柔性电子封装技术与应用

电子封装为芯片提供机械支持、环境保护、电信号引出端和散热通道等重要功能,为了获得较高可靠性,传统封装采用硬质材料体系,难以满足新兴的生物医疗、可穿戴电子、可折叠显示、曲面电子器件等技术领域需求,柔性电子封装颠覆了传统电子系统刚性形态特征,被认为是最有可能实现颠覆性技术创新的领域之一,文中对柔性封装技术及产品的应用领域进行了介绍,并从芯片、基板和封装体三个层面阐述了柔性封装技术的实现方法及面临的挑战,最后,介绍柔性混合电子技术的发展并展望了未来柔性电子技术趋势。     

柔性OLED封装方法的研究靠

有机电致发光二极管与其他显示器件相比,最大的优势就是可以制备在聚合物基板上,实现柔性显示,但聚合物对水、氧的阻挡能力远不如玻璃.因此,为了延长柔性OLED器件寿命,就要在柔性器件的基板和盖板上制作薄膜阻挡层,进行有效的封装.介绍了OLED的封装方式的进展,并提出了一些柔性OLED的封装方案.     

聚酰亚胺在折叠AMOLED显示中的应用及发展

柔性显示以其轻薄、不易破坏、可弯折的特点受到消费领域的关注,最近几年柔性产品从初期的边缘弯曲手机发展到可折叠手机,目前折叠AMOLED显示屏已成为高端移动手机终端产品的标志。显示器件从刚性发展到折叠离不开材料科技的进步,聚酰亚胺材料的发展有效推动了显示形态的创新。柔性基板和柔性盖板是聚酰亚胺在折叠AMOLED显示中最重要的应用。本文介绍了柔性AMOLED用的基板材料基本性能,如耐高温、低膨胀、高平整、可分离,同时介绍了针对可折叠柔性盖板材料需要的基本性能,如高透明、抗冲击、耐蠕变、可弯折。本文基于京东方在折叠显示开发过程中的经历,综述了聚酰亚胺材料在柔性基板和柔性盖板两个关键资材方面的发展历程及工业化应用情况,并对聚酰亚胺材料的未来发展方向进行了展望。     

有机封装基板的芯片埋置技术研究进展

有机封装基板为IC提供支持、保护和电互联,是IC封装最关键的材料之一。系统级、微型化和低成本是IC封装的趋势,将有源、无源元件埋入封装基板,可以充分利用基板内部空间,释放更多表面空间,是减小系统封装体积的重要途径,因此有机封装基板的芯片埋置技术发展迅速。主要介绍有机封装基板的埋置技术发展过程,归纳了有机基板芯片埋置工艺路线类型,着重介绍了近十年不同的芯片埋置技术方案及其应用领域。在此基础上,对有机封装基板的埋置技术研究前景进行了展望。     

CIS积分时间在线自调节技术应用

接触式图像传感器(CIS)在无线射频识别(RFID)柔性基板纠偏控制器中负责获取柔性基板上特征标志线的图像,RFID标签生产过程中会用到不同材质或不同颜色的柔性基板,为了获取不同柔性基板的高质量特征标志线图像,以提高纠偏控制精度,提出一种利用CIS图像对比度作为反馈信号的积分时间在线自动调节技术.首先分析并给出了不同积分时间对获取实际图像信号产生的影响,接着介绍用可编程逻辑器件(CPLD)实现该技术的方法,给出了仿真验证结果,以及对柔性基板测试样本的应用测试结果.该技术已经实际用于某企业研制的RFID标签封装设备自动纠偏控制系统中.     

OLED封装薄膜水汽透过率测试方法研究

柔性显示是未来显示技术的重要发展方向之一,有机电致发光二极管(OLED)能否实现柔性应用依赖于薄膜封装技术的发展,而封装薄膜的水汽阻隔性能,标志着薄膜封装性能的好坏。介绍了OLED器件失效的原因,封装的必要及其对于封装的要求,重点介绍并分析了3种常用的OLED测试水汽透过率(WVTR)的方法,库伦电量法、重水法以及钙法。     

全铜通孔柔性LED封装热学性能仿真分析

柔性基板封装(COF)是一种新型LED封装形式。本研究在柔性基板中的高分子绝缘层(PI)中添加全铜通孔,通过有限元仿真分析全铜通孔对LED封装热学性能的影响。研究结果表明：在柔性LED封装中,PI层热阻最大,是导致芯片结温高的主要因素。PI层中全铜通孔的添加使PI层热阻大幅降低,显著提升LED封装的垂直散热能力。基于仿真计算结果,建立了PI层中添加全铜通孔数量与LED封装热阻间的对应关系。针对本研究中的封装结构,采用8*8 的全铜通孔阵列对LED封装的热学性能提升效果显著。     

焊球阵列转变与绝缘基板技术

在半导体整体的焊球阵列封装(BGA)领域,一份针对数个关键封装形式所进行的分析报告中,显示了造成不同焊球阵列封装形式成长或下跌的原因,并更清楚地点出了目前使用的数种基板技术的缺点。这篇分析报告列出了主要的焊球阵列封装的形式和基板发展潮流,还清楚地指出焊球阵列封装整体的发展延缓了硅芯片技术的演进,这在某些BGA领域中尤其明显,主要是因为缺乏先进的基板技术。因此文后得出结论,封装产业供货供应链基板市场中可能出现新的厂商,其也许来自主机板市场。     

LED的LTCC封装基板研究

LTCC基板广泛应用于先进的LED封装技术。阐述了LED的陶瓷封装基板的特点,介绍了制造LTCC封装基板的生瓷片性能和制造工艺,通过对LTCC基板热电分离结构的优点分析,指出金属散热通孔是提高LTCC基板散热效果的关键原因,并展望了LTCC封装基板发展方向。     

塑封互联MIS高可靠性封装及板级封装新技术

塑封互联MIS技术是一种高性能、高可靠性封装基板及板级嵌入式封装技术,其灵活的布线及特有的材料结构及工艺特点,结合MIS基板中铜布线超粗化等表面处理工艺,在电、热性能及可靠性方面相比现有BGA、QFN等封装凸显出显著的优势。基于MIS工艺的灵活性,目前在封装领域尤其在嵌入式封装、系统级封装等方面表现优异,已广泛应用于手机、工业控制、IOT等电子产品的射频类、电源管理类器件的封装中。文章对MIS技术主要工艺流程、技术特点、在各类封装中的应用、电热性能等进行了阐述。     

Flexible electrophoretic display driven by solution-processed organic TFT with highly stable bending feature

A highly reliable solution-processed organic thin film transistor (OTFT) and its backplane are fabricated for a flexible electrophoretic display (EPD) on a plastic substrate. The all-solution-processed OTFT with an anthradithiophene derivative exhibits excellent bendability for an extreme cyclic bending stress of 100,000 cycles with a radius of 4 mm without a significant change in its electrical properties. Process technology using an industrially suitable Cu electrode has also been developed to replace the high work-function material as well as to obtain a low-resistance signal line in the OTFT array. The present TFT exhibits a highly stable threshold-voltage shift (ΔV_T) of less than 2 V under long-span bias stress exposure with competitive performance to serve as a switching device in an EPD, even if it was fabricated at a low temperature of less than 140 °C. An ultra-thin flexible OTFT backplane with Cu electrodes has been successfully achieved via plastic processing technology by releasing a polyimide (PI) substrate from glass without degradation in device performance, which demonstrates a commercially suitable handling process of the thin plastic for flexible device applications. Finally, we demonstrate a 3.5-inch flexible EPD with good bendability, which indicates the great potential of solution-processed organic TFTs as a promising element of flexible electronics as well as a backplane unit from the viewpoint of commercialization.     

柔性OLED器件薄膜封装研究

把有机发光二极管(OLED)制备在柔性基底上,以此来实现柔性显示是未来显示技术发展的一个重要方向。但柔性基底相对于玻璃基底来说对水、氧气的阻挡能力较弱。为了延长柔性OLED器件寿命,就需要在柔性基底上进行有效的封装。文章首先介绍了柔性OLED的器件结构和常规的封装方法,然后重点介绍了目前比较热门的Barix封装技术以及ALD技术,这两种技术都能够对器件进行有效的封装,将薄膜阻挡层的水汽渗透率降到一个较低的范围内,能够满足OLED在柔性显示和发光方面的需要,但是在效率和成本方面仍然需要进一步的改善。     

真空技术在信息显示器件的应用

信息显示技术的发展经历了阴极射线管和平板显示器等不同的发展阶段,目前正在向柔性显示和三维立体显示迈进.本文分析了真空技术在一些典型显示器件的应用,从这些分析中可以看出,真空技术广泛应用于发光材料制备和显示器件的结构制备,在未来的新型信息显示技术中,真空电子技术仍然占据重要的地位.     

驱动电子墨水电子纸的柔性TFT背板制造技术

基于电子墨水技术的电子纸是目前最有竞争力的类纸媒显示器。实现电子墨水电子纸的柔性是这项显示技术的关键之一。文章分析了当前电子墨水电子纸的主要研究方向,详细介绍了基于金属柔性基板的TFT制造技术、基于固定塑料基板的以激光释放塑基电子工艺(EPLaR)为代表的TFT制造技术、以激光退火表面释放技术(SUFTLA)为代表的TFT转移技术以及有机薄膜晶体管(OTFT)技术等4项柔性TFT背板的主要实现方法。对比了它们的材料选取,工艺特点和器件性能,分析了各项柔性TFT背板工艺的优缺点,提出了改进方向。     

OLED封装技术进展

有机电致发光器件(OLED)因具有较多的优点,在显示领域有着光明的前景,其最大的优越性在于能够实现柔性显示,制作成柔性有机电致发光二极管(FOLED).OLED对水蒸气和氧气非常敏感,渗透进入器件内部的水蒸气和氧气是影响OLED寿命的主要因素,因此,封装技术对器件非常重要.对现有的主要的FOLED衬底材料和封装方法进行...     

OLED柔性衬底封装材料研究进展

有机电致发光器件在柔性衬底上的制备是下一代显示技术发展的重要方向。根据柔性显示对封装材料的要求,综述了柔性衬底材料的种类及研究应用现状,重点介绍了聚合物柔性衬底材料的研究进展。     

柔性显示衬底的研究及进展

柔性显示作为下一代显示,由于其具有超薄,质量轻,耐用等优点,已经引起了广泛的关注。为了制备柔性显示,柔性薄板如塑料和金属薄片作为衬底已被研究。在过去十几年中,柔性衬底大规模替代传统的玻璃衬底具备很大的潜力,其被认为是柔性显示发展的关键。文章综述了柔性衬底如聚合物、不锈钢、超薄玻璃、纸质和生物复合物的最新进展,并针对柔性衬底的缺点介绍了改善方法。最后,为了推进柔性显示的发展,概述了卷对卷技术,其在柔性显示应用中有着广阔的市场。     

Polysilicon thin-film transistors on polymer substrates

Different approaches to fabricate low-temperature polycrystalline silicon (LTPS) thin film transistors (TFTs) on polymer substrates are reviewed and the two main routes are discussed: (1) standard fabrication of LTPS TFTs on glass substrates followed by a transfer process of the devices on the polymeric substrate; (2) direct fabrication of the devices on the polymeric substrate. Among the different techniques we have described in more detail the process we have recently developed for the fabrication of LTPS TFTs directly on ultra-thin polyimide (PI) substrate. LTPS TFT technology is particularly suited for high performance flexible electronics applications, due to the excellent device characteristics, good electrical stability and CMOS technology. Flexible display application remains the most attractive application for LTPS technology, especially for AMOLED displays, where device stability and the possibility to integrate the driving circuits make LTPS technology superior to all the other competitive TFT technologies. Among the other applications, particularly promising is also the application to flexible smart sensors, where integration of a front-end electronics is essential. Some examples of flexible gas sensors and pressure sensors, integrated with simple readout electronics based on LTPS TFTs and fabricated on ultra-thin PI substrate, are presented.     

超薄柔性等离子体显示板的研究

超薄柔性等离子体显示板(Plasma Display Panel,PDP)的概念是在目前电子纸技术的出现和现有荫罩式PDP(SMPDP)的技术基础上提出的,超薄柔性PDP采用超薄玻璃取代荫罩式PDP中的钙钠玻璃,使柔性显示有了可能性.因为超薄玻璃本身的柔性,在制作工艺过程中可能会引起机械形变,进而对电场分布,以及放电特性方面产生一定的影响.因此有必要对超薄玻璃的机械形变进行研究.本文主要从超薄玻璃的机械形变和放电特性两方面对超薄柔性PDP的可行性进行了研究.     

Fabrication of Releasable Single‐Crystal Silicon–Metal Oxide Field‐Effect Devices and Their Deterministic Assembly on Foreign Substrates

A new class of thin, releasable single‐crystal silicon semiconductor device is presented that enables integration of high‐performance electronics on nearly any type of substrate. Fully formed metal oxide–semiconductor field–effect transistors with thermally grown gate oxides and integrated circuits constructed with them demonstrate the ideas in devices mounted on substrates ranging from flexible sheets of plastic, to plates of glass and pieces of aluminum foil. Systematic study of the electrical properties indicates field‐effect mobilities of ≈710 cm² V^?1 s^?1, subthreshold slopes of less than 0.2 V decade^?1 and minimal hysteresis, all with little to no dependence on the properties of the substrate due to bottom silicon surfaces that are passivated with thermal oxide. The schemes reported here require only interconnect metallization to be performed on the final device substrate, which thereby minimizes the need for any specialized processing technology, with important consequences in large‐area electronics for display systems, flexible/stretchable electronics, or other non‐wafer‐based devices.