TW495947B - Sealed-by-resin type semiconductor device and liquid crystal display module including the same - Google Patents
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Description
495947 _案號89120664_年月日____ 五、發明說明（1) 發明之背景 1 · 發明之領域： 本發明係關於一種樹脂密封型半導體裝置及包含其之液 晶顯示模組。特別是，本發明係關於一種cOF (在撓性印刷 電路上之晶片），其中I Cs及晶片在撓性基板上實施，以及 包含其之液晶顯示模組。 2. 有關技藝之說明： 近來，需求小型輕薄元件供電子裝置如個人數位輔助器 用。該元件之一為液晶顯示（以下稱為L C D )模組，其被用 作電子裝置之輸出段。極需要裝入裝置内之容易性。 有些LCD模組係藉C0F技術產生以配合上述需求。在該 L C D模組中，驅動液晶之I C (以下稱為L C驅動之I C )及其他 晶片被安裝在由印刷有導體型樣之聚亞胺膜所製成之撓性 基板上，而此等元件藉由各向異性傳導膜耦合至LCD元 件。 圖5為該COF LCD模組之平面圖。圖6為COF LCD模组之側 視圖。 此處”密封樹脂π意指一種樹脂，其裝填在L C驅動之I c與 撓性基材之間，俾可保護L C驅動之I C與撓性基板間之接 觸。 如圖5所示，（：〇1^1^])模組4〇()包括1^〇元件8及(：(^ 3 0 0。 C0F 3 0 0包括撓性基板9，LC驅動之IC i與晶片1〇安裝於其 °具有厚度為約2至 依序被固化。所得 撓性基板9，例如，以下面方式製造 35 之銅箔塗佈有聚亞胺之先質，其
495947 _案號89120664_年月日__ 五、發明說明（2) 聚亞胺膜基板具有厚度為約10至100 //in。該製造方法稱 為鑄製。蝕刻基板以得所欲導體型樣。基板塗佈有聚亞胺 樹脂或環氧樹脂，但除了基板9上之L C驅動之I C 1及晶片 1 0之部份及LCD元件8與LC驅動之1C 1及晶片1 0之接觸部份 以外。導體暴露其上之導體型樣係用Sn、Ni、Au等電鍍。 以此方式，製造撓性基板9。 關於形成導體型樣之替代方式，可使用相加法。在此情 況下，喷濺過之銅被作成型樣，然後由電鍍稠化。 C 0 F 3 0 0 ，例如，以下面方式製造。L C驅動之I C 1及晶 片1 0被安裝在撓性基板9之導體型樣上。L C驅動之I C 1係 藉倒裝晶片銲接完成。 L C驅動之I C 1包括A u塊（圖未示），其係與導體型樣耦 合。關於A u塊與導體型樣之耦合方法，例如，可採用 Sn-Au合金耦合法或使用各向異性傳導膜之耦合法。 S η - Au合金耦合法係以下面方式實施。L C驅動之I C 1設 在撓性基板9上，使L C驅動之I C 1之A ία塊與鍍S η之導體型 樣接觸。Au塊係自其後側（9 Α側）藉加熱及加壓撓性基板9 與導體型樣耦合。隨後，LC驅動之I C 1係藉密封樹脂4密 封。 使用各向異性傳導膜之耦合法係以下面方式實施。各向 異性傳導膜被插在撓性基板9與LC驅動之I C 1之間。在此 情況下，自撓性基板9之後側（9 A側）加熱及加壓，使A u塊 與導體型樣電耦合，而Au塊係藉固化之各向異性傳導膜固 定在導體型樣上。 然後，如上述製成之COF 3 0 0係使用各向異性傳導膜等
O:\66\66248.ptc 第6頁 495947 五、發明說明
與LCD元件8傳導耦合，以得LCD模組4 〇〇。 ^來’為了配合液晶顯示裝置之較高解析度及“驅動之 Ic 1之較小面積之需求，Au塊之間距變得較窄。Au塊被用 作L C驅動之I C 1之段輸出端子。 為了改良COF LCD模組4 0 0裝入裝置内之容易性，LC驅動 之I C 1與撓性基板9間之柄合強度必須強化，安裝l〔驅動 之1C 1於其上之COF 3 0 0必須更薄。 " 發明人等製造並研究COF 3 0 0之原型，其中具有較窄間 距之Au塊之LC驅動之1C 1係藉Sn_Au合金麵合安裝在挽性 基板9上。 、疋 結果’當A u塊於L C驅動之I C 1内之間距為約7 # m或以 下（在Au塊間之空隙為約3 0 // m或以下）時，在具有溫度為 約9 5 %，在約6 0 °C下之氛圍中之耐水可靠性試驗中，由於 Au塊間之漏失，液晶顯示裝置之反常性會發生。 研究液晶顯示裝置之反常性以發現原因。結果，發現在 Αιι塊間之移動之發生。藉元素分析頃發現此^動係^ Au所 造成。 通常，一般認為A u移動係由被施加至鹵素及水份之電場 所產生。 @ 發明之概述 根據本發明之一態樣，樹脂密封型半導體事置包括美 板；設在基板上之引線；及藉倒裝晶片銲接^在弓^ 1 半導體元件。半導體元件包括多個連接至引線之 脂密封型半導體裝置進一步包括保護多個端子之樹脂；& 脂具有充份低之彈性模數，其可抑制不宜移動之發生。
495947 _案號 89120664_年月日__ 五、發明說明（4) 在本發明之一具體例中，彈性模數實質上為約1 GPa或 以下。 在本發明之一具體例中，彈性模數實質上為約〇 . 〇 7 GPa 或以上及約1 GPa或以下。 在本發明之一具體例中，樹脂包括熱固性樹脂、環氧樹 脂或變性聚亞胺樹脂。 在本發明之一具體例中，樹脂包括環氧樹脂；環氧樹脂 包括雙酚型環氧樹脂。 在本發明之一具體例中，樹脂包括變性聚亞胺樹脂；變 性聚亞胺樹脂包括芳香四羧酸及芳香二胺。 在本發明之一具體例中，多個端子包括A u塊。 在本發明之一具體例中，多個端子之間距實質上為約7 0 /z m或以下。 在本發明之一具體例中，樹脂具有充分高彈性模數，在 基板與半導體元件間之搞合強度充分。 根據本發明之另一態樣，液晶顯示模組包括樹脂密封型 半導體裝置，其包括：基板；設在基板上之引線；及藉倒 裝晶片鲜接設在引線上之半導體元件’液晶顯不元件與基 板耦合。半導體元件包括多個與引線連接之端子。樹脂密 封型半導體裝置進一步包括保護多個端子之樹脂。樹脂具 有充分低彈性模數，其可抑制不宜移動之發生。 在本發明之一具體例中，液晶顯示模組進一步包括各向 異性傳導膜供基板與液晶顯示元件耦合。 本發明人等進行實驗，其中接附鹵素化合物之Au塊被暴 露至高溫及高濕度。結果可抑制移動之發生，當密封LC驅
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五、發明說明（5) 動之1 C 1 f也、封樹脂4之彈性模數被最適化時，在LC驅動 之I C 1與挽性基板9之間可得充分耦合強度。此導致本發 明之完成。 人根f本發明’可強化半導體元件及撓性電路基板之電耦 合可罪性’如耐熱衝擊性、耐水性及耦合強度。環氧樹脂 或變性聚亞胺樹脂被用作密封樹脂。 因此’此處所述之本發明可具有優點為（1 )提供可抑制 塊間之移動之樹脂密封型半導體裝置，及包括其之LCD 模組及（2 )具有在LC驅動之I C與撓性基板間充分耦合強度 之樹脂密封型半導體裝置。 >當參照附圖讀取並瞭解下面詳細說明後，熟悉此技藝者 當可更加明白本發明之此等及其他優點。 附圖之簡單說明 圖1為根據本發明之一具體例之c〇F LCD模組之平面圖。 圖2為圖1所示之c〇F LCD模組之側視圖。 圖3為圖1所示之c〇f LCD模組之主要截面圖。 圖4為顯示由於圖1所示之c〇F LCD模組中之移動，顯示 裝置反常性發生之速率之座標。 圖5為傳統C〇F LCD模組之平面圖。 圖6為圖5所示之COF LCD模組之側視圖。 較佳具體例之說明 本發明之具體例將參照附圖說明。
圖1為根據本發明之一具體例之COF LCD模組2 0 0之平面 圖。圖2為根據本發明之具體例之COF LCD模組2 0 0之側視 圖。包括於COF LCD模組400内之相同組件由用於COF LCD
O:\66\66248.ptc 第9頁 495947 -MM 89120664_年月日__ 五、發明說明（6) 模組4 0 0之相同參考號數示出。省略此等組件之細節說 明。 COF LCD模組2〇〇包括LCD元件8及COF 100 0COF 100包括 撓性基板9，其上安裝有l C驅動之I C 1及晶片1 0。 根據本發明之具體例之COF LCD模組200與上述COF LCD 模組400不同之處在於，在C〇f LCD模組200中，LC驅動之 I C 1係藉彈性模數被最適化之密封樹脂丨2來取代密封樹脂 4密封。 圖3為根據本發明之具體例之c〇F 100之主要部份之截面 圖。密封樹脂12密封LC驅動之1C 1。 在LC驅動之ic 1中，指定電子電路（圖未示）及電極墊丄3 設在L C驅動之I c 1之後侧1 A上。A u塊3設在電極墊1 B上。 例如’ L C驅動之I c 1之外尺寸為約2 m m X 2 0 m m。塊高度η 為約1 5 /z m。A u塊3之最小塊間距Ρ為約8 0 /z m。 撓性基板9包括具有厚度為約2 0至3 // m之聚亞胺膜2 ,設 在聚亞胺膜2上之Cu之導體型樣5，其上安裝有LC驅動之IC 1之部份，其上安裝有晶片10之部份，除了連接LC])元件8 與COF 100之連接端子9A以外之聚亞胺覆蓋部份之油墨覆 盍層6 ’塗佈導體型樣5之鍍Sn層7。 撓性基板9與LC驅動之I C 1被對準，使導體型樣5對置於 Au塊3。自LC驅動之1C 1頂側（以箭頭A所示之方向）加熱及 加壓，俾可由於Sn-Au合金接頭而將導體型樣5與Au塊3'耗 合。加熱温度為約280 °C或以上，其充分高，使錢Sn層7與 Au塊3形成低共溶合金。 3 〃 然後’选封樹脂1 2注射在L C驅動之I C 1與挽性基板g門
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五、發明說明（7) 之空隙内。^封樹脂1 2被固化以密封空隙。密封樹脂丨2具 有充刀低之彈性模數，俾可不產生不宜移動。 然後，使用分配器將樹脂塗敷至LC驅動之丨C 1。 下加熱約2小時，然後在約150下加熱約1 之後，LCD元件8之透明電極連接端子8A藉由各向里 導膜與撓性基板9之連接端子9A電耦合。因此，LCDi： f傳 2 0 0被完全製成。 ^板組 [實例] (實例1) ί 21丄，環氧樹脂被用作密封樹脂。使 用分 別具有彈性模數為〇. 0 0 5 GPa，0. 07 GPa，0 3 GP GPa之四種雙酚型環氧樹脂。彈性模數係藉動雖^及】， 約2 5 °C之室溫下進行）測定。 、’ 對各具有彈性模數為〇〇 〇5 GPa 彈法（在 0.07 GPa
3 GP 1· 0 GPa之四種雙酚型環氧樹脂製造5〇 LC])模組。 _、 模組放入異有溫度為約6〇艺及溫度為約95%之耐次所有Lcd 試驗浴内。在經過約丨〇 〇 〇小時後，評估由於移 可靠性 之漏失所造成之L C D反常性發生之速率。 A u i鬼間 圖4為顯示在實例i中由於移動在Au塊間之漏 LCD反常性發生之速率之座標。如圖$可見，去餡造成之 樹脂被用作實例1之密封樹脂1 2時，實質上無"由&驗型環氧 A u塊間之漏失所造成之^ c d反常性。 ；移動在 評估在LC驅動之1C }與撓性基板9間之耦合強 基板9被彎成90。角度，而LC驅動之Ic i被固定ς。撓性 a及 繞性 基
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495947 __案號 89120664_年月—g_ _ -- ^—~-- 五、發明說明（8) 板9上。負荷物被增加施加在L C驅動之I C 1上，而l c j)元件 8正顯示。在此情況下，測定開始在L C D元件8中產生顯示 反常性之負荷物之值。 本發明人等先前研究發現，當開始在L C D元件8中產生顯 示反常性之負荷物之值為約5 0 0 g f或以上時，在將c 〇 F L C D模組裝入裝置内之過程中，實質上並無不利問題。 由測定10 COF LCD模組2 0 0所得結果之平均值示於表i。 表1顯示開始在具有各個彈性之LCD元件中產生顯示裝置反 常性之負荷物之值。 表1 實例1(環氧） 實例2 (聚亞胺） 傳統實例1 (環氧） 傳統實例2 0s夕酮) 彈性模數 (GPa) 0.005 0.07 0.3 1.0 0.45 0.65 2.5 3.1 0.0006 平均值(gf) 380 730 1220 1380 950 970 1510 1500 210 最大值(gf) 410 850 1530 1610 1160 1210 1670 1710 260 最小值(gf) 350 690 1080 1100 880 860 1330 1350 180 如表1所示，在具有彈性模數為〇. GPa或以上及1. 〇 GPa或以下之環氧樹脂之c〇F LCD模組2 0 0之情況下，負荷 物之值為500 gf或以上。 若與具有較高彈性模數之傳統密封樹脂比較時，實例i 所用之環氧樹脂具有較短固化時間，因而改良生產率。 (實例2) 丄Γ:丄：芳香四竣酸及芳香二胺之變性聚亞胺 。4 5 G P 1 0 6 5。。P二她 0.45 GPa及0.65 GPa。彈性模數係藉類似於實例U在室溫
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五、發明說明（9) 為約行動態I占彈法測t 對;乂彈性杈數為0 · 4 5 G P a及0 · 6 5 G P a之二種變性聚 亞胺以類似於實例1之方斗、制 文f王w 樹脂在9〇。(：下加^:式。5〇(：〇1：1^模組2〇〇。密封 如此製成之C0F、，、LCHi後在150 c下加熱2小時。 性試驗。其結果示於圖4、，且：：類似於實」列1之财水性可靠 作實例2之密封樹脂丨2時，宗:可見’當^生聚亞胺被用 漏失所造成之LCD反常，Ζ。貝貝上無由於移動在AU塊間之
以類似於實例1之方+ OUJP 之耦合強度，其結果示vn Π1與撓性基板9間 之變性聚亞胺之情況下：在用/實例2之密封樹脂12 上。具有彈性模數為0〇7 7传;何，之值為500 gf或以 性聚亞胺具有如實例i者a或 '及1 GPa或以下之變 (傳統例1) 在傳統例1中，使用具有高於 性模數之二種環氧樹脂，复 ，纟之在封树知之弹 GPa。 其具有弹性杈數為2. 5 GPa及3. 1 類似於實例1，對各彈性 封樹脂在12〇。(：下被固化2九數V"50 C〇F LCD模組。密 時。所有COF LCD模組皆實小時’/，；/在1 50 °C下固化2小 試驗。 自實轭類似於實例1之耐水性可靠性 其結果示於圖4。如圖4 _
^ ^ ^ ^ ^ ^ „ 1 ^ "t； ί2,,V 於移動在Au塊間之漏失所！ 月况下’ T看到由 (傳統例2) 失所造成之LCD反常性。
495947 _案號 89120664_年月日__ 五、發明說明（10) 在傳統例2中，使用具有低於實例1及2密封樹脂之彈性 模數之矽酮樹脂，其具有彈性模數為0 . 0 0 0 6 G Pa。 類似於實例1，製造5 0 C OF L CD模組。密封樹脂在1 5 0 °C 下被固化4小時。COF LCD模組實施類似於實例1者之耐水 性可靠性試驗。 其結果示於圖4。由圖4可見，在傳統例2之密封樹脂之 情況下，實質上無由於移動在Au塊間之漏失造成之LCD反 常性。 以類似於實例1之方式評估LC驅動之I C 1與撓性基板9間 之耦合強度，其結果示於表1。在傳統例2之樹脂之情況 下，所得負荷物之值不超過5 0 0 gf。 如上所述，本發明提供一種可抑制A u塊間之移動發生之 樹脂密封型半導體裝置，及包括其之LCD模組。 另外，本發明亦提供一種在L C驅動之I C與撓性基板間具 有充分耦合強度之樹脂密封型半導體裝置，及包括其之 L C D模組。 在本發明之樹脂密封型半導體裝置中，具有彈性模數為 0· 07 GPa或以上及1 GPa或以下之環氧樹脂或變性聚亞胺 樹脂被用作保護半導體元件之密封樹脂。因此，其可抑制 移動之發生，其係對Au塊間之漏失作回應。另外，在半導 體元件與撓性基板間之耦合強度充分，其為優異特有功 效。 熟悉此技藝者在不脫離本發明之範圍及精神外可輕易作 各種其他改良。因此，所附申請專利範圍之範圍應限於前 述說明，而非廣泛解釋。
O:\66\66248.ptc 第14頁 495947 iL·, f 圖式簡單kE 元件符號說明 案號 89120664 曰 修正 1 LC驅動I C 1 A 後側 1B 電極塾 2 聚醯亞胺膜 3 A u 塊 4，12 密封樹脂 5 導體型樣 6 油墨覆蓋層 7 鑛Sn層 8 LCD元件 9 撓性基板 10 晶片 100， 300 COF 200， 400 COF LCD 模組 Η 塊面度 Ρ 塊間距
O:\66\66248-910605.ptc 第15頁
Claims (1)
- 修正 案號 89120664 曰 修正 包括 六、申請專利範圍 1. 一種樹脂密封型半導體裝置 基板； 設在基板上之引線；及 藉倒裝晶片銲接設在引線上之半導體元 其中半導體元件包括多個連接至引線之 樹脂密封型半導體裝置進一步包括保護 脂；及 樹脂具有可抑制不宜遷移發生之充分低 2. 根據申請專利範圍第1項之樹脂密封 其中彈性模數實質上為約1 GPa或以下。 3. 根據申請專利範圍第2項之樹脂密封 其中彈性模數實質上為約〇.〇7 GPa或以上 下。 4. 根據申請專利範圍第1項之樹脂密封 其中樹脂包括熱固性樹脂、環氧樹脂或變 5 . 根據申請專利範圍第4項之樹脂密封 其中樹脂包括環氧樹脂；及環氧樹脂包括 脂。 6 . 根據申請專利範圍第4項之樹脂密封 其中樹脂包括變性聚亞胺樹脂；及變性聚 香四羥酸及芳香二胺。 7. 根據申請專利範圍第1項之樹脂密封 其中多個端子包括Au塊。 8. 根據申請專利範圍第1項之樹脂密封 件， 端子 多個 之彈 型半 型半 及約 型半 性聚 型半 雙酚 型半 亞胺 型半 型半 端子之樹 性模數。 導體裝置， 導體裝置， 1 G P a或以 導體裝置， 亞胺樹脂。 導體裝置， 型環氧樹 導體裝置， 樹脂包括芳 導體裝置， 導體裝置，O:\66\66248.ptc 第16頁 495947 _案號89120664_年月日__ 六、申請專利範圍 其中多個端子之間距實質上為約7 0 // m或以下。 9. 根據申請專利範圍第1項之樹脂密封型半導體裝置， 其中樹脂具有充分高之彈性模數，使基板與半導體元件間 之搞合強度充分。 10. 一種液晶顯示模組，其包括： 樹脂密封型半導體裝置，其包括： 基板； 設在基板上之引線；及 藉倒裝晶片銲接設在引線上之半導體元件， 其中半導體元件包括多個連接至引線之端子； 樹脂密封型半導體裝置進一步包括保護多個端子之樹 脂；及 樹脂具有可抑制不宜遷移發生之充分低之彈性模數；及 與基板輕合之液晶顯不元件。 11. 根據申請專利範圍第1 0項之液晶顯示模組，進一步 包括各向異性傳導膜供基板與液晶顯示元件耦合用。O:\66\66248.ptc 第17頁
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