JP4488073B2 - 電気接続装置 - Google Patents

Description

本発明は、電気接続装置、特に半導体パッケージを組み込んだＣＯＦ配線基板と薄型モニター用パネル基板との接続等に好適に用いられ得る電気接続装置に関する。

薄型テレビに代表される薄型パネルは、パネルの大型化、高画質化と共に近年の価格競争によりコストダウンが強く要求されている。このため、パネルに実装されるドライバＩＣは出力信号数の増加、高密度化によるＩＣチップの小型化が進んでいる。このような背景から、ＩＣチップをパネルに実装する際に使用されるＣＯＦ（Chip On Film）配線基板の配線も微細化、高精度化が強く要求されている。ＣＯＦ配線基板はＩＣチップとパネルを接続するフィルム状の配線基板であり、ＩＣチップは先ずＣＯＦ配線基板上に実装される。その後ＩＣチップの搭載されたＣＯＦ配線基板がパネルに実装される。

一般にこのようなＣＯＦ配線基板用の配線材料は、ポリイミドフィルム上に形成された銅箔をエッチングして配線パターンを形成する所謂サブトラクティブ工法や、ポリイミドフィルムにスパッタリング法等によってメタライズ層を形成し、その上にフォトレジストパターンを形成して、レジストパターンの開口部をめっきによって充填することで配線パターンを得るセミアディティブ工法などによって製造される。
これらの工法により製造されるＣＯＦ配線基板には、図３に示すように、ＩＣチップに接続されるインナーリードと、基板の一端面に平行に並べられパネル基板に接続されるアウターリードと、配線の断線及び短絡チェックや搭載したICチップの動作テストをする為のテストパッドが形成される。

このようなＣＯＦ配線基板は、インナーリードとＩＣチップの電極を接合した後、ICチップ及び接合部を保護するための樹脂封止を行い、その後、ＩＣチップの動作テストをして、金型打ち抜き等により不要部分が切断除去される。その後、アウターリードとパネル基板の電極を位置あわせし、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film:異方性導電接着フィルム）を用いて熱圧着することにより、アウターリードとパネル基板との電気的接続と接着を同時に行う。

従来のＣＯＦ配線基板は、パネル基板と接続するためのアウターリードが平行に配列されており、ＡＣＦによる電気的接続を確実に行い、且つ隣接する電極やアウターリードを短絡させないためには、アウターリードの配線幅は１５μｍ以上、アウターリード間のスペースは少なくとも２０〜２５μｍは必要とされていた。
このため、アウターリードを配列させるための領域を確保させなければならず、ＣＯＦ配線基板の小型化の制約となっていた。特に近年のＩＣチップの出力信号数の増加は、アウターリードの本数を増加させることとなり、ＣＯＦ配線基板の小型化、及び基板面積の低減によるコスト低減をより難しくさせていた。

一般にＣＯＦ配線基板はアウターリードよりもインナーリードの方がファインピッチであり、例えばセミアディティブ工法では２０μｍ以下のファインピッチにも対応可能であるが、上記理由によりアウターリードの配線ピッチは実質的には３５〜４０μｍピッチ付近までが限界とされていた。
さらには、アウターリード本数の増加によるアウターリード全体幅の拡大はフィルムの熱膨張による熱圧着時のリード位置ズレを大きくし、アウターリードピッチのファイン化をより難しいものとしていた。

このような問題を解決するための方法として、例えば、特許文献１に開示されたような手法が提案されている。この提案では、複数のランドを有する第一の配線パターンが形成されている第一の基板と、第二の配線パターンが形成されている第二の基板とを電気的に接続するようにし、第一の基板には第一の配線幅よりも拡がった形状の複数のランドが複数列配列されており、しかも隣同士のランドは千鳥状に配置されている。これらのランドは、第１の基板と第２の基板が接続されたとき、第二の配線パターンに形成された電気的接続部とオーバーラップした状態で接続されており、第二の配線パターンにおける前記電気的接続部以外の部分と第一の配線パターンとの間には絶縁層が形成されている。

このように特許文献１により提案された構成によると、第一の基板に形成されるランドは千鳥状に配列されるため、見かけの接続ピッチは広くすることができ、高い精度で位置あわせをする必要がないことから、実質的には接続ピッチのファイン化を行うことができると判断できる。
しかし、一方で第二の基板へは電気的接続部に突起電極を形成し、さらに隣接する配線やランドとの短絡防止のために、電気的接続部以外を絶縁保護膜で保護することが必要であった。これらの突起電極の形成や絶縁保護膜による保護は、従来のパネル基板とＣＯＦ配線基板との接続では必要としないため、かえって工程数の増加と製造コストの上昇を招く結果となり、問題であった。
特開２００３−３３２３８０号公報

本発明は、かかる問題点を解決するためなされたものであり、その目的とするところは、パネル基板との従来と変らない接続方法を用いることができ、且つパネル基板との接続ピッチのファイン化を可能にして、小型で低コストの電気接続装置を提供することにある。

本発明による電気接続装置は、複数の第１の電極パッド部と該各電極パッド部に接続された引き回し配線とを含むＣＯＦ配線基板と、該ＣＯＦ配線基板に対向して重合せしめられたとき前記複数の第１の電極パッド部とそれぞれ接合する複数の第２の電極パッド部と該各電極パッド部に接続された引き回し配線とを含むパネル基板とを備えた電気接続装置であって、前記複数の第１の電極パッド部は千鳥配列でそれぞれ方形に形成され、且つ前記引き回し配線は前記第１の各電極パッド部を挟みその対角位置からそれぞれ所定幅をもって反対方向へ平行に延びており、前記複数の第２の電極パッド部は千鳥配列でそれぞれ方形に形成され、且つ前記引き回し配線は前記第２の各電極パッド部を挟みその対角位置からそれぞれ所定幅をもって反対方向へ平行に延びていることを特徴とする。

また、本発明による電気接続装置は、複数の第１の電極パッド部と該各電極パッド部に接続された引き回し配線とを含むＣＯＦ配線基板と、該ＣＯＦ配線基板に対向して重合せしめられたとき前記複数の第１の電極パッド部とそれぞれ接合する複数の第２の電極パッド部と該各電極パッド部に接続された引き回し配線とを含むパネル基板とを備えた電気接続装置であって、前記複数の第１の電極パッド部は千鳥配列でそれぞれ方形に形成され、且つ前記引き回し配線は前記第１の各電極パッド部から該第１の各電極パッド部と同心的にそれぞれ所定幅をもって反対方向へ平行に延びており、前記複数の第２の電極パッド部は千鳥配列でそれぞれ方形に形成され、且つ前記引き回し配線は前記第２の各電極パッド部から該第２の各電極パッド部と同心的にそれぞれ所定幅をもって反対方向へ平行に延びていることを特徴とする。

また、本発明による電気接続装置は、前記第１の各電極パッド部の幅は１５〜１００μｍの範囲にあり、前記第１の電極パッド部に接続する引き回し配線の幅は５〜２０μｍの範囲にあり、且つ隣接する前記第１の電極パッド部と引き回し配線との間の間隔は少なくとも２０μｍ以上であることを特徴とする。

また、本発明による電気接続装置は、前記第２の各電極パッド部の幅は１５〜４０μｍであって、前記第２の電極パッド部に接続する前記引き回し配線の幅よりも広く形成されており、且つ該引き回し配線の幅は少なくとも前記ＣＯＦ基板と重なる領域に於いて１０〜２５μｍの範囲にあって前記第２の電極パッド部よりも狭い幅で形成されており、前記第２の電極パッド部と前記引き回し配線との間隔は少なくとも２０μｍ以上であることを特徴とする。

上記構成により、ＡＣＦ接続を行う電極パッドは接続に必要なリード幅を維持でき、電極パッド以外は配線幅をＡＣＦ接続で要求される最小リード幅よりも細くすることができるため、電極と隣接する配線の間に十分なスペースを維持しながら、ファインピッチ化ができる。また、上記のように構成することにより、接続点数の多いパネル基板とＣＯＦ配線基板の接続において、従来よりもファインピッチの接続ができ、ＣＯＦのフィルム幅の縮小が可能となる。

本発明によれば、ＣＯＦ配線基板とパネル基板の接合は、ＡＣＦ接続が必要な領域のみ幅を広くした接合パッドを千鳥状に配列したものを両者に形成したので、接合パッドを平行に配列した場合よりも接続部のファインピッチ化が容易となる。さらに、接合する必要のない引き回し配線は、ＡＣＦ接続に要求される最小リード幅よりも細くすることができるので、接合パッドに隣接するスペースを広くすることができる。
また、接合部全体の幅が従来構成による場合よりも狭くできるため、熱圧着によるフィルム熱膨張の影響を受けにくくなり、接合位置ズレの少ない信頼性の高いパネル実装ＣＯＦ配線基板を提供できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１（a）及び図２（a）は、本発明に係る電気接続装置に用いられるＣＯＦ配線基板側の電極パッド部の互いに異なる実施形態を示す部分拡大図、図１（b）及び図２（b）は、本発明に係る電気接続装置に用いられるパネル基板側の電極パッド部の互いに異なる実施形態を示す拡大図である。

本発明の第一の実施形態は、図１（a）に示す如く、図３に示した如き従来のＣＯＦ配線基板１のアウターリードが形成される領域に、電極パッド部１aを千鳥状に形成すると共に、パネル基板２にも図１（b）に示す如く電極パッド部２aを形成して、ＣＯＦ配線基板１とパネル基板２を向かい合わせて重合したとき、両者の電極パッド部１a，２aが接合するように、ＣＯＦ配線基板１とパネル基板２の電極パターンを構成したものである。

本発明によれば、ＣＯＦ配線基板１の電極パッド部１aは、搭載されるＩＣの出力側の外部接続部に形成され、図１（a）に示すように電極パッド部１aの幅は広く、引き回し配線部１bは細く形成されている。そして、電極パッド部１aの幅はＡＣＦ接合に必要な幅である１５〜４０μｍの範囲の幅とすると共に、電極パッド部１aの面積が少なくとも１５００μｍ²以上となるように電極パッド部１aの長さを選定する。これは、電極パッド部１aの幅を４０μｍ以上に広くしてしまうとパッドピッチを拡大させることとなって、ファインピッチ化のメリットを失なうことになるからである。

引き回し配線１ｂは、接合が不要であり、スペースを確保しながら接合ピッチを従来難しいとされていた３５μｍ以下を実現するためには、幅２５μｍ以下で形成することが望ましい。但し、この配線１bが細すぎると配線の密着強度が低下し、ＡＣＦ接続時に配線が剥がれ易くなることから、引き回し配線１bの幅は１０〜２５μｍの範囲で選択することが好ましい。

図２は本発明の第二の実施形態を示している。この実施形態は、電極パッド部１aと配線１bとを同心的に形成し且つ配線１bを等間隔に配列した点で、第一の実施形態と異なる。本実施形態においても、電極パッド部１aの寸法および引き回し配線１bの幅は第一の実施形態と同様に選定される。
第二の実施形態による配列は、ファインピッチ化には第一の実施形態よりも有利であり、図３に示すような均等間隔の配列が所望される場合でも、ファインピッチ化の効果を得ることができる。

かくして、ＣＯＦ配線基板１において、例えば、電極パッド部１aの幅を１５μｍ、引き回し配線１bの幅を１０μｍ、隣接する配線１b間の間隔を２０μｍと選択し、３段の千鳥配列とした場合、電極パッド部１aの平均ピッチは、第一の実施形態では３１.７μｍ、第二の実施形態では３２.５μｍで形成することができる。

また、パネル基板２の電極パッド部２aも、上記のＣＯＦ配線基板１の電極パッド部１aと同様にして形成すれば良いが、パネル基板２の電極パッド部２a は、ＣＯＦ配線基板１の電極パッド部１aと正対する向きで接合されるために、電極パッド部２aの配列及び引き回し配線２bは左右対称となるようにし、接合時に両者が重なり合うように形成される。

上記のようにして得られたＣＯＦ配線基板１とパネル基板２は、従来と同様の方法により位置合わせされ、ＡＣＦを介在させて熱圧着することにより、電気的に接続される。

以上の説明で明らかなように、本発明の電気接続装置によれば、ＣＯＦ配線基板１とパネル基板２の両方に電極パッド部を形成し、且つ電極パッド部以外の引き回し配線を細く形成したから、必要な接合部の幅とスペースの確保を両立させることができる。

下表は、従来のアウターリードを形成する方法による電気接続点数と、本発明により４８ｍｍ幅（有効幅４２ｍｍ）のフィルムに形成することができる電気接続点数の最大数とを示したものである。

また、本発明によれば、従来のアウターリードを一列に平行に配置する方式と比べ、２列以上で接合パッド部を配列させることができるため、同じ幅内により多くの接合部を形成することが可能であり、同じ接合部数であれば、従来よりも使用フィルムの幅を狭くすることができる。フィルム幅を狭くできる分、熱膨張によるフィルムの伸び量が少なくなり、特に影響を受け易い両端部の接合パッド部の位置ずれも少なくなる。

実施例１
以下、本実施形態によるＣＯＦ配線基板の製造方を、図１を参照して説明する。
本実施例において使用したＣＯＦ配線基板１は、ベースフィルム材質として厚さ３５μｍのポリイミドフィルム（宇部興産ユーピレックス）であり、セミアディティブ工法によって厚さ８μｍのＣｕ配線パターンが形成され、さらに、Ｃｕ配線パターンの表面に厚さ０.２μｍのＳｎめっきが施されたものである。
ＣＯＦ配線基板１の電極パッド部１aは、パッド幅１５μｍ、パッド長さ１０００μｍ、スペース幅（配線間隔）２０μｍ、引き回し配線幅１０μｍの、図１（a）に示す配列で形成した。
一方、パネル基板２には、厚さ1ｍｍの石英ガラス板を用い、パッド幅１５μｍ、パッド長さ１０００μｍ、スペース幅２０μｍ、引き回し配線幅１０μｍの、図１（b）に示す配列の電極パッド部２aをアルミニウムにより形成した。
得られたＣＯＦ配線基板１とパネル基板２を位置あわせし、厚さ２５μｍのACFフィルムを用いて温度１５０℃、１５ｓｅｃの条件にて熱圧着したサンプルを５０個作成し、電気チェックを行ったが接続不良は発生しなかった。

実施例２
以下、本実施形態によるCOF配線基板の製造方法を、図２を参照して説明する。
本実施例において使用したCOF配線基板１は、ベースフィルム材質が厚さ３５μｍのポリイミドフィルム（宇部興産ユーピレックス）であり、セミアディティブ工法によって厚さ８μｍのＣｕ配線パターンが形成され、さらにＣｕ配線パターンの表面には厚さ０.２umのＳｎめっきが施されたものである。
ＣＯＦ配線基板１の電極パッド部１aは、パッド幅１５μｍ、パッド長さ１０００μｍ、スペース幅２０μｍ、引き回し配線幅１０μｍの図２（a）に示す配列で形成した。一方、パネル基板２には、厚さ１ｍｍの石英ガラス板を用い、パッド幅１５μｍ、パッド長さ１０００μｍ、スペース幅２０μｍ、引き回し配線幅１０μｍの図２（b）に示す配列の電極パッド部２aをアルミニウムにより形成した。
得られたＣＯＦ配線基板１とパネル基板２を位置あわせし、厚さ２５μｍのＡＣＦフィルムを用いて温度１５０℃、１５ｓｅｃの条件にて熱圧着したサンプルを５０個作成し、電気チェックを行ったが接続不良は発生しなかった。

（a）及び（b）は、本発明に係る電気接続装置に用いられるＣＯＦ配線基板及びパネル基板の電極パッド部の第一の実施形態を示す部分拡大平面図である。 （a）及び（b）は本発明に係る電気接続装置に用いられるＣＯＦ配線基板及びパネル基板側の電極パッド部の第二の実施形態を示す部分拡大平面図である。 従来のCOF配線基板の一例を示す平面図である。

符号の説明

１ ＣＯＦ配線基板
１a 電極パッド部
１b 引き回し配線
２ パネル基板
２a 電極パッド部
２b 引き回し配線

Claims (4)

1. 複数の第１の電極パッド部と該各電極パッド部に接続された引き回し配線とを含むＣＯＦ配線基板と、該ＣＯＦ配線基板に対向して重合せしめられたとき前記複数の第１の電極パッド部とそれぞれ接合する複数の第２の電極パッド部と該各電極パッド部に接続された引き回し配線とを含むパネル基板とを備えた電気接続装置であって、前記複数の第１の電極パッド部は千鳥配列でそれぞれ方形に形成され、且つ前記引き回し配線は前記第１の各電極パッド部を挟みその対角位置からそれぞれ所定幅をもって反対方向へ平行に延びており、前記複数の第２の電極パッド部は千鳥配列でそれぞれ方形に形成され、且つ前記引き回し配線は前記第２の各電極パッド部を挟みその対角位置からそれぞれ所定幅をもって反対方向へ平行に延びていることを特徴とする電気接続装置。
2. 複数の第１の電極パッド部と該各電極パッド部に接続された引き回し配線とを含むＣＯＦ配線基板と、該ＣＯＦ配線基板に対向して重合せしめられたとき前記複数の第１の電極パッド部とそれぞれ接合する複数の第２の電極パッド部と該各電極パッド部に接続された引き回し配線とを含むパネル基板とを備えた電気接続装置であって、前記複数の第１の電極パッド部は千鳥配列でそれぞれ方形に形成され、且つ前記引き回し配線は前記第１の各電極パッド部から該第１の各電極パッド部と同心的にそれぞれ所定幅をもって反対方向へ平行に延びており、前記複数の第２の電極パッド部は千鳥配列でそれぞれ方形に形成され、且つ前記引き回し配線は前記第２の各電極パッド部から該第２の各電極パッド部と同心的にそれぞれ所定幅をもって反対方向へ平行に延びていることを特徴とする電気接続装置。
3. 前記第１の各電極パッド部の幅は１５〜１００μｍの範囲にあり、前記第１の電極パッド部に接続する引き回し配線の幅は５〜２０μｍの範囲にあり、且つ隣接する前記第１の電極パッド部と引き回し配線との間の間隔は少なくとも２０μｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気接続装置。
4. 前記第２の各電極パッド部の幅は１５〜４０μｍであって、前記第２の電極パッド部に接続する前記引き回し配線の幅よりも広く形成されており、且つ該引き回し配線の幅は少なくとも前記ＣＯＦ基板と重なる領域に於いて１０〜２５μｍの範囲にあって前記第２の電極パッド部よりも狭い幅で形成されており、前記第２の電極パッド部と前記引き回し配線との間隔は少なくとも２０μｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気接続装置。