键合结构、显示单元及键合方法技术

本发明专利技术公开一种键合结构，包括芯片以及基板，芯片具有电极，基板对应电极设有焊盘，电极的端面设有第一金属层，焊盘的端面设有第二金属层，第一金属层的金属硬度小于第二金属层的金属硬度，第二金属层上设有针刺区域，针刺区域内设有至少一个针状部，第二金属层与第一金属层之间插接固定并使得至少部分针状部插设于第一金属层内，以使芯片与基板键合。本发明专利技术通过增设具有硬度差的两种金属层，以实现通过金属间插入的方式进行芯片与基板之间的对位固定，无需在焊盘的端面或电极的端面设置锡膏等焊接材料，有效避免在转移或对位焊接过程中导致的跑锡，从而杜绝芯片自身电极间因跑锡而发生短路，和/或芯片间因跑锡而发生串联，大大提升良品率。提升良品率。提升良品率。

【技术实现步骤摘要】
键合结构、显示单元及键合方法


[0001]本专利技术涉及LED芯片焊接
，尤其涉及一种键合结构、显示单元及键合方法。

技术介绍

[0002]随着技术迭代发展，Micro LED显示屏成为新一代主流显示产品。Micro LED显示屏在制作过程中，需要将微小尺寸(小于50μm)的LED芯片批量焊接在显示基板上，LED芯片的尺寸越小，LED芯片的两个电极之间的间距就越小，在焊接时，印刷在焊盘上的锡膏容易跑锡，导致LED芯片短路的问题。而且，LED芯片尺寸越小，电极与焊盘的接触面越小，相应地，推拉力就越小，容易因外力影响导致焊接失效，最终影响到显示屏的显示效果。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种键合结构、显示单元及键合方法，其通过增设具有硬度差的两种金属层，以实现通过金属间插入的方式进行芯片与基板之间的对位固定，无需在焊盘的端面或电极的端面设置焊接材料。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供的一种键合结构，包括芯片以及基板，所述芯片具有电极，所述基板对应所述电极设有焊盘，所述电极的端面设有第一金属层，所述焊盘的端面设有第二金属层，所述第一金属层的金属硬度小于所述第二金属层的金属硬度，所述第二金属层上设有针刺区域，所述针刺区域内设有至少一个针状部，所述第二金属层与第一金属层之间插接固定并使得至少部分针状部插设于所述第一金属层内，以使所述芯片与所述基板键合。
[0005]优选地，所述第二金属层包括所述针刺区域，所述第一金属层沿键合方向的投影落入所述针刺区域沿键合方向的投影中以使得至少部分针状部插设于所述第一金属层内。
[0006]优选地，所述芯片具有两个电极，两个电极中的一者为第一电极，另一者为第二电极，所述焊盘对应为两个，两个所述焊盘中的一者为对应所述第一电极的第一焊盘，另一者为对应所述第二电极的第二焊盘，所述第二金属层包括第一区域和所述针刺区域，所述第一区域为非针刺区域，所述第一金属层沿键合方向的投影落入所述针刺区域沿键合方向的投影中以使得至少部分针状部插设于所述第一金属层内。
[0007]优选地，所述芯片具有两个电极，两个电极中的一者为第一电极，另一者为第二电极，所述焊盘对应为两个，两个所述焊盘中的一者为对应所述第一电极的第一焊盘，另一者为对应所述第二电极的第二焊盘，所述第二金属层包括第二区域、第三区域和所述针刺区域，所述第二区域和第三区域均为非针刺区域且分布于所述针刺区域的两侧，所述第一金属层沿键合方向的投影落入所述针刺区域沿键合方向的投影中以使得至少部分针状部插设于所述第一金属层内。
[0008]优选地，所述电极上还设置有第三金属层，所述第三金属层位于所述电极与所述第一金属层之间且所述第三金属层的金属硬度大于或等于所述第二金属层的金属硬度。
[0009]优选地，所述针状部为至少两个，所述针状部的底端位于所述第二金属层与所述焊盘之间的连接面的上侧。
[0010]优选地，所述第一金属层的材质为Ag或Al或Cu或Sn或In中的至少一种，所述第二金属层的材质为TiW或Au或W或Ni或Ti或Cu中的至少一种。
[0011]相应地，本专利技术还提供一种显示单元，包括若干芯片，所述芯片呈多行多列的矩阵式分布键合在基板上，所述芯片为LED芯片，所述芯片与基板之间形成如上所述的键合结构。
[0012]相应地，本专利技术还提供一种键合方法，应用于上述显示单元，包括如下步骤：在芯片电极的端面制作第一金属层，并在基板焊盘的端面制作第二金属层；在所述第二金属层上制作针状部并形成针刺区域；将所述第二金属层与第一金属层之间插接固定并使得至少部分针状部插设于所述第一金属层内，以使所述芯片与所述基板键合；对键合后的第一金属层和第二金属层进行热压焊接或激光焊或回流焊处理，以使第一金属层和对应的第二金属层之间焊接连接。
[0013]优选地，所述针状部通过刻蚀工艺形成。
[0014]与现有技术相比，本专利技术第二金属层的硬度大于第一金属层，芯片与基板键合时，第二金属层的针刺区域插入第一金属层内以固定连接第一金属层，以使电极通过第二金属层和第一金属层电连接焊盘，通过增设具有硬度差的两种金属层，以实现通过金属间插入的方式进行芯片与基板之间的对位固定，无需在焊盘的端面或电极的端面设置锡膏等焊接材料，采用物理插接对位固定的方式替代传统焊锡对位固定，有效避免在转移或对位焊接过程中导致的跑锡，从而杜绝芯片自身电极间因跑锡而发生短路，和/或芯片间因跑锡而发生串联，大大提升良品率。同时，在第二金属层上设置针状部可以使得金属间的对插更容易实现且连接效果更好。另外，本专利技术仅需在第二金属层上形成针刺区域，而无需对芯片电极上的第一金属层进行处理，避免了复杂的工艺流程，键合效果好，芯片的推拉力更大，利于工业大规模使用。
附图说明
[0015]图1为本专利技术实施例芯片与基板键合前的结构示意图，图1中示出了第一种针刺区域分布结构示意图；
[0016]图2为图1中的芯片与基板键合后的结构示意图；
[0017]图3为本专利技术实施例第二种针刺区域分布的结构示意图；
[0018]图4为图3中的芯片与基板键合后的结构示意图；
[0019]图5为本专利技术实施例第三种针刺区域分布结构示意图；
[0020]图6为本专利技术实施例第四种针刺区域分布结构示意图；
[0021]图7为本专利技术实施例第五种针刺区域分布结构示意图；
[0022]图8为本专利技术实施例设置第三金属层后的结构示意图。
具体实施方式
[0023]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现的效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
[0024]如图1至图8所示，本专利技术实施例公开一种键合结构，包括芯片1以及基板2，芯片1具有电极11，基板2对应电极11设有焊盘21，电极11的端面设有第一金属层12，焊盘21的端面设有第二金属层22，第一金属层12的金属硬度小于第二金属层22的金属硬度，第二金属层22上设有针刺区域23，针刺区域23内设有至少一个针状部24，第二金属层22与第一金属层12之间插接固定并使得至少部分针状部24插设于第一金属层12内，以使芯片1与基板2键合。
[0025]具体的，基板2上可以设置一个芯片1，也可以设置多个芯片1，芯片1具体可以为LED芯片，当键合结构包括多个LED芯片时，多个LED芯片可以呈多行多列的矩阵式分布键合在基板2上，以形成均匀排布的显示结构，当然，芯片1的排布方式可以根据实际需求进行设定，在此不对芯片1的具体排布方式进行限定。
[0026]具体的，每个芯片1具有两个电极11a、11b，基板2上对应两个电极11a、11b设置两个焊盘21a、21b，第一金属层12的金属硬度小于第二金属层22的金属硬度，并在第二金属层22上设置针刺区域23，针刺区域23内设有至少一个针状部24，针状部24的顶部呈尖刺状，针状部24具体可以通过刻蚀工艺形成。用较硬的针状部24插入较软的第一金属层12中，实现了物理嵌入连接，无需使用锡膏。针状部24的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种键合结构，其特征在于，包括芯片以及基板，所述芯片具有电极，所述基板对应所述电极设有焊盘，所述电极的端面设有第一金属层，所述焊盘的端面设有第二金属层，所述第一金属层的金属硬度小于所述第二金属层的金属硬度，所述第二金属层上设有针刺区域，所述针刺区域内设有至少一个针状部，所述第二金属层与第一金属层之间插接固定并使得至少部分针状部插设于所述第一金属层内，以使所述芯片与所述基板键合。2.如权利要求1所述的键合结构，其特征在于，所述第二金属层包括所述针刺区域，所述第一金属层沿键合方向的投影落入所述针刺区域沿键合方向的投影中以使得至少部分针状部插设于所述第一金属层内。3.如权利要求1所述的键合结构，其特征在于，所述芯片具有两个电极，两个电极中的一者为第一电极，另一者为第二电极，所述焊盘对应为两个，两个所述焊盘中的一者为对应所述第一电极的第一焊盘，另一者为对应所述第二电极的第二焊盘，所述第二金属层包括第一区域和所述针刺区域，所述第一区域为非针刺区域，所述第一金属层沿键合方向的投影落入所述针刺区域沿键合方向的投影中以使得至少部分针状部插设于所述第一金属层内。4.如权利要求1所述的键合结构，其特征在于，所述芯片具有两个电极，两个电极中的一者为第一电极，另一者为第二电极，所述焊盘对应为两个，两个所述焊盘中的一者为对应所述第一电极的第一焊盘，另一者为对应所述第二电极的第二焊盘，所述第二金属层包括第二区域、第三区域和所述针刺区域，所述第二区域和第三区域均为非针刺区域且分布于所述针刺区域的两侧，...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛水源，庄文荣，叶国辉，
申请(专利权)人：东莞市中麒光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：