(57)【要約】【課題】  集積回路チップ（ＩＣ）１とフィルム基板４との間に発生する気泡１３の寸法を容易に確認すること。【解決手段】  配線基板２０は、フィルム基板４と、フィルム基板４の一方面に形成された第１配線パターン３０とを少なくとも有する。第１配線パターン３０の端部には接続端子３２が形成され、接続端子３２にＩＣ１のバンプ２が接続されることにより、配線基板２０上にＩＣ１が実装される。配線基板２０は、フィルム基板４の他方面に形成され、かつＩＣ１の実装領域内に形成された気泡計測用パターンを有する。気泡計測用パターンは、マトリクス状に配置された複数の開口８を有する膜６により構成されている。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、前記絶縁基板の一方面に形成された第１配線パターンとを少なくとも有しており、前記第１配線パターンの端部に形成された接続端子に集積回路チップのバンプが接続されることにより、前記集積回路チップが実装される配線基板であって、
前記絶縁基板の他方面に形成され、かつ前記集積回路チップの実装領域内に形成された気泡計測用パターンを有する配線基板。
【請求項２】
前記絶縁基板の他方面に形成され、かつ前記集積回路チップの前記実装領域以外の領域に形成された第２配線パターンをさらに有する、請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記集積回路チップと前記絶縁基板との間に、異方性導電膜または硬化材が介在する、請求項１に記載の配線基板。
【請求項４】
前記気泡計測用パターンは、可視光の透過率が異なる複数の領域を含む膜により形成されている、請求項１に記載の配線基板。
【請求項５】
前記気泡計測用パターンは、マトリクス状に配置された複数の開口を有する膜により形成されている、請求項１に記載の配線基板。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の配線基板と、前記集積回路チップとを有する電子回路素子。
【請求項７】
請求項６に記載の電子回路素子を有する表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線パターンを有するフィルム基板などの絶縁基板に、各種の集積回路チップ（以下、「ＩＣ」ともいう）、例えばドライバ、メモリ、コントローラ、グラフィックス等のベアチップがフェイスダウン実装される配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話型等の電子機器の小型化および多機能化に伴ってＩＣの高密度実装が急速に進んでおり、実装密度を上げるために、フィルム基板の両面に配線パターンを形成した配線基板が採用されている。フィルム基板の両面に配線パターンが形成された配線基板が例えば特許文献１に記載されている。
【０００３】
図７は特許文献１に記載された配線基板の模式的な底面図であり、図８はその模式的な断面図である。特許文献１に記載された配線基板１００は、フィルム基板４と、フィルム基板４の両面にそれぞれ形成された表面配線パターン３０および裏面配線パターン３１とを有する。表面配線パターン３０の端部には、ＩＣ１のバンプ２に接続される接続端子３２が形成されている。ＩＣ１が搭載される領域を除いて、表面配線パターン３０を覆うようにレジスト５が印刷され、表面配線パターン３０がレジスト５により保護されている。同様に、フィルム基板４の裏面全面にもレジスト７が印刷され、レジスト７により裏面配線パターン３１が保護されている。
【０００４】
特許文献１に記載された配線基板１００では、ＩＣ接続部における配線基板の厚みを一定にして接続不良を減少させるために、フィルム基板４の裏面で、ＩＣ１を実装するエリア全体を含む領域の全面にダミーパターン１６が形成されている。また、ＩＣ１とフィルム基板４との間にアンダーフィル樹脂１４を注入し硬化させることにより、ＩＣ１のバンプ２と接続端子３２との電気的接続が保持されている。
【０００５】
一方、フィルム基板上へのＩＣのフェイスダウン実装方法としては、異方性導電膜（ＡＣＦ；Anisotropic Conductive Film ）を用いた接続と、Ａｕ−Ｓｎ金属共晶接合とが主流となっている。ＡＣＦを用いてＩＣを実装する場合、フィルム基板またはＩＣにＡＣＦを仮付けし、ＩＣとフィルム基板とを位置合わせして、両者を加圧する。このとき、フィルム基板とＡＣＦとの間に水分や気体が入り込むことがある。また、Ａｕ−Ｓｎ金属共晶接合においても、ＩＣとフィルム基板との間にアンダーフィル樹脂を注入する際に気体を巻き込むことがある。熱圧着時またはリフロー加熱工程において、ＩＣとフィルム基板との間の水分や気体が熱膨張して気泡となる。発生した気泡の寸法がある大きさ以上になると、ＩＣとフィルム基板との接続信頼性が妨げられる。したがって、発生した気泡の寸法を熱圧着やリフロー加熱工程終了後に確認することが大切である。
【０００６】
しかし、特許文献１に記載された配線基板１００では、ＩＣ１を実装するエリア全体を含む領域の全面にダミーパターン１６が形成されているので、配線基板の裏面側から目視により確認することができず、Ｘ線検査などが必要となる。また、フィルム基板の裏面にダミーパターンや配線パターンが形成されていない場合であっても、発生した気泡がＩＣとフィルム基板の接続信頼性を妨げる寸法であるかを確認するには、計測器やテンプレート判定が必要である。さらに、Ｘ線検査や計測器、テンプレート判定は、確認が困難であったり、工程が煩雑であったりなど製造コストを上昇させる要因となる。
【特許文献１】特許第３０２６２０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的はＩＣとフィルム基板との間に発生する気泡の寸法を容易に確認することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、絶縁基板の裏面であって集積回路チップ（ＩＣ）の実装領域内に気泡計測用パターンを形成した配線基板を提供することにより、上記課題を解決する。具体的に説明すると、本発明の配線基板は、絶縁基板と、前記絶縁基板の一方面に形成された第１配線パターンとを少なくとも有しており、前記第１配線パターンの端部に形成された接続端子にＩＣのバンプが接続されることにより、前記ＩＣが実装される配線基板であって、前記絶縁基板の他方面に形成され、かつ前記ＩＣの実装領域内に形成された気泡計測用パターンを有する。
【０００９】
気泡計測用パターンは、気泡の寸法が接続信頼性を妨げる寸法以上であるか否かを判断するためのパターンを有する。これにより、配線基板の裏面側から観察することによって、ＩＣと配線基板との間に発生する気泡の寸法を気泡計測用パターンにより目視確認することができる。したがって、気泡の寸法が接続信頼性を妨げる寸法以上であると観察者が判断した場合には、その配線基板を製造ラインから除くことができる。すなわち、電気的な接続検査を行なう前に異常を発見することができるので、次工程への流出防止が可能となる。また、バンプと接続端子とを接続する際の加圧や加熱処理の条件設定に対して、素早くフィードバックすることができる。
【００１０】
本発明の配線基板は、配線パターンが絶縁基板の一方面だけでなく、絶縁基板の両面に形成された構成を含む。すなわち、本発明の配線基板は、絶縁基板の他方面に形成された第２配線パターンをさらに有していても良い。第２配線パターンは、前記ＩＣの前記実装領域以外の領域に形成されていることが好ましい。第２配線パターンがＩＣの実装領域以外の領域に形成されていることにより、言い換えれば第２配線パターンがＩＣの実装領域内に形成されていないことにより、ＩＣの実装領域における配線基板の厚みを一定にすることができるので、ＩＣのバンプと接続端子との接続不良を減少させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＩＣとフィルム基板との間に発生する気泡の寸法を容易に確認することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明の配線基板を用いた電子回路素子および表示装置の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態では、表示装置として液晶表示装置を例にして説明するが、本発明の配線基板は、液晶表示装置のみならず種々の表示装置、例えば有機または無機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマディスプレイパネル、真空蛍光表示装置、電子ペーパーなどの各種表示装置に適用することができる。
【００１３】
図１は、実施形態の液晶表示装置を模式的に示す平面図である。この液晶表示装置は、液晶パネルＰと、液晶パネルＰの端部に接続されたフレキシブルプリント配線板ＦＰＣとを有する。フレキシブルプリント配線板ＦＰＣは、ＣＯＦ（Chip On Film）方式にて配線基板２０上にベアチップ実装される液晶駆動用ＩＣチップ（以下、「駆動用ＩＣ」という。）１を有する。
【００１４】
液晶パネルＰは、スイッチング素子が形成された素子基板と、素子基板に対向して配置された対向基板と、両基板間に介在する液晶層とを有する。両基板の液晶層側の面には、電極がそれぞれ形成されている。素子基板の面には、マトリクス状に配置された複数の画素電極が形成され、対向基板の面には、共通電極が形成されている。マトリクス状に配置された複数の画素電極は、それぞれの電圧印加を制御するＴＦＴ(Thin Film Transistor)に接続されている。ＴＦＴは、駆動用ＩＣ１に接続されたソース配線やゲート配線と接続されている。駆動用ＩＣ１からのゲート信号によって、ＴＦＴのスイッチングが制御され、マトリクス状に配置された複数の画素電極への電圧印加が制御される。これにより、画素ごとに液晶層の透過率が制御されて、階調表示が行われる。
【００１５】
本実施形態の電子回路素子としてのフレキシブルプリント配線板ＦＰＣは、配線基板２０に駆動用ＩＣ１がフェイスダウン実装された構造を有する。図２は駆動用ＩＣ１の実装領域およびその近傍における配線基板２０の模式的な底面図であり、図３は駆動用ＩＣ１の実装領域およびその近傍における配線基板２０の模式的な断面図である。
【００１６】
配線基板２０は、絶縁性を有するフィルム基板４と、フィルム基板４の両面にそれぞれ形成され、Ｃｕなどからなる配線パターン３０，３１とを有する。フィルム基板４は主にポリイミドからなる。駆動用ＩＣ１は、Ａｕからなる突起状のボンディング用バンプ電極（以下、「バンプ」という。）２を有している。駆動用ＩＣ１が実装される側のフィルム基板４の面（表面）には、コントロール基板（不図示）や液晶パネルＰに接続された配線パターン（以下「第１配線パターン」という。）３０が形成されている。駆動用ＩＣ１の実装領域内における第１配線パターン３０の端部には、駆動用ＩＣ１のバンプ２と接続され、Ｓｎメッキ処理された接続端子（Ｓｎメッキ端子）３２が形成されている。駆動用ＩＣ１の実装領域を除いて、エポキシ樹脂などからなるレジスト５がフィルム基板４上に形成されている。駆動用ＩＣ１と配線基板２０との間には硬化材２４が介在する。これにより、バンプ２と接続端子３２との接続が安定に保持される。
【００１７】
一方、駆動用ＩＣ１が実装される側に対して反対側のフィルム基板４の面（裏面）には、第１配線パターン３０がフィルム基板４の表面で交差するのを防ぐために、第１配線パターン３０の一部が裏面に迂回した配線パターン（以下「第２配線パターン」という。）３１が形成されている。図２に示すように、フィルム基板４の裏面の第２配線パターン３１は、バンプ２と接続端子３２との接続部（平面視において、バンプ２と接続端子３２が重なる領域）から離れて配置されている。第２配線パターン３１をバンプ２の接続部から離れて配置する理由は、第２配線パターン３１がバンプ２と接続端子３２との接続部の領域を横断した場合、第２配線パターン３１の厚み分（５〜３０μｍ程度）の高低差ができるので、バンプ２と接続端子３２との安定した接続が困難となるからである。
【００１８】
フィルム基板４の裏面であって、かつ駆動用ＩＣ１が実装される領域内には、気泡計測用パターンが形成されている。気泡計測用パターンは、マトリクス状に配置された複数の開口８を有する膜６により構成されている。膜６は第２配線パターン３１と同じ材料、例えばＣｕから形成されても良い。なお、特に問題がない場合には、第２配線パターン３１が膜６と接続していても良い。
【００１９】
本実施形態では、膜６はバンプ２の配置に沿った外周を有する四角形状であり、第２配線パターン３１と略同じ膜厚を有する。複数の開口８は駆動用ＩＣ１のバンプ２よりも内側に、言い換えればバンプ２に包囲された領域内に形成されている。開口８がバンプ２と重ならないように形成されているので、バンプ２と接続端子３２との接続部における配線基板２０の厚みが一定となり、接続不良を減少させることができる。
【００２０】
膜６はバンプ２と接続端子３２との接続部を少なくとも含む領域に形成されていれば良く、図２に示す態様に限定されない。例えば、駆動用ＩＣ１に重なる領域に膜６が形成されていても良い。この場合、バンプ２よりも外側に開口８がさらに形成されていても良い。
【００２１】
フィルム基板４の裏面には、弾力性のある絶縁被膜７が形成されている。絶縁被膜７として、例えばエポキシ樹脂などからなるレジストを用いることができる。絶縁被膜７は、フィルム基板４の裏側全面に形成され、第２配線パターン３１および膜６が絶縁被膜７に覆われている。フィルム基板４の裏面に弾力性のある絶縁被膜７が形成されているので、バンプ２のバンプ高さバラツキと接続端子３２の端子高さバラツキとによる圧力の不均一性が緩和される。したがって、バンプ２と接続端子３２とをより安定して接続させることができる。また、接続時に配線基板２０とステージとの間に異物をかみ込んだ場合の緩衝効果も得られる。
【００２２】
本実施形態の配線基板２０は、キャスティング法やアディティブ法などによってフィルム基板４に第１および第２配線パターン３０，３１や膜６を形成し、さらに印刷法などによりレジスト５および絶縁被膜７を形成することによって、製造することができる。なお、フォトリソグラフィ法によって、膜６に開口８を形成しても良い。
【００２３】
次に、配線基板２０に駆動用ＩＣ１をフェイスダウン実装する工程について説明する。異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いた接続方法では、接続端子３２を覆うように、フィルム基板４上にＡＣＦを貼り付け、駆動用ＩＣ１を位置合わせした後、ツール（不図示）で加熱加圧して駆動用ＩＣ１のバンプ２と接続端子３２とを接続する。異方性導電膜は、主成分がエポキシ樹脂の接着材と、接着材中に分散された金属膜被覆プラスチック微粒子とを有する。金属膜被覆プラスチック微粒子は、プラスチックビーズに金属メッキを施した導電粒子である。エポキシ樹脂は熱硬化型であり、接続温度１８０〜２１０℃で加熱加圧することによって、導電粒子がバンプ２と接続端子３２とで挟まれた状態となり、エポキシ樹脂中の接着材が熱硬化して電気的接続が保持される。
【００２４】
Ａｕ−Ｓｎ金属共晶接合による接続方法では、Ａｕからなるバンプ２を形成した駆動用ＩＣ１とＳｎメッキを施した接続端子３２とを４００℃で熱圧着して、Ｓｎメッキを溶融させて、Ａｕ−Ｓｎ共晶物により金属共晶接合する。駆動用ＩＣ１をフィルム基板４上に金属共晶接合した後に、駆動用ＩＣ１とフィルム基板４との隙間にエポキシ系樹脂などの絶縁性のアンダーフィル樹脂を注入し、接続部分を被覆して安定させる。
【００２５】
ＮＣＰ（Non Conductive Paste）またはＮＣＦ（Non Conductive Film ）を用いた低温接続方法では、配線基板２０上の駆動用ＩＣ１実装領域に、ＮＣＰ（粘性のある液状の絶縁樹脂）を塗布するか、あるいはＮＣＦ（フィルム状の絶縁樹脂）を貼り付ける。配線基板２０と駆動用ＩＣ１との位置合わせを行う。圧着ツール（不図示）を用いて、上記のＡｕ−Ｓｎ金属共晶接合の場合よりも低温の２００℃前後で加熱しながら加圧して、ＩＣ１のバンプ２とフィルム基板４の接続端子３２とを金属接合する。なお、ＳｎとＡｕの融点はそれぞれ２３２℃、１０６４℃であるので、接続時は両方とも溶融していない。
【００２６】
上記のいずれの接続方法においても、駆動用ＩＣ１とフィルム基板４との間に付着したした水分や入り込んだ気体が熱圧着時またはリフロー加熱工程において熱膨張して気泡が発生するおそれがある。
【００２７】
図４は駆動用ＩＣ１とフィルム基板４との間に気泡１３が発生した状態を示す模式的に示す断面図である。本実施形態の配線基板２０では、膜６が開口８を有するので、開口８がある領域と開口８がない領域とで可視光の透過率が異なる。言い換えれば、気泡計測用パターンは、可視光の透過率が異なる複数の領域を含む膜６により形成されている。これにより、観察者が配線基板２０の裏面側から観察することにより、気泡１３の存在を確認することができる。また、複数の開口８は所定のピッチでマトリクス状に配置されているので、気泡１３に重なる開口８の数を数えることにより、あるいは気泡１３と開口８の寸法を比較することにより、気泡１３の寸法を計測することができる。なお、非限定的に例示すれば、開口８のピッチは０．２μｍ以上０．４μｍ以下程度であり、開口８の径は０．１μｍ以上０．２μｍ以下程度である。
【００２８】
本実施形態では、複数の開口８を有する膜６が第２配線パターン３１と同じ材料（Ｃｕ）により形成されているが、膜６が第２配線パターン３１と異なる材料から形成されていても良い。例えば、膜６がカラーフィルタ材料やブラックマトリクスなどの非導電性材料から形成されていても良い。また、本実施形態では、膜６に開口を形成することにより、可視光の透過率が異なる複数の領域を膜６に形成しているが、これに限定されない。例えば、色調が異なる複数の領域を形成しても良い。
【００２９】
本実施形態では開口８の形状が円形状であるが、これに限定されない。図５および図６はそれぞれ本実施形態の変形例を模式的に示す底面図である。図５に示す配線基板３０は開口９の形状が四角形状であり、図６に示す配線基板４０は開口１０の形状が菱形状である。
【００３０】
また、本実施形態では複数の開口８が行方向および列方向に直線状に配置されているが、例えば、列方向に千鳥状に配置され、行方向に直線状に配置されていても良い。さらに、複数の開口８はバンプ２に囲まれた領域内に均等に配置されているが、気泡１３の発生する可能性が高い領域にのみ開口８を配置して、ＩＣ実装領域内で開口８が不均一に分布していても良い。
【００３１】
本実施形態によれば、熱膨張した気泡の寸法を視覚的に確認することができ、バンプ２と接続端子３２との接続信頼性が損なわれる寸法の気泡１３の入った配線基板２０を製造ラインから除くことができる。観察者により異常がないと判断された配線基板２０に、コンデンサや抵抗などのチップ部品、半導体パッケージをＳＭＴ（Surface Mount Technology）にて実装することにより、電子回路素子（ＦＰＣ）が製造される。さらに、ＡＣＦなどを用いて、フレキシブルプリント配線板ＦＰＣを液晶パネルＰの端部に接続する。以上の工程を経て、本実施形態の液晶表示装置が製造される。
【００３２】
以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せに、さらにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。例えば、上記実施形態ではＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置を例にして説明した。しかし、本発明の表示装置は、ＴＦＴなどの３端子素子だけでなく、ＭＩＭ(Metal Insulator Metal) などの２端子素子をスイッチング素子とするアクティブマトリクス型液晶表示装置であっても良い。また、本発明の表示装置は、アクティブ駆動型の表示装置だけでなく、パッシブ（マルチプレックス）駆動型の表示装置にも適用することができる。さらに、本発明の表示装置は、透過型、反射型、透過反射両用型のいずれのタイプの表示装置にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、液晶表示装置などの各種表示装置、携帯電話、携帯型ゲーム機器、電子手帳、携帯情報端末、音楽情報端末、映像情報端末などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施形態の液晶表示装置を模式的に示す平面図である。
【図２】駆動用ＩＣ１の実装領域およびその近傍における配線基板２０の模式的な底面図である。
【図３】駆動用ＩＣ１の実装領域およびその近傍における配線基板２０の模式的な断面図である。
【図４】駆動用ＩＣ１とフィルム基板４との間に気泡１３が発生した状態を示す模式的に示す断面図である。
【図５】実施形態の変形例を模式的に示す底面図である。
【図６】実施形態の変形例を模式的に示す底面図である。
【図７】特許文献１に記載された配線基板の模式的な底面図である。
【図８】特許文献１に記載された配線基板の模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１      駆動用ＩＣ
２      バンプ
４      フィルム基板
５      レジスト
６      膜
７      絶縁被膜（レジスト）
８，９，１０  開口
１３      気泡
１４      アンダーフィル樹脂
１６      ダミーパターン
２０，２１，２２    配線基板
２４      硬化材
３０      第１配線パターン（表面配線パターン）
３１      第２配線パターン（裏面配線パターン）
３２      接続端子
１００      配線基板
【図１】
2006302966.tif 000003
【図２】
2006302966.tif 000004
【図３】
2006302966.tif 000005
【図４】
2006302966.tif 000006
【図５】
2006302966.tif 000007
【図６】
2006302966.tif 000008
【図７】
2006302966.tif 000009
【図８】
2006302966.tif 000010