JP4385849B2 - ドライバモジュール構造 - Google Patents

Description

本発明は、フラットディスプレイなどの表示装置に用いられるＴＣＰ（Tape Carrier Package）のドライバモジュール構造に関する。

フラットディスプレイなどを制御する半導体装置の発熱量が大きい場合の従来のドライバモジュールとして図８に示すようなものが知られている（例えば、特許文献１参照）。図８は、従来のドライバモジュールの斜視図である。

この従来のドライバモジュールは、配線パターンが形成されたフレキシブル基板に接続された半導体装置２１の裏面（上部）に放熱体２２を装着させたものである。

また、従来の他のドライバモジュールとして図９および図１０に示すようなものがある。図９は、ドライバモジュールの斜視図であり、図１０はＢ−Ｂ図９の線断面図である。

従来の他のドライバモジュールは、配線パターンが形成されたフレキシブル基板２３の裏面に実装された半導体装置２４を、放熱体２５の凹部２６に収納し、フレキシブル基板２３に装着したものである。凹部２６には、半導体装置２４と放熱体２５との間に放熱材２７であるグリースや放熱シートなどを介在させて密着度を高めている。
特開２０００−２９９４１６号公報

しかし、図９および図１０で示される従来のドライバモジュールでは、凹部２６の放熱材２７とフレキシブル基板２３との間に空間２８ができる。この空間２８の空気が周囲の温度変化により膨張収縮をするため、フレキシブル基板２３にストレスがかかり、フレキシブル基板２３に形成された配線パターンの断線等により半導体装置２４の動作不良を発生させることがある。また、このストレスにより放熱体２５がフレキシブル基板２３から剥離することがある。

そこで本発明は、放熱体の放熱効果を維持しつつ、フレキシブル基板の断線等による半導体装置の動作不良、または放熱体の剥離を防止することが可能なドライバモジュール構造を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、配線パターンが形成されたフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板に実装された半導体装置と、前記半導体装置を凹部に収納して前記フレキシブル基板に装着された放熱体とを有するドライバモジュール構造であって、
前記フレキシブル基板は、前記放熱体の凹部内の空間と外部とを連通する通気用の貫通孔が形成されたことを特徴とする。

本発明は、フレキシブル基板に通気用の貫通孔を備えることにより、貫通孔から、凹部と半導体装置との隙間の空気が出入りすることができるので、温度変化による膨張や収縮の影響を抑止することができる。よって、放熱体の放熱効果を維持しつつ、フレキシブル基板の断線等による半導体装置の動作不良、または放熱体の剥離を防止することが可能なドライバモジュールとすることができる。

本願の第１の発明は、配線パターンが形成されたフレキシブル基板と、フレキシブル基板に実装された半導体装置と、半導体装置を凹部に収納してフレキシブル基板に装着された放熱体とを有するドライバモジュール構造であって、フレキシブル基板は、放熱体の凹部内の空間と外部とを連通する通気用の貫通孔が形成されたことを特徴としたものであり、フレキシブル基板に通気用の貫通孔を備えることにより、貫通孔から、凹部と半導体装置との隙間の空気が出入りすることができるので、温度変化による膨張や収縮の影響を抑止することができる。貫通孔は、凹部と半導体装置との隙間の空気が出入り可能な位置であれば、フレキシブル基板のどこに形成されていてもよい。

本願の第２の発明は、フレキシブル基板の貫通孔は、放熱体の接合面内の位置に形成され、放熱体に、貫通孔と凹部の空間とを連通する溝が形成されたことを特徴としたものであり、フレキシブル基板の放熱体に形成された通気用の溝の先端部の位置に、通気用の貫通孔が形成されたことで、凹部の内側面と半導体装置との密着度を高めかつ放熱性を高めるための放熱材が、貫通孔から漏れ出ることを防止することができる。

本願の第３の発明は、放熱体の溝は、使用状態において水平方向から上方向となるように形成されたことを特徴としたものであり、放熱体の溝を、使用状態において水平方向から上方向となるように形成することで、放熱材が溝を介して貫通孔から漏れ出ることを防止することができる。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係るドライバモジュールの構成を、液晶ドライバを例にとり、図１から図２に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係るドライバモジュールの一例である液晶ドライバの斜視図である。図２は、図１の液晶ドライバのＡ−Ａ線断面図である。

図１に示すように、液晶ドライバ１は、フレキシブル基板２と、フレキシブル基板２に実装された半導体装置３と、フレキシブル基板２に装着される放熱体４とで構成される。

フレキシブル基板２は、可撓性のプラスチックフィルムからなり、一端に液晶パネルと接続する電極５が形成され、他端に制御基板（図示せず）と接続される電極６が形成されている。これらの電極５，６と半導体装置３とは、配線パターン７で接続されている。

フレキシブル基板２の電極５は、液晶パネルに形成された透明電極と、異方性導電フィルムや異方性導電ペーストなどを介して接続される。また、フレキシブル基板２の電極６は、制御基板に形成された電極と半田付けなどで接続される。

フレキシブル基板２には、直径１ｍｍ程度の貫通孔８が形成されている。この貫通孔８は、放熱体４の接合面の範囲内に形成されている。貫通孔８は、フレキシブル基板２を打ち抜きなどにより作製する際に、金型の貫通孔８の位置に凸部が形成されたものを用いることで容易に作製することができる。

フレキシブル基板２には、半導体装置３を搭載するために、中央部に開口部が形成されている。この開口部の周囲の配線パターン７を露出させて半導体装置３の電極と接続することで、半導体装置３と、電極５，６とを導通させている。

半導体装置３は、液晶パネルの表示制御を行うＩＣである。フレキシブル基板２の中央に設けられた開口部に配置している。半導体装置３と配線パターン７との接続は、開口部の周囲を片側面のみ配線パターン７を露出させ、半導体装置３の電極を露出した配線パターン７に接触させることで導通させている。半導体装置３とフレキシブル基板２と接続した後に、樹脂で半導体装置３の両側面を封止することで、半導体装置３とフレキシブル基板２とを固着させている。図１においては、放熱体４の装着面側であるフレキシブル基板２の裏面側が配線パターン７を露出させている側となっている。

放熱体４は、平面視して略矩形状で、中央部に半導体装置３を収納する凹部１０が形成されている。また、凹部１０には、フレキシブル基板２に形成された貫通孔８と凹部１０の空間を連通する通気部である溝１１が形成されている。この溝１１によって、凹部１０の空間１２の空気は、溝１１と貫通孔８を介して外部と通気させることができる。

図２に示すように、放熱体４は、凹部１０の内側面と半導体装置３との密着度を高め放熱性を高めるために、グリースなどの放熱材１３を放熱体４と半導体装置３との間に介在させて、フレキシブル基板２に装着されている。

溝１１の幅は、貫通孔８を直径１ｍｍ程度に形成した場合、貫通孔８の直径より幅を広く形成すると、放熱材１３が流れやすくなる。また、貫通孔８の直径より幅を狭く形成すると、貫通孔８を通気用として有効に使用することができないので、貫通孔８の直径とほぼ等しく溝１１の幅を形成するのが望ましい。

また、溝１１の長さは、半導体装置３の電極の間隔が狭ピッチである場合には、短すぎると配線パターン７の配線設計が困難となるため、貫通孔８をフレキシブル基板２の配線設計に影響を与えない程度の最小限の距離まで半導体装置３から離して配置するのが望ましい。

以上のように構成される本発明の実施の形態１に係るドライバモジュールの一例である液晶ドライバの使用状態について、図２に基づいて説明する。

図２に示すように、液晶ドライバ１の使用環境によって、温度が上がると空間１２内の空気が膨張し、温度が下がると空間１２内の空気が収縮する。

空間１２の空気が膨張すると、空間１２から溝１１を経由して貫通孔８を通過して外気へＦ１に示す流れのように空気が排出される。

また、空間１２の空気が収縮すると、外気から貫通孔８を通過し、溝１１を経由して空間１２へＦ２に示す流れのように空気が吸入される。

このように、液晶ドライバ１の使用環境が変化しても、フレキシブル基板２に空間１２の空気がストレスを与えることがない。従って、フレキシブル基板２の配線パターン７の断線等による半導体装置の動作不良や、放熱体４の剥離などを防止することができる。

次に、本発明の実施の形態１に係るドライバモジュールを表示装置に実装した場合の使用状態を図３に基づいて説明する。図３は、ドライバモジュールを表示装置の一例である液晶表示パネルに接続した状態の正面図である。

半導体装置３を実装し、放熱体４を装着したフレキシブル基板２が液晶表示パネル１５に接続され、図示しない表示装置へ組み込まれている。

図３に示すように、表示装置に組み込まれた液晶ドライバ１は、液晶表示パネル１５側を上とし、図示しない制御基板と接続する電極６側を下にして使用する。溝１１は、図３に示す表示装置などに実装された使用状態において、凹部１０の周縁部の位置を基端部とし、フレキシブル基板の貫通孔の位置を先端部とした場合に、基端部から先端部までの方向を水平方向から上方向となるように形成されているのが望ましい。このように溝１１を形成することで、使用中に放熱材１３が溝１１を介して貫通孔８から漏れ出ることを防止することができる。

なお、図４に示すように、粘性の高い材質の放熱材１３を使用する場合や、半導体装置３をフレキシブル基板２の下側にして使用するような場合は、空間１２の位置に貫通孔８をフレキシブル基板２に形成することで、放熱体４の溝１１を省略することもできる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係るドライバモジュールの構成を、液晶ドライバを例に図５に基づいて説明する。図５は、本発明の実施の形態２に係るドライバモジュールの一例である液晶ドライバの斜視図である。なお、図５において、図１と同じ機能を有するものについては同符号を付して説明を省略する。

本発明の実施の形態２に係るドライバモジュール構造は、放熱体に凹部内の空間と外部とを連通する通気用の通気部を溝として設けたことを特徴とする。

図５に示すように、液晶ドライバ３０に用いられるフレキシブル基板２３は、貫通孔を設けていない従来のフレキシブル基板である。

このフレキシブル基板２３に装着される放熱体３１は、凹部１０内の空間と外部とを連通する通気用の通気部である溝３２を設けている。

溝３２は、凹部１０の壁部から放熱体３１の端部まで直線状に形成されている。

このように、放熱体３１に溝３２を設けたことで、凹部１０内の空間１２の空気が膨張すると、空間１２から溝３２を経由して空気が排出することができる。

また、空間１２の空気が収縮すると、外気から溝３２を経由して空間１２へ空気が吸入することができる。このように、液晶ドライバ３０の使用環境が変化しても、フレキシブル基板２３に空間１２の空気がストレスを与えることがない。

この溝３２は、実施の形態２では直線状に設けられているが、空間１２と外気との通気可能な溝であれば、曲線状であっても問題はない。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係るドライバモジュールの構成を、液晶ドライバを例に図６に基づいて説明する。図６は、本発明の実施の形態３に係るドライバモジュールの一例である液晶ドライバの斜視図である。なお、図６において、図１と同じ機能を有するものについては同符号を付して説明を省略する。

本発明の実施の形態３に係るドライバモジュール構造は、放熱体に凹部内の空間と外部とを連通する通気用の通気部を、放熱体とフレキシブル基板とを接着する接着剤の未塗布部分である隙間として設けたことを特徴とする。

図６に示すように、液晶ドライバ４０に用いられるフレキシブル基板２３は、貫通孔を設けていない従来のフレキシブル基板である。

このフレキシブル基板２３に装着される放熱体４１は、凹部１０内の空間と外部とを連通する通気用の通気部である隙間４２を設けている。

隙間４２は、放熱体４１とフレキシブル基板２３とを装着する際に、放熱体４１の接着面４３に、接着剤の未塗布部分として設けられた隙間である。

この隙間４２は、凹部１０から放熱体４１の端部まで接着剤を塗布しないことで、図５に示すような溝３２と同じ作用効果を得ることができる。また、この隙間４２の幅を、凹部１０の長手方向の端辺と同じ長さ程度としても、隙間４２以外の接着面４３でフレキシブル基板２３と接着することができるので、この放熱体４１とフレキシブル基板２３との接着信頼性への影響はない。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係るドライバモジュールの構成を、液晶ドライバを例に図７に基づいて説明する。図７は、本発明の実施の形態４に係るドライバモジュールの一例である液晶ドライバの斜視図である。なお、図７において、図１と同じ機能を有するものについては同符号を付して説明を省略する。

本発明の実施の形態４に係るドライバモジュール構造は、フレキシブル基板に形成された貫通孔と凹部の空間を連通する通気部を、放熱体とフレキシブル基板とを接着する接着剤の未塗布部分である隙間として設けたことを特徴とする。

図７に示すように、液晶ドライバ５０に用いられるフレキシブル基板２は、実施の形態１で説明したものと同じであり、貫通孔８を設けている。

このフレキシブル基板２に装着される放熱体５１は、凹部１０内の空間と貫通孔とを連通する通気用の通気部である隙間５２を設けている。

隙間５２は、放熱体５１とフレキシブル基板２とを装着する際に、放熱体５１の接着面５３に、接着剤の未塗布部分として設けられた隙間である。

この隙間５２は、フレキシブル基板２を装着した際に、貫通孔８が位置する部分から凹部１０まで接着剤を塗布しないことで、図１に示すような溝１１と同じ作用効果を得ることができる。

本発明は、放熱体の放熱効果を維持しつつ、フレキシブル基板の断線等による半導体装置の動作不良、または放熱体の剥離を防止することが可能なので、フラットディスプレイなどに用いられるＴＣＰのドライバモジュールに好適である。

本発明の実施の形態１に係るドライバモジュールの一例である液晶ドライバの斜視図 図１の液晶ドライバのＡ−Ａ線断面図 ドライバモジュールを液晶表示パネルに接続した状態の正面図 溝を省略したドライバモジュールの断面図 本発明の実施の形態２に係るドライバモジュールの一例である液晶ドライバの斜視図 本発明の実施の形態３に係るドライバモジュールの一例である液晶ドライバの斜視図 本発明の実施の形態４に係るドライバモジュールの一例である液晶ドライバの斜視図 従来のドライバモジュールを示す図 従来の他のドライバモジュールを示す図 図９のＢ−Ｂ線断面図

符号の説明

１，３０，４０，５０ 液晶ドライバ
２ フレキシブル基板
３ 半導体装置
４，３１，４１，５１ 放熱体
５，６ 電極
７ 配線パターン
８ 貫通孔
１０ 凹部
１１，３２ 溝
１２ 空間
１３ 放熱材
１５ 液晶表示パネル
４２，５２ 隙間
４３，５３ 接着面

Claims (6)

1. 配線パターンが形成されたフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板に実装された半導体装置と、前記半導体装置を凹部に収納して前記フレキシブル基板に装着された放熱体とを有するドライバモジュール構造であって、
   前記フレキシブル基板に、前記放熱体の凹部内の空間と外部とを連通する通気用の貫通孔を設けたことを特徴とするドライバモジュール構造。
2. 前記フレキシブル基板の貫通孔は、前記放熱体の接合面内の位置に設けられ、前記放熱体に、前記貫通孔と前記凹部の空間とを連通する通気部を設けたことを特徴とする請求項１記載のドライバモジュール構造。
3. 配線パターンが形成されたフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板に実装された半導体装置と、前記半導体装置を凹部に収納して前記フレキシブル基板に装着された放熱体とを有するドライバモジュール構造であって、
   前記放熱体に、前記凹部内の空間と外部とを連通する通気用の通気部を設けたことを特徴とするドライバモジュール構造。
4. 前記通気部は、前記放熱体に設けられた溝であることを特徴とする請求項２または３記載のドライバモジュール構造。
5. 前記通気部は、前記放熱体と前記フレキシブル基板とを装着する接着剤の未塗布部分で形成された隙間であることを特徴とする請求項３または４記載のドライバモジュール構造。
6. 前記放熱体の前記通気部は、使用状態において水平方向から上方向となるように設けられたことを特徴とする請求項２から５のいずれかの項に記載のドライバモジュール構造。

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