JP2006030260A - 半導体素子実装基板、半導体素子実装基板の製造方法、実装装置、実装方法、電気光学装置、電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 配線パターン2aが形成された可撓性配線基板2と、突起電極3aを備える半導体素子3とが接着層4を介して接合された半導体素子実装基板1であって、可撓性配線基板2は、半導体素子3の側方に屈曲部5を有し、当該屈曲部5は接着層4の一部を収容することを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、配線パターンと端子電極との接続部において応力を緩和し、剥離や断線を防止できる半導体素子実装基板、半導体素子実装基板の製造方法、実装装置、実装方法を提供すると共に、半導体素子実装基板を備えた電気光学装置、電子機器を提供することを目的とする。
このような屈曲部が形成されることにより、可撓性配線基板と半導体素子との接続部において、可撓性配線基板内部の応力が分散され、また、可撓性配線基板が延在する方向に付与される引張応力が分散される。換言すれば、従来のように可撓性配線基板が真直ぐな状態で半導体素子に接続されていると、可撓性配線基板の延在方向に力が付与された際に、配線パターンと突起電極との接続面において、剥離や断線が生じやすくなるが、上記のように屈曲部が形成されることにより、このような剥離や断線に起因する引張応力が分散される。従って、屈曲部を形成したことで、可撓性配線基板と半導体素子との接続部、具体的には、配線パターンと突起電極の接続面における断線や剥離を防止できる。
このようにすれば、可撓性配線基板と半導体素子との接続部における断線や剥離を防止できるだけでなく、可撓性配線基板と半導体素子の接続強度を向上させながら、可撓性配線基板と半導体素子とを導通させることができる。
このように屈曲部を形成することにより、可撓性配線基板と半導体素子との接続部において、可撓性配線基板内部の応力を分散し、また、可撓性配線基板が延在する方向に付与される引張応力を分散するので、可撓性配線基板と半導体素子との接続部における断線や剥離を防止できる。
また、屈曲部を形成することで、剥離や断線に起因する引張応力を分散するだけでなく、半導体素子の側方と屈曲部との間に接着層を収容するので、可撓性配線基板が真直ぐな状態で半導体素子と接続する場合よりも接着層との接触面積が大きくなり、接続強度の向上を図ることができる。
ここで、可撓性配線基板は、加熱及び加圧する工程によって熱膨張し、また、加熱及び加圧の終了によって収縮する。そのため、可撓性配線基板を固定した状態で加熱及び加圧を終了すると、可撓性配線基板が収縮することで引張応力が生じてしまい、配線パターンが断線してしまう。
そこで、本発明においては、可撓性配線基板の固定状態を解除した後に加熱及び加圧を終了させていることから、可撓性配線基板の一方を自由端にさせた状態で当該可撓性配線基板が収縮するようになっている。従って、固定された可撓性配線基板の収縮に伴う引張応力が生じることがない。これにより、可撓性配線基板と半導体素子との接続部における断線や剥離を防止できる。
このように、半導体素子に対向部を固定することにより、半導体素子と可撓性配線基板との位置ずれが生じることなく、半導体素子と可撓性配線基板を高精度に固定することができる。
このように屈曲部を形成することにより、可撓性配線基板と半導体素子との接続部において、可撓性配線基板内部の応力を分散し、また、可撓性配線基板が延在する方向に付与される引張応力を分散するので、可撓性配線基板と半導体素子との接続部における断線や剥離を防止できる。
また、屈曲部を形成することで、剥離や断線に起因する引張応力を分散するだけでなく、半導体素子の側方と屈曲部との間に接着層を収容するので、可撓性配線基板が真直ぐな状態で半導体素子と接続する場合よりも接着層との接触面積が大きくなり、接続強度の向上を図ることができる。
更に、本発明においては、屈曲部を形成するだけで、上記のような効果が得られるので、従来の実装装置を利用して容易に屈曲部を形成することができる。
このように、固定手段を備えることにより、可撓性配線基板を基板載置台に固定することができる。また、当該固定手段は、突起電極と配線パターンとが接触する部分よりも外側の可撓性配線基板を固定するので、固定手段と突起電極との間のみに屈曲部を形成することができる。
このように屈曲部を形成することにより、可撓性配線基板と半導体素子との接続部において、可撓性配線基板内部の応力を分散し、また、可撓性配線基板が延在する方向に付与される引張応力を分散するので、可撓性配線基板と半導体素子との接続部における断線や剥離を防止できる。
また、屈曲部を形成することで、剥離や断線に起因する引張応力を分散するだけでなく、半導体素子の側方と屈曲部との間に接着層を収容するので、可撓性配線基板が真直ぐな状態で半導体素子と接続する場合よりも接着層との接触面積が大きくなり、接続強度の向上を図ることができる。
更に、本発明においては、屈曲部を形成するだけで、上記のような効果が得られるので、従来の実装方法を利用して容易に屈曲部を形成することができる。
このような電気光学装置としては、液晶表示装置、有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示装置、電気泳動表示装置、プラズマ発光や電子放出による蛍光等を用いた装置(例えば、PDP、FED、SED)、また、プロジェクタで用いられる液晶装置からなるライトバルブ等を例示できる。
このようにすれば、断線や剥離が抑制された電気光学装置を実現できる。
このような電子機器としては、例えば、携帯電話機、移動体情報端末、時計、ワープロ、パソコンなどの情報処理装置等を例示できる。また、大型の表示画面を有するテレビや、大型モニタ、プロジェクタ等を例示できる。このように電子機器が先の電気光学装置を備えることにより、断線等の故障が抑制された電子機器を提供できる。
まず、本発明の半導体素子実装基板について、図1を参照して説明する。
図1は、半導体素子実装基板を示す側断面図である。
図1に示すように、半導体素子実装基板1は、フィルム基板(可撓性配線基板)2と半導体素子3とが、異方性導電膜4を介して接続された構成となっている。
ここで、フィルム基板2は、例えば厚み25μmのポリイミド等のベース基板上に、配線パターン2aが形成された構成を有しており、十分な可撓性を備えている。また、配線パターン2aは、Cu等の金属薄膜をパターニングすることによって形成されたものである。また、配線パターン2aは、半導体素子3の突起電極3aと異方性導電膜4を介して接続されている。更に、配線パターン2aは、厚み約7μm、幅15μmで形成されており、突起電極3aと接続する部分では、配線パターン2aは幅10μmで形成されている。
また、フィルム基板2は、露出する配線パターン2aを残して、他の部分を保護レジスト2bによって配線パターン2aを保護している。
また、異方性導電膜4は、突起電極3aと配線パターン2aとの導通を取ると共に、半導体素子3とフィルム基板2を接着固定する接着層として機能するものである。更に、異方性導電膜4は、導電性に異方性を持たせることが可能となっている。具体的に、異方性導電膜4には、接着用樹脂4a中に導電粒子(異方性導電粒子)4bが分散されている。
接着用樹脂4aは、ウレタン、ポリエステル等の熱可塑性のホットメルト樹脂或いはエポキシ等の熱硬化性樹脂からなるものである。
また、導電粒子4bは、銅、ニッケル、金、半田等の金属粒子或いはスチレン樹脂等よりなる粒子表面をニッケル−金等の導電層により被覆した粒子等からなる。
このような接着用樹脂4aと導電粒子4bとからなる異方性導電膜4は、金属粒子の含有量、形状、大きさ等をコントロールして電気的接続を取ろうとする部分に必要を応じて圧力が加わることにより、接着剤の厚み方向には導電性を有し、面方向には絶縁性を保持するものであって、導電性が異方的である接着剤として機能する。
また、半導体素子実装基板1においては、本発明の特徴点として挙げたように、半導体素子3の側方にフィルム基板2が屈曲することで形成された屈曲部5が設けられている。そして、当該屈曲部5は異方性導電膜4の一部を収容するようになっている。更に、屈曲部5は、半導体素子3の全周に設けられており、当該全周にわたって異方性導電膜4を収容している。
また、屈曲部5が形成されることで、剥離や断線に起因する引張応力が分散されるだけでなく、半導体素子3の側方と屈曲部5との間に異方性導電膜4が収容されるので、フィルム基板2が真直ぐな状態で半導体素子3と接続する場合よりも、異方性導電膜4との接触面積が大きくなる。従って、接続強度の向上を図ることができる。
次に、本発明の実装装置について、図2を参照して説明する。
図2は、実装装置の構成を示す図であり、図2(a)は概略構成を示す斜視図、図2(b)は実装装置の要部を示す側断面図である。
テーブル部11は、実装装置10本体の下方に設けられたものである。そして、移動テーブル部13がXステージ13x及びYステージ13yを備えることにより、基板ホルダ14をXY方向に自由に移動可能となると共に、任意位置に固定することが可能となっている。更に、テーブル部11は半導体素子搭載部15を備え、当該半導体素子搭載部15には、実装前の複数の半導体素子3が搭載されている。更に、基板ホルダ14には、上記のフィルム基板2が載置されるようになっている。
また、基板ホルダ14は、保持するフィルム基板2の材質、熱伝導率、又は基板の底面の荒さに応じて上面の荒さ及び材質が異ならせて構成されている。また、基板ホルダ14の上面は鏡面であってもよいが、載置されるフィルム基板2の裏面の面荒さよりも粗くないこと、換言するとフィルム基板2の裏面の面荒さが基板ホルダ14の上面の面荒さよりも粗いことが好ましい。
なお、本実施形態においては、固定手段として減圧ポンプの駆動による吸着力を利用してフィルム基板2を固定する構成を採用しているが、これを限定するものではない。例えば、基板ホルダ14の一部分に強磁性体を配置し、当該強磁性体と磁石との間に作用する磁力を利用することにより、フィルム基板2を基板ホルダ14に固定させる固定手段を採用してもよい。
また、第2吸着孔14bが形成される位置に対応させて基板ホルダ14上に凹部を形成し、凹部内に形成された吸着孔を介してフィルム基板2を固定させてもよい。
次に、図3及び図4を参照し、上記の実装装置10を利用することによる、本発明の半導体素子実装基板の製造方法(実装方法)について説明する。
図3は、半導体素子実装基板1の製造過程を示す断面図である。
なお、図3に示す断面図は、図1に示す半導体素子実装基板1を反転させた図を示している。
また、基板ホルダ14においては、第1吸着孔14a及び第2吸着孔14bの両者共に吸着動作を行う(可撓性配線基板と半導体素子とが対向する位置において半導体素子を固定する)。
なお、フィルム基板2の接続範囲となる配線パターン2a上には、予め図示しない異方性導電膜張付装置により異方性導電膜4が貼り付けられている。
更に、図3(c)に示すように、加熱加圧工具19を下降させて、突起電極3aをフィルム基板2の配線パターン2aに接合し、突起電極3aと配線パターン2aを加熱及び加圧する(半導体素子の突起電極を可撓性配線基板の配線パターンに加熱及び加圧する工程)。
ここで、図4を参照して、加熱及び加圧に要する時間に対して、第2吸着孔14bによる固定を解除するタイミングについて説明する。
図4は、加熱加圧工具19による加熱及び加圧に要する時間(横軸)と、それに伴う異方性導電膜4の硬化度(縦軸)とを示した図である。
図4に示すように、加熱加圧工具19による加熱及び加圧を開始し始めると、加熱加圧工具19の加熱及び加圧によって供給される熱により、異方性導電膜4は軟化・溶融し始めて、その硬化度は点Pまで低下する。そして、更に点Pを境にして急に硬化が進む。そして、加熱及び加圧時間がt1になったところで、硬化度が100%となる。このように硬化度が変化する過程において、およそ硬化度が70%〜80%程度になる時間t2に到達したところで、基板ホルダ14における第2吸着孔14bの吸着固定を解除する。これにより、固定が解除されつつ加熱及び加圧が行われる時間がt3となる。このようにおよそ硬化度が70%〜80%程度になる時間t2に到達するまで固定された状態で加熱及び加圧が行われることにより、フィルム基板2が半導体素子3の側方において膨張し、図3(c)又は図1に示す屈曲部5が形成される。また、加熱及び加圧によって異方性導電膜4が溶融し濡れ広がることによって、屈曲部5とフィルム基板2との間に当該異方性導電膜4が収容され、フィルム基板2の側方において接着固定される。
また、屈曲部5を形成することで、剥離や断線に起因する引張応力を分散するだけでなく、半導体素子3の側方と屈曲部5との間に異方性導電膜4を収容するので、フィルム基板2が真直ぐな状態で半導体素子と3接続する場合よりも異方性導電膜4との接触面積が大きくなり、接続強度の向上を図ることができる。
次に、上記の半導体素子実装基板1を備える電気光学装置について、図5及び図6を参照して説明する。
図5及び図6は、液晶装置(電気光学装置)の構成を示す図であって、図5は液晶装置の概略構成を示す斜視図、図6は液晶装置の要部を示す側面図である。
なお、本実施形態において、先に記載した半導体素子実装基板1の構成要素と同一部分には同一符号を付して説明を簡略化する。
液晶装置20以外にも、有機EL装置、電気泳動装置、プラズマ発光や電子放出による蛍光能を有する表示装置(例えば、PDP、FED、SED用の基板)、プロジェクタで用いられる液晶装置からなるライトバルブ、等が挙げられる。
次に、本発明の電子機器の具体例である投射型表示装置につき、図7を用いて説明する。図7は、投射型表示装置の要部を示す概略構成図である。この投射型表示装置は、上述した実施形態に係る液晶装置を、光変調手段として備えたものである。
このように、投射型表示装置の光変調手段822,823,824として、上述した実施形態に係る液晶装置20を使用すれば、断線等の故障が抑制された投射型表示装置を提供できる。
電子機器は、上述した液晶装置20を表示部として有したものであり、具体的には図8に示すものが挙げられる。
図8(a)は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図8(a)において、携帯電話1000は、上述したEL表示装置1を用いた表示部1001を備える。
図8(b)は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図8(b)において、時計1100は、上述したEL表示装置1を用いた表示部1101を備える。
図8(c)は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図8(c)において、情報処理装置1200は、キーボードなどの入力部1201、上述したEL表示装置1を用いた表示部1202、情報処理装置本体(筐体)1203を備える。
図8(a)〜(c)に示すそれぞれの電子機器は、上述した液晶装置を有した表示部1001,1101,1202を備えているので、断線等の故障が抑制された電子機器となる。
また、他の電子機器の例としては、ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ、ヘッドマウントディスプレイ、さらに表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型TV、DSP装置、PDA、電子手帳、電光掲示盤、大型モニタ、宣伝公告用ディスプレイ等が挙げられる。
2 フィルム基板(可撓性配線基板)
2a 配線パターン
3 半導体素子
3a 突起電極
4 異方性導電膜(接着層)
4b 導電粒子(異方性導電粒子)
5 屈曲部
10 実装装置
14 基板ホルダ(基板載置台)
14a 第1吸着孔(固定手段)
14b 第2吸着孔(固定手段)
19 加熱加圧工具(加熱加圧手段)
20 液晶装置(電気光学装置)
Claims (10)
- 配線パターンが形成された可撓性配線基板と、突起電極を備える半導体素子とが接着層を介して接合された半導体素子実装基板であって、
前記可撓性配線基板は、前記半導体素子の側方に屈曲部を有し、
当該屈曲部は前記接着層の一部を収容することを特徴とする半導体素子実装基板。 - 前記接着層には、異方性導電粒子又は異方性導電膜が含まれていることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子実装基板。
- 配線パターンが形成された可撓性配線基板と、突起電極を備える半導体素子とが接着層を介して接合された半導体素子実装基板の製造方法であって、
前記半導体素子の側方に前記可撓性配線基板の屈曲部を形成することを特徴とする半導体素子実装基板の製造方法。 - 前記突起電極と前記配線パターンとが接触する部分よりも外側の前記可撓性配線基板を固定する工程と、
前記半導体素子の前記突起電極を前記可撓性配線基板の前記配線パターンに加熱及び加圧する工程と、
を含み、
前記可撓性配線基板の固定状態を解除した後に、前記加熱及び加圧する工程を終了することを特徴とする請求項3に記載の半導体素子実装基板の製造方法。 - 前記可撓性配線基板と前記半導体素子とが対向する位置において、前記半導体素子を固定することを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の半導体素子実装基板の製造方法。
- 配線パターンが形成された可撓性配線基板と、突起電極を備える半導体素子とを接着層を介して実装する実装装置であって、
前記可撓性配線基板を載置する基板載置台と、
前記半導体素子を保持すると共に前記可撓性配線基板に加熱及び加圧する加熱加圧手段と、
を具備し、
前記半導体素子の側方に前記可撓性配線基板の屈曲部を形成することを特徴とする実装装置。 - 前記基板載置台は、前記突起電極と前記配線パターンとが接触する部分よりも外側の前記可撓性配線基板を固定する固定手段を備えることを特徴とする請求項6に記載の実装装置。
- 配線パターンが形成された可撓性配線基板と、突起電極を備える半導体素子とを接着層を介して実装する実装方法であって、
前記半導体素子の側方に前記可撓性配線基板の屈曲部を形成することを特徴とする実装方法。 - 請求項1又は請求項2に記載の半導体素子実装基板を具備することを特徴とする電気光学装置。
- 請求項9に記載の電気光学装置を具備することを特徴とする電子機器。
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