JP2006202921A - 半導体装置及びそれを用いた表示用モジュール - Google Patents

半導体装置及びそれを用いた表示用モジュール Download PDF

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Abstract

【課題】 ベースフィルムからなる基板を適切に曲げることができ、かつ搬送時におけるベースフィルムのスプロケットホールの破れを回避し得る半導体装置及びそれを用いた表示用モジュールを提供する。
【解決手段】 半導体装置は、フレキシブルフィルム上に形成された配線パターンと、少なくとも1つ実装された半導体素子に形成された、外部回路との接続のための電極とを接続してなるテープキャリアパッケージタイプからなる。フレキシブルフィルムは、フレキシブルフィルム材料のヤング率Eと厚さdの三乗との積が4.03×10-4(Pa・m)よりも小さく、かつフレキシブルフィルム材料のヤング率Eと厚さdとの積の逆数が4.42×10-6(Pa-1・m-1)よりも小さい値を有している。
【選択図】 図1

Description

本発明は、COF(Chip On Film) と呼ばれる、フレキシブルフィルム上に形成された配線パターンと、少なくとも1つ実装された半導体素子に形成された、外部回路との接続のための電極とを接続してなるテープキャリアパッケージタイプの半導体装置及びそれを用いた表示用モジュールに関するものである。
液晶表示パネルを駆動する半導体素子を有する液晶ドライバの該液晶表示パネル上への実装方法には、半導体チップをそのまま実装するCOG(Chip on glass)実装と、COF(chip on film)及びTCP(tape carrier Package)等のフィルムを使用した実装とがある。
上記COFは、図11(a)(b)に示すように、フレキシブルフィルムベースの構造を持ち、上記フレキシブルフィルムにてなる基板101上に配線パターン102・103を形成した後、半導体素子104を搭載した半導体装置110である。
上記半導体装置110は、図12(a)に示すように、液晶表示パネル121及びPW(Printed Wiring)基板130に対して異方性導電接着剤(ACF:Anisotropic Conductive Film)111・111にて接着され、かつこれら液晶表示パネル121及びPW基板130に電気的に接続されており、これにより、表示用モジュール100としてなっている。
ところで、上記表示用モジュール100は、図12(b)に示すように、上記PW基板130を液晶表示パネル121の裏面へ折り曲げて実装する場合が多い。この場合、テープキャリアパッケージのベースフィルム、つまり基板101のヤング率Eが大きいと、固定端となる異方性導電接着剤111・111での接合部に働く曲げ反力が大きくなる。一方、曲げ反力が小さい場合、異方性導電接着剤111・111での接合を引き剥がす方向に作用する力が低減されるため、接続信頼性の向上が予想できる。
そこで、例えば、特許文献1では、テープキャリアパッケージのベースフィルムを曲げ易くするために、ベースフィルム材料のヤング率Eを4.0〜6.5(GPa)となるようにしている。なお、特許文献1では、ICを搭載し、電子機器配線の印刷回路に接合されたTAB(Tape Automated bonding:テープ自動化実装)テープにかかる引張力や圧縮力による寸法変化を小さくする観点から、ヤング率Eが小さ過ぎると良くないとしている。さらに、特許文献1では、ヤング率Eについて、ベースフィルムの熱収縮の観点からも検討している。
特開2003−176370号公報(2003年6月24日公開)
しかしながら、上記従来の半導体装置及びそれを用いた表示用モジュールにおけるテープキャリアパッケージのベースフィルムの材料特性はこれだけでは不十分であるという問題点を有している。
すなわち、ベースフィルムが柔らかく腰がないと、ベースフィルムの搬送ができなかったり、図10(a)に示すスプロケットホール108が破れたりするので、適切なヤング率とテープの厚さを確保する必要があるという問題点を有している。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、ベースフィルムからなる基板を適切に曲げることができ、かつ搬送時におけるベースフィルムのスプロケットホールの破れを回避し得る半導体装置及びそれを用いた表示用モジュールを提供することにある。
本発明の半導体装置は、上記課題を解決するために、フレキシブルフィルム上に形成された配線パターンと、少なくとも1つ実装された半導体素子に形成された、外部回路との接続のための電極とを接続してなるテープキャリアパッケージタイプの半導体装置において、上記フレキシブルフィルムは、フレキシブルフィルム材料のヤング率とフィルム厚の三乗との積が4.03×10-4(Pa・m)よりも小さく、かつフレキシブルフィルム材料のヤング率と厚さとの積の逆数が4.42×10-6(Pa-1・m-1)よりも小さい値を有していることを特徴としている。
上記発明によれば、フレキシブルフィルムは、フレキシブルフィルム材料のヤング率とフィルム厚の三乗との積が4.03×10-4(Pa・m)よりも小さく、かつフレキシブルフィルム材料のヤング率と厚さとの積の逆数が4.42×10-6(Pa-1・m-1)よりも小さい値を有している。
したがって、折り曲げ反力及び搬送性に適したフレキシブルフィルムとなるので、ベースフィルムからなる基板を適切に曲げることができ、かつ搬送時におけるベースフィルムのスプロケットホールの破れを回避し得る半導体装置を提供することができる。
上記発明の半導体装置では、前記フレキシブルフィルムは、高分子材料からなることが好ましい。
また、上記発明の半導体装置では、前記フレキシブルフィルムの高分子材料は、ポリイミド、アクリル系、又はアラミド系樹脂であることが好ましい。
これにより、一般的に、COFからなる半導体装置は、ポリイミド、アクリル系、又はアラミド系樹脂等の高分子材料からなるフレキシブルフィルムにてなっているので、このCOFからなる半導体装置において、ベースフィルムからなる基板を適切に曲げることができ、かつ搬送時におけるベースフィルムのスプロケットホールの破れを回避し得る半導体装置を提供することができる。
上記発明の半導体装置では、前記フレキシブルフィルムのフィルム厚は、30μm以上35μm以下であることが好ましい。
これにより、確実に、ベースフィルムからなる基板を適切に曲げることができ、かつ搬送時におけるベースフィルムのスプロケットホールの破れを回避し得る半導体装置を提供することができる。
また、本発明の表示用モジュールは、上記記載の半導体装置を用いた表示用モジュールであって、表示用パネルと、上記半導体装置に実装された半導体素子としての、表示用パネルに電気信号を供給する駆動用半導体素子とを備えていること特徴としている。
上記発明によれば、表示用モジュールは、表示用パネルと、上記半導体装置に実装された半導体素子としての、表示用パネルに電気信号を供給する駆動用半導体素子とを備えると共に、半導体装置のフレキシブルフィルムは、フレキシブルフィルム材料のヤング率とフィルム厚の三乗との積が4.03×10-4(Pa・m)よりも小さく、かつフレキシブルフィルム材料のヤング率とフィルム厚との積の逆数が4.42×10-6(Pa-1・m-1)よりも小さい値を有している。
したがって、ベースフィルムからなる基板を適切に曲げることができ、かつ搬送時におけるベースフィルムのスプロケットホールの破れを回避し得る半導体装置を備えた表示用モジュールを提供することができる。
上記発明の表示用モジュールでは、前記半導体装置には、上記半導体装置に実装された前記半導体素子に電源を供給する回路基板が接続されていることが好ましい。
これにより、回路基板から半導体装置に実装された半導体素子に電源を供給することができる。
上記発明の表示用モジュールでは、前記表示パネルは、液晶表示パネルであることが好ましい。
これにより、ベースフィルムからなる基板を適切に曲げることができ、かつ搬送時におけるベースフィルムのスプロケットホールの破れを回避し得る半導体装置を備えた液晶表示用モジュールを提供することができる。
本発明の一実施形態について図1ないし図10に基づいて説明すれば、以下の通りである。
本実施の形態の半導体装置10は、図2(a)(b)に示すように、COF(chip on film)にてなっている。すなわち、上記COFは、フレキシブルフィルムベースの構造を持ち、上記フレキシブルフィルムにてなる基板1上に配線パターン2・3を形成した後、半導体素子4を搭載した半導体装置10であり、このCOFでは、フレキシブルフィルム上に、直接、半導体素子4が実装されている。
上記半導体装置10は、後述する表示用パネル及び外部回路としての液晶表示パネル21を駆動するためのものであり、配線パターン2・3を形成した有機物からなる絶縁性のフレキシブルフィルムにてなる基板1上に半導体素子4が接続されてなっている。
上記配線パターン2・3は、例えば、銅(Cu)からなっている。ただし、これに限らず例えば銅(Cu)に錫(Sn)メッキされたものや、金(Au)からなるもの、又は銅(Cu)に金(Au)メッキしたものでもよい。
一方、半導体素子44には、金(Au)にてなるバンプ電極5が設けられている。そして、このバンプ電極5と上記配線パターン2・3とが接続されることにより、両者が電気的に接続されるようになっている。
また、半導体装置10は、例えば、バンプ電極5とフレキシブルフィルム上の配線パターン2・3を接合した後、半導体素子4とフレキシブルフィルムとの間にできる隙間及び半導体素子4の周辺に、樹脂からなるアンダーフィル材6を注入する。これにより、半導体装置10の耐湿性及び機械的強度の向上を図ることができる。
さらに、必要に応じて、フレキシブルフィルムの外部接続端子以外、及び半導体素子4とその外周部上以外のフレキシブルフィルムに、絶縁性材料からなるソルダーレジスト7を塗布する。これにより、導電性異物が、直接、配線パターン2・3上に付着することによるショートを防止することができる。
また、フレキシブルフィルムには、両側に搬送用送り穴部であるスプロケットホール8が設けられており、このスプロケットホール8に図示しない突起物を通すことにより、フレキシブルフィルムを搬送することができるようになっている。このように、半導体装置10は、製造過程においては、図2(a)に示す連続するフレキシブルフィルムに連続して複数個が設けられている。したがって、同図(a)に示すように、この絶縁フィルムにおけるユーザ外形9にて切り出すことにより、フレキシブルフィルムからなる基板1に半導体素子4が搭載された1個の半導体装置10となる。
本実施の形態では、この半導体装置10は、表示用モジュールとしての液晶モジュール20に実装されている。
すなわち、液晶モジュール20は、図3(a)(b)に示すように、TFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)基板21a及びカラーフィルタ基板21bからなる液晶表示パネル21に、半導体装置10が実装されてなっている。また、上記半導体装置10における液晶表示パネル21と反対側には、回路基板としてのPW(Printed Wiring)基板30が取り付けられている。上記半導体装置10をこれら液晶表示パネル21及びPW基板30に取り付けるときには、上記半導体装置10は、液晶表示パネル21及びPW基板30に対して異方性導電接着剤(ACF:Anisotropic Conductive Film)11を用いて接着することにより、電気的に接続される。この異方性導電接着剤11は、厚さ15〜45μmの接着性フィルムの中に、直径3〜15μmの導電粒子を分散させたものである。したがって、導電粒子がフィルム中に分散しているために、異方性導電接着剤11自体は絶縁物である。しかし、この異方性導電接着剤11を回路パターンの間に挟み、加熱・加圧することにより、上下の電極間の導通をとり、隣り合う電極間を絶縁し、上下の接着を同時に行うことができる。
ところで、上記液晶モジュール20は、図3(c)に示すように、上記PW基板30を液晶表示パネル21の裏面へ折り曲げて実装される。この場合、テープキャリアパッケージのベースフィルムが硬いと、つまり基板1の曲げ剛性が大きいと、固定端となる異方性導電接着剤11・11での接合部に働く曲げ反力が大きくなり、折り曲げができなくなる。
一方、曲げ反力が小さい場合、異方性導電接着剤11・11での接合を引き剥がす方向に作用する力が低減されるため、接続信頼性の向上が予想できる。
しかしながら、このベースとなるフレキシブルフィルムが柔らかくて腰がないと、フレキシブルフィルムの搬送ができなかったり、スプロケットホール8が破れたりする。このため、適切なヤング率とフレキシブルフィルムの厚さを確保する必要がある。
そこで、本実施の形態では、折り曲げ実装性と搬送性とを考慮し、曲げ反力の計算式及びせん断ひずみの計算式、並びに後述する実施例に示す実験により、フレキシブルフィルムつまり基板1の適正なヤング率及びフィルム厚を抽出した。
具体的には、曲げ反力について以下の検討をした。
まず、フレキシブルフィルムの長さ方向の距離xにおける撓みをy、曲げモーメントをMとすると、撓みの基礎式は、
2y/d2x=M/E×I (式1)
で与えられる。ここで、Eは、フレキシブルフィルムのヤング率であり、Iは断面二次モーメントである。(式1)から、
M=(E×I)×(d2y/d2x)
∝E×I (式2)
したがって、(式2)により、曲げモーメントMはE×Iに比例することがわかる。このE×Iは、曲げ剛性と呼ばれるものである。すなわち、曲げ反力は、曲げ剛性E×Iに比例する。
ここで、図4(a)に示すように、フレキシブルフィルムの幅をa、厚さをdとすると、曲げ剛性E×Iは、
曲げ剛性E×I=E×(a×d3)/12
∝E×d3 (式3)
となる。したがって、フレキシブルフィルムの単位幅にて比較した場合、(式3)に示す通り、材料の曲げ剛性はヤング率Eと厚さdの三乗との積に比例することが分かる。
このことから、フレキシブルフィルムの特性として、折り曲げの反力は材料のヤング率Eと厚さdの三乗との積を基準に判断することができ、折り曲げの反力を一定値よりも小さくするためには、
E×d3≦k1 (式4)
となる定数k1を設定できることが分かる。
一方、搬送性については、図5(a)(b)に示すように、テープキャリア又はテープキャリアパッケージはリール・トゥ・リールにて搬送され、金型打ち抜きや搬送時にはスプロケットホール8に対して搬送方向とは逆の方向に位置決めガイドピン41等を支点としたせん断応力が働く。このせん断応力に対するひずみが小さい場合、スプロケットホール8の変形が少なくなり、搬送時の位置精度が向上すると予想できる。
上記せん断応力は、図4(b)に示すように、フレキシブルフィルムの幅をa、厚さをd、ヤング率をE、せん断弾性係数をG、ポアソン比をν、せん断力をF、せん断力の作用する面積をS、ずれ角をαとすると、
せん断応力=F/S=F/(a×d) (式5)
せん断応力=G×tan α≒G×α (式6)
ここで、
G=E/2(1+ν) (式7)
の関係があるので、この(式7)により、ポアソン比νが一定なら、せん断弾性係数Gはヤング率Eに比例する。したがって、(式6)は、
せん断応力≒G×α∝E×α (式8)
となる。この結果、(式5)=(式8)であるので、
ずれ角α∝F/((a×d)×E)
∝1/(E×d) (式9)
したがって、単位当りの幅でせん断力を一定として比較した場合、(式9)に示す通り、材料のずれ角αはヤング率Eと厚さdの積の逆数に比例することが分かる。
このことから、フレキシブルフィルムの搬送に必要な条件として、フレキシブルフィルム材料のヤング率Eと厚さdとの積の逆数(E×d)-1を基準に判断することができ、フレキシブルフィルムのスプロケットホール8にせん断破壊を生じさせないためには、
(E×d)-1≦k2 (式10)
となる定数k2を設定できることが分かる。
本実施の形態では、これらの定数k1・k2を明らかにすべく、後述する実施例に示す試験により、欠陥を有する従来フィルムB・Cについて検討した。そして、これらの定数k1・k2を決定した後、フレキシブルフィルムの曲げ反力及び搬送性の両方を満たす新フィルムAについて、その効果の確認を行った。
すなわち、従来フィルムB・Cのヤング率E及び厚さdは表1のようになる。これら表1に記載したヤング率E及び厚さdの値は、それぞれ30ロットについて任意にサンプリングしたときの最大値及び最小値を示している。E×d3及び(E×d)-1はこれらヤング率E及び厚さdから計算により求めたものである。
ここで、実施例に示す試験により、従来フィルムCついては、後述する表2に示すように、折り曲げ反力について強度が大き過ぎ、折り曲げ性又は実装性に乏しい結果であった。なお、従来フィルムCは、搬送時にスプロケットホール8が破損することはなかった。また、従来フィルムBついては、非常にヤング率Eが低く、折り曲げ反力が大きいということはないが、実装前の個片打ちぬき工程の搬送においてスプロケットホール8が破損するためにフレキシブルフィルムの搬送ができないという不具合が多発していた。
上記のことから、フレキシブルフィルムの特性として、折り曲げの反力が従来フィルムCよりも小さく、かつスプロケットホール8の強度が従来フィルムBよりも大きいことつまりフレキシブルフィルム材料のヤング率Eと厚さdとの積の逆数(E×d)-1が従来フィルムBよりも小さい値を有していることが好ましいことがわかる。
数値で示すと、表1から判断できるように、折り曲げの反力の点で、フレキシブルフィルム材料のヤング率Eと厚さdの三乗との積(E×d3)の値が従来フィルムCの最小値である4.03×10-4(Pa・m)よりも小さいことが望ましいことがわかる。また、搬送性の点で、フレキシブルフィルム材料のヤング率Eと厚さdとの積の逆数(E×d)-1が従来フィルムBの4.42×10-6(Pa-1・m-1)よりも小さい値を有していることが好ましいことが分かる。この範囲を図示すると、図1に示す斜線部分のようになる。
そこで、この範囲の新フィルムAについて検討した結果、後述する実施例に示すように、新フィルムAにおいてフレキシブルフィルム厚さを30〜35μmにすることが適切であることが分かった。
すなわち、新フィルムAにおいてフレキシブルフィルム厚さを25μmにした場合には、実施例において表3に示すように、搬送性において不適であることが分かった。
Figure 2006202921
このように、本実施の形態の半導体装置10では、フレキシブルフィルムは、フレキシブルフィルム材料のヤング率と厚さの三乗との積が4.03×10-4(Pa・m)よりも小さく、かつフレキシブルフィルム材料のヤング率と厚さとの積の逆数が4.42×10-6(Pa-1・m-1)よりも小さい値を有している。
したがって、折り曲げ反力及び搬送性に適したフレキシブルフィルムとなるので、ベースフィルムからなる基板1を適切に曲げることができ、かつ搬送時におけるベースフィルムのスプロケットホール8の破れを回避し得る半導体装置10を提供することができる。
上記半導体装置10では、前記フレキシブルフィルムは、高分子材料からなることが好ましい。また、上記半導体装置10では、フレキシブルフィルムの高分子材料は、ポリイミド、アクリル系、又はアラミド系樹脂であることが好ましい。
これにより、一般的に、COFからなる半導体装置10は、ポリイミド、アクリル系、又はアラミド系樹脂等の高分子材料からなるフレキシブルフィルムにてなっているので、このCOFからなる半導体装置10において、ベースフィルムからなる基板1を適切に曲げることができ、かつ搬送時におけるベースフィルムのスプロケットホール8の破れを回避し得る半導体装置10を提供することができる。
上記半導体装置10では、フレキシブルフィルムの厚さは、30μm以上35μm以下であることが好ましい。
これにより、確実に、ベースフィルムからなる基板1を適切に曲げることができ、かつ搬送時におけるベースフィルムのスプロケットホール8の破れを回避し得る半導体装置を提供することができる。
また、本実施の形態の液晶モジュール20は、液晶表示パネル21と、半導体装置10に実装された、液晶表示パネル21に電気信号を供給する駆動用の半導体素子4とを備えると共に、半導体装置10のフレキシブルフィルムは、フレキシブルフィルム材料のヤング率と厚さの三乗との積が4.03×10-4(Pa・m)よりも小さく、かつフレキシブルフィルム材料のヤング率と厚さとの積の逆数が4.42×10-6(Pa-1・m-1)よりも小さい値を有している。
したがって、ベースフィルムからなる基板1を適切に曲げることができ、かつ搬送時におけるベースフィルムのスプロケットホール8の破れを回避し得る半導体装置10を備えた液晶モジュール20を提供することができる。
また、上記液晶モジュール20では、半導体装置10には、半導体素子4に電源を供給するPW基板30が接続されていることが好ましい。
これにより、PW基板30から半導体装置10に実装された半導体素子4に電源を供給することができる。
また、上記の液晶モジュール20では、表示パネルは、液晶表示パネル21であることが好ましい。
これにより、ベースフィルムからなる基板1を適切に曲げることができ、かつ搬送時におけるベースフィルムのスプロケットホール8の破れを回避し得る半導体装置10を備えた液晶モジュール20を提供することができる。
以下、実施例により、本発明を具体的に説明する。
〔曲げ反力〕
COFは、主に表示用ガラスパネルと半導体素子及び回路基板との接続に用いられる。モジュール形態では、回路基板は表示用パネルの裏面側に折り曲げられることが多い。このため、モジュール形態におけるフレキシブル性や作業性の向上のため、COFには折り曲げ易さが求められる。
以上のことから、フレキシブルフィルムの折り曲げ時の反力の比較試験を行った。
フレキシブルフィルムのサンプルとしては、新フィルムA及び従来フィルムB、Cを用いた。新フィルムAは、ヤング率E=9.3GPaであり、フィルム厚さd=25、30、35μmの3種類を使用した。また、従来フィルムBはヤング率E=4.8であり、フィルム厚さd=38μmのものを使用した。さらに、従来フィルムCはヤング率E=6.8GPaであり、フィルム厚さd=40μmのものを使用した。
試験においては、まず、新フィルムA及び従来フィルムB、Cの各フレキシブルフィルムを所定のサイズ(10×20mm)にカットする。次いで、図6に示すように、銅配線パターン面を内側にして折り曲げ、電子天秤上方に支持固定して設けられた天板と、電子天秤上に載置したステージとのスパン2mmのスペースにセットする。次いで、1分間放置後に電子天秤の数値を読み取る。
その結果を、表2及び図7に示す。この表2及び図7から分かるように、新フィルムA及び従来フィルムBについては、折り曲げ反力が40g以下であり、折り曲げ性について適正と判断された。しかし、従来フィルムCについては、折り曲げ反力が50gであり、折り曲げ性について不適と判断された。
Figure 2006202921
〔搬送性(スプロケットホール強度)〕
次に、搬送性(スプロケットホール強度)について、検討を行った。
すなわち、フレキシブルフィルムを搬送する際には、フレキシブルフィルムの垂れをなくしかつ平坦にするために、一定のテンションを加える必要がある。また、ガラスパネルからなる液晶表示パネル21に実装する前の個片に打ち抜く工程では、金型の位置決めガイドピンで固定される部分で大きな応力が働く。したがって、フレキシブルフィルムの破損がなく、位置精度を保つためには、このような力が作用するスプロケットホール8の十分な強度及び寸法安定性が必要になってくる。
そこで、スプロケットホール8のせん断強度を比較する試験を行った。
フレキシブルフィルムのサンプルとしては、新フィルムA及び従来フィルムBを用いた。新フィルムAは、ヤング率E=9.3GPaであり、フィルム厚さd=25、30、35μmの3種類を使用した。また、従来フィルムBはヤング率E=4.8であり、フィルム厚さd=38μmのものを使用した。
試験方法は、図8(a)(b)に示すように、まず、フレキシブルフィルムのスプロケットホール8として、4mm幅にカットする。次に、スプロケットホール8を位置決めガイドピン41に固定し、搬送方向に荷重を加える。1分間放置後に取り外し、スプロケットホール8を金属顕微鏡で観察する。荷重は分銅を用い、100g刻みに負荷量を増して、同様の操作を繰り返す。
このようにして、スプロケットホール8に変形が生じる、又は破損する時の荷重を比較した。
その結果、表3に示すように、従来フィルムBの場合は、300gで変形が生じ、400gで破損に至った。新フィルムAの場合は、フィルム厚さが25μmで従来フィルムBと同様に300gで変形が生じた。ただし、500gで破損に至った。また、新フィルムAについて、フィルム厚さを増すに伴って変形し、及び破損に至る荷重は増大した。具体的には、フィルム厚さが30μmでは400gで変形が生じ、500gで破損に至った。フィルム厚さが35μmでは500gで変形が生じ、700gで破損に至った。
以上により、従来フィルムBよりも強いスプロケットホール強度を得るためには、新フィルムAの場合、30μm以上のフィルム厚さが必要であることがわかった。
Figure 2006202921
〔折り曲げ耐久性試験〕
フレキシブルフィルムは、どこででも折り曲げることができる特長を有し、実際に折り曲げて実装されることが殆どである。また、表示用モジュールの点灯検査で不良が発生した場合、不良の内容により、ガラスパネルからCOFを剥がして再びガラスパネルに接続することも行う。COFを剥がす際には、引き剥がし点において曲げ応力が働き、断線に至ってしまうこともある。したがって、フレキシブルフィルムには十分な折り曲げ性が求められる。
そこで、フレキシブルフィルムの折り曲げ耐久性を比較する試験を行った。
フレキシブルフィルムのサンプルとしては、新フィルムA及び従来フィルムB、Cを用いた。新フィルムAは、ヤング率E=9.3GPaであり、フィルム厚さd=25、30、35μmの3種類を使用した。また、従来フィルムBはヤング率E=4.8であり、フィルム厚さd=38μmのものを使用した。さらに、従来フィルムCはヤング率E=6.8GPaであり、フィルム厚さd=40μmのものを使用した。
試験方法は、図9に示すように、まず、銅配線パターンを形成したフレキシブルフィルムを固定冶具で固定する。固定冶具には一定の荷重を負荷し、曲げR付の固定冶具で他端を固定する。曲げR付の固定冶具を±90°の範囲で回転させることにより、フレキシブルフィルムの折り曲げを行う。このとき、折り曲げと同時に、銅配線パターンの電気的な導通チェックを行い、電気的に断線した時点の折り曲げ回数をカウントする。このようにして、フレキシブルフィルムに形成した銅配線パターンが断線する折り曲げ回数を比較した。
結果を表4に示す。表4から分かるように、新フィルムAは、フィルム厚さが薄くなるに伴って、折り曲げ性は向上した。
Figure 2006202921
本発明は、COF(Chip On Film) と呼ばれる、フレキシブルフィルム上に形成された配線パターンと、少なくとも1つ実装された半導体素子に形成された、外部回路との接続のための電極とを接続してなるテープキャリアパッケージタイプの半導体装置及びそれを用いた表示用モジュールに適用できる。
表示用モジュールとしては、例えば、アクティブマトリクス型等の液晶表示モジュールに用いることができると共に、電気泳動型ディスプレイ、ツイストボール型ディスプレイ、微細なプリズムフィルムを用いた反射型ディスプレイ、デジタルミラーデバイス等の光変調素子を用いたディスプレイの他、発光素子として、有機EL発光素子、無機EL発光素子、LED(Light Emitting Diode) 等の発光輝度が可変の素子を用いたディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ(FED)、プラズマディスプレイにも利用することができる。
本発明における半導体装置に使用するフレキシブルフィルムのヤング率Eとフィルム厚さとの関係を示すグラフである。 (a)はCOFにてなる上記半導体装置を示す平面図であり、(b)はCOFにてなる上記半導体装置を示す断面図である。 (a)は上記半導体装置を用いた液晶モジュールの構成を示す平面図であり、(b)は(a)のX−X線断面図であり、(c)はPW基板を液晶表示パネルの裏面に折り曲げた状態の液晶モジュールを示す断面図である。 (a)は上記フレキシブルフィルムの曲げ剛性を求めるための模式図であり、(b)は上記フレキシブルフィルムのせん断応力を求めるための模式図である。 (a)は上記フレキシブルフィルムの搬送方法を示す平面図であり、(b)は上記フレキシブルフィルムの搬送方法を示す断面図である。 上記フレキシブルフィルムの曲げ反力試験方法を示す正面図である。 上記フレキシブルフィルムの曲げ反力試験結果を示すグラフである。 (a)はスプロケットホールに関するフレキシブルフィルムのせん断強度試験方法を示す断面図であり、(b)はスプロケットホールに関するフレキシブルフィルムのせん断強度試験方法を示す平面図である。 フレキシブルフィルムの折り曲げ試験方法を示す断面図である。 上記フレキシブルフィルムの折り曲げ試験結果を示すグラフである。 (a)は従来のCOFにてなる半導体装置を示す平面図であり、(b)は該COFにてなる半導体装置を示す断面図である。 (a)は上記従来の半導体装置を用いた液晶モジュールの構成を示す断面図であり、(b)はPW基板を液晶表示パネルの裏面に折り曲げた状態の液晶モジュールを示す断面図である。
符号の説明
1 基板
2 配線パターン
3 配線パターン
4 半導体素子
5 バンプ電極(電極)
8 スプロケットホール
10 半導体装置
11 異方性導電接着剤
20 液晶モジュール(表示用モジュール、液晶表示用モジュール)
21 液晶表示パネル(表示用パネル、外部回路)
21a TFT基板
21b カラーフィルタ基板
30 PW基板(回路基板)
d 厚さ(フィルム厚)
E ヤング率

Claims (7)

  1. フレキシブルフィルム上に形成された配線パターンと、少なくとも1つ実装された半導体素子に形成された、外部回路との接続のための電極とを接続してなるテープキャリアパッケージタイプの半導体装置において、
    上記フレキシブルフィルムは、フレキシブルフィルム材料のヤング率とフィルム厚の三乗との積が4.03×10-4(Pa・m)よりも小さく、かつフレキシブルフィルム材料のヤング率とフィルム厚との積の逆数が4.42×10-6(Pa-1・m-1)よりも小さい値を有していることを特徴とする半導体装置。
  2. 前記フレキシブルフィルムは、高分子材料からなることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  3. 前記フレキシブルフィルムの高分子材料は、ポリイミド、アクリル系、又はアラミド系樹脂であることを特徴とする請求項2記載の半導体装置。
  4. 前記フレキシブルフィルムのフィルム厚は、30μm以上35μm以下であることを特徴とする請求項1、2又は3記載の半導体装置。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体装置を用いた表示用モジュールであって、 表示用パネルと、
    上記半導体装置に実装された半導体素子としての、表示用パネルに電気信号を供給する駆動用半導体素子とを備えていること特徴とする表示用モジュール。
  6. 前記半導体装置には、上記半導体装置に実装された前記半導体素子に電源を供給する回路基板が接続されていることを特徴とする請求項5記載の表示用モジュール。
  7. 前記表示パネルは、液晶表示パネルであることを特徴とする請求項5又は6記載の表示用モジュール。
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