JP2000113915A - アルミニウム配線の接続構造及び接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】アルミニウム配線と被接続体とを異方導電材で
接続する構造において、接続部分におけるアルミニウム
配線の腐食を防止すること。 【解決手段】蛍光表示管１の外囲器２の陽極基板３は、
箱型の外形から突出している。外囲器２内の電極等の配
線が陽極基板３の一端部３ａの表面に引き出され、アル
ミニウム膜の外部端子部５を構成する。外部端子部５は
外囲器内の絶縁膜であるクロス層６に連続する保護膜７
に被覆されている。外部端子部５の端部には、可撓性ケ
ーブル８が異方性導電材９（ＡＣＦ）を介して熱圧着で
接続されている。保護膜７はケーブル８の下側にまで入
り込んだ長さに形成される。接続部をモールド材１２で
覆う。アルミニウムを腐食させる塩素イオンを含む異方
性導電材９のはみ出し部分９ａは硬化が不十分だが、そ
の下のアルミニウムの外部端子部５は保護膜７で覆われ
るので腐食しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に形成され
たアルミニウム配線に、可撓性の接続配線等を異方導電
材で接続する場合等に特に有用な配線の接続構造と、そ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、蛍光表示管１００の外部端子部
１０１と、外部配線である可撓性ケーブル１０２とを、
異方性導電材１０３（ＡＣＦ）を間に介して接続した接
続構造の一例を示している。

【０００３】一般に蛍光表示管１００は、ガラス等の絶
縁性材料からなる板材を封着材で気密に組み立てて成る
箱型の外囲器を備えている。その内部には、蛍光体層を
有する発光表示部としての陽極や、電子源である陰極
や、電子を制御する制御電極等が収納されている。外囲
器の一部をなす陽極基板１０４の内面には、前記陽極を
始めとする内部電極の配線導体が引き回されている。そ
して、この配線導体は、前記外囲器の封着部分を気密に
貫通して外囲器外の陽極基板１０４の表面に引き出さ
れ、外部端子部１０１を構成している。通常、この外部
端子部１０１は、外囲器外の陽極基板上において多数本
が微小なピッチで配設されている場合が多く、その幅は
かなり小さいので抵抗が高くなることが多い。このた
め、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)等の高抵抗の導電材料を
使用するには難がある場合もあり、一般にはアルミニウ
ム薄膜が使用されることが多い。外囲器内の配線と、外
囲器外の外部端子の一部は、クロス１０５で覆われてい
る。

【０００４】前記蛍光表示管１００を、外部に設けられ
た図示しない駆動回路等に接続する場合等に、図４に示
したような可撓性のケーブル１０２が使用されることが
ある。この可撓性ケーブル１０２はＴＡＢと通称されて
おり、基材であるポリイミドフィルム１０６の片面にＣ
ｕ配線１０７が形成されたものである。Ｃｕ配線１０７
のピッチは、接続しようとする蛍光表示管１００の外部
端子部１０１のピッチに対応したものが選択される。

【０００５】前記蛍光表示管１００の外部端子部１０１
と前記可撓性ケーブル１０２の配線１０７を接続する異
方性導電材１０３（ＡＣＦ）は、エポキシ系等の熱硬化
性の接着剤に導電性粒子を分散したものであり、通常は
シート状の導電材料として供給される。この異方性導電
材１０３を蛍光表示管１００の外部端子部１０１の上に
載せ、その上から可撓性ケーブル１０２の配線１０７を
位置決めし、これらを熱圧着する。

【０００６】異方性導電材１０３は、加熱と加圧によっ
て接着剤が溶融し、分散されている導電粒子が対向する
電極間に捕捉されることによって厚さ方向に高い導電性
が得られる。面方向については、導電粒子が互いに接触
しない程度に分散されているとともに接着剤が不導体と
なるので、高い絶縁性が得られる。導電粒子と電極間の
機械的接続は接着剤によって得られる。このため、蛍光
表示管１００の多数本の外部端子部１０１は、これらに
対してそれぞれ位置決めされた可撓性ケーブル１０２の
各配線１０７のみと導通し、外部端子部１０１と可撓性
ケーブル１０２は機械的にも確実に接続される。

【０００７】そして、外部端子部１０１と可撓性ケーブ
ル１０２の接続部分は、防水等の目的で樹脂等のモール
ド材１０８で覆われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の接続構
造では、蛍光表示管１００の外部端子部１０１と可撓性
ケーブル１０２を異方性導電材１０３を挟んで熱圧着す
ると、異方性導電材１０３が含むエポキシ樹脂が流動性
を持つため、異方性導電材１０３は両者の間からはみ出
して、可撓性ケーブル１０２に対面していない外部端子
１０１の上にまで出てしまう。そして、はみ出した異方
性導電材１０３が接触しているアルミニウム製の外部端
子部１０１の一部分１１０が腐食してしまうという問題
が生じていた。

【０００９】本発明者等は、この腐食の原因について鋭
意研究した結果、次のような知見を得るに至った。ま
ず、異方性導電材１０３の接着剤であるエポキシ樹脂は
加水分解性塩素を含んでいる。外部端子部１０１と可撓
性ケーブル１０２に挟まれている部分では、熱圧着によ
ってエポキシ樹脂が硬化しているため、塩素は硬化物の
網目構造中に取り込まれて移動できず、外部端子１０１
のアルミニウムと反応する機会は少ない。しかしなが
ら、はみ出した異方性導電材１０３では、熱圧着による
硬化反応が不完全であるため、塩素イオンが外部端子部
１０１のアルミニウムに接近してアルミニウムの酸化膜
を破壊する。そして、蛍光表示管１００の駆動時に外部
端子部１０１と可撓性ケーブル１０２の配線間にかかる
電位差と、モールド材に含まれる水分の長時間にわたる
影響により、電気化学的反応が生じて外部端子部１０１
のアルミニウムの腐食が進行する。

【００１０】本発明は、前述したアルミニウム配線腐食
の問題点を解決するため、これに対する発明者の前記知
見に基づいて成されたものであり、アルミニウム配線と
被接続体とを異方導電材で接続する接続構造において、
接続部分におけるアルミニウム配線の腐食を防止するこ
とを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載されたア
ルミニウム配線の接続構造は、基板（陽極基板３）上に
形成されたアルミニウム配線（外部端子部５）と、前記
基板外の被接続体（ケーブル８）とを、異方導電材
（９）を用いて接続するアルミニウム配線の接続構造に
おいて、前記アルミニウム配線（外部端子部５）と前記
被接続体（ケーブル８）との間からはみ出した前記異方
導電材（９ａ）が前記被接続体（ケーブル８）と対面し
ていない前記アルミニウム配線（外部端子部５）に接触
しないように、少なくとも前記被接続体（ケーブル８）
の近傍において前記被接続体（ケーブル８）と対面して
いない前記アルミニウム配線（外部端子部５）を保護膜
（７）で覆ったことを特徴としている。

【００１２】請求項２に記載されたアルミニウム配線の
接続構造は、蛍光表示管（１）の基板（陽極基板３）上
に形成されたアルミニウム配線（外部端子部５）と、前
記蛍光表示管外の接続配線（ケーブル８）とを、異方導
電材（９）を用いて接続するアルミニウム配線の接続構
造において、前記アルミニウム配線（外部端子部５）と
前記接続配線（ケーブル８）との間からはみ出した前記
異方導電材（９ａ）が前記接続配線（ケーブル８）と対
面していない前記アルミニウム配線（外部端子部５）に
接触しないように、少なくとも前記接続配線（ケーブル
８）の近傍において前記接続配線（ケーブル８）と対面
していない前記アルミニウム配線（外部端子部５）を保
護膜（７）で覆ったことを特徴としている。

【００１３】請求項３に記載されたアルミニウム配線の
接続構造は、請求項１又は２記載のアルミニウム配線の
接続構造において、前記保護膜（７）が酸化鉛系ガラス
であることを特徴としている。

【００１４】請求項４に記載されたアルミニウム配線の
接続構造は、請求項１又は２又は３記載のアルミニウム
配線の接続構造において、前記異方導電材（９）が、多
数の微小な導電粒子を含むエポキシ系接着剤であること
を特徴としている。

【００１５】前記各項記載の構造によれば、アルミニウ
ム配線（５）と外部の被接続体（接続配線）（８）との
間から異方導電材（９）がはみ出しても、はみ出した部
分のアルミニウム配線（５）は保護膜（７）に覆われて
いるので、腐食することはない。

【００１６】請求項５に記載されたアルミニウム配線の
接続方法は、端部以外が保護膜（７）で覆われたアルミ
ニウム配線（外部端子部５）を異方導電材（９）を用い
て被接続体（ケーブル８）に接続する方法である。その
特徴は、異方導電材（９）を間において、被接続体（ケ
ーブル８）の端部をアルミニウム配線（外部端子部５）
の端部と保護膜（７）の一部に重ね、保護膜（７）の厚
さよりも厚く弾性を備えた押圧材（シリコンシート２
３）で被接続体（ケーブル８）の端部を加熱しながら押
圧することにある。

【００１７】アルミニウム配線（外部端子部５）の露出
した端部において保護膜（７）は段差部を形成している
が、前記方法によれば、弾力性のある押圧材（シリコン
シート２３）が前記段差に対応して変形することができ
るので、異方性導電材（９）に十分な圧力をかけて異方
性導電材（９）中の導電粒子を潰し、十分な電気的接続
を確保することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例を図１
〜図３を参照して説明する。まず、図１及び図２を参照
して本例の接続構造を説明する。

【００１９】図１に示すように、蛍光表示管１は、ガラ
ス等の絶縁性材料からなる板材を封着材で気密に組み立
てて成る箱型の外囲器２を備えている。外囲器２の一部
を構成する陽極基板３は、その一端部３ａが外囲器２の
箱型の外形から突出している。外囲器２の内部には、陽
極導体の上に蛍光体層を被着してなる陽極や、電子源で
ある陰極や、電子を制御する制御電極等が収納されてい
る。これらの電極に接続しているアルミニウム膜からな
る配線導体４は、外囲器２の封着部分を気密に貫通して
外囲器２の外の陽極基板３の一端部３ａの表面に引き出
され、アルミニウム膜からなる外部端子部５を構成して
いる。外部端子部５は、外囲器２内の電極数及び構造に
対応した本数が所定ピッチで並んで形成されている。こ
れら配線導体４と外部端子部５は、同一の工程で製造さ
れる。

【００２０】外囲器２内の配線導体４は、酸化鉛系ガラ
ス、例えば鉛ホウ珪酸ガラスからなる絶縁層としてのク
ロス層６に覆われている。クロス層６を構成する絶縁層
には、外光などの反射を防止する為に、顔料が含まれて
いてもよい。そして、このクロス層６は、外囲器２外の
外部端子部５の保護膜７として外囲器２外に連続して形
成されている。即ち、保護膜７は、外部端子部５の端部
の接続箇所以外を覆っている。外囲器２内のクロス層６
と、外部端子部５の保護膜７は同じものであり、同一の
工程で製造できる。

【００２１】保護膜７に覆われていない外部端子部５の
端部には、可撓性ケーブル８が異方性導電材９（ＡＣ
Ｆ）を介して熱圧着によって接続されている。可撓性の
ケーブル８（ＴＡＢ）は、基材であるポリイミドフィル
ム１０の片面にＣｕ配線１１が形成されたものである。
Ｃｕ配線１１のピッチは、接続しようとする蛍光表示管
１の外部端子部５のピッチに対応したものが選択され
る。異方性導電材９は、エポキシ系等の熱硬化性の接着
剤に導電性粒子を分散したシート状の材料である。図示
しないが、ケーブル８の他端は、駆動回路乃至駆動回路
を搭載したプリント基板等の接続部に接続されている。

【００２２】図１に示すように、異方性導電材９は熱圧
着の過程でケーブル８と外部端子部５の間からはみ出し
ているが、このはみ出した異方性導電材９ａの下のアル
ミニウムの外部端子部５は保護膜７で覆われている。即
ち、保護膜７は、少なくともはみ出した異方性導電材９
ａの下に設けられて外部端子部５を覆うことが必要であ
る。あるいは、保護膜７は、ケーブル８の下側にまで入
り込んだ状態となるような長さに形成される。図示のよ
うに、ケーブル８の配線１１の先端と外部端子部５の先
端との距離をａとし、ケーブル８の配線１１の先端と保
護膜７の先端との距離をｂとすると、（ｂ／ａ）＝０．
１〜０．１５が適当である。

【００２３】具体的な数値例を挙げれば、ａ＝２．０ｍ
ｍに対し、ｂ＝０．２〜０．３ｍｍが適当な値である。
ｂの寸法を長くすることは、はみ出した異方性導電材９
ａによるアルミニウムの腐食を防ぐ意味では好ましい
が、ケーブル８の配線１１と外部端子部５の電気的接続
をとる部分の寸法（ａ−ｂ）が短くなるため、接続抵抗
が大きくなるという問題がある。従って、アルミニウム
の腐食を防ぐとともに、適当な接続抵抗を保証する意味
において、前述した寸法の範囲が好ましい。

【００２４】保護膜７の厚さとしては、図２に示すよう
に、所定の間隔をおいて並んだ外部端子部５を十分に覆
えるだけの寸法が必要である。一般に、蛍光表示管１で
配線に利用されるアルミニウム薄膜の厚さは１．２μｍ
程度であり、鉛ホウ珪酸ガラスからなるクロス層６の厚
さはこれよりも十分に大きいので問題ない。本例では保
護膜７（クロス層６）の厚さは１５〜２０μｍ程度であ
る。

【００２５】保護膜７が外部端子部５を覆う本例の構造
によれば、少なくとも本蛍光表示管の用途が一般的なも
のである限り、外部端子部５のアルミニウム膜を腐食か
ら守るだけの防湿性は十分に確保される。しかしなが
ら、外部端子部５とケーブル８の接続部分を樹脂等のモ
ールド材で覆えば、湿度の高い特殊な環境においても高
い防湿性を得ることができる。

【００２６】本発明において、蛍光表示管とは固定パタ
ーンのセグメントを発光させる表示素子だけでなく、微
細なマトリクスパターンの表示部を選択的に駆動して所
望の文字表示やグラフィック表示を行える蛍光発光管も
含む。通常、後者のグラフィック蛍光発光管は、発光部
である陽極が微細なパターンに分割されており、これか
ら引き回される配線導体の本数も多く、従って外部に引
き出される外部端子の数が多い。例えば、Ａ４サイズ
（発光幅２１０ｍｍ）、３００ｄｐｉの蛍光発光管で
は、総ドット数が約２５００、外囲器の両側に引き出し
た配線のピッチが約０．１７ｍｍとなり、前者固定パタ
ーン表示の通常の蛍光表示管の配線と比較して非常に細
かく密である。

【００２７】外囲器の両側に引き出した配線は前述した
ようにＴＡＢと接続させるが、その配線ピッチを更に小
さく高密度にすることにより、ＴＡＢの外形を小さくす
ることができる。ＴＡＢを小さくすることは、基材であ
る前記ポリイミドフィルム１０としてよりサイズの小さ
いものを使用できることになり、取り数も増えるのでＴ
ＡＢの単価を下げることにつながる。

【００２８】以上のような状況において、本例の構造が
適用される蛍光発光管の外部端子部の配線ピッチの実例
を挙げれば、例えば１１０μｍとなっている。前述した
ように配線の腐食が電気化学的に発生していることか
ら、腐食の寿命時間は電界強度が強くなるほど短くな
る。配線ピッチが小さくなると、配線間の電界強度は強
くなるので、より配線腐食が発生しやすくなる。

【００２９】従って、蛍光発光管の研究開発が高解像度
の方向に進めば、外部端子部の配線ピッチはさらに小さ
くなり、従って前記腐食の問題はさらに深刻になるの
で、本例による腐食防止の構造は非常に重要になる。

【００３０】次に、図３を参照して本例における外部端
子部５とケーブル８の接続工程について説明する。図３
において、２０は前述した異方性導電材９による熱圧着
に使用する熱圧着装置である。熱圧着装置２０は、押圧
手段としてのエアシリンダ２１と、エアシリンダ２１の
ロッドの先端に設けられた加熱手段としてのヒータヘッ
ド２２とを備えている。ヒータヘッド２２の接触面に
は、クッション材としてのシリコンシート２３が設けら
れている。本例のシリコンシート２３は厚さが２００μ
ｍ程度である。

【００３１】異方性導電材９を蛍光表示管１の外部端子
部５の上に載せ、その上から可撓性ケーブル８の配線１
１を位置決めし、これらを熱圧着装置２０によって加熱
しながら押圧する。ケーブル８のＣｕ配線１１と外部端
子部５（Ａｌ）は溶融硬化した異方性導電材９によって
電気的・機械的に接続される。

【００３２】この時、異方性導電材９中の導電粒子（例
えば直径５μｍ程度の金属ボール）が、ケーブル８のＣ
ｕ配線１１と外部端子部５（Ａｌ）の間で潰されること
で両配線が導通する。例えば、導電粒子が直径５μｍ程
度の金属ボールであれば、厚さ２μｍ程度に潰されて電
気的に導通する。

【００３３】前述したように保護膜７の厚さは１５〜２
０μｍ程度であり、図３に示すようにヒーターヘッド２
２で圧力をかけると保護膜７が段差となって異方性導電
材９中の導電粒子を潰すことに困難が生じる可能性があ
る。しかしながら、本例では、保護膜７の厚さよりも十
分な厚さ（約２００μｍ）があり、弾力性のあるシリコ
ンシート２３がヒーターヘッド２２に設けられているの
で、弾力性に富むシリコンシート２３が前記段差に対応
して変形することで前記段差は吸収され、異方性導電材
９に十分な圧力をかけて導電粒子を潰すことができる。
シリコンシート２３は耐熱性も十分である。

【００３４】本例では、約２００μｍ厚のシリコンシー
ト２３を使用したが、クロス層６の厚さによっては５０
μｍ程度の厚さのテフロンシートでも使用可能である。

【００３５】以上説明した工程によって、蛍光表示管１
の多数本の外部端子部５は、これらに対してそれぞれ位
置決めされた可撓性ケーブル８の各配線１１のみと導通
し、外部端子部５と可撓性ケーブル８は機械的にも確実
に接続される。

【００３６】その後、外部端子部５と可撓性ケーブル８
の接続部分を、防水等の機能をさらに確実にするため
に、樹脂等のモールド材で覆ってもよい。

【００３７】以上説明したように、本例の接続構造によ
れば、非透湿性に優れた鉛ホウ珪酸ガラスの保護膜７で
アルミニウムの外部端子部５を覆い、外部ケーブル８と
の接続に用いた異方性導電材９のはみ出しから保護した
ので、接続部分の外部端子部５のアルミニウムが腐食す
る不都合は解消された。

【００３８】また、本例の接続方法によれば、アルミニ
ウム配線の端部における保護膜７の段差部に対応してシ
リコンシート２３が変形できるので、異方性導電材９に
十分な圧力をかけて異方性導電材９中の導電粒子を潰
し、電気的接続を確実にすることができる。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、非透湿性に優れた酸化
鉛系ガラスの保護膜でアルミニウムの外部端子部を覆
い、外部ケーブルとの接続に用いた異方性導電材のはみ
出しから保護したので、接続部分の外部端子部のアルミ
ニウム腐食を解消できた。

【００４０】また本発明は、アルミニウム薄膜からなる
多数本の外部端子部を異方性導電材で外部のケーブルに
接続する構造をとる場合が多い蛍光表示管においては、
高温高湿環境において動作させた場合でも配線腐食を起
こすことなく、高い接続信頼性を維持できるという点に
おいて、特に有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示す断面図であ
る。

【図２】図１の（イ）−（イ）切断線における断面図で
ある。

【図３】本発明の実施の形態の一例における接続工程を
示す断面図である。

【図４】従来の蛍光表示管と外部ケーブルの接続構造の
一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 蛍光表示管 ３ 基板としての陽極基板 ４ 配線導体 ５ アルミニウム配線としての外部端子部 ６ クロス層 ７ 保護膜 ８ 被接続体乃至接続配線としての可撓性ケーブル ９ 異方性導電材料 ９ａ はみ出した異方性導電材料 ２０ 熱圧着装置 ２３ 押圧材としてのシリコンシート

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に形成されたアルミニウム配線
   と、前記基板外の被接続体とを、異方導電材を用いて接
   続するアルミニウム配線の接続構造において、 前記アルミニウム配線と前記被接続体との間からはみ出
   した前記異方導電材が前記被接続体と対面していない前
   記アルミニウム配線に接触しないように、少なくとも前
   記被接続体の近傍において前記被接続体と対面していな
   い前記アルミニウム配線を保護膜で覆ったことを特徴と
   するアルミニウム配線の接続構造。
2. 【請求項２】 蛍光表示管の基板上に形成されたアルミ
   ニウム配線と、前記蛍光表示管外の接続配線とを、異方
   導電材を用いて接続するアルミニウム配線の接続構造に
   おいて、 前記アルミニウム配線と前記接続配線との間からはみ出
   した前記異方導電材が前記被接続体と対面していない前
   記アルミニウム配線に接触しないように、少なくとも前
   記接続配線の近傍において前記接続配線と対面していな
   い前記アルミニウム配線を保護膜で覆ったことを特徴と
   するアルミニウム配線の接続構造。
3. 【請求項３】 前記保護膜が酸化鉛系ガラスである請求
   項１又は２記載のアルミニウム配線の接続構造。
4. 【請求項４】 前記異方導電材が、多数の微小な導電粒
   子を含むエポキシ系接着剤である請求項１又は２又は３
   記載のアルミニウム配線の接続構造。
5. 【請求項５】 端部以外が保護膜で覆われたアルミニウ
   ム配線を異方導電材を用いて被接続体に接続するアルミ
   ニウム配線の接続方法において、 異方導電材を間において被接続体の端部をアルミニウム
   配線の端部と保護膜の一部に重ね、保護膜の厚さよりも
   厚く弾性を備えた押圧材で被接続体の端部を加熱しなが
   ら押圧することを特徴とするアルミニウム配線の接続方
   法。