KR0137116B1 - 형광표시장치 - Google Patents

형광표시장치

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KR0137116B1
KR0137116B1 KR1019930031991A KR930031991A KR0137116B1 KR 0137116 B1 KR0137116 B1 KR 0137116B1 KR 1019930031991 A KR1019930031991 A KR 1019930031991A KR 930031991 A KR930031991 A KR 930031991A KR 0137116 B1 KR0137116 B1 KR 0137116B1
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요시히사 요네자와
야스히로 노하라
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호소야 레이지
후다바 덴시 고교 가부시키가이샤
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Abstract

반도체소자를 외위기밖의 기판에 실장했을 때에 내습성이 높고, 또 접속부분에서의 접촉저항이 낮고 또한 접속이 확실하게 행할 수 있는 등, 신리성이 높은 형광표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
반도체소자(30)는, 기판(20)의 재치부(20a)에 배열설치되고, 봉지재(33)와 패이스플레이트(32)에 의해 형성되는 실장실(34)내에 수납되어 있다. 또 반도체소자(30)는, 윗면으로 부터 패이스플레이트(32)에 의해 가압되어 배선도체(21)와 전기적으로 접속되어 있다. 또한 상기 봉지재(33)는 봉착재(28)보다 작업온도가 낮은 인듐·주석합금등의 무기재로 구성되어 있다.

Description

형광표시장치
제1도는 본 발명의 형광표시장치의 1실시를 예시한 주요부 확대단면도.
제2도는 종래의 형광표시장치의 1에를 예시한 평면도.
제3도는 종래의 형광표시장치의 측면단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
20 : 기판(基板)20a : 재치부(裁置部)
21 : 배선도체30 : 반도체소자
31 : 금속범프32 : 패이스플레이트
33 : 봉지재34 : 실장실(實裝室)
[산업상의 이용 분야]
본 발명은, 기밀용기(機密外器)밖에서 용기의 일부를 구성하는 기판상에 구동용 등의 반도체소자가 배열설치된 형광표시장치에 관한 것이며, 특히 실장후에도 반도체소자의 분리가 가능한 형광표시장치에 관한 것이다.
[종래의 기술]
형광표시장치에 있어서, 고밀도표시가 요구되고 있는 중에 형광표시장치에 통전하기 위한 리드선을 될 수 있는 대로 간략화하고, 리드선의 제공을 용이하게 하기 위하여 형광표시장치의 외부영역내 혹은 용기밖에서 용기의 일부를 구성하는 기판상에 구동용의 반도체소자가 실장된 것이 있다.
이와 같이 반도체소자를 기판상에 직접부착시켜 기판의 배선과 반도체소자의 단자를 접속하는 방법중에, 반도체소자의 단자를 기판에 대향시킨 상태로 실장하는 패이스다운 방식으로 불리는 것이 있다. 이 패이스다운 방식으로 불리는 것에는 대표예로서 아래와 같은 방식이 있다.
(1) 도전성 접착재를 사용하는 것
이 방법은 반도체소자의 금속범프를 도전성 접착재를 통하여 기판상의 단자부와 접속하고, 에폭시 수지 등으로 봉함하는 것이다.
(2) 이방성도전시트를 사용하는 것
이 방법은 도전입자를 접착재중에 균일하게 분산시킨 필름을 반도체소자의 범프와 기판상의 단자부 사이에 끼우고, 가압가열하고 도전입자에 의해 접속하는 것.
(3) Au범프등에 의한 직접 접속하는 것
이 방법은 반도체소자 Au범프를 기판상의 단자부와 직접 접속하고, 에폭시 수지등으로 봉함하는 것이다.
이외, 종래부터 행해지고 있는 납땜에 의한 접촉법이나, 도전 도금수지볼에 의한 접속도 있다.
제2도는, 형광표시장치의 기판상에 구동용의 반도체소자가 배열설치된 1예를 예시한 것이다. 또 제3도는 제2도의 1-1선단면도이다.
도면중 1은 유리판등으로 이루어지는 기판으로, 그 내면에는 표시패턴을 형성하는 양극도체(2)가 배열설치되고, 그 양극도체(2) 윗면에 형광체층(3)이 배열설치된 구성이다. 또 기판(1) 상에는 양극도체(2) 형성시에 양극도체(2)나 다른 전극과 전기적으로 접속된 배선도체(2a)가 배열설치되어 있다. 그리고 배선도체(2a)를 덮도록 절연층(4)이 배열설치되어 있다.
또, 기판(1) 위쪽에는 제어전극(5) 및 지지체(9)를 통하여 음극(6)이 팽팽하게 걸려 있다. 또한 기판(1)은 측면판(7) 및 전면판(8)을 저융점 플릿유리로 이루어지는 봉착재로 일체로 형성하고, 기밀용기를 가지는 형광표시관 부분을 구성하고 있다. 또한 봉착재의 작업온도는 400℃ 전후로, 내부의 잔류가를 충분히 방출할 수 있는 작업온도이다. 그리하여 음극(6)으로부터 방출된 전자를 제어전극(5)으로 선택제어하고, 형과체층(3)에 사돌시켜서 소망의 발괄표시를 얻는 것이다.
한편, 상기 기판(1)은 상기한 형광표시관 부분하고는 별도로 그 일부가 기밀용기 외부에 돌출하고, 후술하는 반도체소자가 부착되는 재치부(1a)를 가지고 있다. 그 외에 재치부(1a)에는, 배선도체(2a)가 연장되어 나와서 설치되어 있다. 그리고 반도체소자(12)의 접속부(13)와 대응하여 개구가 형성되고, 배선도체(2a)가 노출되도록 절연층(4)이 설치되어 있다. 그리고, 반도체소자(12)를 상기 재치부(1a)에 탑재할 때에, 상기한 바와 같이 도전성 접착제를 사용하거나 하여 배선도체(2a)와 반도체소자(12)의 전기적인 접속을 행한 후, 에폭시수지(14)등의 수지로 봉함하는 구성이다.
[발명이 해결하려고 하는 과제]
그런데, 종전과 같이 반도체소자(12)를 에폭시수지(14)로 봉함할 경우, 수지 그 자체의 내습성이나 수지와 기판과의 밀착성이 떨어져 절연불량등의 원인으로 되어 있었다. 또, 반도체소자(12)의 금속범프와 기판(1)의 배선도체(2a)의 접속저항은 도전성접착제나 이방성시트를 사용하는 경우 높아지고 만다.
더욱이 Au 범프에 의한 직접접속이나 도전도금 수질을 사용하는 경우, 접촉저항을 어느 정도 억제할 수 있으나, 어떻든 반도체소자(12)의 상기 배선도(2a)에 대한 가압력은 기본적으로 수지의 수축력에 의한 것이다. 따라서 가압력도 적고 접속 부분의 신뢰성을 높일 수 없다고 하는 문제가 있었다. 또 땜납에 의한 접속도 있으나, 고밀도의 실장에는 적응할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기한 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 반도체소자를 용기밖의 기판에 실장한 경우, 내습성이 높고, 또 접속부분에서의 접촉저항이 낮고 또한 신뢰성이 높은 형광표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
본 발명은 형광표시관 부분에서 뻗어나온 기판상에 관내에서 부터 배선된 배선도체; 상기 배선도체에 전기적으로 접속된 금속범프를 구비한 반도체소자; 및 상기 반도체소자의 상면부에 맞닿는 패이스 플레이트와 상기 패이스플레이트의 주위에 상기 반도체소자를 둘러싸도록 설치된 봉지재로 구성된 실장실을 구비하고, 상기 봉지재는 상기 형광표시관 부분의 봉착재 보다 작업온도가 낮은 무기재료로 구성된 것을 특징으로 하는 형광표시장치를 제공한다.
[작용]
이상과 같은 구성이므로, 반도체소자는 패이스플레이트와 봉지재, 기판에 의해 형성되는 실장실내에 외기와 차단하여 설치되어 있다. 또, 반도체소자와는 패이스플레이트에 의해 기판에 가압되므로 반도체소자의 금속범프와 기판의 배선도체와의 전기적인 접속을 확실하게 행할 수 있다.
또한 양자의 접속저항도 직접 접속되는 경우는 물론, 도전성 부재를 통하여 접속되는 경우와도, 상기 가압력에 의해 도전성 부재의 두께가 극히 얇게 되므로 접속저항을 낮게 억제할 수 있다.
[실시예]
이하, 도면을 사용하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
제1도는, 본 발명의 형광표시장치의 1실시예를 예시한 주요부확대 단면도이다. 도면중 20은 유리판으로 형성되는 기판으로 그 내면에는 양극도체(22) 및 형광체층(23)을 가지고 있다. 또 기판(20)내면에는 양극도체(22)나 다른 전극에 통전하기 위한 배선도체(21)가 형성되고 있다. 그리고 배선도체(21)를 덮도록 절연층(24)이 형성되어 있다.
또한 기판(20)윗쪽에는 제어전극(25) 및 선형상음극(26)을 가지고 있다. 그리고 상기 기판(20)과 측면판(27) 및 덮개판(29)을 저융점 플릿유리 등으로 이루어지며 작업 온도가 400℃ 전후의 봉착재(28)를 통하여 일체로 함으로써 기밀용기를 가지는 형광표시관 부분을 구성하고 있다.
한편, 상기 기판(20)은, 상기한 형광표시장치본체와는 별도로 그 일부가 용기 밖에 돌출하고, 반도체소자(30)가 부착되는 재치부(20a)를 가지고 있다. 또 재치부(20a)에는 용기 내부로부터 배선도체(21)가 뻗어서 설치되어 있다.
상기 배선도체(21)는, 후술하는 반도체소자(30)의 금속범프(31)와 대응하는 위치를 제거하여 그 윗면이 절연층(24)에 의해 피복된 구성이다. 반도체소자(30)는 바닥면부에 금속범프(31)를 가지며, 그 금속범프(31)가 도전성부재(35)를 통하여 배선도체(21)와 전기적으로 접속되어 있고, 상부면은 유리판등으로 이루어지는 패이스플레이트(32)내면에 맞닿아서 가압된 구성이다.
또 패이스플레이트(32)는 상기 봉착재(28)로부터 작업온도가 낮은 재료 예컨대 인듐·주석합금등으로 이루어지는 봉지재(33)에 의해 기판(20)에 부착된 구성이다. 또한 봉지재(33)는 상기 반도체소자(30)를 에워싸도록 배열설치되고, 반도체소자(30)를 외부로부터 격리하도록 실장실(34)을 구성하고 있다.
다음에 반도체소자(30)의 실장 및 실장실의 형성방법에 대하여 설명한다.
미리, 형광표시장치의 기본적인 구성, 즉, 내부전극이 형성되고, 또한 용기의 봉착 배기공정등을 종료시켜서 형광표시관 부분을 형성해 둔다.
그리고 먼저 반도체소자(30)의 금속범프(31)에 페이스트형상의 도전성부재(35)를 피착시킨다. 이 상태로 기판(20)상의 배선도체(21)와 위치맞춤한 후, 기판(20)상에 실장한다. 이때 반도체소자(30)는 도전성부재(35)의 접착력에 의해 기판(21)에 지지되고 있다. 또 실장한 상태로 반도체소자(30)의 동작체크를 행한다.
그리고 기판(20)상의 봉지위치에 인듐·주석합금을 와이어형상으로 한 것, 혹은 분말 형상의 것을 용해하여 형성한 봉지재(33)를 얹어둔다. 그후 패이스플레이트(32)와 기판(20)의 위치맞춤을 행하고, 클립등으로 가압한 상태로 오븐 혹은 국부가열히터등을 사용하여 약 200℃에 가열하여 봉지재(33)을 용해시킨다. 그리고 가압한 채 서서히 냉각함으로써 실장실(34)를 형성하는 것이다.
따라서, 실시예에 예시된 형광표시장치에서는 무기재료의 인듐·주석합금 등으로 이루어지는 봉지재(33)와 패이스플레이트(32)에 의해 실장실(34)이 형성되고, 이 실장실(34)내에 반도체소자(30)가 수납되는 구성이다.
인듐·주석합금은 유리판과 친숙성이 양호하므로, 봉지재(33)에 의해 패이스플레이트(32)와 기판(20)은 견고하게 고착되고, 더욱이 봉지재(33) 그 자체의 내습성이 우수하며, 종래의 수지봉함에 대하여 실장실(34)는 높은 내습성을 얻을 수 있다.
또한 실장실(34)의 기밀성이 높으므로, 실장실(34)내를 고진공으로 유지하거나, 불확실 가스분위기로 할 수 있고, 부등식에 대해서도 신뢰성이 높은 형광표시장치를 얻을 수 있다.
또 반도체소자(30)는 패이스플레이트(32)에 의해 기판(20)측에 가압되어 있으므로 금속범프(31)과 배선도체(21)의 전기적인 접속이 확실하게 행할 수 있는 효과가 있다. 또한 금속범프(31)과 배선도체(21)의 접속은, 도전성부재(35)를 통한 접속이나, 패이스플레이트(32)에 가압되어 있으므로 도전성부재(35)의 두께는 극히 얇게 되므로 접속저항을 낮게 할 수 있다.
또한 인듐·주석합금을 사용함으로써 봉지재(33)의 작업온도가 200℃ 전후이며, 형광표시장치의 용기를 형성하는 봉착재(28)의 작업온도 보다 낮으므로, 실장실(34)를 형광표시부분이 완성된 후에 설치하여도, 봉착재(28)가 재공해하거나, 가스가 발생되는 일도없고 형광표시관 부분에 악영향을 미치는 일은 없다.
따라서 형광표시관 부분이 양품(良品)인지 아닌지를 확인한 후에 반도체소자(30)를 실장할 수 있다. 또한 반도체소자(30)를 실장 후에, 형광표시관부분이나, 반도체소자(30)에 불량이 생긴 경우, 200℃ 정도로 가열해주면, 재차 분리할 수 있다. 또 봉지재(33)의 작업온도가 낮으므로, 내열성이 낮은 C-MOS, 메모리 등의 실장도 사용가능하게 된다.
또 상기 실시예에서는 봉지재에 인듐, 주석합금을 사용한 예를 예시하였으나, 다른 인듐합금이나, 인듐, 그외의 저 융점금속 또는 그 합금도 가능하게 된다.
또한, 저융점 플릿유리에는, 작업온도가 300℃ 전후의 것도 있고, 이와 같은 플릿유리도 사용가능하다.
이외 배선도체와 금속범프의 접속에 도전성부재를 통한 예를 예시하였으나, 어디까지나 반도체소자를 기판에 임시고정할 수 있도록 한 것인데, 배선도체와 금속범프를 직접 접속하는 구성으로해도 무방하다.
또 패이스플레이트는 유리판외에 금속판, 세라믹등도 사용할 수 있고, 봉지재의 열팽창 기수에 맞추어서 선택가능하다.
또한, 패이스플레이트로 반도체소자를 직접 가압하는 외에 다른 부재를 사이에 개재시켜도 무방하다.
[효과]
이상과 같이 본 발명의 형광표시장치는 기판의 재치부에 무기재료로 부터 이루어지는 봉지재와 패이스플레이트에 의해 실장실이 형성되며, 이 실장실내에 반도체소자가 수납되는 구성이다.
따라서, 봉지재는 무기재료이므로 종래의 수지봉함에 비교하여 높은 기밀성, 내습성을 얻을 수 있다.
또 반도체소자, 패이스플레이트에 의해 기판에 가압되어 있으므로 반도체소자의 금속범프와 기판상의 배선도체의 전기적인 접속이 확실하게 행해지며, 더욱이 접속저항도 낮게 할 수 있다.
이외, 봉지재로 형광표시관부분의 봉착재보다 작업온도가 낮은 재료를 사용함으로써, 형광표시관부분의 완성후에 반도체소자를 실장하여도, 잔류가스의 발생이나 봉착재의 재용해라는 것도 없고, 형광표시관부분에 악영향을 미치는 일도 없다.
또 상기 봉지재를 사용함으로써 반도체소자를 실장한 후에 형광표시장치 본체에 결함이 발생하여도, 반도체소자를 분리하여 재사용이 가능하게 될 뿐더러 반대로 반도체소자에 결함이 생긴 경우, 형광표시관 부분의 완성후라도 잔류가스의 발생을 억제하면서 반도체소자를 교반할 수 있다.

Claims (3)

  1. 형광표시관 부분에서 뻗어나온 기판상에 관내에서 부터 배선된 배선도체; 상기 배선도체에 전기적으로 접속된 금속범프를 구비한 반도체소자; 및 상기 반도체소자의 상면부에 맞닿는 패이스플레이트와 상기 패이스플레이트의 주위에 상기 반도체소자를 둘러싸도록 설치된 봉지재로 구성된 실장실; 을 구비하고, 상기 봉지재는 상기 형광표시관 부분의 봉착재보다 작업온도가 낮은 무기재료로 구성된 것을 특징으로 하는 형광표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 봉지재는 저융점금속 또는 그 합금으로 구성된 것을 특징으로 하는 형광표시장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 봉지재는 인듐 또는 인듐·주석합금의 와이어재 혹은 성형품을 사용하는 것을 특징으로 하는 형광표시장치.
KR1019930031991A 1993-01-29 1993-12-31 형광표시장치 KR0137116B1 (ko)

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