DE2536361C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Anschlußver­ bindung zwischen einer ersten Leitergruppe und einer zweiten Leitergruppe, entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Insbesondere bei der Herstellung einer Anschlußverbindung zwischen einer integrierten Schaltung und einer gedruckten Schaltung oder einem Flachkabel mit einer gedruckten Schaltung besteht die Schwierigkeit, daß bei einer eng benachbarten Anordnung der Anschlußleiter sorgfältig darauf geachtet werden muß, daß zwischen benachbarten miteinander verbundenen Leiter­ paaren kein Kurzschluß auftritt. Es ist deshalb verhältnis­ mäßig schwierig, eine geeignete Anschlußverbindung beispielsweise durch Verlöten der zu verbindenden Leiter herzustellen.
Zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen zwei Trägern ist es ferner bekannt, einen eine Klebstoffschicht aufweisenden Klebstoffstreifen zu verwenden, wobei die Klebstoffschicht elektrisch leitende Metallteilchen enthält, deren Dicke etwas geringer als die Dicke des Streifens ist, durch welche Teilchen eine aus­ reichende Leitfähigkeit zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen des Streifens erzielt werden kann (US-PS 35 14 326). Um eine ausreichende Festigkeit dieser Klebstoffstreifen zu erzielen, enthalten diese zur Verstärkung dienendes Fasermaterial. Zur Ver­ besserung der Klebefähigkeit derartiger Klebstoffstreifen und zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit ist es ferner bekannt (US-PS 35 14 326), kugelförmige elektrisch leitende Teilchen mit weniger als 40% Volumenanteil in einer zur Verstärkung dienenden Träger­ schicht anzuordnen, von der die Teilchen auf beiden Seiten etwas vorragen, und die beiden Oberflächen davon mit je einer Klebstoffschicht zu versehen. Eine Verwendung derartiger Klebstoffstreifen zur Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Leitergruppen der genannten Art wurde dabei nicht in Betracht gezogen.
Zur Herstellung elektrischer Verbindungen sind ferner isotrop elektrisch leitende Klebstoffe bekannt, die als pastöse Masse auf elektrisch leitend miteinander zu verbin­ dende Teile aufgetragen werden können (Machine Design 16. X 1969, S. 168-172).
Zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen zwei übereinander angeordneten Leitergruppen ist es ferner bereits bekannt, ein Gitternetz mit vorzugsweise gleichen Abständen mit elektrisch nichtleitendem Material zu verwenden, in dessen Öffnungen kugelförmige Teilchen aus elektrisch leitendem Material eingesetzt sind, die auf beiden Seiten über die Oberfläche vorragen (US-PS 35 41 222). Um einen guten elektrischen Kontakt zu erzielen bestehen die elektrisch leitenden Teilchen vorzugsweise aus plastisch deformierbaren Materialien. Insbesondere ist die Herstellung eines derartigen Gitternetzes verhältnismäßig aufwendig, weshalb dieses be­ kannte Verfahren nicht ohne weiteres für den eingangs ge­ nannten Verwendungszweck verwendbar ist.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Anschlußverbindung zwischen verhältnismäßig eng nebeneinander angeordneten Leitern einer ersten Leitergruppe und Leitern einer zweiten entsprechend ausgebildeten Leitergruppe anzu­ geben, welches eine für eine Massenproduktion geeignete ver­ einfachte, Zeit und Kosten sparende Herstellung ermöglicht, ohne daß die Gefahr besteht, daß Kurzschlüsse zwischen verhältnismäßig eng benachbarten miteinander verbundenen Leiterpaaren auftreten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. In vorteilhafter Weiter­ bildung der Erfindung wird eine pastöse Masse verwendet, mit der weitere Teilchen aus Isoliermaterial vermischt sind, die kleiner als die Teilchen aus dem elektrisch leitendem Material sind, wodurch sich der Vorteil ergibt, daß die Durchbruchfeld­ stärke zwischen benachbarten elektrisch leitenden Teilchen in den Zwischenbereichen zwischen aneinander angrenzenden Leiterpaaren erhöht werden kann.
Die Zeichnung dient der weiteren Erläuterung der Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer Verbindung eines Flachkabels mit einer Schaltungsplatte, zur Erläuterung der Durch­ führung des Verfahrens.
Fig. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung einen Schnitt durch die hergestellte Klebeverbindung.
Fig. 3 zeigt in vergrößerter Darstellung einen Schnitt einer zweiten Ausführungsform der hergestellten Klebeverbindung.
Fig. 4 zeigt in vergrößerter Darstellung einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der hergestellten Klebeverbindung.
Eine zur Herstellung einer Verbindung geeignete Klebstoffschicht, die in Form einer pastösen Masse aufgetragen wird, enthält nichtleitendes Klebstoffmaterial, in das elektrisch lei­ tende Teilchen eingebet­ tet werden. Als leitende Teilchen können Kohlenstoffpulver, SiC-Pulver und Metallpulver wie Pulver von reduziertem Ag-, Au-Pulver, Pd/Ag- Pulver, Ni-Pulver und In-Pulver verwendet werden. Vorzugsweise haben die leitenden Teilchen im wesentlichen die gleiche sphäri­ sche Gestalt und den gleichen Durchmesser. Die obere Grenze für die Beimischung der leitenden Teilchen beträgt 60 Vol.%. Wenn das Mischungsverhältnis der leitenden Teilchen unter 60 Vol.% liegt, ist nach Herstellung der Verbindung eine elek­ trische Leitfähigkeit lediglich in Richtung der beiden gegenüber­ liegenden Flächen vorhanden, während die Anordnung in seitlicher Richtung elektrisch nichtleitend ist. Das in der vorliegenden Be­ schreibung erwähnte Mischungsverhältnis bezieht sich auf das nichtleitende Grundmaterial im verfestigten Zustand. Falls ein nicht­ leitender Klebstoff derart ausgebildet ist, daß ein Lösungsmittel beim Aushärten verdampft wird, wird das Verhältnis für die Beimischung der leitenden Teilchen, basierend auf dem ausge­ härteten nichtleitenden Grundmaterial bestimmt, wobei dieses Mi­ schungsverhältnis unter 60 Gewichtsprozent auf der Basis des Ge­ samtvolumens im festen Zustand eingestellt wird. Wenn der Anteil der leitenden Teilchen bei ungefähr 30 Vol.% liegt, beginnt im allgemeinen der Wert für den elektrischen Widerstand in Querrich­ tung abzusinken. Wenn die Menge der leitenden Teilchen ungefähr 60 Vol.% beträgt, tritt auch in seitlicher Richtung Leitfähigkeit auf. Diese Tendenz ändert sich in gewissem Maße in Abhängigkeit von der Gestalt der leitenden Teilchen, die jeweils verwendet werden. Das Mischungsverhältnis für die leiten­ den Teilchen wird daher vorzugsweise unter ca. 30 Vol.% gehalten.
Zwecks Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit zwi­ schen einander gegenüberliegenden Teilchen bzw. des Isoliervermögens in seitlicher Richtung können elektrisch lei­ tende feine Teilchen mit einer schuppenartigen Gestalt bzw. isolierende Teilchen in das nicht­ leitende Grundmaterial gemeinsam mit den vorstehend erwähnten leitenden Teilchen eingebettet werden.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine gedruckte Schaltungsplatte 1, die mit einem Flachkabel 2 mittels des beschriebenen leitenden Kleb­ stoffes verbunden wird. Ein Endbereich der Platte 1 ist als Anschlußbereich 3 ausgebildet, an dem Anschlüsse 4 a einer gedruck­ ten Schaltung 4 angeordnet sind. Entsprechende Anschlüsse 5 a von Leiterbahnen 5 sind auf dem Flachkabel 2 ausgebildet. Ein pastöser elektrisch leitender Klebstoff 6 wird als dünner Überzug auf dem Anschlußbereich 3 der Platte 1 aufgebracht. Das Flachkabel 2 wird dann auf die Platte 1 aufgelegt, wonach die Anordnung unter Druckan­ wendung verklebt wird. Durch Aushärten des elektrisch leitenden Klebstoffs 6 wird die Platte 1 mit dem Flachkabel 2 in einem Zustand verklebt, der in Fig. 2 dargestellt ist. In Fig. 2 bedeu­ tet das Bezugszeichen 7 das nichtleitende Klebstoffmaterial (Grundmaterial) des elek­ trisch leitenden Klebstoffs 6. Mit dem Bezugszeichen 8 sind elek­ trisch leitende Teilchen bezeichnet, die in dem Grundmaterial 7 eingebettet sind. Man erkennt aus Fig. 2, daß die Anschlüsse 4 a und 5 a elektrisch miteinander über die leitenden Teilchen 8 ver­ bunden sind, daß jedoch kein Kurschluß zwischen benachbarten An­ schlüssen besteht. Vorstehend war bereits erwähnt worden, daß das kritische Mischungsverhältnis für die leitenden Teilchen zwecks Erzielung einer Isolation in seitlicher Richtung bei ungefähr 60 Vol.% liegt, und daß die leitenden Teilchen 8 in einer Menge in dem Grundmaterial eingebettet sind, die unter dem kritischen Mischungsverhältnis liegt. Das Mischungsverhältnis der leitenden Teilchen 8 wird unterhalb des kritischen Mischungsverhältnisses geeignet festgelegt, wobei der jeweilige Wert von der Gestalt und Größe der leitenden Teilchen 8 abhängt, sowie von der Breite und dem Abstand, den die Anschlüsse 4 a und 5 a haben. Das Mischungsverhält­ nis wird derart festge­ legt, daß zumindest ein elektrisch leitendes Teilchen zwischen einander gegenüberliegenden Leitern liegt, die mitein­ ander verbunden werden.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform sind elek­ trisch leitende feine Teilchen 9 gemeinsam mit elektrisch leiten­ den größeren Teilchen 8 in dem nichtleitenden Grundmaterial eingebettet, so daß die Leitfähigkeit in vertikaler Richtung stark verbessert wird. Vorzugsweise haben die elektrisch leitenden feinen Teilchen 9 eine schuppenartige Gestalt, wobei sie eine Dicke von einigen µm aufweisen. Das Material, welches die leitenden feinen Teilchen 9 bildet, wird aus den gleichen Materialien ausgewählt, die vorstehend für die elektrisch leitenden Teilchen 8 angegeben wurden. Die Größe der elektrisch leitenden feinen Teilchen wird in Abhängigkeit von dem Durchmesser der leitenden Teil­ chen 8 und dem Abstand zwischen den miteinander zu verbindenden einander gegenüberliegenden Teilen festgelegt. Die Größe der fei­ nen leitenden Teilchen 9 wird im allgemeinen bevorzugt derart festgelegt, daß sie ungefähr 1/10 des Durchmessers der elektrisch leitenden Teilchen 8 ist. Die leitenden feinen Teilchen 9 können in einer Menge von bis zu 30 Vol.% zugegeben bzw. eingebettet werden, wobei jedoch darauf zu achten ist, daß keine Leitfähig­ keit seitlicher Richtung auftritt.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform werden isolierende Teilchen 10 gemeinsam mit den elektrisch leitenden Teilchen 8 eingebettet, wodurch das Isolationsverhalten in Querrichtung verbessert wird. Als iso­ lierende Teilchen 10 werden Metalloxidpulver wie Al2O3-Pulver, Y2O3-Pulver und SiO2-Pulver, andere organische Pulver wie MgF2-Pulver, CaCO3-Pulver und Glaspulver sowie organische Pulver wie Kunst­ stoffpulver verwendet. Die isolierenden Teilchen 10 sind kleiner als der Durchmesser der elektrisch leitenden Teil­ chen 9. Das Mischungsverhältnis der isolierenden Teilchen 10 wird in Abhängigkeit von dem erwähnten Isolationswiderstand bestimmt. Das Einbetten bzw. das Eingeben der isolierenden Teil­ chen 10 wird im allgemeinen mit einem derartigen Mischungsver­ hältnis bevorzugt, daß die isolierenden Teilchen 10 zwischen den leitenden Teilchen 8 vorhanden sind, um zu verhindern, daß die leitenden Teilchen 8 einander berühren.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Anschluß­ verbindung zwischen eng nebeneinander angeordneten Leitern einer ersten Leitergruppe auf einem ersten Träger mit Lei­ tern einer zweiten Leitergruppe auf einem zweiten Träger in einer zueinander ausgerichteten Lage der betreffenden, je­ weils durch Verbindungsmittel miteinander zu verbindenden Leiter, insbesondere für eine Verbindung zwischen einer integrierten Schaltung und einer gedruckten Schaltung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine aus einem elektrisch nichtleitenden Klebstoffmaterial (7) und damit vermischten Teilchen (8) aus elektrisch leitendem Material bestehende pastöse Masse (6) als dünner Über­ zug auf dem Anschlußbereich (3) eines der beiden Träger (1, 2) aufge­ tragen wird, wobei die Teilchen (8) zumindest angenähert kugel­ förmig ausgebildet sind, angenähert gleiche Durchmesser und einen Anteil von weniger als 60 Volumenprozent aufweisen, und daß die Anordnung unter Druckanwendung und durch Aus­ härten des Klebstoffmaterials (7) verklebt wird, um die betref­ fenden Leiter (4 a, 5 a) der beiden Leitergruppen (4, 5) elektrisch leitend zu verbinden, wobei in einer Richtung quer zu den Leitern die Teilchen durch das Klebstoffmaterial voneinander so weit getrennt sind, daß die jeweils miteinander leitend verbunde­ nen Leiterpaare von den benachbarten Leiterpaaren elektrisch isoliert sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine pastöse Masse verwendet wird, mit der weitere Teilchen (10) aus Isoliermaterial vermischt sind, die kleiner als die Teilchen (8) aus dem elektrisch leitenden Material sind.
DE19752536361 1974-08-14 1975-08-14 Elektrisch leitender klebstoff Granted DE2536361A1 (de)

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