濺鍍鐵熱氣相法生成之奈米碳管熱壓合轉印形成場發射金屬球陣列技術

Field-Emission Metal-Ball Grid-Array Technology via Pressured Hot-Bonding with a Carbon Nanotube Grown From Sputtered Iron by a Thermal Vapor Method

奈米碳管是目前場發射顯示器主要的場發射子材料，但目前的技術不易利用化學氣相沉積方法（chemical vapor deposition, CVD）成長奈米碳管於超過50 英寸之大面積金屬導線上，同時還達到可用的均勻性。本研究提出以濺鍍之奈米鐵粒子做為催化劑，然後於管狀爐中以化學氣相沉積法生成具高度方向性的奈米碳管，再經由BGA 錫球加熱至熔點（185°C）後，透過熱壓合轉印法的方式將奈米碳管附著於金屬基板上，形成奈米碳管球陣列的電子場發射源。轉印後的奈米碳管球陣列對奈米碳管的吸附力強，可減少奈米碳管因長期使用被電場拉至陽極現象。錫球成本極低，可靠度高、與IC 封裝材料及封裝程序相容的性質，使其非常適合作為奈米碳管與金屬基板的媒介。藉由熱壓合轉印法的方式所形成的奈米碳管陣列經由場發射量測顯示具有優秀的附著性及場發射特性，實驗結果顯示奈米碳管分布於錫球表面其樣品於電流密度（1μA/cm2）時具有極低的起始電場，達到1.025V/μm，大面積的金屬場發射基板，可經由區域之重覆加工實現，自動化生產也變可能。