KR20010078040A - 플렉시블배선기판 및 그 제조방법 및 플렉시블배선기판을구비한 표시장치 - Google Patents

플렉시블배선기판 및 그 제조방법 및 플렉시블배선기판을구비한 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플렉시블배선기판 및 그 제조방법 및 플렉시블배선기판과 접속된 액정패널 등의 표시장치에 관한 것으로서,
플렉시블배선기판의 필름은 비교적 얇은 폴리이미드필름으로 이루어져 있기 때문에 용이하게 만곡할 수 있으므로 플렉시블배선기판을 반도체칩탑재영역의 근처에 있어서 필름기판에 접어구부림용의 슬릿을 설치하는 일없이 용이하게 만곡할 수 있고, 이 결과 플렉시블배선기판(41)의 반도체칩탑재영역으로부터 끝의 부분의 길이를 짧게 할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

플렉시블배선기판 및 그 제조방법 및 플렉시블배선기판을 구비한 표시장치{FLEXIBLE WIRING BOARD, METHOD OF MANUFACTURING FLEXIBLE WIRING BOARD AND DISPLAY DEVICE EQUIPPED WITH FLEXIBLE WIRING BOARD}
본 발명은 플렉시블배선기판 및 그 제조방법 및 플렉시블배선기판과 접속된 액정패널 등의 표시장치에 관한 것이다.
도 12는 종래의 액정표시모듈의 한 예인 평면도를 나타낸 것이다. 이 액정표시모듈은 액정표시패널(1) 및 플렉시블배선기판(11)을 구비하고 있다. 액정표시패널(1)은 세그먼트기판(2)과 코먼기판(3)이 대략 틀상의 시일재(5)를 통하여 서로 붙여지고, 시일재의 내측에 있어서의 양 기판(2, 3)간에 액정(7)이 봉입된 것으로 이루어져 있다. 양 기판(2, 3)의 대향면에는 각각 세그먼트전극(2a) 및 코먼전극(3a)이 설치되고, 액정(7)에 소정의 전압을 인가할 수 있도록 설정되어 있다. 세그먼트기판(2)의 도 12에 있어서의 하변부는 코먼기판(3)의 하변으로부터 돌출되고, 이 돌출부(2b)의 한쪽의 면에는 세그먼트전극(2a)에 접속된 세그먼트단자 및 시일재(5)를 통하여 코먼전극(3a)에 접속된 코먼단자로 이루어지는 복수의 접속단자(4)가 병렬하여 설치되어 있다.
플렉시블배선기판(1)은 직사각형상의 필름기판(12)을 구비하고 TAB(tape automated bonding)방식으로 전자부품이 실장되어 있다. 필름기판(12)은 두께 75㎛∼150㎛ 정도의 폴리이미드필름 등으로 이루어져 있다. 필름기판(12)의 대략 중앙부의 각 소정의 곳에는 액정표시패널(1)을 구동하기 위한 LSI 등으로 이루어지는반도체칩(13) 및 액정표시패널(1)의 구동에 필요한 콘덴서나 저항 등으로 이루어지는 칩부품(14)이 탑재되어 있다. 이 경우 반도체칩(13)은 필름기판(12)에 설치된 디바이스홀(15)의 부분에 후술하는 바와 같이 탑재되어 있다.
필름기판(12)의 상면에 있어서 반도체칩(13)탑재영역의 도 12에 있어서의 상측에는 출력배선(16)이 반도체칩(13)에 접속되어 설치되고, 하측에는 입력배선(17)이 반도체칩(13) 및 칩부품(14)에 접속되어 설치되어 있다. 입력배선(17) 중 도 12의 하단부에 있어서의 부분은 제 1 접속단자(17a)로 되어 있고, 디바이스홀(15)내에 돌출된 부분은 제 2 접속단자(17b)로 되어 있다.
다음에 출력배선(16)에 대하여 설명하는데, 우선 필름기판(12)의 반도체칩(13)탑재영역의 도 12에 있어서의 상측의 소정의 2곳에는 2개의 슬릿(18, 19)이 서로 평행하게 설치되어 있다. 슬릿(18, 19)의 구실에 대해서는 나중에 설명한다. 출력배선(16)은 필름기판(12)의 상단부에 병렬하여 설치된 복수의 제 1 접속단자(16a)와, 디바이스홀(15)의 부분에 있어서 디바이스홀(15)내에 돌출되어 설치된 복수의 제 2 접속단자(16b)와, 양 슬릿(18, 19)의 부분 및 그 사이에 병렬하여 설치된 제 1 드로잉(drawing)선부(16c)와, 제 1 드로잉선부(16c)와 제 2 접속단자(16b)의 사이에 제 2 접속단자(16b)측으로부터 제 1 드로잉선(16c)측을 향함에 따라서 그 피치가 점차 커드로잉록 설치된 제 2 드로잉선부(16d)로 이루어져 있다. 양 배선(16, 17)을 포함하는 필름기판(12)의 상면에 있어서 반도체칩(13)탑재영역, 칩부품(14)탑재영역, 도 12에 있어서의 제 1 접속단자(16a)를 포함하는 상단부 및 제 2 접속단자(17a)를 포함하는 하단부를 제외하는 부분에는 솔더레지스트로 이루어지는 보호막(10)이 설치되어 있다. 또 보호막(10)은 필름기판(12)의 슬릿(18, 19)에 대응하는 위치에 각각 슬릿(10a, 10b)이 설치되어 있다.
그리고 플렉시블배선기판(11)의 제 1 접속단자(16a)의 부분으로 이루어지는 접합부는 액정표시패널(1)의 접속단자(4)의 부분으로 이루어지는 접합부에 이방성 도전접착제(도시하지 않음)를 통하여 접합되어 있다.
여기에서 필름기판(12)에 디바이스홀(15)을 설치하는 이유에 대하여 설명하는데, 우선 반도체칩(13)의 탑재상태에 대하여 설명한다. 출력배선(16) 및 입력배선(17)의 표면에는 주석이나 땜납 등의 저융점금속의 도금층(도시하지 않음)이 설치되어 있다. 그리고 반도체칩(13)은 도 13에 나타내는 바와 같이 한쪽의 면의 주변부에 설치된 금으로 이루어지는 복수의 범프전극(6)이 각각 제 2 접속단자(16b, 17b)의 상면에 금-주석 또는 금-땜납의 공정합금에 의해 접합되어 있음으로써 필름기판(12)의 디바이스홀(15)의 부분에 탑재되어 있다.
그런데 반도체칩(13)의 범프전극과 제 2 접속단자(16b, 17b)를 공정합금에 의해 접합할 때 도시하고 있지 않지만 반도체칩(13)을 스테이지상에 배치하고, 반도체칩(13)의 윗쪽에 필름기판(12)을 이동하여 필름기판(12)의 접속단자(16b, 17b)를 반도체칩(13)의 범프전극(6)에 위치맞춤해서 본딩툴이 접속단자(16b, 17b)의 상측으로부터 직접 가열가압하기 위해 필름기판(12)에는 디바이스홀(15)이 설치되어 있다. 디바이스홀(15)을 설치하는 이유는 필름기판(12)의 두께가 75㎛∼150㎛ 정도로 비교적 두꺼우므로 디바이스홀(15)을 설치하지 않고 필름기판(12)의 상측으로부터 본딩툴로 직접 530∼550℃로 가압하면 범프전극과 접속단자(16b, 17b)가 접합온도에 달하기 전에 필름기판(12)이 용융해 버려서 배선의 위치어긋남에 의한 접합불량이 발생해 버리기 때문이다.
다음에 도 12에 나타내는 액정표시모듈을 회로기판에 실장한 경우의 한 예에 대하여 도 14를 참조하여 설명한다. 액정표시패널(1)은 세그먼트기판(2)을 하측으로 된 상태에서 회로기판(21)의 상면의 소정의 곳에 재치되어 있다. 플렉시블배선기판(11)은 각 슬릿(18(10a), 19(10b))의 부분에 있어서 성형되어 각각 대략 90°로 접어구부러져 있다. 그리고 플렉시블배선기판(11)의 양 슬릿(18, 19)간의 부분은 회로기판(21)의 소정의 곳에 설치된 슬릿(22)에 끼워통해지고, 회로기판(21) 아래의 부분은 회로기판(21)의 하면을 따르게 되어 있다. 이 상태에 있어서 플렉시블배선기판(11)의 제 2 접속단자(17a)의 부분으로 이루어지는 접합부는 회로기판(21)의 하면의 소정의 곳에 설치된 접속단자의 부분으로 이루어지는 접합부에 이방성 도전접착제(도시하지 않음)를 통하여 접합되고 배선(8)을 통하여 전자부품(9)과 도통하고 있다.
여기에서 슬릿(18(10a), 19(10b))의 구실에 대하여 설명한다. 종래의 플렉시블배선기판(11)의 필름기판(12)의 두께는 75㎛ 정도로 비교적 두꺼우므로 표시모듈을 패키지로 수납할 때에 플렉시블배선기판(11)을 접어구부리고 있었지만 슬릿(18, 19)이 설치되어 있지 않으면 소기한 바와 같이 접어구부리는 것은 곤란하게 된다. 그래서 슬릿(18, 19)을 설치하여 접어구부리기 쉽게 하고 있다. 또 이 경우 제 2 드로잉선부(16d)의 배치영역에 슬릿을 설치하면 제 2 드로잉선부(16d)가 필름기판(12)의 긴쪽방향(도 12에 있어서의 상하방향)에 대하여 경사한 상태로 되므로 슬릿의 짧은쪽방향의 슬릿의 길이보다도 슬릿에 대응하는 제 2 드로잉선부(16d)의 길이쪽이 길고, 또한 슬릿으로 인해 필름기판(12)에 지지되지 않게 되어 버리기 때문에 불규칙하게 비틀어져서 서로 쇼트해 버릴 우려가 있다. 그래서 경사해 있는 제 2 드로잉선부(16d)의 배선영역에 슬릿을 설치하지 않고 양 슬릿(18, 19)의 부분 및 그 사이에 제 1 드로잉선부(16c)를 병렬하여 설치하고 있다.
이와 같이 종래의 플렉시블배선기판(11)에서는 양 슬릿(18, 19)의 부분 및 그 사이에 제 1 드로잉선부(16c)를 병렬하여 설치하고 있으므로 반도체칩(13)탑재영역의 도 12에 있어서의 상측의 부분의 상하방향으로의 길이가 길어지고, 나아가서는 동일 방향으로의 전체의 길이가 길어져서 플렉시블배선기판(11)이 대형화하여 비용이 비싸진다는 문제가 있었다.
본 발명의 제 1 과제는 외부회로와 양호하게 접속할 수 있는 플렉시블배선기판을 소형화하는 것이다.
또 종래의 이와 같은 반도체장치에서는 필름기판(12)의 디바이스홀(15)내에 이너리드(inner leads)(16b, 17b)를 돌출시키고 있으므로 이 돌출된 이너리드(16b, 17b)가 변형하여 서로 쇼트할 우려가 있다는 문제가 있었다. 특히 최근에는 반도체칩(13)의 고집적화에 동반하여 범프전극(6)의 피치가 미세화하고 그 때문에 이너리드(16b, 17b)의 폭 및 그 틈이 작아져 있으므로 해당 이너리드(16b, 17b)가 극히 변형하기 쉽고, 이 변형에 동반하는 접합불량이나 단락 등에 대한 대응이 중요한과제로 되고 있다.
본 발명의 제 2 과제는 필름기판에 설치된 접속단자의 변형을 방지하고, 반도체칩의 범프전극과의 접합의 신뢰성을 향상하는 것이다.
제 1 과제를 해결하기 위해 복수의 드로잉선의 경사배선부를 만곡 자유롭게 하고, 경사배선부가 설치된 필름의 경사배선영역을 만곡 자유로운 플렉시블배선기판으로 했다. 이 때문에 지금까지 경사배선부 이외에 설치하고 있었던 복수의 접어구부림용의 슬릿의 길이 및 이들 슬릿간의 병렬배선부의 길이분의 배선 및 필름이 불필요하게 되어 소형화를 달성할 수 있다.
이와 같이 배선이 박리되지 않을 정도의 휨상태를 약간의 응력으로 달성하기 위해서는 10㎛ 이상 40㎛의 두께의 필름이 바람직하다.
제 2 과제를 해결하기 위해 반도체칩의 복수의 범프전극이 설치된 면 이외의 다른 면을 가열하는 동시에 플렉시블배선기판의 복수의 접속단자가 설치된 면 이외의 면을 서로 가열함으로써 접합시킨다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 액정표시모듈을 나타내는 평면도.
도 2는 액정표시모듈의 플렉시블배선기판의 배선구조를 나타내는 평면도.
도 3은 반도체칩이 설치된 플렉시블배선기판의 요부를 나타내는 단면도.
도 4는 도 1에 나타내는 액정표시모듈을 회로기판에 실장한 상태의 한 예를 설명하기 위해 나타내는 단면도.
도 5는 플렉시블배선기판을 반도체칩 윗쪽으로 이동하는 공정을 나타내는 단면도.
도 6은 플렉시블배선기판을 반도체칩에 접합하는 공정을 나타내는 단면도.
도 7은 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서의 액정표시모듈의 플렉시블배선기판의 배선구조를 나타내는 평면도.
도 8은 본 발명의 제 3 실시형태에 있어서의 액정표시모듈의 플렉시블배선기판의 배선구조를 나타내는 평면도.
도 9는 본 발명의 제 4 실시형태에 있어서의 플렉시블배선기판의 요부를 나타내는 단면도.
도 10은 제 4 실시형태에 있어서의 플렉시블배선기판을 반도체칩 윗쪽으로 이동하는 공정을 나타내는 단면도.
도 11은 제 4 실시형태에 있어서의 플렉시블배선기판을 반도체칩에 접합하는 공정을 나타내는 단면도.
도 12는 종래의 액정표시모듈의 한 예를 나타내는 평면도.
도 13은 종래의 플렉시블배선기판의 반도체칩과의 접속구조를 나타내는 단면도.
도 14는 종래의 액정표시모듈을 회로기판에 실장한 상태의 한 예를 설명하기 위해 나타내는 측면도.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
31: 액정표시패널 32: 세그먼트기판
33: 코먼기판 34: 접속단자
35: 시일재 37: 액정
41: 플렉시블기판 42: 필름기판
43: 반도체칩 44: 칩부품
45: 출력배선 46: 입력배선
47: 보호막 48: 보강판
51: 회로기판 52: 오목형 커넥터
114: 범프전극 121: 스테이지
122: 본딩툴 123: 클램프
도 1 및 도 4는 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 액정표시모듈의 평면도를 나타낸 것이다. 이 액정표시모듈은 액정표시패널(31) 및 플렉시블배선기판(41)을 구비하고 있다. 액정표시패널(31)은 세그먼트기판(32)과 코먼기판(33)이 대략 틀상의 시일재(35)를 통하여 서로 붙여지고, 시일재의 내측에 있어서의 양 기판(32, 33)간에 액정(37)이 봉입된 것으로 이루어져 있다. 양 기판(32, 33)의 대향면에는 각각 세그먼트전극(32a) 및 코먼전극(33a)이 설치되고, 액정(37)에 소정의 전압을 인가할 수 있도록 설정되어 있다. 세그먼트기판(32)의 도 1에 있어서의 하변부는 코먼기판(33)의 하변으로부터 돌출되고 이 돌출부(32b)의 한쪽의 면에는 세그먼트전극(32a)에 접속된 세그먼트단자 및 시일재(35)를 통하여 코먼전극(33a)에 접속된 코먼단자로 이루어지는 복수의 접속단자(34)가 병렬하여 설치되어 있다.
플렉시블배선기판(41)은 소정의 형상의 필름기판(42)에 COF(Chip On Film)방식으로 반도체칩(43), 칩부품(44) 등의 전자부품이 실장 가능한 구조, 또는 상기의 전자부품의 어느 쪽인가, 또는 모두가 실장되어 있는 구조로 되어 있다. 필름기판(42)은 10㎛ 이상 40㎛ 미만의 두께, 구체적으로는 25㎛, 또는 38㎛의 두께의 폴리이미드필름으로 이루어지는 필름과, 이 필름의 일면에 형성된, 즉 필름에 의하여 지지된 배선을 갖는다. 배선은 후술하지만, 복수개의 출력배선(45) 및 복수개의 입력배선(46)을 포함하고, 필름상에 동을 무전해도금 또는 스퍼터 등으로 수천 Å 정도로 형성한 후에 동을 전해도금하는 등 하여 필름에 접착제 등 다른 절연재를 개재하는 일없이 바로 직접 접합되어 있다. 배선의 표면상에는 주석, 땜납 등의 저융점금속이 도금되어 있다. 필름기판(42)의 대략 중앙부의 각 소정의 곳에는 액정표시패널(31)을 구동하기 위한 LSI 등으로 이루어지는 반도체칩(43) 및 액정표시패널(31)의 구동에 필요한 콘덴서나 저항 등으로 이루어지는 칩부품(44)이 탑재되어 있다. 필름기판(42)은 COF방식을 채용하고 있기 때문에 반도체칩탑재영역에는 디바이스홀이 설치되어 있지 않다. 또한 반도체칩(43)의 탑재상태에 대해서는 나중에 설명한다.
필름기판(42)의 상면에 있어서 반도체칩탑재영역의 도 1에 있어서의 상측에는 출력배선(45)이 반도체칩(43)에 접속되어 설치되고, 하측에는 입력배선(46)이 반도체칩(43) 및 칩부품(44)에 접속되어 설치되어 있다. 양 배선(45, 46)을 포함하는 필름기판(42)의 상면에 있어서 반도체칩탑재영역, 칩부품탑재영역, 도 1에 있어서의 상단부 및 하단부를 제외하는 부분에는 솔더레지스트로 이루어지는 얇은 보호막(47)이 설치되어 있다.
출력배선(45)은 보호막(47)에 의하여 덮이지 않고 도 1의 상단부에 노출된 부분으로 이루어지는 복수의 제 1 접속단자(45a)와, 반도체칩탑재영역의 소정의 곳 및 그 근처에 병렬하여 설치된 복수의 제 2 접속단자(45b)와, 제 1 접속단자(45a)와 제 2 접속단자(45b)의 사이의 복수의 드로잉선(45c)으로 구성되어 있다. 드로잉선(45c)은 도 2에 나타내는 바와 같이 제 1 접속단자(45a)측에 위치하고 복수의 방향으로 경사하여 배열된 경사배선부(45d)와, 제 2 접속단자(45b)측에 위치하고 서로 평행하게 배열된 병렬배선부(45e)를 갖는다.
여기에서 플렉시블배선기판(41)은 4변형상의 반도체칩(43)의 긴쪽방향의 하나의 변에서의 범프전극에 대한 위치에 입력배선(46)의 제 2 접속단자(46b)가 배치하고, 다른 3변에서의 범프전극에 대한 위치에 출력배선(45)의 제 2 접속단자(45b)가 배치되어 있다. 따라서 필름기판(42)의 한변에 집약되는 제 1 접속단자(45a)의 수가 반도체칩(43)의 3변분의 범프전극수에 상당하기 때문에, 서로 인접하는 제 1 접속단자(45a)간의 거리를 서로 인접하는 제 2 접속단자(45b)간의 거리에 비하여 짧게 설정하는 것이 요구된다.
이 때문에 경사배선부(45d)는 서로 인접하는 제 1 접속단자(45a)간의 거리가 보다 짧아드로잉록 플렉시블배선기판(41)에 있어서의 제 1 접속단자(45a)측의 한변의 중앙부에 수렴하도록 경사하고 있다. 덧붙여서 경사배선부(45d)는 (1) 서로 인접하는 드로잉선부(45c)의 경사배선부(45d)간에서의 피치(드로잉선부(45c) 1개분의 폭의 길이 및 서로 인접하는 드로잉선부(45c)간의 최단거리의 합)가 각각 같고, 또한 이 피치가 경사배선부(45d)의 길이방향에 걸쳐서 일정한, 또는 (2) 소정 방향의 직선상에 위치하고 서로 인접하는 드로잉선부(45c)간을 이은 선분의 거리가 각각 같고, 또한 소정 방향의 직선을 경사배선부(45d)의 길이방향으로 슬라이드해도 선분의 길이가 일정해드로잉록 설정되어 있다. 따라서 경사배선부(45d)는 필름기판(42)의 한변의 중앙에 가까운 배선일수록 짧고, 필름기판(42)의 한변의 양단에 가까울수록 길다.
따라서 서로 평행인 복수의 병렬배선부(45e)는 경사배선부(45d)보다도 제 2 접속단자(45b)측에 위치하고, 경사배선부(45d)의 길이나 제 2 접속단자(45b)의 위치 등에 따라서 그 길이가 설정된다.
이와 같은 배선구조의 액정모듈에 있어서도 경사배선부(45d) 및 병렬배선부(45e)가 용이하게 휘어서 플렉시블배선기판(41)이 도 4에 나타내는 바와 같이 필름기판(42)마다 U자상으로 완만하게 만곡할 수 있으므로 배선에 걸리는 물리응력이 한점에 집중하는 일없이 분산되기 때문에 단선을 일으키기 어렵다는 효과를 가져온다.
그리고 인접하는 제 1 접속단자(45a)간의 최단거리가 인접하는 제 2 접속단자(45b)간의 최단거리보다 짧기 때문에 제 1 접속단자(45a)측의 인접하는 경사배선부(45d)간의 최단거리는 필연적으로 인접하는 병렬배선부(45e)간의 최단거리보다도 짧기 때문에, 경사배선부(45d)의 배선의 폭을 병렬배선부(45e)의 폭보다도 짧게 하는 편이 바람직하다. 이와 같은 미세한 경사배선부(45d)는 보다 구부러지기 쉬워지지만 종래의 구조와 같이 필름기판(42)의 막두께를 두껍게 하여 경사배선부(45d)의 아래쪽에 슬릿을 설치해서 국소적으로 접어구부리려고 하면 단선하기 쉬워서 위험하게 되고, 본 발명은 특히 이와 같은 배선구조의 경우에 현저한 효과를 얻을 수 있다.
또한 경사배선부(45d)가 단독으로 상기와 같이 조건 (1) 또는 (2)에서 제 1 접속단자(45a) 및 제 2 접속단자(45b)를 접속할 수 있으면 병렬배선부(45e)는 반드시 설치할 필요가 없다.
필름기판(42)의 하면에는 접속단자(46a)배치영역에 대응하는 부분 및 그 근처에는 보강판(48)이 접착제(도시하지 않음)에 의하여 접착되어 설치되어 있다. 보강판(48)은 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 수지필름으로 이루어지고, 그 두께는 50∼70㎛ 정도로 되어 있다.
그리고 도 3에 나타내는 바와 같이 반도체칩(43)의 상면의 주변부에 설치된 금으로 이루어지는 범프전극(114)이 필름기판(42)의 접속단자(45b, 46b)의 하면에 공정합금에 의해 접합되어 있음으로써 필름기판(42)의 하면측의 소정의 곳에 반도체칩(43)이 탑재되어 있다.
그리고 플렉시블배선기판(41)의 제 1 접속단자(45a)의 부분으로 이루어지는접합부는 액정표시패널(31)의 접속단자(34)의 부분으로 이루어지는 접합부에 이방성 도전접착제(도시하지 않음)를 통하여 접합되어 있다.
다음에 도 1에 나타내는 액정표시모듈을 회로기판에 실장한 경우의 한 예에 대하여 도 4를 참조하여 설명한다. 액정표시패널(31)은 세그먼트기판(32)을 하측으로 된 상태에서 회로기판(51)상의 소정의 곳에 배치되어 있다. 플렉시블배선기판(41)은 후술하는 바와 같이 도 1에 나타내는 드로잉선(45c)배치영역에 있어서 대략 U자상으로 만곡되어 있다. 여기에서 만곡이란 종래의 성형에 의해 국소적으로 접어구부리는 것과 상이하며, 후술하는 바와 같이 성형에 의하지 않고 자체의 유연성에 의해 완만하게 휘는 것을 의미한다. 그리고 플렉시블배선기판(41)의 액정표시패널(31) 아래의 부분은 회로기판(51)의 상면을 따르게 되어 있다. 이 상태에 있어서 플렉시블배선기판(41)의 제 1 접속단자(46a)의 부분으로 이루어지는 커넥터부는 회로기판(51)의 상면의 소정의 곳에 설치된 오목형 커넥터(52)에 삽입되어 있다.
여기에서 플렉시블배선기판(41)을 드로잉선(45c)배치영역에 있어서 대략 U자상으로 만곡하는 것에 대하여 설명한다. 상기하는 바와 같이 필름기판(42)을 10㎛ 이상 40㎛ 미만으로 얇게 하고, 반도체칩을 가열하는 동시에 필름기판(42)의 타면에 본딩툴을 직접 접촉하여 가열가압함으로써 범프전극과 접속단자가 높은 신뢰성으로 접합하는 플렉시블배선기판(41)이 얻어졌다. 이와 같이 이 플렉시블배선기판(41)은 두께 10㎛ 이상 40㎛ 미만의 폴리이미드필름을 갖는 필름기판(42)으로 구성되어 있으므로, 두께 75∼150㎛ 정도의 폴리이미드필름의 경우와달리 가요성이 우수하여 임의로 만곡할 수 있다. 즉 필름기판(42)은 슬릿없이 약간의 응력으로 필름기판(42) 자체를 대략 U자상으로 완만하게, 또한 대략 균등하게 만곡시킬 수 있는 것이다. 즉 플렉시블배선기판(41)은 경사배선부(45d)를 포함하는 드로잉선(45c)배치영역에 있어서도 필름기판(42)에 슬릿을 설치하는 일없이 용이하게 만곡할 수 있다. 이 결과 종래의 슬릿(18, 19)간의 드로잉선부(16c)나 슬릿(18, 19)에 대응하는 부분의 드로잉선이 불필요하게 되기 때문에 출력배선(45)을 짧게 설정할 수 있으므로 플렉시블배선기판(41)이 출력배선(45)의 연장방향, 즉 반도체칩탑재영역의 도 1에 있어서의 상측의 부분의 상하방향의 길이를 짧게 할 수 있다. 따라서 플렉시블배선기판(41)을 소형화할 수 있고, 양호한 접속을 유지하는 동시에 고밀도실장이 우수하고, 또 저비용으로 할 수 있다.
다음에 플렉시블배선기판(41)에 반도체칩(43)을 접합하는 방법의 한 예에 대하여 설명한다. 우선 도 5에 나타내는 본딩장치를 준비한다. 이 본딩장치는 히터(도시하지 않음)가 내장된 스테이지(121)의 윗쪽에 본딩툴(122)이 상하이동 가능하게 배치된 구조로 되어 있다. 그리고 반도체칩(43)을 범프전극(114)을 윗쪽을 향하여 스테이지(121)상에 재치한다. 또 상기한 바와 같이 반도체칩탑재영역의 전체에 걸쳐서 반도체칩(43)에 대향하는 하면 및 상면을 갖는 필름기판(42)을 반도체칩(43)의 윗쪽에, 그 하면측을, 환언하면 배선(45, 46)이 형성된 면을 반도체칩(43)측을 향하여 배치한다. 다음에 반도체칩(43)의 각 범프전극(114)과 필름기판(42)의 각 접속단자(45b, 46b)를 위치맞춤한다.
다음에 도 6에 나타내는 바와 같이 예를 들면 스테이지(121)를 상승시켜서각 범프전극(114)과 각 접속단자(45b, 46b)를 접촉시키고, 또 본딩툴(122)을 하강시킨다. 이 상태에서 스테이지(121)를 350℃∼450℃, 특히 바람직하게는 400℃ 정도로 가열하여 반도체칩(43)을 가열하는 동시에 본딩툴(122)을 250℃∼350℃, 특히 바람직하게는 300℃ 정도로 하여 본딩툴(122)을 필름기판(42)의 상면에 직접 접촉시켜서 눌러내리고, 각 범프전극(114)과 필름기판(42)에 설치된 각 접속단자(45b, 46b)를 1∼3초 정도 가열가압한다.
이와 같이 필름기판(42)이 10㎛ 이상 40㎛ 미만으로 얇기 때문에 접속단자(45b, 46b)에 신속하게 열전도하고, 또 비교적 저온, 또한 저시간에 필름기판(42)을 가열하므로 열에 의한 변형이 생기지 않는다. 또한 한쪽 스테이지가 반도체칩(43)을 가열하고 있으므로 범프전극과 접속단자(45b, 46b)를 윗쪽 및 아래쪽의 양측으로부터 가열하므로 비교적 저온이어도 신속하게 접합에 요하는 온도에 달하기 때문에 신뢰성이 높은 접합이 얻어진다. 그리고 이와 같이 하여 접합된 플렉시블배선기판(41)에서는 필름기판(42)의 반도체칩탑재영역에 디바이스홀이 없기 때문에 본딩전후에 있어서 필름기판(42)에 설치된 접속단자(45b, 46b)가 변형하기 어려우므로 반도체칩(43)의 범프전극과의 접합불량 등의 불합리를 발생하는 일이 없고, 또 생산효율이 향상한다는 효과를 나타낸다. 또한 필름기판(42)과 배선(45, 46)을 접착제를 통하는 일없이 접합하고 있기 때문에 본딩시에 접착제가 용융하여 접속단자(45b, 46b)가 어긋나는 일이 없으므로 고정밀도의 접합이 가능하게 되어 있다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서의 액정표시모듈의 평면도를 나타낸 것이다. 이 액정표시모듈은 플렉시블배선기판(41)의 출력배선(45) 및 입력배선(46)의 배열을 제외하면 제 1 실시형태에 있어서의 액정표시모듈과 실질적으로 같다.
제 1 실시형태에 있어서의 플렉시블배선기판(41)이 4변형상의 반도체칩(43)의 긴쪽방향의 하나의 변에서의 범프전극에 대한 위치에 입력배선(46)의 제 2 접속단자(46b)가 배치하고, 다른 3변, 즉 반도체칩(43)의 긴쪽방향의 다른 한변 및 그 양단의 짧은쪽방향의 2변에서의 범프전극에 대한 위치에 출력배선(45)의 제 2 접속단자(45b)가 배치되어 있는 것에 대해, 제 2 실시형태의 플렉시블배선기판(41)에서는 4변형상의 반도체칩(43)의 긴쪽방향의 하나의 변 및 그 양단의 짧은쪽방향의 2변에서의 범프전극에 대한 위치에 입력배선(46)의 제 2 접속단자(46b)가 배치하고, 반도체칩(43)의 긴쪽방향의 다른 변에서의 범프전극에 대한 위치에 출력배선(45)의 제 2 접속단자(46b)가 배치되어 있다.
이 때문에 서로 인접하는 제 1 접속단자(45a)간의 거리는 서로 인접하는 제 2 접속단자(45b)간의 거리보다도 길게 설계하는 것이 가능해진다.
출력배선(45)은 보호막(47)에 의하여 덮이지 않고 도 7의 상단부에 노출된 부분으로 이루어지는 제 1 접속단자(45a)와, 반도체칩탑재영역의 소정의 곳 및 그 근처에 병렬하여 설치된 제 2 접속단자(45b)와, 제 2 접속단자(45b)와 제 1 접속단자(45a)의 사이의 드로잉선(45c)으로 이루어져 있다.
제 2 실시형태의 드로잉선(45c)은 도 7에 나타내는 바와 같이 제 2 접속단자(45b)측으로부터 제 1 접속단자(45a)측을 향함에 따라서 그 피치가 점차커드로잉록 설치된 경사배선부(45d)와, 서로 평행하게 배열된 병렬배선부(45e)로 이루어져 있다. 즉 서로 인접하는 드로잉선(45c)에 있어서의 경사배선부(45d)끼리는 제 1 접속단자(45a)측의 피치(P2)가 제 2 접속단자(45b)측의 피치(P1)에 비하여 길어드로잉록 설정되어 있다. 한편 입력배선(46) 중 보호막(47)에 의하여 덮이지 않고 도 1의 하단부에 노출된 부분은 제 1 접속단자(46a)로 되어 있으며, 반도체칩탑재영역에 있어서의 부분은 제 2 접속단자(46b)로 되어 있다.
이와 같은 배선구조의 액정모듈에 있어서도 경사배선부(45d) 및 병렬배선부(45e)가 용이하게 휘어서 플렉시블배선기판(41)이 도 4에 나타내는 바와 같이 필름기판(42)마다 U자상으로 만곡할 수 있고, 필름기판(42)을 짧은 구조로 할 수 있다.
상기한 제 2 실시형태에서는 드로잉선부(45c)는 경사배선부(45d)와 병렬배선부(45e)를 구성하고 있는데, 경사배선부(45d)만을 구성하여 경사배선부(45d)를 만곡하는 것에 의해서도 상기의 효과를 얻을 수 있다. 또 드로잉선부(45c)는 경사배선부(45d) 및 병렬배선부(45e)에 더하여서 경사배선부(45d)와 제 2 접속단자(45b)의 사이에 병렬배선부(45e)와 똑같은 서로 평행하게 배열된 복수개로 이루어지는 제 2 병렬배선부를 가져도, 또는 이 제 2 병렬배선부 및 경사배선부(45d)만으로 구성되어도 만곡하는 곳이 경사배선부(45d)를 포함함으로써 똑같은 효과를 얻을 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시형태에 있어서의 액정표시모듈의 평면도를 나타낸 것이다. 이 액정표시모듈은 플렉시블배선기판(41)의 출력배선(45) 및 입력배선(46)의 배열을 제외하면 제 1 실시형태에 있어서의 액정표시모듈과 실질적으로 같다.
제 3 실시형태의 플렉시블배선기판(41)에서는 제 1 실시형태와 똑같이 4변형상의 반도체칩(43)의 긴쪽방향의 하나의 변에서의 범프전극에 대한 위치에 입력배선(46)의 제 2 접속단자(46b)가 배치하고, 다른 3변에서의 범프전극에 대한 위치에 출력배선(45)의 제 2 접속단자(45b)가 배치되어 있다. 따라서 필름기판(42)의 한변에 집약되는 제 1 접속단자(45a)의 수가 반도체칩(43)의 3변분의 범프전극수에 상당하기 때문에 서로 인접하는 제 1 접속단자(45a)간의 거리를 서로 인접하는 제 2 접속단자(45b)간의 거리에 비하여 짧게 설정하는 것이 요구된다.
여기에서 드로잉선부(45c)의 경사배선부(45d)는 제 2 접속단자(45b)측으로부터 제 1 접속단자(45a)측을 향함에 따라서 그 피치가 점차 작아드로잉록 설치된 경사배선부(45d)와, 서로 평행하게 배열된 병렬배선부(45e)의 조로 이루어지는 드로잉선(45c)으로 이루어져 있다. 즉 서로 인접하는 경사배선부(45d)끼리는 제 2 접속단자(45b)측에서의 피치(P3)가 제 1 접속단자(45a)측에서의 피치(P4)보다 길어드로잉록 설정되어 있다. 이와 같이 경사배선부(45d)는 서로 인접하는 제 1 접속단자(45a)간의 거리가 보다 짧아드로잉록 필름기판(42)에 있어서의 제 1 접속단자(45a)측의 한변의 중앙부에 수렴하도록 경사해 있기 때문에 경사배선부(45d)는 필름기판(42)의 한변의 중앙에 가까운 배선일수록 짧고, 필름기판(42)의 한변의 양단에 가까울수록 길다.
복수의 출력배선(45)의 서로 평행인 병렬배선부(45e)는 경사배선부(45d)보다도 제 1 접속단자(45a)측에 위치하고 그 길이가 서로 일정하게 설정되어 있지만 반드시 일정하지 않아도 좋다.
이와 같은 배선구조의 액정모듈에 있어서도 경사배선부(45d) 및 병렬배선부(45e)가 용이하게 휘어서 플렉시블배선기판(41)이 도 4에 나타내는 바와 같이 필름기판(42)마다 U자상으로 만곡할 수 있어서 필름기판(42)을 짧은 구조로 할 수 있다.
상기한 제 3 실시형태에서는 드로잉선부(45c)는 경사배선부(45d)와 병렬배선부(45e)를 구성하고 있는데, 경사배선부(45d)만을 가져서 경사배선부(45d)를 만곡하는 것에 의해서도 상기의 효과를 얻을 수 있다. 또 드로잉선부(45c)는 경사배선부(45d) 및 병렬배선부(45e)에 더하여서 경사배선부(45d)와 제 2 접속단자(45b)의 사이에 병렬배선부(45e)와 똑같은 서로 평행하게 배열된 복수개로 이루어지는 제 2 병렬배선부를 가져도, 또는 이 제 2 병렬배선부 및 경사배선부(45d)만을 가져도 만곡하는 곳이 경사배선부(45d)를 포함함으로써 똑같은 효과를 얻을 수 있다.
상기 제 1 실시형태∼제 3 실시형태에서는 필름기판(42)의 두께가 10㎛ 이상 40㎛ 미만으로 했지만, 이와 같은 필름기판을 양측에 스프로켓홀을 갖는 캐리어테이프로 하여 반송하는 경우의 강도를 고려한 경우 20㎛ 이상 40㎛ 미만이 바람직하다.
또 상기 제 1 실시형태∼제 3 실시형태에서는 표시패널을 액정표시패널로 하였지만, 자발광소자인 일렉트로루미네센스소자, 플라스마디스플레이 및 필드방출디스플레이에 적용하는 것도 가능하다.
그런데 도 3에 나타내는 반도체장치의 경우 필름기판(42)을 평탄상으로 한 채로 반도체칩(43)을 접합하고 있지만, 이와 같은 경우 배선(45, 46)과 반도체칩(43)의 상면측의 에지의 간격이 좁고, 에지에 약간의 버(burr)가 있거나 본딩시에 필름기판(42)이 변형하거나 하면 반도체칩(43)의 상면측의 에지가 필름기판(42)의 배선(45, 46)과 쇼트할 우려가 있다.
그래서 다음에 반도체칩(43)의 상면측의 에지가 필름기판(42)의 배선(45, 46)과 쇼트하지 않도록 할 수 있다. 제 4 실시형태에 있어서의 반도체장치에 대하여 도 9를 참조하여 설명한다. 본 실시형태의 반도체장치는 접속단자(45b, 46b)의 범프전극(114)에 접합된 부분의 근처 및 해당 근처에 대응하는 부분에 있어서의 필름기판(42)이 반도체칩(43)의 상면으로부터 이간하도록 변형되어 있다. 따라서 반도체칩(43)의 상면측의 에지가 필름기판(42)의 배선(45, 46)과 쇼트하지 않도록 할 수 있다.
다음에 반도체장치의 제조방법의 한 예에 대하여 도 10, 도 11을 참조하여 설명한다. 우선 도 10에 나타내는 본딩장치를 준비한다. 이 본딩장치는 히터(도시하지 않음)가 내장된 스테이지(121)의 윗쪽에 본딩툴(122)이 상하이동 가능하게 배치되고, 스테이지(121)의 윗쪽에 있어서 본딩툴(122)의 주위에 클램프(123)가 배치된 구조로 되어 있다. 그리고 스테이지(121)상에 반도체칩(43)을 탑재하는 동시에 필름기판(42)의 반도체칩(43)이 탑재되는 영역의 주위를 클램프(123)에 끼워 두게 한다. 이 상태에서는 접속단자(45b, 46b)와 범프전극(114)의 간격은 한 예로서 200㎛ 정도로 되어 있다.
다음에 도 10에 나타내는 바와 같이 본딩툴(122)을 하강시키고 본딩툴(122)의 하면에서 접속단자(45b, 46b) 및 그 내측에 대응하는 부분에 있어서의 필름기판(42)의 상면을 눌러내린다. 그러면 접속단자(45b, 46b)의 범프전극(114)에 접합되는 부분의 근처 및 해당 근처에 대응하는 부분에 있어서의 필름기판(42)이 아래쪽을 향하여 적당히 변형되고, 이 상태에 있어서 범프전극(114)과 접속단자(45b, 46b)가 각각 접합된다. 이 경우도 본딩툴(122)의 가열온도를 250∼350℃, 특히 바람직하게는 300℃ 정도로 하고, 스테이지(121)의 가열온도를 그것보다도 높게 350∼450℃, 특히 바람직하게는 400℃ 정도로 하고 본딩시간을 1∼3초 정도로 한다. 이렇게 하여 도 9에 나타내는 반도체장치가 얻어진다.
이 제조방법에서는 필름기판(42)의 하면에 반도체칩(43)을 탑재하는 동시에 접속단자(45b, 46b)의 범프전극(114)에 접합되는 부분의 근처 및 해당 근처에 대응하는 부분에 있어서의 필름기판(42)을 반도체칩(43)의 상면으로부터 이간하도록 변형하고 있으므로, 즉 접속단자(45b, 46b)를 필름기판(42)과 함께 범프전극(114)에 접합된 부분으로부터 반도체칩탑재영역의 외부를 향하여 점차 반도체칩(43)으로부터 이간하는 경사영역을 갖도록 성형하고 있으므로, 제조공정수가 증가하지 않도록 할 수 있다.
다음에 도 9에 나타내는 반도체장치의 제조방법의 다른 예에 대해서 설명한다. 이 예에서는 우선 도 6에 나타내는 바와 같이 필름기판(42)의 하면에 반도체칩(43)을 탑재한다. 다음에 도 10, 도 11에 나타내는 본딩장치를 이용하여 필름기판(42)의 반도체칩(43)이 탑재된 영역의 주위를 클램프(123)에 끼워 두게 하고, 본딩툴(122)을 하강시켜서 접속단자(45b, 46b)의 범프전극(114)에 접합된 부분의 근처 및 해당 근처에 대응하는 부분에 있어서의 필름기판(42)을 반도체칩(43)의 상면으로부터 이간하도록 변형시킨다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 필름기판이 반도체칩탑재영역의 전체 걸쳐서 반도체칩의 한면에 대응하는 한면 및 타면을 갖는 것이어도 어느 조건하에서 반도체칩을 가열한 상태에서 필름기판의 타면에 본딩툴을 직접 접촉하여 가열가압하면 신뢰성이 높은 접합이 얻어지고, 또한 필름기판의 반도체칩탑재영역에 디바이스홀이 없으므로 필름기판에 설치된 접속단자의 변형을 방지할 수 있다.

Claims (19)

  1. 반도체칩이 탑재 가능한 반도체칩탑재영역을 갖는 필름과,
    상기 필름의 접속단자영역에 설치된 접속단자와,
    상기 접속단자영역과 상기 반도체칩탑재영역의 사이에 위치하는 상기 필름의 만곡 자유로운 경사배선영역에 설치된 만곡 자유로운 경사배선부를 갖고, 상기 접속단자 및 상기 반도체칩을 접속하기 위한 복수의 드로잉배선을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품과 접속하기 위한 플렉시블배선기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사배선부의 전역은 상기 필름에 지지되는 것을 특징으로 하는 전자부품과 접속하기 위한 플렉시블배선기판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 드로잉배선은 서로 평행하게 배열한 병렬배선부를 갖고, 상기 필름은 상기 병렬배선부가 설치된 병렬배선영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자부품과 접속하기 위한 플렉시블배선기판.
  4. 제 3 항에 있어서,
    서로 인접하는 상기 드로잉배선의 상기 경사배선부간의 최단거리는 서로 인접하는 상기 드로잉배선의 상기 병렬배선부간의 최단거리보다도 짧은 것을 특징으로 하는 전자부품과 접속하기 위한 플렉시블배선기판.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 드로잉배선은 상기 경사배선부의 폭이 상기 병렬배선부의 폭보다도 짧은 것을 특징으로 하는 전자부품과 접속하기 위한 플렉시블배선기판.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름은 폴리이미드로 이루어지고, 그 두께는 10㎛ 이상 40㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 전자부품과 접속하기 위한 플렉시블배선기판.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 반도체칩탑재영역에는 상기 필름에 의해 지지된 반도체칩용 접속단자가 설치되고, 상기 반도체칩이 상기 반도체칩용 접속단자에 COF방식에 의해 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 전자부품과 접속하기 위한 플렉시블배선기판.
  8. (a) 반도체칩이 탑재 가능한 반도체칩탑재영역을 갖는 필름과,
    상기 필름의 접속단자영역에 설치된 접속단자와,
    상기 접속단자영역과 상기 반도체칩탑재영역의 사이에 위치하는 상기 필름의만곡 자유로운 경사배선영역에 설치된 만곡 자유로운 경사배선부를 갖고, 상기 접속단자 및 상기 반도체칩을 접속하기 위한 복수의 드로잉배선을 갖는 플렉시블배선기판과,
    (b) 상기 플렉시블배선기판의 상기 접속단자에 접속된 표시패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블배선기판에 접합된 표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 경사배선부의 전역은 상기 필름에 지지되는 것을 특징으로 하는 플렉시블배선기판에 접합된 표시장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 드로잉배선은 서로 평행하게 배열한 병렬배선부를 갖고, 상기 필름은 상기 병렬배선부가 설치된 병렬배선영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 플렉시블배선기판에 접합된 표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    서로 인접하는 상기 드로잉배선의 상기 경사배선부간의 최단거리는 서로 인접하는 상기 드로잉배선의 상기 병렬배선부간의 최단거리보다도 짧은 것을 특징으로 하는 플렉시블배선기판에 접합된 표시장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 드로잉배선은 상기 경사배선부의 폭이 상기 병렬배선부의 폭보다도 짧은 것을 특징으로 하는 플렉시블배선기판에 접합된 표시장치.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 필름은 폴리이미드로 이루어지고, 그 두께는 10㎛ 이상 40㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 플렉시블배선기판에 접합된 표시장치.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 반도체칩탑재영역에는 상기 필름에 의해 지지된 반도체칩용 접속단자가 설치되고, 상기 반도체칩이 상기 반도체칩용 접속단자에 COF방식에 의해 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉시블배선기판에 접합된 표시장치.
  15. 제 8 항에 있어서,
    상기 표시패널은 액정표시패널인 것을 특징으로 하는 플렉시블배선기판에 접합된 표시장치.
  16. 상기 반도체칩의 하나의 면을 가열하는 반도체칩가열공정과,
    상기 반도체칩의 다른 면에 설치된 금속으로 이루어지는 복수의 범프전극과, 상기 플렉시블배선기판의 하나의 면에 설치된 복수의 접속단자를 상대적으로 서로 마주보게 하는 위치맞춤공정과,
    상기 플렉시블배선기판의 상기의 하나의 면과 반대측에 면한 다른 면을 가열하면서 가압하고, 상기 복수의 범프전극과 상기 복수의 접속단자를 접합하는 접합공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체칩이 접속된 플렉시블배선기판의 제조방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 플렉시블배선기판은 상기 하나의 면 및 상기 다른 면을 갖고, 또한 두께가 10㎛ 이상 40㎛ 미만인 폴리이미드로 이루어지는 필름을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체칩이 접속된 플렉시블배선기판의 제조방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 접합공정은 온도 250℃∼350℃로 가열된 본딩툴에 의해 상기 플렉시블배선기판의 상기 다른 면을 가압하는 공정인 것을 특징으로 하는 반도체칩이 접속된 플렉시블배선기판의 제조방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 반도체칩가열공정은 온도 350℃∼450℃로 가열된 스테이지에 상기 반도체칩을 재치하는 공정인 것을 특징으로 하는 반도체칩이 접속된 플렉시블배선기판의 제조방법.
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