CN110444480A - 制作柔性芯片的方法、柔性芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了制作柔性芯片的方法、柔性芯片。该制作柔性芯片的方法包括：将支撑体贴合在晶圆的一侧形成晶圆基体，在晶圆一侧形成电路层，在电路层一侧形成金属凸点，然后将晶圆基体进行切割形成预制芯片，将预制芯片贴装到柔性基板上，将预制芯片的支撑体和晶圆分离，对预制芯片进行柔性封装。由此，该方法可以利用制作常规芯片的设备和工艺制作柔性芯片，节约生产成本，且在制作流转过程中晶圆等不易发生破裂和损坏，可靠性较高，产品良率较高，且制备的柔性芯片耐弯折性较强，使用性能较好。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，具体地，涉及一种制作柔性芯片的方法、柔性芯片。
背景技术
随着微电子技术的飞速发展，特别是集成电路技术的迅速发展，电子产品被广泛应用到电子通信、医疗以及军事等领域。随着集成电路技术的发展，芯片设计制造水平不断提高，例如，目前的芯片级封装工艺(Chip Scale Package，CSP)，可以使芯片面积与封装体的面积比大于80％，从而使芯片不断向小尺寸和轻薄化发展，电子产品也趋向智能化、小型化和便携化发展，极大地方便了人们的生产和生活。目前，随着技术水平和人们生活水平的提高，电子产品的柔性化、可穿戴以及可折叠等成为新的发展需求，柔性芯片对电子产品的柔性化具有非常重要的作用。
因而，目前的柔性芯片制作方法、柔性芯片等仍有待改进。
发明内容
本发明是基于发明人对于以下事实和问题的发现和认识作出的：
发明人发现，目前制作柔性芯片的方法，普遍存在柔性芯片的柔韧性较差、生产成本较高、产品良率较低等问题。目前在制作柔性芯片时，会对刚性硅片进行减薄处理，而直接使用减薄后的硅片制作柔性芯片(例如在该减薄后的硅片表面形成电路层、金属凸点等结构，并将其分割成多个芯片)时，因硅片很薄，若使用现有的制作常规芯片(即利用标准厚度的晶圆制作的芯片)的设备和工艺，在制作过程中(例如拿持流转过程中)很容易碎裂，所制作的柔性芯片可靠性和产品良率较低，并且，需要开发新的设备和工艺，生产成本较高。
此外，目前CSP封装工艺采用的封装体多为刚性的，在对芯片封装后，芯片的耐弯折性能较差，容易断裂。将CSP封装工艺用于制备柔性芯片时，由于柔性芯片的晶圆较薄，较脆，如果对整个晶圆封装之后再切割，柔性芯片的晶圆容易碎裂和破损，并且晶圆边缘容易出现晶体缺陷和裂纹，且后续在拿持流转过程中也容易碎裂，产品可靠性和良率较低。
因此，如果能提出一种新的制作柔性芯片的方法，可以利用现有的制作常规芯片的设备和工艺进行柔性芯片的制作，且该柔性芯片在制作流转过程中不易破裂和损坏，且制作的柔性芯片耐弯折性较强，将能在很大程度上简化柔性芯片的制作工艺，节省成产成本，并且提高柔性芯片的产品可靠性和产品良率，将能在很大程度上解决上述问题。
有鉴于此，在本发明的一个方面，本发明提出了一种制作柔性芯片的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：提供晶圆；将支撑体贴合在所述晶圆的一侧，形成晶圆基体；在所述晶圆远离所述支撑体的一侧形成电路层；在所述电路层远离所述晶圆的一侧形成金属凸点；对形成有所述金属凸点的所述晶圆基体进行切割，形成多个预制芯片；将所述预制芯片具有所述金属凸点的一侧贴装到柔性基板上；将所述预制芯片的所述支撑体和所述晶圆分离；对所述预制芯片进行柔性封装，获得所述柔性芯片。由此，该方法通过在减薄后的晶圆一侧贴合支撑体形成晶圆基体，该支撑体对晶圆提供支撑，使晶圆在制作流转过程中不易破裂和损坏，并且对晶圆基体进行切割形成多个预制芯片时，预制芯片也不易崩裂和产生裂纹，后续将预制芯片贴装到柔性基板上后，再使预制芯片上的支撑体与晶圆分离，最后对预制芯片进行柔性封装，形成柔性芯片；该方法制作的柔性芯片产品可靠性和良率较高，且可以利用现有的制备常规芯片的设备和工艺进行柔性芯片的制作，生产成本较低，制作的柔性芯片耐弯折性能较强，体积小，密度高，使用性能较好。
根据本发明的实施例，所述晶圆的厚度不大于30μm；所述支撑体的厚度为150-300μm；形成所述支撑体的材料包括玻璃、硅片以及蓝宝石的至少之一。由此，该晶圆的厚度较小，当支撑体的厚度在上述范围时，支撑体贴合在晶圆上后，可以给晶圆提供较好的支撑作用，避免晶圆在后续制备过程中的破损等，且形成的晶圆基体的厚度和制作常规芯片时的晶圆厚度较为一致，可以利用现有的设备和工艺进行后续制备过程，节约生产成本；且上述材料形成的支撑体贴合在晶圆上时，可以提高支撑强度，能为晶圆的后续流转制作环节提供更好的支撑作用。
根据本发明的实施例，所述将支撑体贴合在所述晶圆的一侧，是利用热分解型材料、激光分解型材料以及溶剂分解型材料的至少之一实现的。由此，利用上述材料可以简便地将支撑体和晶圆贴合，并且后续支撑体容易与晶圆分离，支撑体和晶圆的贴合以及分离的过程中不会对晶圆造成应力损伤。
根据本发明的实施例，所述在所述晶圆远离所述支撑体的一侧形成电路层，进一步包括：在所述晶圆远离所述支撑体的一侧通过重布线工艺形成所述电路层；所述电路层的厚度为3-10μm；所述金属凸点包括金球、锡球以及铜柱的至少之一；所述金属凸点的高度为5-60μm。由此，通过重布线工艺可以布局设计高密度的面阵列分布形式的I/O端口，有利于制备高密度的柔性芯片，进一步提高了所制备的柔性芯片的使用性能；并且，电路层的厚度在上述范围时，电路层的厚度较薄，有利于制备柔韧性较好的柔性芯片。
根据本发明的实施例，所述将所述预制芯片具有所述金属凸点的一侧贴装到柔性基板上，进一步包括：将所述预制芯片具有所述金属凸点的一侧倒桩焊接在所述柔性基板上；或者，利用各向异性导电胶将所述预制芯片具有所述金属凸点的一侧热压在所述柔性基板上。由此，可以使具有金属凸点的预制芯片与柔性基板较好的结合，并且使预制芯片与柔性基板实现电连通。
根据本发明的实施例，所述利用各向异性导电胶将所述预制芯片具有所述金属凸点的一侧热压在所述柔性基板上时，热压温度为170-200℃，热压压力为2-10Mpa，热压保持时间为5-10秒。由此，进一步提高了预制芯片和柔性基板的结合力，进一步提高了所制备的柔性芯片的使用性能。
根据本发明的实施例，所述金属凸点远离所述电路层一侧的端面和所述柔性基板之间的所述各向异性导电胶的厚度为20-30μm。由此，可以使具有金属凸点的预制芯片通过各向异性导电胶中的导电粒子与柔性基板较好地电连接，且各向异性导电胶的厚度较小，有利于制备柔韧性较好的柔性芯片。
根据本发明的实施例，形成所述柔性基板的材料包括聚酰亚胺、六甲基二硅胺烷、聚二甲基硅氧烷、硅橡胶、形状记忆聚合物或水溶胶。由此，进一步提高了所制备的柔性芯片的使用性能。
根据本发明的实施例，将所述预制芯片具有所述金属凸点的一侧贴装到柔性基板上，进一步包括：将多个所述预制芯片依次贴装在所述柔性基板上。由此，可以制作含有多个芯片的柔性集成芯片，可以提高柔性芯片的集成化程度，并且可以提高生产效率。
根据本发明的实施例，所述对所述预制芯片进行柔性封装，进一步包括：在所述预制芯片远离所述柔性基板一侧的表面以及侧壁，形成柔性保护层，所述柔性保护层和所述柔性基板密封连接。由此，该柔性保护层和柔性基板可以较好地对预制芯片进行柔性封装，进一步提高了所制备的柔性芯片的柔韧性。
根据本发明的实施例，所述形成柔性保护层进一步包括：利用旋涂工艺、点胶工艺或液态塑封工艺，将柔性保护材料包裹在所述预制芯片远离所述柔性基板一侧的表面以及侧壁，并进行固化，形成所述柔性保护层，以便形成所述柔性芯片。由此，柔性保护层可以对预制芯片提供良好的封装保护，并且制备的柔性芯片具有较强的柔韧性和良好的使用性能。
根据本发明的实施例，所述柔性保护材料包括六甲基二硅胺烷、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、硅橡胶、形状记忆聚合物以及水溶胶的至少之一。由此，进一步提高了所制备的柔性芯片的使用性能。
根据本发明的实施例，所述柔性保护层的厚度为40-60μm。由此，该柔性保护层不仅可以对预制芯片提供良好的封装保护，并且柔性保护层的厚度在上述范围时，制备的柔性芯片具有较强的柔韧性和良好的使用性能。
根据本发明的实施例，获得的所述柔性芯片弯曲时的曲率半径为1-10mm。由此，该方法制备的柔性芯片具有良好的柔韧性。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种柔性芯片。根据本发明的实施例，所述柔性芯片是由前面所述的方法制备的。由此，该柔性芯片具有前面所述的方法所制备的柔性芯片所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该柔性芯片耐弯折性能较强，产品可靠性较高，使用性能较好。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1显示了根据本发明一个实施例的制备柔性芯片的方法流程图；
图2显示了根据本发明另一个实施例的制备柔性芯片的方法流程图；
图3显示了根据本发明又一个实施例的制备柔性芯片的方法流程图；以及
图4显示了根据本发明又一个实施例的制备柔性芯片的方法流程图。
附图标记说明：
110：晶圆；120：支撑体；130：电路层；140：金属凸点；150：各向异性导电胶；160：柔性基板；170：柔性保护层；180：焊接层；200：切割件；300：预制芯片；1000：柔性芯片。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种制作柔性芯片的方法。根据本发明的实施例，该方法通过在减薄后的晶圆一侧贴合支撑体形成晶圆基体，该支撑体可以对晶圆提供支撑，使晶圆在制作流转过程中不易破裂和损坏，并且对晶圆基体进行切割形成多个预制芯片时，预制芯片也不易崩裂和产生裂纹，后续将预制芯片贴装到柔性基板上后，再使预制芯片上的支撑体与晶圆分离，最后对预制芯片进行柔性封装，形成柔性芯片。该方法制作的柔性芯片产品可靠性和良率较高，且可以利用现有的制备常规芯片的设备和工艺进行柔性芯片的制作，生产成本较低，制作的柔性芯片耐弯折性能较强，体积小，密度高，使用性能较好。
根据本发明的实施例，参考图1，该方法包括：
S110：提供晶圆
该步骤中，提供晶圆。根据本发明的实施例，参考图2中的(a)，晶圆110的厚度不大于30μm，具体地，晶圆110的厚度可以不大于25μm，晶圆110的厚度可以为5μm，10μm，15μm，20μm，24μm等。由此，该晶圆110较薄，可以具有较好的柔韧性，有利于制作柔性芯片。具体的，晶圆110可以是对标准晶圆进行减薄处理后形成的。具体的，晶圆110的尺寸可以为6寸，8寸，12寸等。
S120：将支撑体贴合在晶圆的一侧，形成晶圆基体
在该步骤中，将支撑体贴合在前面所述的晶圆的一侧，以便形成晶圆基体。根据本发明的实施例，参考图2中的(b)，形成支撑体120的材料不受特别限制，例如可以包括玻璃、硅片以及蓝宝石的至少之一。具体地，支撑体120的直径可以和晶圆110的直径较为一致。具体地，支撑体120的厚度可以为150-300μm，例如可以为150μm，170μm，180μm，190μm，200μm，220μm，240μm，260μm，280μm等。由此，支撑体120的厚度在上述范围时，将支撑体120贴合在晶圆110上后，支撑体120可以给晶圆110提供较好的支撑作用，方便后续工艺对晶圆110的拿持和流转，避免晶圆110在后续制备过程中发生破损等。具体的，支撑体120与晶圆110贴合以后形成的晶圆基体的厚度，可以和标准晶圆的厚度较为一致，因而可以利用现有的设备和工艺进行后续制备过程，可靠性高，节约生产成本。
根据本发明的实施例，支撑体120可以是通过临时键合的方法贴合在晶圆110的背面的。即将支撑体120和晶圆110贴合后，后续步骤中将芯片制作完毕后，可以将支撑体120和晶圆110分离，即解键合。具体地，可以利用热分解型材料、激光分解型材料以及溶剂分解型材料等将支撑体120与晶圆110临时键合。由此，利用上述材料将支撑体120和晶圆110结合后，在后续制作过程中，支撑体120易与晶圆110分离，例如，通过加热、激光照射或溶剂溶解等方式，可以简便地将支撑体120与晶圆110分离，且支撑体120和晶圆110的贴合以及分离的过程中，不会对晶圆110造成应力损伤。
S130：在晶圆远离支撑体的一侧形成电路层
在该步骤中，在晶圆远离支撑体的一侧形成电路层。根据本发明的实施例，参考图2中的(c)，电路层130形成在晶圆110远离支撑体120的一侧，具体的，电路层300可以是通过重布线工艺形成的。更具体的，可以在晶圆110表面沉积金属层和介质层，并形成相应的金属布线图形，来对芯片的I/O端口进行布局，以便形成面阵列分布形式的I/O端口，具体的，金属层可以是由Al/Cu金属制作的，介质层可以是由高分子薄膜材料，例如苯并环丁烯(BCB)、聚酰亚胺(PI)或ALX等制作的。由此，通过重布线工艺可以布局设计高密度的面阵列分布形式的I/O端口，有利于制备高密度的柔性芯片，进一步提高了所制备的柔性芯片的使用性能。
具体地，电路层130的厚度可以为3-10μm，例如，可以为3μm，5μm，7μm，9μm等。由此，电路层130的厚度在上述范围时，可以较好地实现所制备的柔性芯片的电连接功能，且该电路层130的厚度较薄，有利于制备柔韧性较好的柔性芯片。
S140：在电路层远离晶圆的一侧形成金属凸点
在该步骤中，在电路层远离晶圆的一侧形成金属凸点。根据本发明的实施例，参考图2中的(d)，金属凸点140形成在电路层130远离晶圆110的一侧。具体的，金属凸点140的制作方法不受特别限制，例如金属凸点140可以利用包括电镀法、植球法、溅射法、钉头法以及喷射法等工艺方法制作的，上述方法的工艺精准度较高。具体地，金属凸点140的具体材料和形状不受特别限制，例如金属凸点140可以包括金球、锡球以及铜柱的至少之一。具体地，金属凸点140的高度可以为5-60μm，例如，可以是5μm，10μm，15μm，20μm，25μm，30μm，35μm，40μm，45μm，50μm，55μm等。由此，电路层130可以通过金属凸点140和外部电路实现良好的电连接。
S150：对形成有金属凸点的晶圆基体进行切割，形成多个预制芯片
在该步骤中，在对形成有金属凸点的晶圆基体进行切割，以便形成多个预制芯片。根据本发明的实施例，参考图2中的(e)，可以利用激光切割或者机械切割的切割件200对晶圆基体进行切割，形成多个预制芯片300。由此，该方法中对形成有金属凸点的晶圆基体进行切割时，晶圆基体的厚度较厚(即晶圆基体仍然为晶圆和支撑体贴合的结构)，方便加工设备(例如夹持工具)的拿持和流转，并且，切割过程中，晶圆110不易碎裂和损坏，且切割形成的预制芯片中，晶圆的边缘不易产生裂纹等，提高了产品的可靠性和良率。具体的，切割形成的预制芯片300的大小和数目不受特别限制，本领域技术人员可以根据需要进行设计。
S160：将预制芯片具有金属凸点的一侧贴装到柔性基板上
在该步骤中，将预制芯片具有金属凸点的一侧贴装到柔性基板上。根据本发明的实施例，参考图3和图4，将预制芯片300具有金属凸点140的一侧贴装到柔性基板160。根据本发明的实施例，将预制芯片300和柔性基板160贴合的具体方式不受特别限制，具体的，参考图3中的(g1)，可以将预制芯片300具有金属凸点140的一侧倒桩焊接在柔性基板160上，更具体地，可以通过沾焊料以及助焊剂，经过回流焊固化形成焊接层180，使预制芯片300通过焊接层180与柔性基板160形成良好的电连通。
具体地，参考图4中的(h1)，可以利用各向异性导电胶150将预制芯片300具有金属凸点140的一侧热压在柔性基板160上。具体地，利用各向异性导电胶150将预制芯片300具有金属凸点140的一侧热压在柔性基板160上时，热压温度可以为170-200℃，热压压力可以为2-10Mpa，热压保持时间可以为5-10秒，由此，可以使预制芯片300通过各向异性导电胶150中的导电粒子与柔性基板160形成良好的电连通。具体地，金属凸点140远离电路层130一侧的端面和柔性基板160之间的各向异性导电胶150的厚度(参考图4中(h1)中的厚度d)可以为20-30μm，例如可以为20μm，22μm，24μm，25μm，26μm，28μm等。由此，由此，该各向异性导电胶的厚度较小，有利于制备柔韧性较好的柔性芯片。具体地，形成柔性基板160的材料可以包括聚酰亚胺、六甲基二硅胺烷、聚二甲基硅氧烷、硅橡胶、形状记忆聚合物、水溶胶等具有柔性的柔性材料，由此，进一步提高了所制备的柔性芯片的柔韧性。
根据本发明的实施例，将预制芯片具有金属凸点的一侧贴装到柔性基板上时，可以将多个预制芯片依次贴装在柔性基板上，由此，可以制作含有多个芯片的柔性集成芯片，可以提高柔性芯片的集成化程度，并且可以提高生产效率。
S170：将预制芯片的支撑体和晶圆分离
在该步骤中，将预制芯片的支撑体和晶圆分离。根据本发明的实施例，参考图3中的(g2)和图4中的(h2)，将预制芯片300的支撑体120和晶圆110分离，即解键合。具体的，如前所述，预制芯片300和晶圆110可以是通过利用热分解型材料、激光分解型材料或溶剂分解型材料临时键合的，该步骤中，将预制芯片300的支撑体120和晶圆110分离，可以使用对应的解键合工艺，例如，可以采用加热、激光照射或者化学溶解剂使前述对应的临时键合材料失去粘性，从而可以令支撑体120与晶圆110滑移解离，并且可以利用真空吸嘴拾取支撑体120，由此，可以令预制芯片300的支撑体120与晶圆110分离，不会对晶圆110造成应力损伤，工艺简单。
S180：对预制芯片进行柔性封装，获得柔性芯片
在该步骤中，对预制芯片进行柔性封装，以便获得柔性芯片。根据本发明的实施例，参考图3中的(g3)和图4中的(h3)，可以在预制芯片300远离柔性基板160一侧的表面以及侧壁，形成柔性保护层170，柔性保护层170和柔性基板160密封连接。由此，可以实现对预制芯片300的柔性封装，获得柔性芯片1000。
具体的，柔性保护层170的形成方法不受特别限制，例如可以利用旋涂工艺、点胶工艺或液态塑封工艺，将柔性保护材料包裹在预制芯片远离柔性基板一侧的表面以及侧壁，并进行固化，以便形成柔性保护层170，以便形成柔性芯片1000。具体地，柔性保护材料可以包括六甲基二硅胺烷、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、硅橡胶、形状记忆聚合物以及水溶胶的至少之一。具体地，可以在预制芯片300远离柔性基板160一侧的表面以及侧壁贴附柔性保护材料胶膜，形成柔性保护层170。需要说明的是，参考图3中的(g3)，柔性保护材料在包裹预制芯片时，可以流入金属凸点140的间隙中和焊接层180的间隙中，形成填充。具体地，柔性保护层170的厚度可以为40-60μm，例如可以是40μm，45μm，50μm，55μm，60μm。由此，具有该厚度范围的柔性保护层170可以具有较强的柔韧性，可以对预制芯片300提供良好的封装保护，可以保护预制芯片300，进而可以制作出完整的柔性芯片1000，封装完成的柔性芯片1000可以具有良好的使用性能。
根据本发明的实施例，获得的柔性芯片1000弯曲时的曲率半径为1-10mm。例如，获得的柔性芯片1000弯曲时的曲率半径可以为1.5mm，可以为2mm，可以为3mm等。由此，获得的柔性芯片1000可以实现高密度、小尺寸，耐弯折性能也较强，使用性能较好。
根据本发明的实施例，可以对柔性芯片中的各层(例如晶圆、金属层、金属凸点、柔性基板、柔性保护层等)的厚度进行模拟和设计，使得该柔性芯片具有良好的柔韧性。例如，根据本发明的一个具体实施例，该柔性芯片中，晶圆的厚度可以为20μm，电路层的厚度可以为5μm，柔性基板的厚度可以为100μm，金属凸点远离电路层一侧的端面和柔性基板之间的各向异性导电胶的厚度可以为25μm，柔性保护层厚度可以为50μm。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种柔性芯片。根据本发明的实施例，该柔性芯片是由前面所述的方法制备的。由此，该柔性芯片具有前面所述的方法所制备的柔性芯片所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该柔性芯片可以实现高密度、小尺寸，并且封装尺寸较小，封装后的柔性芯片耐弯折性能较强，在制作流转过程中不易损坏，柔性芯片的使用性能较好。
各向异性导电胶各向异性导电胶在本说明书的描述中，术语“上”、“下”、“背面”、“侧面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“另一个实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种制作柔性芯片的方法，其特征在于，包括：
提供晶圆；
将支撑体贴合在所述晶圆的一侧，形成晶圆基体；
在所述晶圆远离所述支撑体的一侧形成电路层；
在所述电路层远离所述晶圆的一侧形成金属凸点；
对形成有所述金属凸点的所述晶圆基体进行切割，形成多个预制芯片；
将所述预制芯片具有所述金属凸点的一侧贴装到柔性基板上；
将所述预制芯片的所述支撑体和所述晶圆分离；
对所述预制芯片进行柔性封装，获得所述柔性芯片。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述晶圆的厚度不大于30μm；
所述支撑体的厚度为150-300μm；
形成所述支撑体的材料包括玻璃、硅片以及蓝宝石的至少之一。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将支撑体贴合在所述晶圆的一侧，是利用热分解型材料、激光分解型材料以及溶剂分解型材料的至少之一实现的。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述晶圆远离所述支撑体的一侧形成电路层，进一步包括：
在所述晶圆远离所述支撑体的一侧通过重布线工艺形成所述电路层；
所述电路层的厚度为3-10μm；
所述金属凸点包括金球、锡球以及铜柱的至少之一；
所述金属凸点的高度为5-60μm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述预制芯片具有所述金属凸点的一侧贴装到柔性基板上，进一步包括：
将所述预制芯片具有所述金属凸点的一侧倒桩焊接在所述柔性基板上；或者，
利用各向异性导电胶将所述预制芯片具有所述金属凸点的一侧热压在所述柔性基板上。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述利用各向异性导电胶将所述预制芯片具有所述金属凸点的一侧热压在所述柔性基板上时，热压温度为170-200℃，热压压力为2-10Mpa，热压保持时间为5-10秒；
所述金属凸点远离所述电路层一侧的端面和所述柔性基板之间的所述各向异性导电胶的厚度为20-30μm；
形成所述柔性基板的材料包括聚酰亚胺、六甲基二硅胺烷、聚二甲基硅氧烷、硅橡胶、形状记忆聚合物或水溶胶。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述预制芯片具有所述金属凸点的一侧贴装到柔性基板上，进一步包括：
将多个所述预制芯片依次贴装在所述柔性基板上。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述预制芯片进行柔性封装，进一步包括：
在所述预制芯片远离所述柔性基板一侧的表面以及侧壁，形成柔性保护层，所述柔性保护层和所述柔性基板密封连接；
所述形成柔性保护层进一步包括：利用旋涂工艺、点胶工艺或液态塑封工艺，将柔性保护材料包裹在所述预制芯片远离所述柔性基板一侧的表面以及侧壁，并进行固化，形成所述柔性保护层；
所述柔性保护材料包括六甲基二硅胺烷、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、硅橡胶、形状记忆聚合物以及水溶胶的至少之一；
所述柔性保护层的厚度为40-60μm。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获得的所述柔性芯片弯曲时的曲率半径为1-10mm。
10.一种柔性芯片，其特征在于，是由权利要求1-9任一项所述的方法制备的。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111811586A (zh) * | 2020-08-12 | 2020-10-23 | 华准科技(绍兴)有限公司 | 纸尿裤穿戴式传感器 |
| CN111952244A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-11-17 | 浙江集迈科微电子有限公司 | 一种柔性电路板侧壁互联工艺 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1742366A (zh) * | 2002-11-29 | 2006-03-01 | 弗兰霍菲尔运输应用研究公司 | 用于加工晶圆的方法和设备及包括分离层和支持层的晶圆 |
| CN1855463A (zh) * | 2002-06-18 | 2006-11-01 | 三洋电机株式会社 | 半导体装置及其制造方法 |
| CN102034778A (zh) * | 2009-10-07 | 2011-04-27 | 精材科技股份有限公司 | 芯片封装体及其制造方法 |
| CN102709202A (zh) * | 2011-03-25 | 2012-10-03 | 美国博通公司 | 一种集成电路封装及其组装方法 |
| CN103972170A (zh) * | 2013-01-30 | 2014-08-06 | 英飞凌科技股份有限公司 | 半导体器件及其生产方法 |
| CN107889540A (zh) * | 2015-05-21 | 2018-04-06 | 歌尔股份有限公司 | 微发光二极管的转移方法、制造方法、装置和电子设备 |
-
2019
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1855463A (zh) * | 2002-06-18 | 2006-11-01 | 三洋电机株式会社 | 半导体装置及其制造方法 |
| CN1742366A (zh) * | 2002-11-29 | 2006-03-01 | 弗兰霍菲尔运输应用研究公司 | 用于加工晶圆的方法和设备及包括分离层和支持层的晶圆 |
| CN102034778A (zh) * | 2009-10-07 | 2011-04-27 | 精材科技股份有限公司 | 芯片封装体及其制造方法 |
| CN102709202A (zh) * | 2011-03-25 | 2012-10-03 | 美国博通公司 | 一种集成电路封装及其组装方法 |
| CN103972170A (zh) * | 2013-01-30 | 2014-08-06 | 英飞凌科技股份有限公司 | 半导体器件及其生产方法 |
| CN107889540A (zh) * | 2015-05-21 | 2018-04-06 | 歌尔股份有限公司 | 微发光二极管的转移方法、制造方法、装置和电子设备 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111811586A (zh) * | 2020-08-12 | 2020-10-23 | 华准科技(绍兴)有限公司 | 纸尿裤穿戴式传感器 |
| CN111952244A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-11-17 | 浙江集迈科微电子有限公司 | 一种柔性电路板侧壁互联工艺 |
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