JPH08162271A - 表示パネル接続端子部の半田接続方法 - Google Patents

表示パネル接続端子部の半田接続方法

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JPH08162271A
JPH08162271A JP6300468A JP30046894A JPH08162271A JP H08162271 A JPH08162271 A JP H08162271A JP 6300468 A JP6300468 A JP 6300468A JP 30046894 A JP30046894 A JP 30046894A JP H08162271 A JPH08162271 A JP H08162271A
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JP
Japan
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solder
connection terminal
terminal portion
terminal part
lead wire
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Pending
Application number
JP6300468A
Other languages
English (en)
Inventor
Harutaka Taniguchi
春隆 谷口
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/36Assembling printed circuits with other printed circuits
    • H05K3/361Assembling flexible printed circuits with other printed circuits
    • H05K3/363Assembling flexible printed circuits with other printed circuits by soldering

Landscapes

  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】難半田付け性金属からなる剛性基板の接続端子
部と可とう性マルチリード線を均一に半田付けする。 【構成】接続端子部11に難半田付け性金属を使用し、
酸素親和性の高い元素を微量添加したPb―Sn共晶合
金からなる特殊半田10を載置し、外部引き出し用の可
とう性マルチリード線7を前記端子部11と重合し、さ
らに弾性体6を積層して所定の温度に加熱しながら超音
波溶接を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は剛性基板上の接続端子部
と、可とう性マルチリード線の接続方法に係り、特に可
とう性マルチリード線の半田リフロー接続方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】現在、下記に示すような二重絶縁型の電
場発光素子の開発が進められている。図3は電場発光素
子を示す平面図である。図4は電場発光素子を示す断面
図である。ガラス基板12上に下部電極21と接続端子
部26,27、第1絶縁層22、発光層23、第2絶縁
層24、背面電極25と接続端子部28,29が順次積
層される。下部電極21、第1絶縁層22、発光層2
3、第2絶縁層24、背面電極25はシール剤14と封
止ガラス13により封止される。封止は注入口19より
封入剤15を注入して行う。注入口19は空間部20と
シール剤18を介して注入口封止ガラス17により閉じ
られる。接続端子部26,27,28,29は封止され
ることなく外部引き出し用の可とう性プリント回路基板
と接続される。
【0003】接続端子部26,27はそれぞれ走査信号
入力偶数端子部と走査信号入力奇数端子部である。接続
端子部28,29はそれぞれデータ信号入力偶数端子部
とデータ信号入力奇数端子部である。上述の電場発光素
子(ELパネルとも称される)のデバイス形成プロセス
においては、プロセス温度が450℃以下の低い温度で
あるため、接続端子部26は低融点の半田を使用して接
続を行うことができる。従来のELパネルの接続端子部
26,27,28,29は、ITO/Al/Ni端子,
Al/Ni端子,Ni端子等が半田リフロー接続に使用
される。これらは、ガラス基板に対する密着性と低融点
半田に対する濡れ性を考慮して決められている。
【0004】剛性基板と、可とう性プリント回路基板
(FPCとも称される)を接続する場合、剛性基板の接
続端子部と可とう性プリント回路基板の少なくとも一方
あるいは両方を半田仕上げし、両基板を位置合わせして
密着し、赤外線ランプ照射して半田接続する(市岡 敏
と他3名 「赤外線ランプによる微小細線接続技術」電
子材料 P125〜P130 1975年2 月) 。
【0005】赤外線は透明な石英板を介して照射し半田
を溶融させる。しかし透明な石英板を介して剛性基板と
可とう性プリント回路基板を接続する場合2つの基板が
相互に完全に接触しない場合があり半田付けが不良とな
る。また両基板が接触していてもその接着強度にばらつ
きが生じる。このような理由で、剛性基板の接続端子部
と可とう性マルチリード線の良好な接続は困難であっ
た。
【0006】特開昭52−19269号公報には赤外線
リフローによる接続装置が開示されている。この装置に
おいては密封容器にフィルムをシールして気密室が形成
される。剛性基板とFPCには対応する位置に接続端子
部と可とう性マルチリード線が形成され、両者の少なく
とも一方には半田仕上げがなされる。両基板をフィルム
と共にクリップで固定し、気密室にガスが圧入される。
圧力上昇によりフィルムが膨張しFPCは剛性基板に押
圧され密着する。その状態で赤外線を透明な剛性基板よ
り照射して半田を溶融する。
【0007】上述の接続装置では、剛性基板の接続端子
部が、半田に濡れ易い場合は問題が少ないが、半田に濡
れにくい場合は半田付けが困難である。たとえば、Si,G
e,Al,Ti,Ta,Nb,W,Mo,Ru,Zr,Be,Cr,ITO( 透明電極) 等と
これらの合金等は半田に濡れにくい材料として知られて
いる。半田に濡れやすい材料であっても表面あるいは全
体が酸化や硫化等により濡れにくい状態となる場合も同
様に半田接続が困難になる。半田に濡れやすい材料とし
ては、Au,Ag,Cu,Ni,Zn,Pb,Sn等が知られている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】プロセス温度が450
℃以下の低い温度である場合に対してELパネルのデバ
イス形成プロセス温度が高く500〜650℃の範囲に
なる場合には接続端子部は高融点金属あるいは合金を使
用する必要が生ずる。高融点金属またはその合金は半田
に対し濡れが悪いため接続には特殊半田を使用する必要
がある。
【0009】図5は従来の超音波加熱半田リフロー接続
方法を示す断面図である。図6は従来の超音波加熱半田
リフロー接続方法を示す断面図である。超音波振動子1
とホーン2,チップ3,チップの周りにシースヒーター
4を巻き付けた超音波半田付け装置を用いて、ガラスや
セラミックス基板に直接半田付けしたり、基板34上の
難半田付け性金属35または金属酸化物35Aに、特殊
半田10や半田36を用いて、リード線33を接続する
ことができる。図6は特殊半田10を1回溶融して接続
するワンステップ接続法,図7は特殊半田を溶融してあ
らかじめ接着し,次いで一般の共晶半田(Pb−Sn)
でリード線33と特殊半田10を接着するツウステップ
接続法に対応している。
【0010】この発明は上述の点に鑑みてなされその目
的は、剛性基板上の接続端子部と、可とう性マルチリー
ド線の接続方法を改良して、難半田付け性金属である剛
性基板の接続端子部と可とう性マルチリード線を均一に
接続することが可能な表示パネル接続端子部の半田接続
方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上述の目的はこの発明に
よれば電場発光素子の剛性基板上に形成した接続端子部
を外部引き出し用の可とう性マルチリード線と半田を介
して接続する半田接続方法において、難半田付け性金属
からなる接続端子部に、酸素親和性の高い元素を微量添
加したPb―Sn共晶合金からなる特殊半田を載置し、
外部引き出し用の可とう性マルチリード線を前記接続端
子部と重合し、さらに弾性体を積層して所定の温度に加
熱しながら超音波溶接を行うとすることにより達成され
る。
【0012】前記の発明において難半田付け性金属がI
TO,W,Mo,Ti,Ta,Si,Cr等の高融点金
属または合金であるとすること、または酸素親和力の高
い微量元素がZn,Sb,Al,Ti,SiまたはCu
であるとすることが有効である。弾性体としてはシリコ
ンゴム,フッ素ゴム等が用いられる。
【0013】
【作用】難半田付け性金属と微量元素を添加したPb―
Sn共晶合金半田との界面には空気層が存在し両者の接
合を阻害するが超音波振動は極めて短時間のうちに効果
的に界面の空気層を除去する。超音波溶接の際の加圧力
と弾性体の弾性により剛性体である基板と可とう性マル
チリード線の反りが吸収され相互の密着性が高まる。
【0014】酸素親和力の高い元素であるZn,Sb,
Al,Ti,Si,CuがPb―Sn共晶合金半田と半
田濡れ性の悪い金属との結合性を高める。
【0015】
【実施例】図3は電場発光素子を示す平面図である。図
4は電場発光素子を示す断面図である。このような電場
発光素子は以下のようにして調製される。電場発光素子
はガラス基板12,封止ガラス13,注入口19そして
注入口封止ガラス17を有している。封止ガラス周辺部
は2〜4mm幅でシール材14によりシールされ、また
ガラス基板12のELデバイスと封止ガラス13の間へ
注入口19より真空中でシリコンオイルが注入され、注
入後に注入口を注入口封止ガラス17とシール材18で
シールしている。
【0016】電場発光素子はノンアルカリのガラス基板
12上に、下部電極(透明電極)21をスパッタ法によ
り積層し,フォトプロセスによりマルチ電極にパターン
化される。スパッタ法によりSiO2 とSi3 4を積
層して第1絶縁層22を形成し、次いでEB蒸着法によ
りSrS:CeまたはZnS:Mnを積層して発光層2
3形成する。発光層の膜の安定性および膜欠陥除去のた
め、500〜650℃の温度で10〜180分間熱処理
を行う。第2絶縁層24をスパッタ法により第1絶縁層
と同様の方法で調製する。さらに高融点金属であるW,
Mo,Ti,Cr,Ta,ITO(透明電極)またはそ
れらの合金を用いて背面電極25を形成しフォトプロセ
スによりマルチ電極にパターン化した。
【0017】ガラス基板12にシール材14をスクリー
ン印刷またはディスペンサーにより、封止ガラス13の
周辺部に2〜4mm幅になるように印刷または塗布し、
乾燥機にて100〜180℃の温度で30分〜1時間重
合硬化して接着した。シールが完了したパネルを真空容
器中で真空度10-2Torr程度に真空引きして脱ガス
し、その状態で封入剤15であるシリコンオイルを封止
ガラス13の注入口19にオイル液を接触させてから大
気圧で圧入した。圧入したのち、注入口19に付着した
シリコンオイルの不要部分を溶剤で拭き取り、注入口封
止ガラス17の周辺部より2〜4mmの幅にシール材1
8を前記したのと同様な方法で印刷または塗布し、封止
ガラス13の注入口19を覆うように重ねて、乾燥機に
て100〜180℃の温度で重合硬化し接着封止した。
【0018】電場発光素子の端子部26,27,28,
29にスクリーン印刷やディスペンサーにより特殊半田
10を印刷または塗布する。または特殊半田を箔の状態
で電場発光素子の前記端子部に載置してもよい。特殊半
田10は、Pb−Snに酸素親和力の高い元素であるZ
n,Sb,Al,Ti,Si,Cuを添加してある。図
1はこの発明の実施例に係る半田接続方法を示す要部断
面図である。
【0019】電場発光素子は図示していないが台座に搭
載される。電場発光素子の一辺のマルチ接続端子部と対
応させてFPCである外部引き出し用の可とう性マルチ
リード線7を位置合わせし両者を仮固定する。可とう性
マルチリード線7はフレキシプルフィルム8と導電性マ
ルチリード9からなる。FPCの上に弾性があり耐熱性
が高いシリコンゴムあるいはフッ素ゴムで硬度70前後
の弾性体6を重ねる。超音波振動子1とホーン2とチッ
プ3とヒーター5で構成された超音波加熱半田リフロー
装置を用いて、ゴム上を加圧して超音波加熱で半田をリ
フローさせる。超音波周波数は、56〜66kHzで発
振出力は50W程度とし、発振器から供給される高周波
電圧によって超音波振動し、同時にヒーターにより溶接
温度が123〜246℃の範囲で調節される。超音波振
動の「キャビテーション」作用によりフラックスなしで
直接半田付けできる。
【0020】電場発光素子の接続端子部は4辺に分割さ
れている。生産性向上の目的から1辺毎に超音波加熱リ
フロー装置を設置する。図2はこの発明の異なる実施例
に係る半田接続方法を示す要部断面図である。外部引き
出し用の可とう性マルチリード線7Aはポリイミドフィ
ルムを使用しているがドライバIC16が搭載されてい
る点が図1に示す半田接続方法と異なる。
【0021】
【発明の効果】この発明によれば端子電極に難半田付け
性金属と外部引き出し用の可とう性マルチリード線を、
酸素親和性の高い元素を微量添加したPb―Sn共晶合
金半田を用いて接合するに際し、弾性体を介して超音波
溶接するので超音波溶接の際の加圧力と弾性体の弾性に
より剛性体である基板と可とう性マルチリード線の反り
が吸収され相互の密着性が高まり剛性体である基板と可
とう性マルチリード線が均一に接合した電場発光素子が
得られる。
【0022】上述の発明で難半田付け性金属がITO,
W,Mo,Ti,Ta,Si,Cr等の高融点金属また
は合金であるので電場発光素子の高温での熱処理が可能
となる。また酸素親和力の高い微量元素がZn,Sb,
Al,Ti,SiもしくはCuであるのでPb―Sn共
晶合金半田が難半田付け性金属とよく接合する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例に係る半田接続方法を示す要
部断面図
【図2】この発明の異なる実施例に係る半田接続方法を
示す要部断面図
【図3】電場発光素子を示す平面図
【図4】電場発光素子を示す断面図
【図5】従来の超音波加熱半田リフロー接続方法を示す
断面図
【図6】従来の超音波加熱半田リフロー接続方法を示す
断面図
【符号の説明】
1 超音波振動子 2 ホーン 3 チップ 4 チップ加熱用ヒーター 5 ヒータ用リード線 6 弾性体 7 外部引き出し用の可とう性マルチリード線 7A 外部引き出し用の可とう性マルチリード線 8 フレキシブルフィルム 9 導電性マルチリード 10 特殊半田 11 難半田付け性マルチ接続端子部 12 ガラス電極 13 封止ガラス 14 シール材 15 封入材 16 ドライバIC 17 注入口封止ガラス 18 シール材 19 注入口 20 空間部 21 下部電極 22 第1絶縁層 23 発光層 24 第2絶縁層 25 背面電極 26 接続端子部(走査信号入力偶数端子部) 27 接続端子部(走査信号入力奇数端子部) 28 接続端子部(データ信号入力偶数端子部) 29 接続端子部(データ信号入力奇数端子部) 33 リード線 34 基板 35 難半田付け性金属 35A 金属酸化物

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電場発光素子の剛性基板上に形成した接続
    端子部を外部引き出し用の可とう性マルチリード線と半
    田を介して接続する半田接続方法において、難半田付け
    性金属からなる接続端子部に、酸素親和性の高い元素を
    微量添加したPb―Sn共晶合金からなる特殊半田を載
    置し、外部引き出し用の可とう性マルチリード線を前記
    接続端子部と重合し、さらに弾性体を積層して所定の温
    度に加熱しながら超音波溶接を行うことを特徴とする表
    示パネル接続端子部の半田接続方法。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の半田接続方法において、
    難半田付け性金属がITO,W,Mo,Ti,Ta,S
    i,Cr等の高融点金属または合金であることを特徴と
    する表示パネル接続端子部の半田接続方法。
  3. 【請求項3】請求項1に記載の半田接続方法において、
    微量元素がZn,Sb,Al,Ti,SiまたはCuで
    あることを特徴とする表示パネル接続端子部の半田接続
    方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010150351A1 (ja) * 2009-06-23 2010-12-29 東芝三菱電機産業システム株式会社 電極基体
JP2011018464A (ja) * 2009-07-07 2011-01-27 Toyota Central R&D Labs Inc 電極材料、電極及び素子
WO2020116051A1 (ja) * 2018-12-04 2020-06-11 アートビーム有限会社 放電電極板

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