可弹性变形的集成电路器件制造技术

本发明专利技术涉及一种集成电路器件，这种集成电路器件包括多个分离的刚性衬底岛（２０２至２０８），这些衬底岛带有电路元件，各自的衬底岛通过各自的可弹性变形的连接（２１０至２２２）连接到各自的相邻的衬底岛，这些可弹性变形的连接含有至少一个各自的信令层，这种信令层用导电材料制成。在衬底岛之间的至少一个可弹性变形的连接具有信令层，这种信令层并不电气连接并因此而形成虚设信令层（２１０ａ至２１０ｃ），而且，这些可弹性变形的连接沿着第一方向将各自的衬底岛连接到各自的相邻的衬底岛并具有以该第一方向的可弹性变形性，这种可弹性变形性由各自的弹性模量所主导，这种弹性模量的比率介于０．５与２．０之间。这就降低由这种集成电路器件所形成的衬底岛网络中的应变的不均匀性。与现有技术的器件相比，本发明专利技术的集成电路器件的功能可靠性得到了提高，而并不限制电路设计的自由度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种集成电路器件，这种集成电路器件包括多个分离 的刚性村底岛，这些衬底岛带有电路元件，各自的衬底岛通过各自的 可弹性变形的连接连接到各自的相邻的衬底岛，这些可弹性变形的连 接含有至少一个各自的信令层，这种信令层用导电材料制成。
技术介绍
这些柔性集成电路器件在下面也称为柔性电路或柔性电路类型的集成电路器件，并且可从US 6，479，890 Bl和US 6,617671 Bl获知。在 这些柔性电路中，刚性衬底岛形成柔性网络或网，这些刚性衬底岛包 括电路元件和这些电路元件之间的可弹性变形的连接，这些连接提供 用于衬底岛之间的信号交换的信令层。柔性电路能够容许弯曲移动以 及由这些移动所导致的拉伸应力和压力，而保持电路的完整性。相反， 单晶硅既硬又脆，且往往通过破裂产生机械应力，这就降低产量并缩 短集成电路器件的产品寿命。柔性电路还提供其它特定优点。例如，这些柔性电路可具有可从 毫米至米调节的延伸件。这样就可用有成本效率的方式设计大面积器 件。不过，已知可弹性变形的连接中的信令层可含有高水平机械应力， 例如，这些信令层用钛(Ti)、氮化钛(TiN)或铜(Cu)制成。例如，之间的热膨胀系数(CTE)的失配所导致。这种应力还可以是这些连 接中的主要应力作用，且大于由这种器件的理想的延伸、压力或弯曲 为了应用目的而产生的应力作用。不均匀的应力在US 6,479,890 Bl ( Trieu等人)中所公开的集成电 路器件中增加，在这种器件中， 一些相邻的衬底岛对由柔性箔连接， 这种柔性箔含有一个信令层，而其它的衬底岛含有平行布置的两个或 更多的信令层。可在形成集成电路器件的柔性网中产生并不希望的不 均匀应力分布，这些不均匀应力分布在最糟的情况下导致连接的破裂。这不利于器件性能。例如，在传感器用途中，含有这些传感器的衬底 岛的规则隔开的布置是理想的，且单个衬底岛的错误定位或仅有一些 连接的故障降低器件的可靠性。另一方面，像US6，617671 Bl那样在相邻的衬底岛之间含有相等 数量的信令层的柔性连接制约了电路设计的自由度，并且将柔性电路 的适用性限制在在衬底岛之间具有相同的布线的情形中。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种柔性电路类型的集成电路器件， 这种集成电路器件具有减少的不均匀应力分布并允许衬底烏之间的电 气连接的复杂图案。根据本专利技术的第一方面，集成电路器件包括多个分离的刚性衬底 岛，这些衬底岛带有电路元件。各自的衬底岛通过各自的可弹性变形 的连接连接到各自的相邻的衬底岛。这些可弹性变形的连接含有至少 一个各自的信令层，这种信令层用导电材料制成。在本专利技术的集成电路器件中，在衬底岛之间的至少一个可弹性变形的连接具有信令层， 这种信令层并不电气连接并因此而形成虚设信令层。而且，这些可弹 性变形的连接沿着第一方向将各自的衬底岛连接到各自的相邻的衬底 岛并具有以该第一方向的可弹性变形性，这种可弹性变形性由各自的 弹性模量所主导，这种弹性模量的比率介于0.5与2.0之间。本专利技术的集成电路器件具有可弹性变形的连接，这些连接具有以 该第一方向的可弹性变形性，这种可弹性变形性由各自的弹性模量所 主导，这种弹性模量的比率介于0.5与2.0之间。这就意味着任何对的 以该第一方向的可弹性变形的连接具有介于1/2与2/1之间的比率。也 将具有在这种间隔之内的比率的弹性模量称为平衡弹性模量。弹性模 量的这些比率的限制与提供至少一个虚设信令层的概念有关。为了提 供与所提及的弹性模量配合的至少一个虚设信令层，在前面所提及的 限制内的比率平衡这些可弹性变形的连接，而并不考虑这些衬底岛的 电路元件之间的电气连通性的特别要求。虚设信令层可用于平衡弹性 模量比率，而无需电气连接。本专利技术可用于选择适当数量的虚设信令 层，以在特定电路设计的所要求的电气连接往往单独提供这种平衡可 弹性变形性的情形中平衡不同的可弹性变形的连接的可弹性变形性。本专利技术的集成电路器件还具有允许提供用于多种类型的柔性电路度和电路要求的优点。所有的连接可含有相等数量的信令层，且柔性 电路的特别应用的单独设计的唯一问题是连接或不连接单独的信令 层。可制造或省略这些信令层的这些电气连接，而并不对可弹性变形 的连接的弹性模量造成太大影响。虚设信令层可由电气绝缘材料的小段终结。这种弹性模量也称为扬氏模量。这两种术语同时用在本说明书中 并具有相同的意义。将弹性模量或扬氏模量限定为对随着应变的应力 变化率的小应变的限制。对于许多材料而言，扬氏模量在应变范围内 恒定，以使这些应变遵守胡克定律。不过，在非线性材料中，扬氏模 量随着应变的变动而变化。出于本专利技术的目的，在与应用目的有关的 整个间隔内足以确保平衡这些可弹性变形的连接的扬氏模量。大于应 变情形而言，不必考虑扬氏模量的比率，这些应变情形与这种器件的 制造或运行无关。弹性模量或扬氏模量是一种张量。可弹性变形的连接可各向异性， 即可具有不同的扬氏模量值并因此而对以不同方向所加的应力展示出 不同的机械性能。出于本专利技术的目的，确保平衡这些可弹性变形的连 接的扬氏模量以用于与应用目的有关的方向就已足够。换言之，这些 可弹性变形的连接可具有不同的扬氏模量值。由于这些电桥的弹性模量主导回应于机械应力的这些柔性电路中 的应变分布，所以具有相同的弹性模量的可弹性变形的连接以相同的 方式产生相同的应力，从而降低由这种柔性电路所形成的网络中的应 变的不均匀性。这样，与现有技术中的器件相比，本专利技术的集成电路 器件的功能可靠性就得到了提高。由于制造误差的原因，集成电路器件的不同可弹性变形的连接之 间的弹性模量的轻微偏差不可避免。因此，对于集成电路器件的所有 电桥而言，完全相同的弹性模量值形成根据本专利技术的理想情形。不过，介于0.5至2.0之间的与这种理想情形的偏差在本专利技术的范围之内。在 优选实施例中，弹性模量的比率介于0.67与1.5之间，甚至可在0.8与 1.25之间。在本申请的范围内，为了保持描述不出现不必要的重复， 在提及弹性模量的"相同，，值时，介于0.5至2.0之间的所有实施例均与术语"平衡弹性模量，， 一致进行处理，除非另有明确说明。用在本说明书中的术语"信令层"是指用导电材料制成的材料，而无论是否在实际上用于不同的村底岛的电路元件之间的信令目的。将术语"可弹性变形的连接，，解释为在两个衬底岛之间提供机械连接的任何可弹性变形结构。可弹性变形的连接的"可变形性"涉及任何类型的机械变形。变态的形状的变化。力可以是:力(拉动):压力(推动)、剪切力: 弯曲或扭曲(扭转)而无限制。对于剪切力的情形而言，可用的弹性 模量是剪切模量。"弹性"可变形性是可逆变形的能力。当停止施加力时，可弹性 变形的连接返回到其原始形状。注意，本专利技术并不排除电桥的塑性变形，塑性变形是一种不可逆 变形。塑性可变形性和弹性可变形性通常共存并应用于不同的应力区 域。这些电桥的塑性可变形性可形成对优选实施例中的电桥的机械性 能有用的作用，在这些优选实施例中，可弹性变形的连接在受到超过 阈值应力量的应力时不会弹性变形。这就允许使单个的岛在制造之后 处于相互之间的较大距离，即使得这种器件可伸展。优选将这些可弹应力量的应力时展示出;余的可弹性变形性。', 本专利技术提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成电路器件，所述集成电路器件包括多个分离的刚性衬底岛（２０２至２０８；３０２至３０８，４５２，４５４），所述衬底岛带有电路元件，各自的衬底岛通过各自的可弹性变形的连接（２１０至２２２；３１０至３１８；４３８）连接到各自的相邻的衬底岛，所述可弹性变形的连接含有至少一个各自的信令层（２１０至２２２；３１０至３１８，４３２．１），所述信令层用导电材料制成，其中　在衬底岛之间的至少一个可弹性变形的连接具有信令层，所述信令层并不电气连接并因此而形成虚设信令层（２１０ａ至２１０ｃ），而且，　所述可弹性变形的连接沿着第一方向将各自的衬底岛连接到各自的相邻的衬底岛，所述可弹性变形的连接具有以所述第一方向的可弹性变形性，所述可弹性变形性由各自的弹性模量所主导，所述弹性模量的比率介于０．５与２．０之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R德克，TM米切尔森，T佐姆波利迪斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]