JP2835145B2 - 電子装置 - Google Patents
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- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は液晶表示装置のような電子装置に係り、特
にICと基板上の電極とが、COG（Chip on Glass）法、取
分けフェース・ダウン・ボンディング法により電気的に
接続されてなる場合の接続部の構造に関する。
にICと基板上の電極とが、COG（Chip on Glass）法、取
分けフェース・ダウン・ボンディング法により電気的に
接続されてなる場合の接続部の構造に関する。
（従来の技術） 一般に電子装置例えば液晶表示装置においては、その
液晶表示板の周辺部に、液晶駆動用のベア・ICを実装す
る方法として、TAB（Tape Automated Bonding）法、COG
法が知られている。
液晶表示板の周辺部に、液晶駆動用のベア・ICを実装す
る方法として、TAB（Tape Automated Bonding）法、COG
法が知られている。
TAB法では、テープ・キャリアにICを接続（ILB:Inner
Lead Bonding）・搭載した後、そのテープ・キャリア
を液晶表示板の周辺部に接続（OLB:Outer Lead Bondin
g）するという、２段階の接続工程を経る。
Lead Bonding）・搭載した後、そのテープ・キャリア
を液晶表示板の周辺部に接続（OLB:Outer Lead Bondin
g）するという、２段階の接続工程を経る。
これに対し、COG法、特にフェース・ダウン・ボンデ
ィング法によるCOG法は、ICと液晶表示板上の電極とを
直接接続する方法であり、部材のテープ・キャリアが不
要にして、一度の接続でICを搭載出来、工程が短縮化さ
れ、低コスト化出来るという特徴があり、その実用化が
期待されている。
ィング法によるCOG法は、ICと液晶表示板上の電極とを
直接接続する方法であり、部材のテープ・キャリアが不
要にして、一度の接続でICを搭載出来、工程が短縮化さ
れ、低コスト化出来るという特徴があり、その実用化が
期待されている。
ところで、フェース・ダウン・ボンディング法による
COG法には、「日経マイクロ・デバイス」の1989年７月
号、No.49、p.107に記載されている種々の方式が知られ
ているが、ここでは特開昭62−244143号公報に開示され
ている液晶表示装置における接続材料として異方性導電
膜を用いて接続する方法を例にとり説明する。
COG法には、「日経マイクロ・デバイス」の1989年７月
号、No.49、p.107に記載されている種々の方式が知られ
ているが、ここでは特開昭62−244143号公報に開示され
ている液晶表示装置における接続材料として異方性導電
膜を用いて接続する方法を例にとり説明する。
この液晶表示装置は、第２図及び第３図に示すように
構成され、液晶表示板１のガラス基板２上に形成された
取出し電極であるITO配線電極３と、液晶駆動用IC4上に
形成された金バンプ５とが、異方性導電膜６を介してフ
ェース・ダウン・ボンディング法により接続されてい
る。
構成され、液晶表示板１のガラス基板２上に形成された
取出し電極であるITO配線電極３と、液晶駆動用IC4上に
形成された金バンプ５とが、異方性導電膜６を介してフ
ェース・ダウン・ボンディング法により接続されてい
る。
この接続部を拡大して示したものが第３図であり、液
晶駆動用IC4上にはアルミニウム電極７とパッシベーシ
ョン膜８とが形成され、アルミニウム電極７上に金属多
層膜からなるバリヤ・メタル層（図示せず）を介して金
バンプ５が設けられている。
晶駆動用IC4上にはアルミニウム電極７とパッシベーシ
ョン膜８とが形成され、アルミニウム電極７上に金属多
層膜からなるバリヤ・メタル層（図示せず）を介して金
バンプ５が設けられている。
異方性導電膜６は、第３図から明らかなように接着層
９中に導電粒子10が分散されているもので、導電粒子10
が配線電極３と金バンプ５との間に挾まれることによ
り、電気的に接続されている。ここで、異方性導電膜６
の接着層９の樹脂としては、熱可塑性樹脂が用いられ、
導電粒子10として焼結カーボンが用いられている。
９中に導電粒子10が分散されているもので、導電粒子10
が配線電極３と金バンプ５との間に挾まれることによ
り、電気的に接続されている。ここで、異方性導電膜６
の接着層９の樹脂としては、熱可塑性樹脂が用いられ、
導電粒子10として焼結カーボンが用いられている。
即ち、従来の提案では、COG法に用いる液晶駆動用IC4
としては、アルミニウム電極７上に金属多層膜からなる
バリヤ・メタル層、その上に金バンプ５が形成されたも
のを用いている。従って、ICのウエハ段階で、バリヤ・
メタル層を形成するためのスパッタリング工程、それを
パターニングするためのリゾグラフィ工程、金バンプ５
を形成するためのリゾグラフィー工程と金メッキ工程な
どが必要で、工程が長くなり、液晶駆動用IC4がコスト
高になるという欠点があった。
としては、アルミニウム電極７上に金属多層膜からなる
バリヤ・メタル層、その上に金バンプ５が形成されたも
のを用いている。従って、ICのウエハ段階で、バリヤ・
メタル層を形成するためのスパッタリング工程、それを
パターニングするためのリゾグラフィ工程、金バンプ５
を形成するためのリゾグラフィー工程と金メッキ工程な
どが必要で、工程が長くなり、液晶駆動用IC4がコスト
高になるという欠点があった。
（発明が解決しようとする課題） 以上、説明したように、液晶表示板１の配線電極３
と、液晶駆動用IC4との接続を、COG法、取分けフェース
・ダウン・ボンディング法によるCOG法により行なう場
合、従来はアルミニウム電極７上に金バンプ５が形成さ
れた液晶駆動用IC4を用いているため、液晶駆動用IC4の
コストが高くなり、更にそれを用いた液晶表示装置のコ
ストも高くなるという欠点があった。
と、液晶駆動用IC4との接続を、COG法、取分けフェース
・ダウン・ボンディング法によるCOG法により行なう場
合、従来はアルミニウム電極７上に金バンプ５が形成さ
れた液晶駆動用IC4を用いているため、液晶駆動用IC4の
コストが高くなり、更にそれを用いた液晶表示装置のコ
ストも高くなるという欠点があった。
この発明は、上記事情に鑑みなされたもので、金属バ
ンプが形成されていないICを用い、このIC上のアルミニ
ウム電極と、基板上に形成された電極とを直接接続し、
以て低コストで而も高信頼性の電子装置を提供すること
を目的とする。
ンプが形成されていないICを用い、このIC上のアルミニ
ウム電極と、基板上に形成された電極とを直接接続し、
以て低コストで而も高信頼性の電子装置を提供すること
を目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明によれば、一面に第１電極と、この第１電極
周辺に配置されるパッシベーション膜とが形成されたIC
が、第２電極が形成された基板上に、導電粒子を含む異
方性導電膜を介してフェース・ダウン・ボンディング法
によって接続され、且つ上記導電粒子を介して上記第１
電極と上記第２電極とが電気的に接続されてなる電子装
置において、上記導電粒子の硬度は、上記ICの上記第１
電極の硬度よりも大きく、上記パッシベーション膜の硬
度よりも小さいことを特徴とする電子装置が提供され
る。
周辺に配置されるパッシベーション膜とが形成されたIC
が、第２電極が形成された基板上に、導電粒子を含む異
方性導電膜を介してフェース・ダウン・ボンディング法
によって接続され、且つ上記導電粒子を介して上記第１
電極と上記第２電極とが電気的に接続されてなる電子装
置において、上記導電粒子の硬度は、上記ICの上記第１
電極の硬度よりも大きく、上記パッシベーション膜の硬
度よりも小さいことを特徴とする電子装置が提供され
る。
（作用） この発明によれば、ICのアルミニウム電極上に金属バ
ンプを形成しない場合でも、基板上にICを直接接続して
実装することが出来るので、低コストにして且つ高信頼
性の電子装置を提供することが出来る。
ンプを形成しない場合でも、基板上にICを直接接続して
実装することが出来るので、低コストにして且つ高信頼
性の電子装置を提供することが出来る。
（実施例） 以下、図面を参照して、この発明の一実施例を詳細に
説明する。
説明する。
電子装置として液晶表示装置を例にとれば、この発明
による液晶表示装置は第１図に示すように構成され、従
来例（第３図）と同一箇所は同一符号を付すことにす
る。
による液晶表示装置は第１図に示すように構成され、従
来例（第３図）と同一箇所は同一符号を付すことにす
る。
即ち、液晶表示板１（第２図参照）のガラス基板２上
には、配線電極３が形成されている。この配線電極３
は、表面層がアルミニウム又はアルミニウムを主体する
金属又は金属多層膜からなる取出し電極であり、この実
施例ではクロム、アルミニウムがこの順に形成されてい
る（以下、Cr/Alと略す。そして、Cr、Alの膜厚はそれ
ぞれ500Å、4000Åに設定されている。
には、配線電極３が形成されている。この配線電極３
は、表面層がアルミニウム又はアルミニウムを主体する
金属又は金属多層膜からなる取出し電極であり、この実
施例ではクロム、アルミニウムがこの順に形成されてい
る（以下、Cr/Alと略す。そして、Cr、Alの膜厚はそれ
ぞれ500Å、4000Åに設定されている。
一方、出力数120の液晶駆動用IC4における表面の所定
箇所にはアルミニウム電極７が形成され、このアルミニ
ウム電極７以外の表面には、パッシベーション膜８が形
成されている。アルミニウム電極７の大きさは約80μｍ
角であり、ピッチは230μｍである。そして、パッシベ
ーション膜８はリン・ガラス、シリコン・ナイトライド
の２層からなっており、各膜厚はそれぞれ4000Å、8000
Åに設定されている。
箇所にはアルミニウム電極７が形成され、このアルミニ
ウム電極７以外の表面には、パッシベーション膜８が形
成されている。アルミニウム電極７の大きさは約80μｍ
角であり、ピッチは230μｍである。そして、パッシベ
ーション膜８はリン・ガラス、シリコン・ナイトライド
の２層からなっており、各膜厚はそれぞれ4000Å、8000
Åに設定されている。
上記のような液晶駆動用IC4上のアルミニウム電極７
がガラス基板２上の配線電極３に、異方性導電膜11を介
してフェース・ダウン・ボンディング法により電気的に
接続される。この場合、異方性導電膜11は接着層12内に
導電粒子13が分散されてなり、導電粒子13の硬度はアル
ミニウム電極７の硬度よりも大きく、パッシベーション
膜８の硬度よりも小さい粒子、例えばニッケル粒子であ
る。この導電粒子13は例えば“イガグリ状”であるが、
その粒径（大きさ）は約１μｍ乃至２μｍ程度の範囲に
設定されている。そして、接着層12はエポキシ系の熱硬
化性樹脂からなり、膜厚は約８μｍに設定されている。
がガラス基板２上の配線電極３に、異方性導電膜11を介
してフェース・ダウン・ボンディング法により電気的に
接続される。この場合、異方性導電膜11は接着層12内に
導電粒子13が分散されてなり、導電粒子13の硬度はアル
ミニウム電極７の硬度よりも大きく、パッシベーション
膜８の硬度よりも小さい粒子、例えばニッケル粒子であ
る。この導電粒子13は例えば“イガグリ状”であるが、
その粒径（大きさ）は約１μｍ乃至２μｍ程度の範囲に
設定されている。そして、接着層12はエポキシ系の熱硬
化性樹脂からなり、膜厚は約８μｍに設定されている。
さて次に、ガラス基板２上の配線電極３へ、液晶駆動
用IC4をフェース・ダウン・ボンディング法により電気
的に接続する工程について、説明する。
用IC4をフェース・ダウン・ボンディング法により電気
的に接続する工程について、説明する。
即ち、この実施例で用いている異方性導電膜11は、粘
着性のあるものであり、これを液晶駆動用IC4よりやや
大きく切り、ガラス基板２上の所定の位置に貼る。
着性のあるものであり、これを液晶駆動用IC4よりやや
大きく切り、ガラス基板２上の所定の位置に貼る。
次に、配線電極３と液晶駆動用IC4のアルミニウム電
極７との位置合わせを行ない、図示しないボンダー・ツ
ールを用い、液晶駆動用IC4の裏面側より約6Kgで加圧
（約50g/パッド）・加熱（ツール温度で190℃）しなが
ら約60秒間保持する。
極７との位置合わせを行ない、図示しないボンダー・ツ
ールを用い、液晶駆動用IC4の裏面側より約6Kgで加圧
（約50g/パッド）・加熱（ツール温度で190℃）しなが
ら約60秒間保持する。
この時、液晶表示板１（第２図参照）は約55℃に加熱
したステージ上に載せてあり、ガラス基板２の裏面側よ
り加熱されている。
したステージ上に載せてあり、ガラス基板２の裏面側よ
り加熱されている。
次に、ボンダー・ツールを液晶駆動用IC4から離せ
ば、アルミニウム電極７と配線電極３とが異方性導電膜
11中の導電粒子13を介して接続される。
ば、アルミニウム電極７と配線電極３とが異方性導電膜
11中の導電粒子13を介して接続される。
以上の工程により、第１図に示すように液晶駆動用IC
4は、液晶表示板１のガラス基板２上に実装される。
4は、液晶表示板１のガラス基板２上に実装される。
尚、この実施例における液晶表示装置は、上記以外は
従来例（第２図）と同様構成ゆえ、詳細な説明は省略す
る。
従来例（第２図）と同様構成ゆえ、詳細な説明は省略す
る。
この実施例における異方性導電膜11の接着層12はエポ
キシ系の熱硬化性樹脂であり、接続時に図示しないツー
ルにて温度190℃で、約60秒間保持することによりキュ
ア度が増し、液晶駆動用IC4の表面保護層であるパッシ
ベーション膜８、ガラス基板２に強固に密着する。それ
故、液晶駆動用IC4全体が、ガラス基板２に強固に固着
され、その後のポッティングによる樹脂補強の工程も不
必要である。
キシ系の熱硬化性樹脂であり、接続時に図示しないツー
ルにて温度190℃で、約60秒間保持することによりキュ
ア度が増し、液晶駆動用IC4の表面保護層であるパッシ
ベーション膜８、ガラス基板２に強固に密着する。それ
故、液晶駆動用IC4全体が、ガラス基板２に強固に固着
され、その後のポッティングによる樹脂補強の工程も不
必要である。
この実施例による液晶表示装置の接続部の接触抵抗を
評価したところ、接続箇所180に対し、オープン・ショ
ートの発生は皆無であった。又、熱衝撃試験、高温高湿
試験、高温試験、温湿度サイクル試験、振動試験や衝撃
試験等の機械試験など、液晶表示装置に要求される各種
信頼性試験により、この実施例による液晶表示装置を評
価した所、接続箇所に起因する不具合の発生は皆無であ
った。
評価したところ、接続箇所180に対し、オープン・ショ
ートの発生は皆無であった。又、熱衝撃試験、高温高湿
試験、高温試験、温湿度サイクル試験、振動試験や衝撃
試験等の機械試験など、液晶表示装置に要求される各種
信頼性試験により、この実施例による液晶表示装置を評
価した所、接続箇所に起因する不具合の発生は皆無であ
った。
（変形例） 上記実施例では、異方性導電膜11中の導電粒子13がニ
ッケル粒子である場合を例に取り詳述したが、アルミニ
ウム電極７より硬く、パッシベーション膜８より軟らか
い導電粒子であれば、この発明が適用出来る。このよう
な導電粒子13としては、例えばニッケルの合金粒子やチ
タン粒子などがある。
ッケル粒子である場合を例に取り詳述したが、アルミニ
ウム電極７より硬く、パッシベーション膜８より軟らか
い導電粒子であれば、この発明が適用出来る。このよう
な導電粒子13としては、例えばニッケルの合金粒子やチ
タン粒子などがある。
又、上記実施例では、異方性導電膜11中の導電粒子13
の粒径が、約１μｍ乃至２μｍの範囲にある場合を例に
取り詳述したが、導電粒子13の粒径が、パッシベーショ
ン膜８の膜厚と配線電極３の膜厚の差よりも大きけれ
ば、この発明が適用出来る。そして、導電粒子13の粒径
の上限は、５μｍ程度までならば、この発明が実装され
得る。
の粒径が、約１μｍ乃至２μｍの範囲にある場合を例に
取り詳述したが、導電粒子13の粒径が、パッシベーショ
ン膜８の膜厚と配線電極３の膜厚の差よりも大きけれ
ば、この発明が適用出来る。そして、導電粒子13の粒径
の上限は、５μｍ程度までならば、この発明が実装され
得る。
又、上記実施例では、配線電極３がCr/Alよりなる場
合を例に取り詳述したが、他の配線電極、例えば材料が
アルミニウム、アルミニウム合金、又はアルミニウム主
体とする金属からなっているならば、この発明が適用出
来る。このような例として、ガラス基板２上にモリブデ
ン、アルミニウム、モリブデンがこの順に形成された
（Mo/Al/Mo）配線電極がある。この場合、それぞれの膜
厚は、例えば700Å、4000Å、500Åである。
合を例に取り詳述したが、他の配線電極、例えば材料が
アルミニウム、アルミニウム合金、又はアルミニウム主
体とする金属からなっているならば、この発明が適用出
来る。このような例として、ガラス基板２上にモリブデ
ン、アルミニウム、モリブデンがこの順に形成された
（Mo/Al/Mo）配線電極がある。この場合、それぞれの膜
厚は、例えば700Å、4000Å、500Åである。
又、ITOを主体とする配線電極の場合にも、この発明
が適用出来るのは勿論である。
が適用出来るのは勿論である。
尚、この発明による液晶表示装置は、強固に密着した
高信頼性の接続部を有するので、液晶駆動用IC4の裏面
側から封止樹脂で覆うことは不要であるが、封止樹脂で
覆っても、この発明が適用出来るのは勿論である。
高信頼性の接続部を有するので、液晶駆動用IC4の裏面
側から封止樹脂で覆うことは不要であるが、封止樹脂で
覆っても、この発明が適用出来るのは勿論である。
又、この発明は液晶表示装置に限定されず、ICが実装
された電子装置一般に適用出来る。
された電子装置一般に適用出来る。
［発明の効果］ この発明によれば、ICのアルミニウム電極上に金属バ
ンプを形成しない場合でも、基板上にICを直接接続して
実装することが出来るので、低コストにして且つ高信頼
性の電子装置を提供することが出来る。
ンプを形成しない場合でも、基板上にICを直接接続して
実装することが出来るので、低コストにして且つ高信頼
性の電子装置を提供することが出来る。
第１図はこの発明の一実施例に係る電子装置（液晶表示
装置）の要部を示す断面図、第２図は従来の電子装置
（液晶表示装置）を示す断面図、第３図は第２図の要部
を拡大して示す断面図である。 ２……ガラス基板、３……配線電極、４……液晶駆動用
IC、７……アルミニウム電極、８……パッシベーション
膜、11……異方性導電膜、12……接着層、13……導電粒
子。
装置）の要部を示す断面図、第２図は従来の電子装置
（液晶表示装置）を示す断面図、第３図は第２図の要部
を拡大して示す断面図である。 ２……ガラス基板、３……配線電極、４……液晶駆動用
IC、７……アルミニウム電極、８……パッシベーション
膜、11……異方性導電膜、12……接着層、13……導電粒
子。
Claims (15)
- 【請求項１】一面に第１電極と、この第１電極周辺に配
置されるパッシベーション膜とが形成されたICが、第２
電極が形成された基板上に、導電粒子を含む異方性導電
膜を介してフェース・ダウン・ボンディング法によって
接続され、且つ上記導電粒子を介して上記第１電極と上
記第２電極とが電気的に接続されてなる電子装置におい
て、 上記導電粒子の硬度は、上記ICの上記第１電極の硬度よ
りも大きく、上記パッシベーション膜の硬度よりも小さ
いことを特徴とする電子装置。 - 【請求項２】上記導電粒子の粒径は、上記パッシベーシ
ョン膜と上記基板との間隙よりも大きく、上記第１電極
と上記第２電極との間隙よりも小さくことを特徴とする
請求項１に記載の電子装置。 - 【請求項３】上記ICの第１電極が金属バンプを含まない
平面電極であることを特徴とする請求項１に記載の電子
装置。 - 【請求項４】上記導電粒子は、突起形状であることを特
徴とする請求項１に記載の電子装置。 - 【請求項５】上記導電粒子は、粒径が５μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の電子装置。 - 【請求項６】上記導電粒子は、粒径が１乃至２μｍの範
囲内であることを特徴とする請求項５に記載の電子装
置。 - 【請求項７】上記導電粒子は、ニッケルを主体としたこ
とを特徴とする請求項５に記載の電子装置。 - 【請求項８】上記基板は、ガラス基板であることを特徴
とする請求項１に記載の電子装置。 - 【請求項９】上記第２電極は、アルミニウム、アルミニ
ウム合金、及びアルミニウムを主体とする金属から選ば
れることを特徴とする請求項８に記載の電子装置。 - 【請求項１０】上記異方性導電膜は、熱硬化性樹脂を含
むことを特徴とする請求項１に記載の電子装置。 - 【請求項１１】上記熱硬化性樹脂は、エポキシ系樹脂で
あることを特徴とする請求項10に記載の電子装置。 - 【請求項１２】上記導電粒子の硬度は、上記ICの上記第
１電極及び上記基板上の第２電極の硬度よりも大きく、
上記パッシベーション膜の硬度よりも小さいことを特徴
とする請求項１に記載の電子装置。 - 【請求項１３】上記第１電極は、アルミニウムを主体と
する金属のみで形成されていることを特徴とする請求項
３に記載の電子装置。 - 【請求項１４】上記パッシベーション膜は、リン・ガラ
ス及びシリコン・ナイトライドの積層体によって形成さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。 - 【請求項１５】上記導電粒子の粒径は、上記パッシベー
ション膜の膜厚と上記第２電極の膜厚との差より大きい
ことを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
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|---|---|---|---|
| JP13543490A JP2835145B2 (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | 電子装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP13543490A JP2835145B2 (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | 電子装置 |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH0430542A JPH0430542A (ja) | 1992-02-03 |
| JP2835145B2 true JP2835145B2 (ja) | 1998-12-14 |
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ID=15151635
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP13543490A Expired - Lifetime JP2835145B2 (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | 電子装置 |
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-
1990
- 1990-05-28 JP JP13543490A patent/JP2835145B2/ja not_active Expired - Lifetime
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