[发明专利]微器件在系统基板中的粘合结构与粘合工艺

说明书

本公开涉及将光电子微器件集成到系统基板上，以用于在低温下两个基板之间的有效且持久的电粘合。2D纳米结构和3D支架可建立互锁结构以改善粘合性能。纳米颗粒在结构中的添加将创建大表面区域以使得导电性更好。固化剂在微器件和接收基板的对准之前或之后的应用还有助于形成牢固的粘合。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年11月14日提交的第2,985,254号加拿大申请的优先权，该加拿大申请通过引用以其整体并入本文中。

技术领域

本公开涉及利用低成本且可靠的方法将微器件粘合至其它基板，该方法可提高产量并且改善表面轮廓。更具体地，可在具有或不具有宿主介质的情况下利用2D和3D纳米结构来使得粘结区域增加并且互锁。

发明内容

本公开的多个实施方式涉及在接收基板和/或微器件基板上形成导电、柔性且热稳定的2D和3D纳米结构，以用于位于供体基板上的微器件的有效粘合。除了诸如表面形貌、表面轮廓和结晶度的形态参数得到改善之外，还增强了两个基板(供体基板和接收基板)之间诸如电导率、热稳定性和可靠性的物理性能。微器件的像素间距减小使得纳米结构的使用对于有效且可靠的粘合至关重要。

微器件阵列可包括微型发光二极管(LED)、有机LED(OLED)、传感器、固态器件、集成电路、微机电系统(MEMS)和/或其它电子组件。用于接收基板的候选项包括但不限于印刷电路板(PCB)、薄膜晶体管底板和集成电路衬底。在诸如LED的光学微器件的情况下，接收基板可以是显示器的组件，诸如，驱动电路底板。

附图说明

本说明书的多个实施方式实际上在粘合过程期间控制纳米结构的温度和压力以提供牢固的粘合。

通过阅读以下详细描述并且通过参考附图，本公开的上述以及其它优点将变得明显。

图1A示出了随机形成的结合纳米颗粒硬掩模的纳米纹理以及通过蚀刻进行的掩模移除。

图1B示出将纳米纹理金属粘合到微器件和接收基板上。

图1C示出SEM图像和放大的图像，其示出利用纳米球掩模和铣削实现的银纳米纹理。

图2A1示出利用BCP或AAO模板和粘合材料(例如金属)在模板上的连续沉积而形成无孔/纳米孔纳米结构的阵列。

图2A2示出将涂覆有金属的无孔/纳米孔纳米结构的阵列粘合至微器件基板和接收基板上。

图2B1示出利用硬掩模模板、随后通过在开口区域中进行金属无电镀或者电化学金属沉积在基板上形成无孔/纳米孔纳米结构的阵列的一个示例。

图2B2示出利用图案化蚀刻掩模模板、随后通过在开口区域中进行金属无电镀或者电化学金属沉积在基板上形成无孔/纳米孔纳米结构的阵列的另一示例。

图2B3示出利用二氧化硅或聚合物纳米球模板、随后通过在开口区域中进行金属无电镀或者电化学金属沉积在基板上形成无孔/纳米孔纳米结构的阵列的另一示例。

图2C示出微器件阵列与接收基板之间的无孔/纳米孔结构的粘合。

图3A示出利用纳米颗粒硬掩模模板的自组装、连续的金属沉积以及对模板进行蚀刻的3D金属纳米多孔结构。

图3B示出利用纳米颗粒硬掩模模板的自组装的金属NP、CNT/rGO NW和二氧化硅纳米球的3D混合物。

图3C示出利用纳米颗粒硬掩模模板的自组装的具有金属壳的芯/壳二氧化硅或聚苯乙烯纳米球。

图3D示出图3A至图3C中呈现的结构的对准与粘合。

图4A1示出利用纳米尺寸硬掩模和蚀刻形成纳米柱的有序阵列的一个示例。