本発明に係る液晶ドライバ実装パッケージ(ICチップ実装パッケージ)についての一実施形態を説明する。なお、以下の説明では、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲が以下の実施形態および図面に限定されるものではない。
まず、図1ないし図8に基づいて本発明に係る液晶ドライバ実装パッケージについて説明する。
図1は本実施形態における液晶ドライバ実装パッケージの構成を示した平面図であり、インターポーザ基板4a側から見た状態を示す平面図である。図2は図1に示す液晶ドライバ実装パッケージ1を切断線A−A’において切断した状態を示した矢視断面図である。なお図2は、説明の便宜上、インターポーザ基板4aを図面の下方にした状態で示し、且つ、切断線A−A’において切断した断面の一部を示している。
本実施形態の液晶ドライバ実装パッケージ1は、表示面を有する液晶表示体を駆動すべく当該表示面の周辺において当該液晶表示体に隣接配置される液晶表示体駆動装置として用いることができる。そのため、液晶ドライバ実装パッケージ1は、図1に示すように、フィルム基材(パッケージ基材)2と、液晶ドライバ(ICチップ)3と、インターポーザ基板4aとを少なくとも備えている。液晶ドライバ実装パッケージ1は、図2に示すように、液晶ドライバ3を、フィルム基材2に設けられたデバイスホール8に配設しており、液晶ドライバ3は、インターポーザ基板4aを介してフィルム基材2に固定されている。尚、本実施形態では、フィルム基材2上に形成された配線導体(インナーリード)と、インターポーザ基板4aに形成された配線導体とが向き合う形で構成されたCOF(Chip On Film)形態の液晶ドライバ実装パッケージについて説明する。
上記液晶ドライバ3は、複数の液晶駆動用回路(不図示)を備えており、液晶表示体を駆動する機能を有している。液晶駆動用回路には、図2に示すように、駆動信号を出力するための駆動信号出力用端子3a(電極)と、画像データ信号等を入力するための信号入力用端子3b(電極)とが設けられている。本実施形態の液晶ドライバ実装パッケージ1に実装される液晶ドライバ3としては、インターポーザ基板4aと対向する面が例えば1×8mmであるチップサイズのものを実装できる。また、チップを研磨することによって、薄層化することも可能である。
上記インターポーザ基板4aは、半導体材料、好ましくはシリコンから構成することができる。サイズは特に限定されるものではないが、例えば2mm×20mmで、厚さ400μmとすることができる。
図2に示す充填材15は、液晶ドライバ3とインターポーザ基板4aとの対向領域、及び、フィルム基材2のデバイスホール8と、フィルム上配線5・6とを被覆するように設けられており、接続部を外部環境から保護するために設けられている。
次に、本発明の特徴的構成を備える液晶ドライバ3及びインターポーザ基板4aについての詳細を説明する。
図3は、図1に示した液晶ドライバ実装パッケージ1から、液晶ドライバ3及びインターポーザ基板4aを取り出した状態の斜視図であり、インターポーザ基板4aに液晶ドライバ3が実装されたままの状態、つまりインターポーザ基板4aと液晶ドライバ3とが貼り合わされた状態のものを示している。一方、図4は、インターポーザ基板4aと液晶ドライバ3との貼り合わせを外して、インターポーザ基板4a及び液晶ドライバ3の、双方の対向面の構成を示した図である。尚、説明の便宜上、図3のインターポーザ基板4aには、図2に示したフィルム基材2の配線導体の端子と接続するフィルム基材接続用端子の上に形成されたフィルム基材接続用バンプ41のみを示しており、上記フィルム基材接続用端子をその一端に有するインターポーザ基板上の配線導体は図示していない。また、図4についても、説明の便宜上、インターポーザ基板上の配線導体は図示していない。
上記液晶ドライバ3は、上記したように駆動信号出力用端子3a及び信号入力用端子3b(図2)が設けられている。本実施形態では、液晶ドライバ3がフィルム基材に直接実装された構成ではなく、インターポーザ基板4aを介してフィルム基材と接続しているため、フィルム基材に直接実装する場合と比較して、フィルム基材の配線構造に併せて液晶ドライバ3の端子を配置する必要がないことから、端子を比較的自由に配置することができる。そこで、本実施形態に実装される液晶ドライバ3では、駆動信号出力用端子3aを図4に示すように複数の列になるように配置することができる。このように複数の列を形成するように駆動信号出力用端子3aを設けることによって、駆動信号出力用端子液晶ドライバの長辺に沿って1つの列になるように並んだ構成と比較して、チップサイズを縮小することができる。そして、更に具体的に言えば、本実施形態の液晶ドライバ3の駆動信号出力用端子3a群は、図4に示すように、或る1つの列に構成される或る2つの端子の間に、隣の列に構成される1つの端子が位置するように配設されている。このように配設することで、液晶ドライバ3のチップサイズをより一層縮小することができる。尚、本実施形態の液晶ドライバ3は、駆動信号出力用端子3aのみが上記したような配置になっていて、信号入力用端子3bは1つの列に並んで配設されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、信号入力用端子3bも図4に示した駆動信号出力用端子3aと同じように配置してもよい。
図2に示した駆動信号出力用端子3a及び信号入力用端子3bの上には、図4に示すようにバンプが形成されている。図4では、上記信号入力用端子の上のバンプを入力バンプ30aとして、上記駆動信号出力用端子の上のバンプを出力バンプ30bしている。尚、入力バンプ30a及び出力バンプ30bの配置位置は図4で示した構成に限定されるものではなく、駆動信号出力用端子及び信号入力用端子の配置位置によって、適宜変更できる。
さらに、上記液晶ドライバ3は、駆動信号出力用端子3a、信号入力用端子3b、入力バンプ30a及び出力バンプ30b配設面に、第1アライメントマーク11(第1位置決め部材)を有している。
具体的には、上記第1アライメントマーク11は、該配設面上における、駆動信号出力用端子3a及び信号入力用端子3bと同じ層で、且つ、該配設面上の対向する2つの角領域に形成されている。
ここで、上記角領域について図5に基づいて説明する。図5は、図3の構成を平面的にみた液晶ドライバ3及びインターポーザ基板4aである。図5において、上記角領域とは、領域A及び領域Bで示される領域である。領域Aは、液晶ドライバ3の角Aから長辺の10分の1までの間と、短辺の5分の1までの間で示される領域であり、領域Bも同じく、液晶ドライバ3の角Bから長辺の10分の1までの間と、短辺の5分の1までの間で示される領域である。これらの領域は、入力バンプ30a及び出力バンプ30bと、インターポーザ基板4aに設けられた液晶ドライバ接続用バンプ40との接続を妨げない領域であり、かつインターポーザ及びICチップの配線導体の効率的な引き回しを妨げない領域であるため、ここに第1アライメントマーク11を設けることが好ましい。
上記第1アライメントマーク11は、図4に示すように、2つの長方形がそれぞれの中心位置で垂直に交差したことによって形成された、4つの枝部11a(図6)を有する十字形状である。第1アライメントマーク11は、駆動信号出力用端子3a及び信号入力用端子3bと同じ材料によって構成することができる。具体的には、アルミや銅や金である。
また、上記インターポーザ基板4aには、図4に示すように、上記フィルム基材接続用バンプ41と、上記液晶ドライバ接続用バンプ40と、配線導体(不図示)とが、液晶ドライバ3の入力バンプ30a及び出力バンプ30b配設面と対向する面に設けられている。
上記フィルム基材接続用バンプ41は、インターポーザ基板4a上に形成された配線導体(不図示)の一端側の端子の上に形成されており、上記液晶ドライバ接続用バンプ40は、該配線の他端側の端子の上に形成されている。液晶ドライバ接続用バンプ40は、液晶ドライバ3の入力バンプ30a及び出力バンプ30bの配置構造に対応して、図4に示すように、インターポーザ基板4a表面の中央部分に配設されている。そして、フィルム基材接続用バンプ41は、液晶ドライバ接続用バンプ40の配設位置よりも外周側に設けられている。
さらに、インターポーザ基板4aは、液晶ドライバ接続用バンプ40が配設された面における上記配線導体と同じ層に、第2アライメントマーク12(第2位置決め部材)を有している。
上記第2アライメントマーク12は、図5に示した液晶ドライバ3の領域A及び領域Bに対向する領域に配設されている。そして、インターポーザ基板4aの液晶ドライバ接続用バンプ40配設面に対して垂直方向から第1アライメントマーク11及び第2アライメントマーク12を観察したときに、両者が並んで観察されるように配設されている。
上記第2アライメントマーク12は、4つの正方形のマーク部材12a(位置決め体)から構成されており、配線導体と同じ材料によって構成することができる。
以下に、第2アライメントマーク12のより具体的な構成を、第1アライメントマーク11との相対関係とともに、図6を用いて説明する。
図6は、上記領域Aもしくは領域Bにおいて、液晶ドライバ3の入力バンプ30a及び出力バンプ30b配設面に対して垂直方向から第1アライメントマーク11及び第2アライメントマーク12を観察したときの状態を示した図である。尚、図6は、液晶ドライバ3とインターポーザ基板4aとが最適な位置で位置決め(位置合わせ)できている状態での第1アライメントマーク11と第2アライメントマーク12との位置関係を示している。
上記したように第1アライメントマーク11は、十字形状を形成する4つの枝部11aを有していて、隣り合う枝部11a同士の間に、枝部11aから所定の距離をあけて第2アライメントマーク12のマーク部材12aが観察されるように配設されている。すなわち、マーク部材12aは4つ設けられている。これらのマーク部材12aは、大きさの違いで2組にわけることができ、4つのマーク部材12a−1〜12a−4のうちのマーク部材12a−1,12a−2は、残りのマーク部材12a−3,12a−4と比べて大きさが大きい。そして、マーク部材12a−1,12a−2は、図6の状態で、第1アライメントマーク11と距離GLほど離間されて観察されるように配設されている。また、マーク部材12a−3,12a−4は、図6の状態で、第1アライメントマーク11と、距離GLよりも短い距離GSほど離間されて観察されるように配設されている。
液晶ドライバ3とインターポーザ基板4aとの位置決めが行われる際、液晶ドライバ3の入力バンプ30a及び出力バンプ30b配設面に対して垂直方向から第1アライメントマーク11及び第2アライメントマーク12を観察すると、最適な位置に位置決めされている場合は、図6に示すように観察されるが、本実施形態の場合、図6に示すように観察されなくとも、十字形状の第1アライメントマーク11が、4つのマーク部材12a−1〜12a−4によって形成される十字形状の隙間に嵌るように観察されていれば位置決めを完了し、液晶ドライバ3とインターポーザ基板4aとの貼り合わせを行うことができる。
すなわち、上記距離GL及び距離GSは、貼り合わせ位置として許容できる範囲の距離に相当している。そして、距離GLほど離間されたマーク部材12a−1,12a−2は、液晶ドライバ3とインターポーザ基板4aとの貼り合わせ位置として許容できる限界の位置を示しており、もし、位置決めの際、第1アライメントマーク11が、マーク部材12a−1,12a−2と重なるように観察された場合には、位置決めを再度行う(やり直す)必要があることを示している。ここで、距離GSほど離間されたマーク部材12a−3,12a−4は、液晶ドライバ3とインターポーザ基板4aとの貼り合わせ位置として許容できる範囲のうち、最適な位置により近い状態の位置を示している。
また、このように、第1アライメントマーク11と、マーク部材12a−1〜12a−4との間の距離を予め決めておくことで、最適な位置になるように、すなわち図6の状態に位置決めをやり直す場合にも、液晶ドライバ3を、インターポーザ基板4aに対してどれほどの距離ずらせば良いかを容易に求めることができる。
さらに、本実施形態によれば、上記のように、距離GLほど離間されたマーク部材12a−1,12a−2以外に、距離GSほど離間されたマーク部材12a−3,12a−4を設ける構成とすることによって、位置決め精度を格付けすることができる。すなわち、本実施形態の場合は、第1アライメントマーク11が、最適位置である図6の位置から、距離GSまでの間にあるときをA(優良)ランクとして、距離GSから、許容限界である距離GLまでの間にあるときをB(良)ランクとすることができる。
このように第1アライメントマーク11と、マーク部材12a−1〜12a−4との相対位置を観察する方法としては、半導体を透過する光を利用する方法がある。この方法は、液晶ドライバ3の入力バンプ30a及び出力バンプ30b配設面とは反対側の面から、もしくは、インターポーザ基板4aの液晶ドライバ接続用バンプ40配設面とは反対側の面から、上記光を第1アライメントマーク11及びマーク部材12a−1〜12a−4に向けて照射し、第1アライメントマーク11及びマーク部材12a−1〜12a−4からの該光の反射光を検出することによって、図6に示したような状態で第1アライメントマーク11とマーク部材12a−1〜12a−4との相対位置を観察することができる。このような光としては、赤外線やエックス線がある。
また、上記のように光を照射し、その反射光に基づいて第1アライメントマーク11とマーク部材12a−1〜12a−4との相対位置を特定する構成であるため、本実施形態の液晶ドライバ実装パッケージ1では、第1アライメントマーク11及びマーク部材12a−1〜12a−4が配設されている箇所及びその周辺には、上記光を反射するような、もしくは、光の照射を妨げるような他の構成部材を配設しないことが好ましい。このような構成部材としては、金属を含有するものが挙げられる。
以下に、図6で示した各距離を、下記の表にまとめる。
尚、表中のメタル設置禁止領域とは、上記光の照射を妨げるような他の構成部材の設置禁止領域のことであり、表中のICは液晶ドライバ3のことであり、表中のIPはインターポーザ基板4aのことである。
また、図7に、マーク部材12a−1〜12a−4同士の相対位置を示している。
また、上記第1アライメントマーク11の高さ(つまり、入力バンプ30a及び出力バンプ30b配設面からの高さ)、及び第2アライメントマーク12の高さ(液晶ドライバ接続用バンプ40配設面からの高さ)は、各1μmと設計することができる。そして、高さ1μmを採用すれば、液晶ドライバ3とインターポーザ基板4aとが正しく位置決めされていない場合は、上記したように、第1アライメントマーク11と第2アライメントマーク12とが重なって観察される。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、位置決めの際、第1アライメントマーク11と第2アライメントマーク12とが接触するように構成してもよい。このような構成を実現するためには、第1アライメントマーク11の導電性突起及び第2アライメントマーク12の導電性突起を各々ICチップの電極およびICチップ側接続端子と同じ材質、高さで設計することが好ましい。
また、このように第1アライメントマーク11と第2アライメントマーク12とが接触するように構成する場合は、第1アライメントマーク11及び第2アライメントマーク12の相対位置を画像化して判断するのではなく、電気的に検出することで位置決めをおこなってもよい。この方法を実現する場合は、第1アライメントマーク11及び第2アライメントマーク12に、配線などの外部出力手段を備える必要がある。そして、第1アライメントマーク11と、第2アライメントマーク12(ここでは図6に示したマーク12a−1,12a−2とする)とが接触したときに、電流が発生する、もしくは電流値が変化する現象を生じさせるように構成する。これにより、上記現象が生じなければ、液晶ドライバ3とインターポーザ基板4aとが、貼り合わせ位置として許容される範囲内にあることが判る。
このような手法によって位置決めされた液晶ドライバ3とインターポーザ基板4aとは、従来公知の手法によって接続される。具体的には、例えばバンプとして金バンプを用いた場合には、インターポーザ基板4aと液晶ドライバ3とを430℃程度まで加熱し、荷重をかけることにより、バンプ同士を接合させて電気的接続を形成する方法がある。
また、フィルム基材2とインターポーザ基板4aとの接続方法については、フィルム基材2のインターポーザ基板4a実装面とは反対側から、フィルム基材2を透視することによって、インターポーザ基板4aとの位置ズレを確認、装置の調整を行って、インターポーザ基板4aの配線導体のフィルム基材接続用端子を、図2に示すフィルム基材2のフィルム上配線5・6とを電気的に接続することができる。尚、この接続には、上記フィルム基材接続用端子の上に設けられたバンプ9(図2)を用いることができ、インターポーザ基板4aと液晶ドライバ3との接続と同じように430℃程度まで加熱し、荷重をかけて接続することができる。尚、液晶ドライバ3を実装したインターポーザ基板4aを、フィルム基材2に実装するか、フィルム基材2にインターポーザ基板4aを実装した後、該インターポーザ基板4aに液晶ドライバ3を実装するかは特に制限はない。また、フィルム上配線5・6の表面には、フィルム上配線5・6を保護するためのソルダーレジスト7(図2)を配設していることが好ましい。
以上のように、本実施形態の構成によれば、第1アライメントマーク11を、駆動信号出力用端子3a及び信号入力用端子3bと同じ層で、且つ駆動信号出力用端子3a及び信号入力用端子3bと同じ材料から構成し、マーク部材12a−1〜12a−4を、配線導体と同じ層で、且つ配線導体と同じ材料から構成している。そのため、駆動信号出力用端子3a及び信号入力用端子3b形成する工程中に第1アライメントマーク11を形成することができ、配線導体を形成する工程中にマーク部材12a−1〜12a−4を形成することができる。そのため、基板にアライメント溝を形成する従来構成と比較して、スループットを低下させることなく、アライメントマークを形成することが可能である。
また、本実施形態では、液晶ドライバ3とインターポーザ基板4aとを位置決めする際、貼り合わせ位置として許容できる範囲内、すなわち許容誤差の範囲内に位置決めされているか否かを、第1アライメントマーク11と、第2アライメントマーク12との位置関係を確認(視認)だけで判断することができるので、効率的な位置決めが可能である。
また、上記の構成によれば、液晶ドライバ3とインターポーザ基板4aとが最適な位置、つまり設計通り、に位置決めできていなかったとしても、許容誤差の範囲内に位置決めされているか否かを確認することができるので、上記したようにパッケージの大量生産を行う場合に、従来の構成と比較して、効率的な位置決めを行うことができるので、例えば、性能に影響を及ぼす程度の位置ズレではないにもかかわらず、位置決めをやり直してしまうということを避けることができる。よって、生産性の向上に寄与できる。
尚、本実施形態では、第1アライメントマーク11と、第2アライメントマーク12とを、図5に示す領域A及び領域Bの2つに設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、図8に示すように、領域A及び領域Bに加えて、領域C及び領域Dにも領域A及び領域Bと同様に設ける構成であってもよい。このように構成することによって、より一層正確に位置決めを行うことができるが、本実施形態で説明したように、領域A及び領域Bの2つに設ける構成とすれば、領域A〜領域Dの4つ設ける構成と比較して、部材点数を少なくすることができ、パッケージの製造工程及び製造コストを抑えることができる。
また、本実施形態では、図4に示したように、液晶ドライバ3に十字形状の第1アライメントマーク11を設け、インターポーザ基板4aに4つの正方形からなる第2アライメントマーク12を設けた構成としている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、液晶ドライバ3とインターポーザ基板4aとにそれぞれ逆のアライメントマークを設けても良い。
さらに、本発明では、液晶ドライバ3の領域Aに上記十字形状のアライメントマークを設ける一方、液晶ドライバ3の領域Bには、インターポーザ基板4aに設けた4つの正方形からなるアライメントマークを設けても良い。この場合、インターポーザ基板4aの領域Bには、上記十字形状のアライメントマークを設ければよい。このように構成すれば、位置決めの前にインターポーザ基板4aに液晶ドライバ3を載置した際、たとえ液晶ドライバ3の向きを図4の紙面上下逆さにしてインターポーザ基板4aに載置したとしても、対向するアライメントマークが適合しないので、載置ミスであることが判り、位置決めする前に、載置し直すことができる。
次に、本実施形態における液晶ドライバ実装パッケージ1を備えた液晶ドライバ実装表示装置(画像表示装置)を、図12に基づいて説明する。
図12は、本発明の一実施形態である液晶ドライバ実装表示装置の構成を示した斜視図である。本実施形態における液晶ドライバ実装表示装置51は、図12に示すように、液晶表示手段(画像表示体)52と、液晶ドライバ3がインターポーザ基板4aを介してテープキャリア2に実装された液晶ドライバ実装パッケージ1とを備えている。液晶ドライバ実装パッケージ1において、テープキャリア2には出力端子部45と入力端子部46が形成されている。
上記液晶表示手段52は、アクティブマトリクス基板25と、液晶層26と、対向電極が形成された対向基板27と、が設けられた構成となっている。
アクティブマトリクス基板25は、図12に示すように、ガラス基板20と、その上に形成された信号配線21、画素24などを有している。画素24は、スイッチング素子である薄膜トランジスタ(以下、TFTと称す)22、画素電極23などから構成されており、画素24はXYマトリクス状(二次元行列状)に配置されている。そして、TFT22のデータ電極およびゲート電極はそれぞれデータ電極線21aおよびゲート電極線21bに接続されている。
さらに、データ電極線21aおよびゲート電極線21bは、それぞれアクティブマトリクス基板25の列方向および行方向に延びており、ガラス基板20の端部においてそれぞれの電極線を駆動する複数の液晶ドライバに接続されている。なお、以下の説明においては便宜上、図12に示したデータ電極線21a側の構成についてのみ説明を行うが、ゲート電極線21b側も同様の構成とできることは明らかである。
データ電極線21aはガラス基板20の端部まで延伸され、ここで液晶ドライバ実装パッケージ1の出力端子部45に設けられた駆動信号出力用端子と接続される。この接続は、例えば出力端子部45に所定のピッチで形成された駆動信号出力用端子と、同じピッチでガラス基板20の端部に形成された複数のデータ電極線を、ACFを介して重ね合わせて熱圧着することによって実施できる。
一方、液晶ドライバ実装パッケージ1の入力端子部46に設けられた信号入力用端子は、外部配線基板47上に設けられた配線と接続されている。外部配線基板47上の配線は表示データ等の制御信号や電源電位を供給し、これがテープキャリア2及びインターポーザ基板4aを介して液晶ドライバ3に伝達される。
上記表示データをもとに液晶ドライバ3で生成された駆動信号は、インターポーザ基板4aを介して液晶ドライバ実装パッケージ1の駆動信号出力用端子に出力されるので、これがデータ電極線21aに伝達されて対応する画素24の点灯をコントロールすることができる。
上述したように本発明による液晶ドライバ実装パッケージ1においては、多出力化、あるいは小型化のためファインピッチ化された端子を持つ液晶ドライバ3を実装する際にも、インターポーザ基板4aを介することによって信頼性を低下させることなく端子ピッチを広いピッチに変換できるので、フィルム基材(テープキャリア)上の配線ピッチは既存の技術から大きく変更する必要が無い。従って、既存の工程を変更することなく液晶ドライバ実装表示装置の組み立てが可能となるため、充分な信頼性を確保しながら、液晶ドライバ実装表示装置の高性能化や低コスト化を実現することが可能となる。
なお、本実施形態では、アクティブマトリクス基板25にはガラス基板20を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、透明基板であれば従来公知のものを用いてもよい。
また、本実施形態は、データ電極線側のドライバとして液晶ドライバ3を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ゲート電極線側の液晶ドライバに用いてもよい。
また、本実施形態では、第1アライメントマークを駆動信号出力用端子3a及び信号入力用端子3bと同じ層で同じ材料とし、かつ第2アライメントマークをインターポーザ基板4a上に形成された配線導体と同じ層で同じ材料としたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第1アライメントマークを駆動信号出力用端子3a及び信号入力用端子3bと同じ層で同じ材料とし、かつ第2アライメントマークをインターポーザ基板4a上に形成された配線導体とは異なる層に金属材料で形成しても良い。また、例えば、第1アライメントマークを駆動信号出力用端子3a及び信号入力用端子3bとは異なる層に金属材料で形成し、第2アライメントマークをインターポーザ基板4a上に形成された配線導体と同じ層で同じ材料としても良い。
尚、本実施形態においては、液晶表示体を駆動すべく構成された液晶ドライバ実装パッケージとして説明したが、本発明のICチップ実装パッケージは、これに限定されるものではない。すなわち、EL(エレクトロルミネセンス)表示体の駆動素子や、各種携帯用電子機器などの装置内部に搭載される素子の実装用パッケージとして適用することが可能である。
〔実施の形態2〕
本発明に係る他の実施の形態について、図9に基づいて説明すれば以下の通りである。尚、本実施の形態では、上記実施の形態1との相違点について説明するため、説明の便宜上、実施の形態1で説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する。
図9は、本実施形態の液晶ドライバ実装パッケージに設けられた液晶ドライバ3’及びインターポーザ基板4bのそれぞれが対向する面の構成を示した図であり、上記実施の形態1における図4と同じ状態を示した図である。
上述したように、液晶ドライバ実装パッケージをはじめとするIC実装パッケージの場合、実施の形態1で説明した液晶ドライバ3とインターポーザ基板4aとの貼り合わせ位置の調整を行う以外に、液晶ドライバ3とインターポーザ基板4aとの間の距離(ギャップ)を管理することも、製品精度の高い該パッケージを提供するためには好ましい。そこで、本実施形態では、上記液晶ドライバ3’の入力バンプ30a及び出力バンプ30b配設面に、第1アライメントマーク11とともに、第1ギャップ測定用部材13を有している。さらに、本実施形態では、インターポーザ基板4bの液晶ドライバ接続用バンプ40が配設された面に、第2アライメントマーク12とともに、第2ギャップ測定用部材14を有している。
上記第1ギャップ測定用部材13は、液晶ドライバ3’の入力バンプ30a及び出力バンプ30b配設面の、第1アライメントマーク11が設けられていない対向する2つの角領域、及び、該配設面の長辺側の端部中央に形成されている。これについて、図10を用いて説明する。
図10は、本実施形態の液晶ドライバ実装パッケージから、液晶ドライバ3’及びインターポーザ基板4bを取り出した平面図であり、上記実施の形態1の図5と同じ状態を示している。上記第1ギャップ測定用部材13は、図10に示す領域C及び領域D、並びに、領域E及び領域Fに設けられている。領域C及び領域Dは、領域A及び領域Bと同じく、液晶ドライバ3’の角から長辺の10分の1までの間と、短辺の5分の1までの間で示される領域である。これらの領域C及び領域Dは、入力バンプ30a及び出力バンプ30bと、インターポーザ基板4aに設けられた液晶ドライバ接続用バンプ40との接続を妨げない領域であるため、ここに第1ギャップ測定用部材13を設けることが好ましい。
上記第2ギャップ測定用部材14は、図10に示した液晶ドライバ3’の領域C及び領域D、並びに、領域E及び領域Fに対向する領域に配設されている。そして、インターポーザ基板4bの液晶ドライバ接続用バンプ40配設面に対して垂直方向から第1ギャップ測定用部材13及び第2ギャップ測定用部材14を観察したときに、両者が並んで観察されるように配設されている。
以下に、第1ギャップ測定用部材13及び第2ギャップ測定用部材14のより具体的な構成を、図11を用いて説明する。
図11は、図9に示した液晶ドライバ3’とインターポーザ基板4bとをそれぞれの対向面を対向させた状態で、図10に示した領域C,D,EもしくはFの領域を、インターポーザ基板4bの液晶ドライバ接続用バンプ40配設面に対して垂直方向から観察したときの第1ギャップ測定用部材13及び第2ギャップ測定用部材14の配設位置を示した平面図である。図11に示すように、該垂直方向からみると、第1ギャップ測定用部材13と第2ギャップ測定用部材14とは互いに並んで配設されている。そして、両者の間には、所定の距離の間隔が設けられている。
上記第1ギャップ測定用部材13は、駆動信号出力用端子3a及び信号入力用端子3、を形成する工程で形成されることが好ましいことから、駆動信号出力用端子3a及び信号入力用端子3bと同じ層で、且つ駆動信号出力用端子3a及び信号入力用端子3bと同じ材料で構成されることが好ましい。また、第2ギャップ測定用部材14についても、図示しない配線導体を形成する工程で形成されることが好ましいことから、配線導体と同じ層で、且つ配線導体と同じ材料で構成されることが好ましい。
上記第1ギャップ測定用部材13の高さ(つまり、入力バンプ30a及び出力バンプ30b配設面からの高さ)、及び第2ギャップ測定用部材14の高さ(液晶ドライバ接続用バンプ40配設面からの高さ)は、各1μmで設計することができる。
このような第1ギャップ測定用部材13及び第2ギャップ測定用部材14に、上記実施の形態1で説明した第1アライメントマーク11及び第2アライメントマーク12の検出で用いた光を照射することによって、両者の間の距離を求めることができる。具体的には、該光を第1ギャップ測定用部材13及び第2ギャップ測定用部材14に照射して、該光の反射光に基づいて、例えば該光の出射部材や反射光の受光部材であったり、液晶ドライバ3’やインターポーザ基板4aの上記対向面とは反対側の面から、第1ギャップ測定用部材13及び第2ギャップ測定用部材までの各距離を求めることができる。そして、この距離に基づいて第1ギャップ測定用部材13と第2ギャップ測定用部材14との間の距離(ギャップ)を算出する。
第1ギャップ測定用部材13及び第2ギャップ測定用部材14の大きさ(該垂直方向からみたときの面積)としては特に制限はないが、上記したように光を反射させることによってギャップの距離を求める構成であるため、少なくとも15μm2 の面積を有していることが好ましい。
また、上記のように第1ギャップ測定用部材13及び第2ギャップ測定用部材14とのギャップの距離を反射光に基づいて求める構成であるため、本実施形態の液晶ドライバ実装パッケージでは、第1ギャップ測定用部材13及び第2ギャップ測定用部材14が配設されている箇所及びその周辺には、上記光を反射するような、もしくは、光の照射を妨げるような他の構成部材を配設しないことが好ましい。このような構成部材としては、金属を含有するものが挙げられる。
以下に、図11で示した各距離を、下記の表にまとめる。
尚、表中のメタル設置禁止領域とは、上記光の照射を妨げるような他の構成部材の設置禁止領域のことである。
以上のように、本実施形態の構成によれば、上記実施の形態1の効果に加え、貼り合わせ後の液晶ドライバ3’とインターポーザ基板4bとの間の距離(ギャップ)を管理することができる。貼り合わせ後の液晶ドライバ3’とインターポーザ基板4bとの間の距離(ギャップ)は、液晶ドライバ3’とインターポーザ基板4bとの間でバンプ−バンプ接合されたバンプの高さに相当することから、貼り合わせ前の液晶ドライバ3’とインターポーザ基板4bとにそれぞれ所定の高さのバンプを設けておけば、接合によって該バンプ同士がどれだけ潰れたか、すなわち接合状態を求めることができる。例えば、貼り合わせ前の液晶ドライバ3’とインターポーザ基板4bとにそれぞれ7.5μmの高さのバンプを設けておき、貼り合わせ後に、上記した手法で液晶ドライバ3’とインターポーザ基板4bとのギャップの距離を求めた結果、11μmと求められた場合は、バンプ−バンプ接合によって4μmほどバンプが潰れたことになる。この場合を、良好なバンプ−バンプ接合であると規定しておけば、他のパッケージ製造においてギャップの距離が11μmよりも大きければ、バンプ同士の接合性が悪いと判断できたり、ギャップの距離が11μmよりも小さい(例えば7μm)と求められた場合には、バンプ同士が設計よりも過剰に潰れたことになり、他の部材と不都合な接触を起こす虞があると判断することができる。
尚、本実施形態では、第1ギャップ測定用部材13及び第2ギャップ測定用部材14を、図10に示す領域C及び領域D、並びに領域E及び領域Fに設けているが、本発明はこれに限定されるものではなく、領域C及び領域Dのみ、もしくは領域E及び領域Fのみに設けた構成であってもよい。更には、上記した手法によって、第1ギャップ測定用部材13及び第2ギャップ測定用部材14を観察することができる位置であれば、第1ギャップ測定用部材13及び第2ギャップ測定用部材14を、領域C及び領域D、並びに領域E及び領域Fとは異なる位置に設けてもよい。例えば、第1アライメントマーク11及び第2アライメントマーク12が形成されている領域A及び領域Bに、第1アライメントマーク11及び第2アライメントマーク12とともに形成してもよい。
また、本実施形態では、第1ギャップ測定用部材13及び第2ギャップ測定用部材14を、第1アライメントマーク11及び第2アライメントマーク12とともに設けた構成としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、第1アライメントマーク11及び第2アライメントマーク12を設けず、第1ギャップ測定用部材13及び第2ギャップ測定用部材14のみを、液晶ドライバ3’とインターポーザ基板4bとの貼り合わせ状態を確認する手段として設けてもよい。
なお、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
〔本発明の参考〕
本発明に係るICチップ実装パッケージは、上述した課題を解決するために、ICチップを、インターポーザ基板を介してパッケージ基材に実装したICチップ実装パッケージであって、上記ICチップは、上記インターポーザ基板との対向面に、電極と、ICチップとインターポーザ基板との貼り合わせ位置を示す第1位置決め部材とを有しており、上記インターポーザ基板は、上記ICチップとの対向面に、上記電極と電気的に接続するICチップ側接続端子と、上記パッケージ基材と電気的に接続するパッケージ基材側接続端子とを有する配線導体、及び上記第1位置決め部材と対を成す第2位置決め部材を有しており、上記第1位置決め部材が、上記電極と同じ層に、該電極と同じ材料で形成されている、及び/または、上記第2位置決め部材が、上記配線導体と同じ層に、該配線導体と同じ材料で形成されていることを特徴としている。
上記の構成によれば、位置決め部材を、従来のようにパッケージ製造のスループットを低下させることなく配設することが可能となり、よって、従来構成と比較して、製造コストの上昇を著しく抑制することができる。
また、本発明の構成によれば、上記第1位置決め部材を上記電極と同じ材料で形成する、及び/または上記第2位置決め部材を上記配線導体と同じ材料で形成している。すなわち、第1位置決め部材及び第2位置決め部材の少なくとも一方には、金属材料等の導電性材料が含まれている。そのため、ICチップとインターポーザ基板との位置合わせを行う際、ICチップとインターポーザ基板を透過する光(具体的には、赤外線レーザやエックス線)を用いて、ICチップとインターポーザ基板との対向部分に配置されている第1位置決め部材及び第2位置決め部材を検出し、ICチップとインターポーザ基板との位置決めを行うことができる。具体的には、赤外線レーザやエックス線をICチップもしくはインターポーザ基板の外部露出面側から第1位置決め部材及び第2位置決め部材に向けて照射することにより、赤外線レーザやエックス線は、ICチップとインターポーザ基板を透過し、第1位置決め部材又は第2位置決め部材で反射して、上記外部露出面側に向けて出射される。この出射光を、検出装置で検出することによって、第1位置決め部材又は第2位置決め部材の位置を視認できる状態にすることができる。
また、本発明に係るICチップ実装パッケージは、上記第1位置決め部材と上記第2位置決め部材とが異なる形状であり、上記ICチップとインターポーザ基板とが最適な位置で貼り合わされたときにICチップとインターポーザ基板との対向面に対して垂直な方向からみると、上記第1位置決め部材及び第2位置決め部材は、互いが、上記貼り合わせ位置として許容できる範囲の距離ほど離間した位置で観察されるように設けられている。
例えば製造ラインにのせて製品の大量生産を行う場合、個々の製品がまさに設計値通りに製造されなければならないというものではなく、不具合が生じなければ、ある程度の許容誤差(これを公差と言うこともある)が許されている場合が多い。しかしながら、特許文献2に開示された位置決めの手法の場合、図14の(c)に示したパターンが観察されるか否か、すなわち、正確に位置合わせできたか否かという2択で位置決めを判断することしかできない。つまり特許文献2の構成の場合は、上記したような許容誤差を考慮することができない。そのため、特許文献2の構成では、大量生産を行うと規格外の製品を大量に生じてしまうことになる。ところが、本発明のICチップ実装パッケージは、上記のように構成することによって、ICチップとインターポーザ基板とを位置決めする際、貼り合わせ位置として許容できる範囲内、すなわち許容誤差の範囲内に位置決めされているか否かを、第1位置決め部材及び第2位置決め部材との位置関係を確認(視認)だけで判断することができるので、効率的な位置決めを行うことが可能となる。
また、上記の構成によれば、ICチップとインターポーザ基板とが最適な位置、つまり設計通り、に位置決めできていなかったとしても、許容誤差の範囲内に位置決めされているか否かを確認することができるので、上記したようにパッケージの大量生産を行う場合に、従来の構成と比較して、効率的な位置決めを行うことができるので、規格外品を大量に出すことなく、生産性の向上に寄与できる。
また、本発明に係るICチップ実装パッケージは、上記ICチップにおける上記インターポーザ基板との対向面が四角形であり、上記第1位置決め部材が、上記四角形の4つの角領域内に設けられていることが好ましい。
このように構成することによって、ICチップとインターポーザ基板との電気的接続を妨げることなく、第1位置決め部材を設けることができる。具体的には、本発明に係るICチップ実装パッケージは、上記四角形の4つの角領域内に上記第1位置決め部材を設け、該4つの角領域と対向するインターポーザ基板上に上記第2位置決め部材を設けている。
また、ICチップの全て(4つ)の角領域に第1位置決め部材を設けて位置決めを行うため、正確な位置決めを実現することができる。
しかしながら、本発明に係るICチップ実装パッケージは、第1位置決め部材をICチップの全て(4つ)の角領域に設ける構成に限定されるものではなく、上記第1位置決め部材を、上記四角形における中心を挟んで対向する2つの角領域内に設けてもよい。
このように2つの角領域内に設ける構成とすれば、上記のように4つの角領域内に設ける構成と比較して、部材点数を少なくすることができ、パッケージの製造工程及び製造コストを抑えることができる。
また、具体的な第1位置決め部材の配設位置としては、上記ICチップにおける上記インターポーザ基板との対向面が長方形である場合、第1位置決め部材は、該長方形の角から、長方形の長辺の10分の1の長さまでの範囲であって、且つ、該長方形の角から、長方形の短辺の5分の1の長さまでの範囲で示される領域内に設けることが好ましい。
これにより、ICチップとインターポーザ基板との電気的接続を妨げることなく、且つ第1位置決め部材(及び第2位置決め部材)を良好に観察することができる。
更に、上記の構成において、上記ICチップの上記対向面における中心を挟んで対向する2つの角領域内に設けられた上記第1位置決め部材の各々は、異なる形状を有していることが好ましい。具体的には、上記2つの角領域内のうちの一方の角領域内に設けられた上記第1位置決め部材の形状が、一方の角領域内に設けられた上記第1位置決め部材と対をなす上記第2位置決め部材と同じ形状であることが好ましい。
上記の構成によれば、ICチップとインターポーザ基板との位置合わせを行う際、インターポーザ基板(もしくはICチップ)の向きを逆にしてICチップ(もしくはインターポーザ基板)上に配置した場合であっても、対をなしていない第1位置決め部材と第2位置決め部材が対向することになるため、位置決めを行うことができない。すなわち、貼り合わせることができない。これにより、ICチップの実装を誤ることなく正確に実装及び位置決めすることが可能となる。
また、本発明に係るICチップ実装パッケージは、上記第1位置決め部材と第2位置決め部材との間の上記距離を少なくとも2段階設け、そのうちの一方の距離は、許容誤差の限界を示し、他方の距離は、一方の距離よりも短く構成することが好ましい。
これにより、ICチップとインターポーザ基板との位置合わせを行う際、許容限界を超えているか否かを確認することができるだけでなく、位置決め精度を2段階で格付けすることができる。
以上のような上記第1位置決め部材及び第2位置決め部材として、具体的には、第1位置決め部材及び第2位置決め部材の一方は、複数の位置決め体から構成されており、ICチップとインターポーザ基板との対向面に対して垂直な方向からみると、該位置決め体が、他方の位置決め部材を囲むように配された構成とすることができる。そして、上記の構成において、複数の上記位置決め体は、上記他方の位置決め部材を挟むようにして2対設けられており、上記2対のうちの一方の対は、位置決めの許容限界を示す距離ほど該他方の位置決め部材から離間しており、他方の対は、該距離よりも短い距離で該他方の位置決め部材から離間していることが好ましい。
このような構成の具体例としては、上記位置決め体が正方形であり、上記他方の位置決め部材は2つの長方形がそれぞれの中心で垂直に交差した十字形状であり、上記位置決め体は、上記十字形状の中心に上記正方形の1つの角を向けるように、上記十字形状の中心から分岐した部分と、該部分と隣り合う同じく該中心から分岐した部分との間のそれぞれに配置された構成がある。
また、上記のように半導体を透過する光を用いて第1位置決め部材及び第2位置決め部材を検出する場合、上記ICチップ及びインターポーザ基板を上記垂直な方向からみたとき、上記第1位置決め部材及び第2位置決め部材の配設位置においては、材質に金属を含む部材は第1位置決め部材及び第2位置決め部材のみであることが好ましい。
これにより、第1位置決め部材及び第2位置決め部材を検出するために用いる、ICチップ及びインターポーザ基板を透過する光が、他の部材によって反射されることによる測定誤差をなくし、正確な位置決めを行うことができる。
しかしながら、上記した光による検出方法のほかにも、例えば、互いが接触するように上記ICチップ及びインターポーザ基板の対向面から突出した導電性の突起を有しており、各突起には配線などの外部出力手段を備えておく構成であってもよい。
このように構成すれば、第1位置決め部材の上記突起及び第2位置決め部材の上記突起が接触したことを、外部出力手段を用いて外部で検知することができ、接触した場合には、位置決めの許容限界にあると判断することができる。
また、本発明に係るICチップ実装パッケージは、上記電極と、上記ICチップ側接続端子とはバンプを介して電気的に接続されており、上記ICチップは、上記インターポーザ基板との対向位置に、ICチップとインターポーザ基板との対向面間のギャップを測定するための第1ギャップ測定用部材を有しており、上記インターポーザ基板は、上記ICチップとの対向位置に、第1ギャップ測定用部材と対を成す第2ギャップ測定用部材を有していることが好ましい。具体的には、上記第1ギャップ測定用部材及び第2ギャップ測定用部材が、ICチップとインターポーザ基板との対向面に対して垂直な方向からみたときに、並んで観察されるように設けられていることが好ましい。
上記の構成によれば、本発明のICチップ実装パッケージは、インターポーザ基板の表面に対して平行な方向の位置合わせを行う以外に、ICチップとインターポーザ基板との間の距離(ギャップ)を管理することができ、より正確な貼り合わせを実現することができる。
また、上記したように第1位置決め部材をICチップの2つの角領域に設ける構成の場合には、上記第1ギャップ測定用部材及び第2ギャップ測定用部材を、ICチップとインターポーザ基板との対向面に対して垂直な方向からみたときに、上記ICチップにおける上記2つの角領域内とは異なる2つの角領域内で観察される位置に配設することができる。
また、このような第1ギャップ測定用部材及び第2ギャップ測定用部材の機能を、上記した第1位置決め部材及び第2位置決め部材が兼ねてもよい。
また、本発明に係るICチップ実装パッケージは、上述した課題を解決するために、ICチップを、インターポーザ基板を介してパッケージ基材に実装しており、上記ICチップには、上記インターポーザ基板との対向面に電極が設けられており、上記インターポーザ基板には、上記電極と電気的に接続するICチップ側接続端子と、上記パッケージ基材と電気的に接続するパッケージ基材側接続端子とを有する配線導体が設けられており、上記電極と、上記ICチップ側接続端子とはバンプを介して電気的に接続されているICチップ実装パッケージであって、上記ICチップは、上記インターポーザ基板との対向位置に、ICチップとインターポーザ基板との対向面間のギャップを測定するための第1ギャップ測定用部材を有しており、上記インターポーザ基板は、上記ICチップとの対向位置に、第1ギャップ測定用部材と対を成す第2ギャップ測定用部材を有していることを特徴としている。
上記の構成とすれば、ICチップとインターポーザ基板との間の距離(ギャップ)を管理することができ、ICチップの電極と、インターポーザ基板のICチップ側接続端子とが、バンプによって良好に接続できているかを判断することができる。
すなわち、ICチップの電極と、インターポーザ基板のICチップ側接続端子とに設けられたバンプ(もしくはこれらのうちの一方に設けられたバンプ)は、その製造時において、該電極及び該ICチップ側接続端子の上で(もしくはこれらのうちの一方の上で)所望の高さをもつように形成されるが、ICチップとインターポーザ基板とが貼り合わされると、バンプは僅かに潰れてその高さが低くなる。しかしながら、ICチップとインターポーザ基板との貼り合わせが良好ではない場合は、バンプが全く潰れなかったり、反対に過度に潰れたりすることになる。そこで、本発明によれば、これを、上記第1ギャップ測定用部材と対を成す第2ギャップ測定用部材を用いることによって、ICチップとインターポーザ基板との対向面間のギャップを測定して判断することができる。
具体的には、上記第1ギャップ測定用部材及び第2ギャップ測定用部材が、ICチップとインターポーザ基板との対向面に対して垂直な方向からみたときに、並んで観察されるように配設されていることが好ましい。
このように構成すれば、例えば、上記したような光を用いて第1ギャップ測定用部材及び第2ギャップ測定用部材のそれぞれの表面の位置を検出し、その差を求めるという簡易な手法によって、ICチップとインターポーザ基板との対向面間のギャップを測定することができる。
また、本発明に係るICチップ実装パッケージは、上記ICチップにおける上記インターポーザ基板との対向面が四角形であり、上記第1ギャップ測定用部材は、上記四角形の4つの角領域内に設けられていることが好ましい。
このように構成することによって、ICチップとインターポーザ基板との電気的接続を妨げることなく、第1ギャップ測定用部材を設けることができる。具体的には、本発明に係るICチップ実装パッケージは、上記四角形の4つの角領域内に上記第1ギャップ測定用部材を設け、該4つの角領域と対向するインターポーザ基板上に上記第2ギャップ測定用部材を設けている。
また、ICチップの全て(4つ)の角領域に第1ギャップ測定用部材を設けてギャップを測定するため、正確な位置決めを実現することができる。
しかしながら、本発明に係るICチップ実装パッケージは、第1ギャップ測定用部材をICチップの全て(4つ)の角領域に設ける構成に限定されるものではなく、上記第1ギャップ測定用部材を、上記四角形における中心を挟んで対向する2つの角領域内に設けてもよい。
このように2つの角領域内に設ける構成とすれば、上記のように4つの角領域内に設ける構成と比較して、部材点数を少なくすることができ、パッケージの製造工程及び製造コストを抑えることができる。
また、具体的な第1ギャップ測定用部材の配設位置としては、上記ICチップにおける上記インターポーザ基板との対向面が長方形である場合、第1ギャップ測定用部材は、該長方形の角から、長方形の長辺の10分の1の長さまでの範囲であって、且つ、該長方形の角から、長方形の短辺の5分の1の長さまでの範囲で示される領域内に設けることが好ましい。
これにより、ICチップとインターポーザ基板との電気的接続を妨げることなく、且つ第1位置決め部材(及び第2位置決め部材)を良好に観察することができる。
また、本発明に係るICチップ実装パッケージは、上記の構成において、上記第1ギャップ測定用部材及び第2ギャップ測定用部材は、ICチップとインターポーザ基板との対向面に対して垂直な方向からみたときに、上記ICチップとインターポーザ基板との対向面の中心で観察される位置に配設されていることが好ましい。
これにより、上記ICチップとインターポーザ基板との対向面の中心においてもギャップを測定することができることから、より一層正確な貼り合わせを実現でき、良好な品質のICチップ実装パッケージを提供することができる。
また、上記したICチップ実装パッケージに関して、上記ICチップとインターポーザ基板との対向面に対して垂直な方向からみたときの上記第1ギャップ測定用部材及び第2ギャップ測定用部材の面積は、少なくとも15μm
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であることが好ましい。また、上記インターポーザ基板は、電気回路が形成された半導体基板であり、上記第1ギャップ測定用部材及び第2ギャップ測定用部材は、半導体を透過する光を反射させる材料から構成されることが好ましい。
上記した面積にすることによって、例えば、上記のように半導体を透過する光を用いてギャップを測定する手法を採用した場合に、光を効果的に第1ギャップ測定用部材及び第2ギャップ測定用部材でとらえることができるので、安定した測定データを収集することが可能となる。
また、本発明は、上記した構成のICチップ実装パッケージと、上記ICチップ実装パッケージの上記パッケージ基材に接続され、上記ICチップから出力される信号を用いて画像表示を行う表示画像表示体とを備えた表示画像表示体としても適用することができる。
上記の構成とすれば、信頼性の高い画像表示装置を提供することができる。