TWI387763B - 連接墊結構、晶片接合結構與檢測晶片接合狀態之方法 - Google Patents

Description

連接墊結構、晶片接合結構與檢測晶片接合狀態之方法

本發明係關於一種連接墊結構、晶片接合結構與檢測之晶片接合狀態之方法，尤指一種具有孔洞設計之不透光導電層的連接墊結構，以及可直接且正確地檢測晶片接合狀態之方法。

COG(chip on glass)技術係指將晶片直接與玻璃基板上之連接墊接合的技術，而由於COG技術具有低成本的優勢，因此目前已廣泛地應用在顯示面板的晶片接合製作上。現行COG技術主要包括使用金屬焊接與異方性導電膠(ACF)兩種方式。金屬焊接係利用低熔點金屬將晶片上之導電凸塊銲接在顯示面板之連接墊上，但在導電凸塊之間的間距越來越小的狀況下，使用金屬焊接的COG技術已無法滿足需求，而逐漸為使用異方性導電膠的COG技術所取代。請參考第1圖。第1圖為習知使用異方性導電膠接合晶片與顯示面板之示意圖。如第1圖所示，顯示面板1上設置有複數個連接墊2，而晶片3上則設置有複數個與連接墊對應之導電凸塊4，且晶片3係利用異方性導電膠5黏著於顯示面板1上。異方性導電膠5包括接著劑6與導電粒子7，其中接著劑6可將晶片3黏著於顯示面板1上，而散佈於接著劑6中之導電粒子7與導電凸塊4以及連接墊2相接觸使得導電凸塊4與連接墊2產生電性連接。由於導電粒子7在接著劑6之中是分散的，彼此間不相接觸，因此電流並不會橫向傳導而造成短路。然而在線路佈局的密度不斷提升的狀況下，會使得顯示面板1與晶片3之間的空間不足，導致導電粒子7之間互相接觸而產生橫向傳導，如此一來容易造成短路8。

近來，有使用非導電性膠接合晶片與顯示面板的技術被提出，然而由於具有不易判斷導電凸塊與接合墊之接合狀況的缺點，因此其良率與可靠度均有待進一步提升。

本發明之目的之一在於提供一種連接墊結構、晶片接合結構與檢測晶片接合狀態之方法，以克服習知技術所面臨之難題。

為達上述目的，本發明提供一種連接墊結構，包括透光基板、第一不透光導電層、第一絕緣層，以及透光導電層。第一不透光導電層設置於透光基板上，且第一不透光導電層包括至少一孔洞區。第一絕緣層覆蓋於第一不透光導電層上，且第一絕緣層具有一開口，大體上對應第一不透光導電層之孔洞區。透光導電層設置於第一絕緣層上並經由第一絕緣層之開口與第一不透光導電層電性連接，其中於孔洞區中，透光導電層、第一絕緣層與第一不透光導電層形成一透光區。

為達上述目的，本發明提供一種晶片接合結構，包括透光基板、不透光導電層、絕緣層、透光導電層、晶片，以及非導電性膠。不透光導電層設置於透光基板上，且不透光導電層包括至少一孔洞區。絕緣層覆蓋於不透光導電層上，且絕緣層包括開口，大體上對應不透光導電層之孔洞區。透光導電層設置於絕緣層上並經由絕緣層之開口與不透光導電層電性連接，其中透光導電層、絕緣層與不透光導電層於孔洞區形成透光區。晶片包括至少一導電凸塊，導電凸塊與透光導電層接觸且電性連接，其中透光區使導電凸塊之部分表面形成可視區。非導電性膠將晶片黏著於透光導電層上。

為達上述目的，本發明提供一種檢測晶片接合狀態之方法，包括下列步驟。提供透光基板，其中透光基板具有連接墊結構，設置於透光基板之正面，且連接墊結構具有透光區。提供晶片，其中晶片包括導電凸塊。利用非導電性膠將晶片黏著於透光基板上，並進行壓合製程使導電凸塊與連接墊結構接觸。進行檢測製程，由透光基板之背面經由連接墊結構之透光區觀察導電凸塊之表面狀況，以確認壓合製程的壓合效果。

為達上述目的，本發明提供一種檢測晶片接合狀態之方法，包括下列步驟。提供透光基板，其中透光基板具有連接墊結構，設置於透光基板之正面。連接墊結構包括不透光導電層、絕緣層以及透光導電層，其中不透光導電層設置於透光基板上，絕緣層覆蓋於不透光導電層之正面，且絕緣層包括至少一開口，曝露出部分不透光導電層，透光導電層設置於絕緣層上並經由絕緣層之開口與不透光導電層之正面電性連接。提供晶片，其中晶片包括導電凸塊。利用非導電性膠將晶片黏著於透光基板上，並進行壓合製程使導電凸塊與透光導電層接觸。進行檢測製程，由透光基板之背面觀察不透光導電層之背面對應絕緣層之開口的位置，並藉由觀察不透光導電層的形變程度，以判斷壓合製程的壓合效果。

本發明提供一種晶片接合結構之連接墊結構以及檢測晶片接合狀態之方法，可直接經由連接墊結構之透光區觀察導電凸塊之受力程度，或間接藉由不透光導電層的形變程度判斷導電凸塊之受力程度，可有效提高晶片之壓合製程的良率與可靠度。

為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明，下文特列舉本發明之數個較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明的構成內容及所欲達成之功效。

請參考第2圖與第3圖。第2圖與第3圖為本發明一較佳實施例之一種晶片接合結構之示意圖，其中第2圖為上視示意圖，第3圖為沿第2圖之切線AA’繪示之剖面示意圖。為清楚表達本發明之顯示面板之晶片接合結構的特徵，第2圖未繪示出晶片。另外，本發明之各實施例係以顯示面板之晶片接合結構為例，例如液晶顯示面板、電激發光顯示面板與電漿顯示面板等各式顯示面板之晶片接合結構，但本發明之晶片接合結構的應用並不以此為限，而可應用於各種電子裝置上。如第2圖與第3圖所示，本實施例之晶片接合結構10包括透光基板12、不透光導電層14、絕緣層16、透光導電層18、晶片20以及非導電性膠22。透光基板12係為顯示面板之透光基板，例如薄膜電晶體基板，其可由具有透光特性之各種材質構成，例如玻璃、石英或塑膠等。不透光導電層14係設置於透光基板12上，其中不透光導電層14可為例如金屬導電層，並與顯示面板之金屬導線例如閘極線或資料線由同一層金屬圖案所構成，但不以此為限。不透光導電層14包括至少一孔洞區14A，亦即具有缺口而使得光線得以通過。絕緣層16覆蓋於不透光導電層14上，且絕緣層16包括一開口16A，大體上對應不透光導電層14之孔洞區14A並曝露出部分不透光導電層14。透光導電層18則係設置於絕緣層16上並經由絕緣層16之開口16A與不透光導電層14接觸而電性連接，且部分透光導電層18填入不透光導電層14之孔洞區14A而形成於透光基板12之表面。透光導電層18可由各式透光導電材料所構成，例如氧化銦錫，並可與顯示面板之畫素電極由同一層透光導電層所構成，但不以此為限。另外，晶片20包括至少一導電凸塊20A，大體上對應不透光導電層14。導電凸塊20A可為金凸塊或其它導電性佳之材質。非導電性膠22不具有導電特性，其作用在於將晶片20之導電凸塊20A以外的區域黏著於顯示面板上，藉此使得導電凸塊20A可與透光導電層18接觸而產生電性連接，並透過透光導電層18與不透光導電層14電性連接，而進一步與顯示面板之金屬導線例如閘極線或資料線等電性連接。在本實施例中，透光導電層18、絕緣層16與不透光導電層14構成連接墊結構24，而由於不透光導電層14具有可透光之孔洞區14A，加上絕緣層16亦具有相對應之開口16A，因此在孔洞區14A內，透光導電層18、絕緣層16與不透光導電層14形成一可容許光線穿透之透光區25，藉此使得導電凸塊20A之部分表面形成可視區26(如第2圖所示)，而允許以目視方式判斷出晶片20的接合狀況是否正常。

請參考第4圖。第4圖為本發明另一較佳實施例之顯示面板之晶片接合結構之示意圖。為簡化說明，以下僅針對兩實施例之相異處進行說明而不再對重覆處進行贅述。如第4圖所示，本實施例之顯示面板之晶片接合結構30包括透光基板32、第一不透光導電層34、第一絕緣層36、第二不透光導電層38、第二絕緣層40、透光導電層42、晶片44以及非導電性膠46。第一不透光導電層34係設置於透光基板32上，並可與顯示面板之金屬導線例如資料線由同一層金屬圖案，但不以此為限，且第一不透光導電層34包括至少一孔洞區34A。第一絕緣層36覆蓋於第一不透光導電層34上，且第一絕緣層36具有一開口36A，大體上對應孔洞區34A。第二不透光導電層38設置於透光基板32上，並可與顯示面板之金屬導線層例如閘極線由同一層金屬圖案所構成，但不以此為限，且第二不透光導電層38包括一孔洞區38A，與第一不透光導電層34之孔洞區34A大體上對應。第二絕緣層40設置於第二不透光導電層38與第一不透光導電層34之間，且第二絕緣層40具有一開口40A，大體上對應孔洞區38A並曝露出部分第二不透光導電層38。透光導電層42設置於第一絕緣層36上並經由第一絕緣層36之開口36A、第一不透光導電層34之孔洞區34A與第二絕緣層40之開口40A與第二不透光導電層38電性連接，且部分透光導電層42填入第一絕緣層36之開口36A、第一不透光導電層34之孔洞區34A、第二絕緣層40之開口40A與第二不透光導電層38之孔洞區38A而形成於透光基板32之表面。透光導電層42可與顯示面板之畫素電極由同一層透光導電層所構成，但不以此為限。另外，晶片44包括至少一導電凸塊44A，而非導電性膠46將晶片44之導電凸塊44A以外的區域黏著於透光導電層42上，藉此使得導電凸塊44A可與透光導電層42接觸而產生電性連接。

與前述實施例不同之處在於，在本實施例中連接墊結構48係由第二不透光導電層38、第二絕緣層40、第一不透光導電層34、第一絕緣層36與透光導電層42所堆疊而形成。藉由第二不透光導電層38之可透光之孔洞區38A、第二絕緣層40之開口40A、第一不透光導電層34之可透光之孔洞區34A與第一絕緣層36之開口36A，在孔洞區38A、34A內，第二不透光導電層38、第二絕緣層40、第一不透光導電層34、第一絕緣層36與透光導電層42形成透光區45，且經由此透光區45，導電凸塊44A之部分表面會形成可視區，因此可利用目視方式判斷出晶片44的接合狀況是否正常。

請參考第5圖，並一併參考第2圖與第3圖。第5圖繪示了本發明一較佳實施例之檢測晶片接合狀態之方法的流程示意圖。如第5圖所示，本實施例檢測晶片接合狀態之方法主要包括下列步驟：

步驟50：提供透光基板12，其中透光基板12具有連接墊結構24，設置於透光基板12之正面，且連接墊結構24包括不透光導電層14、絕緣層16、透光導電層18。不透光導電層14具有可透光之孔洞區14A，絕緣層16亦具有相對應之開口16A，因此在孔洞區14A內，透光導電層18、絕緣層16與不透光導電層14形成可容許光線穿透之透光區25。

步驟52：提供晶片20，其中晶片20包括導電凸塊20A。

步驟54：利用非導電性膠22將晶片20黏著於透光基板12之透光導電層18上，並進行一壓合製程排除導電凸塊20A與透光導電層18之間的非導電性膠22，使導電凸塊20A與連接墊結構24之透光導電層18接觸而產生電性連接，並使非導電性膠22將晶片20之導電凸塊20A以外的區域與透光導電層18黏著接合。

步驟56：進行一檢測製程，由透光基板12之背面(如第3圖之箭號方向所示之方向)經由連接墊結構24之透光區25觀察，例如利用電子顯微鏡觀察導電凸塊20A之表面狀況，以確認壓合製程的壓合效果。

導電凸塊20A的表面在未經過壓合時具有一定粗糙度，而在經過壓合後會因為與透明導電層的接觸而使得導電凸塊20A的表面受力產生類似研磨的效果，使得其表面粗糙度降低而形成相對較平滑的表面，而此一表面性質的改變會反應在導電凸塊20A的反光程度上。換言之，當導電凸塊20A與透光導電層18的接觸良好時，會使得導電凸塊20A之粗糙度改變，並可藉由觀察導電凸塊20A表面的反光程度加以衡量；反之，若導電凸塊20A與透光導電層18的接觸不佳，導電凸塊20A之粗糙度將不會改變或是其粗糙度改變會與正常壓合的導電凸塊20A的粗糙度顯著不同，亦可藉由觀察導電凸塊20A表面的反光程度加以衡量。

請參考第6圖，並一併參考第3圖。第6圖為繪示了本發明另一較佳實施例之檢測晶片接合狀態之方法示意圖。如第6圖所示，本實施例之連接墊結構24包括不透光導電層14、絕緣層16、透光導電層18、晶片20以及非導電性膠22。在本實施例中，不透光導電層14具有複數個可透光之孔洞區14A，絕緣層16亦具有相對應之開口16A，因此在各孔洞區14A內，透光導電層18、絕緣層16與不透光導電層14分別形成可容許光線穿透之透光區25。與前述實施例不同之處在於，本實施例之晶片20包括複數個導電凸塊20A，且各導電凸塊20A具有不同之高度並分別對應各透光區25，且各透光區25分別使得導電凸塊20A之表面形成可視區26。由於各導電凸塊20A具有不同的高度，因此於壓合製程後，可藉由各可視區26觀察導電凸塊20A的反光程度，並得知導電凸塊20A的壓合狀況。舉例而言，在本實施例中，連接墊結構24具有12個可視區26，且各可視區26之導電凸塊20A具有不等的高度，而於壓合製程後僅有1個可視區26之導電凸塊20A的反光程度達到預定可接受之標準，表示在本次的壓合製程中僅高度最高的導電凸塊20A與透光導電層18的接觸良好，同理若有6個可視區26之導電凸塊20A的反光程度達到預定可接受的標準，表示本次的壓合製程中高度較高的6個導電凸塊20A與透光導電層18的接觸良好。反光程度達到預定可接受的標準的可視區26的數目可作為壓合製程之壓合程度的一項指標，若接觸良好之導電凸塊20A的數目達到預先設定的標準，即表示晶片20順利與連接墊結構24接合，反之則代表晶片20與連接墊結構24的接合不佳。藉由如此方式，即可有效確認壓合製程是否使晶片20順利與連接墊結構24接合。本發明之可視區26的數目與形狀並不限於第6圖所繪示之配置，而可視設計不同加以變更。

請參考第7圖與第8圖。第7圖為本發明又一較佳實施例之晶片接合結構的示意圖，第8圖為本發明又一較佳實施例之檢測晶片接合狀態之方法的流程示意圖。如第7圖與第8圖所示，本實施例之檢測晶片接合狀態之方法包括下列步驟：

步驟60：提供透光基板72，其中透光基板72具有一連接墊結構80，設置於透光基板72之正面，且連接墊結構80包括不透光導電層74設置於透光基板72上、絕緣層76覆蓋於不透光導電層74及透光基板72之上，且絕緣層76包括至少一開口76A曝露出部分不透光導電層74，以及透光導電層78設置於絕緣層76上，並經由絕緣層76之開口76A與不透光導電層74電性連接。

步驟62：提供晶片82，其中晶片82包括至少一導電凸塊82A。

步驟64：利用非導電性膠84將晶片82黏著於透光基板72上之透光導電層78，並進行壓合製程使導電凸塊82A與透光導電層78接觸。

步驟66：進行檢測製程，由透光基板72之背面(如第7圖之箭號方向所示之方向)觀察不透光導電層74之背面對應絕緣層76之開口76A的位置，並藉由觀察不透光導電層74的形變程度，以判斷壓合製程的壓合效果。

由於不透光導電層74受到導電凸塊82A的擠壓後會產生形變，特別是對應於絕緣層76之開口76A的位置會因為應力影響而產生較大的形變。因此，不同於前述實施例的作法，本實施例之不透光導電層74未設置孔洞區，而本實施例之檢測製程係由透光基板72的背面藉由觀察不透光導電層74的形變程度，來判斷壓合製程的壓合效果。在本實施例中，絕緣層76的開口76A的數目、形狀與配置並不以第7圖為限，而可視需要加以變更藉此更準確地衡量壓合製程的壓合效果。

綜上所述，本發明提供一種晶片接合結構之連接墊結構，以及一種檢測晶片接合狀態之方法，可直接經由連接墊結構之透光區觀察導電凸塊之受力形變程度，或間接藉由不透光導電層的形變程度判斷導電凸塊之受力形變程度，可有效提高晶片之壓合製程的良率與可靠度。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

1．．．顯示面板

2．．．連接墊

3．．．晶片

4．．．導電凸塊

5．．．異方性導電膠

6．．．接著劑

7．．．導電粒子

8．．．短路

10．．．晶片接合結構

12．．．透光基板

14．．．不透光導電層

14A．．．孔洞區

16．．．絕緣層

16A．．．開口

18．．．透光導電層

20．．．晶片

20A．．．導電凸塊

22．．．非導電性膠

24．．．連接墊結構

25．．．透光區

26．．．可視區

30．．．晶片接合結構

32．．．透光基板

34．．．第一不透光導電層

34A．．．孔洞區

36．．．第一絕緣層

36A．．．開口

38．．．第二不透光導電層

38A．．．孔洞區

40．．．第二絕緣層

40A．．．開口

42．．．透光導電層

44．．．晶片

44A．．．導電凸塊

45．．．透光區

46．．．非導電性膠

48．．．連接墊結構

72．．．透光基板

74．．．不透光導電層

76．．．絕緣層

76A．．．開口

78．．．透光導電層

80．．．連接墊結構

82．．．晶片

82A．．．導電凸塊

84．．．非導電性膠

第1圖為習知使用異方性導電膠接合晶片與顯示面板之示意圖。

第2圖與第3圖為本發明一較佳實施例之一種晶片接合結構之示意圖。

第4圖為本發明另一較佳實施例之顯示面板之晶片接合結構之示意圖。

第5圖繪示了本發明一較佳實施例之檢測晶片接合狀態之方法的流程示意圖。

第6圖為繪示了本發明另一較佳實施例之檢測晶片接合狀態之方法示意圖。

第7圖為本發明又一較佳實施例之晶片接合結構的示意圖。

第8圖為本發明又一較佳實施例之檢測晶片接合狀態之方法的流程示意圖。

10．．．晶片接合結構

12．．．透光基板

14．．．不透光導電層

14A．．．孔洞區

16．．．絕緣層

16A．．．開口

18．．．透光導電層

20．．．晶片

20A．．．導電凸塊

22．．．非導電性膠

24．．．連接墊結構

25．．．透光區

Claims (16)

1. 一種連接墊結構，包括一透光基板；一第一不透光導電層，設置於該透光基板上，其中該第一不透光導電層包括至少一孔洞區；一第一絕緣層，覆蓋於該第一不透光導電層上，且該第一絕緣層具有一開口，大體上對應該第一不透光導電層之該孔洞區；以及一透光導電層，設置於該第一絕緣層上並經由該第一絕緣層之該開口與該第一不透光導電層電性連接，其中於該孔洞區中，該透光導電層、該第一絕緣層與該第一不透光導電層形成一透光區。
2. 如請求項1所述之連接墊結構，另包括一導電凸塊，設置於該透光導電層上，且該透光區使該導電凸塊之部分表面形成一可視區。
3. 如請求項1所述之連接墊結構，另包括一第二不透光導電層設置於該透光基板上，以及一第二絕緣層設置於該第二不透光導電層與該第一不透光導電層之間。
4. 如請求項3所述之連接墊結構，其中該第二不透光導電層包括一孔洞區，大體上與該第一不透光導電層之該孔洞區對應。
5. 如請求項4所述之連接墊結構，其中該第二絕緣層具有一開口，大體上對應該第二不透光導電層之該孔洞區，且該第一不透光導電層經由該第二絕緣層之該開口與該第二不透光導電層電性連接。
6. 如請求項1所述之連接墊結構，其中該透光基板包括一顯示面板之透光基板。
7. 一種晶片接合結構，包括：一透光基板；一不透光導電層，設置於該透光基板上，其中該不透光導電層包括至少一孔洞區；一絕緣層，覆蓋於該不透光導電層上，且該絕緣層包括一開口，大體上對應該不透光導電層之該孔洞區；一透光導電層，設置於該絕緣層上並經由該絕緣層之該開口與該不透光導電層電性連接，其中該透光導電層、該絕緣層與該不透光導電層於該孔洞區形成一透光區；一晶片，包括至少一導電凸塊，該導電凸塊與該透光導電層接觸且電性連接，其中該透光區使該導電凸塊之部分表面形成一可視區；以及一非導電性膠，將該晶片黏著於該透光導電層上。
8. 如請求項7所述之晶片接合結構，其中該透光基板包括一顯示面板之透光基板。
9. 一種檢測晶片接合狀態之方法，包括：提供一透光基板，該透光基板具有一連接墊結構，設置於該透光基板之正面，且該連接墊結構具有一透光區；提供一晶片，該晶片包括一導電凸塊；利用一非導電性膠將該晶片黏著於該透光基板上，並進行一壓合製程使該導電凸塊與該連接墊結構接觸；以及進行一檢測製程，由該透光基板之背面經由該連接墊結構之該透光區觀察該導電凸塊之表面狀況，以確認該壓合製程的壓合效果。
10. 如請求項9所述之檢測晶片接合狀態之方法，其中該連接墊結構包括：一不透光導電層，設置於該透光基板上，其中該不透光導電層包括至少一孔洞區；一絕緣層，覆蓋於該不透光導電層之正面，且該絕緣層包括一開口，大體上對應該不透光導電層；以及一透光導電層，設置於該絕緣層上並經由該絕緣層之該開口與該不透光導電層之正面電性連接，其中該透光導電層、該絕緣層與該不透光導電層於該孔洞區形成該透光區。
11. 如請求項9所述之檢測晶片接合狀態之方法，其中該導電凸塊之表面狀況包括該導電凸塊之粗糙度。
12. 如請求項11所述之檢測晶片接合狀態之方法，其中該導電凸塊之粗糙度係藉由觀察該導電凸塊之反光程度加以衡量。
13. 如請求項10所述之檢測晶片接合狀態之方法，其中該不透光導電層包括複數個孔洞區，且該透光導電層、該絕緣層與該不透光導電層於各該孔洞區分別形成一透光區，該晶片包括複數個導電凸塊，且各該導電凸塊具有不同之高度並分別對應各該透光區，且該檢測製程包括經由各該透光區觀察並比較各該導電凸塊之表面狀況，以確認該壓合製程的壓合效果。
14. 如請求項9所述之檢測晶片接合狀態之方法，其中該透光基板包括一顯示面板之透光基板。
15. 一種檢測晶片接合狀態之方法，包括：提供一透光基板，該透光基板具有一連接墊結構，設置於該透光基板之正面，且該連接墊結構包括：一不透光導電層，設置於該透光基板上；一絕緣層，覆蓋於該不透光導電層之正面，且該絕緣層包括至少一開口，曝露出部分該不透光導電層；以及一透光導電層，設置於該絕緣層上並經由該絕緣層之該開口與該不透光導電層之正面電性連接；提供一晶片，該晶片包括一導電凸塊；利用一非導電性膠將該晶片黏著於該透光基板上，並進行一壓合製程使該導電凸塊與該透光導電層接觸；以及進行一檢測製程，由該透光基板之背面觀察該不透光導電層之背面對應該絕緣層之該開口的位置，並藉由觀察該不透光導電層的形變程度，以判斷該壓合製程的壓合效果。
16. 如請求項15所述之檢測晶片接合狀態之方法，其中該透光基板包括一顯示面板之透光基板。