软性混合电子系统及降低此软性混合电子系统冲击的方法

技术领域

本发明涉及一种电子元件及降低此电子元件冲击的方法，且特别是涉及一种软性混合电子系统及降低此软性混合电子系统冲击的方法。

背景技术

软性混合电子(FHE)元件具有可挠性，可以应用于穿戴式装置、智能贴片、智能衣裤或是车载系统等，是目前备受瞩目的一种电子元件。然而，在软性混合电子的封装结构中，各元件结构具有不同的特性，并且依据使用者的应用场域/穿戴方式及碰撞力道不同，系统中各元件承受的应力也不尽相同，因此，这一类产品的可靠度不易掌握，而且容易造成产品毁损。

发明内容

本发明实施例提出软性混合电子系统，可以使得软性混合电子系统本身即具有缓冲吸能的功效，并且可以提高本身的机械强度，而不需要额外增加耐冲击减震结构。

本发明另一实施例提出软性混合电子系统，可以使得软性混合电子系统具有较大的机械强度并具有缓冲吸能的功效，减少或避免软性混合电子系统遭受外力撞击而遭受破坏或造成功能异常。

依照本发明一实施例所述，提出一种软性混合电子系统，包括：第一重布线结构，位于载板的第一区上，其中所述载板具有第一厚度T1以及第一杨氏系数Y1，所述第一重布线结构具有第二厚度T2以及第二杨氏系数Y2；第一元件，位于所述第一重布线结构上；包封层，包封所述第一元件，并且覆盖所述第一元件与所述第一重布线结构，其中在所述第一重布线结构的顶面至所述第一元件的顶面之间的部分所述包封层以及所述第一元件为第一部分，具有第三厚度T3且具有第三杨氏系数Y3，在所述第一元件的所述顶面至所述包封层的顶面之间的另一部分的所述包封层为第二部分，具有第四厚度T4且具有第四杨氏系数Y4，其中Y3/Y4的比例介于1.62至1.98之间；Y3/Y2的比例介于0.18至0.22之间；以及Y3/Y1的比例介于280.62至342.98之间。

在本发明实施例中，T3/T4的比例介于1.98至2.42之间；T3/T2的比例介于2.34至2.86之间；以及T3/T1的比例介于0.72至0.88之间。

在本发明实施例中，所述第一元件为所述载板上的至少一个元件中具有最高顶面的元件。

在本发明实施例中，所述第一区为系统级封装区。

在本发明实施例中，上述的软性混合电子系统还包括：迹线结构，位于所述载板的第二区上，被所述包封层覆盖电连接所述第一重布线结构。

在本发明实施例中，上述的软性混合电子系统还包括：第二重布线结构，位于所述载板的第二区上，电连接所述第一重布线结构；传感元件，位于所述第二重布线结构上，其中所述传感元件的顶面的高度低于所述第一元件的所述顶面，且被所述包封层包封且覆盖；以及多个电极，位于所述载板中，与所述传感元件电连接。

在本发明实施例中，所述传感元件包括重力传感元件。

在本发明实施例中，上述的软性混合电子系统还包括：迹线结构，位于所述载板的第三区上，被所述包封层覆盖且电连接所述第一重布线结构与所述第二重布线结构。

在本发明实施例中，所述第一元件包括传感元件，且还包括多个电极，位于所述载板中，与所述传感元件电连接。

在本发明实施例中，上述的软性混合电子系统还包括：迹线结构，位于所述载板的第二区上，电连接所述第一重布线结构，且被所述包封层覆盖。

依照本发明另一实施例所述，提出一种软性混合电子系统，包括：第一重布线结构，位于载板的第一区上；第一元件，位于所述第一重布线结构上；第一包封层，包封所述第一元件，并且覆盖所述第一元件与所述第一重布线结构；第一材料层，覆盖所述第一包封层与所述第一元件，所述第一材料层具有第一厚度T1’以及第一杨氏系数Y1’；第二材料层，覆盖所述第一材料层，所述第二材料层具有第二厚度T2’以及第二杨氏系数Y2’，其中所述第一重布线结构的顶面至所述第一元件的顶面之间的所述第一包封层以及所述第一元件为第一部分，所述第一部分具有第三厚度T3且具有第三杨氏系数Y3，其中Y3/Y2’的比例介于0.18至0.22之间；Y3/Y1’的比例介于280.62至342.98之间；T3/T2’的比例介于2.34至2.86之间；以及T3/T1’的比例介于0.72至0.88之间。

在本发明实施例中，上述软性混合电子系统，还包括：第二包封层，覆盖所述第二材料层，其中所述第二包封层具有第四厚度T4且具有第四杨氏系数Y4；Y3/Y4的比例介于1.62至1.98之间；T3/T4的比例介于1.98至2.42之间。

在本发明实施例中，所述第一元件为所述载板上的至少一个元件中具有最高顶面的元件。

在本发明实施例中，所述第一区为系统级封装区。

在本发明实施例中，上述软性混合电子系统，还包括：第二重布线结构，位于所述载板的第二区上，电连接所述第一重布线结构；传感元件，位于所述第二重布线结构上，其中所述传感元件的顶面的高度低于所述第一元件的所述顶面，且被所述包封层包封且覆盖；以及多个电极，位于所述载板中，与所述传感元件电连接。

在本发明实施例中，上述软性混合电子系统，还包括：迹线结构，位于所述载板的第三区上，被所述包封层覆盖且电连接所述第一重布线结构与所述第二重布线结构。

在本发明实施例中，上述软性混合电子系统，还包括：迹线结构，位于所述载板的第二区上，被所述包封层覆盖且电连接所述第一重布线结构。

依照本发明又一实施例所述，提出一种降低软性混合电子系统冲击的方法，其中软性混合电子系统包括：至少一个元件，位于所述载板的多个区上；多个重布线结构，分别位于所述载板与所述至少一个元件之间；以及包封层，包封所述至少一个元件，并且覆盖所述至少一个元件与所述多个重布线结构。所述方法包括：以所述至少一个元件中具有顶面高度最高的第一元件为基准，其中所述第一元件下方的所述载板具有第一厚度T1以及第一杨氏系数Y1，所述第一元件与所述载板之间的第一重布线结构具有第二厚度T2以及第二杨氏系数Y2；将所述第一重布线结构的顶面至所述第一元件的顶面之间的所述第一元件以及所述包封层界定为第一部分，所述第一部分具有第三厚度T3且具有第三杨氏系数Y3；将所述第一元件的所述顶面至所述包封层的顶面之间的所述包封层界定为第二部分，所述第二部分具有第四厚度T4且具有第四杨氏系数Y4；调整Y1、Y2、Y3以及Y4，使得Y3/Y4的比例介于1.62至1.98之间；Y3/Y2的比例介于0.18至0.22之间；以及Y3/Y1的比例介于280.62至342.98之间；以及调整T1、T2、T3、T4，使得T3/T4的比例介于1.98至2.42之间；T3/T2的比例介于2.34至2.86之间；以及T3/T1的比例介于0.72至0.88之间。

在本发明实施例中，上述降低软性混合电子系统冲击的方法，还包括：当Y3/Y2、Y3/Y1、T3/T2或T3/T1无法调整在上述范围时，在所述第一部分与所述第二部分中插入第一材料层与第二材料层，其中所述第一材料层，覆盖所述第一部分，所述第一材料层具有第一厚度T1’以及第一杨氏系数Y1’；第二材料层，覆盖所述第一材料层，所述第二材料层具有第二厚度T2’以及第二杨氏系数Y2’，以及调整Y1’、Y2’、T1’、T2’，使得Y3/Y2’的比例介于0.18至0.22之间；Y3/Y1’的比例介于280.62至342.98之间；T3/T2’的比例介于2.34至2.86之间；以及T3/T1’的比例介于0.72至0.88之间。

在本发明实施例中，上述降低软性混合电子系统冲击的方法，还包括：当Y3/Y2、Y3/Y1、T3/T2或T3/T1无法调整在上述范围时，在所述第一部分上设置第一材料层与第二材料层，以取代所述第二部分，其中所述第一材料层，覆盖所述第一部分，所述第一材料层具有第一厚度T1’以及第一杨氏系数Y1’；第二材料层，覆盖所述第一材料层，所述第二材料层具有第二厚度T2’以及第二杨氏系数Y2’，以及调整Y1’、Y2’、T1’、T2’，使得Y3/Y2’的比例介于0.18至0.22之间；Y3/Y1’的比例介于280.62至342.98之间；T3/T2’的比例介于2.34至2.86之间；以及T3/T1’的比例介于0.72至0.88之间。

本发明的一实施例的通过改变与调整软性混合电子系统中各层的厚度与杨氏系数及其比例关系，可以使得软性混合电子系统本身即具有缓冲吸能的功效，并且可以提高本身的机械强度，而不需要额外增加耐冲击减震结构。

本发明另一实施例，通过耐冲击减震结构的设置，并改变与调整软性混合电子系统中各层的厚度与杨氏系数及其比例关系，可以使得软性混合电子系统具有较大的机械强度并具有缓冲吸能的功效，减少或避免软性混合电子系统遭受外力撞击而遭受破坏或造成功能异常。

附图说明

图1是本发明一实施例绘示的一种软性混合电子系统的上视图；

图2A、图2B、图3至图8分别是本发明多个实施例绘示的一种软性混合电子系统的剖面示意图。

符号说明

10：载板

20：第一重布线结构

20t、30t、40t、50t、70t1、70t2：顶面

22、22a、22b、42、42a、42b、62：绝缘层

24、24a、24b、44、44a、44b：重布线层

30、30a、30b、30c、50：元件

40：第二重布线结构

60：迹线结构

64：迹线

70、70a、70b：包封层

72、74：电极

80：耐冲击减震结构

81：第一材料层

82：第二材料层

100a、100b、100c、100d、100e、100f、100g：软性混合电子系统

H1：高度

P1：第一部分

P2：第二部分

R1、R2、R3：区

T1、T1’：第一厚度

T2、T2’：第二厚度

T3：第三厚度

T4：第四厚度

Tt1、Tt2、Tt3：厚度

具体实施方式

图1是绘示一种软性混合电子系统的上视图。图2A～图2B是绘示一种软性混合电子系统的剖面示意图。

请参照图1与图2A与图2B，软性混合电子系统100a包括载板10。载板10例如是可以是可挠性基板。载板10可以是单层或是多层。载板10可以是由单一材料构成或是多种材料所构成。载板10具有第一厚度T1以及第一杨氏系数Y1。第一厚度T1的范围例如是1.25mm至3.12mm。第一杨氏系数Y1的范围例如是0.02GPa至0.27GPa。通过改变载板10的材料、组成、层数或构形，可以将其将第一杨氏系数Y1调整成前述范围。

载板10包括有机材料(或称为聚合物)。有机材料例如是聚酰亚胺(PI)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚醚砜(PES)、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚醚醚酮(PEEK)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚氨酯(PU)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、压克力(acrylic)、含醚(ether)系列的聚合物、聚烯(polyolefin)的一种或者是两种以上的组合，但不以此为限。换言之，载板10可以是单一的有机材料、两种有机材料的混合物或多种有机材料的混合物。

在另一些实施例中，载板10为复合材料。载板10包括有机材料以及无机材料。无机材料可以点状、条状、网状、立体网状或其组合的方式分布于有机材料中。有机材料如上述所述者。无机材料的加入可以提升耐冲击减震结构的耐冲击能力。无机材料可以是二氧化硅(silica)、氧化铝(aluminum oxide)、氧化钛(titanic oxide)或其组合，但不以此为限。载板10为复合材料(含有有机材料与无机材料)且所采用的无机材料为二氧化硅的实施例中，二氧化硅的表面官能基可通过分散反应处理，使无机材料产生交联反应，而形成网状结构，以提升其抗压强度。在一些实施例中，分散反应处理可以是利用催化剂，以使无机材料表面官能基产生交联反应。在一些实施例中，催化剂可以是酸性或碱性。酸性的催化剂可以例如是盐酸(HCl)、硫酸(H

载板10的区R1上具有第一重布线结构20。第一重布线结构20包括一层或是多层的绝缘层22以及位于其中的一层或多层重布线层24。在图2A～图2B中，以两层绝缘层22a、22b以及两层重布线层24a、24b来表示，但本发明实施例不以此为限。每一重布线层24包括多条导线与多个通孔(vias)。多条导线在平面上延伸。通孔可以连接纵向相邻的两条导线。绝缘层22的材料包括例如聚合物、氮化物、氧化物或此等组合。聚合物例如是聚苯恶唑(PBO)、聚酰亚胺、苯并环丁烯(BCB)或此等组合。氮化物例如氮化硅等。氧化物例如氧化硅、磷硅玻璃(PSG)、硼硅玻璃(BSG)、硼磷硅玻璃(BPSG)或此等组合。重布线层24的材料包括导体，例如是金属或是金属合金，诸如是Al、Cu、Sn、Ni、Au、Ag或其他合适的导电材料。第一重布线结构20可以以贴附、压合、溅镀、印刷、电镀、化学镀、化学气相沉积(CVD)等方式形成在载板10上。第一重布线结构20具有第二厚度T2以及第二杨氏系数Y2。第二厚度T2小于第一厚度T1，第二杨氏系数Y2大于第一杨氏系数Y1。第二厚度T2的范围例如是0.13mm至6.5mm。第二杨氏系数Y2的范围例如是25GPa至220GPa。

在应用场域为穿戴式装置实施例中，载板10为软性载板，例如是聚酰亚胺，第一重布线结构20形成在软性载板之中，用以缓冲吸能碰撞造成的能量，避免功能载具损伤。需注意的是，又由于人体皮肤具有0.22±0.047Ns/m左右的阻尼系数，更可以进一步将碰撞能力降到最低。

一个或多个元件30位于第一重布线结构20上。元件30可以是管芯。管芯中可以是由单一个或是多个有源及/或无源元件所组成。管芯例如是特定应用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)芯片、类比芯片(analog chip)、传感芯片(sensor chip)、无线射频芯片(wireless and radio frequency chips)、电压调节器芯片(voltage regulator chip)或存储器芯片(memory chip)。元件30也可以是堆叠管芯、封装结构、堆叠式封装层叠(PoP)、封装嵌入(package-in-package，PiP)和系统级封装(SiP)。元件30可以通过异向导电粘合剂(ACA)、异向导电膜(ACF)、异向导电粘贴(ACP)、感光型光致抗蚀剂、胶带、锡膏或其组合方式接合在第一重布线结构20上。元件30可以与第一重布线结构20的重布线层24电连接。在一实施例中，元件30包括元件30a、30b与30c，但不以此为限。在元件30a、30b与30c中，元件30a的高度最高，元件30c的高度最低。在图2A～图2B中，元件30a设置在元件30b与30c之间，但本发明实施例不以此为限，高度最高的元件30a可以设置在区R1中任何位置。

区R2的载板10中具有电极72与74。在一些实施例中，电极72与74的底面裸露出来，未被载板10覆盖。电极72与74的材料包括导体材料，例如是金属、金属合金，诸如是Al、Cu、Sn、Ni、Au、Ag或其他合适的导电材料。

区R2的载板10上具有第二重布线结构40。第二重布线结构40包括一层或是多层的绝缘层42以及位于其中的一层或多层重布线层44。在图2A～图2B中，以两层绝缘层42a、42b以及两层重布线层44a、44b来表示，但本发明实施例不以此为限。重布线层44电连接电极72与74。每一重布线层44包括多条导线与多个通孔。多条导线在平面上延伸。通孔可以连接纵向相邻的两条导线。绝缘层42的材料包括例如聚苯恶唑(PBO)、聚酰亚胺、苯并环丁烯(BCB)、氮化物(例如氮化硅等)、氧化物(例如氧化硅等)、磷硅玻璃(PSG)、硼硅玻璃(BSG)、硼磷硅玻璃(BPSG)等或其组合。重布线层44的材料包括导体，例如是金属或是金属合金，诸如是Al、Cu、Sn、Ni、Au、Ag或其他合适的导电材料。第二重布线结构40可以以贴附、压合、溅镀、印刷、电镀、化学镀、化学气相沉积(CVD)等方式形成在载板10上。

区R2的第二重布线结构40上具有一个或多个元件50。元件50可以是管芯。管芯例如是特定应用集成电路芯片、类比芯片、传感芯片、无线射频芯片、电压调节器芯片或存储器芯片。元件50也可以是堆叠管芯、封装结构、堆叠式封装层叠(PoP)、封装嵌入(Package-in-Package，PiP)和系统级封装(SiP)。元件50可以通过异向导电粘合剂(ACA)、异向导电膜(ACF)、异向导电粘贴(ACP)、感光型光致抗蚀剂、胶带、锡膏或其以上组合方式接合在第二重布线结构40上，并与第二重布线结构40的重布线层44电连接。元件50为可以因应各类载具需求而设计的各式传感元件，是用于检测环境中所生事件或变化，并将此信息传送出至元件30(例如SiP处理器)。在本实施例中，元件50为传感芯片(或称为FHE传感芯片)。传感芯片可以是重力传感芯片、温度传感芯片、心电图(electrocardiogram，ECG/EKG)传感器、光体积变化传感器(PPG)、血压计或者其他生理数据测量传感器，或者上述装置的组合，但不限于此。在一实施例中，传感芯片可进行感测至少包括有:心跳、呼吸、血压、体温、体脂率等各式生理讯号。

区R3的载板10上具有迹线结构60。迹线结构60并可适用于可挠式的功能载具。在一实施例中，迹线结构60可以类似于第一重布线结构20或第二重布线结构40。换言之，迹线结构60可以包括绝缘层62与多条迹线64，如图2A所示。多条迹线64形成在绝缘层62中。绝缘层62的材料可以类似于绝缘层22或42。多条迹线64包括导体材料，其可以类似于重布线层24或44。第一重布线结构20、第二重布线结构40与迹线结构60可以同时形成在载板10上。

在另一实施例中，迹线结构60包括绝缘层62与多条迹线64，如图2B所示。多条迹线64形成在绝缘层62上，并且各迹线64的一端电连接重布线层24，另一端电连接重布线层44。迹线结构60的绝缘层62可以与第一重布线结构20与第二重布线结构40的绝缘层22与42同时形成。迹线结构60的多条迹线64是在第一重布线结构20与第二重布线结构40形成之后，才形成在绝缘层62上。迹线结构60的多条迹线64可以通过印刷、镀膜或压合的方式形成在载板10上。迹线64可以通过超音波热压或是共晶接合方式与重布线层24与44电连接。

请参照图1、图2A与图2B，包封层70覆盖在区R1上的第一重布线结构及元件30、区R2上的第二重布线结构40及元件50以及区R3上的迹线结构60。包封层70还侧向包封元件30与50。包封层70可以保护元件30与50，并且具有防水气的功能，以避免或减缓元件30与50受外界影响而改变其材料与电气等特性。在一实施例中，包封层70可为软性封装材。包封层70包括模制化合物(molding compound)、模制底部填料(molding underfill)、树脂(例如环氧树脂、压克力树脂)其组合或类似物。在一些实施例中，包封层70包括光敏材料，例如聚苯并恶唑、聚酰亚胺、苯环丁烯、其组合或类似物，其可使用曝光显影而图案化。在替代性实施例中，包封层70包括氮化物(如氮化硅)、氧化物(如氧化硅)、PSG、BSG、BPSG、其组合或类似物。包封层70的形成方法例如是先通过旋涂法、层压法、沉积法或类似方法在载板10上形成包封材料层，包封材料层包封住元件30的侧面及顶面。

在一实施例中，在区R1中，元件30a、30b、30c的杨氏系数为100GPa至200GPa之间，例如为165GPa。元件30a、30b、30c的高度范围例如是0.05mm至2.5mm。包封层70的杨氏系数的范围例如是0.05GPa至5GPa。在第一重布线结构20中，重布线层24的体积与绝缘层22的体积的比例范围例如是15％至85％。元件30的体积与包封层70的体积的比例范围例如是3％至30％。整个SiP结构(包含元件30a、30b、30c以及包封层70)的杨氏系数的范围例如是5GPa至85GPa。整个SiP结构的总厚度Tt1(即T3+T4)的范围为0.5mm至5.0mm。

在一实施例中，在区R2中，元件50的杨氏系数为165GPa，且高度低于元件30a。元件50的高度范围例如是0.05mm至2.5mm。包封层70的杨氏系数的范围例如是0.05GPa至5GPa。在第二重布线结构40中，重布线层44的体积与绝缘层42的体积的比例范围例如是25％至85％。元件50的体积与包封层70的体积的比例范围例如是2.0％至20％。整个FHE传感器结构(包含元件50以及包封层70)的杨氏系数的范围例如是10GPa至75GPa。整个FHE传感器结构的总厚度(第二重布线结构40的顶面至包封层70的顶面)Tt2范围例如是0.5mm至5.0mm。

在一实施例中，参照图2A，在区R3中，迹线结构60的杨氏系数为10GPa至50GPa。在迹线结构60中，迹线64的体积与绝缘层62的体积的比例范围例如是15％至50％。迹线64的高度H1范围例如是0.008mm至0.08mm。包封层70的杨氏系数的范围例如是0.05GPa至5GPa。区R3(迹线连接区)的总厚度(迹线结构60的顶面至包封层70的顶面)Tt3范围例如是0.5mm至5.0mm。

在一实施例中，参照图2B，在区R3中，迹线结构60的杨氏系数为10GPa至50GPa。在迹线结构60中，迹线64的体积与绝缘层62的体积的比例范围例如是15％至50％。迹线64的高度H1范围例如是0.008mm至0.08mm。包封层70的杨氏系数的范围例如是0.05GPa至5GPa。区R3(迹线连接区)的总厚度(绝缘层62的顶面至包封层70的顶面)Tt3范围例如是0.5mm至5.0mm。

在本实施例中，在元件30a、30b、30c以及元件50中，以元件30a的顶面30t的高度最高。当软性混合电子系统100a遭遇外力碰撞后，高度最高的元件30a所承受的应力最大，且可能因应力无法释放，而造成元件30a的内部电子元件的材料被破坏，因而导致元件功能异常。因此，本发明实施例将第一重布线结构20的顶面20t至元件30a的顶面30t之间的构件定义为软性混合电子系统100a的第一部分P1；并将元件30a的顶面30t至包封层70的顶面70t1之间的构件定义为软性混合电子系统100a的第二部分P2，通过第一部分P1与第二部分P2以及载板10以及第一重布线结构20的厚度、杨氏系数的改变与调整，来控制软性混合电子系统100a的机械强度。在此，所述的第一重布线结构20的顶面20t是指第一重布线结构20的最顶层的绝缘层22b的顶面。

第一部分P1具有第三厚度T3且具有第三杨氏系数Y3。第二部分P2具有第四厚度T4且具有第四杨氏系数Y4。第三厚度T3的范围例如是0.05mm至2.5mm。第三杨氏系数Y3的范围例如是5GPa至85GPa。第四厚度T4的范围例如是0.5mm至3.8mm。第四杨氏系数Y4的范围例如是0.05GPa至5.0GPa。

在一实施例中，将Y3/Y4的比例介于1.26至2.34之间；Y3/Y2的比例介于0.14至0.26之间；以及Y3/Y1的比例介于218.26至405.34之间。T3/T4的比例介于1.54至2.86之间；T3/T2的比例介于1.82至3.38之间；以及T3/T1的比例介于0.56至1.04之间。

在又一实施例中，Y3/Y4的比例介于1.62至1.98之间；Y3/Y2的比例介于0.18至0.22之间；以及Y3/Y1的比例介于280.62至342.98之间。T3/T4的比例介于1.98至2.42之间；T3/T2的比例介于2.34至2.86之间；以及T3/T1的比例介于0.72至0.88之间。

在另一实施例中，Y3/Y4为1.8左右；Y3/Y2为0.2左右；以及Y3/Y1为311.8左右。T3/T4为2.2左右；T3/T2为2.6左右；以及T3/T1为0.8左右。

通过改变与调整Y3/Y4、Y3/Y1、Y3/Y2、T3/T4、T3/T2以及T3/T1至上述范围，软性混合电子系统100a本身可以具有缓冲吸能的功效，并且可以提高软性混合电子系统100a的机械强度，而不需要在包封层70上方或是在载板10的下方额外增加耐冲击减震结构。改变与调整Y3/Y4、Y3/Y1、Y3/Y2、T3/T4、T3/T2以及T3/T1可以采用各种方式来达成。在一实施例中，通过改变与调整Y3/Y4、Y3/Y1、Y3/Y2、T3/T4、T3/T2以及T3/T1至上述范围，软性混合电子系统100a本身可缓冲并承受0.46至7J的外力冲击。

举例来说，当软性混合电子系统100a遭受0.46J至7J的外力冲击时，当Y3/Y4小于1.26时，虽能缓冲92至99％的冲击力，但系统可挠性的效果将会降低，例如曲率半径会由7.5mm增加至10mm，将不利于例如穿戴式装置的应用。当Y3/Y4大于2.34时，0.46J至7J的外加冲击力仅会缓冲至85至90％，剩余的10至15％的冲击力将会分布于系统内部或以热的形式扩散。此时，若当Y3/Y2小于0.14时、大于0.26时与当Y3/Y1小于218.26、大于405.34时，将会更进一步加速系统损害。

举例来说，当软性混合电子系统100a遭受0.46J至7J的外力冲击时，当T3/T4小于1.54时，虽能缓冲95至99％的冲击力，但系统可挠性的效果将会降低，例如曲率半径会由7.5mm增加至12mm，将不利于例如穿戴式装置的应用。当T3/T4大于2.86时，0.46J至7J的外加冲击力仅会缓冲至85至90％，剩余的10至15％的冲击力将会分布于系统内部或以热的形式扩散之。此时，若T3/T2小于1.86或大于3.38且T3/T1小于0.56或大于1.04时，将会更进一步加速系统损害。

软性混合电子系统可以有各种的构形或配置。在一实施例中，软性混合电子系统100b的载板10上包括区R1，但不包括区R2与R3，如图3所示。在另一实施例中，软性混合电子系统100c的载板10上包括区R1与R3，但不包括区R2，如图4所示。在又一实施例中，软性混合电子系统100d的载板10上包括区R1与R2，但不包括区R3，且区R1上的重布线层24与区R2上的重布线层44电连接，如图5所示。

在参照图3至图5的实施例中，在软性混合电子系统100b、100c以及100d中，除包封层70外，载板10上仍以元件30a的顶面30t的顶面最高。通过改变与调整Y3/Y4、Y3/Y1、Y3/Y2、T3/T4、T3/T2以及T3/T1，可以提高软性混合电子系统的机械强度，可以不需要在包封层70上或是在载板10的下方额外增加耐冲击减震结构。在一实施例中，Y3/Y4的比例介于1.26至2.34之间；Y3/Y2的比例介于0.14至0.26之间；以及Y3/Y1的比例介于218.26至405.34之间，T3/T4的比例介于1.54至2.86之间；T3/T2的比例介于1.82至3.38之间；以及T3/T1的比例介于0.56至1.04之间。在又一实施例中，Y3/Y4的比例介于1.62至1.98之间；Y3/Y2的比例介于0.18至0.22之间；以及Y3/Y1的比例介于280.62至342.98之间，T3/T4的比例介于1.98至2.42之间；T3/T2的比例介于2.34至2.86之间；以及T3/T1的比例介于0.72至0.88之间。在另一实施例中，Y3/Y4为1.8左右；Y3/Y2为0.2左右；以及Y3/Y1为311.8左右。T3/T4为2.2左右；T3/T2为2.6左右；以及T3/T1为0.8左右。

另一种软性混合电子系统100e，如图6所示，则是载板10上包括区R2与R3，但不包括区R1。此实施例中，区R2的载板10中具有电极72与74，因此以载板10以及位于载板10中的电极72与74的组合来取代区R1的载板10。亦即，将载板10和电极72与74的组合结构的厚度定义为T1，并且具有第一杨氏系数Y1。第一厚度T1的范围例如是1.25mm至3.12mm。第一杨氏系数Y1的范围例如是0.02GPa至0.27GPa。

此外，以第二重布线结构40来取代第一重布线结构20。亦即，第二重布线结构40的厚度为T2，并且具有第二杨氏系数Y2。第二厚度T2小于第一厚度T1，第二杨氏系数Y2大于第一杨氏系数Y1。第二厚度T2的范围例如是0.13mm至6.5mm，第二杨氏系数Y2的范围例如是25GPa至220GPa。

由于在载板10上已无元件30，因此以元件50代替元件30来规范各种厚度比例以及杨氏系数的比例。亦即，以元件50的顶面50t来取代元件30的顶面30t，以第二重布线结构40来取代第一重布线结构20，来定义第一部分P1与第二部分P2。

第二重布线结构40的顶面40t至元件50的顶面50t之间的构件定义为软性混合电子系统100e的第一部分P1；并将元件50的顶面50t至包封层70的顶面70t2之间的构件定义为软性混合电子系统100e的第二部分P2，通过第一部分P1与第二部分P2以及载板10以及第二重布线结构40的厚度、杨氏系数的改变与调整，来控制软性混合电子系统100e的机械强度。在此，所述的第二重布线结构40的顶面40t是指第二重布线结构40的最顶层的绝缘层42b的顶面。第一部分P1具有第三厚度T3且具有第三杨氏系数Y3。第二部分P2具有第四厚度T4且具有第四杨氏系数Y4。第三厚度T3的范围例如是0.05mm至2.5mm。第三杨氏系数Y3的范围例如是5GPa至85GPa。第四厚度T4的范围例如是0.5mm至3.8mm。第四杨氏系数Y4的范围例如是0.05GPa至5.0GPa。

在一实施例中，Y3/Y4的比例介于1.26至2.34之间；Y3/Y2的比例介于0.14至0.26之间；以及Y3/Y1的比例介于218.26至405.34之间，T3/T4的比例介于1.54至2.86之间；T3/T2的比例介于1.82至3.38之间；以及T3/T1的比例介于0.56至1.04之间。在又一实施例中，Y3/Y4的比例介于1.62至1.98之间；Y3/Y2的比例介于0.18至0.22之间；以及Y3/Y1的比例介于280.62至342.98之间，T3/T4的比例介于1.98至2.42之间；T3/T2的比例介于2.34至2.86之间；以及T3/T1的比例介于0.72至0.88之间。在另一实施例中，Y3/Y4为1.8左右；Y3/Y2为0.2左右；以及Y3/Y1为311.8左右。T3/T4为2.2左右；T3/T2为2.6左右；以及T3/T1为0.8左右。

通过改变与调整Y3/Y4、Y3/Y1、Y3/Y2、T3/T4、T3/T2以及T3/T1可以提高软性混合电子系统100e的机械强度，而不需要在包封层70的上方，或是在载板10的下方额外增加耐冲击减震结构。改变与调整Y3/Y4、Y3/Y1、Y3/Y2、T3/T4、T3/T2以及T3/T1可以采用各种方式来达成。在一实施例中，通过改变与调整Y3/Y4、Y3/Y1、Y3/Y2、T3/T4、T3/T2以及T3/T1至上述范围，软性混合电子系统100e本身可缓冲并承受0.46至7J的外力冲击。

举例来说，当软性混合电子系统100e遭受0.46J的外力冲击时，当Y3/Y4小于1.26时，虽能缓冲92至99％的冲击力，但系统可挠性的效果将会降低，例如曲率半径会由7.5mm增加至10mm，将不利于例如穿戴式装置的应用。当Y3/Y4大于2.34时，0.46J的外加冲击力仅会缓冲至85至90％，剩余的10至15％的冲击力将会分布于系统内部或以热的形式扩散之。此时，若Y3/Y2小于0.14或大于0.26且Y3/Y1小于218.26或大于405.34时，将会更进一步加速系统损害。

举例来说，当软性混合电子系统100e遭受0.46J的外力冲击时，当T3/T4小于1.54时，虽能缓冲95至99％的冲击力，但系统可挠性的效果将会降低，例如曲率半径会由7.5mm增加至12mm，将不利于例如穿戴式装置的应用。当T3/T4大于2.86时，0.46J的外加冲击力仅会缓冲至85至90％，剩余的10至15％的冲击力将会分布于系统内部或以热的形式扩散之。此时，若T3/T2小于1.86或大于3.38且T3/T1小于0.56或大于1.04时，将会更进一步加速系统损害。

举例来说，应用场域为车用的多功能座椅时(软性混合电子系统100e与之整合)，遭受5J的紧急剎车的后坐力冲击，当Y3/Y4小于1.26时，虽能缓冲85至90％的冲击力，但座椅舒适性的效果将会降低，有造成驾驶者受伤的虞虑产生。当Y3/Y4大于2.34时，5J的外加冲击力仅会缓冲至75至84％，剩余的25至16％的冲击力将会分布于系统内部或以热的形式扩散之。此时，若Y3/Y2小于0.14或大于0.26且Y3/Y1小于218.26或大于405.34时，将会更进一步加速系统损害。

当软性混合电子系统100a至100e的Y3/Y4、Y3/Y1、Y3/Y2、T3/T4、T3/T2以及T3/T1无法调整至上述范围时，可以在包封层70上或在包封层70之中额外增加耐冲击减震结构，如以下参照图7与图8的实施例所述。

请参照图7，软性混合电子系统100f的结构与软性混合电子系统100a相似，其差异点在于在包封层70之中插入耐冲击减震结构。也就是在包封层70的第一部分P1与第二部分P2之间插入耐冲击减震结构80。在一些实施例中，耐冲击减震结构80包括第一材料层81与第二材料层82，但不以此为限。第一材料层81覆盖在区R1上的部分包封层70a，并接触在区R1上的元件30a的顶面30t，并且第一材料层81还覆盖区R2及R3上的部分包封层(又可称为第一包封层)70a。

第一材料层81具有第一厚度T1’，并且具有第一杨氏系数Y1’。第二材料层82具有第二厚度T2’，并且具有第二杨氏系数Y2’。第二材料层82的第二厚度T2’小于第一材料层81的第一厚度T1’，第二杨氏系数Y2’大于第一杨氏系数Y1’。在一实施例中，第一厚度T1’的范围例如是1.25mm至3.12mm；第一杨氏系数Y1’的范围例如是0.02GPa至0.27GPa。第二厚度T2’的范围例如是0.13mm至6.5mm，第二杨氏系数Y2’的范围例如是25GPa至220GPa。

在一实施例中，第一材料层81的材料例如是硅胶、橡胶、丁二烯丙烯腈等聚合物。第二材料层82的材料可由不易变形硬物质组成，包含聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、金属、玻璃、不锈钢等材料。第一材料层81与第二材料层82可以依序分别形成在载板10上。在另一实施例中，第一材料层81与第二材料层82可以预先形成耐冲击减震结构80，再通过贴合的方式形成在包封层70a的表面以及元件30a的顶面30t上。

在耐冲击减震结构80形成之后，再形成剩余的部分包封层(又可称为第二包封层)70b。

在本实施例中，将第一重布线结构20的顶面20t至元件30a的顶面30t之间的构件定义为软性混合电子系统100f的第一部分P1；并将包封层70b定义为软性混合电子系统100f的第二部分P2，通过第一部分P1与第二部分P2以及耐冲击减震结构80的厚度、杨氏系数的改变与调整，来控制软性混合电子系统100f的机械强度。在此，所述的第一重布线结构20的顶面20t是指第一重布线结构20的最顶层的绝缘层22b的顶面。

第一部分P1具有第三厚度T3且具有第三杨氏系数Y3。第二部分P2具有第四厚度T4且具有第四杨氏系数Y4。第三厚度T3的范围例如是0.05mm至2.5mm。第三杨氏系数Y3的范围例如是5GPa至85GPa。第四厚度T4的范围例如是0.5mm至3.8mm。第四杨氏系数Y4的范围例如是0.05GPa至5.0GPa。

在一实施例中，Y3/Y4的比例介于1.26至2.34之间；Y3/Y2’的比例介于0.14至0.26之间；以及Y3/Y1’的比例介于218.26至405.34之间，T3/T4的比例介于1.54至2.86之间；T3/T2’的比例介于1.82至3.38之间；以及T3/T1’的比例介于0.56至1.04之间。在又一实施例中，Y3/Y4的比例介于1.62至1.98之间；Y3/Y2’的比例介于0.18至0.22之间；以及Y3/Y1’的比例介于280.62至342.98之间，T3/T4的比例介于1.98至2.42之间；T3/T2’的比例介于2.34至2.86之间；以及T3/T1’的比例介于0.72至0.88之间。在另一实施例中，Y3/Y4为1.8左右；Y3/Y2’为0.2左右；以及Y3/Y1’为311.8左右。T3/T4为2.2左右；T3/T2’为2.6左右；以及T3/T1’为0.8左右。

当软性混合电子系统100f的Y3/Y1、Y3/Y2、T3/T2以及T3/T1无法改变与调整适所需范围时，通过耐冲击减震结构80的设置，并改变与调整Y3/Y4、Y3/Y1’、Y3/Y2’、T3/T4、T3/T2’以及T3/T1’可以提高软性混合电子系统100f的机械强度。改变与调整Y3/Y4、Y3/Y1’、Y3/Y2’、T3/T4、T3/T2’以及T3/T1’可以采用各种方式来达成。

举例来说，当软性混合电子系统100f遭受0.46J的外力冲击时，当Y3/Y4小于1.26时，虽能缓冲92至99％的冲击力，但系统可挠性的效果将会降低，例如曲率半径会由7.5mm增加至10mm，将不利于例如穿戴式装置的应用。当Y3/Y4大于2.34时，0.46J的外加冲击力仅会缓冲至85至90％，剩余的10至15％的冲击力将会分布于系统内部或以热的形式扩散之。此时，若当Y3/Y2’小于0.14或大于0.26时且当Y3/Y1’小于218.26或大于405.34时，将会更进一步加速系统损害。当T3/T4大于2.86时，0.46J的外加冲击力仅会缓冲至85至90％，剩余的10至15％的冲击力将会分布于系统内部或以热的形式扩散之。此时，若T3/T2’小于1.86或大于3.38且T3/T1’小于0.56或大于1.04时，将会更进一步加速系统损害。

图8所示的软性混合电子系统100g与图7所示的软性混合电子系统100f相似，其差异在于省略了包封层(又可称为第二包封层)70b。软性混合电子系统100g可以应用在某些碰撞能量较低(例如0.46至1J的能量)或是碰撞可能性较低的场合，因此，不仅可以省略包封层也可达到冲击力缓冲的效果。

在一实施例中，Y3/Y2’的比例介于0.14至0.26之间；以及Y3/Y1’的比例介于218.26至405.34之间；T3/T2’的比例介于1.82至3.38之间；以及T3/T1’的比例介于0.56至1.04之间。在又一实施例中，Y3/Y2’的比例介于0.18至0.22之间；以及Y3/Y1’的比例介于280.62至342.98之间；T3/T2’的比例介于2.34至2.86之间；以及T3/T1’的比例介于0.72至0.88之间。在另一实施例中，Y3/Y2’为0.2左右；以及Y3/Y1’为311.8左右；T3/T2’为2.6左右；以及T3/T1’为0.8左右。

在以上的各实施例中，区R3的迹线结构60是以相似于图2A的迹线结构60来表示，然而，其也可以如图2B的迹线结构60。此外，在以上的实施例中，包封层70a可以是经过平坦化，如图7与图8所示。在其他实施例中，包封层70a可以是未经过平坦化，而具有高低起伏的表面。材料层81、82以及包封层70b可以共形地覆盖在包封层70a上(未示出)。

本发明的一实施例的通过改变与调整软性混合电子系统中各层的厚度与杨氏系数及其比例关系，可以使得软性混合电子系统本身即具有缓冲吸能的功效，并且可以提高本身的机械强度，而不需要额外增加耐冲击减震结构。本发明另一实施例，通过耐冲击减震结构的设置，并改变与调整软性混合电子系统中各层的厚度与杨氏系数及其比例关系，可以使得软性混合电子系统具有较大的机械强度并具有缓冲吸能的功效，减少或避免软性混合电子系统遭受外力撞击而遭受破坏或造成功能异常。

虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。