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CN109560043A - 层叠柔性微电子系统级封装方法及封装结构 - Google Patents

层叠柔性微电子系统级封装方法及封装结构 Download PDF

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CN109560043A
CN109560043A CN201811604565.5A CN201811604565A CN109560043A CN 109560043 A CN109560043 A CN 109560043A CN 201811604565 A CN201811604565 A CN 201811604565A CN 109560043 A CN109560043 A CN 109560043A
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CN
China
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static electricity
support plate
microelectronic system
laminated flexible
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CN201811604565.5A
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龚云平
钱春强
覃静
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Institute of Flexible Electronics Technology of THU Zhejiang
Original Assignee
Institute of Flexible Electronics Technology of THU Zhejiang
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Abstract

本发明提供了一种层叠柔性微电子系统级封装方法及封装结构，该方法包括如下步骤：提供第一辅助支撑板，在第一辅助支撑板上布设功能元器件；在所述功能元器件上制作封装层；提供第二辅助支撑板，将所述第二辅助支撑板固定在所述封装层远离所述第一辅助支撑板的一侧；去除所述第一辅助支撑板，以形成转接装置；将两个所述转接装置固定于一体，使两个所述转接装置中的所述第二辅助支撑板相互背向设置，以及使两个所述转接装置中的所述功能元器件通过第一连接线相连；去除所述第二辅助支撑板。该层叠柔性微电子系统级封装方法能够提高目前复杂的微电子系统级柔性封装中元器件电连接和机械连接的可靠性。

Description

层叠柔性微电子系统级封装方法及封装结构
技术领域
本发明涉及电子封装技术领域，尤其是一种层叠柔性微电子系统级封装方法及采用该方法制成的层叠柔性微电子系统级封装结构。
背景技术
目前，层叠微电子系统级封装工艺技术，一方面，系统内器件堆叠、器件单元互联工艺技术，以及产品的封装结构，应力过于集中，如果应用于柔性电子产品系统级封装制造，形变容易造成元器件损害；目前部分柔性电子产品制造使用桥岛结构设计(即采用元器件分散排布设计)分散系统应力，器件互联结构在形变时，但仍存在互联机械强度差和电性能不可靠的问题，同时引入新的问题：首先，互联路径太长导致电性能(如功耗、信号传输延迟等)降低，其中，对高频高速信号性能影响最大，严重情况下无法达到产品设计性能要求。同时，也增大了封装产品的面积尺寸。
另一方面，目前高密度器件、高频高速信号系统级封装方案对EMI和静电干扰的处理方案，采用封装表面喷涂或溅射工艺或独立金属屏蔽膜等方案，柔性可靠性差，同时存在使用材料较多，材料成本高，相关制造工艺成本高等问题，同样不适应与柔性电子产品的系统级封装。另外，目前柔性电子系统级封装大部分采用硅胶、PET、PDMS等柔性材料，容易产生静电，目前没有一种具有柔性可延展性、且从系统级封装方案层面解决柔性电子EMI和静电问题的技术方案。
总之，目前相应的封装制造工艺技术，不能很好决绝复杂柔性电子系统级封装制造以上存在的问题，不适用于制造柔性电子产品。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种层叠柔性微电子系统级封装方法及采用该方法制成的层叠柔性微电子系统级封装结构，该层叠柔性微电子系统级封装方法能够提高目前复杂的微电子系统级柔性封装中元器件电连接和机械连接的可靠性。
本发明提供了一种层叠柔性微电子系统级封装方法，该方法包括如下步骤：
提供第一辅助支撑板，在第一辅助支撑板上布设功能元器件；
在所述功能元器件上制作封装层；
提供第二辅助支撑板，将所述第二辅助支撑板固定在所述封装层远离所述第一辅助支撑板的一侧；
去除所述第一辅助支撑板，以形成转接装置；
将两个所述转接装置固定于一体，使两个所述转接装置中的所述第二辅助支撑板相互背向设置，以及使两个所述转接装置中的所述功能元器件通过第一连接线相连；
去除所述第二辅助支撑板。
进一步地，在除去所述第一辅助支撑板后，该方法还包括在各所述功能元器件之间形成第一连接线，以使在所述封装层内形成多个功能模块区域，以及将多个功能模块区域之间电连接，每一功能模块区域内至少设置有一所述功能元器件，所述第一连接线设置于所述功能模块区域远离所述第二辅助支撑板所在的一侧。
进一步地，在去除所述第一辅助支撑板后，该方法还包括，在所述封装层远离所述第二辅助支撑板的一侧形成缓冲层。
进一步地，在所述封装层远离所述第二辅助支撑板的一侧形成有多层层叠设置的缓冲层。
进一步地，在将两个所述转接装置固定于一体后，从一个所述转接装置至另一个所述转接装置，所述缓冲层的弹性模量逐渐递减或逐渐递增。
进一步地，在将两个所述转接装置固定于一体后，从所述缓冲层的中间层往封装层所在方向的两侧，所述缓冲层的弹性模量逐渐递增或递减。
进一步地，该方法还包括：在所述缓冲层上形成第一通孔；
在所述第一通孔内形成第一连接线，以将所述封装层内的所述功能元器件的电极引出；
对所述第一通孔进行填充，以使所述第一连接线固定于所述缓冲层内。
进一步地，在将两个所述转接装置固定于一体后，从一个所述转接装置至另一个所述转接装置，所述缓冲层的弹性模量逐渐递减或逐渐递增。
进一步地，该方法还包括：在所述缓冲层上形成第一通孔；
在所述第一通孔内形成第一连接线，以将所述封装层内的所述功能元器件的电极引出；
对所述第一通孔进行填充，以使所述第一连接线固定于所述缓冲层内。
进一步地，该方法还包括：在所述缓冲层上形成第一通孔；
提供一连接器件，所述连接器件包括与所述第一通孔的形状相适应的填充部，在所述填充部内形成有第一连接线；
将所述连接器件固定于所述缓冲层的第一通孔内，以将所述封装层内的所述功能元器件的电极引出。
进一步地，在制作所述封装层后，该方法还包括在所述封装层上远离所述第一辅助支撑板的一侧上形成第一静电防护层；
在去除所述第一辅助支撑板后，该方法还包括在封装层上形成绝缘层，并在所述绝缘层上形成第二静电防护层；
并使第二连接线连接于所述第一静电防护层及所述第二静电防护层之间，所述第一静电防护层、所述第二静电防护层及所述第二连接线共同组成了一个罩设于功能模块区域周围的静电防护结构。
进一步地，在形成所述封装层后，该方法还包括在所述封装层内沿所述封装层的厚度方向，在所述功能模块区域周围形成有微孔结构。
进一步地，该方法还包括在层叠设置的所述封装层外形成保护层。
本发明还提供了一种层叠柔性微电子系统级封装结构，包括层叠设置的封装层，每一所述封装层内均形成有功能模块区域，每一功能模块区域内至少设置有一功能元器件，相邻两个所述封装层之间设置有缓冲层，第一连接线穿过所述缓冲层，并连接于两个所述功能模块区域之间。
进一步地，所述缓冲层为多层结构，多层所述缓冲层层叠设置，从一个所述封装层至另一个所述封装层，所述缓冲层的弹性模量逐层递减或逐层递增。
进一步地，所述缓冲层为多层结构，多层所述缓冲层层叠设置，从所述缓冲层的中间层至所述缓冲层的两侧层，所述缓冲层的弹性模量逐层递减或递增。
进一步地，所述功能模块区域的周围还罩设有静电防护结构，所述静电防护结构包括第一静电防护层、第二静电防护层及第二连接线，所述第一静电防护层及所述第二静电防护层分别设置于所述功能模块区域的上部及下部，所述第二连接线穿过所述功能模块区域，并连接于所述第一静电防护层与所述第二静电防护层之间。
进一步地，所述缓冲层包括第一缓冲层及第二缓冲层，所述第二静电防护层形成于所述第一缓冲层与所述第二缓冲层之间，两个相邻的所述封装层共用一个所述第二静电防护层。
进一步地，所述第一静电防护层及所述第二静电防护层均由多条导联线布设而成，所述导联线呈曲折状延伸。
进一步地，所有所述导联线相互平行延伸。
进一步地，所述第一静电防护层及所述第二静电防护层均包括沿不同方向延伸的导联线，沿不同方向延伸的所述导联线交叉形成网格状的所述第一静电防护层及所述第二静电防护层，所述第一连接线穿过网格状的所述第二静电防护层，并使相邻的两层所述封装层内的所述功能元器件电气相连。
进一步地，所述导联线上还连接有静电耗散电阻。
进一步地，在不同的所述功能模块区域内，所述第一静电防护层及所述第二静电防护层的网格密度与所述功能元器件的信号频率呈正相关关系。
进一步地，所述封装结构还包括静电耗散层，所述静电耗散层与所述第一静电防护层和/或第二静电防护层相连。
进一步地，所述静电耗散层位于两个所述功能模块区域之间。
进一步地，所述静电耗散层设置于所述第一静电防护层和/或第二静电防护层的导联线的间隙内。
进一步地，所述封装层内沿所述封装层的厚度方向还形成有吸收应力的微孔结构。
进一步地，吸收应力的微孔结构设置于功能元器件四周。
综上所述，在本发明中，通过在元器件的周围罩设静电防护罩，可以使静电防护罩与静电地线相连，这能够有效解决ESD带来的产品安全性能隐患。多层封装功能结构设置的柔性缓冲层，柔性互联结构，以为功能元器件周围的封装层及柔性缓冲层设置的微孔结构，以上一种、几种，或全部制作方案组合结构，在保证一定封装密度前提小，有效解决多层柔性封装电互联可靠性，降低形变机械应力导致系统电性能不可靠、器件封装层分层，甚至器件损害等风险
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至图9所示为本发明第一实施例提供的层叠柔性微电子系统级封装方法的各步骤的结构示意图。
图10所示为本发明第二实施例中连接器件的结构示意图。
图11至图14所示为本发明第三实施例提供的层叠柔性微电子系统级封装方法的各步骤的结构示意图。
图15所示为本发明第四实施例提供的层叠柔性微电子系统级封装方法中静电防护层的俯视结构示意图。
图16所示为本发明第五实施例提供的静电防护层的俯视结构示意图。
图17所示为本发明第六实施例提供的层叠柔性微电子系统级封装方法中层叠柔性微电子系统级封装结构的结构示意图。
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。
本发明提供了一种层叠柔性微电子系统级封装方法及采用该方法制成的层叠柔性微电子系统级封装结构，该层叠柔性微电子系统级封装方法能够提高目前复杂的微电子系统级柔性封装中元器件电连接和机械连接的可靠性。
图1至图9所示为本发明第一实施例提供的层叠柔性微电子系统级封装方法的各步骤的结构示意图，如图1至图9所示，本发明提供的层叠柔性微电子系统级封装方法包括如下步骤：
S1：该方法包括提供第一辅助支撑板11，在第一辅助支撑板11上布设功能元器件21(见图1)。
该第一辅助支撑板11可以为硅片、陶瓷、玻璃或钢片等硬质材料，或者由刚性聚合物材料制成的辅助支撑板，以对柔性微电子系统级封装结构提供临时的支撑作用。该功能元器件21可以为电容器件、电阻器件、传感器或IC芯片等中的一种或多种。
为了便于功能元器件21在第一辅助支撑板11上的设置，该方法还包括在第一辅助支撑板11及功能元器件21二者的其中之一上形成第一辅助粘接层13，上述的功能元器件21形成于第一辅助粘接层13上。
第一辅助粘接层13为第一辅助支撑板11与功能元器件21之间提供临时的粘接力，在对第一辅助粘接层13施加改性影响因素的情况下，第一辅助粘接层13的粘性会减小，以便于后续第一辅助支撑板11与功能元器件21之间的脱离。上述的改性影响因素是指能够改变第一辅助粘接层13粘性的影响因素，如特定的温度或者特定强度及波长的光线等。
基于上述的效果，第一辅助粘接层13可以为热敏感粘合剂形成的第一辅助粘接层13，通过改性温度的增加，第一辅助粘接层13的粘性变小。可以理解地，第一辅助粘接层13也可以紫外线敏感粘合剂形成的第一辅助粘接层13，通过改性紫外线的照射，第一辅助粘接层13的粘性变小。
S2：在功能元器件21上制作封装层31，封装层31对功能元器件21进行封装(见图2)。
S3：提供第二辅助支撑板12，将第二辅助支撑板12固定在封装层31远离第一辅助支撑板11的一侧(见图3)。
同样地，为了便于第二辅助支撑板12与封装层31的结合，在第二辅助支撑板12和/或封装层31上形成有第二辅助粘接层14，第二辅助支撑板12与封装层31通过第二辅助粘接层14固定在一起。
在本实施例中，第二辅助支撑板12与第二辅助粘接层14的材料特性及材料的选择范围分别与第一辅助支撑板11及第一辅助粘接层13相同，在此不再赘述。
S4：去除第一辅助支撑板11，以形成转接装置40(见图4，为了便于理解，与图3相比，图4中的转接装置40旋转了180°，即第二辅助支撑板12位于下方)。
具体地，在本实施例中，可以通过加热或紫外线的照射，使第一辅助粘接层13的粘性降低，以使第一辅助粘接层13与第一辅助支撑板11与封装层31分离。
进一步地，在该步骤中，还可以在各功能元器件21之间形成第一连接线22，以使在封装层31内形成多个具有某一特定功能，或者实现某一电信号功能的电子线路的功能模块区域23，以及将多个功能模块区域23电连接，每一功能模块区域23内至少设置有一功能元器件21，第一连接线22设置于功能模块区域23远离第二辅助支撑板12所在的一侧，也即原第一辅助支撑板11所在的一侧。由于在上个步骤中，功能元器件21是直接或者通过第一辅助粘接层13固定于第一辅助支撑板11上的，当将第一辅助支撑板11与第一辅助粘接层13去掉后，功能元器件21的电极可以直接露出于封装层31的表面，第一连接线22可以直接形成于封装层31的表面上。
在本实施例中，第一连接线22的材质由纳米Ag、纳米Cu或碳纳米等导电油墨，通过印刷、喷墨打印等工艺形成于封装层31的表面上。
S5：将两个转接装置40中的封装层31固定为一体，使两个转接装置40中的第二辅助支撑板12相背设置，也即，两个转接装置40中各自的封装层31远离第二辅助支撑板12的一侧相对设置地固定于一体(如图5)，并使两个转接装置40中的功能模块区域23内的功能元器件21通过第一连接线22相连。
进一步地，为了使两个转接装置40中的封装层31的结合更加牢固，在本实施例中，其还包括在封装层31远离第二辅助支撑板12的一侧上铺设缓冲层32，然后再将两个转接装置40中的封装层31结合并固定于一起。
优选地，缓冲层32的层数不少于两层，如第一缓冲层321及第二缓冲层322，各缓冲层32层叠设置，多个缓冲层32的弹性模量不相同，当将两个转接装置40固定于一体后，从一个转接装置40至另一个转接装置40，缓冲层32的弹性模量逐层递减或递增，以更好地对封装结构在弯折时的应力进行缓冲。在本发明的另一实施例中，缓冲层32弹性模量的变化规律也可以为，从缓冲层32的中间层至缓冲层32的两侧，也即从32的中间，至转接装置40所在的方向，缓冲层32的弹性模量逐渐递增或递减。
在本实施例中，缓冲层32均形成于一个转接装置40的封装功能结构31上，然后再将另一个转接装置40的封装功能结构31固定于缓冲层32上，继而将两个转接装置40的封装功能结构31固定于一起。
可以理解地，在其它实施例中，缓冲层32也可以形成于每一个转接装置40的封装功能结构31上，然后将两个转接装置40的缓冲层32相互固定，继而将两个转接装置40的封装功能结构31固定于一起。
在本实施例中，可以通过加热的方法，将缓冲层32与封装功能结构31或者缓冲层32与缓冲层32固定于一起，继而实现两个转接装置40中封装功能结构31的相互固定。
进一步地，为了实现两个结合在一起的封装功能结构31内功能模块区域23之间的电气互联，在本实施例中，在形成缓冲层32时，还需要在缓冲层32上与功能元器件21相对应的地方设置有第一通孔33(见图5)，并在通孔内形成第一连接线22，以将封装层31内的功能元器件21的电极引出，最后对第一通孔33进行填充，以将第一连接线22固定于缓冲层32内。
S6：去除第二辅助支撑板12。
在本步骤中，同样可以通过加热或紫外线的照射，使第二辅助粘接层14的粘性降低，以使第二辅助粘接层14及第二辅助支撑板12与封装层31分离。
S7：在层叠设置的封装层31外形成保护层34，以对整个层叠柔性微电子系统级封装结构进行保护。
保护层34可以为柔性聚合物，或者复合膜微孔型复合透气材料。
在本实施例中，通过提供第一辅助支撑板11及第二辅助支撑板12，能够防止在制作过程中对功能元器件21造成损坏。进一步地，通过将两个转接装置40固定在一起，以形成功能模块区域23的层叠架构，这能够防止层叠柔性微电子系统级封装结构的应力过于集中。进一步地，通过缓冲层32的设置，能够吸收制造过程中的应力，以及封装结构弯曲时的应力，进一步地减少了封装结构内应力的集中，同时，保证物理及电器连接的可靠性能，减少第一连接线22的长度。
在此实施例中，层叠柔性微电子系统级封装结构具有两层功能模块区域23的架构，在其它实施例中，若层叠微柔性微电子系统级封装结构两层以上的功能模块区域23的架构，在S8步骤中，其可以去除一侧的第二辅助支撑板，然后继续将第三个转接装置固定于一体，即可完成组装。
图10所示为本发明第二实施例中连接器件的结构示意图，本发明第二实施例提供的层叠柔性微电子系统级柔性封装的制作方法与第一实施例基本相同，其不同之处在于，在本实施例中，当在缓冲层32上形成第一通孔33后，该方法包括提供一连接器件35，该连接器件35包括与第一通孔33的形状相适应的填充部351，以及在填充部351内形成的第一连接线22；
将该连接器件35放入缓冲层32的第一通孔33内，将封装层31内的功能元器件21的电极引出，以使第一连接线22能够与两个封装层31内的功能模块区域23电气相连。
也即，在该实施例中，不用先在第一通孔33内设置第一连接线22，然后再对第一通孔33进行填充，直接将连接器件35放入第一通孔33内，简化了制作过程。
图11至图14所示为本发明第三实施例提供的层叠柔性微电子系统级封装方法的各步骤的结构示意图，如图11至14所示，本发明第三实施例提供的封装方法与第一实施例中的封装方法基本相同，其不同之处在于，在功能元器件21的周围还形成有罩设于功能模块区域23外的静电防护结构，其具体方法为：
在步骤S2，即制作封装层31后，还包括在封装层31上远离第一辅助支撑板11的一侧上形成第一静电防护层361(见图11)；
在步骤S4，即去除第一辅助支撑板11的步骤后，还包括在封装层31上形成绝缘层，并在绝缘层上形成第二静电防护层362(见图12，为了便于观察，图12与图11相比，旋转了180°)；
以及形成贯穿封装层31，并连接于第一静电防护层361及第二静电防护层362之间的第二连接线363(见图13)。
通过第一静电防护层361、第二静电防护层362及第二连接线363的设置，可以将位于封装层31两侧的静电防护层结合起来，形成一立体的静电防护结构，以对静电进行释放，防止静电干扰。这能够有效解决静电释放ESD和/或电磁干扰带来的产品安全性能隐患。第一静电防护层361及第二静电防护层362的表面电阻为106Ω/m2至1011Ω/m2(或体积电阻为105Ω*cm至1010Ω*cm)。
在本实施例中，绝缘层可以由缓冲层32代替，也即，无需再额外设置绝缘层，第二静电防护层362形成于缓冲层32上。
在本实施例中，缓冲层32包括第一缓冲层321及第二缓冲层322，第二静电防护层362设置于第一缓冲层321及第二缓冲层322之间，两个相邻的封装层31共用一个第二静电防护层362。
进一步地，在制作静电防护结构时，需要在封装层31上设置有贯穿封装层31上下表面的第二通孔364，然后将第二连接线363形成于第二通孔364内，即可将第一静电防护层361及第二静电防护层362连接起来，以形成立体的静电防护结构。
为了更好地进行静电防护，防止ESD带来的隐患，如图15所示，在本实施例中，第一静电防护层361及第二静电防护层362由有多条导联线365布设而成，导联线365可以呈曲折状延伸。当封装结构发生弯折时，导联线365可以拉伸，以防止导联线365在封装结构弯折时产生干扰，以及防止导联线365被拉断。
具体地，曲折状延伸的导联线365可以呈波浪形、锯齿波形、方波形、正弦波形等形状延伸。
进一步地，第一静电防护层361及第二静电防护层362均呈网格状。其均包括沿不同方向延伸的导联线365，沿不同方向延伸的导联线365交叉以形成网格状的第一静电防护层361及第二静电防护层362，导联线365与第二连接线363相连。第一连接线22穿过网格状的第二静电防护层362的网格，以使两个相邻的封装层31内的功能元器件21电气相连。同样地，在第一静电防护层361及第二静电防护层362内的导联线365均相互平行延伸。
在本实施例中，每一功能模块区域23的周围均罩设有静电防护结构。在不同的功能模块区域23内，第一静电防护层361及第二静电防护层362的网格密度与功能元器件21的信号频率呈正相关关系，即功能元器件21的信号频率越大，网格密度也越大，其中，所述功能模块区域23的信号频率指模块产生一定频率的信号辐射，会对周边其他敏感模块信号产生干扰，或对一定频率信号敏感的信号。如图15所示，图15的左侧区域设置有传感器模块前端等低频信号功能元器件21，因此，该区域对应的静电防护层的网格密度也较小，而图15的右侧区域设置有用于与蓝牙、WIFI等高频信号连接的相关的功能元器件21，该区域对应的静电防护层的网格密度也较大。
在本实施例中，第一静电防护层361及第二静电防护层362的厚度为3-38μm，优选4～12um；线宽25～500um，优选38～150um。网络间距为0.1～3mm，导联线365的材料为石墨烯、碳纳米、纳米银、纳米铜、金等导电材料。
在导联线365上还可以设置有静电耗散电阻366，以对第一静电防护层361及第二静电防护层362内的静电进行耗散。
为了能够将静电防护罩内的静电导入静电地线中，在静电保护罩与静电地线之间还设置有零欧姆电阻(图未示)。
为了进一步地进行静电防护，防止ESD及电磁干扰带来的隐患，该方法还包括在封装层31上还形成有静电耗散层367，静电耗散层367与功能模块区域23的静电防护结构相连。
如图15所示，在本实施例中，静电耗散层367位于缓冲层32上，且位于两个功能模块区域23之间。也即与两个功能模块区域23内的第一静电防护层361相连。可以理解地，其也可以设置于封装层31的下表面上，且位于两个功能模块区域23之间。也即与两个功能模块区域23内的第二静电防护层362相连。
在制作静电防护结构时，采用物理气相沉积PVD(physical vapor deposition)(如：溅射、真空蒸发等)工艺，或采用简单低成本的喷涂、印刷或喷墨打印等工艺，使用碳纳米、纳米银、纳米铜、金等导电油墨材料在封装层31的表面形成网络结构，再通过VU固化、或加热烧结等，固化形成第一静电防护层361或第二静电防护层362。
通过激光钻孔等方式在封装层31上形成第二通孔364，然后采用化学镀、电镀等工艺，在第二通孔364的孔壁表面形成连接导线，最终实现形成立体网状的静电防护结构。
采用等离子体增强化学汽相沉积PECVD(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition)、喷涂、印刷或喷墨打印等低温工艺制作静电耗散层367及静电耗散电阻366。
图16所示为本发明第五实施例提供的静电防护层的俯视结构示意图。如图16所示，本发明第二实施例提供的柔性电子封装装置与第一实施例基本相同，其不同之处在于，在本实施例中，静电耗散层367设置于第一静电防护层361及第二静电防护层362各自的导联线365的间隙内。
图17所示为本发明第六实施例提供的层叠柔性微电子系统级封装方法中层叠柔性微电子系统级封装结构的结构示意图，如图17所示，在本实施例中，在形成封装层31后，该方法还包括在封装层31内沿封装层31的厚度方向(也即图17中的上下方向)形成有微孔结构368。微孔结构368贯穿封装层31、缓冲层32中的一层或几层，设置于功能元器件21的四周，具有一定的形状以及与材料、形状相关的微孔密度，微孔结构368的形状可以为圆柱形、多边形等柱体，微孔结构368的孔径微20-800um，优选的50-300um。微孔结构368的设置，能够在层叠柔性微电子系统级封装结构发生弯折时，通过微孔结构368的变形，吸收形变应力，并在层叠柔性微电子系统级封结构回复原有形状时，对吸收的应力进行缓慢的释放，这提高了层叠柔性微电子系统级封装结构的弯折性能。
在本实施例中，通过提供第一辅助支撑板11及第二辅助支撑板12，能够防止在制作过程中对功能元器件21造成损坏。进一步地，通过将两个转接装置40固定在一起，以形成功能元器件21的层叠架构，这能够防止层叠柔性微电子系统级封装结构的应力过于集中。进一步地，通过缓冲层32的设置，能够吸收制造过程中的应力，以及封装结构弯曲时的应力，进一步地减少了封装结构内应力的集中，同时，保证物理及电器连接的可靠性能，减少第一连接线22的长度。进一步地，通过静电防护结构的设置，能够对静电进行释放，防止静电干扰。这能够有效解决ESD及电磁干扰带来的产品安全性能隐患。进一步地，通过微孔结构368的设置，能够对弯折应力进行吸收，以及对吸收的应力进行缓慢的释放，提高封装结构的弯折性能。多层封装功能结构设置的柔性缓冲层32，柔性互联结构，以为功能元器件21周围的封装层31及柔性缓冲层32设置的微孔结构，以上一种、几种，或全部制作方案组合结构，在保证一定封装密度前提小，有效解决多层柔性封装电互联可靠性，降低形变机械应力导致系统电性能不可靠、器件封装层31分层，甚至器件损害等风险
本发明还提供了一种层叠柔性微电子系统级封装结构，该系统及封装结构包括层叠设置的封装层31，每一封装层31内均形成有功能模块区域23，每一功能模块区域23内至少设置有一功能元器件21，在两个相邻的封装层31之间设置有缓冲层32，第一连接线22穿过缓冲层32，连接于两个封装层31内功能模块23之间。
进一步地，缓冲层32为多层结构，多层缓冲层32层叠设置，多个缓冲层32的弹性模量不相同，从一个封装层31至另一个封装层31，缓冲层32的弹性模量逐层递减或递增。
在本发明的另一个实施例中，从缓冲层32的中间至缓冲层32的两侧，也即至连个转接装置40所在的方向，缓冲层32的弹性模量逐层递减或递增。
进一步地，在功能模块区域23的周围还罩设有静电防护结构。该静电防护结构包括第一静电防护层361、第二静电防护层362及第二连接线363，第一静电防护层361及第二静电防护层362分别设置于功能模块区域23的上部及下部，第二连接线363穿过封装层31，并连接于第一静电防护层361与第二静电防护层362之间。
进一步地，缓冲层32包括第一缓冲层321及第二缓冲层322，第一静电防护层361形成于封装层31远离缓冲层32的一侧上，第二静电防护层362形成于第一缓冲层321与第二缓冲层322之间，两个相邻的封装层31共用一个第二静电防护层362。
进一步地，第一静电防护层361及第二静电防护层362由多条导联线365布设而成，导联线365可以呈曲折状延伸。曲折状延伸的导联线365可以呈波浪形、锯齿波形、方波形、正弦波形等形状延伸。
第一静电防护层361及第二静电防护层362均呈网格状。其均包括沿不同方向延伸的导联线365，沿不同方向延伸的导联线365交叉以形成网格状的第一静电防护层361及第二静电防护层362，导联线365与第二连接线363相连。第一连接线22穿过网格状的第二静电防护层362的网格，以使两个相邻的封装层31内的功能元器件21电气相连。在本发明的另一实施例中，第一静电防护层361及第二静电防护层362内的导联线365均相互平行延伸。
在导联线365上还可以设置有静电耗散电阻366，以对第一静电防护层361及第二静电防护层362内的静电进行耗散。在封装层31上还形成有静电耗散层367，静电耗散层367与第一静电防护层361和/或第二静电防护层362相连。
进一步地，静电耗散层367位于两个功能模块区域23之间，且同时与两个静电防护结构相连，在不同的功能模块区域23内，第一静电防护层361及第二静电防护层362的网格密度与功能元器件的信号频率呈正相关关系。
在本发明的另一实施例中，静电耗散层367设置于第一静电防护层361和/或第二静电防护层362各自的导联线365的间隙内。
进一步地，在封装层31内沿封装层31的厚度方向还形成有吸收应力的微孔结构368，该微孔结构设置于功能元器件21的四周
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 (26)

1.一种层叠柔性微电子系统级封装方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
提供第一辅助支撑板，在第一辅助支撑板上布设功能元器件；
在所述功能元器件上制作封装层；
提供第二辅助支撑板，将所述第二辅助支撑板固定在所述封装层远离所述第一辅助支撑板的一侧；
去除所述第一辅助支撑板，以形成转接装置；
将两个所述转接装置固定于一体，使两个所述转接装置中的所述第二辅助支撑板相互背向设置，以及使两个所述转接装置中的所述功能元器件通过第一连接线相连；
去除所述第二辅助支撑板。
2.如权利要求1所述的层叠柔性微电子系统级封装方法，其特征在于：在除去所述第一辅助支撑板后，该方法还包括在各所述功能元器件之间形成第一连接线，以使在所述封装层内形成多个功能模块区域，以及将多个功能模块区域之间电连接，每一功能模块区域内至少设置有一所述功能元器件，所述第一连接线设置于所述功能模块区域远离所述第二辅助支撑板所在的一侧。
3.如权利要求2所述的层叠柔性微电子系统级封装方法，其特征在于：在去除所述第一辅助支撑板后，该方法还包括，在所述封装层远离所述第二辅助支撑板的一侧形成缓冲层。
4.如权利要求3所述的层叠柔性微电子系统级封装方法，其特征在于：在所述封装层远离所述第二辅助支撑板的一侧形成有多层层叠设置的缓冲层。
5.如权利要求4所述的层叠柔性微电子系统级封装方法，其特征在于：在将两个所述转接装置固定于一体后，从一个所述转接装置至另一个所述转接装置，所述缓冲层的弹性模量逐渐递减或逐渐递增。
6.如权利要求4所述的层叠柔性微电子系统级封装方法，其特征在于：在将两个所述转接装置固定于一体后，从所述缓冲层的中间层往封装层所在方向的两侧，所述缓冲层的弹性模量逐渐递增或递减。
7.如权利要求3所述的层叠柔性微电子系统级封装方法，其特征在于：该方法还包括：在所述缓冲层上形成第一通孔；
在所述第一通孔内形成第一连接线，以将所述封装层内的所述功能元器件的电极引出；
对所述第一通孔进行填充，以使所述第一连接线固定于所述缓冲层内。
8.如权利要求3所述的层叠柔性微电子系统级封装方法，其特征在于：该方法还包括：在所述缓冲层上形成第一通孔；
提供一连接器件，所述连接器件包括与所述第一通孔的形状相适应的填充部，在所述填充部内形成有第一连接线；
将所述连接器件固定于所述缓冲层的第一通孔内，以将所述封装层内的所述功能元器件的电极引出。
9.如权利要求3所述的层叠柔性微电子系统级封装方法，其特征在于：在制作所述封装层后，该方法还包括在所述封装层上远离所述第一辅助支撑板的一侧上形成第一静电防护层；
在去除所述第一辅助支撑板后，该方法还包括在封装层上形成绝缘层，并在所述绝缘层上形成第二静电防护层；
并使第二连接线连接于所述第一静电防护层及所述第二静电防护层之间，所述第一静电防护层、所述第二静电防护层及所述第二连接线共同组成了一个罩设于功能模块区域周围的静电防护结构。
10.如权利要求9所述的层叠柔性微电子系统级封装方法，其特征在于：在形成所述封装层后，该方法还包括在所述封装层内沿所述封装层的厚度方向，在所述功能模块区域周围形成有微孔结构。
11.如权利要求1所述的层叠柔性微电子系统级封装方法，其特征在于：该方法还包括在层叠设置的所述封装层外形成保护层。
12.一种层叠柔性微电子系统级封装结构，其特征在于：包括层叠设置的封装层，每一所述封装层内均形成有功能模块区域，每一功能模块区域内至少设置有一功能元器件，相邻两个所述封装层之间设置有缓冲层，第一连接线穿过所述缓冲层，并连接于两个所述功能模块区域之间。
13.如权利要求12所述的层叠柔性微电子系统级封装结构，其特征在于：所述缓冲层为多层结构，多层所述缓冲层层叠设置，从一个所述封装层至另一个所述封装层，所述缓冲层的弹性模量逐层递减或逐层递增。
14.如权利要求12所述的层叠柔性微电子系统级封装结构，其特征在于：所述缓冲层为多层结构，多层所述缓冲层层叠设置，从所述缓冲层的中间层至所述缓冲层的两侧层，所述缓冲层的弹性模量逐层递减或递增。
15.如权利要求12所述的层叠柔性微电子系统级封装结构，其特征在于：所述功能模块区域的周围还罩设有静电防护结构，所述静电防护结构包括第一静电防护层、第二静电防护层及第二连接线，所述第一静电防护层及所述第二静电防护层分别设置于所述功能模块区域的上部及下部，所述第二连接线穿过所述功能模块区域，并连接于所述第一静电防护层与所述第二静电防护层之间。
16.如权利要求15所述的层叠柔性微电子系统级封装结构，其特征在于：所述缓冲层包括第一缓冲层及第二缓冲层，所述第二静电防护层形成于所述第一缓冲层与所述第二缓冲层之间，两个相邻的所述封装层共用一个所述第二静电防护层。
17.如权利要求15所述的层叠柔性微电子系统级封装结构，其特征在于：所述第一静电防护层及所述第二静电防护层均由多条导联线布设而成，所述导联线呈曲折状延伸。
18.如权利要求17所述的层叠柔性微电子系统级封装结构，其特征在于：所有所述导联线相互平行延伸。
19.如权利要求18所述的层叠柔性微电子系统级封装结构，其特征在于：所述第一静电防护层及所述第二静电防护层均包括沿不同方向延伸的导联线，沿不同方向延伸的所述导联线交叉形成网格状的所述第一静电防护层及所述第二静电防护层，所述第一连接线穿过网格状的所述第二静电防护层，并使相邻的两层所述封装层内的所述功能元器件电气相连。
20.如权利要求18或19所述的层叠柔性微电子系统级封装结构，其特征在于：所述导联线上还连接有静电耗散电阻。
21.如权利要求19所述的层叠柔性微电子系统级封装结构，其特征在于：在不同的所述功能模块区域内，所述第一静电防护层及所述第二静电防护层的网格密度与所述功能元器件的信号频率呈正相关关系。
22.如权利要求18或19所述的层叠柔性微电子系统级封装结构，其特征在于：所述封装结构还包括静电耗散层，所述静电耗散层与所述第一静电防护层和/或第二静电防护层相连。
23.如权利要求22所述的层叠柔性微电子系统级封装结构，其特征在于：所述静电耗散层位于两个所述功能模块区域之间。
24.如权利要求22所述的层叠柔性微电子系统级封装结构，其特征在于：所述静电耗散层设置于所述第一静电防护层和/或第二静电防护层的导联线的间隙内。
25.如权利要求14所述的层叠柔性微电子系统级封装结构，其特征在于：所述封装层内沿所述封装层的厚度方向还形成有吸收应力的微孔结构。
26.如权利要求25所述的层叠柔性微电子系统级封装结构，其特征在于：吸收应力的微孔结构设置于功能元器件四周。
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