连接垫结构、芯片接合结构与检测芯片接合状态的方法

摘要

一种连接垫结构、芯片接合结构与检测芯片接合状态的方法，该芯片接合结构包括透光基板、不透光导电层、绝缘层、透光导电层、芯片，以及非导电性胶。不透光导电层设置于透光基板上，且不透光导电层包括至少一孔洞区；绝缘层覆盖于不透光导电层上，且绝缘层包括一开口，大体上对应不透光导电层的孔洞区。透光导电层设置于绝缘层上并经由绝缘层的开口与不透光导电层电性连接，其中透光导电层、绝缘层与不透光导电层于孔洞区形成一透光区；芯片包括至少一导电凸块，导电凸块与透光导电层接触且电性连接，其中透光区使导电凸块的部分表面形成一可视区；非导电性胶将芯片黏着于透光导电层上。本发明可有效提高芯片的压合工艺的良率与可靠度。

说明书

技术领域

本发明涉及一种连接垫结构、芯片接合结构与检测的芯片接合状态的方法，尤其涉及一种具有孔洞设计的不透光导电层的连接垫结构，以及可直接且正确地检测芯片接合状态的方法。

背景技术

COG(chip on glass)技术是指将芯片直接与玻璃基板上的连接垫接合的技术，而由于COG技术具有低成本的优势，因此目前已广泛地应用在显示面板的芯片接合制作上。现行COG技术主要包括使用金属焊接与异方性导电胶(ACF)两种方式。金属焊接是利用低熔点金属将芯片上的导电凸块焊接在显示面板的连接垫上，但在导电凸块之间的间距越来越小的状况下，使用金属焊接的COG技术已无法满足需求，而逐渐为使用异方性导电胶的COG技术所取代。请参考图1。图1为公知使用异方性导电胶接合芯片与显示面板的示意图。如图1所示，显示面板1上设置有多个连接垫2，而芯片3上则设置有多个与连接垫对应的导电凸块4，且芯片3利用异方性导电胶5黏着于显示面板1上。异方性导电胶5包括接着剂6与导电粒子7，其中接着剂6可将芯片3黏着于显示面板1上，而散布于接着剂6中的导电粒子7与导电凸块4以及连接垫2相接触使得导电凸块4与连接垫2产生电性连接。由于导电粒子7在接着剂6之中是分散的，彼此间不相接触，因此电流并不会横向传导而造成短路。然而在线路布局的密度不断提升的状况下，会使得显示面板1与芯片3之间的空间不足，导致导电粒子7之间互相接触而产生横向传导，如此一来容易造成短路8。

近来，有使用非导电性胶接合芯片与显示面板的技术被提出，然而由于具有不易判断导电凸块与接合垫的接合状况的缺点，因此其良率与可靠度均有待进一步提升。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种连接垫结构、芯片接合结构与检测芯片接合状态的方法，以克服公知技术所面临的难题。

为达上述目的，本发明提供一种连接垫结构，包括透光基板、第一不透光导电层、第一绝缘层，以及透光导电层。第一不透光导电层设置于透光基板上，且第一不透光导电层包括至少一孔洞区。第一绝缘层覆盖于第一不透光导电层上，且第一绝缘层具有一开口，大体上对应第一不透光导电层的孔洞区。透光导电层设置于第一绝缘层上并经由第一绝缘层的开口与第一不透光导电层电性连接，其中于孔洞区中，透光导电层、第一绝缘层与第一不透光导电层形成一透光区。

为达上述目的，本发明提供一种芯片接合结构，包括透光基板、不透光导电层、绝缘层、透光导电层、芯片，以及非导电性胶。不透光导电层设置于透光基板上，且不透光导电层包括至少一孔洞区。绝缘层覆盖于不透光导电层上，且绝缘层包括开口，大体上对应不透光导电层的孔洞区。透光导电层设置于绝缘层上并经由绝缘层的开口与不透光导电层电性连接，其中透光导电层、绝缘层与不透光导电层于孔洞区形成透光区。芯片包括至少一导电凸块，导电凸块与透光导电层接触且电性连接，其中透光区使导电凸块的部分表面形成可视区。非导电性胶将芯片黏着于透光导电层上。

为达上述目的，本发明提供一种检测芯片接合状态的方法，包括下列步骤。提供透光基板，其中透光基板具有连接垫结构，设置于透光基板的正面，且连接垫结构具有透光区。提供芯片，其中芯片包括导电凸块。利用非导电性胶将芯片黏着于透光基板上，并进行压合工艺使导电凸块与连接垫结构接触。进行检测工艺，由透光基板的背面经由连接垫结构的透光区观察导电凸块的表面状况，以确认压合工艺的压合效果。

为达上述目的，本发明提供一种检测芯片接合状态的方法，包括下列步骤。提供透光基板，其中透光基板具有连接垫结构，设置于透光基板的正面。连接垫结构包括不透光导电层、绝缘层以及透光导电层，其中不透光导电层设置于透光基板上，绝缘层覆盖于不透光导电层的正面，且绝缘层包括至少一开口，暴露出部分不透光导电层，透光导电层设置于绝缘层上并经由绝缘层的开口与不透光导电层的正面电性连接。提供芯片，其中芯片包括导电凸块。利用非导电性胶将芯片黏着于透光基板上，并进行压合工艺使导电凸块与透光导电层接触。进行检测工艺，由透光基板的背面观察不透光导电层的背面对应绝缘层的开口的位置，并通过观察不透光导电层的形变程度，以判断压合工艺的压合效果。

本发明提供一种芯片接合结构的连接垫结构以及检测芯片接合状态的方法，可直接经由连接垫结构的透光区观察导电凸块的受力程度，或间接通过不透光导电层的形变程度判断导电凸块的受力程度，可有效提高芯片的压合工艺的良率与可靠度。

附图说明

图1为公知使用异方性导电胶接合芯片与显示面板的示意图。

图2与图3为本发明一较佳实施例的一种芯片接合结构的示意图。

图4为本发明另一较佳实施例的显示面板的芯片接合结构的示意图。

图5示出了本发明一较佳实施例的检测芯片接合状态的方法的流程示意图。

图6为示出了本发明另一较佳实施例的检测芯片接合状态的方法示意图。

图7为本发明又一较佳实施例的芯片接合结构的示意图。

图8为本发明又一较佳实施例的检测芯片接合状态的方法的流程示意图。

上述附图中的附图标记说明如下：

1显示面板        2连接垫

3芯片            4导电凸块

5异方性导电胶    6接着剂

7导电粒子        8短路

10芯片接合结构   12透光基板

14不透光导电层   14A孔洞区

16绝缘层         16A开口

18透光导电层     20芯片

20A导电凸块      22非导电性胶

24连接垫结构     25透光区

26可视区         30芯片接合结构

32透光基板       34第一不透光导电层

34A孔洞区        36第一绝缘层

36A开口          38第二不透光导电层

38A孔洞区        40第二绝缘层

40A开口          42透光导电层

44芯片           44A导电凸块

45透光区         46非导电性胶

48连接垫结构     72透光基板

74不透光导电层   76绝缘层

76A开口          78透光导电层

80连接垫结构     82芯片

82A导电凸块      84非导电性胶

具体实施方式

为使本领域普通技术人员能更进一步了解本发明，下文特列举本发明的数个较佳实施例，并配合附图，详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。

请参考图2与图3。图2与图3为本发明一较佳实施例的一种芯片接合结构的示意图，其中图2为俯视示意图，图3为沿图2的切线AA′示出的剖面示意图。为清楚表达本发明的显示面板的芯片接合结构的特征，图2未示出出芯片。另外，本发明的各实施例以显示面板的芯片接合结构为例，例如液晶显示面板、电激发光显示面板与等离子体显示面板等各式显示面板的芯片接合结构，但本发明的芯片接合结构的应用并不以此为限，而可应用于各种电子装置上。如图2与图3所示，本实施例的芯片接合结构10包括透光基板12、不透光导电层14、绝缘层16、透光导电层18、芯片20以及非导电性胶22。透光基板12系为显示面板的透光基板，例如薄膜晶体管基板，其可由具有透光特性的各种材料构成，例如玻璃、石英或塑胶等。不透光导电层14设置于透光基板12上，其中不透光导电层14可为例如金属导电层，并与显示面板的金属导线例如栅极线或数据线由同一层金属图案所构成，但不以此为限。不透光导电层14包括至少一孔洞区14A，也即具有缺口而使得光线得以通过。绝缘层16覆盖于不透光导电层14上，且绝缘层16包括一开口16A，大体上对应不透光导电层14的孔洞区14A并暴露出部分不透光导电层14。透光导电层18则设置于绝缘层16上并经由绝缘层16的开口16A与不透光导电层14接触而电性连接，且部分透光导电层18填入不透光导电层14的孔洞区14A而形成于透光基板12的表面。透光导电层18可由各式透光导电材料所构成，例如氧化铟锡，并可与显示面板的像素电极由同一层透光导电层所构成，但不以此为限。另外，芯片20包括至少一导电凸块20A，大体上对应不透光导电层14。导电凸块20A可为金凸块或其它导电性佳的材料。非导电性胶22不具有导电特性，其作用在于将芯片20的导电凸块20A以外的区域黏着于显示面板上，借此使得导电凸块20A可与透光导电层18接触而产生电性连接，并通过透光导电层18与不透光导电层14电性连接，而进一步与显示面板的金属导线例如栅极线或数据线等电性连接。在本实施例中，透光导电层18、绝缘层16与不透光导电层14构成连接垫结构24，而由于不透光导电层14具有可透光的孔洞区14A，加上绝缘层16也具有相对应的开口16A，因此在孔洞区14A内，透光导电层18、绝缘层16与不透光导电层14形成一可容许光线穿透的透光区25，借此使得导电凸块20A的部分表面形成可视区26(如图2所示)，而允许以目视方式判断出芯片20的接合状况是否正常。

请参考图4。图4为本发明另一较佳实施例的显示面板的芯片接合结构的示意图。为简化说明，以下仅针对两实施例的相异处进行说明而不再对重复处进行赘述。如图4所示，本实施例的显示面板的芯片接合结构30包括透光基板32、第一不透光导电层34、第一绝缘层36、第二不透光导电层38、第二绝缘层40、透光导电层42、芯片44以及非导电性胶46。第一不透光导电层34设置于透光基板32上，并可与显示面板的金属导线例如数据线由同一层金属图案，但不以此为限，且第一不透光导电层34包括至少一孔洞区34A。第一绝缘层36覆盖于第一不透光导电层34上，且第一绝缘层36具有一开口36A，大体上对应孔洞区34A。第二不透光导电层38设置于透光基板32上，并可与显示面板的金属导线层例如栅极线由同一层金属图案所构成，但不以此为限，且第二不透光导电层38包括一孔洞区38A，与第一不透光导电层34的孔洞区34A大体上对应。第二绝缘层40设置于第二不透光导电层38与第一不透光导电层34之间，且第二绝缘层40具有一开口40A，大体上对应孔洞区38A并暴露出部分第二不透光导电层38。透光导电层42设置于第一绝缘层36上并经由第一绝缘层36的开口36A、第一不透光导电层34的孔洞区34A与第二绝缘层40的开口40A与第二不透光导电层38电性连接，且部分透光导电层42填入第一绝缘层36的开口36A、第一不透光导电层34的孔洞区34A、第二绝缘层40的开口40A与第二不透光导电层38的孔洞区38A而形成于透光基板32的表面。透光导电层42可与显示面板的像素电极由同一层透光导电层所构成，但不以此为限。另外，芯片44包括至少一导电凸块44A，而非导电性胶46将芯片44的导电凸块44A以外的区域黏着于透光导电层42上，借此使得导电凸块44A可与透光导电层42接触而产生电性连接。

与前述实施例不同之处在于，在本实施例中连接垫结构48由第二不透光导电层38、第二绝缘层40、第一不透光导电层34、第一绝缘层36与透光导电层42所堆叠而形成。通过第二不透光导电层38的可透光的孔洞区38A、第二绝缘层40的开口40A、第一不透光导电层34的可透光的孔洞区34A与第一绝缘层36的开口36A，在孔洞区38A、34A内，第二不透光导电层38、第二绝缘层40、第一不透光导电层34、第一绝缘层36与透光导电层42形成透光区45，且经由此透光区45，导电凸块44A的部分表面会形成可视区，因此可利用目视方式判断出芯片44的接合状况是否正常。

请参考图5，并一并参考图2与图3。图5示出了本发明一较佳实施例的检测芯片接合状态的方法的流程示意图。如图5所示，本实施例检测芯片接合状态的方法主要包括下列步骤：

步骤50：提供透光基板12，其中透光基板12具有连接垫结构24，设置于透光基板12的正面，且连接垫结构24包括不透光导电层14、绝缘层16、透光导电层18。不透光导电层14具有可透光的孔洞区14A，绝缘层16也具有相对应的开口16A，因此在孔洞区14A内，透光导电层18、绝缘层16与不透光导电层14形成可容许光线穿透的透光区25。

步骤52：提供芯片20，其中芯片20包括导电凸块20A。

步骤54：利用非导电性胶22将芯片20黏着于透光基板12的透光导电层18上，并进行一压合工艺排除导电凸块20A与透光导电层18之间的非导电性胶22，使导电凸块20A与连接垫结构24的透光导电层18接触而产生电性连接，并使非导电性胶22将芯片20的导电凸块20A以外的区域与透光导电层18黏着接合。

步骤56：进行一检测工艺，由透光基板12的背面(如图3的箭号方向所示的方向)经由连接垫结构24的透光区25观察，例如利用电子显微镜观察导电凸块20A的表面状况，以确认压合工艺的压合效果。

导电凸块20A的表面在未经过压合时具有一定粗糙度，而在经过压合后会因为与透明导电层的接触而使得导电凸块20A的表面受力产生类似研磨的效果，使得其表面粗糙度降低而形成相对较平滑的表面，而此一表面性质的改变会反应在导电凸块20A的反光程度上。换言之，当导电凸块20A与透光导电层18的接触良好时，会使得导电凸块20A的粗糙度改变，并可通过观察导电凸块20A表面的反光程度加以衡量；反之，若导电凸块20A与透光导电层18的接触不佳，导电凸块20A的粗糙度将不会改变或是其粗糙度改变会与正常压合的导电凸块20A的粗糙度显著不同，也可通过观察导电凸块20A表面的反光程度加以衡量。

请参考图6，并一并参考图3。图6为示出了本发明另一较佳实施例的检测芯片接合状态的方法示意图。如图6所示，本实施例的连接垫结构24包括不透光导电层14、绝缘层16、透光导电层18、芯片20以及非导电性胶22。在本实施例中，不透光导电层14具有多个可透光的孔洞区14A，绝缘层16也具有相对应的开口16A，因此在各孔洞区14A内，透光导电层18、绝缘层16与不透光导电层14分别形成可容许光线穿透的透光区25。与前述实施例不同之处在于，本实施例的芯片20包括多个导电凸块20A，且各导电凸块20A具有不同的高度并分别对应各透光区25，且各透光区25分别使得导电凸块20A的表面形成可视区26。由于各导电凸块20A具有不同的高度，因此于压合工艺后，可通过各可视区26观察导电凸块20A的反光程度，并得知导电凸块20A的压合状况。举例而言，在本实施例中，连接垫结构24具有12个可视区26，且各可视区26的导电凸块20A具有不等的高度，而于压合工艺后仅有1个可视区26的导电凸块20A的反光程度达到预定可接受的标准，表示在本次的压合工艺中仅高度最高的导电凸块20A与透光导电层18的接触良好，同理若有6个可视区26的导电凸块20A的反光程度达到预定可接受的标准，表示本次的压合工艺中高度较高的6个导电凸块20A与透光导电层18的接触良好。反光程度达到预定可接受的标准的可视区26的数目可作为压合工艺的压合程度的一项指标，若接触良好的导电凸块20A的数目达到预先设定的标准，即表示芯片20顺利与连接垫结构24接合，反之则代表芯片20与连接垫结构24的接合不佳。通过如此方式，即可有效确认压合工艺是否使芯片20顺利与连接垫结构24接合。本发明的可视区26的数目与形状并不限于图6所示出的配置，而可视设计不同加以变更。

请参考图7与图8。图7为本发明又一较佳实施例的芯片接合结构的示意图，图8为本发明又一较佳实施例的检测芯片接合状态的方法的流程示意图。如图7与图8所示，本实施例的检测芯片接合状态的方法包括下列步骤：

步骤60：提供透光基板72，其中透光基板72具有一连接垫结构80，设置于透光基板72的正面，且连接垫结构80包括不透光导电层74设置于透光基板72上、绝缘层76覆盖于不透光导电层74及透光基板72之上，且绝缘层76包括至少一开口76A暴露出部分不透光导电层74，以及透光导电层78设置于绝缘层76上，并经由绝缘层76的开口76A与不透光导电层74电性连接。

步骤62：提供芯片82，其中芯片82包括至少一导电凸块82A。

步骤64：利用非导电性胶84将芯片82黏着于透光基板72上的透光导电层78，并进行压合工艺使导电凸块82A与透光导电层78接触。

步骤66：进行检测工艺，由透光基板72的背面(如图7的箭号方向所示的方向)观察不透光导电层74的背面对应绝缘层76的开口76A的位置，并通过观察不透光导电层74的形变程度，以判断压合工艺的压合效果。

由于不透光导电层74受到导电凸块82A的挤压后会产生形变，特别是对应于绝缘层76的开口76A的位置会因为应力影响而产生较大的形变。因此，不同于前述实施例的作法，本实施例的不透光导电层74未设置孔洞区，而本实施例的检测工艺由透光基板72的背面通过观察不透光导电层74的形变程度，来判断压合工艺的压合效果。在本实施例中，绝缘层76的开口76A的数目、形状与配置并不以图7为限，而可视需要加以变更借此更准确地衡量压合工艺的压合效果。

综上所述，本发明提供一种芯片接合结构的连接垫结构，以及一种检测芯片接合状态的方法，可直接经由连接垫结构的透光区观察导电凸块的受力形变程度，或间接通过不透光导电层的形变程度判断导电凸块的受力形变程度，可有效提高芯片的压合工艺的良率与可靠度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。