(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示素子が形成された基板の縁部に前記表示素子を駆動するドライバ用の半導体チップを接着材により実装して成る表示パネルであって、前記半導体チップは、半導体ウェハの回路形成面の裏側を機械研磨により薄化する研磨工程と、研磨工程後に研磨によって生じたダメージ層を除去するダメージ層除去工程とを含む製造方法によって製造されたものであり、且つ前記半導体チップの厚みは１５０μｍ以下であり、且つ前記半導体チップはその上面に低弾性係数の樹脂を介して補強部材が接合されていることを特徴とする表示パネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶パネルなどの表示パネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶パネルなどの表示パネルは、液晶素子などの表示素子が多数形成されたガラス基板と、表示素子を駆動するドライバ用の半導体チップとで構成されている。ガラス基板とドライバ用の半導体チップを接続する方法として、近年半導体チップをガラス基板の縁部に直接実装する方法が用いられるようになっている。以下、従来の表示パネルの製造方法におけるドライバ用のチップ（半導体装置）のガラス基板への実装について、図面を参照して説明する。
【０００３】
図７は、従来の表示パネルの製造方法における半導体装置の実装の工程説明図である。図７（ａ）において、基板保持部１に保持されたガラス板２Ａの縁部には、ドライバ用の半導体チップ（以下、「チップ」５０と略称）が接続される電極２ａが設けられている。チップ５０の実装に際しては、電極２ａ上にＡＣＦ（異方性導電材）３が貼着され、この上にバンプ５０ａが形成されたチップ５０が実装ヘッド４によって実装される。
【０００４】
この実装過程においては、図７（ｂ）に示すように実装ヘッド４を下降させて、チップ５０のバンプ５０ａを電極２ａに対して押圧するとともに、実装ヘッド４に備えられた加熱手段によってチップ５０をＡＣＦ３に含まれる樹脂接着材の熱硬化温度まで加熱する。そして押圧と加熱とを所定時間保持することにより、ＡＣＦ３が熱硬化しチップ５０はガラス板２Ａに実装される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ＡＣＦ３の硬化収縮や温度低下による収縮によりガラス板２Ａには圧縮方向の残留応力が生じ、図７（ｃ）に示すようにガラス板２Ａの縁部が歪んだ状態となる場合がある。このようなガラス板２Ａの変形は、チップ５０の接合信頼性を低下させるのみならず、製品として完成した後の表示パネルの表示品質を損なう要因となる。
【０００６】
そこで本発明は、ドライバ用の半導体チップの接合部に発生する表示パネルの変形を防止して、表示品質および信頼性を向上させることができる表示パネルを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の表示パネルは、表示素子が形成された基板の縁部に前記表示素子を駆動するドライバ用の半導体チップを接着材により実装して成る表示パネルであって、前記半導体チップは、半導体ウェハの回路形成面の裏側を機械研磨により薄化する研磨工程と、研磨工程後に研磨によって生じたダメージ層を除去するダメージ層除去工程とを含む製造方法によって製造されたものであり、且つ前記半導体チップの厚みは１５０μｍ以下であり、且つ前記半導体チップはその上面に低弾性係数の樹脂を介して補強部材が接合されている。
【００１１】
本発明によれば、表示用の基板に実装されるドライバ用の半導体チップは機械研磨により薄化され、また研磨によって生じたダメージ層は除去されているので、接合部に発生する表示パネルの変形を防止して、表示品質および信頼性を向上させることができる。また低弾性係数の樹脂を介して半導体チップの上面に補強部材が接合されているので、容易に収縮変形に追従できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次の本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の表示パネルの斜視図、図２は本発明の一実施の形態の表示パネルの製造方法のフロー図、図３、図４、図５、図６は本発明の一実施の形態の表示パネルの製造方法の工程説明図である。
【００１３】
図１において、ガラス基板２は２枚のガラス板２Ａ，２Ｂを組み合わせて構成されており、液晶素子などの表示素子が多数形成されている。ガラス板２Ａの縁部には、表示素子を駆動するドライバ用の半導体チップが組み込まれた半導体装置５が実装されている。半導体装置５は、半導体チップ１１ａの上面を樹脂２２を介して補強部材２１ａで補強した構造となっており、ＡＣＦ（異方性導電材）３によってガラス板２Ａに固着される。後述するように、半導体チップ１１ａの厚み寸法ｔは、ガラス板２Ａの厚み寸法Ｔの１／５以下に設定されている。
【００１４】
次に表示パネルの製造方法を、図２のフロー図に沿って図３〜図５を参照しながら説明する。まず、半導体装置５の製造方法について説明する。図３（ａ）において、１１は複数の半導体素子が形成された半導体ウェハである。半導体ウェハ１１の上面は、外部接続用の電極が形成された電極形成面となっている。
【００１５】
次に、半導体ウェハ１１を機械研磨により薄化する（ＳＴ１）。図３（ｂ）に示すように、半導体ウェハ１１の電極形成面には保護シート１２が貼着され、保護シート１２によって補強された状態で電極形成面の裏面の薄化加工が機械研磨によって行われる。これにより、半導体ウェハ１１は厚み寸法ｔ（１５０μｍ以下）まで薄化される。この厚み寸法ｔの設定に際しては、実装対象のガラス板２Ａの厚み寸法Ｔを参照し、前述のように厚み寸法ｔが、厚み寸法Ｔの１／５以下となるように決定される。
【００１６】
次いで、プラズマエッチング処理によるストレス層除去が行われる（ＳＴ２）。ここでは図３（ｃ）に示すように、保護シート１２で補強され機械研磨された半導体ウェハ１１は、プラズマ処理装置１３の処理室１４内に設けられた載置部１５上に載置される。そして処理室１４内でプラズマを発生させることにより、前工程の機械研磨において研磨加工面に生じたマイクロクラックを含むストレス層をプラズマエッチングにより除去する。これにより、薄化された半導体ウェハ１１の強度が向上する。この後図３（ｄ）に示すように、半導体ウェハ１１から保護シート１２が剥離される（ＳＴ３）。
【００１７】
次いで、半導体ウェハ１１の電極形成面に金属バンプが形成される（ＳＴ４）。半導体ウェハ１１はボール搭載装置に送られ、図４（ａ）に示すように搭載ヘッド１８によって半田ボール１９を半導体ウェハ１１の電極形成面に搭載する。そしてこの後半導体ウェハ１１はリフロー工程に送られ、ここで加熱されることにより半田ボール１９が溶融し、図４（ｂ）に示すように半導体ウェハ１１の電極形成面にバンプ１９’が形成される。なおバンプの形成方法としては、ボール搭載工法以外に、ワイヤバンプ工法やメッキバンプ工法でもよく、バンプの素材も半田以外の金、銅等の導電性金属を使うこともできる。
【００１８】
この後、半導体ウェハ１１への補強部材の接合が行われる（ＳＴ５）。まず図４（ｃ）に示す補強部材２１を半導体ウェハ１１に位置合わせする。補強部材２１は樹脂やセラミックあるいは金属などの材質を板状に形成したものであり、半導体ウェハとの接合面には予め樹脂２２が塗布される。樹脂２２は低弾性係数の樹脂接着材であり、エラストマーなど接合状態における弾性係数が小さく、小さな外力で容易に伸縮する材質が用いられる。
【００１９】
ここで補強部材２１は、各半導体素子毎に切り分けられて半導体チップを形成した状態で、半導体装置のハンドリング用の保持部として機能すると共に、半導体素子を外力や衝撃から保護する補強部材としての役割をも有するものである。このため補強部材２１は、半導体素子の曲げ剛性よりも大きな曲げ剛性を有する充分な厚さとなっている。
【００２０】
次に熱圧着が行われる（ＳＴ６）。図５（ａ）に示すように、半導体ウェハ１１に位置合わせされた補強部材２１を圧着ヘッド２４に保持させ、半導体ウェハ１１のバンプ形成面を耐熱シート２６が装着された熱圧着ステージ２５の押圧面に対して所定の荷重で押圧する。耐熱シート２６は、耐熱性のエラストマーなど低弾性で耐熱性を有する材料より成り、その厚さ寸法ｔ１は、バンプ１９’の高さよりも厚く設定されている。したがって、バンプ形成面を耐熱シート２６を介して押圧面に押圧した状態において、バンプ１９’が熱圧着ステージ２５の上面に直接押しつけられることがない。この押圧に際しては、バンプ１９’や半導体ウェハ１１のバンプ１９’直下の局所部分に荷重が集中するが、耐熱シート２６を使用することにより、集中荷重を分散して低減し、半導体ウェハ１１の破損を防止する。
【００２１】
また圧着ヘッド２４及び熱圧着ステージ２５は温度制御が可能な加熱手段を備えており、熱圧着過程においてはバンプ１９’の温度はバンプ１９’を構成する半田の融点または固相線温度よりも低い温度に保たれる。したがって、熱圧着過程においては、バンプ１９’が直接熱圧着ステージ２５の押圧面に押しつけられることによる変形や、融点または固相線温度以上に加熱されることによる溶融変形を生じることなく、バンプ１９’へのダメージのない良好な熱圧着を行うことができる。
【００２２】
次いで、熱圧着後の半導体ウェハ１１はダイシング工程に送られ個片の半導体装置に分割される（ＳＴ７）。ここでは、図５（ｃ）に示すように補強部材２１と半導体ウェハ１１とを異なるダイシング幅で切り分ける２段ダイシングが行われる。すなわち半導体ウェハ１１はダイシング幅ｂ１で切り分けられて個片の半導体チップ１１ａに分割され、補強部材２１はｂ１よりも狭いダイシング幅ｂ２で切り分けられて個片の補強部材２１ａとなる。
【００２３】
これにより、個片の半導体装置５が完成する。この半導体装置５は、外部接続用の電極であるバンプ１９’が形成された半導体チップ１１ａと、この半導体チップ１１ａの電極形成面の裏面に樹脂２２により接合された補強部材２１ａとを備えた構成となっている。そして補強部材２１ａのサイズＢ２は半導体チップ１１ａのサイズＢ１よりも大きく、その外周端は半導体チップ１１ａの外周端よりも外側に突出して、半導体装置５を側方からハンドリングする際にも半導体チップ１１ａが保護されるような形状となっている。
【００２４】
この半導体装置５の製造過程において、半導体ウェハ１１にバンプ１９’を形成した状態で補強部材２１を接合することにより、半導体ウェハ１１が樹脂層で拘束された状態でバンプ形成を行う場合に発生する破損を防止することができ、加工歩留まりを向上させることができる。
【００２５】
次に半導体装置５をガラス基板２に実装する（ＳＴ８）。すなわち、図６（ａ）に示すように、基板保持部１に保持されたガラス基板２のガラス板２Ａの縁部には、半導体装置５が接続される電極２ａが設けられている。半導体装置５の実装に際しては、電極２ａ上にＡＣＦ３が貼着され、この上にバンプ１９’が形成された半導体装置５が実装ヘッド４によって実装される。
【００２６】
この実装過程においては、図６（ｂ）に示すように実装ヘッド４を下降させて、半導体装置５のバンプ１９’を電極２ａに対して押圧するとともに、実装ヘッド４に備えられた加熱手段によって半導体装置５をＡＣＦ３に含まれる樹脂接着材の熱硬化温度まで加熱する。そして押圧と加熱とを所定時間保持することにより、ＡＣＦ３が熱硬化し、図６（ｃ）に示すように半導体装置５はガラス基板２に実装される。
【００２７】
この加熱後に熱硬化温度から降温する際には、ＡＣＦ３は冷却によって収縮する。また硬化反応が進むとＡＣＦ３は硬化収縮する。そしてこの収縮により半導体装置５及びガラス板２Ａには圧縮方向の応力が発生するが、半導体装置５はガラス板２Ａの厚み寸法の１／５以下の厚さの半導体チップ１１ａを低弾性係数の樹脂２２によって補強部材２１ａに接合した構造となっていることから、ＡＣＦ３の収縮に追従して容易に収縮する。
【００２８】
したがって、ＡＣＦ３の収縮によってガラス板２Ａに作用する圧縮応力が軽減され、ガラス板２Ａの縁部の面外変形が防止され、変形に起因する接合信頼性の低下および製品完成後の表示品質の低下を防止することができる。
【００２９】
なお上記実施の形態では、半導体チップ１１ａを補強部材２１ａで補強した構成の半導体装置５をガラス板２Ａに実装した構成の表示パネルの例を示したが、補強部材２１を有しない半導体チップをガラス板に直接実装する場合にあっても、本発明を適用することができる。
【００３０】
またガラス板２Ａに半導体装置５を実装するための接着材としてＡＣＦ（異方性導電材）３を例に説明したが、絶縁性の樹脂を用いてもよい。
【００３１】
さらに本実施の形態の半導体装置５は、半導体ウェハ１１の状態で補強部材２１を接合しているが、予め機械研磨とプラズマ処理により薄化した半導体チップ１１ａを補強部材２１もしくは個片に分割された補強部材２１ａに接合してもよい。この場合、半導体ウェハ１１のダイシング工程は、プラズマ処理後でも機械研磨前（先ダイシング工法）でもよい。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、表示用の基板に実装されるドライバ用の半導体装置は機械研磨により薄化され、また研磨によって生じたダメージ層は除去されているので、接合部に発生する表示パネルの変形を防止して、表示品質および信頼性を向上させることができる。また低弾性係数の樹脂を介して半導体チップの上面に補強部材が接合されているので、容易に収縮変形に追従できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の表示パネルの斜視図
【図２】本発明の一実施の形態の表示パネルの製造方法のフロー図
【図３】本発明の一実施の形態の表示パネルの製造方法の工程説明図
【図４】本発明の一実施の形態の表示パネルの製造方法の工程説明図
【図５】本発明の一実施の形態の表示パネルの製造方法の工程説明図
【図６】本発明の一実施の形態の表示パネルの製造方法の工程説明図
【図７】従来の表示パネルの製造方法における半導体装置の実装の工程説明図
【符号の説明】
２  ガラス基板
２Ａ  ガラス板
３  ＡＣＦ
５  半導体装置
１１  半導体ウェハ
１１ａ  半導体チップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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