CN100435418C

CN100435418C - 各向异性导电膜

Info

Publication number: CN100435418C
Application number: CNB2005800153862A
Authority: CN
Inventors: 竹原郁夫; 川村晋一郎
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2004-05-11
Filing date: 2005-05-10
Publication date: 2008-11-19
Anticipated expiration: 2025-05-10
Also published as: JP4079118B2; JP2005322589A; WO2005109576A1; US7537459B2; US20080014796A1; CN1954464A

Abstract

一种各向异性导电膜，其制造容易、生产性高、成品率高，为提供这样的导电膜，本发明具有这样的结构，在由柔性绝缘膜构成的片状基材(12)上设置一对狭缝(13、13)而切出的支承体(14)的上下面上分别设置触点部(16、17)。并设置仅使配置于上下面上的一对上述触点部(16、17)独立地相互导通的导电膜(15)而并列设置成多个导电单元(11)。

Description

各向异性导电膜

技术领域

本发明涉及各向异性导电膜，特别是涉及设置有仅在厚度方向上导通的多个导电单元的各向异性导电膜。

技术背景

以往，作为各向异性导电膜，例如在绝缘膜中埋设微细的金属粒子，并使该金属粒子的上下端部分别从上述绝缘膜的表面和背面突出，从而仅使上下方向导通(参照专利文献1、2)。

专利文献1：特许3360772号(日本)

专利文献2：特许3352705号(日本)

但是，这样的各向异性导电膜中，存在这样的问题：为确保均匀的连接性，不仅微细的金属粒子的尺寸精度要高，而且其在绝缘膜中埋设的定位精度必须高。因此，上述各向异性导电膜的制造不容易，生产性差，成品率低。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而研发的，其目的在于提供一种制造容易，生产率高且合格率高的各向异性导电膜。

本发明的各向异性导电膜，其在由柔性绝缘膜构成的片状基材上至少设置一个狭缝而切出的能够弹性压缩和弹性位移的支承体的上下面上分别设置触点部。并设置仅使配置于上下面上的一对上述触点部独立地相互导通的导电膜而并列设置成多个导电单元。

根据本发明，由于由仅在厚度方向上导通的一对触点部构成的多个导电单元设置于片状基材上，所以位于同一平面上的多个外部触点即使分别与上述导电单元的触点部接触也不会短路，能够简单地进行电气连接。

另外，根据本发明，由于支承体通过在柔性绝缘膜设置狭缝而切出形成，所以弹性变形容易，容易吸收和缓和尺寸精度的误差。因此，不需要以往例中那样的高的尺寸精度，所以制造容易，并且提高了生产性、成品率高。

作为本发明的优选方案，上述支承体可以是两端支承梁形状、单侧梁形状、或者两端支承并且接受扭曲作用的形状。

根据该优选方案，可根据需要改变支承体的形状，所以选择的自由度高、设计容易。

作为本发明的另一优选方案，触点部可以是设于导电膜的表面的金属触点、有机导电物质、碳物质、导电性粘接固化物等导电体，也可以是在支承体的表面和背面分别突设的突部的表面设置导电膜而形成的。

根据该优选方案，可根据需要改变触点部的形状，选择的自由度高，设计容易。特别是，若为后者的触点部，形成效率高，生产性高。

作为本发明的再一优选方案，在片状基材的单面上印刷与各触点部导通的引线，也可事先通过蚀刻等设置好。

根据该优选方案，可作为印刷基板的柔性接触使用。

作为本发明的又一新的优选方案，也可以将使位于片状基材的表面的触点部全部导通的共用导电膜形成在上述表面上，并将比位于上述片状基材的背面上的触点部高的脚部突设在上述背面。

根据该优选方案，事先在下方一侧设置与背面一侧的上述触点部对应的下部电极，压下上述片状基材，使上述支承体弹性变形，使背面侧的上述触点部与上述下部电极接触，从而可作为能经由上述共用导电膜进行电气连接的薄型开关、压敏传感器、指纹传感器或触碰传感器等结构部件使用。

作为本发明的另一个不同的优选方案，多个触点部可以事先并列设置成直线状或者圆环状。

根据该优选方案，在下方一侧与上述触点部对应地设置端子列，压下上述片状基材，使上述支承体弹性变形，使上述触点部接触上述端子列，从而也可作为能经由上述导电膜电气连接的编码器的结构部件使用。

作为本发明的又另一优选方案，可在狭缝内填充封入了粘接剂且能破碎的微型胶囊，也可在狭缝的外周缘部填充封入了粘接剂且可破碎的微型胶囊，另外，可在狭缝的外周缘部通过加热设置发挥粘接功能的粘接剂。

根据该优选方案，能够通过粘接剂、黏着剂使各向异性导电膜与其他部件一体粘接，并且能够电气连接，所以连接作业简单、组装作业性得以提高。

附图说明

图1A、1B和1C是本发明的第一实施方式的平面图、剖面图和局部剖面立体图。

图2A、2B和2C是第一实施方式的局部平面图、局部剖面图和变形后的局部剖面图；图2D、2E和2F是应用例的局部平面图、局部剖面图和变形后的局部剖面图。

图3A和3B是本发明的第一实施方式的连接方法的连接前、连接后的剖面图。

图4A和图4B是本发明的另一连接方法的连接前、连接后的剖面图。

图5A和图5B是本发明的再一连接方法的连接前、连接后的剖面图。

图6A和图6B是本发明的第二实施方式的平面图和剖面图。

图7A、7B和7C是第三实施方式的局部平面图、局部剖面图和变形后的局部剖面图；图7D、7E和7F是第四实施方式的局部平面图、局部剖面图和变形后的局部剖面图。

图8A和8B是本发明的第五实施方式的分解立体图和分解正面图。

图9A、9B、9C和9D是本发明的第五实施方式的各向异性导电膜的平面图、正面剖面图、底面图和右侧面剖面图。

图10是本发明的第六实施方式的分解立体图。

图11A、11B、11C和11D是第七实施方式的各向异性导电膜的局部平面图、局部底面图、连接状态的剖面图、一体连接的印刷基板的局部平面图。

图12A、12B和12C是本发明的第八实施方式的直线状编码器的结构部件的局部平面图。

图13A、13B和13C是本发明的第九实施方式的环形编码器的结构部件的局部平面图。

附图标记的说明

10 各向异性导电膜

11 导电单元

12 绝缘膜

13 狭缝

14 支承体

15 导电膜

15a 引线

16、17 触点部

18 共用导电膜

19 脚部

20 微型胶囊

21 粘接剂

22 黏着剂

30、32 印刷基板

31、33 连接焊盘

34、36 固定极板

35 下部电极板

37 印刷基板

38 连接焊盘

38a 引线

40 保护膜

41 下部电极板

42、43 固定电极

44、45 固定电极

具体实施方式

参照附图1～13说明本发明的实施方式。

第一实施方式如图1～图5所示，是将导电单元11配置成格子状的各向异性导电膜10。上述导电单元11在柔性树脂制膜构成的片状基材12上设置一对狭缝13、13而切出被两端支承的支承体14。并设置仅使相对的上述支承体14的上下面独立地相互导通的导电膜15。并且，上述支承体14的上下面上分别设置触点部16、17，从而多个导电单元11形成格子状。本实施方式中，如图2A～2C所示，可以是支承体14以压缩而弹性变形的方式使用，或者，如图2D～2F所示，以支承体14的中央部挠曲的方式使用。另外，导电单元11的大小可根据需要进行变化，例如外形尺寸可以考虑5～1000μm。

作为上述片状基材12，例如，可以举出聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂、ABS树脂(丙烯腈丁二烯苯乙烯)、PMMA树脂(聚甲基丙烯酸甲酯)、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂等。另外，还可以是工程塑料，更加具体地，可以举出PI(聚酰亚胺)、PAI(聚酰胺酰亚胺)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PEEK(聚醚醚酮)、LCP(液晶聚合物)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PC(聚碳酸酯)、PEI(聚醚酰亚胺)、PA(聚酰胺(尼龙))、PAN(聚丙烯腈)、PPS(聚苯硫醚)、芳族聚酰胺等。并且，上述片状基材12的厚度尺寸可以是通常的厚度250μm左右，也可以为确保支承体14所希望的可挠性的厚度100μm以下。

本实施方式的各向异性导电膜10例如图3所示可作为连接器使用。

即，本实施方式的各向异性导电膜10的狭缝13内填充封入粘接剂21的微型胶囊20。接着，在上述导电单元11的触点部16、17上自上下方向定位被印刷配线的印刷基板30、32的连接焊盘31、33。并且，进行加压或加热来破碎上述微型胶囊20，飞散的上述粘接剂21使上述印刷基板30、32一体粘接在各向异性导电膜10上，从而上述印刷基板30、32被电气连接。

特别是，通过使上述导电单元11自身变得更小，并且使节距变小，从而增加与每个连接焊盘31、33抵接的导电单元11的数目，则连接焊盘31、33必然与上述导电单元11接触。因此，上述连接焊盘31、33只要相互位置对准就能进行电气连接，提高组装作业性。

另外，作为其他使用方法，如图4所示，本实施方式的各向异性导电膜10的导电单元11间形成未图示的凹部。并且，上述凹部中配置封入粘接剂21且可破碎的微型胶囊20。接着，在上述导电单元11的触点部16、17上自上下方向定位被印刷配线的柔性印刷基板30、32的连接焊盘31、32。并且，进行加压或加热使上述微型胶囊20破碎，由飞散的上述粘接剂21使上述印刷基板30、32与各向异性导电膜10粘接一体，从而使上述印刷基板30、32被电气连接。

进而，作为其他使用方法，如图5所示，本实施方式的各向异性导电膜10的导电单元11间配置黏着剂22。接着，在上述导电单元11的触点部16、17上自上下方向对位被印刷配线的柔性印刷基板30、32的连接焊盘31、33。并且，进行加压而由上述黏着剂22使上述印刷基板30、32与各向异性导电膜10粘接一体并可剥离，从而上述印刷基板30、32被电气连接。

另外，通过并用封入粘接剂21的微型胶囊20和黏着剂22，利用上述黏着剂22使印刷基板30、32暂时固定后，加压或加热而破碎微型胶囊20，由粘接剂22粘接一体化。另外，上述黏着剂22也可通过对加热其自身而发挥粘接剂的作用。

第二实施方式如图6所示，相对于上述第一实施方式中将导电单元11设置成格子状的情况，将导电单元11设置成交错状。根据该实施方式，由于导电单元11是交错状，所以有与外部触点的接触性良好的优点。

另外，导电单元11的支承体14不仅可以是上述的两端支承结构，例如也可以是具有单侧支承梁形状的第三实施方式(图7A～图7C)，或者也可以是两端支承并且具有作用有扭矩的形状的第四实施方式(图7D～7F)。

第五实施方式如图8～图9所示，是本实施方式的各向异性导电膜10适用于压敏位置传感器的情况。

本实施方式的上述压敏位置传感器是由平行并列配设多根固定电极43而得的下部电极板35、各向异性导电膜10和保护膜36构成的。上述各向异性导电膜10与第一实施方式同样，将多个导电单元11以格子状并列配置在片状基材12上，并且在上述片状基材12的整个上面形成共用导电膜18儿将全部的连结部16电连接，另一方面，在上述片状基材12的下面以格子状突出设置脚部19。另外，与第一实施方式同样的部分标注相同的附图标记而省略其说明。

根据本实施方式，按压保护膜36的任意位置，从而使支承体14挠曲，位于其正下方的多个触点部17与多根上述固定电极36接触，并且经由形成在片状基材12的上面上的导电膜18导通固定电极34，所以能够确定按压位置。另外，本实施方式的触点部16可根据需要设置，另外也没有必要一定设置成突出的形状。

第六实施方式如图10所示，是下部电极板35上设置的固定电极36间的节距比导电单元11的节距大的情况。即使是该情况，也能够经由片状基材12的上面形成的共用导电膜18导通全部触点部16，确定按压位置。其他与第五实施方式相同，所以在同一部件上使用相同的附图标记并省略其说明。另外，上述的实施方式的脚部19没有必要由连续的格子状的突条形成，也可以是由不连续的突部形成。

第七实施方式如图11所示，是至少在一端侧并列设置多个上述导电单元11，并且印刷与触点部16导通的引线15a的各向异性导电膜10。并且，为可剥离地或永久性地连接一体，所以在背面侧的上述导电单元11间涂敷黏着剂22以及/或粘接剂21。因此，从印刷的连接焊盘38在引线38a上延伸设置的柔性印刷基板37中上述连接焊盘38上重合本实施方式的各向异性导电膜10的导电单元11而连接一体化，从而能够电气连接。

第八实施方式如图12所示，是适用于直线状编码器的情况，由保护膜40、作为中间电极板的各向异性导电膜10以及设有固定电极42、43的下部电极41构成。上述各向异性导电膜10中将并列两列的导电单元11排列成交错状。另外，与上述第六实施方式同样，在上述各向异性导电膜10的整个上面形成导电膜18，将全部的触点部16电连接。另一方面，下部电极板41中其上面等间隔平行并列设置的两列的固定电极42、43排列成交错状。因此，规定的上述导电单元11上经由保护膜40给予外力，则位于正下方的导电单元11的触点部16分别与上述固定电极42、43的一端接触。结果，通过经由上述导电膜18导通从而能够检测出外力的变位。其他与上述实施方式相同，所以在同一部件上使用相同的附图标记并省略其说明。

根据该实施方式，导电单元11排列成交错状，相对的导电单元11彼此错开半个节距，所以导电单元11容易与固定电极42、43接触，精度成倍提高。

第九实施方式如图13所示，是适用于环形编码器的情况，由保护膜40、作为中间电极板的各向异性导电膜10、以及将长短的固定电极44、45配置为放射状的下部电极41构成。并且，以上述下部电极41上设置的中心孔46为中心移动的外力经由保护膜40施加给导电单元11，则导电单元11的触点部16与长短的固定电极44、45接触，经由导电膜18导通，从而能够检测出外力的变位。其他与上述第八实施方式相同，省略其说明。

另外，触点部16也可以在导电膜的表面设置分立的触点而形成，或者在支承体14的表面和背面设置突部，并且由导电膜覆盖形成。

另外，该实施方式中，对经由粘接剂或黏着剂而一体化粘接的情况进行了说明，但是不限定于此，各向异性导电膜也可经由机械性结构与外部连接焊盘等一体连接。

另外，若与外部电路连接的连接焊盘等若是突出的形状，则本发明的各向异性导电膜的触点部无需如上述实施方式那样是突出的形状，也可以是与支承体成一个面。

产业上的可实用性

本发明的各向异性导电膜不限于上述的连接器、开关、压敏传感器、编码器，也可适用于其他的连接器等。

Claims

1.一种各向异性导电膜，其特征在于，其并列设置有多个导电单元，其中每个导电单元中，在由柔性绝缘膜构成的片状基材上设置至少一个狭缝而切出的能够弹性压缩和弹性位移的支承体的上下面上分别设置触点部，并设置仅使配置于上下面上的一对上述触点部独立地相互导通的导电膜。

2.如权利要求1所述的各向异性导电膜，其特征在于，支承体是两端支承梁形状。

3.如权利要求1所述的各向异性导电膜，其特征在于，支承体是单侧支承梁形状。

4.如权利要求1所述的各向异性导电膜，其特征在于，支承体是两端支承且接受扭曲作用的形状。

5.如权利要求1～4任一项所述的各向异性导电膜，其特征在于，触点部由设于导电膜的表面上的金属触点构成。

6.如权利要求1～4任一项所述的各向异性导电膜，其特征在于，触点部通过在分别突设于支承体的表面和背面的突部的表面上设置导电膜而形成。

7.如权利要求1～4任一项所述的各向异性导电膜，其特征在于，在片状基材的单面上设置与各触点部导通的引线。

8.如权利要求1所述的各向异性导电膜，其特征在于，将位于片状基材的表面上的触点部全部导通的共用导电膜形成在上述表面上，并将比位于所述片状基材的背面上的触点部高的脚部突设于上述背面上。

9.如权利要求8所述的各向异性导电膜，其特征在于，多个所述触点部配置成直线状。

10.如权利要求8所述的各向异性导电膜，其特征在于，多个所述触点部配置成圆环状。

11.如权利要求1～4任一项所述的各向异性导电膜，其特征在于，在狭缝内填充封入了粘接剂且由于压力而可破碎的微型胶囊。

12.如权利要求1～4任一项所述的各向异性导电膜，其特征在于，在狭缝的外周缘部填充封入了粘接剂且由于压力而可破碎的微型胶囊。

13.如权利要求1～4任一项所述的各向异性导电膜，其特征在于，在狭缝的外周缘部上设置通过加热而发挥粘接功能的黏着剂。