金属凸块结构及其制作方法与驱动基板与流程

1.本发明涉及一种凸块结构及其制作方法与基板，尤其涉及一种金属凸块结构及其制作方法与具有此金属凸块结构的驱动基板。


背景技术：

2.目前主动式驱动(am driving)的微型发光二极管显示器(micro led display)，大都是使用薄膜晶体管(thin film transistor,tft)玻璃基板来驱动发光二极管。然而，薄膜晶体管为薄膜制程，其上的金属导线与发光区(pixel area)的铟锡氧化物(indium tin oxide,ito)仅为纳米级，因此当发光二极管或表面黏着元件(surface mount device,smd)要焊接(solder bonding)在铟锡氧化物导电层上面时，无法形成可靠的介面金属化合物(intermetallic compound，imc)而黏接在一起。为了解决上述的问题，目前是采用电镀(electrodeplating)的方式在铟锡氧化物导电层上形成一层厚铜。然而，电镀厚铜的制程冗长复杂，除了会增加制造的费用之外，因为是湿式制程，也容易造成环境污染。


技术实现要素：

3.本发明是针对一种金属凸块结构及其制作方法，其具有制程简单、低成本且不会造成环境污染等优势。
4.本发明是针对一种驱动基板，包括上述的金属凸块结构，可具有较佳的结构可靠度。
5.根据本发明的实施例，金属凸块结构的制作方法，其包括以下步骤。提供驱动基材。驱动基材上已形成有至少一接垫以及绝缘层。接垫形成于驱动基材的配置面上且具有上表面。绝缘层覆盖驱动基材的配置面与接垫且暴露出接垫的部分上表面。形成图案化金属层于绝缘层所暴露出的接垫的上表面上且延伸覆盖部分绝缘层。进行化学镀(electrodeless plating,elp)程序，以于图案化金属层上形成至少一金属凸块。金属凸块的第一延伸方向垂直于驱动基材的第二延伸方向。
6.在根据本发明的实施例的金属凸块结构的制作方法中，上述的形成图案化金属层的步骤，包括形成催化剂层于绝缘层以及绝缘层所暴露出的接垫的上表面上。对催化剂层进行活化程序与图案化程序，而形成图案化金属层。
7.在根据本发明的实施例的金属凸块结构的制作方法中，上述的形成催化剂层的方法包括喷墨印刷(inkjet printing)法。
8.在根据本发明的实施例的金属凸块结构的制作方法中，上述的催化剂层的材质包括纳米钯(nano-pd)，或任何可还原化学铜的纳米金属例如纳米金或纳米银。
9.在根据本发明的实施例的金属凸块结构的制作方法中，上述的活化程序包括激光活化(laser activation)程序或加热程序。
10.在根据本发明的实施例的金属凸块结构的制作方法中，上述的图案化金属层的材质包括钯、金或银。
11.在根据本发明的实施例的金属凸块结构的制作方法中，上述的金属凸块的材质包括铜、金、锡或镍。
12.在根据本发明的实施例的金属凸块结构的制作方法中，上述的金属凸块的剖面形状包括类圆形或矩形。
13.在根据本发明的实施例的金属凸块结构的制作方法中，上述的接垫的材质包括铟锡氧化物(indium tin oxide,ito)，或任何溅镀的金属层例如钛、铜、钼、铝或铬。
14.在根据本发明的实施例的金属凸块结构的制作方法中，上述的金属凸块的厚度介于1微米至10微米之间。
15.根据本发明的实施例，金属凸块结构，配置于驱动基材上。驱动基材上配置有接垫以及绝缘层。接垫配置于驱动基材的配置面上且具有上表面。绝缘层覆盖驱动基材的配置面与接垫且暴露出接垫的部分上表面。金属凸块结构包括图案化金属层以及金属凸块。图案化金属层配置于绝缘层所暴露出的接垫的上表面上且延伸覆盖部分绝缘层。金属凸块配置于图案化金属层上，其中金属凸块的第一延伸方向垂直于驱动基材的第二延伸方向。
16.在根据本发明的实施例的金属凸块结构中，上述的图案化金属层的材质包括钯，或任何可还原化学铜的纳米金属例如金、银。
17.在根据本发明的实施例的金属凸块结构中，上述的金属凸块的材质包括铜、金、锡或镍。
18.在根据本发明的实施例的金属凸块结构中，上述的金属凸块的剖面形状包括类圆形或矩形。
19.在根据本发明的实施例的金属凸块结构中，上述的金属凸块的厚度介于1微米至10微米之间。
20.根据本发明的实施例，驱动基板，其包括驱动基材、至少一主动元件、至少一接垫、绝缘层以及至少一金属凸块结构。驱动基材具有配置面。主动元件配置于驱动基材的配置面上。接垫配置于驱动基材的配置面上，且具有上表面。绝缘层覆盖驱动基材的配置面、主动元件以及接垫，且绝缘层暴露出接垫的部分上表面。金属凸块结构包括图案化金属层以及金属凸块。图案化金属层配置于绝缘层所暴露出的接垫的上表面上且延伸覆盖部分绝缘层。金属凸块配置于图案化金属层上。金属凸块的第一延伸方向垂直于驱动基材的第二延伸方向。
21.在根据本发明的实施例的驱动基板中，上述的图案化金属层的材质包括钯，而金属凸块的材质包括铜、金、锡或镍。
22.在根据本发明的实施例的驱动基板中，上述的金属凸块的剖面形状包括类圆形或矩形。
23.在根据本发明的实施例的驱动基板中，上述的金属凸块的厚度介于1微米至10微米之间。
24.在根据本发明的实施例的驱动基板中，上述的接垫的材质包括铟锡氧化物，或任何溅镀的金属层例如钛、铜、钼、铝或铬。
25.基于上述，在本发明的金属凸块结构的制作方法中，是通过化学镀程序来形成金属凸块。相较于现有以湿式制程的电镀程序来形成金属凸块而言，本发明采干式制程来形成金属凸块，可具有制程简单、低成本且不会造成环境污染等优势。此外，采用本发明的金
属凸块结构的驱动基板，于后续接合发光元件时，发光元件可与金属凸块结构之间可形成良好介面金属化合物，可具有较佳的结构可靠度。
附图说明
26.图1a至图1d是依照本发明的一实施例的一种金属凸块结构的制作方法的剖面示意图；
27.图2示出为本发明的另一实施例的一种金属凸块结构的剖面示意图；
28.图3a示出为本发明的一实施例的一种驱动基板的剖面示意图；
29.图3b示出为在图3a的驱动基板上配置发光元件的剖面示意图。
30.附图标记说明
31.100:驱动基板；
32.110:驱动基材；
33.112:配置面；
34.120:接垫；
35.122:上表面；
36.130:绝缘层；
37.140:主动元件；
38.200a、200b:金属凸块结构；
39.210:图案化金属层；
40.210a:催化剂层；
41.220a、220b:金属凸块；
42.222:上表面；
43.300:发光元件；
44.d1:第一延伸方向；
45.d2:第二延伸方向；
46.t:厚度。
具体实施方式
47.现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
48.图1a至图1d是依照本发明的一实施例的一种金属凸块结构的制作方法的剖面示意图。请先参考图1a，关于本实施例的金属凸块结构的制作方法，首先，提供驱动基材110。驱动基板110上已形成有至少一接垫(示意地示出两个接垫120)以及绝缘层130。接垫120形成于驱动基材110的配置面112上且具有上表面122。绝缘层130覆盖驱动基材110的配置面112与接垫120且暴露出接垫120的部分上表面122。此处，驱动基材110例如是薄膜晶体管(tft)玻璃基板，而接垫120的材质例如是铟锡氧化物，或任何溅镀的金属层例如钛、铜、钼、铝或铬。意即，接垫120与驱动基材110上的像素电极属于同一层，皆采用铟锡氧化物来制作。
49.接着，请先参考图1c，形成图案化金属层210于绝缘层130所暴露出的接垫120的上
表面122上且延伸覆盖部分绝缘层130。详细来说，形成图案化金属层210的步骤，请参考图1b，形成催化剂层210a于绝缘层130以及绝缘层130所暴露出的接垫120的上表面122上。催化剂层210a于驱动基材110上的正投影大于对应的接垫120于驱动基材110上的正投影。此处，形成催化剂层210a的方法例如是喷墨印刷法，而催化剂层210a的材质例如是纳米钯，或任何可还原化学铜的纳米金属例如纳米金或纳米银。
50.之后，请再同时参考图1b与图1c，对催化剂层210a进行活化程序与图案化程序，而形成图案化金属层210。图案化金属层210于驱动基材110上的正投影小于对应的接垫120于驱动基材110上的正投影。此处，活化程序例如是激光活化程序或加热程序。若采用纳米钯(此为离子态)来做为催化剂层210a，则经由活化后的催化剂层210a可形成金属钯，之后，经由图案化程序此金属钯，则可形成图案化金属层210。因此，本实施例的图案化金属层的材质具体化为钯，或任何可还原化学铜的纳米金属例如金或银。
51.最后，请参考图1d，进行化学镀程序，以于图案化金属层210上形成至少一金属凸块(示意地示出两个金属凸块220a)。化学镀的机制是通过氧化还原反应，具有较低的成本，且生产时间短，可依据需求而选择性地成长成所需的形状。金属凸块220a的第一延伸方向d1垂直于驱动基材110的第二延伸方向d2。此处，金属凸块220a的材质例如是铜、金或镍。金属凸块220a的剖面形状例如是矩形，且金属凸块220a的厚度t例如介于1微米至10微米之间。至此，已完成金属凸块结构200a的制作。
52.在结构上，请再参考图1d，金属凸块结构200a配置于驱动基材110上。驱动基材110上配置有接垫120以及绝缘层130。接垫120配置于驱动基材110的配置面112上且具有上表面122。绝缘层130覆盖驱动基材110的配置面112与接垫120且暴露出接垫120的部分上表面122。金属凸块结构200a包括图案化金属层210以及金属凸块220a。图案化金属层210配置于绝缘层130所暴露出的接垫120的上表面122上且延伸覆盖部分绝缘层130，其中图案化金属层210的材质例如是钯，或任何可还原化学铜的纳米金属例如金或银。金属凸块220a配置于图案化金属层210上，其中金属凸块220a的第一延伸方向d1垂直于驱动基材110的第二延伸方向d2。此处，金属凸块220a的材质例如是铜、金或镍，而金属凸块220a的剖面形状例如是矩形，且金属凸块220a的厚度t介于1微米至10微米之间。
53.由于本实施例是通过化学镀程序来形成金属凸块220a，因此相较于现有以湿式制程的电镀程序来形成金属凸块而言，本实施例的金属凸块结构200a因采干式制程来形成金属凸块220a，可具有制程简单、低成本且不会造成环境污染等优势。
54.在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。
55.图2示出为本发明的另一实施例的一种金属凸块结构的剖面示意图。请同时参考图1d与图2，本实施例的金属凸块结构200b与上述的金属凸块结构200a相似，两者的差异在于：在本实施例中，金属凸块结构200b的金属凸块220b的剖面形状具体化为类圆形。换言之，可进一步将金属凸块结构200a通过高温回火(reflow)的程序，形成所需的金属凸块220b的形状。
56.图3a示出为本发明的一实施例的一种驱动基板的剖面示意图。图3b示出为在图3a的驱动基板上配置发光元件的剖面示意图。请先参考图3a，在本实施例中，驱动基板100包
括驱动基材110、至少一接垫(示意地示出两个接垫120)、绝缘层130、至少一主动元件(示意地示出一个主动元件140)以及至少一金属凸块结构(示意地示出两个金属凸块结构200a)。驱动基材110具有配置面112，其中驱动基材110例如是薄膜晶体管(tff)玻璃基板。主动元件140配置于驱动基材110的配置面112上，其中主动元件140例如是薄膜晶体管，但不以此为限。接垫120配置于驱动基材110的配置面112上，且具有上表面122，其中接垫120的材质例如是铟锡氧化物，或任何溅镀的金属层例如钛、铜、钼、铝或铬。意即，接垫120与驱动基材110上的像素电极属于同一层，皆采用铟锡氧化物来制作。绝缘层130覆盖驱动基材110的配置面112、主动元件140以及接垫120，且绝缘层130暴露出接垫120的部分上表面122。金属凸块结构200a包括图案化金属层210以及金属凸块220a。图案化金属层210配置于绝缘层130所暴露出的接垫120的上表面122上且延伸覆盖部分绝缘层130。金属凸块220a配置于图案化金属层210上。金属凸块220a的第一延伸方向d1垂直于驱动基材110的第二延伸方向d2。
57.请参考图3b，发光元件300适于配置于驱动基板100上，而与驱动基板100形成显示器，其中发光元件300配置于金属凸块结构200a的金属凸块220a上。进一步来说，发光元件300例如是微型发光二极管，其中每一发光元件300是以覆晶的方式接合在驱动基板100的两个金属凸块结构200a上。发光元件300结构性且电性连接至金属凸块220a的上表面222，且通过金属凸块220a及图案化金属层210与接垫120电性连接。由于本实施例是采用化学镀程序来形成具有一定厚度的金属凸块220a，因此当发光元件300与金属凸块结构200a焊接时，发光元件300与金属凸块结构200a之间可形成良好介面金属化合物，因而可具有较佳的结构可靠度。
58.综上所述，在本发明的金属凸块结构的制作方法中，是通过化学镀程序来形成金属凸块。相较于现有以湿式制程的电镀程序来形成金属凸块而言，本发明采干式制程来形成金属凸块，可具有制程简单、低成本且不会造成环境污染等优势。此外，采用本发明的金属凸块结构的驱动基板，于后续接合发光元件时，发光元件可与金属凸块结构之间可形成良好介面金属化合物，可具有较佳的结构可靠度。
59.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。