JP2010027706A - 半導体装置および表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】放熱材を設けつつも折り曲げ性を向上させて、配線の断線などの不具合を生じない半導体装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るＣＯＦ１０は、放熱材７が、その端部７ａ，７ｂ周辺の領域ほど、大きな面積の開口部を設けるなどして、体積（面積）が少なくなるように設けられている。この構成により、ＣＯＦ１０を折り曲げた際の折り曲げ性が向上し、この折り曲げによる応力が放熱材７の端部７ａ，７ｂに集中することを防いで、絶縁フィルム１上の配線２を断線から守ることができる。また、ＣＯＦ１０を表示装置３０に実装する際に、ＣＯＦ１０と表示パネル１５との接合に用いられる異方性導電樹脂の剥がれをなくすことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、金属性の放熱材が設けられているＣＯＦ（Chip On Film）としての半導体装置およびそれを備える表示装置に関し、特に上記金属性の放熱材を設けながら折り曲げ性を向上させた半導体装置およびそれを備える表示装置に関する。
従来、ＣＯＦにおける半導体素子が放出する熱の放熱対策として、ＣＯＦの絶縁フィルムの半導体素子が搭載されている面と反対の面において、半導体素子が搭載されている位置に相当する箇所に、もしくは全面的に、金属性の放熱材を設ける技術が考案されている（特許文献１参照）。以下、この技術を用いたＣＯＦについて、図９（ａ）を用いて簡単に説明する。
上記技術を用いたＣＯＦとしてのＣＯＦ１１０は、図示のように、絶縁フィルム１０１と、絶縁フィルム１０１の一方の面に設けられた配線１０２と、絶縁フィルム１０１および配線１０２の一部を覆うように設けられたソルダーレジスト１０３とを備え、半導体素子１０４に設けられたバンプ電極１０４ａが配線１０２と接合されている。また、ＣＯＦ１１０は、半導体素子１０４周辺に充填されて半導体素子１０４を絶縁フィルム１０１に固定し、かつ外部から保護する封止樹脂１０６と、絶縁フィルム１０１の上記一方の面とは反対の面（裏面）に設けられた放熱材１０７（具体的には板状であって銅からなる）とを備えている。ＣＯＦ１１０では、放熱材１０７を備えていることにより、半導体素子１０４が放出した熱の放熱性を向上できる。
特開２００６−１０８３５６号公報（２００６年４月２０日公開） 特開２００５−２９４６３９号公報（２００５年１０月２０日公開）
ＣＯＦ１１０は、例えば表示パネルに実装する際、折り曲げて実装を行うが、このとき放熱材１０７は折り曲げを阻害し、折り曲げ性が悪い領域と容易になる領域との境界部分である放熱材１０７端部に折り曲げによる応力が集中し、放熱材１０７端部の反対面に設けられた配線１０２が断線するという問題を生じる。また、放熱材１０７によってＣＯＦ１１０の折り曲げ性が悪化すると、折り曲げからの復元力によって表示パネルとＣＯＦ１１０との接合に用いられている異方性導電樹脂を剥がしてしまうという問題を生じる。
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、放熱材を設けつつも折り曲げ性を向上させて、配線の断線などの不具合を生じない半導体装置、およびそれを備える表示装置を提供することにある。
本発明に係る半導体装置は、上記課題を解決するために、絶縁フィルムと、上記絶縁フィルムの一方の面に設けられた外部接続用端子と半導体素子接続用端子とを有する配線と、上記絶縁フィルムの一方の面とは反対の面に設けられた放熱部材とを備え、上記配線における上記半導体素子接続用端子に半導体素子が接合される半導体装置において、上記放熱部材における上記半導体素子およびその周辺に相当する領域である第１領域と比較して、当該第１領域と隣接する、上記放熱部材端部周辺に相当する領域である第２領域は、上記放熱部材の単位面積あたりの体積が少なく、かつ、上記第２領域のうち、上記第１領域と隣接する領域である第３領域と比較して、当該第３領域と隣接する、上記放熱部材端部と隣接する領域である第４領域は、上記放熱部材の単位面積あたりの体積が少ないことを特徴としている。
また、本発明に係る半導体装置は、上記課題を解決するために、絶縁フィルムと、上記絶縁フィルムの一方の面に設けられた外部接続用端子と半導体素子接続用端子とを有する配線と、上記絶縁フィルムの一方の面とは反対の面に設けられた放熱部材とを備え、上記配線における上記半導体素子接続用端子に半導体素子が接合される半導体装置において、上記放熱部材における上記半導体素子およびその周辺に相当する領域である第１領域と比較して、当該第１領域と隣接する、上記放熱部材端部周辺に相当する領域である第２領域は、上記放熱部材の単位長さあたりの面積が少なく、かつ、上記第２領域のうち、上記第１領域と隣接する領域である第３領域と比較して、当該第３領域と隣接する、上記放熱部材端部と隣接する領域である第４領域は、上記放熱部材の単位長さあたりの面積が少ないことが好ましい。
また、本発明に係る表示装置は、上記課題を解決するために、上記半導体装置を用いて実装した、表示装置を駆動するための表示装置駆動モジュールを備えていることを特徴としている。
上記の構成によれば、本発明に係る半導体装置は、放熱部材が、その端部周辺の領域ほど、単位面積あたりの体積（単位長さあたりの面積）が少なくなるように設けられている。この構成により、上記半導体装置を折り曲げた際の折り曲げ性が向上し、この折り曲げによる応力が上記放熱部材端部に集中することを防いで、絶縁フィルム上の配線を断線から守ることができる。また、上記半導体装置の折り曲げ性が向上したことによって、上記半導体装置を表示パネルに実装する際に、上記半導体装置と上記表示パネルとの接合に用いられる異方性導電樹脂の剥がれをなくすことができる。
また、上記半導体装置は、半導体素子およびその周辺に相当する領域では、上記放熱部材の体積（面積）を確保しており、このため折り曲げ性を向上させつつ、上記放熱部材の元々の機能（上記半導体素子が放出する熱の放熱）も維持している。
また、上記の構成によれば、本発明に係る表示装置は、折り曲げ性を向上させて、配線の断線などの不具合を生じない、かつ、放熱機能を有する、上記もしくは下記の半導体装置を用いて実装した、表示装置を駆動するための表示装置駆動モジュールを備えているため、その動作に高い信頼性を確保できる。
以上のことから、上記半導体装置は、放熱材を設けつつも折り曲げ性を向上させて、配線の断線などの不具合を生じない半導体装置、およびそれを備える表示装置を提供することができるという効果を奏する。
本発明に係る半導体装置は、上記第２領域には、上記第１領域には設けられていない、上記絶縁フィルムまで貫通する孔である、開口が複数設けられており、当該開口のうち、第１開口部および第２開口部がそれぞれ複数設けられており、上記第１開口部は、上記第２開口部と比較して、小さい面積を有する開口であり、上記第１開口部は、上記第３領域に設けられており、上記第２開口部は、上記第４領域に設けられていることが好ましい。
上記の構成によれば、上記放熱部材端部周辺の領域ほど、大きな面積を有する開口部を設けて、上記放熱部材の面積を少なくしている。この構成により、上述のような、上記半導体装置の折り曲げ性を向上させて、上記配線を断線から守るなどの各種効果を奏することができる。
本発明に係る半導体装置は、上記第２領域には、上記第１領域には設けられていない、上記絶縁フィルムまで貫通する孔である、開口が複数設けられており、当該開口のうち、第１開口部が複数設けられており、上記第１開口部は、上記第３領域よりも上記第４領域に多数設けられていることが好ましい。
上記の構成によれば、上記放熱部材端部周辺の領域ほど、開口部を多数設けて、上記放熱部材の面積を少なくしている。この構成により、上述のような、上記半導体装置の折り曲げ性を向上させて、上記配線を断線から守るなどの各種効果を奏することができる。
本発明に係る半導体装置は、上記開口部は、それぞれ９０°以下の角を有さない形状であることが好ましい。
また、本発明に係る半導体装置は、上記開口部は、円形状、もしくは五角形以上の多角形の形状であることが好ましい。なお、上記五角形以上の多角形とは、例えば六角形であって、５つ以上の線分で囲まれた多角形を指している。
上記放熱部材に設ける開口部が９０°以下の角を有する形状であると、この角に応力が集中して、この角を起点とする折り曲げおよび亀裂が生じてしまうおそれがある。そこで、上記の構成のように、上記放熱部材に設ける開口部が９０°以下の角を有さない形状、例えば、円形状、もしくは五角形以上の多角形の形状とすることによって、上記開口部の角に応力が集中することを緩和して、上記折り曲げおよび上記亀裂の発生を防ぐことができる。なお、特に円形状とすることが好ましい。
本発明に係る半導体装置は、上記第２領域には、上記第１領域には設けられていない、上記放熱部材端部に向かうにつれて上記第２領域の上記放熱部材の単位長さあたりの面積が少なくなる、複数の切り欠きが設けられていることが好ましい。
上記の構成によれば、上記放熱部材端部に向かうにつれて上記第２領域の上記放熱部材の面積が少なくなる、複数の切り欠きを設けて、上記放熱部材の単位長さあたりの面積を少なくしている。この構成により、上述のような、上記半導体装置の折り曲げ性を向上させて、配線を断線から守るなどの各種効果を奏することができる。また、この構成では、上記放熱部材端部に向かうにつれて連続的に上記放熱部材の面積が少なくなっているため、上述の開口部を設ける構成と比較して、折り曲げによる応力が上記放熱部材端部に集中することをより防いで、上記配線を断線から守るなどの各種効果をより顕著に奏することができる。
本発明に係る半導体装置は、上記切り欠きは、上記第２領域のうち、上記放熱部材端部の中央部の領域を除いて設けられていることが好ましい。
また、本発明に係る半導体装置は、上記切り欠きは、上記第２領域のうち、上記放熱部材端部の中央部の領域のみに設けられていることが好ましい。
上記の構成によれば、上記放熱部材端部に向かうにつれて上記第２領域の上記放熱部材の面積が少なくなる複数の切り欠きを上記放熱部材端部の中央部の領域を除いて、または中央部の領域のみに設けて、上記放熱部材の面積を少なくしている。この構成により、上述のような、上記半導体装置の折り曲げ性を向上させて、配線を断線から守るなどの各種効果を奏することができる。
また、上記の構成によれば、以下に示す効果も奏することができる。上記半導体装置は、製品として出荷される段階では、上記半導体素子周辺に、上記半導体素子を上記絶縁フィルムに固定するため、かつ上記半導体素子を外部の水分などから保護するために樹脂が充填されている。この樹脂は、上記半導体装置を実装する際に加えられる熱によって収縮し、これによって上記半導体装置に反りが生じることがある。また、放熱部材の熱膨張と絶縁フィルムの熱膨張とのミスマッチにより反りが生じることもある。この反りが生じている状態で上記半導体装置を実装すると、例えば表示パネルに実装すると、上記放熱部材端部に応力が集中して、上記表示パネルと上記半導体装置との接合に用いられている異方性導電樹脂が剥がれるなどの問題が生じる。そこで、上記複数の切り欠きを上記放熱部材端部の中央部の領域を除いて、または中央部の領域のみに設けることで、上記反りによる、上記放熱部材端部への応力の集中を緩和して、上記異方性導電樹脂の剥がれを防ぐことができる。
上記切り欠きを設ける領域は、上記半導体装置の反りの方向と折り曲げの方向とによって変えることが好ましい。具体的には、中央部が盛り上がるように反っている場合には、上記切り欠きを上記放熱部材端部の中央部の領域のみに設け、中央部がへこむように反っている場合には、上記切り欠きを上記放熱部材端部の中央部の領域を除いて設けることが好ましい。
本発明に係る半導体装置は、上記放熱部材にスリットを設けていることが好ましい。
上記の構成によれば、上記放熱部材にスリットを設けていることにより、上記放熱部材の熱膨張を妨げて緩和でき、従来放熱部材の熱膨張によって生じていた配線の変形もしくは断線を防止することができる。なお、例えば上記放熱部材が長方形状の放熱部材であるならば、上記スリットは、その機能から、上記放熱部材の長辺方向に設けることとなる。
本発明に係る半導体装置は、絶縁フィルムと、上記絶縁フィルムの一方の面に設けられた外部接続用端子と半導体素子接続用端子とを有する配線と、上記絶縁フィルムの一方の面とは反対の面に設けられた放熱部材とを備え、上記配線における上記半導体素子接続用端子に半導体素子が接合される半導体装置において、上記放熱部材における上記半導体素子およびその周辺に相当する領域である第１領域と比較して、当該第１領域と隣接する、上記放熱部材端部周辺に相当する領域である第２領域は、上記放熱部材の単位面積あたりの体積が少なく、かつ、上記第２領域のうち、上記第１領域と隣接する領域である第３領域と比較して、当該第３領域と隣接する、上記放熱部材端部と隣接する領域である第４領域は、上記放熱部材の単位面積あたりの体積が少ないことを特徴としている。
また、本発明に係る半導体装置は、絶縁フィルムと、上記絶縁フィルムの一方の面に設けられた外部接続用端子と半導体素子接続用端子とを有する配線と、上記絶縁フィルムの一方の面とは反対の面に設けられた放熱部材とを備え、上記配線における上記半導体素子接続用端子に半導体素子が接合される半導体装置において、上記放熱部材における上記半導体素子およびその周辺に相当する領域である第１領域と比較して、当該第１領域と隣接する、上記放熱部材端部周辺に相当する領域である第２領域は、上記放熱部材の単位長さあたりの面積が少なく、かつ、上記第２領域のうち、上記第１領域と隣接する領域である第３領域と比較して、当該第３領域と隣接する、上記放熱部材端部と隣接する領域である第４領域は、上記放熱部材の単位長さあたりの面積が少ないことが好ましい。
また、本発明に係る表示装置は、上記課題を解決するために、上記半導体装置を用いて実装した、表示装置を駆動するための表示装置駆動モジュールを備えていることを特徴としている。
上記の構成によれば、本発明に係る半導体装置は、放熱部材が、その端部周辺の領域ほど、単位面積あたりの体積（単位長さあたりの面積）が少なくなるように設けられている。この構成により、上記半導体装置を折り曲げた際の折り曲げ性が向上し、この折り曲げによる応力が上記放熱部材端部に集中することを防いで、絶縁フィルム上の配線を断線から守ることができる。また、上記半導体装置の折り曲げ性が向上したことによって、上記半導体装置を表示パネルに実装する際に、上記半導体装置と上記表示パネルとの接合に用いられる異方性導電樹脂の剥がれをなくすことができる。
また、上記半導体装置は、半導体素子およびその周辺に相当する領域では、上記放熱部材の体積（面積）を確保しており、このため折り曲げ性を向上させつつ、上記放熱部材の元々の機能（上記半導体素子が放出する熱の放熱）も維持している。
また、上記の構成によれば、本発明に係る表示装置は、折り曲げ性を向上させて、配線の断線などの不具合を生じない、かつ、放熱機能を有する、上記もしくは下記の半導体装置を用いて実装した、表示装置を駆動するための表示装置駆動モジュールを備えているため、その動作に高い信頼性を確保できる。
以上のことから、上記半導体装置は、放熱材を設けつつも折り曲げ性を向上させて、配線の断線などの不具合を生じない半導体装置、およびそれを備える表示装置を提供することができるという効果を奏する。
本明細書では、本発明に係る半導体装置における部材が長方形状である場合に、その長辺方向を「横」、短辺方向を「縦」と称する。
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜図７を用いて説明すると以下の通りである。
図１は、本実施形態に係るＣＯＦ（半導体装置）１０を示しており、図１（ａ）はその裏面を示しており、図１（ｂ）および図１（ｃ）は図１（ａ）中の“ａ”の領域の構成例を拡大して示している。
ＣＯＦ１０は、図５に示すように、図９（ａ）に示したＣＯＦ１１０と同様な構成であり、半導体素子などの搬送に使用するスプロケットホール１ａを有する絶縁フィルム１と、絶縁フィルム１の一方の面に設けられ、外部接続用端子（不図示）および半導体素子接続用端子（不図示）を有する配線２と、絶縁フィルム１および配線２の一部を覆うように設けられたソルダーレジスト３とを備え、バンプ電極４ａを有した半導体素子４がこのバンプ電極４ａを介して配線２における半導体素子接続用端子に接合される。また、ＣＯＦ１０は、半導体素子４近傍に充填されて半導体素子４を絶縁フィルム１に固定し、かつ外部の水分などから保護する封止樹脂６と、絶縁フィルム１の上記一方の面とは反対の面（裏面）に設けられた放熱材（放熱部材）７とを備えて構成されている。ＣＯＦ１０では、放熱材７を備えていることにより、半導体素子４が放出した熱の放熱性を向上できる。
図２は、ＣＯＦ１０を搭載した表示装置３０の一部の構成を示している。表示装置３０は、一般的な液晶表示装置であり、詳細な説明は省略する。
表示装置３０は、表示パネル１５、バックライト装置２０、および表示パネル１５に表示を行うための表示装置駆動モジュールとしての（表示装置駆動モジュールを実装するための）ＣＯＦ１０を備えている。図示のように、ＣＯＦ１０は折り曲げられて搭載される。詳細は後述するが、ＣＯＦ１０では、例えば、放熱材７を設けつつも折り曲げ性を向上させて配線２の断線を防止することができる。表示装置３０では、表示装置駆動モジュールを以上のような効果を有するＣＯＦ１０によって実装するため、その動作に高い信頼性を確保できる。また、特に、表示パネル１５が高機能化および多出力化となる大型パネルである場合に、上述の高い信頼性を確保できるという効果が顕著となる。なお、表示装置３０は、液晶表示装置に限られるわけではなく、例えば有機ＥＬを用いた表示装置であってもよい。
以下、ＣＯＦ１０の詳細について説明するが、絶縁フィルム１、配線２、ソルダーレジスト３、および封止樹脂６は、従来一般的に知られた材料および形成方法で形成するため、ここではその説明を省略し、主に放熱材７について説明する。
放熱材７は、板状であることが好ましく、優れた放熱性を実現するために、熱伝導率の大きい材料で形成する。具体的には、熱伝導率が１０Ｗ/(ｍ・Ｋ)以上の材料によって形成されることが好ましい。換言すれば、銅、アルミニウム、もしくはＳＵＳ（ステンレス鋼）によって形成されることが好ましい。その形成方法は、一般的なスパッタなどである。本実施形態では銅で構成している。また、放熱材７は、その表面が、放熱材７の形成材料とは異なる材料によってメッキもしくはコーティングされていることが好ましい。放熱材７は、上述のように専ら金属で形成するため、酸化が起こる場合があるが、以上の構成により、放熱材７の酸化を防ぐことができる。具体的には、錫メッキもしくはソルダーレジストによってコーティングする。
放熱材７の厚みは、５μｍ以上３０μｍ以下が好ましく、８μｍ以上１５μｍ以下がより好ましい。図３は、放熱材７の厚みとＣＯＦ１０の温度との関係を示すグラフである。このグラフから、８μｍ以上１５μｍ以下の厚みの場合に最も温度の低下が顕著であり、厚みが増してもその効果がさほど上がらないことが明らかである。また、ＣＯＦ１０の薄型を維持するためにも、放熱材７は薄いほうがよい。したがって、放熱材７の厚みとしては、８μｍ以上１５μｍ以下がより好ましく、この構成により、ＣＯＦ１０の薄型を維持しつつ、放熱性を向上させることができる。本実施形態では８μｍもしくは１５μｍで構成している。
また、ＣＯＦ１０の薄型化および高い放熱性を達成するためには、半導体素子４と放熱材７との垂直方向の距離（図９（ａ）で示す“ｂ”の距離）が、０．１ｍｍ以下であることが好ましい。
放熱材７は、ＣＯＦ１０の裏面全体に形成することが好ましい。この構成により、高い放熱性を達成することができる。しかしながら、ＣＯＦ１０は上述のように折り曲げられて実装されるため、その折り曲げ性を考慮すれば、ＣＯＦ１０の裏面の一部、具体的にはＣＯＦ１０の裏面における半導体素子４およびその周辺に相当する位置に形成されることが好ましい。
また、ＣＯＦでは打ち抜き部分を打ち抜いて実装するため、ＣＯＦ１０では、放熱材７の横幅７Ｂを、打ち抜き部分１ｃから両側それぞれ０．５ｍｍ以上余裕をとって（図１（ａ）中の“ｄ１”の領域）設定する。本実施形態では、ｄ１＝１ｍｍとしている。この構成により、実装時の打ち抜きに支障をきたすことなく、放熱性を向上させることができる。
なお、放熱材７の形状は、本実施形態では、半導体素子４を長方形状としているためそれに合わせて長方形状としており、これに限定されるわけではなく、例えば正方形状であってもよい。
次に、本実施形態において最も着目すべき点であるが、放熱材７は、半導体素子４およびその周辺に相当する領域である領域ａｒｅａ１（第１領域）と、領域ａｒｅａ１と隣接する、放熱材７の横方向の端部７ａ，７ｂ周辺に相当する領域である領域ａｒｅａ２（第２領域）とに区分けした場合、領域ａｒｅａ２に、絶縁フィルム１へ貫通している孔である開口部Ｏが設けられている。また、領域ａｒｅａ２は、領域ａｒｅａ１と隣接する領域である領域ａｒｅａ３（第３領域）と、領域ａｒｅａ３と隣接する、放熱材７の端部７ａ，７ｂと隣接する領域である領域ａｒｅａ４（第４領域）とに区分けできる。
開口部Ｏは、少なくとも開口部Ｏ１，Ｏ２を含んでいる。開口部Ｏ１，Ｏ２は、図１（ｂ）に示すように、正方形状であって、開口部Ｏ２は、開口部Ｏ１より大きい面積を有した開口である。開口部Ｏ１は、領域ａｒｅａ２内の領域ａｒｅａ３に設けられており、開口部Ｏ２は、領域ａｒｅａ２内の領域ａｒｅａ４に設けられている。すなわち、放熱材７は、ベタで設けられている放熱材と比較して、開口部Ｏが設けられていることによりその体積（面積）が少なくなっている。また、領域ａｒｅａ１＞領域ａｒｅａ２、領域ａｒｅａ３＞領域ａｒｅａ４のように、端部７ａ，７ｂ周辺の領域ほど大きい面積の開口部Ｏが設けられて放熱材の単位面積あたりの体積（単位長さあたりの面積）が少なくなっている。
このような構成により、放熱材７は、ＣＯＦ１０を折り曲げた際の折り曲げ性が向上し、この折り曲げによる応力が放熱材７の端部７ａ，７ｂに集中することを防いで、絶縁フィルム１上の配線２を断線から守ることができる。また、ＣＯＦ１０の折り曲げ性が向上したことによって、ＣＯＦ１０を表示装置３０に実装する際に、ＣＯＦ１０と表示パネル１５との接合に用いられる異方性導電樹脂の剥がれをなくすことができる。
また、ＣＯＦ１０は、半導体素子４およびその周辺に相当する領域ａｒｅａ１では、開口部Ｏを設けず放熱材７の体積（面積）を確保しており、このため折り曲げ性を向上させつつ、放熱材７の元々の機能（半導体素子４が放出する熱の放熱）も維持している。この点から換言すれば、開口部Ｏは、放熱材７の機能である放熱にさほど寄与しない箇所に設けていると言える。領域ａｒｅａ２は、具体的には、端部７ａ，７ｂから半導体素子４周辺へ向かって１〜３（ｍｍ）程度とすればよい。
また、開口部Ｏは、図１（ｃ）に示すように、開口部Ｏ１，Ｏ２を含まず、開口部Ｏ１のみで構成し、開口部Ｏ２の機能を、領域ａｒｅａ４に、領域ａｒｅａ３に設けるよりも多くの開口部Ｏ１を設けることで達成してもよい。この場合、開口部Ｏ１，Ｏ２を設ける場合と同等の効果を奏することができる。
また、開口部Ｏは、９０°以下の角を有さない形状であることが好ましい。これは、開口部Ｏが９０°以下の角を有する形状であると、この角に応力が集中して、この角を起点とする折り曲げおよび亀裂が生じてしまうおそれがあるためである。上記９０°以下の角を有さない形状とは、例えば、図４に示すような五角形状、もしくは五角形状以上の多角形、もしくは円形状が挙げられ、特に円形状が好ましい。なお、上記五角形以上の多角形とは、例えば六角形であって、５つ以上の線分で囲まれた多角形を指している。
また、放熱材７は、上述のような、ＣＯＦ１０の折り曲げ性を向上させて、配線２を断線から守るなどの各種効果を奏するためには、上述のような開口部Ｏを設けるのではなく、図５に示すように、端部７ａ，７ｂに近づくにつれて、段階的にもしくは連続的に放熱材７の厚みを薄くする構成としてもよい。あるいは、図６および図７に示すように、放熱材７の端部７ａ，７ｂに向かうにつれて領域ａｒｅａ２の放熱材の面積が少なくなる、複数の切り欠きＮを設けてもよい。図６および図７は、切り欠きＮを設けた放熱材７を示しており、ＣＯＦ１０のその他の構成の図示は省略している。
このように放熱材７の端部７ａ，７ｂに向かうにつれて、放熱材７の厚みを薄くする、領域ａｒｅａ２の放熱材の面積が少なくなる切り欠きＮを設けることによって、端部７ａ，７ｂに向かうにつれて段階的にもしくは連続的に放熱材７の面積が少なくなっているため、上述の開口部Ｏを設ける構成と比較して、折り曲げによる応力が端部７ａ，７ｂに集中することをより防いで、配線２を断線から守るなどの各種効果をより顕著に奏することができる。
また、図７に示した切り欠きＮの設け方では、すなわち、端部７ａ，７ｂの中央部の領域を除いて、もしくは中央部の領域のみに切り欠きＮを設ける構成であれば、ＣＯＦ１０を実装する際の折り曲げに起因した配線２の断線を防ぐなどの上述の各種効果に加えて、以下に示す効果も奏することができる。
ＣＯＦ１０は、上述のように、半導体素子４周辺に、半導体素子４を絶縁フィルム１に固定し、かつ外部の水分などから保護する封止樹脂６が充填されている。この封止樹脂６は、ＣＯＦ１０を実装する際に加えられる熱によって収縮し、これによってＣＯＦ１０に反り（放熱材７の横方向の反り）が生じることがある。また、放熱材７の熱膨張と絶縁フィルム１の熱膨張とのミスマッチにより反りが生じることもある。この反りが生じている状態でＣＯＦ１０を実装すると、例えば上述のように表示パネルに実装すると、端部７ａ，７ｂに応力が集中して、表示パネルとＣＯＦ１０との接合に用いられている異方性導電樹脂が剥がれるなどの問題が生じる。そこで、端部７ａ，７ｂの中央部の領域を除いて、または中央部の領域のみに切り欠きＮを設けることで、上記反りによる、端部７ａ，７ｂへの応力の集中を緩和して、上記異方性導電樹脂の剥がれを防ぐことができる。また、端部７ａ，７ｂの中央部から放熱材７の縦方向の端部７ｃ，７ｄへ向かって、放熱材７の面積が少なくなるような構成（極端に言えば、菱形状のような形状）でも、上記反りによる問題を解決することができる。
また、切り欠きＮを設ける領域は、ＣＯＦ１０の反りの方向と折り曲げの方向とによって変えることが好ましい。具体的には、中央部が盛り上がるように反っている場合には、切り欠きＮを放熱材７の端部７ａ，７ｂの中央部の領域のみに設け、中央部がへこむように反っている場合には、切り欠きＮを放熱材７の端部７ａ，７ｂの中央部の領域を除いて設けることが好ましい。
以上のように、本実施形態に係るＣＯＦ１０では、放熱材７が、その端部７ａ，７ｂ周辺の領域ほど、単位面積あたりの体積（単位長さあたりの面積）が少なくなるように設けられている。この構成により、ＣＯＦ１０を折り曲げた際の折り曲げ性が向上し、この折り曲げによる応力が放熱材７の端部７ａ，７ｂに集中することを防いで、絶縁フィルム１上の配線２を断線から守ることができる。また、ＣＯＦ１０の折り曲げ性が向上したことによって、ＣＯＦ１０を表示装置３０に実装する際に、ＣＯＦ１０と表示パネル１５との接合に用いられる異方性導電樹脂の剥がれをなくすことができる。また、半導体素子４およびその周辺に相当する領域ａｒｅａ１では、開口部Ｏを設けず放熱材７の体積（面積）を確保しており、このため折り曲げ性を向上させつつ、放熱材７の元々の機能（半導体素子４が放出する熱の放熱）も維持している。
なお、特許文献２には、フレックスリジット配線板を構成するフレキシブル基板に、当該フレキシブル基板の屈曲部における屈曲具合を大きくしたり、また、導体回路の断線等を引き起こしにくくしたりするなどのために、ダミーパターンを設けるとともに、このダミーパターンに、様々な形状の開口が設けられていることが開示されている。具体的には、同じ大きさの面積を有する開口が格子状に形成されている、もしくは大きい面積の開口が中央部に形成され、当該開口に対し端部側に小さい面積の開口が設けられている。
このように上記ダミーパターンにおける開口は、本発明のように、端部に近づくにつれて大きな面積の開口を設けるようには構成されておらず、少なくともこの点で本発明とは異なっている（特許文献２の段落〔００４２〕〜段落〔００４９〕、および図３参照）。
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施形態について図８を用いて説明すると以下の通りである。
図８は、本実施形態に係るＣＯＦ１０ａを示しており、図８（ａ）および図８（ｃ）はその裏面を、図８（ｂ）は図８（ａ）および図８（ｃ）中の“ｃ”の領域を拡大して示している。なお、説明の便宜上、ＣＯＦ１０の部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する。また、基本的にＣＯＦ１０と異なる点についてのみ説明する。
ＣＯＦ１０ａは、ＣＯＦ１０の構成に対し、放熱材７に図８に示すようなスリット８をさらに設けている。このスリット８について、以下詳細に説明する。
従来のＣＯＦ１１０では、半導体素子１０４のバンプ電極１０４ａを配線１０２に接合するとき、図９（ａ）に示すように、約１２０℃程度に加熱されたステージ１１５上にＣＯＦ１１０を配置するとともに、半導体素子１０４上に約４００℃程度に加熱された加熱ツール１１７を配置して押さえ込んで圧力を印加し、この状態を約１秒程度維持して熱圧着により接合を行う。
このとき、図中の“Ａ”の領域の放熱材１０７は、ステージ１１５と加熱ツール１１７とにより固定されているが、図中の“Ｂ”の領域の放熱材１０７は、それらで固定されていないため、ステージ１１５と加熱ツール１１７との熱による熱膨張によって、長辺方向（図中の点線の矢印の方向）へ伸びる。また、この現象はその他樹脂封止後の樹脂硬化などの加熱プロセスにおいても同様のことが考えられる。この結果、放熱材１０７の伸びにつられて絶縁フィルム１０１が伸び、配線１０２の変形もしくは断線が引き起こされるという問題を生じていた。図９（ｂ）は、半導体素子１０４のバンプ電極１０４ａが設けられた面の平面図である。上述のように、放熱材１０７および絶縁フィルム１０１はその長辺方向へ伸びるため、半導体素子１０４の短辺側（図中の“Ｃ”の領域）の配線１０２の変形もしくは断線が顕著に見られた。
スリット８は、以上のような問題を解決するためのものであり、このスリット８により、放熱材７に対し、放熱材としての機能を損せることなく、半導体素子４のバンプ電極４ａを配線２に接合するときの熱圧着及び樹脂封止後の樹脂硬化などの加熱プロセスによる熱膨張を緩和して伸びを防ぎ、その結果、配線２の変形もしくは断線を防止する。
スリット８は、その機能から、基本的に放熱材７における半導体素子４およびその周辺に相当する位置（領域ａｒｅａ１）に設けることが好ましい。また、半導体素子４の中心線Ｌ１，Ｌ２（一例）に対し線対称となるように設けることが好ましい。以上の構成により、スリット８を、半導体素子４近くに、かつ、その半導体素子４付近に均等に設けることになるため、確実に熱膨張を緩和することができ、その結果、確実に配線２の変形もしくは断線を防止することができる。また、半導体素子４の一辺に平行な第１スリットを有し、上記第１スリットと、上記第１スリットに最も近接する半導体素子４の一辺にあるバンプ端面との水平方向の距離が、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることが好ましい。この構成によれば、上記第１スリットは、放熱材７の膨張経路を横断するように設けられるため、熱膨張を緩和するためには非常に有効であり、それゆえより確実に熱膨張を緩和することができ、その結果、より確実に配線２の変形もしくは断線を防止することができる。
図示したスリット８は、放熱材７が上記熱圧着や上記樹脂硬化などの加熱プロセスによって特に長辺方向へ伸びるという例に対応して形成されたものであり、それゆえ特に、半導体素子４の短辺側に放射状に多くのスリットを設けている。より具体的には、図８（ｂ）に示すように、放熱材７において“７ａ”，“７ｂ”，“７ｃ”，“７ｄ（不図示）”という領域ができるように、かつ、その各領域に、半導体素子４の一辺におけるバンプ電極４ａが含まれるように、スリットを設けている（例えば、領域“７ａ”には、半導体素子４の短辺側のバンプ電極４ａが含まれている）。
また、図示したスリット８は、上記第１スリットとしてのスリット８ａ（図８（ｂ））を有している。スリット８ａと、スリット８ａに最も近接する半導体素子４の短辺にあるバンプ端面との水平方向の距離（図８（ｂ）中の“ｄ２”）は、０．５ｍｍとしている。また、図示したスリット８は、図８（ａ）に示すように、放熱性を考慮して、放熱材７を分離しないように切れ目を有して形成されていてもよく、あるいは、図８（ｃ）に示すように、放熱材７を分離するように形成されていてもよい。
また、スリット８は、その幅が０．０２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることが好ましい。この構成により、スリット８を小さく形成して放熱材７の放熱性を損わせず、配線の変形もしくは断線を防止することができる。本実施形態では、０．０５ｍｍで形成している。スリット８の形成方法は、一般的なエッチングである。
以上説明したスリット８の位置および形状はあくまでも単なる一例に過ぎない。放熱材の伸びは、上記熱圧着を行うための装置（図９（ａ）で示したステージ１１５および加熱ツール１１７）と放熱板との形状および大きさの違いによって固定できない箇所が存在することにより起こるものであるから（また、この現象は、樹脂封止後の樹脂硬化などの加熱プロセスにおいても同様のことが起こる可能性がある）、その形態は多岐にわたる。よって、その放熱板の伸びを回避するためのスリットの位置および形状も多岐にわたる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は、裏面に放熱材を設けつつも折り曲げ性を向上させて、配線の断線などの不具合を生じないＣＯＦであり、多種多様な半導体素子の実装に用いるＣＯＦとして好適に用いることができる。
本発明の一実施形態に係るＣＯＦを示しており、（ａ）はその裏面の平面図であり、（ｂ）および（ｃ）は図１（ａ）中の“ａ”の領域の構成例を示す拡大図である。 図１に示したＣＯＦを用いた表示装置の一部の構成を示す図である。 放熱材の厚みと放熱材を備えた図１に示したＣＯＦの温度との関係を示すグラフである。 図１に示したＣＯＦにおける放熱材に設けた開口部の形状例を示す平面図である。 図１に示したＣＯＦにおける放熱材の構成例を示す図である。 図１に示したＣＯＦにおける放熱材の構成例を示すものであって、切り欠きを設けた場合の一例を示す平面図である。 図１に示したＣＯＦにおける放熱材の構成例を示すものであって、切り欠きを設けた場合の他の例を示す平面図である。 本発明の他の実施形態に係るＣＯＦを示しており、（ａ）および（ｃ）はその裏面の平面図であり、（ｂ）は図８（ａ）および図８（ｃ）中の“ｃ”の領域の拡大図である。 従来技術に係るＣＯＦを示しており、（ａ）はその断面図であり、（ｂ）は半導体素子のバンプ電極が設けられた面の平面図である。
符号の説明
１ 絶縁フィルム
２ 配線
４ 半導体素子
７ 放熱材
８ スリット
１０、１０ａ ＣＯＦ（半導体装置）
３０ 表示装置
ａｒｅａ１ 領域（第１領域）
ａｒｅａ２ 領域（第２領域）
ａｒｅａ３ 領域（第３領域）
ａｒｅａ４ 領域（第４領域）
Ｏ１ 開口部（第１開口部）
Ｏ２ 開口部（第２開口部）
Ｎ 切り欠き

Claims (11)

  1. 絶縁フィルムと、
    上記絶縁フィルムの一方の面に設けられた外部接続用端子と半導体素子接続用端子とを有する配線と、
    上記絶縁フィルムの一方の面とは反対の面に設けられた放熱部材とを備え、上記配線における上記半導体素子接続用端子に半導体素子が接合される半導体装置において、
    上記放熱部材における上記半導体素子およびその周辺に相当する領域である第１領域と比較して、当該第１領域と隣接する、上記放熱部材端部周辺に相当する領域である第２領域は、上記放熱部材の単位面積あたりの体積が少なく、かつ、
    上記第２領域のうち、上記第１領域と隣接する領域である第３領域と比較して、当該第３領域と隣接する、上記放熱部材端部と隣接する領域である第４領域は、上記放熱部材の単位面積あたりの体積が少ないことを特徴とする半導体装置。
  2. 絶縁フィルムと、
    上記絶縁フィルムの一方の面に設けられた外部接続用端子と半導体素子接続用端子とを有する配線と、
    上記絶縁フィルムの一方の面とは反対の面に設けられた放熱部材とを備え、上記配線における上記半導体素子接続用端子に半導体素子が接合される半導体装置において、
    上記放熱部材における上記半導体素子およびその周辺に相当する領域である第１領域と比較して、当該第１領域と隣接する、上記放熱部材端部周辺に相当する領域である第２領域は、上記放熱部材の単位長さあたりの面積が少なく、かつ、
    上記第２領域のうち、上記第１領域と隣接する領域である第３領域と比較して、当該第３領域と隣接する、上記放熱部材端部と隣接する領域である第４領域は、上記放熱部材の単位長さあたりの面積が少ないことを特徴とする半導体装置。
  3. 上記第２領域には、上記第１領域には設けられていない、上記絶縁フィルムまで貫通する孔である、開口が複数設けられており、当該開口のうち、第１開口部および第２開口部がそれぞれ複数設けられており、
    上記第１開口部は、上記第２開口部と比較して、小さい面積を有する開口であり、
    上記第１開口部は、上記第３領域に設けられており、上記第２開口部は、上記第４領域に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
  4. 上記第２領域には、上記第１領域には設けられていない、上記絶縁フィルムまで貫通する孔である、開口が複数設けられており、当該開口のうち、第１開口部が複数設けられており、
    上記第１開口部は、上記第３領域よりも上記第４領域に多数設けられていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
  5. 上記開口部は、それぞれ９０°以下の角を有さない形状であることを特徴とする請求項３または４に記載の半導体装置。
  6. 上記開口部は、円形状、もしくは五角形以上の多角形の形状であることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
  7. 上記第２領域には、上記第１領域には設けられていない、上記放熱部材端部に向かうにつれて上記第２領域の上記放熱部材の単位長さあたりの面積が少なくなる、複数の切り欠きが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
  8. 上記切り欠きは、上記第２領域のうち、上記放熱部材端部の中央部の領域を除いて設けられていることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
  9. 上記切り欠きは、上記第２領域のうち、上記放熱部材端部の中央部の領域のみに設けられていることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
  10. 上記放熱部材にスリットを設けていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の半導体装置。
  11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の半導体装置を用いて実装した、表示装置を駆動するための表示装置駆動モジュールを備えていることを特徴とする表示装置。
JP2008184669A 2008-07-16 2008-07-16 半導体装置および表示装置 Active JP5236377B2 (ja)

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