层叠结构、其制造方法及发光装置制造方法
【专利摘要】本揭露系关于一种层叠结构，包括：一基板，其具有一表面；一聚对二甲苯膜，设于此基板之此表面上；以及一中介层设于此表面及此聚对二甲苯膜之间，其中此中介层对此基板及此聚对二甲苯膜皆共价接合，此中介层中之Si-C键与Si-X键的比例为0.3～0.8，其中X为O或N。此外，本揭露亦提供上述层叠结构之制造方法及其于发光装置的应用。
【专利说明】层叠结构、其制造方法及发光装置
【技术领域】
[0001]本揭露系关于电子组件，且特别是有关于一种含聚对二甲苯膜的层叠结构及其制造方法。
【背景技术】
[0002]聚对二甲苯(poly(p-xylylene))为一种有机高分子材料,其耐酸碱、高透明度及高介电常数等特性，经常用作为电子组件的绝缘层的材料。电子组件所使用的基板大多为具有金属表面之基板或具有半导体表面之基板，例如表面布有铜层(或铜线路)的印刷电路板(PCB)基板。无论是具有金属表面之基板或具有半导体表面之基板，表面皆为无机材料，性质与有机高分子材料相差甚远。因此，若将聚对二甲苯膜直接镀于金属或半导体表面时，属于异质接合，导致聚对二甲苯膜对于金属或半导体表面的附着度不佳。也就是说，即便聚对二甲苯膜具有良好的绝缘层性质，但其附着度不佳的问题，使得其难以应用至更先进及微缩后的电子组件中。
[0003]目前，已发展出提升聚对二甲苯镀膜对于金属表面之附着度的方法。其中一种湿式清洗方法，其系以硅烷偶合剂对金属表面做湿式清洗，并加热该涂有硅烷偶合剂的金属表面至至少90°C，以使硅烷偶合剂键合至金属表面。之后，再以合适的溶剂洗去未键合的硅烷偶合剂并烘干金属表面。需注意的是，若以湿式清洗方式进行清洗及烘干，有可能会损害金属表面的微小电路布线，且上述硅烷偶合剂与金属表面的键合会随时间老化，使得聚对二甲苯膜对金属表面的附着度亦随时间逐渐降低。
[0004]业界另有研发出干式清洗的方法，例如以等离子体将金属表面活化，以利于直接镀制聚对二甲苯膜至金属表面。然而，直接活化金属表面仅能些微提升聚对二甲苯膜对金属表面的附着度，效果仍然有限。
【发明内容】
[0005]本揭露系提供一种层叠结构，包括:基板，其具有表面；聚对二甲苯膜，设于此基板的此表面上；以及中介层设于此表面及此聚对二甲苯膜之间，其中此中介层对此基板及此聚对二甲苯膜皆共价接合，此中介层中的S1-C键与S1-X键的比例为0.3?0.8，其中X为O或N。
[0006]本揭露亦提供一种层叠结构之制造方法，包含:提供一基板，其具有表面；通入硅烷偶合剂于沉积腔体中，以等离子体增强化气相沉积形成中介层于此基板的表面上，其中在进行此等离子体增强化气相沉积时，此沉积腔体中的气体实质上仅有此硅烷偶合剂；热裂解对二甲苯的寡聚物，以形成带自由基的对二甲苯单体；以及通入此对二甲苯单体至此沉积腔体中，以聚合形成聚对二甲苯膜，此聚对二甲苯膜与此中介层共价接合。
[0007]本揭露更提供一种发光装置，一种发光装置，包括:基板，具有表面；发光组件于此基板的此表面上；聚对二甲苯膜于此基板的此表面上，并包覆此发光组件；中介层，位于此发光组件与此聚对二甲苯膜之间，其中此中介层对此基板及此聚对二甲苯膜皆具有共价连接，此中介层中的S1-C键与S1-X键的比例为约0.3至0.8，其中X为O或N;以及第一阻
障层，覆于此聚对二甲苯膜上。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1A?IC显示为依照本揭露一实施例之含聚对二甲苯膜之层叠结构之制造方法于各中间制造阶段之剖面图。
[0009]图2A?2E显示为依照本揭露一实施例之发光装置之制造方法于各中间制造阶段之剖面图。
[0010]图3显示为沾附杂质颗粒之发光装置之剖面图。
[0011]图4A及4B各自显示为本揭露多个实施例之中介层之傅立叶红外线(FTIR)光谱图。
[0012]图5A及5B显示各自显示为形成含聚对二甲苯膜之发光装置及未包含聚对二甲苯膜之发光装置置于空气下操作时的照片之照片。
【具体实施方式】
[0013]下述揭露内容提供多种实施例，以实现本揭露的多种不同特征。在本说明书中，为了简化说明，将采用特定的实施例、单元、及组合方式说明。然而这些特例仅用以说明而非限制本揭露。此外，为求图标简洁清楚，各组件可能以任意比例绘示。
[0014]图1A?IC显示为依照本揭露一实施例之含聚对二甲苯膜之层叠结构100之制造方法于各中间制造阶段之剖面图。参见图1A，首先提供一基板102，其具有一表面103。基板102可为金属基板、半导体基板、玻璃基板或塑料基板。或者，基板102可为任意基板，但表面103为金属表面、金属氧化物表面、半导体表面、玻璃表面或塑料表面。在某些实施例中，金属表面可包含铜、钛、铝、前述之合金或不锈钢。金属氧化物表面可包含氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟镓锌(IGZO)、氧化镓锌(GZO)、氧化锌铝(AZO)或前述之组合。半导体表面可包含硅或其他任意的半导体材料。玻璃表面可包含强化玻璃、玻纤或前述之组合。塑料表面可包含聚亚酰胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚2，6-萘二甲酸乙二酯基(PEN)、聚醚砜(PES)、聚碳酸酯(PC)或前述之组合。
[0015]接着，参见图1B，沉积中介层104于基板102之表面103上。在一实施例中，中介层 104 由等离子体增强化学气相沉积(plasma-enhanced chemical vapor deposition,PECVD)形成，并可以硅烷偶合剂作为沉积源。所述的硅烷偶合剂可包含例如六甲基二硅氧烧(hexamethyldisiloxane,HMDS0)或六甲基二娃氮烧(hexamethyldisilazane,HMDS)。中介层104之厚度可为约30至约300nm。在本实施例中，中介层104系会与基板102以共价方式接合。此外，中介层104中的S1-C键与S1-X键的比例为约0.3?0.8，其中X为O或N0
[0016]在本实施例中，上述S1-C键与S1-X键的比例可由等离子体增强化学气相沉积所使用的气体气氛及流量控制。例如，进行等离子体增强化学气相沉积时，沉积腔体中的气体实质上仅有上述的娃烧偶合剂。娃烧偶合剂的流量可为约IOsccm至200sccm。此外,等离子体增强化学气相沉积的等离子体功率可为约50W至1000W、沉积腔体的压力可为约ImTorr至IOOOmTorr,沉积时间为约Imins?60mins。进行等离子体增强化学气相沉积时,基板表面103可维持在室温，如此的低温可使得中介层104与基板表面103不易有老化的问题，且可减少基板表面103之微小电路(如有)所受:的损伤。
[0017]在一可选择之实施例中，于沉积中介层104之前，可先对基板表面103进行等离子体处理。例如,此等离子体处理可包含通入氩气至几近真空的腔体中，在约50W至1000W的功率及在约20°C至100°C的温度下对基板表面103进行轰击约Imin至3mins，以活化基板表面103。需注意的是，此等离子体处理不宜太久，以避免对基板表面103造成伤害。此等离子体处理可于基板表面103形成悬键，其有助于基板102和中介层104形成共价键。例如，当基板表面103为塑料表面时，等离子体处理可帮助塑料表面形成碳悬键。
[0018]接着，参见图1C，形成聚对二甲苯膜106于中介层104上。在一实施例中，聚对二甲苯膜106可以化学气相沉积(CVD)沉积于中介层104上。在本实施例中，化学气相沉积制程可包括将对二甲苯的寡聚物(例如二聚体)固体粉末置于一蒸发室中，并加温至约150°C以上，以将对二甲苯寡聚物蒸发为气体。接着，将对二甲苯寡聚物的气体通入一热裂解室进行热裂解。例如，在高于约60(TC之温度下热裂解。对二甲苯寡聚物将裂解成对二甲苯单体，且裂解后的对二甲苯单体上系具有自由基以供聚合。接着，将裂解后的对二甲苯单体通入置有前述基板102(其上覆有中介层104)的沉积腔体中，沉积形成聚对二甲苯膜106于中介层104上。进行沉积时，沉积腔体之温度可为室温，基板102表面温度可为室温至-40°C ),且压力为约IOmTorr至50mTorr。在某些实施例中，聚对二甲苯膜106可包含ParyIene~C>ParyIene~D>ParyIene~N>ParyIene-F 或前述之组合。聚二甲苯膜 106 之厚度可为约0.2 μ m至10 μ m。
[0019]值得注意的是，聚对二甲苯膜106及中介层104系具有如下之结构式，以彼此共价连接:
[0020]
【权利要求】
1.一种层叠结构，包括: 基板，其具有一表面； 聚对二甲苯膜，设于该基板的该表面上；以及 中介层设于该表面及该聚对二甲苯膜之间，其中该中介层对该基板及该聚对二甲苯膜皆共价接合，该中介层中的S1-C键与S1-X键的比例为约0.3至0.8，其中X为O或N。
2.权利要求1所述的层叠结构，其中该聚二甲苯膜包含Parylene-C、Parylene_D、Parylene-N、Parylene-F 或前述的组合。
3.权利要求1所述的层叠结构，其中该表面包含金属表面、金属氧化物表面、半导体表面、玻璃表面或塑料表面。
4.权利要求3所述的层叠结构，其中该金属表面包含铜、钛、铝、前述的合金，或不锈钢。
5.权利要求3所述的层叠结构，其中该金属氧化物表面包含氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟镓锌(IGZO)、氧化镓锌(GZO)、氧化锌铝(AZO)或前述组合。
6.权利要求3所述的层叠结构，其中该塑料表面包含聚亚酰胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚2，6-萘二甲酸乙二酯基(PEN)、聚醚砜(PES)、聚碳酸酯(PC)或前述的组入口 ο``
7.权利要求1所述的层叠结构，其中该聚对二甲苯膜的厚度为约0.2 μ m至10 μ m。
8.权利要求1所述的层叠结构，其中该中介层的厚度为约30nm至300nm。
9.权利要求1所述的层叠结构，该聚对二甲苯膜及该中介层系以如下之结构式作共价接合:
10.一种层叠结构的制造方法，包含: 提供基板，其具有表面； 通入硅烷偶合剂于沉积腔体中，以等离子体增强化气相沉积形成中介层于该基板的表面上，其中在进行该等离子体增强化气相沉积时，该沉积腔体中的气体实质上仅有该硅烷偶合剂； 热裂解对二甲苯的寡聚物，以形成带自由基的对二甲苯单体；以及通入该对二甲苯单体至该沉积腔体中，以聚合形成聚对二甲苯膜，该聚对二甲苯膜与该中介层共价接合。
11.权利要求10项所述的层叠结构的制造方法，其中该硅烷偶合剂的流量为约10至200sccmo
12.权利要求10项所述的层叠结构之制造方法，其中该硅烷偶合剂包含六甲基二硅氧焼或TK甲基一娃氣焼。
13.权利要求10项所述的层叠结构的制造方法，其中该对二甲苯的寡聚物包含对二甲苯之二聚体。
14.一种发光装置，包括: 基板，具有表面； 发光组件于该基板之该表面上； 聚对二甲苯膜于该基板的该表面上，并包覆该发光组件； 中介层，位于该发光组件与该聚对二甲苯膜之间，其中该中介层对该基板及该聚对二甲苯膜都具有共价连接，该中介层中的S1-C键与S1-X键的比例为约0.3至0.8，其中X为O或N;以及 第一阻障层，覆于该聚对二甲苯膜上。
15.权利要求14项所述的发光装置，其中该表面包含金属表面、金属氧化物表面、半导体表面、玻璃表面或塑料表面。
16.权利要求14项所述的发光装置，其中该聚对二甲苯膜的厚度为约0.2μπι至约10 μ m0
17.权利要求14项所述的发光装置，其中该第一阻障层包含一或多个有机子层及/或一或多个无机子层。
18.权利要求14项所述的发光装置，其中该第一阻障层包含有机硅氧层，且该有机硅氧层中的S1-C键与S1-O键的比例小于0.25。
19.权利要求14项所 述的发光装置，更包含第二阻障层于该发光组件及该中介层之间，其中该第二阻障层覆盖该发光组件的上表面及侧壁。
20.权利要求19项所述的发光装置，其中该第二阻障层包含有机硅氧层，且该有机硅氧层中的S1-C键与S1-O键的比例小于0.25。
【文档编号】H05K1/05GK103874325SQ201310666995
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2012年12月11日
【发明者】陈泰宏, 张均豪, 赖丰文, 林昆蔚 申请人:财团法人工业技术研究院