【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及柔性電路，具體涉及一種用于柔性電路的應力釋放封裝模具、封裝結構及方法。
技術介紹
1、柔性電路是將有機/無機材料電子器件制作在柔性/可延性基板上的新興電子技術，采用該技術制備的柔性電子器件是一種采用先進的材料、力學和結構設計的電子產品。與傳統的剛性電子器件相比，柔性電子器件具有很強的拉伸性，能夠實現薄、輕的效果，因此可以穿戴在人體上或植入人體內，并實現人體的體征數據連續和精確的監測。主要應用包括可穿戴集成電路、可穿戴能源、可穿戴傳感、和人機交互界面等。
2、但是在現有技術中，柔性電子器件中最突出的機械結構問題，是不同材料之間的界面不匹配性；即在拉伸時，應力/應變集中發生在軟硬界面，導致軟硬界面分層甚至斷裂；軟硬界面以多種形式存在：納米復合材料、層壓板、互連、剛性芯片等。
3、因此，研究出一種可增強柔性電子器件拉伸性的封裝結構和封裝方法，對柔性電路領域的實際應用有十分重要的意義。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的不足，本專利技術提出一種用于柔性電路的應力釋放封裝模具、封裝結構及方法，以解決現有技術中存在的不足。
2、本專利技術采用的技術方案如下：
3、第一方面，提供了一種應力釋放封裝模具，用于柔性電路的芯片封裝，包括：
4、緩沖片加工部件，所述緩沖片加工部件包括上圓環和下圓環，上圓環和下圓環固定連接；上圓環的直徑小于下圓環的直徑，在上圓環和下圓環之間形成一個臺階；
5、緩沖孔洞加工部件，包括中空
6、進一步的，上圓環和下圓環的環寬相同，固定連接時將上圓環和下圓環對中設置，使兩者的圓心重合。
7、進一步的，上圓環的內環直徑d采用以下公式計算得到：
8、d＝2×(s1+wm+d(m―1)+s2)+b
9、在上式中，s1表示芯片邊緣到第一層環形陣列孔洞的距離，w表示柱狀物的直徑，m表示環形陣列的層數，d表示每一層環形陣列之間的距離，s2表示最外層環形陣列與圓形緩沖片邊緣的距離，b表示芯片的寬度。
10、進一步的，所述環形陣列包括一層環形陣列或多層環形陣列；所述固定間距為柱狀物的最大直徑；所述柱狀物為圓柱體，一端與中空圓臺的底面固定連接，另一端呈錐形。
11、進一步的，每一層環形陣列中柱狀物的個數，采用以下方式確定：
12、定義每一層環形陣列中，單層孔洞總面積除以該層所在圓環的面積為每一層環形陣列的面積密度，則面積密度ps采用以下公式計算得到：
13、
14、在上式中，w表示柱狀物的直徑，n表示柱狀物的個數，b表示芯片的寬度，s1表示芯片邊緣到第一層環形陣列孔洞的距離，m表示環形陣列的層數，d表示每一層環形陣列之間的距離；
15、定義每一層環形陣列中，以芯片中心距柱狀物中心為半徑的圓，其周長除以柱狀物個數為每一層環形陣列的周長密度，則周長密度pc采用以下公式計算得到：
16、
17、在上式中，b表示芯片的寬度，s1表示芯片邊緣到第一層環形陣列孔洞的距離，w表示柱狀物的直徑，n表示柱狀物的個數，d表示每一層環形陣列之間的距離；
18、每一層環形陣列中柱狀物的個數，應滿足使面積密度ps為1.4-1.5，使周長密度pc為1.5-1.7。
19、第二方面，提供了一種柔性電子器件芯片封裝方法，采用第一方面所述的應力釋放封裝模具對芯片進行封裝，包括以下步驟：
20、使用低模量硅膠制備柔性襯底薄膜；
21、使用緩沖片加工部件和緩沖孔洞加工部件、高模量硅膠制備應力釋放緩沖層；應力釋放緩沖層將芯片包裹在內部，并附著在柔性襯底薄膜的上表面；
22、使用低模量硅膠封裝應力釋放緩沖層的孔洞；
23、使用低模量硅膠將芯片、應力釋放緩沖層和柔性襯底薄膜封裝為一個具有模量梯度的整體結構。
24、進一步的，所述芯片的封裝包括qfn、qfp和sop，所述低模量硅膠為ecoflex，所述高模量硅膠為pdms。
25、第三方面，提供了一種柔性電子器件芯片封裝結構，采用第二方面所述的柔性電子器件芯片封裝方法封裝得到，包括：柔性襯底薄膜；
26、應力釋放緩沖層，為一圓形薄片，附著在柔性襯底薄膜的上表面；所述應力釋放緩沖層包括多個呈環形陣列排布的孔洞；
27、芯片，包裹于所述應力釋放緩沖層的內部。
28、第四方面，提供了一種用于柔性電路應力釋放的封裝方法，采用第三方面所述的柔性電子器件芯片封裝結構，包括以下步驟：
29、制備以低模量硅膠薄膜為基底的柔性電路板；
30、采用表面貼裝工藝在柔性電路板上焊接芯片和電子元器件；
31、在芯片上使用緩沖片加工部件和緩沖孔洞加工部件、高模量硅膠制備應力釋放緩沖層；應力釋放緩沖層將芯片包裹在內部，并附著在硅膠薄膜的上表面；
32、使用低模量硅膠封裝應力釋放緩沖層的孔洞；
33、使用低模量硅膠將附著有芯片、電子元器件、應力釋放緩沖層的柔性電路板封裝為一個具有模量梯度的整體結構。
34、第五方面，提供了一種柔性電路，包括柔性襯底薄膜、銅箔電路、芯片和電子元器件，采用第四方面所述的用于柔性電路應力釋放的封裝方法進行封裝。
35、由上述技術方案可知，本專利技術的有益技術效果如下：
36、1.應力釋放緩沖層的多層環形陣列孔洞，以及低模量和高模量硅膠形成的具有模量梯度的整體結構，可以使得包含該結構的硅膠實現水平方向薄膜模量梯度下降，在軟硬界面被拉伸時整個環形區域均勻受力，減少拉伸時在不同模量界面之間的應力過于集中，具有更好的拉伸性。
37、2.制備得到的柔性電路在芯片處封裝了應力釋放結構；通過該應力釋放結構，可以減少拉伸時不同模量硅膠界面的應力過于集中，減少剛性器件與柔性薄膜間的界面失效，使得柔性電路有更好的拉伸性。
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1.一種應力釋放封裝模具，其特征在于，用于柔性電路的芯片封裝，包括：
2.根據權利要求1所述的應力釋放封裝模具，其特征在于，所述上圓環和下圓環的環寬相同，固定連接時將上圓環和下圓環對中設置，使兩者的圓心重合。
3.根據權利要求2所述的應力釋放封裝模具，其特征在于，所述上圓環的內環直徑D采用以下公式計算得到：
4.根據權利要求1所述的應力釋放封裝模具，其特征在于，所述環形陣列包括一層環形陣列或多層環形陣列；所述固定間距為柱狀物的最大直徑；所述柱狀物為圓柱體，一端與中空圓臺的底面固定連接，另一端呈錐形。
5.根據權利要求4所述的應力釋放封裝模具，其特征在于，每一層環形陣列中柱狀物的個數，采用以下方式確定：
6.一種柔性電子器件芯片封裝方法，其特征在于，采用如權利要求1-5任一項所述的應力釋放封裝模具對芯片進行封裝，包括以下步驟：
7.根據權利要求6所述的柔性電子器件芯片封裝方法，其特征在于，所述芯片的封裝包括QFN、QFP和SOP，所述低模量硅膠為ECOFLEX，所述高模量硅膠為PDMS。
8.一種柔
9.一種用于柔性電路應力釋放的封裝方法，其特征在于，采用如權利要求8所述的柔性電子器件芯片封裝結構，包括以下步驟：
10.一種柔性電路，包括柔性襯底薄膜、銅箔電路、芯片和電子元器件，其特征在于，采用如權利要求9所述的用于柔性電路應力釋放的封裝方法進行封裝。
...【技術特征摘要】
1.一種應力釋放封裝模具，其特征在于，用于柔性電路的芯片封裝，包括：
2.根據權利要求1所述的應力釋放封裝模具，其特征在于，所述上圓環和下圓環的環寬相同，固定連接時將上圓環和下圓環對中設置，使兩者的圓心重合。
3.根據權利要求2所述的應力釋放封裝模具，其特征在于，所述上圓環的內環直徑d采用以下公式計算得到：
4.根據權利要求1所述的應力釋放封裝模具，其特征在于，所述環形陣列包括一層環形陣列或多層環形陣列；所述固定間距為柱狀物的最大直徑；所述柱狀物為圓柱體，一端與中空圓臺的底面固定連接，另一端呈錐形。
5.根據權利要求4所述的應力釋放封裝模具，其特征在于，每一層環形陣列中柱狀物的個數，采用以下方式確定：
6.一種柔性電子器件芯片封裝方...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃振龍，王以卓，陳濤，周瑞，
申請(專利權)人：電子科技大學深圳高等研究院，
類型：發明
國別省市：
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