JP2834069B2 - チップイングラス型蛍光表示管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光表示管に関
し、特に駆動用ＩＣを真空外囲器内に内蔵するチップイ
ングラス型蛍光表示管に関する。

【０００２】

【従来の技術】蛍光表示管は、自発光で視認性が優れて
いる表示装置としてオーディオ、ＶＴＲ等の家電製品か
ら自動車電装品及び計測器等の産業機器に至る幅広い分
野で用いられている。その中でも、チップイングラス型
蛍光表示管は、駆動用ＩＣを真空外囲器に内蔵している
ため、外部へ導出するリードを削減し、全体の小型化、
モジュール実装の容易化及び真空内にＩＣチップを実装
することによる高信頼性が確保されるという特徴を有し
ている。

【０００３】チップイングラス型蛍光表示管の基本構造
は、図１０に示すようにガラス基板１にスパッタ法によ
りＡｌ薄膜の給電配線１０が形成され、次に高耐圧の絶
縁性を確保するため、２層の絶縁層２１，２２を形成す
る。次に絶縁層２１，２２の開口部に導通用のグラファ
イトを充填し、その上の絶縁層上に表示画素の形状をし
た導通層５を形成し、さらに、蛍光体層６を塗布する。
一方、ＩＣチップ搭載部は、絶縁層上に接着剤となるポ
リイミド樹脂４がスタンプされた後、その上にＩＣチッ
プ９がマウントされ、一定時間加熱放置し、樹脂を硬化
させＩＣチップ９を固着する。その後、ＩＣチップの入
出力部のパッドと基板上のボンディングパッド７とが、
ボンディングワイヤ８によりボンディングされる。この
場合、ＩＣチップの下の絶縁層は、他の部分の絶縁層２
１，２２と分離されておらず一体になっている。この
後、グリッド１１，フィラメント１２等の電極部品やカ
バーガラス１３と共に組み立てられ、フリットガラスの
溶融によって封止が行なわれ、最後に内部を真空に引き
封止して仕上げを行ない完成する。

【０００４】ここで、ＩＣチップ搭載部の絶縁層の形状
に関しては、次のような提案がなされている。例えば、
特開平５−７４３４８には、図１１に示すようにガラス
基板１上にＡｌの給電配線が形成され、絶縁層５１がス
クリーン印刷によって２層塗布される。その際、スクリ
ーンを２種類用い第１層絶縁層のＩＣチップ９搭載部の
第１の開口４１を設け、第１層目絶縁層を被覆する第２
層目絶縁層に第２の開口４２を設ける。第１層及び第２
層の絶縁層の厚みは、各々２０μｍとするので第１の開
口の深さは４０μｍ、第２の開口の深さは２０μｍとな
る。また、第１の開口４１の大きさは、少なくとも２辺
をＩＣチップ９の対応する辺の大きさよりも小さくし、
第２の開口４２は、短辺方向の長さがＩＣチップ９の長
さよりも０．１μｍ程度大きくし、長辺方向はＩＣチッ
プ９をマウントする際に振動を与えてＩＣチップ９とポ
リイミド樹脂４とをなじませるので、その振幅の分だけ
大きくとる必要がある。ワイヤボンディングはＩＣチッ
プ９をマウントしポリイミド樹脂４の粘着性と第２の開
口４２による仮止めの状態で行なっている。

【０００５】また、特開平５−８９８０５には、図１２
（ａ），（ｂ）に示すように絶縁層５１の第２の溝３２
には、ダイボンド材６１が塗布され、その上にＩＣチッ
プ９が第１の溝３１に嵌合する形でマウントされてい
る。又、図１２（ｃ），（ｄ）では、第２の溝３２の２
辺はチップサイズより大きく、残りの２辺は、チップサ
イズより小さくなっており第１の溝もそれぞれに応じて
大きくなっている部分を有する構造になっている。

【０００６】これら２つの提案は、チップイングラス型
蛍光表示管のＩＣチップ搭載部の下の２層化された絶縁
層において、基板側の第１層絶縁層には、ＩＣチップ辺
の何れかに嵌合し、第２層絶縁層はそれより大き目の開
口を形成し、ダイボンド材を充填してＩＣチップを固定
する構成である。以上の構成では、何れもＩＣチップ搭
載部の下部には、その接着面に対応する絶縁層は全く残
されていない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、ＩＣ
チップ搭載部の絶縁層とＩＣチップの接着剤として用い
るポリイミド樹脂層との接合面に、ガラス基板まで至る
クラックが生じ絶縁層の下を通るＡｌの給電配線が断線
する。その理由は、製造工程における封止工程等の熱工
程及びチップグラス型蛍光表示管の動作時ＩＣチップの
発熱により、ＩＣチップ、ポリイミド樹脂、絶縁層及び
ガラス基板間の熱膨張率の差異により、歪を生じるから
である。

【０００８】本発明は、チップイングラス型蛍光表示管
において、動作不良の原因の１つに、ＩＣチップ搭載部
下を通るＡｌの給電配線まで至る基板クラックがあり、
これを解消することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ガラス基板上
に形成された給電配線と、この給電配線を被覆し、ＩＣ
チップ搭載部周辺のボンディングパッド部に開口を有す
るガラス基板側１層目絶縁層及びその上に形成される２
層目絶縁層と、この絶縁層にＩＣチップを接合させる接
着剤層を形成し、この接着剤層上に駆動用のＩＣチップ
を搭載した蛍光表示管において、ＩＣチップ搭載部の２
層の絶縁層に貫通してＩＣチップを包囲する溝を形成し
て、ＩＣチップ搭載部の絶縁層を島状に他と分離した構
造を有することを特徴とする。なお、第２層目絶縁層に
対して第１層目絶縁層を厚くしてもよい。また、第２層
絶縁層に溝を形成してもある程度の効果が得られる。

【００１０】ＩＣ搭載部直下の絶縁層を島状に他と分離
している。こうすることにより、製造工程における熱履
歴及びチップイングラスの動作時のＩＣチップの発熱に
より、ＩＣチップ、接着剤、絶縁層及びガラス基板間に
熱膨張率の差による応力により歪を生じるが、絶縁層を
島状に他と分離してあるためにＩＣチップ下の絶縁層の
歪による変位量を軽減することができて、ガラス基板上
の絶縁層の下を通るＡｌの給電配線の断線を防ぐことが
できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明について図面を参照して詳
細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態の一
部切り欠き平面図、図２は図１のＩＣチップ搭載部の部
分拡大平面図、図３（ａ）は図２のＡ−Ａ′線の断面
図、図３（ｂ）は図２のＢ−Ｂ′線断面図、図４はＩＣ
チップ搭載前の第１の実施の形態の絶縁層の開口部の斜
視図である。

【００１２】第１の実施の形態は、図１〜図４に示すよ
うに、スクリーン印刷によって表面にＡｌの給電配線が
形成されたガラス基板１上に、所定の厚みを得るため２
層化された絶縁層が塗布される。その際に、スクリーン
を２種類用い、ＩＣチップ９搭載部直下のガラス基板１
に接する第１の溝３１を作り、その上に第２の溝３２を
段差をつけて作る。絶縁層の厚さは、各々約１０μｍ×
２＝２０μｍなので第１の溝３１の深さは２０μｍ、第
２の溝３２の深さは１０μｍとなる。また、溝の幅は
０．８ｍｍ程度である。ＩＣチップ９搭載部の島状の第
１層目絶縁層２１の長さと幅は、ＩＣチップ９よりも
０．２ｍｍ程大きく、また第２層目絶縁層２２の長さと
幅は第１層目絶縁層よりも０．１ｍｍ程度小さい。

【００１３】この２層の絶縁層には、蛍光体層６とＡｌ
の給電配線との導通をとるための貫通穴が設けられ、そ
の貫通穴には導通用の導通層５が塗布される。そして、
第２層目絶縁層２２の上には、導通用の導通層５を介し
て表示画素の形状をしたグラファイト層が設けられ、そ
の上に蛍光体層６が形成される。また、ＩＣチップ９搭
載部直下の島状の絶縁層の上部に接着剤として用いるポ
リイミド樹脂４を塗布し、その上にＩＣチップ９をマウ
ントし、一定時間加熱し硬化させてＩＣチップ９を固着
する。この状態で基板上のボンディングパッド７とＩＣ
チップ９側の接続リードがワイヤボンダによってボンデ
ィングワイヤ８で結線される。その後、フィラメント等
の電極部品やカバーガラス等で共に組み合せて、フリッ
トガラスの溶融によって封止が行なわれる。そして、内
部を真空に引き封止し、仕上げそして完成する。このよ
うに本実施の形態では、ＩＣチップ搭載部直下の絶縁層
を島状に他の部分と分離しているので、製造工程やＩＣ
動作時の熱によるガラス基板と絶縁層間の熱ストレスに
よる歪量を軽減でき、クラックなどの発生を防止でき
る。

【００１４】図５は、本発明の第２の実施の形態を示す
断面図である。この第２の実施の形態の製造方法は、第
１の実施の形態とほぼ同じであるが、第１の溝３１の深
さを約１５μｍとする。これは、第１層目の絶縁層２１
の厚さを、第１の実施の形態より厚くし、熱容量を大き
くし、熱によるストレスを緩和する利点がある。

【００１５】図６は本発明の第３の実施の形態のＩＣチ
ップ搭載部の部分拡大平面図、図７（ａ）は、図６のＣ
−Ｃ′線の断面図、図７（ｂ）は、図６のＤ−Ｄ′線の
断面図、図８はＩＣチップ搭載前の第３の実施の形態の
絶縁層の開口部の斜視図である。第３の実施の形態の製
造方法は、第１の実施の形態とほぼ同じであるが、ＩＣ
チップ９搭載部直下の絶縁層に関し、第２層目絶縁層２
２だけを島状に他と分離し、第２層目絶縁層２２の開口
部にある第１層目絶縁層２１にも放熱機能を持たせて、
熱膨張によるストレスを第２層目絶縁層２２で吸収させ
る。

【００１６】図９は、本発明の第４の実施の形態を示す
断面図である。第４の実施の形態の製造方法は、第１の
実施の形態と同じで、第２及び第３の実施例の変形例と
して、図９に示すような、第１の溝の深さを約１５μｍ
とし、第１層目絶縁層２１を厚くすることで熱容量を大
きくし、加えてＩＣチップ９搭載部直下の絶縁層に関
し、第２層目絶縁層２２だけを、島状に他と分離するこ
とで第２層目絶縁層２２の開口部に放熱機能を持たせ、
熱膨張によるストレスを吸収させる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＩＣチップ搭載部の絶縁層の下部のＡｌの給電配線の断
線を防ぐことができるようになる。その理由は、ＩＣチ
ップ搭載部の絶縁層を島状に他と分離することで製造工
程における熱履歴及びチップイングラス型蛍光表示管の
動作時のＩＣの発熱によるガラス基板の絶縁層間での熱
ストレスによる歪量を軽減できるからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の一部切り欠き平面
図である。

【図２】図１のＩＣチップ搭載部の部分拡大平面図であ
る。

【図３】（ａ）は、図２のＡ−Ａ′線の断面図、（ｂ）
は、図２のＢ−Ｂ′線の断面図である。

【図４】ＩＣチップ搭載前の第１の実施の形態の絶縁層
の開口部の斜視図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態の断面図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態のＩＣチップ搭載部
の部分拡大図である。

【図７】（ａ）は図６のＣ−Ｃ′線の断面図、（ｂ）は
図６のＤ−Ｄ′線の断面図である。

【図８】ＩＣチップ搭載前の第３の実施の形態の絶縁層
の開口部の斜視図である。

【図９】本発明の第４の実施の形態の断面図である。

【図１０】従来のチップイングラス型蛍光表示管全体構
成図である。

【図１１】特開平５−７４３４８に示された従来例の断
面図である。

【図１２】（ａ）〜（ｄ）は、特開平５−８９８０５に
開示された従来例を示す図である。

【符号の説明】 １ ガラス基板 ４ ポリイミド樹脂 ５ 導通層 ６ 蛍光体層 ７ ボンディングパッド ８ ボンディングワイヤ ９ ＩＣチップ ２１ 第１層目絶縁層 ２２ 第２層目絶縁層 ３１ 第１の溝 ３２ 第２の溝

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス基板上に形成された給電配線と、
   この給電配線を被覆し、ＩＣチップ搭載部周辺のボンデ
   ィングパッド部に開口を有するガラス基板側１層目絶縁
   層及びその上に形成される２層目絶縁層と、この絶縁層
   にＩＣチップを接合させる接着剤層を形成し、この接着
   剤層上に駆動用のＩＣチップを搭載したチップイングラ
   ス型蛍光表示管において、前記ボンディングパッド部の
   開口を含むようにＩＣチップ搭載部の２層の絶縁層に貫
   通してＩＣチップを包囲する溝を形成して、ＩＣチップ
   搭載部の絶縁層を島状に他と分離した構造を有すること
   を特徴とするチップイングラス型蛍光表示管。
2. 【請求項２】 第２層目絶縁層に対して第１層目絶縁層
   を厚くした構造を有することを特徴とする請求項１記載
   のチップイングラス型蛍光表示管。
3. 【請求項３】 ガラス基板上に形成された給電配線と、
   この給電配線を被覆し、ＩＣチップ搭載部周辺のボンデ
   ィングパッド部に開口を有するガラス基板側１層目絶縁
   層及びその上に形成される２層目絶縁層と、この絶縁層
   にＩＣチップを接合させる接着剤層を形成し、この接着
   剤層上に駆動用のＩＣチップを搭載したチップイングラ
   ス型蛍光表示管において、前記ボンディングパッド部の
   開口を含むようにＩＣチップ搭載部の２層目の絶縁層に
   のみＩＣチップを包囲する溝を形成して、ＩＣチップ搭
   載部の２層目絶縁層を島状に他と分離した構造を有する
   ことを特徴とするチップイングラス型蛍光表示管。