CN1873967A - 布线基板、半导体装置及显示模块 - Google Patents

Abstract

一种布线基板，具备：可挠性绝缘基材(1)；在可挠性绝缘基材上排列设置的多根导体布线(2)；在各导体布线的相同的一方端部设置的突起电极(3)；在各导体布线的另一方端部设置的外部端子(4、5)；在导体布线、突起电极及外部端子上形成的金属电镀层；以及，在设置了突起电极的端部和外部端子之间的区域包覆导体布线而形成的阻焊层(7)。在形成了阻焊层的区域，在导体布线上没形成金属电镀层，并且，与导体布线的可挠性绝缘基材接触的面的表面粗糙度，比不与可挠性绝缘基材接触的面大。即使薄膜基材的厚度变薄，也能充分地缓和作用于导体布线的弯曲应力，抑制断线的发生。

Description

布线基板、半导体装置及显示模块

技术领域

本发明涉及如带载基板所示地在柔软的绝缘性基材上设置导体布线而构成的布线基板，尤其涉及提高导体布线的抗弯折性的布线基板的结构。

背景技术

作为使用了带载基板的封装模块的一种，已知有COF(Chip OnFilm：芯片被贴装在FPC板上)。COF具有在柔软的绝缘性带载基板上搭载半导体元件，通过用树脂密封来保护搭载部的结构。带载基板包含绝缘性薄膜基材和在其面上形成的多根导体布线，作为主要的要素。作为薄膜基材通常使用聚酰亚胺，作为导体布线使用铜。根据需要，在导体布线上形成镀金属薄膜和作为绝缘树脂的阻焊剂(solderresist)的层。

COF的主要用途是液晶板等的显示板驱动用驱动器的安装。此时，带载基板上的导体布线分为形成输出信号用外部端子的第一组和形成输入信号用外部端子的第二组配置，在第一组导体布线和第二组导体布线之间安装半导体元件。形成输出信号用外部端子的第一组导体布线与形成在显示板周边部的电极连接，形成输入信号用外部端子的第二组导体布线与母基板的端子连接。

另一方面，为了实现对显示板的安装结构的进一步小型化，使用将带载基板在端部弯折的安装方式，为了容易地进行锐角下的弯折，已知有在薄膜基材的弯折部预先设置切孔，只弯折形成导体布线的铜箔导线的技术。

但是，在这样的结构的情况下，在设置了切孔的弯折部分没有薄膜基材，因此，安装时的机械应力和热循环等引起的应力，集中在由薄的铜箔导线构成的导体布线上，有容易发生导体布线的裂缝和断裂的问题。尤其是，作为导体布线用电镀，实施了最通常使用的Sn电镀或Sn-Pb电镀时，通过封装组装工序的加热在铜箔导线和镀层的界面形成脆弱的Cu-Sn扩散合金层，因此导体布线的抗弯折性显著下降。

用于提高这样的导体布线的抗弯折性的布线基板的结构，例如记载在日本特开平5-326643号公报中。该结构是，在位于设在薄膜基材上的弯折用的切孔上的铜箔导线表面，不实施Sn或Sn合金电镀，进一步，在位于弯折用切孔上的铜导线的表面，设置了具有耐镀性及绝缘性的可挠性树脂覆膜(阻焊剂)。

但是，在上述过去结构的布线基板中，由铜箔导线构成的导体布线的抗弯折性也不能算作足够。即，随着使用了带载基板的封装的小型化的发展，由聚酰亚胺构成的薄膜基材的厚度是40μm左右，导体布线的厚度是8μm左右，阻焊剂的厚度是15μm左右，所有要素都变薄了。即，在弯折时，施加与导体布线单独弯折时相比相差不多的应力，导体布线容易断线。为此，需要充分地缓和作用在导体布线上的弯曲应力的结构。

发明内容

本发明鉴于上述问题点而提出，其目的在于，提供一种布线基板，即使薄膜基材等的厚度变薄，也能够充分地缓和作用于导体布线的弯曲应力，抑制断线的发生。

本发明的布线基板，具备：可挠性绝缘基材；多根导体布线，在上述可挠性绝缘基材上排列设置；突起电极，设置在上述各导体布线的相同的一方端部；外部端子，设置在上述各导体布线的另一方端部；金属电镀层，形成在上述导体布线、上述突起电极及上述外部端子上；以及，阻焊层，在设置了上述突起电极的端部和上述外部端子之间的区域包覆上述导体布线而形成。在形成了上述阻焊层的区域，在上述导体布线上未形成上述金属电镀层，并且，上述导体布线的与上述可挠性绝缘基材接触的面的表面粗糙度比不与上述可挠性绝缘基材接触的面大。

附图说明

图1是本发明的实施方式的布线基板的平面图。

图2A是图1的A-A’截面图。

图2B是图1的B-B’截面图。

图3是本发明的实施方式的半导体装置的平面图。

图4是放大表示图3的C-C’截面的主要部分的截面图。

图5是表示本发明的实施方式的显示模块主要部分的截面图。

图6A～6E是表示本发明的实施方式的布线基板制造工序的截面图。

图7A～7D是表示该制造工序的其它截面的截面图。

具体实施方式

根据上述结构的本发明的布线基板，在形成了阻焊层的区域，不实施金属电镀，从而避免由金属电镀层的形成引起的导体布线的脆弱性增大。而且，通过加大与基材接触的导体布线的表面粗糙度，增加导体布线和基材的紧密接触性，再者，通过由基材和阻焊层夹导体布线的结构，将导体布线固定到基材上，可以提高缓和弯曲应力的作用。其结果，使弯折部位于形成了阻焊层的领域，就可以抑制导体布线中的断线发生。

在本发明的布线基板中，希望是，设定形成上述可挠性绝缘基材、上述导体布线及上述阻焊层的材质的弹性系数及厚度，以使横切由上述可挠性绝缘基材、上述导体布线及上述阻焊层构成的层叠结构的上述导体布线的截面的厚度方向中的中立面，位于通过上述导体布线中的位置。

由此，弯折布线基板时在导体布线发生的变形成为最小，可以使抑制由弯折引起的导体布线断线的效果最大。

而且，希望是，上述阻焊层的弹性系数比上述导体布线的弹性系数小、比上述可挠性绝缘基材的弹性系数大。此时，可以是，上述阻焊层的厚度比上述导体布线的厚度、比上述可挠性绝缘基材的厚度薄。

在以上结构的布线基板中，可以是，上述突起电极横切上述导体布线的长度方向而形成在上述导体布线两侧的上述可挠性绝缘基材上的区域，上述突起电极的上述导体布线宽度方向的截面形状是，中央部比两侧高。

形成上述导体布线及上述突起电极的金属可以是铜。而且，在上述导体布线及上述突起电极上形成的上述金属电镀层，可以是镀金层。

而且，可以是，作为上述多根导体布线，第一组导体布线和第二组导体布线在相同方向上排列，并且相互设着间隔配置，上述突起电极配置在各组上述导体布线的内侧端部，上述外部端子配置在各组上述导体布线的外侧端部。

本发明的半导体装置，具备：以上任一结构的布线基板；搭载在上述布线基板上的半导体元件；以及介于上述布线基板和上述半导体元件之间设置的绝缘性树脂层；上述半导体元件的电极焊盘经上述突起电极同上述导体布线连接。

在此半导体装置中，希望是，上述绝缘性树脂层形成为其端部重叠在上述阻焊层的端部上方。

本发明的显示模块，具备：在形成了上述第一组导体布线和第二组布线基板的布线基板上搭载半导体元件来构成的半导体装置；显示板；以及母基板。上述半导体元件的电极焊盘经上述突起电极与上述导体布线连接，设置有介于上述布线基板和上述半导体元件之间的绝缘性树脂层；在上述半导体装置的上述第一组导体布线上设置的第一外部端子和上述显示板的接续端子连接，在上述半导体装置的上述第二组导体布线上的第二外部端子和上述母基板的接续端子连接；上述布线基板具有在上述阻焊层的区域被弯折的结构。

下面，参照附图具体说明本发明的实施方式。

图1是表示本发明的实施方式的布线基板的平面图。1是可挠性绝缘基材，在其上面，排列地设置有多根导体布线2。在此实施方式中，多根导体布线2被分割为图右侧的第一组和左侧的第二组，在同一方向排列，并设置着间隔而配置。第一组及第二组的导体布线2的内侧端部构成用于搭载半导体元件的元件搭载端部，分别设有突起电极3。突起电极3在搭载了半导体元件时与其电极焊盘接合。在第一组导体布线2的外侧端部设有第一外部端子4，在第二组导体布线2的外侧端部设有第二外部端子5。基材1例如可以使用聚酰亚胺，导体布线2及突起电极3例如可以使用铜。

在设置了突起电极3的端部和第一外部端子及第二外部端子4、5的各自中间区域的导体布线2上，例如分别形成有由环氧树脂构成的阻焊层7。阻焊层7也可以使用聚酰亚胺树脂等。在图2A表示设置了阻焊层7的区域的A-A’截面。如该图所示，在形成了阻焊层7的区域，导体布线2和阻焊层7直接接触。另一方面，在图2B表示未形成有阻焊层7的区域、即突起电极3部分的B-B’截面。如该图所示，在突起电极3上镀有金属电镀层6。同样，在未设有没图示的阻焊层7的区域的导体布线2及外部端子4、5上，也镀有金属电镀层6。金属电镀层6，使用Au电镀、Sn电镀等。

而且，与导体布线2的基材1接触的面，形成为表面粗糙度比与基材1不接触的面、即上表面大的状态。与基材1接触的面的导体布线2的表面粗糙度，希望是0.5～1.0μm的范围。与基材1不接触的面的导体布线2的表面粗糙度，希望是0.1～0.5μm的范围。

图2A中的SC表示横切由基材1、导体布线2及阻焊层7构成的层叠结构的导体布线2的截面厚度方向的中立面。在形成了阻焊层7的区域，设定了形成基材1、导体布线2及阻焊层7的材质的弹性系数及厚度，使中立面SC处于通过导体布线2中的位置。因此，在图2A所示的形成了阻焊层7的区域弯折布线基板时的、导体布线2中发生的变形成为最小，抑制由弯折引起的导体布线2的断线。

阻焊层7的弹性系数设定成为比导体布线2的弹性系数小、比基材1的弹性系数大的关系。因此，阻焊层7的厚度只要设定成比导体布线2的厚度厚、比基材1的厚度薄，就可以使中立面SC位于通过导体布线2中的位置。例如，若阻焊层7的弹性系数是基材1的弹性系数的两倍，那么使阻焊层7的厚度成为基材1厚度的一半，就可以使中立面SC刚好通过导体布线2的正中间，抑制由弯折引起的导体布线2断线的效果显著。

如果设定成使中立面SC位于通过导体布线2中的位置，则利用上述以外的组合也能得到相同的效果。例如，只要阻焊层7的弹性系数设定成比导体布线2的弹性系数小、且比基材1的弹性系数小的关系，只要阻焊层7的厚度比导体布线2的厚度厚、且比基材1的厚度厚，则可以设定成使中立面SC位于通过导体布线2中的位置。

如图1及图2B所示，突起电极3横切导体布线2的长度方向而在导体布线2的两侧的基材1上的区域形成，突起电极3的导体布线2的宽度方向的截面形状是，中央部比两侧高。

形成导体布线2及突起电极3的金属，例如使用铜。而且，形成在导体布线2及突起电极3上的金属电镀层6，例如使用镀金。

图3表示在上述布线基板上安装半导体元件8而构成的半导体装置11的结构一例。半导体元件8搭载在两组导体布线2的内侧端部间。介于搭载在布线基板上的半导体元件8和布线基板之间，设置着绝缘性树脂层9。在图4表示图3的C-C’截面的要部。如该图所示，半导体元件8的电极焊盘10经突起电极3同导体布线2连接着。绝缘性树脂层9形成为其端部重叠在阻焊层7的端部上方。由此，在半导体元件8和阻焊层7的区域之间的间隙填充有绝缘性树脂层9，可以避免厚度变大的状态。在厚度变大的区域，导体布线2容易断线，因此，此结构对抑制断线也有效。

图5是表示具有如上所述地在布线基板上搭载半导体元件8而构成的半导体装置11、显示板12和母基板13的显示模块的截面图。设置在半导体装置11的第一组导体布线2上的第一外部端子4和显示板12的接续端子(未图示)连接着。而且，在半导体装置11的第二组导体布线2上设置的第二外部端子5和母基板13的接续端子(未图示)连接着。半导体装置11在布线基板的阻焊层7的区域被弯折，形成了弯折部14。

通过在阻焊层7区域配置弯折部14，有效抑制弯折引起的导体布线2的断线。即，在形成了阻焊层7的区域，如上所述地，在导体布线2上不形成有金属电镀层，与导体布线2的基材1接触的面的粗糙度，比与基材1不接触的面大。通过不形成金属电镀层，避免因金属电镀层的形成所引起的导体布线2的脆弱性增大。而且，通过增加与基材1接触的导体布线2的表面粗糙度，导体布线2和基材1的紧密接触性增大，再者，通过由基材1和阻焊层7夹住导体布线2的结构，对于弯折，能够将导体布线2固定在基材1上，提高缓和弯曲应力的作用。通过以上的作用，抑制弯折引起的导体布线2的断线。而且，使阻焊层7位于内侧进行弯折时，基材1和导体布线2之间的剥离容易发生，因此，获得上述效果的优点大。

再者，如参照图2A进行的说明，层叠了基材1、导体布线2及阻焊层7的截面中的中立面SC，通过导体布线2中部，因此弯折布线基板时在导体布线2中发生的变形成为最小，抑制弯折引起的导体布线2断线的效果为最大。

接着，参照图6、7如下说明上述结构的布线基板的制造方法。图6表示制造布线基板的工序中的图1的A-A’截面。图7表示图1的B-B’截面。

首先，如图6A所示，在基板层21上，隔着种子层22形成导体层23，使导体层23的表面粗糙化。接着，如图6B所示，在导体层23上形成可挠性绝缘基材1，并固化。接着如图6C所示，除去了基底层21、种子层22之后，对导体层23进行半腐蚀。接着，利用腐蚀构图导体层23，如图6D所示地形成导体布线2。最后，如图6E所示，形成阻焊层7。

另一方面，在B-B’截面中，如图6D所示地形成导体布线2之后，不形成阻焊层7，而是如图7A所示地形成光刻胶24的图案，并且与导体布线2的端部相向地具有开口24a。接着，如图7B所示，利用通过了开口24a的电解电镀，形成突起电极3。然后，如图7C所示地除去光刻胶24之后，如图7D所示，对突起电极3及导体布线2实施电解电镀，形成金属电镀层6。

下面，对于上述布线基板及半导体装置，表示各部分尺寸的一例。而且，在图1中，导体布线2简化为相同的形状进行图示，但实际上，在形成了突起电极3的端部、即内部引线，尺寸、间距等与其它部分不同。而且，第一外部端子及第二外部端子4、5图示为与导体布线2相同间距，但实际上间距相互不同。

(导体布线2)

根数：300～900根/pcs，间距：30～100μm；

宽度：15～50μm，厚度：6～12μm，长度：5～15mm；

弹性率：130～140Gpa；

(内部引线)

间距：35～200μm；

宽度：10～20μm，厚度：6～12μm，长度：60～20mm；

(第一外部端子4)

根数：250～700根，间距：70～150μm；

宽度：35～75μm，厚度：6～12μm，长度：1～2mm；

(第二外部端子5)

根数：40～200根，间距：200～600μm；

宽度：100～300μm，厚度：6～12μm，长度：1.5～3mm；

(基材1)

宽度：35～70mm，厚度：30～60μm，弹性率：4～10Gpa；

(突起电极3)

宽度：20～50μm，高度：10～30μm，长度：20～50μm；

(阻焊剂7)

厚度：10～30μm，弹性率：5～20Gpa；

(其他)

第一外部端子及第二外部端子4、5的外端间的长度：9.5～28.5mm。

半导体元件和阻焊剂7间的间隔L1(参照图4)：0.1～0.4mm；

利用绝缘性树脂层9的密封宽度L2(参照图4)：0.3～1.5mm。

Claims (11)

1.一种布线基板，其特征在于，具备：

可挠性绝缘基材；

多根导体布线，在上述可挠性绝缘基材上排列设置；

突起电极，设置在上述各导体布线的相同的一方端部；

外部端子，设置在上述各导体布线的另一方端部；

金属电镀层，镀在上述导体布线、上述突起电极及上述外部端子上；以及，

阻焊层，在设置了上述突起电极的端部和上述外部端子之间的区域包覆上述导体布线而形成；

在形成有上述阻焊层的区域，在上述导体布线上未形成上述金属电镀层，并且，上述导体布线的与上述可挠性绝缘基材接触的面的表面粗糙度比不与上述可挠性绝缘基材接触的面大。

2.如权利要求1所述的布线基板，其特征在于，

将形成上述可挠性绝缘基材、上述导体布线及上述阻焊层的材质的弹性系数及厚度设定为，使横切由上述可挠性绝缘基材、上述导体布线及上述阻焊层构成的层叠结构中的上述导体布线的截面的厚度方向的中立面，位于通过上述导体布线中的位置。

3.如权利要求2所述的布线基板，其特征在于，

上述阻焊层的弹性系数比上述导体布线的弹性系数小、比上述可挠性绝缘基材的弹性系数大。

4.如权利要求3所述的布线基板，其特征在于，

上述阻焊层的厚度比上述导体布线的厚度厚、比上述可挠性绝缘基材的厚度薄。

5.如权利要求1所述的布线基板，其特征在于，

上述突起电极横切上述导体布线的长度方向而形成在上述导体布线两侧的上述可挠性绝缘基材上的区域，上述突起电极的上述导体布线宽度方向的截面形状是，中央部比两侧高。

6.如权利要求1所述的布线基板，其特征在于，

形成上述导体布线及上述突起电极的金属是铜。

7.如权利要求6所述的布线基板，其特征在于，

镀在上述导体布线及上述突起电极上的上述金属电镀层是镀金层。

8.如权利要求1所述的布线基板，其特征在于，

作为上述多根导体布线，第一组导体布线和第二组导体布线在相同方向上排列，并且相互设着间隔配置，上述突起电极配置在各组上述导体布线的内侧端部，上述外部端子配置在各组上述导体布线的外侧端部。

9.一种半导体装置，其特征在于，具备：

如权利要求1记载的布线基板；

搭载在上述布线基板上的半导体元件；

以及介于上述布线基板和上述半导体元件之间设置的绝缘性树脂层；

上述半导体元件的电极焊盘经上述突起电极同上述导体布线连接。

10.如权利要求9所述的半导体装置，其特征在于，

上述绝缘性树脂层形成为其端部重叠在上述阻焊层的端部上方。

11.一种显示模块，其特征在于，具备：

如权利要求8记载的布线基板上搭载半导体元件构成的半导体装置；

显示板；以及

母基板；

上述半导体元件的电极焊盘经上述突起电极与上述导体布线连接，设置有介于上述布线基板和上述半导体元件之间的绝缘性树脂层；

在上述半导体装置的上述第一组导体布线上设置的第一外部端子和上述显示板的接续端子连接，在上述半导体装置的上述第二组导体布线上设有的第二外部端子和上述母基板的接续端子连接；

上述布线基板具有在上述阻焊层的区域被弯折的结构。

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