将电子部件粘结到图案化纳米线透明导体的制作方法_4

文档序号:9693169阅读:来源:国知局
可W在可剥离 聚合物层和导电纳米线层之间建立非常紧密的接触。其次,运种紧密接触防止在移除可剥 离聚合物层后,导电纳米线层被移除的部分落在基板上,运样就避免了污染基板,运种污染 可能引起产品产率大幅降低。最后,在覆涂步骤后,可剥离聚合物层在运输、搬动和转换操 作过程中可保持在原位用作保护膜,而无需在犯错之后使用额外的衬垫,使用激光烧蚀对 导电性纳米线材料进行图案化便属于运种情况。
[0060] 施加足够厚的可剥离聚合物层W同时覆盖图案化的抗蚀基质材料20和导电纳米 线层16。可剥离聚合物层的典型厚度从约2μπι至约ΙΟμπι、或从ΙΟμπι至25μπι、或从25μπι至10化 m。施加可剥离聚合物层后,根据需要将该层硬化或固化。可使用任选的烘干机来加快硬化 或固化过程。较薄的可剥离聚合物材料层是优选的,因为该层越薄,从涂层组合物去除溶剂 所需的能量就越少,导致干燥更快,因此处理时间更短。在一些实施例中,可任选地将预掩 模(图2中未示出)层合至可剥离聚合物层30的表面,W在剥离步骤中提供机械支撑。现在参 见图3,可剥离聚合物层30被剥离。可通过各种各样的技术移除可剥离聚合物层30,诸如将 具有全部已施加层的基板14通过分层漉隙(图3中未示出)。可剥离聚合物层30连同附接的 处于基板上未受图案化的(例如,印刷的)抗蚀基质材料20保护区域的导电纳米线材料16从 基板14被移除。从基板14剥离掉可剥离聚合物层30会移除基板选定区域上的导电纳米线材 料16,从而形成图案化的纳米线层,在该层中,留在基板14上的纳米线层的各区域由抗蚀基 质材料20覆盖。
[0061] 图3A示出移除可剥离聚合物层之后,由抗蚀基质材料20覆盖的导电纳米线层16的 区域的放大示意性剖视图。源于纳米线层16的多根纳米线13跨界进入抗蚀基质材料20中。 纳米线13从导电纳米线层16W及覆盖的抗蚀基质材料20中伸出。纳米线13中的至少一些延 伸到抗蚀基质材料20上方,并为与导电纳米线层16进一步的电互连提供位点。
[0062] 参见图4,将导电粘合剂50的层施加至由抗蚀基质材料20覆盖的导电纳米线层16 的图案。在一些实施例中,导电粘合剂层50包含使用导电材料54的粘合剂基质52。导电材料 54包括但不限于银、金、铜、侣等等金属颗粒或稀松布,W及它们的混合物。导电材料54可通 过粘合剂基质52沿Z方向(如图4所示)的厚度提供经过粘合剂基质52的导电性。该导电性沿 Z方向而不是沿其它空间方向,使纳米线层16与电子部件的接触垫之间形成电连接,而不会 在纳米线层16或电子部件中的接触垫之间引起不期望的"短路"。粘合剂层50中的导电材料 54接触从抗蚀基质材料20伸出的纳米线13,并形成与导电层16中纳米线13的电互连。此电 互连继而建立了导电粘合剂层50和导电层16之间的电接触。
[0063] 导电粘合剂层50可有很大差异,但在一些实施例中包括但不限于W商品名3M各向 异性导电膜(3M Anisotropically Conductive Film)5363、7303、7371、7376和7379得自明 尼苏达州圣保罗市3M公司(3M,St.Paul,丽)的各向异性导电膜。运些膜包含具有导电颗粒 的粘合剂基质。在一些实施例中,粘合剂基质选自丙締酸粘合剂、环氧树脂粘合剂、有机娃 粘合剂,或它们的混合物或组合。在各种实施例中,导电颗粒包括但不限于银、金、铜、侣等 等和它们的混合物,W及具有由例如银、金、铜、侣和它们的混合物和组合制成的导电涂层 的其他金属或绝缘颗粒(例如,聚合物)。
[0064] 在一些实施例中,导电粘合剂具有约10微米至约50微米的厚度,而且在可剥离衬 垫上供应。一旦移除衬垫,就可采用热、压力或它们的组合将导电粘合剂粘结到电子部件。 在一些实施例中,可在约140°C至约170°C的溫度和约1至2MPa的粘结压力下粘结导电粘合 剂。
[0065] 在另一个实施例中,导电粘合剂层为导电转移带。转移带的第一主表面上涂布有 第一导电粘合剂(诸如上述粘合剂)层,并且转移带的第二相对面上涂布有第二导电粘合剂 (诸如上述粘合剂)层,第二导电粘合剂与第一导电粘合剂可W是相同或不同的。合适的导 电转移带的例子包括但不限于W商品名3M导电粘合剂转移带(3M Electrical ly Conductive A化esive Transfer Tape)8703、9703、9704和9705得自明尼苏达州圣保罗市 3M公司(3M,St.Paul, MN)的转移带。运些粘合剂转移带包括装载有银颗粒的丙締酸类压敏 粘合剂基质,并且可沿Z方向穿过粘合剂基质导电。
[0066] 在各种示例性实施例中,运些转移带具有约0.05mm至约0.55mm、约0.05mm至约 0.10mm,或约0.05mm至约0.127mm的厚度。
[0067] 再次参见图4,可沿箭头A的方向移动包括金属触点62(例如,导电垫)的电子部件 60,直到金属触点62接合导电粘合剂层50。运种物理接合建立了电子部件60和粘合剂层50 之间的电连接,继而建立了粘合剂层50和导电纳米线层16之间的电连接。
[006引经由粘合剂层50将纳米线层16和电子部件60直接粘结,运减少了对电子部件60的 金属触点62和透明纳米线层16之间的任何其他中间导电糊剂或印刷导体的需求,从而简化 了电子组件的构造。
[0069] 根据预期用途,电子部件可有很大差异,在一些实施例中包括柔性电路、印刷电路 板(PCB)、玻璃面板,或导线图案。
[0070] 电子部件60上的触点62接合导电粘合剂层50,形成如图5所示的层合电子组件构 造70。电子组件70包括基板14,在该基板的表面15上具有包括纳米线13的导电层16。导电纳 米线层16覆盖有抗蚀基质材料20,该抗蚀基质材料还包括伸出的纳米线13。伸出的纳米线 13接触导电粘合剂层50中的导电材料54,粘合剂基质52将电子部件60粘结到基板14。导电 粘合剂层50中的导电材料54接触电子部件60上的金属触点62,从而确保了电子部件60和导 电层16之间良好的电互连。
[0071] 现在参见图6,在另一个实施例中,一旦将包括纳米线的导电层116涂布到基板114 上,就可采用可剥离聚合物材料130在该层上施加图案(通常是与触摸屏的电路图案互补的 图案),从而在基板上产生一个或多个暴露纳米线层的第一区域117和一个或多个可剥离聚 合物材料的第二区域132。
[0072] 通过合适的图案化工艺使可剥离聚合物材料130图案化。合适的图案化工艺包括 消减法,诸如光刻法(其中可剥离聚合物材料是光致抗蚀剂)。对于可剥离聚合物材料,优选 的图案化工艺包括直接印刷。如上所述,在下一道工序之前执行可剥离聚合物材料130的硬 化或固化。合适的印刷机或图案化方法是已知的,包括示出的柔性版印刷机、凹版印刷、喷 墨印刷、丝网印刷、喷涂、针涂、光刻法图案化W及胶版印刷。
[0073] 合适的图案包括其最小尺寸(无论是宽度还是长度)大于0微米,诸如大于0.001微 米且小于1微米、小于10微米、小于100微米、小于1mm、或小于10mm的特征。特征尺寸的任何 上限仅由其上发生印刷的基板的尺寸所限制。在卷绕法印刷中,幅材的纵向尺寸实际上是 不确定的。运些特征可呈现可被图案化的任何形状,诸如星形、正方形、矩形或圆形。通常运 些特征将为对触摸敏感的平行线或网格,W用作触摸屏的部件。
[0074] 一旦将可剥离聚合物材料(可剥离聚合物层)132的图案施加到导电纳米线层116, 就可在下一步骤中使用该图案来将层116图案化。将可剥离聚合物材料从基板上剥离时,会 移除基板132的一个或多个第二区域中的导电纳米线层,从而形成图案化的导电纳米线层。
[0075] 现在参见图7,该图中已移除可剥离聚合物层,运也连带移除了该可剥离聚合物层 下方区域的导电纳米线层116。在其上没有将可剥离聚合物材料图案化的区域,导电纳米线 层116保留在基板114上。运样,在剥离步骤中,衬垫不会将导电纳米线层的暴露区域从基板 移除。移除可剥离聚合物层后,可如上所述地施加导电粘合剂层,W将导电纳米线层116电 连接到电子设备。
[0076] 参见图8,它示出了触摸屏组件200的一个例子,该触摸屏组件包括与玻璃层214相 邻的LCD层272,玻璃层214为电子组件构造270提供了基板(参见图5)。电子组件构造270包 括导电纳米线层216,该层经由导电粘合剂层250电连接到柔性电路260(参见图5)。柔性电 路260上的电迹线280将组件200连接到显示设备(诸如计算机、移动电话、平板电脑等等)的 部件。覆盖电子组件构造270的柔性透明表面276提供了与显示设备用户的交互点。
[0077]
[007引将由95重量%的Clear0hmTMInk-NG4-02(购自加利福尼亚州森尼韦尔市的坎布 利欧斯技术公司(Cambrios Technologies Coloration,Sunnyvale ,CA))和5重量% 的异 丙醇(购自密苏里州圣路易斯市的西格玛奥德里奇公司(Sigma A1化ich,St丄ouis,M0))组 成的混合物在1升的透明瓶中揽拌混合,得到下文称为纳米线制剂的涂布制剂。
[0079] 使用狭缝模具在5密耳(0.13mm)厚的聚对苯二甲酸乙二醇醋(PE
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