CN116259958A - 电子装置 - Google Patents
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Abstract
本揭露提供一种电子装置，包括基板、至少一导电复合结构以及电子元件。至少一导电复合结构设置于基板上。至少一导电复合结构包括第一金属层、第二金属层以及第三金属层。第二金属层位于第一金属层与第三金属层之间，且第二金属层的厚度介于0.5微米至12微米之间。电子元件设置于至少一导电复合结构上且接合至少一导电复合结构。
Description
技术领域
本揭露涉及一种电子装置，尤其涉及一种具有较佳结构可靠度的电子装置。
背景技术
一般皆知，天线装置的载板的接地面上的铜面积占比大于85％，于制程后，容易因为金属铜层与绝缘层(例如:氮化硅)的介电层之间热膨胀系数的差异，易导致金属铜层与绝缘层的介电层黏合不佳而产生翘曲，进而影响整体的结构可靠度。
发明内容
本揭露是针对一种电子装置，其具有较佳结构可靠度。
根据本揭露的实施例，电子装置包括基板、至少一导电复合结构以及电子元件。至少一导电复合结构设置于基板上。至少一导电复合结构包括第一金属层、第二金属层以及第三金属层。第二金属层位于第一金属层与第三金属层之间，且第二金属层的厚度介于0.5微米至12微米之间。电子元件设置于至少一导电复合结构上且接合少一导电复合结构。
基于上述，在本揭露的实施例中，配置于基板上的导电复合结构是由第一金属层、第二金属层以及第三金属层所组成，其中位于第一金属层与第三金属层之间的第二金属层的厚度介于0.5微米至12微米之间。
为让本揭露的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
包含附图以便进一步理解本揭露，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本揭露的实施例，并与描述一起用于解释本揭露的原理。
图1是本揭露的一实施例的一种电子装置的剖面示意图；
图2是本揭露的另一实施例的一种电子装置的局部剖面示意图；
图3是本揭露的另一实施例的一种电子装置的局部剖面示意图；
图4是本揭露的另一实施例的一种电子装置的局部剖面示意图；
图5是本揭露的另一实施例的一种电子装置的局部剖面示意图；
图6是本揭露的另一实施例的一种电子装置的局部剖面示意图；
图7是本揭露的另一实施例的一种电子装置的局部剖面示意图；
图8是本揭露的另一实施例的一种电子装置的局部剖面示意图；
图9是本揭露的另一实施例的一种电子装置的局部剖面示意图。
附图标记说明
100a、100b、100c、100d、100e、100f、100g、100h、100i：电子装置；
110：基板；
112、114、116、118f、118g、118h：绝缘层；
120a、120b、120c、120d、120e、120f、120g、120h：导电复合结构；
122a：第一导电复合结构；
124a：第二导电复合结构；
125：金属中间层；
126a：第三导电复合结构；
130：电子元件；
140：第一焊料；
145：第二焊料；
150：切换元件；
160：重配置线路层；
170：焊料；
175：表面处理层；
180：电路板；
185：异方性导电胶；
190：阻隔材料；
A：夹角；
B：凸块；
E：延伸方向；
M：金属层；
M11、M21、M31、M41、M51、M61：第一金属层；
M12、M22、M32、M42、M52、M62：第二金属层；
M13、M23、M33、M43、M53、M63、M73、M83：第三金属层；
O11、O12、O13：开口；
O61、O71、O81：第一开口；
O62、O72、O82：第二开口；
S1：上表面；
S2、S4：侧表面；
S3：下表面；
T：厚度；
T11、T21：上端宽度；
T12、T22：下端宽度；
W11、W12、W21、W22、W31、W32、W41、W42：宽度。
具体实施方式
通过参考以下的详细描述并同时结合附图可以理解本揭露，须注意的是，为了使读者能容易了解及为了附图的简洁，本揭露中的多张附图只绘出电子装置的一部分，且附图中的特定组件并非依照实际比例绘图。此外，图中各组件的数量及尺寸仅作为示意，并非用来限制本揭露的范围。
本揭露通篇说明书与所附的权利要求中会使用某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应理解，电子设备制造商可能会以不同的名称来指称相同的组件。本文并不意在区分那些功能相同但名称不同的组件。
在下文说明书与权利要求中，“含有”与“包括”等词为开放式词语，因此其应被解释为“含有但不限定为…”之意。
此外，实施例中可能使用相对性的用语，例如“下方”或“底部”及“上方”或“顶部”，以描述附图的一个组件对于另一组件的相对关系。能理解的是，如果将附图的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“下方”侧的组件将会成为在“上方”侧的组件。
在本揭露一些实施例中，关于接合、连接的用语例如“连接”、“互连”等，除非特别定义，否则可指两个结构直接接触，或者亦可指两个结构并非直接(间接)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。此外，用语“耦合”包含两个结构之间通过直接或间接电性连接的手段来传递能量，或是两个分离的结构之间以相互感应的手段来传递能量。
应了解到，当组件或膜层被称为在另一个组件或膜层“上”或“连接到”另一个组件或膜层时，它可以直接在此另一组件或膜层上或直接连接到此另一组件或膜层，或者两者之间存在有插入的组件或膜层(非直接情况)。相反地，当组件被称为“直接”在另一个组件或膜层“上”或“直接连接到”另一个组件或膜层时，两者之间不存在有插入的组件或膜层。
术语“大约”、“实质上”或“大致上”一般解释为在所给定的值或范围的10％以内，或解释为在所给定的值或范围的5％、3％、2％、1％或0.5％以内。
如本文所使用，用语“膜(film)”和/或“层(layer)”可指任何连续或不连续的结构及材料(诸如，通过本文所揭示的方法沉积的材料)。例如，膜和/或层可包括二维材料、三维材料、纳米粒子、或甚至部分或完整分子层、或部分或完整原子层、或原子和/或分子团簇(clusters)。膜或层可包含具有针孔(pinholes)的材料或层，其可以是至少部分连续的。
虽然术语第一、第二、第三…可用以描述多种组成组件，但组成组件并不以此术语为限。此术语仅用于区别说明书内单一组成组件与其他组成组件。权利要求中可不使用相同术语，而依照权利要求中组件宣告的顺序以第一、第二、第三…取代。因此，在下文说明书中，第一组成组件在权利要求中可能为第二组成组件。
除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇揭露所属的本领域技术人员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，应被解读成具有一与相关技术及本揭露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，除非在此特别定义。
须知悉的是，以下所举实施例可以在不脱离本揭露的精神下，将数个不同实施例中的技术特征进行替换、重组、混合以完成其他实施例。
现将详细地参考本揭露的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同组件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
图1是本揭露的一实施例的一种电子装置的剖面示意图。在本实施例中，电子装置100a包括基板110、至少一导电复合结构120a以及电子元件130。至少一导电复合结构120a设置于基板上。至少一导电复合结构120a包括第一金属层M11、第二金属层M12以及第三金属层M13。第二金属层M12位于第一金属层M11与第三金属层M13之间，且第二金属层M12的厚度T介于0.5微米至12微米之间(0.5μm≦厚度T≦12μm)。电子元件130设置于至少一导电复合结构120a上且接合至少一导电复合结构120a。
详细来说，本揭露的电子装置100a可包括显示装置、天线装置、感测装置、发光装置、或拼接装置，但不以此为限。电子装置100a可包括可弯折或可挠式电子装置。电子装置100a例如包括液晶(liquid crystal)层或发光二极管(Light Emitting Diode，LED)。电子装置100a可包括电子元件130。电子元件130可包括被动元件与主动元件，例如电容、电阻、电感、可变电容、滤波器、二极管、晶体管(transistors)、感应器、微机电系统元件(MEMS)、液晶芯片(liquid crystal chip)等，但不限于此。二极管可包括发光二极管或光电二极管。发光二极管可例如包括有机发光二极管(organic light emitting diode，OLED)、次毫米发光二极管(mini LED)、微发光二极管(micro LED)、量子点发光二极管(quantum dotLED)、荧光(fluorescence)、磷光(phosphor)或其他适合的材料、或上述组合，但不以此为限。感应器可例如包括电容式感应器(capacitive sensors)、光学式感应器(opticalsensors)、电磁式感应器(electromagnetic sensors)、指纹感应器(fingerprint sensor，FPS)、触控感应器(touch sensor)、天线(antenna)、或触控笔(pen sensor)等，但不限于此。
再者，本实施例的至少一导电复合结构120a包括第一导电复合结构122a与第二导电复合结构124a，且第一导电复合结构122a与第二导电复合结构124a呈间隔设置。至少一导电复合结构120a还可包括第三导电复合结构126a，其中第一导电复合结构122a位于第二导电复合结构124a与第三导电复合结构126a，且第一导电复合结构122a、第二导电复合结构124a以及第三导电复合结构126a三者彼此分离呈不连续设置。于一实施例中，第一导电复合结构122a与第二导电复合结构124a之间的水平距离以及第一导电复合结构122a与第三导电复合结构126a之间的水平距离例如在10微米至100微米之间(10μm≦水平距离≦100μm)，但不以此为限。在一些实施例中，第一导电复合结构122a、第二导电复合结构124a以及第三导电复合结构126a三者中的每一个皆是由第一金属层M11、第二金属层M12以及第三金属层M13所构成，但不以此为限。
第三金属层M13的材质可具有抗腐蚀性，且可与第二金属层M12的材质具有较佳的兼容性。于一实施例中，第一金属层M11的材质与第三金属层M13可分别例如包括钛、钛合金、钼、钼合金(例如是钼钛合金、钼钽合金、钼铌合金等)、氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)或氧化铟锌(indium zinc oxide，IZO)，可依据不同的蚀刻程序(etch process)来选择材质，而第二金属层M12的材质可例如铜或铝，但不以此为限。于一实施例中，第一金属层M11与第三金属层M13其中的一者可采用氧化物，可提高与相邻的绝缘层114之间的黏附力并可以保护第二金属层M12。第一金属层M11的厚度例如是10纳米至0.5微米。第三金属层M13的厚度例如是10纳米至0.5微米，可是视为是保护层。在制程上，可通过蚀刻工艺蚀刻第二金属层M12与第一金属层M11，而后形成覆盖第二金属层M12的侧表面S2与第一金属层M11的上表面S1的第三金属层M13。
进一步来说，在本实施例中，第一金属层M11的宽度W11大于第二金属层M12的宽度W12。此处，所述的宽度是指沿着与基板110平行的延伸方向E上的最大宽度。第三金属层M13至少部分接触第二金属层M12的侧表面S2。此处，第三金属层M13完全覆盖接触第二金属层M12的侧表面S2，且第三金属层M13的部分下表面S3接触第一金属层M11的部分上表面S1。也就是说，第二金属层M12被第三金属层M13的下表面与第一金属层M11上表面完全包覆在其中。于一实施例中，当第二金属层M12的厚度T够厚时，如大于1微米以上，则电磁波无法从此通过。
如图1所示，本实施例的基板110上还设置有绝缘层112、绝缘层114以及绝缘层116，其中绝缘层112位于基板110与第一金属层M11之间且直接接触基板110，而绝缘层114覆盖导电复合结构120a，且绝缘层116覆盖绝缘层114。此处，第三金属层M13具有暴露出部分第二金属层M12的开口O11，而绝缘层114具有开口O12，且绝缘层116具有开口O13。开口O13连通开口O12以及开口O11，且开口O13的内壁、开口O12的内壁以及开口O11的内壁呈连续斜面，而形成倒梯形的剖面形状。开口O11的上端宽度会实质上等于开口O12的下端宽度。凸块B适于设置于开口O11、开口O12以及开口O13内且延伸覆盖部分绝缘层116，其中凸块B与第三金属层M13及第二金属层M12电性连接。
于一实施例中，绝缘层112、绝缘层114以及绝缘层116的材质可例如是氮化硅、氧化硅、环氧树脂、硅材料或上述的组合，但不以此为限。于一实施例中，若第一金属层M11的材质为钛，则第一金属层M11与氮化硅的绝缘层112及绝缘层114的之间具有良好的薄膜附着力(film adhesion)，借此可缓冲第二金属层M12与氮化硅的绝缘层112及绝缘层114之间的热膨胀系数差异，可有效地改善第二金属层M12与氮化硅的绝缘层112及绝缘层114之间黏合剥离(adhesion peeling)的问题。此外，三明治型态的复合结构120a亦降低氮化硅钝化层沉积发生的针孔(Pin hole)，可减少后续造成后制程铜腐蚀风险。
请再参考图1，本实施例的电子元件130可以天线或发光二极管作为举例说明，其对应设置于第一导电复合结构122a与第二导电复合结构124a的上方。在本实施例中，电子装置100a还包括第一焊料140与第二焊料145，设置于电子元件130与基板110之间，其中电子元件130通过第一焊料140与第一导电复合结构122a电性连接，且通过第二焊料145与第二导电复合结构124a电性连接。此处，第一焊料140与第二焊料145分别接合在凸块B上，电子元件130通过焊料(包括第一焊料140及第二焊料145)与凸块B而与导电复合结构120a电性连接。
此外，请再参考图1，在本实施例中，电子装置100a还包括切换元件150与重配置线路层160。切换元件150设置于基板110上，且对应第三导电复合结构126a设置。重配置线路层160设置于基板110上，且位于绝缘层114上，其中切换元件150通过重配置线路层160电性连接第一导电复合结构122a。于一实施例中，切换元件150可包括芯片或封装体。于一实施例中，切换元件150可包括薄膜晶体管(TFT)元件、金属氧化物半导体场效应管(MetalOxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)元件或集成电路(integratedcircuits)，可例如是通过表面贴合技术(Surface Mounting Technology,SMT)或基板上芯片(chip-on-board，COB)封装键合的芯片或封装体。
另外，本实施例的电子装置100a还包括电路板180及异方性导电胶185。电路板180g与异方性导电胶185设置于基板110上，其中电路板180g通过异方性导电胶185及金属中间层125与基板110上的金属层M电性连接。电路板180可例如是卷带式覆晶薄膜(chip onfilm，COF)或玻璃覆晶(Chip On Glass，COG)，其中金属中间层125可选自具有抗腐蚀性及抗氧化性的材质，可作为与外部接脚连接区(Out Lead Bonding，OLB)的导通结构。于一实施例中，所有的金属层(包括第一金属层M11、第二金属层M12、第三金属层M13、金属层M等)的面积占基板110面积的0.3倍以上。
简言之，在本揭露的实施例中，配置于基板110上的导电复合结构120a包括第一金属层M11、第二金属层M12以及第三金属层M13，其中位于第一金属层M11与第三金属层M13之间的第二金属层M12的厚度介于0.5微米至12微米之间。也就是说，较厚的第二金属层M12与基板110之间间隔第一金属层M11，借此可有效地减少第二金属层M12因与基板110之间的热膨胀系数差异而产生翘曲。如此一来，本揭露的电子装置100a可具有较佳的结构可靠度。
在此须说明的是，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，并省略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。
图2是本揭露的另一实施例的一种电子装置的局部剖面示意图。请参考图2，在本实施例的电子装置100b中，导电复合结构120b的第一金属层M21的宽度W21可等于第二金属层M22的宽度W22。第三金属层M23的部分下表面S3接触第一金属层M21的侧表面S4。第三金属层M23的下表面S3直接接触绝缘层112与第一金属层M21的侧表面S2，而第二金属层M22及第一金属层M21包覆于其内。于一实施例中，第三金属层M23亦可不接触基板110，而与基板110具有间隔一距离，且覆盖第二金属层M22的侧表面S2与第一金属层M21的部分侧表面S4。
图3是本揭露的另一实施例的一种电子装置的局部剖面示意图。请参考图3，在本实施例的电子装置100c中，导电复合结构120c的第一金属层M31的宽度W31小于第二金属层M32的宽度W32。第三金属层M33不接触第一金属层M31，而第二金属层M32接触第一金属层M31的侧表面S4。
图4是本揭露的另一实施例的一种电子装置的局部剖面示意图。请参考图4，在本实施例的电子装置100d中，导电复合结构120d的第一金属层M41的宽度W41小于或等于第二金属层M42的宽度W42。第三金属层M43部分接触第二金属层M42的侧表面S2。第二金属层M42接触第一金属层M41的侧表面S4。
图5是本揭露的另一实施例的一种电子装置的局部剖面示意图。请参考图5，在本实施例的电子装置100e中，导电复合结构120e的第三金属层M53不接触第二金属层M52侧表面S2,且也不接触第一金属层M51的侧表面S4。
图6是本揭露的另一实施例的一种电子装置的局部剖面示意图。请参考图6，在本实施例的电子装置100f中，导电复合结构120f包括第一金属层M61、第二金属层M62以及第三金属层M63，其中第三金属层M63具有第一开口O61，而位于第三金属层M63上的绝缘层118f具有第二开口O62。第一开口O61暴露出部分第二金属层M62。在本实施例的电子装置100f还包括表面处理层175，设置在第一开口O61的内壁上与第二开口O62的内壁上且延伸至部分绝缘层118f上。焊料170填入第一开口O61与第二开口O62内，且与导电复合结构120f电性连接。此处，第二开口O61的下端宽度T12大于第一宽口O61的上端宽度T11。焊料170不会直接接触到绝缘层118f以及第三金属层M63。焊料170可与表面处理层175形成共晶键合。
在制程上，第一开口O61及第二开口O62可通过干蚀刻第三金属层M63及绝缘层118f而形成。接着，进行化镍金(electroless nickel immersion gold,ENIG)制程，而形成所需的表面处理层175于第一开口O61的内壁上、第二开口O62的内壁上且延伸至部分绝缘层118f上。最后，将焊料170填入于第一开口O61及第二开口O62内。
图7是本揭露的另一实施例的一种电子装置的局部剖面示意图。请参考图7，在本实施例的电子装置100g中，导电复合结构120g的第三金属层M73具有第一开口O71，而位于第三金属层M73上的绝缘层118g具有第二开口O72。第一开口O71暴露出部分第二金属层M62。焊料170填入第一开口O71与第二开口O72内，且与导电复合结构120g电性连接。第二开口O71的下端宽度T22小于第一开口O71的上端宽度T21。
图8是本揭露的另一实施例的一种电子装置的局部剖面示意图。请参考图8，在本实施例的电子装置100h中，导电复合结构120h的第三金属层M83具有第一开口O81，而位于第三金属层M83上的绝缘层118h具有第二开口O82。第一开口O81暴露出部分第二金属层M62。焊料170填入第一开口O81与第二开口O82内，且与导电复合结构120h电性连接。第二开口O82与绝缘层118h的底面之间的夹角A例如在20度至90度(20°≦夹角A≦90°)，可降低焊料170填入时的应力。于一些实施例中，夹角A亦可例如为30度、40度、50度、60度、70度或80度，于此不加以限制。于一实施例中，绝缘层118f的厚度例如是0.5微米至2微米(0.5μm≦厚度≦2μm)，可例如是1.5微米。于一实施例中，第二开口O82的最大口径例如是3微米至6微米(3μm≦最大口径≦6μm)，可例如是5微米。
图9是本揭露的另一实施例的一种电子装置的局部剖面示意图。请参考图9，在本实施例中，电子装置100i还包括阻隔材料190，设置于焊料170与绝缘层118h之间。阻隔材料190可例如是防水材料，例如是有机化合物，如聚酰亚胺(PI)、黑色光阻或压克力基材(Acrylic base material)，覆盖部分焊料170与邻近焊料170的部分绝缘层118h,可降低导电复合结构120h受水气侵蚀或氧气腐蚀。
综上所述，在本揭露的实施例中，配置于基板上的导电复合结构可包括第一金属层、第二金属层以及第三金属层，其中位于第一金属层与第三金属层之间的第二金属层的厚度介于0.5微米至12微米之间。也就是说，较厚的第二金属层与基板之间间隔第一金属层，借此可有效地减少第二金属层因与基板之间的热膨胀系数差异而产生翘曲。如此一来，本揭露的电子装置可具有较佳的结构可靠度。
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。
Claims (10)
1.一种电子装置，其特征在于，包括：
基板；
至少一导电复合结构，设置于所述基板上，所述至少一导电复合结构包括第一金属层、第二金属层以及第三金属层，其中所述第二金属层位于所述第一金属层与所述第三金属层之间，且所述第二金属层的厚度介于0.5微米至12微米之间；以及
电子元件，设置于所述至少一导电复合结构上且接合所述至少一导电复合结构。
2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述至少一导电复合结构包括第一导电复合结构与第二导电复合结构，且所述第一导电复合结构与所述第二导电复合结构呈间隔设置。
3.根据权利要求2所述的电子装置，其特征在于，还包括：
第一焊料与第二焊料，设置于所述电子元件与所述基板之间，其中所述电子元件通过所述第一焊料与所述第一导电复合结构电性连接，且通过所述第二焊料与所述第二导电复合结构电性连接。
4.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述电子元件包括天线或发光二极管。
5.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，还包括：
切换元件与重配置线路层，设置于所述基板上，其中所述切换元件通过所述重配置线路层电性连接所述至少一导电复合结构。
6.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述第三金属层至少部分接触所述第二金属层的侧表面。
7.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述第一金属层的宽度小于或等于所述第二金属层的宽度。
8.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述第三金属层的部分下表面接触所述第一金属层的部分上表面。
9.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，还包括：
绝缘层，设置于所述第三金属层上，所述第三金属层具有第一开口，而所述绝缘层具有第二开口，其中所述第一开口暴露出部分所述第二金属层；以及
焊料，填入所述第一开口与所述第二开口内，且与所述至少一导电复合结构电性连接。
10.根据权利要求9所述的电子装置，其特征在于，还包括：
阻隔材料，设置于所述焊料与所述绝缘层之间。
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