107电子技术柔性电子封装技术研究进展与展望
袁 杰
（浙江宇视科技有限公司,杭州 310051）
摘 要：柔性电子封装技术作为电子制造工艺中的发展趋势，其凭借着独有的的柔性也即延展性，在多个战略领域的应用前景都非常可观。但是如今柔性电子技术的可弯曲及可延展特性对其封装技术提出了更高要求。以柔性电子封装技术为重点，阐述了柔性电子封装技术的发展趋势和研究进展，综述柔性电子制造中的特殊工艺制程，展望了包括以有限元结构分析夹杂对岛-桥结构延展性的影响等封装技术的发展趋势。
关键词：电子制造工艺；柔性电子；封装技术
DOI:10.16640/https://www.doczj.com/doc/5d7613795.html,ki.37-1222/t.2017.15.099
0 引言
如今柔性电子皮肤、柔性电子显示器等柔性电子技术正受到市场关注和青睐。所谓柔性电子封装技术主要是由柔性基板、交联导电体和电子器件组成。提高柔性器件的可延展性可以在有预应力的柔性基底上设计非共面电路布局。但是在实践过程中，电子制造工艺中的填充和覆盖封装材料、纳米级厚度金属薄膜的屈服强度都会影响器件的可延展性。本文重点讨论优化柔性电子器件结构、提高其延展性，以期对柔性电子器件的设计提供理论支撑。
1 柔性电子封装技术的发展趋势
随着科学技术和电子封装行业竞争日益激烈，电子封装获得空前的发展规模和前景, 电子封装的应用进展也越来越明朗化。过去的电子封装技术仅仅能够实现电子设备密封的效果。而因为其密封使用的材料为金属、玻璃及陶瓷，较容易受到温度、酸碱度这些影响因素而被动引起一些变化， 不利于电子封装的进行。为了能够起到保证电子设备的整体质量，新型环氧树脂材料应用的电子封装应运而生。随着力学、材料学等科学技术的发展，对电子封装材料的可延展性提出了新的要求和挑战，所谓可延展性是指使得电子封装器件无论面临着拉、压、弯、扭转等一系列可能出现的变形下仍然能维持自身良好性能，大大提高电子器件的易携带性和较高的环境适应性。
柔性电子封装技术在国内的市场地位仍处于起步阶段，还有很大的发展空间。其一般设计原理和运行机理是将具备柔性或可延展性的塑料或者薄金属这类基板上制作相应的电子器件。具体来说，可延展柔性电子技术并非用以取代目前的硅芯片技术，而是对硅基体结构的改进，是基于软质柔性基板上集成微结构的原理，以避免传统的非柔性硅基芯片材料所出现的厚、脆的缺点，在实现可延展性的同时还同时具有轻薄、抗震的效果，经济成本低，操作简便易行。
展望未来柔性电子封装技术的发展趋势，必将坚持以用户体验为设计起点，实现更加人性化的目的，例如柔性传感器、柔性电子眼、可穿戴电子衣、柔性电子纸、柔性电路板、人造肌肉、柔性心脏监测衣、柔性键盘和柔性电子显示器等。与传统电子器件相比，其独特的柔性和延展性使可延展柔性电子器件在通信和信息、生物医药、机械制造、航空航天和国防安全等领域具有非常广泛和良好的应用前景。
2 柔性电子封装技术的研究进展
（1）硬薄膜屈曲结构。硬薄膜屈曲结构是指借助转印技术使得硅等硬薄膜条在弹性软基底上形成周期性的正弦曲线来获得所应具备的柔性。美国的两位教授在此基础上作出了新的变革，他们建议采用基于软印刷术的转印方法来完成柔性电子器件的封装，并经过反复的实验证明了这项技术在实践中能够在柔性基底上产生硅带屈曲波，以实现对各类电子集成材料都能够实现集成到曲面上的效果。并且，这一效果在后期变形的过程中能够通过改变硅带屈曲波的波长和幅值的方式防止拉伸割断，产生较大的压缩性能，在内在机理上，其实是通过实现与基件平面方向纵向的运动过程与变形维度将内部本身的力量予以消解。在这一设计形式下的硅薄膜材料便能够符合五分之一的拉压应变。
（2）岛桥结构。柔性电子封装技术中的岛桥结构，其基本原理是将能够实现弯曲的多根导线串联起多个微电子结构，最终形成了岛桥结构，所以是非常生动形象的。这些导线的可弯曲性使得微电子结构所连接起来而形成岛桥结构增强电子器件的可延展性，提升柔性的程度。但是这一方式虽然在一定程度上取得了一些成效，但是岛桥结构而形成的集成密度较其他结构相对要小，难以应用于覆盖率相对高的应用。
（3）开放网格结构。开放网格结构就是将硅基半导体薄膜这一电子器件材料改进为开放网格式结构。这一结构柔性的提升和可延展性的实现，最根本的是薄膜材料本身在变形时的面内转动，这就好比人们使用剪刀时候的自身转动过程。所以说，开放式网格结构的形状上有其特殊性，也需要改进设计为类似于剪刀形状的细长外形，因此不一定包含柔性基底，因此对于很多结构并不适用。
3 对柔性电子封装技术的展望
（1）局部多层封装结构。由于目前的柔性电子封装技术中常见的非共面薄膜-基底结构在完成封装后会出现延展性降低，难以继续承受较强负荷，为此提供一种新思维，解决上述问题。即局部多层封装，它通过将该薄膜基底的上位部分的电子封装区域软化，同时对下位部分再进行适度硬化,提高整体柔性。但是值得在今后继续开展实验以验证这一结构在应用领域的有效性，这是由于局部多层封装结构还有一些技术漏洞，若下位封装弹性模量或厚度过大,而在受压拉伸的过程中薄膜反而会出现高阶屈曲继而催生更大的弯曲应力，适得其反。 （2）夹杂对岛-桥结构延展性的影响。通过建立有限元模型的方式，将夹杂区域看作是圆形的桥下区域,并且从夹杂刚度、位置和封装方式等维度进行立体化的分析，其结果显示为以下两点，一是在增大夹杂刚度时岛桥结构的最大等效应力相应增强，延展性降低；二是在夹杂位置上若集成掩埋深度提高，那么封装结构顶部的整体应变水平就越大，岛桥的延展性也会随之降低。除此之外今后还应当进一步探讨空洞现象对于岛-桥结构的柔性度的影响。
（3）粘弹性参数的变化。柔性电子封装技术中电子器件基底部分与所使用的封装材料其粘弹性特质，其在多种拉伸的速率下，粘弹性参数所反映的力学和结构延展性变化程度不同：一定的总拉伸量下加载速率越大、一定应变速率下基底与封装材料的瞬时模量越高，薄膜的应力、应变水平越高,薄膜下降高度越小,结构的极限延展量越小。并引入了一个表征延展性劣化的无量纲参数,给出了它随拉伸应变率变化的关系曲线;封装材料与基底材料在一定应变速率范围内的瞬时模量峰值之比越高,薄膜的最大主应变增强得越多而薄膜面下降的位移越小;松弛阶段桥顶应力值、高度均随松弛时间而“衰减”至与静态拉伸时状态。
4 结语
（下转第276页）
电子封装技术发展现状及趋势 摘要 电子封装技术是系统封装技术的重要内容，是系统封装技术的重要技术基础。它要求在最小影响电子芯片电气性能的同时对这些芯片提供保护、供电、冷却、并提供外部世界的电气与机械联系等。本文将从发展现状和未来发展趋势两个方面对当前电子封装技术加以阐述，使大家对封装技术的重要性及其意义有大致的了解。 引言 集成电路芯片一旦设计出来就包含了设计者所设计的一切功能，而不合适的封装会使其性能下降，除此之外，经过良好封装的集成电路芯片有许多好处，比如可对集成电路芯片加以保护、容易进行性能测试、容易传输、容易检修等。因此对各类集成电路芯片来说封装是必不可少的。现今集成电路晶圆的特征线宽进入微纳电子时代，芯片特征尺寸不断缩小，必然会促使集成电路的功能向着更高更强的方向发展，这就使得电子封装的设计和制造技术不断向前发展。近年来，封装技术已成为半导体行业关注的焦点之一，各种封装方法层出不穷，实现了更高层次的封装集成。本文正是要从封装角度来介绍当前电子技术发展现状及趋势。
正文 近年来，我国的封装产业在不断地发展。一方面，境外半导体制造商以及封装代工业纷纷将其封装产能转移至中国，拉动了封装产业规模的迅速扩大；另一方面，国内芯片制造规模的不断扩大，也极大地推动封装产业的高速成长。但虽然如此，IC的产业规模与市场规模之比始终未超过20%，依旧是主要依靠进口来满足国内需求。因此，只有掌握先进的技术，不断扩大产业规模，将国内IC产业国际化、品牌化，才能使我国的IC产业逐渐走到世界前列。 新型封装材料与技术推动封装发展，其重点直接放在削减生产供应链的成本方面，创新性封装设计和制作技术的研发倍受关注，WLP 设计与TSV技术以及多芯片和芯片堆叠领域的新技术、关键技术产业化开发呈井喷式增长态势，推动高密度封测产业以前所未有的速度向着更长远的目标发展。 大体上说，电子封装表现出以下几种发展趋势：（1）电子封装将由有封装向少封装和无封装方向发展；（2）芯片直接贴装（DAC）技术，特别是其中的倒装焊（FCB）技术将成为电子封装的主流形式；（3）三维（3D）封装技术将成为实现电子整机系统功能的有效途径；（4）无源元件将逐步走向集成化；（5）系统级封装（SOP或SIP）将成为新世纪重点发展的微电子封装技术。一种典型的SOP——单级集成模块（SLIM）正被大力研发；（6）圆片级封装（WLP）技术将高速发展；（7）微电子机械系统（MEMS）和微光机电系统（MOEMS）正方兴未艾，它们都是微电子技术的拓展与延伸，是集成电子技术与精密
微电子封装答案 微电子封装 第一章绪论 1、微电子封装技术的发展特点是什么？发展趋势怎样？（P8、9页） 答：特点： （1）微电子封装向高密度和高I/O引脚数发展，引脚由四边引出向面阵排列发展。 （2）微电子封装向表面安装式封装发展，以适合表面安装技术。 （3）从陶瓷封装向塑料封装发展。 （4）从注重发展IC芯片向先发展后道封装再发展芯片转移。 发展趋势： （1）微电子封装具有的I/O引脚数将更多。 （2）微电子封装应具有更高的电性能和热性能。 （3）微电子封装将更轻、更薄、更小。 （4）微电子封装将更便于安装、使用和返修。 （5）微电子封装的可靠性会更高。 （6）微电子封装的性能价格比会更高，而成本却更低，达到物美价廉。 2、微电子封装可以分为哪三个层次（级别）？并简单说明其内容。（P15～18页）答：（1）一级微电子封装技术 把IC芯片封装起来，同时用芯片互连技术连接起来，成为电子元器件或组件。 （2）二级微电子封装技术 这一级封装技术实际上是组装。将上一级各种类型的电子元器件安装到基板上。 （3）三级微电子封装技术 由二级组装的各个插板安装在一个更大的母板上构成，是一种立体组装技术。 3、微电子封装有哪些功能？（P19页） 答：1、电源分配2、信号分配3、散热通道4、机械支撑5、环境保护 4、芯片粘接方法分为哪几类？粘接的介质有何不同（成分）？。（P12页） 答：(1)Au-Si合金共熔法(共晶型) 成分：芯片背面淀积Au层,基板上也要有金属化层(一般为Au或Pd-Ag)。 （2）Pb-Sn合金片焊接法(点锡型) 成分：芯片背面用Au层或Ni层均可，基板导体除Au、Pd-Ag外，也可用Cu (3)导电胶粘接法(点浆型) 成分：导电胶（含银而具有良好导热、导电性能的环氧树脂。） (4)有机树脂基粘接法(点胶型) 成分：有机树脂基（低应力且要必须去除α粒子） 5、简述共晶型芯片固晶机（粘片机）主要组成部分及其功能。 答：系统组成部分： 1 机械传动系统 2 运动控制系统 3 图像识别（PR）系统 4 气动/真空系统 5 温控系统 6、和共晶型相比，点浆型芯片固晶机（粘片机）在各组成部分及其功能的主要不同在哪里？答： 名词解释：取晶、固晶、焊线、塑封、冲筋、点胶
摘要：近年来，封装与微组装技术进入了超高速发展时期,新的封装和组装形式不断涌现,而其标准化工作已经严重滞后，导致概念上的模糊，这必然会对该技术的发展造成影响。力求将具有电子行业特点的封装与微组装技术的内涵和特点加以诠释,并对其发展提出见解和建议，以促进该技术的发展。 关键字:封装、微组装、发展、BGA、SOP、FC、CSP、MCM、集成电路、系统级封装 正文： 一、电子产品技术概述 第一代电子产品以电子管为核心。四十年代末世界上诞生了第一只半导体三极管，它以小巧、轻便、省电、寿命长等特点，很快地被各国应用起来，在很大范围内取代了电子管。五十年代末期，世界上出现了第一块集成电路，它把许多晶体管等电子元件集成在一块硅芯片上，使电子产品向更小型化发展。集成电路从小规模集成电路迅速发展到大规模集成电路和超大规模集成电路，从而使电子产品向着高效能低消耗、高精度、高稳定、智能化的方向发展。 随着电子元器件向小型化、复合化、轻量化、多功能、高可靠、长寿命的方向变革，从而相继出现了各种类型的片式电子元器件（SMC/SMD），导致了第四代组装技术即表面组装技术（SMT）的出现，在世界上引发了一场电子组装技术的新革命。在国际上，片式电子元器件应用于电子整机，始于用年代，当时美国ＩＢＭ公司首先把片式电子元器件用于微机。 目前世界上发达国家已广泛采用表面贴装技术，片式元器件已成为电子元器件的主体，其中片式电容、片式电阻、片式电感以及片式敏感元件的需求量约占片式元件的90%，世界上发达国家电子元器件片式化率己高达80%以上，全世界平均亦在40%，而我国仅为约30%，可以预见，加入WTO后,片式元件产业的市场竞争将更趋激烈。实现了批量生产全系列片式电容器、片式电阻器、片式电感器，开始摆脱一代代重复引进的被动局面，并逐步走上自主发展的道路。2001年片式电容器、片式电阻器、片式电感器等片式元件市场低迷,价格普遍下调15%～20%，对国内元件生产企业造成了一定的影响。 二、集成电路与微电子封装技术 集成电路（integrated circuit）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克·基尔比（基于硅的集成电路）和罗伯特·诺伊思（基于锗的集成电路）。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。
Welding Technology Vol．38No．11Nov.2009·专题综述·微电子封装技术的发展现状 张 满 （淮阴工学院机械系，江苏淮安223001） 摘要：论述了微电子封装技术的发展历程、发展现状及发展趋势，主要介绍了微电子封装技术中的芯片级互联技术与微电子装联技术。芯片级互联技术包括引线键合技术、载带自动焊技术、倒装芯片技术。倒装芯片技术是目前半导体封装的主流技术。微电子装联技术包括波峰焊和再流焊。再流焊技术有可能取代波峰焊技术，成为板级电路组装焊接技术的主流。从微电子封装技术的发展历程可以看出，IC 芯片与微电子封装技术是相互促进、协调发展、密不可分的，微电子封装技术将向小型化、高性能并满足环保要求的方向发展。关键词：微电子封装；倒装芯片；再流焊；发展现状中图分类号：TN6；TG454 文献标志码：A 收稿日期：2009-06-04 文章编号：1002－025X (2009)11-0001-05 0前言 上世纪90年代以来，以“3C ”，即计算机 （computer ）、通信（communication ）和家用电器等消费类电子产品（consumer electronics ）为代表的IT 产业得到迅猛发展［1］。微电子产业已经成为当今世界第一大产业，也是我国国民经济的支柱产业。现代微电子产业逐渐演变为设计、制造和封装三个独立产业［2］。微电子封装技术是支持IT 产业发展的关键技术，作为微电子产业的一部分，近年来发展迅速。微电子封装是将数十万乃至数百万个半导体元件（即集成电路芯片）组装成一个紧凑的封装体，由外界提供电源，并与外界进行信息交流。微电子封装可以保证IC 在处理过程中芯片免受机械应力、环境应力（例如潮气和污染）以及静电破坏。封装必须满足器件的各种性能要求，例如在电学（电感、电容、串扰）、热学（功率耗散、结温）、质量、可靠性以及成本控制方面的各项性能指标要求。 现代电子产品高性能的普遍要求、计算机技术的高速发展和LSI ，VLSI ，ULSI 的普及应用，对PCB 的依赖性越来越大，要求越来越高。PCB 制作工艺中的高密度、多层化、细线路等技术的应用越来越广 泛。微电子封装越来越受到人们的重视。目前，表面 贴装技术（SMT ）是微电子连接技术发展的主流，而表面贴装器件、设备及生产工艺技术是SMT 的三大要素。SMT 元器件及其装配技术也正快速进入各种电子产品，并将替代现行的PCB 通孔基板插装方法，成为新的PCB 制作支柱工艺而推广到整个电子行业。 1微电子封装的发展历程 IC 封装的引线和安装类型有很多种，按封装安 装到电路板上的方式可分为通孔插入式（TH ）和表面安装式（SM ），或按引线在封装上的具体排列分为成列、四边引出或面阵排列。微电子封装的发展历程可分为3个阶段： 第1阶段，上世纪70年代以插装型封装为主， 70年代末期发展起来的双列直插封装技术（DIP ）可 应用于模塑料、模压陶瓷和层压陶瓷3种封装技术中，可以用于I /O 数从8~64的器件，这类封装所使用的印刷线路板PWB 成本很高。与DIP 相比，面阵列封装（如针栅阵列PGA ）可以增加TH 类封装的引线数，同时显著减小PWB 的面积。PGA 系列可以应用于层压的塑料和陶瓷两类技术，其引线可超过1 000。值得注意的是，DIP 和PGA 等TH 封装由于引 线节距的限制无法实现高密度封装。 第2阶段，上世纪80年代早期引入了表面安装 1
第30卷第6期V ol.30No.6 临沂师范学院学报 Journal of Linyi Normal University 2008年12月 Dec.2008铜基电子封装材料研究进展 王常春1，朱世忠2，孟令江3 （1.临沂师范学院物理系，山东临沂276005；2.山东医学高等专科学校，山东临沂276002； 3.临沂市高新技术开发区罗西街道办事处，山东临沂276014） 摘要：介绍了国内外铜基电子封装材料的研究现状及最新发展动态，指出了目前我国新型铜基电子封装材料研究中所存在的问题及进一步完善的措施，预测了电子封装用铜基复合材料的发展趋势和应 用前景．未来的铜基电子封装材料将朝着高性能、低成本、轻量化和集成化的方向发展． 关键词：电子封装；铜基复合材料；热导率；热膨胀系数 中图分类号：TG148文献标识码：A文章编号：1009-6051(2008)06-0043-05 0引言 随着信息化时代的迅速发展，对现代电子元器件集成度和运行速度的要求越来越高，相应功耗也越来越大，这必然会导致电路发热量的提高，从而使工作温度不断上升[1?4]．一般来说，在半导体器件中，温度每升高18℃，失效的可能性就增加2～3倍[5]．另外，温度分布不均匀也会使电子元器件的噪音大大增加．为解决这些问题，开发低成本、低膨胀、高导热、易加工、可靠性高的电子封装材料已成为当务之急[6,7]． 传统的电子封装材料（见表1[8]）由于具有一些不可避免的问题，只能部分满足电子封装的发展要求．Invar、Kovar的加工性能良好，具有较低的热膨胀系数，但导热性能很差；Mo和W的热膨胀系数较低，导热性能远高于Invar和Kovar，而且强度和硬度很高，所以，Mo和W在电力半导体行业中得到了普遍的应用．但是，Mo和W价格昂贵、加工困难、可焊性差、密度大，而且导热性能比纯Cu 表1常用封装材料的性能指标[8] 材料热膨胀系数(20℃)/(×10?6·K?1)导热系数/(W·m?1·K?1)密度/(g·cm?3) Si 4.1150 2.3 GaAs 5.839 5.3 Al2O3 6.520 3.9 AlN 4.5250 3.3 Al23230 2.7 Cu174008.9 Mo 5.014010.2 W 4.4516819.3 Kovar 5.9178.3 Invar 1.6108.1 W-10vol.%Cu 6.520917.0 Mo-10vol.%Cu7.018010.0 Cu/Invar/Cu 5.21608.4 收稿日期：2008-10-09 作者简介：王常春（1974–），男，山东沂南人，临沂师范学院副教授，博士．研究方向：金属基复合材料．
电子封装是指将具有一定功能的集成电路芯片，放置在一个与之相适应的外壳容器中，为芯片提供一个稳定可靠的工作环境；同时，封装也是芯片各个输出、输入端的向外过渡的连接手段，以及起将器件工作所产生的热量向外扩散的作用，从而形成一个完整的整体，并通过一系列的性能测试、筛选和各种环境、气候、机械的试验，来确保器件的质量，使之具有稳定、正常的功能。 从整个封装结构讲，电子封装包括一级封装、二级封装和三级封装。 芯片在引线框架上固定并与引线框架上的管脚或引脚的连接为一级封装； 管脚或引脚与印刷电路板或卡的连接为二级封装； 印刷电路板或卡组装在系统的母板上并保证封装各组件相对位置的固定、密封、以及与外部环境的隔离等为三级封装。 前工程： 从整块硅圆片入手，经过多次重复的制膜、氧化、扩散，包括照相制版和光刻等工序，制成三极管、集成电路等半导体组件卫电极等，开发材料的电子功能，以实现所要求的元器件特性。 后工程： 从由硅圆片切分好的一个一个的芯片入手，进行装片、固定、键合连接、塑料灌封、引出接线端子、按印检查等工序，完成作为器件、部件的封装体，以确保元器件的可靠性并便于与外电路连接。 ?环保和健康的要求 ?国内外立法的要求 ?全球无铅化的强制要求 1、无铅钎料的熔点较高。 比Sn37Pb提高34~44 oC。高的钎焊温度使固/液界面反应加剧。 2 、无铅钎料中Sn含量较高。 （SnAg中96.5% Sn ，SnPb中63%Sn），因为Pb不参与固/液和固/固界面反应，高Sn含量使固/液、固/固界面反应均加速。 3 小尺寸钎料在大电流密度的作用下会导致电迁移的问题。
(1) 无毒化，无铅钎料中不含有毒、有害及易挥发性的元素 (2) 低熔点，无铅钎料的熔点应尽量接近传统的Sn-Pb 共晶钎料的熔点(183℃)，熔化温度间隔愈小愈好。 (3) 润湿性，无铅钎料的润湿铺展性能应达到Sn-Pb 共晶钎料的润湿性，从而易于形成良好的接头。 (4) 力学性能，无铅钎料应具有良好的力学性能，焊点在微电子连接中一个主要作用是机械连接。 (5) 物理性能，作为微电子器件连接用的无铅钎料，应具有良好的导电性、导热性、延伸率，以免电子组件上的焊点部位因过热而造成损伤，从而提高微电子器件的可靠性。 (6) 成本，从Sn-Pb 钎料向无铅钎料转化，必须把成本的增加控制在最低限度。因此应尽量减少稀有金属和贵重金属的含量，以降低成本。 电子元器件封装集成度的迅速提高，芯片尺寸的不断减小以及功率密度的持续增加，使得电子封装过程中的散热、冷却问题越来越不容忽视。而且，芯片功率密度的分布不均会产生所谓的局部热点，采用传统的散热技术已不能满足现有先进电子封装的热设计、管理与控制需求，它不仅限制了芯片功率的增加，还会因过度冷却而带来不必要的能源浪 。电子封装热管理是指对电子设备的耗热元件以及整机或系统采用合理的冷-~IJl 散热技术和结构设计优化，对其温度进行控制，从而保证电子设备或系统正常、可靠地工作。 热阻 由于热导方程与欧姆定律形式上的相似性，可以用类似于电阻的表达式来定义热阻 式中，?T 是温差，q 为芯片产生的热量。 该式适用于各种热传递形式的计算。 1、 具有极高耐热性 2、 具有极高吸湿性 3、 具有低热膨胀性 4、 具有低介电常数特性 电解铜箔是覆铜板(CCL)及印制电路板(PCB)制造的重要的材料。电解铜箔生产工序简单，主要工序有三道：溶液生箔、表面处理和产品分切。 q T R th ?=
革命性的电子技术——柔性电子 本文由传感器技术（ID:WW_CGQJS）授权转载柔性电子技术是一门新兴的科学技术。建立在柔性和可延性基板之上的新兴电子技术通称为柔性电子技术。由于其独特的柔性和延展性，柔性电子系统在很多方面有着广阔的应用前景。柔性电子（Flexible Electronics）又称为塑料电子（Plastic Electronics）、印刷电子（PrintedElectronics）、有机电子（Organic Electronics）、聚合体电子（Polymer Electronics）等；是将有机/无机材料电子器件制作在柔性/可延性塑料或薄金属基板上的新兴电子技术。在人们的印象中，有机材料，如塑料等，都是很好的绝缘体，很少有人会想到塑料也能导电。近年来，由于对导电高分子的研究有了新突破，有机材料可以从传统的绝缘体变成可导电的半导体，柔性电子便应运而生。现代化学等技术的发展，促进了柔性电子这样一门学科的发展。柔性电子制造的关键包括制造工艺、基板和材料等，其核心是微纳米图案化（Micro- and Nanopatterning）制造，涉及机械、材料、物理、化学、电子等多学科交叉研究。柔性电子以其独特的柔性/延展性以及高效、低成本制造工艺，在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛应用前景，如柔性电子显示器、有机发光二极管OLED、印刷RFID、薄膜太阳能电池板、电子报纸、电子皮
肤(Skin Patches)/人工肌肉等。柔性电子除整合电子电路、电子组件、材料、平面显示、纳米技术等领域技术外，同时横跨半导体、封测、材料、化工、印刷电路板、显示面板等产业，可协助传统产业，如塑料、印刷、化工、金属材料等产业的转型，提升产业附加值，因此柔性电子技术的发展必将为产业结构和人类生活带来革命性的变化。柔性电子技术是一场全新的电子技术革命，引起全世界的广泛关注并得到了迅速发展。美国《科学》杂志将有机电子技术进展列为2000年世界十大科技成果之一，与人类基因组草图、科隆技术等重大发现并列。美国科学家艾伦黑格、艾伦·马克迪尔米德和日本科学家白川英树由于他们在导电聚合物领域的开创性工作而获得2000年诺贝尔化学奖。 柔性电子与传统电子制造的区别 目前电子产业基本上都是属于传统的半导体产业，制造用到的设备相当庞大，且费用高昂，制造效率低；整个柔性电子的概念是希望能够把传统半导体产品、组件及线路用印刷的方式来替代。主要从三方面来看柔性电子与传统电子电路不同之处：（1）应用前景一旦将很柔软的基材应用在设计方面或把线路做成无形的或可折迭的东西，那就跟传统的硬式基材有很大的不同。（2）制造成本采用卷到卷印刷工艺，并且在材料的使用上也可避免像光刻技术浪费95%以上材料的问题，而采用印刷方式印制上去的面积则等同于使用的面
电子封装的现状及发展趋势 现代电子信息技术飞速发展, 电子产品向小型化、便携化、多功能化方向发展 . 电子封装材料和技术使电子器件最终成为有功能的产 品. 现已研发出多种新型封装材料、技术和工艺 . 电子封装正在与电子 设计和制造一起 , 共同推动着信息化社会的发展 一．电子封装材料现状 近年来 , 封装材料的发展一直呈现快速增长的态势. 电子封装材 料用于承载电子元器件及其连接线路, 并具有良好的电绝缘性. 封装对芯片具有机械支撑和环境保护作用 , 对器件和电路的热性能和可靠性起 着重要作用 . 理想的电子封装材料必须满足以下基本要求 : 1) 高热导率 , 低介电常数、低介电损耗 , 有较好的高频、高功率性能 ; 2) 热膨胀系数 (CTE)与 Si 或 GaAs芯片匹配 , 避免芯片的热应力损坏 ;3) 有足够的强度、刚度 , 对芯片起到支撑和保护的作用 ;4) 成本尽可能低 , 满足大规模商业化应用的要求;5) 密度尽可能小 ( 主要指航空航天和 移动通信设备 ), 并具有电磁屏蔽和射频屏蔽的特性。电子封装材料主 要包括基板、布线、框架、层间介质和密封材料. 1.1 基板 高电阻率、高热导率和低介电常数是集成电路对封装用基片的最基本要求 , 同时还应与硅片具有良好的热匹配、易成型、高表面平整 度、易金属化、易加工、低成本并具有一定的机械性能电子封装基片 材料的种类很多 , 包括 : 陶瓷、环氧玻璃、金刚石、金属及金属基复合 材料等 .
1.1.1陶瓷 陶瓷是电子封装中常用的一种基片材料, 具有较高的绝缘性能和优异的高频特性 , 同时线膨胀系数与电子元器件非常相近, 化学性能非常稳定且热导率高随着美国、日本等发达国家相继研究并推出叠片 多层陶瓷基片 , 陶瓷基片成为当今世界上广泛应用的几种高技术陶瓷 之一目前已投人使用的高导热陶瓷基片材料有A12q,AIN,SIC 和 B或)等. 1.1.2环氧玻璃 环氧玻璃是进行引脚和塑料封装成本最低的一种, 常用于单层、双层或多层印刷板 , 是一种由环氧树脂和玻璃纤维( 基础材料 ) 组成的复合材料 . 此种材料的力学性能良好, 但导热性较差 , 电性能和线膨胀系数匹配一般 . 由于其价格低廉 , 因而在表面安装 (SMT)中得到了广泛应用 . 1.1.3金刚石 天然金刚石具有作为半导体器件封装所必需的优良的性能, 如高热导率 (200W八 m·K),25oC) 、低介电常数 (5.5) 、高电阻率 (1016n ·em)和击穿场强 (1000kV/mm). 从 20 世纪 60 年代起 , 在微电子界利用金刚石作为半导体器件封装基片, 并将金刚石作为散热材料, 应用于微波雪崩二极管、 GeIMPATT(碰撞雪崩及渡越时间二极管) 和激光器 , 提高了它们的输出功率. 但是 , 受天然金刚石或高温高压下合成金刚石昂 贵的价格和尺寸的限制, 这种技术无法大规模推广. 1.1.4金属基复合材料
柔性电子制造技术论文 本论文主要从柔性电子的特性，发展前景出发，主要做了一些市场分析，比没有做详细的技术分析。所选的实例与资料主要来自网络，百科，也借鉴了一下纸质图书 柔性电子：柔性电子（Flexible Electronics）是一种技术的通称，目前由于处于起步阶段而称谓不一，又称为塑料电子（Plastic Electronics）、印刷电子（Printed Electronics）、有机电子（Organic Electronics），聚合体电子（Polymer Electronics）等，目前还没有统一明确的定义。 柔性电子定义：柔性电子可概括为是将有机/无机材料电子器件制作在柔性/可延性塑料或薄金属基板上的新兴电子技术，以其独特的柔性/延展性以及高效、低成本制造工艺，在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛应用前景，如柔性电子显示器、有机发光二极管OLED、印刷RFID、薄膜太阳能电池板、电子用表面粘贴(Skin Patches)等。与传统IC技术一样，制造工艺和装备也是柔性电子技术发展的主要驱动力。柔性电子制造技术水平指标包括芯片特征尺寸和基板面积大小，其关键是如何在更大幅面的基板上以更低的成本制造出特征尺寸更小的柔性电子器件。[1] 柔性电子的意义：柔性电子技术有可能带来一场电子技术革命，引起全世界的广泛关注并得到了迅速发展。美国《科学》杂志将有机电子技术进展列为2000年世界十大科技成果之一，与人类基因组草图、生物克隆技术等重大发现并列。美国科学家艾伦黑格、艾伦?马克迪尔米德和日本科学家白川英树由于他们在导电聚合物领域的开创性工作获得2000年诺贝尔化学奖。 柔性电子计划：西方发达国家纷纷制定了针对柔性电子的重大研究计划，如美国FDCASU计划、日本TRADIM计划、欧盟第七框架计划中PolyApply和SHIFT计划等，仅欧盟第七框架计划就投入数十亿欧元的研发经费，重点支持柔性显示器、聚合物电子的材料/设计/制造/可靠性、柔性电子器件批量化制造等方面基础研究。[2] 柔性制造系统基本组成部分 所谓柔性电子技术是指在成组技术的基础上，以多台(种)数控机床或数组柔性制造单元为核心，通过自动化物流系统将其联接，统一由主控计算机和相关软件进行控制和管理，组成多品种变批量和混流方式生产的自动化制造系统。
第一部分：基础篇 （该部分共有试题8题,为必答题，每位应聘者按自己对问题的理解去回答，尽可能多回答你所知道的内容。若不清楚就写不清楚）。 1、我们公司的产品是集成电路，请描述一下你对集成电路的认识，列举一些与集成电路相关的内容（如讲清楚模拟、数字、双极型、CMOS、MCU、RISC、CISC、DSP、ASIC、FPGA等的概念）。 数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统。 模拟信号，是指幅度随时间连续变化的信号。例如，人对着话筒讲话，话筒输出的音频电信号就是模拟信号，收音机、收录机、音响设备及电视机中接收、放大的音频信号、电视信号，也是模拟信号。 数字信号，是指在时间上和幅度上离散取值的信号，例如，电报电码信号，按一下电键，产生一个电信号，而产生的电信号是不连续的。这种不连续的电信号，一般叫做电脉冲或脉冲信号，计算机中运行的信号是脉冲信号，但这些脉冲信号均代表着确切的数字，因而又叫做数字信号。在电子技术中，通常又把模拟信号以外的非连续变化的信号，统称为数字信号。 FPGA是英文Field－Programmable Gate Array的缩写，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、EPLD 等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。 2、你认为你从事研发工作有哪些特点？ 3、基尔霍夫定理的内容是什么？ 基尔霍夫电流定律:流入一个节点的电流总和等于流出节点的电流总和。 基尔霍夫电压定律:环路电压的总和为零。
欧姆定律: 电阻两端的电压等于电阻阻值和流过电阻的电流的乘积。 4、描述你对集成电路设计流程的认识。 模拟集成电路设计的一般过程： 1.电路设计依据电路功能完成电路的设计。 2.前仿真电路功能的仿真，包括功耗，电流，电压，温度，压摆幅，输入输出特性等参数的仿真。 3.版图设计（Layout）依据所设计的电路画版图。一般使用Cadence软件。 4.后仿真对所画的版图进行仿真，并与前仿真比较，若达不到要求需修改或重新设计版图。 5.后续处理将版图文件生成GDSII文件交予Foundry流片。正向设计与反向设计 State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University 自顶向下和自底向上设计 State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University Top-Down设计 –Top-Down流程在EDA工具支持下逐步成为 IC主要的设计方法 –从确定电路系统的性能指标开始，自系 统级、寄存器传输级、逻辑级直到物理 级逐级细化并逐级验证其功能和性能 State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University Top-Down设计关键技术 . 需要开发系统级模型及建立模型库，这些行 为模型与实现工艺无关，仅用于系统级和RTL 级模拟。
电子智能纺织品用柔性器件的研究进展 张瑞1，刘晓霞2，辛斌杰3 （上海工程技术大学，服装学院，上海，201620） 摘要：简述了智能纺织品的定义，电子智能纺织品的工作原理和技术构成。将电子智能纺织品用柔性器件分为柔性传感器、柔性显示器、柔性触控装置、柔性电池和其它柔性器件五类并重点介绍了各类柔性器件的研究进展。认为柔性器件制备技术的进步，将会给电子智能纺织品带来更广阔的发展空间。 关键词：智能纺织品；电子信息；柔性器件 1、引言 智能纺织品是基于仿生学概念，能够模拟生命系统，并且具有对外界刺激感知和反应的能力，能够实现自检测、自诊断、自调节和自修复等多种特殊功能的一种高科技纺织产品[1]。电子智能纺织品不只是将电子组件及电子电路与纺织品结合，而是基于电子技术，将传感、通讯、人工智能等高科技手段应用于纺织技术上而开发出的新型纺织品[2]。电子智能纺织品的核心要素是感知、反馈、响应，其工作过程如图1所示，当纺织品所处的外界环境发生变化时，传感器及时感知到其变化，并将变化所产生的信号通过信息处理器作出判断处理，再将处理后的信息传输给驱动部分，最后驱动部分根据得到的信息对纺织品材料作出相应的调整，以适应外界环境的变化。 图1. 智能纺织品工作过程 电子智能纺织品广泛应用于军事、航空航天、医疗保健、通信娱乐和土木结构等领域。从士兵的单兵作战服到航天飞行员的舱外活动服，从图2的病人可穿戴式心电呼吸传感器到图3的可卷曲显示器，电子智能纺织品正逐渐融入到我们的生活中。 1张瑞（1993-），男，纺织工程专业硕士在读，主要研究方向为数字化纺织技术。 2刘晓霞，通讯作者，教授，主要研究方向为纺织材料及纺织新技术，邮箱：liuxiaoxialucky@https://www.doczj.com/doc/5d7613795.html,。 3辛斌杰，男，副教授，主要研究方向为数字化纺织技术及功能性纺织品开发。
微电子封装技术论文范文 微电子封装技术是90年代以来在半导体集成电路技术、混合集成电路技术和表面组装技术(SMT)的基础上发展起来的新一代电子组装技术。下面是由 ___的微电子封装技术，谢谢你的阅读。 微电子封装技术的发展趋势 【摘要】本文论述了微电子封装技术的发展历程，发展现状和发展趋势，主要介绍了几种重要的微电子封装技术，包括:BGA 封装技术、CSP封装技术、SIP封装技术、3D封装技术、MCM封装技术等。 【关键词】微电子技术;封装 1.微电子封装的发展历程 IC 封装的引线和安装类型有很多种，按封装安装到电路板上的方式可分为通孔插入式(TH)和表面安装式(SM)，或按引线在封装上的具体排列分为成列、四边引出或面阵排列。微电子封装的发展历程可分为三个阶段： 第一阶段：上世纪70 年代以插装型封装为主，70 年代末期发展起来的双列直插封装技术(DIP)。
第二阶段：上世纪80 年代早期引入了表面安装(SM)封装。比较成熟的类型有模塑封装的小外形(SO)和PLCC 型封装、模压陶瓷中的CERQUAD、层压陶瓷中的无引线式载体(LLCC)和有引线片式载体(LDCC)。PLCC，CERQUAD，LLCC和LDCC都是四周排列类封装，其引线排列在封装的所有四边。 第三阶段：上世纪90 年代，随着集成技术的进步、设备的改进和深亚微米技术的使用，LSI，VLSI，ULSI相继出现，对集成电路封装要求更加严格，I/O引脚数急剧增加，功耗也随之增大，因此，集成电路封装从四边引线型向平面阵列型发展，出现了球栅阵列封装(BGA)，并很快成为主流产品。 2.新型微电子封装技术 2.1焊球阵列封装(BGA) 阵列封装(BGA)是世界上九十年代初发展起来的一种新型封装。BGA封装的I/O端子以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面，BGA技术的优点是：I/O引脚数虽然增加了，但引脚间距并没有减小反而增加了，从而提高了组装成品率;虽然它的功耗增加，但BGA能用可控塌陷芯片法焊接，从而可以改善它的电热性能;厚度和
柔性电子制造的应用 华中科技大学机制08 摘要：近年来,柔性电子制造技术作为一种现代化工业生产的技术和工厂自动 化的先进模式已为国际上所公认,可以认为:柔性制造技术是人们在自动化技术 与信息技术及制造技术的基础上,将以往企业中的相互独立工程设计、生产制造及经营管理等过程,在计算机与其软件的支持下,构成一个覆盖整个企业的完整 而有机的系统,以实现全局动态最优化,总体高效益、高柔性,并进而赢得竞争全胜的智能制造技术。它作为当今世界制造自动化技术发展的前沿科技,为未来机构制造工厂提供了一幅宏伟的蓝图,将成为21世纪机构制造业的主要生产模式。在新的世纪，柔性电子在柔性显示器、柔性薄膜太阳能电池板、柔性电子皮肤以及RFID技术方面有着较为突出的应用。 关键词：柔性电子应用柔性显示器柔性薄膜太阳能电池板柔性电子皮肤 柔性电子制造的发展与应用 随着社会的进步和生活水平的提高,社会对低制造成本，产品多样化及短制 造周期等需求日趋迫切,传统的制造技术已不能满足市场对多品种小批量,更具 特色符合顾客个人要求样式和功能的产品的需求。90年代后,由于微电子技术、计算机技术、通信技术、机械与控制设备的发展,制造业自动化进入一个崭新的时代,技术日臻成熟。柔性制造技术已经成为各工业化国家机械制造自动化的研制发展重点。 伴随着柔性电子技术的发展，各种电子产品应运而生。正如微电子技术 为大规模集成电路和计算机芯片技术提供技术平台一样，柔性电子技术为新产品的研发提供了崭新的的技术平台。柔性电子产品目前正处于研发起步阶段，部分产品已经投放市场。 采用SMT加工技术的柔性电路可以制造的很薄、很精巧，绝缘厚度小于25μm,这种柔性电路能够被任意弯曲并且可以卷曲后放入圆柱体中,以充分利用三维体积。它打破了传统固有使用面积的思维定势，从而形成充分利用体积形状的能力，这能够在目前常规采用的每单位面积所使用的导体长度上，显着地增强有效使用密度，形成高密度的组装形式。近年来柔性电路的使用已经扩展到了无线电通信、计算机和汽车电子设备等领域。以前柔性电路专门作为刚性线缆的替代物来使用，它己经能够很成熟地作为刚性电路和印刷电路板的替代品应用在要求采用薄型 电路或者三维电路的场合。为了能够满足刚柔相济的应用要求，刚柔技术在刚性电路板上结合了柔性电路。 虽然采用SMT技术的柔性电路是一项现代高科技技术，但是它采用了最早的
第四章晶圆制造 1．CZ法提单晶的工艺流程。说明CZ法和FZ法。比较单晶硅锭CZ、MCZ和FZ三种生长方法的优缺点。 答：1、溶硅2、引晶3、收颈4、放肩5、等径生长6、收晶。CZ法：使用射频或电阻加热线圈，置于慢速转动的石英坩埚内的高纯度电子级硅在1415度融化（需要注意的是熔硅的时间不宜过长）。将一个慢速转动的夹具的单晶硅籽晶棒逐渐降低到熔融的硅中，籽晶表面得就浸在熔融的硅中并开始融化，籽晶的温度略低于硅的熔点。当系统稳定后，将籽晶缓慢拉出，同时熔融的硅也被拉出。使其沿着籽晶晶体的方向凝固。籽晶晶体的旋转和熔化可以改善整个硅锭掺杂物的均匀性。 FZ法：即悬浮区融法。将一条长度50-100cm 的多晶硅棒垂直放在高温炉反应室。加热将多晶硅棒的低端熔化，然后把籽晶溶入已经熔化的区域。熔体将通过熔融硅的表面张力悬浮在籽晶和多晶硅棒之间，然后加热线圈缓慢升高温度将熔融硅的上方部分多晶硅棒开始熔化。此时靠近籽晶晶体一端的熔融的硅开始凝固，形成与籽晶相同的晶体结构。当加热线圈扫描整个多晶硅棒后，便将整个多晶硅棒转变成单晶硅棒。 CZ法优点：①所生长的单晶的直径较大，成本相对较低；②通过热场调整及晶转，坩埚等工艺参数的优化，可以较好的控制电阻率径向均匀性。缺点：石英坩埚内壁被熔融的硅侵蚀及石墨保温加热元件的影响，易引入氧、碳杂质，不易生长高电阻率单晶。 FZ法优点：①可重复生长，提纯单晶，单晶纯度较CZ法高。②无需坩埚、石墨托，污染少③高纯度、高电阻率、低氧、低碳④悬浮区熔法主要用于制造分离式功率元器件所需要的晶圆。缺点：直径不如CZ法，熔体与晶体界面复杂，很难得到无位错晶体，需要高纯度多晶硅棒作为原料，成本高。 MCZ：改进直拉法优点：较少温度波动，减轻溶硅与坩埚作用，降低了缺陷密度，氧含量，提高了电阻分布的均匀性 2．晶圆的制造步骤【填空】 答：1、整形处理：去掉两端，检查电阻确定单晶硅达到合适的掺杂均匀度。 2、切片 3、磨片和倒角 4、刻蚀 5、化学机械抛光 3. 列出单晶硅最常使用的两种晶向。【填空】 答：111和100. 4. 说明外延工艺的目的。说明外延硅淀积的工艺流程。 答：在单晶硅的衬底上生长一层薄的单晶层。 5. 氢离子注入键合SOI晶圆的方法 答：1、对晶圆A清洗并生成一定厚度的SO2层。2、注入一定的H形成富含H的薄膜。3、晶圆A翻转并和晶圆B键合，在热反应中晶圆A的H脱离A和B键合。4、经过CMP和晶圆清洗就形成键合SOI晶圆 6. 列出三种外延硅的原材料，三种外延硅掺杂物【填空】 7、名词解释：CZ法提拉工艺、FZ法工艺、SOI、HOT(混合晶向)、应变硅 答：CZ法：直拉单晶制造法。FZ法：悬浮区融法。SOI：在绝缘层衬底上异质外延硅获得的外延材料。HOT：使用选择性外延技术，可以在晶圆上实现110和100混合晶向材料。应变硅：通过向单晶硅施加应力，硅的晶格原子将会被拉长或者压缩不同与其通常原子的距离。 第五章热处理工艺 1. 列举IC芯片制造过程中热氧化SiO2的用途？
107电子技术柔性电子封装技术研究进展与展望 袁 杰 （浙江宇视科技有限公司,杭州 310051） 摘 要：柔性电子封装技术作为电子制造工艺中的发展趋势，其凭借着独有的的柔性也即延展性，在多个战略领域的应用前景都非常可观。但是如今柔性电子技术的可弯曲及可延展特性对其封装技术提出了更高要求。以柔性电子封装技术为重点，阐述了柔性电子封装技术的发展趋势和研究进展，综述柔性电子制造中的特殊工艺制程，展望了包括以有限元结构分析夹杂对岛-桥结构延展性的影响等封装技术的发展趋势。 关键词：电子制造工艺；柔性电子；封装技术 DOI:10.16640/https://www.doczj.com/doc/5d7613795.html,ki.37-1222/t.2017.15.099 0 引言 如今柔性电子皮肤、柔性电子显示器等柔性电子技术正受到市场关注和青睐。所谓柔性电子封装技术主要是由柔性基板、交联导电体和电子器件组成。提高柔性器件的可延展性可以在有预应力的柔性基底上设计非共面电路布局。但是在实践过程中，电子制造工艺中的填充和覆盖封装材料、纳米级厚度金属薄膜的屈服强度都会影响器件的可延展性。本文重点讨论优化柔性电子器件结构、提高其延展性，以期对柔性电子器件的设计提供理论支撑。 1 柔性电子封装技术的发展趋势 随着科学技术和电子封装行业竞争日益激烈，电子封装获得空前的发展规模和前景, 电子封装的应用进展也越来越明朗化。过去的电子封装技术仅仅能够实现电子设备密封的效果。而因为其密封使用的材料为金属、玻璃及陶瓷，较容易受到温度、酸碱度这些影响因素而被动引起一些变化， 不利于电子封装的进行。为了能够起到保证电子设备的整体质量，新型环氧树脂材料应用的电子封装应运而生。随着力学、材料学等科学技术的发展，对电子封装材料的可延展性提出了新的要求和挑战，所谓可延展性是指使得电子封装器件无论面临着拉、压、弯、扭转等一系列可能出现的变形下仍然能维持自身良好性能，大大提高电子器件的易携带性和较高的环境适应性。 柔性电子封装技术在国内的市场地位仍处于起步阶段，还有很大的发展空间。其一般设计原理和运行机理是将具备柔性或可延展性的塑料或者薄金属这类基板上制作相应的电子器件。具体来说，可延展柔性电子技术并非用以取代目前的硅芯片技术，而是对硅基体结构的改进，是基于软质柔性基板上集成微结构的原理，以避免传统的非柔性硅基芯片材料所出现的厚、脆的缺点，在实现可延展性的同时还同时具有轻薄、抗震的效果，经济成本低，操作简便易行。 展望未来柔性电子封装技术的发展趋势，必将坚持以用户体验为设计起点，实现更加人性化的目的，例如柔性传感器、柔性电子眼、可穿戴电子衣、柔性电子纸、柔性电路板、人造肌肉、柔性心脏监测衣、柔性键盘和柔性电子显示器等。与传统电子器件相比，其独特的柔性和延展性使可延展柔性电子器件在通信和信息、生物医药、机械制造、航空航天和国防安全等领域具有非常广泛和良好的应用前景。 2 柔性电子封装技术的研究进展 （1）硬薄膜屈曲结构。硬薄膜屈曲结构是指借助转印技术使得硅等硬薄膜条在弹性软基底上形成周期性的正弦曲线来获得所应具备的柔性。美国的两位教授在此基础上作出了新的变革，他们建议采用基于软印刷术的转印方法来完成柔性电子器件的封装，并经过反复的实验证明了这项技术在实践中能够在柔性基底上产生硅带屈曲波，以实现对各类电子集成材料都能够实现集成到曲面上的效果。并且，这一效果在后期变形的过程中能够通过改变硅带屈曲波的波长和幅值的方式防止拉伸割断，产生较大的压缩性能，在内在机理上，其实是通过实现与基件平面方向纵向的运动过程与变形维度将内部本身的力量予以消解。在这一设计形式下的硅薄膜材料便能够符合五分之一的拉压应变。 （2）岛桥结构。柔性电子封装技术中的岛桥结构，其基本原理是将能够实现弯曲的多根导线串联起多个微电子结构，最终形成了岛桥结构，所以是非常生动形象的。这些导线的可弯曲性使得微电子结构所连接起来而形成岛桥结构增强电子器件的可延展性，提升柔性的程度。但是这一方式虽然在一定程度上取得了一些成效，但是岛桥结构而形成的集成密度较其他结构相对要小，难以应用于覆盖率相对高的应用。 （3）开放网格结构。开放网格结构就是将硅基半导体薄膜这一电子器件材料改进为开放网格式结构。这一结构柔性的提升和可延展性的实现，最根本的是薄膜材料本身在变形时的面内转动，这就好比人们使用剪刀时候的自身转动过程。所以说，开放式网格结构的形状上有其特殊性，也需要改进设计为类似于剪刀形状的细长外形，因此不一定包含柔性基底，因此对于很多结构并不适用。 3 对柔性电子封装技术的展望 （1）局部多层封装结构。由于目前的柔性电子封装技术中常见的非共面薄膜-基底结构在完成封装后会出现延展性降低，难以继续承受较强负荷，为此提供一种新思维，解决上述问题。即局部多层封装，它通过将该薄膜基底的上位部分的电子封装区域软化，同时对下位部分再进行适度硬化,提高整体柔性。但是值得在今后继续开展实验以验证这一结构在应用领域的有效性，这是由于局部多层封装结构还有一些技术漏洞，若下位封装弹性模量或厚度过大,而在受压拉伸的过程中薄膜反而会出现高阶屈曲继而催生更大的弯曲应力，适得其反。 （2）夹杂对岛-桥结构延展性的影响。通过建立有限元模型的方式，将夹杂区域看作是圆形的桥下区域,并且从夹杂刚度、位置和封装方式等维度进行立体化的分析，其结果显示为以下两点，一是在增大夹杂刚度时岛桥结构的最大等效应力相应增强，延展性降低；二是在夹杂位置上若集成掩埋深度提高，那么封装结构顶部的整体应变水平就越大，岛桥的延展性也会随之降低。除此之外今后还应当进一步探讨空洞现象对于岛-桥结构的柔性度的影响。 （3）粘弹性参数的变化。柔性电子封装技术中电子器件基底部分与所使用的封装材料其粘弹性特质，其在多种拉伸的速率下，粘弹性参数所反映的力学和结构延展性变化程度不同：一定的总拉伸量下加载速率越大、一定应变速率下基底与封装材料的瞬时模量越高，薄膜的应力、应变水平越高,薄膜下降高度越小,结构的极限延展量越小。并引入了一个表征延展性劣化的无量纲参数,给出了它随拉伸应变率变化的关系曲线;封装材料与基底材料在一定应变速率范围内的瞬时模量峰值之比越高,薄膜的最大主应变增强得越多而薄膜面下降的位移越小;松弛阶段桥顶应力值、高度均随松弛时间而“衰减”至与静态拉伸时状态。 4 结语 （下转第276页）