件的導(dǎo)電部分，在所述基底上以特定布置生成聯(lián)接到所述導(dǎo)電部分中的至少一些的電互連物，以及在所述基底上的所述電互連物之上沉積一層電絕緣柔性材料以形成所述電路的柔性底部，其中所生產(chǎn)的電路或電子設(shè)備被包覆在所述模板中。35.如權(quán)利要求34中所述的方法，其中所述電子部件包括電路元件、電路或微芯片。36.如權(quán)利要求34中所述的方法，其中附接的電子部件包括基于所生產(chǎn)的電路或電子設(shè)備的設(shè)計(jì)在預(yù)定位置處附接的電子部件。37.如權(quán)利要求34中所述的方法，其中所述基底的所述柔性電絕緣材料是光學(xué)固化材料，并且形成所述基底包括沉積所述光學(xué)固化材料以在所述模板的所述第一側(cè)上形成層以及在光學(xué)固化材料層處施加光信號(hào)以引起所述光學(xué)固化材料凝固。38.如權(quán)利要求37中所述的方法，其中所述光信號(hào)被選擇為具有紫外線光譜中的波長(zhǎng)。39.如權(quán)利要求34中所述的方法，其中所述基底的所述柔性電絕緣材料是熱固化材料，并且形成所述基底包括沉積所述熱固化材料以在所述模板的所述第一側(cè)上形成層以及向所述層施加熱以弓I起所述熱固化材料凝固。40.如權(quán)利要求39中所述的方法，其中所施加的熱包括2500C。41.如權(quán)利要求34中所述的方法，進(jìn)一步包括: 通過(guò)在所述電子部件待被放置于所述基底上的位置中將具有與所述電子部件相同幾何形狀的模型部件附接到底部結(jié)構(gòu)來(lái)形成模具主結(jié)構(gòu)；以及 沉積一相態(tài)的材料以在所述模型部件和所述底部的表面上進(jìn)行符合，并引起所述材料改變到固體形式以生產(chǎn)所述模板。42.如權(quán)利要求34中所述的方法，其中所述柔性電絕緣材料包括聚酰亞胺、硅基彈性體、苯并環(huán)丁烯(BCB)、SU-8或包含添加的導(dǎo)電粒子的彈性體，所述導(dǎo)電粒子包括碳粒子、碳納米管或硅納米線。43.如權(quán)利要求34中所述的方法，進(jìn)一步包括: 從所述模板中釋放所生產(chǎn)的電路或電子設(shè)備。44.如權(quán)利要求43中所述的方法，進(jìn)一步包括: 將所生產(chǎn)的電路或電子設(shè)備集成到印刷電路板。45.如權(quán)利要求34中所述的方法，進(jìn)一步包括: 在具有所述電子部件的所述側(cè)上的所生產(chǎn)的電路或電子設(shè)備之上形成包括電絕緣材料的外部基底，其中所述外部基底能夠保護(hù)所生產(chǎn)的電路或設(shè)備免受由潮濕、溫度、壓力或PH引起的不利的情況。46.如權(quán)利要求34中所述的方法，進(jìn)一步包括: 使用釋放的模板來(lái)制造另一電路或電子設(shè)備。47.如權(quán)利要求34中所述的方法，進(jìn)一步包括: 將模板-包覆的電路或電子設(shè)備集成到印刷電路板。48.如權(quán)利要求34中所述的方法，其中生產(chǎn)所述電路或電子設(shè)備進(jìn)一步包括在所述基底上加工電子元件，以及生成附加的電互連物以將所述電子元件中的至少一些與所述電部件或所述電互連物進(jìn)行電聯(lián)接。49.如權(quán)利要求48中所述的方法，其中附加的電子元件包括二極管、發(fā)光二極管(LED)、晶體管、電池、阻抗元件、集成電路、薄膜電路、傳感器、轉(zhuǎn)換器、放大器、功率變換器、光耦合器或微芯片中的至少一個(gè)。50.—種制造電路的方法，包括: 在基底上的經(jīng)選擇的位置處附接電子部件，所述基底包括柔性電絕緣材料； 通過(guò)沉積流體形式的鑄模材料以在所述電子部件和所述基底的表面上進(jìn)行符合，并允許所述鑄造材料從所述流體形式改變到固體形式來(lái)形成鑄模件以包覆附接到所述基底的所述電子部件； 通過(guò)下述方式來(lái)形成電路:在所述基底中形成開口以到所述電子部件的導(dǎo)電部分，在所述基底上以經(jīng)選擇的布置在所述導(dǎo)電部分之間生成電互連物，以及在所述電互連物和暴露的基底上沉積一層電絕緣柔性材料以形成所述電路的柔性絕緣底部；以及從所述鑄模件中釋放所述電路。51.如權(quán)利要求50中所述的方法，其中所述電子部件包括電路元件或微芯片中的一個(gè)或多個(gè)。52.如權(quán)利要求51中所述的方法，其中所述導(dǎo)電部分包括所述電路元件或所述微芯片的接觸襯墊。53.如權(quán)利要求50中所述的方法，其中附接包括使所述電子部件的所述導(dǎo)電部分與所述基底相接觸。54.如權(quán)利要求50中所述的方法，進(jìn)一步包括: 將其上附接有所述電子部件的所述基底放置到模制基底的井中，其中放置被定向，以使得所述基底處于所述井的底部處且所述電子部件面向所述井的開口。55.如權(quán)利要求54中所述的方法，進(jìn)一步包括: 向所沉積的鑄造材料施加具有平坦表面的上部基底，以生產(chǎn)固化的鑄模件的平坦表面。56.如權(quán)利要求55中所述的方法，進(jìn)一步包括: 移除對(duì)附接到所述基底的所述電子部件進(jìn)行包覆的所述鑄模件；以及將所述鑄模件定向放置在平坦表面上，以使得所述基底向上且所述固體的鑄模件材料與所述平坦表面相接觸。57.如權(quán)利要求55中所述的方法，其中沉積所述鑄造材料包括將附接于所述基底上的所述電子部件浸沒(méi)在流體形式的所述鑄造材料中。
【文檔編號(hào)】H01L21/68GK106061737SQ201480075961
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2014年12月19日
【發(fā)明人】托德·普倫蒂斯·科爾曼, 金潤(rùn)成, 邁克爾·巴捷馬, 羅伯特·N·韋恩瑞伯
【申請(qǐng)人】加利福尼亞大學(xué)董事會(huì)