[發明專利]一種全柔性半導體器件封裝結構

在審

• 申請號: 202011468098.5
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112582349A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 齊竹竹;郭秋泉
• 申請（專利權）人: 江蘇新澄瑞材料科技有限公司
• 主分類號: H01L23/00
• 分類號: H01L23/00;H01L23/29;H01L23/31;H01L23/367;H01L23/373
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 郭防

本發明公開了一種全柔性半導體器件封裝結構，設置于柔性半導體器件，所述柔性半導體器件包括顯示層、電子元件層和基材，電子元件層位于顯示層和基材之間；本封裝結構位于顯示層和基材之間，本封裝結構由多孔材料層和無機填料層構成，所述多孔材料層位于顯示層和電子元件層之間，所述無機填料層位于多孔材料層和電子元件層之間。本發明采用多功能材料以及雙層功能粘接材料成功賦予柔性電子需要的抗彎曲性，承受彎曲次數可達20萬次以上。

技術領域

本發明涉及一種全柔性半導體器件封裝結構，屬于半導體器件封裝結構技術領域。

背景技術

隨著柔性顯示領域的發展，一系列新型電子設備也得到了全新的發展機遇。其中，高端可折疊智能手機利用了柔性顯示技術的優勢，已經發展出了具有獨特性能優勢的新一代產品。然而，手機在未來柔性顯示領域只是冰山一角。憑借柔性顯示輕薄、不易破碎和可彎曲的特性，大量可穿戴設備、電子讀物以及汽車電子等產品領域都將結合新技術的優勢開發出迭代產品。

在半導體器件領域，隨著力學、材料學以及制造工藝水平的不斷發展，更多的電子元件被日益小型化、模塊化、集成化。新的印刷電子等技術使得電子元器件更加往扁平化方向發展，甚至實現了平面化。微型化的電子技術也給柔性電子技術帶來了新福音，特別是柔性可穿戴類的產品。我們以目前的可折疊手機為例，其實真正實現可折疊的只是手機屏幕顯示的折疊部分，其它顯示區域，尤其是手機內部的電子元器件并沒有實現柔性。然而，在可穿戴電子產品領域，以及未來的可彎曲的手機，還有柔性讀物方面，需要整個產品都具有柔性。因此，我們不僅需要考慮電子元器件的小型化，更重要的是如何將各類電子元器件組裝起來，與柔性顯示一起形成整套柔性電子產品。

全柔性電子器件的組裝需要考慮幾個方面的因素。不管是硅基電子還是新興的柔性電子器件，都需要將電子器件制作在柔性基板上，然后與其它上下功能層進行粘接封裝。在平面內部，科學家通過各種新技術、新材料來獲得柔性，比如有科學家團隊提出了用一種基于軟印刷術的轉印方法來實現硅基柔性電子的集成或者使用硅基半導體薄膜來實現柔性。從封裝的角度考慮，我們更重要的是研究如何將各功能成有機結合在一起，既要保證器件的柔性，也要保證其功能性，穩定性等等綜合因素，比如考慮散熱等問題。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種全柔性半導體器件封裝結構，采用多功能材料以及雙層功能粘接材料成功賦予柔性電子需要的抗彎曲性，承受彎曲次數可達20萬次以上。

為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案：

一種全柔性半導體器件封裝結構，設置于柔性半導體器件，所述柔性半導體器件包括顯示層、電子元件層和基材，電子元件層位于顯示層和基材之間；本封裝結構位于顯示層和基材之間，本封裝結構由多孔材料層和無機填料層構成，所述多孔材料層位于顯示層和電子元件層之間，所述無機填料層位于多孔材料層和電子元件層之間。

前述的一種全柔性半導體器件封裝結構中，所述無機填料層由粘接劑和無機顆粒混合而成，所述無機顆粒是三氧化二鋁、氮化鋁、二氧化硅、氧化鋁陶瓷，或者三氧化二鋁和/或氮化鋁和/或二氧化硅和/或氧化鋁陶瓷的混合物，所述粘結劑是環氧樹脂型、丙烯酸酯型或者有機硅型。

前述的一種全柔性半導體器件封裝結構中，所述無機填料層由100重量份的粘接劑和10 至50重量份的無機顆粒混合而成，所述無機填料層覆蓋電子元件，電子元件上方的無機填料層厚度是5-20μm。

前述的一種全柔性半導體器件封裝結構中，無機填料層采用下述方法制備：將無機顆粒和粘結劑攪拌并分散均勻，然后通過噴涂或者涂布的方式形成涂層。

前述的一種全柔性半導體器件封裝結構中，所述多孔材料層的制作材料包括聚氨酯和/ 或丙烯酸酯，所述多孔材料層的厚度是100至300μm。

前述的一種全柔性半導體器件封裝結構中，所述多孔材料層是連通氣泡型的多孔塑料，將聚氨酯和/或丙烯酸酯加入發泡劑和添加劑攪拌并分散均勻，然后通過噴涂或者涂布的方式形成涂層。