CN103227121A - 通过碳纳米管凸点实现玻璃覆晶封装的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通过碳纳米管凸点实现玻璃覆晶封装的方法，该方法的具体步骤为：在清洗干净的芯片上生长碳纳米管凸点；对步骤a所得碳纳米管凸点进行致密化处理；在步骤b所得碳纳米管凸点表面依次溅射Ti层和Au层，其中Ti层的厚度为20~50纳米，Au层的厚度为100纳米左右；将导电胶均匀的涂抹在ITO焊盘上，然后将步骤c所得ITO玻璃基板倒装在ITO焊盘上，键合压力根据凸点数目和尺寸确定（如实施例1中的键合压力可以在10~20N内），键合温度和保持时间根据所选导电胶的型号确定。本发明应用于玻璃覆晶封装（chip on glass,COG）中，使COG封装具有更强的电互联和机械互联。
Description
技术领域
本发明涉及一种玻璃覆晶封装的方法，特别是一种通过碳纳米管凸点实现玻璃覆晶封装的方法。
背景技术
移动电子产品和大屏幕显示器的普及，推动了低成本、高密度与海量化电子生产技术的快速发展。大尺寸电子产品如液晶显示器、液晶电视、等离子电视，中小尺寸电子产品如手机、数码相机、数码摄像机以及其它3C产品等都是以轻薄短小为发展趋势的，这就要求必需有高密度、小体积、能自由安装的新一代封装技术来满足以上需求。而玻璃覆晶封装正是在这样的背景下迅速发展壮大，成为液晶、等离子等平板显示器的驱动芯片的一种主要封装形式，进而成为这些显示模组的重要组成部分。同时，配合导电胶封装技术，其应用领域正在迅速扩大，在无线射频识别、医疗电子器械、移动个人电子产品和其他微型电子产品中均得到了应用。
在硅芯片上制作金凸点的方法有电镀法和钉头法等。由于电镀法制作的金凸点具有I/O端数多和尺寸小等优点，因此电镀法制作的金凸点广泛应用于玻璃覆晶封装互联中。但电镀法制作金凸点时需要溅射凸点下金属（under bump metallization, UBM）作为电镀的种子层，其制作工艺复杂，而且金的价格较高，因此采用金凸点的成本较高。
碳纳米管(Carbon Nanotube, CNT)由于其特殊的结构和性质已经成功应用于许多领域。首先其轴向热导率非常高，可以达到1750-5800W/mk，T. Iwai等已经成功的将碳纳米管凸点应用于倒装芯片的高功率放大器中；其次，金属化的碳纳米管在轴向有高的导电率。B.Q.Wei等测量一根直径为8.6nm长为2.6μm的多壁碳纳米管的电阻值为2.4kΩ，可承载的电流密度为1.8×1010A/cm2。此外，CNTs有超强的力学性能，杨氏模量高达1-1.4TPa，抗拉强度在50GPa以上，这些独特的机械性能可以提高封装的可靠性。CNTs可以通过化学气相沉积法精确的生长出垂直的小尺寸图案，使其可以应用于高密度封装互联。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种通过碳纳米管凸点代替金凸点来实现玻璃覆晶封装的互联，以简化凸点制作工艺降低成本和提高封装密度。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
一种通过碳纳米管凸点实现玻璃覆晶封装的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：
a. 在清洗干净的芯片上制备碳纳米管凸点；
b. 对步骤a所制备的碳纳米管凸点进行致密化处理；
c. 在步骤c所得的碳纳米管凸点表面依次溅射厚度为20~50纳米的钛层和90~110纳米的金层；
d. 将导电胶均匀的涂膜在ITO焊盘上，然后将步骤c所得的制备有碳纳米管凸点的芯片倒装在ITO玻璃基板上。
上述所制备的碳纳米管凸点，根据实际需要制作成截面为圆形或者矩形，凸点之间的间距不大于20微米。
本发明通过碳纳米管凸点代替金凸点来实现玻璃覆晶封装的互联，以简化凸点制作工艺降低成本和提高封装密度。
附图说明
图1 实施例1中所用碳纳米管凸点的扫描电子显微镜（SEM）照片图；
图2 实施例1中玻璃覆晶封装样品实物结构图；
图3实施例1中玻璃覆晶封装样品的线路的电流-电压曲线图；
图4实施例1中玻璃覆晶封装样品的线路+碳纳米管凸点的电流-电压曲线图；
图5 实施例1中两个样品的剪切力图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细描述。本实施例中所采用的碳纳米管凸点制备方法请参见中国专利《碳纳米管凸点的制备方法》（专利号：ZL 2010 1 0219890.7），本实施例中所采用的致密化处理的方法，请参见中国专利《碳纳米管簇的干法致密化方法》（专利号：ZL 2010 1 021218.5）。
实施例1
本实施例中，将各向异性导电胶用于碳纳米管凸点互联的玻璃覆晶封装，具体步骤如下：
1. 分别清洗尺寸为5mm×5mm的芯片和25mm×25mm ITO玻璃基板，清洗步骤：首先放入丙酮溶液中进行超声清洗3分钟，然后用去离子水超声清洗3分钟；
2. 在清洗后的芯片中间生长4×4的碳纳米管簇阵列，然后进行致密化处理得到直径为100μm，高度为400μm，间距为1mm的碳纳米管凸点阵列，最后采用溅射法在表面分别溅射厚度为50nm的Ti和厚度为100nm的Au；
3. 将各向异性导电胶均匀的涂抹在ITO焊盘上，然后将长有碳纳米管凸点的芯片倒装在ITO玻璃基板上，键合压力为16N，键合时的温度为170℃，保持时间为7~8秒；
参见图3、图4和图5，对实施例1中样品的电学测试结果分析可知样品具有良好的电学性能，且碳纳米管凸点的电阻值小于0.4欧姆。对样品进行剪切分析可知其剪切力可达9.3Kg，说明在玻璃覆晶封装中使用碳纳米管凸点具有良好的力学性能。
Claims (2)
1.一种通过碳纳米管凸点实现玻璃覆晶封装的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：
a. 在清洗干净的芯片上制备碳纳米管凸点；
b. 对步骤a所制备的碳纳米管凸点进行致密化处理；
c. 在步骤c所得的碳纳米管凸点表面依次溅射厚度为20~50纳米的钛层和90~110纳米的金层；
d. 将导电胶均匀的涂膜在ITO焊盘上，然后将步骤c所得的制备有碳纳米管凸点的芯片倒装在ITO玻璃基板上。
2.根据权利要求1所述的通过碳纳米管凸点实现玻璃覆晶封装的方法，其特征在于上述所制备的碳纳米管凸点，根据实际需要制作成截面为圆形或者矩形，凸点之间的间距不大于20微米。
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