(57)【要約】      （修正有）【課題】基板の接続端子と半導体素子のバンプとの接続の信頼性を確実かつ容易に向上することのできる半導体素子の接続構造を提供する。【解決手段】下層電極１５と、下層電極を覆う絶縁膜１７と、絶縁膜が除去されて開口とされるコンタクトホール１６と、コンタクトホール１６を介して下層電極と導通されている上層電極１９とを有している接続端子１３が基板１２の端子形成部１２ａに形成され、接続端子１３のコンタクトホール１６内で半導体素子２１のバンプ２１ａが異方性導電材３１を介して上層電極１９に接続されている半導体素子の接続構造において、コンタクトホール１６を半導体素子２１の実装領域ＢＡの内側に形成する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下層電極と、前記下層電極を覆う絶縁膜と、前記絶縁膜が除去されて開口とされるコンタクトホールと、前記コンタクトホールを介して前記下層電極と導通されている上層電極とを有している接続端子が基板の端子形成部に形成されており、前記接続端子のコンタクトホール内で半導体素子のバンプが異方性導電材を介して前記上層電極に接続されている半導体素子の接続構造において、
前記コンタクトホールが、前記半導体素子の実装領域の内側に形成されていることを特徴とする半導体素子の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の接続端子に異方性導電材を介して半導体素子を接続するのに好適な半導体素子の接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から半導体素子のバンプを異方性導電材を介して基板の接続端子に接続する技術が知られている。
【０００３】
例えば、近年の液晶表示パネルにおいては、基板の端子形成部に接続端子を形成し、この接続端子に液晶駆動用ＬＳＩあるいは液晶駆動用ＩＣからなる半導体素子などのチップ部品のバンプを異方性導電材を用いて直接接続するＣＯＧ（chip on glass ）実装方式が、チップ部品のパッケージにかかる部材、工数の削減、ファインピッチ化、構造の簡略化などを容易に行うことができるなどの理由により多用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
異方性導電材としては、ＡＣＦ（異方性導電膜：anisotropic conductive film ）が一般的に用いられており、設計コンセプトなどの必要に応じて異方性導電ペーストが用いられている。このような異方性導電材は、絶縁性を具備する接着剤と導電粒子とにより構成されており、接着剤としては、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂などを挙げることができる。そして、異方性導電材に用いる導電粒子としては、ニッケル、銅などの金属粒子あるいは樹脂ビーズにニッケル、金などの金属を被覆した粒子などを挙げることができる。ＡＣＦは絶縁性を有する接着剤中に導電粒子が分散され、厚み方向（接続方向）に導電性を有し、面方向（水平方向）に絶縁性を有するものである。ＡＣＦによる接続は基本的には加熱圧着であり、導電粒子が電気的な接続の機能を分担し、接着剤が圧接状態を保持する機能を分担するようになっている。このＡＣＦは、接着部に貼り付ける前は所定の大きさのシート状に形成された微粘着性を具備するＡＣＦ本体の両面に剥離シートが貼着された両面テープの如き構成で供給されるようになっている。
【０００５】
従来の半導体素子の接続構造について、ＴＦＴ方式の液晶表示パネルを例示して説明する。
【０００６】
図３は、従来の液晶表示パネルの基板の端子形成部における接続端子の配置構成の概略平面図であり、図４は、図３の４−４線に沿った断面図である。
【０００７】
従来の液晶表示パネル１１の基板１２の端子形成部１２ａの表面には、接続端子１３が所定のパターンで複数配列されている。これらの接続端子１３には、対応する半導体素子２１のバンプ（突起電極）２１ａが個別に接続されるようになっている。また、各接続端子１３には、それぞれ引き回し配線１４の一端が接続されている。
【０００８】
前記接続端子１３は、積層膜構造とされている。すなわち、図４に示すように、基板１２の端子形成部１２ａにアルミニウムなどの導電膜からなる下層電極１５が形成されており、下層電極１５上に絶縁膜１７および有機膜１８がこの順に形成され、所定の大きさのコンタクトホール（開口部）１６が設けられ、さらに絶縁膜１７、有機膜１８およびコンタクトホール１６を覆うようにＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）などの導電膜からなる上層電極１９が形成され、コンタクトホール１６の内側の上層電極１９の凹部１９ａが下層電極１５と接触して導通するように形成されている。そして、半導体素子２１のバンプ２１ａとコンタクトホール１６の内側に形成された上層電極１９の凹部１９ａの底面１９ａａとが異方性導電材としてのＡＣＦ３１の導電粒子３１ａを介して電気的に接続されている。また、接続端子１３のコンタクトホール１６は、その一部が図３の一点鎖線にて示す半導体素子２１の搭載領域である実装領域ＢＡの外側（図３および図４に誇張して示す）に延出されている。
【０００９】
ＡＣＦ３１を用いた接続端子１３とバンプ２１ａとの接続は、例えば圧着ステージの上に接続端子１３を上方に向けて基板１２を配置し、ＡＣＦ３１の一方の剥離シートの剥離により露出した一面をすべての接続端子１３を覆うように貼着した後、他方の剥離シートを剥離し、ＡＣＦ３１に本圧着時より低い温度および圧力を加えて仮圧着を行う。ついで、装着機により半導体素子２１の位置合わせ、すなわちバンプ２１ａと接続端子１３とが相互に対向するように位置に合わせを行ってから所定の温度および圧力を所定時間付与することで本圧着する方法が用いられている。
【００１０】
なお、近年においては、ファインピッチ化、狭額縁化などの理由により、接続端子１３を複数列で配置するとともに、互いの列をずらしていわゆる千鳥配置する構成が提案されている。このような接続端子１３を千鳥配置する構成の場合には、少なくとも実装領域ＢＡに接近して配列される接続端子１３のコンタクトホール１６の外周の一部が実装領域ＢＡの外側に延出されるように形成されている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−１９６７０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前述した従来の半導体素子の接続構造を適用した液晶表示パネル１１においては、基板１２の接続端子１３と半導体素子２１のバンプ２１ａとの接続の信頼性に劣り、近年の高品質化の要求に応えることができないという問題点があった。
【００１３】
すなわち、従来の液晶表示パネル１１においては、コンタクトホール１６の一部が実装領域ＢＡの外側に配置されているため、仮圧着時において、ＡＣＦ３１に温度および圧力を加えて上層電極１９の凹部１９ａ内を満たすようにするが、上層電極１９の凹部１９ａの隅において、上層電極１９とＡＣＦ３１とを密着させるのに充分な圧力を付与することができず、上層電極１９とＡＣＦ３１との相互間に、図４に斜線領域にて示すような浮きと称される隙間（空間）Ｓが生じ、ＡＳＦ３１の一部が上層電極１９の表面から浮いた状態となってしまうという問題点があった。
【００１４】
また、本圧着時において、仮圧着時より高い温度および圧力をＡＣＦ３１に加えて上層電極１９の凹部１９ａ内を満たすように流動させるが、外部に押し出されるＡＣＦ３１の凹部１９ａ内における圧力が、実装領域ＢＡを外れた部分で逃げてしまうため、上層電極１９とＡＣＦ３１とを密着させるのに充分な圧力を付与することができず、仮圧着時に生じた隙間Ｓはそのままの状態、あるいは多少小さくなった状態で上層電極１９の凹部１９ａ内に残留することになる。
【００１５】
そして、上層電極１９の凹部１９ａ内に残留した隙間Ｓは、液晶表示パネル１１の高温・高湿環境下における吸湿や、温度差による伸縮の繰り返しなどの影響を受けて徐々に成長することになる。そして、時間の経過にともなって隙間Ｓの成長が上層電極１９とバンプ２１ａとの接続部分に到達すると、上層電極１９とバンプ２１ａとを電気的に接続しているＡＣＦ３１の導電粒子３１ａの接続が不安定となり、電気的な導通を確実に保持することができなくなるという問題点を有していた。
【００１６】
なお、前記異方性導電材としてＡＣＦ３１の換わりに異方性導電ペーストを用いた場合にも、ＡＣＦ３１を用いた場合と同様に隙間Ｓが生じる。
【００１７】
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、接続端子と半導体素子のバンプとの接続の信頼性を確実かつ容易に向上することのできる半導体素子の接続構造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】
【００１８】
前述した目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項１に係る本発明の半導体素子の接続構造の特徴は、下層電極と、前記下層電極を覆う絶縁膜と、前記絶縁膜が除去されて開口とされるコンタクトホールと、前記コンタクトホールを介して前記下層電極と導通されている上層電極とを有している接続端子が基板の端子形成部に形成されており、前記接続端子のコンタクトホール内で半導体素子のバンプが異方性導電材を介して前記上層電極に接続されている半導体素子の接続構造において、前記コンタクトホールが、前記半導体素子の実装領域の内側に形成されている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、コンタクトホールの内部に位置する上層電極に異方性導電材を確実に密着させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係る本発明の半導体素子の接続構造によれば、接続端子と半導体素子のバンプとの接続の信頼性を確実かつ容易に向上することができるなどの極めて優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。なお、前述した従来のものと同一ないし相当する構成については図面中に同一の符号を付しその詳しい説明は省略する。
【００２１】
図１および図２は本発明に係る半導体素子の接続構造を適用した液晶表示パネルの実施形態の要部を示すものであり、図１は基板の端子形成部における接続端子の配置構成の概略平面図、図２は、図１の２−２線に沿った断面図である。
【００２２】
本実施形態は、基板の端子形成部に液晶駆動用ＬＳＩをＣＯＧ実装したＴＦＴ方式の液晶表示パネルを例示している。
【００２３】
図１および図２に示すように、本実施形態の半導体素子の接続構造を適用した液晶表示パネル１において、液晶表示パネル１の基板１２の端子形成部１２ａの液晶側の表面には、接続端子１３が所定のパターンで複数配列されている。これらの接続端子１３には、対応するチップ部品としての半導体素子（液晶駆動用ＬＳＩあるいは液晶駆動用ＩＣ）２１のバンプ２１ａが個別に接続されるようになっている。また、各接続端子１３には、それぞれ引き回し配線１４の一端が接続されている。
【００２４】
前記接続端子１３は、積層膜構造とされている。すなわち、図２に示すように、基板１２の端子形成部１２ａにアルミニウムなどの導電膜からなる下層電極１５が形成されており、下層電極１５上に絶縁膜１７および有機膜１８がこの順に形成され、所定の大きさのコンタクトホール（開口部）１６が設けられ、さらに絶縁膜１７、有機膜１８およびコンタクトホール１６を覆うようにＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）などの導電膜からなる上層電極１９が形成され、コンタクトホール１６の内側で上層電極１９と下層電極１５とが接触して導通するように形成されている。そして、半導体素子２１のバンプ２１ａと上層電極１９とがコンタクトホール１６内で異方性導電材としてのＡＣＦ３１の導電粒子３１ａを介して電気的に接続されている。なお、有機膜１８は、設計コンセプトなどの必要に応じてもうければよい。さらに、下層電極１５は、設計コンセプトなどの必要に応じて絶縁膜を介して基板１２の表面に形成してもよい。
【００２５】
本実施形態の接続端子１３の積層膜構造そのものは、従来と同様のものであるが、本実施形態の液晶表示パネル１は、コンタクトホール１６と半導体素子２１の搭載領域である実装領域ＢＡとの位置関係に特徴がある。
【００２６】
すなわち、本実施形態における接続端子１３のコンタクトホール１６は、図１および図２において誇張して示すように、図１の一点鎖線にて示す半導体素子２１の実装領域ＢＡの内側に配置されている。
【００２７】
なお、コンタクトホール１６は、実装領域ＢＡの外周縁に最も近い部分のコンタクトホール１６の端面位置を実装領域ＢＡの外周縁と同一位置に形成してもよいが、コンタクトホール１６の該端面を実装領域ＢＡの外周縁より５０〜１００μｍ程度内側の離れた位置に形成することが、接続端子１３の位置精度および上層電極１９とバンプ２１ａとの位置合わせ誤差を吸収することができるという意味で好ましい。
【００２８】
その他の構成については、従来公知の液晶表示パネルと同様とされているので、その詳しい説明および図示は省略する。
【００２９】
つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について説明する。
【００３０】
本実施形態の半導体素子の接続構造を適用した液晶表示パネル１によれば、接続端子１３のコンタクトホール１６が半導体素子２１の搭載領域である実装領域ＢＡの内側に配置されているので、本圧着時において、所定の温度および圧力を加えて上層電極１９の凹部１９ａ内を満たすようにＡＣＦ３１を流動させると、外部に押し出されるＡＣＦ３１の凹部１９ａ内における圧力が逃げないので、上層電極１９の凹部１９ａ内、特に凹部１９の隅において上層電極１９とＡＣＦ３１とを密着させるのに充分な圧力を容易かつ確実に得ることができる。
【００３１】
その結果、コンタクトホール１６の内部に位置する上層電極１９にＡＣＦ３１を確実に密着させることができるので、従来の液晶表示パネル１１における上層電極１９の凹部１９ａ内に隙間Ｓが残留するのを確実に防止できる。
【００３２】
したがって、本実施形態の半導体素子の接続構造を適用した液晶表示パネル１によれば、基板１２の接続端子１３と半導体素子２１のバンプ２１ａとの接続の信頼性を確実かつ容易に向上することができるので、近年の高品質化の要求に応えることができる。
【００３３】
また、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００３４】
例えば、本発明は、半導体素子だけでなく、各種のチップ部品の搭載に用いることができる。さらに、本発明は、チップ部品を搭載する可撓配線板に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る半導体素子の接続構造を適用した液晶表示パネルの実施形態の基板の端子形成部における接続端子の配置構成の要部を誇張して示す概略平面図
【図２】図１の２−２線に沿った断面図
【図３】従来の半導体素子の接続構造を適用した液晶表示パネルの基板の端子形成部における接続端子の配置構成の要部を誇張して示す概略平面図
【図４】図３の４−４線に沿った断面図
【符号の説明】
【００３６】
１  液晶表示パネル
１２  基板
１２ａ  端子形成部
１３  接続端子
１４  引き回し配線
１５  下層電極
１６  コンタクトホール
１７  絶縁膜
１９  上層電極
２１  半導体素子
２１ａ  バンプ
３１  ＡＣＦ
３１ａ  導電粒子
ＢＡ  実装領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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