JP3617495B2 - Semiconductor element connection structure, liquid crystal display device and electronic apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に半導体素子を接続するための半導体素子の接続構造、その構造を用いた液晶表示装置及びその液晶表示装置を使用した電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、ナビゲーションシステム、テレビ、パームトップコンピュータ、電子手帳、携帯電話機等といった各種の電子機器において、可視情報を表示するために液晶表示装置が広く用いられている。この液晶表示装置は、一般に、液晶パネルに液晶駆動用ICすなわち半導体素子を接続し、さらにその液晶パネルにバックライト、ケーシング等といった付帯部品を装着することによって構成される。ここにいう液晶パネルは、通常、少なくとも2枚の液晶用基板によって挟まれた間隙に液晶を充填し、必要に応じてさらに、偏光板、カラーフィルタ等を装着することによって構成される。
【0003】
液晶駆動用ICを液晶パネルに接続する方法としては、従来より種々考えられており、例えば、COB(Chip On Board)方式やCOG(Chip On Glass)方式等に基づいた接続方法が考えられる。COB方式では、配線パターンを形成した絶縁基板上にACF( Anisotropic conductive film)その他の接合剤を用いて液晶駆動用ICを接続し、その絶縁基板をヒートシール等を介して液晶パネルに接続する。一方、COG方式では、電極端子が形成されたガラス基板上にACF等を用いて液晶駆動用ICを直接に接続する。COB方式及びCOG方式のいずれの場合でも、液晶駆動用IC等の半導体素子は、絶縁基板や液晶用ガラス基板等といった基板上に接続される。
【0004】
上記従来の接続方法では、基板と液晶駆動用ICとの間にACFその他の接合剤が空隙無く均一に充填されていた。そのため、液晶駆動用ICを圧着するときにそのICに反りが生じたり、温度変化に起因して液晶駆動用IC及び/又は基板が変形するとき、基板上の電極に接触する液晶駆動用ICのバンプ部分に過剰な応力が発生し、その結果、電気接続状態が不安定になるおそれがあった。また、そのような問題の発生を回避するためには、液晶駆動用ICの圧着条件を狭い許容範囲内で厳しく管理しなければならず、従って、複雑な工程管理を要求されていた。
【0005】
また、特開平2−42738号公報によれば、COB実装プリント回路板においてICチップと基板との間に緩衝層としての柔軟性接着剤層を設けることにより、両者の間の接合信頼性を向上させた接続構造も開示されている。しかしながら、この従来の接続構造では、緩衝作用を得るために専用の柔軟性接着層を形成しなければならず、部品コスト及び製造コストが高くなるという問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、半導体素子の接続構造における従来の問題点に鑑みて成されたものであって、極めて簡単な構成を付加するだけで、基板に対する半導体素子の接続状態を安定に保持できるようにすることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の半導体素子の接続構造は、複数のバンプを具備する半導体素子が基板に接続されてなる半導体素子の接続構造において、前記半導体素子と前記基板とは接着層を介して接合されてなり、前記接着層は前記半導体素子と前記基板との間にわたる複数の空間を具備し、前記空間と前記空間の間において前記半導体素子と前記基板とが接合されてなることを特徴とする。
【0008】
この接続構造によれば、半導体素子又は基板が変形するときに、接合剤の中に形成した空間がそれらの変形に対応して自由に変形して半導体素子等の変形を吸収する。その結果、半導体素子又は基板が変形する場合でも半導体素子の電極部分に過剰な負荷が加わることを防止でき、よって、半導体素子の電気接続状態を安定した良好な状態に保持できる。
【0009】
上記構成において、半導体素子としてはICチップ、LSIチップ等の素子が考えられる。また、液晶表示装置を想定する場合には、半導体素子として液晶駆動用IC等が考えられる。また、基板としては、COB方式の場合の絶縁基板、COG方式の場合の液晶用透明基板、その他各種の接続方法に対応した各種の基板が考えられる。また、接合剤としては、ACF( Anisotropic conductive film:異方性導電膜)や通常の接着剤等が考えられる。
【0010】
ACFというのは、熱可塑性樹脂フィルム又は熱硬化性樹脂フィルムの中に導電粒子を分散させたもので、熱圧着を受けることによって単一方向への導電性を発揮するような接合剤である。一方、通常の接着剤とは、主に基板と半導体素子とを機械的に接合させるだけで、電気的な接続の役割は持たない接着剤である。ACFを用いる場合は、基板上の端子と半導体素子のバンプとがACF内の導電粒子を介して電気的に接続される。一方、通常の接着剤を用いる場合は、基板上の端子と半導体素子のバンプとが直接に接続されて電気的な導通がとられ、その状態において通常の接着剤によって半導体素子が基板に機械的に接着される。
【0011】
半導体素子として液晶表示装置に使われる液晶駆動用ICを考えると、その液晶駆動用ICの能動面には複数のバンプが列状に並べられる。この列状の態様としては種々考えられるが、例えば図2及び図7に示すように、長手方向に列状(図では2列)に並べられた一対のバンプ列28,29と、短手方向に列状(図では2列)に並べられた一対のバンプ列28,28とによって環状に配列されることがある。また、図8に示すように、長手方向又は短手方向に関してだけ一対のバンプ列28,29が設けられることもある。
【0012】
以上のようなバンプ配列を有する半導体素子を基板上に接続する際には、図2に示すように、環状のバンプによって囲まれる領域内の接合剤の中に空間33を形成したり、図7に示すように、個々のバンプ28,29の間やバンプ列の外側に空間33を形成したりすることができる。
【0014】
本発明に係る液晶表示装置は、以上に説明した半導体素子の接続構造を用いて構成される液晶表示装置である。より具体的には、本発明の電子機器における液晶表示装置は、液晶を挟んで互いに対向する一対の基板を備え、複数のバンプを具備する半導体素子が一方の前記基板に接続されてなる液晶表示装置において、前記半導体素子と前記基板とは接着層を介して接合されてなり、前記接着層は前記半導体素子と前記基板との間にわたる複数の空間を具備し、前記空間と前記空間の間において前記半導体素子と前記基板とが接合されてなることを特徴とする。
【0015】
また、本発明に係る液晶表示装置を用いた電子機器は、例えばナビゲーションシステム、テレビ、パームトップコンピュータ、電子手帳、携帯電話機等といった各種の機器が具体例として考えられる。本発明の電子機器は、上記本発明の液晶表示装置と、前記液晶表示装置に接続される半導体駆動用出力端子と、を備えることを特徴とする。また、本発明の電子機器は、複数のバンプを具備する半導体素子と、前記半導体素子が接続される基板と、前記基板に接続される半導体駆動用出力端子とを備える電子機器において、前記半導体素子と前記基板とは接着層を介して接合されてなり、前記接着層は前記半導体素子と前記基板との間にわたる複数の空間を具備し、前記空間と前記空間の間において前記半導体素子と前記基板とが接合されてなることを特徴とする。
また、本発明に係る電子機器は、以上に説明した半導体素子の接続構造を用いて構成される液晶表示装置と液晶表示装置に接続される半導体駆動用出力端子とを備えた電子機器である。より具体的には、本発明の電子機器における液晶表示装置は、液晶を挟んで互いに対向する一対の基板を備え、複数のバンプを具備する半導体素子が一方の前記基板に接続されてなる液晶表示装置において、前記半導体素子と前記基板とは接着層を介して接合されてなり、前記接着層は前記半導体素子と前記基板との間にわたる複数の空間を具備し、前記空間と前記空間の間において前記半導体素子と前記基板とが接合されてなることを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
図6は、本発明に係る液晶表示装置を用いた電子機器の一実施形態である、携帯電話機の一例を示している。この携帯電話機は、上部筐体1及び下部筐体2を有する。上部筐体1の中には、キーボード10等を制御するためのPCB(Printed Circuit Board )等が含まれる。また、下部筐体2の中には、コントロール用LSI等を搭載した制御回路基板3及びその回路基板3を搭載した本体基板4が収納される。本体基板4の上には本発明に係る液晶表示装置5が装着される。本体基板4の表面には、複数の半導体駆動用出力端子6が配線パターンとして形成されている。液晶表示装置5はその内部に液晶駆動用IC7、すなわち半導体素子を有しており、液晶表示装置5を本体基板4の上に装着した状態で液晶駆動用IC7が半導体駆動用出力端子6に電気的に接続される。下部筐体2の中に液晶表示装置5その他の必要機器を配設し、その後、上部筐体1を上方から被せることにより携帯電話機が完成する。なお、符号20はスピーカを示している。
【0017】
液晶表示装置5は、例えば図4に示すように、液晶パネル8、バックライトユニット9、シールドケース11及び弾性体コネクタ12を有する。液晶パネル8は、図3に示すように、透明なガラスによって形成された第1液晶用基板13及び同じく透明なガラスによって形成された第2液晶用基板14を有する。第1液晶用基板13の内側表面には透明電極18が形成され、一方、第2液晶用基板14の内側表面には透明電極19が形成される。これらの電極は、いずれも、ITO(Indium Thin Oxide )その他の透明導電材料によって形成される。
【0018】
第1液晶用基板13及び第2液晶用基板14のそれぞれの外側表面には、偏光板16a及び偏光板16bが貼り付けられる。第1液晶用基板13と第2液晶用基板14とは環状のシール剤17によって所定の間隙、いわゆるセルギャップをもって液密状態に接着される。そして、このセルギャップ内に液晶が封入される。第1液晶用基板13のうち第2液晶用基板14の外側(図3の右側)に張り出す部分13aの内側表面の右端部には半導体入力用端子21が形成される。半導体素子としての液晶駆動用IC7は接着層31によって第1液晶用基板13の上に直接に接着され、これにより、IC7の出力用バンプ28が透明電極18に接続し、他方、IC7の入力用バンプ29が半導体入力用端子21に接続する。
【0019】
このように本実施形態では、液晶駆動用IC7が液晶パネル8を構成する液晶用基板13の上に直接に接合される形式の液晶表示装置、すなわちCOG(Chip
On Glass)型液晶表示装置が用いられている。
【0020】
図3において、バックライトユニット9は、導光体22及びその左端に固着された複数、例えば4個のLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)23を有する。導光体22の右端部には、図4にも示すように、弾性体コネクタ12をガイドするための手段として作用する直方体形状のガイド穴24が形成される。このガイド穴24は、図3に示すように、弾性体コネクタ12を隙間なく収納できる大きさに形成される。
【0021】
弾性体コネクタ12は、図5に示すように、電気絶縁性を備えた弾性材料、例えばシリコンゴムによって、断面半円形状の柱状に形成された弾性基部25と、その弾性基部25の半円状外周表面に互いに平行に設けられた多数の導電部26とを有する。互いに隣り合う2つの導電部26の間は弾性材料によって非導電部となっており、その非導電部の幅は、例えば15μm〜25μm程度に保持される。図中の符号Wは、互いに隣り合う導電部26間の間隔、いわゆる導電部間ピッチを示しており、通常は、W=30μm〜50μm程度に設定される。
【0022】
本実施形態の液晶表示装置を携帯電話機(図6)の本体基板4に装着する際には、図4において、弾性体コネクタ12を導光体22のガイド穴24の中に挿入し、バックライトユニット9を本体基板4上の所定位置に置き、液晶パネル8をバックライトユニット9上の所定位置に置き、シリコンゴムその他の弾性体によって形成した加圧用部材30を間に入れた状態でシールドケース11を液晶パネル8及びバックライトユニット9の上に被せ、そして図3に示すように、カシメ用ストッパ27を変形させることによって本体基板4とシールドケース11とを締め付けて固定する。このとき、弾性体コネクタ12は加圧用部材30の働きによって図3の上下方向に圧縮されて弾性変形し、その結果、導電部26(図5参照)は、弾性基部25の弾性復元力によって、液晶パネル8側の半導体入力用端子21と本体基板4側の半導体駆動用出力端子6の両方にしっかりと接触する。なお、弾性体コネクタ12を圧縮する方法に関しては、加圧用部材30のような専用の部品を用意するのに代えて、シールドケース11の対応する個所を内側へ突出するように変形させてシールドケース11の該部にリブを形成し、そのリブによって弾性体コネクタ12を圧縮することもできる。
【0023】
以上により液晶表示装置の組み付けが完了すると、制御回路基板3(図6)から半導体駆動用出力端子6、弾性体コネクタ12(図3)及び半導体入力用端子21を通して液晶駆動用IC7へ電気信号及び液晶駆動用電力が供給され、それに基づいて液晶駆動用IC7によって電極18及び19への印加電圧が制御される。そして、この電圧制御により、液晶パネル8の有効表示領域に可視像が表示される。
【0024】
本実施形態では、液晶パネル8側の半導体入力用端子21と携帯電話機側の半導体駆動用出力端子6との間に弾性体コネクタ12を配置するだけで両者を電気的に接続できるので、組立作業が非常に簡単である。また、弾性体コネクタ12をガイド穴24の中に配置したので、弾性体コネクタ12に力が加わったときにその弾性体コネクタ12が撓み、座屈などといった変形を生じることがなく、従って、半導体入力用端子21と半導体駆動用出力端子6との間の電気接続状態を常に安定状態に保持できる。
【0025】
本実施形態では、図1に示すように、液晶駆動用IC7が接着層31によって第1液晶用基板13上に接着される。そしてその接着層31は、接合剤としてのACF( Anisotropic conductive film:異方性導電膜)32及びそのACF32の内部に形成された複数個の空間33によって構成される。ACF32は、接着性樹脂フィルムの中に多数の導電粒子34を分散させることによって形成されており、IC7の出力用バンプ28が導電粒子34を介して透明電極18に電気的に接続され、他方、入力用バンプ29が導電粒子34を介して半導体入力用端子21に電気的に接続される。また、バンプ28、バンプ29及び各端子間は、接着性樹脂によって絶縁状態に保持される。
【0026】
図2は、図1において矢印Aで示す方向から液晶駆動用IC7の接合部分を見た状態を示している。この図から明らかなように、複数の空間33は、長手方向に2列に並べられたバンプ28,29と、短手方向に2列に並べられたバンプ28,28とによって囲まれる領域内、すなわち環状に配列された複数のバンプ28,29によって囲まれる領域内に互いに近接した状態で位置している。一般に、液晶駆動用IC7を基板13上に接合する際には、液晶駆動用IC7と基板13との間にACF32を挟んだ状態でIC7を加熱しながら基板13に所定圧力で押し付ける。この加熱及び加圧処理の際、液晶駆動用IC7は反りを生じることがあり、そのような反りが発生すると、バンプ28及び29の接続部に過剰な応力が発生して電気的な接続状態が不安定になるおそれがある。また、液晶駆動用IC7に温度変化が生じるときにも、そのIC7及び/又は基板13が変形することによってバンプ28及び29の接続状態が不安定になるおそれがある。これに対し、本実施形態のようにACF32の内部に空間33を設けておけば、液晶駆動用IC7が変形するときには、その変形に従ってそれらの空間33が自由に変形してそのIC7の変形を吸収でき、その結果、バンプ28及び29の接続部分に過剰な応力が発生することを防止できる。
【0027】
ACF32の内部に空間33を形成するための方法は特定の方法に限定されないが、例えば、液晶駆動用IC7を基板13に圧着する際の圧着条件を使用する液晶駆動用IC7に対応した適切な条件に設定することにより、そのような空間33を得ることができる。そのような圧着条件の一例として次のような条件が挙げられる。
【0028】
(1)液晶駆動用IC7:SED1220(セイコーエプソン株式会社製)
このICの形状は、図2において、L×W=7.7mm×2.8mmであり、バンプ数は約200個であり、バンプサイズは80μm×120μmである。
【0029】
(2)ACF32:CP8530(ソニーケミカル株式会社製)
(3)ACFの加熱温度:180〜230℃(中心温度=200〜210℃)
IC7を高温に加熱された加圧ヘッドで押し付けることによりACFを加圧及び加熱する場合には、その加圧ヘッドの温度を260〜360℃(中心温度=300℃程度)とすることにより、上記のACFの温度が得られる。
【0030】
(4)加圧ヘッドの加圧力:12kgf〜20kgf
(5)加圧ヘッドの加圧時間:10秒
以上の(1)〜(5)の条件の下に液晶駆動用IC7を基板13上に接合したところ、図2に示すような複数の空間33がACF32の内部に形成された。
【0031】
図7は、空間33の設け方についての変形例を示している。この変形例が図2に示した先の実施形態と異なる点は、長手方向のバンプ列28,29の間及び短手方向のバンプ列28,28の間に空間33を設けるだけでなく、個々のバンプの間及び一対のバンプ列の外側に空間33を設けたことである。空間33をこのように配置した場合でも、基板に対する半導体素子の接続状態を安定に保持できる。
【0032】
図8は、バンプ配列に関する変形例を示している。この変形例が図2に示した先の実施形態と異なる点は、複数のバンプ28,29を環状に配列するのではなくて、長手方向に関してだけ列状に配列した点である。この変形例では、バンプ列28,29の間に複数の空間33を設けてあるが、これに代えて又はこれに加えて、個々のバンプの間及び/又はバンプ列の外側に空間33を設けることもできる。
【0033】
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した技術的範囲内で種々に改変できる。
【0034】
例えば、本発明に係る半導体の接続構造及び液晶表示装置は、携帯電話機以外の電子機器、例えば、ナビゲーションシステム、テレビ、パームトップコンピュータ、電子手帳等といった、可視情報の表示を必要とする各種の機器に対して使用できる。
【0035】
図3〜図5に示した実施形態は、COG( Chip On Glass)型液晶表示装置に本発明を適用した場合の実施形態であるが、本発明はそれ以外の形式の液晶表示装置、例えばCOB(Chip On Board)型液晶表示装置等に対しても適用できる。また、図3〜図5に示した実施形態では、電子機器としての携帯電話機側の出力用端子6と液晶パネル8側の入力用端子21とを弾性体コネクタ12によって電気的に接続したが、両者を接続するための接続方法はこれに限られない。例えば、FPC(Flexible Printed Circuit)を用いて両端子を接続する場合も本発明に含まれる。
【0036】
また、図1の実施形態では、接着層31を導電粒子34を含むACF32によって構成したが、これに代えて、導電粒子を含まない接着剤を用いて構成することもできる。この場合には、その接着剤の内部に空間33が形成される。またこの場合には、液晶駆動用IC7のバンプと液晶パネル側の電極端子とが直接に接続される。
【0037】
【発明の効果】
本発明の半導体素子の接続構造、液晶表示装置及び電子機器によれば、接合剤の内部に空間を設けるという極めて簡単な構成を付加するだけで、基板に対する半導体素子の接続状態を安定に保持できる。特別な柔軟層又は緩衝層等を設ける必要がないので、構造が簡単であり、製作も簡単である。
【0038】
本発明の半導体素子の接続構造、液晶表示装置及び電子機器によれば、半導体素子が変形するときにバンプの接続部分に生じる応力を非常に効果的に低減できる。
【0039】
本発明の半導体素子の接続構造、液晶表示装置及び電子機器によれば、導電粒子を分散した状態で含む接合剤を用いる場合でも、半導体素子の接続状態を安定に保持できる。
【0040】
本発明の半導体素子の接続構造、液晶表示装置及び電子機器によれば、半導体素子又は基板が変形しても半導体素子の電極部分の接続状態が不安定になることを防止できる。
【0041】
本発明の半導体素子の接続構造によれば、半導体素子又は基板が変形しても半導体素子の電極部分の接続状態が不安定になることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体素子の接続構造の一実施形態を示す断面図である。
【図2】図1における矢印Aに従って半導体素子の接合部分を示す平面図である。
【図3】本発明に係る液晶表示装置の一実施形態を示す側面断面図である。
【図4】図3の液晶表示装置の分解斜視図である。
【図5】電子機器内で液晶表示装置と他の回路を電気的に接続するための弾性体コネクタの一例を示す斜視図である。
【図6】本発明に係る電子機器の一実施形態である携帯電話機を示す分解斜視図である。
【図7】接合剤の中に設ける空間の設け方の変形例を示す平面図である。
【図8】半導体素子のバンプ配列の変形例を示す平面図である。
【符号の説明】
1 上部筐体
2 下部筐体
3 制御回路基板
4 本体基板
5 液晶表示装置
6 半導体駆動用出力端子
7 液晶駆動用IC(半導体素子)
8 液晶パネル
9 バックライトユニット
10 キーボード
11 シールドケース
12 弾性体コネクタ
13 第1液晶用基板
14 第2液晶用基板
18,19 透明電極
21 半導体入力用端子
28 出力用バンプ
29 入力用バンプ
31 接着層
32 ACF(接合剤)
33 空間[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor element connection structure for connecting a semiconductor element on a substrate, a liquid crystal display device using the structure, and an electronic apparatus using the liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, liquid crystal display devices have been widely used to display visible information in various electronic devices such as navigation systems, televisions, palmtop computers, electronic notebooks, and mobile phones. In general, the liquid crystal display device is configured by connecting a liquid crystal driving IC, that is, a semiconductor element, to a liquid crystal panel, and further attaching accessory parts such as a backlight and a casing to the liquid crystal panel. The liquid crystal panel here is usually constituted by filling a liquid crystal in a gap sandwiched between at least two liquid crystal substrates, and further attaching a polarizing plate, a color filter, or the like as necessary.
[0003]
Various methods for connecting a liquid crystal driving IC to a liquid crystal panel have been conventionally considered. For example, a connection method based on a COB (Chip On Board) method, a COG (Chip On Glass) method, or the like can be considered. In the COB method, a liquid crystal driving IC is connected to an insulating substrate on which a wiring pattern is formed using an ACF (Anisotropic Conductive Film) or other bonding agent, and the insulating substrate is connected to a liquid crystal panel through a heat seal or the like. On the other hand, in the COG method, a liquid crystal driving IC is directly connected using ACF or the like on a glass substrate on which electrode terminals are formed. In both the COB method and the COG method, a semiconductor element such as a liquid crystal driving IC is connected to a substrate such as an insulating substrate or a liquid crystal glass substrate.
[0004]
In the above conventional connection method, the ACF and other bonding agents are uniformly filled between the substrate and the liquid crystal driving IC without a gap. Therefore, when the liquid crystal driving IC is crimped, when the IC is warped, or when the liquid crystal driving IC and / or the substrate is deformed due to a temperature change, the liquid crystal driving IC in contact with the electrode on the substrate Excessive stress is generated in the bump portion, and as a result, the electrical connection state may become unstable. Further, in order to avoid the occurrence of such a problem, the pressure bonding conditions of the liquid crystal driving IC must be strictly managed within a narrow allowable range, and therefore complicated process management has been required.
[0005]
Further, according to Japanese Patent Laid-Open No. 2-42738, the COB mounting printed circuit board is provided with a flexible adhesive layer as a buffer layer between the IC chip and the substrate, thereby improving the bonding reliability between the two. A connected structure is also disclosed. However, this conventional connection structure has a problem that a dedicated flexible adhesive layer must be formed in order to obtain a buffering action, resulting in high component costs and manufacturing costs.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the conventional problems in the connection structure of a semiconductor element, and it is possible to stably maintain the connection state of the semiconductor element to the substrate only by adding a very simple configuration. For the purpose.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a semiconductor element connection structure according to the present invention is a semiconductor element connection structure in which a semiconductor element having a plurality of bumps is connected to a substrate. The semiconductor element and the substrate are bonded to each other. And the adhesive layer has a plurality of spaces extending between the semiconductor element and the substrate, and the semiconductor element and the substrate are bonded between the space and the space. It is characterized by.
[0008]
According to this connection structure, when the semiconductor element or the substrate is deformed, the space formed in the bonding agent is freely deformed corresponding to the deformation and absorbs the deformation of the semiconductor element or the like. As a result, even when the semiconductor element or the substrate is deformed, it is possible to prevent an excessive load from being applied to the electrode portion of the semiconductor element, and thus the electrical connection state of the semiconductor element can be maintained in a stable and good state.
[0009]
In the above configuration, an element such as an IC chip or an LSI chip can be considered as the semiconductor element. When a liquid crystal display device is assumed, a liquid crystal driving IC or the like can be considered as a semiconductor element. Further, as the substrate, an insulating substrate in the case of the COB method, a transparent substrate for liquid crystal in the case of the COG method, and various other substrates corresponding to various connection methods are conceivable. As the bonding agent, ACF (Anisotropic Conductive Film), a normal adhesive, or the like can be considered.
[0010]
ACF is a bonding agent in which conductive particles are dispersed in a thermoplastic resin film or a thermosetting resin film, and exhibits a conductivity in a single direction by receiving thermocompression bonding. On the other hand, a normal adhesive is an adhesive that mainly mechanically bonds a substrate and a semiconductor element and does not have an electrical connection role. When the ACF is used, the terminals on the substrate and the bumps of the semiconductor element are electrically connected through the conductive particles in the ACF. On the other hand, when a normal adhesive is used, the terminals on the substrate and the bumps of the semiconductor element are directly connected to establish electrical continuity. In this state, the semiconductor element is mechanically attached to the substrate by the normal adhesive. Glued to.
[0011]
Considering a liquid crystal driving IC used in a liquid crystal display device as a semiconductor element, a plurality of bumps are arranged in a row on the active surface of the liquid crystal driving IC. There are various possible forms of this row. For example, as shown in FIGS. 2 and 7, a pair of
[0012]
When the semiconductor element having the bump arrangement as described above is connected to the substrate, as shown in FIG. 2, a
[0014]
The liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal display device configured using the semiconductor element connection structure described above. More specifically, the liquid crystal display device in the electronic apparatus of the present invention includes a pair of substrates facing each other with the liquid crystal interposed therebetween, and a liquid crystal display in which a semiconductor element having a plurality of bumps is connected to one of the substrates. In the apparatus, the semiconductor element and the substrate are bonded via an adhesive layer, and the adhesive layer includes a plurality of spaces extending between the semiconductor element and the substrate, and between the space and the space. The semiconductor element and the substrate are bonded to each other.
[0015]
Specific examples of the electronic apparatus using the liquid crystal display device according to the present invention are various apparatuses such as a navigation system, a television, a palmtop computer, an electronic notebook, and a mobile phone. An electronic apparatus according to the present invention includes the above-described liquid crystal display device according to the present invention and a semiconductor driving output terminal connected to the liquid crystal display device. According to another aspect of the present invention, there is provided an electronic apparatus comprising: a semiconductor element having a plurality of bumps; a substrate to which the semiconductor element is connected; and a semiconductor drive output terminal connected to the substrate. And the substrate are bonded via an adhesive layer, and the adhesive layer includes a plurality of spaces extending between the semiconductor element and the substrate, and the semiconductor element and the substrate are interposed between the spaces. And are joined.
An electronic apparatus according to the present invention is an electronic apparatus including a liquid crystal display device configured using the semiconductor element connection structure described above and a semiconductor drive output terminal connected to the liquid crystal display device. More specifically, the liquid crystal display device in the electronic apparatus of the present invention includes a pair of substrates facing each other with the liquid crystal interposed therebetween, and a liquid crystal display in which a semiconductor element having a plurality of bumps is connected to one of the substrates. In the apparatus, the semiconductor element and the substrate are bonded via an adhesive layer, and the adhesive layer includes a plurality of spaces extending between the semiconductor element and the substrate, and between the space and the space. The semiconductor element and the substrate are bonded to each other.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 6 shows an example of a cellular phone which is an embodiment of an electronic apparatus using the liquid crystal display device according to the present invention. This mobile phone has an
[0017]
For example, as shown in FIG. 4, the liquid
[0018]
A
[0019]
Thus, in the present embodiment, a liquid crystal display device in which the liquid
On Glass) type liquid crystal display devices are used.
[0020]
In FIG. 3, the
[0021]
As shown in FIG. 5, the
[0022]
When the liquid crystal display device of this embodiment is mounted on the
[0023]
When the assembly of the liquid crystal display device is completed as described above, the electrical signal and the signal are transmitted from the control circuit board 3 (FIG. 6) to the liquid
[0024]
In the present embodiment, since the
[0025]
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the liquid
[0026]
FIG. 2 shows a state in which the joint portion of the liquid
[0027]
The method for forming the
[0028]
(1)
In FIG. 2, the shape of this IC is L × W = 7.7 mm × 2.8 mm, the number of bumps is about 200, and the bump size is 80 μm × 120 μm.
[0029]
(2) ACF32: CP8530 (manufactured by Sony Chemical Corporation)
(3) ACF heating temperature: 180-230 ° C. (center temperature = 200-210 ° C.)
When the ACF is pressed and heated by pressing the
[0030]
(4) Pressurizing force of the pressure head: 12 kgf to 20 kgf
(5) Pressurizing time of the pressure head: When the liquid
[0031]
FIG. 7 shows a modification of how the
[0032]
FIG. 8 shows a modification regarding the bump arrangement. This modified example is different from the previous embodiment shown in FIG. 2 in that the plurality of
[0033]
The present invention has been described with reference to the preferred embodiments. However, the present invention is not limited to the embodiments, and various modifications can be made within the technical scope described in the claims.
[0034]
For example, the semiconductor connection structure and the liquid crystal display device according to the present invention are various devices that require display of visible information, such as electronic devices other than mobile phones, such as navigation systems, televisions, palmtop computers, and electronic notebooks. Can be used against.
[0035]
The embodiment shown in FIGS. 3 to 5 is an embodiment in the case where the present invention is applied to a COG (Chip On Glass) type liquid crystal display device. However, the present invention is not limited to other types of liquid crystal display devices such as COB. The present invention can also be applied to a (Chip On Board) type liquid crystal display device or the like. In the embodiment shown in FIGS. 3 to 5, the
[0036]
In the embodiment of FIG. 1, the
[0037]
【The invention's effect】
According to the semiconductor element connection structure, the liquid crystal display device, and the electronic apparatus of the present invention, the connection state of the semiconductor element to the substrate can be stably maintained only by adding a very simple configuration of providing a space inside the bonding agent. . Since it is not necessary to provide a special flexible layer or a buffer layer, the structure is simple and the manufacture is also simple.
[0038]
According to the semiconductor element connection structure, the liquid crystal display device, and the electronic apparatus of the present invention, it is possible to very effectively reduce the stress generated in the bump connection portion when the semiconductor element is deformed.
[0039]
According to the semiconductor element connection structure, the liquid crystal display device, and the electronic apparatus of the present invention, the connection state of the semiconductor elements can be stably maintained even when a bonding agent containing conductive particles in a dispersed state is used.
[0040]
According to the semiconductor element connection structure, the liquid crystal display device, and the electronic apparatus of the present invention, it is possible to prevent the connection state of the electrode portion of the semiconductor element from becoming unstable even if the semiconductor element or the substrate is deformed.
[0041]
According to the semiconductor element connection structure of the present invention, it is possible to prevent the connection state of the electrode portion of the semiconductor element from becoming unstable even if the semiconductor element or the substrate is deformed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a semiconductor element connection structure according to the present invention.
2 is a plan view showing a junction portion of a semiconductor element according to an arrow A in FIG.
FIG. 3 is a side sectional view showing an embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention.
4 is an exploded perspective view of the liquid crystal display device of FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing an example of an elastic connector for electrically connecting a liquid crystal display device and another circuit in an electronic apparatus.
FIG. 6 is an exploded perspective view showing a mobile phone which is an embodiment of an electronic apparatus according to the invention.
FIG. 7 is a plan view showing a modification of how to provide a space provided in the bonding agent.
FIG. 8 is a plan view showing a modification of the bump arrangement of the semiconductor element.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
8
33 space
Claims (11)
前記半導体素子と前記基板とは接着層を介して接合されてなり、
前記接着層は前記半導体素子と前記基板との間にわたる複数の空間を具備し、前記空間と前記空間の間において前記半導体素子と前記基板とが接合されてなることを特徴とする半導体素子の接続構造。In a semiconductor element connection structure in which a semiconductor element having a plurality of bumps is connected to a substrate,
The semiconductor element and the substrate are bonded via an adhesive layer,
The bonding layer includes a plurality of spaces extending between the semiconductor element and the substrate, and the semiconductor element and the substrate are joined between the space and the space. Construction.
半導体素子は列状に並べられた複数のバンプを有し、
上記空間は、前記バンプ列の間、前記バンプ列の外側及び個々の前記バンプの間又はそれらの少なくともいずれか1つの領域内に形成されてなることを特徴とする半導体素子の接続構造。In the connection structure of the semiconductor element according to claim 1,
The semiconductor element has a plurality of bumps arranged in a row,
2. The semiconductor element connection structure according to claim 1, wherein the space is formed between the bump rows, outside the bump row and between the individual bumps, or in at least one region thereof.
前記半導体素子と前記基板とは接着層を介して接合されてなり、
前記接着層は前記半導体素子と前記基板との間にわたる複数の空間を具備し、前記空間と前記空間の間において前記半導体素子と前記基板とが接合されてなることを特徴とする液晶表示装置。In a liquid crystal display device comprising a pair of substrates facing each other across the liquid crystal, and a semiconductor element having a plurality of bumps connected to one of the substrates,
The semiconductor element and the substrate are bonded via an adhesive layer,
The liquid crystal display device, wherein the adhesive layer includes a plurality of spaces extending between the semiconductor element and the substrate, and the semiconductor element and the substrate are bonded between the space and the space.
前記半導体素子は列状に並べられた複数のバンプを有し、
上記空間は、前記バンプ列の間、前記バンプ列の外側及び個々の前記バンプの間又はそれらの少なくともいずれか1つの領域内に形成されてなることを特徴とする液晶表示装置。The liquid crystal display device according to claim 4.
The semiconductor element has a plurality of bumps arranged in a row,
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the space is formed between the bump rows, between the bump rows and between the individual bumps, or at least one region thereof.
前記液晶表示装置に接続される半導体駆動用出力端子と、
を備えることを特徴とする電子機器。A liquid crystal display device according to any one of claims 4 to 6,
An output terminal for driving a semiconductor connected to the liquid crystal display device;
An electronic device comprising:
前記半導体素子と前記基板とは接着層を介して接合されてなり、
前記接着層は前記半導体素子と前記基板との間にわたる複数の空間を具備し、前記空間と前記空間の間において前記半導体素子と前記基板とが接合されてなることを特徴とする電子機器。In an electronic device comprising a semiconductor element having a plurality of bumps, a substrate to which the semiconductor element is connected, and a semiconductor drive output terminal connected to the substrate,
The semiconductor element and the substrate are bonded via an adhesive layer,
The electronic device is characterized in that the adhesive layer has a plurality of spaces between the semiconductor element and the substrate, and the semiconductor element and the substrate are bonded between the space and the space.
液晶を挟んで互いに対向する一対の基板を備え、複数のバンプを具備する半導体素子が一方の前記基板に接続されてなる液晶表示装置と、
前記液晶表示装置に接続される半導体駆動用出力端子とを備え、
前記半導体素子と前記基板とは接着層を介して接合されてなり、
前記接着層は前記半導体素子と前記基板との間にわたる複数の空間を具備し、前記空間と前記空間の間において前記半導体素子と前記基板とが接合されてなることを特徴とする電子機器。In electronic equipment,
A liquid crystal display device comprising a pair of substrates facing each other across the liquid crystal, and a semiconductor element having a plurality of bumps connected to one of the substrates;
A semiconductor drive output terminal connected to the liquid crystal display device,
The semiconductor element and the substrate are bonded via an adhesive layer,
The electronic device is characterized in that the adhesive layer has a plurality of spaces between the semiconductor element and the substrate, and the semiconductor element and the substrate are bonded between the space and the space.
前記半導体素子は列状に並べられた複数のバンプを有し、
上記空間は、前記バンプ列の間、前記バンプ列の外側及び個々の前記バンプの間又はそれらの少なくともいずれか1つの領域内に形成されてなることを特徴とする電子機器。The electronic device according to claim 9,
The semiconductor element has a plurality of bumps arranged in a row,
The electronic device is characterized in that the space is formed between the bump rows, outside the bump rows and between the individual bumps, or in at least one region thereof.
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