JP2006237484A

JP2006237484A - 半導体チップ，同半導体チップの製造方法および表示パネル

Info

Publication number: JP2006237484A
Application number: JP2005053243A
Authority: JP
Inventors: Shintaro Takahashi; 晋太郎高橋
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2005-02-28
Publication date: 2006-09-07

Abstract

【課題】バンプを有する半導体チップをＡＣＦ接続する際、ＡＣＦに含まれている導電粒子の数珠つながり現象によるバンプ間ショートを確実に防止する技術を提供する。
【解決手段】被実装基板（例えば液晶表示パネルの端子部）１１ａに形成されている相手方電極１５ａに、導電粒子２１を含む異方性導電接着材２を介して接続されるバンプ３ａを有する半導体チップ３において、バンプ３ａに、相手方電極１５ａとの接続面３ａ１を除いた部分の表面に絶縁コート３１を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、実装基板との接続用バンプを有する半導体チップに関し、さらに詳しく言えば、導電粒子を含む異方性導電接着材を介して接続する際、導電粒子の数珠つながりによるバンプ間の短絡を防止する技術に関するものである。

液晶表示パネルを例にして説明すると、ＣＯＧ（ｃｈｉｐｏｎｇｌａｓｓ）機種では、そのパネル端子部上に液晶駆動用の半導体チップが直接的に実装される。これに用いられる半導体チップは、多くの場合、パッケージケースを持たないベアチップ（フリップチップ）であるため、チップの底部に突状電極としてのバンプを備えている。

この種の半導体チップを液晶表示パネルの端子部に実装するにあたっては、特許文献１に記載されているように、例えば導電粒子を含む異方性導電フィルム（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃｃｏｎｄｕｃｔｉｖｆｉｌｍ）によるＡＣＦ接続が採用されている。

図２はＣＯＧ型液晶表示パネルの基本的な構成を示したもので、この液晶表示パネル１は、透明電極１５を有する透明基板１１と、透明電極１７を有する透明基板１２とを枠状の周辺シール材１３によって互いに貼り合わせてなる表示セル（表示部）を有し、表示セル内には所定の液晶１４が封入されている。

また、透明電極１５，１６上には、ラビング処理が施された配向膜１７，１８が設けられ、図示しないが、透明基板の外面側には偏光膜が貼着される。なお、反射型の場合には観察面側の透明基板にのみ偏光膜が貼着され、透過型，半透過型の場合には両方の透明基板に偏光膜が貼着される。

透明基板１１，１２のうちの少なくとも一方、この例では透明基板１１側に他方の透明基板１２よりも平面寸法が大きく形成された端子部１１ａが連設されており、端子部１１ａには透明電極１５から引き出されたリード電極１５ａが形成されている。ＣＯＧ型機種では、この端子部１１ａ上に異方性導電接着材２を介して半導体チップ３が実装される。

図３に半導体チップ３の実装状態を示す。半導体チップ３は、その底部に複数のバンプ３ａを備えており、リード電極１５ａはバンプ３ａと１：１で対応するように所定ピッチで形成されている。異方性導電接着材２は、熱可塑性もしくは熱硬化性樹脂内に多数の導電粒子２１を分散させたもので、フィルム状のほかに液状のものもある。

異方性導電接着材２を半導体チップ３と端子部１１ａとの間に介在させた後、図示しないヒータバー等の熱圧着手段を半導体チップ３の上から押し付けることにより、樹脂が流動してバンプ３ａとリード電極１５ａとの間に挟み込まれる導電粒子２１にて導通がとられ、また、樹脂の接着力にて半導体チップ３が端子部１１ａに固定される。

ここでのバンプ３ａは、ストレートサイドウォールバンプと呼ばれる金メッキが施された柱状の形状をしており、通常、その高さは１２〜２４μｍで、隣接するバンプ間の距離は１５μｍであるが、近年のファインピッチ化の要請に応えるため、バンプ間の距離をより狭くすることが望まれている。

特開２００３−１９５３３５号公報

しかしながら、隣接するバンプ間の距離を狭くすると、図４に示すように、ＡＣＦ接続時において、異方性導電接着材２に含まれている導電粒子２１が隣接するバンプ３ａ間で数珠状のつながりを見せ、ショート（短絡）の発生率が高くなり、これがファインピッチ化の妨げとなっている。

したがって、本発明の課題は、ＡＣＦ接続時において、隣接するバンプ間での異方性導電接着材の導電粒子の数珠つながり現象に起因するショート不良を発生させることなく、隣接するバンプ間の距離を狭くしてファインピッチ化に対応可能とすることにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、被実装基板に形成されている相手方電極に、導電粒子を含む異方性導電接着材を介して接続されるバンプを有する半導体チップにおいて、上記バンプには、上記相手方電極との接続面を除く表面に絶縁コートが形成されていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、上記請求項１において、上記絶縁コートは、高耐熱性の有機系材料からなることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２において、上記絶縁コートの厚みが、０．５〜２μｍであることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、被実装基板に形成されている相手方電極に、導電粒子を含む異方性導電接着材を介して接続されるバンプを有する半導体チップで、上記バンプに上記相手方電極との接続面を除く表面に絶縁コートを形成するにあたって、上記バンプの上記接続面を含む表面全体に溶剤揮発型の有機系樹脂による塗膜を形成したのち、上記接続面の部分の上記塗膜を研磨により除去して、上記接続面を露出させることを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、表示部と端子部とを含み、上記端子部に形成されているリード電極にバンプを有する半導体チップが導電粒子を含む異方性導電接着材を介して実装される表示パネルにおいて、上記半導体チップのバンプには、上記リード電極との接続面を除く表面に絶縁コートが形成されていることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、半導体チップのバンプに、相手方電極との接続面を除く表面に絶縁コートを形成するようにしたことにより、隣接するバンプ間で異方性導電接着材の導電粒子の数珠つながり現象が起こったとしても、絶縁コートによってバンプ間の導通を阻止することができるため、ショートが発生することがない。したがって、より高精細なファインピッチ化に対応することができる。

絶縁コートを高耐熱性の有機系材料により形成するようにした請求項２に記載の発明によれば、絶縁コートがＡＣＦ接続時の熱に耐え得るとともに、バンプがチップ自体が変形したとしても、絶縁コートの破壊を防止することができる。

絶縁コートの厚みを０．５〜２μｍとした請求項３に記載の発明によれば、絶縁コートの耐圧力破壊性を維持しながら、隣接するバンプ間での異方性導電接着材の流動性を確保することができる。

絶縁コートを形成するにあたって、バンプの接続面を含む表面全体に溶剤揮発型の有機系樹脂による塗膜を形成したのち、接続面の部分の塗膜を研磨により除去して接続面を露出させるようにした製造方法に関する請求項４に記載の発明によれば、揮発溶剤の含有量により絶縁コートの厚みを容易にコントロールすることができる。

請求項５に記載の発明によれば、端子部のリード電極を実装される半導体チップのバンプ間距離に合わせて、より高精細なファインピッチ化することができるため、表示パネルをより小型化することができる。

次に、図１により本発明の実施形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１は表示パネルとしての液晶表示パネル１の端子部１１ａに異方性導電接着材２を介して半導体チップ３を実装した状態を一部拡大して示す先の図４と同様な断面図である。液晶表示パネル１の基本的構成は先に図２で説明したのと同じであってよいため、その説明は省略する。

図１に示すように、半導体チップ３は、その底面に複数のバンプ３ａを備えている。バンプ３ａは、ストレートサイドウォールバンプと呼ばれる金メッキが施された柱状に形成されたものであってよい。液晶表示パネル１側の端子部１１ａ上には、多数のリード電極１５ａがバンプ３ａと１：１で対応するように形成されている。リード電極１５ａの材質はＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）である。

本発明によると、バンプ３ａには、リード電極１５ａに対する接続面３ａ１を除いて絶縁コート３１が形成される。この例では、バンプ３ａの側面からチップの底面に沿って形成されている。

絶縁コート３１は、ＡＣＦ接続時の熱（例えば、１８０℃）に耐えられるとともに、バンプ３ａやチップ自体の変形によっても破壊されないようにするため、ポリイミド系樹脂，エポキシ系樹脂あるいはアクリル系樹脂などの有機系材料であることが好ましい。

バンプ３ａに絶縁コート３１を形成するにあたっては、上記した有機系の電気絶縁材料を揮発性の溶剤に溶解し、その溶液を吹き付けるか、ディップ（浸漬）するかして、バンプ３ａの表面全体にその溶液を塗布したのち、溶剤を揮発させて塗膜を形成する。形成する塗膜の膜厚は溶剤の含有量により容易にコントロールすることができる。この意味で、溶剤として揮発性溶剤を用いることが好ましい。

そして、塗膜を乾燥させたのち、バンプ３ａの接続面３ａ１を表面研磨して、その部分の塗膜を除去し接続面３ａ１を露出させる。これにより、接続面３ａ１が電気的導通可能な部分として機能し、他の部分（柱状の側面）は絶縁コート３１にて電気的に絶縁されることになる。

したがって、ＡＣＦ接続時に、仮に異方性導電接着材２に含まれている導電粒子２１が数珠つなぎ現象を起こしたとしても、半導体チップ３の隣接するバンプ３ａ間には、絶縁コート３１が存在しているためショートが発生しない。

本発明において、絶縁コート３１は、ＡＣＦ接続時における圧力により破壊しないように厚みは０．５μｍ以上とし、他方その上限値は、ＡＣＦ接続時における樹脂の流動を阻害しないようにするため２μｍとすることが好ましい。本発明によれば、バンプ３ａ間の距離を８〜１０μｍ程度にまで縮小することができる。

以上、本発明の半導体チップを液晶表示パネルの端子部に実装する場合について説明したが、被実装基板は通常の硬質回路基板やフレキシブル基板であってもよい。また、請求項５に記載の本発明の表示パネルには、図２で説明したドットマトククス型のほかにＴＦＴパネル，有機ＥＬパネルなども含まれる。また、バンプの形状についても、柱状に限定されるものではなく、例えば半球状であってもよい。

本発明による半導体チップの実装状態を拡大して示す断面図。ＣＯＧ型液晶表示パネルの端子部を含む一部分を示す断面図。従来の半導体チップの実装状態を示す断面図。図３の一部拡大図。

符号の説明

１液晶表示パネル
１１，１２透明基板
１１ａ端子部
１３周辺シール材
１４液晶
１５，１６透明電極
１５ａリード電極
１７，１８配向膜
２異方性導電接着材
２１導電粒子
３半導体チップ
３ａバンプ
３ａ１対向面
３１絶縁コート

Claims

被実装基板に形成されている相手方電極に、導電粒子を含む異方性導電接着材を介して接続されるバンプを有する半導体チップにおいて、
上記バンプには、上記相手方電極との接続面を除く表面に絶縁コートが形成されていることを特徴とする半導体チップ。
上記絶縁コートは、高耐熱性の有機系材料からなることを特徴とする請求項１に記載の半導体チップ。
上記絶縁コートの厚みが、０．５〜２μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体チップ。
被実装基板に形成されている相手方電極に、導電粒子を含む異方性導電接着材を介して接続されるバンプを有する半導体チップで、上記バンプに上記相手方電極との接続面を除く表面に絶縁コートを形成するにあたって、
上記バンプの上記接続面を含む表面全体に溶剤揮発型の有機系樹脂による塗膜を形成したのち、上記接続面の部分の上記塗膜を研磨により除去して、上記接続面を露出させることを特徴とする半導体チップの製造方法。
表示部と端子部とを含み、上記端子部に形成されているリード電極にバンプを有する半導体チップが導電粒子を含む異方性導電接着材を介して実装される表示パネルにおいて、
上記半導体チップのバンプには、上記リード電極との接続面を除く表面に絶縁コートが形成されていることを特徴とする表示パネル。