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柔性电子器件及其制造方法技术

技术编号:20048031 阅读:34 留言:0更新日期:2019-01-09 05:11
本公开涉及一种柔性电子器件及其制造方法。该柔性电子器件包括柔性基底、金属互联结构及芯片,柔性基底的表面上具有多个基座以及在多个基座之间的连接部;金属互联结构包括处于多个基座上的底电极、处于柔性基底的表面上的互联电极以及处于连接部上的导电层;芯片贴合在底电极上,芯片和底电极分别通过导线连接到互联电极,柔性基底、多个基座以及连接部是液态的柔性材料在半导体模具上固化成型的。本公开实施例提供的柔性电子器件的制造方法,能够实现柔性电子器件制造过程中的应变隔离,提高柔性电子器件的可延展性。

【技术实现步骤摘要】
柔性电子器件及其制造方法
本公开涉及电子器件
,尤其涉及一种柔性电子器件及其制造方法。
技术介绍
柔性电子器件在生物医学、精密工业及机器人等领域有着重要的应用前景。例如,能够检测生理信息的柔性电子器件具有与人体贴合好,生物兼容性好,可长时间佩戴等优点。柔性电子器件在工作期间经常会产生较大的应变,在采用相关技术制备柔性电子器件的过程中,可通过预应变使得脆性材料形成褶皱、将硬质薄膜转印到柔性衬底等方式来增强柔性电子器件的延展性,但仍无法满足柔性电子器件的延展性需求。
技术实现思路
有鉴于此,本公开提出了一种柔性电子器件及其制造方法。根据本公开的一方面,提供了一种柔性电子器件,包括:柔性基底,所述柔性基底的表面上具有多个基座以及在所述多个基座之间的连接部;金属互联结构,所述金属互联结构包括处于所述多个基座上的底电极、处于所述柔性基底的表面上的互联电极以及处于所述连接部上的导电层;芯片,所述芯片贴合在所述底电极上,所述芯片和所述底电极分别通过导线连接到所述互联电极,其中,所述柔性基底、所述多个基座以及所述连接部是液态的柔性材料在半导体模具上固化成型的。对于上述柔性电子器件,在一种可能的实现方式中,所述互联电极包括第一电极和第二电极,所述芯片为多个,其中,多个芯片的下表面分别贴合到多个底电极,所述多个芯片的上表面分别通过导线连接到所述第一电极,至少一个底电极通过导线连接到所述第二电极。对于上述柔性电子器件,在一种可能的实现方式中,所述多个基座之间通过所述连接部连接,所述底电极之间通过所述连接部上的导电层导通,其中,所述连接部的形状为蛇形、S形和网格形中的任一种,所述导电层上具有褶皱。根据本公开的另一方面,提供了一种柔性电子器件的制造方法,包括:将液态的柔性材料浇注到半导体模具上并进行固化处理,获得柔性基底,所述柔性基底的表面上具有多个基座以及在所述多个基座之间的连接部;在所述柔性基底的表面上沉积金属层;对所述金属层进行刻蚀处理,形成金属互联结构,所述金属互联结构包括处于所述多个基座上的底电极、处于所述柔性基底的表面上的互联电极以及处于所述连接部上的导电层;将芯片贴合到所述底电极并连接所述芯片、所述互联电极及所述底电极,形成柔性电子器件。对于上述柔性电子器件的制造方法,在一种可能的实现方式中,对所述金属层进行刻蚀处理,形成金属互联结构,包括:在所述金属层上旋涂光刻胶并加热固化所述光刻胶,获得待刻蚀的柔性基底;将所述待刻蚀的柔性基底置于目标温度下预定时间后,对所述光刻胶进行显影处理,形成第一掩膜层;以所述第一掩膜层为掩膜,对所述金属层进行刻蚀处理,形成所述金属互联结构,其中,所述目标温度为在所述柔性基底的表面上沉积金属层期间的温度。对于上述柔性电子器件的制造方法,在一种可能的实现方式中,所述互联电极包括第一电极和第二电极,其中,将芯片贴合到所述底电极并连接所述芯片、所述互联电极及所述底电极,形成柔性电子器件,包括:将多个芯片的下表面分别贴合到多个底电极;通过导线将所述多个芯片的上表面分别连接到所述第一电极;通过导线将至少一个底电极连接到所述第二电极。对于上述柔性电子器件的制造方法,在一种可能的实现方式中,所述多个基座之间通过所述连接部连接,所述底电极之间通过所述连接部上的导电层导通,其中,所述连接部的形状为蛇形、S形和网格形中的任一种,所述导电层上具有褶皱。对上述柔性电子器件的制造方法,在一种可能的实现方式中,所述方法还包括:以预设图案对硅片进行刻蚀处理,获得刻蚀后的硅片;对所述刻蚀后的硅片进行清洗及脱模处理,获得所述半导体模具,其中,所述半导体模具上具有凹槽,所述凹槽的形状与所述柔性基底的表面的形状互补。对于上述柔性电子器件的制造方法,在一种可能的实现方式中,以预设图案对硅片进行刻蚀处理,获得刻蚀后的硅片,包括:在所述硅片的一面上旋涂光刻胶;将所述预设图案转移到光刻胶上,形成第二掩膜层;以所述第二掩膜层为掩膜,对所述硅片进行刻蚀处理,获得刻蚀后的硅片。对于上述柔性电子器件的制造方法,在一种可能的实现方式中,将液态的柔性材料浇注到半导体模具上并进行固化处理,获得柔性基底,包括:将液态的柔性材料浇注到所述半导体模具上,在50℃~80℃的温度条件下固化30分钟~90分钟,并使得固化的柔性基底与所述半导体模具分离,获得所述柔性基底。本公开实施例所提供的柔性电子器件及其制造方法,所制造的柔性电子器件包括柔性基底、金属互联结构及芯片,柔性基底上具有基座及连接部,在半导体模具上固化成型;金属互联结构包括处于多个基座上的底电极、处于柔性基底的表面上的互联电极以及处于连接部上的导电层;芯片贴合在底电极上,芯片和底电极分别通过导线连接到互联电极。根据本公开的实施例,能够实现柔性电子器件制造过程中的应变隔离,提高柔性电子器件的可延展性。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明,本公开的其它特征及方面将变得清楚。附图说明包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面,并且用于解释本公开的原理。图1示出根据本公开一实施例的柔性电子器件的结构示意图;图2示出根据本公开一实施例的柔性电子器件的导电层的俯视图;图3示出根据本公开一实施例的柔性电子器件的制造方法的流程图;图4示出根据本公开一实施例的柔性电子器件的制造方法的流程图;图5示出根据本公开一实施例的半导体模具的结构示意图。具体实施方式以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面,但是除非特别指出,不必按比例绘制附图。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。另外,为了更好的说明本公开,在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解,没有某些具体细节,本公开同样可以实施。在一些实例中,对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述,以便于凸显本公开的主旨。图1示出根据本公开一实施例的柔性电子器件的结构示意图。如图1所示,柔性电子器件包括:柔性基底1,柔性基底1的表面上具有多个基座2以及在多个基座2之间的连接部3;金属互联结构,金属互联结构包括处于多个基座2上的底电极、处于柔性基底1的表面上的互联电极以及处于连接部上的导电层;芯片4,芯片4贴合在底电极上,芯片和底电极分别通过导线连接到互联电极,其中,柔性基底1、多个基座2以及连接部3是液态的柔性材料在半导体模具上固化成型的。根据本公开的实施例,能够实现柔性电子器件制造过程中的应变隔离,提高柔性电子器件的可延展性,从而满足用户的使用需求。在本实施例中,柔性基底1、柔性基底1的表面上的多个基座2以及在多个基座2之间的连接部3可由柔性材料制成。柔性材料可以是聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,简称PDMS)、橡胶、水凝胶(Hydrogel)、聚酰亚胺(Polyimide,简称PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene.glycolterephthalate,简称PET)等具有柔性的聚合物材料。本领域技术人员可以根据实际需要对柔性材料进行选择,本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性电子器件,其特征在于,包括:柔性基底,所述柔性基底的表面上具有多个基座以及在所述多个基座之间的连接部;金属互联结构,所述金属互联结构包括处于所述多个基座上的底电极、处于所述柔性基底的表面上的互联电极以及处于所述连接部上的导电层;芯片,所述芯片贴合在所述底电极上,所述芯片和所述底电极分别通过导线连接到所述互联电极,其中,所述柔性基底、所述多个基座以及所述连接部是液态的柔性材料在半导体模具上固化成型的。

【技术特征摘要】
1.一种柔性电子器件,其特征在于,包括:柔性基底,所述柔性基底的表面上具有多个基座以及在所述多个基座之间的连接部;金属互联结构,所述金属互联结构包括处于所述多个基座上的底电极、处于所述柔性基底的表面上的互联电极以及处于所述连接部上的导电层;芯片,所述芯片贴合在所述底电极上,所述芯片和所述底电极分别通过导线连接到所述互联电极,其中,所述柔性基底、所述多个基座以及所述连接部是液态的柔性材料在半导体模具上固化成型的。2.根据权利要求1所述的柔性电子器件,其特征在于,所述互联电极包括第一电极和第二电极,所述芯片为多个,其中,多个芯片的下表面分别贴合到多个底电极,所述多个芯片的上表面分别通过导线连接到所述第一电极,至少一个底电极通过导线连接到所述第二电极。3.根据权利要求1所述的柔性电子器件,其特征在于,所述多个基座之间通过所述连接部连接,所述底电极之间通过所述连接部上的导电层导通,其中,所述连接部的形状为蛇形、S形和网格形中的任一种,所述导电层上具有褶皱。4.一种柔性电子器件的制造方法,其特征在于,包括:将液态的柔性材料浇注到半导体模具上并进行固化处理,获得柔性基底,所述柔性基底的表面上具有多个基座以及在所述多个基座之间的连接部;在所述柔性基底的表面上沉积金属层;对所述金属层进行刻蚀处理,形成金属互联结构,所述金属互联结构包括处于所述多个基座上的底电极、处于所述柔性基底的表面上的互联电极以及处于所述连接部上的导电层;将芯片贴合到所述底电极并连接所述芯片、所述互联电极及所述底电极,形成柔性电子器件。5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,对所述金属层进行刻蚀处理,形成金属互联结构,包括:在所述金属层上旋涂光刻胶并加热固化所述光刻胶,获得待刻蚀的柔性基底;将所...

【专利技术属性】
技术研发人员:冯雪李航飞
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:北京,11

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