KR100392952B1 - Method of Fabricating Back Plate of Plasma Display Panel - Google Patents
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Abstract
본 발명은 그린시트를 이용하여 전극패턴이나 드라이버 IC를 기판 상에 실장한 경우에 그린시트간의 수축율 보상하도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a lower plate of a plasma display panel to compensate for shrinkage between green sheets when an electrode pattern or a driver IC is mounted on a substrate using the green sheet.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 제조방법은 금속기판 상에 제1 그린시트를 형성하여 제1 그린시트를 이용하여 금속기판 상에 격벽을 성형하는 단계와, 적어도 하나 이상의 제2 그린시트 상에 전극패턴을 형성하고 그 제2 그린시트를 상기 제1 그린시트 상에 접합하는 단계와, 알루미늄을 주성분으로 하는 알루미나층을 제2 그린시트 상에 형성하는 단계와, 알루미나층이 적층된 금속기판을 소정 온도로 가열하여 그린시트들을 소성시키는 단계와, 그린시트의 소성과정에서 분말화된 알루미나층을 제거하는 단계를 포함한다.According to the present invention, a method of manufacturing a lower plate of a plasma display panel includes forming a first green sheet on a metal substrate, forming a partition on the metal substrate using the first green sheet, and forming the first green sheet on the at least one second green sheet. Forming an electrode pattern and bonding the second green sheet on the first green sheet, forming an alumina layer containing aluminum as a main component on the second green sheet, and forming a metal substrate on which the alumina layer is laminated. Firing the green sheets by heating to a predetermined temperature, and removing the powdered alumina layer during the firing of the green sheet.
Description
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 그린시트를 이용하여 전극패턴이나 드라이버 IC를 기판 상에 실장한 경우에 그린시트간의 수축율 보상하도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma display panel and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a method of manufacturing a lower panel of a plasma display panel to compensate for shrinkage between green sheets when an electrode pattern or a driver IC is mounted on a substrate using a green sheet. .
플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 함)은 He+Xe 또는 Ne+Xe 가스의 방전시 발생하는 147nm의 자외선에 의해 형광체를 발광시킴으로써 문자 또는 그래픽을 포함한 화상을 표시하게 된다. 이러한 PDP는 박막화와 대형화가 용이할 뿐만 아니라 최근의 기술 개발에 힘입어 크게 향상된 화질을 제공한다.Plasma Display Panels (hereinafter referred to as "PDPs") display an image including characters or graphics by emitting phosphors by ultraviolet rays of 147 nm generated upon discharge of He + Xe or Ne + Xe gas. Such a PDP is not only thin and easy to enlarge, but also greatly improved in quality due to recent technology development.
도 1을 참조하면, 어드레스전극(2)이 실장되어진 하부 기판(14)과 유지전극쌍(4)이 실장되어진 상부 기판(16)을 구비하는 교류 구동방식의 PDP가 도시되어 있다. 어드레스전극(2)이 실장된 하부 기판(14) 상에는 유전체 후막(18)과 방전셀들을 분할하는 격벽(8)이 형성된다. 유전체 후막(18)과 격벽(8)의 표면에는 형광체(6)가 도포된다. 형광체(6)는 플라즈마 방전시 발생되는 자외선에 의해 발광함으로써 가시광선이 발생되게 한다. 유지전극쌍(4)이 실장된 상부 기판(16)에는 유전층(12)과 보호막(10)이 순차적으로 형성된다. 유전층(12)은 플라즈마 방전시 벽전하를 축적하게 되고, 보호막(10)은 플라즈마 방전시 가스 이온의 스퍼터링으로부터 유지전극쌍(4)과 유전층(12)을 보호함과 아울러 이차전자의 방출효율을 높이는 역할을 한다. 이러한 PDP의 방전셀들에는 He+Xe 또는 Ne+Xe의 혼합가스가 봉입된다.Referring to FIG. 1, an AC drive type PDP including a lower substrate 14 on which an address electrode 2 is mounted and an upper substrate 16 on which a pair of sustain electrodes 4 are mounted is illustrated. On the lower substrate 14 on which the address electrode 2 is mounted, a partition wall 8 for dividing the dielectric thick film 18 and the discharge cells is formed. The phosphor 6 is coated on the surfaces of the dielectric thick film 18 and the partition wall 8. The phosphor 6 emits light by ultraviolet rays generated at the time of plasma discharge so that visible light is generated. The dielectric layer 12 and the passivation layer 10 are sequentially formed on the upper substrate 16 on which the sustain electrode pairs 4 are mounted. The dielectric layer 12 accumulates wall charges during plasma discharge, and the protective layer 10 protects the pair of sustain electrodes 4 and the dielectric layer 12 from sputtering of gas ions during plasma discharge and improves the emission efficiency of secondary electrons. Height plays a role. The discharge cells of the PDP are filled with a mixed gas of He + Xe or Ne + Xe.
격벽(8)은 방전셀간의 전기적·광학적 크로스토크(Crosstalk)를 방지하는 역할을 한다. 따라서, 격벽(8)은 표시품질과 발광효율을 위한 가장 중요한 요소이며 패널이 대형화·고정세화됨에 따라 격벽에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다. 격벽 제조방법으로는 스크린 프린팅(Screen printing)법, 샌드 블라스팅(Sandblasting)법, 첨가(Additive), 감광성 페이스트법 및 LTCC-M(Low Temperature Cofired Ceramic on Metal) 방법 등이 적용되고 있다.The partition 8 serves to prevent electrical and optical crosstalk between discharge cells. Therefore, the partition wall 8 is the most important factor for display quality and luminous efficiency, and as the panel is enlarged and fixed, various studies on the partition wall have been made. As the barrier rib manufacturing method, a screen printing method, a sand blasting method, an additive, a photosensitive paste method, and a low temperature cofired ceramic on metal (LTCC-M) method are applied.
스크린 프린팅법은 공정이 간단하고 제조단가가 낮은 장점이 있으나, 매 인쇄시 스크린과 유리기판(14)의 정렬, 글라스 페이스트의 인쇄 및 건조를 수회 되풀이하는 문제점이 있다. 또한, 스크린과 유리기판의 위치가 어긋나게 되면 격벽이 변형되므로 격벽의 형상 정밀도가 떨어지는 단점이 있다.The screen printing method has the advantages of a simple process and low manufacturing cost, but there is a problem of repeating the screen and glass substrate 14 alignment, printing and drying of the glass paste several times in every printing. In addition, when the position of the screen and the glass substrate is shifted, the partition wall is deformed, so that the shape accuracy of the partition wall is lowered.
샌드 블라스팅법은 대면적의 기판에 격벽을 형성할수 있는 장점이 있지만 연마재(샌드입자)에 의해 제거되는 글라스 페이스트의 양이 많게 되므로 재료의 낭비와 제조비용이 큰 단점이 있다. 또한, 연마재에 의해 유리기판(14)이 충격을 받게 되어 유리기판(14)이 균열 또는 손상되는 단점이 있다.The sand blasting method has a merit of forming a partition on a large-area substrate, but a large amount of glass paste removed by the abrasive (sand particles) has a disadvantage of wasting material and manufacturing cost. In addition, the glass substrate 14 is impacted by the abrasive, and thus the glass substrate 14 is cracked or damaged.
첨가법은 대면적의 기판 상에 격벽들(8)을 형성하기에 적합한 장점이 있으나, 포토레지스트와 글라스 페이스트의 분리가 어려워 잔류물이 남게되거나 격벽 성형시 격벽이 허물어지는 문제점이 있다.The addition method has an advantage in that the partitions 8 are formed on the large-area substrate, but it is difficult to separate the photoresist and the glass paste so that a residue remains or the partitions are collapsed when forming the partition.
감광성 페이스트법은 감광성 페이스트의 하부까지 감광성 페이스트를 노광하기 어려울 뿐 아니라 감광성 페이스트 가격이 고가인 단점이 있다.The photosensitive paste method is not only difficult to expose the photosensitive paste to the lower portion of the photosensitive paste, but also has a disadvantage that the photosensitive paste is expensive.
LTCC-M 방법은 다른 격벽 제조방법에 비하여, 저온공정이며 공정이 단순한 장점이 있다.LTCC-M method has the advantages of low temperature process and simple process compared to other bulkhead manufacturing method.
도 2a 내지 도 2g는 LTCC-M법을 이용한 격벽 제조방법을 단계적으로 나타낸다. 먼저, 도 2a와 같은 그린시트(30)가 제작된다. 그린시트(30)는 유리분말, 유기용액, 가소제, 결합제, 첨가제 등이 소정 비율로 혼합된 슬러리를 폴리 에스테르필름 위에 올려 놓고 닥터 블레이딩(Doctor Blading)으로 시트 형태로 성형한 후에 건조함으로써 제작된다. 그린시트(30)가 접합되는 기판(32)의 재료로는 통상 금속 예를 들면, 티타늄(Titanum)이 주로 사용된다. 티타늄은 글라스 또는 세라믹 계열의 기판보다 강도, 내열온도가 크기 때문에 다른 글라스, 세라믹 재료보다 얇은 두께로 제작될 수 있으며, 기판(32)의 열적·기계적 변형을 줄일 수 있다. 또한, 티타늄은 반사율이 높기 때문에 기판(32) 쪽으로 투과되는 즉, 백스캐터링(Back scattering)되는 가시광을 표시면 쪽으로 반사시킴으로써 발광효율과 휘도를 높일 수 있는 장점이 있다.2A to 2G show a method of manufacturing a partition wall using the LTCC-M method step by step. First, the green sheet 30 as shown in Figure 2a is produced. The green sheet 30 is manufactured by drying a slurry in which a glass powder, an organic solution, a plasticizer, a binder, an additive, and the like are mixed in a predetermined ratio on a polyester film, and then molding the sheet into a sheet by doctor blading and drying it. . As a material of the substrate 32 to which the green sheet 30 is bonded, a metal, for example, titanium (Titanum) is usually used. Titanium may be manufactured to have a thickness thinner than that of other glass and ceramic materials because of its greater strength and heat resistance than glass or ceramic substrates, and may reduce thermal and mechanical deformation of the substrate 32. In addition, since titanium has a high reflectance, light emission efficiency and luminance may be increased by reflecting visible light that is transmitted toward the substrate 32, that is, back scattered, toward the display surface.
이어서, 도 2b와 같이 기판(32) 상에 그린시트(30)를 라미네이팅하여 접합하고 도 2c와 같이 그린시트(30) 상에 어드레스전극(2)이 형성된다.Subsequently, the green sheet 30 is laminated and bonded to the substrate 32 as shown in FIG. 2B, and the address electrode 2 is formed on the green sheet 30 as shown in FIG. 2C.
어드레스전극(2)이 형성된 기판(30) 상에는 도 2d와 같이 유전체 슬러리가 전면 인쇄된 후 건조됨으로써 전극보호층(36)이 형성된다. 전극보호층(36)이 형성된 후에 어드레스전극(2)이 형성된 그린시트(30)와 전극보호층(36)의 접착력을 높이기 위하여 2차 라미네이팅을 실시한다. 이어서, 기판(32) 상에 접합된 그린시트(30)의 유동성을 높이기 위하여 결합제로 사용되는 유기물의 연화점 이하로 기판(32)을 가열하게 된다.On the substrate 30 on which the address electrode 2 is formed, as shown in FIG. 2D, the dielectric slurry is completely printed and then dried to form the electrode protective layer 36. After the electrode protective layer 36 is formed, secondary laminating is performed to increase adhesion between the green sheet 30 having the address electrode 2 and the electrode protective layer 36. Subsequently, in order to increase the fluidity of the green sheet 30 bonded to the substrate 32, the substrate 32 is heated to a temperature lower than or equal to the softening point of the organic material used as the binder.
그린시트(30)의 유동성이 높아진 상태에서 도 2e와 같이 격벽 반대 형상의 홈(38a)이 형성된 금형(38)이 기판(32) 상에 정렬된다.In the state where the fluidity of the green sheet 30 is increased, as shown in FIG. 2E, the mold 38 having the groove 38a having the opposite shape to the partition wall is aligned on the substrate 32.
그리고 금형(38)은 도 2f와 같이 대략 150 kgf/cm2이상의 압력으로 기판(32) 상에 가압된다. 금형(38)의 가압시 그린시트(30)와 전극보호층(36)이 금형(38)의 홈(38a) 내로 이동되어 솟아 오르게 된다.The mold 38 is then pressed onto the substrate 32 at a pressure of approximately 150 kgf / cm 2 or more, as shown in FIG. 2F. When the mold 38 is pressed, the green sheet 30 and the electrode protective layer 36 are moved into the groove 38a of the mold 38 to rise.
금형(38)이 도 2g와 같이 그린시트(30) 및 전극보호층(36)로부터 분리된 후에 격벽(8)은 승온, 유지, 냉각 존을 거치면서 소성된다. 이와 같은 소성과정에서 그린시트(30) 내의 유기물들이 타서 없어지는 번아웃(Binder burn out)을 거친 후, 번아웃 이상의 온도에서 무기물들 상에 결정핵이 생성 및 성장된다.After the mold 38 is separated from the green sheet 30 and the electrode protective layer 36 as shown in FIG. 2G, the partition 8 is fired while passing through a temperature raising, holding, and cooling zone. In this firing process, after the burnout (Binder burn out) of the organic material in the green sheet 30 is burned out, crystal nuclei are formed and grown on the inorganic materials at a temperature higher than the burnout.
PDP의 어드레스 전극(2)과 유지전극쌍(4)은 도시하지 않은 드라이버 집적회로들(Integrated Circuit ; 이하, "IC"라 함)(26)로부터 공급되는 신호에 의해 구동된다. 이러한 드라이버 IC들은 PCB(Printed Circuit Board : 이하, "PCB"라 함)기판 상에 실장되어 가요성 인쇄회로 필름(Flexible Printed Circuit ; 이하, "FPC"라 함)(24)을 경유하여 기판 상의 어드레스전극(2)과 유지전극쌍(4)에 접속되는 것이 일반적이다.The address electrode 2 and the sustain electrode pair 4 of the PDP are driven by signals supplied from driver integrated circuits (hereinafter referred to as " IC ") 26 (not shown). These driver ICs are mounted on a PCB (Printed Circuit Board (hereinafter referred to as "PCB") substrate) and mounted on a substrate via a flexible printed circuit (FPC) 24. It is common to connect to the electrode 2 and the sustain electrode pair 4.
최근에는 LTCC-M 방법을 이용하여 도 3과 같이 금속기판(32) 상에 드라이버 IC들이 실장되거나 도 4와 같이 금속기판(32)과 구동회로가 일체화되는 방법이 제안되고 있다.Recently, a method in which driver ICs are mounted on the metal substrate 32 as shown in FIG. 3 using the LTCC-M method, or the metal circuit 32 and the driving circuit are integrated as shown in FIG. 4 has been proposed.
도 3을 참조하면, 드라이버 IC 패키지들(44)이 볼 그리드 어레이(Ball Grid Array) 방식으로 금속기판(32) 상에 접합되는 PDP의 하판이 도시되어 있다. 표시영역에는 격벽을 성형하기 위한 저온 소성용 그린시트가 금속기판(32) 상에 접합된다. 금속기판(32) 상에 실장되는 드라이버 IC 패키지들(44)의 입력단자는 FPC(24) 또는 입력 배선들을 경유하여 외부의 메인 PCB에 연결된다.Referring to FIG. 3, a bottom plate of a PDP is shown in which driver IC packages 44 are bonded onto a metal substrate 32 in a ball grid array manner. In the display area, a low-temperature baking green sheet for forming a partition wall is bonded on the metal substrate 32. Input terminals of the driver IC packages 44 mounted on the metal substrate 32 are connected to the external main PCB via the FPC 24 or the input wires.
도 3과 같은 PDP의 하판에 의하면, 드라이버 IC 패키지들(44)의 실장공정이필요할 뿐 아니라, 금속기판(32) 상에 드라이버 IC 패키지들(44)의 외부신호 입력단이 개별로 구성된다. 드라이버 IC 패키지들(44)과 외부의 메인 PCB를 연결하기 위한 다수의 FPC(24)가 필요하게 된다. 또한, 고해상도에 따라 하판 상의 전극 배선 수가 증가하게 되면 하판 상에 많은 드라이버 IC 패키지들이 설치되어야 하기 때문에 입력단과의 연결을 위한 FPC의 수가 증가하여 재료비가 증가하며 입력단과 FPC 간의 연결불량에 의한 불량률이 증가하는 등의 단점이 있다.According to the lower plate of the PDP as shown in FIG. 3, not only the mounting process of the driver IC packages 44 is required, but also the external signal input terminals of the driver IC packages 44 are separately formed on the metal substrate 32. A number of FPCs 24 are needed to connect the driver IC packages 44 and the external main PCB. In addition, as the number of electrode wirings on the bottom plate increases due to the high resolution, many driver IC packages must be installed on the bottom plate, thereby increasing the number of FPCs for connection with the input terminal, thereby increasing the material cost, and a defect rate due to a poor connection between the input terminal and the FPC. There are disadvantages such as increase.
도 4를 참조하면, 본원 출원인에 의해 기출원된 한국 특허출원 10-1998-0050911호(1998.11.26)에서 제안된 PDP의 하판에는 구동회로가 금속기판(32)과 일체화되며 드라이버 IC 패키지(44)가 접합된다. 금속기판(32)의 전면에는 어드레스전극(2)과의 절연을 위한 상부 유전층(46A)이 형성되며, 금속기판(32)의 배면에는 어드레스전극(2)을 구동하기 위한 구동회로가 실장되는 제1 및 제2 하부 유전층(26B,26C)이 적층된다. 상/하부 유전층들(26A,26B,26C)은 그린시트를 금속기판(32) 상에 라미네이팅하고 동시에 소성함으로써 형성된다. 어드레스전극(2)과 구동회로는 유전층(26A,26B,26C)과 금속기판(32)을 관통하는 비아홀(48)을 경유하여 연결된다. 비아홀(48)의 내벽에는 금속기판(32)과 신호배선 간의 절연을 위한 절연막이 코팅된다. 하부 유전층들(26B,26C)에는 구동회로가 패터닝되며, 이 구동회로는 드라이버 IC 패키지(44)와 전기적으로 접속된다.Referring to FIG. 4, at the bottom of the PDP proposed in Korean Patent Application No. 10-1998-0050911 filed by the applicant of the present application (Nov. 26, 1998), a driving circuit is integrated with the metal substrate 32 and the driver IC package 44 ) Is joined. An upper dielectric layer 46A is formed on the front surface of the metal substrate 32 to insulate the address electrode 2, and a driving circuit for driving the address electrode 2 is mounted on the rear surface of the metal substrate 32. The first and second lower dielectric layers 26B and 26C are stacked. Upper and lower dielectric layers 26A, 26B, and 26C are formed by laminating the green sheet on the metal substrate 32 and firing at the same time. The address electrode 2 and the driving circuit are connected via the via holes 48 passing through the dielectric layers 26A, 26B and 26C and the metal substrate 32. The inner wall of the via hole 48 is coated with an insulating film for insulation between the metal substrate 32 and the signal wiring. A driver circuit is patterned in the lower dielectric layers 26B and 26C, which are electrically connected to the driver IC package 44.
도 4와 같은 PDP의 하판은 금속기판(32) 상에 미세한 비아홀을 형성하기 어렵고 그 내부에 절연막을 코팅하기 위한 공정이 추가적으로 필요한 단점이 있다.The lower plate of the PDP as shown in FIG. 4 has a disadvantage in that it is difficult to form fine via holes on the metal substrate 32 and a process for additionally coating an insulating film therein is required.
도 3 및 도 4와 같은 드라이버 IC의 실장방법의 단점들을 해결하기 위하여본원 출원인은 한국 특허출원 10-2000-0002447 호에서 도 5와 같이 금속기판(32) 상에 그린시트를 이용하여 형성된 다층 세라믹층(50) 상에 전극패턴을 실장하고 그 위에 드라이버 IC 패키지(44)를 실장하는 PDP의 하판 제조방법을 제안한 바 있다. 이 PDP의 하판은 다층 세라믹층(50) 상에 입력 전극패턴이 형성되기 때문에 입력단(52)이 단일로 구성된다. 이러한 PDP의 하판은 도 6과 같이 격벽이 성형된 그린시트(30) 상에 전극패턴이 형성된 다수의 그린시트 및 전극보호층을 적층하게 된다. 이렇게 적층된 격벽 성형용 그린시트(30)와 적극패턴이 형성된 그린시트를 저온 동시 소정하여 격벽(8)과 전극패턴을 금속기판(32) 상에 동시에 형성하게 된다. 그러나 이 방법은 다층으로 적층된 그린시트가 동시 소성될 때 그린시트들 사이의 수축률 차에 의해 격벽 성형용 그린시트(30)와 그 상부에 위치하고 전극패턴이 형성된 그린시트 사이의 경계면에서 전극간 단락이 발생되는 문제점이 있다. 이를 상세히 하면, 그린시트 소성시 전술한 바와 같이 유기물들이 타서 없어지고 치밀해지는 과정에서 그린시트는 도 6에서 x, y축 방향(기판의 면방향)과 z축 방향(기판의 두께방향)으로 수축된다. 그런데, 격벽 성형용 그린시트(30)는 금속기판(32) 상에 전면 형성되고 전극패턴이 형성된 그린시트는 그린시트(30)의 일부 상에 형성되기 때문에 동시 소성시 격벽 성형용 그린시트(30)는 금속기판(32)과의 접촉면에서 수축이 억제되어 x, y축 방향의 수축이 억제되는 반면에, 전극패턴이 형성된 그린시트들은 격벽 성형용 그린시트(30)의 접촉면적이 작으므로 상대적으로 x, y축 방향의 수축이 커지게 된다. 이 때문에 동시 소성시 격벽 성형용 그린시트(30)와 전극패턴이 형성된 그린시트들 사이에 형성된 전극패턴들 사이에단락이 발생된다. 한편, 동시 소성시 격벽 성형용 그린시트(30)와 전극패턴이 형성된 그린시트들의 z축 방향 수축은 거의 유사하게 진행된다.In order to solve the shortcomings of the method of mounting the driver IC as shown in FIGS. 3 and 4, the present applicant has applied the multilayer ceramic formed on the metal substrate 32 using a green sheet as shown in FIG. 5 in Korean Patent Application No. 10-2000-0002447. A method of manufacturing a lower plate of the PDP has been proposed in which an electrode pattern is mounted on the layer 50 and the driver IC package 44 is mounted thereon. In the lower plate of this PDP, since the input electrode pattern is formed on the multilayer ceramic layer 50, the input terminal 52 is comprised singly. The lower plate of the PDP stacks a plurality of green sheets and electrode protective layers having electrode patterns formed on the green sheets 30 having partition walls formed thereon as shown in FIG. 6. Thus, the partition wall forming green sheet 30 and the green sheet on which the positive pattern is formed are simultaneously specified at low temperature to simultaneously form the partition wall 8 and the electrode pattern on the metal substrate 32. However, this method is a short circuit between electrodes at the interface between the partition sheet green sheet 30 and the green sheet on which the electrode pattern is formed by the shrinkage difference between the green sheets when the green sheets stacked in multiple layers are simultaneously fired. There is a problem that occurs. In detail, the green sheet shrinks in the x, y-axis direction (the surface direction of the substrate) and the z-axis direction (the thickness direction of the substrate) in FIG. 6 during the green sheet firing process. do. However, the partition sheet green sheet 30 is formed on the front surface of the metal substrate 32, and the green sheet having the electrode pattern is formed on a part of the green sheet 30. ) Is suppressed in the contact surface with the metal substrate 32, the contraction in the x, y-axis direction is suppressed, while the green sheet formed with the electrode pattern is relatively small because the contact area of the green sheet 30 for forming the partition wall As a result, the shrinkage in the x- and y-axis directions increases. For this reason, a short circuit occurs between the electrode patterns formed between the barrier rib-forming green sheet 30 and the green sheets on which the electrode patterns are formed. Meanwhile, during simultaneous firing, the z-axis contraction of the partition sheet green sheet 30 and the green sheets on which the electrode patterns are formed proceeds almost similarly.
따라서, 본 발명의 목적은 그린시트를 이용하여 전극패턴이나 드라이버 IC를 기판 상에 실장한 경우에 그린시트간의 수축율 차이를 억제하도록 한 PDP의 하판 제조방법을 제공함에 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a lower plate of a PDP in which a shrinkage difference between green sheets is suppressed when an electrode pattern or a driver IC is mounted on a substrate using the green sheet.
도 1은 교류 구동방식의 면방전형 PDP를 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing a surface discharge type PDP of an AC drive system.
도 2a 내지 도 2b는 종래의 LTCC-M 방법을 이용한 PDP의 하판 제조방법을 단계적으로 나타내는 단면도.2A to 2B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a lower plate of a PDP using a conventional LTCC-M method.
도 3은 드라이버 IC 패키지가 하부기판 상에 직접 실장된 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 하판을 개략적으로 나타내는 사시도.3 is a perspective view schematically illustrating a lower plate of a conventional plasma display panel in which a driver IC package is directly mounted on a lower substrate.
도 4는 구동회로가 하부기판 상에 일체화된 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 하판을 개략적으로 나타내는 단면도.4 is a cross-sectional view schematically illustrating a lower plate of a conventional plasma display panel in which a driving circuit is integrated on a lower substrate.
도 5는 입력 전극패턴이 기판상에 실장되어 입력단이 단순화된 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 하판을 나타내는 사시도.FIG. 5 is a perspective view illustrating a bottom plate of a conventional plasma display panel in which an input electrode pattern is mounted on a substrate to simplify an input terminal; FIG.
도 6은 도 5에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 구조를 상세히 나타내는 단면도.FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating in detail a bottom plate structure of the plasma display panel shown in FIG. 5;
도 7a 내지 도 7n은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 제조방법을 단계적으로 나타내는 단면도.7A to 7N are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a lower plate of a plasma display panel according to a first embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 제조방법을 나타내는 단면도.8 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a lower plate of a plasma display panel according to a second embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
2 : 어드레스전극 4 : 유지전극쌍2: address electrode 4: sustain electrode pair
6 : 형광체막 8 : 격벽6: phosphor film 8: partition wall
10 : 보호막 12,18 : 유전체 후막10: protective film 12,18: dielectric thick film
14,32,72 : 하부 기판 16 : 상부 기판14,32,72: lower substrate 16: upper substrate
30,46A,46B,46C,70,80 : 그린시트 36,76,86 : 전극보호층30,46A, 46B, 46C, 70,80 Green sheet 36,76,86 Electrode protective layer
38,78 : 금형 42 : FPC38,78: Mold 42: FPC
43 : 납구 44 : 드라이버 IC 패키지43: payment 44: driver IC package
50 : 세라믹층 52 : 단일 외부신호 입력단50: ceramic layer 52: single external signal input terminal
90 : 알루미나 그린시트 100 : 알루미나 페이스트90: alumina green sheet 100: alumina paste
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 PDP의 하판 제조방법은 금속기판 상에 제1 그린시트를 형성하여 제1 그린시트를 이용하여 금속기판 상에 격벽을 성형하는 단계와, 적어도 하나 이상의 제2 그린시트 상에 전극패턴을 형성하고 그 제2 그린시트를 상기 제1 그린시트 상에 접합하는 단계와, 알루미늄을 주성분으로 하는 알루미나층을 제2 그린시트 상에 형성하는 단계와, 알루미나층이 적층된 금속기판을 소정 온도로 가열하여 그린시트들을 소성시키는 단계와, 그린시트의 소성과정에서 분말화된 알루미나층을 제거하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, a method of manufacturing a lower plate of the PDP according to the present invention comprises forming a first green sheet on the metal substrate to form a partition on the metal substrate using the first green sheet, at least one or more agents Forming an electrode pattern on the green sheet and bonding the second green sheet on the first green sheet, forming an alumina layer containing aluminum as a main component on the second green sheet, and Firing the green sheets by heating the stacked metal substrates to a predetermined temperature, and removing the powdered alumina layer during the firing of the green sheets.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above object will become apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
이하, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
도 7a 내지 도 7n은 본 발명의 실시예에 따른 PDP의 하판 제조방법을 단계적으로 나타낸다. 먼저, 격벽 성형용 그린시트(70)가 제작된다. 격벽 성형용 그린시트(70)는 유리분말, 유기용액, 가소제, 결합제, 첨가제 등이 소정 비율로 혼합된 슬러리를 폴리 에스테르 필름 위에 올려 놓고 닥터 블레이딩(Doctor Blading)으로 시트 형태로 성형한 후에 건조함으로써 제작된다.7A to 7N illustrate a method of manufacturing a lower plate of a PDP according to an embodiment of the present invention. First, the partition sheet green sheet 70 is manufactured. The partition sheet green sheet 70 is dried after forming a slurry in which a glass powder, an organic solution, a plasticizer, a binder, an additive, and the like are mixed in a predetermined ratio on a polyester film and forming a sheet by Doctor Blading. Produced by
격벽 성형용 그린시트(70)는 도 7a와 같이 금속기판(72) 상에 라미네이팅되어 접합된다. 격벽 성형용 그린시트(70)가 접합된 금속기판(72) 상에는 도 7b와 같이 전극물질이 인쇄 및 건조되어 어드레스전극(74)이 형성된다. 어드레스전극(74)이 형성된 금속기판(72) 상에는 도 7c와 같이 유전체 페이스트가 인쇄방법에 의하여 전극보호층(76)이 형성된다. 전극보호층(76)과 격벽 성형용 그린시트(70)는 이들 간의 접합력을 높이기 위하여 금속기판(72) 상에서 2차 라미네이팅된다. 이어서, 기판(72) 상에 접합된 격벽 성형용 그린시트(70)의 유동성을 높이기 위하여 그린시트(70)의 결합제로 사용되는 유기물의 연화점 이하로 금속기판(72)이 가열된다.The partition sheet green sheet 70 is laminated and joined to the metal substrate 72 as shown in FIG. 7A. The electrode material is printed and dried on the metal substrate 72 to which the partition sheet green sheet 70 is bonded as shown in FIG. 7B to form the address electrode 74. On the metal substrate 72 on which the address electrode 74 is formed, an electrode protective layer 76 is formed by printing a dielectric paste as shown in FIG. 7C. The electrode protective layer 76 and the partition sheet green sheet 70 are secondarily laminated on the metal substrate 72 to increase the bonding force therebetween. Subsequently, the metal substrate 72 is heated below the softening point of the organic material used as the binder of the green sheet 70 in order to increase the fluidity of the partition sheet green sheet 70 bonded on the substrate 72.
격벽 성형용 그린시트(70)의 유동성이 높아진 상태에서 도 7d와 같이 격벽 반대 형상의 홈이 형성된 금형(78)이 금속기판(72) 상에 정렬된 후에 대략 150 kgf/cm2이상의 압력으로 금속기판(72) 상에 가압된다. 금형(78)의 가압시 격벽 성형용 그린시트(70)와 전극보호층(76)이 금형(78)의 홈 내로 이동되어 격벽 형태로 솟아 오르게 된다.In the state where the flowability of the partition forming green sheet 70 is increased, as shown in FIG. 7D, after the die 78 having the grooves having the opposite shape of the partition wall is aligned on the metal substrate 72, the metal is pressed at a pressure of about 150 kgf / cm 2 or more. It is pressed onto the substrate 72. When the mold 78 is pressed, the partition sheet green sheet 70 and the electrode protective layer 76 are moved into the grooves of the mold 78 to rise in the form of a partition wall.
금형(78)이 도 7e와 같이 격벽 성형용 그린시트(70) 및 전극보호층(76)으로부터 분리된다.The mold 78 is separated from the partition sheet green sheet 70 and the electrode protective layer 76 as shown in FIG. 7E.
이렇게 격벽(8)이 성형됨과 동시에 도 7f 내지 도 7j와 같이 그린시트(80)를 이용하여 전극인쇄와 보호막 형성공정을 반복하여 원하는 층수만큼의 다층 세라믹층을 형성한다. 그린시트(80)는 격벽 성형용 그린시트(70)와 마찬가지로 유리분말, 유기용액, 가소제, 결합제, 첨가제 등이 소정 비율로 혼합된 슬러리가 얇은 판재 형태로 성형된 후에 건조됨으로써 제작된다. 이 그린시트(80) 상에는 각 층들에 형성된 전극들을 전기적으로 연결하기 위한 비아홀(Via-hall)(80a)이 도 7g와 같이 천공(Punching)된다. 비아홀(80a)에는 도 7h와 같이 그린시트(80) 상에 인쇄되는 전극물질(82)이 충진된다. 이어서 그린시트(80) 상에는 도 7i와 같이 전극물질이 인쇄방법에 의해 전극패턴(84)이 형성된다. 이 전극패턴(84)은 비아홀(80a)을 경유하여 하층의 전극과 전기적으로 연결된다. 전극패턴(84)이 형성된 그린시트(80)에는 도 7j와 같이 유전체 페이스트가 전면 인쇄된 후에 건조됨으로써 전극보호층(86)이 형성된다.As such, the partition wall 8 is formed and the electrode printing and the protective film forming process are repeated by using the green sheet 80 as shown in FIGS. 7F to 7J to form the multilayer ceramic layer having the desired number of layers. The green sheet 80 is manufactured by drying a slurry in which a glass powder, an organic solution, a plasticizer, a binder, an additive, and the like are mixed in a predetermined ratio in a thin plate form, similarly to the partition sheet green sheet 70. Via-holes 80a for electrically connecting the electrodes formed on the respective layers are punctured on the green sheet 80 as shown in FIG. 7G. The via hole 80a is filled with an electrode material 82 printed on the green sheet 80 as shown in FIG. 7H. Subsequently, an electrode pattern 84 is formed on the green sheet 80 by printing an electrode material as shown in FIG. 7I. The electrode pattern 84 is electrically connected to the lower layer electrode via the via hole 80a. The electrode protective layer 86 is formed on the green sheet 80 having the electrode pattern 84 formed thereon, as shown in FIG.
이렇게 전극패턴(84)이 형성된 그린시트(80)는 격벽(8)이 성형된 금속기판(72)의 비표시영역(드라이버 IC 패키지 실장부) 상에 라미네이팅된다. 이와 동시에, 도 7k 및 도 7l과 같이 별도로 제작된 알루미나 그린시트(90)가 적극패턴(84)이 형성된 그린시트(80) 상에 라미네이팅된다. 알루미나 그린시트(90)는 알루미늄 분말, 유기용액, 가소제, 결합제, 첨가제 등이 소정 비율로 혼합된 슬러리를 얇은 판재상으로 성형한 후에 건조함으로써 제작된다.The green sheet 80 having the electrode pattern 84 formed thereon is laminated on the non-display area (driver IC package mounting portion) of the metal substrate 72 on which the partition wall 8 is formed. At the same time, the alumina green sheet 90 separately manufactured as shown in FIGS. 7K and 7L is laminated on the green sheet 80 on which the positive pattern 84 is formed. The alumina green sheet 90 is produced by molding a slurry in which aluminum powder, an organic solution, a plasticizer, a binder, an additive, and the like are mixed in a predetermined ratio into a thin plate shape and then drying.
도 7l과 같이 알루미나 그린시트(90)가 최상층에 적층된 상태에서 각 그린시트들(70,80,90)이 대략 700∼750℃ 정도의 온도로 동시에 소성된다. 소성과정에서그린시트(70,80,90) 및 전극보호층(76,86)은 승온, 유지, 냉각 존을 거치면서 소성된다. 이 소성과정에서, 격벽 성형용 그린시트(70)와 전극패턴(84)이 형성된 그린시트(80)가 금속기판(72)과 알루미나 그린시트(90) 사이에 압착되어 있기 때문에 이 그린시트들(70,80)의 x, y축 방향 수축이 금속기판(72)과 알루미나 그린시트(90)에 의해 억제된다. 그 결과, 동시 소성시 그린시트들(70,80)은 x,y축 방향의 수축율 차이가 줄어들게 됨은 물론 x, y축 방향의 수축이 줄어들고 z 축 방향으로만 수축이 진행된다. 이와 같은 소성과정에서 격벽 성형용 그린시트(70)와 전극패턴(84)이 형성된 그린시트(80) 내의 유기물들이 타서 없어지는 번아웃을 거친 후, 번아웃 이상의 온도에서 무기물들 상에 결정핵이 생성 및 성장된다. 이 때, 알루미나 그린시트(90)는 알루미늄의 소성온도가 대략 1500∼1600℃이기 때문에 소성되지 않고 유기물이 타서 없어지고 남은 알루미늄 분말만이 그린시트(80,90)의 소성에 의해 생성된 세라믹층 상에 남아있게 된다.In the state in which the alumina green sheet 90 is stacked on the uppermost layer as shown in FIG. 7L, the green sheets 70, 80, and 90 are simultaneously fired at a temperature of about 700 to 750 ° C. FIG. In the firing process, the green sheets 70, 80, 90 and the electrode protective layers 76, 86 are fired through the temperature raising, holding, and cooling zones. In this firing process, the green sheet 70 having the partition wall forming green sheet 70 and the electrode pattern 84 is pressed between the metal substrate 72 and the alumina green sheet 90. Shrinkage in the x- and y-axis directions of 70 and 80 is suppressed by the metal substrate 72 and the alumina green sheet 90. As a result, during the simultaneous firing, the shrinkage difference in the x and y axis directions of the green sheets 70 and 80 decreases, as well as the shrinkage in the x and y axis directions, and the shrinkage proceeds only in the z axis direction. In this firing process, after the burnout in which the organic materials in the green sheet 80 for forming the partition wall and the green pattern 80 on which the electrode pattern 84 is burned out is burned out, crystal nuclei are formed on the inorganic materials at a temperature higher than the burnout. Are produced and grown. At this time, since the alumina green sheet 90 has a calcination temperature of aluminum of about 1500 to 1600 ° C., the ceramic layer is not sintered and organic materials are burned away and only the remaining aluminum powder is formed by firing the green sheets 80 and 90. Will remain on the image.
동시 소성 후에 세라믹층 상에 남아 있는 알루미늄 분말은 도 7m과 같이 물로 세척되어 세라믹층 상에서 제거된다.The aluminum powder remaining on the ceramic layer after co-firing is washed with water and removed on the ceramic layer as shown in FIG. 7M.
마지막으로, 도 7n과 같이 다층 세라믹층(50) 상에 드라이버 IC 패키지(44)가 정렬되고 납구(43)를 용융시키기 위한 리플로우 공정에 의해 드라이버 IC 패키지(50)가 다층 세라믹층(50) 상에 실장된다.Finally, as shown in FIG. 7N, the driver IC package 44 is aligned on the multilayer ceramic layer 50, and the driver IC package 50 is formed by the reflow process for melting the solder 43. It is mounted on.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 PDP의 하판 제조방법을 나타낸다. 도 8에 있어서, 도 7에 도시된 본 발명의 제1 실시예와 결부하여 설명하기로 한다.8 shows a method of manufacturing a lower plate of a PDP according to a second embodiment of the present invention. 8, the description will be made in conjunction with the first embodiment of the present invention shown in FIG.
본 발명의 제2 실시예에 따른 PDP의 하판 제조방법은 제1 실시예와 마찬가지로, 도 7a 내지 도 7e와 같은 공정에 의해 금속기판(32) 상에 격벽 성형용 그린시트(70)를 이용하여 격벽을 성형하고, 도 7f 내지 도 7j와 같은 공정에 의해 그린시트(80) 상에 전극패턴(84)을 형성한다. 그리고 전극패턴(84)이 형성된 그린시트(80) 상에는 알루미나 페이스트(100)가 소정 두께로 전면 인쇄된다. 알루미나 페이스트(100) 내에는 알루미늄 분말과 유기물이 점성이 있는 페이스트 상태로 혼합된다. 이렇게 최상층에 알루미나 페이스트(100)가 인쇄된 상태에서 그린시트들(70,80)이 대략 700∼750℃ 정도의 온도에서 동시 소성된다. 동시 소성시 그린시트들(70,80)은 금속기판(72)과 알루미나 페이스트(100) 사이에 압착되어 x,y축 방향의 수축이 억제되고 z 축 방향으로만 수축이 진행된다. 소성 과정에서 알루미나 페이스트(100)는 알루미늄의 소성온도가 대략 1500∼1600℃이기 때문에 소성되지 않고 유기물이 타서 없어지고 남은 알루미늄 분말만이 그린시트(70,80)의 소성에 의해 생성된 세라믹층 상에 남아있게 된다. 세라믹층 상에 남아 있는 알루미늄 분말은 수세공정에 의해 도 7m과 같이 제거되고 그 위에 도 7n과 같이 드라이버 IC 패키지(44)가 실장된다.The lower plate manufacturing method of the PDP according to the second embodiment of the present invention is the same as the first embodiment, using the green sheet 70 for forming the partition on the metal substrate 32 by the same process as in FIGS. 7A to 7E. The partition wall is formed, and the electrode pattern 84 is formed on the green sheet 80 by a process as shown in FIGS. 7F to 7J. The alumina paste 100 is entirely printed on the green sheet 80 on which the electrode patterns 84 are formed with a predetermined thickness. In the alumina paste 100, aluminum powder and an organic substance are mixed in a viscous paste state. In the state where the alumina paste 100 is printed on the uppermost layer, the green sheets 70 and 80 are co-fired at a temperature of about 700 to 750 ° C. During the simultaneous firing, the green sheets 70 and 80 are compressed between the metal substrate 72 and the alumina paste 100 so that the shrinkage in the x and y axis directions is suppressed, and the shrinkage is performed only in the z axis direction. During the firing process, since the alumina paste 100 has a firing temperature of approximately 1500 to 1600 ° C., the aluminum layer is not burned and the organic material is burned away. Only the aluminum powder remaining is formed on the ceramic layer formed by firing the green sheets 70 and 80. Will remain. The aluminum powder remaining on the ceramic layer is removed by washing with water as shown in FIG. 7M, and the driver IC package 44 is mounted thereon as shown in FIG. 7N.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 PDP의 하판 제조방법은 그린시트를 이용하여 전극패턴이나 드라이버 IC를 기판 상에 실장한 경우에 그린시트의 x, y축 방향의 수축을 억제하기 위한 알루미나층을 그린시트와 함께 기판 상에 적층한다. 그 결과, 본 발명에 따른 PDP의 하판 제조방법에 의하면 알루미나층과 금속기판 사이의 다층 그린시트들이 동시 소성될 때 그린시트들 간의 수축율 차이가 줄어들게 되므로 그린시트들 사이의 수축율 차이로 기인하여 발생되는 전극단락을 방지할 수 있게 된다.As described above, the lower plate manufacturing method of the PDP according to the present invention uses an alumina layer for suppressing shrinkage of the green sheet in the x- and y-axis directions when the electrode pattern or the driver IC is mounted on the substrate using the green sheet. The green sheet is laminated on the substrate. As a result, according to the lower plate manufacturing method of the PDP according to the present invention, when the multi-layer green sheets between the alumina layer and the metal substrate are simultaneously fired, the shrinkage difference between the green sheets is reduced, which is caused by the shrinkage difference between the green sheets. It is possible to prevent the electrode short.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
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