硅基液晶面板及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种硅基液晶面板及其制备方法。该制备方法包括：晶圆级封装，在晶圆基板上的每一管芯区域内，制造贯穿硅基底的多个过孔，在晶圆基板背面制造多个导电接口，导电接口与过孔一一对应，每一导电接口通过与其对应的过孔电性连接至其所处的管芯区域的有源电路；液晶封装，在晶圆基板上的每一管芯区域，在晶圆基板的正面围绕有源电路的像素电路区涂框胶，并将液晶注入到框胶定义出的液晶空间，将具有透明导电层的玻璃基板与晶圆基板通过框胶进行贴合，切割晶圆基板与玻璃基板，得到多个硅基液晶面板。该技术方案使得硅基液晶面板的晶圆级芯片规模封装的实现具备了可行性，降低了成本，并使得到的硅基液晶面板的总面积小、厚度薄。厚度薄。厚度薄。

【技术实现步骤摘要】
硅基液晶面板及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种硅基液晶(liquid crystal on silicon，LCoS)面板及其制备方法。

技术介绍

[0002]晶圆级封装(Wafer Level Packaging，WLP)技术是芯片量产的有效方法。与单纯的集成电路芯片相比，LCoS面板不仅包括集成电路，还包括液晶封装结构，如果搭建一条完整的LCoS晶圆级封装生产线，不仅需要集成电路封装的部分，还需要液晶封装的部分，目前没有这种完整产线，只能通过设备定制或改造的方式来实现，前期成本非常高，不利于产业化的快速推进。此外，用于制造硅基液晶面板的生产线需要由半导体行业的设备组成的，其设备成本非常高，而如果设备不能满负荷运行，其生产成本更高。
[0003]另一方面，为了保持尽可能低的晶圆成本，需要在标准晶圆中填充更多的管芯(die)，结果导致管芯的设计尺寸缩小。但是，小的管芯尺寸对于随后的模组封装引来新的问题。传统的LCOS面板的管芯由其设置在晶圆基板正面边缘的导电垫引出引线而与外部电路基板连接，由于可设置引线的区域面积减小，而引线的数量不变，其使得常规的引线键合或薄膜印刷电路的接线变得越来越困难和耗时。更重要的是，这导致信号处理速度无法提高。
[0004]因此，需要开发一种新的硅基液晶面板的量产方案及与之相应的硅基液晶面板结构。

技术实现思路

[0005]本专利技术一方面提供一种硅基液晶面板的制备方法，其包括以下步骤：提供晶圆基板，所述晶圆基板包括具有相对的第一表面和第二表面的硅基底，所述晶圆基板被交叉的多条分割线划分出多个管芯区域，每一所述管芯区域包括设置于所述第一表面上的有源电路，所述有源电路至少包括像素电路区和外围电路区；晶圆级封装，在所述晶圆基板上，于每一所述管芯区域内，制造贯穿所述第一表面与所述第二表面的多个过孔，并在所述第二表面制造多个导电接口，所述导电接口与所述过孔一一对应，每一所述导电接口通过与其对应的过孔电性连接至其所处的所述管芯区域的有源电路；液晶封装，在所述晶圆基板上，于每一所述管芯区域，在所述第一表面一侧形成框胶，使得所述框胶至少环绕所述有源电路的所述像素电路区，所述框胶定义其所处的所述管芯区域的液晶空间；于所述晶圆基板的每一所述液晶空间内注入液晶；提供一表面具有透明导电层的玻璃基板，使所述玻璃基板具有所述透明导电层的表面与所述晶圆基板通过所述框胶进行贴合；沿所述分割线切割所述晶圆基板，并相对应的切割所述玻璃基板，得到多个硅基液晶面板；所述硅基液晶面板可电性连接至外部电路基板而得到硅基液晶模组，其中，所述有源电路依次通过所述多个过孔、所述多个导电接口电性连接所述外部电路基板。
[0006]该硅基液晶面板的制备方法，通过在晶圆基板上采用硅通孔技术，带来了制程工
序优势，使得“将前端的电路封装与后端的液晶封装的制程分离为独立的两个部分”成为可能。具体地，通过采用硅通孔技术制造贯穿硅基底的过孔(金属化孔)，将晶圆基板上的有源电路通过过孔电性连接到晶圆基板背面(即第二表面)的导电接口，从而完成了电路封装；而后的液晶封装制程部分主要在晶圆基板的正面(即第一表面一侧)进行，既不会对电路封装结构造成破坏，也无需在液晶封装的制程中在晶圆基板的正面进行额外的电路封装工序，液晶封装完成后即可切割划片，获得单个的硅基液晶面板，也无需对该硅基液晶面板进行进一步的管芯级封装(Die Level Package)，下游整机厂只需直接安装在外部电路基板上即可得到硅基液晶模组使用。即，电路封装和液晶封装两段制程可分别完整独立的由不同的工厂/车间/设备进行,而且都是晶圆级(Wafer Level)，避免了对同一的制程的不同环节分别由不同的工厂/车间/设备进行而在不同工厂/车间/设备中不断往复(反例：A、C步骤在晶圆封装的工厂/车间/设备进行，B、D步骤在液晶灌注的工厂/车间/设备进行，如果按照A
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B
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C
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D步骤的顺序进行生产，则需要把晶圆在两个工厂/车间/设备之间来回运输，导致良率降低)。同时，使得在产业初期可以借助成熟的晶圆级封装厂与液晶封装厂迅速导入量产，解决了初期投入成本过大、投入周期长的问题。综上所述，这使得成本控制、生产规划、产量改进更加的容易。
[0007]另，在晶圆基板上采用硅通孔技术，形成贯穿硅基底的过孔，使硅基液晶面板直接通过背面的导电接口连接外部电路基板，其可获得最紧凑的封装结构的硅基液晶模组，减小了整体尺寸，同时提高了信号处理速度，带来了更小的信号失真、更小的总功耗，该技术方案无需FPC线将硅基液晶面板与外部电路基板连接，能够以更具优势的材料成本实现量产。而且，该结构的硅基液晶面板的电流走向为垂直于面板方向，可实现更薄的厚度，大体上只有玻璃基板层、液晶层、晶圆基板层的三层结构，不需要在背面设置冗余的金属板和热沉等结构，可应用在头戴显示、微型投影机等场景领域。
[0008]本专利技术还提供一种硅基液晶面板的制备方法，其包括以下步骤：提供晶圆基板，所述晶圆基板包括具有相对的第一表面和第二表面的硅基底，所述晶圆基板被交叉的多条分割线划分出多个管芯区域；晶圆级封装，在所述晶圆基板上，于每一所述管芯区域内，制造贯穿所述第一表面与所述第二表面的多个过孔，然后于每一所述管芯区域内，制造设置于所述第一表面上的有源电路，所述有源电路至少包括像素电路区和外围电路区，然后在所述第二表面制造多个导电接口，所述导电接口与所述过孔一一对应，所述有源电路通过所述多个过孔与所述多个导电接口电性连接；液晶封装，在所述晶圆基板上，于每一所述管芯区域，在所述第一表面一侧形成框胶，使得所述框胶至少环绕所述有源电路的所述像素电路区，所述框胶定义其所处的所述管芯区域的液晶空间；于所述晶圆基板的每一所述液晶空间内注入液晶；提供一表面具有透明导电层的玻璃基板，使所述玻璃基板具有所述透明导电层的表面与所述晶圆基板通过所述框胶进行贴合；沿所述分割线切割所述晶圆基板，并相对应的切割所述玻璃基板，得到多个硅基液晶面板；所述硅基液晶面板可电性连接至外部电路基板而得到硅基液晶模组，其中，所述有源电路依次通过所述多个过孔、所述多个导电接口电性连接所述外部电路基板。
[0009]该制备方法与
技术实现思路
第一段列举的制备方法的专利技术构思相同，都是将晶圆级的电路封装与晶圆级的液晶封装拆分为完整独立的两个制程工序，两者的区别仅在于集成电路的制造是在制造过孔之前还是之后，其中，集成电路的制造和电路封装都可以在晶圆厂
实现。基于两种方法拆分制程工序的专利技术构思相同以及使这种工序拆分得以实现的硅基液晶面板结构特征相同，因此两种方法达到的有益效果也相同，此处不再赘述。
[0010]在一个制备方法的实施方式中，硅基底的厚度范围为60μm～750μm，所述玻璃基板的厚度范围为60μm～750μm。
[0011]在一个制备方法的实施方式中，硅基底的厚度范围为60μm～200μm。
[0012]在一个制备方法的实施方式中，在晶圆级封装的步骤中，对于每一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅基液晶面板的制备方法，其包括以下步骤：提供晶圆基板，所述晶圆基板包括具有相对的第一表面和第二表面的硅基底，所述晶圆基板被交叉的多条分割线划分出多个管芯区域，每一所述管芯区域包括设置于所述第一表面上的有源电路，所述有源电路至少包括像素电路区和外围电路区；晶圆级封装，在所述晶圆基板上，于每一所述管芯区域内，制造贯穿所述第一表面与所述第二表面的多个过孔，并在所述第二表面制造多个导电接口，所述导电接口与所述过孔一一对应，每一所述导电接口通过与其对应的过孔电性连接至其所处的所述管芯区域的有源电路；液晶封装，在所述晶圆基板上，于每一所述管芯区域，在所述第一表面一侧形成框胶，使得所述框胶至少环绕所述有源电路的所述像素电路区，所述框胶定义其所处的所述管芯区域的液晶空间；于所述晶圆基板的每一所述液晶空间内注入液晶；提供一表面具有透明导电层的玻璃基板，使所述玻璃基板具有所述透明导电层的表面与所述晶圆基板通过所述框胶进行贴合；沿所述分割线切割所述晶圆基板，并相对应的切割所述玻璃基板，得到多个硅基液晶面板；所述硅基液晶面板可电性连接至外部电路基板而得到硅基液晶模组，其中，所述有源电路依次通过所述多个过孔、所述多个导电接口电性连接所述外部电路基板。2.一种硅基液晶面板的制备方法，其包括以下步骤：提供晶圆基板，所述晶圆基板包括具有相对的第一表面和第二表面的硅基底，所述晶圆基板被交叉的多条分割线划分出多个管芯区域；晶圆级封装，在所述晶圆基板上，于每一所述管芯区域内，制造贯穿所述第一表面与所述第二表面的多个过孔，然后于每一所述管芯区域内，制造设置于所述第一表面上的有源电路，所述有源电路至少包括像素电路区和外围电路区，然后在所述第二表面制造多个导电接口，所述导电接口与所述过孔一一对应，所述有源电路通过所述多个过孔与所述多个导电接口电性连接；液晶封装，在所述晶圆基板上，于每一所述管芯区域，在所述第一表面一侧形成框胶，使得所述框胶至少环绕所述有源电路的所述像素电路区，所述框胶定义其所处的所述管芯区域的液晶空间；于所述晶圆基板的每一所述液晶空间内注入液晶；提供一表面具有透明导电层的玻璃基板，使所述玻璃基板具有所述透明导电层的表面与所述晶圆基板通过所述框胶进行贴合；沿所述分割线切割所述晶圆基板，并相对应的切割所述玻璃基板，得到多个硅基液晶面板；所述硅基液晶面板可电性连接至外部电路基板而得到硅基液晶模组，其中，所述有源电路依次通过所述多个过孔、所述多个导电接口电性连接所述外部电路基板。3.如权利要求1或2所述的硅基液晶面板的制备方法，其特征在于，所述硅基底的厚度范围为60μm～750μm，所述玻璃基板的厚度范围为60μm～750μm。4.如权利要求1或2所述的硅基液晶面板的制备方法，其特征在于，在所述晶圆级封装的步骤中，对于每一所述管芯区域，使制造的所述多个过孔在所述晶圆基板上的投影避开并环绕所述像素电路区设置。5.如权利要求4所述的硅基液晶面板的制备方法，其特征在于，在所述晶圆级封装的步骤中，对于每一所述管芯区域，使制造的所述多个过孔在所述晶圆基板上的投影避开并环
绕所述外围电路区设置。6.如权利要求4所述的硅基液晶面板的制备方法，其特征在于，所述有源电路包括多个金属层，所述多个金属层包括多个位于不同位置的输入/输出端，每一所述过孔与所述金属层的不同的输入/输出端垂直连接，进而实现与所述像素电路区及/或所述外围电路区的电连接。7.如权利要求4所述的硅基液晶面板的制备方法，其特征在于，于每一所述管芯区域内，还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯若强，黄国龙，
申请(专利权)人：深圳晶微峰光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：