柔性电子器件制造技术

公开了一种用于安装在弯曲或柔性支架（４２）上的电子器件（３８）及其制造方法。该电子器件包括柔性基片（１８）和在该基片上具有在其表面上的电子元件的刚性材料层（２）。刚性层（２）的变薄区域（６）确定刚性层的邻接部分，柔性连接器（１６）在不同部分上的元件之间延伸。刚性层（２）可沿着变薄区域（６）折断以提供柔性。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于安装到弯曲或柔性支架上的柔性电子器件及其制造方法。由于在不断增加的各种各样的应用中安装电子部件的趋势，对于制造柔性电子器件的能力的需求日见增长。例如，这些器件可用在“灵活插件板”中，即包括微控制器和安全存储器的塑料信用卡片。已经发现制作在柔性塑料基片上的大面积电子部件(LAE)出现很多问题。这些问题包括低热聚集、差质量器件、半导体器件中的层的龟裂和粘附性不好、吸水、以及由于塑料基片的膨胀和收缩造成的层与层对准差。WO-A-00/46854介绍了一种用于制造柔性有源矩阵显示器的技术。承载电路元件的成形块料以浆料形式淀积在包括互补凹槽的柔性基片上。该块料落在各自的凹槽中，然后一起电耦合以形成有源矩阵。在EP-A-1014452中公开的工艺中，薄膜器件形成在提供在基片上的隔离层上。氢离子被注入到该隔离层中。然后通过用激光照射该层，使隔离层与基片分离，这个工艺被现有注入步骤的效果加速。然后该器件被转移到另一个基片上。通过转移已经被分离地制造在其它基片上的多个更小单元，可以形成大规模有源矩阵基片。本专利技术的目的是提供一种形成能弯曲的电子器件的改进方法以及改进的柔性电子器件。本专利技术提供一种制造电子器件的方法，包括以下步骤(a)在刚性材料层中形成变薄区域的预定图形，以便确定刚性层的邻接部分；(b)在刚性层上提供电子元件；和(c)形成在不同部分上的元件之间延伸的柔性连接器。根据该方法，元件和连接器很方便地形成在刚性层上，并且变薄区域保证了器件的连续弯曲以预定方式分割刚性层。柔性连接器穿过变薄区域延伸，一旦已经沿着变薄区域分割刚性层，也可以保持连接，并允许器件进一步弯曲而不影响器件的操作。在变薄区域提供在与元件和连接器相反的刚性层的一面上的地方，可优选在步骤(b)和/或步骤(c)之后进行步骤(a)。则在制造元件和/或连接器的工艺期间刚性层以更坚固的形式存在。该方法可以使实质区域的电路转移到柔性基片上，然后以控制方式折断，因而组合件是柔性的。可以在完成的器件中折断刚性层，或者，可以在器件使用期间使其断裂。本专利技术还提供制造电子器件的方法，包括以下步骤(a)在刚性层上提供电子元件；(b)形成在刚性层的不同连续部分上的元件之间延伸的柔性连接器；和(c)将刚性层分割成邻接部分。本专利技术结合了在更坚固、易碎材料上制造电子元件和连接器与在已经形成元件和连接器之后能使器件弯曲的操作优点。在优选实施例中，该方法包括在柔性基片上安装刚性层的步骤。一旦被分割，柔性基片可提供对刚性层的支撑，而不会妨碍器件弯曲。例如，该方法适用于在玻璃或其它刚性材料上形成大面积电子部件(LAE)，或在硅上制造集成电路。本专利技术还提供一种电子器件，包括其上具有电子元件的刚性材料层、由刚性层的变薄区域确定的刚性层的邻接部分、以及在不同部分上的元件之间延伸的柔性连接器。本专利技术另外提供这样的器件，其中已经沿着一个或多个变薄区域分割刚性层，以使该器件是柔性的。根据另一个方案，本专利技术提供一种电子器件，包括其上具有电子元件的刚性材料层和在刚性层的不同邻接部分上的元件之间延伸的柔性连接器，该刚性层被分割成邻接部分，因此该器件是柔性的。因此，该电子器件提供有已经被分离的而不是被变薄区域连接的邻接部分。这适用于器件以分割形式足够坚固以用于其以下操作。连接器单独可以是很安全和坚固的足以保持邻接部分在一起，直到该器件被安装到基片上。刚性层优选包括易碎材料，如玻璃或硅，而柔性层可包括例如塑料。可以通过刻蚀或喷砂该刚性层或者采用金刚石圆锯条形成变薄区域。或者，可通过采用例如金刚石尖切割器、或者金刚石或碳化物边缘砂轮对刚性层进行划割，或通过采用激光器以烧蚀细凹槽或狭缝，由此形成变薄区域。变薄区域可包括部分地从一面或两面穿过一层的凹槽或狭缝。在其它实施例中，变薄区域可包括完全穿过刚性层的狭缝或穿孔。在另外的优选实施例中，变薄区域可包括形成在相对宽的凹槽底部的细凹槽或狭缝。当其为柔性以便减小由与凹槽相邻的刚性层表面确定的角度时，较宽凹槽的较大宽度和深度可减少在刚性层的断裂的相反端发生分离。而且，细凹槽保证了可精确确定在变薄区域的断裂位置。变薄区域优选是线性的，即它们沿着直线和/或曲线延伸，而且还优选具有基本上小于其长度的宽度，以便以控制方式沿着它们的长度发生破裂。可以在电子元件已经制造在刚性层上之前或之后产生变薄区域。由变薄区域确定的邻接部分应该足够小，以便在器件的正常使用期间除了变薄区域的折断之外不发生刚性层的破裂。可通过采用激光器或其它能束以局部加热该层，然后通过采用例如空气流或液体冷却剂快速冷却或“淬火”处理，将刚性层分割成邻接部分。由该处理感应的应力可清洁地折断该层而不需要使其弯曲。在其它情况下，例如对于相对厚层，这个处理可以只在预定区域变薄该层，然后弯折使其断裂。连接器例如可在步骤(b)中通过向刚性层上电镀金属形成。这可包括在电镀金属连接器之前淀积籽层的步骤。可在电镀金属之前，在刚性层上确定光刻胶区域，以便连接器的部分在光刻胶上形成桥，然后去掉光刻胶。因此得到连接器能弯曲，因此尽管器件弯曲也能保持不同部分上的元件的电连接。每个连接器可包括在刚性层的变薄部分要断裂的位置上延伸的一个柔性桥部分，或者可包括手风琴式结构的几个桥。下面通过例子和参考附图介绍本专利技术的实施例，其中附图说明图1A-D示出了根据本专利技术实施例制造柔性器件中的步骤的部分剖面侧视图；图2A-D示出了刚性层的部分截面侧视图，表示制造该层的不同方式；图3A-C表示制造如1C和1D中所示的连接器16时的步骤的部分截面侧视图；图4表示如图1D中所示的柔性器件的平面图；和图5表示具有安装在其上的柔性电子器件的灵活插件板。用于制造柔性器件的工艺示于图1A-D中。图1A表示通过玻璃层2的平面的部分横截面图。示出了两个变薄区域4，每个变薄区域由形成在该层的相对面8和10中的一对凹槽构成，每个凹槽垂直于横截面延伸。该凹槽例如可通过刻蚀或喷砂工艺形成。该凹槽在其间确定该层中的邻接部分或岛。图1中所示的凹槽6具有矩形横截面。然而，可采用其它横截面形状，如三角形横截面，其中三角的定点确定刚性层中的最后断裂的线。然后在该层的上表面8上形成电子元件12(图1B)。可采用公知LAE技术形成这些元件，并包括非晶、微晶或多晶器件。该工艺还适用于采用硅层代替玻璃层2而在硅上形成集成电路。添加导电和柔性连接器16(图1C)以便在相邻岛上的器件之间形成连接。这些连接器的形成将在下面参照图2介绍。玻璃层安装在塑料或聚合物基片18上。然后将该组件弯曲，以便按控制方式沿着变薄区域4折断玻璃层。箭头20表示弯曲的方向以便折断变薄区域4。应该明白，还适于在不平行于图1中所示方向的其它方向弯曲该组件以折断变薄区域。弯曲工艺在变薄区域中产生裂纹22，如图1D中所示。结果是，岛14可互相移动，但是经过电镀桥16而保持电连接。通常，玻璃层的厚度可以为约0.7mm或以下。岛可以为约5mm×5mm。这个岛尺寸是以用在柔性灵活插件板技术中的目前最大晶体硅芯片尺寸25mm2为基础的。这是由在发生集成电路芯片破裂和/或其它类型故障之前所能承受的弯曲程度决定的。这些尺寸可以改变以适合特殊应用以及所使用材料和电路的性能的要求。应该明白，可用于形成刚性层2并且相对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造电子器件的方法，包括以下步骤：（ａ）在刚性材料层中形成变薄区域的预定图形，以便确定刚性层的邻接部分；（ｂ）在刚性层上提供电子元件；和（ｃ）形成在不同部分上的元件之间延伸的柔性连接器。

【技术特征摘要】
GB 2000-12-1 0029312.61.一种制造电子器件的方法，包括以下步骤(a)在刚性材料层中形成变薄区域的预定图形，以便确定刚性层的邻接部分；(b)在刚性层上提供电子元件；和(c)形成在不同部分上的元件之间延伸的柔性连接器。2.根据权利要求1的方法，包括沿着变薄区域分割刚性层的步骤。3.一种制造电子器件的方法，包括以下步骤(a)在刚性层上提供电子元件；(b)形成在刚性层的不同连续部分上的元件之间延伸的柔性连接器；和(c)将刚性层分割成邻接部分。4.根据前述任何权利要求的方法，包括在柔性基片上安装刚性层的步骤。5.根据前述任何权利要求的方法，其中连接器是通过在刚性层上电镀金属形成的。6.根据权利要求5的方法，其中在电镀金属连接器之前淀积籽层。7.根据权利要求5或6的方法，其中在电镀金属之前在刚性层上确定光刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：PW格林，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]