JP3570203B2 - 半導体チップの実装方法、液晶表示装置の製造方法及び遮光材供給シート - Google Patents

半導体チップの実装方法、液晶表示装置の製造方法及び遮光材供給シート Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップ(以下、ICという。)を基板に対してCOG(Chip on glass)実装する方法、およびこの実装方法を用いて基板上に液晶駆動用のICを実装する液晶表示装置の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、COG実装されるICの光誤動作防止技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
フェイスダウン方式でICを基板上にCOG実装する方法としては、従来からある導電ペーストを使用する方法やヒートシールを行う方法の他、異方性導電膜(Anisotropic conducttive film/ACF)を用いる方法が採用されつつある。この異方性導電膜を用いた実装方法は、ファインピッチへの対応が可能であるとともに、多接点を一括して電気的に接続できるという利点がある。このような異方性導電膜を用いてICを実装するには、基板上に載置したICをチップ上面部から圧着ヘッドによって基板に向けて圧着する際にICと基板との間に異方性導電膜を挟んでおく。
【0003】
一方、COG実装が広く採用されている分野として、液晶表示装置の分野があり、この技術分野では、実装構造上の問題として自然光やバックライトなどを使用するため、ICの光誤動作についての対策が必要である。そこで、従来は、透明な基板を透過してくる光を遮るために、基板の裏側に遮光テープなどを張るなどの対策が施されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、透明な基板を透過してくる光を原因とするICの光誤動作を防止するために透明な基板の裏側に遮光テープなどを張るなどの対策を施したにもかかわらず、ICの光誤動作を確実に防止できていないという問題点がある。そこで、新たな工程を追加して、ICのチップ上面部から侵入してくる光についても遮光する対策を施すようになってきたが、液晶表示装置のように低価格化の要求が強い分野において、新たな工程を追加することは生産性を低下させることになるので大きな問題である。
【0005】
そこで、本発明の課題は、新たな工程を追加せずに、チップ上面部から侵入してくる光を原因とするICの誤動作を防止することのできるICの実装方法、および液晶表示装置の製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、半導体チップを基板に圧着する半導体チップの実装方法において、基板上に半導体チップを載置する工程と、前記半導体チップを圧着ヘッドによって前記基板に圧着する工程と、を具備し、前記圧着ヘッドと前記半導体チップとの間に遮光材が積層された遮光材供給シートを挟んで前記圧着を行い、前記遮光材を前記半導体チップに転着させることを特徴とする。
【0007】
本発明では、基板上に載置したICをチップ上面部から圧着ヘッドによって基板に向けて圧着する際に、遮光材がシート状基材に積層された遮光材供給シートを当該遮光材がチップ上面部に接するようにチップ上面部と圧着ヘッドとの間に挟んでおく。この状態で圧着工程を行うと、遮光材供給シートは圧着ヘッドでチップ上面部に押圧され、遮光材供給シートから遮光材がチップ上面部に転着されるので、チップ上面部に遮光膜が形成される。従って、ICの圧着と、チップ上面部への遮光膜の形成を同時にできるので、新たな工程を追加しなくても、チップ上面部から侵入してくる光を原因とするICの誤動作を防止することができる。
【0008】
本発明においては、前記半導体チップと前記基板とを異方性導電膜を介して前記圧着することを特徴とする。
【0009】
本発明において、圧着の後に、遮光材供給シートに残った遮光材の残り具合を検査する工程を更に有すると好ましい。すなわち、基板上でICが傾いていると、圧着ヘッドがICを押圧する力がチップ上面部において面内方向でばらつき、このばらつきに起因して、遮光材供給シートからチップ上面部への遮光材の転着度合がばらつくはずである。従って、遮光材供給シートから遮光材が均一になくなっておれば、ICのチップ上面部が平行で、圧着ヘッドがチップ上面部を均一な力で押圧したと判断できる。これに対して、遮光材供給シートに遮光材がばらついた状態で残っていれば、大量に残っている部分では、この部分のチップ上面部が低かったため、この部分を圧着ヘッドが押圧する力が小さかったと判断できる。このように、遮光材供給シートの遮光材の残り具合から基板上でのICの傾き具合を容易に検査できるので、その検査結果をフィードバックすることにより、基板上にICを正しい姿勢で、かつ、均一な圧力で圧着できる。それ故、ICの実装部分の信頼性が向上する。
【0010】
本発明において、圧着の後に半導体チップへの遮光材の転着状態を検査すること好ましい。すなわち、基板上でICが傾いていると、圧着ヘッドがICを押圧する力がチップ上面部において面内方向でばらつき、このばらつきに起因して、遮光材供給シートからチップ上面部への遮光材の転着度合がばらつくはずである。従って、チップ上面部に遮光材が均一に転着されておれば、ICのチップ上面部が平行で、圧着ヘッドがチップ上面部を均一な力で押圧したと判断できる。これに対して、チップ上面部に遮光材が不均一に転着されておれば、チップ上面部の遮光材が付着していない部分が低かったため、この部分を圧着ヘッドが押圧する力が小さかったと判断できる。このように、半導体チップ上面部に対する遮光材の転着状態から基板上でのICの傾き具合を容易に検査できるので、その検査結果をフィードバックすることにより、基板上にICを正しい姿勢で、かつ、均一な圧力で圧着できる。それ故、ICの実装部分の信頼性が向上する。また、半導体チップの傾き具合を現品で確認できるという利点もある。
【0011】
また、本発明の液晶表示装置の製造方法によれば、第1の基板と第2の基板との間に液晶が封入されており、前記第2の基板は前記第1の基板から張り出した張り出し部分を有し、その張り出し部分に液晶駆動用ICが実装される液晶表示装置を製造する方法において、前記第2の基板上に前記液晶駆動用ICを載置する工程と、前記液晶駆動用ICを圧着ヘッドによって前記基板に圧着する工程と、を具備し、前記圧着ヘッドと前記液晶駆動用ICとの間に遮光材が積層された遮光材供給シートを挟んで前記圧着を行い、前記遮光材を前記液晶駆動用ICに転着させることを特徴とする。本発明に係るICの実装方法は、新たな工程を追加せずに、チップ上面部から侵入してくる光を原因とするICの誤動作を防止することができるので、液晶表示装置のように低価格要求の強い装置の製造工程において、液晶駆動用ICを基板に実装するのに適している。
【0012】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【0013】
図1は、液晶表示装置の外観を示す斜視図であり、図2は、その分解斜視図である。図3は、この液晶表示装置における基板への液晶駆動用ICの実装構造を模式的に示す縦断面図である。
【0014】
図1および図2において、液晶表示装置10は、たとえば透明なガラスによって形成された第1の透明基板1と、同じく透明なガラスによって形成された第2の透明基板2とを有している。これらの基板の一方にはシール剤3が印刷等によって形成され、このシール剤3を挟んで第1の透明基板1と第2の透明基板2とが接着固定されている。また、第1の透明基板1と第2の透明基板2との間の間隙(セルギャップ)のうち、シール剤3で区画形成された液晶封入領域40内に液晶41が封入されている。第1の透明基板1の外側表面には偏光板4aが粘着剤などによって貼られ、第2の透明基板2の外側表面にも偏光板4bが粘着剤などで貼られている。
【0015】
第2の透明基板2は第1の透明基板1よりも大きいので、第2の透明基板2に第1の透明基板1を重ねた状態で、第2の透明基板2はその一部が第1の透明基板1の下端縁から張り出す。
【0016】
この張り出し部分にはIC実装領域9が形成されており、ここに液晶駆動用IC13が実装される。この部分での実装方法は詳しくは後述するが、異方性導電膜を第2の透明基板2と液晶駆動用IC13との間に挟んだ上で、それらを加熱圧着することによって行われる。従って、この部分では、図3に示すように、異方性導電膜ACFを介して第2の透明基板2のIC実装領域9の端子に液晶駆動用IC13の端子が電気的接続している状態にある。また、第2の透明基板2の外側表面のうち、IC実装領域9と重なる領域には、第2の透明基板2を透過してくる光が原因で液晶駆動用IC13に誤動作が発生することを防止するための遮光テープ11が貼られている。
【0017】
さらに、本形態では、液晶駆動用IC13のチップ上面部131には、チップ上面部131から侵入してくる光が原因で液晶駆動用IC13に誤動作が発生することを防止するための遮光膜DDが形成されている。
【0018】
なお、図1および図2からわかるように、第2の透明基板2において、IC実装領域9より下端側には入力端子12が形成されており(破線部の端子及び配線は省略する。)、これらの入力端子12にはフレキシブルプリント配線基板(図示せず。)がヒートシールなどの方法で接続される。ここで、第1の透明基板1上の配線及び第2の透明基板1上の配線の一部は省略してあり、具体的な配線は図4及び図5に示すとする。
【0019】
図4および図5はそれぞれ、第1の透明基板1および第2の透明基板2に形成した透明電極の配置パターンを示す平面図である。
【0020】
図4において、第1の透明基板1の内側表面には、シール剤3(一点鎖線Lで示す領域付近)で区画形成された液晶封入領域40の内側で横方向に延びる複数のストライプ状電極6aと、液晶封入領域40の外側でストライプ状電極6aを各端子に配線接続するための配線部6bとからなる電極パターン6(薄膜パターン)を有している。この電極パターン6は、ITO膜(Indium Tin
Oxide)などで形成されている。
【0021】
図5において、第2の透明基板2の内側表面には、シール剤3(一点鎖線Lで示す領域付近)で区画形成された液晶封入領域40の内側で縦方向に延びる複数のストライプ状電極7aと、液晶封入領域40の外側でストライプ状電極7aをIC実装領域9に配線接続するための配線部7bとからなる電極パターン7(薄膜パターン)を有している。この電極パターン7も、ITO膜などで形成されている。
【0022】
このように構成した第1の透明基板1と第2の透明基板2とを図1に示すように接着した状態で、第1の透明基板1のストライプ状電極6aと第2の透明基板2のストライプ状電極7aとは互いに交差し、各交差部分に画素が構成される。また、第1の透明基板1と第2の透明基板2との間隙において、液晶封入領域40には液晶41が封入される。従って、液晶駆動用IC13に駆動用電力および駆動信号を送ると、液晶駆動用IC13は、駆動信号に基づいて希望する適宜のストライプ状電極6a、7aに電圧を印加することによって各画素における液晶41の配向状態を制御し、液晶表示装置10に希望の像を表示する。
【0023】
このような液晶表示装置10の製造方法において、第2の透明基板2に対して液晶駆動用IC13を異方性導電膜ACFを用いてCOG実装する方法を説明する。本形態では、液晶駆動用IC13を実装する際に、チップ上面部131から侵入した光を原因とする液晶駆動用IC13の誤動作を防止する対策も施すので、その方法も合わせて説明する。
【0024】
まず、図6(A)に示すように、セパレータSPに積層された異方性導電膜ACFを第2の透明基板2のIC実装領域9に相当する領域を覆うように配置した後、図6(B)に示すように、セパレータSPに積層された異方性導電膜ACFを圧着ヘッドT1を用いて、圧力10kgf/cm、温度50℃〜80℃の条件で第2の透明基板2の側に熱圧着する(第1の圧着工程)。
【0025】
次に、図6(C)に示すように、たとえば、高温の切断ツールCTをセパレータSPの側から第2の透明基板2の方に押し当てて、異方性導電膜ACFを残したい領域の輪郭に沿って溶断する。
【0026】
次に、セパレータSPを斜め上方に引き上げるようにして、セパレータSPを引き剥がし、図6(D)に示すように、第2の透明基板2の所定領域に異方性導電膜ACFを張り付けた状態で残す。
【0027】
次に、異方性導電膜ACFを介して液晶駆動用IC13をCOG実装するが、本形態では、この工程を利用して、液晶駆動用IC13のチップ上面部131に遮光膜DD(図3参照)を形成する。それには、図6(E)、(F)に示すように、遮光材Dがシート状基材SBに積層された遮光材供給シートSDを遮光材Dがチップ上面部131に接するようにチップ上面部131と圧着ヘッドT2との間に挟み、この状態で、圧着ヘッドT2を用いて液晶駆動用IC13を圧力20kgf/cm、温度190℃の条件で第2の透明基板2に向けて熱圧着する(第2の圧着工程)。
【0028】
ここで、遮光材供給シートSDとしては、フッ素樹脂などからなる耐熱性のシート状基材SBに、熱可塑性を有する黒色の遮光材Dなどを積層したインクリボン状のものなどを利用でき、遮光材Dは、圧着ヘッドT2からうけた圧力と熱によってシート状基材SBから離れてチップ上面部131の方に転着される性質を有する。また、遮光材供給シートSDとしては、ニトフロン系あるいはポリイミド系の耐熱性のシート状基材SBに、エポキシ系、アクリル系、ポリエステル系などの熱硬化性接着剤に熱可塑性接着剤(ブタジエン系にカーボン、顔料、あるいは感圧紙に使用されている圧力反応型発色材)を配合したものを積層したシートなども利用できる。
【0029】
また、図6(E)、(F)に示すように、このような工程を行う圧着装置100としては、従来からある圧着装置に対して、遮光材供給シートSDのコイルが仕掛けられる繰り出しローラ101、使用済の遮光材供給シートSDを巻き上げる巻き上げローラ102、およびテンションローラ105、106を設けたものが使用される。この圧着装置100では、ステージ103上への第2の透明基板2の搬送と、圧着ヘッドT2の昇降と、繰り出しローラ101からの遮光材供給シートSDの繰り出しと、巻き上げローラ102による使用済の遮光材供給シートSDの回収とがそれぞれ連動して行われ、第2の透明基板2に対する液晶駆動用IC13の実装が連続して行われる。
【0030】
このようにして第2の圧着工程を行うと、液晶駆動用IC13は、図3を参照して説明したように、第2の透明基板2に対してCOG実装される。このとき、遮光材供給シートSDも圧着ヘッドT2でチップ上面部131に押圧されるので、遮光材供給シートSDから遮光材Dがチップ上面部131に転着され、チップ上面部131には遮光膜DDが形成される。
【0031】
このような実装工程を行うと、図7に示すように、遮光材供給シートSDには遮光材Dが抜けたような痕SF(シート状基材SBの露出部分)が残る。そこで、本形態では、使用済の遮光材供給シートSDにおける遮光材Dの残り具合を目視、あるいは撮像装置を介して観察し、この観察結果に基づいて、第2の透明基板2上での液晶駆動用IC13の傾き具合を検査する。すなわち、第2の透明基板2上で液晶駆動用IC13が傾いていると、圧着ヘッドT2が液晶駆動用IC13を押圧する力がチップ上面部131において面内方向でばらつき、このばらつきに起因して、遮光材供給シートSDからチップ上面部131への遮光材Dの転着度合いばらつくはずである。従って、図8に示す領域A1で示すように、遮光材供給シートSDから遮光材Dが均一になくなっておれば、液晶駆動用IC13のチップ上面部131が平行で、圧着ヘッドT2がチップ上面部131を均一な力で押圧したと判断できる。これに対して、遮光材供給シートSDに遮光材Dがばらついた状態で残っていれば、大量に残っている部分(領域A2で示す。)に相当する部分ほどチップ上面部131が低かったため、この部分を圧着ヘッドT2が押圧する力が小さかったと判断できる。このように、遮光材供給シートSDの遮光材Dの残り具合から第2の透明基板2上での液晶駆動用IC13の傾き具合を検査し、その検査結果をフィードバックして、第2の透明基板2上への液晶駆動用IC13の実装条件などを調整する。
【0032】
また、第2の透明基板2上で液晶駆動用IC13が傾いていると、圧着ヘッドT2が液晶駆動用IC13を押圧する力がチップ上面部131において面内方向でばらつき、このばらつきに起因して、遮光材供給シートSDからチップ上面部131への遮光材Dの転着具合がばらつくことから、液晶駆動用IC13を第2の透明基板2に圧着した後のチップ上面部131に対する遮光膜DDの転着状態に基づいて、第2の透明基板2上での液晶駆動用IC13の傾き具合を検査してもよい。
【0033】
このように、本形態の液晶表示装置10の製造方法では、第2の透明基板2上に載置した液晶駆動用IC13をチップ上面部131から圧着ヘッドT2によって第2の透明基板2に向けて圧着する際に、遮光材供給シートSDをチップ上面部131と圧着ヘッドT2との間に挟んでおくだけで、遮光材供給シートSDから遮光材Dがチップ上面部131に転着されるので、チップ上面部131に遮光膜DDが形成される。すなわち、液晶駆動用IC13の圧着と、チップ上面部131への遮光膜DDの形成とを同時にできる。従って、新たな工程を追加しなくても、チップ上面部131から侵入してくる光を原因とする液晶駆動用IC13の誤動作を防止することができる。よって、液晶駆動用IC13の光誤動作に起因る異常点灯を防止することができる。
【0034】
また、本形態では、使用済の遮光材供給シートSDの遮光材Dの残り具合、あるいはチップ上面部131への遮光膜DDの転着状態に基づいて、第2の透明基板2上での各液晶駆動用IC13毎の傾き具合を検査できるので、その検査結果をフィードバックすることにより、第2の透明基板2上に液晶駆動用IC13を正しい姿勢で、かつ、均一な圧力で圧着できる。それ故、液晶駆動用IC13の実装部分の信頼性が向上する。特に、チップ上面部131への遮光膜DDの転着状態に基づいて各液晶駆動用IC13毎の傾き具合を検査すると、液晶駆動用IC13毎に現物での確認ができるという利点がある。
【0035】
さらに、本形態では、第2の透明基板2に液晶駆動用IC13を加熱圧着する際に、圧着ヘッドT2は、常に新たなに繰り出された遮光材供給シートSDのシート状基材SBに触れるだけで、遮光材供給シートSDの遮光材Dには触れない。従って、圧着ヘッドT2の下面(圧着面)は遮光材Dで汚染されるということがない。また、圧着ヘッドT2は、常に新たなに繰り出された遮光材供給シートSDを介してチップ上面部131に当接するだけで、チップ上面部131には触れない。それ故、圧着ヘッドT2の下面(圧着面)は、チップ上面部131によって汚染されることもない。よって、液晶駆動用IC13を安定して実装でき、かつ、この状態を長期間にわたって維持できるという利点がある。
【0036】
なお、上記形態では、パッシブマトリクスタイプの液晶表示装置の製造工程において、基板との間に異方性導電膜ACFを挟んで液晶駆動用IC13を加熱圧着するのを利用して、液晶駆動用IC13に対して光誤動作対策を施す例であったが、圧着工程を利用してICを実装する工程を行うのであれば、液晶表示装置に限らず、その他の装置におけるICの光誤動作防止に本発明を適用してもよい。また、ICの実装方法としては、異方性導電膜ACFを用いた実装に限らず、圧着ヘッドによってICを加熱圧着する工程を行う実装方法であれば、ヒートシールなどによる実装方法にも本発明を適用することができる。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るICの実装方法、および液晶表示装置の製造方法では、基板上に載置したICを圧着する際に、遮光材供給シートをチップ上面部と圧着ヘッドとの間に挟んでおくだけで、遮光材供給シートから遮光材がチップ上面部に転着されるので、チップ上面部に遮光膜が形成される。従って、ICの実装とチップ上面部への遮光膜の形成とを同時にできるので、新たな工程を追加しなくても、チップ上面部から侵入してくる光を原因とするICの誤動作を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、液晶表示装置の外観を示す斜視図である。
【図2】図1に示す液晶表示装置の分解斜視図である。
【図3】図1に示す液晶表示装置における基板への液晶駆動用ICの実装構造を模式的に示す縦断面図である。
【図4】図1に示す液晶表示装置の第1の基板に形成した透明電極の配置パターンを示す平面図である。
【図5】図1に示す液晶表示装置の第2の基板に形成した透明電極の配置パターンを示す平面図である。
【図6】図1に示す液晶表示装置の製造工程のうち、異方性導電膜を用いて第2の透明基板に液晶駆動用ICを実装する様子を示す工程断面図である。
【図7】図6に示すICの実装工程を利用してチップ上面部に遮光膜を形成した後の遮光材供給シートの様子を示す説明図である。
【図8】図7に示す使用済の遮光材供給シートを用いてICの実装状態を検査する原理を説明するための説明図である。
【符号の説明】
1 第1の透明基板
2 第2の透明基板
3 シール剤
4a、4b 偏光板
6、7 電極パターン(薄膜パターン)
6a、7a ストライプ状電極
9 IC実装領域
10 液晶表示装置
11 遮光テープ
13 液晶駆動用IC(半導体チップ)
40 液晶封入領域
41 液晶
131 チップ上面部
ACF 異方性導電膜
D 遮光材
DD 遮光膜
SD 遮光材供給シート
SB シート状基材
SF 遮光材供給シートから遮光材が抜けた痕
SP セパレータ
T1、T2 圧着ヘッド

Claims (6)

  1. 半導体チップを基板に圧着する半導体チップの実装方法において、
    基板上に半導体チップを載置する工程と、
    前記半導体チップを圧着ヘッドによって前記基板に圧着する工程と、を具備し、
    前記圧着ヘッドと前記半導体チップとの間に遮光材が積層された遮光材供給シートを挟んで前記圧着を行い、前記遮光材を前記半導体チップに転着させることを特徴とする半導体チップの実装方法。
  2. 請求項1に記載の半導体チップの実装方法において、
    前記半導体チップと前記基板とを異方性導電膜を介して前記圧着することを特徴とする半導体チップの実装方法。
  3. 請求項1または2の半導体チップの実装方法において、
    前記圧着の後に、前記遮光材供給シートに残った遮光材の残り具合を検査する工程を更に有することを特徴とする半導体チップの実装方法。
  4. 請求項1または2の半導体チップの実装方法において、
    前記圧着の後に前記半導体チップへの前記遮光材の転着状態を検査することを特徴とする半導体チップの実装方法。
  5. 第1の基板と第2の基板との間に液晶が封入されており、前記第2の基板は前記第1の基板から張り出した張り出し部分を有し、その張り出し部分に液晶駆動用ICが実装される液晶表示装置を製造する方法において、
    前記第2の基板上に前記液晶駆動用ICを載置する工程と、
    前記液晶駆動用ICを圧着ヘッドによって前記基板に圧着する工程と、を具備し、
    前記圧着ヘッドと前記液晶駆動用ICとの間に遮光材が積層された遮光材供給シートを挟んで前記圧着を行い、前記遮光材を前記液晶駆動用ICに転着させることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
  6. 半導体チップに遮光材を転着させるための遮光材供給シートであり、
    複数個の半導体チップに前記遮光材を転着できるようシート状基材に隙間なく連続して積層された遮光材を具備することを特徴とする遮光材供給シート。
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