CN1668163A - 各向异性导电薄板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够可靠传递高速数字信号的各向异性导电薄板。该各向异性导电薄板,在规定的条件下在厚度方向具有导电性,包括:介电常数小于等于2.28和/或介电损耗小于等于0.025的绝缘矩阵部件;以及在上述规定的条件下在上述厚度方向具有导电性的导电部件;可在表背面间通电的上述导电部件分布在上述矩阵部件间;上述导电部件和上述矩阵部件化学偶联。特别是,上述矩阵部件由具有均质微单元结构体即发泡结构树脂发泡体的树脂材料构成,至少一个上述导电部件可构成为导电弹性体。
Description
技术领域
本发明涉及各向异性导电薄板,具体涉及传递高频或者高速数字信号的各向异性导电薄板。
背景技术
近年,随着信息通信技术的发展等,能够对实质上已成为高频信号的数字信号进行处理和利用的计算机、移动电话等的设备不断增加。因此,对于在这些设备中使用的印刷电路板,希望其具有良好的高频特性、低介电常数和低介电损耗。一般,作为民用印刷电路板,使用玻璃基材环氧树脂叠层板、纸基材酚醛树脂叠层板等,但在这些基板中,介电常数是4.8,介电损耗是0.015左右,比较高。因此,不适合在使用高频信号的计算机、高频信号收发器等的部件中使用。
另一方面,作为具有低介电常数和低介电损耗的印刷电路板,公知的有玻璃布氟树脂材料(低介电常数:2.6,介电损耗:0.005)的印刷电路板。而且,作为通过改变基板结构来降低介电常数的印刷电路板,提出有以下各种方案:使用多孔质氟树脂(Goretex)介电体并在介电体中形成空隙的印刷基板(例如,特开昭64-42890号公报1)、在介电体层使用热可塑性树脂发泡体的印刷基板(例如,特开昭62-69580号公报)、使用发泡树脂层的印刷基板(例如,特开平6-125154号公报)等。
然而,仅上述印刷电路板本身达到低介电常数和低介电损耗还不能说足够了,作为装置整体,为了能避免衰减,对于基板以外的部件,也同样期望具有低介电常数和低介电损耗。
发明内容
鉴于上述问题,本发明的目的是提供一种印刷电路板以外的部件,通过利用该部件对高频率频带信号进行吸收或者反射等,来实现信号的有效传递。
虽然不容易对各部件准确地测定其高频信号的衰减,然而在印刷电路板以外,作为成为衰减原因的部件,认为是连接在电子部件和基板、或者印刷电路板和印刷电路板之间的各向异性导电薄板。为了有效防止这种衰减,如上所述,认为降低介电常数和介电损耗是有效的,然而希望进一步满足对各向异性导电薄板要求的导电性等的规定的物理特性。
因此,通过将具有适合各向异性导电薄板的特性的导电弹性体和具有介电常数和/或介电损耗较低的特性的材料进行组合,可在防止高频信号或者高频波那样的信号的衰减的同时,在基板和部件之间或者基板和基板之间进行可靠的信号传递。例如,使用具有均质微单元结构体即发泡结构树脂发泡体的树脂材料来构成各向异性导电薄板的绝缘矩阵部件,通过把至少一个导电部件如贯通上述各向异性导电薄板的表里的单元那样,以要素形式插入到该矩阵部件中来构成,可以提供一种具有期望的特性的各向异性导电薄板。
更具体地说,本发明提供以下部件。
(1)一种各向异性导电薄板,在规定的条件下在厚度方向具有导电性,包括:介电常数小于等于2.28和/或介电损耗小于等于0.025的绝缘矩阵部件;以及在上述规定的条件下在上述厚度方向具有导电性的导电部件(或者要素部件);可在表背面间通电的上述导电部件分布在上述矩阵部件间;上述导电部件和上述矩阵部件化学偶联。
(2)根据上述(1)所述的各向异性导电薄板,上述矩阵部件是发泡弹性体。
(3)根据上述(1)或(2)所述的各向异性导电薄板,上述导电部件是导电弹性体。
(4)根据上述(1)至(3)中的任何一项所述的各向异性导电薄板,上述导电部件和上述矩阵部件通过硅烷偶联剂偶联。
(5)一种印刷电路板对,夹持上述(1)至(4)中的任何一项所述的各向异性导电薄板。
上述各向异性导电薄板,通过把其向部件或者基板的端子或者触头按压而在其厚度方向具有导电性。此时,由于在薄板的平面方向(或者薄板面方向),导电性极低,因而即使在夹持薄板而对置的多个端子或者触头之间,也仅在位于各自对应位置的端子或者触头之间具有导电性。这样,可在两端子或者触头之间传递信号。因此,规定的条件可以包括向各向异性导电薄板施加压缩力,或者产生压缩应变等。
绝缘性是指导电性为极低的状态。例如,在100V时,可以大于等于1MΩ·cm。矩阵部件可以是,对构成各向异性导电薄板的构成要素以外的构成要素,使至少一个该构成要素与其他的同种构成要素电隔离的矩阵部件。从另一方面看,该矩阵部件也可以指成为各向异性导电薄板的主要构成要素的部件。
上述各向异性导电薄板,可在上述规定的条件下在其厚度方向具有导电性。这是因为,在上述矩阵部件以外,具有在厚度方向贯通导电要素部件。导电部件在通常状态下,在其厚度方向上可以具有导电性,也可以不具有导电性,然而在上述规定的条件下能够具有导电性。作为这种材料,例如可列举导电弹性体等。
导电部件分布在矩阵部件之间是指各导电部件由该矩阵部件所包围、与其他导电部件呈电绝缘状态。然而,也不妨使若干导电部件相互重叠,构成1个导电部件,分布在该矩阵部件间。分布可以具有规则性,也可以不具有规则性。可以对应于要连接的端子等的配置,把导电部件配置在规定的位置。
上述导电部件和上述矩阵部件化学偶联可以包括使用粘接剂的结合。可以在界面全域偶联,然而也可以包括在界面的一部分偶联的情况。当这样进行化学偶联时,通过压缩应变等,可有效防止界面偏离。而且,当消除了压缩力时,可使应变有效复原。
上述各向异性导电薄板可传递基板和部件和/或基板和基板之间的信号。并且,可把这些部件和基板用于通过该各向异性导电薄板安装的基板等的模块上。该各向异性导电薄板可以可拆装地夹持,通过焊接和粘接等,也可以在拆装困难的状态下在部件等的安装中进行组装。
根据本发明,能够几乎无衰减地把高频信号传递到端子或触头。
对于本发明的更多特征和各种效果,将通过以下的优选实施例和附图进行更具体的说明。
附图说明
图1是表示本发明一实施例的各向异性导电薄板的立体图。
图2是将表示本发明一实施例的各向异性导电薄板的图1的左上部作了局部放大的局部放大图。
图3是关于本发明一实施例的各向异性导电薄板的制造方法,是对将导电薄板和非导电薄板叠层的步骤进行图解的图。
图4是关于本发明一实施例的各向异性导电薄板的制造方法,是对将在图3中所叠层的导电薄板和非导电薄板的叠层体切片的步骤进行图解的图。
图5是关于本发明一实施例的各向异性导电薄板的制造方法,是对将在图4中切片的薄板和非导电薄板叠层的步骤进行图解的图。
图6是关于本发明一实施例的各向异性导电薄板的制造方法,是对将在图5中所叠层的叠层体切片的步骤进行图解的图。
图7是表示在本发明一实施例的各向异性导电薄板的制造方法中,叠层体(C)以及斑纹状薄板部件的作成方法的流程的图。
图8是表示在本发明一实施例的各向异性导电薄板的制造方法中,使用斑纹状薄板部件等作成各向异性导电薄板的方法的流程的图。
图9是本发明的另一实施例的各向异性导电薄板的俯视图。
图10是图9中的本发明的另一实施例的各向异性导电薄板的A-A剖面图。
图11是图9中的本发明另一实施例的各向异性导电薄板的B-B剖面图。
图12是本发明的另一实施例的各向异性导电薄板的俯视图。
图13是本发明的另一实施例的各向异性导电薄板的俯视图。
图14是本发明另一实施例的各向异性导电薄板的俯视图。
图15是表示将各向异性导电薄板夹持在基板端子间的状态的剖面示意图。
图16是示意地表示将各向异性导电薄板夹持在基板端子间时的与端子接触的接触面的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的优选实施例进行说明。然而,本发明不限于本实施例,可不脱离本发明的范围对设计进行各种变形和变更。
在本发明一实施例的各向异性导电薄板中,在把规定的薄板面的一个方向设定为X方向,把与该X方向正交并包括在该薄板面上的方向设定为Y方向,把与上述X方向和Y方向正交的方向设定为Z方向的情况下,可以在Z方向具有规定的厚度。这样,各向异性导电薄板具有与薄板面(沿着X-Y平面的表面)大致平行的背面。在该各向异性导电薄板的在Y方向具有宽度并在X方向延伸的条纹图案的长方形部件中,在相互在Y方向排列的状态下,包括:使具有导电性的导电部件(“导电部件”)和非导电性的非导电部件(“非导电部件”)在X方向交互配置的条纹图案的长方形部件(“条纹长方形”)、以及由在Y方向具有宽度并在X方向延伸的非导电部件形成的非导电长方形部件(“非长方形”)。
在这样的条纹长方形中的上述导电部件和上述非导电部件的重复间隔在X方向可以小于等于约80μm,在Y方向可以小于等于约110μm。上述条纹长方形的宽度可以小于等于约80μm,上述非长方形的宽度可以小于等于约80μm。
上述导电部件可以由导电弹性体形成,上述非导电部件可以由非导电发泡树脂或者非导电弹性体形成。也可以使上述导电部件和上述非导电部件交互地包含而构成上述条纹长方形。上述非长方形可以由非导电发泡树脂或者非导电弹性体形成。非导电发泡树脂或者非导电弹性体具有低的介电常数和/或介电损耗。即,优选具有比导电弹性体低的介电常数和/或介电损耗。更优选介电常数小于等于2.28,介电损耗小于等于0.025。而且,上述化学偶联的至少一部分也可使用偶联剂来进行。
在上述各向异性导电薄板中,在上述各向异性导电薄板的表面和/或背面,上述导电部件可以比其周围的上述非导电部件或者非长方形突出。
关于具有规定的厚度并在该厚度的表和背各自具有规定的表面和背面的柔性各向异性导电薄板,可通过如下步骤来制造该各向异性导电薄板包括:AB薄板叠层步骤,将由导电部件形成的导电薄板部件(A)(“导电薄板(A)”)和由非导电部件形成的非导电薄板部件(B)(“非导电薄板(B)”)交互叠层而获得AB薄板叠层体(C);第1切片步骤,将在该AB薄板叠层步骤所获得的上述AB薄板叠层体(C)按照规定的厚度进行切片来获得斑纹状薄板;CD薄板叠层步骤,将在该第1切片步骤所获得的上述斑纹状薄板和由非导电部件形成的非导电薄板部件(D)(“非导电薄板(D)”)交互叠层来获得CD薄板叠层体(E);以及第2切片步骤,将在该CD薄板叠层步骤所获得的上述CD薄板叠层体(E)按照规定的厚度进行切片。
而且,在上述AB薄板叠层步骤中,在将上述导电薄板(A)叠层在上述非导电薄板(B)上之前,把偶联剂涂敷在上述非导电薄板(B)上,在将上述非导电薄板(B)叠层在上述导电薄板(A)上之前,把偶联剂涂敷在上述导电薄板(A)上,在上述CD薄板叠层步骤中,在将上述斑纹状薄板叠层在上述非导电薄板(D)上之前,把偶联剂涂敷在上述非导电薄板(D)上,在将上述非导电薄板(D)叠层在上述斑纹状薄板上之前,把偶联剂涂敷在上述斑纹状薄板上,从而可制造该各向异性导电薄板。
此处,上述导电薄板(A)和上述非导电薄板(B)可以分别是单一种类的薄板部件,也可以分别是不同种类的薄板部件的集合。例如,导电薄板(A),其材质可以相同,也可以是改变了其厚度的薄板部件的集合。交互叠层可以意味着将上述导电薄板(A)和上述非导电薄板(B)按照任意顺序相互不同地叠层,然而也不妨把第3薄板和膜及其他部件等进一步夹入上述导电薄板(A)和上述非导电薄板(B)之间。而且,在将各薄板部件叠层的步骤中,可以在薄板间涂敷偶联剂,使薄板间偶联。通过这种叠层制成的AB薄板叠层体(C),为了增加薄板间的偶联性、为了进一步推进薄板部件自身的固化、或者为了其他目的,可以进行加热等。
对于上述AB薄板叠层体(C),可以使用超钢切割器、陶瓷切割器等的刀具进行切片,可以使用细切割器那样的磨具进行切片,可以使用锯那样的切片器具进行切片,也可以使用其他的切削设备和切片器具(可以包括激光切片机那样的非接触型切片装置)进行切片。而且,在切片过程中,为了防止过热,为了呈现美观的切剖面,或者为了其他目的,可以使用切削油等的切削流体,也可以干式切片。而且,可以使切片对象物(例如工件)单独地或者与切削设备/器具一起旋转等移动来切片,然而当然,切片用的各种条件是针对上述AB薄板叠层体(C)来适意地选择。按照规定的厚度切片是指,为了获得具有预先决定的厚度的薄板部件而切成,规定的厚度并不一定是均匀的,可以根据薄板部件的场所改变厚度。
在将上述斑纹状薄板(Z)和上述非导电薄板(D)交互叠层来获得ZD薄板叠层体(E)的ZD薄板叠层步骤中,与采用上述导电薄板(A)和非导电薄板(B)获得AB薄板叠层体(C)的AB薄板叠层步骤相同。而且,在将上述ZD薄板叠层体(E)按照规定的厚度切片的第2切片步骤中,与将上述AB薄板叠层体(C)切片的第1切片步骤相同。
在本发明中,一种柔性各向异性导电薄板,具有规定的厚度并且在该厚度的表和背具有规定的表面和背面,其特征可以在于,该各向异性导电薄板包括:条纹图案的长方形部件(“条纹长方形”),该长方形部件具有与上述规定的厚度大致一致的规定的高度以及规定的宽度,具有比其高度和宽度中的任何一方都长的长度,在该长方形部件的长度方向上使导电性的导电部件(“导电部件”)和非导电性的非导电部件(“非导电部件”)交互配置;以及非导电性的非导电长方形部件(“非长方形”),该长方形部件具有与上述规定的厚度大致一致的规定的高度以及规定的宽度,具有比其高度和宽度中的任何一方都长的长度;为使各自的高度和长度一致,使在宽度方向排列的宽度广的长方形部件(“宽广长方形”)的高度与上述各向异性导电薄板的厚度大致相当。
“具有规定的厚度并在该厚度的表和里具有规定的表面和背面”可以是普通薄板具有的特征。该各向异性导电薄板具有某一厚度,可以在厚度的前后或者上下具有由比厚度大的尺寸所规定的表面和背面。“柔性”是指薄板可挠曲。“条纹长方形”可以形成使导电部件和非导电部件交互连接那样的细长形状。条纹长方形的高度(或者厚度)可以与导电部件和非导电部件的高度(或者厚度)大致相同,也可以具有固定的高度(或者厚度)。而且,条纹长方形的宽度可以与导电部件和非导电部件的宽度大致相同,也可以具有固定的宽度。“非长方形”可以具有与条纹长方形大致相同的高度(或者厚度)和长度。因此,“宽广长方形”由于使条纹长方形和非长方形的高度和长度一致而在宽度方向偶联,因而可以具有大于等于或者大致等于上述条纹长方形宽度和非长方形宽度相加的和的宽度。
具有导电性可以是导电率足够高。也可以是电阻足够低。而且,作为各向异性导电薄板整体,意味着可在具有该结构的各向异性导电薄板的导电方向上象具有充分导电性那样的具有导电性,优选,通常连接的端子间的电阻小于等于100Ω(更优选小于等于10Ω,进一步优选小于等于1Ω)。
非导电性可以是导电率足够低,也可以是阻抗或电阻足够高。而且,作为各向异性导电薄板整体,意味着可在具有该结构的各向异性导电薄板的非导电方向上象具有充分非导电性那样的具有非导电性,优选,电阻大于等于10kΩ(更优选大于等于100kΩ,进一步优选大于等于1MΩ)。
交互配置的条纹图案的长方形部件(“条纹长方形”)可以是使导电部件和非导电部件交互配置,如果导电部件和非导电部件的颜色不同,则成为条纹图案的细长部件,实际上没有必要看起来是条纹图案。然而,这种交互配置不一定需要遍及条纹长方形的整体,可以使一部分具有这种状态。
重复间隔相当于把相邻的导电部件和非导电部件的长度(长方形部件的长度方向)相加再除以2后的距离,在该距离存在多个的情况下,指最短距离。而且,一般,当把某条大致直线在薄板上描绘时,通过追溯该大致直线,在通过导电部件(I)/非导电部件(II)/导电部件(III)/非导电部件(IV)、或者非导电部件(I)/导电部件(II)/非导电部件(III)/导电部件(IV)时,认为与把通过上述(II)和(III)时的各自距离相加再除以2后的距离相当。而且,要采用的端子间隔,例如在各向异性导电薄板的导电方向上具有多个要与电路基板和/或电子部件连接的端子的情况下,是指这些端子间的该薄板在非导电方向的距离,在该距离有多个的情况下,是指最小距离。
而且,在本发明中,在上述条纹长方形中,上述导电部件和非导电部件的重复间隔可以在X方向小于等于约80μm,在Y方向小于等于约110μm,上述条纹长方形的宽度可以小于等于约80μm,上述非长方形的宽度可以小于等于约80μm。对于条纹图案,如上所述,实际上没有必要看起来是条纹图案,只不过是表现交互配置的状态。此处,重复间隔与上述相同,X和Y方向的重复间隔可以在X方向小于等于约80μm,在Y方向小于等于约110μm,并且,上述2个宽度可以小于等于约80μm。而且,更优选,分别小于等于约50μm。
而且,在本发明中,其特征可以在于,构成上述条纹长方形的上述导电部件和上述非导电部件分别由导电弹性体和非导电弹性体形成,在各部件间相互进行化学偶联(“化学偶联”),该化学偶联的至少一部分使用偶联剂来进行。在本发明中,可以在上述各部件间进行化学偶联,把各向异性导电薄板作为一体使用。一般,在未硫化的弹性体(即,未进行加热等的交联处理的弹性体)的情况下,通过硫化(即,加热等的交联处理),同样可在未硫化的弹性体和已硫化的弹性体之间进行伴随着交联进行的分子水平的化学偶联。而且,无论是这些的组合,还是其以外的组合,都能使用偶联剂(可以包括使用底剂的表面处理),在界面中进行分子水平的化学偶联。该化学偶联的特征是,偶联力强,例如,比起把金属细线插入到弹性体内的各向异性导电薄板中的金属细线和弹性体的偶联,该化学偶联更牢固。而且,该化学偶联是相对物理结合和机械结合而言的。
导电弹性体是指具有导电性的弹性体,通常,可以是为了降低体积固有电阻(例如,小于等于1Ω·cm)而掺有导电材料的弹性体。具体地说,作为弹性体,使用:天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、丁二烯-苯乙烯、丁二烯-丙烯腈、丁二烯-异丁烯等的丁二烯共聚物和共轭二烯烃系橡胶及其加氢物、苯乙烯-丁二烯-二烯烃块共聚物橡胶、苯乙烯-异戊二烯块共聚物等的块共聚物橡胶及其加氢物、氯丁二烯聚合物、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨酯橡胶、聚酯系橡胶、表氯醇橡胶、乙烯-丙烯共聚物橡胶、乙烯-丙烯-二烯烃共聚物橡胶、软质液状环氧橡胶、硅橡胶、或者氟橡胶等。其中,耐热性、耐寒性、耐药品性、耐候性、电绝缘性、以及安全性优良的硅橡胶是最适合被使用的。通过把金、银、铜、镍、钨、白金、钯、其他纯金属、SUS、磷青铜、铍铜等的金属粉末(薄片、小片、箔等也可)和碳等的非金属粉末(薄片、小片、箔等也可)等的导电物质混合进这种弹性体,构成导电弹性体。而且,碳内可以含有碳纳米管或Flaren等。
使这些导电弹性体和非导电弹性体偶联的偶联剂是使这些部件偶联的偶联剂,可以包括普通市场销售的粘接剂。具体地说,可以是硅烷系、铝系、钛酸盐系等的偶联剂,而硅烷偶联剂被良好使用。
而且,在根据本发明的各向异性导电薄板中,其特征在于,上述导电部件与上述非导电矩阵相比突出。“突出”可以是以下情况:在各向异性导电薄板的厚度方面,导电部件的部位比非导电矩阵部位厚;在水平放置了各向异性导电薄板时,非导电矩阵的上侧面位置比导电部件的上侧面位置低;以及/或者,在水平放置了各向异性导电薄板时,非导电矩阵的下侧面位置比导电部件的下侧面位置高。这样,电子部件和基板端子的电接触更可靠。这是因为,这些端子在接近薄板时,最初与导电部件接触,可通过向薄板的按压力来确保适度的接触压。
[实施例]
以下,参照附图,在列举本发明的实施例的同时,对本发明进行更详细的说明,然而由于本实施例作为本发明的优选例,列举了具体的材料和数值,因而本发明不限于本实施例。
图1表示本发明的实施例的各向异性导电薄板10。本实施例的各向异性导电薄板10是矩形状的薄板部件,可以通过把由非导电部件形成的长方形部件12和使导电部件和非导电部件交互配置的条纹图案的长方形部件14交互配置来构成。相邻的由上述非导电部件形成的长方形部件12和条纹图案的长方形部件14使用偶联剂来偶联。在本实施例的各向异性导电薄板中,作为导电弹性体,使用信越聚合物株式会社制的导电硅橡胶,偶联剂使用信越聚合物株式会社制的硅烷偶联剂。非导电弹性体的物理特性如下所述。
介电常数(ε、1Gz)=2.28
介电损耗正切(Tanδ)=0.025
体积电阻率(Ω·cm)=1.00E+13
单元尺寸(μm)=1~2
图2是将图1的左上角放大的局部放大图,更详细地表示两长方形部件12、14。图1的由非导电部件形成的长方形部件12此处相当于长方形部件20,图1的条纹图案的长方形部件14(“条纹长方形”)相当于由非导电部件22和导电部件24构成的条纹长方形。即,采用以下结构:在非导电长方形部件20(“非长方形”)的附近配置有由非导电部件22和导电部件24构成的条纹长方形,在其附近配置有非长方形20,并且配置有由非导电部件22和导电部件24构成的条纹长方形。这些长方形部件的厚度在本实施例中大致相同(T)。如上所述,相邻的两长方形部件使用偶联剂相互偶联,构成条纹长方形14的相邻的导电部件和非导电部件也使用偶联剂来偶联,构成图1所示的1块薄板。此处,进行偶联的偶联剂是非导电性的,使薄板面方向的非导电性得到保证。
非长方形20的宽度是t12,条纹长方形14的宽度是t14。在本实施例中这些宽度完全相同,然而可以一部分相同,也可以完全不同。这些宽度在后述的本实施例的各向异性导电薄板的制造方法中可被容易地调整。而且,条纹长方形14由长度t22的非导电部件22和长度t24的导电部件24构成。在本实施例中这些部件各自的长度完全相同,然而可以一部分相同,也可以完全不同。这些长度在后述的本实施例的各向异性导电薄板的制造方法中可被容易地调整。
而且,在本实施例中,把条纹长方形的导电部件(“导电部件”)的长度设定为约50μm,把非导电部件(“非导电部件”)的长度设定为约30μm,把条纹长方形的宽度设定为约50μm,把非长方形的宽度设定为约50μm,然而在其他实施例中,当然可以比它们长(或者大)或短(或者小)。
在本实施例的情况下,重复间隔相当于把2个相邻的异种弹性体的长度相加再除以2后的数值,即[(t22+t24)/2]。作为各向异性导电薄板整体,可以使用这些数值的平均值来表现各向异性导电薄板,然而也可使用最小值来表现各向异性导电薄板。或者,也可将这些最小值和平均值等组合起来使用。在使用平均值的情况下,表示作为薄板整体的微小间距的性能,当使用最小值时,考虑规定可保证的最小端子间间隔。而且,在比较均匀地配置导电弹性体的情况下,在条纹图案的长方形部件中,可以使用每单位长度的规定的长度的导电弹性体的出现次数和导电弹性体的累积长度。在本实施例中,重复间隔不管使用平均或者最小值,都是约40μm,每单位长度的导电弹性体的累积长度约0.6mm/mm。
本实施例的各向异性导电薄板通过把上述宽度和长度相加,可明示其尺寸,然而对宽度和长度没有限制,而且对厚度T也没有限制(本实施例的各向异性导电薄板的厚度是约1mm。)。但是,在为了使电路基板和电子部件的端子间连接而使用的情况下,优选与它们的尺寸整合的大小。在这种情况下,通常0.5~3.0cm×0.5~3.0cm的厚度是0.5~2.0mm。
在图3至图6中,对上述实施例的各向异性导电薄板的制造方法进行说明。在图3中表示了以下情况:准备了导电薄板部件(A)70(“导电薄板(A)”)和非导电薄板部件(B)80(“非导电薄板(B)”),使用这些薄板部件,将各种薄板部件交互叠层来作成AB薄板叠层体(C)。在叠层途中的AB薄板叠层体90上进一步叠层非导电薄板82,在其上再叠层导电薄板72。在这些薄板部件之间施加偶联剂,使薄板部件间偶联。在叠层途中的AB薄板叠层体90的最下面配置有非导电薄板82,该薄板部件的厚度可以认为与图1和图2中的t22相当,在其正上面的导电薄板72的厚度可以认为与图1和图2中的t24相当。即,图1和图2的条纹长方形14中的非导电部件和导电部件的长度可通过改变这些薄板部件的厚度来自由改变。同样,由非长方形20夹持的条纹长方形的各种部件的长度t22、t24与对应的非导电和导电薄板部件的厚度对应。通常它们的厚度小于等于约80μm,作为微小间距,更优选小于等于约50μm。在本实施例中,通过使非导电部件的长度为约30μm,使导电部件的长度为约50μm来调整厚度。
而且,在将导电薄板部件和非导电薄板部件交互叠层中,可以包括:将导电薄板部件2块以上连续叠层,之后,将非导电薄板部件1块以上叠层。而且,同样也可以包括:将非导电薄板部件2块以上连续叠层,之后,将导电薄板部件1块以上叠层。
图4表示将通过上述AB薄板叠层步骤所生成的AB薄板叠层体(C)92切片的第1切片步骤。为了使得到的斑纹状薄板部件91(“斑纹状薄板”)的厚度变成期望的t14,将AB薄板叠层体92沿着1-1切片线进行切片。该厚度t14与图1和图2中的t14相当。这样,图1和图2中的条纹长方形14的宽度可调整自如,可以全部相同,也可以不同,通常,设定成小于等于约80μm,更期望的是小于等于约50μm。在本实施例中,设定成约50μm。
图5表示以下情况:使用通过上述第1切片步骤所生成的斑纹状薄板(Z)91和非导电薄板部件(D)80(“非导电薄板(D)”),将这些薄板部件交互叠层来作成ZD薄板叠层体(E)。在叠层途中的CD薄板叠层体(E)上面进一步叠层非导电薄板86,在其上面叠层斑纹状薄板96。在这些薄板部件之间涂敷偶联剂,使薄板部件间偶联。在叠层途中的CD薄板叠层体100的最下面配置有非导电薄板86,该薄板部件的厚度可以认为与图1和图2中的非长方形12的宽度t12相当。即,图1和图2的2种长方形部件12、14的宽度可通过改变这些薄板部件的厚度来自由改变。通常它们的宽度小于等于约80μm,作为微小间距,更优选小于等于约50μm。在本实施例中,通过使非长方形12的宽度为约30μm,使条纹长方形14的宽度为约50μm来调整厚度。
图6表示将通过上述CD薄板叠层步骤所作成的ZD薄板叠层体(E)102切片的第2切片步骤。为了使得到的各向异性导电薄板104的厚度变成期望的厚度T,将叠层体102沿着2-2切片线切片。因此,可容易地实现通常很困难的薄各向异性导电薄板的制作和厚各向异性导电薄板的制作。通常,约1mm左右,然而在变薄的情况下,也可设定为小于等于约100μm(特别期望时,小于等于约50μm),也可设定为数mm。在本实施例中,设定为约1mm。
图7和图8表示上述各向异性导电薄板的制造方法的流程图。图7表示斑纹状薄板的作成步骤。首先,把非导电薄板放置在用于叠层的规定的位置(S-01)。作为选项,把偶联剂涂敷在上述非导电薄板上(S-02)。由于是选项,因而当然可以省去该步骤(以下相同)。把导电薄板(A)放置在其上面(S-03)。检查叠层后的AB薄板叠层体(C)的厚度(或者高度)是否是期望的厚度(或者高度)(S-04)。如果是期望(规定的)厚度,则进入第1切片步骤(S-08)。如果不是期望(规定的)厚度,则作为选项,把偶联剂涂敷在上述导电薄板(A)上(S-05)。把非导电薄板(B)放置在其上面(S-06)。检查叠层后的AB薄板叠层体(C)的厚度(或者高度)是否是期望的厚度(或者高度)(S-07)。如果是期望(规定的)厚度,则进入第1切片步骤(S-08)。如果不是期望(规定的)厚度,则返回到S-02步骤,作为选项,把偶联剂涂敷在上述非导电薄板(B)上。在第1切片步骤(S-08),每一块或者多块同时切出斑纹状薄板,存放斑纹状薄板(S-09)。
图8表示使用斑纹状薄板(Z)和非导电薄板(D)作成各向异性导电薄板的ZD薄板叠层步骤。首先,把非导电薄板(D)放置在用于叠层的规定的位置(S-10)。作为选项,把偶联剂涂敷在上述非导电薄板(D)上(S-11)。把斑纹状薄板放置在其上面(S-12)。检查叠层后的ZD薄板叠层体(E)的厚度(或者高度)是否是期望的厚度(或者高度)(S-13)。如果是期望(规定的)厚度,则进入第2切片步骤(S-17)。如果不是期望(规定的)厚度,则作为选项,把偶联剂涂敷在上述斑纹状薄板上(S-14)。把非导电薄板(D)放置在其上面(S-15)。检查叠层后的ZD薄板叠层体(E)的厚度(或者高度)是否是期望的厚度(或者高度)(S-16)。如果是期望(规定的)厚度,则进入第2切片步骤(S-17)。如果不是期望(规定的)厚度,则返回到S-11步骤,作为选项,把偶联剂涂敷在上述斑纹状薄板上。在第2切片步骤(S-17),每一块或者多块同时切出各向异性导电薄板(S-18)。
图9、图10以及图11表示第2实施例。在该第2实施例中,使用已硫化的导电薄板部件和未硫化的非导电薄板部件,采用上述方法作成各向异性导电薄板110。图10和图11表示该各向异性导电薄板110的A-A剖面和B-B剖面。从这些图中可知,在薄板表面,导电部件124处于凸的状态,由于比非导电部件120、122突出,因而接触可靠性高。变成这种形状是因为,通过加热未硫化的橡胶收缩。此时的导电弹性体是已硫化的弹性体,非导电弹性体是未硫化的弹性体。未硫化的非导电弹性体可通过加热等与已硫化的弹性体粘接。因此,在上述制造方法中,不一定需要作为选项的偶联剂涂敷,可从步骤中消除这一步。
图12至图14是对本发明的别的实施例作了图示的图。从图12中可知,由方形杆状的导电弹性体形成的导电部件31被由发泡树脂形成的矩阵部件1E所包围,分布在各向异性导电薄板200面上。此时,矩阵部件的体积百分率与上述实施例相比较低,然而矩阵部件将导电部件有效电绝缘。而且,可知的是,导电部件在各向异性导电薄板200的厚度方向贯通,使导电特性的均匀性得到保持。图13中可知,由圆柱状的导电弹性体形成的导电部件41被由发泡树脂形成的矩阵部件1F所包围,分布在各向异性导电薄板210面上。除了方形变更为圆以外,其他与上述相同。图14与图1的各向异性导电薄板10不同,表示导电部件24的配置为随机的各向异性导电薄板10’。关于其他特征,与图1的各向异性导电薄板相同。
图15和图16表示将本发明的一实施例的各向异性导电薄板10夹在2个基板40和50之间来应用的例子。在图15中,以剖面图形式示意地表示以下情况:夹在2个基板40和50之间、被施加了压缩力的各向异性导电薄板10受到压缩应变,确保基板40和50各自的端子42和52之间的导电性。设想通过使端子42和52从基板40和50的表面稍微突出,使端子表面的各向异性导电薄板10的接触压比其附近高。可知的是,通过位于端子42和52之间的各向异性导电薄板10上的导电部件22来形成导电通道。而且,由于导电部件22和非导电部件24的界面被化学偶联,因而抵抗由表面凹凸等引起的界面的剪切力来保持各向异性导电薄板10的形状,可在压缩负荷被消除的时候复原。图16是示意地表示与端子42接触的各向异性导电薄板10的接触面的图。可知以下情况,即:多个导电部件24在被非导电部件12、22包围的同时,与端子42电连接。
Claims (5)
1.一种各向异性导电薄板,在规定的条件下在厚度方向具有导电性,包括:
介电常数小于等于2.28和/或介电损耗小于等于0.025的绝缘矩阵部件;以及
在上述规定的条件下,在上述厚度方向具有导电性的导电部件;
可在表背面间通电的上述导电部件分布在上述矩阵部件间;
上述导电部件与上述矩阵部件化学偶联。
2.根据权利要求1所述的各向异性导电薄板,上述矩阵部件由发泡弹性体形成。
3.根据权利要求2所述的各向异性导电薄板,上述导电部件由导电弹性体形成。
4.根据权利要求1或2所述的各向异性导电薄板,上述导电部件与上述矩阵部件使用硅烷偶联剂偶联。
5.一种印刷电路板对,夹持权利要求1或2所述的各向异性导电薄板。
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