JPH0660955U - 蛍光表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体素子を外囲器外の基板に実装した際
に、耐湿性が高く、また接続部分での接触抵抗が低くか
つ接続が確実に行えるなど、信頼性の高い蛍光表示装置
を提供することを目的とする。 【構成】 半導体素子３０は、基板２０の載置部２０ａ
に配設され、シール材３３とフェースプレート３２によ
って形成される実装室３４内に収納されている。また半
導体素子３０は、上面からフェースプレート３２によっ
て押圧されて、配線導体２１と電気的に接続されてい
る。さらに前記シール材３３は、封着材２８より作業温
度の低いインジウム・すず合金等の無機材料から構成さ
れている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、気密外囲器外で、外囲器の一部を構成する基板上に、駆動用等の半 導体素子が配設された蛍光表示装置に係わり、特に実装後でも半導体素子の取り 外しの可能な蛍光表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

蛍光表示装置において、高密度な表示が要求される中で、蛍光表示装置へ通電 するためのリード線をできるだけ簡略化し、リード線の引き回しを容易にするた めに、蛍光表示装置の外域内あるいは外囲器外で外囲器の一部を構成する基板上 に駆動用の半導体素子が実装されたものがある。

【０００３】 このように半導体素子を基板上に直接取り付けて、基板の配線と半導体素子の 端子を接続する方法の中に、半導体素子の端子を基板に対向させた状態で実装す るフェースダウン方式と呼ばれるものがある。 このフェースダウン方式と呼ばれるものには、代表例として以下の様な方式が ある。

【０００４】 （１）導電性接着材を用いるもの。 この方法は、半導体素子の金属バンプを導電性接着材を介して基板上の端子部 と接続し、エポキシ樹脂等で封止するものである。

【０００５】 （２）異方性導電シートを用いるもの。 この方法は導電粒子を接着材中に均一に分散させたフィルムを、半導体素子の バンプと基板上の端子部間に挟持し、加圧・加熱して導電粒子により接続するも の。

【０００６】 （３）Ａｕバンプ等によるダイレクト接続するもの。 この方法は半導体素子のＡｕバンプを基板上の端子部と直接接続し、エポキシ 樹脂等で封止するものである。

【０００７】 このほか、従来から行われているハンダによる接続法や、導電メッキ樹脂ボー ルによる接続もある。

【０００８】 図２は、蛍光表示装置の基板上に駆動用の半導体素子が配設された一例を示し たものである。また図３は、図２のＩ−Ｉ線断面図である。

【０００９】 図中１はガラス板等からなる基板で、その内面には、表示パターンを形成する 陽極導体２が配設され、その陽極導体２上面に蛍光体層３が配設された構成であ る。また、基板１上には、陽極導体２形成時に陽極導体２や他の電極と電気的に 接続された配線導体２ａが配設されている。そして配線導体２ａを覆うように絶 縁層４が配設されている。

【００１０】 また、基板１の上方には、制御電極５、ならびに支持体９を介して陰極６が張 架されている。 さらに基板１は、側面板７および前面板８を低融点フリットガラスからなる封 着材で一体に形成し、気密外囲器を有する蛍光表示管部分を構成している。なお 封着材の作業温度は、４００℃前後で、内部の残留ガスが十分放出できる作業温 度である。 そうして陰極６から放出された電子を制御電極５で選択制御し、蛍光体層３に 射突させて、所望の発光表示を得るものである。

【００１１】 一方前記基板１は、前述した蛍光表示管部分とは別にその一部が気密外囲器外 部に突出し、後述する半導体素子が取り付けられる載置部１ａを有している。 さらに載置部１ａには、配線導体２ａが延在して設けられている。そして半導 体素子１２の接続部１３と対応して開口し、配線導体２ａが露出するように絶縁 層４が設けられている。そして半導体素子１２を、前記載置部１ａに搭載する際 に、前述したように導電性接着材を用いるなどして配線導体２ａと半導体素子１ ２の電気的な接続を行った後、エポキシ樹脂１４等の樹脂で封止する構成である 。

【００１２】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、従来のように半導体素子１２をエポキシ樹脂１４で封止する場合、 樹脂そのもの耐湿性や、樹脂と基板との密着性が劣り、絶縁不良等の不良の原因 となっていた。 また、半導体素子１２の金属バンプと基板１の配線導体２ａの接触抵抗は、導 電性接着材や異方性導電シートを用いる場合、高くなってしまう。

【００１３】 さらにＡｕバンプによるダイレクト接続や、導電メッキ樹脂ボールを使用する 場合、接触抵抗をある程度抑えることができるが、いずれにしろ半導体素子１２ の前記配線導体２ａに対する押圧力は、基本的に樹脂の収縮力によるものである 。したがって、押圧力も少なく接続部分の信頼性を高くできないという問題があ った。 またハンダによる接続もあるが、高密度な実装には適応できないという問題が あった。

【００１４】 本考案は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、半導体素子を外囲器外 の基板に実装した場合、耐湿性が高く、また接続部分での接触抵抗が低くかつ信 頼性の高い蛍光表示装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

本考案の構成は、蛍光表示管部分から延出する基板上に管内より配線された配 線導体と、この配線導体に電気的に接続する金属バンプを備えた半導体素子と、 この半導体素子を前記基板との間に挟持するフェースプレートと、前記フェース プレートの周囲と前記基板との間に設けられて半導体素子の実装室を構成するシ ール材とを有し、前記シール材は蛍光表示管部分の封着材より作業温度の低い無 機材料で構成されたことを特徴とする蛍光表示装置。

【００１６】

【作用】

以上のような構成であるから、半導体素子は、フェースプレートとシール材、 基板によって形成される実装室内に、外気と遮断して設けられている。また半導 体素子は、フェースプレートによって基板に押圧されるので、半導体素子の金属 バンプと基板の配線導体との電気的な接続を確実に行える。

【００１７】 さらに、両者の接続抵抗も、直接接続される場合はもとより、導電性部材を介 して接続される場合でも、前記押圧力により導電性部材の厚みがきわめて薄くな るから、接続抵抗を低く抑えることができる。

【００１８】

【実施例】

以下図面を用いて本考案を詳細に説明する。 図１は、本考案の蛍光表示装置の一実施例を示した要部拡大断面図である。図 中２０は、ガラス板からなる基板で、その内面には、陽極導体２２ならびに蛍光 体層２３を有している。また基板２０内面には、陽極導体２２や他の電極に通電 するための配線導体２１が形成されている。そして配線導体２１を覆うように絶 縁層２４が形成されている。

【００１９】 さらに基板２０上方には、制御電極２５ならびに線状陰極２６を有している。 そして前記基板２０と側面板２７ならびに蓋板２９を、低融点フリットガラス等 からなり、作業温度が４００℃前後の封着材２８を介して一体にすることにより 、気密外囲器を有する蛍光表示管部分を構成している。

【００２０】 一方前記基板２０は、前述した蛍光表示装置本体とは別体にその一部が外囲器 外に突出し、半導体素子３０が取り付けられる載置部２０ａを有している。また 載置部２０ａには、外囲器内部から配線導体２１が延在して設けられている。

【００２１】 前記配線導体２１は、後述する半導体素子３０の金属バンプ３１と対応する位 置を除いてその上面が絶縁層３５によって被覆された構成である。 半導体素子３０は、底面部に金属バンプ３１を有し、その金属バンプ３１が導 電性部材３５を介して配線導体２１と電気的に接続しており、上面部は、ガラス 板等からなるフェースプレート３２の内面に当接し、押圧された構成である。

【００２２】 またフェースプレート３２は、前記封着材２８より作業温度の低い材料例えば インジウム・すず合金等からなるシール材３３によって、基板２０に取り付けら れた構成である。なおシール材３３は、前記半導体素子３０を取り囲むように配 設され、半導体素子３０を外部から隔離するように実装室３４を構成している。

【００２３】 次に半導体素子３０の実装ならびに実装室の形成方法について説明する。 あらかじめ、蛍光表示装置の基本的な構成、すなわち内部電極が形成され、か つ外囲器の封着、排気工程等を終了させて蛍光表示管部分を形成しておく。

【００２４】 そして最初に半導体素子３０の金属バンプ３１にペースト状の導電性部材３５ を被着する。この状態で、基板２０上の配線導体２１と位置合わせした後、基板 ２０上に実装する。この際半導体素子３０は、導電性部材３５の粘着力によって 基板２１に保持されている。また実装した状態で半導体素子３０の動作チェック を行う。

【００２５】 そして基板２０上のシール位置にインジウム・すず合金をワイヤー状にしたも の、あるいは粉末状のものを溶かし成形したシール材３３を載置する。その後フ ェースプレート３２と基板２０の位置合わせを行い、クリップ等で加圧した状態 で、オーブンあるいは局部加熱ヒータ等を使用し、約２００℃に加熱してシール 材３３を溶解させる。そして加圧したまま除冷することにより、実装室３４を形 成するものである。

【００２６】 したがって、実施例に示した蛍光表示装置では、無機材料のインジウム・すず 合金等からなるシール材３３とフェースプレート３２によって実装室３４が形成 され、この実装室３４内に半導体素子３０が収納される構成である。

【００２７】 インジウム・すず合金は、ガラス板となじみがよいので、シール材３３によっ てフェースプレート３２と基板２０は強固に固着され、しかもシール材３３その ものの耐湿性が優れており、従来の樹脂封止に対し実装室３４は高い耐湿性を得 ることができる。さらに実装室３４の気密性が高いので、実装室３４内を高真空 に保持したり、不活性ガス雰囲気にすることができ、腐食等に対しても信頼性の 高い蛍光表示装置が得られる。

【００２８】 また半導体素子３０は、フェースプレート３２によって、基板２０側に押圧さ れているから、金属バンプ３１と配線導体２１の電気的な接続が確実に行える効 果がある。さらに金属バンプ３１と配線導体２１の接続は、導電性部材３５を介 した接続であるが、フェースプレート３２に押圧されているので、導電性部材３ ５の厚みはきわめて薄くなるから接続抵抗を低くすることができる。

【００２９】 さらにインジウム・すず合金を用いることによりシール材３３の作業温度が２ ００℃前後であり、蛍光表示装置の外囲器を形成する封着材２８の作業温度より 低いので、実装室３４を蛍光表示部分が完成した後に設けても、封着材２８が再 溶解したり、ガスが発生することもなく蛍光表示管部分に悪影響を及ぼすことは ない。

【００３０】 したがって蛍光表示管部分が良品かどうかを確認した後に半導体素子３０を実 装することができる。 さらに、半導体素子３０を実装後、蛍光表示管部分や半導体素子３０をに不良 が生じた場合、２００℃程度に加熱してやれば、再度取り外しすることができる 。 またシール材３３の作業温度が低いので、耐熱性の低いＣ−ＭＯＳ、メモリー 等の実装も可能となる。

【００３１】 また前記実施例では、シール材にインジウム・すず合金を使用した例を示した が、他のインジウム合金や、インジウム、その他の低融点金属またはその合金も 使用可能である。さらに低融点フリットガラスには、作業温度が３００℃前後の ものもあり、このようなフリットガラスも使用可能である。

【００３２】 このほか配線導体と金属バンプの接続に導電性部材を介した例を示したが、あ くまで、半導体素子を基板に仮固定できるようにしたものであり、配線導体と金 属バンプを直接接続する構成としてもよい。 またフェースプレートも、ガラス板のほかに金属板、セラミック等も使用でき 、シール材の熱膨張係数に合わせて選択可能である。さらにフェースプレートで 、半導体素子を直接押圧する他、他部材を間に介在させてもよい。

【００３３】

【効果】

以上のように本考案の蛍光表示装置は、基板の載置部に無機材料からなるシー ル材と、フェースプレートによって実装室が形成され、この実装室内に半導体素 子が半導体素子が収納される構成である。 したがって、シール材は無機材料であるから従来の樹脂封止に比較して、高い 気密性、耐湿性を得ることができる。

【００３４】 また半導体素子は、フェースプレートによって基板に押圧されているから、半 導体素子の金属バンプと、基板上の配線導体の電気的な接続が確実に行え、しか も接続抵抗も低くすることができる。

【００３５】 このほかシール材に蛍光表示管部分の封着材より作業温度の低い材料を使用す ることにより、蛍光表示管部分のの完成後に半導体素子を実装しても、残留ガス の発生や、封着材の再溶解といったこともなく、蛍光表示管部分に悪影響を及ぼ すこともない。

【００３６】 また、前記シール材を使用することにより、半導体素子を実装した後に、蛍光 表示装置本体に不具合が生じても、半導体素子を取り外し再使用が可能になるほ か、逆に半導体素子に不具合が生じた場合、蛍光表示管部分の完成後であっても 、残留ガスの発生を抑えながら半導体素子を交換することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の蛍光表示装置の一実施例を示した要部
拡大断面図である。

【図２】従来の蛍光表示装置の一例を示した平面図であ
る。

【図３】従来の蛍光表示装置の側断面図である。

【符号の説明】

２０ 基板 ２０ａ 載置部 ２１ 配線導体 ３０ 半導体素子 ３１ 金属バンプ ３２ フェースプレート ３３ シール材 ３４ 実装室

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 蛍光表示管部分から延出する基板上に管
   内より配線された配線導体と、この配線導体に電気的に
   接続する金属バンプを備えた半導体素子と、この半導体
   素子を前記基板との間に挟持するフェースプレートと、
   前記フェースプレートの周囲と前記基板との間に設けら
   れて半導体素子の実装室を構成するシール材とを有し、
   前記シール材は蛍光表示管部分の封着材より作業温度の
   低い無機材料で構成されたことを特徴とする蛍光表示装
   置。
2. 【請求項２】 前記シール材は、低融点金属またはその
   合金から構成されたことを特徴とする請求項１記載の蛍
   光表示装置。
3. 【請求項３】 前記シール材は、インジウムまたは、イ
   ンジウム・すず合金のワイヤー材もしくは成形品を使用
   することを特徴とする請求項１または請求項２記載の蛍
   光表示装置。