电子器件的多部分柔性包封壳体制造技术

本文呈现了包封适形电子器件、包封适形集成电路(IC)系统以及制作并使用包封适形电子器件的方法。披露了一种适形IC器件，该适形IC器件包括：柔性衬底；附接至该柔性衬底的电子电路；以及柔性多部分包封壳体，该柔性多部分包封壳体将该电子电路和该柔性衬底包盖在其中。该多部分壳体包括第一包封壳体部件和第二包封壳体部件。该第一包封壳体部件具有凹陷区域，该凹陷区域用于在其中安放该电子电路；而第二包封壳体部件具有凹陷区域，该凹陷区域用于在其中安放该柔性衬底。第一包封壳体部件可选地包括凹陷区域，该凹陷区域用于在其中安放该柔性衬底。任何一个壳体部件可以包括一个或多个突出部，该一个或多个突出部穿过在该衬底中的孔以便接合另一个壳体部件中的多个互补凹陷，以便由此使所述包封壳体部件与该柔性衬底和该电子电路对准并互锁。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用和优先权申明本申请要求于2014年3月4日提交的美国临时专利申请号61/947,709的优先权的权益，该申请通过引用以其全部内容并且出于所有目的结合在此。
本披露的多个方面通常涉及柔性且可伸展的集成电路(IC)电子器件。更具体地，本披露的多个方面涉及具有包封IC器件岛状物的适形电子系统。背景集成电路(IC)是信息时代的基石和当今信息技术产业的基础。集成电路(亦称为“微芯片”)是一组互连电子部件(如晶体管、电容器和电阻器)，这些互连电子部件被蚀刻或被压印到微型半导体材料(如硅或锗)晶片上。集成电路呈现各种形式，如一些非限制性示例，包括微处理器、放大器、闪存、专用集成电路(ASIC)、静态随机存取存储器(SRAM)、数字信号处理器(DSP)、动态随机存取存储器(DRAM)、可擦可编程只读存储器(EPROM)以及可编程逻辑。集成电路用于不可胜数的产品中，包括：个人计算机、膝上计算机和平板计算机、智能电话、宽屏电视机、医疗仪器、通信和联网设备、飞机、飞行器和汽车。集成电路技术和微芯片制造的发展已经引起了芯片尺寸的稳定下降以及电路密度和电路性能的增加。半导体集成规模已经发展到这样一个阶段，其中，单个半导体芯片可以在小于美分的硬币空间中容纳数千万至多于数百亿的器件。此外，在现代微芯片中的每根导电线的宽度可以被制成小至零点几纳米。半导体芯片的运行速度和整体性能(例如，时钟速度和信号净切换速度)已随同集成水平增加了。为了跟上片上电路切换频率和电路密度的增加，半导体封装体目前提供比仅几年前的封装体更大的引脚数、更大的功率耗散、更多的保护以及更高的速度。常规微芯片通常是刚性结构，其在正常操作条件下不被设计成弯曲或伸展的。同样地，大多数微芯片和其他IC模块通常被安装在类似刚性的且不可伸展的印刷电路板(PCB)上。使用刚性IC和刚性PCB的工艺通常对于要求可伸展或可弯曲电子器件的应用是不兼容的。因此，已经针对在柔性聚合物衬底之上或之中的嵌入式微芯片提出了许多方案。这进而使得许多有用的器件配置无法使用刚性硅基电子器件以其他方式成为可能。然而，这些方案中的许多方案使用嵌入式芯片，嵌入式芯片比构成柔性印刷电路板组件(FPCBA)的单独的柔性聚合物层更薄。这种方案对于“薄芯片”配置是不兼容的。此外，用于制作柔性电路的可用工艺常常要求多层昂贵的材料，这不仅增加了材料和制造成本，而且导致非期望厚度的复合结构。
技术实现思路
本文披露的是包封适形电子器件和具有包封集成电路(IC)器件岛状物的适形电子系统，包括其制作方法和使用方法。举例来讲，存在多种描述的用于包封适形电子器件(如适形电子传感器组件)的系统和方法。例如，所述传感器组件可以用于感测、测量或以其他方式量化运动，包括哺乳类受试者的至少一个身体部位的运动和/或肌肉活动。在一些示例中，这种适形电子传感器组件可以被配置成用于直接附接于、靠放、和/或监视人类身体部位的运动。所披露的多种包封方法可以例如增加在此所描述的适形电子器件的耐用性、舒适度和/或美学吸引力，并且提供例如多功能性、成本节约和扩大能力。本披露的多个方面涉及适形集成电路(IC)器件。在实施例中，适形IC器件包括：柔性衬底；附接至柔性衬底的电子电路；以及柔性多部分包封壳体，所述柔性多部分包封壳体将电子电路和柔性衬底基本上或完全地包盖在其中。多部分包封壳体包括第一(顶部)包封壳体部件，该部件被附接至第二(底部)包封壳体部件上。第一包封壳体部件具有至少一个第一凹陷区域，所述至少一个第一凹陷区域用于在其中安放电子电路，而第二包封壳体部件具有至少一个第二凹陷区域，所述至少一个第二凹陷区域用于在其中安放柔性衬底。第一包封壳体部件可以进一步包括至少一个凹陷区域，所述至少一个凹陷区域用于在其中安放柔性衬底。在一些实施例中，电子电路包括经由电互连而电连接的多个间隔开的IC器件。第一包封壳体部件可以包括匣和/或迹线，所述匣和/或迹线用于在其中安放器件岛和电互连。针对某些配置，两个包封壳体部件中的一个或两个包封壳体部件可以具有至少一个突出部，该至少一个突出部穿过在该柔性衬底中的至少一个通孔并且接合在另一个包封壳体部件中的至少一个互补凹陷，以便由此将第一和第二包封壳体部件与柔性衬底和电子电路对准并互锁。可选地，一个或两个包封壳体部件可以具有至少一个突出部，该至少一个突出部进入在柔性衬底中的通孔中的至少一个通孔中以便由此将壳体部件与柔性衬底和电子电路对准并互锁。针对某些配置，柔性多部分包封壳体具有约20肖氏A的硬度计硬度评级以及至少约每英寸80磅(ppi)的抗裂强度。针对某些实现方式，柔性多部分包封壳体是由可伸展且可弯曲的非导电材料制作的。例如，第一和第二包封壳体部件在液体注塑模制(LIM)工艺中由液体硅树脂橡胶(LSR)材料模制而成。这些包封壳体部件然后粘附在一起，从而使得柔性衬底和电子电路被夹置于第一包封壳体部件与第二包封壳体部件之间。柔性多部分包封壳体可以被设计成气密地密封柔性衬底和电子电路。柔性衬底和电子电路配合形成柔性印刷电路板组件(FPCBA)。电子电路可以包括具有至少一个感测器件和至少一个控制器器件的集成电路传感器系统。根据本披露的其他方面，披露了多种适形电子器件。在实施例中，呈现了一种包封适形电子器件，该包封适形电子器件包括柔性印刷电路板(FPCB)以及被配置成安装在FPCB上的集成电路(IC)器件岛的多个表面安装技术(SMT)部件。多个可伸展互连对这些SMT部件进行电连接。柔性两部分包封壳体将FPCB、SMT部件和可伸展互连包盖在其中。包封壳体包括顶部壳体半部和底部壳体半部，这些半部例如分别由FPCB、SMT部件和可伸展的互连制作，并且然后粘附在一起。顶部包封壳体半部具有第一预制凹陷区域，所述第一预制凹陷区域用于在其中安放SMT部件和可伸展互连，而底部包封壳体半具有第二预制凹陷区域，所述第二预制凹陷区域用于在其中安放FPCB。本披露的其他方面涉及用于制作柔性集成电路的方法以及用于使用柔性集成电路的方法。一方面，披露了一种用于包封适形电子器件的方法。该方法包括：对顶部柔性包封壳体部件进行模制；对底部柔性包封壳体部件进行模制；将底部柔性包封壳体部件放置到组件固定件中；将第一剂/层粘接剂分配至底部柔性包封壳体部件上；将柔性印刷电路板组件(FPCBA)放置于组件固定件中的第一剂/层粘接剂和/或底部柔性包封壳体部件的顶部上；将第二剂/层粘接剂分配至FPCBA和/或底部柔性包封壳体部件上；并且，将顶部柔性包封壳体部件放置在组件固定件中的FPCBA和第二剂/层粘接剂的顶部上以创建堆叠并由此在顶部柔性包封壳体部件与底部柔性包封壳体部件之间包盖FPCBA。该方法可以进一步单独地或以任何组合的方式包括：向该堆叠施加压力以便由此在室温下或接近室温下固化粘接剂；在堆叠上执行裸片切割；和/或在分配第二剂/层粘接剂之前装填FPCBA的多个部分。FPCBA可以包括多个间隔开的器件岛状物，这些器件岛状物经由可伸展的电互连而电性地相连。针对这种配置，顶部柔性包封壳体部件包括匣和迹线，所述匣和迹线分别用于在其中安放器件岛和可拉伸电气互连。顶部包封壳体部件还可以包括第一凹陷衬底区域，所述第一凹陷衬底区域用于在其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适形集成电路(IC)器件，包括：柔性衬底；附接至所述柔性衬底上的电子电路；以及柔性多部分包封壳体，所述柔性多部分包封壳体至少基本上将所述电子电路和所述柔性衬底包盖在其中，所述多部分包封壳体包括附接于第二包封壳体部件的第一包封壳体部件，所述第一包封壳体部件具有至少一个第一凹陷区域，所述至少一个第一凹陷区域用于在其中安放所述电子电路，并且所述第二包封壳体部件具有至少一个第二凹陷区域，所述至少一个第二凹陷区域用于在其中安放所述柔性衬底。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.04 US 61/947,7091.一种适形集成电路(IC)器件，包括：柔性衬底；附接至所述柔性衬底上的电子电路；以及柔性多部分包封壳体，所述柔性多部分包封壳体至少基本上将所述电子电路和所述柔性衬底包盖在其中，所述多部分包封壳体包括附接于第二包封壳体部件的第一包封壳体部件，所述第一包封壳体部件具有至少一个第一凹陷区域，所述至少一个第一凹陷区域用于在其中安放所述电子电路，并且所述第二包封壳体部件具有至少一个第二凹陷区域，所述至少一个第二凹陷区域用于在其中安放所述柔性衬底。2.如权利要求1所述的适形IC器件，其中，所述第一包封壳体部件的所述至少一个第一凹陷区域包括至少一个凹陷衬底区域，所述至少一个凹陷衬底区域用于在其中安放所述柔性衬底。3.如权利要求1所述的适形IC器件，其中，所述电子电路包括多个电互连IC器件，并且其中，所述至少一个第一凹陷区域包括多个匣，所述多个匣用于在其中安放所述IC器件。4.如权利要求1所述的适形IC器件，其中，所述柔性衬底具有一个或多个通孔，所述第一包封壳体部件具有第一突出部，所述第一突出部突出到所述一个或多个通孔的第一个通孔中以便由此将所述第一包封壳体部件与所述柔性衬底和所述电子电路对准并互锁。5.如权利要求1所述的适形IC器件，其中，所述FPCB具有一个或多个通孔，所述第二包封壳体部件具有第二突出部，所述第二突出部穿过所述一个或多个通孔的第二个通孔并且与在所述第一包封壳体部件中的互补孔接合，以由此将所述第一和第二包封壳体部件与所述柔性衬底和所述电子电路对准并互锁。6.如权利要求1所述的适形IC器件，其中，所述柔性多部分包封壳体具有至少约20肖氏A的硬度计硬度评级以及至少约每英寸80磅(ppi)的抗裂强度。7.如权利要求1所述的适形IC器件，其中，所述柔性多部分包封壳体是由可伸展且可弯曲的非导电材料制作的。8.如权利要求1所述的适形IC器件，其中，所述第一和第二包封壳体部件在液体注塑模制(LIM)工艺中由液体硅树脂橡胶(LSR)材料模制而成。9.如权利要求1所述的适形IC器件，其中，所述第一和第二包封壳体部件粘附在一起，从而使得所述柔性衬底和所述电子电路被夹置于所述第一包封壳体部件与所述第二包封壳体部件之间。10.如权利要求1所述的适形IC器件，其中，所述柔性衬底和所述电子线路配合形成柔性印刷电路板组件(FPCBA)。11.如权利要求1所述的适形IC器件，其中，所述柔性多部...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·加洛克，哈里·戈德特，史蒂文·法斯特尔特，亚当·斯坦德利，布赖恩·埃洛拉姆皮，许永昱，
申请(专利权)人：MC一零股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US