JP2008135468A - 半導体素子及び該半導体素子を備える表示装置 - Google Patents

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semiconductor element
groove
conductive particles
wedge
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Akira Fujita
藤田  明
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Tianma Japan Ltd
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NEC LCD Technologies Ltd
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Abstract

【課題】狭ピッチ、狭スペースのバンプレイアウトであっても導電粒子捕捉に必要なバンプ接続面積を犠牲にすることなく小型化を実現するとともに、ACF接続時の短絡不良の発生を防止する半導体素子及び表示装置の提供。
【解決手段】千鳥状に配置された複数列のバンプのうち、少なくともICの外形端側に配置されるバンプ列(バンプ列A)の各々のバンプ1に、ICの内側から外形端側に向かって先端が細っている凹状又はスリット状のくさび型溝2又は段付き溝を形成し、この溝の先端幅を異方性導電接着剤に含まれる導電粒子直径よりも小さく設定する。これにより、このICを異方性導電接着剤を用いて実装する際に、くさび型溝2又は段付き溝が形成する空間に導電粒子を捕捉することができ、接続面積低下による導通不良や信頼性低下を防止すると共に、バンプ間短絡不良の発生を防止することができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、半導体素子及び該半導体素子を備える表示装置に関し、特に、外部接続用の突起電極を備える半導体素子及び該半導体素子を異方性導電接着剤を用いて基板上に実装する構造を備える表示装置に関する。
液晶表示装置をはじめとするフラットパネルディスプレイは広く一般的に使われるようになり、高画質・高品質な表示装置が求められる一方でコストダウンが急速に進んでいる。特に、携帯電話機をはじめとするモバイル用途ディスプレイは、複数の半導体素子を一つに集約した高機能半導体素子化によってコストダウンが進んでおり、画面の高精細化・大型化が進む一方で実装領域が狭くなるため、より高密度な実装技術が求められている。
駆動用回路部品実装技術として、例えば、液晶表示装置においては、表示装置の小型化や微細接続要求から駆動用回路である半導体素子(以下、ICとして説明する。)を異方性導電接着剤(以下、ACF:Anisotropic Conductive Filmと略記する。)を用いて基板上に直接実装するCOG(Chip On Glass)実装工法が一般的に用いられている。
上記ICにはIC回路面に外部接続用突起電極となるバンプが形成され、そのバンプの材質として、半田や金(Au)、銀(Ag)、Ni(ニッケル)等が利用され、バンプ形成として、フォトリソグラフィ法とめっき法、あるいは、クリーム半田印刷による転写バンプ法など多くの方法が知られている。
このようなICを基板上に実装する工法としては、リフローによって半田バンプを溶融固化させて基板上の電極と接続する方法やACF樹脂の加熱や紫外線照射による硬化反応を用いて接続する工法等が知られているが、液晶表示装置等の表示装置においてはACFによる加熱接続が一般的である。
ACFは絶縁性樹脂と絶縁性樹脂中に散在する導電粒子によって構成され、導電粒子として、樹脂ボール表面にNiやAu等のめっきを施した直径が2〜10μm程度の球体や不定形の金属粉体などが知られている。現在の主流である熱硬化型ACFを用いた実装工法では、ICのバンプと各バンプに対応するように形成された基板の電極とが、ACFを介して相対向するようにアライメントされ、加熱手段と加圧手段によってICと基板を熱圧着することで、絶縁性樹脂が溶融して広がると同時にバンプ−基板電極間に導電粒子が加圧保持される。熱圧着が終了すると、このバンプ−基板電極間の導電粒子が挟持された状態で絶縁性樹脂が硬化し、良好な導通を得ることができる。
ここで、近年、ICの高密度化やIC実装基板の小型化が進み、バンプ配列のピッチやバンプ間ギャップ、バンプ間スペースは年々狭くファインピッチ化されており、図14に示すように、バンプ18を千鳥構成の複数配列としたファインピッチのレイアウトが主流となっている。
図15は、一般的な千鳥配列のバンプ18を有するICをACFによって接続する時のイメージを示したものである。バンプ18は略四角柱の形状であり、熱圧着によってバンプ18上に捕捉される導電粒子15がある一方で、バンプ18間を通って絶縁性樹脂と共に外へ流れ出す導電粒子15もある。このとき、IC内側に配列されたバンプ列Bのバンプ間ギャップ部分を通って流れ出す導電粒子15は、外側に配列されたバンプ列Aのバンプ側面にぶつかり、その側面部角を避けるように回り込みながらバンプ列Aのバンプ間ギャップ部分を通って外へ流れ出すため、スムーズに外へ流れ出すことができない。特に、バンプ列Aとバンプ列Bのバンプ列間スペース部分が狭い場合は、流れ出しが阻害されることによってこの部分に導電粒子凝集が発生し、短絡不良となってしまうという欠点があった。
この欠点を解消すべく、下記特許文献1には、図16に示すような楕円形状バンプ18aが提案されている。本提案によれば、バンプ形状をその断面が楕円状となるように形成したことにより、バンプ側面等でACF中の導電粒子の流れ出しが阻害されることなくスムーズに外へ流れ出すため、導電粒子凝集による短絡不良の発生を抑制することができると記載されている。
特開2001−358165号公報
しかしながら、上記特許文献1に提案された構造は、ACFの流れ出しをスムーズにするためにバンプ形状を楕円柱状とすることで課題解決を鑑みたものであり、以下の欠点がある。
第一に、バンプ形状が略四角柱の場合と比べると、バンプピッチ、バンプ間ギャップが同じであればバンプ面積が小さくなってしまう点である。つまり、ICサイズを大きくしないためにバンプ間ギャップやバンプ列間スペース、バンプピッチを維持すれば、図17に示すように、楕円形状バンプ18aの接続面積は必然的に四角形状バンプ18bの接続面積より小さくなり、図の斜線で示す面積差分が生じる。その結果、導電粒子捕捉不足による導通不良や信頼性低下が発生しやすいという欠点が生じる。
第二に、第一の欠点を回避すべく、楕円形状バンプ18aの接続面積を四角形状バンプ18bの接続面積と同等にする場合、バンプ間ギャップやバンプ列間スペース、バンプピッチを維持すれば、ICサイズを大きくすることになるためにICの小型化ができない。また、ICサイズを維持すれば、バンプ間ギャップやバンプ列間スペースを更に狭くしなければならず、短絡不良が発生しやすくなるため、結果的に課題解決に繋がらない。
また、導電粒子凝集による短絡不良を防止する他の方法として、ACFの導電粒子密度を下げる方法もあるが、この方法ではバンプ上での導電粒子捕捉確率が低下するために導通不良が発生しやすく、逆に導電粒子密度を上げれば導電粒子捕捉確率は向上するが、バンプ間短絡不良の発生確率が増大することになる。
本発明の目的は、これらの欠点を解決し、狭ピッチ、狭スペースのバンプレイアウトであっても導電粒子捕捉に必要なバンプ接続面積を犠牲にすることなく小型化を実現するとともに、ACF接続時の短絡不良の発生を防止する半導体素子を提供することであり、更には、該半導体素子を備える高品質・高信頼性の表示装置を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明は、千鳥状に配列された複数の突起電極を備える半導体素子において、前記複数の突起電極のうち、少なくとも前記半導体素子の外形端側に配列される突起電極に、前記半導体素子の内側から前記外形端側に向かって幅が狭くなる溝が形成されているものである。
また、本発明は、千鳥状に配列された複数の突起電極を備える半導体素子において、前記複数の突起電極のうち、少なくとも前記半導体素子の外形端側に配列される突起電極に、前記半導体素子の内側から前記外形端側に向かって幅が狭くなり、かつ、前記突起電極の底部側から頂部側に向かって幅が狭くなる溝が形成されているものである。
本発明においては、前記突起電極は、略四角柱状であり、前記溝は、前記内側の側面と前記外形端側の側面とを貫通する構造、又は、前記内側の側面と該側面に隣接する少なくとも一つの側面とを貫通する構造とすることができる。
また、本発明においては、前記溝は、前記突起電極の底部から頂部まで貫通するスリット構造であり、該スリット構造の溝により、各々の前記突起電極が複数の個片に分離されている構成とすることができる。
また、本発明においては、前記溝は、頂部側から見て、くさび形状又は段付き形状であることが好ましい。
また、本発明は、上記いずれか一に記載の前記半導体素子が導電性接着剤によって実装される表示装置であって、前記溝の最も狭い部分の幅は、前記導電性接着剤に含まれる導電粒子の直径よりも小さく設定され、前記溝に前記導電粒子が捕捉されているものである。
本発明においては、前記表示装置は一対の基板の間に液晶が挟持される液晶表示装置であり、一方の基板に前記半導体素子が直接実装されている構成とすることができる。
このように、少なくとも半導体素子の外形端側に配列される各々の突起電極に、内側から外形端側に向かって幅が狭くなるくさび型溝や段付き溝を設けることにより、その半導体素子をACF実装する際に、導電粒子を溝に凝集させることができる。その結果、バンプ間ギャップ部やバンプ列間スペース部に存在する導電粒子の絶対数を減少させ、バンプ間ギャップ部、特にバンプ列間スペース部での導電粒子凝集を抑制することができ、高品質・高信頼性の表示装置を提供することができる。
なお、本発明は、個々の突起電極の頂部に、凹状の溝が所定寸法で一つ、あるいは複数形成されている場合だけではなく、突起電極を完全に複数に分割するスリット状の溝が所定寸法で一つ、あるいは複数形成されている場合を含み、更には凹状の溝とスリット状の溝とを組み合わせた構造も含む。また、溝は内側が外形端側よりも幅が広ければよく、くさび型や階段型以外の形状とすることもできる。
本発明によれば、千鳥配列バンプを有するICのACF実装において、少なくともIC外形端側に配列されるバンプに、ICの内側から外形端側に向かって幅が狭くなるくさび型溝又は段付き溝を設け、導電粒子凝集を溝内に誘発させることにより、バンプ接続面の表面積を減少させることなく、バンプ間短絡不良の発生を防止することができる。
また、上記効果によって狭ピッチ・狭スペースの高密度バンプICのACF実装が可能となる。さらに、上記効果によってICの小型化が可能となり、表示装置を小型化でき、高品質・高信頼性の表示装置を提供することができる。
本発明の半導体素子は、その好ましい一実施の形態において、千鳥状に配置された突起電極群のうち、少なくとも半導体素子の外形端側に配置される各々の突起電極に、半導体素子の内側から外形端側に向かって先端が細っている凹状若しくはスリット状のくさび型溝若しくは段付き溝が形成され、この溝の先端幅が異方性導電接着剤に含まれる導電粒子直径よりも小さく設定されていることを特徴とする。これにより、この半導体素子を異方性導電接着剤を用いて実装する際に、くさび型溝若しくは段付き溝が形成する空間に導電粒子を捕捉することができ、接続面積低下による導通不良や信頼性低下を防止すると共に、バンプ間短絡不良の発生を防止することができる。
上記した本発明の一実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の第1の実施例に係る半導体素子及び表示装置について、図1乃至図10を参照して説明する。図1は、本実施例の半導体素子のバンプ構造を示す平面図であり、図2は、その斜視図である。また、図3及び図4は、本実施例のバンプの形成プロセスを示す工程図である。また、図5は、本実施例の半導体素子を実装した表示装置の構造を示す斜視図であり、図6は、半導体素子を実装する表示装置の電極構造を示す平面図である。また、図7は、本実施例の半導体素子のACF実装構造を示す断面図であり、図8は、本実施例の表示装置のCOG実装工程の概要を示す斜視図である。また、図9は、本実施例の半導体素子の実装時における導電粒子の挙動を模式的に示す平面図であり、図10は、その斜視図である。
なお、以下では、表示装置として液晶表示装置を例にして説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、プラズマディスプレイや有機EL(electroluminescence)ディスプレイ等であっても構わない。更にはCOG実装に限定されることはなく、フレキシブル基板上にIC実装するCOF実装構造であっても構わず、ACFを用いたIC実装構造に対して適用することができる。また、以下では、半導体素子としてICを例にして説明するが、外部と接続するための端子として複数のバンプを備える任意の素子に対して適用することができる。
以下、本実施例について図面を引用しながら説明する。
図1及び図2に示すように、本実施例のIC9は接続面側に金(Au)などで形成された複数のバンプ1が配列されている。一方の長辺側のバンプ配列(バンプ列C)はIC9の外周縁に沿って一列で構成され、他方の長辺側のバンプ配列(バンプ列A、B)はIC9の外周縁に沿って複数列で構成されると共に、互いの列をずらして千鳥状に配列されている。また、千鳥状に配列された複数のバンプ1(バンプ列A、B)のうち、IC9の外形端側に配列されたバンプ列A以外のバンプ1は、その断面形状が略四角形の略四角柱形状であり、バンプ列Aのバンプ1には、更に、IC9の内側から外形端側に向かって延び、その幅が外形端側に向かって徐々に小さくなるくさび型溝2が形成されている。
なお、図1及び図2では、バンプ列A、B、Cともにバンプサイズは同一としたが、バンプ列毎にバンプサイズを変えてもよいし、バンプ1毎にバンプサイズを変えてもよい。また、図1及び図2では、バンプ列Aのみにくさび型溝2を設けたが、バンプ列B又はCにもくさび型溝2を設けてもよい。また、図1及び図2では、くさび型溝2のサイズを同一としたが、例えば、導電性接着剤が凝集しやすい長辺の中央部分のバンプ1のくさび型溝2の幅を広くするなど、バンプ1毎に溝の幅やくさびの傾斜などを変えてもよい。また、図2では、くさび型溝2をスリット状にしてバンプ1を完全に分離する構造としているが、くさび型溝2を凹状にしてバンプ1を完全に分離しない構造としてもよいし、くさび型溝2のバンプ列B側部分をスリット状にし、反対側となるIC外形端側を凹状にするなどの変形も可能である。また、バンプ1の材質は金(Au)に限らず、金に他の金属材料を加えた合金や半田などとしてもよい。
また、バンプ1やくさび型溝2の具体的な寸法は特に限定されないが、本実施例では、バンプ幅を25μm、バンプ長さを80μm、バンプピッチを23μm、バンプ高さを15μmとし、バンプ列Aとバンプ列Bの各バンプ列間スペースを20μmとした。また、くさび型溝2の幅寸法は、バンプ列B側を7μm、反対側となるIC外形端側を3μmとした。これは使用するACFの導電粒子直径を4μmとしているためであり、これらの寸法は導電粒子の直径に応じて適宜設定することができる。
次に、バンプ1の形成プロセスについて図3及び図4を参照して説明する。バンプ1の形成プロセスとして、フォトリソグラフィ法とめっき法、あるいは、クリーム半田印刷による転写バンプ法など多くの方法があるが、以下では、フォトリソグラフィ法とめっき法で金(Au)バンプを形成する方法について説明する。なお、図3は、くさび型溝2のないバンプ列B又はCのバンプ1の形成プロセスを示す図であり、図4は、くさび型溝2のあるバンプ列Aのバンプ1の形成プロセスを示す図であり、各々、左側が断面図、右側が上面図である。
図3(1)に示すように、ICの回路形成工程において、バンプ形成部以外の領域はパッシベーション保護膜4(例えば、Siなど)で被覆され、バンプ形成部はAlパッド3が露出開口している。特に、本実施例におけるくさび型溝2を有するバンプ1を形成する部分は、図4(1)に示すように、Alパッド3が複数(ここでは2つ)に分離された開口形状となっている。これは、最終的にAuめっきによるバンプ形成後のフィルムレジスト除去やバリアメタル除去によってAlパッド3が露出してしまうことを防止するためである。
次に、図3(2)及び図4(2)に示すように、パッシベーション保護膜4を有する半導体ウェハの回路面にバリアメタル(例えば、Ti、Pd、Cr、Cuなど)を全面蒸着し、次に、図3(3)及び図4(3)に示すように、フィルムレジスト6のフォトリソグラフィ工程を行うことによって、Auめっきを行うための開口部7を形成する。なお、フィルムレジスト6の開口部7は、図3(3)に示すバンプ列A以外の部分は各々のバンプが四角柱状となるように一つの略四角形状に形成されているが、図4(3)に示すバンプ列A部分については前記四角形の開口部中心に断面が台形形状(すなわちくさび型)のフィルムレジスト6が追加されているため、開口部としては2つの台形形状に形成されている。
次に、酸などによってフィルムレジスト6の開口部7を洗浄した後、図3(4)及び図4(4)に示すように、開口部7にAuめっきを形成する。Auめっき後、図3(5)及び図4(5)に示すように、フィルムレジスト6を除去し、バリアメタル5をエッチングよって除去することで所望のAuバンプ形状を得る。
すなわち、バンプ列A以外のバンプ1は略四角柱状にAuバンプが形成される一方、バンプ列Aの各々のバンプ1は略四角柱状のバンプ中心部分にIC外形端に向かって先端が細くなるくさび型溝2を有する2分割の台形柱形状となり、本実施例のバンプ構造を有するIC9を得る。
なお、上記フローでは、図4(3)において、開口部7の略中央部にフィルムレジスト6を残すことによりスリット状のくさび型溝2を形成したが、凹状のくさび型溝2を形成する場合は、図3のフローに従って略四角柱状のAuバンプを形成した後、Auバンプの略中央部が露出するレジストパターンを形成し、そのレジストパターンをマスクとしてAuバンプを部分的にエッチングすればよい。
次に、上記構造のバンプ1が形成されたIC9を用いた液晶表示装置のCOG実装について説明する。
液晶表示装置は、図5に示すように、液晶パネル10の周縁部にIC実装領域を有し、このIC実装領域に設けられた図示しないパネル基板電極に対応する位置に、液晶駆動回路となるIC9がACF14によって実装され、さらにIC9への駆動信号や電力を伝達するFPC(Flexible Printed Circuits)13が接続されている。なお、液晶表示装置はアクティブマトリクス方式のTFTを用いた反射型LCDとしたが、駆動方式やTFTの構造等は特に限定されない。
液晶パネル10は、TFT(Thin Film Transistor)などのスイッチング素子が形成された基板(以下、TFT基板12と呼ぶ。)と、カラー表示させるためのカラーフィルタなどが形成された対向基板(以下、CF基板11と呼ぶ。)とが図示しない液晶層を挟持して貼り合わされており、TFT基板12はIC実装領域部分がCF基板11よりも大きく張り出している。
図6は、上記TFT基板12周縁部のIC実装領域部分を示す図であり、このIC実装領域には図示しないTFT素子に繋がる出力配線パターンが形成されており、出力配線パターンの端部にはIC9の出力バンプ(バンプ列A、Bのバンプ1)と接続される基板側電極パッド列A、Bが形成されている。また、IC9に外部から駆動信号を供給するための入力配線パターンも形成され、その一端にはICの入力バンプ(バンプ列Cのバンプ1)と接続される基板側電極パッド列Cが形成されている。そして、図7に示すように、前述の各基板側電極と各バンプとがACF14によって電気的接続がなされている。
IC9の実装工程では、図8に示すように、TFT基板12側に設けられた基板側電極パッド部分にACF14を配置し、各電極パッドと各バンプとを相対向させて圧着ステージ17に配置し、圧着ツール16によって挟み込むことで加熱圧着する。
その際、図9及び図10に示すように、ACF圧着時の導電粒子15はICの内側から外側に向かってACF樹脂とともに押し広げられる。このとき、各バンプ1の下に存在する導電粒子15は加圧によってバンプ表面に捕捉され、基板側電極とバンプ1とを電気的に接続する。一方、バンプ表面に捕捉される以外の導電粒子15はACF樹脂とともにバンプ間の間隙を通ってICの内側から外形端側に向かって流れていく。バンプ列Cのように単列配置でバンプ間ギャップが広い場合は、ACFの流れが特に阻害されることなくスムーズにIC外側方向に向かって流れていく。バンプ列A、B部分は千鳥配置であって、かつバンプ間ギャップ、バンプ列間スペースが狭く、ACFの流動性が阻害され導電粒子凝集による短絡不良が発生しやすいが、本実施例のICはバンプ列Aの各バンプ1にくさび型溝2が設けているため、ACFの流れる経路が増加し、ACFの流動性阻害が改善される。その結果、バンプ間に存在する導電粒子15の絶対数が減少するために、バンプ間、特にバンプ列間での短絡不良発生を抑制できる。
更に、くさび型溝2を通るACFの流れは、くさび型溝2がACF流れ方向に向かって先端が細っており、先端幅は導電粒子15の直径よりも小さいため、結果的にくさび型溝2の中で導電粒子15が堰き止められ、導電粒子凝集を引き起こす。
ここで、バンプ列Aのバンプ1はくさび型溝2を形成することによってバンプ間の短絡不良を防止する反面、バンプ列Bのバンプ1に比べてバンプ表面の接続面積がくさび型溝2を形成した分だけ減少するため、導電粒子捕捉面では不利となる。しかしながら、導電粒子凝集がくさび型溝2の部分で発生することによって、バンプを2分割していた空間が導電粒子15によって充填され、更にはバンプ1の表面部分にまで導電粒子15があふれ出すことによって、実質的にはバンプ列Bのバンプ同等の接続面積になる。
このように、くさび型溝2での導電粒子凝集とバンプ表面での導電粒子捕捉はACFによるIC実装の中では平行して起きる事象であるため、バンプ列Aのバンプ1にくさび型溝2を設けることによって、バンプ接続面の接続面積を減少させることなく、狭ピッチ狭スペースのバンプレイアウトでも短絡不良の発生を抑制することができる。
次に、本発明の第2の実施例に係る半導体素子及び表示装置について、図11を参照して説明する。図11は、本実施例の半導体素子のバンプ構造を示す斜視図である。
前記した第1の実施例では、くさび型溝2の幅を内側から外形端側に向かって小さくしたが、本実施例では、図11(a)に示すように、内側から外形端側に向かって幅が小さくなると共に、バンプ高さ方向に対しても底部から頂部に向かって幅が小さくなるようにくさび型溝2を形成している。なお、バンプ表面部分でのくさび型溝2の幅は導電粒子の直径よりも小さいことが好ましい。また、図11(a)では、くさび型溝2の内側部分のみバンプ高さ方向に対して傾斜させているが、図11(b)に示すように、くさび型溝2の全体に対して頂部側に向かって幅が小さくなるようにしてもよい。
上記構造のバンプの形成プロセスは第1の実施例のプロセスフローと基本的に変わらず、従来と同じ工程で製造することができる。異なる点は、フィルムレジストの露光・現像工程において、開口部の内側面(開口部を2分割しているレジスト壁)が垂直ではなく、高さ方向にくさび型となるようにグラデーションマスクを使用している点だけである。なお、本実施例においても、くさび型溝2はスリット状でも凹状でもよく、凹状のくさび型溝2を形成する場合は、第1の実施例で示したように、一旦、略四角柱状のAuバンプを形成した後、レジストパターンをマスクとしてAuバンプを部分的にエッチングすればよい。
このように、バンプ高さ方向にもくさび型形状とすることでバンプ間短絡不良を防止することはもちろん、導電粒子のバンプ接続面での導電粒子捕捉確率を更に向上させることができる。なぜなら、バンプ接続表面のくさび型溝幅はACFの導電粒子の流れ方向に対して、奥側はバンプ高さ方向及び長さ方向のそれぞれで導電粒子の直径よりも狭くなっているが、手前側は導電粒子の直径よりも大きいため、くさび型溝で導電粒子凝集を引き起こしてもバンプ高さ方向に逃げやすく、バンプ高さ方向に逃げ出した導電粒子は結果的にバンプ表面にたどり着き、基板側電極と挟まれるため、より確実に導電粒子を捕捉することができるからである。
次に、本発明の第3の実施例に係る半導体素子及び表示装置について、図12を参照して説明する。図12は、本実施例の半導体素子の実装時における導電粒子の挙動を模式的に示す平面図である。
前記した第1及び第2の実施例では、内側から外形端側に向かって延びる(すなわち、対向する辺を貫通する)ようにくさび型溝2を形成したが、本実施例では、図12(a)に示すように、バンプの短辺(内側の辺)の略中心部分を基点として、バンプのそれぞれの長辺(短辺に隣り合う辺)側に向かって先端が細くなる2つのくさび型溝2を設けたり、図12(b)に示すように、バンプの短辺の略中心部分を基点として、バンプの一方の長辺側に向かって先端が細くなる1つのくさび型溝2を設ける。
このような構造のバンプの形成プロセスも第1の実施例のプロセスフローと基本的に変わらない。異なる点は、パッシベーション保護膜でバリアメタルの開口部を形成する際に所望のバンプ形状が得られるように開口部を分割する点と、フィルムレジストの露光・現像工程において、この開口部に合わせてフィルムレジストを形成する点だけである。なお、本実施例においても、くさび型溝2はスリット状でも凹状でもよく、凹状のくさび型溝2を形成する場合は、一旦、略四角柱状のAuバンプを形成した後、レジストパターンをマスクとしてAuバンプを部分的にエッチングすればよい。
このように、本実施例によれば、ACF流動性に最も影響を及ぼすバンプ列Aのバンプ列B側コーナー部分にくさび型溝2を形成することでより流れ性を改善することができる。つまり、このように設けたくさび型溝2によってACFの流れをバンプ間スペース方向に導きやすくなる。また、前記した実施例と同様に、くさび型溝部分には導電粒子凝集が発生することでより短絡不良の発生を抑制することができる。
次に、本発明の第4の実施例に係る半導体素子及び表示装置について、図13を参照して説明する。図13は、本実施例の半導体素子のバンプ構造を示す斜視図である。
前記した第1乃至第3の実施例では、バンプに設ける溝をくさび型としたが、バンプの溝側の側面は平面である必要はなく、例えば、図13(a)に示すように、側面を階段状に加工した段付き溝2aとしたり、図13(b)に示すように、側面を凹面状又は凸面状又は波形に加工してもよい。
このような構造のバンプの形成プロセスも第1の実施例のプロセスフローと変わらない。また、本実施例においても、くさび型溝2はスリット状でも凹状でもよく、凹状のくさび型溝2を形成する場合は、一旦、略四角柱状のAuバンプを形成した後、レジストパターンをマスクとしてAuバンプを部分的にエッチングすればよい。
このように、本実施例の構造であっても、くさび型溝2の場合と同様の効果を得ることができ、更に、階段型溝2aの段差部分や曲面型溝2bの幅が狭い部分で導電粒子が凝集しやすくなるという効果も得られる。
本発明は、外部との接続端子としてバンプを備える任意の素子及びその素子がAFCにより接続される実装構造を有する任意の装置に利用可能である。
本発明の第1の実施例に係る半導体素子のくさび型溝バンプの構造を示す平面図である。 本発明の第1の実施例に係る半導体素子のくさび型溝バンプの構造を示す斜視図である。 本発明の第1の実施例に係る半導体素子のバンプ(四角柱状のバンプ)の形成プロセスを示す工程図である。 本発明の第1の実施例に係る半導体素子のバンプ(くさび型溝バンプ)の形成プロセスを示す工程図である。 本発明の第1の実施例に係る表示装置の構造を示す斜視図である。 本発明の第1の実施例に係る表示装置の電極構造を示す平面図である。 本発明の第1の実施例に係る半導体素子のACF実装構造を示す断面図である。 本発明の第1の実施例に係る表示装置のCOG実装工程の概要を示す斜視図である。 本発明の第1の実施例に係る半導体素子のACF実装時における導電粒子の挙動を模式的に示す平面図である。 本発明の第1の実施例に係る半導体素子のACF実装時における導電粒子の挙動を模式的に示す斜視図である。 本発明の第2の実施例に係る半導体素子のバンプの構造を示す図である。 本発明の第3の実施例に係る半導体素子のACF実装時における導電粒子の挙動を模式的に示す平面図である。 本発明の第4の実施例に係る半導体素子のバンプの構造を示す図である。 従来の半導体素子の千鳥配列バンプを示す平面図である。 従来の半導体素子のACF実装時の導電粒子の挙動を模式的に示す平面図である。 特開2001−358165号公報における半導体素子のバンプ構造を示す平面図である。 特開2001−358165号公報における楕円形状バンプと四角形状バンプの接続面積を比較する図である。
符号の説明
1 バンプ
2 くさび型溝
2a 段付き溝
3 Alパッド
4 パッシベーション保護膜
5 バリアメタル
6 フィルムレジスト
7 開口部
8 Auめっき
9 IC
10 液晶パネル
11 CF基板
12 TFT基板
13 FPC
14 ACF
15 導電粒子
16 圧着ツール
17 圧着ステージ
18 バンプ
18a 楕円形状バンプ
18b 四角形状バンプ

Claims (7)

  1. 千鳥状に配列された複数の突起電極を備える半導体素子において、
    前記複数の突起電極のうち、少なくとも前記半導体素子の外形端側に配列される突起電極に、前記半導体素子の内側から前記外形端側に向かって幅が狭くなる溝が形成されていることを特徴とする半導体素子。
  2. 千鳥状に配列された複数の突起電極を備える半導体素子において、
    前記複数の突起電極のうち、少なくとも前記半導体素子の外形端側に配列される突起電極に、前記半導体素子の内側から前記外形端側に向かって幅が狭くなり、かつ、前記突起電極の底部側から頂部側に向かって幅が狭くなる溝が形成されていることを特徴とする半導体素子。
  3. 前記突起電極は、略四角柱状であり、
    前記溝は、前記内側の側面と前記外形端側の側面とを貫通する構造、又は、前記内側の側面と該側面に隣接する少なくとも一つの側面とを貫通する構造であることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体素子。
  4. 前記溝は、前記突起電極の底部から頂部まで貫通するスリット構造であり、該スリット構造の溝により、各々の前記突起電極が複数の個片に分離されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一に記載の半導体素子。
  5. 前記溝は、頂部側から見て、くさび形状又は段付き形状であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一に記載の半導体素子。
  6. 請求項1乃至5のいずれか一に記載の前記半導体素子が導電性接着剤によって実装される表示装置であって、
    前記溝の最も狭い部分の幅は、前記導電性接着剤に含まれる導電粒子の直径よりも小さく設定され、前記溝に前記導電粒子が捕捉されていることを特徴とする表示装置。
  7. 前記表示装置は一対の基板の間に液晶が挟持される液晶表示装置であり、
    一方の基板に前記半導体素子が直接実装されていることを特徴とする請求項6記載の表示装置。
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