JP5095460B2 - 半導体装置および表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、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、特に配線の変形もしくは断線を防止する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８（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に固定するとともに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）
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、図示のように、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。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、それによりこの絶縁フィルム１０１上に設けられている配線１０２の変形もしくは断線を引き起こすという問題を生じていた。図８（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はそれら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。
なお、この問題はあくまでも、ステージ１１５および加熱ツール１１７と放熱材１０７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起因するものであり、ここでの説明に使用した長方形状の放熱材１０７において限定的に生じるものではなく、かつ、放熱材１０７の伸びの方向も単なる一例に過ぎない。また、放熱材１０７が伸びるという現象は、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生じ得る。
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、配線の変形もしくは断線を防止する半導体装置、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」としている。
本発明の参考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配線と、上記配線上に設けられる半導体素子と、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ている半導体装置において、上記放熱部材を第１放熱部材として備え、上記第１放熱部材にスリットを設け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、第１放熱部材にスリットを設けている。このスリットにより、上記第１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。以上により、配線の変形もしくは断線を防止する半導体装置を提供することができるという効果を奏する。なお、具体的には、例えば上記第１放熱部材が上述した長方形状の放熱材１０７のような放熱材である場合、上記スリットは、その機能から、特に放熱材の長辺方向に設けることとなる。
本発明の参考に係る半導体装置は、上記スリットが、上記第１放熱部材における上記半導体素子に相当する位置に、もしくは上記半導体素子の周辺に相当する位置に、もしくはその双方に相当する位置に設けられていることが好ましい。
上記の構成によれば、上記スリットを上記半導体素子近くに設けるため、確実に熱膨張を緩和することができ、それゆえ、確実に配線の変形もしくは断線を防止することができる。
本発明に係る半導体装置は、上記スリットが上記半導体素子の一辺に平行な第１スリットを少なくとも１つ有していることが好ましい。
上記の構成によれば、上記第１スリットは、上記第１放熱部材の熱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、より確実に配線の変形もしくは断線を防止することができる。
本発明に係る半導体装置は、上記の問題を解決するために、上記スリットが、上記第１放熱部材における上記半導体素子の端部付近に相当する位置に、上記第１放熱部材の端部に向けて開いている扇形状の第２スリットを少なくとも１つ有することを特徴としている。
本発明に係る半導体装置は、上記第２スリットは、互いに直角の関係となる２つのスリットからなり、当該２つのスリットにさらにスリットをそれぞれ追加して、上記第１放熱部材の端部に向けて開口している正方形状の第３スリットとなることが好ましい。
本発明に係る半導体装置は、上記スリットは、上記半導体素子の一方の辺に平行な上記第１スリットである第１スリット部と、上記半導体素子の他方の辺に平行な上記第１スリットである第２スリット部とがそれぞれ少なくとも１つずつ組み合わされ、かつ、それらのスリット部が互いに結合されている第４スリットを有することが好ましい。
本発明に係る半導体装置は、上記スリットは、上記半導体素子を囲むように設けられている第５スリットを有することが好ましい。
本発明に係る半導体装置は、上記スリットは、上記第１スリットが短部と長部とからなるＬ字形状となるように、上記第１スリットの端部を上記Ｌ字形状の短部を構成するように折り曲げたように形成した第６スリットを距離を隔てて少なくとも２つ有し、上記距離を隔てた２つの第６スリットを１セットとする場合、当該１セットにおける第６スリットの各端部は、一方の第６スリットにおける端部のＬ字形状の短部と他方の第６スリットにおける端部のＬ字形状の短部とが互いに平行となるように、かつ、上記一方の第６スリットにおける端部のＬ字形状の長部と上記他方の第６スリットにおける端部のＬ字形状の長部とが互いに平行となるように設けられていることが好ましい。
上記の構成によれば、加熱により上記第１放熱部材が伸縮した際に、Ｌ字形状部分がバネの役割を果たして上記第１放熱部材の伸縮を抑制することができる。
本発明に係る半導体装置は、上記スリットは、上記第１放熱部材を分断しないように、切れ目を有している、もしくは上記第１放熱部材の端部まで設けられていないことが好ましい。
上記の構成によれば、上記第１放熱部材が分断されない為、放熱性を確保することができる。
本発明に係る半導体装置は、上記スリットは、上記半導体素子の中心線に対し線対称となるように設けられていることが好ましい。
本発明に係る半導体装置は、上記第１スリットは、上記第１スリットと、上記第１スリットに最も近接する上記半導体素子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。
本発明に係る半導体装置は、上記第１放熱部材の熱膨張が大きい箇所では上記スリットの幅を大きくし、上記第１放熱部材の熱膨張が小さい箇所では上記スリットの幅を小さくすることが好ましい。
上記の構成によれば、上記第１放熱部材の熱膨張が大きい箇所では、上記スリットの幅を大きくすることで、熱膨張緩和の効果を高めることができ、その結果、より確実に配線の変形もしくは断線を防止することができる。また、上記の構成によれば、上記第１放熱部材の熱膨張が大きい箇所では、上記スリットの幅を大きくして、放熱性を確保しつつも特に熱膨張緩和に重点を置き、上記第１放熱部材の熱膨張が小さい箇所では、上記スリットの幅を小さくして、熱膨張緩和を確保しつつも特に放熱性に重点を置く、というように、状況に合わせて、熱膨張緩和と放熱性とのバランスを適切に設定することができる。
本発明に係る半導体装置は、上記第１放熱部材の縦幅は、上記半導体装置の打ち抜き部分の縦方向の両端からそれぞれ０．５ｍｍ以上間隔を設けて内側に設定されることが好ましい。
本発明に係る半導体装置は、上記第１放熱部材が、上記絶縁フィルムの反対の面における上記半導体素子およびその周辺に相当する位置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、上記半導体装置の放熱性を維持しつつも、上記半導体装置を折り曲げて実装する際の折り曲げ性を確保することができる。
本発明に係る半導体装置は、上記第１放熱部材の周辺に、上記第１放熱部材に接触させて第２放熱部材をさらに設け、上記第２放熱部材は、正方形状もしくは円状の、上記絶縁フィルムまで貫通する孔である開口部を複数有し、上記開口部は、隣接する開口部と一定の距離を保ちつつ、縦横に配列されていることが好ましい。
具体的には、上記第２放熱部材の正方形状の開口部は、その一辺が５０μｍ以上２００μｍ以下であるとともに、隣接する開口部と５０μｍ以上２００μｍ以下の距離をおいて配列され、上記第２放熱部材の円状の開口部は、その直径が５０μｍ以上２００μｍ以下であるとともに、隣接する開口部と５０μｍ以上２００μｍ以下の距離をおいて配列されていることことが好ましい。
また、上記第２放熱部材の正方形状の開口部は、その一辺が、上記第２放熱部材の横方向の辺となす角度が３５°以上５５°以下の線分と平行となるように配列され、上記第２放熱部材の円状の開口部は、上記正方形状の開口部が設けられている位置に配列されることが好ましい。
上記の構成によれば、放熱部材の領域を、上記第１放熱部材のみの場合と比較して増加させることができるため、上記半導体装置の放熱性をより向上させることができる。また、第２放熱部材は、開口部を有しており、全体的に放熱部材が設けられているわけではないため、折り曲げが容易である。すなわち、上記の構成によれば、折り曲げ性を確保しつつ、上記半導体装置の放熱性をより向上させることができる。
また、上記第２放熱部材の開口部を上述のような角度をもたせて配列することにより、熱膨張による伸びを抑えることができる。
本発明に係る半導体装置は、上記絶縁フィルムおよび上記配線の一部を覆うように設けられたレジストをさらに備え、上記第２放熱部材は、その横幅は、上記第１放熱部材の横幅と同一とし、その縦方向の各端部の位置は、上記レジストの上記絶縁フィルムの反対の面における端部に相当する位置から０．５ｍｍ以上内側に設定されていることが好ましい。
本発明に係る半導体装置は、上記第１放熱部材の縦幅が、上記半導体装置を折り曲げて使用する際のその折り曲げ禁止範囲の縦幅−０．５ｍｍ以上、上記折り曲げ禁止範囲の縦幅＋０．５ｍｍ以下の間で設定されることが好ましい。
上記の構成によれば、上記第１放熱部材の縦幅を略折り曲げ禁止範囲とするため、上記半導体装置の放熱性を維持しつつ、折り曲げ性を最大限に確保することができる。
本発明に係る半導体装置は、上記第１放熱部材の横幅が、上記半導体装置の打ち抜き部分の横方向の両端からそれぞれ０．５ｍｍ以上間隔を設けて設定されることが好ましい。
上記の構成によれば、実装時の打ち抜きに支障をきたすことなく、上記半導体装置の放熱性を向上させることができる。
本発明に係る半導体装置は、上記スリットは、上記半導体素子の一辺に平行な第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上記半導体素子の一辺にあるバンプ端面との水平方向の距離は、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることが好ましい。
本発明に係る半導体装置は、上記第１放熱部材もしくは上記各放熱部材が、熱伝導率が１０Ｗ/(ｍ・Ｋ)以上の材料によって形成されていることが好ましい。
本発明に係る半導体装置は、上記第１放熱部材もしくは上記各放熱部材が、銅、アルミニウム、もしくはＳＵＳによって形成されていることが好ましい。
上記の構成によれば、上記第１放熱部材や上記第２放熱部材を熱伝導率が高い材料によって形成するため、優れた放熱性を達成できる。
本発明に係る半導体装置は、上記第１放熱部材もしくは上記各放熱部材が、その厚みが、５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。
上記の構成によれば、上記半導体装置の薄型を維持しつつ、放熱性を向上させることができる。
本発明に係る半導体装置は、上記第１放熱部材もしくは上記各放熱部材の表面には、放熱部材とは別の材料が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。
上記放熱部材は、専ら金属で形成するため、酸化が起こる場合がある。上記の構成によれば、上記放熱部材の酸化を防ぐことができる。
本発明に係る半導体装置は、上記第１放熱部材に設けられたスリットの幅が、０．０２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることが好ましい。
上記の構成によれば、上記スリットを小さく形成して上記半導体装置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。
本発明に係る半導体装置は、上記半導体素子と上記各放熱部材との垂直方向の距離は、０．１ｍｍ以下であることが好ましい。
上記の構成によれば、上記半導体装置の薄型化が可能であるとともに、上記各放熱部材を熱源近くに設けることができるため、上記半導体装置の放熱性を向上させることができる。
本発明に係る表示装置は、上記半導体装置を、表示装置を駆動するための表示装置駆動モジュールとして備えていることを特徴としている。
上記の構成によれば、本発明に係る表示装置は、配線の変形もしくは断線を防止することができる上記半導体装置を、表示装置を駆動するための表示装置駆動モジュールとして備えているため、その動作に高い信頼性を確保できる。
本発明の一つ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配線と、上記配線上に設けられる半導体素子と、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ている半導体装置において、上記放熱部材を第１放熱部材として備え、上記第１放熱部材にスリットを設けており、上記スリットは、上記第１放熱部材における上記半導体素子に相当する位置に、もしくは上記半導体素子の周辺に相当する位置に、もしくはその双方に相当する位置に設けられており、上記スリットは、上記第１放熱部材における上記半導体素子の端部付近に相当する位置に、上記第１放熱部材の端部に向けて開いている扇形状の第２スリットを少なくとも１つ有することを特徴としている。このスリットにより、上記第１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。以上により、上記半導体装置は、配線の変形もしくは断線を防止する半導体装置を提供することができるという効果を奏する。また、上記スリットを上記半導体素子近くに設けるため、確実に熱膨張を緩和することができ、それゆえ、確実に配線の変形もしくは断線を防止することができる。
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜図５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）および図１（ｃ）はその裏面を示しており、図１（ｂ）は図１（ａ）および図１（ｃ）中の“ｃ”の領域を拡大して示している。
ＣＯＦ１０は、図８（ａ）に示したＣＯＦ１１０と同様な構成であり、半導体素子などの実装時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た配線２（不図示）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（不図示）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と接合される。また、ＣＯＦ１０は、半導体素子４周辺に充填されて半導体素子４を絶縁フィルム１に固定するとともに外部から保護する封止樹脂６（不図示）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（第１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、配線２の変形もしくは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によって構成するため、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され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（横軸）と半導体素子４の温度（縦軸）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５（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。
具体的には、ＣＯＦには、安全に製品を使用するために、半導体素子４周辺に折り曲げ禁止領域が設けられている。そこで、ＣＯＦ１０では、放熱材７の縦幅７Ａを、上記禁止領域の縦幅−０．５ｍｍ以上、上記禁止領域の縦幅＋０．５ｍｍ以下とする。本実施形態では上記禁止領域の縦幅と同一としている。この構成により、折り曲げ性を損なうことなく、放熱性を向上させることができる。
また、ＣＯＦでは打ち抜き部分を打ち抜いて表示パネルへ実装するため、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いるが、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、図１に示すようにスリット８を有している。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に相当する位置に、もしくは半導体素子４の周辺に相当する位置に、もしくはその双方に相当する位置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、スリット８は、半導体素子４の一辺に平行な第１スリットを有していることが好ましい。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。また、上記第１スリットは、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。
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、放熱材７における半導体素子４の中央部分に相当する位置から半導体素子４の長辺に平行に伸びるスリットに加え、特に半導体素子４の短辺側の端部付近に相当する位置に放射状にスリット８ａ（第２スリット）（図１（ｂ）参照）を設けている。このスリット８ａは、換言すれば、放熱材７の端部に向けて開いている扇形状のスリットである。また、換言すれば、スリット８は、図１（ｂ）に示すように、放熱材７において“７ａ”，“７ｂ”，“７ｃ”，“７ｄ（不図示 中心線Ｌ１に関し領域７ａと線対称な領域）”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、スリット８ａは、このスリット８ａを形成する２つのスリットが例えば直角の関係にあって、さらに、当該２つのスリットにさらにスリットをそれぞれ追加することで、放熱材７の端部に向けて開口している正方形状のスリット８ｂ（第３スリット）としてもよい。
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８ｃ（図１（ｂ）参照）を有している。スリット８ｃと、スリット８ｃ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１（ｂ）中の“ｄ２”）は、０．５ｍｍとしている。また、スリット８は、図１（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、もしくは、放熱材７の端部まで設けられていなくてもよい。あるいは、図１（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。スリット８の形成方法は、一般的なエッチングである。
また、スリット８は、放熱材７の伸びの大小によって、その幅を適宜変更してもよい。すなわち、放熱材７の伸びが顕著となる箇所ではスリット８の幅を大きくすることで、その伸びを緩和する効果を高めることができる。また、この構成では、放熱材７の伸びが顕著となる箇所ではスリット８の幅を大きくして、放熱性を確保しつつも特に熱膨張緩和に重点を置き、放熱材７の伸びがさほど顕著とはならない箇所ではスリット８の幅を小さくして、熱膨張緩和を確保しつつも特に放熱性に重点を置く、というように、状況に合わせて、熱膨張緩和と放熱性とのバランスを適切に設定することができる。
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５（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。
次に、スリット８の他の形成例について図４を用いて説明する。なお、ここでは、放熱材７の縦幅７Ａをソルダーレジスト３の絶縁フィルム１の反対の面における端部に相当する位置から両側それぞれ０．５ｍｍ以上余裕をとって（図中の“ｄ３”の領域）設定する。本実施形態では、ソルダーレジスト３の絶縁フィルム１の反対の面における端部（図中の“３ａ”）に相当する位置から両側それぞれ０．５ｍｍとしている（図中の“ｄ３ａ”，“ｄ３ｂ”）。
スリット８は、例えば、少なくとも１つ設けられた、半導体素子４の短辺に平行であって、その各端部が放熱材７の長辺側の各端部までそれぞれ伸びたスリット８ｄであってもよい（図４（ａ）参照）。また、スリット８は、少なくとも２つ、かつ、距離を隔てて設けられた、半導体素子４の短辺に平行であって、一方の端部が放熱材７の長辺側の一方の端部まで伸びたスリット（第１スリット部）８ｅａと、半導体素子４の長辺に平行であって、その各端部が放熱材７の短辺側の各端部までそれぞれ伸びたスリット（第２スリット部）８ｅｂとが組み合わされ、かつ、それらのスリット８ｅａ，８ｅｂが互いに結合されているスリット（第４スリット）８ｅであってもよい（図４（ｂ）参照）。また、スリット８は、スリット８ｅの変化形であって、互いに結合されたスリット８ｅａ，８ｅｂがそれらで半導体素子４を囲むように設けられたスリット（第５スリット）８ｆであってもよい（図４（ｃ）参照）。
また、スリット８は、スリット８ｅの他の変化形であるスリット８ｇであってもよい（図４（ｄ）参照）。スリット８ｇは、まず、スリット８ｅａが短部と長部とからなるＬ字形状となるように、スリット８ｅａの上記一方の端部を上記Ｌ字形状の短部を構成するように折り曲げたように形成したスリット（第６スリット）８ｇａを設ける（スリット８ｇａは、放熱材７の端部まで伸びていない）。そして、このスリット８ｇａを距離を隔てて複数用意する（本実施形態では、スリット８ｇａａと称するもう一つのスリットを用意する）とともに、それらのスリットを１セットとし、その１セットを距離を隔てて複数用意する。
上記１セットにおけるスリット８ｇａ（一方の第６スリット）とスリット８ｇａａ（他方の第６スリット）との各端部は、スリット８ｇａにおける端部のＬ字形状の短部とスリット８ｇａａにおける端部のＬ字形状の短部とが互いに平行となるように、かつ、スリット８ｇａにおける端部のＬ字形状の長部とスリット８ｇａａにおける端部のＬ字形状の長部とが互いに平行となるように設ける。また、スリット８ｅｂに切れ目を有したスリット８ｇｂを設けるとともに、スリット８ｇｂに平行に、かつ、距離を隔てて接触しないように（すなわち、スリット８ｇａとも接触していない）、スリット８ｇｂｂと称するもう一つのスリット８ｇｂを設ける。以上のようなスリット８ｇでは、加熱により放熱材７が伸縮した際に、スリット８ｇａ，８ｇａａのＬ字形状部分がバネの役割を果たして放熱材７の伸縮を抑制することができる。なお、スリット８ｇにおけるスリット８ｇａ，８ｇａａのＬ字形状部分の構成は、以上のような構成に限られるわけではなく、例えば、スリット８ｇａ，８ｇａａのＬ字形状部分が上下逆さまに配置されたような構成であってもよい。
スリット８ｄ〜スリット８ｆでは、上述した放熱材７の伸びがその長辺方向において顕著となる例に対応してその幅が設定されている。すなわち、放熱材７の長辺方向、つまり半導体素子４の短辺側においてスリットの幅を大きくし、放熱材７の伸びがさほど顕著とならないその短辺方向、つまり半導体素子４の長辺側においてスリットの幅を小さく設定している。このような構成により、上述のように、熱膨張緩和と放熱性とのバランスを適切に設定することができる。また、スリット８ｄ〜スリット８ｆは、半導体素子４の周辺に、つまり半導体素子４の外側に相当する位置に、設けられている。この構成により、特に放熱材７の熱膨張を妨げる機能が有効に働き、熱膨張緩和の効果が高まる。
また、スリット８は、図５（ａ）〜図５（ｄ）に示すように、以上説明した各スリットを適宜組み合わせて備えてもよい。同図では、スリット８ｄ〜スリット８ｆに、図１において示したスリット８をそれぞれ組み合わせた場合を示している。
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施形態について図６を用いて説明すると以下の通りである。
図６は、本実施形態に係るＣＯＦ（半導体装置）１０ａを示しており、図６（ａ）はその裏面を示しており、図６（ｂ）は図６（ａ）中の“ｅ”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の各長辺側に、放熱材９ａ，９ｂからなる放熱材（第２放熱部材）９を放熱材７に接触させてさらに設けている。放熱材９は、放熱材７と同様な構成（材料、厚み、その範囲など）で形成することができるが、その形状が異なっている。
放熱材９は、図６（ｂ）に示すように、複数の正方形状の開口部ｆを有し、当該開口部ｆが、隣接する開口部ｆと一定の距離を保ちつつ、縦横に配列されている構造である。開口部ｆは、絶縁フィルム１まで貫通する孔である。開口部ｆは、その一辺が５０μｍ以上２００μｍ以下であるとともに、隣接する開口部ｆと５０μｍ以上２００μｍ以下の距離をおいて配列されていることが好ましい。また、開口部ｆは、その一辺が、放熱材９の長辺方向の辺となす角度が３５°以上５５°以下の線分と平行となるように配列されていることが好ましい。本実施形態では、開口部ｆの一辺および隣接する開口部ｆとの距離をそれぞれ１００μｍとするとともに、上記角度を４５°としている。
また、放熱材９は、その横幅は、放熱材７の横幅と同様に設定し、その縦方向の各端部の位置は、ソルダーレジスト３の絶縁フィルム１の反対の面における端部に相当する位置から０．５ｍｍ以上内側に設定されていることが好ましい。本実施形態では、放熱材９の横幅は、放熱材７の横幅７Ｂと同一とし、縦方向の各端部の位置（９ａＡ，９ｂＡ）は、ソルダーレジスト３の絶縁フィルム１の反対の面における（図６（ａ）中の“３ａ”）端部に相当する位置からそれぞれ０．５ｍｍ，０．５ｍｍとしている（図６（ａ）中の“ｄａ３”，“ｄｂ３”）。以上のような放熱材９の形成は、放熱材７と同時に一般的なスパッタ、フォトリソグラフィ、エッチング等によって行っている。
以上の構成により、ＣＯＦ１０ａは、ＣＯＦ１０と比較して、放熱材の領域を増加させることができる。また、放熱材９は、開口部ｆを有しており、全体的に放熱材が設けられている放熱材７と比較して、折り曲げが容易である。すなわち、ＣＯＦ１０ａは、ＣＯＦ１０と比較して、折り曲げ性を確保しつつ、放熱性をより向上させることができる。また、放熱材９の開口部ｆを上述のような角度をもたせて配列することにより、熱膨張による伸びを抑えることができる。
なお、放熱材９は、以上のような構成に限られるわけではなく、開口部ｆが円状であっても、同様な効果を享受することができる。この場合、円状の開口部の直径が５０μｍ以上２００μｍ以下であるとともに、隣接する開口部と５０μｍ以上２００μｍ以下の距離をおいて配列されていることが好ましい。
〔実施の形態３〕
本発明の他の実施形態について図７を用いて説明すると以下の通りである。
図７は、本実施形態に係るＣＯＦ（半導体装置）１０ｂを示しており、図７（ａ）および図７（ｃ）はその裏面を示しており、図７（ｂ）は図７（ａ）および図７（ｃ）中の“ｆ”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。
ＣＯＦでは、その品質管理および製造工程管理のために、製造後、透明な絶縁フィルムの裏面から例えば（１）半導体素子のバンプ電極と配線とがズレなく接合しているか、また、その接合品質はどうか、（２）封止樹脂が適切に充填されているか、を確認する。しかしながら、従来のＣＯＦや例えばＣＯＦ１０では、絶縁フィルムに放熱材が設けられているため、上記確認が行えないという問題を生じる。本実施形態に係る発明は、この問題を解決するためのものである。
本実施形態に係るＣＯＦ１０ｂは、基本的にＣＯＦ１０と同様な構成を有しているが、放熱材７に、半導体素子４の中央部分に相当する位置に開口部ｏ１を、また、半導体素子４の位置合わせ用マーク部分に相当する位置に開口部ｏ２を、それぞれ設けている。開口部ｏ１，ｏ２は、絶縁フィルム１へ貫通している孔である。この開口部ｏ１により、透明な絶縁フィルム１を介して封止樹脂６が適切に充填されているかを確認することができる。また、開口部ｏ１を介して熱電対を接触させて、半導体素子４の温度を測定することもできる。また、開口部ｏ２を介して半導体素子４の位置合わせ用マーク部分を観察できることにより、半導体素子４が適切に配置されているかを確認することができる。このように、放熱材７に開口部ｏ１，ｏ２を有していることにより、品質・製造工程管理を行える。なお、本実施形態では、放熱材７に開口部ｏ１，ｏ２のいずれも設けているが、この構成は単なる一例であり、開口部ｏ１，ｏ２のいずれかのみを設けてもよい。
開口部ｏ１は、その縦幅ｏ１Ａが半導体素子４の縦幅−０．１ｍｍ以下であり、その横幅ｏ１Ｂが半導体素子４の横幅−０．１ｍｍ以下であることが好ましい。また、開口部ｏ２は、その縦幅が０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下であり、その横幅が０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下であることが好ましい。本実施形態では、開口部ｏ１は、その縦幅ｏ１Ａを０．８ｍｍとし、その横幅ｏ１Ｂを２．０ｍｍとしている。また、開口部ｏ２は、その形状を正方形状とし、その一辺を１１６ｕｍとしている。この開口部ｏ２のサイズは、半導体素子４の位置合わせ用マークのサイズが９６ｕｍであり、そのサイズに上下左右に１０ｕｍの余裕を持たせて設けていることによるものである。開口部ｏ１，ｏ２の形成方法は、一般的なエッチング等である。
なお、開口部ｏ１は、その形状が、本実施形態では長方形状であるが、これに限られるわけではなく、例えば正方形状であってもよい。また、開口部ｏ２も同様に、その形状が限定されるわけではないが、位置合わせ精度の観点からは、本実施形態のような正方形状であることが好ましい。
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、裏面に放熱材を有したＣＯＦに好適に用いることができ、放熱材の熱膨張を緩和して配線の変形もしくは断線を防止することができる。
本発明の一実施形態に係るＣＯＦを示しており、（ａ）および（ｃ）はその裏面の平面図であり、（ｂ）は図１（ａ）および図１（ｃ）中の“ｃ”の領域の拡大図である。 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の半導体素子の温度との関係を示すグラフである。 上記ＣＯＦに設けているスリットの他の形成例を示す図である。 上記ＣＯＦに設けているスリットの他の形成例を示す図である。 本発明の他の実施形態に係るＣＯＦを示しており、（ａ）はその裏面の平面図であり、（ｂ）は図６（ａ）中の“ｅ”の領域の拡大図である。 本発明のさらに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７（ａ）および図７（ｃ）中の“ｆ”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
１ｃ 打ち抜き部分
２ 配線
３、３ａ ソルダーレジスト
４ 半導体素子
７ 放熱材（第１放熱部材）
８ スリット
８ａ スリット（第２スリット）
８ｂ スリット（第３スリット）
８ｃ スリット（第１スリット）
８ｅ スリット（第４スリット）
８ｆ スリット（第５スリット）
８ｇａ，８ｇａａ スリット（第６スリット）
９、９ａ、９ｂ 放熱材（第２放熱部材）
１０、１０ａ ＣＯＦ（半導体装置）（表示装置駆動モジュール）
３０ 表示装置
Ｌ１、Ｌ２ 中心線

Claims (25)

  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配線と、
    上記配線上に設けられる半導体素子と、
    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ている半導体装置において、
    上記放熱部材を第１放熱部材として備え、上記第１放熱部材にスリットを設けており、
    上記スリットは、上記第１放熱部材における上記半導体素子に相当する位置に、もしくは上記半導体素子の周辺に相当する位置に、もしくはその双方に相当する位置に設けられており、
    上記スリットは、上記第１放熱部材における上記半導体素子の端部付近に相当する位置に、上記第１放熱部材の端部に向けて開いている扇形状の第２スリットを少なくとも１つ有することを特徴とする半導体装置。
  2. 上記スリットは、上記半導体素子の一辺に平行な第１スリットを少なくとも１つ有していることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  3. 上記第２スリットは、互いに直角の関係となる２つのスリットからなり、当該２つのスリットにさらにスリットをそれぞれ追加して、上記第１放熱部材の端部に向けて開口している正方形状の第３スリットとなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  4. 上記スリットは、上記半導体素子の一方の辺に平行な上記第１スリットである第１スリット部と、上記半導体素子の他方の辺に平行な上記第１スリットである第２スリット部とがそれぞれ少なくとも１つずつ組み合わされ、かつ、それらのスリット部が互いに結合されている第４スリットを有することを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
  5. 上記スリットは、上記半導体素子を囲むように設けられている第５スリットを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体装置。
  6. 上記スリットは、上記第１スリットが短部と長部とからなるＬ字形状となるように、上記第１スリットの端部を上記Ｌ字形状の短部を構成するように折り曲げたように形成した第６スリットを距離を隔てて少なくとも２つ有し、
    上記距離を隔てた２つの第６スリットを１セットとする場合、当該１セットにおける第６スリットの各端部は、一方の第６スリットにおける端部のＬ字形状の短部と他方の第６スリットにおける端部のＬ字形状の短部とが互いに平行となるように、かつ、上記一方の第６スリットにおける端部のＬ字形状の長部と上記他方の第６スリットにおける端部のＬ字形状の長部とが互いに平行となるよう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。
  7. 上記スリットは、上記第１放熱部材を分断しないように、切れ目を有している、もしくは上記第１放熱部材の端部まで設けられていないことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体装置。
  8. 上記スリットは、上記半導体素子の中心線に対し線対称となるように設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体装置。
  9. 上記第１スリットは、上記第１スリットと、上記第１スリットに最も近接する上記半導体素子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以下であることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
  10. 上記第１放熱部材の熱膨張が大きい箇所では上記スリットの幅を大きくし、上記第１放熱部材の熱膨張が小さい箇所では上記スリットの幅を小さくす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. 上記第１放熱部材の縦幅は、上記半導体装置の打ち抜き部分の縦方向の両端からそれぞれ０．５ｍｍ以上間隔を設けて内側に設定されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の半導体装置。
  12. 上記第１放熱部材は、上記絶縁フィルムの反対の面における上記半導体素子およびその周辺に相当する位置のみに設けられていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の半導体装置。
  13. 上記第１放熱部材の周辺に、上記第１放熱部材に接触させて第２放熱部材をさらに設け、
    上記第２放熱部材は、正方形状もしくは円状の、上記絶縁フィルムまで貫通する孔である開口部を複数有し、
    上記開口部は、隣接する開口部と一定の距離を保ちつつ、縦横に配列されていることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
  14. 上記第２放熱部材の正方形状の開口部は、その一辺が５０μｍ以上２００μｍ以下であるとともに、隣接する開口部と５０μｍ以上２００μｍ以下の距離をおいて配列され、
    上記第２放熱部材の円状の開口部は、その直径が５０μｍ以上２００μｍ以下であるとともに、隣接する開口部と５０μｍ以上２００μｍ以下の距離をおいて配列されていることを特徴とする請求項１３に記載の半導体装置。
  15. 上記第２放熱部材の正方形状の開口部は、その一辺が、上記第２放熱部材の横方向の辺となす角度が３５°以上５５°以下の線分と平行となるように配列され、
    上記第２放熱部材の円状の開口部は、上記正方形状の開口部が設けられている位置に配列されることを特徴とする請求項１４に記載の半導体装置。
  16. 上記半導体装置は、上記絶縁フィルムおよび上記配線の一部を覆うように設けられたレジストをさらに備え、
    上記第２放熱部材は、その横幅は、上記第１放熱部材の横幅と同一とし、その縦方向の各端部の位置は、上記レジストの上記絶縁フィルムの反対の面における端部に相当する位置から０．５ｍｍ以上内側に設定されていることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の半導体装置。
  17. 上記第１放熱部材の縦幅は、上記半導体装置を折り曲げて使用する際のその折り曲げ禁止範囲の縦幅−０．５ｍｍ以上、上記折り曲げ禁止範囲の縦幅＋０．５ｍｍ以下の間で設定されることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の半導体装置。
  18. 上記第１放熱部材の横幅は、上記半導体装置の打ち抜き部分の横方向の両端からそれぞれ０．５ｍｍ以上間隔を設けて設定されることを特徴とする請求項１７に記載の半導体装置。
  19. 上記第１放熱部材もしくは上記各放熱部材は、熱伝導率が１０Ｗ/(ｍ・Ｋ)以上の材料によって形成されていることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の半導体装置。
  20. 上記第１放熱部材もしくは上記各放熱部材は、銅、アルミニウム、もしくはＳＵＳによって形成されていることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一項に記載の半導体装置。
  21. 上記第１放熱部材もしくは上記各放熱部材は、その厚みが、５μｍ以上３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか一項に記載の半導体装置。
  22. 上記第１放熱部材もしくは上記各放熱部材の表面には、放熱部材とは別の材料がメッキもしくはコーティングされていることを特徴とする請求項１〜２１のいずれか一項に記載の半導体装置。
  23. 上記第１放熱部材に設けられたスリットの幅は、０．０２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜２２のいずれか一項に記載の半導体装置。
  24. 上記半導体素子と上記第１放熱部材もしくは上記各放熱部材との垂直方向の距離は、０．１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜２３のいずれか一項に記載の半導体装置。
  25. 請求項１〜２４のいずれか一項に記載の半導体装置を、表示装置を駆動するための表示装置駆動モジュールとして備えていることを特徴とする表示装置。
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