JP2005050912A

JP2005050912A - フレキシブル配線基板及びその製造方法、半導体チップ実装フレキシブル配線基板、半導体チップ実装方法

Info

Publication number: JP2005050912A
Application number: JP2003203875A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Aida; 俊春会田
Original assignee: Tohoku Pioneer Corp
Current assignee: Tohoku Pioneer Corp
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2003-07-30
Publication date: 2005-02-24

Abstract

【課題】接続対象の異なる大きさの端子に対応する配線パターンが形成されたフレキシブル配線基板において、特殊な加工や製法を採用することなく配線厚さを均一化すること。
【解決手段】フレキシブル配線基板１０は、絶縁基材１１上に導電線１２からなる所定の配線パターンが形成されている。そして、配線パターンを形成する個々の導電線１２を複数集めた集合線１２Ａによって、接続対象の一端子と接続する一配線が形成されている。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレキシブル配線基板及びその製造方法、半導体チップ実装フレキシブル配線基板、半導体チップ実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機やＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ：携帯情報端末機器）等の小型，軽量，高性能化が要求される電子機器においては、プリント配線基板上への電子部品の実装密度向上が求められている。特に、このような電子機器に装備される薄型のフラットパネル表示装置は、表示画面を可能な限り大きくとりたいことから、その周辺に配備される駆動配線部品の実装密度向上が要求されており、これに対応するために、フレキシブル配線基板の配線と半導体チップの出力端子とを直接接続してフレキシブル配線基板上に半導体チップを実装するＣＯＦ（ＣｈｉｐＯｎＦｉｌｍ）が近年多用されている。
【０００３】
このＣＯＦでは、フレキシブル配線基板上の配線パターンを、半導体チップにおける出力端子（バンプ）のパターンに対応して形成する必要がある。この際のフレキシブル配線基板のパターン形成技術としては、下記特許文献１に記載されるようなセミアディティブ法又はフルアディティブ法と呼ばれる技術が採用されることが多い。
【０００４】
この従来技術を図１によって説明すると、先ず、同図（ａ）に示すように、可撓性の絶縁基材１００の表面にメッキリードとなるシード層１０１を形成し、次いで、同図（ｂ）に示すように、所望の配線パターンを形成するために、シード層１０１の表面にフォトレジスト材等を用いたマスクパターン１０２を形成する。そして、同図（ｃ）に示すように、電解メッキ法によってシード層１０１の露出した領域にニッケル，銅等の導電性部材を被着して配線パターン１０３を形成し、また、必要に応じて、それらの配線パターン１０３の表面に、電解メッキ法又はスパッタリングや蒸着等の成膜法で金等の異種金属による表面導電層１０４を形成する。そして、同図（ｄ）に示すように、マスクパターン１０２及びその底部に位置するシード層１０１を除去することにより、絶縁基材１００の上にシード層部分１０１Ａ，配線パターン１０３，表面導電層１０４からなる所望の配線パターンを有するフレキシブル配線基板が形成される。
【０００５】
一方、半導体チップにおける出力端子（バンプ）の配列パターンは、駆動対象の電子機器の端子配列や半導体チップ内部の回路ブロックの構成によって決まるものであるが、一般的には、一様なパターンの端子形態ではなく、大小異なる大きさのバンプが配列されていることが多い。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２８６５３６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述したような異なる大きさのバンプを有する半導体チップを実装するＣＯＦにおいて、バンプとフレキシブル配線基板上の配線とを高精度で接続するためには、バンプの大きさに対応させて配線幅の異なる配線パターンを形成する必要がある。このような配線パターンの形成は、駆動電流の大小が機器の性能に大きく影響する電子機器を対象とする場合に重要な設計事項になる。特に、自発光型のフラットパネルディスプレイとして近年注目されている有機ＥＬ表示装置においては、駆動電流の大小が直接表示性能に影響を及ぼすので、これに接続されるフレキシブル配線基板には前述したような配線パターンの設計が不可欠になっている。
【０００８】
しかしながら、従来技術で示したような配線パターン形成技術を採用して、このような異なる幅の配線パターンを形成した場合には、以下に示すような問題が顕在化することになる。
【０００９】
つまり、幅の異なる配線パターンを電解メッキによって形成すると、幅の広い配線では配線材料が厚く被着され、幅の狭い配線では配線材料が薄く被着される現象が生じる。これは、電解メッキの際に幅の広い配線は幅の狭い配線に比べて抵抗による電位降下が小さくなることに起因するものであるが、このような厚みの差が配線パターンに生じると、フレキシブル配線基板の配線パターンと半導体チップのバンプとを異方性導電膜を介して熱圧着により接続する際に、隣接する配線に段差が形成される部分の周辺で圧着不良が生じやすくなるという問題が生じる。
【００１０】
これを図２に示す例によって更に具体的に説明する。フレキシブル配線基板１には、幅が広い配線１ａと同一形態の配線によって一つのパターンを形成した第１の配線領域１Ａが形成されており、また、幅が狭い配線１ｂと同一形態の配線によって一つのパターンを形成した第２の配線領域１Ｂが形成されている。一方、半導体チップ２には、幅が広いバンプ２ａと同一形態のバンプによって一つのパターンを形成した第１のバンプ領域２Ａが形成されると共に、幅が狭いバンプ２ｂと同一形態のバンプによって一つのパターンを形成した第２のバンプ領域２Ｂが形成されている。配線１ａとバンプ２ａ或いは配線１ｂとバンプ２ｂは、それぞれほぼ同じ幅を有し且つ同じパターンを有しており、異方性導電膜３を介して互いに突き合わされ、加熱状態で圧力Ｐを加えられて熱圧着されている。
【００１１】
ここで、第１の配線領域１Ａと第２の配線領域１Ｂとの隣接箇所においては、前述したように配線の幅に基づいて配線の厚みに差が生じ、配線の接触面に段差が形成された状態になっている。この状態で熱圧着がなされると、段差が形成される部分の周辺部分Ａでは、その段差が影響して充分な圧力が加えられず、その周辺部分Ａで圧着不良が生じて接続に不具合が生じる問題が起きることになる。
【００１２】
この問題を解消するには、第１の配線領域１Ａにおける配線１ａと第２の配線領域１Ｂにおける配線１ｂの厚みを同厚にすればよいが、このように異なる幅の配線における厚みを同厚にするためには、特殊な加工処理や電解メッキの処理時間を配線幅毎に変える特殊な製造方法が必要になり、煩雑な処理を要することでフレキシブル配線基板がコスト高になる。また、微細な配線パターンに対してこのような特殊な処理を施すことは極めて困難であるという問題もある。
【００１３】
本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、接続対象の異なる大きさの端子に対応する配線パターンが形成されたフレキシブル配線基板においても特殊な加工や製法を採用することなく配線厚さを均一化すること、そして、これによってフレキシブル配線基板の配線と接続対象の端子間に接続不良が生じないようにすること、更には、異なる大きさの出力端子を有する半導体チップに対してそれに応じた配線パターンを形成することで精度の高いＣＯＦを得ること、また、これによって接続抵抗のばらつきによる駆動電流の不均一を解消し、電子機器、特に駆動電流の大小が直接表示性能に影響を及ぼす有機ＥＬ表示装置において、良好な表示性能を確保すること等が本発明の目的である。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明は、以下の各独立請求項に係る構成を少なくとも具備するものである。
【００１５】
［請求項１］絶縁基材上に配線パターンが形成されたフレキシブル配線基板において、前記配線パターンを形成する個々の導電線を複数集めた集合線によって、接続対象の一端子と接続する一配線が形成されることを特徴とするフレキシブル配線基板。
【００１６】
［請求項７］絶縁基材上に配線パターンを形成するフレキシブル配線基板の製造方法において、前記配線パターンを形成する個々の導電線を複数集めた集合線によって、接続対象の一端子と接続する一配線を形成することを特徴とするフレキシブル配線基板の製造方法。
【００１７】
［請求項１３］絶縁基材上に配線パターンが形成されたフレキシブル配線基板の配線に半導体チップの出力端子が電気的に接続された半導体チップ実装フレキシブル配線基板であって、前記配線パターンを形成する個々の導電線を複数集めた集合線からなる一配線に前記半導体チップの一つの出力端子を接続したことを特徴とする半導体チップ実装フレキシブル配線基板。
【００１８】
［請求項１４］絶縁基材上に配線パターンが形成されたフレキシブル配線基板の配線に半導体チップの出力端子を電気的に接続する半導体チップ実装方法であって、前記配線パターンを形成する個々の導電線を複数集めた集合線からなる一配線に前記半導体チップの一つの出力端子を接続することを特徴とする半導体チップ実装方法。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図３は本発明の一実施形態に係るフレキシブル配線基板を示す説明図である。このフレキシブル配線基板１０及びその製造方法について説明すると、フレキシブル配線基板１０は、絶縁基材１１上に導電線１２からなる所定の配線パターンが形成されている。そして、配線パターンを形成する個々の導電線１２を複数集めた集合線１２Ａによって、接続対象の一端子と接続する一配線が形成されている。このフレキシブル配線基板１０の端部には他の電子部品との接続が成される接続部１０Ａ，１０Ｂが形成されている。
【００２０】
図示の例では、２本の導電線１２を集めて集合線１２Ａとしているが、これに限らず、３本以上の導電線１２を集めて集合線１２Ａにすることもできる。そして、この集合線１２Ａは隣接した複数の導電線１２からなっており、また、ここでは個々の導電線１２の端部を連結部１２ａで連結して集合線１２Ａを形成している。連結部１２ａの存在は必ずしも必要ではなく、複数の導電線１２からなる集合線１２Ａが一つの端子に接続して一つの配線として機能する状態であればよい。
【００２１】
更には、導電線１２の少なくとも一つによって接続対象の一端子と接続する一配線が形成される配線領域１３が、同一絶縁基材１１上に形成されている。なお、図３の例では、導電線１２は同一幅の同一ピッチで形成されているが、本発明の実施形態としてはこれに限定されるものではない。
【００２２】
このようなフレキシブル配線基板１０の配線パターンは、図１に示した手順で、セミアディティブ法又はフルアディティブ法によって形成することができる。
すなわち、図１の説明におけるマスクパターン１０２の開放領域を導電線１２及び連結部１２ａの形成領域に設計して、この開放領域に露出したシード層１０１に電解メッキ法によってニッケル，銅等の導電性部材を被着させ、また、必要に応じて、その表面に、電解メッキ法又はスパッタリングや蒸着等の成膜法で金等の異種金属による表面導電層を形成して、その後、マスクパターン１０２及びその底部に位置するシード層１０１を除去する。
【００２３】
図４は、このようなフレキシブル配線基板１０の配線に半導体チップ２０の出力端子が電気的に接続された半導体チップ実装フレキシブル配線基板、或いはこの半導体チップ実装フレキシブル配線基板による半導体チップ実装方法を示す説明図である。
【００２４】
絶縁基材１１上に配線パターンが形成されたフレキシブル配線基板１０の配線に半導体チップ２０の出力端子（バンプ）２１ａ，２１ｂが電気的に接続されて半導体チップ実装フレキシブル配線基板を構成している。そして、配線パターンを形成する個々の導電線１２を複数集めた集合線１２Ａからなる一配線に半導体チップ２０の一つのバンプ２１ｂが接続されており、配線領域１３では、個々の導電線１２が配線となってバンプ２１ａと接続されている。また、バンプ２１ａ，２１ｂと導電線１２との間には図示省略の異方性導電膜が介在されて、フレキシブル配線基板１０と半導体チップ２０とは熱圧着によって接続されている。なお、ここでは、配線１２ａとバンプ２１ａ或いは配線１２ｂとバンプ２１ｂとの電気的な接続を異方性導電膜３０を介在させた熱圧着によって行っているが、これに限らず、共晶接合やエポキシダイダイボンディング、金属接合等の他の接合によって実施することもできる。
【００２５】
ここで、配線領域１３における個々の導電線１２の幅は、半導体チップ２０のバンプ２１ａの幅に対応するように形成されており、複数の導電線１２を集めた集合線１２Ａの幅は、前述したバンプ２１ａより大きいバンプ２１ｂの幅に対応するように形成されている。これによって、大きさの異なるバンプ２１ａ，２１ｂに対して異なる幅の配線を対応させることができる。
【００２６】
このような実施形態では、配線パターンの形成によって、導電線１２の幅を一定幅にすることができる。これによって、電解メッキによって形成される個々の導電線１２の厚さは均一化されるので、個々の導電線１２を一配線とする配線領域１３と集合線１２Ａを形成する領域の何れにおいても配線の厚さを一定にすることができる。
【００２７】
そして、個々の導電線１２を複数集めた集合線１２Ａによって、半導体チップ２０のバンプ２１ｂと接続する一配線が形成されているので、大きいバンプ２１ｂに集合線１２Ａが対応して、幅広の配線を形成する場合と同様の効果を得ることができる。したがって、バンプ２１ａ，２１ｂの大きさに対応したフレキシブル配線基板１０の配線を形成できると共に、配線接続面の段差を無くすことができ、高精度で不具合の生じない接続が可能になる。
【００２８】
図５は、図３に示したフレキシブル配線基板１０の変形例である。ここに示した例は、前述の連結部１２ａの配置を各種変更している。本発明の実施形態に係るフレキシブル配線基板１０では、個々の導電線１２を複数集めた集合線１２Ａによって一つの配線が形成されていればよいので、連結部１２ａの配置自体は図示したような如何なる配置であっても構わない。図示の例を説明すると、同図（ａ）に示すものは、各集合線１２Ａの両側端に連結部１２ａが形成されている。同図（ｂ）に示すものでは、各集合線１２Ａには片側端にのみ連結部１２ａが形成され、フレキシブル配線基板１０の一端と他端で連結部１２ａの配置が互い違いになっている。同図（ｃ）に示すものでは、フレキシブル配線基板１０の一端と他端で連結部１２ａの配置がランダムになっている。
【００２９】
図６は、本発明の他の実施形態に係るフレキシブル配線基板、半導体チップ実装フレキシブル配線基板、半導体チップ実装方法を示す説明図である。この実施形態においては、フレキシブル配線基板１０は、絶縁機材１１上に同一幅Ｗの導電線１２を形成することで導電線１２の接続面を段差無く平坦に形成しているが、各導電線１２の配設ピッチを様々に変えて、半導体チップ２０のバンプ２１ａ，２１ｂ，２１ｃの様々な大きさに対応できるようにしている。
【００３０】
すなわち、個々の導電線１２が一つのバンプ２１ａと接続する配線領域１３においては、配設ピッチＰ１で導電線１２の配線パターンが形成され、２つの導電線１２を集めた集合線１２Ａが一つのバンプ２１ｂと接続する領域においては、配設ピッチＰ２で導電線１２の配線パターンが形成され、更には、３つの導電線１２を集めた集合線１２Ｂが一つのバンプ２１ｃと接続する領域においては、配設ピッチＰ３で導電線１２の配線パターンが形成されている。ここでは、配設ピッチをＰ１＞Ｐ２＞Ｐ３に設定しており、複数の導電線１２を集合させた集合線１２Ａ，１２Ｂによって一配線を形成する場合に、導電線１２間の間隙を少なくして、導電線１２の幅を合計した集合線１２Ａ，１２Ｂの実質的な幅がバンプ２１ｂ，２１ｃの幅とほぼ一致するようにしている。
【００３１】
このような導電線１２の配線パターンを得る際にも、図１に示したマスクパターン１０２のパターン形態を変更するだけでよいから、フレキシブル配線基板１０を製造する上で、コスト面での大きな負担は生じない。そして、これによって、様々な大きさのバンプ２１ａ，２１ｂ，２１ｃとフレキシブル配線基板１０の導電線１２とを高精度で不具合無く接続することができるようになる。
【００３２】
図７は、前述した実施形態に係る半導体チップ実装フレキシブル配線基板を搭載した電子機器の一例である表示装置を示す平面図である。ここでは、フレキシブル配線基板１０に半導体チップ２０を実装した半導体チップ実装フレキシブル配線基板（ＣＯＦ）を、有機ＥＬ表示装置、液晶表示装置（ＬＣＤ）、電界放射表示装置（ＦＥＤ）、プラズマディスプレイ装置（ＰＤＰ）等のフラットパネル型表示装置４０に接続した一例を示している。この半導体チップ実装フレキシブル配線基板は、表示装置４０の一辺に形成された引き出し電極４０Ａに接続することができるし、また、ＰＷＢ（硬質基板）５０等の他の回路部品に接続することができる。
【００３３】
このような実施形態の半導体チップ実装フレキシブル配線基板を搭載した表示装置によると、ＣＯＦにおいて半導体チップのバンプの大きさに合致したフレキシブル配線基板の配線を採用して、各バンプと配線を高精度に接続することができるので、設定したばらつきのない駆動電流を表示装置に供給することが可能になる。これによると、特に、駆動電流の大小が直接表示性能に直接影響を及ぼす有機ＥＬ表示装置において良好な表示性能を得ることができる。
【００３４】
以上説明したように、本発明の実施形態によると、接続対象の異なる大きさの端子に対応する配線パターンが形成されたフレキシブル配線基板においても特殊な加工や製法を採用することなく配線厚さを均一化することができる。そして、これによってフレキシブル配線基板の配線と接続対象の端子間に生じる接続不良を解消することができる。更には、異なる大きさの出力端子を有する半導体チップに対してそれに応じた配線パターンを形成することで精度の高いＣＯＦを得ることができる。また、これによって接続抵抗のばらつきによる駆動電流の不均一を解消し、電子機器、特に駆動電流の大小が直接表示性能に影響を及ぼす有機ＥＬ表示装置において、良好な表示性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術（フレキシブル配線基板のパターン形成技術）の説明図である。
【図２】従来技術の課題を説明する説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係るフレキシブル配線基板を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る半導体チップ実装フレキシブル配線基板、半導体チップ実装方法を示す説明図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るフレキシブル配線基板を示す説明図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係るフレキシブル配線基板、半導体チップ実装フレキシブル配線基板、半導体チップ実装方法を示す説明図である。
【図７】本発明の実施形態に係る半導体チップ実装フレキシブル配線基板を搭載した電子機器の一例である表示装置を示す平面図である。
【符号の説明】
１０フレキシブル配線基板
１０Ａ，１０Ｂ接続部
１１絶縁基材
１２導電線
１２ａ連結部
１２Ａ，１２Ｂ集合線
１３配線領域
２０半導体チップ
２１ａ，２１ｂ，２１ｃバンプ（出力端子）
２１Ａ，２１Ｂバンプ領域
４０表示装置４０Ａ引き出し電極
５０ＰＷＢ

Claims

絶縁基材上に配線パターンが形成されたフレキシブル配線基板において、前記配線パターンを形成する個々の導電線を複数集めた集合線によって、接続対象の一端子と接続する一配線が形成されることを特徴とするフレキシブル配線基板。
前記集合線は隣接した複数の導電線からなることを特徴とする請求項１に記載されたフレキシブル配線基板。
前記一配線は、前記個々の導電線の端部を連結して形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載されたフレキシブル配線基板。
前記配線パターンを形成する個々の導電線を一定幅にすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載されたフレキシブル配線基板。
前記配線パターンを形成する個々の導電線の少なくとも一つによって接続対象の一端子と接続する一配線が形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載されたフレキシブル配線基板。
前記配線パターンは、アディティブ法によって形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載されたフレキシブル配線基板。
絶縁基材上に配線パターンを形成するフレキシブル配線基板の製造方法において、前記配線パターンを形成する個々の導電線を複数集めた集合線によって、接続対象の一端子と接続する一配線を形成することを特徴とするフレキシブル配線基板の製造方法。
前記集合線は隣接した複数の導電線からなることを特徴とする請求項７に記載されたフレキシブル配線基板の製造方法。
前記一配線は、前記個々の導電線の端部を連結して形成することを特徴とする請求項７又は８に記載されたフレキシブル配線基板の製造方法。
前記配線パターンを形成する個々の導電線が一定幅に形成されることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載されたフレキシブル配線基板の製造方法。
前記配線パターンを形成する個々の導電線の少なくとも一つによって接続対象の一端子と接続する一配線を形成することを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載されたフレキシブル配線基板の製造方法。
前記配線パターンは、アディティブ法によって形成されることを特徴とする請求項７〜１１のいずれかに記載されたフレキシブル配線基板の製造方法。
絶縁基材上に配線パターンが形成されたフレキシブル配線基板の配線に半導体チップの出力端子が電気的に接続された半導体チップ実装フレキシブル配線基板であって、
前記配線パターンを形成する個々の導電線を複数集めた集合線からなる一配線に前記半導体チップの一つの出力端子を接続したことを特徴とする半導体チップ実装フレキシブル配線基板。
絶縁基材上に配線パターンが形成されたフレキシブル配線基板の配線に半導体チップの出力端子を電気的に接続する半導体チップ実装方法であって、
前記配線パターンを形成する個々の導電線を複数集めた集合線からなる一配線に前記半導体チップの一つの出力端子を接続することを特徴とする半導体チップ実装方法。