(57)【要約】【課題】異方性導電膜（ＡＣＦ）を介して互いに接続させる電極間の導電粒子の捕捉数を向上させるとともに、隣接する電極間のショートを防止する。【解決手段】ＩＴＯ電極５（第１電極）が形成されたＴＦＴ基板１０に、ＡＣＦ８を貼り付け、次いでＡＣＦ８上に熱硬化性樹脂ペースト１１を塗布する。熱硬化性樹脂ペースト１１は、未硬化状態でＡＣＦ８よりも粘度が低い。その後、ＴＦＴ基板１０に、ＡＣＦ８および熱硬化性樹脂ペースト１１を介して、バンプ６（第２電極）を有する駆動ＩＣ７を熱圧着する。【選択図】図３
2008028081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）表面上に電極が形成された第１基板に、異方性導電膜を貼り付ける工程と、
（ｂ）前記異方性導電膜上に硬化性樹脂ペーストを塗布する工程と、
（ｃ）前記第１基板に第２基板あるいは半導体素子を重ね合わせ、前記硬化性樹脂ペーストを硬化する工程とを備える
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記硬化性樹脂ペーストの粘度が、前記異方性導電膜の粘度よりも低い
ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
表面上に電極が形成された第１基板と、
前記第１基板上に形成された異方性導電膜と、
前記異方性導電膜上に、硬化性樹脂ペーストを塗布して実装された第２基板あるいは半導体素子とを備える
ことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置およびその製造方法に関し、特に、異方性導電膜を用いて電極同士を接続するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
絶縁性の接着樹脂中に導電性の微細粒子（導電粒子）を分散させた異方性導電膜（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）は、基板と半導体素子、あるいは基板同士の接続に広く使用されている。ＡＣＦを用いて形成される代表的なデバイスの一つとして液晶表示装置が挙げられる。液晶表示装置は、２枚の透明な絶縁性基板の間に液晶を挟持した表示パネルに駆動回路を接続し、当該表示パネルを照明装置上に重ねたものである。
【０００３】
例えばアクティブ素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin-Film Transistor）を用いた液晶表示装置では、２枚の透明な絶縁性基板の一方の基板（ＴＦＴ基板）上に複数のＴＦＴがマトリクス状に配列される。通常、ＴＦＴ基板はもう一方の基板（ＣＦ（Color filter）基板）よりも大きく、それらを重ね合わせる際には、ＴＦＴ基板の一部がＣＦ基板から張り出したかたちになる。ＴＦＴ基板上の複数のＴＦＴの各々には１つずつ画素が接続しており、駆動回路がそれら各ＴＦＴのＯＮ／ＯＦＦを制御することによって特定の画素に画像信号を送ることができる。
【０００４】
またＴＦＴ基板上には、各ＴＦＴのソース電極に接続し、画像信号を入力するためのソース配線が形成される。一般にソース配線は、ＴＦＴ基板の短辺に対して平行に、ＴＦＴ基板の長辺側の端部（ＣＦ基板からから張り出した部分）にまで引き出され、その端部付近においてソース用の駆動回路（ソースドライバ）を接続するための電極パッド（以下、単に「パッド」と称することもある）を有している。ＴＦＴ基板上にはさらに、各ＴＦＴのゲート電極に接続し、ＴＦＴをＯＮ／ＯＦＦを切り替える制御信号を入力するためのゲート配線が形成される。当該ゲート配線は、ＴＦＴ基板の長辺に平行に（即ち、上記のソース配線に対して直交するように）、ＴＦＴ基板の短辺側の端部（ＣＦ基板からから張り出した部分）にまで引き出され、その端部付近においてゲート用の駆動回路（ゲートドライバ）を接続するためのパッドが形成されている。
【０００５】
例えば、ＴＦＴ基板上にＣＯＧ（Chip On Glass）実装方式により駆動回路を実装する場合には、上記のパッド上にＡＣＦを介して駆動回路のＩＣ（Integrated Circuit ）が実装される。ＡＣＦは、駆動回路のＩＣ（駆動ＩＣ）をＴＦＴ基板上に機械的に固定すると共に、当該駆動ＩＣの下面に形成されたバンプ（突起電極）とＴＦＴ基板上面のパッドと間を電気的に接続する。先に述べたように、ＡＣＦは絶縁性の接着樹脂とその中に分散した導電粒子とから成っており、ＴＦＴ基板と駆動ＩＣとの機械的な接続が接着樹脂により行われる一方で、駆動ＩＣのバンプと基板上のパッドとの間に導電粒子が挟まれて捕捉されることによりバンプとパッドとの間の電気的接続が成されるのである。
【０００６】
近年、表示画像の高精細化の要求から、表示パネルに搭載される駆動ＩＣの出力ピン数は急速に増加している。また駆動ＩＣの製造コストの削減を図るため駆動ＩＣの外形はシュリンクされており、ピン数の増加と相まってバンプの狭ピッチ化はいっそう進んでいる。また駆動ＩＣのバンプの狭ピッチ化が進むにつれ、バンプの面積は小さいものへと変化してきた。そうなると、ＡＣＦ内の導電粒子が駆動ＩＣのバンプと基板上のパッドとの間に捕捉される数が少なくなるため、バンプとパッドとの間の接続不良が発生しやすくなる。
【０００７】
その対策としては、ＡＣＦ中の導電粒子の密度を高くし、導電粒子がバンプとパッドとの間に捕捉される確率を上げることが考えられる。しかし導電粒子の密度を高くすると、今度はＡＣＦ中で導電粒子の凝集が発生し、凝集した導電粒子を通して隣接バンプ間がショートするといった不具合が発生する。
【０００８】
この導電粒子の捕捉確率の向上と導電粒子の凝集の防止とを両立させる手法としては、導電粒子が配合された第１層と導電粒子を含まない（接着樹脂のみの）第２層とから成る２層構造のＡＣＦを用いる手法がある（例えば、特許文献１）。
【０００９】
例えばＴＦＴ基板と駆動ＩＣとの接続に２層構造のＡＣＦを用いる場合、導電粒子を含む第１層がＴＦＴ基板側、導電粒子を含まない第２層が駆動ＩＣ側になるように、当該ＡＣＦをＴＦＴ基板に貼り付け、それを介して駆動ＩＣをＴＦＴ基板に熱圧着する。このとき第２層は、駆動ＩＣのバンプにより押し出されて当該バンプとＴＦＴ基板上のパッドとの間から排出される。その結果、バンプとパッドとの間に第１層中の導電粒子が捕捉される。また上記の第２層の排出に伴って、バンプ同士の間の余剰な導電粒子の一部も排出されるので、隣接バンプ間のショートは防止される。
【００１０】
このように２層構造のＡＣＦを採用することによって、接着樹脂中の導電粒子の密度を過度に高くすることなく、バンプとパッド間の導電粒子の捕捉数を向上させることができるので、バンプとパッド間の接続不良の防止と隣接バンプ間のショートの防止の両立させることができる。
【００１１】
【特許文献１】再表００／０３３３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし２層構造のＡＣＦを採用した場合であっても、駆動ＩＣをＴＦＴ基板に圧着する際、導電粒子を含まない第２層を介して導電粒子を含む第１層に圧力が加わると、第１層が薄く広がってバンプとパッドとの間の導電粒子の数が減少する。その結果、バンプとパッド間における導電粒子の捕捉数が減少し、導電粒子の密度が低い場合と同様に接続不良の問題が生じ得る。
【００１３】
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、基板上にＡＣＦを用いて半導体素子あるいは他の基板を熱圧着する際に、当該ＡＣＦを介して電気的に接続させる電極間の導電粒子の捕捉数を向上させるとともに、隣接する電極間のショートを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、（ａ）表面上に電極が形成された第１基板に、異方性導電膜を貼り付ける工程と、（ｂ）前記異方性導電膜上に硬化性樹脂ペーストを塗布する工程と、（ｃ）前記第１基板に第２基板あるいは半導体素子を重ね合わせ、前記硬化性樹脂ペーストを硬化する工程とを備えるものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、第１基板に第２基板あるいは半導体素子を重ね合わせる際に、異方性導電膜が押し広げられることがないので、電極上に捕捉される異方性導電膜中の導電粒子の数の減少が抑制される。従って、良好な電気的接続が得られるため、隣接電極の間のショートも防止することができる。また、硬化性樹脂ペーストの硬化後においては、第１基板と第２基板あるいは半導体素子との間に、異方性導電膜が硬化した層と硬化性樹脂ペーストが硬化した樹脂層との２層構造が介在することになる。従って、２層構造のＡＣＦを用いた場合と同様の作用により、隣接電極の間のショートを防止する効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１〜図３は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程図である。これらの図を参照し、本発明に係る半導体装置の製造方法について説明する。ここでは、ＡＣＦを用いて、表面に電極パッドが形成された絶縁基板上に、バンプ（突起電極）を有する半導体素子を熱圧着する例を説明する。図１〜図３においてはより具体的な例として、液晶表示パネルを構成するＴＦＴ基板上のソース配線の電極パットに、半導体素子である駆動ＩＣ（ソースドライバＩＣ）を熱圧着する場合を示している。即ち、図１〜図３は、ＴＦＴ基板の長辺側の端部の断面を示している。
【００１７】
まず、電極パッドを有するソース配線が形成されたＴＦＴ基板１０を用意する。図１の如く、この例のＴＦＴ基板１０においては、絶縁基板１上に第１絶縁膜２を介してソース配線３が形成されている。ソース配線３上は、それを保護するための第２絶縁膜４に覆われているが、ソース配線３と駆動ＩＣとの接続領域上の第２絶縁膜４はエッチングにより除去されており、その領域にソース配線３が露出している。このソース配線３の露出部分の上に透明導電膜であるＩＴＯ（Indium Tin Oxide）５が形成され、当該ＩＴＯ５が絶縁基板１側の電極パッド（第１電極）となる。以下、電極パッドとしてのＩＴＯ５を「ＩＴＯ電極」と称する。
【００１８】
本実施の形態においては図１の如く、用意したＴＦＴ基板１０の上面（ＩＴＯ５が形成されている側の面）に異方性導電膜（ＡＣＦ）８を貼り付ける。先に述べたように、ＡＣＦ８は接着樹脂８０内に導電粒子８１が分散されて成っている。本発明でいうＡＣＦとしては、接着樹脂の中に微細粒子を分散させたものに限定されることなく、導電性の貫通孔を有する多孔質フッ素樹脂フィルムなども適用することができる。
【００１９】
次いで図２に示すように、ＡＣＦ８の上に、導電粒子を含んでいないペースト状の熱硬化性樹脂（熱硬化性樹脂ペースト）１１を塗布する。この熱硬化性樹脂ペースト１１としては、その未硬化状態での粘度がＡＣＦ８の未硬化状態での粘度（実質的には接着樹脂８０の未硬化状態での粘度）よりも低いもの（即ち流動性が高いもの）が使用される。本実施の形態においては、硬化性樹脂ペーストとして熱硬化性のものを用いた例について示したが、例えば光硬化性の樹脂ペーストを用いることも可能であり、その場合も同様の効果を奏することができる。
【００２０】
そして、塗布された熱硬化性樹脂ペースト１１の上から、図３のようにバンプ６（第２電極）を有する駆動ＩＣ７を、ＴＦＴ基板１０に圧着させる。上記のように、ＡＣＦ８および熱硬化性樹脂ペースト１１の未硬化状態では、熱硬化性樹脂ペースト１１がＡＣＦ８よりも粘度が低い。そのため、駆動ＩＣ７をＴＦＴ基板１０に押圧するときには、ＡＣＦ８が（バンプ６が圧入する部分を除いて）押し広げられることなく、余剰の熱硬化性樹脂ペースト１１が駆動ＩＣ７の下から外へ排出され、その残りが駆動ＩＣ８とＡＣＦ８との間に残る。このときバンプ６とＩＴＯ電極５間にＡＣＦ８中の導電粒子８１が挟まれることにより電気的な導通が発現する。そして加熱ツール（不図示）により加熱、加圧することにより、ＡＣＦ８の接着樹脂８０および熱硬化性樹脂ペースト１１が硬化する。その結果、バンプ６とＩＴＯ電極５間に導電粒子８１が捕捉された状態で、駆動ＩＣ７がＴＦＴ基板１０上に保持されるので、ＩＴＯ電極５とバンプ６との間の導通が保たれる。以上により、駆動ＩＣ７のＴＦＴ基板１０への熱圧着工程が完了する。
【００２１】
上記のように本実施の形態においては、駆動ＩＣ７をＴＦＴ基板１０に押圧するときには、ＡＣＦ８が押し広げられることなく、余剰の熱硬化性樹脂ペースト１１がＩＣの下から外へ排出される。つまりＡＣＦ８の膜厚は、駆動ＩＣ７がＴＦＴ基板１０に圧着される前後でほぼ同じに保たれる。よって、バンプ６とＩＴＯ電極５との間の導電粒子８１の数の減少が防止され、その間での導電粒子８１の捕捉数の減少が抑えられる。従って、ＡＣＦ８内の導電粒子８１の密度を極度に上げることなく、バンプ６とＩＴＯ電極５との間で良好な電気的接続が得られるため、隣接するバンプ６の間のショートも防止することができる。
【００２２】
また、熱圧着後においては、図３のようにＴＦＴ基板１０上のＡＣＦ８と駆動ＩＣ７との間に熱硬化性樹脂ペースト１１が硬化した樹脂層が残存する。つまり駆動ＩＣ７とＴＦＴ基板１０との間が、全てＡＣＦ８によって充填されるのではなく、導電粒子８１を含むＡＣＦ８の層と導電粒子８１を含まない熱硬化性樹脂ペースト１１の層の２層の樹脂層により充填されることになる。従って、結果的に２層構造のＡＣＦを用いた場合と同様に、隣接するバンプ６間の導電粒子８１の数は１層構造のＡＣＦの場合に比べて少ない。本発明ではその点においても、隣接するバンプ６の間のショートを防止する効果が得られる。熱硬化性樹脂ペースト１１の端面はＡＣＦ８の端面と揃える必要はないため、塗布の仕方に熟練が要求されない。またここでは、塗布された熱硬化性樹脂ペースト１１の面積は、駆動ＩＣ７の面積と同程度であり、熱硬化性樹脂ペースト１１の使用量を少量で済ますことができる。
【００２３】
図４は、本発明を用いたＣＯＧ実装方式により駆動ＩＣを実装する小型のＴＦＴ液晶表示装置の構成例を示す図である。同図において、図３に示したものと同様の機能を有する要素には同一符号を付してある。ＴＦＴ基板１０とＣＦ基板１２との間に液晶が挟まれている。ＣＦ基板１２表面およびＴＦＴ基板１０裏面には、偏光板１３が貼られている。ＴＦＴ基板１０上には、画素へ信号を供給するための配線が形成されており、パネル端部におけるＴＦＴ基板１０が張り出した部分に当該配線に信号を入力するためのパネル電極（パッド）が配置され、当該パネル電極上にＡＣＦ８が貼られる。そして当該ＡＣＦ８の上に熱硬化性樹脂ペースト１１が塗布され、この熱硬化性樹脂ペースト１１の上に駆動ＩＣ７が実装されている。駆動ＩＣ７のパネル端側には、駆動ＩＣ７へ信号を入力するためのＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）１４が配置されている。ＦＰＣ１４は、ＡＣＦ１５を介してＴＦＴ基板１０上の配線と接続されている。図示は省略するが、ＴＦＴ基板１０の張り出し部分には、これら駆動ＩＣ７、ＡＣＦ８，１５およびＦＰＣ１４の上から防湿樹脂を塗布してもよい。ここでは、熱硬化性樹脂ペースト１１を、ＡＣＦ８よりも広い面積にわたって塗布した。ＡＣＦ８からはみ出た部分の熱硬化性樹脂ペースト１１は駆動ＩＣ７とＴＦＴ基板１０との固定を強固なものにする。この場合も、ＡＣＦ８の端面と熱硬化性樹脂ペースト１１の端面とは揃える必要がなく、塗布に熟練を要しない。
【００２４】
以上のように、本発明によればＴＦＴ基板１０上にＡＣＦ８を用いて駆動ＩＣ７を熱圧着する際に、バンプ６上のＩＴＯ電極５と駆動ＩＣ７のバンプ６との間の導電粒子の捕捉数を向上させることができると共に、隣接するバンプ６間のショートを防止することができる。
【００２５】
なお、本実施の形態においては、液晶表示パネルのＴＦＴ基板と駆動ＩＣとの熱圧着工程を例にして説明したが、本発明の適用はこれに限られるものではない。例えば、液晶表示パネルではなくエレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子を用いた表示パネルの製造工程に適用してもよい。また半導体素子と絶縁基板間の接続に限らず、半導体素子と回路基板間の接続や、回路基板同士の接続など、電極間をＡＣＦを用いた熱圧着工程が含まれるあらゆる技術に応用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程図である。
【図４】本発明に係る半導体装置の製造方法を用いて形成されるＴＦＴ液晶表示装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  絶縁基板、２  第１絶縁膜、３  ソース配線、４  第２絶縁膜、５  ＩＴＯ（電極パッド）、６  バンプ、７  駆動ＩＣ、８，１５  ＡＣＦ、１０  ＴＦＴ基板、１１  熱硬化性樹脂ペースト、１２  ＣＦ基板、１３  偏光板、１４  ＦＰＣ、８０  接着樹脂、８１  導電粒子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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