高引腳數(shù)植入物器件及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了芯片封裝和用于組裝視網(wǎng)膜假體器件的方法。有利地，使用可光圖案化的粘合劑或環(huán)氧樹脂(例如光致抗蝕劑)作為膠將芯片附接至目標(biāo)薄膜(例如聚對亞苯基二甲基)襯底，以便芯片作為附接物來防止分層。
【專利說明】高引腳數(shù)植入物器件及其制造方法
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求享有2012年4月30日提交的申請?zhí)枮?1/640, 569的美國專利申請 的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容基于多種目的在此通過引用被全文并入。
[0003] 受聯(lián)邦政府贊助的研究和開發(fā)所做出的發(fā)明的權(quán)利聲明
[0004] 該發(fā)明是在國家科技基金會授予的EEC0310723的政府支持下完成的。該政府對 本發(fā)明享有某些權(quán)利。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0005] 本發(fā)明大體涉及生物醫(yī)學(xué)植入物，且尤其涉及使用聚對亞苯基二甲基襯底的生物 醫(yī)學(xué)植入物，所述聚對亞苯基二甲基襯底允許包括半導(dǎo)體芯片或其他預(yù)制電部件（例如晶 體管、電阻器、電容器或電感器）的生物醫(yī)學(xué)植入物的總連接和制造。

【背景技術(shù)】
[0006] 假體植入物必須克服的最大挑戰(zhàn)之一是具有生物器件的集成電路（1C)芯片的可 靠封裝以經(jīng)受住腐蝕性體液。這尤其適用于復(fù)雜神經(jīng)植入物和視網(wǎng)膜植入物，因?yàn)榭赡?需要將數(shù)百個(gè)或數(shù)千個(gè)電極連接至所需的1C芯片（參見K. D. Wise等人，International Conference of the Engineering in Medicine and Biology Society on Neural Engineering 2007,第398-401頁）。相比之下，起搏器只有一個(gè)刺激通道并且耳蝸植入 物僅需要5-6個(gè)刺激電極以能夠恢復(fù)受損的病人的聽覺能力（參見K. Najafi等人，IEEE Conference on Nano/Micro Enginnered and Molecular Systems, 2004，第76-97頁）。此 夕卜，為了避免可能的感染和醫(yī)學(xué)并發(fā)癥，期望在受試者體內(nèi)具有完整的假體器件。這意味著 對于集成，連接和封裝高引腳數(shù)（high lead count)植入物器件的1C芯片的技術(shù)有很高的 需求。如先前所示，聚對亞苯基二甲基-C界面和高密度多通道芯片之間通過導(dǎo)電環(huán)氧樹脂 刮刷（squeegee)工藝（參見 Jay H. C. Chang, Ray Huang, and Y. C. Tai, Proc. TRANSDUCERS 2011，第378-381頁）可對準(zhǔn)形成電連接，其中PDMS模具用來容置IC芯片并用作安全刮 刷緩沖區(qū)域。然而，太大，以致不能植入人眼球（〈1?2cm 3)(參見M. Humayun等人，Vision Research, 43 (2003)，第2573-2581頁）。另外，由于僅依靠小于總連接面積的2%的導(dǎo)電環(huán) 氧樹脂接觸，即使施加很小的力到組裝器件，也可容易地發(fā)生分層。在手術(shù)過程中這種情況 會非常嚴(yán)重。由于下一代眼內(nèi)視網(wǎng)膜假體需要包括線圈、電極、刺激芯片和其它專用集成電 路（ASIC)將要裝入人眼球內(nèi)的整個(gè)器件，就尺寸和手術(shù)的復(fù)雜性兩方面而言必須進(jìn)一步 對器件進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0007] 聚對亞苯基二甲基-c由于其優(yōu)良性質(zhì)已成為用于生物MEMS植入物應(yīng)用的一種 受歡迎的材料（參見 J. H. Chang 等人，Proc. TRANSDUCERS2011,第 390-393 頁 J. H. Chang 等人，Proc.NEMS 2011，第1067-1070頁）。還將其作為硅晶片結(jié)合的中間層（參見 H. Noh 等人，J. Micromech. Microeng. 14 (2004)，625 ;H. Kim 等人，J. Microelectromech. Syst. 14(2005)，1347-1355)。然而，聚對亞苯基二甲基-C和硅之間的結(jié)合仍存在問題。
[0008] 存在多種用于封裝集成電路（1C)芯片的方法。一些封裝技術(shù)考慮創(chuàng)建合并多個(gè) 電子器件（例如集成電路、無源元件如電感器、電容器、或電阻器）的電子模塊到單個(gè)封裝 中。盡管現(xiàn)有技術(shù)有了改進(jìn)，已經(jīng)將可植入物器件設(shè)計(jì)為具有微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS)技術(shù)，但 是仍需要更好的封裝技術(shù)，特別是用于高引腳數(shù)視網(wǎng)膜和神經(jīng)植入物。本發(fā)明提供了這些 和其它需要。
[0009] 發(fā)明概述
[0010] 本發(fā)明提供襯底、方法和過程來組裝1C芯片至用于醫(yī)用植入物（例如視網(wǎng)膜植入 物）的薄膜襯底，例如聚對亞苯基二甲基襯底。有利地，本發(fā)明的封裝技術(shù)可以用于在小到 36mm2的面積內(nèi)產(chǎn)生10, 000或更多個(gè)連接，36mm2是合理用于視網(wǎng)膜植入物的芯片尺寸。本 發(fā)明提供了用于改善封裝技術(shù)的方法。
[0011] 因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了一種制造用于附接器件的薄膜襯底（例 如聚對亞苯基二甲基襯底）的方法，包括：
[0012] 將第一薄膜層（例如聚對亞苯基二甲基層）沉積在硅晶片上以形成底部薄膜層；
[0013] 將金屬沉積至底部聚對亞苯基二甲基層以形成電連接；
[0014] 將第二薄膜層（例如聚對亞苯基二甲基層）沉積至鄰接金屬處以形成頂部薄膜層 和薄膜-金屬-薄膜夾層（例如聚對亞苯基二甲基-金屬-聚對亞苯基二甲基夾層）；
[0015] 提供鄰接頂部薄膜層的掩模；和
[0016] 將蝕刻束引導(dǎo)到掩模上以制造用于附接器件的薄膜襯底（例如聚對亞苯基二甲 基襯底）。
[0017] 在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了通過本發(fā)明的工藝制成的薄膜襯底（例如聚 對亞苯基二甲基襯底）。該襯底對集成、連接和封裝用于高引腳數(shù)植入物器件的1C芯片是 有用的。
[0018] 為了證實(shí)這種技術(shù)，使用研發(fā)中設(shè)計(jì)帶有268個(gè)連接以模擬真實(shí)的1C芯片的芯片 來測量連接率（connection yield)。另外，在刮刷連接和厚聚對亞苯基二甲基C涂層包覆 后，連接好的芯片在高溫鹽水溶液中進(jìn)行加速浸泡測試。結(jié)果表明，該技術(shù)提供了特別高的 連接率。
[0019] 在又一實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了一種將集成電路組裝至薄膜襯底（例如聚對亞 苯基二甲基襯底）的方法，包括：
[0020] 旋涂可光圖案化的（photo-patternable)粘合劑或環(huán)氧樹脂至集成電路（1C)以 形成覆蓋1C ;
[0021] 掩蔽覆蓋1C;和
[0022] 利用光刻法圖案化所述覆蓋1C，以暴露1C芯片上的多個(gè)結(jié)合焊盤以形成圖案化 的1C，以集成到薄膜襯底（例如聚對亞苯基二甲基襯底）中。
[0023] 在又一實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了用于附接器件的生物相容性薄膜（例如聚對亞 苯基二甲基）襯底，包括：
[0024] 第一層薄膜（例如聚對亞苯基二甲基）層；
[0025] 金屬，其鄰接第一薄膜層；
[0026] 第二薄膜（例如聚對亞苯基二甲基）層，其鄰接所述金屬，以形成薄膜-金屬-薄 膜夾層（例如聚對亞苯基二甲基-金屬-聚對亞苯基二甲基夾層），其中所述第二薄膜層具 有開口，所述開口具有設(shè)置在其內(nèi)表面上的至少一個(gè)電觸點(diǎn)，所述開口被配置成接納至少 一個(gè)電路器件和在所述至少一個(gè)電觸點(diǎn)和所述至少一個(gè)電路器件之間提供電連通，所述生 物相容性薄膜（例如聚對亞苯基二甲基）襯底被配置為在接納所述至少一個(gè)電路器件后被 植入活體內(nèi)。
[0027] 在某些方面中，具有至少一個(gè)電路的所述器件是集成電路（1C)芯片。此外，在一 個(gè)方面，本器件例如1C芯片通過導(dǎo)電環(huán)氧樹脂刮刷電連接被集成到襯底中。優(yōu)選地，該器 件通過用作機(jī)械膠(mechanical glue)的可光圖案化的粘合劑或光致抗蝕劑被集成到襯底 中。
[0028] 當(dāng)閱讀隨后的詳細(xì)說明和附圖時(shí)，這些和其他方面、目的和實(shí)施方案將會變得更 加清楚。
[0029] 附圖簡述
[0030] 圖1A-圖1E示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的柔性聚對亞苯基二甲基-C連接 襯底的制造方法。
[0031] 圖2A-圖2E示出了圖2A中的所制造的與芯片和分立元件連接的柔性聚對亞苯基 二甲基-C襯底的示意圖。圖2B示出了分立元件區(qū)域的背面。圖2C示出了芯片集成的局 部放大圖；圖2D示出了視網(wǎng)膜釘；圖2E示出了眼睛和與芯片連接的制造的柔性聚對亞苯 基-甲基 _C襯底集成的不意圖。
[0032] 圖3A-圖3B示出了用于芯片組裝技術(shù)的定制支架。
[0033] 圖4A-圖4C示出了圖4A中的用于組裝成品率（assembly yield)試驗(yàn)的空白芯 片；圖4B-圖4C示出了還用作對準(zhǔn)標(biāo)記的焊盤。
[0034] 圖5A-圖?示出了圖5A中的未烘烤的AZ4620 ;圖5B示出了在真空烘箱中在 140°C下烘烤30分鐘的AZ4620 ;圖5C和圖?示出了通過回流形成的斜坡有利于導(dǎo)電環(huán)氧 樹脂供給通過。
[0035] 圖6A-圖6B示出如在圖6A所示的約為2%的膠接面積；圖6B示出了通過作為膠 使用的額外光致抗蝕劑增加到約94% (2%+92%)的膠接面積。
[0036] 圖7示出了測試樣本上作為結(jié)合工具的夾具的示意圖。
[0037] 圖8A-圖8B示出了圖8A中的結(jié)合的橫截面SEM圖像（2MPa、130°C );圖8B示出 了聚對亞苯基二甲基剝離后的粘合劑界面。
[0038] 圖9A-圖9C示出了圖9A中測量剝離力的測力計(jì)裝置。圖9B示出了結(jié)合后的實(shí) 際測試樣品；圖9C示出了測試樣品的示意圖。
[0039] 圖10示出了剝離力對各種可光圖案化的粘合劑的結(jié)合溫度。
[0040] 圖11示出了各種可光圖案化的粘合劑的剝離力對結(jié)合壓力。
[0041] 圖12A-圖12B示出了圖12A中的不同可光圖案化的粘合劑的最大剝離力；圖12B 示出了不同可光圖案化的粘合劑的剝離力對結(jié)合時(shí)間。
[0042] 圖13A-圖13C示出了圖13A中的與硅芯片和分立元件連接的手術(shù)用聚對亞苯基 二甲基-C器件；圖13B和圖13C示出了暴露的金屬焊盤，而其他區(qū)域被粘合劑覆蓋。
[0043] 圖14示出了測量裝置，其中探測電極陣列的輸出（置于斑點(diǎn)上的電極端）以檢查 連接。
[0044] 圖15示出了在四種不同條件下的連接率；刮刷連接后進(jìn)行可靠性測試，利用聚對 亞苯基二甲基-C涂層包覆，并在90°C鹽水中加速浸泡。
[0045] 圖16A-圖16D示出了圖16A中具有40 μ m*40 μ m焊盤大小和40 μ m間距的空白 芯片；圖16B示出了聚對亞苯基二甲基襯底和空白芯片之間的連接；圖16C示出了成品率 與焊盤間距的關(guān)系；圖16D示出了成品率和焊盤邊長的關(guān)系。
[0046] 發(fā)明詳述
[0047] I.實(shí)施方案
[0048] 本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)植入物，尤其涉及使用薄膜（例如聚對亞苯基二甲基）襯底 的生物醫(yī)學(xué)植入物，所述聚對亞苯基二甲基襯底允許包括半導(dǎo)體芯片和/或其他預(yù)制電部 件的生物醫(yī)學(xué)植入物的總連接和制造。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了一種制造用于附 接器件的薄膜襯底（例如聚對亞苯基二甲基襯底）的方法，包括：
[0049] 將第一薄膜層（例如第一聚對亞苯基二甲基層）沉積在硅晶片上以形成底部薄膜 層；
[0050] 將金屬沉積至底部薄膜（例如聚對亞苯基二甲基）層，以形成電連接；
[0051] 將第二薄膜層（例如第二聚對亞苯基二甲基層）沉積至鄰接金屬處以形成頂部薄 膜層和薄膜-金屬-薄膜夾層（例如聚對亞苯基二甲基-金屬-聚對亞苯基二甲基夾層）；
[0052] 提供鄰接頂部薄膜層的掩模；和
[0053] 將蝕刻束引導(dǎo)到掩模上以制造用于附接器件的薄膜襯底（例如聚對亞苯基二甲 基襯底）。第一薄膜層可以與第二薄膜層相同或不同。雖然優(yōu)選聚對亞苯基二甲基襯底， 但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，可以使用其他薄膜聚合物材料，例如聚酰亞胺、Teflon、 Kapton、或印刷電路板（PCB)等。本申請的其余部分將使用聚對亞苯基二甲基作為所示實(shí) 施例。也可使用其它薄膜。
[0054] 在某些方面，本發(fā)明提供一種制造聚對亞苯基二甲基-襯底（例如柔性聚對亞 苯基二甲基-C襯底）的方法100。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，圖1A示出了沉積在硅襯底 110 (例如HMDS處理的硅晶片）上的5μπι第一聚對亞苯基二甲基-C層（底層）120,這有 助于器件分離，如在蒸餾水或去離子水中被釋放，優(yōu)選去離子水。
[0055] 接下來，如圖1Β所示，鄰接第一聚對亞苯基二甲基120 (聚對亞苯基二甲基底層） 為金屬130,例如用于金屬剝離的鈦/金（Ti/Au)合金。該金屬提供電連接。第二聚對亞苯 基二甲基層150 (頂層）例如較厚聚對亞苯基二甲基C (約40 μ m)層進(jìn)行沉積以完成如圖 1C所示的聚對亞苯基二甲基-金屬-聚對亞苯基二甲基夾層結(jié)構(gòu)。所述方法包括提供如金 屬掩模（例如鋁）的如圖1D所示的掩模160作為聚對亞苯基二甲基-C蝕刻掩模沉積以蝕 刻通過厚聚對亞苯基二甲基C層。最后，電極位點(diǎn)170U75和器件輪廓180是由反應(yīng)性離 子蝕刻（如圖1E所示，例如步驟2中0 2等離子體蝕刻）或可使用深反應(yīng)離子蝕刻形成。
[0056] 盡管上述例子使用聚對亞苯基二甲基-C，但是本器件的方法和實(shí)施方案不限于 此?？墒褂闷渌蹖啽交谆?，如聚對亞苯基二甲基_隊(duì)(：、0、!11\41，4或其組合。聚 對亞苯基二甲基-C為優(yōu)選的聚對亞苯基二甲基。雖然聚對亞苯基二甲基為優(yōu)選襯底，本領(lǐng) 域技術(shù)人員將會理解，可以使用其他薄膜聚合物材料，如聚酰亞胺、Teflon、Kapton、或印刷 電路板（PCB)等。
[0057] 其它材料可用于襯底和/或載體的設(shè)計(jì)，包括但不限于硅、玻璃、鋼、G10-FR4,或 者任何其它FR4類環(huán)氧樹脂等等。在某些實(shí)施方案中，硅襯底僅用作制造過程中的載體并 且在封裝完成之前相應(yīng)地除去。在另一個(gè)實(shí)施方案中，載體保留了封裝主要部分。
[0058] 在某些方面，該方法中使用的硅晶片是用1，1，1，3, 3, 3-六甲基二硅氮烷（HMDS) 處理。本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解可使用其它處理從硅晶片釋放所述聚對亞苯基二甲基結(jié)構(gòu)。
[0059] 在某些方面，將第一聚對亞苯基二甲基層120和第二聚對亞苯基二甲基層150通 過化學(xué)氣相沉積（CVD)沉積在硅襯底。所述第一層的厚度約為0. 1 μ m-100 μ m，例如10、 20、30、40、50、60、70、80、90、或10(^111。優(yōu)選地，第一聚對亞苯基二甲基的厚度（底層）約 為 1 μ m-10 μ m，例如約為 1、2、3、4、5、6、7、8、9、*10μηι。
[0060] 典型地，第二聚對亞苯基二甲基層（頂層）150的厚度大于該第一聚對亞苯基二 甲基120。在一個(gè)實(shí)例中，第二聚對亞苯基二甲基層的厚度為10μπι-200μπι，例如10、20、 30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190 或 200 或更厚。優(yōu) 選地，第二聚對亞苯基二甲基層的厚度為20 μ m-60 μ m，例如約為20、21、22、23、24、25、26、 27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、 52、53、54、55、56、57、58、59 或 60 μ m。
[0061] 在某些方面中，用于剝離的金屬130為鈦/金（Ti/Au)合金。然而，其它合適的金 屬和合金包括，但不限于，Cr/Au、Ni/Au、Ti/Au、Al/Ti、Ag/Ti、Cr/Au/Ti/Ni/Au、Ni/Pd/Au、 Ti/Ni/Au或其組合。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解其它金屬也可用于本發(fā)明。
[0062] 本方法包括提供如金屬掩模的掩模作為聚對亞苯基二甲基-C沉積蝕刻掩模以 刻蝕通過所述第二聚對亞苯基二甲基-C層。通常，蝕刻是通過金屬掩模對反應(yīng)離子蝕刻 (RIE)進(jìn)行掩模。另外，可以使用深層反應(yīng)蝕刻（DRIE)。其它合適的掩模材料也是有用的。 該RIE可為氧氣等離子體蝕刻。
[0063] 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本文所述的聚對亞苯基二甲基器件的聚對亞苯基二甲 基層不限于兩個(gè)聚對亞苯基二甲基層。此外，聚對亞苯基二甲基的金屬器件不限于單一金 屬。聚對亞苯基二甲基器件的結(jié)構(gòu)是基于一種夾層結(jié)構(gòu)。只要金屬被夾在頂部和底部聚對 亞苯基二甲基層之間，就可以有許多層堆疊在襯底上。此外，可以有多個(gè)掩模以開啟所述電 極并限定器件的輪廓。
[0064] 在某些情況下，所述方法用于產(chǎn)生載體（例如硅晶片）上的多個(gè)聚對亞苯基二甲 基-金屬-聚對亞苯基二甲基夾層，例如多個(gè)夾層，包括2、3、4、5、6、7、8、9、10個(gè)或更多個(gè) 聚對亞苯基二甲基-金屬-聚對亞苯基二甲基的夾層。盡管剛才描述的方法中產(chǎn)生1個(gè)夾 層，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，該方法可重復(fù)進(jìn)行以制造任何數(shù)量的夾層。
[0065] 在其它方面，本發(fā)明包括通過本文中的方法制備的聚對亞苯基二甲基襯底。如下 文將更詳細(xì)地描述，本發(fā)明提供將器件附接至所述對二甲苯襯底這樣的器件，例如此類器 件包括，集成電路和其它分立元件。
[0066] 在某些方面，本發(fā)明的薄膜（例如聚對亞苯基二甲基）襯底容納諸如專用集成電 路（ASIC)之類的電子組件，其通過金屬化跡線相互連接，例如大約3. 7 μ m寬的金屬化跡 線。在一個(gè)實(shí)施方案中，所制造的柔性聚對亞苯基二甲基-C襯底連接有1C芯片和其它分 立兀件。在某些其它方面中，本發(fā)明的襯底或微型組件含有各種成分，包括但不限于，一個(gè) 或多個(gè)集成電路、ASIC、互連層、散熱器、導(dǎo)電通孔、無源器件、MEMS器件、傳感器、預(yù)制造電 子元件、晶體管、電阻器、電容器、電感器、微泵以及過濾器。以各種不同的方法將該組件排 列和堆疊在模塊內(nèi)?？梢允褂酶鞣N常規(guī)的晶片級處理工藝（例如旋涂、光刻和/或電鍍） 來沉積和處理模塊的這些層和部件。
[0067] 聚對亞苯基二甲基封裝可包括許多除了所示出的其他類型的器件和元件。該封裝 件還可以包括幾乎任何數(shù)量的有源和/或無源器件。這樣的有源和/或無源器件的例子包 括電阻、電容、振蕩器、磁芯、MEMS器件、傳感器、電池、連通設(shè)備、集成的薄膜電池結(jié)構(gòu)、以及 電感等。這些器件可放置于和/或堆疊在封裝件內(nèi)的不同位置。該部件可采取預(yù)制分立元 件的形式，或者可以原位形成。一個(gè)利用基于光刻方法來創(chuàng)建目前封裝件的優(yōu)點(diǎn)是，在封裝 件分層形成的過程中，可原位形成這些和其他部件。也就是說，當(dāng)預(yù)制時(shí)，分立元件可以放 置在幾乎任何封裝件內(nèi)的位置，也可使用任何合適的技術(shù)（例如常規(guī)的濺射和/或電鍍） 將這些部件直接制作到任何光可成像層上面。
[0068] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2A，示意圖200示出了連接有集成芯片220和分立元件（例如電容器 211和振蕩器217)的制造的柔性聚對亞苯基二甲基-C襯底210。在某些方面，具有輸出232 的多電極陣列230放置在人眼或另一種哺乳動物眼睛的黃斑上并且可通過視網(wǎng)膜釘235固 定（圖2D)。在一個(gè)實(shí)例中，集成的分立元件放置眼球上或眼球內(nèi)。圖2B是分立元件的背 面區(qū)域。圖2C示出了芯片集成的近觀圖。圖2E是眼睛的示意圖，其示出了電極陣列241、 集成的ASIC245和眼內(nèi)RF線圈250的定位。
[0069] 如圖2A所示，分立元件例如電容器211和振蕩器217通過導(dǎo)電環(huán)氧樹脂安裝和連 接以形成電連接。在某些情況下，為器件制作兩個(gè)切口或縫合孔，并將器件固定在眼球261、 265內(nèi)（參見圖2E)。在一個(gè)方面，多電極陣列230放置在黃斑上和通過視網(wǎng)膜釘235將其 固定。圖2E還示出了電極陣列241，一個(gè)切口 261的內(nèi)側(cè)和其它切口 265中的專用集成電 路245的集成。也示出了一種眼內(nèi)RF線圈250。該互連部分的寬度優(yōu)選約為0. lmm-6mm， 例如約為 〇· 1、〇· 2、0· 3、0· 4、0· 5、0· 6、0· 7、0· 8、0· 9、1、2、3、4、5、6臟。在某些情況下，互連部 分的寬度大約為2mm?；ミB部分在某些情況下，取決于眼球上的外科手術(shù)切口的大小。然 而，在大多數(shù)情況下，寬度大約為2或3_。
[0070] 在某些情況下，具有高密度和多通道結(jié)合焊盤（例如焊盤尺寸小于約 100 μ mX 100 μ m ;間距小于約200 μ m)的1C芯片可以通過導(dǎo)電環(huán)氧樹脂刮刷工藝與聚對 亞苯基二甲基襯底連接。其它的分立元件具有更大的結(jié)合焊盤，例如蓋和振蕩器，可以使用 針通過導(dǎo)電環(huán)氧樹脂與聚對亞苯基二甲基襯底手動連接。電源和具有較大結(jié)合焊盤的數(shù)據(jù) 線圈還可使用針通過導(dǎo)電環(huán)氧樹脂與聚對亞苯基二甲基襯底手動連接。然后通過視網(wǎng)膜釘 (例如接近電極陣列）將整個(gè)集成器件固定在眼球內(nèi)部。
[0071] 在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了一種集成柔性聚對亞苯基二甲基襯底與1C 芯片和其它分立元件的方法。該方法包括芯片圖案光刻，包括光致抗蝕劑旋涂、烘烤、曝光、 和顯影以及將1C芯片集成至所述柔性聚對亞苯基二甲基襯底。如圖3A所示，1C芯片的組 裝可在定制支架300中完成。
[0072] 在操作中，芯片310、315、320首先固定在支架300中，并且所有芯片圖案光刻，包 括光致抗蝕劑旋涂、烘烤、曝光和顯影在該支架中順序完成。在通過導(dǎo)電環(huán)氧樹脂刮刷連接 具有聚對亞苯基二甲基-C界面的芯片集成后，芯片315可以從模具的背面釋放，這有益于 全體器件被植入眼球內(nèi)部。該芯片可以集成和封裝到柔性聚對亞苯基二甲基襯底內(nèi)。處理 1C芯片以形成圖案化的1C芯片通常是在定制芯片圖案模具上完成。圖3A還示出了模具可 以用作為刮刷工藝的安全緩沖區(qū)域。將模具的尺寸和深度設(shè)計(jì)成適應(yīng)不同尺寸的芯片。圖 3B示出了 1C芯片的放大圖。
[0073] 在本發(fā)明的刮刷方法的一個(gè)例子中，首先將市售導(dǎo)電環(huán)氧樹脂混合均勻，涂在聚 對亞苯基二甲基襯底邊緣的表面上。在某些情況下，聚對亞苯基二甲基襯底具有預(yù)先設(shè)計(jì) 的孔和/或在制造工藝過程中被刻蝕掉的孔。這些孔和/或孔用所述聚對亞苯基二甲基襯 底充分對準(zhǔn)并結(jié)合1C芯片后用作該方法的篩。然后使用橡膠刮刷以推動該環(huán)氧樹脂通過 表面，因此使環(huán)氧樹脂填充聚對亞苯基二甲基襯底中的孔和/或孔，以電連接所述聚對亞 苯基二甲基襯底和1C芯片。
[0074] 在某些情況下，制造具有導(dǎo)電跡線的空白芯片以模擬實(shí)際芯片且專用焊盤被預(yù)先 連接用于連接率測量。例如圖4A示出了用于組裝成品率試驗(yàn)的空白芯片。圖4B示出了焊 盤也可以用作對準(zhǔn)標(biāo)記。圖4C示出了實(shí)現(xiàn)5 μ m左右的分辨率暴露的金屬焊盤。
[0075] 本發(fā)明提供了薄膜（例如聚對亞苯基二甲基如聚對亞苯基二甲基C)和硅之間使 用可光圖案化的粘合劑低溫結(jié)合的方法和工藝。該方法可用于測定焊盤并且也降低封裝中 的殘余應(yīng)力。有利地，這個(gè)低溫結(jié)合允許選擇性地局部區(qū)域結(jié)合，不施加高電場。因此，特 別適合于MEMS封裝中聚對亞苯基二甲基襯底和微電子的集成。
[0076] 因此，在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了一種用于將集成電路組裝至薄膜襯底 的方法。雖然優(yōu)選聚對亞苯基二甲基襯底，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，可以使用其他薄膜聚 合物材料，例如聚酰亞胺、Teflon、Kapton、或印刷電路板（PCB)等。該方法包括：
[0077] 旋涂可光圖案化的粘合劑或環(huán)氧樹脂至集成電路（1C)以形成覆蓋1C ;
[0078] 掩蔽覆蓋1C ;和
[0079] 利用光刻法圖案化所述覆蓋1C，以暴露1C芯片上的多個(gè)結(jié)合焊盤以形成圖案化 的1C，以集成至薄膜（例如聚對亞苯基二甲基）襯底。
[0080] 在某些情況下，本發(fā)明提供了低溫結(jié)合方法以便于連接和封裝用作生物醫(yī)學(xué)植入 物的各種元件。在某些情況中，結(jié)合技術(shù)可以用來促進(jìn)聚對亞苯基二甲基-C襯底和1C以 及分立組件之間的連接，襯底具有預(yù)金屬化的電連接。通過合適的對齊，優(yōu)選將所述芯片結(jié) 合在襯底上，以便使聚對亞苯基二甲基襯底上的金屬焊盤和芯片上的金屬焊盤對齊。
[0081] 在某些情況下，可以使用市售的可光圖案化的材料如可光圖案化的粘合劑或環(huán)氧 樹脂。在某些方面中，可用可光圖案化的材料為光致抗蝕劑。合適的光致抗蝕劑包括SU-8、 AZ4620、AZ1518、AZ4400、AZ9260、THB-126N、WPR-5100、BCB、以及聚酰亞胺等。對于結(jié)合溫 度、壓力、時(shí)間和表面處理這些加工條件是容易實(shí)現(xiàn)的。結(jié)果表明，例如環(huán)氧基SU-8對高達(dá) 6· 3N的剝離力是非常有效的。
[0082] 在某些情況下，方法中使用具有優(yōu)異的回流性能的AZ4620光致抗蝕劑（P. J. Chen 等人，J. Microelectromech. Syst, 17 (2008)，第 1352-1361 頁）。如圖 5A-D 所不，該圖案化 的AZ4620光致抗蝕劑是在100°C -約180°C烘烤如在140°C烘烤10分鐘-80分鐘，如在真 空烘箱大約30分鐘及其通過回流形成的平滑表面有助于導(dǎo)電環(huán)氧樹脂再填滿。該烘烤前 后的邊長幾乎是一樣的，通過覆蓋整個(gè)金屬焊盤使得回流的光致抗蝕劑確實(shí)影響導(dǎo)電性。 在一個(gè)具體實(shí)施方案中，在沒有任何限制的情況下，圖5A示出了未烘烤的AZ4620。圖5B示 出了 AZ4620真空烘箱中在140°C下烘烤30分鐘。如圖5C和?所示，通過回流形成的斜坡 有利于導(dǎo)電環(huán)氧樹脂被供給通過。有利地是，邊長烘烤前后均無變化。
[0083] 在先前的應(yīng)用中，導(dǎo)電環(huán)氧樹脂被供給通過嵌入聚對亞苯基二甲基-C襯底并依 賴形成電連接和機(jī)械連接的腔。如圖6A所示，現(xiàn)有技術(shù)方法僅使用導(dǎo)電環(huán)氧樹脂615來連 接聚對亞苯基二甲基襯底和芯片602。金屬焊盤如625所示。在本發(fā)明的方法中，使用導(dǎo)電 環(huán)氧樹脂615和可光圖案化的粘合劑（例如光致抗蝕劑）610(如AZ4620)。事實(shí)上，涂覆 AZ4620 (如膠）至芯片602后，如圖6B所示，聚對亞苯基二甲基-C襯底和芯片602之間的 總膠接面積，從2%增加到94%。在某些情況中，也覆蓋不需要的焊盤下方以避免在刮刷連 接過程中聚對亞苯基二甲基-C界面發(fā)生短缺。
[0084] 再次通過導(dǎo)電環(huán)氧樹脂刮刷完成該芯片和聚對亞苯基二甲基-C襯底之間的高 密度連接，而刮刷安全緩沖區(qū)域提供的定制支架完全地代替PDMS支架功能（參見Jay Η· C. Chang、Ray Huang 以及 Υ· C. Tai, Proc. NEMS2011,第 1110-1113 頁）。
[0085] II.聚對亞苯基二甲基_C和娃之間的低溫結(jié)合
[0086] 在某些情況下，首先將可光圖案化的粘合劑旋轉(zhuǎn)涂在潔凈硅晶片上，例如使用 HMDS和氧氣等離子體處理，隨后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)光刻法以限定結(jié)合焊盤。在某些優(yōu)選的方面，所述 方法包括烘烤該圖案化的1C以形成平滑的表面。在某些其它情況中，聚對亞苯基二甲基襯 底首先用氧氣等離子體處理以增強(qiáng)與可光圖案化的粘合劑的結(jié)合。在其它實(shí)施例中，所述 1C芯片通過HMDS和/或氧氣等離子體進(jìn)行處理以增強(qiáng)與可光圖案化的粘合劑的結(jié)合。 [0087] 關(guān)注芯片集成的應(yīng)用，如可光圖案化的粘合劑的一個(gè)說明性的例子，選擇 SU-8 (13 μ m和28 μ m)，和AZ4620 (10 μ m和19 μ m)作為說明以創(chuàng)建合適縱橫比的空腔或開 口。其它光致抗蝕劑包括 AZ1518、AZ4400、AZ9260、THB-126N、WPR-5100、BCB、以及聚酰亞 胺等。
[0088] 如圖7所示，干凈的30 μ m聚對亞苯基二甲基-C膜730通過氧氣等離子體處理隨 后用切割好的晶片740對準(zhǔn)并將結(jié)構(gòu)夾在兩片載玻片715、725中。將具有兩個(gè)臂710、720 的夾具750作為結(jié)合工具以便對測試樣品形成良好接觸并施加恒定的力。所述加熱過程是 將真空烘箱和最大測試溫度設(shè)置為大約120-180°C (例如大約150°C )以防損傷1C芯片。
[0089] 圖8A和圖8B示出一個(gè)通過可光圖案化的粘合劑結(jié)合的樣本截面SEM圖像的示 例。根據(jù)所需的厚度很好的限定了所述結(jié)合焊盤并且微結(jié)構(gòu)的形狀在結(jié)合過程中不會發(fā)生 變化。此外，柔性中間體粘合劑結(jié)合后不會引起殘余應(yīng)力。
[0090] 在一個(gè)方面，本方法包括首先將聚對亞苯基二甲基襯底用氧氣等離子體處理以增 強(qiáng)結(jié)合。這種等離子體處理?xiàng)l件包括，例如約low-約100W(如大約50W) ;100毫托-約 300毫托（如大約200毫托）；以及0. 1分鐘-5分鐘（如約1分鐘持續(xù)時(shí)間）。
[0091] 在某些情況下，多個(gè)結(jié)合焊盤中每個(gè)結(jié)合焊盤的尺寸為Ιμ---ΙΟμπι。在某些 情況下，每個(gè)結(jié)合焊盤都可以為不同尺寸。該1C芯片上可光圖案化的粘合劑的厚度為 10μπι-30μπι，例如 10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29 或30μπι。在某些情況下，使用導(dǎo)電環(huán)氧樹脂或糊劑將圖案化的1C和聚對亞苯基二甲基襯 底進(jìn)行組裝。該方法包括通過高通量的刮刷工藝輸送導(dǎo)電環(huán)氧樹脂以制成高密度多通道1C 芯片連接。在某些情況中，高密度多通道1C芯片是在25mm2芯片面積上大于1000個(gè)通道 或甚至在36mm 2芯片面積上大于10, 000個(gè)通道或約5-300個(gè)通道/每mm2芯片面積。
[0092] 在某些方面，當(dāng)1C芯片的間距尺寸（pitch size)大于約200 μ m，利用直徑小于 100 μ m的針涂覆導(dǎo)電環(huán)氧樹脂。如上文討論的，處理1C芯片以形成圖案化的1C芯片，是在 定制芯片圖案模具上完成。模具可以用作為刮刷工藝的安全緩沖區(qū)域。將模具的尺寸和深 度設(shè)計(jì)成適應(yīng)芯片的尺寸。
[0093] 如圖9A所示，通過測力計(jì)裝置來測量剝離力以研究結(jié)合強(qiáng)度。圖9B示出了結(jié)合 后的測試樣品；圖9C示出了測試樣品的示意圖。
[0094] 每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)表示五次測量的平均值。測力計(jì)固定在電動平臺以10〇ym/s的速度 90度拉動部分剝離的薄膜。圖10顯示了剝離力隨結(jié)合溫度的變化。
[0095] 圖11示出了剝離力隨結(jié)合壓力的變化。分析后，結(jié)果表明結(jié)合溫度和壓力越高， 結(jié)合牢固。
[0096] 有利地，通過氧氣等離子體處理的聚對亞苯基二甲基-C薄膜顯著地增強(qiáng)了用于 可光圖案化的粘合劑如光致抗蝕劑（例如SU-8)(參見Blanco F J等人，J. Micromech. Microeng. 14(2004),1047-1056)的結(jié)合。SU-8微結(jié)構(gòu)甚至在形成最大結(jié)合的2MPa結(jié)合壓 力下也將不會變形。圖12A示出了不同可光圖案化的粘合劑的最大剝離壓力。圖12B示出 了不同可光圖案化的粘合劑的剝尚力與結(jié)合時(shí)間的關(guān)系。Z4620可以承受:商達(dá)0. 5MPa的壓 力。在某些方面，當(dāng)加熱樣品超過1小時(shí)時(shí)，結(jié)合時(shí)間幾乎不會對結(jié)合強(qiáng)度產(chǎn)生影響。
[0097] 這種技術(shù)作為范例應(yīng)用于集成用于視網(wǎng)膜植入物的聚對亞苯基二甲基-C外科 器件的268-通道傳導(dǎo)芯片（圖13)。在芯片上將粘合劑形成圖案后（參見J. H. Chang等 人，Proc.MEMS 2012,第353-356頁），通過SU-8構(gòu)建的結(jié)合焊盤的空間分辨率可以為 5 μ m。結(jié)合面積從2%提高到94%和所測量的連接率從92%提高到98%。
[0098] 該低成本且低溫結(jié)合方法已被證明能夠用于密封MEMS結(jié)構(gòu)。
[0099] 在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了生物相容性薄膜襯底。雖然優(yōu)選聚對亞苯基 二甲基襯底，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，可以使用其他薄膜聚合物材料，例如聚酰亞 胺、Teflon、Kapton、或印刷電路板（PCB)等。本發(fā)明提供一種用于附接器件的薄膜（例如 聚對亞苯基二甲基）襯底，包括：
[0100] 第一薄膜（例如聚對亞苯基二甲基）層；
[0101] 金屬，其鄰接第一薄膜（例如聚對亞苯基二甲基）層；
[0102] 第二薄膜（例如聚對亞苯基二甲基）層，其鄰接所述金屬以形成薄膜-金屬-薄 膜（例如聚對亞苯基二甲基-金屬-聚對亞苯基二甲基）的夾層，其中所述第二層聚對亞 苯基二甲基具有開口或腔體，所述開口具有設(shè)置在其內(nèi)表面上的至少一個(gè)電觸點(diǎn)，該開口 被配置成接納至少一個(gè)電路器件和在所述至少一個(gè)電觸點(diǎn)和所述至少一個(gè)電路器件之間 提供電連通，所述的生物相容性薄膜（例如聚對亞苯基二甲基）襯底被配置為在接納所述 至少一個(gè)電路器件后被植入活體內(nèi)。
[0103] 在某些方面中，具有至少一個(gè)電路的器件是集成電路（1C)芯片。此外，所述器件 例如1C芯片通過導(dǎo)電環(huán)氧樹脂刮刷電連接集成在襯底中。優(yōu)選地，該器件通過可光圖案化 的粘合劑作為機(jī)械膠，集成至所述襯底。在一個(gè)實(shí)施方案中，使用聚對亞苯基二甲基-C和 醫(yī)用等級的環(huán)氧樹脂（如果需要）保形地涂覆和密封整個(gè)結(jié)構(gòu)（例如具有至少一個(gè)電路的 器件是集成電路（1C)芯片），以實(shí)現(xiàn)生物相容性的總包覆。
[0104] 在某些情況下，一旦器件被植入，植入器件可與外部器件進(jìn)行連通。既可以使用經(jīng) 皮連接器又可以使用無線連通方法進(jìn)行連通。在植入器件與外部器件進(jìn)行連通的某些種類 的信號包括電力信號和數(shù)據(jù)信號。電力信號可以包括從外部電源提供電至植入器件的信 號，使得存在于植入器件中的電池可以保持合適的電荷狀態(tài)，或者使得電池可以從植入器 件中除去。對于一些傳統(tǒng)的具有電池的器件，因?yàn)樗碾姵仡A(yù)期達(dá)到其使用壽命的終點(diǎn)，所 以外科手術(shù)需要更換器件。任何外科手術(shù)會對健康造成危險(xiǎn)，并且，如果可以，最好避免不 必要的外科手術(shù)，特別是在已經(jīng)有健康問題的人。因此，不需要更換電池的可植入器件是有 優(yōu)勢的。
[0105] 數(shù)據(jù)信號可以包括從外部檢測器到植入器件的數(shù)據(jù)信號（例如提供與由麥克風(fēng) 接收的可聽信號對應(yīng)的電信號至耳蝸植入物，用于通過人的神經(jīng)系統(tǒng)連通至人的大腦）、從 外部檢測器至植入器件以提供通過使用這樣的信號控制植入器件的能力（例如控制植入 器件的操作狀態(tài)以滿足人們的需要）的控制信號以及從植入器件至外部器件的數(shù)據(jù)信號 以監(jiān)測植入器件本身的條件和操作，以監(jiān)控人的狀況（例如脈搏率、心臟信號，或與治療狀 況有關(guān)的其它信號）和植入器件附近的狀況（如生理信號，例如溫度、壓力、pH)，或者用來 監(jiān)測植入器件施加到人身上的信號。在一些實(shí)施方案中，數(shù)據(jù)信號可用于"協(xié)調(diào)"或"改編 程序"植入器件以利用對人的狀況理解和干涉，輔助，或人們應(yīng)當(dāng)具有的治療的改善，或提 供可植入器件植入后而開發(fā)的可植入器件的操作和控制程序或操作軟件的改進(jìn)。
[0106] 封裝或模塊內(nèi)另外的集成電路可以以多種方式設(shè)置和可以位于封裝內(nèi)的其它位 置。作為示例，不同的集成電路可以位于不同的光可成像層和/或在同一層內(nèi)。在多個(gè)實(shí) 施方案中，集成電路可以堆疊、并排定位，彼此接近地放置和/或相對于封裝的總尺寸相當(dāng) 大距離的分開。集成電路也可以具有多種不同的形狀因素，結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。例如它們可以是 相對裸露的芯片（例如未封裝的芯片，倒裝芯片等），或部分和/或完全封裝的芯片。
[0107] III.器件測試
[0108] 下面的運(yùn)行試驗(yàn)說明為測試聚對亞苯基二甲基襯底電連接的可靠性試驗(yàn)。
[0109] 圖14示出用于試驗(yàn)測量的設(shè)置1400。如圖所示，對電極陣列輸出1410、1415進(jìn)行 探測以檢查電連接。在某些方面，這些電極置于哺乳動物眼睛（例如人的眼睛）的黃斑。
[0110] 該設(shè)置1400包括圖案化的芯片1428和聚對亞苯基二甲基界面1433。光致抗蝕劑 1420為晶片1428和聚對亞苯基二甲基1430之間的夾層。另外，晶片1428與光致抗蝕劑 1420之間包括金屬1425,或者導(dǎo)電環(huán)氧樹脂1418和晶片之間包括金屬1425。導(dǎo)電通孔設(shè) 置于電連接元件（例如IC/跡線/觸點(diǎn)/無源元件等），它們位于封裝的不同層。通孔設(shè)置 為延伸通過各個(gè)層。作為示例，通孔可用于從兩個(gè)不同的相互連接層跡線耦合；小片（die) 或其它部件至互連層；接觸至跡線、小片或其它部件等。
[0111] 在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，使用刺激電極1440和1441，通過探測測量緊接刮刷后的連接率。 然后，額外的厚聚對亞苯基二甲基C涂覆在整個(gè)器件上（除了輸出電極），以隔離并穩(wěn)固連 接，并保護(hù)嵌入聚對亞苯基二甲基-C襯底中的金屬免受腐蝕性體液的影響。涂層之后，記 錄連接率。最后，該器件在90°c鹽溶液浸泡5天，然后再次記錄連接率。
[0112] 圖15中的結(jié)果表明，在四種不同條件下本發(fā)明的器件操作的成品率。刮刷連接 后進(jìn)行了可靠性測試；無包覆浸泡；聚對亞苯基二甲基-C涂層包覆；在90°C鹽水中加速浸 泡。結(jié)果表明：結(jié)合了利用封裝用厚聚對亞苯基二甲基C涂層的方法的確提供了高的連接 率。
[0113] 該結(jié)果表明新的膠接技術(shù)是令人滿意的（?98% )，而沒有使用新技術(shù)的成品率 顯著降低（?88%)。此外，對于沒有光致抗蝕劑的膠接技術(shù)，大部分?jǐn)嚅_發(fā)生在施加分層 力的外周焊盤處。
[0114] 另外，對焊盤尺寸和焊盤之間的間距的限制進(jìn)行了研究。具有不同的焊盤間距和 尺寸的芯片被設(shè)計(jì)和制造用于測量。
[0115] 圖16A示出了具有40 μ mX 40 μ m焊盤尺寸和40 μ m間距的芯片。圖16B示出了聚 對亞苯基二甲基襯底和芯片之間的連接。圖16C示出了成品率與焊盤間距的關(guān)系。圖16D 示出了成品率與焊盤邊長的關(guān)系。結(jié)果表明，小至40 μ mX 40 μ m且焊盤之間40 μ m間距的 焊盤能夠獲得高的連接率（>90% )。
[0116] 基于這些當(dāng)前的結(jié)果，在6mmX6mm面積內(nèi)獲得了多達(dá)10, 000個(gè)連接。這對于當(dāng) 前的視網(wǎng)膜假體應(yīng)用是令人滿意的。
[0117] 應(yīng)該理解的是本文描述的實(shí)施例和實(shí)施方案僅是用于說明性目的并且根據(jù)它們 的各種修改或輕微改變將是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的并且包括在本申請的精神和權(quán)限 內(nèi)并且所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。為了所有目的而通過引用在此并入所引用的所有公開、 專利和專利申請。
【權(quán)利要求】
1. 一種制造用于附接器件的薄膜襯底的方法，所述方法包括： 將第一薄膜層沉積在娃晶片上，W形成底部薄膜層； 將金屬沉積到所述底部薄膜層W形成電連接； 將第二薄膜層沉積到鄰接所述金屬處W形成頂部薄膜層和薄膜-金屬-薄膜夾層； 提供鄰接所述第二薄膜層的掩模；和 將蝕刻束引導(dǎo)至所述掩模上W制造用于附接所述器件的薄膜襯底。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一薄膜層和所述第二薄膜層各自獨(dú)立地 選自由聚對亞苯基二甲基、聚醜亞胺、Teflon?、Kapton? W及印刷電路板（PCB)組成的 組。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述第一薄膜層和所述第二薄膜層各自為聚對 亞苯基-甲基。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述聚對亞苯基二甲基是選自由聚對亞苯基二 甲基N、C、D、HT、AM、A及其組合組成的組的成員。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述聚對亞苯基二甲基為聚對亞苯基二甲基C。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述娃晶片使用1，1，1，3, 3, 3-六甲基二娃氮焼 (HMD巧處理。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第一聚對亞苯基二甲基層通過化學(xué)氣相沉 積（CVD)進(jìn)行沉積。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第一聚對亞苯基二甲基層的厚度是 0. 1 y m-100 y m。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述第一聚對亞苯基二甲基層的厚度是 1 y m-10 y m。
10. 根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述金屬是選自由化/Au、Ni/Au、Ti/Au、Al/Ti、 Ag/Ti、Cr/Au/Ti/Ni/Au、Ni/Pd/Au、W及 Ti/Ni/Au 組成的組的導(dǎo)體。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述金屬為Ti/Au。
12. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第二聚對亞苯基二甲基層通過化學(xué)氣相沉 積（CVD)進(jìn)行沉積。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述第二聚對亞苯基二甲基層的厚度是 10 y m-200 y m。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述第二聚對亞苯基二甲基層的厚度是 20 y m-60 y m。
15. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述蝕刻是通過金屬掩模掩蔽的反應(yīng)離子蝕刻 巧曲。
16. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述蝕刻是通過金屬掩模掩蔽的深反應(yīng)離子蝕 刻值Rffi)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述RIE為氧等離子體蝕刻。
18. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，重復(fù)所述聚對亞苯基二甲基、金屬、聚對亞苯基 二甲基沉積步驟W產(chǎn)生多個(gè)聚對亞苯基二甲基-金屬-聚對亞苯基二甲基夾層。
19. 薄膜襯底，由權(quán)利要求1-18中任一項(xiàng)所述的方法制得。
20. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括將器件附接至所述聚對亞苯基二甲基襯底。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述器件為集成電路。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述器件通過用作機(jī)械膠的可光圖案化的粘 合劑被集成到所述襯底中。
23. -種將集成電路組裝至薄膜襯底的方法，所述方法包括： 將可光圖案化的粘合劑或環(huán)氧樹脂旋涂至集成電路（IC) W形成覆蓋IC; 掩蔽所述覆蓋IC ;和 利用光刻法圖案化所述覆蓋1C，W暴露IC上的多個(gè)結(jié)合焊盤W形成圖案化的1C，并且 集成到薄膜襯底中。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述薄膜襯底為聚對亞苯基二甲基。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括烘烤所述圖案化的IC W形成平滑的表面。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，所述聚對亞苯基二甲基襯底首先用氧氣等離 子體進(jìn)行處理，W增強(qiáng)與可光圖案化的粘合劑的結(jié)合。
27. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，所述IC芯片利用HMDS和/或氧氣等離子體進(jìn) 行處理，W增強(qiáng)與可光圖案化的粘合劑的結(jié)合。
28. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述可光圖案化的粘合劑或環(huán)氧樹脂為光致 抗蝕劑。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述光致抗蝕劑是選自由SU-8、AZ4620、 AZ1518、AZ4400、AZ9260、T皿-126N、WPR-5100、BCB W及聚醜亞胺組成的組的成員。
30. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，所述聚對亞苯基二甲基襯底首先用氧氣等離 子體進(jìn)行處理W增強(qiáng)結(jié)合。
31. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述多個(gè)結(jié)合焊盤中每一個(gè)的厚度為 1 y m-10 y m。
32. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述IC芯片上的所述可光圖案化的粘合劑的 厚度為約IOym-約30 ym。
33. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，使用導(dǎo)電環(huán)氧樹脂或糊劑對所述圖案化的IC 和聚對亞苯基二甲基襯底進(jìn)行組裝。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，輸送導(dǎo)電環(huán)氧樹脂W制備高密度多通道IC芯 片連接的所述方法是通過高通量刮刷工藝。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中，所述高密度多通道IC芯片是在25mm2上大于 1000個(gè)通道。
36. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，IC芯片具有大于200ym的間距尺寸，利用直 徑小于100 U m的針涂覆導(dǎo)電環(huán)氧樹脂。
37. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，使IC芯片形成圖案化的IC芯片的工藝在定制 芯片圖案模具上完成。
38. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中，所述圖案模具為刮刷工藝的安全緩沖區(qū)域。
39. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中，所述模具的尺寸和深度設(shè)計(jì)成適應(yīng)所述芯片 的尺寸。
40. -種用于附接器件的生物相容性薄膜襯底，所述薄膜襯底包括： 第一薄膜層； 金屬，其鄰接所述第一薄膜層； 第二薄膜層，其鄰接所述金屬，W形成薄膜-金屬-薄膜夾層，其中所述第二薄膜層具 有開口，所述開口具有設(shè)置在其內(nèi)表面上的至少一個(gè)電觸點(diǎn)，所述開口被配置成接納至少 一個(gè)電路器件和在所述至少一個(gè)電觸點(diǎn)和所述至少一個(gè)電路器件之間提供電連通，所述生 物相容性薄膜襯底被配置為在接納所述至少一個(gè)電路器件后被植入活體內(nèi)。
41. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的生物相容性襯底，其中，所述具有至少一個(gè)電路的器件為 集成電路（IC)芯片。
42. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的生物相容性襯底，其中，所述襯底為聚對亞苯基二甲基襯 底。
43. 根據(jù)權(quán)利要求42所述的生物相容性襯底，其中，所述第一薄膜層和所述第二薄膜 層各自獨(dú)立地選自由聚對亞苯基二甲基、聚醜亞胺、TefloruKapton或印刷電路板（PCB)組 成的組。
44. 根據(jù)權(quán)利要求43所述的生物相容性襯底，其中，所述第一薄膜層和第二薄膜層各 自為聚對亞苯基二甲基。
45. 根據(jù)權(quán)利要求41所述的生物相容性襯底，其中，所述器件通過導(dǎo)電環(huán)氧樹脂刮刷 電連接被集成到所述襯底中。
46. 根據(jù)權(quán)利要求41所述的生物相容性襯底，其中，所述器件通過用作機(jī)械膠的可光 圖案化的粘合劑被集成到所述襯底中。
47. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的生物相容性襯底，其中，所述可光圖案化的粘合劑或環(huán)氧 樹脂為光致抗蝕劑。
48. 根據(jù)權(quán)利要求47所述的生物相容性聚對亞苯基二甲基襯底，其中，所述光致抗蝕 劑是選自由 SU-8、AZ4620、AZ1518、AZ4400、AZ9260、T皿-126N、WPR-5100、BCB W及聚醜亞 胺組成的組的成員。
49. 根據(jù)權(quán)利要求42所述的生物相容性襯底，其中，聚對亞苯基二甲基襯底首先用氧 氣等離子體處理W增強(qiáng)結(jié)合。
【文檔編號】A61F2/02GK104271165SQ201380022588
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月30日
【發(fā)明者】忠南·泰, 韓-杰·常 申請人:加州理工學(xué)院