电子装置及其制造方法

技术领域

本公开有关于一种电子装置，特别是有关于一种具有接合垫的电子装置及其制造方法。

背景技术

目前，电子组件是透过锡焊接在薄膜晶体管(TFT)玻璃基板上，但经过可靠度测试(例如热冲击(Thermal Shock))后，电子组件正下方的玻璃会出现裂痕，因而造成亮/暗点产生或甚至电子组件会从基板上剥落。该些异常现象的发生是由于电子组件与玻璃之间的热膨胀系数(CTE)不同，再经过热冲击的热胀冷缩过程后出现拉/张应力，最终在结构中受到应力最大值的位置处出现破裂起始点并往外延伸。

发明内容

根据本公开的一实施例，提供一种电子装置的制造方法，包括：提供一基板；形成一焊料与一助焊剂于该基板上；接合一电子组件于该焊料上；以及移除至少一部分的该助焊剂。

根据本公开的一实施例，提供一种电子装置，包括：一基板；一电子组件，包括多个接合垫，位于该基板上；以及一胶材，位于该多个接合垫之间。

附图说明

以下将配合所附附图详述本公开实施例。应注意的是，各种特征部件并未按照比例绘制且仅用以说明例示。事实上，组件的尺寸可能经放大或缩小，以清楚地表现出本公开实施例的技术特征。

图1A～1F是根据本公开的一实施例，一种电子装置制造方法的剖面示意图；

图1G是根据本公开的一实施例，为图1F的俯视图；

图2A～2D是根据本公开的一实施例，一种移除电子装置助焊剂的示意图。

符号说明

10：基板

12：第一绝缘层

14：第二绝缘层

16：图案化金属层

18：像素定义层

18’：像素定义层的上表面

20：金属层

22a：第一接合结构

22b：第二接合结构

24：焊料

26：助焊剂

27：电子组件

28：主体

28’：主体的上表面

30a：第一接合垫

30b：第二接合垫

32：回焊制程

34：胶材

34’：胶材的顶部

40：电子装置

42：图1D所示结构

42’：图1D所示结构的上表面

44：容器

46：清洗液

46’：清洗液的液面

48：超音波震荡器

50：超音波震洗步骤

52：去离子水

54：经超音波震洗步骤后的结构

56：干燥步骤

H：电子组件的厚度

h：胶材的厚度

K：像素定义层的上表面至电子组件的主体的上表面的高度

具体实施方式

以下的公开内容提供许多不同的实施例以实施本案的不同特征。以下的公开内容叙述各个构件及其排列方式的特定范例，以简化说明。当然，这些特定的范例并非用以限定。例如，若是本公开实施例叙述了一第一特征部件形成于一第二特征部件之上或上方，即表示其可能包含上述第一特征部件与上述第二特征部件是直接接触的实施例，亦可能包含了有附加特征部件形成于上述第一特征部件与上述第二特征部件之间，而使上述第一特征部件与第二特征部件可能未直接接触的实施例。

应理解的是，额外的操作步骤可实施于所述方法之前、之间或之后，且在所述方法的其他实施例中，部分的操作步骤可被取代或省略。

此外，其中可能用到与空间相关用词，例如「在…下方」、「下方」、「较低的」、「在…上方」、「上方」、「较高的」及类似的用词，这些空间相关用词是为了便于描述图示中一个(些)组件或特征部件与另一个(些)组件或特征部件之间的关系，这些空间相关用词包括使用中或操作中的装置的不同方位，以及附图中所描述的方位。当装置被转向不同方位时(旋转45度或其他方位)，则其中所使用的空间相关形容词也将依转向后的方位来解释。再者，当述及一第一材料层位于一第二材料层上或之上时，包括第一材料层与第二材料层直接接触的情形，或者，其间亦可能间隔有一或更多其它材料层的情形，在此情形中，第一材料层与第二材料层之间可能不直接接触。在本公开一些实施例中，关于接合、连接的用语例如「连接」、「互连」等，除非特别定义，否则可指两个结构是直接接触，或者亦可指两个结构并非直接接触，其中有其它结构设于此两个结构之间。且此关于接合、连接的用语亦可包括两个结构都可移动，或者两个结构都固定的情况。

在说明书中，「约」、「大约」、「大抵」、「大致」、「实质上」、「相同」、「相似」的用语通常表示一特征值在一给定值的正负15％之内，或正负10％之内，或正负5％之内，或正负3％之内，或正负2％之内，或正负1％之内，或正负0.5％之内的范围。在此给定的数量为大约的数量，亦即在没有特定说明「约」、「大约」、「大抵」、「大致」、「实质上」的情况下，仍可隐含「约」、「大约」、「大抵」、「大致」、「实质上」的含义。

应当理解的是，虽然本文使用术语「第一」、「第二」、「第三」等来描述不同的组件、部件、区域、层及/或区段，这些组件、部件、区域、层及/或区段不应当被这些术语所限制。这些术语可以仅被用于将一个组件、部件、区域、层或区段与另一组件、部件、区域、层或区段区分开来。因此，在不脱离本公开的技术的前提下，以下讨论的第一组件、部件、区域、层或区段可以被称为第二组件、部件、区域、层或区段。

除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇公开所属的一般技艺者所通常理解的相同涵义。能理解的是，这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有与相关技术及本公开的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在本公开实施例有特别定义。

请参阅图1A～1F，根据本公开的一实施例，提供一种电子装置的制造方法。图1A～1F为电子装置制造方法的剖面示意图。

如图1A所示，提供基板10。形成第一绝缘层12于基板10上。形成第二绝缘层14于第一绝缘层12上。形成图案化金属层16于第二绝缘层14上，露出部分的第二绝缘层14。形成像素定义层(pixel defining layer，PDL)18于图案化金属层16与露出的第二绝缘层14上，并露出部分的图案化金属层16。形成金属层20于露出的图案化金属层16上，以定义第一接合结构22a与第二接合结构22b，对应后续接合的电子组件的接合垫。

在部分实施例中，基板10可包括硬质基板或软性基板，例如，玻璃基板或聚酰亚胺(PI)基板，但本公开不限于此。在部分实施例中，第一绝缘层12与第二绝缘层14为绝缘材料，可包括氧化硅、氮化硅或氮氧化硅，但本公开不限于此。在部分实施例中，图案化金属层16为金属材料，可包括铜，但本公开不限于此。在部分实施例中，像素定义层18为有机材料或无机材料，可包括树脂、有机硅、氮化硅或氧化硅，但本公开不限于此。在部分实施例中，金属层20为金属材料，可包括镍，但本公开不限于此。

接着，如图1B所示，形成焊料(solder)24与助焊剂(flux)26于基板10的第一接合结构22a与第二接合结构22b上。在图1B中，先形成焊料24于第一接合结构22a与第二接合结构22b上，之后，再形成助焊剂26于焊料24上。在部分实施例中，亦可先混合焊料24与助焊剂26形成混合物，之后，再将上述混合物形成于第一接合结构22a与第二接合结构22b上。在本公开中，可借由例如喷射涂布(injection coating)的方式将焊料24与助焊剂26形成于第一接合结构22a与第二接合结构22b上。在部分实施例中，借由喷射涂布先将焊料24形成于第一接合结构22a与第二接合结构22b上，之后，再次借由喷射涂布将助焊剂26形成于焊料24上。在部分实施例中，先混合焊料24与助焊剂26形成混合物，之后，再借由喷射涂布将上述混合物形成于第一接合结构22a与第二接合结构22b上。在部分实施例中，焊料24为金属或合金材料，可包括锡或锡铋合金，但本公开不限于此。在部分实施例中，助焊剂26为树脂与有机溶剂混合物，可包括松香、有机酸、乙醇、增稠剂等成分，但本公开不限于此。

接着，如图1C所示，将电子组件27接合至焊料24与助焊剂26上，其中电子组件27包括第一接合垫30a、第二接合垫30b与主体28。在图1C中，电子组件27借由第一接合垫30a与第二接合垫30b接合至焊料24与助焊剂26上。在部分实施例中，电子组件27可包括无源组件或有源组件，例如，电容、电阻、电感、二极管、晶体管等。二极管可包括发光二极管或光电二极管，例如，有机发光二极管(organic light emitting diode，OLED)、次毫米发光二极管(mini LED)、微发光二极管(micro LED)或量子点发光二极管(quantum dot LED)，但本公开不限于此。在部分实施例中，电子组件27的厚度H大约为600微米。在部分实施例中，第一接合垫30a与第二接合垫30b可包括铜，但本公开不限于此。

接着，如图1D所示，实施回焊(reflow)制程32。在部分实施例中，回焊制程32可包括低温回焊(回焊温度大约低于170℃)。回焊后，助焊剂26呈现环绕电子组件27并位于第一接合结构22a与第二接合结构22b之间的分布态样。

接着，如图1E所示，移除助焊剂26。相关移除方式将详述于后。

接着，如图1F所示，形成胶材34于基板10上，并环绕电子组件27以及位于第一接合结构22a与第二接合结构22b之间，如图1G所示。图1G为图1F的俯视图。在本公开中，可借由例如喷射涂布的方式将胶材34形成于基板10上，并环绕电子组件27以及位于第一接合结构22a与第二接合结构22b之间。在部分实施例中，胶材34的杨氏系数(Young’s modulus)介于大约1MPa至大约100MPa。在部分实施例中，胶材34可包括白胶(例如，以硅胶为基底)、光学胶或防水胶，但本公开不限于此。在部分实施例中，胶材34的厚度h(从像素定义层18的上表面18’至胶材34的顶部34’)介于大约50微米至大约600微米。此处，将像素定义层18的上表面18’至电子组件27的主体28的上表面28’的高度定义为K。在部分实施例中，高度K介于大约600微米至大约640微米。值得注意的是，胶材34的厚度h不超过高度K。至此，即完成电子装置40的制作。

以下将详述移除助焊剂26的相关移除方式。

请参阅图2A～2D，根据本公开的一实施例，提供一种电子装置中助焊剂的移除方法。图2A～2D为上述移除方法的示意图。

如图2A所示，将图1D所示结构42(包含助焊剂)置于容器44并加入清洗液46。在图2A中，清洗液46的液面46’大约高于图1D所示结构42的上表面42’。在部分实施例中，清洗液46的液面46’大约等于图1D所示结构42的上表面42’。在部分实施例中，清洗液46的液面46’大约低于图1D所示结构42的上表面42’。在本公开中，将图1D所示结构42中的助焊剂浸于清洗液46中即可达到移除助焊剂的效果，而图1D所示结构42的上表面42’可大约低于、高于或等于清洗液46的液面46’。在部分实施例中，清洗液46可包括碱性溶液，例如，2-胺基-2-甲基-1-丙醇、二乙二醇单丁醚、三甘醇单丁醚、乙氨基乙醇、双乙醇、苄醇、或前述的混合物、或任选前述几种的混合物，但本公开不限于此。在部分实施例中，清洗液46的温度大约介于55℃至65℃。

接着，如图2B所示，将装有图1D所示结构42与清洗液46的容器44置于超音波震荡器48中进行超音波震洗步骤50。在部分实施例中，超音波震洗步骤50的频率大约为40KHz。在部分实施例中，超音波震洗步骤50的温度大约介于55℃至65℃。在部分实施例中，超音波震洗步骤50的时间大约介于1分钟至2分钟。在图2B中，将装有图1D所示结构42与清洗液46的容器44置于超音波震荡器48中进行超音波震洗步骤50，以移除助焊剂。在部分实施例中，亦可将单独装有图1D所示结构42的容器44置于超音波震荡器48中进行超音波震荡步骤，以移除助焊剂。在部分实施例中，亦可将装有图1D所示结构42与一般溶液(例如，去离子水)的容器44置于超音波震荡器48中进行超音波震洗步骤，以移除助焊剂。

接着，如图2C所示，使用去离子水52清洗经超音波震洗步骤50后的结构54，以将清洗液46洗至无残留，耗时大约1分钟至2分钟。

接着，如图2D所示，对结构54进行干燥步骤56，以去除结构54上的水分并使其干燥，至此，即完成移除助焊剂的步骤，获得如图1E所示的结构。在部分实施例中，可使用空气枪将结构54上的水分去除并吹干，但本公开不限于此。在部分实施例中，亦可借由其他适合的方式将结构54上的水分去除并使其干燥。

请参阅图1F，根据本公开的一实施例，提供一种电子装置40。图1F为电子装置40的剖面示意图。

如图1F所示，电子装置40包括基板10、第一绝缘层12、第二绝缘层14、图案化金属层16、像素定义层(pixel defining layer，PDL)18、金属层20(包括第一接合结构22a、第二接合结构22b)、焊料24、、第一接合垫30a、第二接合垫30b、主体28、以及胶材34。第一绝缘层12形成于基板10上。第二绝缘层14形成于第一绝缘层12上。图案化金属层16形成于第二绝缘层14上，露出部分的第二绝缘层14。像素定义层18形成于图案化金属层16与露出的第二绝缘层14上，并露出部分的图案化金属层16。金属层20形成于露出的图案化金属层16上，以定义第一接合结构22a与第二接合结构22b，对应后续接合的电子组件的接合垫。焊料24形成于基板10的第一接合结构22a与第二接合结构22b上。电子组件27借由第一接合垫30a与第二接合垫30b接合至焊料24上。胶材34形成于基板10上，并环绕电子组件27以及位于第一接合结构22a与第二接合结构22b之间。

在部分实施例中，基板10可包括硬质基板或软性基板，例如，玻璃基板或聚酰亚胺(PI)基板，但本公开不限于此。在部分实施例中，第一绝缘层12与第二绝缘层14可包括氧化硅、氮化硅或氮氧化硅，但本公开不限于此。在部分实施例中，图案化金属层16可包括铜，但本公开不限于此。在部分实施例中，像素定义层18可包括树脂、有机硅或氧化硅，但本公开不限于此。在部分实施例中，金属层20(包括第一接合结构22a、第二接合结构22b)可包括镍，但本公开不限于此。在部分实施例中，焊料(solder)24可包括锡或锡铋合金，但本公开不限于此。

在部分实施例中，电子组件27可包括发光二极管(LED)，例如，有机发光二极管(organic light emitting diode，OLED)、次毫米发光二极管(mini LED)、微发光二极管(micro LED)或量子点发光二极管(quantum dot LED)，但本公开不限于此。在部分实施例中，电子组件27的厚度H大约为600微米。在部分实施例中，第一接合垫30a与第二接合垫30b可包括铜，但本公开不限于此。

在部分实施例中，胶材34的杨氏系数(Young’s modulus)介于大约1MPa至大约100MPa。在部分实施例中，胶材34可包括白胶(例如，以硅胶为基底)、光学胶或防水胶，但本公开不限于此。在部分实施例中，胶材34的厚度h(从像素定义层18的上表面18’至胶材34的顶部34’)介于大约50微米至大约600微米。此处，将像素定义层18的上表面18’至电子组件27的主体28的上表面28’的高度定义为K。在部分实施例中，高度K介于大约600微米至大约640微米。值得注意的是，胶材34的厚度h不超过高度K。

试验举例

电子装置经热冲击(Thermal Shock)后基板出现裂痕的比例

提供如图1F所示的电子装置40。各组件、层别的材料及尺寸如下。基板10为玻璃基板。第一绝缘层12与第二绝缘层14的材料为氧化硅。图案化金属层16的材料为铜。像素定义层18的材料为氮化硅。金属层20(包括第一接合结构22a、第二接合结构22b)的材料为镍。焊料24的材料为锡。电子组件27为次毫米发光二极管(mini LED)，其厚度H大约为600微米。第一接合垫30a与第二接合垫30b的材料为铜。胶材34为白胶，其厚度h大约为100微米。本实施例电子装置即是在清除助焊剂后，将胶材34形成于基板10上，并环绕电子组件27以及位于第一接合结构22a与第二接合结构22b之间。

接着，对上述电子装置进行热冲击试验。热冲击试验的条件如下，温度大约介于-40℃至80℃，历经339次循环。于试验后，观察基板出现裂痕的比例，结果载于下表1。

实验例1

电子装置经热冲击(Thermal Shock)后基板出现裂痕的比例

提供如图1D所示的电子装置。各组件、层别的材料及尺寸如下。基板10为玻璃基板。第一绝缘层12与第二绝缘层14的材料为氧化硅。图案化金属层16的材料为铜。像素定义层18的材料为树脂、有机硅或氧化硅。金属层20(包括第一接合结构22a、第二接合结构22b)的材料为镍。焊料24的材料为锡。助焊剂26的成分包括松香、有机酸、乙醇、增稠剂。电子组件27为次毫米发光二极管(mini LED)，其厚度H大约为600微米。第一接合垫30a与第二接合垫30b的材料为铜。本比较例电子装置并未清除助焊剂26，且未施予胶材。助焊剂26形成于基板10上，并环绕电子组件27以及位于第一接合结构22a与第二接合结构22b之间。

接着，对上述电子装置进行热冲击试验。热冲击试验的条件如下，温度大约介于-40℃至80℃，历经339次循环。于试验后，观察基板出现裂痕的比例，结果载于下表1。

比较例2

电子装置经热冲击(Thermal Shock)后基板出现裂痕的比例

提供类似图1D所示的电子装置。各组件、层别的材料及尺寸如下。基板10为玻璃基板。第一绝缘层12与第二绝缘层14的材料为氧化硅。图案化金属层16的材料为铜。像素定义层18的材料为树脂、有机硅或氧化硅。金属层20(包括第一接合结构22a、第二接合结构22b)的材料为镍。焊料24的材料为锡。助焊剂26的成分包括松香、有机酸、乙醇、增稠剂。电子组件27为次毫米发光二极管(mini LED)，其厚度H大约为600微米。第一接合垫30a与第二接合垫30b的材料为铜。本比较例电子装置与比较例1电子装置的差别在于，本比较例电子装置未清除助焊剂26，但施予部分胶材。

接着，对上述电子装置进行热冲击试验。热冲击试验的条件如下，温度大约介于-40℃至80℃，历经339次循环。于试验后，观察基板出现裂痕的比例，结果载于下表1。

表1

此处，将基板出现裂痕的「比例」定义为抽检100颗单元来看，100颗当中有几颗出现裂痕。由表1结果可看出，当未清除电子装置中的助焊剂，且未施予胶材时，基板出现裂痕的比例高达100％(比较例1)。虽比较例2在未清除助焊剂的情况下，施予部分胶材，但基板出现裂痕的比例仍相当高，仅降低大约6％，此裂痕比例的降低程度并不足以改善产品可靠度，而造成此改善效果不佳的原因应是由于助焊剂的存在进而影响胶材对基板的附着力所致。反观，本公开电子装置在清除助焊剂后，续将胶材形成于基板上，并环绕电子组件以及第一接合垫与第二接合垫，此结构在历经热冲击试验之后，基板出现裂痕的比例已大幅降低，足以证明电子产品于清除助焊剂后，再补入胶材确实可有效提升产品可靠度。

本公开在基板完成焊接后进行残留助焊剂的清洗，并涂布白胶，使得基板出现玻璃裂痕的比例大幅降低，有效改善产品可靠度。本公开在玻璃基板与电子组件(例如，发光二极管(LED))焊接后，以清洁药液将基板上的助焊剂去除，待清除助焊剂后，再将胶材(例如，白胶、光学胶、防水胶等)涂布于基板上，以吸收应力，降低电子组件与薄膜晶体管(TFT)玻璃基板之间的最大应力，进一步降低热冲击后玻璃延裂的比例，最终达到改善产品可靠度的目的。本公开电子组件下方玻璃出现裂痕的比例由原本的100％降至0％。

上述一些实施例的部件，以便本领域技术人员可以更理解本公开实施例的观点。本领域技术人员应该理解，他们能以本公开实施例为基础，设计或修改其他制程和结构以达到与在此介绍的实施例相同的目的及/或优势。本领域技术人员也应该理解到，此类等效的结构并无悖离本公开的精神与范围，且他们能在不违背本公开的精神和范围之下，做各式各样的改变、取代和替换。因此，本公开的保护范围当视权利要求所界定者为准。另外，虽然本公开已以数个较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本公开。

整份说明书对特征、优点或类似语言的引用，并非意味可以利用本公开实现的所有特征和优点应该或者可以在本公开的任何单个实施例中实现。相对地，涉及特征和优点的语言被理解为其意味着结合实施例描述的特定特征、优点或特性包括在本公开的至少一个实施例中。因而，在整份说明书中对特征和优点以及类似语言的讨论可以但不一定代表相同的实施例。

再者，在一个或多个实施例中，可以任何合适的方式组合本公开的所描述的特征、优点和特性。根据本文的描述，相关领域的技术人员将意识到，可在没有特定实施例的一个或多个特定特征或优点的情况下实现本公开。在其他情况下，在某些实施例中可辨识附加的特征和优点，这些特征和优点可能不存在于本公开的所有实施例中。