CN103286967B - 在晶片上布置用于眼科镜片的功能化层的环区段的方法 - Google Patents

Abstract

本发明描述一种产生用于优化半导体材料晶片的用途的布局的方法，所述半导体材料晶片用于眼科镜片的管芯组件。所述方法包括：将管芯组件的完整环设计划分成两个或更多个弧区段，其中每个弧区段的至少一部分包括内部弓形边缘和外部弓形边缘；通过将弧区段布置成彼此靠近的，产生用于半导体材料晶片的布局；以及在弧区段之间提供切片迹道宽度。本发明描述了构成功能层插件中的功能化层以用于结合到眼科镜片中的环区段的各种设计。本发明还描述了在晶片上布置环区段，以优化晶片利用率。

Description

在晶片上布置用于眼科镜片的功能化层的环区段的方法

本发明描述了用于眼科装置的功能化层插件，该眼科装置由多个堆叠的功能层形成，并且在一些例子中，本发明描述了用于包括功能层的环区段的各种设计。本发明涉及在晶片上布置环区段以优化晶片利用率的方法。

背景技术

传统上，眼科装置，例如角膜接触镜片、眼内镜片或泪点塞包括具有矫正、美容或治疗性质的生物相容性装置。例如，角膜接触镜片可提供如下作用中的一种或多种：视力矫正功能性；美容增强作用；和治疗效果。每种功能由透镜的物理特性提供。将折射性质结合到透镜中的设计可提供视力矫正功能。结合到透镜中的颜料可提供美容增强作用。结合到透镜中的活性剂可提供治疗功能性。无需使透镜处于通电状态即可实现这些物理特性。泪点塞传统上为无源装置。

最近，有理论表明有源元件可被结合到角膜接触镜片中。一些元件可包括半导体装置。一些例子示出了在置于动物眼睛上的角膜接触镜片中嵌入半导体装置。还描述了如何在镜片结构自身内以多种方式使有源元件通电和激活。由镜片结构限定的空间的形状和大小为限定各种功能创造了新型而具有挑战性的环境。通常，这样的公开已包括分立装置。然而，可获得的分立装置的尺寸和功率需求不一定有助于包含在人眼上磨损的装置中。

发明内容

根据本发明的第一个方面，提供一种产生用于优化半导体材料晶片的用途的布局的方法，该半导体材料晶片用于眼科镜片的管芯组件。该方法包括：将管芯组件的完整环设计划分成两个或更多个弧区段，其中每个弧区段的至少一部分包括内部弓形边缘和外部弓形边缘；通过将弧区段布置成彼此靠近的，产生用于半导体材料晶片的布局；以及在弧区段之间提供切片迹道宽度。

每个弧区段的内部弓形边缘和外部弓形边缘可以是弧匹配的。

内部弓形边缘的半径可以与外部弓形边缘的半径不同。

两个或更多个弧区段可以为大致相同的形状。

环设计的两个或更多个弧区段中的多个可以大致定位成同心的行。

环设计的弧区段可以大致定位成相间的列。

弧区段的至少一部分可以定位在另一个弧区段的内部弓形边缘附近。

完整环可以被划分成两个环区段设计。

放置在晶片中心附近的两个环区段的外部凸状边缘的顶点可以面向晶片的外侧。

完整环可以被划分成三个环区段。

多个被划分成完整环的三个区段定位在晶片的中心附近，围绕该多个被划分成完整环的三个区段具有弧区段的同心圆。

完整环可以被划分成四个环区段设计。

环设计的弧区段可以大致定位成列。

该列可以与每个弧区段的一个边缘相间。

环区段中的一个或多个可以包括被设计成匹配具有弧匹配的端部的全弧匹配的环区段的外弧的曲率。

一个或多个区段的一个或两个端部可以包括被设计成允许晶片上的弧区段的列相间的端部。

根据本发明的第二个方面，提供一种制造眼科镜片的管芯组件的方法。该方法包括：在半导体材料晶片上限定彼此靠近的弧区段，弧区段之间具有切片迹道宽度，其中两个或更多个弧区段形成管芯组件，并且其中每个弧区段的至少一部分包括内部弓形边缘和外部弓形边缘。

根据本发明的第三个方面，提供一种半导体晶片，其包括：在半导体晶片上彼此靠近的弧区段的布局，其中每个弧区段的至少一部分包括内部弓形边缘和外部弓形边缘，并且其中两个或更多个弧区段形成环管芯组件；并且其中该布局包括弧区段之间的切片迹道宽度。

因此，本发明描述了功能化层插件，其能够被通电并且能够结合到眼科装置中。插件可以由多个层形成，每个层可以具有独特的功能性；或作为另外一种选择具有混合的功能性，但是处于多个层中。这些层可具有专门用于产品通电或产品激活的层，或可具有用于控制镜片本体内各功能组件的层。

功能化层插件可包含处于通电状态的层，其能够为能够传导电流的组件供电。这些组件可包括例如下列中的一种或多种：可变光学透镜元件和半导体装置，其可位于堆叠层插件中或连接到该插件。某些实例还可包括浇注模制的有机硅水凝胶角膜接触镜片，其中堆叠的功能化层的刚性插件或可成形的插件以生物相容的方式被包含在眼科镜片中。

因此，本发明描述了具有堆叠的功能化层部分并且具有用于包括功能层的环区段的各种设计的眼科镜片。本发明还描述了晶片上优化晶片利用率的环区段的布置。插件可以由多个层以各种方式形成，并且被放置成靠近第一模具部分和第二模具部分中的一个或两个。反应性单体混合物被放置在第一模具部件和第二模具部件之间。第一模具部件紧邻第二模具部件定位，从而形成镜片腔体，该腔体内具有通电基片插件和至少一些反应性单体混合物；所述反应性单体混合物被暴露于光化辐射以形成眼科镜片。通过控制反应性单体混合物所暴露的光化辐射可形成镜片。

附图说明

图1示出了结合在眼科镜片模具部分中的由堆叠的功能层形成的插件的三维剖视表示。

图2示出了结合到两个不同形状的眼科镜片中的由堆叠的功能层形成的插件的两个剖视表示。

图3示出了结合到具有不同封装参数的眼科镜片中的由堆叠的功能层形成的插件的两个剖视表示。

图4示出了结合到眼科镜片中的由具有不同层厚度的堆叠的功能层形成的插件的两个剖视表示。

图5示出了形成为具有不同内半径和外半径的四分之一弧环区段以及环区段和由环区段构成的全环的嵌套的俯视图。

图6示出了形成为具有匹配的内半径和外半径的四分之一弧环区段以及环区段和由环区段构成的全环的嵌套的俯视图。

图7示出了形成为具有部分匹配的内半径和外半径的四分之一弧环区段以及环区段和由环区段构成的全环的嵌套的俯视图。

图8示出了来自图5-7的各种环区段形状的俯视图，以用于比较的目的。

图9示出了根据本发明一个方面的八英寸晶片的俯视图，其中二分之一弧环区段被布置成同心带。

图10示出了根据本发明一个方面的八英寸晶片的俯视图，其中二分之一弧环区段被布置成包括九个同心带的嵌入布局。

图11示出了根据本发明一个方面的八英寸晶片的俯视图，其中三分之一弧环区段被布置成包括十个同心带的嵌入布局。

图12示出了根据本发明一个方面的八英寸晶片的区段的俯视图，其中四分之一的弧匹配的环区段被布置成线性布局。

图13A示出了根据本发明一个方面的八英寸晶片的区段的俯视图，其中四分之一的弧匹配的环区段（包括弧匹配的端部）被布置成线性交错布局。

图13B示出了根据本发明一个方面的八英寸晶片的区段的全貌俯视图，其中四分之一的弧匹配的环区段（包括弧匹配的端部）被布置成线性交错布局。

具体实施方式

本发明包括通过多个功能化层堆叠形成的基片插件装置。本发明还包括优化晶片利用率的晶片上的环区段的布置和设计。所述区段可以用于功能层插件中的功能化层，以用于结合到眼科镜片中。

以下章节将详细说明本发明的实施例。文中描述的优选实施例和替代实施例均为示例性实施例，并且应当理解对于本领域技术人员而言，其改变、变型和更改可为显而易见的，因此，应当理解，所述示例性实施例不对下面的本发明的范围构成限制。

术语

在针对本发明的具体实施方式和权利要求中，所使用的各个术语定义如下：

有源镜片插件：如本文所用，是指利用基于逻辑电路的控制器的电子装置或机电装置。

弧匹配的（或弧匹配）：如本文所用，是指环区段的设计，其包括相同的外半径和内半径，使得外弧的曲率与内弧的曲率匹配。弧匹配用来将环区段有效地嵌套在晶片上，从而最大化晶片利用率。

切片迹道宽度：如本文所用，是指晶片上集成电路之间薄的非功能空间的宽度，在该空间处，锯或其他装置或方法可将晶片安全地切割为单个管芯，而不破坏电路。

管芯：如本文所用，是指半导体材料的块，指定的功能电路在该块上制成。管芯在晶片上形成并且由晶片切割而成。

通电的：如本文所用，是指能够提供电流或能够在其内储存电能的状态。

能量：如本文所用，是指使物理系统做功的能力。多种用途可与所述能够通过电作用做功的能力相关。

能量源：如本文所用，是指能够供能或使生物医学装置处于通电状态的装置。

外弧：如本文所用，是指环区段的外边缘或凸状边缘，其为由外半径限定的圆的周边的一部分。

外半径：如本文所用，是指限定全环或环区段的外边缘的圆的半径。外半径确定外弧的曲率。

全环：如本文所用，是指功能化层插件中的一个整环形的层。全环可由多个环区段构成或可为一个完整环。

功能化的：如本文所用，是指使层或装置能够执行包括例如以下中的一个或多个的功能：通电、激活、控制以及数字信号或数据的逻辑处理。

功能化层插件：如本文所用，是指由多个功能层形成的眼科装置的插件，这些功能层的至少一部分是堆叠的。多个层中的每个层可具有独特的功能性；或作为另外一种选择具有混合的功能性，但是处于多个层中。优选地，这些层可以是环。

完整环：如本文所用，是指由单个完整管芯制成的功能化层插件中的一个整环形的层。

内弧：如本文所用，是指环区段的内边缘或凹边缘。内弧可为单个弧区段，其曲率由内半径确定。内弧可由不同内半径限定的不同曲率的多个弧区段构成。

内半径：如本文所用，是指限定全环或环区段的内边缘或内边缘的一部分的圆的半径。内半径确定内弧的曲率。

镜片：是指位于眼睛内或眼睛上的任何眼科装置。这些装置可提供光学矫正或可为美容的。例如，术语镜片可指用于矫正或改进视力或用于增进眼部生理美容（例如虹膜颜色）而不影响视力的角膜接触镜片、眼内镜片、覆盖镜片、眼部插件、光学植入物或其他类似装置。优选的镜片为由有机硅弹性体或水凝胶（包括但不限于有机硅水凝胶和氟水凝胶）制成的软性角膜接触镜片。

模具：指可用于将未固化制剂形成镜片的刚性或半刚性的物体。一些优选的模具包括形成前曲面模具部件和后曲面模具部件的两个模具部件。

功率：如本文所用，是指每单位时间内所做的功或所传递的能量。

环区段：如本文所用，是指一个管芯，其能够与其他管芯组合以构成全环。如本文所用，是指环区段是大致平的，并且形成为弓形。

堆叠的：如本文所用，是指将至少两个组件层紧邻彼此放置，使得其中一层的一个表面的至少一部分接触第二层的第一表面。不论是用于粘附还是用于其他功能的膜均可驻留在通过所述膜彼此接触的这两层之间。

基片插件：如本文所用，是指能够支撑眼科镜片内能量源的可成形的基片或刚性的基片。基片插件还可支撑一个或多个组件。

晶片：如本文所用，是指半导体材料（例如硅晶体）的薄切片，其用于制造集成电路和其他微型装置。晶片用作微电子装置的基片，该微电子装置内置于整个晶片中，并且经历许多微制造工艺步骤。

设备

现在参见图1，标号100展示为完全利用形成为功能化层插件110的堆叠层基片插件形成的眼科镜片的三维表示。该表示示出了眼科镜片的局部切开部分，以了解在装置内存在的不同的层。以基片插件的封装层的横截面示出了本体材料120。本体材料120完全被包含在眼科镜片内，并且围绕眼科镜片的整个周边延伸。对于本领域技术人员可为清楚的是，实际的功能化层插件110可包括仍然能够处于典型眼科镜片的尺寸限制内的全环形环或其他形状。

层130、131和132示出了可能存在于功能化层插件110中的多个层中的三个层。单个层可包括下列中的一种或多种：具有有助于特定目的的结构、电特性或物理性质的有源和无源组件和部分。

层130可以包括通电源，例如以下中的一种或多种：层130内的电池、电容器和接收器。于是，在非限制性的示例性意义上，标号131可包括层中的微电路，该微电路检测用于有源镜片插件140的致动信号。可包括功率调节层132，其能够接收来自外部源的功率，对电池层130充电，并且在镜片未处于充电环境中时控制来自层130的电池功率的使用。功率调节层132还可控制到功能化层插件110的环形中心切口中的示例性有源镜片插件140的信号。

通常，功能化层插件110通过自动化装置嵌入眼科镜片中，该自动化装置将能量源放置在与用来制作镜片的模具部件相关的期望位置。

可用来在功能化层插件110中形成层（例如130、131和132）的管芯的尺寸、形状和堆叠结构受多种因素影响，如图2、3和4所示。

图2示出了镜片形状对功能化层插件的设计的影响。眼科镜片的基线、直径和厚度限定所包含的功能化层插件的最大尺寸和形状。图2作为一个实例示出了不同基线的影响。标号200A示出了眼科镜片205A的一部分的剖视图，该眼科镜片205A的曲率比以标号200B示出的较平的眼科镜片205B的曲率大。与装配在具有较大基础曲率的镜片205A中的功能化层插件201A的较窄宽度202A相比，较平的镜片205B可容纳较大宽度202B的功能化层插件201B。应当显而易见的是，较小直径（203A表示镜片直径）的镜片将限制功能化层插件的宽度，而具有较大直径的镜片将容纳较宽的功能化层插件。同样，较小厚度（204A表示镜片厚度）的镜片将限制功能化层插件中的层数以及功能化层插件的宽度，而较厚的镜片可支撑更多的层和较大宽度的层。

图3示出了封装参数对功能化层插件的设计的影响。例如借助于非限制性实例，在管芯的边缘和镜片的外边缘之间保持最小100μm厚度的封装参数会影响功能化层插件的尺寸和形状，并且因此影响各个层的尺寸和形状。标号300A示出了具有功能化层插件301A和封装边界303A的眼科镜片305A的一部分的剖面图。以标号300B示出的眼科镜片305B包括功能化层插件301B以及与较窄的边界303A相比相对较宽的封装边界303B。可以看到，较宽的封装边界303B要求功能化层插件301B的宽度302B比功能化层插件301A的宽度302A窄。

图4中示出了功能层厚度对功能化层插件的设计的影响。标号400A表示具有功能化层插件401A的眼科镜片405A的一部分的剖面图，该功能化层插件401A包括具有材料的三个层，例如在功能层之间的绝缘层。功能化层插件可包含比三个层更多或更少的层。以标号400B示出的眼科镜片405B包括功能化层插件401B，该功能化层插件401B具有与功能化层插件401A的较薄的层402A相比较厚的层402B。这两个实例中镜片的曲率允许底部层402A和402B的宽度保持相同。然而，可以看到，与401A相比功能化层插件401B的增大的高度与镜片曲率组合，使得顶层402A的宽度受到限制。每个功能层的厚度影响将配合在所要求的镜片和封装参数中的其他尺寸，例如功能层宽度。功能化层插件中较厚的层将在其他尺寸（例如宽度）中受到更多的限制，以保持在镜片几何形状的限制内。

环区段设计

在所示的实例中，功能化层插件内的每个层都为由多个环区段形成的环的形状。在晶片上制造环区段，接下来环或环区段可以从晶片上被切割。环区段允许明显比全环更加有效地使用晶片材料，其中某些环区段设计比其他设计更加有效，如将在图5-8中证实的。因此，与由多个环区段构成的环相对地生产完整环的决定可部分地基于管芯基片的成本和制造工艺。完整环对多个环区段之间的决定的其他因素包括在功能化层插件内的特定层上执行的功能以及当在功能化层插件中包括一个或多个完整环时所提供的结构稳定性优点。可能需要全环的功能的一个实例是围绕管芯的整个周边定位的射频天线。另一个实例为互连层，其用来在其下方的环区段和其上方的环区段之间传递信号，其中这些连接需要跨越围绕功能化层插件周边的不同位置。

借助于非限制性实例，有助于管芯成本的因素可包括基片材料的成本和与制造过程相关的步骤的数量，以及因此包括时间成本。在低成本基片（例如陶瓷或Kapton）上以相对最少制造步骤形成的管芯可以较低效的布局（例如全环）生产。全环导致大量的晶片材料的废弃，但是低成本的材料和制造可使得全环的生产对于功能化层插件中的某些层是可行的。作为另外一种选择，在昂贵的基片（例如硅）上以包括许多步骤和细节的相对较为复杂的制造努力形成的管芯可以多个环区段构建，从而优化由单个晶片形成的环的数量。图5-13B将示出的是，特定环区段设计及其在晶片上的布局显著优化了能够有单个晶片生产的环的数量。

当在晶片上优化管芯的布局时考虑其它因素。例如，在需要作为制造方法的一部分的情况下，管芯的图片蚀刻是通常在晶片上以矩形块执行的过程。当需要图片蚀刻时，环区段的线性布局比辐射式布局更加有效。切片迹道宽度（晶片上管芯之间的非功能空间）影响优化和布局。切片迹道宽度可通过例如特定技术或工具来确定，该特定技术或工具用来在制造过程结束时从晶片上切割管芯。边缘偏移为影响管芯布局的另一个参数。边缘偏移为管芯的边缘和晶片的外边缘之间的最小距离。

当在晶片上设计环区段的布局时，每个单独的环区段的形状显著影响晶片利用率的优化。环区段设计可以分组为三个一般类别：无弧匹配（图5）、全弧匹配（图6）和部分弧匹配（图7)。不同的环区段设计可组合在功能化层插件的一个层内以及在功能化层插件的不同层中。

现在参见图5，其示出了利用无弧匹配设计的环区段的实例，示出了形成为具有不同内半径和外半径的四分之一环区段。由圆501限定的外半径大于由圆502限定的内半径，因此外弧503的曲率小于内弧504的曲率。因此，环区段505具有不同的内半径和外半径。标号506表明环区段505未有效地嵌套，在各个管芯之间具有显著的间隙，这当在晶片上生成管芯时导致浪费。标号507显示四个环区段505可结合以生产具有圆形内边缘的全环。

现在参见图6，其示出了全弧匹配的实例，其包括形成为具有相同内半径和外半径的四分之一环区段。由圆601限定的外半径与由圆602限定的内半径相同，其是偏移而不是减小尺寸以限定环区段605的形状。因此，外弧603和内弧604具有相同的曲率。以标号606示出的是，环区段605可精确地嵌套，仅仅留下用于从晶片切割单个管芯605所需的小切片迹道宽度。这种设计在晶片上生产管芯时显著减少了浪费。以标号607示出了由四个环区段605构成的全环。由于全弧匹配设计使得管芯605在端部上略微渐缩，因此标号607的所得到的环的内边缘不是完美的圆形。

现在参见图7，其示出了部分弧匹配设计，其具有形成为三个曲率的组合的四分之一环区段。标号708提供限定环区段705的形状的元件的全貌图。在标号708中，轮廓已从环区段705移除，以使得能够更加清楚地看到限定的形状。外弧703的曲率由圆701的半径确定。内弧704包括两种不同的曲率。用虚线表示的圆702具有比圆701小的半径，并且限定了内弧704的中心部分704A。用替代的点划线表示的圆709的半径与圆701的半径相同。圆709被定位成使得其朝向环区段705的端部与圆702相交。因此，圆709限定内弧704的两个端部部分704B的曲率。内弧704的这种混合设计最大化了管芯上可获得的有源区域，同时包括在环区段705的端部附近的部分弧匹配，以改善嵌套并且因此提高晶片上管芯布局的效率。标号706示出了环区段705的嵌套，其中环区段705的设计中圆701和709的相同半径在管芯的端部处提供了紧密的嵌套布置。标号707示出了由四个环区段705构成的全环。管芯705的设计包括锥形端部，这使得环具有为不完美圆形的内边缘，如标号707所示。

现在参见图8，其示出了图5-7中所述的环区段的比较。标号801示出了形成有无弧匹配的环区段505的嵌套。标号802同样示出了全弧匹配的环区段605的嵌套，而标号803示出了部分弧匹配的环区段705。标号802清楚地示出了全弧匹配的环区段605的最佳嵌套。标号803还证明了部分弧匹配的环区段705的嵌套比具有无弧匹配的环区段505的嵌套更加有效。

标号804将全弧匹配的环区段605的面积与指定有无弧匹配的环区段505进行比较。当605重叠在505上时，可看到605具有锥形端部，从而减小了在全弧匹配的管芯605上可获得的表面积。尽管全弧匹配支撑在晶片上的最有效的环区段布局，但是其是以在每个环区段上较小表面面积为代价的。

标号805相似地比较了部分弧匹配的环区段705与指定有无弧匹配的环区段505的面积。当705重叠在505上时，再次证明705具有锥形端部，但是小于标号804的比较中所示的。与具有无弧匹配的环区段505相比，在部分弧匹配的环区段705上可获得的表面积在一定程度上减少了。

最后，标号806将全弧匹配的环区段605与部分弧匹配的环区段705进行比较。尽管两者都具有锥形端部，但是当605重叠在705上时，示出的是部分弧匹配的环区段705具有略微较大的表面积。部分弧匹配为混合方案，其在环区段上保持较多的表面积，同时调节环区段的端部附近的曲率，以改善晶片上环区段的布局中的嵌套。借助于非限制性实例，可使用部分弧匹配，以形成电池管芯，其中不会舍弃用于电池的有源区域，而是环区段的端部略微变窄，以提高制造效率而不影响功能性。

晶片优化

现在参见图9，其示出了8英寸晶片901的俯视图，其中二分之一环区段902布置成同心带905。这种布局设计包括十三个同心带905，编号为1-13，每个同心带都由两行二分之一环区段902构成。晶片的中心能够具有用于不包含在同心带905中的两个额外半环区段902的空间。每个带905中的环区段902的外行所具有的环区段902的外弧朝向晶片901的外边缘定位，并且该环区段902的端部朝向晶片901的中心定位。二分之一环区段903为编号为13的带（晶片901上最外侧的带）内的外行环区段的例子。每个带905中的环区段902的内行所包括的环区段902的外弧朝向晶片901的中心定位，该环区段902的端部指向晶片901的外边缘，并且该环区段902的每个端部放置在同一个带905的外行中所含的两个相邻的环区段902的内弧附近。二分之一环区段904为编号为13的带（晶片901上最外侧的带）内的内行环区段的例子，其一个端部放置在二分之一环区段903的内弧附近。带905中的内环区段902之间和带905之间保持用于切片迹道宽度的间距。8英寸晶片901上的该布局由812个二分之一环区段902产生406个全环，并且利用了晶片材料的40.7%。

现在参见图10，其示出了8英寸晶片1001的俯视图，其中二分之一环区段1002被布置成包括编号为1-9的九个同心带1005的嵌入布局。晶片1001的中心能够具有用于不包含在带1005中的两个额外半环区段1002的空间。九个带1005中的每个都包括单行的二分之一环区段1002，其中环区段1002中的一个端部朝向晶片1001的外边缘，环区段1002的另一个端部朝向晶片1001的中心，并且每个环区段1002的外弧嵌入在同一个带1005的相邻环区段的内弧附近。例如，嵌入编号为9的带中的二分之一环区段1004，使得其外弧在相邻的二分之一环区段1003的内弧附近。单个带1005中的环区段1002之间和相邻的带1005之间的间距保持为使得环区段1002可以由晶片1001切成。图10中所示的二分之一环区段设计由856个二分之一环区段1002提供428个全环，晶片利用率为42.9%。

现在参见图11，示出了8英寸晶片1101的俯视图，其中三分之一环区段1102被布置成包括编号为1-10的十个同心带1105的嵌入布局。晶片1101的中心能够具有用于不包含在同心带1105中的三个额外的三分之一环区段1002的空间。十个带1005中的每一个都包括单行的三分之一环区段1102，其中三分之一环区段1102的一个端部朝向晶片1101的外边缘，三分之一环区段1102的另一个端部朝向晶片1101的中心，并且其中每个三分之一环区段1102的外弧在同一个带1105内嵌入在相邻的三分之一环区段1102的内环中。作为例子，嵌入编号为10的带中三分之一环区段1104，使得其外弧在三分之一环区段1103的内弧附近。保持单个带1105中的三分之一环区段1102之间以及相邻的带1105之间的间距，以允许由晶片1101切成。比较图10和11可以看到，三分之一环区段1102比二分之一环区段1002更加有效地嵌入。与仅仅两个二分之一环区段1002相比，尽管形成全环需要三个三分之一环区段1102，但是三分之一环区段1102的更加有效的嵌入增加了单个晶片1101的全环产量。图11的三分之一环区段设计由1,553个三分之一环区段1102产生517个全环，利用晶片的51.6%。

现在参见图12，其示出了8英寸晶片1201的一部分的俯视图。在图中用虚线1206示出晶片1201的中心线。晶片1201的大约四分之一由全弧匹配的四分之一环区段1202填充，该四分之一环区段1202被布置成包括编号为1-14的十四个列1207的嵌入布局。十四个列1207中的每一个都包括全弧匹配的四分之一环区段1202，其外弧嵌入在同一列1207的相邻的全弧匹配的四分之一环区段1202的内弧中。作为例子，嵌入编号为10的列中的全弧匹配的四分之一环区段1204，使得其外弧在全弧匹配的四分之一环区段1203的内弧附近。列1207被定位成使得一个列1207中的全弧匹配的四分之一环区段1202的外弧的端部几乎接触相邻的列1207中的全弧匹配的四分之一环区段1202的外弧的端部，留下未使用的晶片1201的大致菱形区域1205。保持单个列1207中的全弧匹配的四分之一环区段1202之间以及相邻的列1207之间的间距，以允许由晶片1201切成。应该指出的是，全8英寸晶片将包括示出为未完全填充的图12的部分晶片1201上所示的几乎四倍的全弧匹配的四分之一环区段1202。这种布局在全8英寸晶片1201上提供的优化使得3,405个全弧匹配的四分之一环区段1202制成851个全环，晶片利用率为78.6%。

现在参见图13A，其示出了8英寸晶片1301A的一部分的俯视图。在这个例子中，晶片1301A的大约四分之一由具有弧匹配的端部1302A的全弧匹配的四分之一环区段填充，其中弧匹配的端部1302A被布置成包括编号为1-15的十五个相间的列1305A的嵌入布局。十五个列1305A中的每一个都包括具有弧匹配的端部1302A的全弧匹配的四分之一环区段，其外弧嵌入在同一个列1305A内的具有弧匹配的端部1302A的相邻的全弧匹配的四分之一环区段的内弧中。作为例子，嵌入编号为12的列中的具有弧匹配的端部1304A的全弧匹配的四分之一环区段，使得其外弧在具有弧匹配的端部1303A的相邻的全弧匹配的四分之一环区段的内弧附近。列1305A被填充为使得一个列1305A中具有弧匹配的端部1302A的全弧匹配的四分之一环区段的外弧的端部与相邻列1305A中具有弧匹配的端部1302A的全弧匹配的四分之一环区段的内弧的端部对准，消除了未使用的区域（在图12中示出为未使用的晶片1201的大致菱形区域1205）。保持单个列1305A中具有弧匹配的端部1302A的全弧匹配的四分之一环区段之间以及列1305A之间的间距，以允许由晶片1301A切成。应该指出的是，全8英寸晶片将包括示出为未完全填充的图13A的部分晶片1301上所示的几乎四倍的具有弧匹配的端部1302A的全弧匹配的四分之一环区段。从该布局中3,732个具有弧匹配的端部1302A的全弧匹配的四分之一环区段，可以生产933个全环。利用这种设计在晶片上获得87.1%的利用率。

现在参见图13B，提供图13A的一部分的全貌图，以示出具有弧匹配的端部1302B的全弧匹配的四分之一环区段的精确嵌入。图13B中的图示提供该设计的更加清楚的审查，其中，编号为2的列1305B中的具有弧匹配的端部1303B的全弧匹配的四分之一环区段的外弧的端部与编号为3的相邻的列1305B中的具有弧匹配的端部1302B的全弧匹配的四分之一环区段的内弧的端部对准，该对准出现在对准点1304B处。相间的列布局允许具有弧匹配的端部1302B的全弧匹配的四分之一环区段的端部与具有弧匹配的端部1303B的全弧匹配的四分之一环区段的外弧的一部分对准。因此，为了优化嵌入和最有效地利用晶片上的空间，具有弧匹配的端部1302B的全弧匹配的四分之一环区段的端部包括的曲率被特别设计成与具有弧匹配的端部的全弧匹配的四分之一环区段的外弧匹配。

尽管图9-13B示出了为二分之一、三分之一和四分之一环的环区段，但是类似的方法可以用于以不同值分段的环，以优化晶片利用率。

一种优化用于眼科镜片的管芯组件的半导体材料晶片的用途的方法，该方法包括：将完整环设计划分成两个或更多个弧区段，其中每个弧区段的至少一部分包括内部弓形边缘和外部弓形边缘；在半导体材料晶片上将弧区段布置成彼此靠近，并且在弧区段之间产生切片迹道宽度。

至于至少部分地利用软件控制的数据处理设备实施上述实施例，应当理解，作为本发明的各方面，可以想到提供这种软件控制的计算机程序和提供该计算机程序的传递、存储或其他介质。

结论

如上所述和如以下权利要求进一步限定的，提供了用于环区段的各种设计，该环区段构成功能层插件中的功能化层，以用于结合到眼科镜片中。本发明还描述了在晶片上布置环区段，以优化晶片利用率。

Claims (16)

1.一种产生用于优化半导体材料晶片的用途的布局的方法，所述半导体材料晶片用于眼科镜片的管芯组件，所述方法包括：

将所述管芯组件的完整环设计划分成两个或更多个弧区段，其中每个弧区段的至少一部分包括内部弓形边缘和外部弓形边缘；

通过将所述弧区段布置成彼此靠近，产生用于所述半导体材料晶片的所述布局，以及

在所述弧区段之间提供切片迹道宽度，

其中所述切片迹道宽度表示用于从所述半导体材料晶片切割所述管芯组件之一所需的宽度，

其中所述两个或更多个弧区段中的多个大致定位成同心的行或者大致定位成相间的列。

2.根据权利要求1所述的方法，其中每个弧区段的内部弓形边缘和外部弓形边缘在曲率上是匹配的。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述内部弓形边缘的半径与所述外部弓形边缘的半径不同。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中所述两个或更多个弧区段具有大致相同的形状。

5.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中弧区段的至少一部分定位在另一个弧区段的内部弓形边缘附近。

6.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中所述完整环被划分成两个环区段设计。

7.根据权利要求6所述的方法，其中放置在所述晶片的中心附近的两个环区段的外部凸状边缘的顶点面向所述晶片的外侧。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述完整环被划分成三个环区段。

9.根据权利要求8所述的方法，其中多个被划分的完整环的三个区段定位在所述晶片的中心附近，围绕所述多个被划分的完整环的所述三个区段具有弧区段的同心圆。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述完整环被划分成四个环区段设计。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述环设计的弧区段大致定位成列。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述列与每个弧区段的边缘中的一个相间。

13.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中所述环区段中的一个或多个包括被设计成匹配具有弧匹配的端部的全弧匹配的环区段的外弧的曲率。

14.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中一个或多个区段中的一个或两个端部包括被设计成允许晶片上的弧区段的列相间的端部。

15.一种制造眼科镜片的管芯组件的方法，所述方法包括：

在半导体材料晶片上限定彼此靠近的弧区段，在所述弧区段之间具有切片迹道宽度；

其中两个或更多个弧区段形成管芯组件，并且其中每个弧区段的至少一部分包括内部弓形边缘和外部弓形边缘，

其中所述切片迹道宽度表示用于从所述半导体材料晶片切割所述管芯组件所需的宽度，

其中所述两个或更多个弧区段中的多个大致定位成同心的行或者大致定位成相间的列。

16.一种半导体晶片，包括：

在所述半导体晶片上彼此靠近的弧区段的布局，其中每个弧区段的至少一部分包括内部弓形边缘和外部弓形边缘，并且其中两个或更多个弧区段形成环管芯组件；并且

其中所述布局包括所述弧区段之间的切片迹道宽度，

其中所述切片迹道宽度表示用于从所述半导体材料晶片切割所述环管芯组件所需的宽度，

其中所述两个或更多个弧区段中的多个大致定位成同心的行或者大致定位成相间的列。