(57)【要約】【課題】従来設備にて多ピン化、狭ピッチ化に対応できる安価なＴＣＰ、ＦＰＣを供給すると共にその製造方法を実現する。【解決手段】ピール強度を向上させる為に専用接続端子をランド形状の階段配置、又は、格子配置にして、接続ランド外形寸法幅をテスト可能なランドサイズとしてテスト端子、接続端子の兼用化できる構造とした。【選択図】　　図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の接続端子ランドが階段状、もしくは、格子状に配置され、各接続端子ランドへ配線された導体に絶縁膜が設けられた接続端子部を有するフレキシブルプリント基板と、前記フレキシブルプリント基板に実装された半導体素子と、を備えることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項２】
前記接続端子ランドを接続端子間電気検査用のランドと兼用化したことを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項３】
複数の接続端子ランドが階段状、もしくは、格子状に配置され、各接続端子ランドへ配線された導体に絶縁膜が設けられた接続端子部を有するフレキシブルプリント基板を形成する工程と、
前記フレキシブルプリント基板に半導体素子を実装する工程と、
前記フレキシブルプリント基板を、前記階段状もしくは、格子状に配置された接続端子ランドの最外部となる接続端子ランドの一部を切断することにより、半導体パッケージを前記フレキシブルプリント基板から分離する工程と、を有することを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【請求項４】
複数の接続端子ランドが階段状、もしくは、格子状に配置され、各接続端子ランドへ配線された導体に絶縁膜が設けられた接続端子部を有するフレキシブルプリント基板と、前記フレキシブルプリントフ基板に実装された半導体素子と、前記半導体素子からの出力信号を前記複数の接続端子ランドから入力して駆動される電子部品と、を備えることを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子部品に実装されるフレキシブルプリント基板（以後、ＦＰＣと称す）、又は、半導体素子が搭載されたテープキャリアパッケージ（以後、ＴＣＰと称す）の構造およびその実装構造体、製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器のディスプレイとして用いられるプラズマパネルや液晶パネルなどの表示パネルは、表示画面となるガラス基板上に薄膜の金属材料で並列配線が施され、そこにフレキシブルなフィルム上に金属材料にて並列配線を施した基板（以後、ＦＰＣと称す）又は、ＦＰＣ上に半導体素子を搭載されたフィルムデバイス（テープキャリアパッケージ：以後、ＴＣＰと称す）をシート又は、テープから抜き金型にて所定の形状にて裁断したものを以下の方法で圧着する。ガラス基板側に異方性導電膜（以後、ＡＣＦと称す）を貼りつけ、ガラス側とＦＰＣ側の位置合わせマークを画像認識してＦＰＣ又は、ＴＣＰをガラス側のＡＣＦ上に８０℃前後で加熱しながら圧着し、仮付けを行う。次に本圧着では、再度フィルム側から２００℃前後にて加熱加圧しながらＡＣＦ内の導電粒子を潰して電気的導通を得て接続するが通常である。以下に、図を用いて前者の内容を説明する。
【０００３】
図１のようにガラス基板１の縁部に並列に形成された端子２があり、ＴＣＰ４等の配線板の端子５は、ガラス基板縁部の端子２と同一形状寸法にて形成されている。そのガラス基板の配線上にＡＣＦ３を貼りつけ、さらにＴＣＰ４を図２のガラス基板側位置合わせマーク６および配線板位置合わせマーク７を画像処理しながら端子２および５熱圧着にて接続している。この時ＴＣＰは、半導体素子８をＴＣＰ４に接続した後、半導体素子８の動作確認として図３のランド９を利用して検査を行う。このランド９は、半導体メーカ並びにＴＣＰテープを製作するメーカでも検査用パッドとして両者で流用しているが、パネル端子としては専用の端子５を有している為このランドは使用していない。図３のＴＣＰ４は、ＴＣＰテープ１から所定の金型にて打ち抜かれたものであり、１１は、半導体メーカやＴＣＰテープメーカにおいて使用されたランド９を残した廃棄テープフィルム部となるＴＣＰ４の抜き後である。所定の形状に打ちぬかれたＴＣＰ４は、ガラス基板１の端子２上にＡＣＦ３を熱圧着にて貼りつけ、ガラス基板側位置合わせマーク６並びＴＣＰ側位置合わせマーク７を画像認識し、ＴＣＰ４のフィルム側から加熱しＡＣＦ３の接着剤部を融解して硬化させる。その際、加圧している為ＡＣＦ内部の導電性粒子は押し潰されてＡＣＦ粒子を介してガラス基板側端子２とＴＣＰ側５を電気的に導通させることが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図４は、ＡＣＦを省略したガラス基板１とＴＣＰ、又は、ＦＰＣ側の端子４の接続部断面でありその拡大図である。従来の接続部パターンは、図１、図４のように並列で均等に配置されており、ガラス基板側の端子２の上面にＦＰＣ又はＴＣＰの端子４を合わせＡＣＦにて貼り合わせる訳であるが、近年、両者を接合する端子間ピッチは狭ピッチ化、さらに、実装効率向上の為多ピン化の傾向になってきた。その為、狭ピッチ、多ピン化における製造上の問題が発覚してきた。
【０００５】
狭ピッチ化された接続端子の問題は、第一としてピール強度の不足である。これは、回路基板、又は、電子部品付き回路基板をフィルムシートあるいは、フィルムテープから離脱させる為に金型にて打ち抜き、その際の打ち抜き抵抗によって、狭ピッチで形成されたパターンがフィルムからささくれ状態ではがれ、隣接するパターン配線部に接触し、ガラス基板へＴＣＰ、ＦＰＣを実装した後電気的短絡不具合を発生していた。図５に、その短絡不具合となるフィルム基板から端子が剥がれた状態を示した。図５の１２、１３は、端子２の金型にて打ち抜く際に端子剥がれを起こしたものであり、表示不良を起こす原因の一つであった。
【０００６】
第２として、パターンを有する回路基板同士の接続には、図６のように接着剤に導電性粒子１５が混入された異方性導電フィルム１４を用い、導電性粒子を押し潰して電気的導通をさせている。そのため、狭ピッチで形成されたパターンを有する回路基板同士の接続において、両者の端子の接続信頼性を確保するためには、両者端子の接触面内に導電性粒子１５を両端子間に出来るだけ多く捕捉する必要性がある。すなわち、両者端子の位置あわせは接続信頼性に影響を及ぼすために、ＦＰＣのパターン製造精度、フィルム材料特性等に高難度な要求および保管管理が必要である。
【０００７】
第３として、端子の狭ピッチ化により従来使用される面積内で高密度の多ピン配置を実施することが可能になり、配線部や接合部を顕微鏡等で外観を人為的に検査していたが、近年、電気的に短絡、断線等の不良判別を実施するために各端子にテスト用ランドを設けようになってきた。各端子に接続してあるテスト用ランドは、表示素子に実装する電子部品としては不要な為、ＦＰＣ、ＴＣＰは、端子からテストランドを切離し廃棄しており、多ピン化によるテストランドの配置面積は、実際、使用するＴＣＰ、ＦＰＣの面積よりも大きくなり、ＴＣＰ、ＦＰＣの部材コストを圧迫するようになってきた。
【０００８】
上述した各課題に対して、本発明によれば、打ち抜きの際のパターン剥離防止および、それに伴う接続不良、狭ピッチ化による基板同士の接続精度の低減、部材費コストの低減を目的とした半導体素子パッケージを含む電子部品およびその製造方法が提供できる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した第一の課題に関して、ピール強度を向上させる為に専用接続端子をランド形状の階段配置、又は、格子配置にして、接続ランド外形寸法幅をテスト可能なランドサイズとしてテスト端子、接続端子の兼用化できる構造とした。
【００１０】
また、第二の課題に関して、各ランドへの配線ピッチをエッチング可能な配線ピッチとして、さらに接続されるランド以外に有機絶縁性なる樹脂等にて印刷法又は、フォトリソグラフ法を用いて被膜し接続端子間ピッチの拡大化したＴＣＰおよびガラス基板用の接続端子構造とした。
【００１１】
さらに、第三の課題に関して端子兼用化による基材の使用範囲の低減化行う構造とした。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の半導体パッケージは、複数の接続端子ランドが階段状、もしくは、格子状に配置され、各接続端子ランドへ配線された導体に絶縁膜が設けられた接続端子部を有するフレキシブルプリント基板と、フレキシブルプリント基板に実装された半導体素子と、を備えることとした。
【００１３】
さらに、接続端子ランドを接続端子間電気検査用のランドと兼用化したこととした。
【００１４】
また、本発明による半導体パッケージの製造方法は、複数の接続端子ランドが階段状、もしくは、格子状に配置され、各接続端子ランドへ配線された導体に絶縁膜が設けられた接続端子部を有するフレキシブルプリント基板を形成する工程と、フレキシブルプリント基板に半導体素子を実装する工程と、フレキシブルプリント基板を、階段状もしくは、格子状に配置された接続端子ランドの最外部となる接続端子ランドの一部を切断することにより、半導体パッケージをフレキシブルプリント基板から分離する工程と、を有する。
【００１５】
また、本発明の電子装置は、複数の接続端子ランドが階段状、もしくは、格子状に配置され、各接続端子ランドへ配線された導体に絶縁膜が設けられた接続端子部を有するフレキシブルプリント基板と、フレキシブルプリントフ基板に実装された半導体素子と、半導体素子からの出力信号を複数の接続端子ランドから入力して駆動される電子部品と、を備える。
【００１６】
本発明の要部を図７に基づいて説明する。図７は、ＴＣＰ、又は、ＦＰＣ側の接続端子の平面拡大図である。図示するように接続端子をランド形状し、さらにランド配線１７は、エッチング可能な最小ピッチで配線するが、その際、２次的不良である外部応力等による断線、位置ずれ、ゴミなどによる短絡などの発生を押さえるために有機絶縁膜１６を設けて配線１７を保護した。この時、ガラス基板側にも同様に接続ランド以外のスペースを有機絶縁膜１６のような絶縁膜にて保護することで接続信頼性は向上させることができる。破線１９は、ＴＣＰ、又は、ＦＰＣ等の使用に適した所定の形状に裁断する為の裁断線である。所定の形状に金型などで裁断する際、最外部ランド１５−１の上で裁断された最外部ランド部は、他のランド１５と同一形状になる様にした。その結果、ランドの幅は従来の接続配線５より３倍の幅を持つこととなり、絶対ピール強度が向上した。
【００１７】
また、ＴＣＰ、ＦＰＣのサイズは、ＴＣＰの接続端子をランド形状にすることで従来必要とされていた並列均等な専用接続端子を廃止してテストランドと接続端子を兼用化することで縮小化が可能になった。接続端子のランド化は、ガラス基板とＴＣＰ、又は、ＦＰＣとの位置合わせ精度は、各ランドの左右方向においてラフピッチとなるため、高度な位置、外形寸法精度の必要性が無くなった。
【００１８】
以下の表１に、５４μｍピッチの時の接続端子長１．５ｍｍエリア内でのランドサイズ・位置ずれ許容量と段数との関係を示す。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
表１から、高度な接続位置寸法精度を必要としないことがわかる。
【００２１】
【実施例】
以下に、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【００２２】
先ず、接続端子とそれを構成するＴＣＰおよび表示パネルの端子との接続方法の第１実施例を説明する。本実施例の端子構造は、テスト用端子と接続端子が兼用化され階段状、または、格子状に配置された構造に関わるものである。５４μｍピッチの専用接続端子を５段とした接続ランドのレイアウト図を図７に、それを保有するＴＣＰを図８に、そのＴＣＰのランドとそれを接続する為の表示パネルの接続端子を図９に示した。
【００２３】
本発明のパッケージは、従来のアウターリードと呼ばれる専用接続端子を持たず、接続部分をランド形状にして、テスト端子としても使用できるようにした。そして、ランド１５の外形寸法は６３μｍ×２６０μｍとし、ランド１５−２は裁断線１９の位置にてＴＣＰを基材から裁断された時、前者ランド外形寸法に一致するよう打ち抜き位置精度を±１５０μｍと設定し、６３μｍ×４１０μｍとした。さらにランド１５−１もランド１５−２と同様に、有機絶縁膜１６をフォトリソグラフ、又は印刷方法を用いて半導体素子から接続端子ランド部までを被覆するようにした。ランド幅寸法拡大には、配線１７をエッチング可能な最小ピッチにする必要がある。従来では、テストランドへの配線部は有機絶縁膜１６に被覆されておらず、強制的に導電除塵ブラシ等を使用して埃、ゴミ等を取り除いていた。本発明によれば、配線１７を有機絶縁膜１６で被覆することで外部応力における機械的不良、断線又は、埃、ゴミ等による短絡、実装装置、材料の位置精度、繰り返し精度の劣化による短絡などの不良を防止することが可能になった。尚、ランド１５の幅と段数の関係は、前出の表１のようになり段数を増やすことでランド幅方向が増加することがわかる。ここで、配線１７には、導箔厚８μｍを使用しており、ミニマムピッチとして４０μｍを使用した。
【００２４】
前提条件にて作図した結果、段数の増加は、ランド幅を増加させることに寄与していることが判る。さらに、従来の配線幅１８μｍの位置ずれ寸法容量差を端子幅の１／２、即ち９μｍの接続ズレが生じた場合、従来品では、１３５００μｍ２　となり５０％減少となるが、接続端子幅を広げることによりズレ量９μｍは幅との比率関係であることからランド幅３５μｍ時に約２５％減少でしかない。よって、狭ピッチ接続に関しては、マシーン繰り返し精度が低下しても接続信頼性は確保できる。
【００２５】
このように段数を増加させる事でランド幅が増加する訳であり、横方向のズレに関して従来の管理方法で狭ピッチ接合と同様の端子を保有する図８のようなＴＣＰを供給することができた。裁断線１９に囲まれた本発明品２０と従来品２１は同一形状であるが、従来品２１より本発明品２０は、使用している外形寸法としてスプロケットホール２２を１個分縮小することができた。よって、基材の面積縮小の結果、コストを押さえることが出来た。
【００２６】
このように、接続ランドを導通検査用ランドとして使用することで従来使用された専用接続端子長のエリアを低減できるため、ＴＣＰの小型化が実現するとともに高密度実装への貢献、部材費の低減に貢献した。
【００２７】
本発明品も使用に際しては、従来どおり基材となるフィルムテープに図３のように搭載されている為、所定の金型等にてフィルムテープから切離する必要がある。従来、狭ピッチの専用接続配線を切断する時凸金型に対するＴＣＰデバイスのパターンの上下方向、刃の磨耗度、金型の凹凸型のクリアランス等に細心の注意を促していたが、本発明品では最外部ランド上を図９の１５−１のように切断するため、基材と接続導体であるランドは、従来の狭ピッチ品７５μｍ品の５倍以上の接続端子幅があり、それに伴い、密着強度も３倍から６倍の数値を得ることができた。さらに刃の磨耗度、ＴＣＰデバイスの金型による打ち抜き方向に注意を促す必要がなくなり、金型の寿命が延びる為生産性およびメンテナンスの費用削減に寄与した。従来品での専用接続端子の基材からの剥がれによる表示パネルへの実装後の短絡不良は、端子密着力の向上にてその不具合が解消され、実装歩留まりが上がり不良コストが大幅に低減できた。
【００２８】
次に、本発明品の使用方法および表示パネルとの接続方法を説明する。図８は表示パネル側端子２２とＴＣＰ、又は、ＦＰＣ端子２４の間にＡＣＦ２３を示したものである。表示パネル側にもＴＣＰ端子ランド１５と対応するように表示パネル端子ランド２５が存在し、さらに端子への配線２６が同様に施されている。表示パネル端子エリア２２上にＡＣＦ２３を貼りつけ、その後、表示パネル側の位置合わせマーク６とＴＣＰ側位置合わせマーク７を画像処理し、両端子の位置合わせ終了後、ＡＣＦ２３を介在して、ＴＣＰ端子エリア２４上を加熱圧接して各端子の接合が完了する。この端子接続時、従来の実装設備を使用しているために、同様同等の端子接続位置ずれが生じる。しかしながら、ＴＣＰ接続端子ランドに隣接した配線１７には、有機絶縁膜１６が図８で示したように被覆されているため配線同士の短絡現象が起こることはない。さらに表示パネル端子ランドに隣接する配線２６にもＴＣＰ接続端子ランドに隣接した配線１７と同様に配線上部に絶縁膜を施せば、さらに位置ズレ等による短絡現象不良を回避でき都合がよい。このようにしてＡＣＦ接合における狭ピッチ多ピン化における接合技術が、従来の装置を改造なくして供給できるようになった。
【００２９】
図１１は、表示パネル側接続端子ランド２５とＴＣＰ、又は、ＦＰＣ側接続端子ランド１５の両接続端子が、ＡＣＦ粒子５−２によって接続された断面図である。図１１のように接続端子面以外は、ＴＣＰ、ＦＰＣ側有機絶縁膜１６によりＴＣＰ、ＦＰＣ側配線１７を被覆し、さらに、表示パネル側配線２６もＴＣＰ側配線１７と同様に被膜され端子同士の接触に対して絶縁されている。即ち、絶縁されていない両端子面のみにＡＣＦ粒子５−２が接触し、ＡＣＦの樹脂によって接続状態を維持することができる。
【００３０】
図１２は、絶縁膜を省略した接続ランド面積一定の場合の接続端子ランドのブロックレイアウトである。前者のように接続端子ランド間を完全に絶縁膜にて孤立させた場合、図１２のように接続端子面積を一定とした接続端子ランドの配列が可能になり更なる高密度な接続端子ランド配置が可能となる。この時の各端子サイズは以下の表２に示す通りであり、５４μｍピッチの専用接続端子を有する接続品よりも数段低難度な接合を可能にすることができる。ここで、ＴＣＰ、又は、ＦＰＣの場合の接続端子ランド３２は、所定の形状に裁断された後７０μｍになる様にしなければならない。
【００３１】
【表２】
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【００３２】
尚、上記の表２に設計された各条件は以下の通りである。
ランド端子配列長３４：　８１５μｍ
端子間ギャップ３３　：　５０μｍ
配線ピッチ１７　　　：　４０μｍ
よって、専用接続端子５４μｍピッチ品での端子幅は２２μｍであり、長さ１０００μｍ、面積２２０００μｍ２　であるが、位置ずれ許容値がリード幅の半分、即ち、１１μｍずれた場合、面積も半分の１１０００μｍ２となるが、本発明品では、１１μｍのズレが生じても１５８００μｍ２となる。そのため、従来品よりもＡＣＦの導電粒子の捕獲確立が高くなり、接続の接続信頼性向上につながった。
【００３３】
【発明の効果】
このように、接続ランドを導通検査用ランドとして使用することで従来使用された専用接続端子長のエリアを低減できるため、ＴＣＰの小型化が実現するとともに高密度実装への貢献、部材費の低減が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】表示パネルとＴＣＰの接続を説明する斜視図である。
【図２】表示パネルとＴＣＰの構造を示す斜視図である。
【図３】ＴＣＰのパッケージ形態を示す斜視図である。
【図４】表示パネルとＴＣＰの接続部を拡大して示す斜視図である。
【図５】ＴＣＰの接続部の不良を説明する斜視図である。
【図６】ＡＣＦ接合を説明する断面図である。
【図７】本実施例の接続端子部を示す概要図である。
【図８】本発明と従来の打ちぬき形状を比較する模式図である。
【図９】本発明の打ちぬきを説明する斜視図である。
【図１０】本発明の接続構造を説明する拡大斜視図である。
【図１１】本発明によるＡＣＦ接合を説明する模式断面図である。
【図１２】本発明による接端子ユニット部の詳細図である。
【符号の説明】
１　表示パネル
２　表示パネル側接続端子
４　テープキャリアパッケージ
５　テープキャリアパッケージ側専用接続端子
６　表示パネル側位置合わせマーク
７　テープキャリアパッケージ側位置合わせマーク
８　半導体素子（ＩＣチップ）
９　テープキャリアパッケージテープ
１０　電気テスト専用端子
１１　テープキャリアパッケージ裁断孔
１５　テープキャリアパッケージ側接続端子
１６　有機絶縁膜
１７　テープキャリアパッケージ側第一接続端子ランド配線
１８　接続端子ランド間ギャップ
１９　外形裁断ライン
【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】
2004095756.tif 000012
【図９】
2004095756.tif 000013
【図１０】
2004095756.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
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