JP3404446B2 - テープキャリアパッケージ及びそのテープキャリアパッケージを備えた液晶表示装置 - Google Patents
テープキャリアパッケージ及びそのテープキャリアパッケージを備えた液晶表示装置Info
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Description
ッケージ及びそのテープキャリアパッケージを備えた液
晶表示装置に関するものである。
ジ(以下、「TCP」という。)の製造工程を説明す
る。
することによって金バンプを形成する。この金バンプの
高さやサイズはバンプピッチによって変わるが、バンプ
サイズは40〜100μm、バンプ高さは10〜20μ
mである。
シートに張り付けて、ダイシング装置で、チップサイズ
にダイシングする。液晶ドライバ用のチップの場合、縦
と横のサイズのアスペクト比は10〜20程度で細長い
形状をもつ。
は、チップ上のバンプとポリイミド等の絶縁性フィルム
の上に接着剤層を介して導体パターンを積層した構造若
しくは絶縁性フィルムの上に接着剤層を介して導体パタ
ーンを積層した構造のテープキャリアのインナリードと
をインナリードボンド装置を使って接合する。接合はバ
ンプの金とインナリードの錫が共晶合金を形成すること
によって完了する。インナリードは銅箔からエッチング
で形成されるが、共晶合金を形成させるため、インナリ
ード表面には、0.1〜0.3μmの錫めっき層を形成
させる。
ップはインナリードで保持されているので、液状樹脂を
描画して所定のエリアにポッティングし、キュアして、
シリコンチップ及びインナリードをコーティングする。
尚、ポッティングキュアは、100℃以上で数時間行わ
れる。キュア後、マークしてファイナルテスト、その後
は、TCPをリール状のまま出荷したり、個片にカット
して、スライドキャリアとして、出荷したりする。
は、多接続端子の半導体装置を小さなサイズにパッケー
ジングするのに最も有利な構造であり、現在では、液晶
パネル駆動用半導体装置のパッケージとして最も広く採
用されている。図10に従来の構造をもつ液晶パネル駆
動用TCP、図11に折り曲げ構造をもつ液晶駆動用T
CP、図12に従来の構造をもつスリムタイプの半導体
チップを使用した液晶パネル駆動用TCPの液晶パネル
への接続形態を示す。尚、図10〜図12において、1
は半導体チップ、2は絶縁性フィルム、3は接着剤、4
は導体パターン、5は電極バンプ、6は封止樹脂、7は
デバイスホール、8はインナリード、9は液晶パネル、
10は異方性導電膜、11はプリント配線基盤、12は
折り曲げ領域の絶縁性フィルムに形成したスリットに露
出する導体パターン4を保護する耐折性のある絶縁性樹
脂、13は半導体チップの駆動用電源端子及び画像信号
用接続端子(以下、「入力側アウタリード」とい
う。)、14は液晶駆動信号接続端子(以下、「出力側
アウタリード」という。)である。
ネル9の縁部分に設けられた接続端子に異方性導電膜1
0で仮付けし、出力側アウタリード14と液晶パネルの
縁部分に設けられた接続端子をアライメントし、加熱し
たツールで圧力を加えて本圧着する。
除くTCPは液晶パネル9の縁部分からはみ出した形態
となるが、このはみ出し量(以下、「額縁サイズ」とい
う。)が大きいと、液晶モジュールサイズ全体も大きく
なってしまい、モジュール面積に対する表示画面比率が
低くなってしまう。特に、ノートサイズやサブノートサ
イズのパーソナルコンピュータやPDA(Person
al DigitalAssistance)のような
モジュール外形に厳しい制約がある場合、額縁サイズは
最小にする必要がある。
ル9の縁部分からはみ出た部分を液晶パネル9の裏側に
折り曲げることにより、見た目の額縁サイズを小さくし
た折り曲げTCPや図12に示すように、液晶パネル駆
動用半導体チップの形状を従来の方形から棒状にするス
リムTCPを採用して市場ニーズに対応してきた。
縁サイズは小さくできるが、TCPに折り曲げ領域を設
ける必要があるため、TCP自体が大きくなり、コスト
面に問題がある。また、TCPを折り曲げた状態で液晶
モジュールに組み込むため、液晶モジュールの厚さが厚
くなってしまう。
では、折り曲げTCPと比較すると額縁サイズは大きく
なるが、TCP自体は小さくなり、コスト面では有利な
実装形態である。また、折り曲げる必要がないので、折
り曲げTCPに比べて工程が簡略ができる。このように
それぞれの構造がもつ特徴を生かして様々なタイプのT
CPが液晶パネルに実装されている。
代わり、額縁サイズが小さくできるものとして、COG
(Cip On Glass)によるベアチップ実装形
態も採用されている。図13に示すようにCOGはTC
Pに組み立てる必要がなく、チップのままで実装できる
ので、低コスト化が可能と言われている。図13はCO
Gの液晶パネルへの実装形態を示す図であり、図13に
おいて、19は液晶パネル、20はバックライト、21
はガラスエポキシ基板、22はCOGのバンプ、23は
フレキシブル基板を示す。
スリムTCPは、液晶パネルの表示領域の大型化と液晶
モジュールの小型化という相反する市場の要求に対応す
るために、チップサイズを縮小することで、額縁サイズ
の縮小を進めてきたが、半導体チップの出力側アウタリ
ード数の増大や、新回路、新機能の追加によりチップサ
イズの縮小に限界が見えつつある。
サイズを縮小したもの、例えば、半導体チップの電極バ
ンプを半導体チップエッジより、電極バンプ列間の中央
側に配置する構造(以下、「内パッド方式」という。)
等がある。
ップを使用した液晶パネル駆動用TCPも考えられる
が、額縁サイズは入力側アウタリード長+TCP配線領
域+封止樹脂領域+半導体チップサイズ以下になること
はなく、これがTCPの最小サイズとなる。尚、図14
において、15はスペーサ用保持部材である。
ムTCPと比較してコスト面で不利であり、使用するT
CP数の多い大型液晶パネルへの採用は敬遠されてい
る。
を作製した段階でウエハテストを実施するが、実際に
は、ウエハテスト後にダイシングしてチップに分割し、
トレイにウエハテストで良品になった半導体チップのみ
を入れる工程があり、これらの工程で半導体チップの電
気特性が変わったり、異物や汚れの付着により不良品と
なるなど、ウエハテストで良品と見なされた半導体チッ
プがその後の工程で不良品となる可能性もある。また、
COGは、ベアチップ実装であり、実装されるまでのハ
ンドリングでチップ表面が汚染されたり、半導体チップ
表面を傷つけることもある。また、TCPでは簡易なバ
ーインが可能であり、実装後の初期不良を除去すること
ができる。良品でない半導体チップを実装した場合は、
その半導体チップを取り外してリペアしなければならな
いが、リペアには多大な労力を要する。更に、COGは
バーインができない等の問題があり、市場で初期不良が
発生する危険性がある。
ガラスやガラスエポキシ基板に併せて、半導体チップ上
のバンプ電極の配置を決める。そのため、半導体チップ
のバージョンアップに伴うチップサイズの変更や半導体
チップの縮小化をした場合は、半導体チップ上のバンプ
電極の配置を変える必要があるが、実装される基板の接
合部デザインも半導体チップに合わせて変える必要があ
る。その際には、実装される基板の設計変更に伴い、半
導体チップが変わるたびに基板の設計変更しなければな
らないので、結果的にコストアップになる。また、実装
される基板が変更されて基板接合部のデザインが変更さ
れたときには、半導体チップのバンプ電極配置を変更す
る必要がある。このように、半導体チップや実装される
基板の変更があった場合には、COGには自由度がな
い。
テープキャリアパッケージは、少なくとも対向する2辺
に平行に出力信号電極バンプ列及び入力信号バンプ列が
形成された半導体チップと、該出力信号電極バンプ列及
び入力信号バンプ列と電気的に接続されたインナリード
部及び外部装置と接続されるアウタリード部から成る導
体パターンが形成された絶縁性フィルムと、少なくとも
上記入力信号電極バンプ列及び出力信号電極バンプ列と
インナリード部との接合部分を封止する封止樹脂とを有
し、上記アウタリード部の少なくとも一部が上記半導体
チップ上に配置されているテープキャリアパッケージで
あって、上記半導体チップと上記絶縁性フィルムとの間
に、スペーサ用保持部材が設けられており、上記封止樹
脂が上記半導体チップと上記絶縁性フィルムとの間に充
填されていることを特徴とするものである。
リアパッケージは、少なくとも対向する2辺に平行に出
力信号電極バンプ列及び入力信号バンプ列が形成された
半導体チップと、該出力信号電極バンプ列及び入力信号
バンプ列と電気的に接続されたインナリード部及び外部
装置と接続されるアウタリード部から成る導体パターン
が形成された絶縁性フィルムと、少なくとも上記入力信
号電極バンプ列及び出力信号電極バンプ列とインナリー
ド部との接合部分を封止する封止樹脂とを有し、上記入
力信号電極バンプ列に接続された導体パターン全体及び
出力信号電極バンプ列に接続された導体パターン全体が
上記半導体チップ上に配置されているテープキャリアパ
ッケージであって、上記半導体チップと上記絶縁性フィ
ルムとの間に、スペーサ用保持部材が設けられており、
上記封止樹脂が上記半導体チップと上記絶縁性フィルム
との間に充填されていることを特徴とするものである。
置は、液晶パネルのガラス基板及びプリント基板にテー
プキャリアパッケージのアウタリードを接続する液晶表
示装置において、上記半導体チップが上記ガラス基板又
はプリント基板とオーバーラップするように請求項1又
は請求項2記載のテープキャリアパッケージを搭載した
ことを特徴とするものである。
いて詳細に説明する。
ド方式半導体チップを使用した液晶パネル駆動用TCP
の構造及びこのTCPの液晶パネルへの接続形態を示す
図、図2は本発明の第2の実施の形態の内パッド方式半
導体チップを使用した液晶パネル駆動用TCPの構造及
びこのTCPの液晶パネルへの接続形態を示す図、図3
(a)は本発明の第3の実施の形態の内パッド方式半導
体チップを使用したTCPの平面図、同(b)は図3
(a)におけるA−A断面図、同(c)は図3(a)の
TCPの液晶パネルへの接続形態を示す図、図4は本発
明の第4の実施の形態のスリムタイプの半導体チップを
使用した液晶パネル駆動用TCPの構造及びこのTCP
の液晶パネルへの接続形態を示す図、図5は本発明の第
5の実施の形態のスリムタイプの半導体チップを使用し
た液晶パネル駆動用TCPの構造及びこのTCPの液晶
パネルへの接続形態を示す図、図6(a)は本発明の第
6の実施の形態のTCPの平面図、同(b)は図6
(a)におけるB−B断面図、図7(a)は本発明の第
7の実施の形態のTCPの平面図、同(b)は図7
(a)におけるC−C断面図、図8は本発明のスペーサ
用保持部材を用いない場合のTCPの断面図、図9は出
力側アウタリード数が300の場合のアウタリードの形
状及び配置を示す図である。
ップ、2は絶縁性フィルム、3は接着剤、4は導体パタ
ーン、5は電極バンプ、6は封止樹脂、7はデバイスホ
ール、8はインナリード、9は液晶パネル、10は異方
性導電膜、11はプリント配線基盤、12は折り曲げ領
域の絶縁性フィルムに形成したスリットに露出する導体
パターン4を保護する耐折性のある絶縁性樹脂、13は
半導体チップの駆動用電源端子及び画像信号用接続端子
(以下、「入力側アウタリード」という。)、14は液
晶駆動信号接続端子(以下、「出力側アウタリード」と
いう。)、15はスペーサ用保持部材である。
プピッチが出力側を70μmピッチ、入力側を200〜
300μmピッチであり、出力側アウタリード数を24
0個とし、入力側アウタリード数を合わせると約300
ピンとなり、また、入力側アウタリードの列の幅、出力
側アウタリードの列の幅を約0.5mmとし、デバイス
ホールの幅を0.5mm幅とし、また、図7の場合、絶
縁性フィルム2の幅を約1mmとしたTCPについて説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
ピレックス」(宇部興産(株)製)、商品名「カプト
ン」(東レデュポン(株)製)、商品名「アピカル」
(鐘淵化学工業(株)製)等のポリイミド系材料からな
るフィルムや、アラミド、ガラスエポキシ、BTレジ
ン、PET(ポリエチレンテレフタラート)等のポリイ
ミド系以外の材料でも使用可能である。
は、75μm以下にする。本実施の形態ではフィルム厚
が75μmのポリイミド系材料から成る絶縁性フィルム
2を使用し、接着剤は厚さが13μmのエポキシ系材料
を使用する3層構造のテープを使用した。この他に、同
様な材料を使用した接着剤層が無い2層構造テープでも
本発明の構造をもつTCPの製造が可能である。
電解銅箔をエッチングして形成されており、パターン表
面には厚さが0.2〜0.4μmの錫、金、ニッケル、
半田等のメッキを施している。更に、絶縁性確保のた
め、ソルダーレジストをインナリード8、入力側アウタ
リード13、出力側アウタリード14以外の配線パター
ン領域へ印刷塗布を施している。
1は内パッド方式のチップ形状となっている。半導体チ
ップ1の電極バンプは、少なくとも半導体チップ1の対
向する2辺に平行に2列に配置され、図1〜図3におい
ては、入力信号電極バンプ列と出力信号電極バンプ列と
はそれぞれ半導体チップ1端部から200μm程度離れ
て内側に位置し、該電極バンプ列の間隔は190μmと
近接した状態で配置されている。
13及び出力側アウタリード14の一部、或は入力側ア
ウタリード13及び出力側アウタリード14全体が、半
導体チップのバンプ形成面と対向して配置することによ
り、半導体チップとオーバーラップしている構造である
ことを特徴としている。
第1の実施の形態においては、半導体チップ1に設けら
れた信号電極バンプ列は入力信号電極バンプ列側のチッ
プエッジ寄りにオフセットされて配置されているため、
出力側アウタリード14全体が半導体チップ1の素子形
成領域内に位置している。また、図2に示すように、本
発明の第2の実施の形態おいては、この信号電極バンプ
列は出力信号電極バンプ列側のチップエッジ寄りにオフ
セットされているため、入力側アウタリード13全体が
半導体チップ1の素子形成領域内に位置している。更
に、図3に示すように、第3の実施の形態においては、
入力側アウタリード13及び出力側アウタリード14全
体が全て半導体チップ1の素子形成領域上に位置してい
る。
ップ1に設けられた信号電極バンプ列は、半導体チップ
の外周付近に配置されている。図4に示すように、本発
明の第4の実施の形態においては、入力信号電極バンプ
列と出力信号電極バンプ列の間の素子形成領域内に出力
側アウタリード14が位置している。また、図5に示す
ように、本発明の第5の実施の形態においては、入力信
号電極バンプ列と出力信号電極バンプ列の間の素子形成
領域内に入力側アウタリード13が位置している。更
に、図6に示すように、本発明の第6の実施の形態にお
いては、入力信号電極バンプ列を半導体チップ外周付近
に設け、入力信号バンプ列より半導体チップ中央側の素
子形成領域内に入力側アウタリード13が位置し、半導
体チップ中央部付近に入力信号電極バンプ列と平行に、
出力信号電極バンプ列を設け、該出力信号電極バンプ列
より半導体チップ1の端側の素子形成領域内に出力側ア
ウタリード14が位置している。
実施の形態においては、入力信号電極バンプ列及び出力
信号電極バンプ列が半導体チップ1の外周付近に形成さ
れ、該バンプ列より半導体チップ中心側の素子形成領域
内に、インナリード8、入力側アウタリード13及び出
力側アウタリード14の全体が全て位置している。この
場合、従来TCPで多く採用されているチップ端にバン
プが存在する半導体チップを使用することができる。
尚、本発明において、アウタリード13、14全体は半
導体チップ1の素子形成領域内に位置している場合に限
定されず、半導体チップ1上に位置していれば同様の効
果が得られる。
1と絶縁性フィルム2との間を所定の間隔に保つスペー
ス保持部材15がデバイスホール7の近傍と半導体チッ
プ1の外周付近に複数個配置されており、これにより半
導体チップ1の表面と絶縁性フィルム2との間に、封止
樹脂6を充填するために必要な空隙が確保され、十分な
封止樹脂6が充填され半導体チップ1表面が保護されて
いると共に、機械的強度を確保している。尚、このスペ
ーサ保持部材15はインナリードとの接続用のバンプと
同様の10〜20μmの高さがあり、スペーサ保持部材
15を設けて絶縁性フィルム2と半導体チップ1との間
を10〜30μm離すことができる。
止樹脂6は流動性を重視し、粘度が200〜400ポイ
ズのものを使用し、第7の実施の形態では、更に樹脂が
充填されやすいように、粘度が50〜150ポイズのも
のを使用する。封止樹脂6の流動性が劣ると、絶縁性フ
ィルム2と半導体チップ1との間で未充填領域が発生す
る。この未充填領域の発生は、封止樹脂6のキュア条件
を適正化することによってある程度防止することができ
る。封止樹脂6は絶縁性フィルム2と半導体チップ1と
の間に充填された後、半導体チップ1からはみ出ないよ
うに樹脂量を適正化し、デバイスホール7の部分で、絶
縁性フィルム2から50μm以上盛り上がらないように
した。封止樹脂6が盛り上がると実装時に半導体チップ
1とインナリード8との接合が困難となるからである。
F)10を介して液晶パネル9に実装するが、その際
に、半導体チップ1側から加熱して入力側アウタリード
13及び出力側アウタリード14のACF接合部分の温
度が200℃程度になるようにする。そして、この温度
に耐えられるように、封止樹脂6は、Tgが高めの14
0℃となるものを用いた。ACF実装時には、半導体チ
ップ1裏面から熱と圧力を加えるので、半導体チップ1
表面にダメージが入らないように、半導体チップ1表面
には10μmのポリイミドコート(図示せず。)を施し
た。
部材15を用いる代わりに、絶縁性フィルム2と半導体
チップ1とを接着剤等を介して、或は接着剤用いずに直
接接着してもよい。図8に示すように、スペーサ用保持
部材を用いない場合、スペーサ用保持部材を用いた場合
に比べ、液晶パネル等へのACF実装の際の熱圧着が容
易になる。
は、通常のTCPと同様に棒状の形状を平行に配置した
が、現在のところACFの接合ピッチが50μmまでし
が実装できないため、300出力程度の出力数が多い液
晶ドライバには、図9に示すように、丸状や多角形の形
状のものを千鳥状に配置するのが望ましい。
用いることにより、従来は入力側アウタリード長+チッ
プとパネルとの間のTCP配線領域+チップとプリント
基板と間のTCP配線領域+樹脂封止領域+半導体チッ
プ領域が額縁サイズとなっていたが、本発明により、半
導体チップ、半導体チップと液晶パネルとの間のTCP
配線領域及び樹脂封止領域の一部、或いは半導体チッ
プ、半導体チップとプリント基板との間のTCP配線領
域、入力側アウタリード長及び樹脂封止領域の一部をオ
ーバーラップさせることができるので、従来の半導体チ
ップサイズを変更することなく、従来よりも額縁サイズ
を縮小することができる。
し、テープレベルでバーインも可能であり、更に、半導
体チップのバンプ配置が変更になっても、半導体チップ
上のインナリードの配置を変更するだけでフレキシブル
に対応可能となるので、COGでの問題点も解決でき
る。
び入力側アウタリードがある構造となっているため、機
械強度が向上する。
額縁サイズを縮小することができ、機械強度が向上す
る。
を用いることにより、半導体チップと絶縁性フィルムを
所定の間隔で保持され、封止樹脂が半導体チップと絶縁
性フィルムとの間に十分充填され半導体チップの表面を
保護することができる。
リアパッケージを液晶パネルのガラス基板又はプリント
基板と半導体チップとがオーバーラップするように搭載
することで、液晶表示装置の小型化を図ることができ
る。
体チップを使用した液晶パネル駆動用TCPの構造及び
このTCPの液晶パネルへの接続形態を示す図である。
体チップを使用した液晶パネル駆動用TCPの構造及び
このTCPの液晶パネルへの接続形態を示す図である。
方式半導体チップを使用したTCPの平面図であり、
(b)は(a)におけるA−A断面図であり、(c)は
(a)のTCPの液晶パネルへの接続形態を示す図であ
る。
導体チップを使用した液晶パネル駆動用TCPの構造及
びこのTCPの液晶パネルへの接続形態を示す図であ
る。
導体チップを使用した液晶パネル駆動用TCPの構造及
びこのTCPの液晶パネルへの接続形態を示す図であ
る。
平面図であり、(b)は(a)におけるB−B断面図で
ある。
平面図であり、(b)は(a)におけるC−C断面図で
ある。
のTCPの断面図である。
リードの形状及び配置を示す図である。
液晶パネルへの接続形態を示す図である。
の液晶パネルへの接続形態を示す図である。
プを使用した液晶パネル駆動用TCPの液晶パネルへの
接続形態を示す図である。
動用TCPの液晶パネルへの接続状態を示す図である。
ネル駆動用TCPの液晶パネルへの接続状態を示す図で
ある。
Claims (3)
- 【請求項1】 少なくとも対向する2辺に平行に出力信
号電極バンプ列及び入力信号バンプ列が形成された半導
体チップと、該出力信号電極バンプ列及び入力信号バン
プ列と電気的に接続されたインナリード部及び外部装置
と接続されるアウタリード部から成る導体パターンが形
成された絶縁性フィルムと、少なくとも上記入力信号電
極バンプ列及び出力信号電極バンプ列とインナリード部
との接合部分を封止する封止樹脂とを有し、 上記アウタリード部の少なくとも一部が上記半導体チッ
プ上に配置されているテープキャリアパッケージであっ
て、 上記半導体チップと上記絶縁性フィルムとの間に、スペ
ーサ用保持部材が設けられており、上記封止樹脂が上記
半導体チップと上記絶縁性フィルムとの間に充填されて
いる ことを特徴とするテープキャリアパッケージ。 - 【請求項2】 少なくとも対向する2辺に平行に出力信
号電極バンプ列及び入力信号バンプ列が形成された半導
体チップと、該出力信号電極バンプ列及び入力信号バン
プ列と電気的に接続されたインナリード部及び外部装置
と接続されるアウタリード部から成る導体パターンが形
成された絶縁性フィルムと、少なくとも上記入力信号電
極バンプ列及び出力信号電極バンプ列とインナリード部
との接合部分を封止する封止樹脂とを有し、 上記入力信号電極バンプ列に接続された導体パターン全
体及び出力信号電極バンプ列に接続された導体パターン
全体が上記半導体チップ上に配置されているテープキャ
リアパッケージであって、 上記半導体チップと上記絶縁性フィルムとの間に、スペ
ーサ用保持部材が設けられており、上記封止樹脂が上記
半導体チップと上記絶縁性フィルムとの間に充填されて
いる ことを特徴とするテープキャリアパッケージ。 - 【請求項3】 液晶パネルのガラス基板及びプリント基
板にテープキャリアパッケージのアウタリードを接続す
る液晶表示装置において、 上記半導体チップが上記ガラス基板又はプリント基板と
オーバーラップするように請求項1又は請求項2記載の
テープキャリアパッケージを搭載したことを特徴とする
液晶表示装置。
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