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Description

552497
本發明關於撓性裝置 製造此裝置之方法。 用以裝在一彎曲或撓性支座上，及 製造撓性電子裝置之能力 局便用電子裝置於日增4 不同應用中之趨勢’已為曰增之需求。例如 用於“智慧卡”中，即塑料之***尺寸之 ς 制器及安全記憶體。 g括彳政才. 製作在塑料基體上之大面積電子裝置(lae)，已被择… 到數種問題。問題包括低熱預算， 導:如各層中之斷裂不良黏接膨::: <層與層之不良對齊及塑料基體之收縮。 之t Γ ΓΓ^Γ46δ54揭示—_堯性主動矩陣_ :技負電路元件之定型塊在軟膏中沉積在撓性基截 合二起性：槽。此等塊落於各別凹槽中，再電· 口 起以構成一王動矩陣。 備==014452中揭示一方法，-薄膜_ 立芦上形成。風離子被植入獨立層中。I! 二：；疋以雷射光輻照，使獨立層與基體分開，此方法佳 Μ入步驟效應而加速。此裝置於是可被轉移 2面積主動料基體可由已分別在其他 = 複數個較小單元之轉移而構成。 Iks 本發明（目的為提供一構成一電子裝置之 : 裝置可f曲’為-改進之撓性電子裝置。 4万去4 本發明提供製造電子裝置之方法’其含以下各步驟： a堅固材料一層中之弱化區構成預定圖案，其限
裝 耵
線 -4-
552497
ι子裝置（LAE) ’或在矽上生產積體電路。 本發明亦&供一電子裝置，其包含一堅固材料層，其上 ，有電子組件，堅固層之相鄰部份由堅固層之弱/匕區所限 走 I性連接咨在不同部份上之組件間延伸。 八本發明尚提供一裝置，其中之堅固層沿一或多個弱化區 刀隔，俾裝置為撓性。弱化區可在堅固層之二表面上含槽 溝。 〇印
^根據另一特性，本發明提供一電子裝置，其含一堅固材 料層，其上有電子組入，撓性連接器在堅固層之不同相鄰 部份上之組件間延伸，堅固層被分隔為相鄰部份，以使裝 置為撓性。 裝 因此，電子裝置備有已分離之相鄰部份，而非由弱化區 所連接。此點甚為合適，因裝置係以分隔型式，而且相當 堅固，以備隨後之處理。單單連接器即足夠安全及夠強: 以保持相鄰部份於一起，直到裝置在基體上為止。 堅固層較佳包含脆材料，如玻璃或矽，而撓性層可含塑 料。 °
線 弱化區可由蝕刻或吹砂堅固層方式構成，或利用鈷石圓 鋸。或者，可利用鈷尖切刀，或質硬合金邊緣輪刻劃堅固 層而成，或利用雷射燒蝕一細槽或隙。弱化區可含槽溝或 隙縫，其自一或二表面邵份延伸通過。在另一實施例中， 其可包含隙缝或穿孔，其完全通過堅固層。 在一較佳貫施例中，弱化區可能含在相當寬之基座中構 成之細槽或隙縫。一較寬槽溝較大之寬度及深度，在其彎 -6 -
552497 A7 --------- B7 五、發明說明（4 ) 曲時’可降低發生在堅固層中裂紋相反端之分離，俾鄰近 槽溝足堅固層表面限定之角度可減少。此外，較寬槽溝之 冰度可易於導致堅固層破裂。細槽溝可保證在弱化區之破 裂位置可精確限定。 弱化區較佳為線型，即弱化區沿直線及/或曲線延伸，此 夕卜，其較佳有寬度實際上較長度為小，俾破裂沿其長度以 可控制方式發生。弱化區可在電子組件在堅固層上製造前 或後建i。弱化區所限定之相鄰部份，應足夠小，俾使在 裝置正常使用期間，超過弱化區破裂之堅固層之進一步破 裂，不可能發生。 堅固層可利用雷射或其他能量波束局部將層加熱，以區 分為相鄰部份，隨後利用噴射氣流或液體冷卻劑，以迅速 冷卻或淬火。此方法引進之應力可使此層破裂，而不需將 其彎曲。在其他情形下，以相當厚之層時，此方法僅能弱 彳匕此層之預定區域，使其在隨後之彎曲中破裂。 連接器可在步騾（d)中以電鍍金屬於堅固層中構成。此舉 可包括在電鍍金屬連接器之前，沉積一種子層。俾使連接 器部份在光阻上形成橋路，光阻隨後予以清除。合成之連 接器因此可彎曲，雖然裝置彎曲，不同部份上之二件之電 連接仍可維持。每一連接器可含一撓性橋路部份，其在臣又 固層將破裂之弱化部份之位置延伸，或其可含數橋路4二 角琴形結構。 ^ 本發明之實施例現以舉例方式，並參考伴隨圖式加以說 明，其中： θ ^紙張尺度ii财@ S家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐)" --------- 552497
圖1A-D為本發明一實施例之撓性裝置之製造中之部份剖 面圖； 圖2A-D顯示堅固層之部份剖面圖，顯示使層破裂之不同 方法； 圖3 A-C顯示連接器16之製造步驟中之部份剖面圖，說明 圖1C及1D中之連接器； 圖4顯示圖1D中說明之撓性裝置之平面圖；及 圖5顯示具有撓性電子裝置於其上之智慧卡。 一種製造撓性裝置之方法於圖j A · D中予以說明。圖i A 顯示通過玻璃層2之平面之部份橫向剖面圖。顯示出二弱化 區4,每區包含一對形成在層之相對表面8及1〇上之槽溝6 ，其與剖面平面成垂直。槽可由蝕刻或吹砂方式為之。槽 溝在島1 4上限定層中間之相鄰部份。 圖1所示之槽溝6有一橫向矩形剖面。其他幾何圖形如三 角形剖面亦可，其中，三角形頂點限定堅固層中逐漸破裂 之線。 電子裝置12於是在層（圖iB)之上表面8上構成。可利用 已知之L A E技術製造組件，並含無定形微矽晶或多晶矽裝 置。此方法亦可利用矽以取代玻璃層2，應用於在矽上構成 積體電路。 導電及撓性連接器16(圖1C)於是加入，以使相鄰島上之 裝置之連接。此等連接器之構成將於以下之圖2討論。破璃 層安裝在塑料或聚合體基體1 8之上。此總成加以彎曲以使 玻璃層以控制之方式，沿弱化區4破裂。箭頭2〇說明彎曲之 裝 訂
k -8 - 552497
方向以破裂弱化區4。應瞭解，在其他方向彎曲總成以破裂 其他弱化區亦甚適當，該區不與圖m示之方向平行。彎曲 方法產生裂紋22如圖1D所示.結果，島14可彼此移動，但 仍經電鍍橋路1 6成電聯接。 玻璃層典型為約0.7 mm或更少之厚度。島為5 mm><5 _ 。島之尺寸係根據目前使用之智慧卡技術之最大晶態石夕晶 片尺寸25 mm2此係由彎曲之程度而定，即積體電路晶片破 裂前’或其他失效發生前承受之程度。尺寸可變化以適合 特殊應用之需求’及所用材料及電路特性之需求。應瞭解 ，可用不同材料構成堅固層2，與撓性層相關之堅固度，亦 可有變化之堅固程度。島應足夠小，以防止在正常使用之 裝置之彎曲期間進一步破裂。 圖2A-D說明將堅固層2破裂之其他方法。較佳為在與圖1 所示之相較之堅固層表面中構成細槽溝2 i，以限定弱化區 。此可利用鈷尖切刀以刻劃方法達成。或者，利用雷射自 堅固層燒蝕材料，以構成細槽溝。用此一方法，堅固層中 破裂之位置可精確限定。 圖2A顯示利用此程序之堅固層破裂。破裂22之位置由在 堅固層之上，或下表面8及10中構成細槽溝21而限定。堅 固層隨後之彎曲，造成堅固層沿細槽溝之長度破裂。 圖2B-D顯示另一實施例，其中，細槽溝與相當大之槽溝 7結合，以提供在破裂之堅固層，與圖2A相較，有較大程 度之撓性。此相當大之槽溝可在上表面8上（圖2B)，或下表 面1〇(圖2C)上形成，或在堅固層（圖2D)之上及下二表面8 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
裝 訂
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發明説明（ 及1 〇上形成。細捧 之逐漸破裂22 係用以限定相當大槽溝7之基座23中 以:劃方法構成之細槽溝有_典型約Η 劃万法可造成刻匈始—， ^ ^ 幻 .1Λ 、.泉二側之橫向損壞，合成之槽溝，包括 相壞約有10〇-2〇〇gm之深度。 用二寬槽溝之尺寸可依照數因素選擇。寬槽溝可 X1 il’工具，如此，與其深度相關之寬度應足夠， 奋、I S!l工具 < 角度。寬槽溝之;罙度可加以選擇， 定《堅固層所需之彎曲量。其寬度應應足夠以避免在堅 固層弓曲時’槽溝之相對壁之接觸。相當寬槽溝之寬度盘 深度可為㈣層厚度之—半或三分之—m" ' 應瞭解，、圖2中之每一實施例中，上表面8已刻劃，此步 騍應在連接器16形成前實施，下表面10可在堅固層裝在另 一基體之前，任一階段實施。 —參考圖3，現在說明撓性連接器構成方法之_例。圖…員 不在玻璃層2之上表面8中之一放大之弱化區或槽溝6。光阻 沉積在表面8上，再成圖案，以使三魏24，26，28在槽溝6 之區中形成，塊2 6位於槽溝之基座，塊24及28則接近槽溝 之各邊緣。一薄電鍍種子層3 〇(圖3Β)以箭頭34之方向，利 用陰屏罩32沉積，俾此層延伸至塊26及延伸至塊24及28之 邊緣。種予層3 0可由鉻上加銅組成。 連接器16於是電鍍在種子層30上。連接器可用鎳或銅構 成。光阻塊24，26及28隨後移除，以保留最終連接器（圖 3 C)。如圖1所討論者，彎曲玻璃層會在連接器之下構成二 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210Χ 297^爱） -10 5524Q7
破农22。由圖可見’塊26之存在在連接器中導致-六角形 結構’其在裂紋上延伸成—橋路。連接器能配合玻璃層所 需之^曲一，以供控制之破裂而不致使玻璃層斷裂。 圖4頭7F利用上述技術形成之撓性電子裝置3 8之平面圖 。此裝置包括複數個相鄰島14，每一支撑數電子組件12, 並由連接器16互聯。虛線36表示島14之邊界。
裝 本發明之電子裝置可用於智慧卡中。圖5說明一智慧卡4〇 。其含塑料42之撓性卡，組件44裝在其上，並包含一所述 讀生電子裝置之實施例。提供記憶體外，此等卡可包括 其他功能，如生物統計測試功能（例如指紋偵感器），以增 加2全之鍵盤，顯示器，擴音器，麥克風等。本發明可使 目前使用之總晶片面積增加約25随2。外部讀出器及/或電 源可經由包括在組件44内之電接觸表面（未示 接 置。 此等裝置可用以製作撓性顯示器（例如pLED(光放射聚合 物顯示器），或液晶顯示器），併入衣物中，或裝在任何曲
線或撓性基體上，如電腦滑鼠，燈罩，玩具等。 閱讀本揭示後，對精於此技藝人士言，其他修改或變化 當屬可卜此種修改及變化可能涉及在已知設計，製造及 裝置之使用之等值物及特性，彼等可取代或為已說明 之額外特性。 雖然申請專利範圍在此申請中，在於特性之特別結合， 應瞭解，本發明所揭示之範圍亦包括明確或意指之所揭示 之任何新穎特性，或特性之新穎結合，不論其與任= 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) -11 -
申凊專利範圍之同一發明有關，《不論其可緩和如本發明 所作之任何或所有技術問題。以個別實施例所敘述之特性 ，亦可能結合提供於一單一實施例中。反之，在單—电… ’亦可能以子組合方式分別提供。申請:: 奉.祈中請專利範圍，在本中請執行_，可自 或特性之組合演繹而出。 特性 2 破璃層 4 弱化區 6 槽溝 7 相當大之溝槽 8 上表面 10 下表面 12 電子組件 14 相鄰部分或島 16 導電及撓性連接器 18 塑料或聚合體基體 20 箭頭 2 1 細槽溝 22 裂紋 23 基座 24 光阻塊 26 光阻塊 28 光阻塊 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 552497 A7 B7 五、 發明説明 (10 ) 30 種子層 32 陰屏罩 34 箭頭 3 6 虛線 3 8 撓性電子裝置 40 智慧卡 42 含塑料之撓性卡 44 組件 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐）

Claims (1)

  1. 2 3 6 . 申請專利把園 一種製造電子裝置之方法，包含步驟·· (a)在一堅固材料層中形成弱化區之一 界定堅固層之相鄰部份； "疋圖木，其 (b )在堅固層上提供電子組件；及 :)形成挽性連接器’其在不同部份上之組件。 如令知專利範圍第”頁之方法，包 層之步驟。 》弱化£ £分堅固 一種製造電子裝置之方法，其包含以下步驟： 〇)在堅固層上提供電子組件； (M形成撓性連接器，其在堅固層之不同相鄰部份上 組件間延伸；及 (C)區分堅固層為相鄰部份。 如申請專利範圍第卜2或3項之方法，包括安裝堅固層 於撓性基體上之步驟。 曰 如申請專利範圍第！，2或3項之方法，其中連接器為 鍍金屬於堅固層上而形成。 如申請專利範圍第5項之方法，其中種子層係在，電錄 金屬連接器之前作沈積。 如申請專利範圍第5項之方法，其中光阻之面積在電鍍 金屬足前限定在堅固層上，俾使連接器之該部份於該光 阻上構成橋路，且該光阻隨後移除。 種％子裝置，包含一堅固材料層，其上具有電子組件 ，堅固層之相鄰部份由堅固層之弱化區所界定，撓性連 接器在不同部份上之組件間延伸。 8 . 552497
    • 一種電子裝置’包括堅固材料之一層，其上有電子組件 撓性連接器在堅固層之不同相鄰部份上之組件間延伸 ’堅固層被區分為相鄰部份，而使該裝置可為撓性。 1 0 ·如申請專利範圍第9項之裝置’其中之堅固層在沿堅固 層之弱化區區分為相鄰部份。 1 1 ·如申請專利範圍第8或1 0項之裝置，其中弱化區在堅固 層之一或二表面上含槽溝。 1 2 ·如申請專利範圍第8或9項之裝置，其中堅固層係裝在撓 性基體上。 1 3 ·如申請專利範圍第8或9項之裝置，其中連接器包含電鍍 金屬。 1 4 ·如申請專利範圍第8或9項之裝置，其中連接器包含一像 橋路之部份。 1 5 · 一種具有如申請專利範圍第8或9項之裝置裝於其上之物 件。 -2-
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