[發(fā)明專利]一種可拉伸電子器件的薄膜封裝組件及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911003784.2
• 申請(qǐng)日: 2019-10-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110783281B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳蓉;李云;單斌;曹坤;張英豪;林源;楊惠之
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L23/29
• 分類號(hào): H01L23/29;H01L23/31;H01L23/373;H01L21/56
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬;曹葆青

本發(fā)明屬于電子器件封裝領(lǐng)域，并公開(kāi)了一種可拉伸電子器件的薄膜封裝組件及其制備方法。該組件自下而上包括待封裝電子器件、阻隔層、光熱傳導(dǎo)層和疏水防護(hù)層，其中，疏水防護(hù)層用于阻隔外界的水汽與光熱傳導(dǎo)層直接接觸并進(jìn)行腐蝕，光熱傳導(dǎo)層用于增強(qiáng)器件整體透光和散熱能力，阻隔層用于進(jìn)一步阻隔空氣中的水和氧氣，避免水和氧氣進(jìn)入待封裝電子器件，其中，阻隔層包括有機(jī)涂層和無(wú)機(jī)?有機(jī)復(fù)合層；光熱傳導(dǎo)層依次包括兩個(gè)封裝層和設(shè)置在兩個(gè)封裝層之間的金屬散熱層。本申請(qǐng)還相應(yīng)公開(kāi)了上述封裝組件的制備方法。通過(guò)本發(fā)明所獲取的封裝組件具備良好的水汽阻隔能力，且兼顧良好的透光性、傳熱性和拉伸性能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)可拉伸電子器件的長(zhǎng)效保護(hù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子器件封裝領(lǐng)域，更具體地，涉及一種可拉伸電子器件的薄膜封裝組件及其制備方法。

背景技術(shù)

柔性電子以其獨(dú)有的柔性、可延展性、便攜性、低制造成本而備受消費(fèi)者和生產(chǎn)廠商的青睞。尤其是伴隨著可拉伸電子的飛速發(fā)展，極大地推動(dòng)了可穿戴電子產(chǎn)品、電子皮膚、可植入醫(yī)療電子設(shè)備、軟體機(jī)器人等產(chǎn)品領(lǐng)域的快速興起。而在相關(guān)產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用過(guò)程中，電極材料和有機(jī)功能材料等極易受到空氣氛圍中水氧的侵蝕，進(jìn)而導(dǎo)致器件性能的下降和壽命的衰減。尋找具有良好柔性、阻隔性和拉伸性能的封裝功能對(duì)推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展意義重大。

目前商用的金屬/封裝方法由于不具備柔性和可延展性，因此無(wú)法應(yīng)用于可拉伸電子器件的封裝。而在利用超薄金屬箔進(jìn)行封裝時(shí)，盡管延展性尚佳，但會(huì)降低相關(guān)光電子器件的發(fā)光性能。目前，基于化學(xué)氣相沉積技術(shù)等所發(fā)展起來(lái)的薄膜封裝方法已成為產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)所在。

在薄膜封裝技術(shù)中，無(wú)機(jī)介電材料可實(shí)現(xiàn)對(duì)水汽的有效阻隔，但其較為硬脆，在頻繁的彎折、拉伸條件下易發(fā)生斷裂失效；而有機(jī)材料盡管具有良好的彎折、拉伸性能，但其無(wú)法阻擋水蒸氣向內(nèi)部進(jìn)行擴(kuò)散。因此現(xiàn)有的薄膜封裝方法以有機(jī)-無(wú)機(jī)疊層結(jié)構(gòu)為主，借以充分發(fā)揮不同材料在力學(xué)、阻隔性能方面的優(yōu)勢(shì)。但其主要關(guān)注于封裝結(jié)構(gòu)阻隔性能和彎折性能的優(yōu)化，且應(yīng)變程度較小，無(wú)法滿足可拉伸電子器件的需求，且現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)其在可拉伸電子封裝方面的研究和應(yīng)用鮮有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種可拉伸電子器件的薄膜封裝組件及其制備方法，該薄膜封裝組件以拉伸性能優(yōu)異的有機(jī)涂層為基體材料，并利用原子層沉積方法對(duì)有機(jī)涂層進(jìn)行改性，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步結(jié)合無(wú)機(jī)復(fù)合疊層封裝層、金屬散熱層、頂層有機(jī)疏水防護(hù)層，實(shí)現(xiàn)封裝結(jié)構(gòu)拉伸性能、阻隔性能、傳熱性能和光學(xué)性能的綜合優(yōu)化。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種可拉伸電子器件的薄膜封裝組件，該組件自下而上包括待封裝電子器件、阻隔層、光熱傳導(dǎo)層和疏水防護(hù)層，其中，

所述疏水防護(hù)層用于阻隔外界的水汽與所述光熱傳導(dǎo)層直接接觸將其腐蝕，所述光熱傳導(dǎo)層用于透光和散熱，所述阻隔層用于進(jìn)一步阻隔空氣中的水和氧氣，避免水和氧氣進(jìn)入待封裝電子器件，其中，

所述阻隔層包括有機(jī)涂層和無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合層，其中，所述有機(jī)涂層設(shè)置在所述待封裝電子器件上，所述無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合層是通過(guò)在所述有機(jī)涂層的表面進(jìn)行無(wú)機(jī)物的原子層填充形成的一層無(wú)機(jī)物和有機(jī)涂層復(fù)合的層；

所述光熱傳導(dǎo)層依次包括兩個(gè)封裝層和設(shè)置在兩個(gè)封裝層之間的金屬散熱層，其中，所述封裝層的折射率高于所述金屬散熱層的折射率，使得所述光熱傳導(dǎo)層的中折射率呈高-低-高的形式，保證最大的透光率，所述金屬散熱層用于散熱，避免待封裝電子器件封裝后工作過(guò)程中熱量過(guò)高而發(fā)生老化失效。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述有機(jī)涂層的厚度優(yōu)選為1μm～10μm；所述無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合層的厚度優(yōu)選為20nm～50nm，所述封裝層的厚度優(yōu)選為20nm～60nm，所述金屬散熱層的厚度優(yōu)選為10nm～20nm，所述疏水防護(hù)層的厚度為1μm～10μm。