JP2009049189A

JP2009049189A - 電子デバイス

Info

Publication number: JP2009049189A
Application number: JP2007213810A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Tanaka; 秀一田中
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2007-08-20
Filing date: 2007-08-20
Publication date: 2009-03-05

Abstract

【課題】本発明は、半導体チップが搭載される配線基板の基板電極の腐食を防止することを目的とする。
【解決手段】半導体装置は、パッシベーション膜１６上に配置された樹脂突起１８と、複数のパッド１４上から樹脂突起１８上に至るように延び樹脂突起１８上では相互に間隔をあけて配置されている複数の配線２０と、を有する。電子デバイスは、半導体装置と、複数の基板電極３０を含む配線パターン２６が形成されて複数の配線２０と複数の基板電極３０が対向して接触するように半導体装置が搭載された配線基板２４と、半導体装置と配線基板２４とを接着する接着剤３２と、を有する。複数の配線２０は、複数の基板電極３０よりも腐食しにくい材料から形成されている。それぞれの配線２０は、いずれかの基板電極３０の中央部から、隣の基板電極３０の方向の端部上を超えて外側に至る領域を連続的に覆う。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子デバイスに関する。

特許文献１に示すような従来のCOG(Chip On Glass)技術では、半導体チップのバンプ表面と基板電極との間に導電粒子が介在し、耐湿性に劣る接着樹脂が設けられているため、基板電極の腐蝕を防止しなければならないという課題があった。特に、LCD(Liquid Crystal Display)パネル基板の電極として用いられるITO(Indium Tin Oxide)は、特許文献２に示すように透湿性が高いので下地金属の電蝕を防止することが要求されていた。
特開２００６−１４６０４１号公報特開平７−１９９２１７号公報

本発明は、半導体チップが搭載される配線基板の基板電極の腐食を防止することを目的とする。

（１）本発明に係る電子デバイスは、
半導体装置であって、集積回路が形成された半導体チップと、前記半導体チップに形成され前記集積回路に電気的に接続された複数のパッドと、それぞれの前記パッドの少なくとも一部を露出させる開口を有して前記半導体チップ上に形成されたパッシベーション膜と、前記パッシベーション膜上に配置された樹脂突起と、前記複数のパッド上から前記樹脂突起上に至るように延び前記樹脂突起上では相互に間隔をあけて配置されている複数の配線と、を有する半導体装置と、
複数の基板電極を含む配線パターンが形成され、前記複数の配線と前記複数の基板電極が対向して接触するように、前記半導体装置が搭載された配線基板と、
前記半導体装置と前記配線基板とを接着する接着剤と、
を有し、
前記複数の配線は、前記複数の基板電極よりも腐食しにくい材料から形成され、
それぞれの前記配線は、いずれかの前記基板電極の中央部から、隣の前記基板電極の方向の端部上を超えて外側に至る領域を連続的に覆う。本発明によれば、腐食しにくい材料からなる配線が基板電極を覆うことで、基板電極の腐食を防止することができる。
（２）この電子デバイスにおいて、
前記配線基板は、前記複数の基板電極を露出させる複数の開口を有するように前記配線パターンを覆う保護膜をさらに有し、
前記複数の配線は、前記保護膜から露出する前記複数の基板電極の全体を覆い、かつ、前記保護膜の前記複数の基板電極に隣接する部分を覆ってもよい。
（３）この電子デバイスにおいて、
前記複数の配線は、前記複数の基板電極から、前記配線基板の、前記複数の基板電極に隣接する表面に至る領域を連続的に覆ってもよい。

図１は、本発明の実施の形態に係る電子デバイスに使用される半導体装置を示す平面図である。図２は、図１に示す半導体装置のII-II線断面図であり、図３は、図１に示す半導体装置のIII-III線断面図である。

半導体装置は、半導体チップ１０を有する。半導体チップ１０は、矩形の面を有している。半導体チップ１０には、集積回路１２（トランジスタ等）が形成されている。半導体チップ１０には、集積回路１２に電気的に接続されるように、パッド１４が形成されている。パッド１４は、１列又は複数列（平行な複数列）に並んでいる。パッド１４は、半導体チップ１０の矩形の面の辺に沿って（平行に）並んでいる。パッド１４は、内部配線（図示せず）を介して集積回路１２に電気的に接続されている。

半導体チップ１０には、パッド１４の少なくとも一部が露出する様に、パッシベーション膜１６が形成されている。パッシベーション膜１６は、例えば、ＳｉＯ_２やＳｉＮ等の無機材料のみで形成されていてもよい。パッシベーション膜１６は、集積回路１２の上方に形成されている。

半導体チップ１０（パッシベーション膜１６上）には、樹脂突起１８が設けられている。半導体チップ１０の矩形の面の辺に沿って（平行に）延びる樹脂突起１８が示されており、複数の樹脂突起１８が平行に配列されている。樹脂突起１８の材料としては、例えばポリイミド樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ；benzocyclobutene）、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ；polybenzoxazole）、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂等の樹脂を用いてもよい。

樹脂突起１８は長尺状に形成されている。樹脂突起１８の表面（半導体チップ１０とは反対側を向く面）は、凸曲面になっている。詳しくは、樹脂突起１８の表面は、樹脂突起１８の長手軸又はそれと平行な直線を回転軸として、長手軸の周囲に平行に位置する直線を回転させて描かれる回転面である。樹脂突起１８の表面は、円柱を中心軸に平行な平面で切断して得られた形状の曲面（円柱の回転面の一部）の形状をなしている。樹脂突起１８は、上面よりも下面が広くなるように、末広がりの形状になっている。

半導体チップ１０には、複数の配線２０が形成されている。配線２０の材料として、Ａｕ、Ｔｉ、ＴｉＷ、Ｗ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ又は鉛フリーはんだ等を使用することができる。複数の配線２０は、パッド１４上から樹脂突起１８上に至るように形成されている。複数の配線２０は、隣同士の間隔をあけて樹脂突起１８の上面に形成されている。１つの樹脂突起１８上に複数の配線２０が形成されている。配線２０は、樹脂突起１８の長手軸に交差するように延びる。配線２０は、パッド１４上から、パッシベーション膜１６上を通って、樹脂突起１８上に至る。配線２０とパッド１４は直接接触していてもよいし、両者間に導電膜（図示せず）が介在していてもよい。配線２０は、樹脂突起１８の、パッド１４とは反対側の端部を越えて、パッシベーション膜１６上に至るように形成されている。

図３に示すように、樹脂突起１８の上面は、隣同士の配線２０の間の領域が、配線２０の直下の領域よりも、半導体チップ１０に近くなるように形成されている。すなわち、樹脂突起１８の上面は、配線２０とオーバーラップする領域よりも、これらとオーバーラップしない領域が低くなるように形成されている。こうすることで、配線２０の外部端子となる部分を高くして電気的な接続を図りやすくすることができる。この形状は、樹脂突起１８上に配線２０を形成した後に、樹脂突起１８の隣り合う配線２０間の部分をエッチングし、樹脂突起１８の隣り合う配線２０間の部分をエッチングして得られる。

図４（Ａ）〜図４（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る電子デバイスの製造方法を説明する図である。本実施の形態では、上述した半導体装置を、熱硬化性の接着樹脂前駆体２２を介して、配線基板２４上に配置する。配線基板２４には、配線パターン２６が形成されている。配線パターン２６は、例えばＩＴＯ(Indium Tin Oxide)又はＩＺＯ(indium zinc oxide)からなる。配線パターン２６の複数の部分を露出させるように、保護膜２８が形成されている。保護膜２８は、例えば、ＳｉＯ_２やＳｉＮ等の無機材料のみで形成されていてもよい。配線パターン２６の保護膜２８から露出する部分が基板電極３０である。配線基板２４は、液晶パネル又は有機ＥＬ（Electrical Luminescence）パネルの一部であってもよい。配線基板２４はガラス又はセラミックスのいずれであってもよい。

半導体装置を、樹脂突起１８上の配線２０が基板電極３０に対向するように配置し、半導体装置及び配線基板２４の間に押圧力及び熱を加える。押圧力によって、樹脂突起１８上の複数の配線２０を基板電極３０に電気的に接続（圧接）させる。樹脂突起１８が圧縮されるので、配線２０が樹脂突起１８にめり込む。そして、熱によって、接着樹脂前駆体２２を硬化収縮させる。接着樹脂前駆体２２が硬化するまで押圧力を加えたまま維持する。接着樹脂前駆体２２が硬化したら押圧力を解除する。こうして、電子デバイスを製造する。

図５（Ａ）〜図５（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る電子デバイスを説明する図である。図６は、配線を半導体チップ側から見た斜視図である。電子デバイスは、上述した半導体装置と、配線基板２４と、を有する。配線基板２４には、配線パターン２６が形成されている。配線パターン２６は、例えばＩＴＯ(Indium Tin Oxide)又はＩＺＯ(indium zinc oxide)からなる。配線パターン２６の複数の部分を露出させるように、保護膜２８が形成されている。保護膜２８は、例えば、ＳｉＯ_２やＳｉＮ等の無機材料のみで形成されていてもよい。配線パターン２６の保護膜２８から露出する部分が基板電極３０である。配線基板２４は、液晶パネル又は有機ＥＬ（Electrical Luminescence）パネルの一部であってもよい。配線基板２４はガラス又はセラミックスのいずれであってもよい。

半導体装置は、樹脂突起１８（その上端部）上の配線２０が基板電極３０に対向するように、配線基板２４に搭載されている。複数の配線２０と基板電極３０が電気的に接続している。複数の配線２０と複数の基板電極３０は、対向して接触している。複数の配線２０は、保護膜２８から露出する複数の基板電極３０の全体を覆い、かつ、保護膜２８の複数の基板電極３０に隣接する部分を覆っている。複数の配線２０（例えばＡｕ）は、複数の基板電極３０（例えばＩＴＯ）よりも腐食しにくい材料から形成されている。配線２０は、いずれかの基板電極３０の中央部から、隣の基板電極３０の方向の端部上を超えて外側（保護膜２８の表面）に至る領域を連続的に覆っている。配線２０は、基板電極３０の中央部から、配線ラインの延びる方向に沿った両端部を超えて外側（保護膜２８の表面）に至る領域を連続的に覆っている。つまり、配線２０は基板電極３０を完全に覆っている。本実施の形態によれば、腐食しにくい材料からなる配線２０が基板電極３０を覆うことで、基板電極３０の腐食を防止することができる。その結果、マイグレーションも防止することができる。

樹脂突起１８は、半導体装置及び配線基板２４の対向方向に圧縮された状態で配置されている。保護膜２８の基板電極３０を露出させる開口の形状に従って、配線２０が樹脂突起１８から離れる方向に突出する凸部を有し、これに従って樹脂突起１８も配線２０の方向に突出する凸部を有する。半導体チップ１０と配線基板２４の間には、硬化した接着剤３２が介在する。接着剤３２は硬化収縮している。接着剤３２は、硬化時の収縮による残存ストレスを内在している。

図７（Ａ）〜図７（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る電子デバイスの変形例を説明する図である。図８は、変形例の配線を半導体チップ側から見た斜視図である。

この変形例では、配線基板１２４に、配線パターン１２６を覆う保護膜が形成されていない点で上記実施の形態とは異なる。なお、配線パターン１２６は、配線ライン及び配線ラインよりも広い平面形状のランドを含み、ランドが基板電極１３０である。変形例として、同じ幅の配線ラインのみからなる配線パターンの場合、配線ラインの一部（例えば端部）が基板電極であってもよい。

この変形例では、複数の配線１２０は、複数の基板電極１３０から、配線基板１２４の、複数の基板電極１３０に隣接する表面（配線基板１２４の配線パターン１２６が形成された面）に至る領域を連続的に覆っている。配線１２０は、基板電極１３０の中央部から、隣の基板電極１３０の方向の端部上を超えて外側（配線基板１２４の表面）に至る領域を連続的に覆っている。さらに、配線１２０は、基板電極１３０の中央部から、配線ラインの延びる方向における先端を超えて外側（配線基板１２４の表面）に至る領域を連続的に覆っている。配線１２０は、配線ラインの、基板電極１３０との接続部も覆っている。配線１２０は、基板電極１３０の、配線ラインとの接続部側の端部のうち、配線ラインとの接続部を除く部分も覆っている。

樹脂突起１１８は、半導体装置及び配線基板１２４の対向方向に圧縮された状態で配置されている。配線パターン１２６の形状に従って、配線１２０が樹脂突起１１８に入り込む凹部を有し、これに従って樹脂突起１１８も凹部を有する。これ以外の内容は、上述した実施の形態で説明した内容が該当する。

電子デバイスは、表示デバイス（パネルモジュール）であってもよい。表示デバイスは、例えば液晶表示デバイスやＥＬ（Electrical Luminescence）表示デバイスであってもよい。図９には、表示デバイスとして構成された電子デバイス１０００を示す。電子デバイス１０００に使用される半導体装置１は、表示デバイスを制御するドライバＩＣである。また、電子デバイス１０００を有する電子機器として、図１０にはノート型パーソナルコンピュータ２０００を、図１１には携帯電話３０００を、それぞれ示す。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

図１は、本発明の実施の形態に係る電子デバイスに使用される半導体装置を示す平面図である。図２は、図１に示す半導体装置のII-II線断面図である。図３は、図１に示す半導体装置のIII-III線断面図である。図４（Ａ）〜図４（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る電子デバイスの製造方法を説明する図である。図５（Ａ）〜図５（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る電子デバイスを説明する図である。図６は、配線を半導体チップ側から見た斜視図である。図７（Ａ）〜図７（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る電子デバイスの変形例を説明する図である。図８は、変形例の配線を半導体チップ側から見た斜視図である。図９は、本発明の実施の形態に係る電子デバイスを説明する図である。図１０は、本発明の実施の形態に係る電子デバイスを有する電子機器を説明する図である。図１１は、本発明の実施の形態に係る電子デバイスを有する電子機器を説明する図である。

符号の説明

１０…半導体チップ、１２…集積回路、１４…パッド、１６…パッシベーション膜、１８…樹脂突起、２０…配線、２２…接着樹脂前駆体、２４…配線基板、２６…配線パターン、２８…保護膜、３０…基板電極、３２…接着剤、１１８…樹脂突起、１２０…配線、１２４…配線基板、１２６…配線パターン、１３０…基板電極

Claims

半導体装置であって、集積回路が形成された半導体チップと、前記半導体チップに形成され前記集積回路に電気的に接続された複数のパッドと、それぞれの前記パッドの少なくとも一部を露出させる開口を有して前記半導体チップ上に形成されたパッシベーション膜と、前記パッシベーション膜上に配置された樹脂突起と、前記複数のパッド上から前記樹脂突起上に至るように延び前記樹脂突起上では相互に間隔をあけて配置されている複数の配線と、を有する半導体装置と、
複数の基板電極を含む配線パターンが形成され、前記複数の配線と前記複数の基板電極が対向して接触するように、前記半導体装置が搭載された配線基板と、
前記半導体装置と前記配線基板とを接着する接着剤と、
を有し、
前記複数の配線は、前記複数の基板電極よりも腐食しにくい材料から形成され、
それぞれの前記配線は、いずれかの前記基板電極の中央部から、隣の前記基板電極の方向の端部上を超えて外側に至る領域を連続的に覆う電子デバイス。
請求項１に記載された電子デバイスにおいて、
前記配線基板は、前記複数の基板電極を露出させる複数の開口を有するように前記配線パターンを覆う保護膜をさらに有し、
前記複数の配線は、前記保護膜から露出する前記複数の基板電極の全体を覆い、かつ、前記保護膜の前記複数の基板電極に隣接する部分を覆う電子デバイス。
請求項１に記載された電子デバイスにおいて、
前記複数の配線は、前記複数の基板電極から、前記配線基板の、前記複数の基板電極に隣接する表面に至る領域を連続的に覆う電子デバイス。