CN112951874A - 一种提高micro-led柔性与互连可靠性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种提高micro‑led柔性与互连可靠性的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将一个Micro‑led大阵列中的像素点划分为多个Micro‑led小阵列，其中，每个像素点对应一个金属凸点，每个小阵列的凸点通过得重布线技术在电路上互相连通；步骤2：将Micro‑led与CMOS进行倒装互连，其中，一个Micro‑led小阵列与一个CMOS像素点互连。本发明将一组Micro‑led小阵列与一个CMOS像素点进行互连，即一种1对n的互连方式，使这一小阵列中只要有一个金属凸点与CMOS像素点实现导通即可点亮这一小阵列内所有Micro‑led像素点。更好地实现柔性显示，同时提高了金属凸点倒装工艺的可靠性，保障了Micro‑led器件显示的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及micro-led金属凸点倒装互连技术领域，特别涉及一种提高micro-led柔性与互连可靠性的方法。
背景技术
Micro-led即微型发光二极管，LED微缩化和矩阵化技术。在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列，LED显示屏每一个点像素可定址、单独驱动点亮，这一技术的发展应用可极大程度上的提高LED设备的分辨率。
Micro-led一般由LED芯片和驱动基板集成互连而成。首先在LED芯片上制作金属凸点，在驱动基板上制作对应的UBM(焊点下金属层)，再通过倒装焊接技术，
Micro-led需要将每一个像素点与CMOS基板实现互连从而实现整体芯片的点亮，互连的方式主要有金属凸点倒装互连和引线键合两种，由于倒装互连技术所需封装体积较小，为了实现Micro-led的小型化和精密化，倒装技术成为现在研究发展的重点方向，但由于技术的限制，高密度凸点在受热加压的情况下容易发生膨胀变形，导致互连失效，因此，现阶段10微米及以下的金属凸点倒装技术难以达到较高的良率。
发明内容
本发明提供了一种提高micro-led柔性与互连可靠性的方法，其目的是为了提高micro-led倒装互连的可靠性和micro-led设备的柔性化显示，同时，实现微小尺寸的金属凸点倒装互连。
为了达到上述目的，本发明提供了一种提高micro-led柔性与互连可靠性的方法，包括以下步骤：
步骤1：将一个Micro-led大阵列中的像素点划分为多个Micro-led小阵列，其中，每个像素点对应一个金属凸点，每个小阵列的凸点通过重布线技术在电路上互相连通。
步骤2：将Micro-led与CMOS进行倒装互连，其中，一个Micro-led小阵列与一个CMOS像素点互连。
优选地，所述Micro-led小阵列为AXB阵列，所述A，B为大于等于1的整数。
优选地，所述AXB阵列中，A＝3、4、5，B＝3、4、5。
优选地，所述像素点的边长为10～200μm。
优选地，所述Micro-led小阵列边长为10～600μm。
优选地，所述金属凸点为Micro-led芯片上生长金属铜、金、锡、铟中的一种或几种而得。
优选地，所述凸点之间的间距为10～20um。
优选地，所述一个Micro-led小阵列与一个CMOS像素点面积相同。
优选地，所述步骤2中，倒装互连方式为热压焊。
优选地，所述热压焊的温度为80～320℃，压力：1～20g/个凸点，压力作用时间为10～120s。
本发明的上述方案有如下的有益效果：
本发明将Micro-led像素点划分为合适大小的小阵列后，通过重布线使每个小阵列内的像素点互相连通，将一组Micro-led小阵列与一个CMOS像素点进行互连，即一种1对n的互连方式，n＝1、2、3…，根据现阶段金属凸点热压焊的互连工艺极限决定n的数值，在满足微小尺寸金属凸点互连可靠性的前提下，最终可实现n＝1的理想互连。即这一小阵列中只要有一个像素点与CMOS像素点实现导通即可点亮这一小阵列中所有Micro-led像素点，最小可实现边长为10μm的Micro-led像素点一对一与同等大小CMOS像素点互连导通。
相比于与阵列同等大小的单个Micro-led像素点，由小阵列组成的Micro-led显示屏可以单个像素点为单位更好地实现柔性显示，同时提高了金属凸点倒装工艺的可靠性，保障了Micro-led器件显示的稳定性。
附图说明
图1为本发明的Micro-led芯片互连结构示意图；
图2为本发明的CMOS芯片互连结构示意图；
图3为本发明的Micro-led芯片与CMOS芯片倒装结构示意图；
图4为传统倒装结构示意图。
【附图标记说明】
1-Micro-led小阵列；2-Micro-led像素点；3-金属凸点；4-CMOS像素点。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
实施例1
将一个Micro-led大阵列按照3X3(行X列)个像素点为一组划分为多个Micro-led小阵列1，如图1所示，3X3 Micro-led小阵列1，即9个Micro-led像素点2为一个小阵列，其中，3X3 Micro-led小阵列边长为36μm，Micro-led像素点2边长在10μm，每个Micro-led像素点2中有一个金属凸点3；金属凸点3由在Micro-led芯片上生长金属铜而得，并在金属凸点3下方通过重布线技术使这一组Micro-led小阵列1在电路上达成互相连通(在晶圆表面沉积金属层和介质层并形成相应的金属布线图形，来对芯片的I/O端口进行重新布局，达到Micro-led小阵列中像素点互相连通的目的)；
通过热压焊的方式将Micro-led芯片与CMOS芯片倒装互连，如3图所示，热压焊温度为80℃，压力为10g/个凸点，压力作用时间为10s。每一组Micro-led小阵列1与一个与Micro-led小阵列1同等大小的CMOS像素点4互连，每个CMOS像素点4上连接3X3个金属凸点，即一种1对9的互连方式，每一个小阵列中只要有一个金属凸点3与CMOS像素点4实现导通即可点亮这一小阵列中的所有Micro-led像素点2，并且由于一个Micro-led小阵列1由多个Micro-led像素点2组成，相比于与小阵列同等大小的单个Micro-led像素点，由阵列组成的Micro-led显示屏可以更好地实现柔性显示。
实施例2
将一个Micro-led大阵列按照5X5(行X列)个像素点为一组划分为多个Micro-led小阵列1，5X5 Micro-led小阵列1，即25个Micro-led像素点2为一个小阵列，其中，5X5Micro-led小阵列边长为62μm，Micro-led像素点2边长在10μm，每个Micro-led像素点2中有一个金属凸点3；金属凸点3由在Micro-led芯片上生长金属铜而得，并在金属凸点3下方通过重布线技术使这一组Micro-led小阵列1在电路上达成互相连通；
通过热压焊的方式将Micro-led芯片与CMOS芯片倒装互连，热压焊温度为120℃，压力为1g/个凸点，压力作用时间为1s。每一组Micro-led小阵列1与一个与Micro-led小阵列1同等大小的CMOS像素点4互连，每个CMOS像素点4上连接5X5个金属凸点，即一种1对25的互连方式，每一个小阵列中只要有一个金属凸点3与CMOS像素点4实现导通即可点亮这一小阵列中的所有Micro-led像素点2，并且由于一个Micro-led小阵列1由多个Micro-led像素点2组成，相比于与小阵列同等大小的单个Micro-led像素点，由阵列组成的Micro-led显示屏可以更好地实现柔性显示。
实施例3
将一个Micro-led大阵列按照2X2(行X列)个像素点为一组划分为多个Micro-led小阵列1，2X2 Micro-led小阵列1，即4个Micro-led像素点2为一个小阵列，其中，2X2Micro-led小阵列边长为23μm，Micro-led像素点2边长在10μm，每个Micro-led像素点2中有一个金属凸点3；金属凸点3由在Micro-led芯片上生长金属铜而得，并在金属凸点3下方通过重布线技术使这一组Micro-led小阵列1在电路上达成互相连通；
通过热压焊的方式将Micro-led芯片与CMOS芯片倒装互连，热压焊温度为100℃，压力为5g/个凸点，压力作用时间为5s。每一组Micro-led小阵列1与一个与Micro-led小阵列1同等大小的CMOS像素点4互连，每个CMOS像素点4上连接2X2个金属凸点，即一种1对4的互连方式，每一个小阵列中只要有一个金属凸点3与CMOS像素点4实现导通即可点亮这一小阵列中的所有Micro-led像素点2，并且由于一个Micro-led小阵列1由多个Micro-led像素点2组成，相比于与小阵列同等大小的单个Micro-led像素点，由阵列组成的Micro-led显示屏可以更好地实现柔性显示。
对比例1
如图4所示，使用方式进行倒装互连。一个CMOS像素点连接一个金属凸点，该方法可靠性并在，且很难实现柔性显示。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种提高micro-led柔性与互连可靠性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将一个Micro-led大阵列中的像素点划分为多个Micro-led小阵列，其中，每个像素点对应一个金属凸点，每个小阵列的凸点通过得重布线技术在电路上互相连通；
步骤2：将Micro-led与CMOS进行倒装互连，其中，一个Micro-led小阵列与一个CMOS像素点互连。
2.根据权利要求1所述的提高micro-led柔性与互连可靠性的方法，其特征在于，所述Micro-led小阵列为AXB阵列，所述A，B为大于等于1的整数。
3.根据权利要求2所述的提高micro-led柔性与互连可靠性的方法，其特征在于，所述AXB阵列中，A＝3、4、5，B＝3、4、5。
4.根据权利要求1所述的提高micro-led柔性与互连可靠性的方法，其特征在于，所述像素点的边长为10～200μm。
5.根据权利要求1所述的提高micro-led柔性与互连可靠性的方法，其特征在于，所述Micro-led小阵列边长为10～600μm。
6.根据权利要求1所述的提高micro-led柔性与互连可靠性的方法，其特征在于，所述金属凸点为Micro-led芯片上生长金属铜、金、锡、铟中的一种或几种而得。
7.根据权利要求1所述的提高micro-led柔性与互连可靠性的方法，其特征在于，所述凸点之间的间距为10～20um。
8.根据权利要求1所述的提高micro-led柔性与互连可靠性的方法，其特征在于，所述一个Micro-led小阵列与一个CMOS像素点面积相同。
9.根据权利要求1所述的提高micro-led柔性与互连可靠性的方法，其特征在于，所述步骤2中，倒装互连方式为热压焊。
10.根据权利要求9所述的提高micro-led柔性与互连可靠性的方法，其特征在于，所述热压焊的温度为80～320℃，压力：1～20g/个凸点，压力作用时间为10～120s。
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