经由激光固化预涂敷的和激光烧蚀的底部填充物制造技术

本发明专利技术的目的在于用于使用脉冲触发的光子(或EM能量)源(例如但不限于激光器)来将半导体器件的电接触部电气地耦合、键合和/或固定到其他半导体器件的电接触部的增强系统和方法。全部或部分LED行被电气地耦合、键合和/或固定到显示设备的背板。LED可以是μLED。脉冲光子源被用来通过扫描光子脉冲照射LED。EM辐射被表面、主体、衬底、LED的电接触部和/或背板的电接触部吸收，以生成引起在LED的电接触部和背板的电接触部之间的键合的热能。光子脉冲的时域分布和空间分布以及光子源的脉冲频率和扫描频率被选择以控制不利热效应。率和扫描频率被选择以控制不利热效应。率和扫描频率被选择以控制不利热效应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】经由激光固化预涂敷的和激光烧蚀的底部填充物
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年6月11日提交的且标题为“SELECTIVELY BONDING LIGHT
‑
EMITTING DEVICES VIA A PULSED LASER”的美国临时专利申请62/860,219的优先权，该美国临时专利申请的内容被全部并入本文。本申请还要求于2019年6月14日提交的且标题为“SELECTIVELY BONDING LIGHT
‑
EMITTING DEVICES VIA A PULSED LASER”的美国临时专利申请62/861,949的优先权，该美国临时专利申请的内容被全部并入本文。本申请还要求于2019年6月14日提交的且标题为“LED Bonding with Underfill”的美国临时专利申请62/861,938的优先权，该美国临时专利申请的内容被全部并入本文。本申请此外要求于2019年7月2日提交的且标题为“DIELECTRIC
‑
DIELECTRIC AND METALLIZATION BONDING VIA PLASMA ACTIVATION AND LASER
‑
INDUCED HEATING”的美国临时专利申请62/869,905的优先权，该美国临时专利申请的内容被全部并入本文。本申请还要求于2019年7月2日提交的且标题为“BONDING FOR DEFORMABLE ELECTRICAL CONTACTS”的美国临时专利申请62/869,908的优先权，该美国临时专利申请的内容被全部并入本文。本申请还要求于2020年1月21日提交的且标题为“CURING PRE
‑
APPLIED AND LASER
‑
ABLATED UNDERFILL VIA ALASER”的美国非临时专利申请16/748,681的优先权，该美国非临时专利申请的内容被全部并入本文。
[0003]背景
[0004]本公开涉及电子显示设备的制造和组装。
[0005]电子显示器是许多计算设备(例如智能手机、平板电脑、智能手表、膝上型电脑、台式计算机、电视机(TV)和头戴式设备(例如虚拟现实(VR)设备、增强现实(AR)设备和/或混合现实(MR)设备))的核心部件。现代显示设备可以包括数百万或甚至数千万像素的二维(2D)阵列。像素的2D阵列可以以像素的行和列进行布置。例如，4K电视可以包括接近于900万像素的4096行和2160列像素(即，4096
×
2160显示器)。
[0006]每个像素可以包括一个或更多个发光器件、子器件或部件，例如发光二极管(LED)。LED可以是无机LED(ILED)或有机LED(OLED)。每个像素可以包括多个LED。例如，RGB像素可以包括三个单独的LED：红色(R)LED、绿色(G)LED和蓝色(B)LED。因此，现代显示器可以包括远远超过一千万个单独的LED。LED可以在一个或更多个背板或印刷电路板(PCB)上按行和列进行布置。在组装显示器时，一般需要将每个LED电气地耦合、键合或固定到背板。将数百万个LED键合到一个或更多个背板的传统方法可能导致不利热效应，这增加了组装显示器的成本和时间，以及降低了在制造过程中的产量。
[0007]概述
[0008]根据本专利技术，提供了一种用于将半导体器件耦合到目标衬底的方法，其中，半导体器件包括第一表面和设置在第一表面上的第一接触部，目标衬底包括第二表面和设置在第二表面上的第二接触部，以及方法包括：在第二表面上沉积未固化的底部填充(UF)材料，其中，未固化的UF材料基本上覆盖第二表面并且基本上封装第二接触部；向未固化的UF材料施加第一热能，以预固化未固化的UF材料；利用第一光子束照射所预固化的UF材料的多余
部分，以移除预固化的UF材料的多余部分并形成预固化的UF材料的平坦表面，预固化的UF材料的平坦表面至少部分地暴露第二接触部的远侧部分；将半导体器件定位成邻近目标衬底以形成第一接触部与第二接触部的空间对准，其中，第一表面和第二表面是相对的表面，并且第二接触部的至少部分地被暴露的远侧部分与第一接触部的远侧部分相邻；通过将第二接触部的至少部分地被暴露的远侧部分键合到第一接触部的相邻远侧部分，来在半导体器件和目标衬底之间形成电耦合；以及固化所预固化的UF材料，其中，所固化的UF材料在机械上使在半导体器件和目标衬底之间的电耦合稳定。
[0009]可选地，未固化的UF材料经由以下中的至少一种进行沉积：旋涂工艺、浸涂工艺、刮片工艺或喷涂工艺。
[0010]可选地，第一热能是由照射预固化的UF材料的多余部分的第二光子束诱导的，以及第二光子束包括紫外(UV)光子束或红外(IR)光子束中的一种。
[0011]可选地，跨预固化的UF材料的多余部分扫描第一光子束，以平面化预固化的UF材料的平坦表面。
[0012]可选地，将第二接触部的至少部分地被暴露的远侧部分键合到第一接触部的相邻远侧部分是由第二热能引起的，该第二热能是由照射半导体器件或目标衬底中的至少一个的第二光子束生成的；
[0013]可选地，第二光子束包括具有时域分布的光子脉冲，时域分布被选择以控制与第二热能相关联的热效应。
[0014]可选地，将第二接触部的至少部分地被暴露的远侧部分键合到第一接触部的相邻远侧部分是通过热压键合过程引起的。
[0015]可选地，使用厌氧粘合剂来固化预固化的UF材料。可选地，使用湿气吸收过程来固化预固化的UF材料。
[0016]可选地，半导体器件是具有小于100微米(μm)的特征尺寸的发光二极管(LED)，以及目标衬底是显示设备的背板。
[0017]根据本专利技术，还提供了一种用于将半导体器件耦合到目标衬底的系统，其中，半导体器件包括第一表面和设置在第一表面上的第一接触部，目标衬底包括第二表面和设置在第二表面上的第二接触部，系统包括：底部填充(UF)沉积装置，其在第二表面上沉积未固化的底部填充(UF)材料，其中，未固化的UF材料基本上覆盖第二表面并且基本上封装第二接触部；烧蚀装置，其移除预固化的UF材料的多余部分并形成预固化的UF材料的平坦表面，预固化的UF材料的平坦表面至少部分地暴露第二接触部的远侧部分；拾取和放置头(PPH)，其将半导体器件定位成邻近目标衬底以形成第一接触部与第二接触部的空间对准，其中，第一表面和第二表面是相对的表面，并且第二接触部的至少部分地被暴露的远侧部分与第一接触部的远侧部分相邻；电耦合装置，其通过将第二接触部的至少部分地被暴露的远侧部分键合到第一接触部的相邻远侧部分，来在半导体器件和目标衬底之间形成电耦合；以及固化装置，其固化所预固化的UF材料，其中，所固化的UF材料在机械上使在半导体器件和目标衬底之间的电耦合稳定。
[0018]可选地，UF沉积装置包括以下中的至少一种：旋涂装置、浸涂装置、刮片装置或喷涂装置。
[0019]可选地，UF本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于将半导体器件耦合到目标衬底的方法，其中，所述半导体器件包括第一表面和设置在所述第一表面上的第一接触部，所述目标衬底包括第二表面和设置在所述第二表面上的第二接触部，以及所述方法包括：在所述第二表面上沉积未固化的底部填充(UF)材料，其中，未固化的UF材料基本上覆盖所述第二表面并且基本上封装所述第二接触部；向所述未固化的UF材料施加第一热能，以预固化所述未固化的UF材料；利用第一光子束照射所预固化的UF材料的多余部分，以移除所述预固化的UF材料的所述多余部分并形成所述预固化的UF材料的平坦表面，所述预固化的UF材料的平坦表面至少部分地暴露所述第二接触部的远侧部分；将所述半导体器件定位成邻近所述目标衬底以形成所述第一接触部与所述第二接触部的空间对准，其中，所述第一表面和所述第二表面是相对的表面，并且所述第二接触部的至少部分地被暴露的远侧部分与所述第一接触部的远侧部分相邻；通过将所述第二接触部的至少部分地被暴露的远侧部分键合到所述第一接触部的相邻远侧部分，来在所述半导体器件和所述目标衬底之间形成电耦合；以及固化所述预固化的UF材料，其中，所固化的UF材料在机械上使在所述半导体器件和所述目标衬底之间的所述电耦合稳定。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述未固化的UF材料经由以下中的至少一种进行沉积：旋涂工艺、浸涂工艺、刮片工艺或喷涂工艺。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一热能是由照射所述预固化的UF材料的所述多余部分的第二光子束诱导的，其中，所述第二光子束包括紫外(UV)光子束或红外(IR)光子束中的一种。4.根据权利要求1所述的方法，包括跨预固化的UF材料的所述多余部分扫描所述第一光子束，以平面化所述预固化的UF材料的平坦表面。5.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述第二接触部的至少部分地被暴露的远侧部分键合到所述第一接触部的相邻远侧部分是由第二热能引起的，该第二热能是由照射所述半导体器件或所述目标衬底中的至少一个的第二光子束生成的；其中，所述第二光子束包括具有时域分布的光子脉冲，所述时域分布被选择以控制与所述第二热能相关联的热效应。6.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述第二接触部的至少部分地被暴露的远侧部分键合到所述第一接触部的相邻远侧部分是通过热压键合过程引起的。7.根据权利要求1所述的方法，包括使用厌氧粘合剂和/或湿气吸收过程来固化所述预固化的UF材料。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述半导体器件是具有小于100微米(μm)的特征尺寸的发光二极管(LED)，以及所述目标衬底是显示设备的背板。9.一种用于将半导体器件耦合到目标衬底的系统，其中，所述半导体器件包括第一表面和设置在所述第一表面上的第一接触部，所述目标衬底包括第二表面和设置在所述第二表面上的第二接触部，所述系统包括：底部填充(UF)沉积装置，其在所述第二表面上沉积未固化的底部填充(UF)材料，其中，未固化的UF材料基本上覆盖所述第二表面并且基本上封装所述第二接触部；
烧蚀装置，其移除...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔，
申请(专利权)人：脸谱科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：