半导体装置、半导体装置的安装结构、液晶装置和电子装置的制作方法

xiaoxiao2020-7-2  2

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专利名称:半导体装置、半导体装置的安装结构、液晶装置和电子装置的制作方法
技术领域
本发明涉及半导体装置(以下,称为IC)、其安装结构、使用了该安装结构的液晶装置和使用了该液晶装置的电子装置。
由于使用各向异性导电膜(ACF)对倒装键合类型的IC进行COG(在玻璃上的芯片)安装或COF(在膜上的芯片)安装的方法可与精细的间距相对应,同时,能一并地导电性地连接多个接点,故适合于对于在液晶面板中构成了的多个条状电极等的各电极端子或柔性布线基板的各电极端子来安装驱动用IC。
在使用该各向异性导电膜安装IC时,如图8(A)中所示,在玻璃基板或柔性布线基板等的基板的IC安装区9上留下各向异性导电膜6后,在该各向异性导电膜6的表面上配置驱动用IC13’。其次,如图8(B)中所示,使用压接头5将驱动用IC13’热压接到基板一侧。其结果,各向异性导电膜6的树脂部分熔融、流动。因而,如图8(C)中所示,各向异性导电膜6在熔融、流动、然后硬化反应后,由于各向异性导电膜6的树脂部分固化,故将驱动用IC13’安装在IC安装区9上,同时驱动用IC13’的凸点电极130’通过在各向异性导电膜6中包含的导电粒子60导电性地连接到基板一侧的电极端子16上。在此,在凸点电极130’与电极端子16间介入的导电粒子60的数目对电阻及可靠性起到很大的影响。
在这样的安装结构中,迄今,以达到100μm那样的间距来形成驱动用IC13’的凸点电极130’,凸点电极130’的形状为粗细一定的直线形状或与电极端子16相对的表面为弯曲的形状。
但是,在液晶装置(液晶显示装置)中,由于随着像素数目的增加,存在以高密度来配置凸点电极130’的趋势,故存在用现有的凸点电极130’不能与其对应的问题。即,在驱动用IC13’中,如果进行高密度化,使得凸点电极130’的间距达到40μm那样,则如图8(B)中所示,存在下述问题在各向异性导电膜6熔融时,在相邻的凸点电极130’间导电粒子60以高密度聚集,由于已聚集的导电粒子60,凸点电极130’相互间发生短路。换言之,如果使凸点电极130’变细,则在凸点电极130’与电极端子16间介入的导电粒子60的数目减少,电阻及可靠性受到损害。
因此,本发明的课题在于,提供这样一种IC、其安装结构、液晶装置和电子装置,其中,通过改良凸点电极的结构,即使在以窄的间距形成了凸点电极时,也不会使电特性或可靠性下降,可通过各向异性导电膜导电性地连接凸点电极与电极端子。
为了解决上述课题,在本发明中,在具备用于利用通过包含导电粒子的各向异性导电膜的压接与基板一侧的电极端子导电性地连接的倒装键合的多个凸点电极的半导体装置中,其特征在于上述凸点电极的根部比该凸点电极相对于上述基板的电极端子的表面一侧的部分细。
在通过各向异性导电膜将应用了本发明的半导体装置压接到基板上,导电性地连接基板侧的电极端子与半导体装置侧的凸点电极时,假定各向异性导电膜的树脂部分熔融、导电粒子在半导体装置与基板之间从半导体装置的内侧区域向外周一侧流出。在此,由于与本发明有关的半导体装置的凸点电极的根部变细,故即使以高密度来形成凸点电极,在相邻的凸点电极之间的根部相互间也隔开较宽的间隙。因而,在假定各向异性导电膜熔融、导电粒子在半导体装置与基板之间从半导体装置的内侧区域向外周一侧流出时,由于多个导电粒子不会聚集在相邻的凸点电极的根部之间,故导电粒子不会使凸点电极相互间短路。因此,即使以高密度来形成半导体装置的凸点电极,也能得到高的可靠性。此外,虽然凸点电极的根部较细,但是,由于凸点电极的与基板的电极端子相对的表面一侧变粗,故基板的电极端子与凸点电极相对的面积也较宽。因此,由于多个导电粒子介于凸点电极与电极端子之间,故凸点电极与电极端子良好地进行导电性的连接。
可将与本发明有关的半导体装置的安装结构应用于各种半导体装置,但在液晶装置中,如果将与本发明有关的半导体装置安装在构成在基板间封入了液晶的液晶面板的基板和与该液晶面板进行了电路连接的布线基板中的任一个基板上,则是有效的。即,在将这样的液晶装置例如作为携带电话机等的电子装置的显示装置来使用时,为了在液晶装置中提高显示品位,有必要增加像素的数目,其结果,在液晶面板中被构成的电极数目增加,要以高密度来配置电极端子。但是,如果使用与本发明有关的半导体装置的安装结构,则即使以高密度来配置电极端子和凸点电极,凸点电极相互间也不会因导电粒子而短路,而且,在凸点电极与电极端子之间可确保多个导电粒子,可良好地导电性地连接凸点电极与电极端子。


图1是示出应用了本发明的液晶装置的外观的斜视图。
图2是图1中示出的液晶装置的分解斜视图。
图3(A)、(B)分别是示出图1中示出的驱动用IC中形成的凸点电极的配置的平面图和其X-X’剖面图。
图4(A)~(C)是示出将图3中示出的驱动用IC安装在构成液晶面板的第2透明基板上的工序的工序剖面图。
图5(A)~(E)是示出形成图3中示出的驱动用IC的凸点电极的方法的工序剖面图。
图6(A)、(B)分别是示出安装了应用本发明的液晶装置的携带电话机(电子装置)的主要部分的剖面图。
图7是示出安装了应用本发明的液晶装置的携带电话机(电子装置)的说明图。
图8(A)~(C)是示出现有的驱动用IC对于基板的安装工序的工序剖面图。
参照附图,说明本发明的实施例。
(整体结构)图1是示出无源矩阵型的液晶装置的外观的斜视图,图2是其分解斜视图。在这些任一个图中,在液晶装置中关于形成像素用的条状电极,都省略其详细的图示,只示意性地示出其一部分。
在图1和图2中,液晶装置10例如具有用透明的玻璃形成的第1透明基板1和用相同的透明玻璃形成的第2透明基板2。在这些基板的一个上利用印刷等形成密封剂3,夹住该密封剂粘接固定了第1透明基板1与第2透明基板2。在第1透明基板1与第2透明基板2的间隙(单元间隙)中的由密封剂3区分而形成的液晶封入区40内封入了液晶41。在第1透明基板1的外侧表面上利用粘接剂等粘贴了偏振片4a,在第2透明基板2的外侧表面上也利用粘接剂等粘贴了偏振片(未图示)。
由于第2透明基板2比第1透明基板1大,故在将第1透明基板1重叠在第2透明基板2上的状态下,第2透明基板2的一部分从第1透明基板1的下端边缘伸出。
在该伸出部分上形成了IC安装区9,在此,利用倒装键合以COG方式安装作为半导体装置的驱动用IC13。在该部分处的安装,以后将详细地叙述,但是,按下述来进行,在将各向异性导电膜夹在第2透明基板2与驱动用IC13之间之后,对其进行加热压接。因而,在该部分处,处于通过各向异性导电膜把驱动用IC13的凸点电极导电性地连接到第2透明基板2的IC安装区9的电极端子上的状态下。
此外,在第2透明基板2中,在IC安装区9的下端一侧形成了输入端子12。利用热密封等的方法将柔性印刷布线基板(未图示)连接到这些输入端子12上。
再者,虽然在图1和图2中省略了详细的图示,但在第1透明基板1上形成了由在液晶封入区40的内侧在横方向上延伸的多个条状电极和在液晶封入区40的外侧将条状电极以布线方式连接到各端子上用的布线图形构成的电极图形(薄膜图形)。该电极图形由透明的ITO膜(铟锡氧化物)等形成。此外,在第2透明基板2的内侧表面上也形成了在液晶封入区40的内侧在纵方向上延伸的多个条状电极和由在液晶封入区40的外侧将条状电极以布线方式连接到IC安装区9等上用的布线图形构成的电极图形(薄膜图形)。该电极图形也由透明的ITO膜等形成。
在谋求在预定的部位上导电性地连接以这种方式构成了的第1透明基板1与第2透明基板2的同时,如果如图1中所示那样使其粘合来形成面板(液晶面板),则第1透明基板1的条状电极与第2透明基板2的条状电极互相交叉,在各交叉部分上构成像素。此外,在第1透明基板1与第2透明基板2的间隙中,在液晶封入区40中封入液晶41。因而,如果对驱动用IC13送出驱动用电力和驱动信号,则由于驱动用IC13根据驱动信号对所希望的适当的条状电极施加电压,控制各像素中的液晶41的取向状态,故在液晶装置10中显示所希望的像。
(驱动用IC13的安装结构)图3(A)、(B)分别是示出驱动用IC13的与第2透明基板2的安装面的平面图和其X-X’剖面图。图4(A)~(C)是示出将驱动用IC13安装在基板上的方法的工序图。
在图1和图2中示出的液晶装置10中,在IC安装区9上聚集了多个布线图形的端部,该布线图形的前端部分成为电极端子。因而,如果在液晶装置10中打算提高显示品位,就要增加像素的数目,其结果,在液晶面板中被构成的条状电极增加。相应地,以高密度来配置电极端子16(参照图4)。
因而,如图3(A)中所示,在驱动用IC13中,在与第2透明基板2的安装面13a上被形成的倒装键合用的多个凸点电极130也随着在液晶装置10中像素数目的增加而以高密度来配置。即,凸点电极130沿芯片的边13b以窄的间距、例如达到40μm那样的间距来形成。由于凸点电极130的表面形状大致是15μm见方至20μm见方的四角形,故邻接的凸点电极130相互间在其表面131上大体只隔开25μm至20μm这样窄的间隙。
在此,如图3(B)中所示,驱动用IC13的凸点电极130的根部132比与第2透明基板2的电极端子16相对的表面131一侧细。因此,虽然邻接的凸点电极130相互间在其表面131上大体隔开25μm至20μm这样窄的间隙,但在根部132处处于比表面131一侧隔开较宽的间隙的状态。
在说明以这种方式构成了的驱动用IC13的安装工序的同时,说明与本形态有关的IC安装结构。
在将与本形态有关的驱动用IC13安装在第2透明基板2的IC安装区9上时,首先,如图4(A)中所示,在第2透明基板2的IC安装区9上留下了各向异性导电膜6后,在该各向异性导电膜6的表面上使凸点电极130面朝下配置驱动用IC13。在该各向异性导电膜6中,在塑料制的球的表面上形成了金属膜的导电粒子60处于分散于热硬化性的树脂中的状态。
其次,如图4(B)中所示,使用压接头5将驱动用IC13热压接到基板一侧。其结果,各向异性导电膜6的树脂部分熔融。
因而,如图4(C)中所示,在各向异性导电膜6熔融、流动、然后硬化反应后,由于各向异性导电膜6的树脂部分固化,故将驱动用IC13安装在IC安装区9上,同时,驱动用IC13的凸点电极130通过在各向异性导电膜6中包含的导电粒子60导电性地连接到基板一侧的电极端子16上。
在以这种方式安装了驱动用IC13时,各向异性导电膜6的树脂部分熔融,如图3(A)中用箭头A所示那样,树脂部分及导电粒子60在驱动用IC13与第2透明基板2之间、要通过凸点电极130之间从驱动用IC13的内侧区域向外周一侧流出。在此,在本形态中,如图3(B)和图4(A)~(C)中所示,由于驱动用IC13的凸点电极130的根部132变细,故即使以高密度来形成凸点电极130,在邻接的凸点电极130之间,根部132相互也隔开较宽的间隙。因而,在各向异性导电膜6的树脂部分及导电粒子60穿过凸点电极130之间时,穿过根部132之间的较宽的间隙。因此,由于多个导电粒子60不会聚集在凸点电极130之间,故导电粒子60不会使凸点电极130相互间短路。因此,即使以高密度来形成驱动用IC13的凸点电极130,也能得到高的可靠性。此外,由于凸点电极130的与第2透明基板2的电极端子16相对的表面131一侧较粗,故第2透明基板2的电极端子16与凸点电极130相对的面积较宽。因此,由于在凸点电极130与电极端子16之间介入多个导电粒子60,故凸点电极130与电极端子16良好地进行导电性的连接。
(驱动用IC13的凸点电极130的制造方法)参照图5,说明在这样的安装结构中使用的驱动用IC13的制造工序中形成凸点电极130的方法。图5(A)~(E)是示出形成凸点电极130的方法的工序剖面图。
首先,如图5(A)中所示,在构成驱动用IC13的半导体衬底135的表面上形成了电极136之后,如图5(B)中所示,涂敷感光性的抗蚀剂150。该感光性的抗蚀剂150是负型的。因而,在通过曝光掩模151对感光性的抗蚀剂150进行曝光时,如图5(C)中所示,只有感光性的抗蚀剂150中的被曝光掩模151的遮光部分152覆盖的区域在刻蚀工序(显影工序)中被除去。
在以这种方式形成预定的图形的抗蚀剂150时,在图5(B)中所示的曝光工序中,由于被照射的光在感光性的抗蚀剂150内也在横方向上扩散,故曝光部分155与非曝光部分156的边界成为反锥形形状。因而,如图5(C)中所示,抗蚀剂150的开孔部分157的侧面壁具有反锥形形状。
在以这种方式形成预定的图形的抗蚀剂150后,对电极136的表面进行电镀。其结果,如图5(D)中所示,在电极136的表面一侧形成电镀层135,使其填埋抗蚀剂150的开孔部分157。
因而,在结束电镀后,如果除去抗蚀剂150,则如图5(E)中所示,可形成根部132比表面131一侧细的凸点电极130。
(安装在电子装置上的例子)图7示出了与本发明有关的电子装置之一实施例、即携带电话机。在此示出的携带电话机30通过在作为框体的外壳36内放置天线31、扬声器32、液晶装置10、键开关33、话筒34等各种构成要素而构成。此外,在外壳36的内部设有安装了控制上述的各构成要素的工作用的控制电路的控制电路基板37。液晶装置10由图1中示出的液晶装置10来构成。
在该携带电话机30中,将通过键开关33和话筒34被输入的信号以及由天线31接收的接收数据等输入到控制电路基板37上的控制电路中。然后,该控制电路根据已输入的各种数据,在液晶装置10的显示面内显示数字、文字、图案等的像,再者,从天线31发送发送数据。此外,在图7的实施例中,举例示出了在作为电子装置的携带电话机中使用本发明的液晶装置的情况,但本发明的液晶装置也能应用于除此以外的电子装置、例如携带信息终端、电子笔记本、摄像机的寻像器等。
此外,图6(A)、(B)分别是示出安装了本形态的液晶装置10的携带电话机(电子装置)的主要部分的剖面图。
作为安装了本形态的液晶装置10的电子装置的一例,在图6中示出的携带电话机100中,在液晶装置10的第1透明基板1一侧,重叠地配置了丙烯酸树脂制或聚碳酸酯制的透明的导光板19,从该导光板19与第2透明基板2之间引出柔性布线基板120,与携带电话机100的本体的电路基板、即印刷布线基板90进行导电性的和机械的连接。与导光板19的侧面(或端部)邻接、配置了朝向导光板19的端部(光入射部)射出光的背照光源用的发光元件50。作为这样的背照光源用的发光元件50,可使用LED等,将其安装在印刷布线基板90上。在本实施例中,在印刷布线基板90上安装了背照光源用的发光元件50,但只要是可朝向导光板19入射的位置,也可安装在柔性布线基板120上,此外,也可安装在与印刷布线基板90不同的子基板上。在此,利用两面胶带等将液晶装置10固定在导光板19上,同时,由框110来对液晶装置10进行了约束。此外,导光板19在固定液晶装置10的同时,利用与印刷布线基板90嵌合等方法保持为一体,同时也被固定于携带电话机100的框110上。此外,在第2透明基板2的一侧覆盖盖玻璃111。
(其它实施例)再有,在上述实施例中,是相对于构成液晶面板的第2透明基板2以COG方式安装驱动用IC13的例子,但也有相对于与液晶面板进行电路连接的柔性布线基板以COF方式安装驱动用IC13的情况。即使在这样的情况下,在参照图4(A)~(C)已说明的安装工序中,通过各向异性导电膜6将驱动用IC13安装在柔性布线基板上来代替第2透明基板2即可。
如以上已说明的那样,在本发明中,由于IC的凸点电极的根部变细,故即使以高密度来形成凸点电极,在邻接的凸点电极之间,根部相互间也隔开较宽的间隙。因而,在通过各向异性导电膜将IC安装到基板上时,各向异性导电膜熔融并从凸点电极之间流出时,由于多个导电粒子不会聚集在相邻的凸点电极的根部相互之间,故导电粒子不会使凸点电板相互之间短路。因此,即使以高密度来形成IC的凸点电极,也能得到高的可靠性。此外,由于凸点电极的与基板的电极端子相对的表面一侧变粗,故基板的电极端子与凸点电极相对的面积较宽。因此,由于多个导电粒子介于凸点电极与电极端子之间,故凸点电极与电极端子良好地进行导电性的连接。
权利要求
1.一种半导体装置,该半导体装置具备多个凸点电极,该多个凸点电极用于利用通过包含导电粒子的各向异性导电膜的压接与基板一侧的电极端子导电性地连接的倒装键合,其特征在于上述凸点电极的根部比该凸点电极相对于上述基板的电极端子的表面一侧的部分细。
2.一种半导体装置的安装结构,其特征在于使用上述各向异性导电膜将在权利要求1中规定的半导体装置压接到上述基板上。
3.一种液晶装置,该液晶装置是使用了在权利要求2中规定的半导体装置的安装结构的液晶装置,其特征在于在构成在基板间封入了液晶的液晶面板的基板和与该液晶面板导电性地连接的布线基板中的至少一个基板上安装了上述半导体装置。
4.一种电子装置,其特征在于安装了在权利要求3中规定的液晶装置。
全文摘要
本发明的课题在于,提供这样一种IC、其安装结构、液晶装置和电子装置,其中,通过改良凸点电极的结构,即使在以窄的间距形成了凸点电极时,也不会使电特性及可靠性下降,可通过各向异性导电膜导电性地连接凸点电极与电极端子。由于驱动用IC13的凸点电极130的根部较细,故在凸点电极130的根部132之间相互间隔开较宽的间隙。因而,多个导电粒子60不会聚集在凸点电极130之间、不会使凸点电极130相互间短路。
文档编号G02F1/1345GK1266283SQ00104120
公开日2000年9月13日 申请日期2000年3月7日 优先权日1999年3月8日
发明者内山宪治 申请人:精工爱普生株式会社

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