(57)【要約】【課題】  本発明は、異方導電性接着材を用いた接続において、接続の信頼性を高め、小型化や集積度を高めることができる半導体チップを提供する。【解決手段】  複数のバンプ３を有し、バンプ３が異方導電性接着材２１によって他の部材１１の電極１２と電気的に接続される半導体チップ１において、隣り合うバンプ３Ａ、３Ｂ間に、当該バンプよりも高さが突出したバンプ間絶縁物４Ａを形成する。【選択図】      図１
2005109023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバンプを有し、前記バンプが異方導電性接着材によって他の部材の電極と電気的に接続される半導体チップにおいて、前記バンプの隣り合うバンプ間に、当該バンプよりも高さが突出したバンプ間絶縁物が形成されていることを特徴とする半導体チップ。
【請求項２】
前記バンプ間絶縁物は、前記バンプよりも前記異方導電性接着材に含まれる導電粒子の直径の２０〜７０％の長さ分だけ高さが突出している請求項１に記載の半導体チップ。
【請求項３】
前記バンプ間絶縁物は、前記バンプよりも前記導電粒子の直径の３０〜６０％の長さ分だけ高さが突出している請求項２に記載の半導体チップ。
【請求項４】
前記バンプ間絶縁物が前記バンプと接して設けられている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体チップ。
【請求項５】
前記バンプ間絶縁物は耐熱性を有する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体チップ。
【請求項６】
請求項１乃至５に記載の半導体チップの前記バンプが、異方導電性接着材によって、液晶パネルの基板に設けられた電極パッドと電気的に接続されていることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のバンプを有し、バンプが異方導電性接着材によって他の部材の電極と接続される半導体チップ及びそれを実装した液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップは、半導体ウェーハから切り出された半導体素子として様々な回路を形成した半導体片である。通常、半導体チップは、リードフレームに固定され、リードフレームのインナーリードとワイヤボンディングされ、樹脂封止パッケージされた上で、リードフレームのアウターリードを他の部材（例えば回路基板など）の電極と接続することで実装されていた。
【０００３】
近年、半導体チップをパッケージせずに、直接他の部材に搭載して実装する方式が採用されている。この方式では、実装サイズを小さくでき、電気特性を向上でき、材料点数や工程数を少なくできるため比較的安価に製造できるという利点がある。
【０００４】
直接他の部材に搭載して実装する方式において、半導体チップのバンプを他の部材の電極に対向させ、異方性導電材を介在させ、圧着することで実装する方式がある。この方式は、ＣＯＧ（Chip On Glass）型の液晶表示装置において、採用されていた。ＣＯＧ型の液晶表示装置は、駆動ＩＣチップを液晶パネルのガラス基板上に直接実装しているので、軽量薄型化、ファインピッチ化、ＩＣチップのパッケージ工程の削減などの利点を有している。
【０００５】
ＣＯＧ型の液晶表示装置は液晶パネルとＩＣチップを有している。液晶パネルは、一対の基板を対向してシールによって囲繞し、両基板の間に液晶７を封入した構造である。液晶パネルの一方の基板は他方の基板より突出した端子部を有し、端子部に形成された電極パッドに異方性導電材によってＩＣチップが実装されている。
【０００６】
図３は、実装状態の従来のＩＣチップ１０１を示す概略断面図である。ＩＣチップ１０１は、複数のバンプ１０２を有している。液晶パネル１１１の基板１１２の端子部には、複数のバンプ１０２に対応して複数の電極パッド１１３が設けられている。ＩＣチップ１０１のバンプ１０２と液晶パネルの電極パッド１１３は、異方性導電材１２１によって電気的に接続されている。
【０００７】
異方性導電材１２１は、熱可塑性又は熱硬化性樹脂１２３の中に導電粒子１２２を分散させたもので、ＩＣチップ１０１と液晶パネル１１１の間に介在させて圧着することでバンプ１０２と電極パッド１１３を導電粒子１２２を介して電気的に接続している。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１９５３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、異方性導電材を用いた接続は、異方性導電材を介在させた状態で圧力をかけるので、半導体チップのバンプと他の部材の電極の間に存在していた導電粒子が外側（バンプ間）に押し出され、バンプ間の熱可塑性又は熱硬化性樹脂中に存在する導電粒子の密度が高くなってしまう。このため、異方性導電材で接続した半導体チップは、バンプ間に存在する導電粒子によって、隣接するバンプ同士に短絡が生じる虞があり、信頼性の面で問題があった。
【００１０】
従来の半導体チップは、短絡の発生を予防するために、隣接するバンプ間の距離をある程度以上離し、隣接するバンプ間が導電粒子で電気的に接続されないようにしていた。このため、従来の半導体チップは、バンプ間の距離を縮めることができず、小型化や集積度に制限があった。また、従来の半導体チップにおいて、小型化や集積度を高めることで、バンプの密度が増えた場合、バンプ間の距離が制限されているので、バンプ自体の幅を狭くすると、接続信頼性の低下を招いてしまうことが懸念される。
【００１１】
また、ＣＯＧ型の液晶表示装置において、端子部はなるべく狭くした方が液晶パネルを小型化でき、マザーガラスからの面取り数を増やせればコストを下げることができるが、上述したように従来の半導体チップではバンプ間の距離が制限されており、小型化することができないため、端子部を狭くすることができなかった。
【００１２】
そこで、本発明は、異方導電性接着材を用いた接続において、接続の信頼性を高め、小型化や集積度を高めることができる半導体チップを提供することを目的とするものである。更に、本発明は、端子部を狭くすることができる半導体チップを実装した液晶表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述した目的を達成するため、本発明の半導体チップは、複数のバンプを有し、前記バンプが異方導電性接着材によって他の部材の電極と電気的に接続される半導体チップにおいて、前記バンプの隣り合うバンプ間に、当該バンプよりも高さが突出したバンプ間絶縁物が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の半導体チップは、前記バンプ間絶縁物が、前記バンプよりも前記異方導電性接着材に含まれる導電粒子の直径の２０〜７０％の長さ分だけ高さが突出していることが好ましく、特に前記導電粒子の直径の３０〜６０％の長さ分だけ高さが突出していることがより好ましい。
【００１５】
また、本発明の半導体チップは、前記バンプ間絶縁物が前記バンプと接して設けられていてもよい。
【００１６】
また、本発明の半導体チップは、前記バンプ間絶縁物が耐熱性を有することが好ましい。
【００１７】
更に、本発明の液晶表示装置は、上記半導体チップのバンプが、異方導電性接着材によって、液晶パネルの基板に設けられた電極パッドと電気的に接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の半導体チップは、隣接するバンプ間に、当該バンプよりも高さが突出したバンプ間絶縁物が形成されているため、異方導電性接着材によって接着する際に、隣り合うバンプ同士が導電粒子で電気的に短絡されることを防止することができ、接続の信頼性を高めることができる。更に、本発明の半導体チップは、隣り合うバンプ同士の短絡をバンプ間絶縁物で防止できるため、バンプ幅を狭くせずにバンプピッチ距離を短くすることができ、信頼性を保持したまま小型化や集積度を高めることができる。
【００１９】
また、本発明の半導体チップは、バンプ間絶縁物が、バンプよりも異方導電性接着材に含まれる導電粒子の直径の２０〜７０％、より好ましくは３０〜６０％の長さ分だけ高さが突出していることにより、半導体チップのバンプと他の部材の電極との間の距離を接続に適度な距離を保持しつつ、導電粒子による短絡を防止することができる。
【００２０】
また、本発明の半導体チップは、バンプ間絶縁物がバンプと接して設けられていることにより、半導体チップのバンプと他の部材の電極の間に捕捉される導電粒子が押し出されるのを制限することができ、バンプと電極の間で接続に寄与する導電粒子の数を増やすことができる。更に、バンプ間の異方導電性接着材中に存在していた導電粒子が、バンプ間絶縁物により押し出され、バンプと電極の間に捕捉される導電粒子の数を増やすという効果も期待できる。そして、半導体チップのバンプと他の部材の電極の間で接続に寄与する導電粒子の数が増えるので、異方導電性接着材による接続の信頼性が更に向上する。
【００２１】
また、本発明の半導体チップは、バンプ間絶縁物が耐熱性を有することにより、異方導電性接着材として熱硬化型の樹脂を採用して、熱圧着で実装することができる。
【００２２】
更に、本発明の液晶表示装置は、上記半導体チップのバンプが、異方導電性接着材によって、液晶パネルの基板に設けられた電極パッドと電気的に接続されているため、半導体チップを小型化することで液晶表示装置も小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
まず、本発明の半導体チップについて説明する。図１は、実装状態の本発明の半導体チップ１を示す概略断面図である。図１において、半導体チップ１は、他の部材１１に実装され、半導体チップ１のバンプ３は、他の部材１１の電極１２と異方導電性接着材２１によって電気的に接続されている。
【００２４】
半導体チップ１は、半導体基板２に半導体素子として様々な回路を形成した半導体片であり、一方の表面（図１においては下面）にパターン面から突出した複数のバンプ３を有している。更に半導体チップ１の一方の表面には、隣り合うバンプ間に、バンプ３よりも更に高さが突出したバンプ間絶縁物４が形成されている。
【００２５】
バンプ間絶縁物４は、異方導電性接着材２１によって接着する際に、隣り合うバンプ３同士が導電粒子２２で電気的に短絡されることを防止するものである。このため、バンプ間絶縁物４がバンプ３より低いと導電粒子２２による短絡を防止することができない。他方、バンプ間絶縁物４がバンプ３より高すぎると、バンプ３と電極１２が離れてしまい導電粒子による接続が不安定となり信頼性が低下する虞がある。一般的に、異方導電性接着材２１を用いた接続においては、異方導電性接着材２１中の導電粒子２２の直径が５０％程度となるように加圧された状態で接着される。このため、バンプ間絶縁物４は、バンプ３より異方導電性接着材２１中の導電粒子２２の直径の２０〜７０％、更に好ましくは３０〜６０％の長さ分だけ高さが突出していることが好ましい。なお、導電粒子２２の直径は、加圧により変形する前の導電粒子２２の直径であり、異方導電性接着材２１中の平均の直径を指す。
【００２６】
また、バンプ間絶縁物４は、バンプ間絶縁物４Ａのように、隣り合うバンプ３Ａ及び３Ｂと接して設けてもよいし、バンプ間絶縁物４Ｂ，４Ｃのように、隣り合うバンプ３Ｂ及び３Ｃ，３Ｃ及び３Ｄと離れていてもよい。
【００２７】
隣り合うバンプ３Ａ及び３Ｂと接してバンプ間絶縁物４Ａが設けられている場合は、バンプ３と電極１２の間に捕捉される導電粒子２２が押し出されるのを制限することができ、バンプ３と電極１２の間の導電粒子の数を増やすことができる。また、バンプ間絶縁物４Ｂのように隣り合うバンプ３Ｂ及び３Ｃと離れていても、その間隔が導電粒子の直径よりも短い場合も同様に、バンプ３と電極１２の間に捕捉される導電粒子２２が押し出されるのを制限することができ、バンプ３と電極１２の間の導電粒子の数を増やすことができる。
【００２８】
更に、バンプ間絶縁物４Ａ及びバンプ間絶縁物４Ｂにおいては、バンプ間の異方導電性接着材中に存在していた導電粒子が、バンプ間絶縁物４Ａ、４Ｂにより押し出され、バンプ３と電極１２の間に捕捉される導電粒子の数を増やすという効果も期待できる。この場合、バンプ間絶縁物４は、長方形の断面形状よりも、突出した先端の角にテーパーを付けた形状の方が、テーパーに沿って導電粒子を押し出すことができ、導電粒子がバンプ３と電極１２の間に押し出されるので好ましい。
【００２９】
なお、バンプ間絶縁物４は、必ずしも全ての隣接するバンプ３の間に設ける必要はなく、図１の隣接するバンプ３Ｄ，３Ｅのように、バンプ間の距離が離れており、短絡の発生する可能性が低い箇所には設けなくてもよい。
【００３０】
バンプ間絶縁物４としては、ＳＯＧ（Spin On Glass）膜や合成樹脂等の絶縁物を利用することができる。特に、バンプ間絶縁物４としてポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の感光性樹脂が好ましい。更に、バンプ間絶縁物４として２７０℃程度の耐熱性を有していれば、異方導電性接着材の接着材として熱硬化型の樹脂を採用することができ、熱圧着により実装することができるので好ましい。バンプ間絶縁物４は、公知のリソグラフィ技術を利用して形成することができる。
【００３１】
他の部材１１としては、液晶パネルの基板が挙げられるが、他にも回路基板やフィルムキャリアなどを適用することができる。
【００３２】
異方導電性接着材２１は、接着材２３の中に導電粒子２２を分散させたものである。接着材２３としては、固体のものでも、液体のものでもよく、熱可塑性、熱硬化性、紫外線硬化性の樹脂などを利用することができる。熱硬化性の樹脂を接着材２３として利用する場合は、バンプ間絶縁物４として耐熱性を有する材料を使用する必要がある。導電粒子２２としては、粒子状の金属や樹脂製の粒子で表面を導電材料で覆ったものを利用することができる。
【００３３】
なお、半導体チップ１は、他の部材１１に実装した後に保護樹脂により封止して、半導体チップを絶縁処理し、かつ外部の機械的及び環境ストレスから半導体チップを保護してもよい。
【００３４】
次に、本発明の半導体チップを実装した液晶表示装置について説明する。図２は、本発明の液晶表示装置４１を示す概略断面図である。液晶表示装置４１は、液晶パネル４２と半導体チップ１を有している。液晶パネル４２は、電極４３が形成された第１の基板４４と電極４５が形成された第２の基板４６を電極４３，４５が内側になるように対向させて、両基板４４，４６をシール４７によって囲繞し、両基板４４，４６の間に液晶４８を封入した構造である。そして、液晶パネル４２は、シール４７の内側に位置する表示部５１、シール４７が設けられているシール部５２およびシール４７の外側に位置する端子部５３を有している。
【００３５】
第１の基板４４に形成された電極４３は、表示部５１からシール部５２を越えて端子部５３まで延在し、端子部５３においてＩＣチップ１と接続するための電極パッド４３Ａとして機能している。更に、端子部５３には、ＩＣチップ１と外部回路（図示せず）とを接続するための外部端子４９が設けられている。なお、端子部５３には、ＩＣチップ１と第２の基板４６の電極４５とを接続するための電極パッドを設けている場合もある。
【００３６】
ＩＣチップ１の細部は図示しないが、上述したとおり、複数のバンプ及び隣接するバンプ間にバンプよりも高さが突出したバンプ間絶縁物を有している。そして、ＩＣチップ１のバンプは、異方導電性接着材（図示せず）によって、液晶パネル４２の第１の基板４４の端子部５３に形成された電極パッド４５Ａ及び外部端子４９と電気的に接続されている。
【実施例】
【００３７】
本実施例では、半導体チップとして液晶を駆動する駆動ＩＣチップを使用した。駆動ＩＣチップの表面には、バンプと、バンプに接したバンプ間絶縁物とが設けられており、バンプはパターン面から１５μｍの高さとし、バンプ間絶縁物はパターン面から１７μｍの高さとした。従って、本実施例では、バンプ間絶縁物は、バンプより高さが２μｍ突出した構成である。
【００３８】
この駆動ＩＣチップを直径が４μｍの導電粒子を含む異方性導電材を用いて液晶パネルに実装すればバンプ同士の短絡のない液晶表示装置を作製することができる。
【００３９】
なお、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。例えば、バンプの周囲をバンプ間絶縁物で囲むようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実装状態の本発明の半導体チップを示す概略断面図
【図２】本発明の液晶表示装置を示す概略断面図
【図３】実装状態の従来の半導体チップを示す概略断面図
【符号の説明】
【００４１】
１  半導体チップ
３  バンプ
４  バンプ間絶縁物
１１  他の部材
１２  電極
２１  異方導電性接着材
２２  導電粒子
【図１】
2005109023.tif 000003
【図２】
2005109023.tif 000004
【図３】
2005109023.tif 000005