CN100489630C - 导电凸块和显示面板 - Google Patents
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Abstract
一种显示面板，包括一基板、一薄膜晶体管、一电极垫、一芯片及一各向异性导电膜。薄膜晶体管及电极垫皆形成于基板上，电极垫与薄膜晶体管电连接。芯片包括一硅基板及一导电凸块，硅基板的表面具有一接垫。导电凸块包括一球底金属层、一中介层及一导电层，球底金属层形成于接垫上。中介层形成于球底金属层上，并具有至少一开口。导电层形成于中介层上，并填满此开口。导电层透过球底金属层与接垫电连接，导电层的表面具有至少一对应于开口的凹口。各向异性导电膜用以黏接芯片及基板，并具有多个导电颗粒。部分的各向异性导电膜填满凹口，且部分的导电颗粒被凹口捕捉，使得导电层透过导电颗粒与电极垫电连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种显示面板，特别是涉及一种在芯片及基板透过各向异性导电膜(anisotropic conductive film，ACF)接合时以具有凹口的导电凸块捕捉各向异性导电膜中的部分的导电颗粒(conductive particles)的显示面板。
背景技术
一些现有的电子装置中，元件及主体电路间的连接是透过各向异性导电膜(anisotropic conductive film，ACF)来进行，例如驱动芯片就是利用各向异性导电膜与显示面板电连接。其中，各向异性导电膜是以非导电性的合成树脂及导电颗粒(conductive particles)混合而成，而导电颗粒的中央部分为聚合物，且聚合物的外表包覆一层金属导体，如金、镍、锡等。各向异性导电膜常被用于平面显示器的工艺中，而驱动芯片与显示面板的接合技术至少包括玻璃黏晶技术(chip on glass，COG)及薄膜黏晶技术(chip on film)。玻璃黏晶技术将驱动芯片直接与显示面板的玻璃基板接合，且薄膜黏晶技术先将驱动芯片接合至一载具上，再以此具有驱动芯片的载具与玻璃基板接合。
请参照图1，其绘示乃传统的液晶显示面板的部分剖面图。在图1中，液晶显示面板5包括玻璃基板6及7、框胶8、薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)9、像素电极9a、液晶层10、电极垫11、芯片12及各向异性导电膜11。玻璃基板6及7透过框胶8结合而平行设置，液晶层10密封于玻璃基板6及7之间中，并具有多个液晶分子10a。薄膜晶体管9、像素电极9a及电极垫11形成于玻璃基板9上，而电极垫11与薄膜晶体管9的栅极电连接，且像素电极9a与薄膜晶体管9的源极或漏极电连接。
芯片12包括一硅基板13、一导电凸块17及一覆层19，硅基板13的表面具有一接垫14。导电凸块17包括一球底金属层(under bump metallurgy，UBM)15及一导电层16，球底金属层15形成于接垫14上，导电层16形成于球底金属层15上，并具有一面向电极垫11的平整表面16a。覆层19形成于硅基板13的表面上，并覆盖接垫14的边缘，以暴露部分的导电层16。
各向异性导电膜18用以黏接芯片12及基板6，并具有多个导电颗粒18a。当芯片12以COG技术沿着-z方向与玻璃基板6热压合时，各向异性导电膜18容易随着芯片12的下压而往±x方向溢出。此时，各向异性导电膜18的往外流动将会带走部分的导电颗粒18a，导致滞留于导电层16的平整表面16a及电极垫11之间的导电颗粒18a的数目变少。如此一来，若用以电连接导电凸块17及电极垫11的导电颗粒18a的数目过少时，将会增加导电凸块17及电极垫11之间的导通阻抗，影响液晶显示面板5的显示品质甚巨。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种显示面板，其以具有开口的中介层或具有凹口的球底金属层(under bump metallurgy，UBM)使其上的导电层的表面具有凹口的设计，可以在芯片及基板透过各向异性导电膜接合时容纳部分的各向异性导电膜(anisotropic conductive film，ACF)，且捕捉部分的导电颗粒(conductive particles)，确实提升了导电凸块对于导电颗粒的捕捉率。如此一来，不仅可以增加用以电连接导电凸块及电极垫的导电颗粒的数目，更可降低导电凸块及电极垫之间的导通阻抗，大大地提升显示面板的显示品质。
根据本发明的目的，提出一种显示面板，包括一基板、一薄膜晶体管(thinfilm transistor，TFT)、一电极垫、一芯片及一各向异性导电膜。薄膜晶体管及电极垫皆形成于基板上，电极垫与薄膜晶体管电连接。芯片包括一硅基板及一导电凸块，硅基板的表面具有一接垫。导电凸块包括一球底金属层、一中介层及一导电层，球底金属层形成于接垫上。中介层形成于球底金属层上，并具有至少一开口。导电层形成于中介层上，并填满此开口。导电层透过球底金属层与接垫电连接，导电层的表面具有至少一对应于开口的凹口。各向异性导电膜用以黏接芯片及基板，并具有多个导电颗粒。部分的各向异性导电膜填满凹口，且部分的导电颗粒被凹口捕捉，使得导电层透过导电颗粒与电极垫电连接。
根据本发明的再一目的，提出一种显示面板，包括一基板、一薄膜晶体管、一电极垫、一芯片及一各向异性导电膜。薄膜晶体管及电极垫皆形成于基板上，电极垫与薄膜晶体管电连接。芯片包括一硅基板及一导电凸块，硅基板的表面具有一接垫。导电凸块包括一球底金属层及一导电层，球底金属层形成于接垫上，并具有第一凹口。导电层透过球底金属层与接垫电连接，并填满第一凹口，导电层的表面具有至少一对应于第一凹口的第二凹口。各向异性导电膜用以黏接芯片及基板，并具有多个导电颗粒。部分的各向异性导电膜填满第二凹口，且部分的导电颗粒被第二凹口捕捉，使得导电层透过导电颗粒与电极垫电连接。
为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，以下配合附图以及优选实施例，以更详细地说明本发明。
附图说明
图1绘示传统的液晶显示面板的部分剖面图。
图2绘示本发明的实施例一的显示面板的部分剖面图。
图3绘示本发明的实施例二的显示面板的部分剖面图。
简单符号说明
5：液晶显示面板 6、7：玻璃基板
8、23：框胶 9、25：薄膜晶体管
9a、25a：像素电极 10、24：液晶层
10a、24a：液晶分子 12、26、36：芯片
13、27：硅基板 14、33：接垫
15、28、38：球底金属层 16、31、41：导电层
16a：平整表面 17、35、45：导电凸块
18、32：各向异性导电膜 18a、32a：导电颗粒
19、29：钝化层 20、30：显示面板
21、22：基板 30：中介层
30a：开口 31a：凹口
31b、41b：表面 34：电极垫
38a：第一凹口 41a：第二凹口
具体实施方式
实施例一
请参照图2，其绘示乃本发明的实施例一的显示面板的部分剖面图。在图2中，显示面板20包括基板21、一薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)25、一电极垫34、一芯片26及一各向异性导电膜(anisotropic conductive film，ACF)32。薄膜晶体管25及电极垫34皆形成于基板21上，电极垫34与薄膜晶体管25电连接，例如电极垫34与薄膜晶体管25的栅极电连接。显示面板20包含液晶显示面板(liquid crystal display panel，LCD panel)及有机发光二极管(organic light emitting diode，OLED)显示面板，在本实施例中，显示面板20例如是液晶显示面板，且还包括基板22、框胶23、一像素电极25a及液晶层24，基板22透过框胶23与基板21接合且平行设置，液晶层24密封于基板21及22之间中，并具有多个液晶分子24a。此外，像素电极25a与薄膜晶体管25电连接，例如像素电极25a与薄膜晶体管25的源极或漏极电连接。
芯片26包括一硅基板27及一导电凸块35，硅基板27的表面具有一接垫33。导电凸块35以凸块工艺形成于接垫33上，并包括一球底金属层(underbump metallurgy，UBM)28、一中介层30及一导电层31。球底金属层28形成于接垫33上，并与接垫33电连接。中介层30形成于球底金属层28上，并具有至少一用以暴露部分的球底金属层28的表面的开口30a，如三个开口，使得球底金属层28及中介层30俨然具有高低落差的表面。导电层31形成于中介层上30，并填满开口30a，导电层31至少透过球底金属层28与接垫33电连接。由于中介层30具有开口30a，使得导电层31面向电极垫34的表面31b自然而然地具有至少一对应于开口的凹口31a，如三个凹口。因此，导电凸块35面向电极垫34的表面31b具有高低落差的起伏分布。
各向异性导电膜32用以黏接芯片26及基板21，并具有多个导电颗粒(conductive particles)32a。当芯片26透过各向异性导电膜32沿着-z方向和基板21热压合时，即使芯片26的下压会致使各向异性导电膜32往±x方向溢出，但由于导电凸块35面向电极垫34的表面31b具有凹口31a，导致部分的各向异性导电膜32往凹口31a流动而填满凹口31a。因此，部分的导电颗粒32a俨然如同被凹口31a捕捉般地留在凹口31a中，使得导电层31透过导电颗粒32a与电极垫34电连接。
如此一来，不仅可以增加用以电连接导电凸块35及电极垫34的导电颗粒32a的数目，更可降低导电凸块35及电极垫34之间的导通阻抗，大大地提升显示面板20的显示品质。
然而，所属技术领域中的普通技术人员皆可以明了本实施例的技术并不局限在此，例如，凹口31a的深度小于导电颗粒32a的直径，优选地，凹口31a的深度等于或小于2/3倍的导电颗粒32a的直径。此外，中介层30包含金属、金属合金、有机材料、高分子材料或绝缘材料，如金、铝、金铝合金、光致抗蚀剂或聚亚酰胺(polyimide)。又如图2所示，芯片26还包括一钝化层29，钝化层29形成于硅基板27的表面上，并覆盖接垫33的边缘，以暴露部分的导电层31。其中，钝化层29的厚度大于或等于球底金属层28及中介层30的厚度和。接垫33及导电层31包含金属或金属合金，如金、铝或金铝合金，球底金属层28包含钨化钛(titanium tungsten，TiW)。
另外，基板21及22包含玻璃基板、绝缘基板或塑料基板，电极垫34包含金属、金属合金、铟锡氧化物(indium tin oxide，ITO)或铟锌氧化物(indium zinc oxide，IZO)。至于电极垫34与薄膜晶体管34的连接方式，电极垫34可透过以金属一(metal1)及金属二(metal 2)形成薄膜晶体管25的工艺与薄膜晶体管25电连接。或者是，电极垫34可透过以铟锡氧化物或铟锌氧化物形成像素电极25a的工艺与薄膜晶体管25电连接。
实施例二
请参照图3，其绘示乃本发明的实施例二的显示面板的部分剖面图。本实施例的显示面板30与实施例一的显示面板20不同之处在于芯片36，本实施例的芯片36与实施例一的芯片26不同之处在于导电凸块45。至于其它相同的构成要件继续沿用标号，并不再赘述。
在图3中，导电凸块45包括一球底金属层38及一导电层41。球底金属层38形成于接垫33上，并具有至少一第一凹口38a，如三个第一凹口，使得球底金属层38具有高低落差的表面。导电层41形成于球底金属层38上，并填满第一凹口38a，导电层41透过球底金属层38与接垫33电连接。由于球底金属层38具有第一凹口38a，使得导电层41面向电极垫34的表面41b自然而然地具有至少一对应于第一凹口38a的第二凹口41a，如三个第二凹口。因此，导电凸块41面向电极垫34的表面41b具有高低落差的起伏分布。
当芯片36透过各向异性导电膜32沿着-z方向和基板21热压合时即使即使芯片36的下压会致使各向异性导电膜32往±x方向溢出，但由于导电凸块41面向电极垫34的表面41b具有第二凹口41a，导致部分的各向异性导电膜32往凹口41a流动而填满凹口41a。因此，部分的导电颗粒32a俨然如同被凹口41a捕捉般地留在凹口41a中，使得导电层41透过导电颗粒32a与电极垫34电连接。
如此一来，不仅可以增加用以电连接导电凸块45及电极垫34的导电颗粒32a的数目，更可降低导电凸块45及电极垫34之间的导通阻抗，大大地提升显示面板30的显示品质。
然本实施例所属技术领域中具有通常知识者皆可以明了本实施例的技术并不局限在此，例如，第二凹口41a的深度小于导电颗粒32a的直径，优选地，凹口41a的深度等于或小于2/3倍的导电颗粒32a的直径。此外，芯片36上的钝化层29的厚度大于或等于球底金属层28的最大厚度。另外，导电层41包含金属或金属合金，如金、铝或金铝合金，球底金属层28包含钨化钛。
本发明上述实施例所揭露的显示面板，其以具有开口的中介层或具有凹口的球底金属层使其上的导电层的表面具有凹口的设计，可以在芯片及基板透过各向异性导电膜接合时容纳部分的各向异性导电膜，且捕捉部分的导电颗粒，确实提升了导电凸块对于导电颗粒的捕捉率。如此一来，不仅可以增加用以电连接导电凸块及电极垫的导电颗粒的数目，更可降低导电凸块及电极垫之间的导通阻抗，大大地提升显示面板的显示品质。
虽然本发明以优选实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以后附的权利要求所界定者为准。
Claims (10)
1.一种导电凸块，设置于一芯片的表面的一接垫上，该导电凸块包括：
一球底金属层，形成于该接垫上；以及
一中介层，形成于该球底金属层上，并具有至少一开口，该开口暴露部分的该球底金属层；
一导电层，形成于该中介层上，并填满该开口，该导电层透过该球底金属层与该接垫电连接，其中，该导电层的表面具有至少一对应于该开口的凹口，
其中该芯片的表面具有一钝化层，该钝化层覆盖该接垫的边缘，以暴露部分的该导电层，其中，该钝化层的厚度大于或等于该球底金属层及该中介层的厚度和。
2.如权利要求1所述的导电凸块，其中该中介层包含金属、金属合金、有机材料、高分子材料、聚亚酰胺或绝缘材料。
3.一种导电凸块，设置于一芯片的表面的一接垫上，该导电凸块包括：
一球底金属层，形成于该接垫上，并具有至少一第一凹口；以及
一导电层，形成于该球底金属层上，并填满该第一凹口，该导电层透过该球底金属层与该接垫电连接，其中，该导电层的表面具有至少一对应于该第一凹口的第二凹口。
4.如权利要求3所述的导电凸块，其中该芯片的表面具有一钝化层，该钝化层覆盖该接垫的边缘，以暴露部分的该导电层，其中，该钝化层的厚度大于或等于该球底金属层的最大厚度。
5.一种显示面板，包括：
一基板；
一薄膜晶体管，形成于该基板上；
一电极垫，形成于该基板上，并与该薄膜晶体管电连接；
一芯片，包括：
一硅基板，其表面具有一接垫；
一导电凸块，包括：
一球底金属层，形成于该接垫上；
一中介层，形成于该球底金属层上，并具有至少一开口，该开口暴露部分的该球底金属层的表面；及
一导电层，形成于该中介层上，并填满该开口，该导电层透过该球底金属层与该接垫电连接，该导电层的表面具有至少一对应于该开口的凹口；及
一钝化层，形成于该硅基板的表面上，并覆盖该接垫的边缘，以暴露部分的该导电层，其中，该钝化层的厚度大于或等于该球底金属层及该中介层的厚度和；以及
一各向异性导电膜，用以黏接该芯片及该基板，并具有多个导电颗粒，部分的该各向异性导电膜填满该凹口，且部分的该些导电颗粒被该凹口捕捉，使得该导电层透过该些导电颗粒与该电极垫电连接。
6.如权利要求5所述的显示面板，其中该中介层包含金属、金属合金、有机材料、高分子材料、聚亚酰胺或绝缘材料。
7.如权利要求5所述的显示面板，其中该凹口的深度小于各该导电颗粒的直径。
8.一种显示面板，包括：
一基板；
一薄膜晶体管，形成于该基板上；
一电极垫，形成于该基板上，并与该薄膜晶体管电连接；
一芯片，包括：
一硅基板，其表面具有一接垫；及
一导电凸块，包括：
一球底金属层，形成于该接垫上，并具有至少一第一凹口；及
一导电层，形成于该球底金属层上，并填满该第一凹口，该导电层透过该球底金属层与该接垫电连接，该导电层的表面具有至少一对应于该第一凹口的第二凹口；以及
一各向异性导电膜，用以黏接该芯片及该基板，并具有多个导电颗粒，部分的该各向异性导电膜填满该第二凹口，且部分的该些导电颗粒被该第二凹口捕捉，使得该导电层透过该些导电颗粒与该电极垫电连接。
9.如权利要求8所述的显示面板，其中该芯片还包括：
一钝化层，形成于该硅基板的表面上，并覆盖该接垫的边缘，以暴露部分的该导电层，其中，该钝化层的厚度大于或等于该球底金属层的最大厚度。
10.如权利要求8所述的显示面板，其中该第二凹口的深度小于各该导电颗粒的直径。
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