СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНОДНОЙ ПЛАТЫ ВАКУУМНОГО ЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО ИНДИКАТОРА Российский патент 1995 года по МПК H01J31/12 

Изобретение относится к электронной технике, в частности к низковольтным катодолюминесцентным средствам отображения информации, и может быть использовано в производстве цифровых, буквенно-цифровых и мнемонических индикаторных устройств, используемых в калькуляторах, часах, индикаторных табло и т.п. индивидуального пользования.

Важнейшими элементами анодной платы вакуумного люминесцентного индикатора, существенно влияющими на себестоимость индикатора и трудоемкость его изготовления, являются токопроводящий рисунок разводки, включающий токопроводящую разводку, основания сегментов и контактные площадки, к которым предъявляются такие требования, как наличие низкого электрического сопротивления, обеспечение надежной адгезии к подложке и слою люминофора, отсутствие диффузии отравляющих примесей в люминофоре, отсутствие зеркального блеска разводки, затрудняющего считывание информации, и т.д.

Известен способ изготовления анодной платы вакуумного люминесцентного индикатора, при котором токопроводящий рисунок образуется методом трафаретной печати с использованием электропроводящей пасты, содержащей мелкоизмельченное золото, серебро, платину или родий, вжигания этой пасты при температуре 530-580^оС и покрытия оснований анодных сегментов флуоресцирующим веществом [1]
Однако данный способ не нашел применения в отечественной практике из-за высокой стоимости порошкообразного золота, серебра, платины и др. драгоценных металлов, входящих в состав токопроводящей пасты.

Известен также способ изготовления анодной платы вакуумного люминесцентного индикатора, при котором токопроводящий рисунок изготавливают методом трафаретной печати, при этом для токопроводящей разводки используют серебряную или серебряно-палладиевую пасту, которую вжигают при 600^оС, а для оснований анодных сегментов пасту на основе графитового порошка с бессвинцовым стекловидным связующим, содержащим ZnO [2]
Недостатком описанного метода является удлинение технологического цикла изготовления проводниковых и сегментных (графитовых) электродов на изоляционной подложке. Кроме того, низкоомные электроды изготавливаются из серебряной или серебряно-палладиевой пасты, что является неприемлемым в серийном производстве из-за высокой стоимости компонентов пасты.

Наиболее близким к предлагаемому решению является способ изготовления анодной платы для вакуумного люминесцентного индикатора, включающий операции нанесения токопроводящего рисунка методом трафаретной печати с использованием серебряной пасты, сушки, вжигания пасты, нанесение на анодные сегменты графитового порошка с добавлением стекловидного связующего, имеющего низкую точку плавления, не содеpжащего свинца, и содержащего окись цинка, и последующее нанесение на сегменты люминофора [3]
Недостатком описанного способа является использование при формировании монтажной и индикаторной частей анодной платы дорогостоящей серебряной пасты, а применение графитового порошка для анодных сегментов повышает трудоемкость изготовления индикаторных устройств.

Целью изобретения является упрощение и удешевление технологии изготовления вакуумных люминесцентных индикаторов за счет использования электропроводящей пасты, позволяющей снизить себестоимость индикаторов и упростить технологию изготовления.

Цель достигается тем, что в известном способе изготовления анодной платы вакуумного люминесцентного индикатора, включающем операции нанесения токопроводящей разводки, оснований анодных сегментов и контактных площадок методом трафаретной печати с использованием электропроводящей пасты, сушки и вжигания пасты, нанесения люминофора на основания анодных сегментов, в качестве электропроводящей пасты используют пасту на основе алюминия. Предлагаемая паста не содержит драгоценных металлов.

При нанесении алюминиевой пастокомпозиции через трафарет с последующим выжиганием связки наблюдаются хорошее смачивание стеклянной подложки и хорошая адгезия разводки к подложке. Отпечатки, полученные из пасты, имеют растекаемость в пределах 15-20 мкм и хорошее качество товарности (ровные края отпечатка, отсутствие раковин, пузырей, трещин); удельное электрическое сопротивление проводниковой разводки находится в пределах 0,04-0,08 Ом/ что является вполне приемлемым в производстве вакуумных люминесцентных индикаторов; шероховатость проводниковой разводки находится в пределах 1-2 мкм, что обеспечивает достаточно хорошую адгезионную прочность (2,5 МПа) слоя катодолюминофора, а также цвет проводниковой разводки серый, без зеркального блеска, что делает возможным считывание информации без нанесения дополнительных защитных покрытий; проводниковая разводка хорошо совместима с материалом люминофора, что обеспечивает высокую яркость свечения индикаторов (более 600 кД/м²).

Паста должна обеспечивать указанное электрическое сопротивление и шероховатость слоя, достаточную для получения адгезионной прочности катодолюминофора и устранения зеркального блеска токопроводов и контактных площадок. При изменении сопротивления пасты за счет изменения процентного состава стекла нарушается поверхностная структура слоя, обеспечивающая необходимую шероховатость 1-2 мкм.

Толщина слоя (25-30 мкм) является предпочтительной, так как она удовлетворяет одновременно всем вышеуказанным и частично противоречивым требованиям к качеству слоя.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

На поверхность изолирующей подложки через трафарет с соответствующим рисунком токопроводящей разводки, оснований анодных сегментов и контактных площадок накатывают слой пасты на основе алюминиевого порошка. Затем проводят сушку и вжигание пасты. Далее через трафарет с соответствующим рисунком накатывают на основания сегментов люминофор с последующим удалением из люминофорной пасты жидких связующих компонентов, после чего плата готова для монтажа катодно-сеточной арматуры. Таким образом, в предлагаемом способе изготовления анодной платы алюминиевый слой, обеспечивающий передачу электрического контакта, совместим с материалом люминофора и обеспечивает необходимую адгезию люминофорного слоя, что делает ненужным операции по нанесению графитового порошка на основания анодных сегментов. Кроме того, предлагаемый способ изготовления исключает операции по напылению тонких пленок металла и последующее избирательное травление пленки с сопутствующими промывкой и сушкой.

П р и м е р. По предлагаемому способу изготавливалась анодная плата вакуумного люминесцентного индикатора типа УИ-4, представляющего собой 6-разрядный цифровой прибор с зеленым цветом свечения.

Подложкой служила пластина натрий-силикатного листового стекла ГОСТ 111-78 размером 100х32 мм². Химическая очистка проводилась в перекисно-аммиачном растворе на полуавтомате очистки типа И4.086.0111.

Токопроводящий рисунок наносился методом трафаретной печати на полуавтомате типа ЭВ-8135 с использованием токопроводящей алюминиевой пасты типа ПА-0703, которая представляет собой дисперсию механической смеси порошков алюминия и стекла с низкой температурой каплеобразования в органическом связующем на основе этилцеллюлозы.

Удельное сопротивление алюминиевого покрытия после отжига 0,045-0,08 Ом/ толщина слоя 25-30 мкм, выжигание связок и формирование слоя осуществлялись в конвейерной печи типа ПЖК-8 с максимальной температурой 630 ±10^оС в течение 12-15 мин при пиковой температуре.

Слой люминофора ZnO: Zn наносили с помощью трафаретной печати также на установке типа ЭВ-8135.

Монтажные операции проводились по рамочной технологии.

Приборы испытывались в следующих условиях: напряжение на анодных сегментах 27 В, напряжение на сетке 20 В, напряжение катодов 3,15 В. Яркость свечения индикаторов порядка 600-800 кД/м² (нижний предел яркости по ТУ 300 кД/м²).

Предлагаемый способ используется в серийном производстве вакуумных люминесцентных индикаторов.

Использование: изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в производстве цифровых, буквенно-цифровых и мнемонических индикаторных устройств индивидуального и коллективного пользования. Сущность изобретения: при изготовлении анодной платы вакуумного люминесцентного нидикатора на подложку наносят токопроводящую разводку, основания сегментов и контактные площадки методом трафаретной печати с использованием электропроводящей пасты на основе алюминия, затем осуществляют операции сушки, вжигания пасты и нанесения люминофора на основания сегментов. Способ обеспечивает снижение себестоимости индикаторов за счет использования пасты без содержания драгметаллов и упрощение технологии упрощения. 1 з.п. ф-лы.

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНОДНОЙ ПЛАТЫ ВАКУУМНОГО ЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО ИНДИКАТОРА, включающий операции нанесения токопроводящей разводки оснований сегментов и контактных площадок методом трафаретной печати с использованием электропроводящей пасты, сушки и вжигания пасты с образованием проводящих слоев указанных элементов, затем нанесения люминофора на основания сегментов, отличающийся тем, что используют пасту на основе алюминия с удельным сопротивлением одного слоя 0,04 0,08 Ом/п и имплитудной шероховатостью поверхности спеченного слоя 1 2 мкм. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что толщина спеченного слоя составляет 25 30 мкм.