BESCHREIBUNG
Auf dem Gebiete der elektronischen Ausrüstungen und in den damit beschäftigten Industriezweigen besteht das Bedürfnis nach der Möglichkeit, angenehm und sicher elektrische Verbindungen an Anordnungen von kleinen und nahe beisammen liegenden Kontaktpunkten oder Endanschlüssen herzustellen, wie zum Beispiel Kontaktpunkte oder Endanschlüsse einer gedruckten Schaltung oder einer Flüssigkristallanzeige.
Ein vielversprechendes Arbeitsverfahren zur Herstellung derartiger elektrischer Verbindungen wird in der offen gelegten britischen Patentanmeldung Nr. 2 048 582A erläutert. In dieser Patentanmeldung wird ein zur Herstellung der elektrischen Verbindungen geeignetes Klebeband beschrieben, das ein biegsames, isolierendes, bandförmiges oder blattförmiges Material, eine Vielzahl von parallelen, voneinander getrennten, elektrisch leitenden Streifen, die von diesem bandförmigen oder blattförmigen Material getragen werden, und ein elektrisch leitendes Klebemittel aufweist, welches die leitenden Streifen bedeckt. Elektrische Verbindungen können mit Hilfe dieses Klebebandes hergestellt werden, indem man ein Ende des Klebebandes an die Anordnung der Endanschlüsse anklebt, wobei die einzelnen Streifen des Klebebandes auf die einzelnen Endanschlüsse gerichtet sind.
Um eine befriedigende Verwendbarkeit des beschriebenen bandformigen oder blattförmigen Materiales zu gewährleisten, muss das elektrisch leitende Klebemittel in diesem Material eine Bindung mit niedrigem Widerstand gewährleisten, die während langer Zeiträume und unter den Arbeitsbedingungen beständig ist, die bei der Verwendung des bandförmigen oder blattförmigen
Materiales erwartet werden. Übliche Beschichtungen aus elektrisch leitenden Klebemitteln, die bei bisher bekannten elektrisch leitenden Klebebändern eingesetzt wurden, bei denen beispielsweise eine Rückenschicht oder Unterlagsschicht aus einer Metallfolie verwendet wurde, haben nicht immer das benötigte Ausmass an langzeitiger Beständigkeit und des niedrigen elektrischen Widerstandes gewährleistet.
Entweder war bereits zu Beginn der elektrische Widerstand zu hoch und/oder der elektrische Wlder- stand stieg während der Verwendung an, und zwar in einem solchen Ausmass, dass mechanische Verankerungstechniken oft eingesetzt werden müssen, um die haftende Bindung zu unterstützen.
In der Folge wird nun der Erfindungsgegenstand näher erläutert, welcher durch die Merkmale im unabhängigen Anspruch gekennzeichnet ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein blattförmiges oder bahnförmiges Material, das dazu geeignet ist, mit Klebemittel gebundene elektrische Verbindungen herzustellen, die eine verbesserte Beständigkeit und einen geringen elektrischen Widerstand gewährleisten.
Kurz zusammengefasst umfassen die erfindungsgemässen bahnförmigen oder blattförmigen Materialien die folgenden Komponenten: eine Haftmittelschicht, die beim Erhitzen auf erhöhte Temperaturen unter Erreichung eines haftenden Zustandes weich wird und die dann anschliessend bei Zimmertemperatur härtet, wobei sie einen festen und im wesentlichen nicht fliessfähigen Zustand erreicht, und ferner eine Monoschicht, also eine einzige Schicht aus einzelnen, getrennten, elektrisch leitenden Teilchen, die in der Klebemittelschicht verteilt sind.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsart soll dabei die Klebeschicht in einigen Bereichen der Schicht ein grösseres Volumen aufweisen als in anderen Bereichen der Schicht, so dass Abschnitte mindestens einer Oberfläche der Schicht im Vergleich zu anderen Abschnitten der Oberfläche eingesenkt oder vertieft sind und wobei dann, wenn die Schicht erhitzt und gegen ein Substrat gepresst wird, das klebende Material in die eingesenkten oder vertieften Teile verdrängt werden kann, so dass die elektrisch leitenden Teilchen in eine enge elektrische Verbindung mit dem
Substrat kommen.
Vorzugsweise sind die elektrisch leitenden Teilchen oder elek trisch leitenden Elemente im wesentlichen so dick oder im Durchschnitt dicker als die durchschnittliche Dicke der Klebeschicht.
Wünschenswerterweise bedeckt jedoch eine dünne Schicht des Klebemittels die leitenden Teilchen oder Teile, um diese bis zu dem Zeitpunkt zu isolieren, wo das Ankleben an das Substrat erfolgt. Eine derartige dünne Schicht nimmt vorzugsweise die
Form einer dünnen, nicht unterbrochenen, also kontinuierlichen elektrisch isolierenden Klebemittelschicht an, die über dem gesamten blattförmigen oder bandförmigen Material als Deckschicht liegt und die sich an die hervorragenden elektrisch leitenden Teilchen oder Teile und an irgendwelche zwischen den Teilchen vorhandene Klebeschicht eng anpasst oder anschmiegt.
Wenn selbst eine solche zusätzliche Schicht an isolierendem Material vorhanden ist, dann kann dennoch das Oberende der elektrisch leitenden Teilchen höher liegen als zumindest ein Teil der äusseren Oberfläche der Klebeschicht zwischen den Teilchen, wenn schliesslich irgendwelche ursprünglichen Klebeschichten und der Schicht an isolierendem Material, die über die ursprüngliche Klebeschicht aufgebracht sein kann, wobei dieses isolierende Material ein Teil der gesamten Klebeschicht wird.
Bei weniger bevorzugten Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung weist die Klebeschicht in manchen Bereichen der Schicht kein grösseres Volumen an klebendem Material auf als in anderen Bereichen, sondern sie hat statt dessen beispielsweise eine ebene äussere Oberfläche.
Typischerweise besitzen die erfindungsgemässen blattförmigen oder bandförmigen Materialien die Form von länglichen Streifen, welche zu einer Rolle aufgewickelt sind, die sehr angenehm zu lagern ist und gut verwendbar ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung sind ferner eine Mehrzahl von elektrisch leitenden Schichten, und zwar typischerweise in Form von engen, parallel ausgerichteten länglichen Streifen, in dem blattförmigen oder bahnförmigen Material vorhanden, wobei diese Vielzahl an elektrisch leitenden Schichten von einer Rückenschicht oder Unterlagsschicht getragen wird, die sich unter der Klebeschicht befindet und die Streifen nebeneinander, jedoch im Abstand voneinander, liegen und in der Längsrichtung der Rückenschicht oder Unterlagsschicht angeordnet sind. In diesem Falle können elektrische Anschlüsse zwischen Kontaktstellen oder Anschluss-Stellen eines Substrates in angenehmer Weise hergestellt werden, wenn dieses Substrat eine Vielzahl von getrennten, eng beisammenliegenden Kontaktpunkten aufweist.
Es können jedoch auch andere Anordnungen von leitenden Streifen oder Leitungswegen neben diesen parallel ausgerichteten Streifen in gewissen Ausführungsarten der erfindungsgemässen blattförmigen oder bahnförmigen Materialien eingesetzt werden, wobei dann diese Materialien für spezielle Anwendungsgebiete vorgesehen sind.
Die Nützlichkeit der erfindungsgemässen bahnförmigen oder blattförmigen Materialien steht im Gegensatz zu bisherigen Erfahrungen, die mit im Handel erhältlichen leitenden Klebebändem auf Basis von Druckklebem, gemacht wurden, beispielsweise desjenigen Typs, der in der USA- Patentschrift Nr. 3 475 213 beschrieben ist. Bei den dort beschriebenen Klebebändern wird nämlich eine Klebeschicht aus einem Druckkleber auf eine elektrisch leitende Rückschicht oder Unterlagsschicht als Beschichtung, zusammen mit einer Monoschicht aus relativ grossen Teilchen aufgebracht, die in der Klebemittelschicht enthalten dnd.
Die elektrisch leitende Unterlage oder Rückenschicht ist typischerweise eine Metallfolie. Bei diesen bisher bekannten Klebebändern hatten die Teilchen im wesentlichen die gleiche Dicke wie die Klebemittelschicht, und manchmal konnten sie dicker sein als die Klebeschicht. Mit diesen Klebebändern konnte jedoch nicht immer ein elektrischer Anschluss mit niedrigem Widerstand erzeugt werden, falls nicht zusätzlich Verankerungsmittel einge setzt wurden, um das Klebeband fest an dem Substrat zu halten.
Offensichtlich nahm nach dem Ankleben des Klebebandes an der gewünschten Stelle die Kraft, welche die Teilchen gegen das Substrat hält, allmählich ab, und zwar aufgrund eines Wegfliessens des Klebemittels.
In der Folge wird die Zeichnung kurz erläutert:
Figur 1 stellt einen Schnitt durch eine typische Ausführungsart eines erfindungsgemässen elektrisch leitenden Klebebandes dar.
Figur 2 stellt das in Fig. 1 gezeigte Klebeband dar, nachdem es auf ein Substrat aufgeklebt ist.
Das in Fig. 1 dargestellte Klebeband (10) weist eine flache, biegbare, elektrisch leitende Bahn oder Unterlage oder Rückenschicht (11) und elektrisch leitende Streifen (12), sowie ferner eine
Schicht eines Klebematerials (13) auf, die sich als Schicht über den leitenden Streifen befindet. Ferner besitzt dieses Klebeband leitende Teilchen (14), die in der Klebeschicht verteilt sind und eine dünne Schicht (15) eines elektrisch isolierenden Materiales, das sich als Oberflächenschicht über der gesamten oberen Oberfläche des Klebebandes befindet.
Das flache, elektrisch isolierende Blatt oder die Unterlage (11) ist eine Folie aus einem Polymermaterial, beispielsweise eine
Folie aus Polyäthylenterephthalat oder aus einem Polyimide, oder sie kann auch aus einer mit Harz imprägnierten fasrigen Bahn bestehen. Die Unterlage oder Rückenschicht ist vorzugsweise biegbar, so dass sie sich um die elektrisch leitenden Teile während des Aufldebens bewegt und dass dadurch das Klebemittel, das sich auf dieser Unterlage oder Rückenschicht befindet, in Berührung mit dem Substrat kommt, mit welchem die Verbindung hergestellt werden soll. Bevorzugte Unterlagen oder Rückenschichten haben eine Biegsamkeit in der Grössenordnung einer 25 bis 50
Mikrometer dicken Folie aus Polyäthylen.
Es können jedoch auch weniger gut biegbare Unterlagen oder
Rückenschichten verwendet werden, wobei man dann im allgemeinen einen grösseren Druck anwenden muss, wenn man die
Bindung auf dem Substrat erreichen will oder indem man dann etwa dickere Klebeschichten anwendet, so dass sich die Unterlage nicht so gut anpassen muss, wie dies der Fell ist, wenn eine dünnere Klebeschicht angewandt wird.
Die elektrisch leitenden Streifen (12) enthalten typischerweise eine Metallschicht, beispielsweise aus Silber, Gold, Aluminium oder Kupfer, die durch eine Dampfabscheidung auf die flache Unterlage oder Rückenschicht aufgetragen wurde. Es können jedoch statt dieser beschriebenen leitenden Streifen auch andere leitende Schichten verwendet werden, solange gewährleistet ist, dass nach ihrer Aufbringung die Unterlage oder Rückenschicht ausreichend biegbar bleibt, damit eine Anschmiegung an und um einen leitenden Teil während des Aufklebens des Klebebandes an ein Substrat erreicht wird.
Als Beispiele für andere verwendbare leitende Schichten seien Metallfolien genannt, wobei diese die gesamte Unterlage oder Rückenschicht darstellen können oder mit Hilfe eines Klebemateriales an der Rückenschicht oder Unterlage befestigt sein können, oder eine Schicht aus einem Metall, das auf die Unterlage oder Rückenschicht gesprüht oder gespritzt wurde oder eine Schicht, die unter Verwendung einer leitenden Zusammensetzung oder Tinte hergestellt wurde, wobei derartige leitende Zusammensetzungen oder Tinten typischerweise ein Verdünnungsmittel für die Aufbringung der Beschichtung und elektrisch leitende Teilchen enthalten, wie zum Beispiel Metallteilchen oder Kohleteilchen.
Das Klebematerial (13) ist ein durch Hitze aktivierbares Material, welches während eines Erhitzungsvorganges die klebende Bindung ausbildet. Während des Erhitzungsvorganges befeuchtet das Klebematerial das Substrat, an dem die Klebung erreicht werden soll. Anschliessend erhärtet das Klebemittel, und zwar entweder durch Abkühlung oder durch eine chemische Reaktion zwischen den Bestandteilen, so dass bei der Zimmertemperatur das erfindungsgemässe blattförmige oder bahnförmige Material und die leitenden Teilchen an Ort und Stelle dort gehalten werden, wo die Klebung durchgeführt wurde. Zu diesem Endzeitpunkt ist dann das Klebematerial entweder überhaupt nicht mehr klebrig oder nurmehr schwach klebrig.
Ein gut geeignetes klebendes Material ist ein solches, das als in der Hitze klebrig werdendes Klebemittel bezeichnet wird, und ein solches Mittel ist bei 20 CC nicht klebrig oder nur schwach klebrig, und es wird dann ein Druckkleber und sehr stark klebrig, wenn es erhitzt wird. Gute Bindungen bilden sich sofort bei der Temperatur aus, wo das Klebemittel klebrig wird, ohne dass es notwendig ist, dass eine Vernetzungsreaktion oder sonstige chemische Reaktionen ablaufen. Dieses Klebemittel enthält ein acrylisches Polymermaterial oder eine Mischung aus acrylischen Polymermaterialien, in der mindestens ein Monomere enthalten ist, das ein Acrylsäurealkylester und/oder Methycrylsäurealkylester ist.
Dieses Monomermaterial auf Basis von Acrylsäureestern oder Methycrylsäureestern wird in der Folge als acrylisches Estermonomere bezeichnet. Diese klebenden Materialien unterscheiden sich von den zum Stande der Technik gehörenden klebenden Materialien durch die folgenden Eigenschaften:
1. Das acrylische Estermonomere stellt mindestens 50 Mol-% eines acrylischen Polymers oder der Mischung aus acrylischen Polymeren der Haftschicht dar.
2. Dieses acrylische Polymer oder die Mischung auf mehreren acrylischen Polymeren hat eine Glasübergangstemperatur Tg oder ein Gewichtsmittel der Glasübergangstemperatur Tg von - 10 bis + 80 "C.
3. Eine Schicht dieses Klebemittels weist die folgenden Eigenschaften auf: a) einen Klebewert, angegeben als Probe Tack Value, von weniger als 75 Gramm Kraft bei 20 "C, b) einen Klebewert, angegeben als Probe Tack Value, von mindestens 75 Gramm Kraft über einem Bereich von mindestens 50 "C, wobei dieser Wert im wesentlichen konstant bleibt, nachdem man 30 Tage lang bei 40 "C gelagert hat, und c) einen Wert für die Scherkraft von mindestens 25 Minuten bei 65 "C und
4.
bis zu 50 Mol-% eines acrylischen Polymeren oder der Mischung aus acrylischen Polymeren hergestellt werden kann, indem man eine Copolymerisation von Monomermaterialien vornimmt, die eine polare Gruppe aufweisen, wie zum Beispiel Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure oder ein Anhydrid oder ein Amid der angeführten Säuren, Acrylnitril, Methacrylnitril und N-Vinyl-2-pyrrolidone.
Wenn eine einzelne Komponente vorhanden ist, dann liegt ein einziger Tg-Wert vor. Wenn jedoch mehr als ein Monomer vorhanden ist, wird das Gewichtsprozent des jeweiligen Monomers mit dessen Tg-Wert multipliziert, und zwar wird jede Komponente aufaddiert, um einen Tg-Schlusswert zu erhalten.
Auf diese Art werden die Effekte aller Komponenten bezüglich einem Tg-Schlusswert einfach ausgemittelt, basierend auf dem Gewicht der monomeren Komponenten in der Endzusammensetzung.
Der Wert für die Klebrigkeit, angeführt als Probe Tack Value, wurde im wesentlichen nach dem Verfahren gemäss ASTM D2979 bestimmt, wobei sich jedoch der hier durchgeführte Test von dem ASTM-Test in den folgenden Punkten unterschied:
1. Um die Klebrigkeitswerte bei den verschiedenen Temperaturen zu bestimmen, wurde die zu testende Probe und das ringförmige Gewicht auf die Testtemperatur erhitzt, mit Ausnahme dessen, dass das ringförmige Gewicht niemals über 220 "C erhitzt wurde.
2. Das Ende der Probe stellt einen Ring dar, der einen inneren Durchmesser von 3,83 mm und einen äusseren Durchmesser von 5,10 mm besitzt.
3. Das ringförmige Gewicht wiegt 19,8 Gramm.
4. Die Verweilzeit beträgt 10 Sekunden.
Der Wert für die Scherkraft wurde wie folgt bestimmt:
Eine helle Stahlplatte aus vergütetem rostfreiem Stahl wurde in einem Heizofen 15 Minuten lang auf eine Temperatur erhitzt, die 115 " C oberhalb der auf das Gewichtsmittel bezogenen Glas- übergangstemperatur des haftenden Polymeren liegt. Während sich die Stahlplatte in horizontaler Richtung befindet, wird ein Teil eines Klebebandes, der eine Breite von 1,27 cm besitzt, an die Stahlplatte angeklebt, indem man eine Handwalze eines Gewichtes von 2,04 kg verwendete, die dem Federal Standard 147 entspricht, wobei man mit dieser Walze zweimal in jeder Richtung über das aufgeklebte Klebeband hinüberrollte. Die Länge des Klebebandes, das an die Glasplatte angeklebt wird, wird ganz genau auf eine Länge von 1,27 cm eingestellt.
Man lässt diese Anordnung noch 15 weitere Minuten bei der Temperatur, wo das Ankleben durchgeführt wurde.
Die Platte wird dann in einen Heizofen überführt, der einen Untersatz zur Bestimmung der Scherkraft aufweist, mit Hilfe dessen eine Nach-hinten-Beugung der Platte an ihrem Oberende um 2" möglich ist. Das Schergewicht wird das Klebeband leicht gegen die Stahlplatte pressen. Nach 15 Minuten Verweilzeit bei einer Temperatur von 65 0 C wird ein 1-Kilogramm-Gewicht vom freien Ende des Klebebandes her aufgehängt. Die Zeit, nach der das Gewicht herunterfällt, ist der Wert für die Scherkraft bei 65 "C.
Das eine acrylische Polymer oder die mehreren vorhandenen acrylischen Polymere können ein Homopolymerisat aus acrylischen Estermonomeren sein, die eine Glasübergangstemperatur im Bereich von - 10 bis + 80 "C aufweisen. Als Beispiel hiefür seien genannt: Acrylsäuremethylester oder ein Copolymerisat aus einem acrylischen Estermonomeren mit einem copolymerisierbaren polaren Monomeren, das eine Glasübergangstemperatur innerhalb des angeführten Bereiches aufweist.
Nützliche acrylische Estermonomere, die bei der Hompolymerisation ein Polymermaterial liefern, das eine Glasübergangstemperatur von mindestens - 10 C aufweist, sind beispielsweise der Methylester der Acrylsäure, der Methylester der Methacrylsäure, der Äthylester der Methacrylsäure, der Propylester der Methacrylsäure, der Butylester der Methacrylsäure, der Bornylester der Acrylsäure, der Bomylester der Methacrylsäure, der 2- Phenoxyäthylester der Acrylsäure, der 2-Phenoxyäthylester der
Methacrylsäure, die Mono- und Di-methylester und -äthylester der Itaconsäure und die Mono- und Di-methylester und -äthyle ster der Maleinsäure.
Geeignete acrylische Estermonomere, die zu einer verminderten Glasübergangstemperatur führen, sind beispielsweise Äthyl ester, Butylester und Octylester der Acrylsäure und n-Amylester,
Hexylester und Octylester der Methacrylsäure.
Ein Copolymerisat aus 43 Mol-% an dem Methylester der
Methacrylsäure, sowie 53 Mol-% an dem Methylester der Acryl säure und 4 Mol-% an Acrylamid wiesen eine Glasübergangstem peratur von etwa 50 "C auf.
Ein Copolymerisat aus 73 Mol-% des Methylesters der
Methacrylsäure, sowie 19 Mol-% des Methylesters der Acrylsäure und 4 Mol-% des Äthylesters der Acrylsäure, sowie 4 Mol-% an
Acrylamid hatte eine Glasübergangstemperatur von etwa 79 OC.
Das beschriebene, beim Erhitzen klebrig werdende Klebema terial wird druckklebend und heftig klebend, wenn es erhitzt wird, und typischerweise soll es bei Verwendung in den erfindungsge mässen Temperaturen die Eigenschaft annehmen, wenn es auf eine Temperatur von etwa 40 "C oder höher, und speziell bevor zugt auf eine Temperatur von 75 " C oder höher erhitzt wird.
Wenn es später auf Temperaturen erhitzt wird, die bei der Tempe ratur, wo die Bindung hergestellt wurde, liegen oder sogar noch höher, dann kann trotzdem eine geeignete Bindungsfestigkeit auf rechterhalten werden.
Elektrisch leitende Teilchen können in dem Klebematerial dis pergiert sein, damit eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt wird und die Teilchen und die Stellen, an denen sie haften, besit zen die Neigung, in ihrer gebundenen Stellung während längerer Zeiträume gehalten zu werden, und zwar durch die feste Bindung des Klebematerials, sowohl bei erhöhten Temperaturen als auch bei Zimmertemperatur.
Andere copolymerisierbare Monomermaterialien können auch in Mengen eingesetzt werden, ohne dass dadurch der Wert des acrylischen Copolymeren für die benötigten Zwecke verschlechtert wird. Zu diesen copolymerisierbaren Monomeren gehören Styrol, Vinylacetat und Vinylchlorid, wobei diese Materialien, dann, wenn sie verwendet werden, vorzugsweise in Mengen eingesetzt werden, die bis zu etwa 5 Mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der im Copolymerisat anwesenden Monomeren, betragen.
Diejenigen Bindungen, welche die beste Dauerhaftigkeit während langer Einwirkung von hoher Luftfeuchtigkeit haben, beispielsweise Luftfeuchtigkeiten von 95%, und welche ferner gute Dauerhaftigkeit bei erhöhten Temperaturen aufweisen, beispielsweise 80 " C, sind erhältlich, indem man unter Hitze klebrig werdende acrylische Klebemittel verwendet, in welchen das acrylische Polymere eine Wechselwirkungsfunktionalität aufweist, und zwar aufgrund der Anwesenheit eines reaktiven Organosilan-Kupplungsmittels, wobei dieses Organosilan in einer Menge von mindestens 0,2 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile Gesamtgewicht der Monomeren anwesend ist. Die besten Resultate werden dabei erhalten, wenn das Organosilan in einer Menge von 0,5 bis 4%, bezogen auf 100% Gesamtgewicht der Monomeren, anwesend ist.
Das Organosilan kann mit dem acrylischen Estermonomer interpolymerisiert werden, und zwar zusammen mit weiteren copolymerisierbaren Materialien oder ohne weitere copolymerisierbare Materialien, oder es kann mit funktionellen Gruppen am Grundgerüst des acrylischen Polymeren umgesetzt werden. Unabhängig davon, welches Verfahren man anwendet, erhält man nachher ein Produkt, das in der Folge als Acryl-Silan-Interpolymer bezeichnet wird.
Das Organosilan besitzt die allgemeine Formel Ri4.,,SiX,, in welcher
X eine hydrolisierbare Gruppe ist, beispielsweise eine Äthoxygruppe, eine Methoxygruppe oder eine 2-Methoxy-äthoxygruppe, R ist ein einwertiger organischer Rest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, der eine funktionelle organische Gruppe enthält, wie zum Beispiel eine Mercaptogruppe, eine Expoxygruppe, eine Acrylylgruppe, eine Methacrylylgruppe oder eine Aminogruppe und n ist eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 3.
Wie dies auf diesem Fachgebiet bekannt ist, kann das Organosilan dazu führen, dass Lösungen von Polymeren ein Gel bilden.
Aus diesem Grunde kann es wünschenswert sein, einen Alkohol oder andere bekannte Stabilisatoren einzusetzen. Wenn das Organosilan mit einem anderen Monomeren copolymerisiert werden soll, dann soll der Stabilisator so ausgewählt werden, dass er bei dieser Polymerisationsreaktion nicht stört. Methanol ist ein speziell nützlicher Stabilisator, und vorzugsweise wird er in Mengen angewandt, die im Bereich von etwa dem Zweifachen bis etwa dem Vierfachen der Menge des anwesenden Organosilanes liegen.
Andere durch Erhitzen aktivierbare Klebematerialien, die verwendet werden können, sind heissschmelzende Klebematerialien, die typischerweise thermoplastische Materialien sind, welche unter Ausbildung eines fliessfähigen Zustandes weich werden und welche dann abkühlen, wobei sich eine haftende Bindung bildet und ferner reaktive Zusammensetzungen, wie zum Beispiel Haft mittel aus Epoxybasis. Derartige Materialien können unter Druck leichter fliessen als die unter Hitze klebrig werdenden Klebemit tel, und sie können aus diesem Grunde bevorzugt sein. Blattlör- mige Materialien, bei denen das Klebemittel bei Zimmertempera tur ein Druckkleber ist, können ebenfalls eingesetzt werden.
In der in Fig. 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsart des erfindungsgemässen blattförmigen oder bahnförmigen Materials, sind leitende Teilchen (14) in dem Material enthalten, die zu einer im allgemeinen üblichen Dicke abgeflacht sind. Beispielsweise kann man einen Satz von ursprünglich kugelförmigen Teilchen durch Walzen, die ein Zusammenpressen erreichen, leiten, beispielweise in einer Mühle, wie sie üblicherweise zum Vermahlen von Farbstoffen eingesetzt wird. Es sei in diesem Zusammenhang auf das verwiesen, was in der USA- Patentschrift Nr. 3 475 213 gesagt wird.
Verflachte Teilchen sind deshalb besonders wünschenswert, weil sie die Neigung besitzen, auf ihrer abgeflachten Seite zu liegen, und ein hoher Prozentsatz der Teilchen nehmen teil an der elektrischen Leitung des Stromes durch eine Schicht an dem Klebemittel, das in haftender Verbindung zu einem Substrat steht.
Kugelförmige oder sphärische Teilchen sind ebenfalls nützlich, insbesondere dann, wenn sie so aussortiert, beispielsweise gesiebt wurden, dass ihre Teilchengrösse in einem relativ engen
Bereich liegt, so dass ein hoher Prozentsatz der Teilchen etwa die gleiche Grösse aufweisen. Die Teilchen sollen ausreichend fest oder starr sein, so dass sie bei der Durchführung des Bindungsverfahrens durch die Isoliermittelschicht (15) hindurch treten. Es darfjedoch eine gewisse Verformung der Teilchen während der
Durchführung des Bindungsverfahrens auftreten, beispielsweise dann, wenn das blattförmige oder bahnförmige Material gegen ein festes Substrat gepresst wird.
Die Teilchen bestehen üblicherweise aus Metall, und zwar vorzugsweise aus Silber. Sie können jedoch auch aus Kupfer oder Aluminium bestehen, wobei es im zuletzt genannten Fall wünschenswert ist, wenn Zusätze beigegeben werden, wie dies in der USA-Patentschrift Nr. 3 475 213 beschrieben ist, damit die erwünschte Verträglichkeit erreicht wird. Die Teilchen können jedoch auch aus verschiedenen anderen Metallen oder metallisierten Teilchen aufgebaut sein, wie zum Beispiel Glasperlen oder Kohleteilchen und ähnlichen.
Die elektrisch leitenden Teilchen oder Elemente können jedoch auch die Form von eingeprägtem Material, das von einer leitenden Unterlage oder Rückseite her eingeprägt wurde, beispielsweise in Form von eingeprägten Vorstülpungen, die aus einer Metallfolie stammen, wie dies in der USA-Patentschrift Nr.
3 497 383 beschrieben ist. Ferner können auch kleine Teilchen, die eng zusammengepackt sind, einen elektrisch leitenden Bestandteil oder ein elektrisch leitendes Element darstellen.
Die Teilchen können eine Dicke im Bereich von mindestens
10 bis 500 Mikrometer aufweisen. Für die erfindungsgemässen Produkte sind jedoch bevorzugte Dickenbereiche solche, die bei 20 bis 100 Mikrometer liegen, und die Klebeschicht kann eine Dicke von mindestens 6 bis 450 Mikrometer aufweisen.
Die mittlere Dicke der Klebeschicht wird bestimmt, indem man das ungefähre Volumen an Klebematerial in der Schicht misst und dieses Volumen durch die Fläche des bahnförmigen oder blattförmigen Materials, auf dem es sich befindet, verteilt.
Gute haftende Verbindungen an einem Substrat werden im allgemeinen erreicht, wenn die durchschnittliche Dicke der Klebemittelschicht nicht weniger als etwa 60% der durchschnittlichen Dicke der elektrisch leitenden Teilchen oder Bestandteile beträgt.
Elektrische Bindungen, die besonders dauerhaft sind und einen besonders geringen elektrischen Widerstand aufweisen, werden im allgemeinen erreicht, indem man die Klebemittelschicht deutlich dünner gestaltet als die Dicke der leitenden Teilchen oder Bestandteile, das heisst die Klebemittelschicht im allgemeinen eine Dicke aufweist, die 90% der durchschnittlichen Dicke der leitenden Bestandteile oder Teilchen entspricht oder die noch geringer ist. Die besten Resultate werden erhalten, wenn die durchschnittliche Dicke der Klebemittelschicht etwa 70 bis 80 Prozent der durchschnittlichen Dicke der elektrisch leitenden Teilchen entspricht.
Die Ausbildung von beständigen und einen niedrigen elektri schen Widerstand aufweisenden Anschlüssen oder Verbindungen kann noch verbessert werden, wenn der obere Rand von im wesentlichen allen elektrisch leitenden Teilchen oder Elementen höher ist als zumindest ein Teil der Klebeschicht, die diese leiten den Teilchen umgibt. In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungs art ist diese Bedingung erreicht, wenn die Dimension (16) von im wesentlichenjedem Teilchen (14) grösser ist als die Dimension (17) der Klebeschicht, und zwar mindestens an einigen Stellen der äusseren Oberfläche des die Teilchen umgebenden Klebemittels.
Vorzugsweise ist die gesamte Oberfläche praktisch jedes Teilchens durch eine Fläche einer Klebemittelschicht eingeschlossen, die weniger hoch ist als der obere Rand der elektrisch leitenden Teil chen oder Elemente.
Die elektrisch leitenden Teilchen oder Elemente sind vorzugsweise alle im Durchschnitt voneinander mindestens eine solche
Strecke entfernt, wie dies dem durchschnittlichen Durchmesser der Elemente entspricht. Vorzugsweise sind jedoch die leitenden Teilchen oder Elemente voneinander eine Strecke entfernt, die dem Vierfachen oder Fünffachen ihres durchschnittlichen Durch messers entspricht, oder sie sind voneinander durch eine noch grössere Strecke entfernt. Dadurch wird gewährleistet, dass sich die Rückenschicht oder Unterlage um die Teilchen herum anpasst, wenn der Bindungsvorgang vorgenommen wird. Ande rerseits nehmen die elektrisch leitenden Teilchen oder Elemente vorzugsweise mindestens 2 Prozent, und speziell bevorzugt, min destens 4 Prozent der Fläche des blattförmigen oder bahnförmigen Materiales- ein.
Die Schicht (15) des elektrisch isolierenden Materials gewährleistet eine nützliche elektrische Isolation, obwohl sie dünn sein soll, und zwar in der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsart, eine
Dicke in der Grössenordnung von 10 Mikrometern an denjenigen
Stellen aufweisen, wo sie sich über den leitenden Teilchen (14) befindet. Der Widerstand durch die Schicht (15) zu den leitenden Teilchen von mindestens einem Megohm soll erreicht werden, damit die gewünschte Isolierung gewährleistet ist.
Der Widerstand wird bestimmt, indem man eine Testprobe über eine Fläche, die genau einen Quadratzentimeter misst, eines Kupfersubstrates legt. Dabei wird die äussere Oberfläche der isolierenden Schicht der Probe gegen das Substrat gepresst, und man legt bei Zimmertemperatur ein Gewicht von 500 Gramm auf die Testprobe. Vorher wurde eine elektrische Verbindung zwischen einem metallischen Leiter und der leitenden Schicht in der Testprobe hergestellt, beispielsweise der Streifen (12), die sich in Fig. 1 und 2 dargestellten blattförmigen oder bahnförmigen Material befinden. Die elektrische Verbindung wurde dabei durch Erhitzen und Druck hergestellt. Dann wird eine Spannung von 5 Volt an den metallischen Leiter angelegt, wobei das Kupfersubstrat geerdet gehalten wird und der Widerstand in dem Stromkreis gemessen wird.
Die isolierende Schicht (15) enthält vorzugsweise das gleiche oder ein ähnliches Material wie das klebende Material (13), in welchem die leitenden Teilchen oder Elemente (14) dispergiert sind. Das weiter vorn erwähnte, beim Erhitzen klebrig werdende Klebemittel ist im gegenwärtigen Zeitpunkt das bevorzugte Material. Ein Vorteil besteht darin, dass es seine klebenden Eigenschaften über einen weiten Temperaturbereich aufweist, so dass klebende Verbindungen selbst dann aufrecht erhalten werden können, wenn der gebundene Bereich nicht auf Zimmertemperatur abgekühlt ist.
In manchen Fällen kann die isolierende Schicht eine Vielzahl von in der Hitze klebrig werdenden Klebemitteln enthalten, beispielsweise eine Vielzahl, die eine niederere Glasübergangstemperatur Tg aufweist als das Klebematerial, in welchem die leitenden Teilchen dispergiert sind. Eine höhere Glasübergangstemperatur Tg des klebenden Materials gewährleistet eine grössere Festigkeit bei Zimmertemperatur, während eine niederere Glasübergangstemperatur Tg bewirkt, dass die isolierende Schicht leicht fliesst und damit die Ausbildung der erwünschten klebenden Bindung unterstützt. Es können jedoch auch andere klebende Materialien verwendet werden, wie zum Beispiel in der Hitze schmelzende Klebemittel oder reaktive Zusammensetzungen.
In Fig. 2 wird das in Fig. 1 dargestellte Material veranschaulicht, nachdem es auf einem Substrat gebunden wurde. Nach der Bindung an das Substrat (18), welches Kontaktpunkte oder Anschlussstellen (19) aufweist, nimmt die mit dem Substrat in Berührung stehende Oberfläche des erfindungsgemässen bahnlör- migen oder blattförmigen Materials im allgemeinen die Oberflächenstruktur des Substrates an. Die Klebemittelschicht (13) und die isolierende Schicht (15) sind nach der Bindung an das Substrat miteinander zusammengeschmolzen, wobei sich eine einzige klebende Schicht (13-15) ausgebildet hat.
Die endgültigen Substrate, auf welche die erfindungsgemässen bahnlörmigen oder blattförmigen Materialien aufgeklebt wer den können, können ebene Substrate sein. Die in das Substrat eingebetteten Anschlussstellen liegen dann mit dem Rest des Substrates in gleicher Ebene, das heisst sie sind coplanar. In diesem
Falle belegt das erfindungsgemässe bahnförmige oder blattförmige Material im allgemeinen eine Ebene, die auf ihrer gesamten Fläche mit dem Substrat in Berührung steht.
Vorzugsweise sind jedoch die Anschlusstellen des Substrates leicht gegenüber dem restlichen Substrat erhoben.
In Fig. 2 wird ebenfalls gezeigt, dass diejenige Seite des blattförmigen Materiales (10), die der an das Substrat (18) gebundenen Oberfläche des erfindungsgemässen Materiales gegenüber steht, nach der Durchführung des Bindungsverfahrens im allgemeinen dann konturiert ist. Dabei folgt die Rückseite oder Unterlage (11) im allgemeinen der Kontur der leitenden Teilchen, und die Rückseite oder Unterlage fühlt sich durch diese Konturierung im allgemeinen aufgerauht an. Interessanterweise kann jedoch diese konturierte Oberfläche glatt gemacht werden, indem man ein Material mit glatter Oberfläche beim Bindungsvorgang gegen die Rückseite oder Unterlage (11) des bahnförmigen oder blattförmigen Materials presst.
Offensichtlich entwickeln sich in dem bahnförmigen oder blattförmigen Material (11) während des Bip- dungsvorganges Kräfte, die das Blatt nach oben in die Zwischen räume zwischen den Teilchen (14) in Richtung zu dem Substrat (18) ziehen. Wenn dann das haftende Material (13-15) härtet, beispielsweise beim Kühlen, wird die Unterlage oder Rückseite gegen das Substrat gehalten, und dadurch werden offensichtlich die Teilchen unter Druck gegen das Substrat gehalten. Obwohl die leitenden Teile in Druck gegen das Substrat gehalten werden, muss dennoch kein direkter Kontakt mit dem Substrat auftreten, sondern diese leitenden Teile können durch eine dünne Schicht an bindendem Material von dem Substrat getrennt sein.
Wie weiter oben bereits erläutert wurde, enthält gemäss einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung, die in dem erfindungsgemässen bahnförmigen oder blattförmigen Material vorhandene Klebemittelschicht in manchen Bereichen ein grösseres Volumen an Klebemitteln als in anderen Bereichen dieser Schicht, so dass die Oberfläche des blattförmigen oder bahnlör- migen Materials ein Profil oder eine Konfiguration aufweist. Dies heisst, dass mindestens ein Teil der Oberfläche der Schicht des Klebemittels, beispielsweise derjenige Teil, der oberhalb der elektrisch leitenden Streifen liegt, eingesenkt oder eingedrückt im Vergleich zu anderen Bereichen der Klebemitteloberfläche ist.
Es sei darauf hingewiesen, dass diese Profilierung zusätzlich zu derjenigen Profilierung auftritt, die durch das Herausragen der Teilchen über die umgebenden Teile der Oberfläche der Schicht des Klebemittels hervorgerufen wird. Diejenigen Bereiche, die eingesenkt oder vertieft sind, können in vielen Fällen nicht gross sein, und sie können beispielsweise nur 5 oder 10 Prozent der Oberfläche ausmachen. In anderen Fällen jedoch können sie so wie in der Aus führungsart, die in den Zeichnungen dargestellt ist, 50 Prozent Oberfläche oder noch mehr ausmachen, doch selten mehr als etwa 75 Prozent.
Als Ergebnis dieser Einsenkungen oder Vertiefungen kann ein gewisser Anteil des klebenden Materials in dem Bereich der leitenden Streifen während des Bindungsvorganges in die zwischen den Streifen befindlichen eingesenkten oder vertieften Teile hineingedrückt oder verdrängt werden, und dadurch werden die elektrisch leitenden Teile oder Elemente in engerer elektrischer Verbindung mit dem Substrat gehalten. Eine derartige Verdrängung liegt in Übereinstimmung mit dem Ausmass der Fliessfähigkeit des klebenden Materiales auf, und in Übereinstimmung mit dem Ausmass an der Hitze und dem Ausmass an dem Druck, der auf das klebende Material während des Bindungsvorganges ausgeübt wird.
Ein beim Erhitzen klebrig werdendes Klebemittel kann während des Bindungsvorganges nicht stark fliessen, und wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, passt sich dann die biegbare Unterlage oder Rückseite der profilierten Dicke der Klebemittelschicht an. Wünschenswerterweise sind die eingesenkten oder vertieften Bereiche der Klebeschicht um mindestens 10% vertieft und bevorzugt um mindestens 25% vertieft, und zwar im Vergleich zu der durchschnittlichen Höhe der nicht eingesenkten Bereiche der Klebemittelschicht.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsart weist die isolierende Schicht (15) eine ziemlich konstante Dicke auf, und sie passt sich dem Profil an, das durch die hervorragenden Teilchen und das Klebematerial (13) gebildet wird.
Bei einigen Ausführungsarten der Erfindung kann die Schicht des Klebemittels so dick sein, wie die elektrisch leitenden Teilchen, oder sogar dicker sein als diese, und zwar mindestens in manchen Bereichen der Schicht. Bei dem in Fig. 3 dargestellten blattförmigen oder bahnförmigen Material (21) ist die Klebemittelschicht in den Bereichen (22) dicker als die leitenden Teilchen (23), jedoch in den Bereichen (24) dünner als die leitenden Teilchen. Eine derartige Anordnung ist besonders dort nützlich, wo eine Bindung an Substraten hergestellt werden soll, die eine geringe Biegbarkeit besitzen oder die überhaupt fest sind.
Während eines Bindungsvorganges fliesst dann das Klebematerial von den Bereichen (22) in die Bereiche (24), und dadurch wird leicht, dass die leitenden Teilchen (23) in dem Bereich (22) in Kontakt oder in enge elektrische Verbindung mit dem Substrat gelangen, indem eine Bindung hergestellt wird. Dadurch wird die Leitung der Elektrizität von dem Substrat zu einer elektrisch leitenden Schicht (25) gewährleistet, die sich auf der Unterlage oder Rückseite (26) befindet. Falls das klebende blattförmige Material ein Übertragungsmaterial ist, beispielsweise ein an beiden Seiten klebender Klebestreifen, erfolgt in diesem Fall dann die Leitung der Elektrizität von einem Substrat über die leitenden Teilchen auf ein anderes Substrat.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten blattförmigen Material ist die leitende Schicht (25) auf dem gesamten blattförmigen Material nicht unterbrochen, also kontinuierlich. Es kann jedoch auch in der gleichen Weise, wie dies weiter oben beschrieben wurde, in Form eines Musters angeordnet sein, beispielsweise in Form von leitenden Streifen, die üblicherweise in Übereinstimmung mit den Teilchen des grössten Volumens des klebenden Materiales angeordnet sind, oder die leitende Schicht (25) kann auch in Form von nicht parallelen Streifen angeordnet sein oder in sonst irgendeiner Form. Das Volumen des klebenden Materiales, die Dicke und die Anzahl der leitenden Teilchen und die eingesenkten oder vertieften Bereiche sind im allgemeinen so aufeinander abgestimmt, dass die durchschnittliche Dicke des klebenden Materiales geringer ist als die durchschnittliche Dicke der leitenden Teilchen.
Wenn jedoch das erfindungsgemässe blattförmige oder bahnförmige Material auf festen Substraten verwendet werden soll, dann muss eine ausreichende Menge an Klebematerial anwesend sein, damit dieses den Zwischenraum zwischen dem Substrat und der Unterlage oder Rückseite ausfüllt oder den Zwischenraum zwischen zwei Substraten, falls das blattförmige oder bahnförmige Material ein Übertragungsklebematerial ist. Dieses Ausfüllen der Zwischenräume muss zumindest über den Hauptteil der Fläche erreicht sein, wo die Bindung durchgeführt wird, und vorzugsweise über mindestens 90 Prozent der Fläche, die gebunden ist.
In der endgültig hergestellten Bindung nehmen die elektrisch leitenden Teilchen oder Elemente einen ausreichenden Anteil der Dicke der haftenden Bindung ein, so dass irgendein notwendiger dielektrischer Durchbruch durch das Klebematerial gewährleistet ist, und dass dadurch eine elektrische Leitung zwischen den leitenden Streifen und einem Substrat, an welchem das bahnförmige oder blattförmige Material festgeklebt wurde, erreicht wird. Da die elektrisch leitenden Teilchen einen geringeren Anteil der flä- che in der Ebene einer Bindung einnehmen, lassen sie eine wesentliche Fläche frei, in welcher das Klebemittel, das Substrat, in dem geklebt werden muss, berührt.
Das Klebematerial und die elektrisch leitenden Teilchen oder Elemente gewährleisten zusammen eine elektrisch leitende Klebeschicht, die durch diese Schicht hindurch leitend ist, wobei jedoch keine Leitung innerhalb der Schicht in Querrichtung erfolgt. In manchen Ausführungsarten der erfindungsgemässen blattförmigen oder bahnförmigen Materialien erstreckt sich elektrisch leitendes Klebemittel über die gesamte Oberfläche der einen Seite des erfindungsgemässen bahnförmigen oder blattförmigen Materiales, wobei dadurch vermieden wird, dass es nötig ist, eine beschränkte
Beschichtung des elektrisch leitenden Materiales über nur einen Teil der elektrisch leitenden Streifen durchzuführen. Auch in diesem Fall kann jedoch die Dicke des elektrisch leitenden Materiales in manchen Bereichen grösser sein als in anderen.
Wenn das elektrisch leitende Klebemittel in der Querrichtung nicht leitend ist, bleiben nebeneinander liegende Streifen elektrisch voneinander isoliert. Die elektrisch leitenden Teilchen in dem elektrisch leitenden Klebemittel erzeugen die elektrische Bindung nur durch die Klebemittelschicht hindurch von den elektrisch leitenden Streifen an einen Kontaktpunkt oder einen Endanschluss, auf den der elektrisch leitende Streifen ausgerichtet ist.
Eine andere Varietät von erfindungsgemässem blattförmigem Material schliesst eine elektrisch leitende Schicht über das volle Ausmass des blattlörmigen oder bahnförmigen Materiales ein.
Blattförmige oder bahntörmige Materialien, die eine derartige Schicht besitzen, sind geeignet, um Erdunyen durchzuführen, beispielsweise zwischen einem Metallgehäuse und einem Teil, der an diesem Gehäuse montiert ist.
Die erfindungsgemässen blattförmigen oder bahnförmigen Materialien, insbesondere in den Fällen, wo sie in Form eines länglichen Streifens vorliegen, der aufgerollt werden kann, um eine Rolle zu bilden, weisen vorzugsweise eine Rückseite oder Unterlage mit geringer Haftung auf der nicht haftenden Seite auf oder eine abziehbare Schicht, die oberhalb der isolierenden Schicht gelegen ist. Es können auch Grundierungsmittel oder Primer auf eine Unterlage oder Rückseite aus einem Polymermaterial oder einem Metall aufgetragen werden, um die Haftung an einer haftenden Schicht oder einer isolierenden Schicht hervorzurufen, die von der Unterlage oder Rückseite getragen wird.
Das erfindungsgemässe blattförmige oder bahnförmige Material wird im allgemeinen aufgetragen, indem man ein Ende eines entsprechenden Bandes in der entsprechenden Richtung über ein gewünschtes Substrat anbringt, an dem die elektrische Verbindung hergestellt werden soll, und indem man das bahnförmige Material gegen das Substrat presst und gleichzeitig das bahnlör- mige Material erhitzt. Ein erfindungsgemäss klebendes Übertragungsband oder -blatt kann zwischen gewünschte Substrate gelegt werden, die miteinander verbunden werden sollen, und eine gebundene elektrische Leitung kann hergestellt werden, indem man Hitze und Druck anwendet.
In solchen haftfähigen blattförmigen oder bahnförmigen Materialien zur Übertragung können elektrisch leitende Teilchen in einem klebenden Material dispergiert sein, welche eine Trägerbahn für die Elemente darstellt, und eine isolierende Schicht kann auf einer Seite oder auf beiden Seiten der die Elemente tragenden Bahn enthalten sein, wobei die Elemente aus beiden Seiten der Bahn herausragen können. Eine oder beide Oberflächen der Bahn können ein Profil aufweisen, wie dies weiter vorne näher beschrieben wurde. Auch das Material, in welchem die Elemente dispergiert sind, kann ein nichthaftender Polymerfilm sein, und die Haftung kann mit Hilfe der isolierenden Schicht hervorgerufen werden.
In ähnlicher Weise kann die Schicht (13) in einem Produkt, das so aufgebaut ist, wie dies in Fig. 1 und 2 veranschaulicht wird, nicht haftend sein, beispielsweise deshalb, weil es unter Ausbildung eines dauerhaften, festen Zustandes reagiert hat.
Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1
Eine Folie aus Polyäthylen-terephthalat, die 25 Mikrometer dick ist, wurde auf einer Oberfläche mit einer DampfbeschichtunE versehen. Die Dampfbeschichtung wurde durch eine mit Schlitzen versehene Maske in Form von kontinuierlichen Silberstreifen einer Breite von 875 Mikrometern aufgebracht, die voneinander eine Entfernung von 875 Mikrometern aufwiesen. Die Streifen waren etwa 40 Nanometer (400 Angström) dick, und sie hatten einen elektrischen Widerstand von 4 Ohm pro Zentimeter Länge.
Das elektrisch leitende Klebemittel wurde hergestellt, indem man 94,9 Volumenteile eines acrylischen Terpolymeren mit 5,1 Volumenteilen an Silberteilchen vermischte. Das acrylische Terpo lymere bestand aus 10,4 Gew.-% Methacrylsäuremethylester, 85,6 Gew.-% Acrylsäuremethylester und 4 Gew.-% Arylamid, aufgelöst in Essigsäureäthylester. Die Silberteilchen waren vorher durch ein 140-Mesh-Sieb der US-Standardsiebreihe gesiebt worden, wobei das Sieb eine Maschengrösse von 105 Mikrometern besass. Diejenigen Teilchen, die dann anschliessend von einem Sieb von 170-Mesh der US-Siebreihe, das eine Maschengrösse von 88 Mikrometern besitzt, zurückgehalten wurden, wurden ausgewählt und dann in einer Walzenmühle behandelt, um die Teilchen auf eine Dicke von etwa 48 Mikrometern zusammenzudrücken.
Die Mischung aus dem Haftmittel und den Silberteilchen wurde nacheinander auf die leitenden Streifen aufgetragen, indem man eine Beschichtung durch eine mit Öffnungen versehene Maske durchführte. Nach dem Trocknen war die Schicht aus dem Haftmittel Terpolymeren etwa 20 Mikrometer dick.
Eine Isolierschicht aus einem acrylischen Terpolymer, das aus 40 Gew.-% Acrylsäureäthylester, 56 Gew.-% Acrylsäuremethylester und 4 Gew.-% Acrylamid bestand, welches in Essigsäure äthylester in einer Konzentration von etwa 25 Gew.-% an Feststoffen aufgelöst war, wurde dann über die gesamte Oberfläche des blattförmigen Materiales mit Hilfe einer Beschichtung mit einem Stab aufgebracht. Dabei wurden die Streifen, die mit der haftenden Beschichtung versehen sind, und auch die Filmunterlage zwischen den Streifen bedeckt. Nach dem Trocknen erhielt man eine Schicht mit ziemlich konstanter Dicke, die eine Dicke von etwa 10 Mikrometern aufweist. Diese Deckschicht ist in Fig. 1 dargestellt. Das Verhältnis aus der Gesamtdicke aus haftender Schicht und isolierender Schicht (diese Summe beträgt 30 Mikrometer) zu der durchschnittlichen Dicke der Teilchen betrug 62,5 Prozent.
Der elektrische Widerstand durch die Beschichtung hindurch wurde nach dem oben beschriebenen Verfahren bestimmt und betrug etwa 1000 Megohm. Zu Vergleichszwecken wurde ein ähnliches Band,jedoch ohne Isolierschicht, hergestellt, und es zeigte sich, dass dieses einen Widerstand von 10 Ohm besass.
Ein Ende des nach diesem Beispiel hergestellten Bandes wurde an die elektrisch leitenden Endanschlüsse oder Kontaktpunkte einer gedruckten Schaltung angeklebt, und zwar indem man das Band gegen das Substrat mit einer Kraft von 10,5 kg/ cm2 (150 Pfund pro Quadratinch) presste und das Ende des Bandes 5 Sekunden lang auf eine Temperatur von 170 C erhitzte.
Nachdem man die Verbindungsstelle abkühlen liess, wurde der Widerstand bei der Verbindungsstelle mit der Vlerpolwiderstands- methode bestimmt, und es zeigte sich, dass dieser 10 Milliohm betrug.
Die Unterlage war in der Weise aufgerauht, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Die Ablösfestigkeit oder Abschälfestigkeit der Verbindungsteile an dem Substrat wurde ebenfalls nach dem Test ASTM D-1000 gemessen, und es zeigte sich, dass diese 0,45 bis 0,9 kg/cm Breite betrug (2,5 bis 5 Pfund pro Inch Breite).
Beispiel 2
Zwei unterschiedliche Klebebänder desjenigen Typs, der in Beispiel 1 beschrieben ist, wurden hergestellt, indem man Teilchen verwendete, die eine abgeflachte Dicke von etwa 40 Mikrometern besassen. Es wurde eine ausreichende Menge an Klebematerial in der Mischung mit den Teilchen eingesetzt, so dass eine Klebeschicht erzeugt werden konnte, die etwa 15 Mikrometer Dicke besass, und es wurden Isolierschichten aufgebracht, und zwar in unterschiedlichen Dicken. Gemäss Beispiel 2A war die Isolierschicht etwa 9 Mikrometer dick und gemäss Beispiel 2B etwa 21 Mikrometer.
Das Verhältnis der Gesamtdicke aus Klebeschicht und Isolierschicht zu der durchschnittlichen Dicke der Teilchen betrug in Beispiel 2A 60% und in Beispiel 2B 90%.
Stücke des Klebebandes wurden auf die geeignete Grösse geschnitten und zwischen den Kontaktstellen einer gedruckten Schaltung und einer Oberfläche aus Indium und Zinnoxid, die durch Dampfbeschichtung auf eine Testplatte aus Glas aufgebracht worden war, gebunden. Zur Herstellung der Bindung wandte man einen Druck von 200 PSI bei 150 " C während fünf Sekunden an.
Die mehrfachen Anschlüsse, die an jedem Klebeband an die Testplatte mit der Beschichtung an Indium und Zinnoxid gemacht wurden, testete man einzeln auf ihren Kontaktwiderstand, indem man eine Vierdrahtohmmethode anwandte. Die Testplatte wurde alle vier Stunden einem Erhitzungs- und Abkühlungszyklus unterworfen, und zwar wurde auf - 40 " C abgekühlt und auf 105 C erhitzt.
Die unten angegebene Tabelle I zeigt die Ergebnisse für den maximalen Kontaktwiderstand, der während des angeführten Testzeitraumes erhalten wurde.
Tabelle I
Einfluss der Dicke des Klebemittels auf das Verhalten in dem
Alterungstest unter thermischer Beanspruchung Bei- Dickeverhält- Maximaler Widerstand gegenüber der Indium spiel nis von Klebe- Zinnoxid-Obertläche in Ohm fürjede einzelne Nr. mittel zu leitende Verbindung
Teilchen in % anfäng- nach 100 nach 1000 lich Stunden Stunden 2A 60 242 289 167 2B 90 267 > 10,000 > 10,000
Die obigen Ergebnisse zeigen, dass die Verbindungsstellen beständige elektrische Eigenschaften während des angegebenen Zyklusses der thermischen Belastung aufwiesen, wenn zur Herstellung des Klebebandes eine Klebemitteldicke, das heisst eine Dicke aus Klebemittelschicht plus Isolationsschicht, zu der durchschnittlichen Teilchendicke von 60 Prozent eingehalten wurde.
Ferner sieht man, dass die getestete Anschlussstelle schlechte elektrische Eigenschaften aufweist, wenn das Verhältnis von der Klebemittelschicht plus Isolationsschicht zu der durchschnittlichen Teilchendicke 90% beträgt.
Bei anderen Tests, bei denen weniger Erhitzungs- und Abkühlungszyklen durchgeführt wurden und die Testzeiten kürzer waren, zeigten auch diejenigen Klebebänder, in denen das Ver hältnis vom Klebemittelschicht plus Isolationsschicht zu der durchschnittlichen Teilchendicke 90% betrug, eine gute Beständigkeit.