CN1844974A - 显示器构装结构及其方法 - Google Patents

Abstract

一种显示器构装结构，包含有一第一电子元件、一第二电子元件与一导电接合结构，该导电接合结构包括有复数个凸块与复数根竖杆，其中该些凸块呈间隔设置且与该第一电子元件电性连接，该些竖杆与该第二电子元件电性连接，利用该些竖杆穿入对应的凸块内部，以便达成将该第一电子元件与该第二电子元件电性连接的目的，另外，该第一电子元件与该第二电子元件之间置设有一非导电性的接着材料，使得该第一电子元件与该第二电子元件形成固接。

Description

显示器构装结构及其方法

技术领域

本发明是有关一种显示器的电性连接结构，尤其是一种以穿刺方式达成二个电子元件间的导电接合结构。

背景技术

请参阅图1所示，是揭示一般的液晶显示器的驱动IC 1与导电面板2间以异方向性导电胶3(Anisotropic Conductive Film，ACF)做为电性导通接合使用，其中：

该驱动IC 1在一侧设有一铝层1a及于该铝层1a上形成有复数个间隔设置的金凸块1b(Gold bump)，该些金凸块1b即是构成驱动IC 1的输入/出控制线路，受制于现行制程，各该些金凸1b的最小宽度a(或称线宽)约在20μm左右，且二相邻的金凸块1b间的最短间距b(或称线距)约在10μm左右；

该导电面板2包括一基板2a、复数ITO电极2b(ITO electode)与复数铬(Cr)层2c，该些ITO电极2b是形成于该基板2a且呈间隔设置，该些铬(Cr)层2c各别形成于对应的ITO电极2b表面上；

该异方向性导电胶3包括有一胶层3a及复数个分布于该胶层3a中的导电粒子3b，在该驱动IC 1与该导电面板2压合时，该胶层3a粘结该驱动IC 1与该导电面板2，该些导电粒子3b在与对应的金凸块1b及铬层2c接触时，据以做为导通该驱动IC 1与该导电面板2的桥梁。

上述的异方向性导电胶3虽普遍见于接合驱动IC 1与导电面板2使用，但，如图1所示，部分的导电粒子3b虽做为电性导通使用外，更有其他的导电粒子3b落于二相邻金凸块1b之间及落于二相邻铬层2c之间，又由于一般的导电粒子3b大小约在3～5μm，因此，当有二个或二个以上且彼此接触的导电粒子3b同时位于间距b在10μm左右的二相邻金凸块1b之间时，该些导电粒子3b将对该二相邻金凸块1b形成桥接作用，进而造成短路，而随着驱动IC迈向更精细的制程，上述短路情形将越为凸显。

本发明的主要目的在于提供一种显示器构装结构及其方法，是可避免二电子元件结合之后发生短路情形。

缘以达成上述的目的，本发明所提供的一种显示器构装结构及其方法，包含有一第一电子元件、一第二电子元件与一导电接合结构，该导电接合结构包括有复数个凸块与复数根竖杆，其中该些凸块是呈间隔设置且与该第一电子元件电性连接，该些竖杆与该第二电子元件电性连接，利用该些竖杆穿入对应的凸块内部，以便达成将该第一电子元件与该第二电子元件电性连接的目的。

以下，兹列举本发明的较佳实施例，并配合下列图示详细说明于后。

附图说明

图1是一般液晶显示器的驱动IC与导电面板以异方向性导电胶做为电性接合的示意图；

图2是本发明的第一电子元件与第二电子元件的结构剖视图；

图3是本发明第一电子元件与第二电子元件以铺设非导电胶的方式做结合的示意图；

图4是图3完成组合后的示意图；

图5是本发明第一电子元件与第二电子元件以注入UV胶的方式做结合的示意图；

图6是图5利用光照方式使UV胶固化的示意图；

图7A至图7E是本发明制作第二导电层的示意图；

图8A至图8E是本发明制作微米级竖杆的示意图；

图9A至图9D是本发明第一种制作纳米级竖杆的示意图；

图10A至图10H是本发明第二种制作纳米级竖杆的示意图；

图11A至图11F是本发明第三种制作纳米级竖杆的示意图；

图12是本发明的竖杆直接形成于导电膜表面的示意图。

具体实施方式

请参阅图2所示，是本发明一较佳实施例的显示器构装结构10，该显示器构装结构10如本实施例的液晶显示器，其具有一第一电子元件12、一第二电子元件14以及一用以电性连接该第一电子元件12与该第二电子元件14的导电接合结构16；其中：

该第一电子元件12由一驱动IC 121与一第一导电层122所组成，该第一导电层122在本实施例中是为铝材构成且其一侧面与该驱动IC 121电性导通。

该第二电子元件14包括有一基板141、复数导电膜142与复数第二导电层143，该些导电膜142如本实施例的铟锡氧化膜(ITO Pilm)，其布设形成于该基板141表面，该些第二导电层143各别形成于对应的导电膜142表面，在本实施例中，该些第二导电层143是以铬(Cr)材料构成，各第二导电层143的制作方式容后再述。

该导电接合结构16主要由复数个凸块18与复数根竖杆20所构成，其中：

该些凸块18是为金或铝等具导电性的金属材料构成，其等呈间隔地形成于该第一导电层122的另一侧面，前述凸块18是经过微影蚀刻方式而制得，必须说明的是，在完成液晶显示器组装之前，该些凸块18一般均已与第一电子元件12预先结合制得。

该些竖杆20依制程不同可被制作成微米级或是纳米级般的大小，在本实施例中，该些竖杆20是被制作成微米级大小，如图2所示，各该竖杆20一端与对应的第二导电层143电性连接，另一端朝向该第一电子元件12的各凸块18方向延伸，必须说明的是，各该竖杆20是为硬度大于该些凸块18硬度的导电性金属材料所构成，如镍、钴、钨等高硬度材料即是，前述竖杆20的制作方式容后再述。

以上即为本发明显示器构装结构10各构件及其相关位置的说明，接着，请再参阅图3、图4所示，在组合该第一电子元件12与该第二电子元件14时，先于第一电子元件12与第二电子元件14之间置放一非导电胶22(NCF)，且令各凸块18面对该些竖杆20，该第二电子元件14并被固定不动，之后，以一作用力F透过一热压头21压抵于该第一电子元件12，促使第一电子元件12朝向第二电子元件14靠近，由于竖杆20的硬度大于凸块18的硬度，因此，将造成竖杆20穿入对应的凸块18内部，直至凸块18表面与第二导电层143表面相抵触始中止该作用力F的作用，然后，续对该非导电胶22施以加热，使得非导电胶22固化并固结第一电子元件12与第二电子元件14，据此，以便达成第一电子元件12与第二电子元件14电性连接及完成封装的目的。

另外，该第一电子元件12与该第二电子元件14的组合方式亦可采用如下述的步骤：请配合图5所示，是先将凸块18与对应的竖杆20以穿刺方式相结合之后，再于凸块18与竖杆20结合周围注入非导电性的UV胶24，接着如图6所示，施以光照以使UV胶24固化，据此达成固结第一电子元件12与第二电子元件14及封装的目的。

本发明用以达成对二个极精细电子元件间的电性导通连接方式，是利用复数具有导电性的竖杆20直接穿刺于对应且同样具有导电性的凸块18内部，据此以解决一般以异方向性导电胶做为电性导通接合使用时潜藏短路的缺失，再者，由于异方向性导电胶成本较高，因此，本发明改以成本较低的非导电胶22或是UV胶24做为封装使用，可降低制作成本。以下叙述制作各该第二导电层143的方式如下：

请配合图7A所示，是于基板141表面覆设由铬(Cr)材料所形成的金属薄膜26，该薄膜26完全覆盖所有的导电膜142，接着，如图7B所示，于薄膜26上涂布光阻28且对光阻28施以第一次的曝光作业，本实施例的光阻28是为正型光阻，透过光罩30的遮蔽作用，使得受照射的光阻28破坏链结(cross linking)，续请配合图7C所示，以显影液将可解离的光阻28(即受光照射部分)进行溶解，据以保留已链结的光阻28’，之后，以蚀刻制程对该薄膜26进行侵蚀，于已链结的光阻28’与各该导电膜142之间各别形成一铬层a(图7D参照)，该铬层a即为图2中的第二导电层143，然后，续行去除光阻，以获得如图7E所示的结构，即各该导电膜142表面分别具有一对应的第二导电层143，上述去除光阻方式概可分为湿式清除法与干式清除法两种，由于各清除法是属已知技艺，于此容不赘述。兹就制作微米级竖杆20的方式叙述如下：

在完成第二导电层143的制作之后，如图8A所示，在第二电子元件14表面涂布一光阻32，该光阻32并完全覆盖第二导电层143，前述光阻32以负型光阻为例说明，之后，如图8B所示，对光阻32施以第二次的曝光作业，透过具有不同图案的光罩34遮蔽，使得受照射的光阻32产生链结，续如图8C所示，经显影液将可解离的光阻32溶解后，形成一具有复数孔洞361的光阻层36，各该孔洞361并对应位于第二导电层143处，以上所述步骤即所谓的黄光制程：

然后，将表面设有光阻层36的第二电子元件14置放于一电铸槽(图未示)，如图8D所示，对设于基板141上的导电膜142施加电压，使得电铸液中的离子被吸引至各该孔洞361中，并逐渐成长形成微结构的金属沉积物b，上述步骤即所谓电铸(electroforming)制程，最后，施以去除光阻层36处理以保留该些金属沉积物b(图8E参照)，该些金属沉积物b即为图2中形成于各第二导电层143表面的该些竖杆20，前述去除光阻方式为现有技术，容不赘述；以上结合黄光制程、电铸制程与去除光阻的方法，可制得微米级的竖杆20。

以下再对制作纳米级大小的竖杆的方法叙述如后，其中第二电子元件14同样由基板141、复数导电膜142与复数第二导电层143所构成，各第二导电层143的制成方法同前述，于此不予重复描述。

兹叙述第一种可制作纳米级竖杆的方法如下：

请参阅图9A所示，是将表面预先成长有一铝膜40的第二电子元件14置入一电解槽(图未示)，前述形成铝膜40的方式可为溅镀、化学气相沉积(CVD)或是物理气相沉积(PVD)等方法，接着，外加阳极电压于该铝膜40，并施加阴极电压于一石墨棒(图未示)，如此，可对铝膜40造成氧化并进而形成具有复数个纳米级的管状孔洞421的氧化铝膜42(Al2O3Film)，如图9B所示即是，之后，再将第二电子元件14改置于一电铸槽(图未示)，并对导电膜142施加电压，如图9C所示，据此得于对应第二导电层143的各该孔洞421中成长金属沉积物c，再于施以湿蚀刻制程以去除该氧化铝膜42，进而将该些金属沉积物c保留于第二导电层143表面(图9D参照)，该些金属沉积物c即为纳米级的竖杆。

兹叙述第二种可制作纳米级竖杆的方法如下：

请参阅图10A所示，是与图9A的步骤相同于第二电子元件14表面预先成长有一铝膜44，同样对置于电解槽(图未示)中的铝膜44施加电压，使铝膜44氧化并形成具有复数个纳米级孔洞461的氧化铝膜46(图10B参照)，将第二电子元件14自电解槽取出，续以化学气相沉积(CVD)或是物理气相沉积(PVD)方式(图10C参照)，于各该孔洞461中堆积成长金属沉积物d(图10D参照)，接着，如图10E所示，于氧化铝膜46表面涂布一光阻48(该光阻48是以正型光阻为例)并施以曝光与显影作业后，得将原已产生链结的光阻48’保留于氧化铝膜46表面(图10F参照)，之后，以干蚀刻制程对未被已产生链结的光阻48’所阻挡的氧化铝膜46、金属沉积物d、第二导电层143与导电膜142进行去除，然后继续去除光阻48’，获得如图10G所示的结构，最后，再以湿蚀刻制程对仅存的氧化铝膜46进行去除，通过此，得于第二导电层143表面保留复数根金属沉积物d(图10H参照)，该些金属沉积物d即为纳米级的竖杆。

兹叙述第三种可制作纳米级竖杆的方法如下：

请参阅图11A所示，是先于第二电子元件14表面预先成长有一铝膜50，再在铝膜50表面涂布一光阻52(该光阻52是以正型光阻为例)，经过曝光与显影作业处理后，得将未被剥离的光阻52’保留于铝膜50表面(图11B参照)，之后，利用蚀刻制程对未受光阻52’所阻挡的铝膜50、第二导电层143与导电膜142进行去除，及继续去除光阻52’，据以获得如图11C所示的结构，即于各该第二导电层143表面形成有相对应面积的铝膜50’，接着再将前述结构置于一含硫酸或磷酸或草酸的电解槽(图未示)中并对位于第二导电层143表面的铝膜50’施以电压，使得铝膜50’被氧化并形成具有复数个纳米级孔洞541的氧化铝膜54(图11D参照)，之后再将图11D所示的结构改置于一电铸槽中(图未示)，且对导电膜142施加电压，如图11E所示，各该孔洞541中将成长金属沉积物e，最后以湿蚀刻制程去除该氧化铝膜54，得将该些金属沉积物e保留于对应的第二导电层143表面(图11F参照)，该些金属沉积物e即为纳米级的竖杆。

另外值得一提的是，该些微米级或是纳米级的竖杆20亦可直接形成于导电膜142表面(如图12所示)，换言之，可选择将制作该第二导电层143的步骤予以省略，以简化制程。

以上所述，仅为本发明较佳可行实施例而已，故举凡应用本发明说明书及申请专利范围所为的等效结构及方法步骤的变化，理应包含在本发明的专利范围内。

Claims (22)

1、一种显示器构装结构，其特征在于，是包含：

一第一电子元件；

一第二电子元件；

一导电接合结构，用以电性连接该第一电子元件与该第二电子元件，该导电接合结构包括：

复数个与该第一电子元件电性连接的凸块，该些凸块是呈间隔设置；

复数根与该第二电子元件电性连接的竖杆，该些竖杆穿入于对应的各凸块内部。

2、如权利要求1所述的显示器构装结构，其特征在于，所述该些竖杆硬度大于该些凸块硬度。

3、如权利要求1所述的显示器构装结构，其特征在于，所述该第一电子元件更包括有一第一导电层，该些凸块是形成于该第一导电层朝该第二电子元件的一面。

4、如权利要求1或3所述的显示器构装结构，其特征在于，所述该第二电子元件具有一基板与复数导电膜，该些导电膜彼此间隔地形成于该基板表面，该些竖杆一端形成于对应的各导电膜，另一端朝向该第一电子元件的各凸块方向延伸。

5、如权利要求1或3所述的显示器构装结构，其特征在于，所述该第二电子元件具有一基板、复数导电膜与复数第二导电层，该些导电膜彼此间隔地形成于该基板表面，该些第二导电层各别形成于对应的导电膜表面，该些竖杆一端与对应的第二导电层电性连接，另一端该第一电子元件的各凸块方向延伸。

6、如权利要求1所述的显示器构装结构，其特征在于，更包括至少于该第一电子元件与该第二电子元件间隙间包覆设有一非导电性的接着材料。

7、一种显示器构装方法，其特征在于，包含下列步骤：

在一第一电子元件一侧制作有复数个呈间隔设置的凸块；

在一第二电子元件表面涂设一光阻；

以黄光制程使得该光阻形成有复数孔洞的光阻层；

以电铸制程使得该些孔洞中成长金属沉积物；

以清除作业将该光阻层去除，并保留该些金属沉积物于该第二电子元件表面，以各别形成一竖杆；

将该些凸块面对该些竖杆，且令该些竖杆穿入对应的凸块内部，使得该第一电子元件与该第二电子元件形成电性连接。

8、如权利要求7所述的显示器构装方法，其特征在于，更包括于该第一电子元件与该第二电子元件之间置设一非导电性的接着材料，且对该接着材料施以加热方式促使固化，使得该第一电子元件与该第二电子元件形成固接。

9、如权利要求7所述的显示器构装方法，其特征在于，更包括于该第一电子元件与该第二电子元件之间置设一非导电性的接着材料，且对该接着材料施以光照方式促使固化，使得该第一电子元件与该第二电子元件形成固接。

10、如权利要求7所述的显示器构装方法，其特征在于，所述该第二电子元件包括有一基板与复数间隔设置于该基板表面的导电膜；

该黄光制程步骤包括：

对该光阻施以曝光作业；

利用显影液将可解离的光阻进行溶解，以便于导电膜表面形成该光阻层；

该电铸制程步骤包括：

将表面具有该光阻层的第二电子元件置放于一电铸槽中；

对设在该基板上的导电膜施加电压，使得该光阻层的该些孔洞内成长金属沉积物；

该清除作业是以蚀刻方式将该光阻层去除，使得该些金属沉积物分别被保留于对应的导电膜表面。

11、如权利要求7所述的显示器构装方法，其特征在于，所述该第二电子元件包括有一基板、复数间隔设置于该基板表面的导电膜、以及各别形成于该些导电膜表面的第二导电层；

该黄光制程步骤包括：

对该光阻施以曝光作业；

利用显影液将可解离的光阻进行溶解，以便于各该第二导电层表面形成该光阻层；

该电铸制程步骤包括：

将表面具有该光阻层的第二电子元件置放于一电铸槽中；

对设在该基板上的导电膜施加电压，使得该光阻层的该些孔洞内成长金属沉积物；

该清除作业是以蚀刻方式将该光阻层去除，使得该些金属沉积物分别被保留于对应的第二导电层表面。

12、一种显示器构装方法，其特征在于，包含下列步骤：

于一第一电子元件一侧制作有复数个呈间隔设置的凸块；

于一第二电子元件表面预设有一金属膜；

以电解制程使得该金属膜形成具有复数孔洞的氧化金属膜；

以电铸制程使得该些孔洞中成长金属沉积物；

以清除作业将该氧化金属膜去除，并保留该些金属沉积物于该第二电子元件表面，以各别形成一竖杆；

将该些凸块面对该些竖杆，且供该些竖杆穿入对应的凸块内部，使得该第一电子元件与该第二电子元件形成电性连接。

13、如权利要求12所述的显示器构装方法，其特征在于，更包括于该第一电子元件与该第二电子元件之间置设一非导电性的接着材料，且对该接着材料施以加热方式促使固化，使得第一电子元件与该第二电子元件间隙间包覆设有该接着材料，而供该第一电子元件与该第二电子元件形成固接。

14、如权利要求12所述的显示器构装方法，其特征在于，更包括于该第一电子元件与该第二电子元件之间置设一非导电性的接着材料，且对该接着材料施以光照方式促使固化，使得第一电子元件与该第二电子元件间隙间包覆设有该接着材料，而供该第一电子元件与该第二电子元件形成固接。

15、如权利要求12所述的显示器构装方法，其特征在于，所述该第二电子元件包括有一基板与复数间隔设置于该基板表面的导电膜；

该电解制程步骤包括：

将表面具有该金属膜的第二电子元件置入一电解槽中；

对该金属膜施加电压，以促使该金属膜被氧化形成该氧化金属膜；

该电铸制程步骤包括：

将表面具有该氧化金属膜的第二电子元件置入一电铸槽中；

对设在该基板上的导电膜施加电压，使得该氧化金属膜的该些孔洞内成长金属沉积物；

该清除作业是以蚀刻方式将该氧化金属膜去除，使得该些金属沉积物分别被保留于对应的导电膜表面。

16、如权利要求12所述的显示器构装方法，其特征在于，所述该第二电子元件包括有一基板、复数间隔设置于该基板表面的导电膜、以及各别形成于该些导电膜表面的第二导电层；

该电解制程步骤包括：

将表面具有该金属膜的第二电子元件置入一电解槽中；

对该金属膜施加电压，以促使该金属膜被氧化形成该氧化金属膜；

该电铸制程步骤包括：

将表面具有该氧化金属膜的第二电子元件置入一电铸槽中；

对设在该基板上的导电膜施加电压，使得该氧化金属膜的该些孔洞内成长金属沉积物；

该清除作业是以蚀刻方式将该氧化金属膜去除，使得该些金属沉积物分别被保留于对应的第二导电层表面。

17、一种显示器构装方法，其特征在于，包含下列步骤：

在一第一电子元件一侧制作有复数个呈间隔设置的凸块；

在一具有复数导电膜的第二电子元件表面设有一金属膜；

以电解制程使得该金属膜形成具有复数孔洞的氧化金属膜；

以沉积方式使得该些孔洞中堆积成长金属沉积物；

在该氧化金属膜表面涂布一光阻，以黄光制程、蚀刻制程及去除光阻程序，于各该导电膜表面保留有部分氧化金属膜与部分金属沉积物；

以清除作业将该氧化金属膜去除，并保留该些金属沉积物于对应的导电膜表面，以各别形成一竖杆；将该些凸块面对该些竖杆，且该些竖杆穿入对应的凸块内部，使得该第一电子元件与该第二电子元件形成电性连接。

18、如权利要求17所述的显示器构装方法，其特征在于，更包括于该第一电子元件与该第二电子元件之间置设一非导电性的接着材料，且对该接着材料施以加热方式促使固化，使得该第一电子元件与该第二电子元件间隙间包覆设有该接着材料，而供该第一电子元件与该第二电子元件形成固接。

19、如权利要求17所述的显示器构装方法，其特征在于，更包括于该第一电子元件与该第二电子元件之间置设一非导电性的接着材料，且对该接着材料施以光照方式促使固化，使得该第一电子元件与该第二电子元件间隙间包覆设有该接着材料，而供该第一电子元件与该第二电子元件形成固接。

20、一种显示器构装方法，其特征在于，包含下列步骤：

在一第一电子元件一侧制作有复数个呈间隔设置的凸块；

在一具有复数第二导电层的第二电子元件表面设有一金属膜；

以电解制程使得该金属膜形成具有复数孔洞的氧化金属膜；

以沉积方式使得该些孔洞中堆积成长金属沉积物；

在该氧化金属膜表面涂布一光阻，以黄光制程、蚀刻制程及去除光阻程序，于各该第二导电层表面保留有部分氧化金属膜与部分金属沉积物：

以清除作业将该氧化金属膜去除，并保留该些金属沉积物于对应的第二导电层表面，以各别形成一竖杆；

将该些凸块面对该些竖杆，且令该些竖杆穿入对应的凸块内部，使得该第一电子元件与该第二电子元件形成电性连接。

21、如权利要求20所述的显示器构装方法，其特征在于，更包括于该第一电子元件与该第二电子元件之间置设一非导电性的接着材料，且对该接着材料施以加热方式促使固化，使得该第一电子元件与该第二电子元件间隙间包覆设有该接着材料，而供该第一电子元件与该第二电子元件形成固接。

22、如权利要求20所述的显示器构装方法，其特征在于，更包括于该第一电子元件与该第二电子元件之间置设一非导电性的接着材料，且对该接着材料施以光照方式促使固化，使得该第一电子元件与该第二电子元件间隙间包覆设有该接着材料，而供该第一电子元件与该第二电子元件形成固接。

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