JPS60236469A - 電気素子の端子接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、液晶表示素子等の電気素子のリード端子と、
フレキシブル回路基板等の外部回路基板のリード端子と
を接続せしめる端子接続方法に関する。

〔発明の背景〕

液晶表示素子、プラズマ表示素子、エレクトロクロミッ
ク表示素子、あるいはエレクトロルミネッセンス表示素
子等の電気素子においては、ガラス基板上に金属酸化物
や金属薄膜等からなる透明電極が形成され、この透明電
極に導通するジー下端子がセル外部に導き出されている
。このリード端子は、外部回路基板のリード端子と接続
されるのであるが、従来、かかる端子接続を達成するた
めには、導電ゴムを用いたゴムコネクターや熱溶融性樹
脂を用いたヒートシールコネクターが主として使用され
てきた。

しかしながら、ゴムコネクターは外部回路基板を直接電
気素子に固定するものではないため、電侑査半のリード
端子のピッチが細かくなると、位置ずれによる接続ミス
が生じる可能性が大きくなるという欠点があった。また
、外部回路基板が電気素子に対し、一定の圧力でゴムコ
ネクターを押えている必要があり、外径の大きな電気素
子ではねじれ応力などにより部分的にゴムコネクターへ
の圧力が低下し、電気的接続が十分になされなくなる場
合があった。

一方、ヒートシールコネクターは、電気絶縁部が水分を
吸収すると絶縁抵抗が低下するため、高温、高湿度の試
験において、非点燈のセグメントにも電圧が印加され、
点燈してしまうという現象が発生した。また、接続部の
機械的強度が弱いため、接続部に荷重のかからない構造
にしなければならなかった。

電気的にも機械的にも確実で信頼性の高い端子接続を達
成するために、電気素子のリード端子と外部回路基板の
リード端子とを半田付けすることが考えられる。しかし
、電気素子のリード端子は、ガラス基板上に形成された
透明電極の層と同一の層からなるので、これを直接半田
付けしようとすると、透明電極が金属酸化物からなる場
合には、半田ぬれ性が悪く接着性が不足し、透明電極が
金属薄膜からなる場合には、金属の半田くわれ現象によ
り金属薄膜が消失してガラス基板からはがれてしまう。

したがって、かかる電気素子のリード端子を外部回路基
板のリード端子と半田付けするには、前処理として、電
気素子のリード端子に、真空蒸着あるいはメッキによっ
て金属被膜を形成したり、メタルグレーズ系銀電極層を
形成したり、バインダーとして樹脂を使用した低温硬化
タイプの銀電極層を形成したりすることが考えられる。

しかしながら、真空蒸着により金属被膜を形成する場合
には、液晶表示素子などの電気素子の製造工程中に高温
で処理される工程があるため、ニッケル、銅などの金属
では表面に酸化被膜が形成され、半田ぬれ性が低下して
実用にならない。金、銀などの金属を使用すれば表面酸
化は防ぐことができるが、コストアップとなる。

また、メッキにより金属被膜を形成する場合には、比較
的半田ぬれ性は良好となり、特にニッケルを使用した場
合には半田□くわれ現象にも強いが、一般に無電界メッ
キ法では析出速度がばらつきやすく、安定に析出させる
ためにはガラス基板の表面状態の管理が難しく、全体と
して製造工程が複雑になってしまう。

一方、メタルグレーズ系銀電極層を形成する場合には、
銀粉を主成分とし低融点ガラスをノくイングーとするメ
タルグレーズ系鋼電極用のペーストを印刷塗布し、焼成
して形成する。このような焼成を必要とす木ので、液晶
表示素子等の電気素子のリード端子部に形成しようとす
る場合、セルの組立てに先だって予めガラス基板上に形
成しておく必要がある。しかし、液晶表示素子等の電気
素子の製造工程においては、２枚のガラス基板を貼り合
わせた後、カッティングして個々のセルに分割するため
、メタルグレーズ系ａｍ極層の厚さはセルギャップであ
る８〜１０μ以下に抑えなければならない。しかも、メ
タルグレーズ系銀電極層は、焼成後の表面の凹凸が大き
いため、最大膜厚をｌＯμとするには、平均膜厚を５〜
７ｐとしなければならない。このように薄く形成された
メタルグレーズ系銀電極層に通常のスズ−鉛系半田を使
用すると、銀の半田くわれが非常に早く、半田付は作業
中にメタルグレーズ系銀電極層が消失してしまう。また
、半田付は後、耐熱試験にかけると、半田中のスズが銀
と反応し、メタルグレーズ系銀電極層とガラス基板との
密着強度が極端に低下してしまうという現象が起こった
。

さらに、樹脂をバインダーとした低温硬化タイプの銀電
極層を形成する場合は、セルを組立てた後ペーストを印
刷塗布し硬化させて形成できるので、膜厚を比較的厚く
することができるが、凹版オフセット印刷機などの大が
かりな設備が必要となり、また、樹脂によって接着され
るため接着強度の信頼性の点で不安がある。

〔発明の目的〕 本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、電気素
子のリード端子と外部回路基板のり・−ド端子とを強固
に、かつ作業性よく半田付けできるようにした、電気素
子の端子接続方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するために、本発明は、電気素子のリー
ド端子部にメタルグレーズ系銀電極層を形成し、この銀
電極層上に第１予備半田層を形成すると共に、外部回路
基板のリード端子部に前記第１予備半田層よりも２０℃
以上融点の低い第２予備半田層を形成し、しかる後、こ
の第２予備半田層のみを溶融させる加熱を行って、前記
電気素子のリード端子と前記外部回路基板のリード端子
とを半田付けすることを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面と共に説明する。

第１図および第２図は、本発明による端子接続方法の一
実施例を説明するためあ側断面図であって、液晶表示素
子のリード端子とフレキシブル回路基板（以下、ＦＰＣ
と略す）のリード端子とを半田付けする方法を示してい
る。

第１図、第２図において、１は液晶表示素子、２．３は
そのガラス基板、４はこの一対のガラス基板２．３を接
合している接着剤ン５は前記ガラス基板３上に形成され
ているインジウム酸化物からなる透明電極であり、↓ル
内部には液晶が封入されている。また、６はセル外部に
導き出されたリード端子上に形成されているメタルグレ
ーズ系銀電極層、７はこの銀電極層６上に形成されてい
る第１予備半田層であ・す、前記メタルグレーズ系銀電
極層６の膜厚は、前述したように、最大１０μ以下、平
均５〜７μ程度に設定されている。二はＦＰＣ，９はそ
のベースフィルム、１０はこのベースフィル台９上に形
成されている銅箔、１１はとの銅箔１０に導通するリー
ド端子上に形成されている第２予備半田層であり、この
第２予□備半田層１１０半田は前記第１予備半田層７の
半田よりも融点の被いものが用いられている。また、１
２はヒーターチップである。

液晶表示素子１のリード端子とＦＰＣ８のリード端子と
を半田付けする際には、前処理として、上述の如く、メ
タルグレーズ系銀電極層６と第１および第２予備半田層
７．１１とを形成しておく。

次いで、第２図に示すように、第１および第２予備半田
層７．１１が対向するように液晶表示素子１とＦＰＣ８
とを重ね合わせ、ＦＰＣ８側からヒーターチップ１２に
て加熱圧着を行うが、このとき、第２予備半田層１１の
みが溶融して第１予備半田層７は溶融しないよ５、ヒー
ターチップ１２の温度や加熱時間をコントロールすれば
、メタルグレーズ系銀電極層６０半田くわれを抑えなが
ら、液晶表示装置１のリード端子とＦＰＣ８のリード端
子とを半田付けすることが可能となる。そして、種々実
験を重ねた結果、第２予備半田層１１の融点が第１予備
半田層７の融点よりも２０℃以上低い場合に、銀の半田
くわれを抑えた所望の端子接続が行えることを見い出し
た。

次に、上記実施例の具体例について詳細に説明する。

まず、ガラス基板にＩＴＯ膜（ＩｒＬ２０ａ−８ｙｃＯ
ｚ）を真空蒸着して透明電極を形成し、フォトプロセス
（ｆよってパターニングをした後、リード端子部にメタ
ルグレーズ系銀電極Ｈ−４１６８（昭栄化学（株）製）
をステンレス３２５メツシユのスクリーンにて印刷し、
予備乾燥後、５２０℃で２．０分、間焼成した。焼成後
のメタルグレーズ系銀電極層の膜厚は、−大１゛０μ、
平均６μであった。次いで、このガラス基板に、液晶分
子を一方向に並べる配向処理を施した後、接着剤をスク
リーン印刷によって塗布し、かか゛るガラス基板を２枚
貼り合わせてセルを組立て、その内部に液晶を注入すし
だ。そして、このセルの外部に導き出されたリード端子
部に７ラツクスＸＡ−１００（タレラ化研（株）製の商
品名）を塗布し、乾燥後、以下に示す組成の半田（半田
Ａとする）を２１０℃にて溶融させた半田槽に２秒間浸
漬して、第１予備半田層を形成した。

半田Ａ・・・・・・Ｓ、６０％、Ｐｂ３７％、Ａｇ３％
半田液相温度１９２℃ さらに、ＦＰＣのリード端子部に、以下に示す組成の半
田（半田Ｂとする）よりなる第２予備半田層を、第１予
備半ｉ層形成時と同様の工程（半田の種類のみ異なる）
にて形成した。

半田Ｂ・・・・・・Ｓ、３５％、Ｐｂ３５％、Ｂ　ｉ　
３０％半半田液相変１５５℃ しかる後、ガラス基板、上のリード端子部とＦＰＣのリ
ード端子部とを重ね合わせ、ＦＰＣ側からサーモ・コン
トロール・ウェルズ−（日本アビオニクス社製）にて２
８０℃、２秒間の加熱を行い、゛　半田付けした。この
とき、ガラス基板側の第１予備半田層は溶融温度まで上
昇せず、ＦＰＣ側の第２予備半田層のみが溶融して接合
が行われた。

また、比較のため、第２予備半田層を第１予備半田層と
同じ半田Ａにて形成し、他の構成は上記具体例と同様の
ものを作製して、３４０℃、２秒間の加熱で半胛付けを
行った。

このように、液晶表示素子のリード端子部にメタルグレ
ーズ系銀電極層と、半田Ａよりなる第１予備半田層とを
形成してｋぎ、ＦＰＣ側の第２予備半田層を半田Ｂにて
形成して半田付けした場合と、第２予備半田層を半田Ａ
に、て形成して半田付けした場合とについて、それぞれ
、ＦＰＣをガラス基板に対して垂直方向上向きへ引きは
がす実験を行い、引きはがし強度を測定した。その測定
結果を以下の表１に示す。

表１から明らかなように、第２予備半田層に半田Ａより
も２０℃以上融点の低い半田Ｂを用いた場合は、第２予
備半田層に第１予備半田層と同じ半田Ａを用いた場合に
比して、より強固に接合することができる。これは、前
者が、第１予備半田層の半田Ａは溶融せずに第２予備半
田層の半田Ｂのみが溶−して接合がなされるものである
ことから、メタルグレーズ系銀電極層の半田くわれが抑
えられたためと考えられる。

なお、上述した具体例において、リード端子の平面形状
は０．５　ｍ　ｎ　Ｘ　２．５７１１７１１の四角形で
あり、ＦＰＣＩ枚あたり１９本のリード端子を接続して
いる。。

また、この１９本のリード端子をすべて半５田付ゆして
導通状態たらしめるのに必要なヒーターチップの最低温
度を測定したところ、第２予備半田層に半田Ｂを用いた
場合は２７０℃、半田Ａを用いた場合は３２０℃であっ
た。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明方法によれば、電気素子の
リード端子部にメタルグレーズ系銀電極層と第１予備半
田層とを形成し、外部回路基板のリード端子部には第１
予備半田層よりも２０℃以上融点の低い第２予備半田層
を形成して、この第２予備半田層のみが溶融する加熱条
件にて半田付けを行うため、メタルグレーズ系銀電極層
の半田くわれが進行せず、強固で、かつ作業性のよい端
子接続を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一実施例を説明するための側断面
図、第２図はその実施例における加熱圧着時の様子を示
す側断面図である。 １・・、・・・・液晶表示素子、２，３・・工・、・ガ
ラス基板、５・・・・・・連間、電極、６・・・・・・
メタルグレーズ系銀電極層、７・・・・・・第１予備半
田層５．８・・・・・・フレキシブル回路基板、−〇・
・・・・・銅箔、１１・・・・・・第２予備半田１．１
２・・・・・・ヒーターチップ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガラス基板上に回路が形成された電気素子のリード端子
   と、外部回路基板のリード端子とを、半田付けにより電
   気的に接続せしめる電気素子の端子接続方法において、
   前記電気素子のリード端子部に、銀粉を主成分とし低融
   点ガラスをバインダーとするペーストを印刷、焼成して
   メタルグレーズ系鋼電極層を形成し、この銀電極層上に
   第１予備半田層を形成すると共に、前記外部回路基板の
   リード端子部に、前記第１予備半田層よりも２０℃以上
   融点の低い第２予備半田層を形成し、しかる後、これら
   第１および第２予備半田層が対向するように前記電気素
   子のリード端子部と前記外部回路基板のリード端子部と
   を重ね合わせ、前記第２予備半田層のみを溶融させる加
   熱を行うことを特徴とする電気素子の端子接続方法。