一种元器件标准柔性化封装结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种元器件标准柔性化封装结构，属于柔性电子技术领域。


背景技术：

2.柔性电子作为20世纪初世界最伟大的十项实用新型之一，凭借其轻便、可弯曲、人机交互性强等特性，在可穿戴设备设备、ai、物联网、人体信息检测等新型领域显示出极大的优势，并在极大程度上推进着新型领域的发展。此外，随着摩尔定律的终结，人们对于新型技术体验的渴望又没有减弱，这使得柔性电子被作为摩尔定律后一个重大的创新点，成为人类技术革命的新风口，被无数企业、用户所重点关注。
3.然而，随着柔性技术的不断兴起，显示屏幕、机械外壳被做成了柔性的，但是电子电路中很多的器件仍然处于难以柔性化的瓶颈，一方面是相同功能的柔性器件难以达到硬质器件的性能水平，另一方面是很多器件还没能找到柔性化的方法，这些问题使得柔性电子的发展受到了一定的阻碍。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供了一种元器件标准柔性化封装结构，该封装结构制造简单且设计性强，能够将硬质的元器件通过本实用新型的柔性封装方法使其柔性化，满足柔性电子对于元器件的需求。
5.本实用新型是采用以下的技术方案实现的：
6.一种元器件标准柔性化封装结构，包括硬质器件和柔性封装体，硬质器件被柔性封装体包裹或者承接，硬质器件和柔性封装体之间设有柔性引线，柔性封装体表面设有扩展接口焊盘，硬质器件表面设有硬质器件接口焊盘，柔性引线连接扩展接口焊盘和硬质器件接口焊盘。
7.进一步地，柔性封装体表面设有引线接口焊盘，引线接口焊盘和硬质器件接口焊盘通过增强型黏附层连接，柔性引线一端的起点为引线接口焊盘，从而根据后续电子电路的具体需求进行硬质器件接口焊盘的拓展和接口焊盘移动，实现接口焊盘方式的改变和丰富。
8.进一步地，柔性封装体由两个或者多个柔性基本单元组成。
9.进一步地，扩展接口焊盘位于柔性封装体的外表面。
10.进一步地，柔性引线与柔性封装体黏附固定，为内置式或外表面式，柔性引线是具有良好的电导率的柔性材料构成，可以是具有拉伸韧性的金属、化合物、液态金属等。对于拉伸任性不好的材料，为了满足其柔性需求，可以将材料制成蛇形线，在适当的空间内增加引线的冗余程度，以增强其可拉伸的性能。
11.进一步地，柔性引线通过溅射、蒸发或旋涂物理方法进行金属或者导电浆体的引线制造，或者通过化学沉积方法进行化合物导体引线的制造，柔性引线的厚度为5
‑
50nm。
12.进一步地，引线接口焊盘通过溅射、蒸发或旋涂物理方法进行金属或者导电浆体
的焊盘制造，或者通过化学沉积方法进行化合物导电焊盘的制造，引线接口焊盘厚度为5
‑
50nm。
13.进一步地，增强型黏附层通过溅射、蒸发或旋涂物理方法进行高粘附性金属或者导电浆体的黏附层的制造，或者通过化学沉积方法进行化合物黏附层的制造，黏附层厚度为 50
‑
200nm。
14.进一步地，扩展接口焊盘通过溅射、蒸发或旋涂物理方法进行金属或者导电浆体的焊盘制造，或者通过化学沉积方法进行化合物导电焊盘的制造，扩展接口焊盘厚度50
‑
500nm.
15.一种制作上述元器件标准柔性化封装结构的工艺，包括以下步骤：
16.(1)确立器件柔性化封装后的标准尺寸
17.针对尺寸需求，确立柔性化封装后的标准尺寸。其实是确定柔性封装体的尺寸，因为硬质器件封装于柔性封装体内部或者表面，外界连线也是通过柔性体上的扩展接口进行连接的。可制造磨具或者利用尺寸刻度进行标记记录。
18.(2)确定引线的走线形式和内外焊盘的位置
19.确定并且规划连接硬质器件接口和扩展接口的引线的走线形式，并且根据硬质器件的接口和实际需求确定的扩展接口需求，确定接口处焊接盘的位置。并制造掩模版，用于后期引线和焊盘的制造。
20.(3)构建柔性基本单元
21.柔性封装体由两个或者多个柔性基本单元组成，其中，对于柔性基本单元的制造，可先结合磨具和需封装的硬质器件，构造整个柔性封装体的结构，然后将整个柔性封装体进行切割，分成柔性基本单元。也可根据标准尺寸和引线位置构建分散的柔性基本单元。可利用pdms 等柔性聚合物材料进行制作。
22.(4)引线制造
23.根据确定的走线形式在柔性单元上进行引线的制造，可以通过溅射、蒸发、旋涂等物理方法进行金属或者导电浆体的引线制造，也可以通过化学沉积等方法进行化合物导体引线的制造，厚度5
‑
50nm。
24.(5)构成部分柔性封装体
25.将带柔性引线的分散柔性单元进行部分键合，构成带有柔性引线的柔性封装体的阶段性产物，此时，柔性封装体只为部分组合，硬质器件并没有进行封装。可通过加热压制、胶粘等物理方法，或者通过催化、促生长等化学方法处理进行粘合。
26.(6)引线接口焊盘制造
27.根据上述步骤(1)(2)所确定的将引线接口焊盘位置进行焊盘制造。可通过溅射、蒸发、旋涂等物理方法进行金属或者导电浆体的焊盘制造，也可以通过化学沉积等方法进行化合物导电焊盘的制造，厚度5
‑
50nm。
28.(7)增强型黏附层制造
29.在焊盘上进行增强型黏附层的制造，可通过溅射、蒸发、旋涂等物理方法进行高粘附性金属或者导电浆体的增强型黏附层的制造，也可以通过化学沉积等方法进行化合物增强黏附层的制造，厚度50
‑
200nm。
30.(8)硬质器件和引线接口焊盘键合
31.利用增强型黏附层的粘附性进行硬质器件接口焊盘和引线接口焊盘的键合。可通过加热压制、化合物反应等方法处理进行键合。
32.(9)硬质器件和柔性封装体单一集成化结合
33.将分散的柔性单元甚至部分柔性封装体进行单一集成化的键合，形成硬质器件和柔性封装体的单一集成化结合。可通过加热压制、胶粘等物理方法，或者通过催化、促生长等化学方法处理进行单一集成化结合。
34.(10)外部扩展接口焊盘制造
35.根据确定的外部扩展接口焊盘的位置，进行外部扩展接口焊盘地制造。可通过溅射、蒸发、旋涂等物理方法进行金属或者导电浆体的焊盘制造，也可以通过化学沉积等方法进行化合物导电焊盘的制造，厚度50
‑
500nm。
36.本实用新型的有益效果是：
37.能够将硬质的元器件通过本实用新型的柔性封装方法使其柔性化，实现硬质器件接口焊盘的拓展和接口焊盘方式的改变，满足柔性电子对于元器件的需求；并且可以对柔性化的器件进行国际化尺寸标准的设定，使其满足一定的国际标准尺寸大小；可在实现硬质元器件柔性化的同时，扩展引脚、改变器件引脚排列方式等，可根据具体柔性电子对不同器件的需求进行柔性化封装设计。
附图说明
38.图1为柔性封装体内部封装的柔性化结构示意图；
39.图2为为柔性封装体外部封装的柔性化结构示意图；
40.图3为带有柔性引线的柔性封装体基本单元示意图；
41.图4为部分柔性封装体示意图。
42.附图标记说明：
43.1柔性封装体；11柔性封装体基本单元；2硬质器件；31引线接口焊盘；41增强型黏附层；51为扩展接口焊盘；61为柔性引线；71硬质器件接口焊盘。
具体实施方式
44.下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
45.实施例一
46.本实用新型的元器件标准柔性化封装结构，包括硬质器件2和柔性封装体1，硬质器件2 被柔性封装体1包裹或者承接，硬质器件2和柔性封装体1之间设有柔性引线61，柔性封装体1表面设有扩展接口焊盘51，硬质器件2表面设有硬质器件接口焊盘71，柔性引线61连接扩展接口焊盘51和硬质器件接口焊盘71，柔性封装体1表面设有引线接口焊盘31，引线接口焊盘31和硬质器件接口焊盘71通过增强型黏附层41连接，柔性引线61一端的起点为引线接口焊盘31，柔性引线61的另一端与柔性封装体1外表面的扩展接口焊盘51相连，从而根据后续电子电路的具体需求进行硬质器件接口焊盘71的拓展和接口焊盘移动，实现接口焊盘方式的改变和丰富。
47.增强型黏附层41位于柔性封装体1的引线接口焊盘31和硬质器件接口焊盘71之间，起连接作用和信号传递作用。通过高粘附性的导电金属或者高粘附性的导电胶体通过
键合或者旋涂的方式，将引线接口焊盘31和硬质器件接口焊盘71紧紧相连，确保封装的可靠性和信号的传输完整性。
48.整个柔性封装体1呈现实心状态或者中空状态，实心状态为硬质器件2封装于上部如图中2所示，空心状态为硬质器件2封装于内部如图1所示，中空的大小和形状，根据硬质器件2的大小和形状进行确定。柔性封装体1包裹封装硬质器件2时，尽量保持内部较少的空气填充状态，防止硬质器件2过多的相对滑动。硬质器件2与柔性封装体1结合，可根据实际需求的器件标准，设计封装层的大小，使得封装后的柔性化器件能够满足标准尺寸的需求，便于后续使用。
49.柔性封装体1总体来说是具有柔性性质的材料构成，能够具有在应力作用下，产生形变并且能够在应力取消后，形变消失的材料。其中，柔性材料可以具备一些功能，例如防酸碱侵蚀，防电磁干扰，质量轻，甚至呈现颜色透明等。柔性封装体1可根据实际需求，进行特别处理或者增加在材料体内部或者外部根据特殊需求的增加具有特定功能的柔性材料。其中，上述所说所有材料都包含在一个柔性封装体1中，起到本实用新型所述的柔性封装体1功能。
50.实施例二
51.本实施例将双接口的sml
‑
d22muw型号的led芯片进行柔性化封装，并且进行扩展接口扩展，实现4扩展口和2012标准尺寸柔性化器件。
52.本发实施例的元器件标准柔性化封装结构包括中空型柔性封装体1、增强型黏附层41、柔性引线61、引线接口焊盘31以及扩展接口焊盘51，示意图如图1所示。总体来看，硬质器件2被柔性封装体1包裹，柔性封装体1的内部分布有一定的柔性引线61，柔性引线61 固定在柔性衬底上，进一步地，使得硬质器件2和柔性封装体1连接在一起，柔性封装体1 表面设有引线接口焊盘31，引线接口焊盘31和硬质器件接口焊盘71通过增强型黏附层41 连接，柔性引线61的一端与引线接口焊盘31连接，柔性引线61的另一端与柔性封装体1 外表面的扩展接口焊盘51相连。
53.其中，柔性封装体1采用pdms材料进行制造，增强型黏附层41采用sx
‑
9313双组份强力铜粉导电胶制造，柔性引线61通过物理法沉积蛇形铜导线制造，引线接口焊盘31通过物理沉积钛金属制造，扩展口焊盘通过物理方法沉积钛金属制造。
54.首先，根据设计需求条件，制造2012尺寸的模板，确定硬质器件接口和扩展接口的位置确定引线的走线方式和内外焊盘的位置，并制造掩模版，用于后期引线和焊盘的制造。
55.进一步地，将液态pdms混合液注入模板，使其覆盖模板底部，静止待其凝固封装体，完成封装体底部的制造，放入硬质器件2等比例模型，导入pdms液体，使其充实磨具，静置凝固。切割柔性封装体1材料，使其分成8个柔性基本单元11。进一步地，利用按照特定形状制作好的掩模版，覆盖在柔性基本单元11上，利用磁控溅射铜金属，进行柔性引线61 的制造，厚度20nm，如图3所示。进一步地，将带柔性引线61的部分分散柔性单元进行热压键合，构成带有柔性引线61的部分柔性封装体1，如图4所示。进一步地，利用制备的掩模版，对部分柔性封装体1采物理沉积钛金属的方式对接口焊盘进行制造，厚度50nm。进一步地，采用sx
‑
9313双组份强力铜粉导电胶对增强型黏附层41进行制造，厚度200nm。进一步地，将分散的柔性封装体1与硬质器件2进行单一集成化的键合，形成硬质器件2和柔性封装体1的结合。进一步地，利用制备的掩模版，对单一集成化的柔性封装体1表面通过物理沉积钛金属
的方式对扩展接口焊盘51进行制造，厚度500nm。
56.实施例三
57.本实施例采用ltcc陶瓷微波滤波器芯片将四接口的ltcc芯片进行柔性化封装，并且进行扩展接口扩展，实现3216标准尺寸柔性化器件，并实现符合柔性化封装后的扩展接口位置。
58.本实施例的柔性封装体1为实心状态，硬质器件2位于柔性封装体1表面，示意图如图 2所示。结构包含柔性封装体1、增强型黏附层41、柔性引线61、引线接口焊盘31以及扩展接口焊盘51。总体来看，硬质器件被柔性封装体1承接，柔性封装体1的上层分布有一定的柔性引线61，柔性引线61固定在柔性衬底上，进一步地，使得硬质器件2和柔性封装体1 连接在一起，柔性封装体1表面设有引线接口焊盘31，引线接口焊盘31和硬质器件接口焊盘71通过增强型黏附层41连接，柔性引线61的一端与引线接口焊盘31连接，柔性引线61 的另一端与柔性封装体1外表面的扩展接口焊盘51相连，扩展接口焊盘51则位于柔性封装体1的下表面。
59.其中，柔性封装体1采用pi材料进行制造，增强型黏附层41采用石墨烯与增粘剂混合溶液，柔性引线61通过物理法沉积50欧姆匹配的金导线制造，引线接口焊盘31通过物理沉积钛金属制造，扩展口焊盘通过物理方法沉积钛金属制造。
60.首先，根据设计需求条件，制造3216尺寸的模板，确定硬质器件接口和扩展接口的位置，设计50欧姆阻抗匹配的引线，有利于微波信号的传输，确定引线的走线方式和内外焊盘的位置，并制造掩模版，用于后期引线和焊盘的制造。
61.进一步地，将液态pi液体注满模板，静止待其凝固封装体，完成柔性封装体1的制造。切割柔性封装体1材料，使其分成6个柔性基本单元11。进一步地，利用按照特定形状制作好的掩模版，覆盖在柔性基本单元11上，利用磁控溅射金金属，进行柔性引线61的制造，厚度50nm，如图3所示。进一步地，将带柔性引线61的部分分散柔性单元进行热压键合，构成带有柔性引线61的部分柔性封装体1，如图4所示。进一步地，利用制备的掩模版，对部分柔性封装体1采物理沉积钛金属的方式对接口焊盘进行制造，厚度20nm。进一步地，采用石墨烯与增粘剂混合溶液对增强型黏附层41进行制造，厚度200nm。进一步地，将柔性封装体1与硬质器件2进行键合，形成硬质器件2和柔性封装体1的结合。
62.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。