(57)【要約】【課題】ＩＣや半導体チップを高い信頼性で接続する。【解決手段】液晶表示装置のガラス基板１１には、ＩＣ回路の金属電極（バンプ）が上方から接続される電極部２０が形成されている。電極部２０は、金属配線２２に対応する部分の層間絶縁膜２３を開口し、その開口部分にランド状の電極パッド２５を形成することにより構成されている。ここで、本発明では、層間絶縁膜２３の開口部分よりも、電極パッド２５の平面形状を小さくしている。このことにより、電極部２０の周囲表面の平坦性を向上させる。【選択図】図４
2005070360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性を有する基板と、
上記基板上に形成された絶縁膜と、
上記基板内に形成された配線と、
上記配線に接続されており、外部装置の接続端子が上方から接続された導電性材料からなる電極パッドとを備え、
上記絶縁膜には、上記電極パッドが上方向に露出するように開口が形成されており、
上記電極パッドは、対応した位置に形成された開口よりも小さいこと
を特徴とする電気回路基板。
【請求項２】
上記絶縁膜上に形成された保護膜をさらに備え、
上記保護膜には、上記電極パッドが上方向に露出するように開口が形成されており、
上記保護膜の開口は、上記電極パッドよりも小さいこと
を特徴とする請求項１記載の電気回路基板。
【請求項３】
上記絶縁膜と上記電極パッドの膜厚が同一であること
を特徴とする請求項１記載の電気回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路装置（ＩＣ）や半導体ベアチップが接続される電極部を有する電気回路基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置では、装置の小型化を図るために、液晶表示部が形成されたガラス基板の周縁部分に、駆動回路や周辺回路等となる集積回路装置（ＩＣ）や半導体ベアチップを直接取り付けられている。
【０００３】
例えば、液晶表示部の周縁部分のガラス基板にＩＣを直接取り付ける場合、図１２（Ａ）に示すように、ＩＣ１０１には、接続端子となる突起状のバンプ１０２が底面部１０３に設けられている。一方、図１２（Ｂ）に示すように、液晶表示部２０１の周縁部分のガラス基板２０２には、上方向に露出した電極部２０３が形成されている。そして、図１２（Ｃ）に示すように、バンプ１０２を電極部２０３に対応した位置に配置した状態で、ＩＣ１０１を、異方性導電膜３０１を介して液晶表示部２０１に上方側から下側に向けて圧着する。このことにより、ＩＣ１０１が液晶表示部２０１の周縁部分に固定されるとともに、ＩＣ１０１の内部配線と液晶表示部２０１の内部配線とが接続される。
【０００４】
つぎに、液晶表示部の周縁部分に形成される電極部２０３の形成工程についてさらに詳細に説明をする。
【０００５】
図１３（Ａ）に示すように、液晶表示部が形成されたガラス基板２０２上には、層間絶縁膜２０４が形成されており、さらに、ガラス基板２０２と層間絶縁膜２０４との間には金属配線２０５が形成されている。電極部２０３を形成する場合、まず、層間絶縁膜２０４の一部分を開口して開口部２０６を形成し、開口部２０６から金属配線２０５を上方向に露出させる。続いて、図１３（Ｂ）に示すように、開口部２０６上に金属材料からなる電極パッド２０７を形成する。このとき、電極パッド２０７は、金属配線２０５と確実に接触するように、開口部２０６より大きい領域に形成される。すなわち、開口部２０６周縁部分の層間絶縁膜２０４を含めた位置に形成される。
【０００６】
続いて、図１３（Ｃ）に示すように、絶縁性を有する平坦化膜２０８を成膜した後、電極パッド２０７が形成された部分を開口することにより、電極部２０３が完成する。
【０００７】
ところで、以上のような従来の電極部２０３では、電極パッド２０７の周縁部分と、電極パッド２０７の中心部分との間に、段差（膜厚方向の位置の差、例えば図１４中Ａ１部分）が生じてしまうとともに、層間絶縁膜２０４上では電極パッド２０７の厚さの分だけ段差（例えば図１４中Ａ２の部分）が生じてしまう。通常、これらの段差をなくす目的で絶縁性の平坦化膜２０８などをコーティングしてはいるが、それでも完全に平坦化することは困難である（例えば、図１４中Ａ３部分）。
【０００８】
平坦化が完全にはされていない状態でＩＣ１０１のバンプ１０２を圧着して電極パッド２０７に接続した場合、電極パッド２０７とバンプ１０２との接合部分（例えば図１４中Ａ４部分）に膜厚方向の位置のずれが発生し、電気的な接合不良が生じてしまう。
【０００９】
また、従来の電極部２０３では、金属パッド２０７が層間絶縁膜２０４上まで張り出して形成されているので、隣り合う電極部２０３の電極パッド２０７同士が接触してしまったり（例えば図１４中Ａ５部分）、平面方向のわずかな位置ズレによって層間絶縁膜２０４や金属パッド２０７に傷がついたりするような不良が発生してしまったりし、製品の歩留りを下げたり信頼性を妨げたりする要因となっていた。さらに、金属パッド２０７が層間絶縁膜２０４上まで張り出して形成されていることにより、隣り合う電極部２０３間のピッチを制限してしまい、狭ピッチ化を図ることも困難であった。
【００１０】
また、近年、配線抵抗を減らすために配線パターンの膜厚及び電極パッドの膜厚が高くなってきている。このため、層間絶縁膜２０４上には電極パッド２０７の厚さの分だけ段差が生じているが、この段差がさらに大きくなってしまい、この結果、平坦化膜２０８上の凹凸部分の差が大きくなる（例えば図１４中Ａ３の部分）。このため、平坦化膜２０８のパターンが剥離するといった不良が発生してしまう要因となってしまっていた。
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−１６１１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、集積回路装置（ＩＣ）や半導体ベアチップを高い信頼性で接続することが可能な電極を有する電気回路基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る電気回路基板は、絶縁性を有する基板と、上記基板上に形成された絶縁膜と、上記基板内に形成された配線と、上記配線に接続されており、外部装置の接続端子が上方から接続された導電性材料からなる電極パッドとを備え、上記絶縁膜には、上記電極パッドが上方向に露出するように開口が形成されており、上記電極パッドは、対応した位置に形成された開口よりも小さいことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る電気回路基板は、上記絶縁膜上に形成された保護膜をさらに備え、上記保護膜には、上記電極パッドが上方向に露出するように開口が形成されており、上記保護膜の開口は、上記電極パッドよりも小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
以上のような本発明に係る電気回路基板では、絶縁膜に形成された開口よりも、電極パッドの平面方向の大きさが小さく形成されている。
【００１６】
このことにより本発明に係る電気回路基板では、上記絶縁膜の平坦化性を向上させることができ、この結果、例えば集積回路装置や半導体ベアチップを上方から取り付けて当該ＩＣ等と電気回路とを電気的に接続する場合に、取り付け不良を少なくし、高い信頼性で取り付けを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
発明を実施するための最良の形態として、本発明を適用したシステムディスプレイについて説明をする。
【００１８】
図１に本発明を適用したシステムディスプレイ１０の模式的な平面図を示す。
【００１９】
システムディスプレイ１０は、透明な絶縁性の基板である平板状のガラス基板１１と、当該ガラス基板１１上の中心部分に矩形状に形成された液晶表示部１２とを備えている。また、システムディスプレイ１０には、ガラス基板１１上の液晶表示部１２が形成されていない周縁部分に、電源が供給される電源ケーブル１３と、映像信号等のデータ信号を外部装置と送受信するためのフレキシブルケーブル１４とが接続されている。また、システムディスプレイ１０には、ガラス基板１１上の液晶表示部１２が形成されていない周縁部分に、電源を制御するための電源系制御用ＩＣ１６と、映像信号に応じて液晶表示部１２を駆動して画像を表示するための駆動用ＩＣ１５ａ，１５ｂ，１５ｃと、データを記憶するためのメモリＩＣ１７とが取り付けられている。さらに、フレキシブルケーブル１４上には、データ信号の入出力を制御するためのＩ／Ｏ制御ＩＣ１８が取り付けられている。
【００２０】
ここで、各種ケーブル１３，１４及び各種ＩＣ１５〜１８は、ガラス基板１１に対していわゆるフェイスダウン方式で機械的に取り付けられているとともに、内部の配線がガラス基板１１内に形成されている配線と内部配線電気的に接続されている。電気的な接続は、各種ケーブル１３，１４及び各種ＩＣ１５〜１８の裏面部分に設けられた突起状のバンプと呼ばれる接続端子が、図２に示すようなガラス基板１１やフレキシブルケーブル１４上の各ＩＣ等の取り付け位置に形成された複数の電極部２０に、上方から当接されることにより行われる。
【００２１】
つぎに、ガラス基板１１上に形成された電極部２０の形成工程について、図３、図４及び図５を参照して詳細に説明をする。なお、図３〜５の（Ａ）は、電極部２０の平面図を示し、図３〜５の（Ｂ）は、（Ａ）のＢ-Ｂ´線に沿った断面図を示し、図３〜図５の（Ｃ）は、（Ａ）のＣ-Ｃ´線に沿った断面図を示す。
【００２２】
まず、図３に示すように、ガラス基板１１上の電極部２０が配置される所定の位置に第１の電極パッド２１を形成する。第１の電極パッド２１は、システムディスプレイ１０の内部配線２２と接続されている。第１の電極パッド２１は、ガラス基板１１と熱膨張係数の整合がとれる、例えばＭｏ等の導電性を有する材料から構成されている。第１の電極パッド２１は、蒸着やエレクトロンビーム法などにより厚さ３０ｎｍ〜５００ｎｍに成膜された後、微細加工技術により幅３０μｍ〜４０μｍ程度に加工されることにより所定の位置に形成される。
【００２３】
続いて、絶縁性の膜である層間絶縁膜２３を第１の電極パッド２１の形成後のガラス基板１１上に成膜する。層間絶縁膜２３は、例えばＳｉＯＸやＳｉＮＸ等を主成分とする膜であり、例えばＣＶＤ法により厚さ約３００ｎｍ〜１μｍに成膜される。
【００２４】
続いて、層間絶縁膜２３の第１の電極パッド２１が形成されている位置（電極部２０が配置される所定の位置）を例えばエッチング技術により開口して開口部２４を形成し、開口部２４から下地となる第１の電極パッド２１を上方向に露出させる。なお、開口部２４からは、第１の電極パッド２１のみが露出するようにし、ガラス基板１１は露出させないようにするのが望ましい。
【００２５】
続いて、図４に示すように、開口部２４から露出している第１の電極パッド２１上に、第２の電極パッド２５を形成する。第２の電極パッド２５は、少なくとも開口部２４の開口部分より平面方向に小さいランド状に形成する。すなわち、第２の電極パッド２５の側壁部分と開口部２４の周縁部分の側壁との間に第１の電極パッド２１が露出した間隙領域２６が形成され、換言すると、第２の電極パッド２５は層間絶縁膜２３上に重ならないように形成される。第２の電極パッド２５は、例えば、Ａｌ等の導電性を有する材料から構成されている。第２の電極パッド２５は、例えば蒸着やエレクトロンビーム法などにより厚さ２００ｎｍ〜１０００ｎｍに成膜された後、例えばエッチング技術によりランド状に形成される。
【００２６】
なお、第２の電極パッド２５の膜厚方向の高さは、層間絶縁膜２３の高さとほぼ同一であることが望ましい。また、第１の電極パッド２１と第２の電極パッド２５の材料は、ＭｏとＡｌの組み合わせに限られない。第１の電極パッド２１の材料は、第２の電極パッド２５のエッチング時に影響を受けにくい材料であればよい。また、第２の電極パッド２５の材料としてＡｌを用いた場合、高純度Ａｌ以外に処理条件に応じてＳｉ，Ｃｕ，Ｎｄ、Ｔｉ等を数パーセント程度含んでいてもよい。
【００２７】
続いて、第２の電極パッド２５が形成された後のガラス基板１１上に、絶縁性を有する平坦化膜２７を成膜する。平坦化膜２７は、例えば、例えばＳｉＯＸ、ＳｉＮＸや有機絶縁膜等を主成分とする膜であり、例えばＣＶＤ法やスピンコート法により厚さ約３００ｎｍ〜１μｍに成膜され、成膜後に表面が平坦化処理される。
【００２８】
続いて、図５に示すように、平坦化膜２７の第２の電極パッド２５が形成されている位置（すなわち、電極部２０が配置される所定の位置）を例えばエッチング技術により開口して開口部２８を形成し、開口部２８から下地となる第２の電極パッド２５を上方向に露出させる。なお、開口部２８からは、ランド状に形成された第２の電極パッド２５の上面部分のみが露出するようにする。すなわち、第２の電極パッド２５の周縁の側壁部分は、平坦化膜２７に覆われているように開口部２８を形成する。このように開口部２８を形成すると、第２の電極２６の高さと層間絶縁膜２３との高さとがほぼ一致するように形成されているので、平坦化膜２７の表面に段差がなくなる。
【００２９】
以上の開口部２８の形成を終えると、システムディスプレイ１０のガラス基板１１上に電極部２０が形成される。
【００３０】
つぎに、ガラス基板１１の液晶表示部１２が形成されていない部分にＩＣを直接取り付ける方法について説明をする。
【００３１】
まず、図６に示すように、ガラス基板１１上におけるＩＣやケーブルコネクタの取り付け位置に、膜厚方向に対する導電性を有する粘着性の異方性導電膜（ＡＣＦ）３１を転写する。
【００３２】
続いて、図７に示すように、底面部３２に凸状のバンプ３３が設けられたＩＣ３４を、ガラス基板１１上の所定の位置に配置する。なお、バンプ３３はＩＣ３４内の配線に接続された金属材料からなる外部接続端子である。続いて、バンプ３３が対応する電極部２０に一致するようにガラス基板１１とＩＣ３４との相対位置を調整しながら、ＩＣ３４をガラス基板１１の上方から圧着する。
【００３３】
この結果、図８に示すように、電極部２０の底面部分に露出している第２の電極パッド２５の上面部分にバンプ３３の先端部分が当接して、第２の電極パッド２５とバンプ３３とが電気的及び機械的に接続される。そのため、ＩＣ３４内部の電気回路配線とシステムディスプレイ１０内の電気回路配線とが接続される。
【００３４】
なお、異方性導電膜３１は、ＩＣ３４とガラス基板１１とを機械的に固定するとともに、膜厚方向に対する高いインピーダンス特性を有しており高周波ノイズを除去することができる。
【００３５】
以上のようにシステムディスプレイ１０では、層間絶縁膜２３に形成された開口部よりも、第２の電極パッド２５の平面方向の大きさが小さくされている。
【００３６】
このことによりシステムディスプレイ１０では、上記層間絶縁膜２３の上に成膜される平坦化膜２７の表面の平坦性を向上させることができ、この結果、例えば集積回路装置や半導体ベアチップを上方から取り付けて当該ＩＣ等と電気回路とを電気的に接続する場合に、取り付け不良を少なくし、高い信頼性で取り付けを行うことができる。
【００３７】
なお、以上のシステムディスプレイ１０では、第２の電極２５上にバンプを直接接続する構成であったが、例えば、図９に示すように、第２の電極２５上にさらにＩＴＯ等の透明電極４１を形成してもよい。また、図１０に示すように、第１の電極２５を除いた電極構成としてもよいし、さらに、図１１に示すように第１の電極２５を除いた構成にＩＴＯ等の透明電極４１を設ける構成としてもよい。
【００３８】
なお、システムディスプレイ１０では、基板としてガラス基板１１を用いているが、絶縁性を有する基板であればガラス基板１１に限らず、本発明をフレキシブル基板等に適用してもよい。また、集積回路装置（ＩＣ）を絶縁基板に接続するのみならず、半導体ベアチップや例えばＴＣＰ（Tape - Carrier Package）等のフレキシブル基板の底面にバンプを設け、絶縁基板に接続してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明を適用したシステムディスプレイの模式的な平面図である。
【図２】ＩＣ等を取り外して電極を露出させた状態の上記システムディスプレイの模式的な平面図である。
【図３】層間絶縁膜に開口部を形成した後の電極部を示す図である。
【図４】第２の電極パッドを形成した後の電極部を示す図である。
【図５】完成後の電極部を示す図である。
【図６】電極部に異方性導電膜を転写した状態の断面図である。
【図７】ＩＣ及びこのＩＣを電極部に圧着させることを説明するための断面図である。
【図８】ＩＣが取り付けられた状態の電極部の断面図である。
【図９】ＩＴＯを設けた電極部の断面図である。
【図１０】１つの電極パッドから構成される電極部の断面図である。
【図１１】１つの電極パッドから構成され、ＩＴＯが設けられた電極部の断面図である。
【図１２】従来の電極部に対するＩＣのバンプの圧着方法を説明するための図である。
【図１３】従来の電極部の形成方法について説明するための図である。
【図１４】従来の電極部の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  システムディスプレイ、１１  ガラス基板、１２  液晶表示部、１３  電源ケーブル、１４  フレキシブルケーブル、１５〜１８  ＩＣ、２０  電極部、２１  第１の電極パッド、２２  配線、２３  層間絶縁膜、２４，２８  開口部、２５  第２の電極パッド、２６  間隙領域、２７  平坦化膜、３１  異方性導電膜、３２  底面部、３４  ＩＣ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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