一种器件封装方法及柔性器件与流程

本发明涉及电子科学技术领域，尤其涉及一种器件封装方法及柔性器件。

背景技术：

封装是半导体制造工艺中的重要一步，封装性能能够严重影响到器件产品的性能。而且，对于大多数半导体电子器件，都需要封装为其提供一个与外界隔离的相对稳定的工作环境，因此，封装也是对半导体电子器件的一种保护，例如，隔绝空气中的水汽和空气对器件的氧化，延缓器件老化，又或者，抵御外界温度变化，既能延缓器件老化，又能保证器件的工作性能稳定。

然而，对应柔性材料制成的期间，现有的封装工艺封装效果差强人意，尤其是对于柔性有机发光二极管(organiclight-emittingdiode，oled)，对薄膜封装技术(thinfilmequipment，tfe)的可靠性要求很高，封装的好坏直接影响oled显示器的寿命。目前常用的封装技术主要有单层膜封装技术、有机无机复合薄膜封装技术和无机复合薄膜封装技术。

图1为现有技术中的一种单层膜封装结构示意图，如图1所示，在待封装的oled上直接覆盖一单层材料薄膜，这种封装方式虽然简便但封装效果不理想，单层材料薄膜中的应力较大，封装性能不能满足柔性器件的封装要求。

图2为现有技术中的一种有机无机复合薄膜封装结构示意图，图3为现有技术中的一种无机复合薄膜封装结构示意图，这种结构对应力释放的作用比较有限，因此也限制了封装性能的提高。

综上所述，现有的柔性器件封装结构存在着封装性能较低的问题。

技术实现要素：

本发明提供一种器件封装方法及柔性器件，用以提高器件的封装性能。

本发明实施例提供一种器件封装方法，包括：

步骤1、将基片置于生长装置中，生长装置包含上电极和下电极；

步骤2、控制生长装置的生长条件，在上电极和下电极的作用下，将反应物生成位于基片之上的凹凸层；其中，反应物与凹凸层的材质相匹配，凹凸层的形状由下电极上设置的介质阵列所决定；

步骤3、重复步骤2直至生成满足封装要求的封装层，封装层中相接触的凹凸面相互结合。

可选的，控制生长装置的生长条件，包括：

下电极设置有第一介质阵列，第一介质阵列由多个介质按照第一规则排列构成；

控制生长装置的第一生长条件，从而生成位于基片之上的第一凹凸层；

去除第一介质阵列；

控制生长装置的第二生长条件，从而生成位于第一凹凸层之上的第二凹凸层，第二凹凸层的凸起位填充第一凹凸层的凹陷位。

可选的，控制生长装置的生长条件，包括：

下电极设置有第一介质阵列，第一介质阵列由多个介质按照第一规则排列构成；

控制生长装置的第一生长条件，从而生成位于基片之上的第一凹凸层；

下电极设置有第二介质阵列；第二介质阵列由多个介质按照第二规则排列构成，第二规则与第一规则相反；

控制生长装置的第二生长条件，从而生成位于第一凹凸层之上的第二凹凸层。

可选的，下电极设置有第二介质阵列，包括：

第一介质阵列和第二介质阵列位于同一模板上；

通过改变基片的位置以实现第一介质阵列和第二介质阵列的切换。

可选的，控制生长装置的生长条件，包括：

确定满足封装要求的凹凸层的厚度比；厚度比为凹凸层最小厚度与最大厚度的比值；

根据凹凸层的厚度比，确定凹凸层的生长条件。

可选的，生长装置为等离子体增强化学气相沉积装置pecvd。

本发明实施例提供一种柔性器件，包括：

基片和封装层；

封装层位于基片之上；封装层包含多个凹凸层；封装层中相接触的两个凹凸面相互结合。

可选的，凹凸层远离凹凸面的一面为平面；凹凸层与相邻凹凸层之间通过凹凸面或平面相结合。

可选的，凹凸层的厚度比根据封装要求确定，厚度比为凹凸层最小厚度与最大厚度的比值。

可选的，凹凸层为无机层。

综上所述，本发明实施例提供一种器件封装方法及柔性器件，包括：步骤1、将基片置于生长装置中，生长装置包含上电极和下电极；步骤2、控制生长装置的生长条件，在上电极和下电极的作用下，将反应物生成位于基片之上的凹凸层；其中，反应物与凹凸层的材质相匹配，凹凸层的形状由下电极设置的介质阵列所决定；步骤3、重复步骤2直至生成满足封装要求的封装层，封装层中相接触的凹凸面相互结合。采用本发明实施例所提供的技术方案能够在基片上获得包含多个凹凸层的封装层，封装层中相接触的两个凹凸面相互结合。封装层中的凹凸层可以充分释放封装层中的应力，从而提高了封装层的挠曲性，因此采用本发明实施例所提供的技术方案进行封装，可以提高器件的封装性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的一种单层膜封装结构示意图；

图2为现有技术中的一种有机无机复合薄膜封装结构示意图；

图3为现有技术中的一种无机复合薄膜封装结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种柔性器件结构示意图；

图5a为本发明实施例所提供的一种器件受到压应力时凹凸层结构形变示意图；

图5b为本发明实施例所提供的一种器件受到拉应力时凹凸层结构形变示意图；

图6为本发明实施例提供的一种基于本实施例柔性器件的水氧入侵路径示意图；

图7为本发明实施例提供的一种凹凸层厚度比定义示意图；

图8为本发明实施例所提供的一种器件封装方法流程示意图；

图9为本发明实施例提供的一种第一介质阵列结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种生长装置结构侧切图；

图11为本发明实施例提供的一种与图9对应的第二介质阵列结构示意图；

图12为本发明实施例提供的一种封装层生长过程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

图4为本发明实施例提供的一种柔性器件结构示意图，如图4所示，柔性器件，包括：

基片和封装层；

封装层位于基片之上；封装层包含多个凹凸层；封装层中相接触的两个凹凸面相互结合。

具体实施过程中，基片是已经生长了原始器件结构的基片，例如，对于半导体激光器，这里的基片指的是已经生长了包括激光器有源区在内的基片。对器件的封装，便是在基片上加盖封装层，将基片上的原始器件结构覆盖在封装层之下。

如图4所示的柔性器件，在基片之上的封装层由多个凹凸层构成，每个凹凸层都有一个凹凸面，其中，封装层中相接处的两个凹凸面相互结合。当柔性器件产生形变时，凹凸层的结构更有利于应力释放。图5a为本发明实施例所提供的一种器件受到压应力时凹凸层结构形变示意图，如图5a所示，当器件受到向下的压应力时，凹凸面向下的凹凸叠层产生了形变，其凹凸面将向下的压应力释放了出去。图5b为本发明实施例所提供的一种器件受到拉应力时凹凸层结构形变示意图，如图5b所示，当器件受到向上的拉应力时，凹凸面向上的凹凸叠层产生了形变，其凹凸面将向上的拉应力释放了出去。由图5a和图5b可见，本发明实施例所提供的凹凸面结构更有力于应力的释放，因此更适用于易发生较大形变的柔性器件，因此，本发明实施例所提供的柔性器件具有更好的封装性能。

除了应力释放外，本发明实施例所提供的柔性器件还可以更好地抵御外界杂质入侵。以水氧为例，图6为本发明实施例提供的一种基于本实施例柔性器件的水氧入侵路径示意图。如图6中的加粗黑线所示，水氧在穿过第一个凹凸层到达凹凸面时，由于下一个凹凸层具有一定的厚度差，且两个凹凸层的凹凸面结合处较凹凸面内部更为不稳定，致使水氧更趋向于延凹凸面的结合处向下一个凹凸层的凹陷部入侵，而现有技术中，水氧直接穿过封装层向下入侵。较之现有的非凹凸层封装的器件，外界杂质入侵本发明实施例所提供的柔性器件时需经过更长的入侵路径才能穿透封装层，因此本发明实施例所提供的柔性器件能够更好地抵御外界杂质入侵，使器件的工作性能更加稳定，使用寿命得到延长，进一步提高了封装性能。

较佳的，凹凸层远离凹凸面的一面为平面；凹凸层与相邻凹凸层之间通过凹凸面或平面相结合。凹凸层的一面为凹凸面，另一面为平面，与基板相接触的凹凸面通过其平面与基板相结合，而其凹凸面与其上方的凹凸层向结合。经过生长偶数倍的凹凸层之后，使得封装完成的柔性器件的表面依旧为平面，不会因凹凸面而影响其后续组装或美观。

为了进一步说明本发明实施例所提供的柔性器件的封装层，为凹凸层定义参数：厚度比，厚度比为凹凸层最小厚度与最大厚度的比值。图7为本发明实施例提供的一种凹凸层厚度比定义示意图，如图7所示的凹凸层，其最小厚度，即凹陷部对应的厚度为h1；最大厚度，即凸起部对应的厚度为h2，则图7所示的凹凸层的厚度比为h1/h2。厚度比是本发明实施例所提供的柔性器件的封装层的重要设计参数，关系到器件最后的封装性能。一般情况下，凹凸层的厚度比是在综合考虑凹凸层的材料种类、封装要求等多种因素的情况下获得的能够实现最佳应力释放和水氧阻隔效果的厚度比。

需指出的是，本发明实施例所提供的柔性器件的封装层中，各凹凸层之间的材料可以相同也可以不同，较佳的，各凹凸层材料都为无机层。无机封装结构的生长是现有半导体封装技术中非常成熟的一种手段，可以使用多数生长装置进行生长，尤其是可以使用等离子体增强化学气相沉积设备(plasmaenhancedchemicalvapordeposition，pecvd)进行生长。使用pecvd进行生长，能够提高封装层的生长速率，且成本相对较低，更有利于本发明实施例所提供的柔性器件的产业化生成。

基于上述柔性器件，本发明实施例还提供了一种器件封装方法，能够实现对上述柔性器件的封装。图8为本发明实施例所提供的一种器件封装方法流程示意图，如图8所示，包括：

s801：将基片置于生长装置中，生长装置包含上电极和下电极；

s802：控制生长装置的生长条件，在上电极和下电极的作用下，将反应物生成位于基片之上的凹凸层；其中，反应物与凹凸层的材质相匹配，凹凸层的形状由下电极上设置的介质阵列所决定；

s803：重复s802直至生成满足封装要求的封装层，封装层中相接触的凹凸面相互结合。

在s801的具体实施过程中，在下电极上布置有与所需获得的凹凸层形状相对应的介质阵列，基片置于生长装置指的是将基片置于下电极上的介质阵列之上。生长装置是包含有上电极和下电极的生长装置，通过上电极与下电极作用于反应物，使得反应物沉积在基片上，例如pecvd、磁控溅射、amocvd等多种设备都可以为本发明实施例所述的生长装置。

在s802的具体实施过程中，生长装置的生长条件所包括的具体参数与生长装置相关，但必须包括生长时间、生长材料、生长温度等基础条件。生长条件中各种参数的具体数值需根据所要生长的凹凸层的情况设置，例如，若所要生长的凹凸层的厚度较大，则将生长条件中的时间设置为相应的较长时间，又例如，所要生长的凹凸层的材质为砷化镓，则应设置开启生长装置中的砷源和镓源。其中，生长材料需根据应力、折射性等膜层之间的匹配情况进行搭配。生长时间与凹凸层的厚度有关，而凹凸层的厚度比又关系到封装性能，因此需根据介质种类和封装要求设置合理的生长时间，以获取满足封装要求的凹凸层的厚度比。

在凹凸层的生长过程中，生长装置根据设置的生长材料将反应物传送至上电极和下电极所处区域，由于介质阵列的存在，使得反应物所受的电场强度出现差异。有介质的地方电场较弱，基片所对应的区域沉积的反应物较少，没有介质的地方电场较强，基片所对应的区域沉积的反应物较多。最后，在上电极和下电极的作用下，反应物在基片上沉积出凹凸层。可选地，介质为较为常用的陶瓷材质。介质的大小、介质阵列的排布方式等都可以根据凹凸层的设计需要进行调节。

在s803的具体实施过程中，由于所需生长的封装层具有多个凹凸层，因此要重复s802直至生成满足封装要求的封装层，而且，封装层中相接触的凹凸面需相互结合。需指出的是，每一次重复s802都需根据所要生长的凹凸层调整生长条件，生长条件包括介质阵列，以达到封装要求。

采用本发明实施例所提供的技术方案能够在基片上获得包含多个凹凸层的封装层，封装层中相接触的两个凹凸面相互结合。封装层中的凹凸层可以充分释放封装层中的应力，从而提高了封装层的挠曲性，因此采用本发明实施例所提供的技术方案进行封装，可以提高器件的封装性能。

为了更具体地说明本发明实施例所提供的器件封装方法，本发明实施例还提供了以下具体实施例，需指出的是，以下具体实施例只是为了说明本发明实施例所提供的器件封装方法，并不代表本发明实施例仅包括或仅适用于以下具体实施例。

(具体实施例一)

图9为本发明实施例提供的一种第一介质阵列结构示意图，如图9所示，黑色区域代表介质，白色区域代表无介质。在开始凹凸层的生长之前，将第一介质阵列布置于下电极之上。图10为本发明实施例提供的一种生长装置结构侧切图，如图10所示，下电极上布置有第一介质阵列，基板置于第一介质阵列之上。基板上有介质对应的区域为a区，无介质对应的区域电压为b区。一般，生长装置在生长材料时的环境为真空环境，而介质的介电常数高于真空介电常数，使得a区的电压较b区的电压小，在a区产生的反应物离子数相对较少，宏观表现为a区产生的膜层厚度比b区产生的膜层厚度薄，从而获得了第一凹凸层。

在获得的第一凹凸层的基础上，去掉介质阵列，生长第二凹凸层，第二凹凸层的凸起位填充第一凹凸层的凹陷位。当第二凹凸层的厚度足够高时，也能够在凹凸面的另一侧获得平面。

(具体实施例二)

同样基于如图9和图10所示的第一介质阵列和生长装置，获得第一凹凸层。之后，根据与第一介质阵列的第一排列规则相反的第二排列规则，获得第二介质阵列，如图11所示，为本发明实施例提供的一种与图9对应的第二介质阵列结构示意图。由于第二介质阵列的排列规则与第一介质阵列刚好相反，所以获得的第二凹凸层可以更好地与第一凹凸层结合，对第二凹凸层的厚度也有更大的调节空间。

(具体实施例三)

在封装层生长时，需要保持生长环境的绝对干净，反复调节介质阵列会影响凹凸层的生长。基于具体实施例二，较佳的，将第一介质阵列和第二介质阵列制作于同一阵列模板上，通过改变基片的位置以实现第一介质阵列和第二介质阵列的切换。

图12为本发明实施例提供的一种封装层生长过程示意图，如图12所示，第一介质阵列和第二介质阵列为基片下的同一个介质阵列。在进行第一层凹凸层生长时，在基片上有介质对应的区域生长了凹陷部分，基片上无介质对应的区域生长了凸起部分，此时基片下对应的介质阵列为第一介质阵列。继续第二层凹凸层生长时，通过移动基片，使基片下方的介质阵列变为第二介质阵列，继续生长第二凹凸层，第二凹凸层的凹凸面和第一凹凸层的凹凸面结合，生长完后的薄膜的表面为平面；之后，继续移动基片改变基片下方对应的介质阵列，重复生长第三个凹凸层及之后凹凸层，直至获得n个凹凸层后完成了封装层的生长。

综上所述，本发明实施例提供一种器件封装方法及柔性器件，包括：步骤1、将基片置于生长装置中，生长装置包含上电极和下电极；步骤2、控制生长装置的生长条件，在上电极和下电极的作用下，将反应物生成位于基片之上的凹凸层；其中，反应物与凹凸层的材质相匹配，凹凸层的形状由下电极设置的介质阵列所决定；步骤3、重复步骤2直至生成满足封装要求的封装层，封装层中相接触的凹凸面相互结合。采用本发明实施例所提供的技术方案能够在基片上获得包含多个凹凸层的封装层，封装层中相接触的两个凹凸面相互结合。封装层中的凹凸层可以充分释放封装层中的应力，从而提高了封装层的挠曲性，因此采用本发明实施例所提供的技术方案进行封装，可以提高器件的封装性能。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。