KR20170096050A - Cof형 반도체 패키지 및 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 형태에 관한 COF형 반도체 패키지는, 필름과, 상기 필름 상에 부착된 칩과, 상기 칩 상에 설치되어, 점착층과, 금속층과, 열방사 필러 및 바인더를 함유하는 열방사층과, 절연층을 순서대로 구비하는 열방사 시트를 구비한다.

Description

COF형 반도체 패키지 및 액정 표시 장치

본 발명은 COF형 반도체 패키지 및 액정 표시 장치에 관한 것이다. 본원은, 2015년 1월 29일자로, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2015-015787호에 기초하여 우선권을 주장하며, 그 내용을 여기에 원용한다.

최근 들어, 반도체 칩, 트랜지스터, 콘덴서, 커패시터 등의 전자 부품, 전지(배터리) 등의 전기 부품에서는, 더 한층의 고성능화가 진행되고 있다. 이에 수반하여, 전자 부품 및 전기 부품의 발열량이 증대되고 있다. 전자 부품이나 전기 부품이 고온이 되면, 수명이 짧아지거나, 신뢰성이 저하되거나 하는 경우가 있다.

예를 들어, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display: LCD)는, 고성능화에 의해, 각각의 픽셀을 제어하는 구동 칩의 리드가 미세화되고 있다. 그 때문에 액정 표시 장치에서는, 비용 절감, 경량화, 박막화 및 수율 향상을 위하여, 1990년대 말부터 패키징 기술로서 COF(Chip on Film)가 도입되어 왔다. 그러나, 디스플레이의 고해상도화에 따른 TV 및 모니터의 구동 주파수의 증가로 인해, 드라이버 IC의 구동 부하가 상승하고, 발생되는 발열에 대응할 수 없게 되었다.

이로 인해, 종래, 전자 부품이나 전기 부품에는, 이들이 발생하는 열을 보다 효율적으로 방산할 수 있는 히트 싱크나 히트 스프레더가 요구되고 있다. 종래의 히트 스프레더로서는, 알루미늄박이나 구리박 등의 열전도성을 갖는 금속박에 점착 테이프를 접합한 것 등이 많이 이용되고 있다.

예를 들어, 특허문헌 1에는, 점착제층과 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하는 층 상에 열방사층을 형성한 열방사 시트를 적층한, 제열용 방열 시트가 개시되어 있다.

특허문헌 2에는, COF형 반도체 패키지의 방열 대책으로서, COF형 반도체 패키징의 폴리이미드 필름 기판 하부 및 IC 칩 상부에 알루미늄 등의 금속류로 구성된 방열 패드를 설치하는 것이 개시되어 있다.

일본 특허 공개 제2005-101025호 공보 일본 특허 공개 제2008-28396호 공보

그러나, 특허문헌 1에 개시되어 있는 열방사층은, 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 알루미나를 도장한 것으로, 방열성이 충분하다고는 할 수 없었다. 또한 알루미나층은, 충격이나 변형에 의해 결손이 생기는 경우가 있다. 이 알루미나층의 결손 등이 생기면, 충분한 절연성을 확보할 수 없고, 절연성을 필요로 하는 장소에서 사용하기는 곤란했다.

마찬가지로 특허문헌 2에 개시되어 있는 방열 패드는, 특별한 처리 등이 실시되지 않은 알루미늄 등의 금속류이며, 충분한 방열성을 실현할 수 있다고는 할 수 없었다. 또한 외부와의 절연성을 확보할 수도 없었다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 칩으로부터 발생되는 열을 효율적으로 확산, 방열할 수 있으며, 또한 외부 환경과의 절연성을 유지할 수 있는 COF형 반도체 패키지를 제공하는 것을 과제로 한다.

발명자들은, 예의 검토한 결과, 칩이 필름 상에 부착된 COF형 반도체 패키지이며, 칩 상에 점착층과, 금속층과, 열방사 필러 및 바인더를 함유하는 열방사층과, 절연층을 순서대로 구비하는 열방사 시트를 구비함으로써, 칩으로부터 발생되는 열을 효율적으로 확산, 방열할 수 있으며, 또한 외부 환경과의 절연성을 유지할 수 있음을 알아내었다.

즉, 본 발명은 이하에 나타내는 구성을 구비하는 것이다.

(1) 본 발명의 일 형태에 관한 COF형 반도체 패키지는, 필름과, 상기 필름 상에 부착된 칩과, 상기 칩 상에 설치되어, 점착층과, 금속층과, 열방사 필러 및 바인더를 함유하는 열방사층과, 절연층을 순서대로 구비하는 열방사 시트를 구비한다.

(2) 상기 (1)에 기재된 COF형 반도체 패키지는, 상기 열방사 시트가, 상기 필름의 상기 칩이 형성되지 않은 면에 더 접착되어 있어도 된다.

(3) 상기 (2)에 기재된 COF형 반도체 패키지는, 상기 칩 상의 열방사 시트와, 상기 필름의 상기 칩이 형성되지 않은 면에 더 접착된 열방사 시트가, 상기 필름을 끼워 대향하는 위치에 접착되어 있어도 된다.

(4) 상기 (1) 내지 (3)의 어느 하나에 기재된 COF형 반도체 패키지는, 상기 절연층의 평균 두께가 5 내지 50㎛여도 된다.

(5) 상기 (1) 내지 (4)의 어느 하나에 기재된 COF형 반도체 패키지는, 상기 열방사 필러가 탄소질 재료여도 된다.

(6) 상기 (1) 내지 (5)의 어느 하나에 기재된 COF형 반도체 패키지는, 상기 탄소질 재료가, 카본 블랙, 흑연 및 기상법 탄소 섬유로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 재료여도 된다.

(7) 상기 (1) 내지 (6)의 어느 하나에 기재된 COF형 반도체 패키지는, 상기 열방사층의 평균 두께가 0.1 내지 5㎛여도 된다.

(8) 상기 (1) 내지 (7)의 어느 하나에 기재된 COF형 반도체 패키지는, 상기 금속층의 평균 두께가 20 내지 100㎛여도 된다.

(9) 상기 (1) 내지 (8)의 어느 하나에 기재된 COF형 반도체 패키지는, 상기 금속층이 알루미늄, 구리 및 이들을 포함하는 합금 중 하나여도 된다.

(10) 상기 (1) 내지 (9)의 어느 하나에 기재된 COF형 반도체 패키지는, 상기 점착층의 평균 두께가 5 내지 50㎛여도 된다.

(11) 상기 (1) 내지 (10)의 어느 하나에 기재된 COF형 반도체 패키지는, 상기 칩이 복수개 있고, 상기 복수의 칩을 걸쳐지도록 상기 열방사 시트가 접착되어 있어도 된다.

(12) 본 발명의 일 형태에 관한 액정 표시 장치는, 상기 (1) 내지 (11)의 어느 하나에 기재된 COF형 반도체 패키지를 구비한다.

본 발명의 COF형 반도체 패키지는, 칩으로부터 발생되는 열을 보다 효율적으로 확산, 방열할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 COF형 반도체 패키지의 단면을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태 다른 형태에 관한 COF형 반도체 패키지의 단면을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 COF형 반도체 패키지의 단면을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2실시 형태의 다른 형태에 관한 COF형 반도체 패키지의 단면을 모식적으로 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해, 도면을 사용하여 상세하게 설명한다. 본 발명은 이하의 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지 및 그의 범위로부터 일탈하지 않고, 그 형태 및 상세를 다양하게 변경할 수 있음은 당업자라면 용이하게 이해된다. 따라서, 본 발명은 이하에 기재하는 실시 형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다.

「COF형 반도체 패키지」

(제1 실시 형태)

도 1은, 본 발명의 일 형태에 관한 COF형 반도체 패키지의 단면을 모식적으로 나타낸 도면이다. 도 1에 나타내는 COF형 반도체 패키지(20)는, 하부 절연층(9)과, 하부 절연층(9)의 상면에 형성되어, 종단부가 중앙 부분에 집합하도록 배치된 복수의 리드(8)와, 리드(8)의 종단부(8A)를 제외하고 피복하는 표면 절연층(7)과, 리드(8)의 종단부(8A)에 접착된 칩(5)과, 칩(5)의 리드 종단부(8A)가 접착된 면과 반대측의 면에 접착된 열방사 시트(10)를 구비한다. 열방사 시트(10)는, 절연층(1)과, 열방사 필러 및 바인더를 함유하는 열방사층(2)과, 금속층(3)과, 점착층(4)을 순서대로 구비하고, 점착층(4)의 면이 칩(5)에 접착된다. 도 1에서는, 하부 절연층(9), 리드(8), 표면 절연층(7)으로 이루어진 시트 필름 상에 하나의 칩(5)이 실장되어 있지만, 본 발명의 COF형 반도체 패키지는 이 형태에 한정되지 않고, 시트 필름에 복수의 칩(5)이 실장되어 있는 것도 포함한다. 칩(5)이 고정되어 있는 주변에는, 언더필층(6)이 메워져 칩을 안정적으로 고정하고 있다. 언더필층(6)에는, 예를 들어 이방 도전성 필름(Anisotropic Conductive Film: ACF)과 비도전성 페이스트(Non-Conductive Paste: NCP) 등을 사용할 수 있다.

또한 본 발명의 COF형 반도체 패키지는, 도 1의 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 2에 나타내는 COF형 반도체 패키지(30)와 같이, 하부 절연층(9)의 리드(8)가 배치되지 않은 면에, 열방사 시트(10)를 더 구비해도 된다. 이 경우, 리드(8)가 배치되지 않은 면에 형성되는 열방사 시트(10)는, 칩(5)에 대향하는 부분에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 칩(5) 바로 아래가 가장 고열이 되며, 해당 부분을 방열하는 것이 가장 바람직하기 때문이다. 이 경우, 2개의 열방사 시트는, 구조가 동일하면 각 층의 소재, 예를 들어 금속의 종류, 열방사 필러, 바인더의 종류나 양의 비율, 각 층의 두께 등이 상이해도 되며 각각을 최적의 것으로 할 수 있다.

<열방사 시트>

열방사 시트(10)는, 절연층(1)과, 열방사 필러 및 바인더를 함유하는 열방사층(2)과, 금속층(3)과, 점착층(4)을 순서대로 갖는다.

열방사 시트(10)는, 칩(5)의 리드 종단부(8A)가 접착된 면과 반대측의 면에 접착된다. 열방사 시트(10)는, 칩(5)에 접착하기 전에 필요에 따라 점착층(4)의 노출면에 박리 시트를 더 적층하고 있어도 된다. 또한 각 층의 사이에는, 다른 층을 갖고 있어도 된다.

본 명세서에서, 「평균 두께」는, 열방사 시트(10)의 단면을 관찰하고, 무작위로 선택한 10개소의 두께를 측정하여, 그의 산술 평균값으로서 얻어진 값을 가리킨다. 두께의 측정은, 현미경으로 관찰한 단면 화상으로부터 산출 혹은 마이크로미터에 의해 직접 측정을 행했다.

(절연층)

절연층(1)은, 칩(5)을 외부와 전기적으로 차단하는 층이며, 열방사 시트(10)를 접합한 때에, 최외층이 되는 층이다.

열방사층(2) 상에 층을 형성하는 것은, 열방사를 저해할 우려가 있어, 당업자의 통상 기술 상식으로는 행하여지지 않지만, 본 발명자들은 열방사층(2) 상에 절연층(1)을 설치해도 높은 열확산성 및 절연성을 실현할 수 있음을 알아내었다.

절연층(1)은, 전기 절연성을 갖는다. 여기서, 절연성이란, 예를 들어 절연층(1)의 양면에 1 내지 5kV의 전압을 인가한 때에도 절연 파괴되지 않고, 절연성을 유지할 수 있음을 의미한다.

절연층(1)이 절연성을 가짐으로써, 전자 부품 등 중의 절연성을 필요로 하는 장소에서의 사용도 가능해진다.

절연층(1)을 구성하는 재료로서는, 절연성을 가지면 특별히 한정되지 않고 수지 재료나 세라믹 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 폴리에스테르, 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀 등을 사용할 수 있다. 절연성, 내열성의 관점에서, PET가 특히 바람직하다.

절연층(1)의 평균 두께는, 5 내지 50㎛인 것이 바람직하고, 5 내지 15㎛인 것이 더 바람직하다. 절연층(1)의 평균 두께가 5 내지 50㎛이면, 충분한 절연성과 높은 방열성을 유지할 수 있다.

절연층(1)을 열방사층(2) 상에 적층하는 방법은, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 절연층(1)이 되는 수지를 용융 압출하고, 열방사층 상에 라미네이트하는 방법이나, 미리 필름 형상으로 성형된 절연층(1)을 각종 점착제, 접착제에 의해 열방사층(2)과 접합하는 방법이 있다.

열방사 시트(10)는, 상술한 바와 같이 절연층(1)을 가짐으로써, 외부와의 높은 절연성을 유지할 수 있고, 전자 부품 등 중의 절연성을 필요로 하는 장소에서의 사용도 가능해진다. 또한 절연층(1)이, 그 아래에 형성되는 열방사층(2) 등을 보호하기 때문에, 내마모성도 향상시킬 수 있다. 즉, 열방사 시트(10)에 충격이나 변형이 가해져도, 방열성 및 절연성을 유지할 수 있다.

(열방사층)

열방사층(2)은, 열방사 필러 및 바인더를 함유한다.

열방사층(2)에 사용되는 열방사 필러는, 방사율 0.8 이상이면 금속, 비금속에 관계 없이 특별히 한정되지 않는다. 고열 방사율 및 저비용 관점에서는, 탄소질 재료가 바람직하다. 탄소질 재료로서는, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙 등의 카본 블랙, 흑연, 기상법 탄소 섬유 등을 들 수 있으며, 그 중에서 카본 블랙이 바람직하다. 이들 중에서 1종 또는 2종 이상을 선택하여 사용해도 된다. 열방사 필러의 입자 직경은, 누적 질량 50％ 입자 직경(D50)이 0.1 내지 2.0㎛인 것이 바람직하고, 0.2 내지 1.0㎛인 것이 더 바람직하다. 누적 질량 50％ 입자 직경(D50)이 0.1 내지 2.0㎛이면, 평활성이 높은 열방사층을 얻을 수 있다.

열방사층(2)에 사용되는 바인더로서는, 열방사 필러를 결착할 수 있는 재료라면 특별히 한정되지 않는다. 열방사 필러의 결착성, 열방사 필러 및 바인더를 함유하는 조성물의 도공성 및 열방사층(2)으로서의 피막 성능의 관점에서, 바인더로서는, 열, 또는 광 경화성의 수지가 바람직하다. 광 경화성 수지로서는, 예를 들어 에폭시계 수지, 옥세탄계 수지, 비닐에테르계 수지, 폴리실록산계 수지, 비닐에스테르계 수지 및 (메트)아크릴계 수지 등을 사용할 수 있다. 열경화성 수지로서는, 예를 들어 에폭시계 수지, 옥세탄계 수지, 폴리실록산계 수지, 불포화 폴리에스테르계 수지, 비닐에스테르계 수지, 페놀계 수지, 노볼락계 수지, 아미노계 수지, 및 가교성 관능기를 갖는 (메트)아크릴계 수지, 고분자 다당류 등을 사용할 수 있다.

바인더로서 사용되는 경화성 수지로서는, 내구성, 밀착성의 관점에서 열경화의 에폭시계 수지, 또는 고분자 다당류가 바람직하고, 이들을 산 가교제로 가교해 경화하는 것이 바람직하다. 에폭시계 수지로서는, 비스페놀 A의 디글리시딜에테르, 비스페놀 F의 디글리시딜에테르, 비페놀의 디글리시딜에테르 등을 예시할 수 있고, 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 고분자 다당류로서는, 키토산, 키틴 및 그의 유도체로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다. 또한, 산 가교제로서는, 무수 프탈산, 헥사히드로 무수 프탈산, 메틸헥사히드로 무수 프탈산, 무수 트리멜리트산, 테트라히드로 무수 프탈산, 무수 피로멜리트산, 무수 도데실숙신산, 무수 메틸나드산, 무수 벤조페논 테트라카르복실산, 무수 부탄테트라카르복실산 등의 산 무수물을 들 수 있고, 그것들의 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.

열방사층(2)에 있어서의 열방사 필러의 함유량은, 바람직하게는 20 내지 50질량％, 더 바람직하게는 30 내지 40질량％이다. 이 범위 내에 있음으로써 열방사 필러 단체의 열방사율에 접근하여, 방열성을 향상시키는 장점이 있다. 열방사층(2)에서의 바인더의 함유량은, 바람직하게는 50 내지 80질량％, 더 바람직하게는 60 내지 70질량％이다. 이 범위 내에 있음으로써 열방사 필러를 기재 상에 담지하는 장점이 있다.

열방사층(2)의 형성 방법은, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 열방사 필러 및 바인더를 함유하는 조성물을, 절연층(1) 또는 금속층(3) 상에 도포, 경화함으로써 열방사층(2)을 형성할 수 있다.

열방사 필러 및 바인더를 함유하는 조성물은, 필요에 따라 용제로 희석하고 나서 도포, 건조, 또한 경화시켜 열방사층(2)을 형성해도 된다.

열방사 필러 및 바인더를 함유하는 조성물의 도공 방법으로는, 균일 두께의 박막을 형성할 수 있는 그라비아 도공이 바람직하다.

열방사층의 평균 두께로서는, 0.1 내지 5㎛인 것이 바람직하고, 0.5 내지 3㎛인 것이 더 바람직하다. 열방사층의 평균 두께가 0.1 내지 5㎛이면, 열방사층 내의 열방사 필러량을 충분히 확보할 수 있고, 충분한 방열성을 얻을 수 있다.

(금속층)

금속층(3)은, 열방사층(2)과 전자 부품 등의 발열체(칩(5))의 사이에 구비된다. 금속층(3)은, 높은 열전도성을 가짐으로써, 열방사층(2)에 칩(5)에서 발생된 열을 효율적으로 전할 수 있다.

금속층(3)으로서는, 금, 은, 구리, 철, 니켈, 알루미늄 및 그것들의 금속을 포함하는 합금 등을 사용할 수 있다. 열전도율이 높은 금속인 것이 바람직하고, 저가격이나 가공 용이성의 관점에서는, 금속층(3)으로서 구리, 알루미늄 및 그것들의 금속을 포함하는 합금을 사용하는 것이 바람직하다.

금속층(3)의 평균 두께는, 20 내지 100㎛인 것이 바람직하고, 30 내지 80㎛인 것이 더 바람직하다. 금속층(3)의 평균 두께가 20㎛ 이상이면 열방사성이 우수한 열방사 시트(10)가 얻어짐과 함께, 열방사 시트(10)를 제조하는 공정에서의 금속층(3)의 왜곡이나 변형이 적은 것이 된다. 금속층(3)의 평균 두께가 80㎛ 이하에서는, 발열체에 열방사 시트(10)를 접합할 때의, 열방사 시트(10)의 발열체에 대한 형상 추종성을 충분히 확보할 수 있다. 따라서, 발열체의 표면이 곡면인 경우에도, 발열체와 열방사 시트(10)의 접촉 면적을 충분히 확보할 수 있기 때문에, 발열체의 열을 효율적으로 방열할 수 있다.

(점착층)

점착층(4)은, 열방사 시트(10)를 전자 기기 등의 발열체인 칩(5)과 접착시키기 위한 층이다.

점착층(4)에 사용되는 점착제로서는, 특별히 한정되지 않는다. 절연성과 점착력이 충분하면 되며, 실리콘계 점착제, 아크릴계 점착제, 우레탄계 점착제, 고무계 점착제 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 점착력의 점에서 아크릴계 점착제를 사용하는 것이 바람직하다.

점착제는, 용제를 함유한 것, 무용제의 것, 어느 것도 사용할 수 있다. 점착제의 응집력을 높일 목적으로, 점착제에 따른 경화제를 포함해도 된다. 경화제로서는, 예를 들어 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 아지리딘계 화합물, 멜라민계 화합물 등을 사용할 수 있다.

점착층(4)의 형성 방법으로는, 예를 들어 금속층(3) 또는 박리 시트의 한쪽 면에, 용제로 희석된 점착제를 도포하여, 건조하고 열경화시키는 방법 등을 들 수 있다.

본 발명에 사용하는 점착층(4)의 평균 두께는, 5 내지 50㎛인 것이 바람직하고, 8 내지 20㎛인 것이 더 바람직하다. 점착층(4)의 평균 두께가 5㎛ 이상이면 점착층(4)과, 칩(5) 및 금속층(3)의 접합 강도가 충분히 높고, 절연성도 만족시킬 수 있는 열방사 시트(10)가 된다. 점착층(4)의 평균 두께가 50㎛ 이하이면, 발열체의 열을, 점착층(4)을 통해 금속층(3)에 효율적으로 전도할 수 있다.

점착제의 도포 방법은, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 그라비아 롤 코터, 리버스 롤 코터, 키스 롤 코터, 딥 롤 코터, 바 코터, 나이프 코터, 스프레이 코터, 콤마 코터, 다이렉트 코터 등을 사용하는 방법을 들 수 있다.

점착층(4)의 점착력은, 후술하는 측정 방법을 이용하여 측정된 SUS304에 대한 점착력이 5N/25㎜ 이상인 것이 바람직하고, 8N/25㎜ 이상인 것이 더 바람직하고, 10N/25㎜ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 점착층(4)의 점착력이 5N/25㎜ 이상이면 점착층(4)과, 칩(5) 및 금속층(3)의 접합 강도가 충분히 높은 열방사 시트(10)가 된다.

(점착력의 시험 방법)

점착층(4)의 점착력은, 이하에 나타내는 방법에 의해 구한다.

두께 50㎛의 PET 필름(도레이 가부시키가이샤제, 「루미러(등록 상표) S-10」)을 기재로 하고, 기재 상에 점착층(4)을 형성하여, 시험용 적층 시트로 한다. 다음으로, 시험용 적층 시트를 세로 25㎜, 가로 100㎜의 크기로 잘라 취하고, 스트립형 시트로 한다. 이어서, SUS304로 이루어진 시험판 상에 점착층을 시험판을 향하여 스트립형 시트를 적층한다. 그 후, 스트립형 시트 상에서, 2kg의 고무 롤러(폭: 약 50㎜)를 1 왕복시켜 시험판과 스트립형 시트를 접합한다.

접합된 시험판 및 스트립형 시트를, 23℃, 습도 50％ RH의 환경 하에서 24시간 방치한다. 그 후, JIS Z0237에 준하여, 박리 속도 300㎜/분으로 180° 방향의 인장 시험을 행하고, 스트립형 시트의 시험판에 대한 점착력(N/25㎜)을 측정한다.

점착층(4)은, 점착제에 절연성의 열전도성 필러를 함유시켜도 된다. 열전도성 필러로서는, 절연성이고 열전도성을 갖는 것이면 된다. 예를 들어, 금속 산화물, 금속 질화물 및 금속 수화물 등으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 입자를 들 수 있다. 금속 산화물로서는, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화아연, 이산화티타늄 등을 들 수 있다. 금속 질화물로서는, 질화알루미늄, 질화붕소, 질화규소 등을 들 수 있다. 금속 수화물로서는, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄 등을 들 수 있다.

열전도성 필러는, 분체인 것이 점착층(4)에 균일하게 분산시키는 관점에서 바람직하다. 열전도성 필러의 입자 직경은, 누적 질량 50％ 입자 직경(D50)이 1 내지 50㎛인 것이 바람직하고, 3 내지 30㎛인 것이 더 바람직하다. 또한, 열전도성 필러의 입자 직경은, 점착층(4)의 두께에 맞게 적절히 설정하는 것이 바람직하다. 누적 질량 50％ 입자 직경(D50)이 1 내지 50㎛이면, 점착층(4)에 포함되는 열전도성 필러와, 발열체(칩(5))및 금속층(3)의 접촉 면적이 충분히 얻어지고, 발열체(칩(5))의 열을, 점착층(4)을 통해 금속층(3)에 효율적으로 전도할 수 있다.

「누적 질량 50％ 입자 직경(D50)」은, 예를 들어 가부시키가이샤 시마즈 세이사쿠쇼제의 상품명 「SALD-200V ER」의 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치를 이용하는 레이저 회절식 입도 분포 측정에 의해 얻어진다.

(열방사 시트의 제조 방법)

열방사 시트(10)의 제조 방법에 대해 특별히 제한은 없다. 예를 들어, 금속층(3)의 편면에 열방사층(2)을 형성하고, 그 후, 열방사층(2)에 절연층(1)을 라미네이트한다. 금속층(3)의 다른 편면에 점착층(4)을 접합함으로써 열방사 시트(10)를 더 얻을 수 있다. 얻어진 열방사 시트(10)는, 점착층(4)의 금속층(3)과 접합한 면의 반대측에, 박리 시트가 적층됨으로써, 열방사 시트(10)를 발열체에 접합할 때까지의 동안에, 박리 시트에 의해 점착층(4)을 보호할 수 있다. 열방사 시트(10)는, 절연층(1), 열방사층(2), 금속층(3) 및 점착층(4)이 이 순서로 적층되어 있으면 되고, 필요에 따라 각 층의 사이에 점착제층이나 라미네이트층 등의 다른층을 포함해도 된다.

열방사 시트(10)는, 열방사율이 0.8 내지 1인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 0.9 내지 1이다. 열방사율이 0.8 내지 1이면, 충분한 열방사성이 얻어진다.

열방사 시트(10)는 절연 파괴 전압이 1kV 이상인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, 2kV 이상이다. 절연 파괴 전압이 1kV 이상이면, 약전력 용도에의 사용에 문제가 없으며 사용이 가능해진다.

<하부 절연층, 리드, 표면 절연층, 칩>

본 발명의 일 형태에 관한 COF형 반도체 패키지에 구비된 하부 절연층(9), 리드(8), 표면 절연층(7), 칩(5)은 종래 공지물을 사용할 수 있다.

하부 절연층(9), 리드(8), 표면 절연층(7)은, 전체적으로 유연성을 가지고 있으며, 하부 절연층(9)을 예를 들어 폴리이미드로 하고, 리드(8)를 예를 들어 구리로 하고, 표면 절연층(7)을 예를 들어 SR(솔더 레지스트)층으로서, 서로를 적층하여 구성할 수 있다. 종단부의 일부가 노출된 리드(8)의 상부면에는, 반도체 집적 회로를 갖는 칩(5)이 고정되어, 칩(5)이 고정되어 있는 주변에는, 언더필층(6)이 메워져 칩을 안정적으로 고정하고 있다. 언더필층(6)에는, 예를 들어 이방 도전성 필름(Anisotropic Conductive Film: ACF)이나 비도전성 페이스트(Non-Conductive Paste: NCP) 등을 사용할 수 있다.

(제2 실시 형태)

도 3 및 도 4는, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 COF형 반도체 패키지의 단면 모식도이다. 제2 실시 형태의 COF형 반도체 패키지는, 칩(5)이 복수 있고, 열방사 시트(10)가, 이 복수의 칩(5)이 걸쳐지도록 접착되어 있다. 이 때, 칩(5)은 반도체 패키지(40)와 같이 1매의 시트에 복수 접착되어 있어도 되고, 반도체 패키지(50)와 같이, 하나의 시트에 칩(5)이 1개씩 접착되어 있어도 된다.

이와 같이, 복수의 칩에 대해 하나의 열방사 시트(10)가 설치되어 있는 경우, 각 칩에 열방사 시트(10)를 접착시킬 필요가 없어져, 패키징이 용이해진다. 각 칩을 일체로서 다룰 수 있고, 실장 시에도 일괄적으로 본딩할 수 있다.

「액정 표시 장치」

본 발명의 일 형태에 관한 액정 표시 장치는, 상술한 COF형 반도체 패키지(20, 30, 40 또는 50)를 구비한다. COF형 반도체 패키지는, LCD 패널과 접속되어 실장된다. 이와 같이 함으로써, LCD 패널의 플렉시블 프린트 배선판 상에 드라이버 IC인 칩이 실장된다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 하등 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

절연층(1)으로서 12㎛ 두께의 PET 필름(도요보 에스테르(등록 상표) 필름E5100: 도요보사제)에 접착제를 1㎛ 두께가 되도록 도공 건조하고, 계속하여 열방사층(2)과 금속층(3)을 갖는 카본 코팅 알루미늄 금속 시트(쇼와 덴코제: 카본 코팅 알루미늄박 SDX(상표))의 카본 코팅층 상에 접합하며, 절연층(1), 열방사층(2), 금속층(3)이 순서대로 적층된 적층 시트를 형성했다. 열방사층(2)은, 열방사 필러로서 카본 블랙, 바인더로서 키토산 유도체를 피로멜리트산에 의해 가교시킨 것이다. 열방사층(2)의 평균 두께는 1㎛이며, 금속층(3)은, 평균 두께 50㎛의 알루미늄박이다.

계속해서, 점착층을 제작했다. 점착층을 구성하는 점착제 조성물은, 아크릴계 점착제(쇼와 덴코 가부시키가이샤제 비니롤(등록 상표) PSA SV-6805 고형분 47％)100질량부, 이소시아네이트계 가교제(도소 가부시키가이샤제 코로네이트(등록 상표) HX 고형분 100％) 1질량부 및 희석용 용제의 아세트산에틸 100질량부를 혼합하여, 제작했다. 이 점착제 조성물을, 박리 처리된 PET 필름 상에 닥터 블레이드에 의해 도공해 용제를 건조시키고, 이어서 박리 PET를 피복하여 점착 시트를 얻었다. 이 점착 시트를, 금속층(3)과 접착시킴으로써 점착층을 얻었다.

이와 같이 하여 제작된 열방사 시트를, 칩 상에 접착하고, 칩의 온도 및 전기 절연성을 측정했다.

(비교예 1)

열방사 시트를 사용하지 않은 경우의 칩의 온도 및 전기 절연성을 측정했다.

(비교예 2 내지 4)

열방사 시트의 구성을 표 1에 나타내는 구성으로서, 칩의 온도 및 전기 절연성을 측정했다.

(전기 절연성의 평가)

JIS C2110-1에 준거한 방법으로, 각 실시예 및 각 비교예에서 제작한 열방사 시트의 두께 방향의 절연 파괴 전압을 측정했다.

구체적으로는, 세로 100㎜, 가로 100㎜의 정사각형의 열방사 시트의 박리 PET 필름을 박리한 것을 측정 샘플로서 사용했다.

측정에는 기쿠스이 덴시 고교(주)제의 내전압 시험기(TOS5101)를 사용하고, 상부 전극은 직경 25㎜, 높이 25㎜, 하부 전극은 직경 70㎜, 높이 15㎜인 것을 사용했다.

승압은 JIS C2110-1의 60초 단계 승압 시험의 조건에 따라 행하고, 샘플이 파괴된 전압을 절연 파괴 전압으로 했다.

얻어진 결과에 대해, 이하와 같이 평가했다.

○: 1kV 이상

×: 1kV 미만

(칩 온도의 평가)

회로 기판(FR-4)에 반도체 칩(0.5㎜ 두께, 한 변이 9mm인 정사각형)을 실장한 반도체 장치를 이용하여, 그 칩 상에 실시예 1, 비교예 1 내지 4에서 제작한 샘플을 부착하고, 외기 온도 25℃하에, 전압 5V, 전력 5W에서의 칩의 온도를 측정했다. 측정 타이밍은, 동작시키고 나서 온도가 일정해졌을 때의 온도를 칩 온도로 하여 측정했다. 칩의 온도 측정 방법은, 칩과 방열 적층 시트의 사이에 K 열전대용 리드선(오메가사제)을 끼우고, AS TOOL USB 데이터 로거(애즈원사제)로 측정했다.

실시예 1의 구성 COF형 반도체 패키지의 칩 온도와, 비교예 1 내지 3의 구성 COF형 반도체 패키지의 칩 온도를 비교하면, 실시예 1의 구성 COF형 반도체 패키지의 칩 온도가 낮게 되어 있음을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 구성의 COF형 반도체 패키지는, 높은 방열성을 나타내고 있음을 알 수 있다.

또한 실시예 1의 구성의 COF형 반도체 패키지와, 비교예 4의 구성의 COF형 반도체 패키지를 비교하면, 실시예 1의 구성의 COF형 반도체 패키지는, 전기 절연성을 갖고 있음을 알 수 있다. 즉, 절연성을 갖는 부분에서도, 해당 COF형 반도체 패키지를 사용할 수 있음을 알 수 있다.

1: 절연층
2: 열방사층
3: 금속층
4: 점착층
5: 칩
6: 언더필층
7: 표면 절연층
8: 리드
9: 하부 절연층
10: 열방사 시트
20, 30, 40, 50: COF형 반도체 패키지

Claims (12)

1. 필름과,
   상기 필름 상에 부착된 칩과,
   상기 칩 상에 설치되고, 점착층과, 금속층과, 열방사 필러 및 바인더를 함유하는 열방사층과, 절연층을 순서대로 구비하는 열방사 시트를 구비하는, COF형 반도체 패키지.
2. 제1항에 있어서, 상기 열방사 시트가, 상기 필름의 상기 칩이 형성되지 않은 면에 더 접착되어 있는, COF형 반도체 패키지.
3. 제2항에 있어서, 상기 칩 상의 열방사 시트와, 상기 필름의 상기 칩이 형성되지 않은 면에 더 접착된 열방사 시트가, 상기 필름을 끼워 대향하는 위치에 접착되어 있는, COF형 반도체 패키지.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절연층의 평균 두께가 5 내지 50㎛인, COF형 반도체 패키지.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열방사 필러가 탄소질 재료인, COF형 반도체 패키지.
6. 제5항에 있어서, 상기 탄소질 재료가, 카본 블랙, 흑연 및 기상법 탄소 섬유로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 재료인, COF형 반도체 패키지.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열방사층의 평균 두께가 0.1 내지 5㎛인, COF형 반도체 패키지.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속층의 평균 두께가 20 내지 100㎛인, COF형 반도체 패키지.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속층이 알루미늄, 구리 및 이들을 포함하는 합금 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, COF형 반도체 패키지.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 점착층의 평균 두께가 5 내지 50㎛인, COF형 반도체 패키지.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 칩이 복수 있고,
    상기 열방사 시트가, 상기 복수의 칩이 걸쳐지도록 접착된, COF형 반도체 패키지.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 COF형 반도체 패키지를 구비한, 액정 표시 장치.

Images