LCD中細節(jié)距COF互連工藝機理及可靠性研究.pdf

1、隨著液晶顯示(LCD)畫質(zhì)的逐步提高，液晶顯示系統(tǒng)驅(qū)動芯片的I/O端口數(shù)量大幅度增加，同時芯片的尺寸逐步漸小，導致芯片凸點的間距進一步縮小。目前常用的TCP和玻璃上芯片技術(shù)(COG)已經(jīng)越來越難滿足液晶顯示系統(tǒng)中互連的要求。柔性板上芯片(COF)，可以利用各種新型的互連方法較為有效的進行細節(jié)距的互連，如非導電膜(NCF)和熱壓技術(shù)，根據(jù)鍵合方式和柔性基板上銅引線鍍層材料的不同，COF可分為Au．Sn非導電膜，Au-Au非導電膜和Au-A

2、u熱壓工藝。 Au-Sn非導電膜是一種常用COF互連技術(shù)，在鍵合過程中，錫在高溫下熔化并快速向表面有Au鍍層的引線擴散最終形成穩(wěn)定的共晶焊點。其間，金屬間化合物生長規(guī)律和組成成分，極大地影響釬焊接頭的強度、抗蠕變性、抗腐蝕性和可焊性。本論文研究了Au-Sn焊點在釬焊過程中生成的金屬間化合物的組成成分和形貌特征以及生成和成長機制，并且通過金屬間化合物相的厚度與時間關(guān)系的經(jīng)驗公式研究了Au-Sn化合物在245℃-285℃之間的生長規(guī)

3、律，總結(jié)了Au-Sn化合物在245℃-285℃之間的生長公式，對其控制有著重要的意義。 目前對Au-Au熱壓工藝過程的認識還不夠深入，尤其是對接面層結(jié)合機理及其演化的物理機制認識不夠，因此至今該工藝的實施還只能夠完全依賴于經(jīng)驗和實驗，缺乏理論的指導。本文引入了金屬擴散焊接的原子反應(yīng)數(shù)學模型。同時利用ABAQUS非線性有限元模擬軟件分析了不同鍵合壓力下30μm節(jié)距的Au-Au熱壓工藝過程中凸點及引線表面壓力的分布。通過比較鍵合界面

4、的原子反應(yīng)率和鍵合界面的摩擦力，指出對于細節(jié)距的Au-Au熱壓工藝，結(jié)合力主要來自于鍵合界面的摩擦力。 比較了ACF，Au-Au非導電膜和Au-Au熱壓工藝等三種常用COF互連工藝的可靠性，同時嘗試了Sn鍍層在凸點表面的Au-Sn非導電膜工藝。通過對其接觸電阻、絕緣電阻的可靠性測試，發(fā)現(xiàn)ACF工藝對濕熱最為敏感，而Au-Sn非導電膜工藝存在較為嚴重的失效問題，對失效樣品的失效分析表明，Sn鍍層的質(zhì)量和厚度是影響其可靠性的主要因素