TWI390691B - 銲墊、晶片－基板接合之封裝構造及液晶顯示面板 - Google Patents

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Description

銲墊、晶片-基板接合之封裝構造及液晶顯示面板
本發明係有關於一種晶片-基板接合之封裝構造，更特別有關於一種晶片-基板接合之封裝構造之銲墊，其導電氧化物層所形成之凹槽為非封閉式外形可有利於排膠。
液晶顯示器裝置要達到顯示的功能，必須具備液晶顯示面板以及用以驅動該液晶顯示面板之驅動晶片[包含有驅動積體電路(driver IC)]。近年來，隨著液晶顯示器裝置之解析度提昇，驅動晶片所具備的輸入/輸出端(I/O pad)之數目也隨之增加。另外，驅動晶片之設計必須考慮液晶顯示器裝置之應用與發展，由於液晶顯示器裝置之發展趨向於輕、薄及短小，因此驅動液晶顯示面板之驅動晶片通常設計成長條型，以使得配置於驅動晶片之邊緣的輸入/輸出端數目能夠增加，並可同時兼顧液晶顯示器裝置之尺寸設計。現行液晶顯示器裝置之驅動晶片大多以晶片-玻璃接合(chip on glass；COG)製程、晶片-軟片接合(chip on film；COF)製程、晶片-電路板接合(chip on board；COB)製程或捲帶式晶片自動接合(tape automated bonding；TAB)製程等方式與液晶顯示面板接合。
參考第1圖，其顯示一習知液晶顯示面板20。該液晶顯示面板20包含一上玻璃基板26及一下玻璃基板28，該下玻璃基板28用以承載該上玻璃基板26。一液晶層(圖未示)配置於該上下玻璃基板26、28之間。現行閘極側驅動晶片(gate driver)22可藉由晶片-玻璃接合(COG)製程而直接配置於該下玻璃基板28上，用以取代閘極側驅動晶片以晶片-軟片接合(COF)製程配置於該下玻璃基板28上，其主原因是：a)閘極側驅動晶片以晶片-玻璃接合(COG)製程配置於該下基板22所需之的接點數目較少。b)閘極側驅動晶片22導入晶片-玻璃接合(COG)製程技術可以省去Y側印刷電路板之材料(圖未示)。
參考第2a及2b圖，其顯示一習知晶片-玻璃接合(COG)製程。由於晶片-玻璃接合(COG)之封裝構造10具有封裝密度高、傳遞訊號速度快及生產量高等優點，近年來被廣泛使用在液晶顯示器裝置的液晶顯示面板。晶片-玻璃接合(COG)之封裝構造10主要是藉由膠材16連接驅動晶片12之凸塊13及玻璃基板14之銲墊(bonding pad)15，藉以傳遞電子訊號。該膠材16依其導電性大致上可分為等向性導電膠(isotropic conductive film；ICF)、異向性導電膠(anisotropic conductive film；ACF)及非導電性膠(non-conductive film；NCF)等三種型式。
參考第3a及3b圖，若將單一銲墊15放大其結構，則該銲墊15包含一金屬層30，配置於該玻璃基板14上。一保護層32配置於該金屬層30上，並包含一開口33將該金屬層30裸露出一區域31。一導電氧化物層34配置於該保護層32上，覆蓋該金屬層30所裸露之區域31，電性連接該金屬層30，且在該開口33內形成一凹槽35，其中該凹槽35之外形為封閉式。因此，習知銲墊15的凹槽35可視為具有一個封閉式及凹下之結構。
然而，在晶片-玻璃接合(COG)製程之壓合步驟中，該封閉式及凹下的結構容易導致該膠材16聚集在凹槽35內，如此將產生該凸塊13與銲墊15之接合面的溢膠17，進而避免產生該凸塊13與銲墊15之接合的因難度，如第4圖所示。
因此，便有需要提供一種銲墊，能夠解決前述的問題。
本發明提供一種用於基板之銲墊，其包含一金屬層、一保護層及一導電氧化物層。該金屬層配置於該基板上。該保護層配置於該金屬層上，並包含一開口將該金屬層裸露出一區域。該導電氧化物層配置於該保護層上，覆蓋該開口，電性連接該金屬層，且在該開口內形成一凹槽，其中該凹槽之外形為非封閉式。
本發明另提供一種晶片-基板接合之封裝構造，其包含一基板、複數個銲墊、至少一晶片及一膠材。每一銲墊包含包含一金屬層、一保護層及一導電氧化物層。該金屬層配置於該基板上。該保護層配置於該金屬層上，並包含一開口將該金屬層裸露出一區域。該導電氧化物層配置於該保護層上，覆蓋該開口上，電性連接該金屬層，且在該開口內形成一凹槽，其中該凹槽之外形為非封閉式。該晶片包含複數個凸塊，其配置於該些銲墊之導電氧化物層上。該膠材配置於該些凸塊與該銲墊之間，用以將該些凸塊接合於該些銲墊上。
根據本發明之一實施例之銲墊的導電氧化物層的凹槽，其之非封閉式外形可有利於排膠。在晶片-玻璃接合(COG)製程之壓合步驟中，該非封閉式外形之凹槽不會導致膠材聚集在凹槽內，進而避免產生該凸塊與銲墊之接合面的溢膠。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯，下文將配合所附圖示，作詳細說明如下。
參考第5a至5c圖，其顯示本發明之一實施例之用於基板114之銲墊115。該銲墊115包含一金屬層130、一保護層134及一導電氧化物層134。該金屬層130配置於該基板114上。該保護層134配置於該金屬層130上，並包含一開口133將該金屬層130裸露出一區域131。該導電氧化物層134配置於該保護層132上，覆蓋該開口133，電性連接該金屬層130，並用以避免該金屬層130氧化。該導電氧化物層134可為金屬氧化物之材質所製，諸如銦錫氧化物(Indium Tin Oxide,ITO)或銦鋅氧化物(Indium Zinc Oxide,IZO)。該導電氧化物層134在該開口133內形成一凹槽135，其之外形須為非封閉式。該第一開口133之外形亦可為非封閉式。在本實施例中，該銲墊115之凹槽135包含一字形之開槽142，如第5a圖所示。在另一實施例中，該銲墊115之凹槽135包含十字形之開槽144，如第6圖所示。
參考第7圖，其顯示本發明之一實施例之晶片-玻璃接合(COG)之封裝構造110。該晶片-玻璃接合(COG)之封裝構造110包含一基板114(諸如玻璃基板)、複數個銲墊115、至少一晶片112及一膠材116。每一銲墊115包含一金屬層130、一保護層132及一導電氧化物層134。該金屬層130配置於該基板114上。該保護層132配置於該金屬層130上，並包含一開口133將該金屬層130裸露出一區域131。該導電氧化物層134配置於該保護層132上，覆蓋該金屬層130所裸露之區域131，且電性連接該金屬層130。該導電氧化物層134可為金屬氧化物之材質所製，諸如銦錫氧化物(Indium Tin Oxide,ITO)或銦鋅氧化物(Indium Zinc Oxide,IZO)。該導電氧化物層134在該開口133內形成一凹槽135，其之外形須為非封閉式。
該晶片112包含複數個凸塊113，其配置於該銲墊115之導電氧化物層134上。該膠材116配置於該凸塊113與該銲墊115之間，用以在壓合步驟中將該凸塊113接合於該銲墊115上。此一晶片-玻璃接合(COG)之封裝構造的形成步驟可稱為晶片-玻璃接合(COG)製程。
該膠材116用以將該晶片112之凸塊113接合於該基板114之銲墊115上。該膠材116依其導電性大致上可分為等向性導電膠(ICF)、異向性導電膠(ACF)及非導電性膠(NCF)等三種型式。由於非導電性膠(NCF)之成本小於異向性導電膠(ACF)，因此為了降低整個晶片-玻璃接合(COG)之封裝構造的成本，通常會採用非導電性膠作為連接該晶片112及基板114之用。
根據本發明之該實施例之導電氧化物層的凹槽，其之非封閉式外形可有利於排膠。在晶片-玻璃接合(COG)製程之壓合步驟中，該非封閉式外形之凹槽不會導致非導電性膠聚集在凹槽內，進而避免產生該凸塊與銲墊之接合面的溢膠。
再參考第7圖，本發明之該實施例之凸塊113可為聰明型凸塊(smart bump)，亦即該凸塊113之接合面154亦形成有排膠槽152，其對應於該銲墊115之凹槽135。參考第8圖，當該凸塊113之排膠槽152(槽寬D2)為十字形之開槽，且對應於該銲墊115之凹槽135的十字形開槽144(槽寬D1)時，則可得到較佳的壓合及排膠效果與較大的接觸面積；參考第9圖，類似地，當該凸塊113之排膠槽152(槽寬D2)為一字形之開槽，且對應於該銲墊115之凹槽135的一字形開槽142(槽寬D1)時，則可得到較佳的壓合及排膠效果與較大的接觸面積。再者，當該槽寬D2與該槽寬D1之差值小於5μm時，則該凸塊113之接合面154的尖端不會接觸於該銲墊115之凹槽135內，如此可避免在高電壓與高電流的情況下產生電性的問題，諸如電極穿與電腐蝕等現象。舉例而言，當該凹槽135之十字形開槽144的槽寬D1為8μm，該凸塊113之排膠槽152的槽寬D2為16μm，亦即D2-D1<5μm時，則該凸塊113之接合面154的尖端不會接觸於該銲墊115之凹槽135內。即便在該凸塊113與銲墊115之間的接合製程中，機台可能使該凸塊113與銲墊115之間產生對位偏差，該對位偏差亦不會讓該凸塊113之接合面154的尖端接觸於該銲墊115之凹槽135內。
另外，若該晶片-玻璃接合(COG)之封裝構造應用於電子裝置上，諸如液晶顯示器裝置的液晶顯示面板，則該晶片-玻璃接合(COG)之封裝構造的基板為該液晶顯示器裝置之液晶顯示面板的下基板。詳細而言，參考第10圖，該液晶顯示面板120包含一上基板126及一下基板114，該下基板114用以承載該上基板126，並定義一顯示區162及一非顯示區164。一液晶層(圖未示)配置於該上下基板126、114之間，並位於該顯示區162。該上下基板126、114皆可為玻璃基板。本發明之至少一晶片122，諸如閘極側驅動晶片(gate driver)，位於該非顯示區164，並包含複數個凸塊，其分別藉由晶片-玻璃接合(COG)製程而直接配置於該下基板114之銲墊上。至少一晶片124，諸如源極側驅動晶片(source driver)藉由晶片-軟片接合(COF)製程而配置於該下基板114上。
雖然本發明已以前述實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與修改。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10．．．封裝構造
12．．．晶片
13．．．凸塊
14．．．玻璃基板
15．．．銲墊
16．．．膠材
17．．．溢膠
20．．．液晶面板
22．．．晶片
24．．．晶片
26．．．玻璃基板
28．．．玻璃基板
30．．．金屬層
31．．．區域
32．．．保護層
33．．．開口
34．．．導電氧化物層
35．．．凹槽
110．．．封裝構造
112．．．晶片
113．．．凸塊
114．．．基板
115．．．銲墊
116．．．膠材
117．．．溢膠
120．．．液晶面板
122．．．晶片
124．．．晶片
126．．．基板
131．．．區域
132．．．保護層
133．．．開口
134．．．導電氧化物層
135．．．凹槽
142．．．開槽
144．．．開槽
152．．．排膠槽
154．．．接合面
162．．．顯示區
164．．．非顯示區
D1．．．槽寬
D2．．．槽寬
第1圖為先前技術之液晶顯示面板之平面示意圖。
第2a及2b圖為先前技術之晶片-玻璃接合(COG)製程之剖面示意圖。
第3a及3b圖為先前技術之銲墊之平面及剖面示意圖。
第4圖為先前技術之晶片-玻璃接合(COG)之封裝構造之剖面示意圖。
第5a至5c圖為本發明之一實施例之用於基板之銲墊之平面及剖面示意圖。
第6圖為本發明之另一實施例之用於基板之銲墊之平面示意圖。
第7圖為本發明之一實施例之晶片-玻璃接合(COG)之封裝構造之剖面示意圖。
第8圖為本發明之該實施例之晶片-玻璃接合(COG)之封裝構造之銲墊之平面示意圖，其顯示凸塊之接合面。
第9圖為本發明之另一實施例之晶片-玻璃接合(COG)之封裝構造之銲墊之平面示意圖，其顯示凸塊之接合面。
第10圖為本發明之一實施例之液晶顯示面板之平面示意圖。
115．．．銲墊
132．．．保護層
133．．．開口
134．．．導電氧化物層
135．．．凹槽
142．．．開槽

Claims (29)

  1. 一種用於基板之銲墊，包含：一金屬層，配置於該基板上；一保護層，配置於該金屬層上，並包含一開口將該金屬層裸露出一區域；以及一導電氧化物層，配置於該保護層上，覆蓋該開口，電性連接該金屬層，且在該開口內形成一非封閉式之凹槽。
  2. 依申請專利範圍第1項之用於基板之銲墊，其中該開口之外形為非封閉式。
  3. 依申請專利範圍第1項之用於基板之銲墊，其中該凹槽係為一字形。
  4. 依申請專利範圍第1項之用於基板之銲墊，其中該凹槽係為十字形。
  5. 依申請專利範圍第1項之用於基板之銲墊，其中該導電氧化物層為金屬氧化物之材質所製。
  6. 依申請專利範圍第5項之用於基板之銲墊，其中該金屬氧化物為銦錫氧化物或銦鋅氧化物中之一者。
  7. 一種晶片-基板接合之封裝構造，包含：一基板；複數個銲墊，每一銲墊包含： 一金屬層，配置於該基板上；一保護層，配置於該金屬層上，並包含一開口將該金屬層裸露出一區域；以及一導電氧化物層，配置於該保護層上，覆蓋該開口，電性連接該金屬層，且在該開口內形成一非封閉式之凹槽；至少一晶片，包含複數個凸塊，其配置於該些銲墊之導電氧化物層上；以及一膠材，配置於該些凸塊與銲墊之間，用以將該些凸塊接合於該些銲墊上，其中該些凸塊各具有一接合面，其形成有一排膠槽，分別對應於該些非封閉式之凹槽。
  8. 依申請專利範圍第7項之晶片-基板接合之封裝構造，其中該膠材為非導電性膠。
  9. 依申請專利範圍第7項之晶片-基板接合之封裝構造，其中該開口之外形為非封閉式。
  10. 依申請專利範圍第7項之晶片-基板接合之封裝構造，其中該凹槽係為一字形。
  11. 依申請專利範圍第7項之晶片-基板接合之封裝構造，其中該凹槽係為十字形。
  12. 依申請專利範圍第7項之晶片-基板接合之封裝構造，其中該導電氧化物層為金屬氧化物。
  13. 依申請專利範圍第12項之晶片-基板接合之封裝構造，其中該金屬氧化物為銦錫氧化物或銦鋅氧化物中之一者。
  14. 依申請專利範圍第7項之晶片-基板接合之封裝構造，其中該凹槽為一字形，且該排膠槽為一字形之開槽，該一字形之開槽對應於該一字形之凹槽。
  15. 依申請專利範圍第14項之晶片-基板接合之封裝構造，其中該一字形之凹槽與該一字形開槽的槽寬差值小於5μm。
  16. 依申請專利範圍第7項之晶片-基板接合之封裝構造，其中該凹槽為十字形，且該排膠槽為十字形之開槽，該十字形之開槽對應於該十字形之凹槽。
  17. 依申請專利範圍第16項之晶片-基板接合之封裝構造，其中該十字形之凹槽與該十字形開槽的槽寬差值小於5μm。
  18. 一種液晶顯示面板，包含：一上基板；一下基板，用以承載該上基板，並定義一顯示區及一非顯示區；一液晶層，配置於該上下基板之間，並位於該顯示區；複數個銲墊，位於該非顯示區，每一銲墊包含： 一金屬層，配置於該下基板上；一保護層，配置於該金屬層上，並包含一開口將該金屬層裸露出一區域；以及一導電氧化物層，配置於該保護層上，覆蓋該開口，電性連接該金屬層，且在該開口內形成一凹槽，其中該凹槽之外形為非封閉式；至少一晶片，位於該非顯示區，並包含複數個凸塊，其分別配置於該些銲墊之導電氧化物層上；以及一膠材，配置於該些凸塊與銲墊之間，用以將該些凸塊接合於該些銲墊上，其中該些凸塊各具有一接合面，其形成有一排膠槽，分別對應於該些非封閉式之凹槽。
  19. 依申請專利範圍第18項之液晶顯示面板，其中該膠材為非導電性膠。
  20. 依申請專利範圍第18項之液晶顯示面板，其中該開口之外形為非封閉式。
  21. 依申請專利範圍第18項之液晶顯示面板，其中該凹槽係為一字形。
  22. 依申請專利範圍第18項之液晶顯示面板，其中該凹槽係為十字形。
  23. 依申請專利範圍第18項之液晶顯示面板，其中 該導電氧化物層為金屬氧化物。
  24. 依申請專利範圍第23項之液晶顯示面板，其中該金屬氧化物為銦錫氧化物或銦鋅氧化物中之一者。
  25. 依申請專利範圍第18項之液晶顯示面板，其中該凹槽為一字形，且該排膠槽為一字形之開槽，該一字形之開槽對應於該一字形之凹槽。
  26. 依申請專利範圍第25項之液晶顯示面板，其中該一字形之凹槽與該一字形開槽的槽寬差值小於5μm。
  27. 依申請專利範圍第18項之液晶顯示面板，其中該凹槽為十字形，且該排膠槽為十字形之開槽，該十字形之開槽對應於該十字形之凹槽。
  28. 依申請專利範圍第27項之液晶顯示面板，其中該十字形之凹槽與該十字形之開槽的槽寬差值小於5μm。
  29. 依申請專利範圍第18項之液晶顯示面板，其中該晶片為一閘極側驅動晶片。
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