Способ изготовления анизотропной электропроводящей пленки Советский патент 1992 года по МПК B29D7/01 B29C39/10 B29L7/00 

Изобретение относится к электронной технике, преимущественно к изготовлению контактирующих устройств для подключения микроэлектронных компонентов с высокой степенью интеграции контактных площадок, например, для электрического подключения интегральных схем (ИС), дисплеев микрокалькуляторов, электронных часов и т.д.

Известен способ изготовления анизотропного проводника, чувствительного к давлению, согласно которому используется изолирующий эластомер с диспергированными в нем в соотношении 3-40% от общего объема электропроводящими магнитными частицами с размерами 0,01-200 мкм, причем частицы при воздействии на них магнитного поля концентрируются и распределяются в определенных частях изготавливаемого материала в соответствии с заданным рисунком (патент США Ь 4292261, кл. В 28 С 25/00, опублик. 1981)

В материале, изготовленном указанным способом, образуются два типа областей: имеющие относительно высокую концентрацию частиц и являющиеся высокочувствительными к давлению электропроводящими участками; области с изолирующими свойствами.

Недостатком указанного способа является отсутствие возможности изготовления материала с высокой плотностью проводяЈ-и и

щих областей на единицу площади. Это исключает, например, возможность использования материала, полученного данным способом, для подсоединения кристалла ИС к другим микроэлектронным компонентам. Кроме того, использование такого материала в контактирующих устройствах, в которых требуется обеспечить надежный омический контакт через анизотропный соединитель, ограничивается тем, что переходное сопротивление в проводящих областях зависит от давления, оказываемого на материал.

Ближайшим к изобретению по технической сущности является способ изготовления анизотропной электропроводящей пленки, заключающийся в получении в пастообразном состоянии смеси полимерного материала с частицами магниточувстви- тельного электропроводящего порошка и отверждении полимерного материала в магнитном поле между полюсами магнита (патент США Ms 4778635, кл. В 29 С 39/10, опублик. 1988).

Указанный способ включает следующие ступени: смешивание множества электропроводящих ферромагнитных частиц в неотвердевшем изолирующем полимере; отверждение полимера в присутствии магнитного поля, силовые линии которого параллельны заданному направлению преимущественной проводимости. Воздействие магнитного поля приводит к тому, что перемешанные в полимере частицы выстраиваются друг за другом в одной или нескольких цепочках, каждая из которых параллельна линиям магнитного поля. Величина магнитного поля может регулироваться, с тем чтобы усилить или ослабить способность частиц, которые еще не стали частью какой-либо цепочки, присоединяться к другим.

Недостатком указанного способа является отсутствие возможности получения анизотропной пленки с высокой плотностью равномерно расположенных по площади электропроводящих участков. Кроме того, в данном способе преимущественная проводимость обеспечивается через цепочки, состоящие из нескольких электропроводящих частиц. При этом не исключается ситуация, когда частицы в цепочке находятся на некотором расстоянии друг от друга, т.е. не соприкасаются механически. В этом случае наблюдается существенное увеличение переходного сопротивления на определенных участках пленки и вследствие этого снижение надежности контакта применительно к контактирующим устройствам, в

которых пленка может использоваться, что сужает область использования пленки.

Цель изобретения - повышение качества пленки и расширение области ее использования за счет обеспечения высокой плотности равномерно расположенных электропроводящих участков.

Поставленная цель достигается тем, что на противостоящих полюсах магнита разме0 щают эластичную диэлектрическую, не чувствительную к магнитному полю пленку, смесь в пастообразном состоянии размещают между расположенными на полюсах магнита пленками, затем полюса магнита

5 сближают на толщину смеси без приложения магнитного поля, включают знакопеременное магнитное поле с последующим переключением его на постоянное магнитное поле при одновременном сближении

0 полюсов до обеспечения расположения частиц порошка в один слой в плоскости формуемой анизотропной пленки.

На фиг.1 показана схема осуществления способа; на фиг.2 - узел I фиг.1; 1 5 матрица из полимерного материала; 2 - маг- ниточувствительные электропроводящие частицы порошка; 3 - полюса магнита; 4 - эластичная диэлектрическая пленка, не чувствительная к магнитному полю.

0 На противостоящих полюсах магнита 3 размещается эластичная пленка 4 с модулем упругости в диапазоне от 0,025х10хх10 н/мхх2 до 0,098х10хх10 н/мхх2, предпочтительно 0,054х10хх10 н/мхх2, и толщиной от

5 2d до 3d, где d - диаметр используемых магниточувствительных электропроводящих частиц 2 порошка.

Полимерный материал 1 холодного отверждения смешивается с частицами 2, име0 ющими предпочтительную круглую форму. Полученная смесь с пастообразном состоянии помещается между полюсами магнита 3 с расположенной на них пленкой 4. Полюса магнита 3 сближают на толщину

5 смеси без приложения магнитного поля. Затем включают знакопеременное магнитное поле с амплитудным значением индукции в диапазоне 0,7-1,5 Т, предпочтительно 1 Т. Воздействие знакопеременного поля про0 должается в течение 60-120 с. Затем включают постоянное магнитное поле с величиной индукции в диапазоне 1,5-2,5 Т, предпочтительно 1,75 Т, и одновременно сближают полюса до такого расстояния, ко5 торое обеспечивает размещение частиц 2 в один слой в плоскости матрицы 1. Продолжительность воздействия постоянного поля определяется временем отверждения матричного материала. При этом частицы, рав- номерно распределенные по площади

матричного материала 1, оказывают давление на эластичную диэлектрическую пленку 4, прилегающую к полюсам магнита 3. Механическое напряжение в местах соприкосновения частиц с пленкой, обладающей упругими свойствами, приводит к ее прогибу в промежутках между частицами и уменьшению толщины матричного материала 1. Воздействие магнитного поля в процессе формирования анизотропной электропроводящей пленки прекращается при наступлении отверждения матричного материала 1. Размещение на полюсах магнита эластичной диэлектрической пленки позволяете конечном итоге получить анизотропный материал, в котором толщина изолирующих участков диаметра используемых электропроводящих частиц. В результате этого в изготовляемой анизотропной пленке проводя щие участки представляют собой электро- проводящие частицы, выступающие над более тонкими изолирующими участками, что приводит к повышению надежности контакта при использовании пленки.

П р и м е р 1. На полюса магнита помещают полиэтиленовую пленку толщиной 0,01 мм, Готовят смесь из пасты К ТУ 38.103.508-81 холодного отверждения на основе синтетического каучука СКТН, катализатора и никель-серебряного порошка. Форма частиц порошка круглая. Частицы состоят из никеля, покрытого снаружи серебром. Соотношение никеля и серебра 90%/10%. Диаметр частиц 40 мкм.. Соотношение между пастой К, катализатором и порошком следующее: К 84%; катализатор 15%; порошок 1 %.

Смесь размещают между полюсами магнита. Полюса сближают на расстояние 0,3-0,5 мм (расстояние между полюсами магнита с учетом толщин размещенных на рабочих плоскостях магнита полиэтиленовых пленок). Затем включают знакопеременное магнитное поле с величиной индукции 1 Т. Цикл работы магнитного поля следующий: действие поля, переключение полярности магнитного поля в течение 5 с. Таких циклов 20.

После этого включают постоянное магнитное поле с величиной индукции 1,75 Т и

одновременно сближают полюса на такое расстояние, при котором частицы порошка располагаются в один слой в плоскости формируемой анизотропной пленки.

Пример 2. Проводят операции, описанные в примере 1, но вместо никель-серебряного порошка используют железный порошок, распыленный из жидкой фазы. Анизотропная пленка, полученная

предлагаемым способом, опробована в устройствах соединения дисплеев на жидких кристаллах с электронными блоками управления.

Пленка может найти применение в электронных часах, микрокалькуляторах, портативной видеотехнике и других изделиях. Использование пленки только в электронных наручных часах позволяет получить зна- чительный экономический эффект за счет

снижения затрат и повышения производительности труда на операции соединения кристалла ИС с жидкокристаллическим индикатором и другими элементами часов. Формула изобретения

Способ изготовления анизотропной электропроводящей пленки, заключающийся в получении в пастообразном состоянии смеси полимерного материала с частицами магниточувствительного электропроводящего порошка и отверждении полимерного материала в магнитном поле между полюсами магнита, отличающийся тем, что, с целью повышения качества пленки и расширения области ее использования за счет

обеспечения высокой плотности равномерно расположенных электропроводящих участков, на противостоящих полюсах магнита размещают эластичную диэлектрическую, не чувствительную к магнитному полю пленку, смесь в пастообразном состоянии размещают между расположенными на полюсах магнита пленками, затем полюса магнита сближают на толщину смеси без приложения магнитного поля, включают знакопеременное магнитное поле с последующим переключением его на постоянное магнит- х ное поле при одновременном сближении полюсов до обеспечения расположения частиц порошка в один слой плоскости формуемой анизотропной пленки.

1763232

Использование изготовление анизотропной электропроводящей пленки с высокойплотностьюравномерно расположенных электропроводящих участков; подключение с помощью полученной пленки интегральных схем, дисплеев микрокалькуляторов, электронных часов. Сущность изобретения: получают в пастообразном состоянии смеси полимерного материала с частицами магниточувствитель- ного электропроводящего порошка и прикладывают магнитное поле в процессе отверждения данного полимера. При этом размещают на противостоящих полюсах магнита эластичную диэлектрическую, не чувствительную к магнитному полю пленку и располагают указанную смесь между полюсами магнита. Затем сближают полюса магнита на толщину смеси без приложения магнитного поля и включают знакопеременное магнитное поле с последующим переключением его на постоянное магнитное поле при одновременном сближении полюсов на расстояние, обеспечивающее расположение частиц порошка в один слой в плоскости формируемой анизотропной пленки. 2 ил. СО с

I J

Фиг.1

J

3