(57)【要約】【課題】液晶パネル１の表示基板８ｂと駆動用ＩＣ４との間に導電性粒子ＡＣＦ１０を介在させ、ＡＣＦ１０中の絶縁性接着剤１２により表示基板８ｂと駆動用ＩＣ４とを機械的に接続するとともに、ＡＣＦ１０中の導電性粒子１１により表示基板８ｂ上のパッド７と駆動用ＩＣ４上のバンプ電極９とを電気的に接続するようにした液晶表示装置の基板接続構造において、接続信頼性と絶縁抵抗信頼性とを共に確保しながら、電極ピッチの縮小化に対応できるようにし、もって、高精細化および狭額縁化による液晶表示装置の高付加価値化に寄与できるようにする。【解決手段】駆動用ＩＣ４上の相隣るバンプ電極９，９間に、該バンプ電極９と略同じ高さの絶縁体１３を配置する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を有する回路基板と、突起状のバンプ電極を有する半導体基板との間に、絶縁性接着剤中に導電性粒子が分散されてなる異方性導電接着剤を介在させ、上記絶縁性接着剤により上記回路基板と上記半導体基板とを機械的に接続するとともに、上記導電性粒子により上記回路基板上の電極と上記半導体基板上のバンプ電極とを電気的に接続するようにした基板接続構造であって、
上記半導体基板上の相隣るバンプ電極間に、該バンプ電極と略同じ高さの絶縁体が配置されていることを特徴とする基板接続構造。
【請求項２】
請求項１記載の基板接続構造において、
絶縁体の硬度が、導電性粒子の硬度よりも小さいことを特徴とする基板接続構造。
【請求項３】
請求項１又は２記載の基板接続構造において、
導電性粒子の硬度が、バンプ電極の硬度よりも小さいことを特徴とする基板接続構造。
【請求項４】
請求項１，２又は３記載の基板接続構造において、
絶縁体は、相隣るバンプ電極間を横切る方向に長い平面形状をなしていることを特徴とする基板接続構造。
【請求項５】
請求項１，２，３又は４記載の基板接続構造を備えたことを特徴とする電子部品。
【請求項６】
請求項１，２，３又は４記載の基板接続構造を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
電極を有する回路基板と、突起状のバンプ電極を有する半導体基板との間に、絶縁性接着剤中に導電性粒子が分散されてなる異方性導電接着剤を介在させ、上記回路基板と上記半導体基板とを電極同士を対向させて挟圧することで、上記絶縁性接着剤により上記回路基板と上記半導体基板とを機械的に接続するとともに、上記導電性粒子により上記回路基板上の電極と上記半導体基板上のバンプ電極とを電気的に接続する接続工程を備えた電子部品の製造方法であって、
上記接続工程において、上記半導体基板として、相隣る上記バンプ電極間に該バンプ電極と略同じ高さの絶縁体が配置されてなる半導体基板を用いることを特徴とする電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バンプ電極を有するＩＣチップやＬＥＤチップなどの半導体基板と電極を有する回路基板とを異方性導電接着剤を用いてフェイスダウンボンディング接続するようにした基板接続構造に関し、特に、異方性導電接着剤中の導電性粒子によるバンプ電極間の短絡を防止する対策に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、携帯電話などの表示装置として、液晶表示装置が用いられていることは広く知られている。この液晶表示装置は、一対の基板の間に液晶層が挟持されてなる液晶パネルを有しており、一対の基板のうち、ＩＣ搭載部を有する表示基板（回路基板）には、表示信号および走査信号を供給するための半導体基板としての液晶駆動用ＩＣ回路基板（半導体基板。以下、駆動用ＩＣという）が実装されている。
【０００３】
上記駆動用ＩＣの実装構造としては、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ　Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｐａｃｋａｇｅ）を用いた構造が一般に知られているが、近年では、低コスト，高信頼性，薄形化などの観点から、駆動用ＩＣを表示基板にベアチップ実装するようにしたＣＯＧ（ＣｈｉｐＯｎ　Ｇｌａｓｓ　）方式が見られるようになってきており、このＣＯＧ方式の中でも、駆動用ＩＣの電極を突起状のバンプ電極に形成し、このバンプ電極と、表示基板のＩＣ搭載部上に形成されたパッド（ボンディングパッド）とをフェイスダウンボンディング接続するようにした接続構造が一般的である。そして、ＣＯＧ方式の接続構造としては、駆動用ＩＣのバンプ電極を半田にて形成し、これを溶融してＩＣ搭載部のパッドと接続するようにしたものなどもあるが、近年では、バンプ電極をＡｕなどの金属により形成し、異方性導電接着剤によりパッドと接続するようにした接続構造が主流となっている。
【０００４】
異方性導電接着剤とは、絶縁性接着剤中に導電性粒子を拡散させてなるものであって、異方性導電接着剤中の導電性粒子が、バンプ電極とパッドとの間に挟み込まれることで、駆動用ＩＣと液晶パネルとの間に導通が得られるようになっている。したがって、異方性導電接着剤を用いた接続構造では、両基板間の接続ピッチが駆動用ＩＣにおけるバンプ電極の高さのみに依存し、また、相隣るバンプ電極間に絶縁性接着剤が充填されるため、バンプ電極間に十分な絶縁性を容易に確保できるなどの利点を有している。
【０００５】
ここで、液晶パネルの表示基板に駆動用ＩＣをフェイスダウンボンディング接続するようにした従来の基板接続構造について具体的に説明する。
【０００６】
図６は、バンプ電極５９，５９，…を有する従来の駆動用ＩＣ５４の平面図を示している。また、図７〜図８は、異方性導電接着剤として、絶縁性接着剤６２に均一サイズの導電性粒子６１，６１，…が混在されてなるＡＣＦ６０（Ａｎｉｓｏｔｏｒｏｐｉｃ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｆｉｌｍ）と呼ばれる異方性導電膜を用いてフェイスダウンボンディング接続するようにした表示基板５８と駆動用ＩＣ５４との従来の接続構造を示しており、表示基板５８と駆動用ＩＣ５４との間に、ＡＣＦ６０が介在している。表示基板５８上のパッド５７と、駆動用ＩＣ５４上のバンプ電極５９との間には、このＡＣＦ６０に含まれる導電性粒子６１，６１，…が挟まれており、各導電性粒子６１の周囲には、絶縁性接着剤６２が充填されている。
【０００７】
このようなＡＣＦ６０を用いた基板接続構造では、まず、表示基板５８にＡＣＦ６０が圧着され、次いで、表示基板５８と駆動用ＩＣ５４との位置合わせが行われ、その後、圧着ツール５６にて、駆動用ＩＣ５４側より加熱圧着が施される。このように加熱圧着されることで、パッド５７とバンプ電極５９との間の導電性粒子６１，６１，…は、パッド５７およびバンプ電極５９間に挟まれて厚み方向に弾性変形（扁平）し、その周りの絶縁性接着剤６２が硬化することで、変形状態を保持したまま固定されることとなる。その結果、パッド５７とバンプ電極５９との導通が確保され、電気的接続が実現される。また、硬化した絶縁性接着剤６２にて、表示基板５８と駆動用ＩＣ５４との機械的接続も実現される。
【０００８】
尚、このような導電性粒子を弾性変形させて両電極間の導通を確保するようにした接続構造は、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−２０６８７４号公報（第１頁、図１）
【特許文献２】
特開平５−７４８５０号公報（第１頁、図１）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年では、液晶表示装置の高精細化ないし狭額縁化に伴い、電極の配設ピッチを縮小化することが進んでおり、このことから、上記従来の接続構造では、図９に模式的に示すように、相隣るバンプ電極５９，５９間において、導電性粒子６１、６１，…が繋がるような現象が生じ、その結果、電極５９，５９同士が短絡してしまうという問題がある。
【００１１】
尚、これに対しては、例えば、特許文献２に記載されているように、ＴＡＢ式半導体装置とガラス基板との接続に当り、半導体装置上のバンプ電極（リード）周りに、バンプ電極の高さよりも高い凸部を設け、これにより、半導体装置表面のバンプ電極部分に所定深さ（５〜１０μｍ）の凹部が形成されるようにする一方、ガラス基板上の電極を上記凹部の深さと同じ寸法の厚さに形成しておき、凹部内にのみ異方性導電接着剤が充填されるようにすることで、導電性粒子がバンプ電極間に分散してバンプ電極同士がショートするのを防止するようにした技術が知られているが、このものでは、ガラス基板を半導体装置に加圧する際に、凸部が邪魔になって両電極間にギャップを生じる虞れがあり、そのような場合には、導電性粒子を十分に弾性変形させることができないために相対向する電極間の確実な電気的接続が得られにくいという別の問題がある。
【００１２】
本発明は、斯かる点に鑑みて成されたものであり、その主な目的は、異方性導電接着剤により回路基板と半導体基板とを機械的に接続するとともに回路基板上の電極と半導体基板上のバンプ電極とを電気的に接続するようにした液晶表示装置などにおける基板接続構造において、半導体基板上の隣り合うバンプ電極同士が、異方性導電接着剤中の導電性粒子により短絡するのを回避できるようにし、もって、相隣る電極間における絶縁抵抗信頼性と、相対向する電極間の電気的接続の確実性とを損なうことなく、電極ピッチの縮小化に対応できるようにすることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成すべく、本発明では、半導体基板上のバンプ電極間に、該バンプ電極と略同じ高さの絶縁体を配置し、このことで、両電極間に介在する導電性粒子の分散を防止するとともに、該導電性粒子を弾性変形させる際に絶縁体が邪魔にならないようにした。
【００１４】
具体的には、請求項１の発明では、電極を有する回路基板と、突起状のバンプ電極を有する半導体基板との間に、絶縁性接着剤中に導電性粒子が分散されてなる異方性導電接着剤を介在させ、上記絶縁性接着剤により回路基板と半導体基板とを機械的に接続するとともに、上記導電性粒子により回路基板上の電極と半導体基板上のバンプ電極とを電気的に接続するようにした基板接続構造を前提としている。
【００１５】
そして、上記半導体基板上のバンプ電極間には、該バンプ電極と略同じ高さの絶縁体が配置されているものとする。
【００１６】
これにより、回路基板と半導体基板とが互いに圧着される際に、回路基板上の電極と半導体基板上のダンプ電極との間に介在する導電性粒子は、絶縁体により分散が抑制され、しかも、絶縁体の邪魔を受けずに弾性変形できることとなる。
【００１７】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、絶縁体の硬度が、導電性粒子の硬度よりも小さくされているものとする。
【００１８】
これにより、絶縁体と回路基板との間に介在する導電性粒子は、該絶縁体および回路基板間に挟まれたときに、絶縁体の硬度が導電性粒子の硬度と同じないしそれよりも高い場合に比べて、扁平状に変形しにくく、よって、複数の導電性粒子が扁平化して繋がることによるバンプ電極間の短絡は生じにくくなる。
【００１９】
請求項３の発明では、請求項１および２の発明において、導電性粒子の硬度が、バンプ電極の硬度よりも小さくされているものとする。
【００２０】
これにより、回路基板上の電極と、半導体基板上のバンプ電極との間に介在する導電性粒子は、該両電極間に挟まれたときに、導電性粒子の硬度がバンプ電極の硬度と同じないしそれよりも高い場合に比べて、扁平状に変形しやすく、よって、両電極間の電気的接続が確実化する。
【００２１】
請求項４の発明では、請求項１〜３の発明において、絶縁体は、隣接するバンプ電極間を横切る方向に長い平面形状をなしているものとする。
【００２２】
これにより、回路基板上の電極と半導体基板上のバンプ電極との間に介在する導電性粒子が該バンプ電極に隣接するバンプ電極との間に分散することが効率よく抑制される。
【００２３】
請求項５の発明では、電子部品として、請求項１〜４の発明に係る基板接続構造を備えているものとする。
【００２４】
これにより、導電性粒子によるバンプ電極間の短絡の少ない高集積度の電子部品が得られる。
【００２５】
請求項６の発明では、液晶表示装置として、請求項１〜４の発明に係る基板接続構造を備えているものとする。
【００２６】
これにより、導電性粒子によるバンプ電極間の短絡の少ない高精細ないし狭額縁の液晶表示装置が得られる。
【００２７】
請求項７の発明では、電子部品の製造方法として、電極を有する回路基板と、バンプ電極を有する半導体基板との間に、絶縁性接着剤中に導電性粒子が分散されてなる異方性導電接着剤を介在させ、回路基板と半導体基板とを電極同士を対向させて挟圧することで、絶縁性接着剤により回路基板と半導体基板とを機械的に接続するとともに、導電性粒子により回路基板上の電極と半導体基板上のバンプ電極とを電気的に接続する接続工程を備えていることを前提としている。
【００２８】
そして、上記の接続工程において、半導体基板として、バンプ電極間に該バンプ電極と略同じ高さの絶縁体が配置されてなる半導体基板を用いるようにする。
【００２９】
これにより、請求項１の発明の場合と同様の作用効果が得られる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００３１】
図２は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の要部の構成を模式的に示す平面図であり、この液晶表示装置では、ＣＯＧ方式にて液晶パネルにベアチップ実装される駆動用ＩＣ（液晶駆動用ＩＣ回路基板）を、該駆動用ＩＣの有する突起状のボンディング用バンプ電極（以下、バンプ電極という）と、液晶パネル側の表示回路基板（以下、表示基板という）上のボンディングパッド（以下、パッドという）とがフェイスダウンボンディング接続されている。
【００３２】
液晶パネル１は、大小一対の基板８ａ，８ｂ間に図外の液晶層が封入されてなっていて、小さい方の基板８ａの形状に合わせるように表示部２が形成されている。大きい方の基板８ｂは、上記の表示基板であり、この表示基板８ｂにおいて、表示部２の領域からはみ出した部分は、液晶駆動用ＩＣ搭載部３（以下、ＩＣ搭載部という）とされており、駆動用ＩＣ４は、このＩＣ搭載部３に実装されている。また、ＩＣ搭載部３には、データ信号線および走査信号線を生成する基になる信号や電源を外部回路から供給するためのフレキシブル配線基板５（以下、ＦＰＣという）も接続されている。
【００３３】
ＩＣ搭載部３には、図示は省略するが、上記の信号配線に接続された複数のパッドと、駆動用ＩＣ４に信号および電源を入力するための複数の入力配線と、これら入力配線の信号出力端に電気的に接続された複数のパッドと、上記入力配線の信号入力端に電気的に接続された複数のＦＰＣ入力端子とがそれぞれ形成されており、上記のＦＰＣ５は、ＦＰＣ入力端子に電気的に接続されている。
【００３４】
一方、駆動用ＩＣ４には、ＩＣ搭載部３上の信号配線に接続するパッドおよび入力配線の各信号出力端に接続するパッドにそれぞれ対応するように、図３の平面図に示す如く、複数のバンプ電極９が形成されている。また、表示基板８ｂのＩＣ搭載部３と駆動用ＩＣ４との間には、絶縁性接着剤１２に導電性粒子１１が混合されてなる異方性導電接着剤としてのＡＣＦ１０が介在しており、絶縁性接着剤１２により駆動用ＩＣ４と表示基板８ｂとが機械的に接続されているとともに、導電性粒子１１により駆動用ＩＣ４上のバンプ電極９と該バンプ電極９に対応するＩＣ搭載部３上のパッド７とが電気的に接続されている。
【００３５】
そして、本実施形態では、図１に示すように、駆動用ＩＣ４上の各バンプ電極９，９間には、それぞれ、該バンプ電極９と略同じ高さの絶縁体１３が配置されている。
【００３６】
具体的には、各絶縁体１３は、図４（ａ）〜同図（ｃ）の各平面図にそれぞれ一例を示すように、矩形状，菱形状および楕円状など、相隣るバンプ電極９，９間を横切る方向（同各図の上下方向）に延びる平面形状をなしていて、バンプ電極状の突起物に形成されている。
【００３７】
絶縁体１３としては、一例として、絶縁材バンプ電極と同じ導電材料からなる突起物の表面を樹脂などの絶縁材により覆うようにしたものや、絶縁材のみからなるものであってもよく、そのような絶縁材の例としては、耐熱性のあるポリスルホンポリフェニレンサルファイド，ポリエーテルスルホン，ポリエーテルイミド，ポリイミド系の樹脂などが挙げられる。
【００３８】
また、上記各絶縁体１３の硬度は、表示基板８ｂ上のパッド７の硬度よりも低くなされており、さらに、ＡＣＦ１０中の各導電性粒子１１の硬度は、駆動用ＩＣ４上の各バンプ電極９の硬度よりも小さくなされている。
【００３９】
上記のように構成された基板接続構造の作用を説明する。まず、表示基板８ｂ上にＡＣＦ１０を圧着し、次いで、表示基板８ｂと駆動用ＩＣ４との位置合わせを行い、その後、図５の側面図に模式的に示すように、圧着ツール６にて、駆動用ＩＣ４を表示基板８ｂ側に押圧しつつ加熱して該表示基板８ｂに加熱圧着し、この加熱圧着により、パッド７とバンプ電極９との間に介在する導電性粒子１１のうちの一部は、樹脂流動に伴って分散しようとし、残部は、パッド７およびバンプ電極９間に挟まれて扁平状に変形しようとする。
【００４０】
このとき、上記一部の導電性粒子１１，１１，…は、絶縁体１３により、該バンプ電極９に隣接するバンプ電極９との間に分散することが抑制されるので、バンプ電極９，９間における導電性粒子１１，１１，…の繋がりは生じにくい。
【００４１】
また、絶縁体１３の硬度がバンプ電極９の硬度よりも低く、しかも、絶縁体１３の高さがバンプ電極９の高さと略同じであるので、バンプ電極９とパッド７との間にギャップが生じにくい。よって、上記残部の導電性粒子１１，１１，…は、十分に変形してバンプ電極９とパッド７とを電気的に接続する。
【００４２】
一方、バンプ電極９およびパッド７間以外の領域のうち、絶縁体１３と表示基板８ｂとの間では、絶縁体１３の硬度が導電性粒子１１の硬度よりも低いので、導電性粒子１１，１１，…は、絶縁体１３と表示基板８ｂとの間に挟まれても変形しにくい。よって、絶縁体１３および表示基板８ｂ間の導電性粒子１１，１１，…がバンプ電極９，９同士を短絡させるという事態は抑えられる。
【００４３】
以上のようにして、絶縁性接着剤１２が硬化することにより、図１に示したように、表示基板８ｂと駆動用ＩＣ４とが機械的に接続するとともに、パッド７とバンプ電極９との電気的に接続が固定されることとなる。
【００４４】
したがって、本実施形態によれば、液晶パネル１の表示基板８ｂと駆動用ＩＣ４との間にＡＣＦ１０を介在させ、ＡＣＦ１０中の絶縁性接着剤１２により表示基板８ｂと駆動用ＩＣ４とを機械的に接続するとともに、ＡＣＦ１０中の導電性粒子１１，１１，…により表示基板８ｂ上のパッド７，７，…と駆動用ＩＣ４上のバンプ電極９，９，…とを電気的に接続するようにした液晶表示装置の基板接続構造として、駆動用ＩＣ４上の相隣る各バンプ電極９，９間に、該バンプ電極９と略同じ高さの絶縁体１３を配置するようにしたので、導電性粒子１１，１１，…によるパッド７とバンプ電極９との間の電気的接続の確実性を維持しつつ、それら導電性粒子１１，１１，…によるバンプ電極９，９間の短絡を低減することができる。この結果、接続信頼性と絶縁抵抗信頼性とを共に確保しながら、高精細化および狭額縁化を図る上で不可欠な電極ピッチの縮小化に対応することが可能となり、よって、高付加価値を有する液晶表示装置の実現に寄与することができる。
【００４５】
尚、上記の実施形態では、液晶表示装置における液晶パネル１の表示基板８ｂと駆動用ＩＣ４との接続構造について説明しているが、本発明は、種々の電子部品における基板接続構造に適用することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明に係る基板接続構造、および請求項７の発明に係る電子部品の製造方法によれば、異方性導電接着剤を用いて回路基板と半導体基板とを接続するようにした基板接続構造において、バンプ電極間における異方性導電接着剤中の導電性粒子が繋がってバンプ電極同士を短絡させるのを抑えることができ、しかも、電極とバンプ電極との間の導電性粒子を絶縁体に邪魔されることなく扁平状に変形させることができ、よって、バンプ電極間における絶縁抵抗信頼性と、相対向する電極間の電気的接続の確実性とを損なうことなく、電極ピッチの縮小化にすることが対応できる。
【００４７】
請求項２の発明によれば、導電性粒子が絶縁体および回路基板により挟まれたときに扁平状に弾性変形するのを回避することができるので、該導電性粒子がバンプ電極同士を短絡させるように繋がるのを防止することができ、よって、バンプ電極間における絶縁抵抗信頼性を高めることができる。
【００４８】
請求項３の発明によれば、導電性粒子が電極およびバンプ電極に挟まれた導電性粒子を扁平状に容易に弾性変形させることができるので、両電極間の電気的接続のさらなる確実化を図ることができる。
【００４９】
請求項４の発明によれば、電極およびバンプ電極間の導電性粒子が、隣接するバンプ電極との間に分散するのを効率よく抑制することができ、よって、請求項１の発明による効果を効率よく得ることができる。
【００５０】
請求項５の発明に係る電子部品によれば、バンプ電極間における絶縁抵抗信頼性と、相対向する電極間の電気的接続の確実性とを損なうことなく、電極ピッチの縮小化による高集積化に対応することができる。
【００５１】
請求項６の発明に係る液晶表示装置によれば、バンプ電極間における絶縁抵抗信頼性と、相対向する電極間の電気的接続の確実性とを損なうことなく、高精細化および狭額縁化を図る上で不可欠な電極ピッチの縮小化にすることができ、よって、液晶表示装置の高付加価値化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置における液晶パネルの表示基板と駆動用ＩＣとの接続構造を模式的に示す側面図である。
【図２】液晶表示装置の要部の構成を示す平面図である。
【図３】駆動用ＩＣのバンプ電極側の面を示す平面図である。
【図４】矩形状（ａ），菱形状（ｂ）および楕円状（ｃ）の各絶縁体の平面形状を示す平面図である。
【図５】駆動用ＩＣが表示基板に押圧されるときの状態を模式的に示す側面図である。
【図６】液晶表示装置において液晶パネルの表示基板に接続される従来の駆動用ＩＣのダンプ電極側の面を示す平面図である。
【図７】従来の接続構造において駆動用ＩＣが表示基板に押圧されるときの状態を模式的に示す図５相当図である。
【図８】表示基板と駆動用ＩＣとの従来の接続構造を模式的に示す図１相当図である。
【図９】電極ピッチの縮小化に伴う従来の接続構造の問題を模式的に示す図１相当図である。
【符号の説明】
４　液晶駆動用ＩＣ回路基板（半導体基板）
７　ボンディングパッド（電極）
８　表示回路基板（回路基板）
９　ボンディング用バンプ電極（バンプ電極）
１０　ＡＣＦ（異方性導電接着剤）
１１　導電性粒子
１２　絶縁性接着剤
１３　絶縁体
【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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【図８】
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【図９】
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