(57)【要約】      （修正有）【課題】肌または生物系と相性が良く、複数の環境条件に耐え得る、伸縮自在またはフレキシブルな材料の中に封止される複数のマイクロ電子システムを提供する。【解決手段】マイクロ電子システムは、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素重合体エラストマ、またはそれらの組み合わせのような非浸透性封止剤の中に実質的に封止される、マイクロ電子デバイスを含む。ポリジメチルシロキサンのような浸透性封止剤の中に実質的に封止されるマイクロ電子デバイスを含み、非浸透性封止剤が当該浸透性封止剤を実質的に封止してもよい。【選択図】図９
2015233126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブルな非浸透性封止構造の中に封止されるマイクロ電子コンポーネント構造を備え、
前記マイクロ電子コンポーネント構造は、トレースネットワークと電気的に接続される少なくとも１つのマイクロ電子デバイスを有する、
マイクロ電子システム。
【請求項２】
前記フレキシブルな非浸透性封止構造は、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素重合体エラストマ、およびそれらの組み合わせを含むグループから選択されるフレキシブルな非浸透性封止材を含む、請求項１に記載のマイクロ電子システム。
【請求項３】
前記マイクロ電子コンポーネント構造に隣接するフレキシブルな浸透性封止構造を更に備え、
前記フレキシブルな非浸透性封止構造は、前記フレキシブルな浸透性封止構造を実質的に包む、請求項１または２に記載のマイクロ電子システム。
【請求項４】
前記フレキシブルな浸透性封止構造は、ポリジメチルシロキサンを含む、請求項３に記載のマイクロ電子システム。
【請求項５】
前記マイクロ電子コンポーネント構造は、前記マイクロ電子デバイスの活性面から前記トレースネットワークに延びる少なくとも１つのボンドワイヤで前記トレースネットワークに電気的に接続される前記少なくとも１つのマイクロ電子デバイスを有する、請求項１に記載のマイクロ電子システム。
【請求項６】
浸透性または非浸透性のいずれか一方の封止材を含むフレキシブルな第１封止材層と、
前記フレキシブルな第１封止材層の上にある少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造と、
前記少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造を実質的に包囲するフレキシブルな封止構造を形成する、前記少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造の上方にあるフレキシブルな第２封止材と
を備え、
前記少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造は、前記フレキシブルな第１封止材層の上に形成されたトレースネットワークと電気的に接続される少なくとも１つのマイクロ電子デバイスを含み、
前記フレキシブルな第１封止材、および、前記フレキシブルな第２封止材の少なくとも一方は非浸透性材料であり、前記フレキシブルな第１封止材は前記フレキシブルな第２封止材と異なる、
マイクロ電子システム。
【請求項７】
前記フレキシブルな第１封止材および前記フレキシブルな第２封止材は、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素重合体エラストマ、およびポリジメチルシロキサンを含むグループから選択される、請求項６に記載のマイクロ電子システム。
【請求項８】
前記マイクロ電子コンポーネント構造は、前記マイクロ電子デバイスの活性面から前記トレースネットワークに延びる少なくとも１つのボンドワイヤで前記トレースネットワークに電気的に接続される、前記少なくとも１つのマイクロ電子デバイスを含む、請求項６または７に記載のマイクロ電子システム。
【請求項９】
フレキシブルな非浸透性封止材層を形成する段階と、
前記フレキシブルな非浸透性封止材層の上に少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造を形成する段階と、
前記少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造を実質的に包囲するフレキシブルな非浸透性封止構造を形成する、前記少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造の上方に追加のフレキシブルな非浸透性封止材を形成する段階と
を含み、
前記少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造は、前記フレキシブルな非浸透性封止材層の上に形成されたトレースネットワークと電気的に接続される少なくとも１つのマイクロ電子デバイスを含む、
マイクロ電子システムを製造する方法。
【請求項１０】
前記フレキシブルな非浸透性封止構造を形成する段階は、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素重合体エラストマ、およびそれらの組み合わせを含むグループから選択された前記フレキシブルな非浸透性封止構造を形成する段階を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
キャリアを提供する段階を更に含み、
前記フレキシブルな非浸透性封止材層を形成する段階は、前記キャリアの上に前記フレキシブルな非浸透性封止材層を形成する段階を含む、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造を形成する段階は、複数のマイクロ電子コンポーネント構造を形成する段階を含み、前記フレキシブルな非浸透性封止構造を形成する段階の後に前記複数のマイクロ電子コンポーネント構造を互いに個片化する段階を更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造を形成する段階は、
前記マイクロ電子デバイスの背面を前記フレキシブルな非浸透性封止材層に取り付ける段階と、
前記マイクロ電子デバイスの活性面から前記トレースネットワークに延びる少なくとも１つのボンドワイヤで前記マイクロ電子デバイスを前記トレースネットワークに電気的に接続する段階と
を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
浸透性または非浸透性のいずれか一方の封止材を含むフレキシブルな第１封止材層を形成する段階と、
前記フレキシブルな第１封止材層の上に少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造を形成する段階と、
前記少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造を実質的に包囲するフレキシブルな封止構造を形成する、前記少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造の上方にフレキシブルな第２封止材を形成する段階と
を含み、
前記少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造は、前記フレキシブルな第１封止材層の上に形成されたトレースネットワークと電気的に接続される少なくとも１つのマイクロ電子デバイスを含み、
前記フレキシブルな第１封止材、および、前記フレキシブルな第２封止材の少なくとも一方は非浸透性材料であり、前記フレキシブルな第１封止材は前記フレキシブルな第２封止材と異なる、
マイクロ電子システムを製造する方法。
【請求項１５】
前記フレキシブルな第１封止材を形成する段階、および、前記フレキシブルな第２封止材を形成する段階は、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素重合体エラストマ、およびポリジメチルシロキサンを含むグループから選択された複数の材料から前記フレキシブルな第１封止材を形成する段階、および、前記グループから選択された複数の材料から前記フレキシブルな第２封止材を形成する段階を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
キャリアを提供する段階を更に含み、
前記フレキシブルな第１封止材層を形成する段階は、前記キャリアの上に前記フレキシブルな第１封止材層を形成する段階を含む、請求項１４または１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造を形成する段階は、複数のマイクロ電子コンポーネント構造を形成する段階を含み、前記フレキシブルな封止構造を形成する段階の後に、前記複数のマイクロ電子コンポーネント構造を互いに個片化する段階を更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造を形成する段階は、
前記マイクロ電子デバイスの背面を前記フレキシブルな第１封止材層に取り付ける段階と、
前記マイクロ電子デバイスの活性面から前記トレースネットワークに延びる少なくとも１つのボンドワイヤで前記マイクロ電子デバイスを前記トレースネットワークに電気的に接続する段階と
を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
フレキシブルな浸透性封止材層を形成する段階と、
前記フレキシブルな浸透性封止材層の上に少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造を形成する段階と、
前記少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造を実質的に包囲するフレキシブルな浸透性封止構造を形成する、前記少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造の上方に追加のフレキシブルな浸透性封止材を形成する段階と、
前記フレキシブルな浸透性封止構造の周りに、前記フレキシブルな浸透性封止構造を実質的に包囲するフレキシブルな非浸透性封止構造を形成する段階と
を含み、
前記少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造は、前記フレキシブルな浸透性封止材層の上に形成されたトレースネットワークと電気的に接続される少なくとも１つのマイクロ電子デバイスを含む、
マイクロ電子システムを製造する方法。
【請求項２０】
前記フレキシブルな浸透性封止構造を形成する段階は、フレキシブルなポリジメチルシロキサン封止構造を形成する段階を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記フレキシブルな非浸透性封止構造を形成する段階は、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素重合体エラストマ、およびそれらの組み合わせを含むグループから選択された前記フレキシブルな非浸透性封止構造を形成する段階を含む、請求項１９または２０に記載の方法。
【請求項２２】
キャリアを提供する段階を更に含み、
前記フレキシブルな浸透性封止材層を形成する段階は、前記キャリアの上に前記フレキシブルな浸透性封止材層を形成する段階を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造を形成する段階は、複数のマイクロ電子コンポーネント構造を形成する段階を含み、前記フレキシブルな浸透性封止構造を形成する段階の後に、前記複数のマイクロ電子コンポーネント構造を互いに個片化する段階を更に含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
前記少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造を形成する段階は、
前記マイクロ電子デバイスの背面を前記フレキシブルな非浸透性封止材層に取り付ける段階と、
前記マイクロ電子デバイスの活性面から前記トレースネットワークに延びる少なくとも１つのボンドワイヤで前記マイクロ電子デバイスを前記トレースネットワークに電気的に接続する段階と
を含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本説明の複数の実施形態は概して、複数のマイクロ電子コンシューマデバイスの分野に関係し、より具体的には、肌または生物系と相性が良くて複数の環境条件に耐え得る、伸縮自在またはフレキシブルな材料の中に封止されるマイクロ電子システムに関係する。
【背景技術】
【０００２】
複数のマイクロ電子デバイスがより小型化していくにつれて、ネットワーク化して互いに情報伝達すべくインターネットと繋がり得る（物のインターネット（ＩｏＴ）として知られている）複数の小型識別装置を多くの物に備え付ける、という目標が現実化してきている。複数のウェアラブルマイクロ電子システムは、ＩｏＴを可能にする複数の一般的な製品となることが期待されている。これらウェアラブルマイクロ電子システムは、どのように着用されるかによって以下の２つのカテゴリに分類される。（１）複数のリストバンド、ブレスレット、時計等の様なウェアラブルな従来様式のアクセサリによって定義されるフォームファクタを備えた、強固な筐体を有する複数のシステムである複数の電子アクセサリ、および、（２）強固な筐体で包まれていない、むしろ衣類の中に縫い込まれ、または衣類に接着剤のようなもので取り付けられ、あるいはユーザの肌に直接取り付けられて着用される、複数の「密着型」ウェアラブルシステム。これら複数の「密着型」ウェアラブルシステムは、日々の経験に対して目立たないものでないといけない。（すなわち、スクラッチできない、目立てない、強固となれない等。）また、人肌と接触している状態になり得る複数の材料として、肌または生物系と相性が良いものでないといけない。また、紫外線照射、塩水または塩素処理水、洗浄のような複数の環境条件に耐えられないといけない。また、複数の肌製品または肌化粧品に対して不活性でなくてはいけない。さらに、勿論、肌化学自体に対して不活性でなくてはいけない。更に、機械的な観点から、肌および衣類の複数の特性を実質的に模倣し、１０−３０％の範囲で周期的な伸縮能力または屈曲能力を備える必要がある。（失敗のもの、または、最終の伸縮能力に対し、かなり高い伸縮能力または屈曲能力を必要とする。）既存の複数の解決策について、最も広く使用されているパッケージング材料は、PDMS（ポリジメチルシロキサン）である。しかしながら、PDMSは浸透性であり、すなわち、水分および他の多くの化学物質に対するバリアを提供せず、これは、規定時間を超える環境から電子システムに損傷を与えるという結果をもたらし得る。これは、複数の短期使用または単一使用システム（数日という製品寿命）に対して問題となり得、その一方で、より長い製品寿命を有する複数のシステムの信頼性に対する制限となるであろう。従って、伸縮自在な物の製造用の非浸透性の複数の密着型ウェアラブルマイクロ電子システムである、伸縮自在の複数のパッケージング材料が必要とされる。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
本開示の主題は、本明細書の結論部分で特に指摘され、はっきりと主張される。本開示についての前述の他の複数の特徴は、添付の複数の図面と併せて、以下の説明および添付の特許請求の範囲から、より十分に明らかとなるであろう。添付の複数の図面は、本開示による単に幾つかの実施形態を描いており、従って、本開示の範囲を制限するものと見なされないことが理解される。本開示の複数の利点がより容易に確かめられ得るように、添付の複数の図面を使用することで、本開示が更なる特殊性および詳細と共に説明されるであろう。
【図１】本説明の実施形態によるマイクロ電子システムの製造方法の断面図を図示している。
【図２】本説明の実施形態によるマイクロ電子システムの製造方法の断面図を図示している。
【図３】本説明の実施形態によるマイクロ電子システムの製造方法の断面図を図示している。
【図４】本説明の実施形態によるマイクロ電子システムの製造方法の断面図を図示している。
【図５】本説明の実施形態によるマイクロ電子システムの製造方法の断面図を図示している。
【図６】本説明の他の実施形態によるマイクロ電子システムの断面図を図示している。
【図７】本説明の更に他の実施形態によるマイクロ電子システムの断面図を図示している。
【図８】本説明の更に他の実施形態によるマイクロ電子システムの断面図を図示している。
【図９】本説明の実施形態によるマイクロ電子構造の製造プロセスのフロー図である。
【図１０】本説明の他の実施形態によるマイクロ電子構造の製造プロセスのフロー図である。
【図１１】本説明の更に他の実施形態によるマイクロ電子構造の製造プロセスのフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
以下の詳細な説明において、主張される主題が実施され得る特定の複数の実施形態を図解によって示す添付の複数の図面が参照される。これら複数の実施形態は、当業者が主題を実施することを可能にするのに十分詳細に説明される。様々な実施形態は、異なるけれど、必ずしも相互に排他的ではないことが理解されるであろう。例えば、１つの実施形態に関連して本明細書で説明される特定の特徴、構造または特性は、主張される主題の趣旨および範囲から逸脱せずに、他の複数の実施形態の中で実施され得る。本明細書の中で「１つの実施形態」または「ある実施形態」に対する複数の参照は、その実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造または特性が、本説明の中に包含される少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。従って、「１つの実施形態」または「ある実施形態において」というフレーズの使用は、必ずしも同一の実施形態を参照していない。更に、主張される主題の趣旨および範囲から逸脱せずに、開示されている各実施形態の中での個々の要素の配置または配列が変更され得ることが理解されるであろう。従って、以下の詳細な説明は、意味を制限する際に用いられることを予定されていない。主題の範囲は、添付の特許請求の範囲が権利を与えられる複数の同等物の最大範囲と共に、適切に解釈される添付の特許請求の範囲によってのみ定義される。複数の図面において、同様の数字は、幾つかの図面を通して同一の要素または機能性、あるいは、類似する要素または機能性を参照する。複数の図面の中で描かれている複数の要素は、必ずしも互いに同縮尺で描かれていない。むしろ、個々の要素は、本説明の文脈の中で複数の要素をより容易に理解すべく、拡大され得、または縮小され得る。
【０００５】
本明細書で使用されるような「〜の上方で」、「〜に対して」、「〜の間」および「〜上に」といった複数の用語によって、他の複数の層に対する１つの層の相対位置が言及され得る。他の層「の上方」または「上に」ある、あるいは他の層「に対して」接着された１つの層は、他の層に直接接触している状態であり得、または、１または複数の介在層を有し得る。複数の層「の間」にある１つの層は、複数の層に直接接触している状態であり得、または、１または複数の介在層を有し得る。
【０００６】
本説明の目的のため、「フレキシブルな材料」という用語は、弾力のある材料または構造を意味すべく定義され得る。その材料は、伸縮（伸長）力およびねじり（回転ねじり）力の少なくとも一方を受け得、そして、その力が解除された場合は自身の元の形状に戻り得る。更に、本説明の目的のため、「浸透性材料」という用語は、そこを通って浸透する空気および水に対する重要なバリアとしては作用しない材料または構造を意味すべく定義され得る。更に、本説明の目的のため、「非浸透性材料」という用語は、空気および水がそこを通って浸透することを許容しないバリアとして作用する材料または構造を意味すべく定義され得る。
【０００７】
本説明の複数の実施形態は、肌または生物系と相性が良く、複数の環境条件に耐え得る伸縮自在またはフレキシブルな材料の中に封止される、複数のマイクロ電子システムを含む。本説明の１つの実施形態において、マイクロ電子システムは、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素重合体エラストマ、またはそれらの組み合わせのような非浸透性封止剤の中に実質的に封止される、マイクロ電子デバイスを含む。他の実施形態において、マイクロ電子システムは、ポリジメチルシロキサンのような浸透性封止剤の中に実質的に封止されるマイクロ電子デバイスを含み、非浸透性封止剤がその浸透性封止剤を実質的に封止する。
【０００８】
図１から図５は、本願発明の１つの実施形態による、マイクロ電子システムの製造プロセスを図示している。図１で示されるように、キャリア１００が設けられ得、フレキシブルな第１封止材がキャリア１００上の層１１０として形成され得る。キャリア１００は、その後に続く製造プロセスの間に材料を支持できる、任意の適切な、実質的に強固な構造であり得る。フレキシブルな第１封止材層１１０は、堆積、ラミネーション等を含むがそれらに限定されない、当技術分野で既知の、任意の適切なプロセスによって形成され得る。
【０００９】
図１で更に示されるように、トレースネットワーク１２０がフレキシブルな第１封止材層１１０上に形成され得る。トレースネットワーク１２０は、これから議論されるように、複数のマイクロ電子コンポーネント間での電子通信用に使用される複数の導電配線であり得る（具体的には図示されず。）。トレースネットワーク１２０は、当技術分野で既知であるので、簡潔さ、および簡略の目的で、一般的な層として図示されている。トレースネットワーク１２０の導電配線（図示せず。）は、銅、アルミニウム、金、チタニウム、ニッケル、タングステン、銀、ジルコニウム、コバルトおよびそれらの合金のような複数の金属を含むがこれらに限定されない、任意の導電性材料で構成され得る。これから理解されるように、トレースネットワーク１２０は、当技術分野で既知の任意の技術によって形成され得る。１つの実施形態において、トレースネットワーク１２０は、当技術分野で既知のような、リソグラフィ、および、金属エッチングまたはパターニングが後に続く、金属層の堆積を含むサブトラクティブ法によって形成された形であり得る。他の実施形態において、トレースネットワーク１２０は、当技術分野で既知のような、リソグラフィ、プレーティング、フォトレジスト除去、および、シード層エッチングが後に続く、金属シード層の堆積を含むセミアディティブ法によって形成された形であり得る。
【００１０】
図２で示されるように、第１マイクロ電子デバイス１３０が、接着材料１３６と共に、その背面１３４によってフレキシブルな第１封止材層１１０に取り付けられ得る。第１マイクロ電子デバイス１３０は、少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造１６０を形成すべく、第１マイクロ電子デバイス１３０の活性面１３２からトレースネットワーク１２０に延びる少なくとも１つのボンドワイヤ１４０によって、トレースネットワーク１２０と電気的に接続され得る。少なくとも１つの第２マイクロ電子デバイス１５０、および、能動素子および受動素子の少なくとも一方が、トレースネットワーク１２０に取り付けられて電気的通信状態とされ得、マイクロ電子コンポーネント構造１６０に含まれ得る。
【００１１】
第１マイクロ電子デバイス１３０は、マイクロプロセッサ、チップセット、特定用途向け集積回路等を含むがそれらに限定されない、任意の適切な能動素子であり得る。第２マイクロ電子デバイス１５０は、第１マイクロ電子デバイス１３０の動作を支援し得る、無線デバイス、メモリデバイス等を含むがそれらに限定されない、任意の適切なデバイスであり得る。ボンドワイヤ１４０は、銅、アルミニウム、ニッケル、銀、金、およびそれらの合金のような複数の金属を含むがそれらに限定されない、任意の導電性材料で構成され得る。
【００１２】
図３で示されるように、追加の第１封止材が、フレキシブルな第１封止構造１７０を形成する目的でフレキシブルな第１封止材層１１０と合体すべく（図２を参照。）、フレキシブルな第１封止材層１１０上（図２を参照。）、トレースネットワーク１２０上、第１マイクロ電子デバイス１３０の上方、第２マイクロ電子デバイス１５０の上方、および、ボンドワイヤ１４０の周りに形成され得る。図示されるように、フレキシブルな第１封止構造１７０は、マイクロ電子コンポーネント構造１６０を実質的に囲んで包む。
【００１３】
図４で示されるようにキャリア１００（図３を参照。）は除去され得、図５で示されるように個々のフレキシブルなマイクロ電子システム１８０を形成すべく、個々のマイクロ電子コンポーネント構造１６０はダイシング等によって互いに個片化され得る。
【００１４】
本願発明の１つの実施形態において、フレキシブルな第１封止構造１７０は、実質的に非浸透性封止剤から形成され得る。非浸透性封止剤は、ブチルゴム、（EPDMおよびEPMのような）エチレンプロピレンゴム、（アメリカのデラウェア州のウィルミントンにあるE. I. du Pont de Nemours and Companyから入手可能なVitonTMのような）フッ素重合体エラストマ、またはそれらの組み合わせを含むグループから選択され得る。ポリジメチルシロキサン（浸透性封止剤）と比較されるこれら非浸透性封止剤１４０の特性は、表１で明らかにされる。ポリジメチルシロキサン（浸透性封止剤）と比較される、これら非浸透性封止剤から選択された複数の材料による劣化に対する耐性は、表２で明らかにされる。
【表１】
2015233126.tif 000003
【００１５】
表１を概観すると、前に議論されたように、ポリジメチルシロキサンが、殆ど専らフレキシブルまたは伸縮自在の複数の電子製品に使用される理由が理解され得る。特定の場合、ポリジメチルシロキサンは、容易に注入されて様々な方法で硬化され得る液体として利用でき、複数のプロセスによって、とても受け入れられる製品製造とすることができる。対照的に、原料のままの形での他の全ての材料（非浸透性材料）は固体であって、高温および高圧の少なくとも一方を必要とし、すなわち、所望の形状に形成するための成形プロセスを必要とする。しかしながら、本明細書ではポリジメチルシロキサンが非浸透性を備えない唯一の材料であるということも理解され得るように、ポリジメチルシロキサンが空気および水に対して十分に浸透性を有する（従って、塩水のような、電子システムを短絡させ得る水状電解質に対する浸透性を有する。）ことも理解される。
【表２】
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【００１６】
表２は、選択された封止材用の、物質的な劣化に対する耐性を表している。表２を概観すると、動物性油およびバターは、部分的に、人肌自体の代用品としてあり得る複数の材料を表している。漂白溶液、石鹸液、清浄液およびドライクリーニング液は、選択された封止材が洗浄サイクルとどれだけ相性が良いかを示す複数のインジケータである。ラベンダーオイル、ココナッツオイルおよび石油は、選択された封止材が化粧品とどれだけ相性が良いかを示す複数のインジケータである。塩水、紫外線照射、スチーム、温水およびオゾンは、選択された封止材が、考え得る複数の環境条件とどれだけ相性が良いかを示す複数のインジケータである。表２から、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴムおよびフッ素重合体エラストマといった複数の非浸透性封止材が、産業で現在使用されている浸透性のポリジメチルシロキサンに負けず劣らず、またはそれ以上良好に機能することが理解され得る。それに加えて、ブチルゴムおよびある特定のタイプのフッ素重合体エラストマは、様々な金属に対して非常に良好な粘着特性を有し、これは、複数のマイクロ電子システムの耐久性に関して有利であり得る。
【００１７】
図６で示される本願発明の他の実施形態において、追加の材料は、図３に関して議論された追加の第１封止材ではなく、第１封止材と異なり得る。従って、図６で示されるように、マイクロ電子システム１８５は、浸透性または非浸透性のいずれか一方の封止材を含むフレキシブルな第１封止材層１１０を含み得る。そこでは、フレキシブルな第２封止材１１０′が、少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造１６０を実質的に包囲するフレキシブルな浸透性封止構造１７０′を形成する、少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造１６０の上方に形成され得る。また、フレキシブルな第１封止材１１０およびフレキシブルな第２封止材１１０′の少なくとも１つは非浸透性材料である。更に、フレキシブルな第１封止材１１０は、フレキシブルな第２封止材１１０′と異なる。１つの実施形態において、フレキシブルな第１封止材１１０およびフレキシブルな第２封止材１１０′は共に、非浸透性であり得るが、相互に異なる材料であり得る。他の実施形態において、フレキシブルな第１封止材１１０およびフレキシブルな第２封止材１１０′の一方のみが非浸透性材料で、他方は浸透性材料である。そのような構成は、潜在的な汚染が一方向から実質的にやって来る場合に使用され得る。従って、この場合、潜在的な汚染とマイクロ電子コンポーネント構造１６０との間にある非浸透性材料が必要不可欠である。
【００１８】
図７で示される本願発明の更なる実施形態において、フレキシブルな第１封止構造１７０は、ポリジメチルシロキサンのような浸透性のフレキシブルな封止剤から形成され得る。フレキシブルな第１封止構造１７０は続いて、前に議論されたように、フレキシブルな第２封止構造１７２を形成すべく非浸透性封止材の中に封止され得る。これによって、二重に封止された、フレキシブルなマイクロ電子システム１９０が形成される。ポリジメチルシロキサンのような浸透性封止剤は硬化する前に液体状であり得るので、そのような構成が有利であり得る。従って、浸透性封止剤は、フレキシブルな第１封止構造１７０を形成すべく、トレースネットワーク１２０、第１マイクロ電子デバイス１３０、第２マイクロ電子デバイス１５０およびボンドワイヤ１４０の周りを容易に流れ得る。フレキシブルな第１封止構造１７０は、（前に議論されたように、）硬化され、その後にダイシングされ得る。その後、非浸透性のフレキシブルな第２封止構造１７２がフレキシブルな第１封止構造１７０の周りに形成され得る。非浸透性のフレキシブルな第２封止構造１７２は、複数の成形プロセスを含むがこれらに限定されない、当技術分野で既知の任意の技術によって形成され得る。
【００１９】
図３から７で図示されるマイクロ電子コンポーネント構造１６０は、マイクロ電子デバイス１３０を少なくとも１つのボンドワイヤ１４０でトレースネットワーク１２０に電気的に接続することによって、電気接続に損傷を与えることなく幾らかの屈曲を許容することができるという観点からは有利であり得る。しかしながら、図８で図示されるように、第１マイクロ電子デバイス１３０が、フリップチップのフレキシブルなマイクロ電子システム１９５を形成すべく、半田、導電性ペースト、導電性ポリマ等のようなフリップチップ取付け構造１４２でトレースネットワーク１４０に取り付けられ得るので、図４から７で示される構成は限定されないことが理解される。
【００２０】
図５から８で図示されるフレキシブルなマイクロ電子システム１８０、１８５、１９０および１９５は完全に包まれているけれど、他の複数の電子コンポーネント、および、バッテリのような電源の少なくとも一方と電気的に繋がることを許容すべく、フレキシブルな第１封止構造１７０およびフレキシブルな第２封止構造１７２（もし存在するならば。）を通る複数の開口が存在し得ることが理解される。
【００２１】
図９は、本説明のある実施形態による、フレキシブルなマイクロ電子システムの製造プロセス２００のフローチャートである。ブロック２０２で明らかにされるように、フレキシブルな非浸透性封止材層が形成され得る。ブロック２０４で明らかにされるように、少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造がフレキシブルな非浸透性封止材層の上に形成され得、当該少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造は、フレキシブルな非浸透性封止材層の上に形成されたトレースネットワークと電気的に接続される少なくとも１つのマイクロ電子デバイスを含む。ブロック２０６で明らかにされるように、追加のフレキシブルな非浸透性封止材が、少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造を実質的に包囲するフレキシブルな非浸透性封止構造を形成する、少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造の上方に形成され得る。
【００２２】
図１０は、本説明のある実施形態による、フレキシブルなマイクロ電子システムの製造プロセス３００のフローチャートである。ブロック３０２で明らかにされるように、浸透性または非浸透性のいずれか一方の封止材を含むフレキシブルな第１封止材層が形成され得る。ブロック３０４で明らかにされるように、少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造がフレキシブルな第１封止材層の上に形成され得、当該少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造は、フレキシブルな第１封止材層の上に形成されたトレースネットワークと電気的に接続される少なくとも１つのマイクロ電子デバイスを含む。ブロック３０６で明らかにされるように、フレキシブルな第２封止材が、少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造を実質的に包囲するフレキシブルな封止構造を形成する、少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造の上方に形成され得る。ここでは、フレキシブルな第１封止材およびフレキシブルな第２封止材の少なくとも一方は非浸透性材料であり、フレキシブルな第１封止材はフレキシブルな第２封止材と異なる。
【００２３】
図１１は、本説明のある実施形態による、フレキシブルなマイクロ電子システムの製造プロセス４００のフローチャートである。ブロック４０２で明らかにされるように、フレキシブルな浸透性封止材層が形成され得る。ブロック４０４で明らかにされるように、少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造がフレキシブルな浸透性封止材層の上に形成され得、当該少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造は、フレキシブルな浸透性封止材層の上に形成されたトレースネットワークと電気的に接続される少なくとも１つのマイクロ電子デバイスを含む。ブロック４０６で明らかにされるように、追加のフレキシブルな浸透性封止材が、少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造を実質的に包囲するフレキシブルな浸透性封止構造を形成する、少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造の上方に形成され得る。ブロック４０８で明らかにされるように、フレキシブルな非浸透性封止構造がフレキシブルな浸透性封止構造の周りに形成され得、フレキシブルな浸透性封止構造を実質的に包み得る。
【００２４】
本説明の主題は、図１から図１１で図示される特定の複数の適用例に必ずしも限定されないことが理解される。当該主題は、これから当業者に理解されるように、任意の適切な電子適用例と同様、他の複数のマイクロ電子デバイスおよび組立体適用例に適用され得る。
【００２５】
以下の複数の例は、更なる複数の実施形態に付随する。複数の例の明細は、１または複数の実施形態の任意の場所で使用され得る。
【００２６】
例１において、マイクロ電子システムはフレキシブルな非浸透性封止構造の中に封止されるマイクロ電子コンポーネント構造を含み得、当該マイクロ電子コンポーネント構造はトレースネットワークと電気的に接続される少なくとも１つのマイクロ電子デバイスを含む。
【００２７】
例２において、例１の主題は、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素重合体エラストマ、およびそれらの組み合わせを含むグループから選択される、フレキシブルな非浸透性封止材を含む、フレキシブルな非浸透性封止構造を任意に含み得る。
【００２８】
例３において、例１または２の主題は、マイクロ電子コンポーネント構造に隣接するフレキシブルな浸透性封止構造を任意に含み得、フレキシブルな非浸透性封止構造は当該フレキシブルな浸透性封止構造を実質的に包む。
【００２９】
例４において、例３の主題は、ポリジメチルシロキサンを含むフレキシブルな浸透性封止構造を、任意に含み得る。
【００３０】
例５において、例１から４のいずれかの主題は、マイクロ電子デバイスの活性面からトレースネットワークに延びる少なくとも１つのボンドワイヤで、トレースネットワークに電気的に接続される少なくとも１つのマイクロ電子デバイスを含むマイクロ電子コンポーネント構造を、任意に含み得る。
【００３１】
例６において、マイクロ電子システムは、浸透性または非浸透性のいずれか一方の封止材を含むフレキシブルな第１封止材層と、フレキシブルな第１封止材層の上にある少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造であって、フレキシブルな第１封止材層の上に形成されたトレースネットワークと電気的に接続される少なくとも１つのマイクロ電子デバイスを含む、少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造と、少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造を実質的に包囲するフレキシブルな封止構造を形成する、少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造の上方にあるフレキシブルな第２封止材と、を含み得る。ここで、フレキシブルな第１封止材およびフレキシブルな第２封止材の少なくとも一方は非浸透性材料であり、フレキシブルな第１封止材はフレキシブルな第２封止材と異なる。
【００３２】
例７において、例６の主題は、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素重合体エラストマ、およびポリジメチルシロキサンを含むグループから選択される、フレキシブルな第１封止材およびフレキシブルな第２封止材を任意に含み得る。
【００３３】
例８において、例６または７の主題は、マイクロ電子デバイスの活性面からトレースネットワークに延びる少なくとも１つのボンドワイヤでトレースネットワークに電気的に接続される、少なくとも１つのマイクロ電子デバイスを含むマイクロ電子コンポーネント構造を、任意に含み得る。
【００３４】
例９において、マイクロ電子システムの製造方法は、フレキシブルな非浸透性封止材層を形成する段階と、フレキシブルな非浸透性封止材層の上に少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造を形成する段階であって、当該少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造は、フレキシブルな非浸透性封止材層の上に形成されたトレースネットワークと電気的に接続される少なくとも１つのマイクロ電子デバイスを含む段階と、少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造を実質的に包囲するフレキシブルな非浸透性封止構造を形成する、少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造の上方にある追加のフレキシブルな非浸透性封止材を形成する段階と、を含み得る。
【００３５】
例１０において、例９の主題は、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素重合体エラストマ、およびそれらの組み合わせを含むグループから選択される材料から、フレキシブルな非浸透性封止構造を形成する段階を、任意に含み得る。
【００３６】
例１１において、例９または１０の主題は、キャリアを提供する段階と、キャリアの上にフレキシブルな非浸透性封止材層を形成する段階と、を任意に含み得る。
【００３７】
例１２において、例９から１１のいずれかの主題は、複数のマイクロ電子コンポーネント構造を形成する段階を任意に含み得、フレキシブルな非浸透性封止構造を形成する段階の後に、複数のマイクロ電子コンポーネント構造を互いに個片化する段階を更に任意に含み得る。
【００３８】
例１３において、例９から１２のいずれかの主題は、マイクロ電子デバイスの背面をフレキシブルな非浸透性封止材層に取り付ける段階と、マイクロ電子デバイスの活性面からトレースネットワークに延びる少なくとも１つのボンドワイヤでマイクロ電子デバイスをトレースネットワークに電気的に接続する段階と、を任意に含み得る。
【００３９】
例１４において、マイクロ電子システムの製造方法は、浸透性または非浸透性のいずれか一方の封止材を含むフレキシブルな第１封止材層を形成する段階と、フレキシブルな第１封止材層の上に少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造を形成する段階であって、当該少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造は、フレキシブルな第１封止材層の上に形成されたトレースネットワークと電気的に接続される少なくとも１つのマイクロ電子デバイスを含む段階と、少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造を実質的に包囲するフレキシブルな封止構造を形成する、少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造の上方にフレキシブルな第２封止材を形成する段階と、を含み得る。ここで、フレキシブルな第１封止材およびフレキシブルな第２封止材の少なくとも一方は非浸透性材料であり、フレキシブルな第１封止材はフレキシブルな第２封止材と異なる。
【００４０】
例１５において、例１４の主題は、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素重合体エラストマ、およびポリジメチルシロキサンを含むグループから選択された複数の材料からフレキシブルな第１封止材を形成する段階と、当該グループから選択された複数の材料からフレキシブルな第２封止材を形成する段階と、を任意に含み得る。
【００４１】
例１６において、例１４または１５の主題は、キャリアを提供する段階と、キャリアの上にフレキシブルな第１封止材層を形成する段階と、を任意に含み得る。
【００４２】
例１７において、例１４から１６のいずれかの主題は、複数のマイクロ電子コンポーネント構造を形成する段階を任意に含み得、フレキシブルな封止構造を形成する段階の後に、複数のマイクロ電子コンポーネント構造を互いに個片化する段階を更に任意に含み得る。
【００４３】
例１８において、例１４から１７のいずれかの主題は、マイクロ電子デバイスの背面をフレキシブルな第１封止材層に取り付ける段階と、マイクロ電子デバイスの活性面からトレースネットワークに延びる少なくとも１つのボンドワイヤでマイクロ電子デバイスをトレースネットワークに電気的に接続する段階と、を任意に含み得る。
【００４４】
例１９において、マイクロ電子システムの製造方法は、フレキシブルな浸透性封止材層を形成する段階と、フレキシブルな浸透性封止材層の上に少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造を形成する段階であって、当該少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造は、フレキシブルな浸透性封止材層の上に形成されたトレースネットワークと電気的に接続される少なくとも１つのマイクロ電子デバイスを含む段階と、少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造を実質的に包囲するフレキシブルな浸透性封止構造を形成する、少なくとも１つのマイクロ電子コンポーネント構造の上方に追加のフレキシブルな浸透性封止材を形成する段階と、フレキシブルな浸透性封止構造の周りにあって、フレキシブルな浸透性封止構造を実質的に包囲するフレキシブルな非浸透性封止構造を形成する段階と、を含み得る。
【００４５】
例２０において、例１９の主題は、フレキシブルなポリジメチルシロキサン封止構造を形成する段階を含むフレキシブルな浸透性封止構造を形成する段階、を任意に含み得る。
【００４６】
例２１において、例１９または２０の主題は、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素重合体エラストマ、およびそれらの組み合わせを含むグループから選択されたフレキシブルな非浸透性封止構造を形成する段階を含むフレキシブルな非浸透性封止構造を形成する段階、を任意に含み得る。
【００４７】
例２２において、例１９から２１のいずれかの主題は、キャリアを提供する段階と、キャリアの上にフレキシブルな浸透性封止材層を形成する段階と、を任意に含み得る。
【００４８】
例２３において、例１９から２２のいずれかの主題は、複数のマイクロ電子コンポーネント構造を形成する段階を任意に含み得、フレキシブルな浸透性封止構造を形成する段階の後に、複数のマイクロ電子コンポーネント構造を互いに個片化する段階を更に任意に含み得る。
【００４９】
例２４において、例１９から２３のいずれかの主題は、マイクロ電子デバイスの背面をフレキシブルな非浸透性封止材層に取り付ける段階と、マイクロ電子デバイスの活性面からトレースネットワークに延びる少なくとも１つのボンドワイヤでマイクロ電子デバイスをトレースネットワークに電気的に接続する段階と、を任意に含み得る。
【００５０】
このように本説明の複数の実施形態が詳細に説明されてきたが、添付の特許請求の範囲によって定義される本説明は、上記の説明で明らかにされた特定の詳細によって限定されることを予定していないことが理解される。なぜならば、それらの多くの明確な変形例が、それらの趣旨または範囲から逸脱せずに考えられ得るからである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【外国語明細書】
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