JPH09127534A - 導電粒子を介した接続方法および液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶パネルの一方の基板に半導体ＩＣをフェ
イスダウンする際、異方性導電粒子を介してコンタクト
するが、導電粒子が弾性を有するため加重して扁平させ
てもスプリングバックしてコンタクト抵抗が増大する問
題が有った。 【解決手段】 導電粒子８の上面から加重を加えると同
時に、電極６，７の長手方向に沿って振動を加える。こ
れにより軟質材料の電極は、フットボールを半分にした
ような凹みを生じ、それに沿って導電粒子が扁平するた
めコンタクト抵抗が低下すると共に移動の防止が成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導電粒子を介した
接続方法であり、更にはこれを利用した液晶表示装置の
製造方法に関し、特にＣＯＧ（Chip on Glass）やＣＯ
Ｆ（Chip on Film）方法に於ける導電粒子の扁平方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、導電粒子を介して電気的に接続
されるものとしては、この導電粒子の上下に配置される
電極がファインピッチの場合に使用されるもので、特に
プリント基板上での接続、あるいは液晶表示装置にこの
駆動ＩＣを実装するもの等に応用されている。また液晶
表示装置の透明基板により、ガラス基板の上に実装する
ものとしてＣＯＧ法、樹脂から成るフィルム基板に実装
するものとしてＣＯＦ法に採用されているものが知られ
ている。

【０００３】ここでは図３により液晶表示装置を用いて
以下に説明する。まず本装置は、第１の透明基板１と第
２の透明基板２が対向配置され、これらがシール材３で
固着され、その間に液晶が封入されている。また第２の
透明基板２から突出する第１の透明基板（以下これを非
重畳部４と称する）上に、波線で示す液晶駆動用ＩＣ５
の電極に接続される引出電極６，７が形成され、更にそ
の上に異方性導電膜が形成され、この異方性導電膜の中
にある導電粒子８を介して引出電極７，８と液晶セルを
駆動する駆動用ＩＣのチップ５のバンプとを導通させて
いる。

【０００４】このチップを液晶パネルに搭載する際に
は、まずチップがコンタクトをとるパッド上に金バンプ
を形成し、この金バンプと引出電極６，７とを位置合せ
して、チップを異方性導電膜上に載置する。ここでバン
プは金に限らず、低抵抗軟質の金属性バンプであれば良
い。実際には異方性導電膜は、絶縁樹脂膜（バインダ）
内に均一に導電粒子８が分散され、前述したように、引
出電極６，７と金バンプとを位置合せして、チップの上
から熱を加えながら圧着すると、引出電極６，７と金バ
ンプとの間にある、異方性導電膜の絶縁膜が破れ、この
領域では導電粒子８が露出して引出電極６，７と金バン
プに接触する。其の結果、この導電粒子８を介して引出
電極６，８と金バンプとを導通させることができ、よっ
て液晶セルとチップ５とを電気的に接続することができ
る。

【０００５】また異方性導電膜の熱圧着されていない領
域では圧着距離が導電粒子径より大きく絶縁膜は破れな
いので、熱圧着された箇所である引出電極６，７と金バ
ンプだけが選択的にコンタクトをとることができること
になる。また、異方性導電膜はそれ自身で粘着性を有す
るので、チップ５を固着することができ、かくしてチッ
プ５を液晶基板に固着しつつ、液晶セルと電気的に接続
することが可能になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この異
方性導電膜は、熱硬化型またはハイブリッド型（熱硬化
＋熱可塑性型）といえども熱圧着時の加重解放後に多少
のスプリングバックがあり、導電粒子の接触状態が甘く
なって、導通抵抗が増大する傾向があった。またファイ
ンピッチの引き出し電極６，７であるため、異方性導電
樹脂を塗布してもこの電極から落下し、残る個数は限ら
れるために、抵抗値の増大を招く問題もあった。つま
り、金バンプと引出電極との間にある導電粒子は、その
上下から受ける圧着力によってその間から押し出される
ように移動しがちであり、特に長方形の電極では短辺方
向でこの傾向が大きく、上下のコンタクトをとるための
導電粒子が本来あるべき位置である金バンプと引出電極
との間から押し出されてしまいがちであった。

【０００７】このため、金バンプと引出電極との間の導
電粒子の個数が少なくなり、その間のコンタクト抵抗が
所定の値より上昇してしまうなどの問題が生じていた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
成されたもので、第１に、鉛直方向に加重を加えるとと
もに前記長方形の長手方向に振動を加え、前記導電粒子
を長手方向にも扁平させることで解決するものである。
この加重と振動により、導電粒子と上方電極、導電粒子
と下方電極との接触面積を増加し、また上方および下方
の電極に導電粒子を介して加重と振動が加わるので電極
自身を軟化させて凹ませるため、この凹みにより導電粒
子のすわりが良くなりバンプの塑性変形域まで至らしめ
ることによりスプリングバック（強制変形域での復元
力）を抑制することができる。更には、長方形の短辺に
平行な振動を与えると、この電極上の導電粒子は、電極
から押し出されて落下する量が増大するが、振動を長手
方向に加えるためこの落下を防止することができる。

【０００９】第２に、電気的接続を達成する扁平可能な
導電粒子に、鉛直方向の加重を加えると共に第１の電極
端子群または第２の電極端子群の長手方向に振動を加え
ることにより半導体ＩＣ側の電極に平面的に見て前記長
手方向に沿って非円形の凹みを設け、この凹みに沿って
導電粒子を平面的にも断面的にも非円形とする事で解決
するものである。

【００１０】前述した第１の手段と同様な作用があり、
特に半導体ＩＣ側の第２の電極群がＡｕ等の比較的軟質
な材料で有れば、断面的にも平面的にも例えばフットボ
ール型のような形となり、この凹みがいわゆる型となり
凹みに沿って導電粒子がフットボールの形状となる。従
ってこの型によりスプリングバックが抑制でき、しかも
前述のように長辺に沿って振動を加えるので、短辺に沿
って振動させるものと異なり、導電粒子の落下も抑制で
きるので、半導体ＩＣのコンタクトが確実に行われる。

【００１１】第３に、半導体ＩＣの第２の電極群は、相
対向するＩＣの２側辺に沿ってお互いに向きが同一の長
方形で、前記振動は、超音波振動子により前記長方形の
長辺方向に加えることで解決するものである。超音波振
動子は、振動方向が揃えられるので、電極の長辺を揃え
れば全ての電極がコンタクト抵抗を下げて一度に固着が
できる。

【００１２】第４に、振動が加えられる第２の電極群
を、Ｉ／Ｏ端子を含む電極群にすることで解決するもの
である。前述したようにデュアルラインではなく４方向
に電極があるものもある。この場合、相対向する側辺同
士は長辺を揃えることができるが、電極数が増大すれば
直行する側辺は電極の長辺を揃えられない。一方、端子
には、Ｉ／Ｏ端子、セグメント端子（表示電極端子）、
他のＬＳＩとつなぐ拡張端子等がある。特にＩ／Ｏ端子
以外は極端に言えば導電粒子が１個でもあり電界がかか
れば良いが、Ｉ／Ｏ端子は、比較的大きな電流・電圧が
かかり高信頼を要求するため、Ｉ／Ｏ端子と平行になる
ように振動を与える必要がある。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下で、本発明の実施例に係る液
晶表示装置について図１、図２を参照しながら説明す
る。尚、図２は図１の断面図で、コンタクト部分の概略
拡大図である。本実施例に係る液晶表示装置は、ガラス
基板または絶縁性の透明なフレキシブル基板を用いた液
晶セルに直接ＬＳＩが搭載されて成るＣＯＧ(Chip On G
lass)またはＣＯＦ（Chip On Film）型の液晶表示装置
である。また従来例と其の符号は同一とする。

【００１４】本実施例に係る液晶セルは、図に示すよう
に、透明で絶縁性を有する第１の絶縁性基板１と第２の
絶縁性基板２とが対向配置され、これらがシール材３で
固着され、その間に液晶が封入されている。また、図１
に示すように第２の絶縁性基板２から突出する第１の絶
縁性基板（以下これを非重畳部４と称する）上に液晶駆
動用の電極や配線が設けられ、これらは、ＩＴＯ［Indi
um Tin Oxide］やネサ（ＳｎO２）等の透明導電膜から
なる引出配線１０と一体あるいは別体ではあるが電気的
に接続されて形成されている。この引出配線１０の終端
部には、半導体集積回路装置の一例である駆動用ＬＳＩ
のチップ５のパッド（第２の電極群）（ＥＬ）とのコン
タクトをとるための電極（第１の電極群）６，７が形成
されており、チップ５が載置される領域上には、異方性
導電膜１１が接着されている。

【００１５】このような液晶パネルの一方の基板に、異
方性導電膜１１を用いて駆動用ＬＳＩのチップ５を固着
し、かつ第１の電極群６，７と当該液晶セルを駆動する
駆動用ＬＳＩのチップ５のパッド（ＥＬ）とを、異方性
導電膜１１，金バンプ(EL)を介して導通させることによ
り、ＣＯＧ型或いはＣＯＦ型の液晶表示装置が完成す
る。

【００１６】チップ５を搭載する際には、まず図１に示
すようにチップ５が外部機器とのコンタクトをとるパッ
ド上に金バンプ（ＥＬ）を形成し、この金バンプと、第
１の電極群６，７とを位置合せして、チップを異方性導
電膜１１上に載置する。このときのバンプと第１の電極
群６，７周辺の拡大を図２に示す。実際には異方性導電
膜１１は、均一に配置された導電粒子８が、媒体の絶縁
膜に均一分散してなる構造を有する。

【００１７】また、電極６，７と金バンプ（ＥＬ）とを
位置合せして、チップ５を上から熱を加えながら圧着す
ると、図２に示すように電極６，７と金バンプ（ＥＬ）
との間にある異方性導電膜１１の絶縁膜が破れ、この領
域では導電粒子８が露出して、この上下に有る電極６，
７，金バンプ（ＥＬ）に付着する。従って、この導電粒
子８を介して電極６，７と金バンプ（ＥＬ）とを導通さ
せることができるので、液晶セルとチップ５とが電気的
に接続される。

【００１８】異方性導電膜１１の熱圧着されていない領
域では、その上下の絶縁膜は破れないので熱圧着された
箇所である電極６，７と金バンプ（ＥＬ）だけが選択的
にコンタクトをとることができ、また、異方性導電膜１
１はそれ自身で多少の粘着性を有するので、チップ５を
固着することができる。この熱圧着の工程において従来
の液晶表示装置では、上からの加重のみであるから断面
的には非円形であるが、図３からも判るように平面的に
見れば実質円形である。

【００１９】本発明は、この導電粒子の形状を変えるこ
とがポイントであり、上からの加重を加えると同時に、
水平方向に振動を与えて、上から見て（水平面的に）も
非円形とさせることに最大の特徴を有する。つまり図１
と図２から判るように各導電粒子全体を実質フットボー
ルのような形状にさせて接触面積を増大させ、上の電極
（ＥＬ）と下の電極との接触抵抗を低下させることに特
徴を有する。

【００２０】しかし熱圧着する際の圧力で導電粒子８が
金バンプと第１の電極群６，７との間から押し出されて
しまいがちであり、しかも振動を加えればなおさら押し
出されてしまう。これを解決するために、振動の方向を
矢印Ａの方向（長手方向）に統一することで、この導電
粒子８の落下を防止することができる。

【００２１】一般に、第１の電極群６，７（第２の電極
群ＥＬ）は、半導体ＩＣの機能が高くなるほど電極数が
多くなり、どうしても電極面積を増大させようとすれ
ば、電極を細長の長方形形状にする必要がある。すると
振動を図１の矢印Ａと直行方向に与えれば、幅狭である
ために導電粒子が落下しやすい。一方、振動を図１の矢
印方向に設定すれば、長辺であるがために落下しにくく
なる。

【００２２】図１で説明すれば、４個の導電粒子が載っ
ている第１の電極６に、Ａの方向とは直行する鉛直方向
に振動が加われば、縦幅が狭いため振動により押し出さ
れるが、振動が長手方向であるためそれを抑止できる。
また電極材料が柔らかければ、例えばＡｕやアルミのよ
うな軟質材料で有れば、鉛直方向の加重と横方向の振動
が加わるために、軟質材料の電極表面に凹みが発生す
る。これを説明するものとして図２の電極ＥＬに着目し
て欲しい。つまり導電ボールは、矢印Ｂの方向に加圧さ
れて電極と接触しているが、それと同時に矢印Ａの方向
に振動が加わるので、フットボールを横にして中央部を
横方向に切断した非円形の凹みが発生する。この凹み
は、この内面に沿って導電粒子が扁平して配置されるた
め接触面積が増大すると共に、凹みの中に導電粒子が取
り込まれるため、落下しようとしても落下しにくくな
る。またこの凹みが型となりこの中にある導電粒子は、
絶縁樹脂と一体化されるため、もとの円形に戻ろうとし
てもフットボール形状に拘束を受け戻りずらく、スクリ
ングバック現象を抑制することができる。

【００２３】以上、ＣＯＧやＣＯＦで説明したが、プリ
ント基板やフレキシブルシートに半導体ＩＣを固着する
場合も同様のことが言える。ここで半導体ＩＣは、１側
辺、一対の対向する２側辺、また２対の対向する４側辺
にバンプを設けるものがある。１側辺や一対の対向する
２側辺にバンプを設けた場合、パンプの形状を長方形と
し長手方向を揃えれば、超音波振動子をチップ全面に掛
けることができ、一度に固着できるが、２対の４側辺に
バンプを設けるものは、これができない。つまり一方の
対向側辺と他方の対向側辺が直交するからである。

【００２４】一方、端子には、Ｉ／Ｏ端子、セグメント
端子（表示電極端子）、他のＬＳＩとつなぐ拡張端子等
がある。Ｉ／Ｏ端子以外は極端に言えば導電粒子が１個
でもコンタクトし電界がかかれば良いが、Ｉ／Ｏ端子
は、比較的大きな電流・電圧がかかり高信頼を要求する
ため、振動方向と平行になるようにＩ／Ｏ端子を設けて
おく必要がある。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように第１に、加重と振動
により、導電粒子と上方電極、導電粒子と下方電極との
接触面積を増加し、また上方および下方の電極に導電粒
子を介して加重と振動が加わるので電極自身を軟化させ
て塑性変形域凹ませるため、この凹みによりバンプの復
元力を抑えスプリングバック現象を抑制させることがで
きる。更には、長方形の短辺に平行な振動を与えると、
この電極上の導電粒子は、電極から押し出されて落下す
る量が増大するが、振動を長手方向に加えるためこの落
下を防止することができる。そのため導電粒子の落下を
抑制し、接触面積を増大することからコンタクト抵抗を
小さくすることができる。

【００２６】第２に、特に半導体ＩＣ側の第２の電極が
Ａｕ等の比較的軟質な材料で有れば、断面的にも平面的
にもフットボール型となり、この凹みがいわゆる型とな
り凹みに沿って導電粒子がフットボールの形状となる。
従ってこの型により接触面積を稼ぐ事ができ且つスプリ
ングバックが抑制でき、しかも前述のように長辺に沿っ
て振動を加えるので、導電粒子の落下も抑制できるの
で、半導体ＩＣのコンタクトが確実に行われる。

【００２７】第３に、半導体ＩＣの第２の電極群は、相
対向するＩＣの２側辺に沿ってお互いに向きが同一の長
方形で、前記振動は、超音波振動子により振動方向を揃
えることができるので、半導体チップ全面に振動を加え
て一度に固着させることができる。第４に、端子には、
Ｉ／Ｏ端子、セグメント端子（表示電極端子）、他のＬ
ＳＩとつなぐ拡張端子等がある。特にＩ／Ｏ端子以外は
極端に言えば導電粒子が１個でもあり電界がかかれば良
いが、Ｉ／Ｏ端子は、比較的大きな電流・電圧がかかり
高信頼を要求するため、振動方向と平行になるようにＩ
／Ｏ端子を設けておく必要がある。従って信頼性の必要
なＩ／Ｏ端子を中心に信頼性の良い接続ができるため、
半導体ＩＣの固着歩留まりが増加する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の半導体ＩＣの固着部を
説明する図である。

【図２】図１の導電粒子を説明する図である。

【図３】従来の液晶表示装置の半導体ＩＣの固着部を説
明する図である。

【符号の説明】 １ 第１の絶縁性基板 ２ 第２の絶縁性基板 ３ シール材 ４ 非重畳部 ５ 半導体ＩＣ ６，７ 第１の電極群 ８ 導電粒子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉛直方向の加重により扁平可能な導電粒
   子を介して上方電極と下方電極を接続する導電粒子を介
   した接続方法であって、 前記電極は、長方形の形状で、鉛直方向に加重を加える
   とともに前記長方形の長手方向に振動を加え、前記導電
   粒子を長手方向にも扁平させたことを特徴とする導電粒
   子を介した接続方法。
2. 【請求項２】 透明な第１の絶縁性基板と、透明な第２
   の絶縁性基板を貼り合わせ、この中に液晶が入れられ、
   前記第１の絶縁性基板に設けられた第１の電極と、前記
   第２の絶縁性基板に設けられ前記第１の電極と対向した
   第２の電極とで前記液晶を配向することで表示を達成
   し、少なくとも前記第１の絶縁性基板が突出して第１の
   非重畳部を形成し、この非重畳部に設けられた第１の電
   極端子群を介してフェイスダウン方式の半導体ＩＣの第
   ２の電極端子群と電気的に接続される液晶表示装置の製
   造方法に於いて、 前記電気的接続を達成する扁平可能な導電粒子には、鉛
   直方向の加重を加えると共に前記第１の電極端子群また
   は第２の電極端子群の長手方向に振動を加えることによ
   り半導体ＩＣ側の電極に平面的に見て前記長手方向に沿
   って非円形の凹みを設け、この凹みに沿って導電粒子を
   平面的にも断面的にも非円形とする事を特徴とした液晶
   表示装置の製造方法。
3. 【請求項３】 前記半導体ＩＣの第２の電極群は、相対
   向するＩＣの２側辺に沿ってお互いに向きが同一の長方
   形で、前記振動は、超音波振動子により前記長方形の長
   辺方向に加えられることを特徴とした請求項２記載の液
   晶表示装置の製造方法。
4. 【請求項４】 前記振動が加えられる第２の電極群は、
   Ｉ／Ｏ端子を含む電極群であることを特徴とした請求項
   ２または３記載の液晶表示装置の製造方法。