CN110556399A - 柔性器件的过渡装置、制备方法及柔性器件贴片的方法 - Google Patents

Abstract

一种柔性器件的过渡装置、制备方法及柔性器件贴片的方法，该过渡装置包括IC芯片及过渡基板，所述IC芯片包括IC芯片衬底、形成于所述IC芯片衬底上的电路功能层，以及封装层，所述封装层至少从所述电路功能层的表面，以及所述IC芯片的侧面对所述IC芯片衬底及所述电路功能层进行封装，所述IC芯片上形成有预备与基板进行贴片处理的第一表面，以及与所述第一表面相对应的第二表面，所述过渡基板通过粘合层粘合于所述IC芯片的第二表面上。该柔性器件的过渡装置能方便IC芯片进行后面的贴片应用，直接应用于柔性电子产品的制造。封装层的制备，对IC芯片进行很好保护，降低对存储条件的要求，避免在运输过程中对IC芯片造成损坏。

Description

柔性器件的过渡装置、制备方法及柔性器件贴片的方法

技术领域

本发明涉及芯片封装领域，尤其是一种柔性器件的过渡装置、该过渡装置的制备方法及基于该柔性器件的过渡装置进行柔性器件贴片的方法。

背景技术

近年来，随着柔性电子技术不断发展进步，以及智能可穿戴产品越来越广泛的应用，柔性电子器件以其具有独特的柔性、延展性、重量轻、厚度薄等优点，在市场上具有非常广阔的应用前景。

以Si、SiC、GaAs等半导体材料衬底的IC芯片是组成柔性电子产品的关键元器件，在目前的柔性电子器件的生产工艺中，为了使IC芯片具有一定的柔性，一般会通过减薄工艺对IC芯片的衬底进行减薄处理，减薄后的IC芯片很容易在移动过程中造成损伤，同时，由于IC芯片太薄、太轻、且具有柔性，很难控制贴片精度，这无疑会增加后道贴片工艺的复杂程度，降低产品的良率和贴片效率，不利于柔性IC芯片的量产化应用。与此同时，现有超薄IC器件贴片专业设备价格高昂，贴片效率低。柔性IC芯片的贴片工艺与现有SMT器件的电子产品集成制造工艺技术和设备不兼容，这会造成定制化开发柔性电子产品制作工艺与设备投入大、风险高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种柔性器件的过渡装置、该过渡装置的制备方法及基于该柔性器件的过渡装置进行柔性器件贴片的方法，该柔性器件的过渡装置能较好地对IC芯片进行保护，便于运输，避免在运输过程中对IC芯片造成损坏，能够方便IC芯片进行后续的贴片应用，使用该过渡装置能够直接应用于柔性电子产品的制造。

本发明提供了一种柔性器件的过渡装置，包括IC芯片及过渡基板，所述IC芯片包括IC芯片衬底、形成于所述IC芯片衬底上的电路功能层，以及封装层，所述封装层至少从所述电路功能层的表面，以及所述IC芯片的侧面对所述IC芯片衬底及所述电路功能层进行封装，所述IC芯片上形成有预备与基板进行贴片处理的第一表面，以及与所述第一表面相对应的第二表面，所述过渡基板通过粘合层粘合于所述IC芯片的第二表面上。

进一步地，IC芯片衬底为经过减薄处理的IC芯片衬底，所述IC芯片衬底的厚度小于80μm。

进一步地，所述IC芯片为适用于正装工艺的IC芯片，所述过渡基板从所述电路功能层所在的一侧，通过所述粘合层与所述IC芯片粘合；或，所述IC芯片为适应于倒装工艺的IC芯片，所述过渡基板从远离所述电路功能层所在的一侧，通过所述粘合层与所述IC芯片粘合。

进一步地，所述封装层对所述IC芯片的各个表面进行封装。

进一步地，所述封装层包括有机聚合物和/或无机物。

进一步地，所述有机聚合物包括丙烯酸酯类化合物、含羟基和氨基的低聚物、聚酰亚胺、聚苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酯及聚二甲基硅氧烷中的一种或多种聚合物。

进一步地，有机聚合物形成的所述封装层的厚度为200-10000nm。

进一步地，无机物包括硅、铝、镁、锌、锡、镍及钛中的一种或多种材料的氧化物、氮化物和/或碳化物。

进一步地，无机物形成的所述封装层的厚度为5-600nm。

进一步地，所述粘合层上形成有与所述过渡基板粘合的第一粘合面，以及用于与所述IC芯片粘合的第二粘合面，所述第一粘合面与所述过渡基板之间的粘合力大于所述第二粘合面与所述IC芯片之间的粘合力。

进一步地，在所述过渡基板上形成有多个用于增大粘结面积的凹凸结构，所述凸凹结构位于所述过渡基板与所述粘合层接触一侧的表面上。

进一步地，所述粘合层包括第一粘合层及第二粘合层，所述第一粘合层与所述过渡基板接触，所述第二粘合层与所述IC芯片接触，所述第一粘合面形成于所述第一粘合层与所述过渡基板之间，所述第二粘合面形成于所述第二粘合层与所述IC芯片之间，在对所述粘合层施加改性影响因素的情况下，所述第一粘合层的粘性增强，和/或第二粘合层的粘性降低，以使所述第一粘合层的粘性大于所述第二粘合层的粘性。

进一步地，所述粘合层还包括缓冲层，所述缓冲层设置于所述第一粘合层与所述第二粘合层之间，并分别通过所述缓冲层的两个表面与所述第一粘合层及所述第二粘合层粘接。

进一步地，所述缓冲层为导热系数小于0.5的低导热材料制成的缓冲层。

进一步地，所述柔性器件的过渡装置还包括芯片粘结膜，所述芯片粘结膜形成于所述IC芯片远离所述过渡基板一侧的表面。

进一步地，所述芯片粘结膜的粘性大于所述粘合层的粘性。

进一步地，在所述过渡基板远离所述IC芯片的一侧的表面上，还形成有微图像结构。

本发明还提供了一种上述柔性器件的过渡装置的制备方法，该方法包括如下步骤：

提供一个晶元，在所述晶元上形成电路功能层；

对所述晶元及所述电路功能层进行切割划片，在所述晶元上形成多个IC芯片衬底，在每一所述IC芯片衬底上均形成有所述电路功能层；

对所述IC芯片衬底及所述电路功能层进行封装，使之成为IC芯片；

所述IC芯片上形成有预备与基板进行贴片处理的第一表面，以及与所述第一表面相对应的第二表面，提供一个过渡胚板，将所述过渡胚板通过粘合层粘接于所述IC芯片的第二表面上；

对所述过渡胚板及所述晶元进行切割划片。

进一步地，在所述晶元上制作所述电路功能层时，还包括对所述电路功能层的I/O端口的PAD进行加厚处理，以及在制作所述封装层时，在所述封装层上相对于所述PAD位置制作柔性电极。

进一步地，在形成所述封装层的步骤中，在所述IC芯片的表面形成由有机聚合物或无机物组成的封装层，或形成由有机聚合物及无机物交替布设的封装层。

进一步地，有机聚合物的所述封装层包括丙烯酸酯类化合物、含羟基和氨基的低聚物、聚酰亚胺、聚苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酯(PET)及聚二甲基硅氧烷(PDMS)中的一种或多种聚合物材料。

进一步地，有机聚合物形成的所述封装层的厚度为200-10000nm。

进一步地，无机物的所述封装层包括硅、铝、镁、锌、锡、镍及钛中的一种或多种材料的氧化物、氮化物和/或碳化物。

进一步地，无机物形成的所述封装层的厚度为5-600nm。

进一步地，在所述粘合层上形成有与所述过渡胚板粘合的第一粘合面，以及用于与所述IC芯片粘合的第二粘合面，所述第一粘合面与所述过渡胚板之间的粘合力大于所述第二粘合面与所述IC芯片之间的粘合力。

进一步地，在所述过渡胚板上形成有多个增大粘合面积的凹凸结构，所述凹凸结构位于所述过渡胚板与所述粘合层接触一侧的表面上。

进一步地，在对所述粘合层施加改性影响因素的情况下，所述第一粘合面与所述过渡胚板之间的粘合力大于所述第二粘合面与所述IC芯片之间的粘合力。

进一步地，所述粘合层包括第一粘合层及第二粘合层，所述第一粘合层与所述过渡胚板接触，所述第二粘合层与所述IC芯片接触，所述第一粘合面形成于所述第一粘合层与所述过渡胚板之间，所述第二粘合面形成于所述第二粘合层与所述IC芯片之间，在对所述粘合层施加改性影响因素的情况下，所述第一粘合层的粘性增强，和/或第二粘合层的粘性降低，以使所述第一粘合层的粘性大于所述第二粘合层的粘性。

进一步地，所述第一粘合层为热敏感粘合剂形成的第一粘合层，通过温度的施加，所述第一粘合层的粘性增强。

进一步地，所述第一粘合层为紫外线敏感粘合剂形成的第一粘合层，通过紫外线的照射，所述第一粘合层的粘性增强。

进一步地，所述第二粘合层为热敏感粘合剂形成的第二粘合层，通过温度的施加，所述第二粘合剂的粘性降低。

进一步地，所述第二粘合层为紫外线敏感粘合剂形成的第二粘合层，通过紫外线的照射，所述第二粘合剂的粘性降低。

进一步地，所述第一粘合剂为永久粘合剂，通过施加改性影响因素，所述第二粘合剂的粘性降低。

进一步地，在所述第一粘合层与所述第二粘合层之间还形成有缓冲层，所述缓冲层分别通过所述缓冲层的两个表面与所述第一粘合层及所述第二粘合层粘接。

进一步地，：所述缓冲层为导热系数小于0.5的低导热材料制成的缓冲层。

进一步地，该方法中，还包括对所述IC芯片进行减薄处理，使所述IC芯片衬底的厚度小于80μm。

进一步地，所述IC芯片为适用于正装工艺的IC芯片时，在将所述过渡胚板通过粘合层粘接于所述IC芯片的第二表面上的步骤后，直接对IC芯片远离所述过渡胚板一侧的硅衬底进行减薄处理。

进一步地，在进行减薄处理后，该方法还包括对IC芯片进行减薄处理的一侧进行封装。

进一步地，所述IC芯片为适用于倒装工艺的IC芯片，在进行减薄处理时，包括如下步骤：

提供一转接板，将所述转接板通过转接粘合层与适用于所述倒装工艺的IC芯片的第一表面粘接；

对所述IC芯片衬底进行减薄处理；

将过渡胚板通过粘合层与适用于所述倒装工艺的所述IC芯片已经进行减薄处理的一侧的表面粘接；

剥离所述转接板及所述转接粘合层。

进一步地，所述转接粘合层与所述IC芯片之间的粘合力小于所述粘合层与所述IC芯片之间的粘合力。

进一步地，在对所述IC芯片进行减薄处理后，该方法还包括消除所述IC芯片衬底经过减薄处理的表面的残余应力。

进一步地，在将所述过渡胚板通过粘合层粘接于所述IC芯片的第二表面上的步骤后，该方法还包括在所述IC芯片的第一表面上形成芯片粘结膜。

进一步地，所述芯片粘结膜的粘性大于所述粘合层的粘性。

进一步地，该方法还包括在所述过渡胚板远离所述IC芯片的一侧的表面上形成微图像结构。

本发明还提供了一种采用上述柔性器件的过渡装置进行柔性器件贴片的贴片方法，该方法包括如下步骤：

提供一个柔性基板；

将所述柔性器件的过渡装置中的IC芯片贴装于所述柔性基板；

将所述过渡基板及所述粘合层从所述IC芯片上移除。

进一步地，该方法还包括在IC芯片预备与所述柔性基板贴装的一面和/或所述柔性基板上设置芯片粘结膜。

进一步地，在将所述过渡基板及所述粘合层移除的制程中，该方法还包括对所述过渡基板的粘合层施加改性影响因素，减少所述粘合层与所述IC芯片之间的粘合力，和/或增加粘合层与所述过渡基板之间的粘合力。

本发明提供了一种柔性器件的过渡装置，通过将IC芯片的第二表面与过渡基板粘接，在于过渡基板粘接后，可以以过渡基板为衬底，直接进行IC芯片硅衬底的减薄处理，便于IC芯片的薄化处理；进一步地，该柔性器件的过渡装置，兼容现有SMT技术。或进行芯片封装的wafer供料方式，又可以直接将该过渡装置应用于IC芯片的贴装工艺中，降低了IC芯片贴装工艺中，对IC芯片贴片设备的贴片工艺过程控制难度要求，以便于IC芯片的贴装。同时，由于在IC芯片上形成有封装层，过渡基板通过粘合层与封装层粘接，一方面，封装层的设置使该粘合层的粘合与剥离不会对IC芯片衬底及电路功能层造成损坏；另一方面，在过渡装置移动的过程中，封装层可以对IC芯片衬底及电路功能层形成保护，对其进行应力缓冲，以及防止外界的灰尘、静电等对IC芯片衬底及电路功能层造成影响，降低了IC芯片存储、运输及后续贴装工艺的难度；最后，在进行IC芯片贴装工艺时，由于IC芯片衬底及电路功能层被封装层所保护，因此，可以降低贴装工艺对车间环境及设备精度的要求；更使得该柔性器件的过渡装置可以以一个独立的产品，进入IC芯片贴装行业流通，有利于IC芯片下游厂家进行超薄柔性器件的定制化生产，有利于柔性器件行业的发展。

进一步地，在IC芯片远离过渡基板的一侧，直接贴附芯片粘结膜，使该柔性器件的过渡装置能够形成可贴片器件，进一步地降低了IC芯片贴片的难度和贴片工艺控制的难度，有利于实现柔性器件的低成本大批量商业化制造。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的柔性器件的过渡装置的结构意图。

图2为图1中A处的放大结构示意图。

图3为本发明第二实施例提供的柔性器件的过渡装置中A处的放大结构实施例。

图4a-图4g为本发明第一实施例提供的柔性器件的过渡装置的制作过程中各步骤的结构示意图。

图5为本发明第三实施例提供的柔性器件的过渡装置的结构示意图。

图6a-图6c为本发明第二实施例提供的柔性器件的过渡装置的制作过程中各步骤的结构示意图。

图7为本发明第四实施例提供的柔性器件的过渡装置的结构示意图。

图8a至图8d为基于本发明提供的柔性器件的过渡装置进行柔性器件贴片的方法中各步骤的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，详细说明如下。

本发明提供了一种柔性器件的过渡装置、该过渡装置的制备方法及基于该柔性器件的过渡装置进行柔性器件贴片的方法，该柔性器件的过渡装置能较好地对IC芯片进行保护，便于运输，避免在运输过程中对IC芯片造成损坏，能够方便IC芯片进行后续的贴片应用，使用该过渡装置能够直接应用于柔性电子产品的制造。

本专利所述的IC芯片是指传统的以Si、SiC、GaAs等半导体材料衬底的IC芯片。

如图1所示，本发明第一实施例提供的柔性器件的过渡装置包括IC芯片10及过渡基板20，过渡基板20与IC芯片10之间通过粘合层30粘合。

IC芯片10包括IC芯片衬底11、形成于IC芯片衬底11上的电路功能层12，以及对IC芯片衬底11及电路功能层12进行封装的封装层13。

在本实施例中IC芯片衬底11可以为经过减薄处理的IC芯片衬底11，以绝缘体硅片(SOI，Silicon On Insulator)为例，该减薄处理的结果使IC芯片衬底11的厚度小于80μm，或者直接去除硅衬底133及埋氧化层112，仅保留顶层硅111(图1示出了仅保留顶层硅111)。

在其它实施例中，IC芯片10也可以为经过减薄处理的体硅(即单硅片)。

IC芯片10上形成有预备与基板，如柔性基板40，进行贴片处理的第一表面14以及与第一表面14相对应的第二表面15。可以理解地，在正装工艺中，当IC芯片10固定于柔性基板40上时，IC芯片10的电路功能层12是朝向远离柔性基板40一侧的，也即，电路功能层12所在的一面为IC芯片10的第二表面15，而IC芯片衬底11所在的一面为IC芯片10的第一表面14；而在倒装工艺中，当IC芯片10固定于柔性基板40上时，IC芯片10的电路功能层12是朝向柔性基板40一侧的，此时，IC芯片10的电路功能层12所在的一侧为IC芯片10的第一表面14，而IC芯片衬底11所在的一侧为IC芯片10的第二表面15。

封装层13至少从电路功能层12的表面，以及IC芯片10四周的侧面对IC芯片10进行封装。在其它实施例中，封装层13还对IC芯片10远离电路功能层12的一侧的表面进行封装，也即对IC芯片10的所有表面进行封装。在封装层13位于电路功能层12的一侧上，电路功能层12的PAD从封装层13内露出。

封装层13由有机聚合物或无机物形成，或者由有机聚合物及无机物交替布设而成。

有机聚合物包括丙烯酸酯类化合物、含羟基和氨基的低聚物、聚酰亚胺、聚苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酯(PET)及聚二甲基硅氧烷(PDMS)等材料中的一种或多种柔性聚合物材料。其厚度可以为200-10000纳米。

无机物可以包括硅、铝、镁、锌、锡、镍及钛中的一种或多种材料的氧化物、氮化物和/或碳化物，其厚度分别控制为5-600纳米。

在上述结构中，当封装层13由无机物及有机聚合物交替布设组成时，无机物封装层13主要进行气密性封装，而有机聚合物封装层13主要起到柔性封装作用，并对封装层13内的应力进行缓冲，通过无机物与有机聚合物交替布设能够使二者形成互补，增加封装层13的可靠性。

在本实施例中，过渡基板20可以为刚性基板，如单晶硅、玻璃、陶瓷基板，或由刚性聚合物材料制成的基板，或由复合材料制成的基板，优选地，基板的厚度为100-500μm。

过渡基板20通过粘合层30与IC芯片10的第二表面15粘合。也即，当IC芯片10为适用于正装工艺的IC芯片10时，过渡基板20与IC芯片10中电路功能层12所在的一侧粘合(参见图1)；当IC芯片10为适用于倒装工艺的IC芯片10时，过渡基板20与IC芯片10中远离电路功能层12所在的一侧粘合(参见图5)。如图8a至图8d所示，本发明提供的过渡装置可以直接应用于IC芯片10的贴装过程中，直接将过渡装置贴装于柔性基板40上，然后将过渡基板20去除，即可得到柔性器件。

粘合层30上形成有与用于与过渡基板20粘合的第一粘合面31，以及用于与IC芯片10粘合的第二粘合面32。为了在IC芯片10贴装于柔性基板40后，使粘合层30及过渡基板20脱离IC芯片10，在本发明中，第一粘合面31与过渡基板20之间的粘合力大于第二粘合面32与IC芯片10之间的粘合力，或者在对粘合层30施加改性影响因素的情况下，第一粘合面31与过渡基板20之间的粘合力大于第二粘合面32与IC芯片10之间的粘合力，上述的改性影响因素是指能够改变第一粘合面31或第二粘合面32的粘性的影响因素，如特定的温度及特定强度、波长的光线等。

在本发明的第一实施例中，上述的效果可以通过增大过渡基板20与粘合层30接触的一面的粗糙度，和/或减少封装层13与粘合层30接触的一面的粗糙度来实现。如图2所示，在过渡基板20与粘合层30接触的一面可以形成有凹凸结构21，以增加其表面粗糙度，进而增加过渡基板20与粘合层30之间的粘合力。优选地，凹陷处的深度可以为1μm-15μm，凹陷处的深宽比可以为0.5-3，当凹凸结构21为锯齿形的凹凸结构21时，锯齿波形顶部的角度为30-150°。

在其它实施例中，如图3所示，粘合层30至少包括第一粘合层33及第二粘合层34，第一粘合层33与过渡基板20接触，第二粘合层34与IC芯片10接触，也即，第一粘合面31形成于第一粘合层33与过渡基板20之间，第二粘合面32形成于第二粘合层34与IC芯片10之间。通过改性影响因素的施加，可以使第一粘合层33的粘性增强，和/或使第二粘合层34的粘性降低。

基于上述的效果，第一粘合层33为热敏感粘合剂形成的第一粘合层33，通过改性温度的施加，第一粘合层33的粘性增强；第一粘合层33也可以为紫外线敏感粘合剂形成的第一粘合层33，通过改性紫外线的照射，第一粘合层33的粘性增强。第二粘合层34可以为热敏感粘合剂形成的第二粘合层34，通过改性温度的施加，第二粘合层34的粘性降低；第二粘合层34也可以为紫外线敏感粘合剂，通过改性紫外线的照射，第二粘合层34的粘性降低。

在施加改性影响因素，第二粘合层34的粘性降低时，第一粘合层33也可以为永久粘合剂，该处的永久粘合剂可以理解为在对第二粘合层34施加影响因素时，粘度不变的粘合剂。

如图3所示，粘合层30还包括缓冲层35，缓冲层35设置于第一粘合层33与第二粘合层34之间，并分别通过两个表面与第一粘合层33及第二粘合层34粘接，以保证在过渡基板20脱离制程中，第二粘合层34能够顺利地与IC芯片10脱离。

进一步地，缓冲层35为导热系数小于0.5的低导热材料，如玻璃纤维、PVC、及环氧树脂等，以防止在对其中一个粘合层施加影响因素时，对其它粘合层造成影响。

为了便于后续通过本发明提供的柔性器件的过渡装置对IC芯片10进行贴装，如图7所示，在IC芯片10远离过渡基板20一侧的表面，也即在预备与柔性基板40粘接的第一表面14上，还设置有芯片粘结膜16，芯片粘结膜16可以为Die Attach Film(DAF)膜。使该柔性器件的过渡装置能够形成可贴片器件，进一步地降低了IC芯片10贴片的难度和贴片工艺控制的难度，有利于实现柔性器件的低成本大批量商业化制造。

芯片粘结膜16的粘性大于粘合层30，具体为第一粘合层33的粘性，以防止在去除过渡基板20的过程中，粘合层30无法从IC芯片10上剥离，同时也使IC芯片10与柔性基板40的粘结更加稳定。

在过渡基板20远离IC芯片10的一侧的表面上，还可以通过激光光刻印刷等工艺形成有微图像结构(图未示)，该微图像结构可以为十字形或圆形等，以方便后续工序中对柔性器件贴装时的图像识别对位、位置校准及角度偏移等操作，以提高器件贴片时的贴装精度。

本发明提供了一种柔性器件的过渡装置，通过将IC芯片10的第二表面15与过渡基板20粘接，在于过渡基板20粘接后，可以以过渡基板20为衬底，直接进行IC芯片衬底11的减薄处理，便于IC芯片10的薄化处理；进一步地，该柔性器件的过渡装置，兼容现有SMT技术。或进行芯片封装的wafer供料方式，又可以直接将该过渡装置应用于IC芯片10的贴装工艺中，降低了IC芯片10贴装工艺中，对IC芯片10贴片设备的贴片工艺过程控制难度的要求，以便于IC芯片10的贴装。同时，由于在IC芯片10上形成有封装层13，过渡基板20通过粘合层30与封装层13粘接，一方面，封装层13的设置使该粘合层30的粘合与剥离不会对IC芯片衬底11及电路功能层12造成损坏；另一方面，在过渡装置移动的过程中，封装层13可以对IC芯片衬底11及电路功能层12形成保护，对其进行应力缓冲，以及防止外界的灰尘、静电等对IC芯片衬底11及电路功能层12造成影响，降低了IC芯片10存储、运输及后续贴装工艺的难度；最后，在进行IC芯片10贴装工艺时，由于IC芯片衬底11及电路功能层12被封装层13所保护，因此，可以降低贴装工艺对车间环境及设备精度的要求；更使得该柔性器件的过渡装置可以以一个独立的产品，进入IC芯片10贴装行业流通，有利于IC芯片10下游厂家进行超薄柔性器件的定制化生产，有利于柔性器件行业的发展。

如图4a至4g所示，本发明还提供了一种柔性器件的过渡装置的制备方法，该方法包括如下步骤：

提供一个晶元16，在晶元16上形成电路功能层12(如图4a及图4b)；

对该晶元16及电路功能层12进行切割划片，以在晶元16上形成多个IC芯片衬底11，每一IC芯片衬底11上均形成有电路功能层12(如图4c)；

对IC芯片衬底11及电路功能层12进行封装，使之成为IC芯片10，封装层13形成于电路功能层12所在一侧的IC芯片的表面上，以及IC芯片10的侧面上(如图4d)；

IC芯片10上形成有预备与基板，如柔性基板40进行贴片处理的第一表面14以及与第一表面14相对应的第二表面15，提供一过渡胚板22，将过渡胚板22通过粘合层30粘接于IC芯片10的第二表面15上(如图4e及4g)；

对过渡胚板22及晶元16进行切割划片，使之分为多个独立的柔性器件的过渡装置。

需要说明的是，在本实施例中，过渡胚板22经过切割后形成单个的过渡基板20.

通过上述的方法，可以使柔性器件的制备方法应用于大批量的商业化制造过程中，在上述的柔性器件的过渡装置制备完成后，可以进行卷带包装或托盘式包装，以便于存储及运输。

进一步地，在该方法中，在晶元16上制作电路功能层12时，还需要对电路功能层12的I/O端口的PAD处进行加厚处理，以及在PAD上制作柔性电极，该柔性电极可以为Au、Ag或C等纳米材料，或者Au、Ag或C等纳米材料与聚合物形成的具有粘性的混合物，以便在制作封装层13时将电路功能层的PAD从封装层13内引出。

进一步地，在本实施例中，如图4c所示，以绝缘体硅片为衬底的IC芯片为例，在对晶元16及电路功能层12进行切割划片时，依次对电路功能层12、顶层硅111层及埋氧化层112进行划片切割；可以理解地，若IC芯片衬底11为体硅，在对晶元16及电路功能层12进行切割划片时，依次对电路功能层12及硅层进行切割划片。上述切割划片的深度可以为为20-150μm。

在本实施例中，可以通过蚀刻、机械切割或激光切割等方式对晶元16及电路功能层12进行切割。

封装层13可以由有机聚合物或无机物形成，或者由有机聚合物及无机物交替布设而成。

有机聚合物包括丙烯酸酯类化合物、含羟基和氨基的低聚物、聚酰亚胺、聚苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酯(PET)及聚二甲基硅氧烷(PDMS)等一种或多种柔性聚合物材料。其厚度可以为200-10000nm。

无机物可以包括硅、铝、镁、锌、锡、镍及钛中的一种或多种材料的氧化物、氮化物和/或碳化物，其厚度可以控制为5-600nm。

粘合层30上形成有与用于与过渡胚板22粘合的第一粘合面31，以及用于与IC芯片10粘合的第二粘合面32。为了在IC芯片10贴装于过渡胚板22后，使粘合层30及过渡胚板22脱离IC芯片10，在本方法中，第一粘合面31与过渡胚板22之间的粘合力大于第二粘合面32与IC芯片10之间的粘合力，或者在施加改性影响因素的情况下，第一粘合面31与过渡胚板22之间的粘合力大于第二粘合面32与IC芯片10之间的粘合力。

在本实施例中，上述的效果可以通过增大过渡胚板22与粘合层30接触的一面的粘合面积，和/或减少封装层13与粘合层30接触的一面的粘合面积来实现。如图2所示，在过渡胚板22与粘合层30接触的一面可以形成有多个凹凸结构21，以增加其粘合面积，进而增加过过渡胚板与粘合层30之间的粘合力。优选地，凹陷处的深度可以为1μm-15μm，凹陷处的深宽比可以为0.5-3，当凹凸结构21为锯齿形的凸凹部21时，锯齿波形顶部的角度为30-150°。

在其它实施例中，如图3所示，粘合层30至少包括第一粘合层33及第二粘合层34，第一粘合层33与过渡胚板22接触，第二粘合层34与封装层13接触，也即，第一粘合面31形成于第一粘合层33与过渡胚板22之间，第二粘合面32形成于第二粘合层34与封装层13之间。通过改性影响因素的施加，可以使第一粘合层33的粘性增强，和/或使第二粘合层34的粘性降低。

基于上述的效果，第一粘合层33为热敏感粘合剂，通过改性温度的施加，第一粘合层33的粘性增强；第一粘合层33也可以为紫外线敏感粘合剂，通过改性紫外线的照射，第一粘合层33的粘性增强。第二粘合层34可以为热敏感粘合剂，通过改性温度的施加，第二粘合层34的粘性降低；第二粘合层34也可以为紫外线敏感粘合剂，通过改性紫外线的照射，第二粘合层34的粘性降低。

在施加改性影响因素，第二粘合层34的粘性降低时，第一粘合层33也可以为永久粘合剂，该处的永久粘合剂可以理解为在对第二粘合层34施加改性影响因素时，粘度不变的粘合剂。

进一步地，在该方法中，粘合层30还包括缓冲层35，缓冲层35设置于第一粘合层33与第二粘合层34之间，并分别通过两个表面与第一粘合层33及第二粘合层34粘接，以保证在过渡胚板22脱离制程中，第二粘合层34能够顺利地与IC芯片10脱离。

进一步地，缓冲层35为导热系数小于0.5的低导热材料，如玻璃纤维、PVC、及环氧树脂等，以防止在对一个粘合层30施加影响因素时，对另一个粘合层30造成影响。

在该方法中，在形成封装层13的步骤后，还可以包括对IC芯片衬底11进行减薄处理。在本实施例中，可以通过机械研磨、蚀刻等方法来对IC芯片衬底11进行减薄处理。

在本实施例中，若IC芯片10为适用于正装工艺的IC芯片10，此时，IC芯片10的第二表面15为电路功能层12所在的一侧，在过渡胚板22粘接的步骤中，过渡胚板22直接与IC芯片10的电路功能层12所在的一侧粘接，IC芯片衬底11欲进行减薄的一侧会直接露出，此时能够直接对IC芯片衬底11进行减薄处理，使IC芯片衬底减薄至小于80μm，当IC芯片衬底11为绝缘体硅片时，可以直接将硅衬底113及埋氧化层112除去，仅保留顶层硅111。由于在进行IC芯片衬底11减薄处理时，过渡胚板22可以直接作为此时的衬底使用，因此，在基于该方法进行硅衬底113减薄时，可以减少IC芯片衬底11转移的次数，减少对IC芯片10造成损伤的可能。同时，由于在进行IC芯片11减薄处理时，会在IC芯片10的电路功能层12所在的一侧，以及IC芯片10的侧面形成封装层13，该封装层13会对IC芯片衬底11提供保护，以进一步降低在减薄处理时对IC芯片衬底11造成损伤的可能，同时也降低了减薄处理对设备及环境的要求，降低了成本。

进一步地，在进行减薄处理后，该方法还包括在IC芯片10进行减薄处理的一侧进行封装，以使封装层13能够完全包覆IC芯片衬底11及电路功能层12。

若IC芯片10为适用于倒装工艺的IC芯片10，此时，IC芯片10的第一表面14为电路功能层12所在的一侧，过渡胚板22会与IC芯片衬底11远离电路功能层12所在的一侧的表面粘接(如图5)，为了进行减薄处理，如图6a至6c所示，该方法在形成封装层13后，还包括提供一转接板23，该转接板23通过转接粘合层231与适用于倒装工艺的IC芯片10的第一表面14相粘接，也即，将转接板23与IC芯片10电路功能层12所在的一侧的表面相粘接，然后对IC芯片衬底11进行减薄处理，使IC芯片衬底11减薄至小于80μm，当IC芯片衬底11为绝缘体硅片时，可以直接将硅衬底113及埋氧化层112除去，仅保留顶层硅111。待减薄处理后，还可以对减薄处理的一侧进行封装，使封装层13从IC芯片10的各个表面对IC芯片衬底11及电路功能层12进行封装，然后，将过渡胚板22通过粘合层30与IC芯片10上已经进行减薄处理的一侧的表面粘接，最后剥离转接板23及转接粘合层231，再经过切割即可得到柔性器件的过渡装置。

为了使转接板23及转接粘合层231顺利地与IC芯片10脱离，在本实施例中，转接粘合层231与IC芯片10之间的粘合力小于粘合层30与IC芯片10之间的粘合力。

进一步地，在进行减薄处理后，该方法还可以包括再对IC芯片衬底11经过减薄处理的表面进行干式蚀刻或干式抛光等工艺以消除该表面的残余应力。

为了进一步简化后续IC芯片10的贴装制程，在本实施例中，该方法还包括在IC芯片10的第一表面14上形成有芯片粘结膜16，该芯片粘结膜16可以为Die Attach Film(DAF)膜。芯片粘结膜16的粘性大于粘合层33，具体为第一粘合层33的粘度，以防止在去除过渡基板20的过程中，IC芯片10无法从过渡基板20上剥离，同时也使IC芯片10与柔性基板40的粘结更加稳定。

进一步地，该方法还包括在过渡胚板22上形成微图像结构，该为图像结构位于过渡胚板22远离IC芯片10一侧的表面上。

本发明还提供了一种基于上述柔性器件的过渡装置进行柔性器件贴片的贴片方法，如图8a至图8d该方法包括如下步骤：

提供一个柔性基板40，以及上述的柔性器件的过渡装置；

将该过渡装置中IC芯片10贴装于柔性基板40上；

将过渡基板20及粘合层30从IC芯片10上移除。

在上述的贴片方法中，由于采用了本发明提供的柔性器件的过渡装置，在IC芯片衬底11及电路功能层12外形成有封装层13，以及在IC芯片10的第二表面15上粘合有过渡基板20，封装层13可以提供一定的柔性，且可以缓解一定的应力，且在贴片时，可以通过抓取过渡基板20来完成IC芯片衬底11的移动，这能够减少对设备的精度以及对于车间环境的要求。

进一步地，在本实施例中，为了便于IC芯片10的贴片，在IC芯片10预备与柔性基板40贴装的一面和/或者在柔性基板40上设置有芯片粘结膜16，该芯片粘结膜16可以为DieAttach Film(DAF)膜。芯片粘结膜16的粘性大于第一粘合层33的粘度，以防止在去除过渡基板20的过程中，IC芯片10无法从过渡基板20上剥离，同时也使IC芯片10与柔性基板40的粘结更加稳定。

进一步地，在过渡基板20及粘合层30移除的制程中，该方法还包括对过渡基板20的粘合层30施加，如温度或紫外线等的影响因素，以减少粘合层30与IC芯片10之间的粘合力，和/或增加粘合层30与过渡基板20之间的粘合力，便于将过渡基板20及粘合层30从IC芯片10上去除。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (47)

1.一种柔性器件的过渡装置，其特征在于：包括IC芯片及过渡基板，所述IC芯片包括IC芯片衬底、形成于所述IC芯片衬底上的电路功能层，以及封装层，所述封装层至少从所述电路功能层的表面，以及所述IC芯片的侧面对所述IC芯片衬底及所述电路功能层进行封装，所述IC芯片上形成有预备与基板进行贴片处理的第一表面，以及与所述第一表面相对应的第二表面，所述过渡基板通过粘合层粘合于所述IC芯片的第二表面上。

2.如权利要求1所述的柔性器件的过渡装置，其特征在于：IC芯片衬底为经过减薄处理的IC芯片衬底，所述IC芯片衬底的厚度小于80μm。

3.如权利要求1所述的柔性器件的过渡装置，其特征在于：所述IC芯片为适用于正装工艺的IC芯片，所述过渡基板从所述电路功能层所在的一侧，通过所述粘合层与所述IC芯片粘合；或，所述IC芯片为适应于倒装工艺的IC芯片，所述过渡基板从远离所述电路功能层所在的一侧，通过所述粘合层与所述IC芯片粘合。

4.如权利要求1所述的柔性器件的过渡装置，其特征在于：所述封装层对所述IC芯片的各个表面进行封装。

5.如权利要求1所述的柔性器件的过渡装置，其特征在于：所述封装层包括有机聚合物和/或无机物。

6.如权利要求5所述的柔性器件的过渡装置，其特征在于：所述有机聚合物包括丙烯酸酯类化合物、含羟基和氨基的低聚物、聚酰亚胺、聚苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酯及聚二甲基硅氧烷中的一种或多种聚合物。

7.如权利要求6所述的柔性器件的过渡装置，其特征在于：有机聚合物形成的所述封装层的厚度为200-10000nm。

8.如权利要求5所述的柔性器件的过渡装置，其特征在于：无机物包括硅、铝、镁、锌、锡、镍及钛中的一种或多种材料的氧化物、氮化物和/或碳化物。

9.如权利要求8所述的柔性器件的过渡装置，其特征在于：无机物形成的所述封装层的厚度为5-600nm。

10.如权利要求1所述的柔性器件的过渡装置，其特征在于：所述粘合层上形成有与所述过渡基板粘合的第一粘合面，以及用于与所述IC芯片粘合的第二粘合面，所述第一粘合面与所述过渡基板之间的粘合力大于所述第二粘合面与所述IC芯片之间的粘合力。

11.如权利要求10所述的柔性器件的过渡装置至，其特征在于：在所述过渡基板上形成有多个用于增大粘结面积的凹凸结构，所述凹凸结构位于所述过渡基板与所述粘合层接触一侧的表面上。

12.如权利要求10所述的柔性器件的过渡装置，其特征在于：所述粘合层包括第一粘合层及第二粘合层，所述第一粘合层与所述过渡基板接触，所述第二粘合层与所述IC芯片接触，所述第一粘合面形成于所述第一粘合层与所述过渡基板之间，所述第二粘合面形成于所述第二粘合层与所述IC芯片之间，在对所述粘合层施加改性影响因素的情况下，所述第一粘合层的粘性增强，和/或第二粘合层的粘性降低，以使所述第一粘合层的粘性大于所述第二粘合层的粘性。

13.如权利要求12所述的柔性器件的过渡装置，其特征在于：所述粘合层还包括缓冲层，所述缓冲层设置于所述第一粘合层与所述第二粘合层之间，并分别通过所述缓冲层的两个表面与所述第一粘合层及所述第二粘合层粘接。

14.如权利要求13所述的柔性器件的过渡装置，其特征在于：所述缓冲层为导热系数小于0.5的低导热材料制成的缓冲层。

15.如权利要求1所述的柔性器件的过渡装置，其特征在于：所述柔性器件的过渡装置还包括芯片粘结膜，所述芯片粘结膜形成于所述IC芯片远离所述过渡基板一侧的表面。

16.如权利要求15所述的柔性器件的过渡装置，其特征在于：所述芯片粘结膜的粘性大于所述粘合层的粘性。

17.如权利要求1所述的柔性器件的过渡装置，其特征在于：在所述过渡基板远离所述IC芯片的一侧的表面上，还形成有微图像结构。

18.一种如权利要求1至17中任意一项所述的柔性器件的过渡装置的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

提供一个晶元，在所述晶元上形成电路功能层；

对所述晶元及所述电路功能层进行切割划片，在所述晶元上形成多个IC芯片衬底，在每一所述IC芯片衬底上均形成有所述电路功能层；

对所述IC芯片衬底及所述电路功能层进行封装，使之成为IC芯片；

所述IC芯片上形成有预备与基板进行贴片处理的第一表面，以及与所述第一表面相对应的第二表面，提供一个过渡胚板，将所述过渡胚板通过粘合层粘接于所述IC芯片的第二表面上；

对所述过渡胚板及所述晶元进行切割划片。

19.如权利要求18所述的柔性器件的过渡装置的制备方法，其特征在于：在所述晶元上制作所述电路功能层时，还包括对所述电路功能层的I/O端口的PAD进行加厚处理，以及在制作所述封装层时，在所述封装层上相对于所述PAD位置制作柔性电极。

20.如权利要求18所述的柔性器件的过渡装置的制备方法，其特征在于：在形成所述封装层的步骤中，在所述IC芯片的表面形成由有机聚合物或无机物组成的封装层，或形成由有机聚合物及无机物交替布设的封装层。

21.如权利要求20所述的柔性器件的过渡装置的制备方法，其特征在于：有机聚合物的所述封装层包括丙烯酸酯类化合物、含羟基和氨基的低聚物、聚酰亚胺、聚苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酯(PET)及聚二甲基硅氧烷(PDMS)中的一种或多种聚合物材料。

22.如权利要求21所述的柔性器件的过渡装置的制备方法，其特征在于：有机聚合物形成的所述封装层的厚度为200-10000nm。

23.如权利要求20所述的柔性器件的过渡装置，其特征在于：无机物的所述封装层包括硅、铝、镁、锌、锡、镍及钛中的一种或多种材料的氧化物、氮化物和/或碳化物。

24.如权利要求23所述的柔性器件的过渡装置的制备方法，其特征在于：无机物形成的所述封装层的厚度为5-600nm。

25.如权利要求18所述的柔性器件的过渡装置的制备方法，其特征在于：在所述粘合层上形成有与所述过渡胚板粘合的第一粘合面，以及用于与所述IC芯片粘合的第二粘合面，所述第一粘合面与所述过渡胚板之间的粘合力大于所述第二粘合面与所述IC芯片之间的粘合力。

26.如权利要求25所述的柔性器件的过渡装置的制备方法，其特征在于：在所述过渡胚板上形成有多个增大粘合面积的凹凸结构，所述凹凸结构位于所述过渡胚板与所述粘合层接触一侧的表面上。

27.如权利要求25所述的柔性器件的过渡装置的制备方法，其特征在于：在对所述粘合层施加改性影响因素的情况下，所述第一粘合面与所述过渡胚板之间的粘合力大于所述第二粘合面与所述IC芯片之间的粘合力。

28.如权利要求27所述的柔性器件的过渡装置的制备方法，其特征在于：所述粘合层包括第一粘合层及第二粘合层，所述第一粘合层与所述过渡胚板接触，所述第二粘合层与所述IC芯片接触，所述第一粘合面形成于所述第一粘合层与所述过渡胚板之间，所述第二粘合面形成于所述第二粘合层与所述IC芯片之间，在对所述粘合层施加改性影响因素的情况下，所述第一粘合层的粘性增强，和/或第二粘合层的粘性降低，以使所述第一粘合层的粘性大于所述第二粘合层的粘性。

29.如权利要求28所述的柔性器件的过渡装置的制备方法，其特征在于：所述第一粘合层为热敏感粘合剂形成的第一粘合层，通过温度的施加，所述第一粘合层的粘性增强。

30.如权利要求28所述的柔性器件的过渡装置的制备方法，其特征在于：所述第一粘合层为紫外线敏感粘合剂形成的第一粘合层，通过紫外线的照射，所述第一粘合层的粘性增强。

31.如权利要求28所述的柔性器件的过渡装置的制备方法，其特征在于：所述第二粘合层为热敏感粘合剂形成的第二粘合层，通过温度的施加，所述第二粘合剂的粘性降低。

32.如权利要求28所述的柔性器件的过渡装置的制备方法，其特征在于：所述第二粘合层为紫外线敏感粘合剂形成的第二粘合层，通过紫外线的照射，所述第二粘合剂的粘性降低。

33.如权利要求28所述的柔性器件的过渡装置的制备方法，其特征在于：所述第一粘合剂为永久粘合剂，通过施加改性影响因素，所述第二粘合剂的粘性降低。

34.如权利要求28所述的柔性器件的过渡装置的制备方法，其特征在于：在所述第一粘合层与所述第二粘合层之间还形成有缓冲层，所述缓冲层分别通过所述缓冲层的两个表面与所述第一粘合层及所述第二粘合层粘接。

35.如权利要求34所述的柔性器件的过渡装置的制备方法，其特征在于：所述缓冲层为导热系数小于0.5的低导热材料制成的缓冲层。

36.如权利要求18所述的柔性器件的过渡装置的制备方法，其特征在于：该方法中，还包括对所述IC芯片进行减薄处理，使所述IC芯片衬底的厚度小于80μm。

37.如权利要求36所述的柔性器件的过渡装置的制备方法，其特征在于：所述IC芯片为适用于正装工艺的IC芯片时，在将所述过渡胚板通过粘合层粘接于所述IC芯片的第二表面上的步骤后，直接对IC芯片远离所述过渡胚板一侧的硅衬底进行减薄处理。

38.如权利要求37所述的柔性器件的过渡装置的制备方法，其特征在于：在进行减薄处理后，该方法还包括对IC芯片进行减薄处理的一侧进行封装。

39.如权利要求36所述的柔性器件的过渡装置的制备方法，其特征在于：所述IC芯片为适用于倒装工艺的IC芯片，在进行减薄处理时，包括如下步骤：

提供一转接板，将所述转接板通过转接粘合层与适用于所述倒装工艺的IC芯片的第一表面粘接；

对所述IC芯片衬底进行减薄处理；

将过渡胚板通过粘合层与适用于所述倒装工艺的所述IC芯片已经进行减薄处理的一侧的表面粘接；

剥离所述转接板及所述转接粘合层。

40.如权利要求39所述的柔性器件的过渡装置的制备方法，其特征在于：所述转接粘合层与所述IC芯片之间的粘合力小于所述粘合层与所述IC芯片之间的粘合力。

41.如权利要求36所述的柔性器件的过渡装置的制备方法，其特征在于：在对所述IC芯片进行减薄处理后，该方法还包括消除所述IC芯片衬底经过减薄处理的表面的残余应力。

42.如权利要求18所述的柔性器件的过渡装置的制备方法，其特征在于：在将所述过渡胚板通过粘合层粘接于所述IC芯片的第二表面上的步骤后，该方法还包括在所述IC芯片的第一表面上形成芯片粘结膜。

43.如权利要求42所述的柔性器件的过渡装置的制备方法，其特征在于：所述芯片粘结膜的粘性大于所述粘合层的粘性。

44.如权利要求18所述的柔性器件的过渡装置的制备方法，其特征在于：该方法还包括在所述过渡胚板远离所述IC芯片的一侧的表面上形成微图像结构。

45.一种采用权利要求1至17中任意一项所述的柔性器件的过渡装置进行柔性器件贴片的贴片方法，其特征在于：包括如下步骤：

提供一个柔性基板；

将所述柔性器件的过渡装置中的IC芯片贴装于所述柔性基板；

将所述过渡基板及所述粘合层从所述IC芯片上移除。

46.如权利要求45所示的柔性器件贴片的贴片方法，其特征在于：该方法还包括在IC芯片预备与所述柔性基板贴装的一面和/或所述柔性基板上设置芯片粘结膜。

47.如权利要求45所示的柔性器件贴片的贴片方法，其特征在于：在将所述过渡基板及所述粘合层移除的制程中，该方法还包括对所述过渡基板的粘合层施加改性影响因素，减少所述粘合层与所述IC芯片之间的粘合力，和/或增加粘合层与所述过渡基板之间的粘合力。