JP2007003859A - Manufacturing method of electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子デバイスの製造方法に関し、特に、液晶表示装置の製造方法に適用して好適なものである。 The present invention relates to a method for manufacturing an electronic device, and is particularly suitable for application to a method for manufacturing a liquid crystal display device.
液晶表示装置(LCD)の製造工程では、画素電極が形成されたアレイ基板とコモン電極が形成された対向基板を、液晶層を介して貼り合わせることにより、液晶パネル(LCDパネル)を作製している。液晶パネルを構成するアレイ基板には、対向基板と対向する側の面でかつ対向基板との貼り合わせ領域の外側に、外部接続用の電極部が形成されている。液晶パネルは、この電極部を用いて、例えば、フレキシブルプリント配線基板や半導体チップ(LSIチップ等)などの外部部材と電気的かつ機械的に接続される。 In the manufacturing process of a liquid crystal display device (LCD), a liquid crystal panel (LCD panel) is manufactured by bonding an array substrate on which pixel electrodes are formed and a counter substrate on which common electrodes are formed through a liquid crystal layer. Yes. In the array substrate constituting the liquid crystal panel, an electrode portion for external connection is formed on the surface on the side facing the counter substrate and outside the bonding region with the counter substrate. The liquid crystal panel is electrically and mechanically connected to an external member such as a flexible printed wiring board or a semiconductor chip (LSI chip or the like) using this electrode portion.
従来では、液晶パネルと外部部材との接続を異方性導電フィルム(ACF)を用いて行っている(例えば、特許文献1及び特許文献2を参照)。異方性導電フィルムを用いた接続では、液晶パネルの電極部と外部部材の電極部との間に異方性導電フィルムを介在させた状態で、双方の電極部を互いに突き合わせて加圧(圧着)することにより、異方性導電フィルムに含まれる導電粒子で電極部間の導通をとっている。
Conventionally, a liquid crystal panel and an external member are connected using an anisotropic conductive film (ACF) (see, for example,
ところで、液晶パネルの製造工程では、液晶分子を規則正しく配列させるために、アレイ基板と対向基板の各対向面に、例えばポリイミド等の有機物からなる有機配向膜又は酸化シリコン(SiO2)等の無機物からなる無機配向膜を形成している。このような配向膜をアレイ基板に形成するにあたっては、アレイ基板全面にスピンコート法等によって配向膜を塗布した後、配向膜の表面をラビング布で擦るラビング法によって配向制御を行っている。 By the way, in the manufacturing process of the liquid crystal panel, in order to regularly arrange the liquid crystal molecules, an organic alignment film made of an organic material such as polyimide or an inorganic material such as silicon oxide (SiO 2 ) is formed on each facing surface of the array substrate and the counter substrate. An inorganic alignment film is formed. In forming such an alignment film on the array substrate, the alignment film is applied to the entire surface of the array substrate by spin coating or the like, and then the alignment is controlled by a rubbing method in which the surface of the alignment film is rubbed with a rubbing cloth.
このように配向膜をアレイ基板に形成すると、アレイ基板の表層部で電極部が配向膜で覆われた状態となる。配向膜は、電気的には絶縁物となる。このため、アレイ基板の電極部が配向膜で覆われた状態では、液晶パネルと外部部材の各電極部を異方性導電フィルムで接続する際に、配向膜が邪魔になって電極部間の導通がとりにくくなる。 When the alignment film is formed on the array substrate in this way, the electrode portion is covered with the alignment film at the surface layer portion of the array substrate. The alignment film is electrically an insulator. For this reason, in the state where the electrode part of the array substrate is covered with the alignment film, when the liquid crystal panel and each electrode part of the external member are connected with the anisotropic conductive film, the alignment film becomes a hindrance between the electrode parts. It becomes difficult to take continuity.
また、アレイ基板の電極部が配向膜で覆われた状態で、液晶パネルと外部部材の各電極部を異方性導電フィルムで電気的に接続するには、異方性導電フィルムに含まれる導電粒子で配向膜を突き破る必要がある。その際、配向膜を確実に突き破るには、導電粒子の粒径を配向膜の膜厚よりも大きくする必要がある。 In addition, in order to electrically connect each electrode part of the liquid crystal panel and the external member with the anisotropic conductive film while the electrode part of the array substrate is covered with the alignment film, the conductive material included in the anisotropic conductive film is used. It is necessary to break through the alignment film with particles. At that time, in order to reliably break through the alignment film, it is necessary to make the particle size of the conductive particles larger than the film thickness of the alignment film.
しかしながら、近年では、表示画像の高精細化(多画素化)や液晶パネルの小型化に伴って、電極部の多ピン化や狭ピッチ化が求められているため、異方性導電フィルムの導電粒子を大きくするにも限界がある。この理由は、導電粒子を大きくすると、電極部のピッチを狭めたときに、隣接する電極部間で短絡不良が発生しやすくなるためである。 However, in recent years, with the increase in the definition of display images (increasing the number of pixels) and the reduction in size of liquid crystal panels, it has been required to increase the number of pins and the pitch of the electrode portion. There is a limit to increasing the size of the particles. The reason for this is that if the conductive particles are made larger, short circuit defects are likely to occur between adjacent electrode portions when the pitch of the electrode portions is reduced.
本発明に係る電子デバイスの製造方法は、第1の被接続部材に設けられた第1の接続部及び第2の被接続部材に設けられた第2の接続部のうち、少なくとも一方の被接続部材の接続部に付着した有機物又は無機物をウォータジェットの照射によって除去する前処理工程と、この前処理工程の後に、第1の接続部と第2の接続部を互いに突き合わせた状態で第1の被接続部材と第2の被接続部材とを電気的かつ機械的に接続する接続工程とを有するものである。 The electronic device manufacturing method according to the present invention includes at least one of the first connection portion provided on the first connected member and the second connection portion provided on the second connected member. A pretreatment step of removing organic matter or inorganic matter adhering to the connection portion of the member by irradiation with a water jet, and after the pretreatment step, the first connection portion and the second connection portion are in contact with each other in the first state. A connecting step of electrically and mechanically connecting the connected member and the second connected member.
本発明に係る電子デバイスの製造方法においては、例えば、第1の被接続部材を液晶パネルとし、第2の被接続部材をフレキシブルプリント配線基板等の外部部材として、第1の被接続部材と第2の被接続部材を異方性導電フィルムにより接合する場合に、第1の被接続部材の電極部に付着した有機物又は無機物を前処理工程でウォータジェットの照射により除去し、その後、第1の接続部と第2の接続部を互いに突き合わせた状態で第1の被接続部材と第2の被接続部材とを電気的かつ機械的に接続することにより、異方性導電フィルムの導電粒子の大小にかかわらず、液晶パネルと外部部材との電極部間で確実に導通をとることが可能となる。 In the method for manufacturing an electronic device according to the present invention, for example, the first connected member is a liquid crystal panel, the second connected member is an external member such as a flexible printed wiring board, and the first connected member and the first connected member. In the case where the two connected members are joined by the anisotropic conductive film, the organic matter or the inorganic matter attached to the electrode portion of the first connected member is removed by water jet irradiation in the pretreatment step, and then the first By electrically and mechanically connecting the first connected member and the second connected member in a state where the connecting portion and the second connecting portion face each other, the size of the conductive particles of the anisotropic conductive film can be reduced. Regardless of this, it is possible to reliably establish conduction between the electrode portions of the liquid crystal panel and the external member.
本発明によれば、液晶パネルやこれを備える液晶表示装置等の電子デバイスにおいて、電極部の多ピン化や狭ピッチ化の要求に適切かつ容易に対応することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in electronic devices, such as a liquid crystal panel and a liquid crystal display device provided with this, it becomes possible to respond | correspond appropriately and easily to the request | requirement of the multi-pin and narrow pitch of an electrode part.
以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態においては、電子デバイスとなる液晶表示装置の製造工程のなかで、液晶パネルとフレキシブルプリント配線基板を、異方性導電フィルムを用いたFOG(Film On Glass)接合によって接続する場合を例に挙げて説明する。
[First Embodiment]
In the first embodiment of the present invention, a liquid crystal panel and a flexible printed wiring board are connected by FOG (Film On Glass) bonding using an anisotropic conductive film in a manufacturing process of a liquid crystal display device as an electronic device. The case of doing this will be described as an example.
まず、接続対象となる2つの被接続部材として、図1(A),(B)に示すように、液晶パネル1とフレキシブルプリント配線基板(FPC)2を用意する。液晶パネル1は、周知の基板作製プロセスと基板組み立てプロセスを経て得られるものである。液晶パネル1は、大きくは、画素電極が形成されたアレイ基板3とコモン電極が形成された対向基板4とを、図示しない液晶層を介して貼り合わせた構成となっている。また、アレイ基板3には複数の電極部(接続部)5が形成されている。
First, as two connected members to be connected, a
一方、フレキシブルプリント配線基板2は、周知の基板製造プロセスにより得られるものである。フレキシブルプリント配線基板2には、上記複数の電極部5に対応して、例えばアルミニウム、銅等の低抵抗金属からなる複数の配線パターン6が形成されている。そして、各々の配線パターン6の終端部に、例えば金メッキ処理された図示しない電極部(接続部)が形成されている。この場合、液晶パネル1側に設けられた電極部5と、これに対応してフレキシブルプリント配線基板2側に設けられた電極部とは、互いに同じピッチで配列されている。
On the other hand, the flexible printed
図2は液晶パネル1の電極部5の形成部位を拡大した断面図である。図においては、アレイ基板3のベースとなるガラス基板7上に電極部5が形成されている。電極部5は、酸化シリコン等の絶縁膜8を部分的に開口した状態で形成されている。また、電極部5は、ガラス基板7上に金属層9とITO(Indium Tin Oxide)層10を順に積層してなる2層構造となっている。金属層9は、例えばアルミニウム等の低抵抗金属を用いて形成されるものである。ITO層10は、アレイ基板3にITOを用いて画素電極を形成するときに、この画素電極と同時に金属層9上に形成されるものである。ガラス基板7上には、電極部5と絶縁膜8を覆う状態で配向膜11が形成されている。配向膜11は、ポリイミド等の有機物(有機配向膜)又は酸化シリコン等の無機物(無機配向膜)からなるもので、アレイ基板3の片面全面に一様な膜厚で形成されている。有機配向膜としては、ダイヤモンドライクカーボンのように炭素を含む薄膜であってもよい。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a portion where the
図3はフレキシブルプリント配線基板2の電極部の形成部位を拡大した断面図である。図においては、フレキシブルプリント配線基板2のベースとなるフィルム基板12上に配線層13が形成されている。配線層13は、上記配線パターン6を形成するもので、樹脂等の絶縁材料からなるレジスト膜14により覆われている。また、配線層13の終端部には、金メッキ層からなる電極部15が形成されている。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of an electrode portion forming portion of the flexible printed
こうした構成の液晶パネル1とフレキシブルプリント配線基板2を用意したら、FOG接合による接続工程に先立って、液晶パネル1とフレキシブルプリント配線基板2を対象に、ウォータジェット照射による前処理と、乾燥処理を順に行う。
When the
フレキシブルプリント配線基板2の前処理では、図4に示すように、フレキシブルプリント配線基板2の電極部15(図3参照)の形成部位、あるいは当該形成部位を含むフレキシブルプリント配線基板2の片面全面に、ウォータジェットを照射することにより、フレキシブルプリント配線基板2の電極部15に付着している有機物(有機化合物等)のゴミを除去する。
In the pretreatment of the flexible printed
一方、液晶パネル1の前処理では、図5に示すように、液晶パネル1の電極部5の形成部位にウォータジェットを照射することにより、図6(A),(B)に示すように、ガラス基板7上で電極部5と絶縁膜8を覆っている配向膜11を除去する。その際、液晶パネル1の基板貼り合わせ部分などにウォータジェットの液体が飛散しないように、筒状の飛散防止カバー16を電極部5の形成部位にかぶせて設置することが望ましい。
On the other hand, in the pretreatment of the
ここで、ウォータジェットとは、ノズルから液体を高圧で噴射させることにより得られるものである。より具体的には、例えば、図7に示すように、タンク17に貯留された液体をポンプ18で汲み上げるとともに、この汲み上げた液体に加圧器19で高い圧力を加えてノズル20に送り込むことにより、ジェット噴流となってノズル20から噴射されるものである。こうして生成されるウォータジェットを液晶パネル1に垂直の向きで照射すると、その照射部分ではウォータジェットによる衝撃で液晶パネル1(アレイ基板3)の表層部が薄く削られる。
Here, the water jet is obtained by jetting a liquid from a nozzle at a high pressure. More specifically, for example, as shown in FIG. 7, the liquid stored in the
ウォータジェットの生成に用いられる液体としては、電極部15の金メッキや液晶パネル1にダメージを与えず、かつ有機物や無機物を効果的に除去できるものが望ましい。具体的には、純水、過酸化水素水などの水、エタノール、アセトン、IPA(イソプロピルアルコール)などの有機薬品液、希釈されたフッ酸や硫酸、アンモニアなどの無機薬品液を、ウォータジェットの液体として用いることができる。また、ウォータジェットによる除去効果を上げるために、ウォータジェットに超音波を印加したり、ウォータジェットに研磨剤(例えば、シリカ)を付加したりすることも可能である。さらに、ウォータジェットに用いる液体をヒータ等により加熱することにより、当該液体の温度を常温よりも高く上げた状態で、ウォータジェット噴射ノズルから噴射させることも可能である。
As the liquid used for generating the water jet, a liquid that can effectively remove organic substances and inorganic substances without damaging the gold plating of the
なお、フレキシブルプリント配線基板2の電極部を覆う有機物のゴミは、主に保管中や搬送中に付着するため、保管の仕方や搬送の環境によっては付着量を少量に抑えることができる。したがって、フレキシブルプリント配線基板2に対するウォータジェットの照射は、必要に応じて行うようにすればよい。
Note that organic dust covering the electrode portion of the flexible printed
以上のような前処理工程を行った後は、ウォータジェットの照射によって濡れた液晶パネル1やフレキシブルプリント配線基板2を乾燥させる乾燥工程に進む。乾燥工程では、図8(A),(B)に示すように、液晶パネル1やフレキシブルプリント配線基板2に対して、クリーンなドライエアーを吹き付ける。乾燥処理に使用するドライエアーとしては、大気、窒素、酸素、アルゴンなど、常温でガス状態である物質であって、ガスの純度が高いことが望ましい。また、ドライエアーを吹き付けている最中や所定の時間だけ吹き付けた後に、例えば、常温よりも高い高温雰囲気(例えば、80℃の雰囲気)に液晶パネル1やフレキシブルプリント配線基板2を投入したり、オーブン等を用いて常温よりも高い高温雰囲気(例えば、100℃の雰囲気)に液晶パネル1やフレキシブルプリント配線基板2を保管したりしてもよい。
After performing the above pretreatment process, it progresses to the drying process which dries the
このように乾燥工程でドライエアーの吹き付けによる乾燥と加熱による乾燥を併用することにより、前処理(ウォータジェット照射)を終えた液晶パネル1やフレキシブルプリント配線基板2を、より迅速かつ確実に乾燥させることができる。また、液晶パネル1の乾燥処理では、例えば図9に示すように、液晶パネル1を円板型のステージ21上に載置固定し、この状態でステージ21と一体に液晶パネル1を高速で回転させる振り切り乾燥方式を適用又は併用することも可能である。
In this way, by using drying by spraying dry air and drying by heating in the drying step, the
こうして乾燥工程を行った後は、接続工程に進む。接続工程では、図10に示すように、液晶パネル1とフレキシブルプリント配線基板2の電極部5,15同士を位置合わせするとともに、それらの電極部5,15間に異方性導電フィルム(不図示)を介在させた状態で電極部5,15を突き合わせ、この突き合わせ状態で電極部分を加熱・加圧することにより、液晶パネル1とフレキシブルプリント配線基板2とを電気的かつ機械的に接続する。
After performing the drying process in this way, the process proceeds to the connection process. In the connecting step, as shown in FIG. 10, the
これにより、液晶パネル1とフレキシブルプリント配線基板2は、図11に示すように、異方性導電フィルム22を介して接続される。このとき、液晶パネル1とフレキシブルプリント配線基板2の電気的な接続は、異方性導電フィルム22のフィルム中に分散された導電粒子23によって行われる。また、液晶パネル1とフレキシブルプリント配線基板2の機械的な接続は、異方性導電フィルム22の基材となる接着性フィルムによって行われる。この場合、液晶パネル1の電極部5上では、上記前処理工程でウォータジェット照射により配向膜11を除去済みである。このため、異方性導電フィルム22の導電粒子23の大小にかかわらず、液晶パネル1とフレキシブルプリント配線基板2の電極部5,15間で確実に導通をとることができる。また、異方性導電フィルム22を用いて電極部5,15間に安定した導通状態が得られるため、電気抵抗のばらつきや短絡不良等の発生を低減することができる。したがって、液晶パネル1の電極部5の多ピン化や狭ピッチ化の要求に適切かつ容易に対応することが可能となる。
Thereby, the
なお、上記第1実施形態においては、液晶パネル1の電極部5の形成部位にウォータジェットを照射することにより、電極部5を構成するITO層10上から配向膜11を除去するものとしたが、その際に、電極部5の形成部位で、配向膜11とともにITO層10の一部(上層部)又は全部をウォータジェット照射により除去するものとしてもよい。その場合は、ITO層10の厚み寸法を許容量として、ウォータジェットによる削り量をラフに設定することができる。また、配向膜11とともにITO層10を除去する場合は、ITO層10と同時に絶縁膜8の一部(上層部)も除去され、ITO層10の全部を除去する場合は、図12に示すように、金属層9のみによって電極部5が形成されたものとなる。したがって、上記同様の作用効果が得られる。また、ITO膜10を全て除去した場合は、フレキシブルプリント配線基板2の電極部15が異方性導電フィルム22を用いて直に金属層9に接続されるようになるため、接続部の電気抵抗を低減することができる。
In the first embodiment, the alignment film 11 is removed from the
また、上記第1実施形態においては、電子デバイスとして液晶表示装置を例示したが、本発明はこれに限らず、液晶表示装置以外の電子デバイスの製造方法にも広く適用可能である。以下に、具体的な事例を本発明の他の実施形態として順に説明する。 Moreover, in the said 1st Embodiment, although the liquid crystal display device was illustrated as an electronic device, this invention is not limited to this, It can apply widely also to the manufacturing method of electronic devices other than a liquid crystal display device. Hereinafter, specific examples will be sequentially described as other embodiments of the present invention.
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態においては、半導体装置を備える電子デバイスの製造工程のなかで、例えば、SIP(System In Package)構造を実現するために、大小2つの半導体チップをチップ・オン・チップ(COC)構造でFCB(Flip Chip Bonding)接合する場合を例に挙げて説明する。
[Second Embodiment]
In the second embodiment of the present invention, in order to realize, for example, a SIP (System In Package) structure in the manufacturing process of an electronic device including a semiconductor device, two large and small semiconductor chips are chip-on-chip ( A case where FCB (Flip Chip Bonding) bonding is performed with a COC) structure will be described as an example.
まず、接続対象となる2つの被接続部材として、図13(A),(B)に示すように、第1の半導体チップ31と第2の半導体チップ32を用意する。第1の半導体チップ31は、例えばDAC(Digital-to-analog converter)-ICチップからなり、第2の半導体チップ32は、例えばメモリICチップからなるものである。各々の半導体チップ31,32は、例えばシリコン基板等の半導体基板をベースに構成されたもので、それぞれ周知の半導体製造プロセスにより得られるものである。第1の半導体チップ31の平面サイズは、第2の半導体チップ32の平面サイズよりも小となっている。
First, as shown in FIGS. 13A and 13B, a
また、第1の半導体チップ31上には複数の電極部33が形成され、これに対応して第2の半導体チップ32上にも複数の電極部34が形成されている。各々の電極部33,34は1対1の対応関係で第1の半導体チップ31と第2の半導体チップ32に形成されている。さらに詳述すると、電極部33は第1の半導体チップ31上に所定のピッチで2列(2列×8個で合計16個)に配列されており、電極部34は第2の半導体チップ32上に電極部33と同じピッチで2列(2列×8個で合計16個)に配列されている。また、第2の半導体チップ32上には、上記複数の電極部34とは別に、外部接続用の複数の電極部35が形成されている。電極部35は、第2の半導体チップ32上で、第1の半導体チップ31がFCB接合される領域(電極部34の形成領域)から外れた位置に形成されている。各々の電極部33,34,35は、例えばアルミニウム等の低抵抗金属からなる電極パッドによって形成されるものであるが、これ以外にも、例えば低融点半田からなる金属バンプによって形成されるものであってもよい。
A plurality of
図14(A)は第1の半導体チップ31の電極部33の形成部位を拡大した断面図であり、図14(B)は第2の半導体チップ32の電極部34の形成部位を拡大した断面図である。図において、第1の半導体チップ31の電極部33上には有機物のゴミ36が付着している。また、第2の半導体チップ32の電極部34上にも有機物のゴミ37が付着している。有機物のゴミ36は、第1の半導体チップ31の保管中や搬送中に付着するもので、有機物のゴミ37は、第2の半導体チップ32の保管中や搬送中に付着するものである。
14A is an enlarged cross-sectional view of a portion where the
このように電極部33,34に有機物のゴミ36,37が付着していると、これが原因で接合不良を招く恐れがある。そこで、第1の半導体チップ31と第2の半導体チップ32をFCB接合により接続するのに先立って、各々の半導体チップ31,32を対象に、ウォータジェット照射による前処理と、乾燥処理を順に行う。
If the
第1の半導体チップ31の前処理では、図15(A)に示すように、第1の半導体チップ31の電極部33の形成部位にウォータジェットを照射することにより、各々の電極部33に付着している有機物のゴミ36を除去する。同様に、第2の半導体チップ32の前処理では、図15(B)に示すように、第2の半導体チップ32の電極部34の形成部位にウォータジェットを照射することにより、各々の電極部34に付着している有機物のゴミ37を除去する。ウォータジェットの生成に用いられる液体としては、上記第1実施形態と同様のものを用いることができる。また、ウォータジェットによる除去効果を上げるために、ウォータジェットに超音波を印加したり、ウォータジェットに研磨剤を付加したり、ウォータジェットに用いる液体の温度を上げたりすることも可能である。
In the pretreatment of the
以上のような前処理工程を行った後は、ウォータジェットの照射によって濡れた各々の半導体チップ31,32を乾燥させる乾燥工程に進む。乾燥工程では、図16(A),(B)に示すように、各々の半導体チップ31,32に対して、クリーンなドライエアーを吹き付ける。乾燥処理に使用するドライエアーとしては、上記第1実施形態で例示したものを用いることができる。また、必要に応じて、加熱による乾燥処理や回転振り切りによる乾燥処理を適用又は併用することも可能である。
After performing the above pretreatment process, it progresses to the drying process which dries each
こうして乾燥工程を行った後は、接続工程に進む。接続工程では、図17(A),(B)に示すように、第2の半導体チップ32上で双方の電極部33,34がきちんと向かい合うように第1の半導体チップ31をフェースダウンで位置合わせし、この状態で図18に示すように第1の半導体チップ31の電極部33と第2の半導体チップ32の電極部34を突き合わせて加熱・加圧あるいは必要に応じて超音波を付加することにより、2つの半導体チップ31,32をFCB接合にて電気的かつ機械的に接続する。なお、接合方式としては、FCB接合だけでなく、TAB(Tape Automated Bonding)接合などでも適用可能である。
After performing the drying process in this way, the process proceeds to the connection process. In the connecting step, as shown in FIGS. 17A and 17B, the
以上の製造方法においては、各々の半導体チップ31,32をFCB接合する前に、電極部33,34に付着した有機物のゴミ36,37をウォータジェットの照射により除去するため、各々の半導体チップ31,32の電極部33,34間で確実に導通をとることができる。また、両者の電極部33,34間に安定した導通状態が得られるため、電気抵抗のばらつきや短絡不良等の発生を低減することができる。
In the above manufacturing method, before the semiconductor chips 31 and 32 are FCB-bonded, the
[第3実施形態]
本発明の第3実施形態においては、半導体装置を備える電子デバイスの製造工程のなかで、半導体チップとフレキシブルプリント配線基板をCOF(Chip On Film)接合によって接続する場合を例に挙げて説明する。
[Third Embodiment]
In the third embodiment of the present invention, a case where a semiconductor chip and a flexible printed wiring board are connected by COF (Chip On Film) bonding in the manufacturing process of an electronic device including a semiconductor device will be described as an example.
まず、接続対象となる2つの被接続部材として、図19(A),(B)に示すように、半導体チップ41とフレキシブルプリント配線基板42を用意する。半導体チップ41は、例えばICドライバからなるもので、周知の半導体製造プロセスにより得られるものである。フレキシブルプリント配線基板42は、周知の基板製造プロセスにより得られるものである。
First, as shown in FIGS. 19A and 19B, a
半導体チップ41上には複数の電極部43が形成され、これに対応してフレキシブルプリント配線基板42にも複数の電極部44が形成されている。各々の電極部43,44は1対1の対応関係で半導体チップ41とフレキシブルプリント配線基板42に形成されている。さらに詳述すると、電極部43は半導体チップ41上に所定のピッチで2列(2列×8個で合計16個)に配列されており、電極部44はフレキシブルプリント配線基板42上に電極部43と同じピッチで2列(2列×8個で合計16個)に配列されている。半導体チップ41の電極部43には金メッキ処理が施され、フレキシブルプリント配線基板42の電極部44にはスズ(Sn)メッキ処理が施されている。
A plurality of
図20(A)は半導体チップ41の電極部43の形成部位を拡大した断面図であり、図20(B)はフレキシブルプリント配線基板42の電極部44の形成部位を拡大した断面図である。図において、半導体チップ41の電極部43上には有機物のゴミ45が付着している。有機物のゴミ45は、半導体チップ41の保管中や搬送中に付着するものである。一方、フレキシブルプリント配線基板42のベースとなるフィルム基板46上には、樹脂等の絶縁材料からなるレジスト膜47を部分的に開口させた状態で電極部44が形成され、この電極部44上に有機物のゴミ48が付着している。有機物のゴミ48は、フレキシブルプリント配線基板2の保管中や搬送中に付着するものである。
20A is an enlarged cross-sectional view of a portion where the
このように電極部43,44に有機物のゴミ45,48が付着していると、これが原因で接合不良を招く恐れがある。そこで、半導体チップ41とフレキシブルプリント配線基板42をCOF接合により接続するのに先立って、半導体チップ41とフレキシブルプリント配線基板42を対象に、ウォータジェット照射による前処理と、乾燥処理を順に行う。
If the
半導体チップ41の前処理では、図21(A)に示すように、半導体チップ41の電極部43の形成部位にウォータジェットを照射することにより、各々の電極部43に付着している有機物のゴミ45を除去する。同様に、フレキシブルプリント配線基板42の前処理では、図21(B)に示すように、フレキシブルプリント配線基板42の電極部44の形成部位にウォータジェットを照射することにより、各々の電極部44に付着している有機物のゴミ48を除去する。ウォータジェットの生成に用いられる液体としては、上記第1実施形態と同様のものを用いることができる。また、ウォータジェットによる除去効果を上げるために、ウォータジェットに超音波を印加したり、ウォータジェットに研磨剤を付加したり、ウォータジェットに用いる液体の温度を上げたりすることも可能である。
In the pretreatment of the
以上のような前処理工程を行った後は、ウォータジェットの照射によって濡れた半導体チップ41とフレキシブルプリント配線基板42を乾燥させる乾燥工程に進む。乾燥工程では、図22(A),(B)に示すように、半導体チップ41やフレキシブルプリント配線基板42に対して、クリーンなドライエアーを吹き付ける。乾燥処理に使用するドライエアーとしては、上記第1実施形態で例示したものを用いることができる。また、必要に応じて、加熱による乾燥処理や回転振り切りによる乾燥処理を適用又は併用することも可能である。
After performing the above pretreatment process, it progresses to the drying process which dries the
こうして乾燥工程を行った後は、接続工程に進む。接続工程では、図23(A),(B)に示すように、フレキシブルプリント配線基板42上で双方の電極部43,44がきちんと向かい合うように半導体チップ41をフェースダウンで位置合わせし、この状態で図24に示すように半導体チップ41の電極部43とフレキシブルプリント配線基板42の電極部44を突き合わせて加熱・加圧あるいは必要に応じて超音波を付加することにより、半導体チップ41とフレキシブルプリント配線基板42をAu-Sn共晶結合によるCOF接合によって電気的かつ機械的に接続する。
After performing the drying process in this way, the process proceeds to the connection process. In the connection process, as shown in FIGS. 23A and 23B, the
以上の製造方法においては、半導体チップ41とフレキシブルプリント配線基板42をCOF接合する前に、電極部43,44に付着した有機物のゴミ45,48をウォータジェットの照射により除去するため、半導体チップ41とフレキシブルプリント配線基板42の電極部43,44間で確実に導通をとることができる。また、両者の電極部43,44間に安定した導通状態が得られるため、電気抵抗のばらつきや短絡不良等の発生を低減することができる。
In the above manufacturing method, before the
[第4実施形態]
本発明の第4実施形態においては、半導体装置を備える電子デバイス(例えば、光ディスク装置の光ピックアップの発光器)の製造工程のなかで、大小2つの半導体チップを異方性導電フィルムを用いてCOC構造で接続する場合を例に挙げて説明する。
[Fourth Embodiment]
In the fourth embodiment of the present invention, in the manufacturing process of an electronic device including a semiconductor device (for example, a light emitting device of an optical pickup of an optical disk device), two large and small semiconductor chips are COCed using an anisotropic conductive film. A case of connecting with a structure will be described as an example.
まず、接続対象となる2つの被接続部材として、図25(A),(B)に示すように、第1の半導体チップ51と第2の半導体チップ52を用意する。第1の半導体チップ51は、例えばガリウムと窒素を材料とした化合物系の半導体レーザからなり、第2の半導体チップ52は、例えば半導体レーザを駆動する駆動ICチップからなるものである。半導体チップ51は、周知の半導体レーザ製造プロセスによって得られ、半導体チップ52は、周知の半導体製造プロセスによって得られるものである。第1の半導体チップ51の平面サイズは、第2の半導体チップ52の平面サイズよりも小となっている。
First, as shown in FIGS. 25A and 25B, a
また、第1の半導体チップ51上には複数の電極部53が形成され、これに対応して第2の半導体チップ52上にも複数の電極部54が形成されている。各々の電極部53,54は1対1の対応関係で第1の半導体チップ51と第2の半導体チップ52に形成されている。さらに詳述すると、電極部53は第1の半導体チップ51上に所定のピッチで4つ設けられ、電極部54は第2の半導体チップ52上に電極部53と同じピッチで4つ設けられている。また、第2の半導体チップ52上には、上記複数の電極部54とは別に、外部接続用の複数の電極部55が形成されている。電極部55は、第2の半導体チップ52上で、第1の半導体チップ51が接合される領域(電極部54の形成領域)から外れた位置に形成されている。各々の電極部53,54,55は、例えばアルミニウム等の低抵抗金属からなる電極パッドによって形成されるものである。
A plurality of
図26(A)は第1の半導体チップ51の電極部53の形成部位を拡大した断面図であり、図26(B)は第2の半導体チップ52の電極部54の形成部位を拡大した断面図である。図において、第1の半導体チップ51の電極部53上には有機物のゴミ56が付着している。また、第2の半導体チップ52の電極部54上にも有機物のゴミ57が付着している。有機物のゴミ56は、第1の半導体チップ51の保管中や搬送中に付着するもので、有機物のゴミ57は、第2の半導体チップ52の保管中や搬送中に付着するものである。
26A is an enlarged cross-sectional view of a portion where the
このように電極部53,54に有機物のゴミ56,57が付着していると、これが原因で接合不良を招く恐れがある。そこで、第1の半導体チップ51と第2の半導体チップ52を異方性導電フィルムで接合(接続)するのに先立って、各々の半導体チップ51,52を対象に、ウォータジェット照射による前処理と、乾燥処理を順に行う。
If the
第1の半導体チップ51の前処理では、図27(A)に示すように、第1の半導体チップ51の電極部53の形成部位にウォータジェットを照射することにより、各々の電極部53に付着している有機物のゴミ56を除去する。同様に、第2の半導体チップ52の前処理では、図27(B)に示すように、第2の半導体チップ52の電極部54の形成部位にウォータジェットを照射することにより、各々の電極部54に付着している有機物のゴミ57を除去する。ウォータジェットの生成に用いられる液体としては、上記第1実施形態と同様のものを用いることができる。また、ウォータジェットによる除去効果を上げるために、ウォータジェットに超音波を印加したり、ウォータジェットに研磨剤を付加したり、ウォータジェットに用いる液体の温度を上げたりすることも可能である。
In the pretreatment of the
以上のような前処理工程を行った後は、ウォータジェットの照射によって濡れた各々の半導体チップ51,52を乾燥させる乾燥工程に進む。乾燥工程では、図28(A),(B)に示すように、各々の半導体チップ51,52に対して、クリーンなドライエアーを吹き付ける。乾燥処理に使用するドライエアーとしては、上記第1実施形態で例示したものを用いることができる。また、必要に応じて、加熱による乾燥処理や回転振り切りによる乾燥処理を適用又は併用することも可能である。
After performing the above pretreatment process, it progresses to the drying process which dries each
こうして乾燥工程を行った後は、接続工程に進む。接続工程では、図29(A),(B)に示すように、第2の半導体チップ52上で双方の電極部53,54がきちんと向かい合うように第1の半導体チップ51をフェースダウンで位置合わせし、この状態で図30に示すように第1の半導体チップ51の電極部53と第2の半導体チップ52の電極部54との間に異方性導電フィルム58を介在させた状態で電極部53,54同士を突き合わせて加熱・加圧あるいは必要に応じて超音波を付加することにより、2つの半導体チップ51,52を異方性導電フィルム58で電気的かつ機械的に接続する。
After performing the drying process in this way, the process proceeds to the connection process. In the connecting step, as shown in FIGS. 29A and 29B, the
以上の製造方法においては、各々の半導体チップ51,52を接合する前に、電極部53,54に付着した有機物のゴミ56,57をウォータジェットの照射により除去するため、各々の半導体チップ51,52の電極部53,54間で確実に導通をとることができる。また、両者の電極部53,54間に安定した導通状態が得られるため、電気抵抗のばらつきや短絡不良等の発生を低減することができる。
In the above manufacturing method, before joining the
なお、本発明は、上記各実施形態で例示したものに限らず、例えば、シリコン基板等からなるインターポーザに半導体チップを実装する場合や、ガラス、硬質樹脂、ガラスエポキシ、セラミックス等を基材としたリジットなプリント配線基板に半導体チップを実装する場合、あるいは発光ダイオードと基体を接続したり、発光レーザと基体を接続したりする場合などにも広く適用可能である。 The present invention is not limited to those exemplified in each of the above embodiments. For example, when a semiconductor chip is mounted on an interposer made of a silicon substrate or the like, glass, hard resin, glass epoxy, ceramics or the like is used as a base material. The present invention can be widely applied to mounting a semiconductor chip on a rigid printed wiring board, connecting a light emitting diode and a substrate, or connecting a light emitting laser and a substrate.
また、半導体チップとしては、シリコンや、シリコンとゲルマニウムの化合物を用いたものに限らず、例えば、ゲルマニウム、ガリウムと窒素の化合物、ガリウムとリンの化合物、ガリウムとインジウムの化合物、ポリシリコン、アモルファスシリコンなどの半導体材料を用いたものであってもよい。また、半導体チップが備える機能としては、IC(集積回路)、半導体レーザ、DLP(デジタル・ライト・プロセッシング)デバイス、発光ダイオード、太陽電池などが考えられる。 The semiconductor chip is not limited to silicon or a compound using silicon and germanium. For example, germanium, a compound of gallium and nitrogen, a compound of gallium and phosphorus, a compound of gallium and indium, polysilicon, and amorphous silicon A semiconductor material such as the above may be used. In addition, as a function of the semiconductor chip, an IC (Integrated Circuit), a semiconductor laser, a DLP (Digital Light Processing) device, a light emitting diode, a solar cell, and the like can be considered.
1…液晶パネル、2,42…フレキシブルプリント配線基板、5,15,33,34,43,44,53,54…電極部、11…配向膜、22,58…異方性導電フィルム、23…導電粒子、31,32,41,51,52…半導体チップ、36,37,56,57…有機物のゴミ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記前処理工程の後に、前記第1の電極部と前記第2の電極部を互いに突き合わせた状態で前記第1の被接続部材と前記第2の被接続部材とを電気的かつ機械的に接続する接続工程と
を有することを特徴とする電子デバイスの製造方法。 Of the first electrode portion provided on the first connected member and the second electrode portion provided on the second connected member, an organic or inorganic substance attached to the electrode portion of at least one connected member A pretreatment step to be removed by water jet irradiation;
After the pretreatment step, the first connected member and the second connected member are electrically and mechanically connected in a state where the first electrode portion and the second electrode portion are in contact with each other. A method for manufacturing an electronic device, comprising: a connecting step.
ことを特徴とする請求項1記載の電子デバイスの製造方法。 The method for manufacturing an electronic device according to claim 1, further comprising a drying step of drying the member to be connected that has been irradiated with the water jet in the pretreatment step before the connection step.
ことを特徴とする請求項1記載の電子デバイスの製造方法。 The method of manufacturing an electronic device according to claim 1, wherein an ultrasonic wave is applied to the water jet in the pretreatment step.
ことを特徴とする請求項1記載の電子デバイスの製造方法。 The method for manufacturing an electronic device according to claim 1, wherein an abrasive is added to the water jet in the pretreatment step.
前記前処理工程においては、前記液晶パネルの電極部を覆う有機配向膜又は無機配向膜をウォータジェットの照射によって除去する
ことを特徴とする請求項1記載の電子デバイスの製造方法。
Of the first connected member and the second connected member, one of the connected members is a liquid crystal panel,
2. The method of manufacturing an electronic device according to claim 1, wherein in the pretreatment step, the organic alignment film or the inorganic alignment film covering the electrode portion of the liquid crystal panel is removed by water jet irradiation.
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WO2019053819A1 (en) * | 2017-09-13 | 2019-03-21 | 堺ディスプレイプロダクト株式会社 | Flexible display, method for manufacturing same, and support substrate for flexible display |
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WO2019053819A1 (en) * | 2017-09-13 | 2019-03-21 | 堺ディスプレイプロダクト株式会社 | Flexible display, method for manufacturing same, and support substrate for flexible display |
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