包封适形电子系统和器件及其制作和使用方法技术方案

本文呈现了包封适形电子器件、包封适形集成电路(IC)传感器系统以及制作并使用包封适形电子器件的方法。披露了一种包括柔性衬底的适形集成电路器件，其中，电子电路附接至该柔性衬底。柔性包封层附接至柔性衬底上。该柔性包封层包盖在该柔性衬底与该包封层之间的该电子电路。针对一些配置，该包封层和该柔性衬底是由可伸展且可弯曲的非导电聚合物制造的。该电子电路可以包括具有多个器件岛状物的集成电路传感器系统，该多个器件岛状物经由多个可伸展的电互连电性地且物理地相连。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关专利申请的交叉引用和优先权申明本申请要求2014年1月6日提交的美国临时专利申请号61/924,111以及2014年3月4日提交的美国临时专利申请号61/947,709的优先权权益，这两个申请均通过引用以其各自的全部内容结合在此并且用于所有目的。
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。
技术介绍
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
本文披露的是具有包封IC器件岛状物的包封适形电子集成电路(IC)器件和适形电子系统，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、并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。本文还披露了用于将适形电子器件的至少一部分包封到柔性和/或可伸展材料(如软质弹性材料)中的多种工艺。披露了多种方法，用于包封相对脆的适形电子器件(如柔性印刷电路板组件(FPCBA))，以生成被保护免受机械和/或环境损害的更健壮的器件。本披露的创造性方面还涉及适形电子器件，这些适形电子器件包括包封整个适形电子器件的包封壳体。包封壳体可以被冲压、被模制或者以其他方式从适形电子器件的剩余部分中单独地被制造。包封壳体可以被模制或以其他方式被生成为单件一体结构，该单件一体结构被布置于适形电子器件的多个部分之上并且层压或以其他方式附接于其上。替代地，包封壳体可以被模制或以其他方式在两个或更多个单独的壳体部件中生成，该包封壳体可以与示例适形电子器件耦接、组装或以其他方式组合以提供包封的适形电子器件。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，其中，电子电路附接至柔性衬底上。柔性包封层附接至柔性衬底上。柔性包封层包盖在柔性衬底与包封层之间的电子电路。针对一些配置，包封层和柔性衬底是由可伸展且可弯曲的非导电聚合物制造的。聚合物可以包括聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、硅树脂、或聚氨酯或者其任何组合。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。电子电路可以包括多个间隔开的器件岛状物，该多个器件岛状物经由多个可伸展的电互连电性地且物理地相连。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，适形电子器件包括细长的柔性聚合物衬底以及被配置为附接至该柔性聚合物衬底上的器件岛状物的多个表面安装技术(SMT)部件。多个可伸展互连电连接这些SMT部件。适形电子器件还包括附接至柔性聚合物衬底上的柔性聚合物包封层。柔性聚合物包封层包盖在柔性衬底与包封层之间的这些SMT部件和可伸展互连。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：接纳或提供第一硅树脂薄片；接纳或提供第二硅树脂薄片；将该第一硅树脂薄片放入组件固定件中；将第一剂粘接剂点涂到第一硅树脂薄片上；将多个柔性印刷电路板组件(FPCBA)放置于组件固定件中的第一剂粘接剂的顶部上；将第二剂粘接剂点涂到柔性印刷电路板组件上；将第二硅树脂薄片放置于组件固定件中的第二剂粘接剂的顶部上以创建堆叠；并且通过辊式层压机传输具有所述第一和第二硅树脂薄片以及所述柔性印刷电路板组件的所述组件固定件。该方法可以进一步单独地或以任何组合的方式包括：在将第二硅树脂薄片放置在第二剂粘接剂的顶部上之前清洗第一和第二硅树脂薄片的键合表面；在清洗键合表面之前检查硅树脂薄片；在将FPCBA放置在第一剂粘接剂的顶部上之前清洗柔性印刷电路板组件的两侧；在清洗FPCBA的两侧之前检查FPCBA；在通过辊式层压机传输组件固定件之前将保护层压薄片放置在组件固定件之上；从辊式层压机中移除组件固定件并且允许第一和第二剂粘接剂固化；和/或从固化堆叠中裸片切割多个包封适形电子器件。以上
技术实现思路
不旨在呈现本披露的每个实施例或每个方面。相反，前述
技术实现思路
仅提供对在此所陈述的一些新颖方面和特征的范例。当与附图和所附权利要求书结合时，以上特征和优点以及本披露的其他特征和优点将容易从代表实施例的以下详细描述中变得明显。附图说明图1是根据本披露的多个方面的具有包封层的适形电子器件的示例的侧视图图解。图2是根据本披露的多个方面的具有多个包封层的适形电子器件的示例的侧视图图解。图3A和图3B分别是根据本披露的多个方面的包封适形电子器件的平面视图图解和透视图图解。图4是在图3A和图3B中所呈现的适形电子器件沿图3A中的线4-4取得的一部分的横截面侧视图图解。图5是工艺流程图，图解了根据本披露的多个方面的一种用于使用包模工艺来包封适形电子器件的示例性方法。图6是工艺流程图，图解了根据本披露的多个方面一种用于使用层压工艺来包封适形电子器件的代表性方法本文档来自技高网...

【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；以及附接至所述柔性衬底上的柔性聚合物包封层，所述柔性聚合物包封层包盖在所述柔性衬底与所述包封层之间的所述电子电路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.06 US 61/924,111;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；以及附接至所述柔性衬底上的柔性聚合物包封层，所述柔性聚合物包封层包盖在所述柔性衬底与所述包封层之间的所述电子电路。2.如权利要求1所述的适形IC器件，其中，所述包封层包括可伸展且可弯曲的非导电材料。3.如权利要求1所述的适形IC器件，其中，所述包封层是由聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、硅树脂、或聚氨酯或者其任何组合制造的。4.如权利要求1所述的适形IC器件，其中，所述包封层被配置成用于气密密封所述电子电路。5.如权利要求1所述的适形IC器件，其中，所述包封层是由紫外线(UV)可固化硅树脂制造的。6.如权利要求1所述的适形IC器件，其中，所述柔性衬底包括可伸展且可弯曲的非导电聚合物材料。7.如权利要求1所述的适形IC器件，其中，所述柔性衬底是由聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、硅树脂、或聚氨酯或者其任何组合制造的。8.如权利要求1所述的适形IC器件，其中，所述电子电路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。9.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间隔开的器件岛状物，所述多个器件岛状物经由多个可伸展的电互连电性地且物理地相连。10.如权利要求1所述的适形IC器件，其中，所述包封层经由液体硅树脂粘接剂涂层粘接至所述柔性衬底上。11.如权利要求1所述的适形IC器件，其中，所述包封层被配置成用于通过调整中性机械平面相对于所述电子电路的功能部件的位置来帮助调节在所述适形IC器件的预定部分上的应力或应变或者两者。12.如权利要求1所述的适形IC器件，其中，所述包封层和所述衬底两者都具有在约200％至约800％范围内的伸长率。13.如权利要求1所述的适形IC器件，其中，所述包封层和所述衬底具有在约1.0mm至约2.0mm的范围内的总体厚度。14.如权利要求1所述的适形IC器件，进一步包括布置在所述柔性聚合物包封层的顶部上的一系列柔性聚合物包封层。15.如权利要求1所述的适形IC器件，进一步包括布置在所述衬底上的基板以及布置在所述基板上的电接触，其中，所述电子电路附接至所述电接触。16.一种适形电子器件，包括：细长的柔性聚合物衬底；多个表面安装技术(SMT)部件，...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼古拉斯·麦克马洪，王鲜艳，布赖恩·埃洛拉姆皮，布莱恩·D·基恩，戴维德·G·加洛克，
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