DE3443789C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine verbesserte elektrisch leitende
Klebstoffmasse bzw. -zusammensetzung (diese Ausdrücke wer
den synonym verwendet). Die erfindungsgemäße elektrisch lei
tende Klebstoffmasse ergibt eine elektrische Leitfähigkeit
zwischen sich gegenüberliegenden Elektroden, erhält jedoch
die elektrische Isolierung in der Seitenrichtung längs der
Flächenrichtung aufrecht (diese Masse wird manchmal auch
als "anisotropisch leitende Masse" bezeichnet). Die Erfin
dung betrifft insbesondere eine anisotrop leitfähige Masse,
welche zwischen den beiden sich gegenüberliegenden Elektro
den eine sehr gute elektrische Verbindung ergibt, die genau
und stabil ist, und welche ihre ausgezeichneten Isolierei
genschaften sehr genau und stabil in seitlicher Richtung
längs der Flächenrichtung beibehält. Die Masse kann zu ei
nem dünnen Überzug, wie Druckfarbe oder Anstrichmittel,
verarbeitet werden, und sie zeigt Verbesserungen bei der
Wärmebeständigkeit, der Adhäsionsfestigkeit (Klebefestig
keit) und der Lösungsmittelbeständigkeit.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine elektrisch leiten
de Klebstoffmasse, die eine elektrische Leitfähigkeit bzw.
Leitung zwischen sich gegenüberliegenden Elektroden ergibt,
jedoch in lateraler Richtung längs der Flächenrichtung
elektrisch isolierend wirkt. Diese Masse enthält (a) ein
nichtleitendes Grundharz und (b) in dem Harz (a) eingear
beitete und dispergierte elektrisch leitende Teilchen. Die
Masse ist dadurch gekennzeichnet, daß
- (I) die elektrisch leitenden Teilchen (b)
- (b-1) 10 bis 75 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtge wicht der Komponenten (a), (b-1) und (b-2), schleif kornartige elektrische leitende Teilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von minde stens 1 µm und
- (b-2) 0,2 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtge wicht der Komponenten (a), (b-1) und (b-2), elek trisch leitende feine Teilchen mit einem durch schnittlichen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 0,5 µm enthalten
und daß
- (II) die elektrisch leitende Klebstoffmasse ein Lösungs mittel für das Grundharz (a) in einer Menge enthält, die erforderlich ist, damit die Masse im Zustand ei ner Druckfarbe oder eines Anstrichmittels vorliegt.
Es wurden anisotrop leitende Massen entwickelt, die als Lei
ter verwendet werden können, beispielsweise bei der Verbin
dung von Schaltungen gedruckter Schaltungen miteinander oder dem
Meßteil einer gedruckten Schaltung mit einem Kontrollteil.
Die erfindungsgemäße Masse ist bei solchen Anwendungen nütz
lich.
In den letzten Jahren wurden die Größe von Leitern, die zum
Verbinden von Teilen von gedruckten Schaltungen verwendet
wurden, verringert und die Anzahl der Terminals erhöht. Aus
diesem Grund ist es unmöglich geworden, solche Teile durch
Schweißen oder Abdichten zu verbinden, und diese Verbin
dungsverfahren wurden durch Verfahren ersetzt, bei denen
verschiedene Spezialleiter verwendet werden, wie Leiter aus
goldplattiertem rostfreiem Draht, eingebettet in Silicon
kautschuk, Leiter aus einer Anzahl gebogener rohrartiger,
zueinander parallelen Leiter und Leiter aus einem aniso
trop leitenden druckempfindlichen Kautschukfolie. Die aniso
trop leitende druckempfindliche Kautschukfolie enthält ei
ne bestimmte Menge an leitfähigen feinen Teilchen und ist
als Leiter zur Verbindung von zwei Schaltungen mit paralle
len Leitern, wie Druckschaltungen, von großem Interesse, wo
durch in der Dickenrichtung eine Leitfähigkeit erhalten
wurde und die Isolierung in der Richtung rechtwinklig zur
Dickenrichtung aufrechterhalten wurde.
Ein bekannter Leiter dieser Art wird hergestellt, indem man
ein Kunststoffmaterial mit Metallpulver mit bestimmter Teil
chengröße (etwa 1 µm) vermischt und das Gemisch unter Ver
wendung einer Walze zu einer Folie verformt. Es wird zwi
schen die beiden sich gegenüberliegenden Elektroden ge
bracht und mit den Elektroden unter Pressen verbunden. Da
hinsichtlich der Dicke der Folie, die mit der Walze verformt
werden kann, und der elektrischen Leitfähigkeit durch die
Menge des beigemischten Metallpulvers Grenzen gesetzt sind,
wird die gewünschte Wirkung nicht erhalten, wenn die Folie
eine Dicke unterhalb einer bestimmten Grenze aufweist. Es
besteht daher ein Bedarf nach Leitern auf Anstrichmittelba
sis, der in sehr geringer Dicke verwendet bzw. aufgetragen
werden kann.
Ein derartiger Leiter aus Anstrichmittelgrundlage wird bei
spielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung 2179/
1984 beschrieben. Das in dieser Patentschrift beschriebene
Verfahren beinhaltet die Verwendung elektrisch leitender
feiner Teilchen mit normaler Kugelform. Sogar wenn eine Mas
se, die derartige Teilchen enthält, unter Druck zwischen elek
trische Teile gebracht wird, kann eine wirksame Leitfähig
keitsanisotropie zwischen diesen nicht erhalten werden.
Wie oben erwähnt, ist eine elektrisch leitende Klebstoffmas
se, die elektrische Leitfähigkeit zwischen sich gegenüber
liegenden Elektroden ergibt, jedoch die elektrische Isolie
rung in Seitenrichtung längs der Flächenrichtung beibehält
und die (a) ein nichtleitendes Grundharz und (b) elektrisch
leitende Teilchen, die in dem Grundharz (a) eingearbeitet
und dispergiert sind, enthält, allgemein bekannt. Es ist
weiterhin bekannt, zwei Arten von elektrisch leitenden Teil
chen mit unterschiedlicher Teilchengröße in einer solchen
anisotrop leitenden Masse zu verwenden.
Beispielsweise werden in der US-Patentschrift 41 13 981 ei
ne anisotrop leitende Masse und ein Aufbau bzw. ein Gefüge,
wobei diese Masse verwendet wird, beschrieben. Es wird eine
anisotrop leitende Masse beschrieben, die ein nichtleiten
des Grundharz und, in dem Grundharz eingearbeitet, elek
trisch leitende Teilchen enthält. In der Patentschrift wer
den als Beispiele Kohlenstoffpulver, SiC-Pulver und Pulver
aus Metallen, wie reduziertem Ag, Au, Pd/Ag, Ni und In, als
leitende Teilchen beschrieben. Es wird angegeben, daß die
leitenden Teilchen bevorzugt im wesentlichen die gleiche
Kugelform und den gleichen Durchmesser aufweisen. In der
US-Patentschrift wird weiter angegeben, daß zur Verbesse
rung der elektrischen Leitfähigkeit zwischen sich gegenüber
liegenden Elementen oder der Isoliereigenschaft in latera
ler Richtung isolierende Teilchen oder elektrisch leitende
feine Teilchen mit schuppenartiger Form in das nichtleiten
de Grundmaterial zusammen mit den oben erwähnten leitenden
Teilchen eingearbeitet werden. Figur 3 dieser Patentschrift
zeigt eine Ausführungsform, bei der die elektrisch leiten
den feinen Teilchen mit schuppenartiger Form zusammen mit
elektrisch leitenden Teilchen, die vorzugsweise im wesent
lichen die gleiche Kugelform und den gleichen Durchmesser
aufweisen, verwendet werden. In der US-Patentschrift wird
weiterhin ein Heißschmelzklebstoff oder ein thermoplasti
sches Harz als Grundharz beschrieben. In der US-Patent
schrift finden sich jedoch keinerlei Hinweise auf die Ver
wendung von elektrisch leitenden Teilchen (b-1) in Form von
Schleifkörnern, die in ihrer Form nicht kugelförmig sind,
und auf die Kombination dieser schleifkornartigen elektrisch
leitenden Teilchen mit den elektrisch leitenden feinen Teil
chen (b-2) kleinerer Größe, wie sie in der vorliegenden Er
findung verwendet werden. Im Gegenteil empfiehlt die US-Pa
tentschrift die Verwendung elektrisch leitender Teilchen in
Kugelform, was mit der schleifkornartigen Form gemäß der
vorliegenden Erfindung unvereinbar ist. Weiterhin wird in
der genannten US-Patentschrift weder die Verwendung des un
ter (II) oben angegebenen Lösungsmittels noch die Idee, ei
ne Masse als Druckfarbe oder Anstrichmittel zur Verfügung
zu stellen, vorgeschlagen.
Außerdem besteht ein Bedarf, die elektrische Leitfähigkeit
zwischen sich gegenüberliegenden Elektroden und die elektri
schen Isoliereigenschaften in Seitenrichtung der bekannten
anisotrop leitenden Masse weiter zu verbessern. Jedoch führt
der Versuch, die elektrische Leitfähigkeit zwischen den
Elektroden zu erhöhen, zu der entgegengesetzten Wirkung auf
die elektrischen Isoliereigenschaften in Seiten- bzw. late
raler Richtung. Bei der bekannten anisotrop leitenden Masse
können die elektrische Leitfähigkeit und die elektrische
Isolierung nicht völlig genau und stabil gehalten werden.
Die Anmelderin hat Untersuchungen durchgeführt, um eine ver
besserte anisotrop leitende Masse zu entwickeln, die die zu
vor erwähnten technischen Schwierigkeiten der bekannten
anisotrop leitenden Masse nicht aufweist bzw. beseitigt.
Diese Untersuchungen haben zu der Erfindung geführt, daß
die Verwendung elektrisch leitender Teilchen, die aus einer
Kombination aus (b-1) einer spezifischen Menge an "schleif
kornartigen" elektrisch leitenden Teilchen mit einem durch
schnittlichen Teilchendurchmesser von mindestens 1 µm und
(b-2) einer spezifischen Menge an elektrisch leitenden fei
nen Teilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmes
ser von nicht mehr als 0,5 µm bestehen, die zuvor erwähnte
elektrische Leitfähigkeit in Flächenrichtung verbessert und
die elektrische Leitfähigkeit in seitlicher Richtung
ebenfalls verbessert und es ermöglicht, diese genauer und
stabiler als gemäß dem Stand der Technik aufrechtzuerhalten.
Die Untersuchungen der Anmelderin haben ergeben, daß durch
zusätzliche Einarbeitung eines Lösungsmittels für das nicht
leitende Grundharz die entstehende Masse leichter und ein
facher in gleicher Form wie Druckfarbe oder ein Anstrichmit
tel auf verschiedene Objekte auf einem weiten Anwendungsge
biet aufgebracht werden kann und daß der dünne aufgetragene
Film der so verwendeten Masse die zuvor erwähnten verbesser
ten Eigenschaften aufweist. Es wurde weiterhin gefunden,
daß ein in dem zuvor erwähnten Lösungsmittel lösliches wärme
härtendes Harz oder ein Gemisch davon mit einem thermo
plastischen Harz, das in dem Lösungsmittel löslich ist, als
nichtleitendes Grundharz verwendet werden kann und daß da
durch eine weitere Verbesserung in der Wärmebeständigkeit,
Adhäsionsfestigkeit und Lösungsmittelbeständigkeit erreicht
wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrun
de, eine verbesserte elektrisch leitende Klebstoffmasse mit
anisotrop elektrischer Leitfähigkeit zur Verfügung zu stel
len.
Die erfindungsgemäße anisotrop leitende Masse enthält (a)
ein nichtleitendes Grundharz und (b) in dem Grundharz (a) ein
gearbeitet und darin dispergiert elektrisch leitende Teil
chen. Die elektrisch leitenden Teilchen (b) enthalten
- (b-1) 10 bis 75 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtge wicht der Komponenten (a), (b-1) und (b-2), schleif kornartige elektrisch leitende Teilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von minde stens 1 µm und
- (b-2) 0,2 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtge wicht der Komponenten (a), (b-1) und (b-2), elek trisch leitende feine Teilchen mit einem durch schnittlichen Teilchendurchmesser nicht über 0,5 µm.
Die Menge an Grundharz (a) in der erfindungsgemäßen Masse
ist somit der Rest (Gewichtsprozent), den man durch Sub
traktion der Gesamtprozentgehalte von (b-1) und (b-2) von
100 erhält.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es wesentlich, daß die
elektrisch leitenden Teilchen (b-1) einen durchschnittli
chen Teilchendurchmesser von mindestens 1 µm aufweisen und
in Form von Schleifmittelkörnern vorliegen. Der Ausdruck
"Schleifmittelkörner" oder der Ausdruck "in Form von Schleif
mittelkörnern", wie er in der vorliegenden Beschreibung und
in den Ansprüchen verwendet, bedeutet nichtkugelförmige
Teilchen, wie "Schleifmittelkörner", die eine Oberflächen
form aufweisen, die viele Vorsprünge, vorstehende Kanten
und dergleichen besitzt, beispielsweise grobe Teilchen mit
der Form eines Polyeders, und normale Teilchen mit glatter
oder fast glatter kugelförmiger Oberfläche sind ausgeschlos
sen.
Solche schleifkornartigen elektrisch leitenden Teilchen
sind als solche bekannt und im Handel erhältlich und können
bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispiels
weise bestehen diese Teilchen aus elektrisch leitenden Me
tallen, Metallegierungen oder Metallverbindungen. Bevorzug
te Teilchen (b-1) sind schleifkornartige elektrisch leiten
de Teilchen aus Materialien, ausgewählt unter Metallen, Me
tallegierungen, Metallcarbiden, Metallnitriden und Metall
boriden, und Teilchen, die man erhält, indem man die Ober
fläche solcher Teilchen oder schleifkornartiger Metalloxid
teilchen mit hoch elektrisch leitfähigem Metallmaterial
überzieht.
Spezifische Beispiele für Teilchen (b-1) sind schleifkorn
artige elektrisch leitende Metallteilchen, wie Nickel-, Ko
balt- oder Eisenteilchen, die nach dem Carbonylverfahren
hergestellt worden sind; schleifkornartige elektrisch lei
tende Metallegierungsteilchen, wie Legierungen aus den vor
erwähnten Metallen, die nach dem Atomisierverfahren und ei
nem Stampf- bzw. Stanzverfahren hergestellt worden sind;
schleifkornartige elektrisch leitende Teilchen aus Metall
verbindungen z. B. Teilchen aus Metallcarbiden, wie aus
Wolframcarbid (WC), Siliciumcarbid (SiC), Titancarbid (TiC)
und Thalliumcarbid (TlC), Metallnitriden, wie Siliciumni
trid (Si₃N₄), Titannitrid (TiN), Vanadiumnitrid (VN) und
Zirkonnitrid (ZrN), und Metallboriden, wie Thalliumborid
(TlB), Zirkonborid (ZrB) und Titanborid (TiB); und plattier
te schleifkornartige elektrisch leitende Teilchen, die
durch Plattieren der Oberflächen dieser schleifkornartigen
elektrisch leitenden Metallteilchen, Metallegierungsteil
chen und Metallverbindungsteilchen oder der schleifkornar
tigen Teilchen aus Metalloxiden, wie Al₂O₃ und SiO₂, mit
stark elektrisch leitfähigen Metallmaterialien, wie Nickel,
Kupfer, Silber, Gold, Platin, Rhodium, Ruthenium, Osmium
und Palladium, erhalten worden sind. Eine solche Oberflä
chenplattierung kann nach an sich bekannten Verfahren, wie
durch chemische Dampfabscheidung, physikalische Dampfab
scheidung und stromfreier Plattierung, erfolgen. Das strom
freie Plattierungsverfahren ist bevorzugt.
Die Teilchen (b-1), die bei der vorliegenden Erfindung ver
wendet werden, besitzen einen durchschnittlichen Teilchen
durchmesser von mindestens 1 µm, beispielsweise 1 bis 100 µm,
bevorzugt 1 bis 80 µm, besonders bevorzugt 1 bis 50 µm.
Die elektrische Leitfähigkeit der Teilchen (b-1) wird bei
spielsweise als elektrischer Eigenwiderstand bei
Raumtemperatur von nicht mehr als 100 Ohm · cm, beispielswei
se 10-5 bis 100 Ohm · cm, ausgedrückt. Wenn die schleifkornar
tigen Teilchen (b-1) eine extrem große Teilchengröße besitzen,
können der elektrische Widerstand zwischen den sich
gegenüberliegenden Elektroden und die Variationen im Lauf
der Zeit vermindert werden, aber die Elektroden sind für
das Drucken mittels der erfindungsgemäßen Masse ungeeignet.
Daher sollte die Teilchengröße der schleifkornartigen Teil
chen (b-1) bevorzugt innerhalb des oben angegebenen Bereichs
ausgewählt werden, im Hinblick auf die Wirkung, wenn man
sie zusammen mit den Teilchen (b-2) verwendet. Spezifische
Teilchengrößen können abhängig von der elektrischen Leitfä
higkeit und der Menge an feinen Teilchen (b-2), dem Abstand
zwischen den Schaltungen, der Dicke des Überzugs aus aniso
trop leitfähiger Masse, der Adhäsionsfestigkeit, dem Wider
stand zwischen den sich gegenüberliegenden Elektroden, dem
Widerstand zwischen benachbarten Elektroden, dem Verfahren
zur Herstellung des elektrisch leitenden Überzugs, dem Ver
fahren, mit dem in der Wärme verbunden wird, etc. ausgewählt
werden.
Die schleifkornartigen elektrisch leitenden Teilchen mit ei
nem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von mindestens
1 µm (b-1) können auf geeignete Weise entsprechend der vor
stehenden Beschreibung ausgewählt werden. Verschiedene Bei
spiele für Teilchen (b-1), die im Handel erhältlich sind,
sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
Chemische Bezeichnung | |
Teilchendurchmesser (µm) | |
Nickel | |
2-25 | |
Nickel | 4-40 |
Nickellegierung | 7-50 |
Graphit | 15-60 |
Goldplattiertes SiC | 20-75 |
Die Menge an schleifkornartigen elektrisch leitenden Teil
chen (b-1), die bei der vorliegenden Erfindung verwendet
wird, beträgt 10 bis 75 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtge
wicht der Komponenten (a), (b-1) und (b-2). Wenn sie unter
10 Gew.-% liegt, wird die Adhäsionsfestigkeit der entstehen
den Masse zwar verbessert, aber sie besitzt unerwünschter
weise einen hohen elektrischen Widerstand, und die Varia
tionen im elektrischen Widerstandswert werden groß. Wenn
sie andererseits 75 Gew.-% übersteigt, verschlechtert sich
die Adhäsionsfestigkeit, und es ist schwierig, einen voll
ständigen Film aus der Masse herzustellen.
Die elektrisch leitenden feinen Teilchen (b-2) sollten ei
nen durchschnittlichen Teilchendurchmesser nicht über 0,5 µm
aufweisen. Hinsichtlich ihrer Form gibt es keine beson
deren Beschränkungen; sie liegen jedoch normalerweise in
kugelförmiger Gestalt vor.
Diese leitfähigen feinen Teilchen selbst sind bekannt und
im Handel erhältlich und können bei der vorliegenden Erfin
dung verwendet werden. Beispiele für solche Teilchen sind
Teilchen aus Ruß (carbon black), Graphit, stark elektrisch
leitenden kollodialen Metallen oder Metallegierungen.
Ein feines Pulver aus Ruß (carbon black) oder Graphit mit
einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser nicht über 0,5
wird am häufigstens bzw. bevorzugt verwendet. Man kann auch
Pulver aus kolloidalen, stark elektrisch leitenden Metallen
oder Metallegierungen, wie aus kolloidalem Gold, Platin,
Rhodium, Ruthenium, Palladium, Iridium und kollodialem Ti
tan, verwenden.
Der durchschnittliche Teilchendurchmesser der Teilchen (b-2)
sollte nicht über 0,5 µm liegen. Seine untere Grenze wird
nicht besonders festgesetzt, aber normalerweise können Teil
chen mit Teilchendurchmessern im Bereich von 10-4 bis 0,5 µm
verwendet werden. Die elektrische Leitfähigkeit der Teil
chen (b-2) wird beispielsweise als elektrischer Eigen
widerstand (bei Raumtemperatur) von nicht mehr als 1 Ohm-cm
bevorzugt nicht mehr als 0,1 Ohm-cm, angegeben.
Die elektrisch leitfähigen feinen Teilchen (b-2) mit einem
durchschnittlichen Teilchendurchmesser nicht über 0,5 µm
können auf geeignete Weise entsprechend der obigen Beschrei
bung ausgewählt werden. Solche Teilchen (b-2) sind auch im
Handel erhältlich und können bei der vorliegenden Erfindung
verwendet werden. Verschiedene Beispiele für solche Teil
chen (b-2) und ihre elektrische Eigenwiderstände bei
Raumtemperatur in einem Grundharz werden in der folgenden
Tabelle angegeben.
Bei der vorliegenden Erfindung beträgt die Menge an elek
trisch leitfähigen feinen Teilchen (b-2) 0,2 bis 20 Gew.-%,
bevorzugt 1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht
der Komponenten (a), (b-1) und (b-2). Wenn sie unter 0,2
Gew.-% liegt, ist die elektrische Leitfähigkeit in der Flä
chenrichtung der Elektroden ungenügend. Wenn sie 20 Gew.-%
übersteigt, ist die elektrische Isolierung in der Seiten
richtung längs der Flächenrichtung verringert. Weiterhin
verschlechtert sich die Adhäsionsfestigkeit des Überzugs
aus der entsprechenden Masse, und ihr elektrischer Wider
stand wird hoch. Außerdem variieren die elektrischen Wider
standswerte.
Bei der vorliegenden Erfindung kann das Verhältnis zwischen
den schleifkornartigen Teilchen (b-1) und den feinen Teil
chen (b-2) auf geeignete Weise ausgewählt werden. Damit die
erfindungsgemäß erreichte Verbesserung in ausreichendem Maße
erhalten wird, beträgt das Gewichtsverhältnis der
schleifkornartigen Teilchen (b-1) zu den feinen Teilchen
(b-2), (b-1) : (b-2), von 100 : 1 bis 100 : 70, bevorzugt von
100 : 3 bis 100 : 45.
Bei der erfindungsgemäßen anisotrop leitfähigen Masse ist
es wesentlich, daß die elektrisch leitenden Teilchen (b)
verwendet werden, welche aus einem Gemisch bzw. einer Kombi
nation der schleifkornartigen elektrisch leitenden Teilchen
(b-1) und der elektrisch leitenden feinen Teilchen (b-2)
bestehen. Man nimmt an, daß die schleifkornartigen Teilchen
(b-1) zur Sicherstellung einer elektrischen Verbindung zwi
schen sich gegenüberliegenden Elektroden dienen und diese
stabil halten. Es wird angenommen, daß die feinen Teilchen
(b-2) in die Zwischenräume zwischen den schleifkornartigen
Teilchen (b-1) kommen und als Hilfsmittel bei der elektri
schen Verbindung zwischen den sich gegenüberliegenden Elek
troden durch die Teilchen (b-1) dienen und diesen Zustand
stabil halten. Die schleifkornartigen Teilchen (b-1) besit
zen eine große Verankerungswirkung für das Grundharz (a)
und die Elektroden, wie von Druckschaltungen, bedingt durch
ihre schleifkornartige Form. Nach der Verbindung der sich
gegenüberliegenden Elektroden mittels der erfindungsgemäßen
Masse findet eine Versetzung kaum statt, und daher wird die
Anfangsverbindung beibehalten, und die elektrischen Isolier
eigenschaften sind genau und stabil in Seiten- bzw. latera
ler Richtung längs der Oberflächenrichtung.
In der erfindungsgemäßen anisotrop leitfähigen Masse kann
das nichtleitende Grundharz (a), in welchem die elektrisch
leitenden Teilchen (b) eingearbeitet und dispergiert sind,
zum Beispiel ein Heißschmelzklebstoff oder ein thermo
plastisches Harz sein, der bzw. das in einem Lösungsmittel, das in der
Masse vorhanden ist, löslich ist, wobei die Masse den
Zustand einer Druckfarbe oder eines Anstrichmittels annimmt.
Man kann auch ein Gemisch aus einem solchen Harz und einem
Heißschmelzklebstoff oder einem thermoplastischen Harz, das
in dem obigen Lösungsmittel unlöslich ist, verwenden. Ein
weiteres Beispiel für das nichtleitende Grundharz (a) ist
ein in dem Lösungsmittel lösliches wärmehärtendes Harz oder
ein Gemisch aus wärmehärtendem Harz und einem in dem Lö
sungsmittel löslichen thermoplastischen Harz. Diese lö
sungsmittellöslichen Harze können gemeinsam mit einem Pul
ver aus Heißschmelzklebstoff oder thermoplastischem Harz,
die in dem Lösungsmittel unlöslich sind, verwendet werden.
Entsprechend einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Masse besteht das nichtleitende Grundharz (a) aus (a-1) 10
bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponen
ten (a), (b-1) und (b-2), Heißschmelzklebstoff oder thermo
plastischem Harz, die in dem zuvor erwähnten Lösungsmittel
löslich sind, und (a-2) 0 bis 70 Gew.-%, bezogen auf die
gleiche Basis wie oben, eines Pulvers aus Heißschmelzkleb
stoff oder thermoplastischem Harz, das in dem vorerwähnten
Lösungsmittel unlöslich ist.
Spezifische Beispiele für den in einem Lösungsmittel lösli
chen Heißschmelzklebstoff oder das thermoplastische Harz
(a-1), die bei dieser Ausführungsform verwendet werden,
sind Gemische aus Ethylencopolymeren, Polyamiden, Poly
estern, Polyurethan oder Polypropylen als Basis und Kolo
phoniumderivat, Terpenharze oder Erdölharz als Mittel zur
Verbesserung der Trockenklebrigkeit. Solche lösungsmittel
löslichen Heißschmelzklebstoffe oder thermoplastische Harze
(a-1) oder ihre Bestandteile sind im Handel erhältlich
und können bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Beispiele für das Harz (a-1) werden in der folgenden
Tabelle angegeben.
Harz | ||
Feststoffgehalt (%) | ||
Grund- bzw. Hauptkomponente | ||
Ethylen-Vinylacetat-Copolymeres | 25 | |
Thermoplastisches Polyester | 30 | |
Thermoplastisches Polyester | 30 | |
Mittel zur Verbesserung der Trockenklebrigkeit @ | Kolophoniumester | 50 |
Erdölharz | 40 |
Das Lösungsmittel, das den lösungsmittellöslichen Heiß
schmelzklebstoff oder das thermoplastische Harz (a-1) löst,
ist bevorzugt ein Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von
mindestens 150°C und einem relativ niedrigen Dampfdruck,
welches für die Siebdruckerei verwendet werden kann. Cyclo
hexanon kann als Beispiel für ein Lösungsmittel genannt
werden. Essigsäurecarbitol bzw. Essigsäurecarbit ist ein
weiteres Beispiel für ein Lösungsmittel für die anderen
Harze.
In der obigen Ausführungsform beträgt die Menge an lösungs
mittellöslichen Heißschmelzklebstoff oder thermoplastischem
Harz (a-1) bevorzugt 10 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Ge
samtgewicht der Komponenten (a), (b-1) und (b-2). Wenn sie
wesentlich geringer ist, als es diesem Bereich entspricht,
ist es schwierig, eine geeignete elektrische Isolierungsei
genschaft, die dem nichtleitenden Grundharz zuzuordnen ist,
zu erhalten, und die elektrische Leitfähigkeit zwischen den
sich gegenüberliegenden Elektroden ist ebenfalls verringert.
Der pulverförmige Heißschmelzklebstoff oder das pulverförmige
thermoplastische Harz, die in dem Lösungsmittel (a-2) in
der obigen Ausführungsform unlöslich sind, können ein Heiß
schmelzklebstoff oder ein thermoplastisches Harz sein, wel
cher bzw. welches in dem Lösungsmittel für das Harz (a-1)
unlöslich ist. Als Beispiel sei Nylon 12 erwähnt.
Bevorzugt wird das Harz (a-2) in einer Menge von 0 bis 70
Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten (a),
(b-1) und (b-2), verwendet. Wenn eine erfindungsgemäße
anisotrop leitende Masse, die für das Siebdrucken verwendet
werden soll, hergestellt wird, ist es bevorzugt, eine rela
tiv große Menge an elektrisch leitenden Teilchen (b-1) mit
einem Teilchendurchmesser von mindestens 10 µm einzuarbei
ten, da dann die Druckfähigkeit der Masse sehr gut ist. Die
Erhöhung der Menge solcher Teilchen verringert jedoch die
Adhäsionsfestigkeit der Masse. Das in dem Lösungsmittel un
lösliche Heißschmelzharz (a-2) besitzt den Vorteil, daß es
die Rolle der zuvor erwähnten Teilchen mit einem Teilchen
durchmesser von mindestens 10 µm spielt, ohne daß es eine
Verringerung in der Adhäsionsfestigkeit bewirkt. Die Teil
chen des Harzes (a-2) besitzen bevorzugt eine Größe, die es
erlaubt, daß die Teilchen durch ein Sieb für das Siebdrucken
hindurchgehen, beispielsweise nicht mehr als 70 µm, ins
besondere 2 bis 10 µm.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen
anisotrop leitfähigen Masse besteht das nichtleitende Grund
harz (a) aus (a-3) 30 bis 80 Gew.-%, bezogen auf das Gesamt
gewicht der Komponenten (a), (b-1) und (b-2), eines wärme
härtbaren Harzes, das in dem zuvor erwähnten Lösungsmittel
löslich ist, und (a-4) 0 bis 70 Gew.-%, bezogen auf die
gleiche Basis, eines Pulvers aus einem Heißschmelzklebstoff
oder thermoplastischen Harz, der bzw. das in dem zuvor er
wähnten Lösungsmittel unlöslich sind.
Das wärmehärtende Harz (a-3), welches als Bindemittel bei
dieser Ausführungsform verwendet wird, ist bevorzugt ein
wärmehärtendes Harz mit einem Schmelzpunkt von 50 bis 150°C
und einer Gelbildungszeit bei 170°C von 1 Sekunde bis 30 Mi
nuten, vorzugsweise 5 Sekunden bis 2 Minuten. Beispiele für
ein solches Harz (a-3) sind Epoxyharze, ungesättigte Poly
esterharze, Phenolharze, Melaminharze, wärmehärtende Acryl
harze, Diallylphthalatharz, Urethanharz und modifizierte
Produkte aus diesen Harzen, welche in dem zuvor erwähnten
Lösungsmittel löslich sind. Diese Harze können einzeln oder
als Gemisch verwendet werden. Weiterhin können je nach Be
darf reaktive Monomeren, Härtungsmittel, Katalysatoren, Här
tungsbeschleuniger etc. zur Härtung der wärmehärtenden Harze
verwendet werden. Je nach Bedarf können andere Zusatz
stoffe, beispielsweise Mittel zur Verbesserung der Trocken
klebrigkeit, wie Kolophoniumderivate, Terpenharze und Erd
öl- bzw. Petroleumharze, Lösungsmittel, Lösungsmittel, die
zu einem Zustand getrocknet werden können, in dem bei einer
Temperatur unterhalb der Härtungstemperatur des Harzes gerade
noch ein Fingerabdruck erfolgt, wie Cyclohexan, Ethylcellosolve,
Benzylalkohol, Diacetonalkohol und Terpineol, Mittel zur
Verbesserung der Flexibilität, Flammschutzmittel und Flamm
schutzhilfsmittel, eingearbeitet werden.
Spezifische Beispiele für Epoxyharze sind solche von Bisphenol
A, Bisphenol F, hydriertes Bisphenol A, Tetrabrombisphenol
A, Phenolnovolak, bromierter Phenolnovolak, Kresolnovolak,
Glycidylamin, Hydantoin, Triglycidylisocyanurat und
alicyclische Arten. Beispiele für das Härtungsmittel für
diese Harze sind aliphatische Amine, wie Diethylentriamin,
Metaxylylendiamin und Polyamidharze; cyclische aliphatische
Amine, wie Paramethandiamin und 2-Ethyl-4-methylimidazol;
aromatische Amine, wie Metaphenylendiamin und 4,4′-Diamino
diphenylmethan; Säureanhydride, wie Phthalsäureanhydrid und
Nadinsäureanhydrid; tertiäre Amine; Bortrifluoridmonoethyl
amin; Dicyandiamid; Molekularsieb-Härtungsmittel; und mikro
kapsulare Härtungsmittel. Es können auch kationisch polyme
risierbare Lewissäurekatalysatoren verwendet werden.
Als ungesättigte Polyester können solche verwendet werden,
die sich von mindestens einer Dicarbonsäurekomponente und
mindestens einer Diolkomponente ableiten. Beispiele für die
Dicarbonsäurekomponente sind ungesättigte dibasische Säuren,
wie Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, Itaconsäure, Citracon
säure, Glutaminsäure und Mesaconsäure; und gesättigte diba
sische Säuren, wie Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure,
Sebacinsäure, Dodecandicarbonsäure, Terephthalsäure, Iso
phthalsäure, Orthophthalsäure, Tetrahydrophthalsäure und
Hexahydrophthalsäure. Beispiele für die Diolkomponente sind
Ethylenglykol, Propylenglykol, Diethylenglykol, Dipropylen
glykol, Triethylenglykol, 1,3-Butylenglykol, 2,3-Butylenglykol,
Neopentylglykol, Hexylenglykol, Octylenglykol, Bisphenol
A und hydriertes Bisphenol A.
Beispiele für das Vernetzungsmonomere sind Styrol, Divinyl
benzol, Diallylphthalat, Triallylcyanurat, (Meth)Acrylsäure
und Alkylester davon, Acrylnitril, Vinylacetat und Acryl
amid. Härtungsmittel, die für die ungesättigten Polyester
verwendet werden können, können unter üblichen organischen
Peroxiden, wie Benzoylperoxid, Methylethylketonperoxid und
tertiärem Butylperbenzoat, ausgewählt werden. Je nach Be
darf können Beschleuniger, wie Kobaltnaphthenat und Kobalt
octylat, und Polymerisationsinhibitoren, wie Hydrochinon,
zugegeben werden.
Die Phenolharze können Resolharze, die man durch Umsetzung
von Phenolen und Formaldehyd in Anwesenheit alkalischer Ka
talysatoren erhält, oder Novolakharze, die man bei Durchfüh
rung der Reaktion in Anwesenheit saurer Katalysatoren er
hält, sein.
Die Melaminharze können beispielsweise flüssige oder pulver
förmige Harze sein, die man durch Umsetzung von Melamin mit
Formaldehyd unter Erhitzen bei einem pH-Wert von mindestens
7 erhält.
Beispiele für Diallylphthalatharze sind Präpolymeren, die
aus Diallylorthophthalat, Diallylisophthalat und Diallyltere
phthalat, entweder einzeln oder als Gemisch, hergestellt
werden, und Copräpolymeren der oben erwähnten Diallylphtha
late mit Monomeren des Vinyltyps oder Monomeren des Allyl
typs, die damit copolymerisierbar sind.
Das Polyurethanharz kann ein Harz sein, welches man durch
Umsetzung eines Polydiisocyanats und eines Polyglykols oder
eines Polyesterpolyols mit Hydroxylgruppen an beiden Enden
unter Herstellung eines Produkts mit Isocyanatgruppen an
beiden Enden oder mehr als zwei Isocyanatgruppen und Zugabe
einer Verbindung mit mindestens zwei aktiven Wasserstof
fen, wie Polyethylenglykol, eines Polyesters mit Hydroxyl
gruppen an beiden Enden, eines Polyamins oder einer Poly
carbonsäure als Vernetzungsmittel erhält.
Beispiele für das Polyisocyanat sind Tolylendiisocyanat,
3,3′-Tolylen-4,4′-diisocyanat, Diphenylmethan-4,4′-diiso
cyanat, Triphenylmethan-p,p′,p′′-Triisocyanat, 2,4-Tolylen
dimeres, Naphthalin-1,5-diisocyanat, Tris(4-phenylisocyanat)-
thiophosphat, Tolylendiisocyanattrimeres, Dicyclohexamethan-
4,4′-diisocyanat, Metaxylylendiisocyanat, Hexahydrometaxylylen
diisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Trimethylpropan-
1-methyl-2-isocyano-4-carbamat, Polymethylenpolyphenoliso
cyanat und 3,3′-Dimethoxy-4,4′-diphenyldiisocyanat. Es ist
weiterhin möglich, Polyisocyanate zu Polyesterpolyolen oder
Polyetherpolyolen mit Hydroxylgruppen an beiden Enden des
Moleküls zuzugeben.
Die wärmehärtenden Acrylharze können solche Acrylharze sein,
in die mindestens zwei Carbonsäuregruppen oder ihre Anhydride,
Epoxygruppen, Aminogruppen oder andere polymerisierbare
funktionelle Gruppen eingeführt worden sind. Härtungsmittel,
die für die funktionellen Gruppen geeignet sind, können zu
gegeben werden, und die Acrylharze können in der Wärme ge
härtet werden.
Wenn die erfindungsgemäße anisotrop leitfähige Masse für
die Verbindung flexibler Terminals bei der obigen Ausfüh
rungsform, bei der ein wärmehärtendes Harz (a-3), welches
in dem Lösungsmittel, wie bei der Forderung (II) gemäß der
vorliegenden Erfindung angegeben, löslich ist, verwendet
werden, kann die alleinige Verwendung des Harzes (a-3) nicht
die erforderliche Adhäsionsfestigkeit ergeben. Es ist manch
mal auch erwünscht, die Schlagfestigkeit, Biegefestigkeit
und Anfangsadhäsionsfestigkeit des wärmehärtenden Harzes zu
verbessern. In einem solchen Fall wird das Gemisch aus wärme
härtendem Harz und thermoplastischem Harz (einschließlich
eines Elastomeren), die in dem Lösungsmittel löslich sind,
als Harz (a-3) verwendet. Beispiele für ein solches Gemisch
sind ein Gemisch aus einem Phenolharz und einem Polyvinyl
acetalharz, ein Gemisch aus einem Phenolharz und syntheti
schem Kautschuk, ein Gemisch aus einem Epoxyharz und einem
Polyamid, ein Gemisch aus einem Epoxyharz und Nitrilkautschuk
und ein Gemisch aus einem Epoxyharz und Polybutadien.
Die Menge an Harz (a-3), d. h. an wärmehärtendem Harz oder
dem Gemisch von ihm mit dem thermoplastischen Harz, beträgt
vorzugsweise 30 bis 80 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht
der Komponenten (a), (b-1) und (b-2).
Der Heißschmelzklebstoff oder das thermoplastische Harzpul
ver (a-4), die in dem Lösungsmittel unlöslich sind, können
jene sein, die für das Harz (a-3) angegeben wurden und die
in dem Lösungsmittel unlöslich sind. Beispiele sind Nylon
12, gesättigte Polyester, Epoxyharze und Polyurethanharze.
Bevorzugt wird das Harz (a-4) in einer Menge von 0 bis 70
Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten (a),
(b-1) und (b-2), aus den oben im Zusammenhang mit dem Harz
(a-2) angegebenen Gründen verwendet. Die bevorzugte Teil
chengröße des Harzes (a-4) ist jeweils die gleiche wie sie
sie im Zusammenhang mit dem Harz (a-2) beschrieben wurde.
Die erfindungsgemäße anisotrop leitfähige Masse kann herge
stellt werden, indem man die elektrisch leitfähigen Teil
chen, die aus den schleifkornartigen elektrisch leitenden
Teilchen (b-1) und den elektrisch leitenden feinen Teilchen
(b-2) bestehen, das nichtleitende Grundharz, wie (a-1) und
(a-2) oder (a-3) und (a-4), und ein Lösungsmittel, welches
für die Bildung einer Druckfarbe oder eines Anstrichmittels
aus der Masse geeignet ist, vermischt, indem man eine an
sich bekannte Mischvorrichtung benutzt, so daß die elek
trisch leitenden Teilchen (b) in dem Harz (a) einheitlich
dispergiert werden. Als Mischeinrichtung kann beispielsweise
eine Walzmühle oder eine Kugelmühle verwendet werden.
Die erfindungsgemäße anisotrop leitfähige Masse enthält ein
Lösungsmittel für das nichtleitende Grundharz (a) in einer
Menge, die erforderlich ist, damit diese Masse im Zustand
einer Druckfarbe oder eines Anstrichmittels vorliegt. Das
Lösungsmittel kann auf geeignete Weise aus bekannten Lö
sungsmitteln in Abhängigkeit von der Art des verwendeten
Harzes (a) ausgewählt werden. Erforderlichenfalls kann es
auch einfach ausgewählt werden, indem Vorversuche durchge
führt werden. Beispiele für das Lösungsmittel sind Essig
säurecarbit bzw. Essigsäurecarbitol, Cyclohexanon, Ethyl
cellosolve, Cellosolveacetat, Diacetonalkohol und Xylol.
Diese Lösungsmittel können einzeln oder als Gemisch verwen
det werden. Die Menge an Lösungsmittel kann irgendeine sein,
die ausreicht, um die Masse zu einer Druckfarbe oder einem
Anstrichmittel zu verarbeiten. Beispielsweise kann sie etwa
5 bis etwa 70 Gew.-%, vorzugsweise etwa 8 bis etwa 50 Gew.-%,
bezogen auf das Gewicht des Harzes (a), betragen.
Die erfindungsgemäße anisotrop leitende Masse kann verwen
det werden, um eine elektrische Leitung bzw. Verbindung zwi
schen sich gegenüberliegenden Elektroden zu ergeben, bei
spielsweise zwischen Schaltungen in einer Druckschaltung,
oder zwischen dem Meßabschnitt einer Druckschaltung und ei
nem Kontrollabschnitt.
Die Fig. 1 und 2 sind Querschnitte, die die Anwendung
der erfindungsgemäßen Masse bei Leitern in einer Druckschal
tung zeigen. Es wird angenommen, daß die parallelen Leiter
A₁, B₁ und C₁ auf der Oberfläche eines Isolationsfilms F
vorhanden sind. Wenn die erfindungsgemäße Masse durch Sieb
druck aufgedruckt wird, liegen die elektrisch leitenden fei
nen Teilchen E₂ (b-2) unter den schleifkornartigen elek
trisch leitenden Teilchen E₁ vor, und diese Teilchen sind
mit dem nichtleitenden Grundharz H (a) als Bindemittel be
schichtet. Wenn ein ähnliches Substrat, das aus einem Iso
lierfilm F und darauf angeordneten parallelen Leitern A₂,
B₂ und C₂ besteht, über den obigen Film gelegt wird, so daß
die parallelen Leiter einander gegenüberliegen, bewirkt die
erfindungsgemäße Masse eine elektrische Leitung zwischen A₁
und A₂, zwischen B₁ und B₂ und zwischen C₁ und C₂, jedoch
eine elektrische Isolierung zwischen A₁ und B₁ und zwischen
B₁ und C₁ oder zwischen A₂ und B₂ und zwischen B₂ und C₂
und zeigt somit eine anisotrope Leitfähigkeit.
In der vorliegenden Erfindung variieren die elektrische
Leitfähigkeit in Dickerichtung (Flächenrichtung) des aufge
tragenen Filmes und die elektrische Isolierung in Ebenen
richtung (Seitenrichtung) des aufgetragenen Filmes nicht
und können konstant gehalten werden, indem man eine Kombi
nation der schleifkornartigen Teilchen (b-1) und der feinen
Teilchen (b-2) verwendet. Damit der aufgetragene Film elek
trisch leitend ist, sollten die leitfähigen Teilchen mit
einander in Kontakt sein. Wenn die leitfähigen Teilchen (b-2)
mit einem Teilchendurchmesser nicht über 0,5 µm allein
in großer Menge, wie es im Stand der Technik gelehrt wird,
verwendet werden, ist der Bereich des Gehalts an solchen
feinen Teilchen, die eine Isolierung zwischen benachbarten
Kreisen, jedoch eine elektrische Leitfähigkeit zwischen
sich gegenüberliegenden Kreisen ergeben, sehr eng. Wenn an
dererseits die schleifkornartigen leitfähigen Teilchen (b-1)
mit einem Teilchendurchmesser von mindestens 1,0 µm allein
verwendet werden, wird die Isolierung sogar auf einer Seite
zwischen zwei benachbarten Teilchen große Änderungen im Wi
derstand ergeben. Im Gegensatz dazu werden die feinen elek
trisch leitenden Teilchen (b-2) die Räume unter den schleif
kornartigen leitenden Teilchen (b-1) einnehmen, und die in
dividuellen Teilchen werden elektrisch genau und stabil mit
einander verbunden, wenn die schleifkornartigen Teilchen
(b-1) und die feinen Teilchen (b-2) gemäß der vorliegenden
Erfindung als Gemisch verwendet werden. Als Folge ändern
sich die elektrischen Eigenschaften der Masse nicht, son
dern bleiben stabil. Diese Wirkung wird durch den vollstän
digen und genauen Kontakt der Masse mit den Elektroden und
durch die hohe Verankerungswirkung der schleifkornartigen
Teilchen (b-1) auf dem Grundharz (a) und den Elektroden,
wie zuvor beschrieben, verstärkt.
Wird das wärmehärtende Harz oder ein Gemisch davon mit dem
thermoplastischen Harz (b-3) verwendet, sind die elektrisch
leitenden feinen Teilchen (b-2) mit einem Teilchendurchmes
ser von nicht mehr als 0,5 µm und die schleifkornartigen
elektrisch leitenden Teilchen mit einem Teilchendurchmesser
von mindestens 1,0 µm in lateraler Richtung durch das wärme
härtende Harz, das während der Wärmehärtung gehärtet wird,
isoliert, und die elektrisch leitenden Teilchen ergeben ei
ne elektrische Leitung zwischen den sich gegenüberliegenden
Elektroden. Da in diesem Fall die schleifkornartigen elek
trisch leitenden Teilchen (b-1) eine Anzahl erhöhter und
vertiefter Teile auf ihrer Oberfläche besitzen, sind sie
zwischen den Elektroden A₁ und A₂, zwischen B₁ und B₂ und
zwischen C₁ und C₂ schwer zu bewegen, und hauptsächlich die
Harzkomponente wird extrudiert und fließt in die Abschnitte
G mit größerem Zwischenraum. Dementsprechend erhöht sich
die Harzmenge in diesen Abschnitten, und die Masse ergibt
eine elektrische Leitfähigkeit zwischen A₁ und A₂, zwischen
B₁ und B₂ und zwischen C₁ und C₂ und eine Isolierung zwi
schen A₁ und B₁ und zwischen B₁ und C₁ sowie zwischen A₂
und B₂ und zwischen B₂ und C₂ und zeigt somit eine aniso
trope Leitfähigkeit. Die schleifkornartigen Teilchen (b-1)
dienen zur Vermeidung einer Versetzung, wenn das Harz ge
schmolzen wird und zum Zeitpunkt des Verbindens in der Wärme
fließfähig ist.
Fig. 3 ist eine graphische Darstellung, in der die Bezie
hung zwischen dem Gehalt an elektrisch leitenden Teilchen
und dem spezifischen Durchgangswiderstandswert angegeben
ist. Die ausgezogenen Linien zeigen die Beziehung zwischen
zwei sich gegenüberliegenden Leitern, wie sie in Fig. 2
dargestellt sind.
Die ausgezogene Linie 1 zeigt den Fall, in dem nur Ruß mit
einem Teilchendurchmesser von nicht mehr als 0,5 µm als fei
ne Teilchen (b-2) eingearbeitet ist. Die ausgezogene Linie
2 zeigt den Fall, in dem nur schleifkornartige leitende
Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von mindestens 1 µm
(b-1) eingearbeitet sind. Die ausgezogene Linie 3 zeigt den
Fall, in dem sowohl Ruß als auch schleifkornartige Teilchen
in einem Verhältnis von 5 : 95 eingearbeitet sind (ein erfin
dungsgemäßes Beispiel). Die Punkte QA, QB und QC zeigen die
Gehalte, bei denen keine elektrische Leitung durch Kontakt
widerstand erhalten wird, oder den Hall-Effekt vor dem Ver
binden in der Wärme. Zum Zeitpunkt des Verbindens in der
Wärme werden die benachbarten Leiter A, B, C . . . voneinan
der isoliert, und die Dickerichtungen A₁A₂, B₁B₂, C₁C₂ . . .
der Gehalte werden PA, PB, PC, wodurch elektrische Leit
fähigkeit erreicht wird. Im Fall der Fig. 3 wird eine elek
trische Isolierung durch die Erhöhung der Widerstandswerte
zwischen A, B, C . . . erhalten. Wenn daher der Punkt QA oder
QB in der Zeichnung nach links verschoben wird (wenn näm
lich der Gehalt an Teilchen verringert wird), können die
Punkte PA oder PB während des Verbindens in der Wärme nicht
in der geladenen Fläche gehalten werden. Wenn andererseits
der Punkt QA oder QB in der Zeichnung nach rechts verscho
ben wird (wenn nämlich der Gehalt an Teilchen erhöht wird),
kann eine Isolierung zwischen A, B, C . . . nicht vollständig
aufrechterhalten werden. In anderen Worten ist der Bereich
an Gehalten, der sowohl die Leitfähigkeits- als auch die
Isolierbedingungen erfüllt, eng, und selbst eine kleine Ab
weichung in den Herstellungsbedingungen wird diese Eigen
schaften nachteilig beeinflussen.
Es werden also die elektrisch leitenden Teilchen (b-1) und
(b-2), wie durch die Linien 2 bzw. 1 in Fig. 3 dargestellt,
vereinigt, und die Beziehung in diesem Fall ist durch die
ausgezogene Linie 3 in Fig. 3 angegeben. Der Gehalt an
elektrisch leitenden feinen Teilchen (b-2), der der Kurve 1
in Fig. 3 entspricht, wird auf den Punkt QA eingestellt,
bei dem man eine Isolierung zwischen benachbarten Leitern
erhält. Da der Gehalt QB an schleifkornartigen leitenden
Teilchen (b-1), der eine Isolierung zwischen benachbarten
Leitern in der Kurve 2 in Fig. 3 ergibt, variiert, wird der
richtige Wert durch Vorversuche ermittelt.
Der Punkt QC wird durch Zusammensetzung von QA und QB ange
nommen. Der Zustand des Schnittbereichs der anisotrop lei
tenden Masse als Leiter am Punkt QC wird in Fig. 1 darge
stellt, und zwischen benachbarten Leitern wird eine ausrei
chende Isolierung erhalten. Werden zwei Leiter in Stellung
ausgerichtet und wie in Fig. 2 miteinander in der Wärme
verbunden, fließt das Harz in die Abschnitte G der Fig. 2
während des Verbindens in der Wärme. Wie in Fig. 3 gezeigt,
ist der Gehalt an leitenden Teilchen und der Widerstand zwi
schen A₁ und A₂, zwischen B₁ und B₂ und zwischen C₁ und C₂
vom Punkt QC zum Punkt PC verschoben, und dieser Punkt
liegt notwendigerweise innerhalb der Fläche, die eine elek
trische Leitfähigkeit zeigt. Dementsprechend wird eine aus
reichende Isolierung beispielsweise bei mindestens 10¹⁰ Ohm
in lateraler Richtung A, B, C . . . aufrechterhalten, und der
Widerstand zwischen A₁ und A₂, zwischen B₁ und B₂, zwischen
C₁ und C₂ . . . wird beispielsweise 0,5 bis 1,5 Ohm/0,1×4 mm².
Wenn die Adhäsion und die anisotrope Leitfähigkeit in Be
tracht gezogen werden, kann die Masse aus leitfähigen Teil
chen, Harz und Lösungsmittel manchmal für eine Druckfarbe
oder ein Anstrichmittel in Abhängigkeit von der Auswahl des
Harzes ungeeignet sein. Die Zusammensetzung der Masse soll
te daher durch Vorversuche bestimmt werden. Im allgemeinen
gilt, daß wenn die Menge an leitfähigen Teilchen sehr gering
ist, die Adhäsion verbessert ist, die Masse keine thixotrope
Eigenschaft besitzt und eine viskose, leicht schäumbare
Druckfarbe oder ein Anstrichmittel ist. Eine solche Masse
kann einen Film ergeben, der Nadellöcher aufweist.
In einem solchen Fall ist es bevorzugt, ein pulver
förmiges wärmehärtendes oder thermoplastisches Harz, das in
dem Lösungsmittel unlöslich ist, anstelle eines Teils der
elektrisch leitenden Teilchen zu verwenden. Dieses pulver
förmige Harz löst sich in dem Lösungsmittel nicht und wirkt
als Pigment während des Trocknens eines gedruckten Filmes,
und eine Klebrigkeit der Oberfläche kann vermieden werden.
Zum Zeitpunkt des Verbindens in der Wärme schmilzt es, wo
durch die Adhäsion verbessert wird.
Es wurde die Ausführungsform beschrieben, bei welcher ein
Grundharz (a), das das thermoplastische Harz oder das Ge
misch davon (a-3) enthält, verwendet wurde. Die gleichen
Erläuterungen gelten auch für die Verwendung des Heißschmelz
klebstoffs oder thermoplastischen Harzes (a-1), außer daß
sich die Art des Harzes unterscheidet. Die Ausführungsform,
bei der das Harz (a-3) oder ein Harz, welches dieses ent
hält, verwendet wird, ist bevorzugt. Bei dieser bevorzugten
Ausführungsform kann die erfindungsgemäße anisotrop leiten
de Masse entweder als Zweikomponententyp verwendet werden,
wobei ein Härtungsmittel und ein Katalysator unmittelbar
vor der Verwendung zugegeben werden, oder als Einkomponen
tentyp, wobei sie ein latentes Härtungsmittel je nach dem
Zweck, zu dem die erfindungsgemäße Masse eingesetzt wird,
enthält. Beim Verbinden in der Wärme kann das thermoplasti
sche Harz vollständig gehärtet werden. Alternativ kann es
in der Stufe des Verbindens in der Wärme vorläufig verbun
den (halbgehärtet) werden und dann durch Erhitzen in einem
Ofen nachgehärtet werden. Wenn eine Komponente, auf die die
Masse aufgetragen wird, nicht wärmebeständig ist und nicht
in einen Ofen gestellt werden kann, kann man zwei anisotrop
leitende Massen herstellen, von denen eine eine wärmehärtende
Harzgrundlage und die andere ein Härtungsmittel und einen
Katalysator enthält, und sie in zwei Schichten auftragen,
oder man kann sie getrennt auf sich gegenüberliegende Schal
tungsterminals auftragen und die Oberflächen, die miteinander
verbunden werden sollen, in innigen Kontakt bringen und
sie innerhalb kurzer Zeit härten.
Die erfindungsgemäße anisotrop leitende Masse zeigt in einem
weiten Anwendungsbereich ausgezeichnete Eigenschaften. Bei
spielsweise kann sie als Leiter verwendet werden, indem man
sie auf ein Substrat aufdruckt und sie so weit trocknet,
daß sie gegenüber einer Berührung mit dem Finger gerade noch
empfindlich ist. Sie kann ebenfalls zur Verbindung von Schaltungen
miteinander und Terminals aus passiven Elementen (Kondensa
toren, Spulen) und aktiven Elementen (IC, Dioden, Tran
sistoren) von elektrischen Teilen verwendet werden.
Man kann auch den terminalen Teil eines bandartigen passi
ven oder aktiven Elements mit einer Druckfarbe oder einem
Lack aus anisotrop leitender Masse beschichten und mit ei
ner Druckschaltung bzw. einem Drucksubstrat verbinden. Zur
elektrischen und physikalischen Verbindung von zwei Kör
pern ist es möglich, eines der beiden Substrate als heiße
Platte zu verwenden, die anisotrop leitende Masse zwischen
die heiße Platte und das andere Substrat zu legen und die
beiden unter Ausnutzung des Gewichts der Substrate selbst
in der Wärme zu versiegeln. Alternativ kann die Hitzever
siegelung durchgeführt werden, indem man den Aufbau durch
heiße Walzen leitet. Die Wärmequelle kann beispielsweise
eine Heizplatte sein, die auf einer vorgegebenen Temperatur
gehalten wird, eine elektrische Heizung, eine dielektrische
Heizung, eine Ultraschallpartialheizung und Mikrowellen.
Man kann auch eine Verbindung durch Ultraschall durchführen.
Die erfindungsgemäße anisotrop leitende Masse ist beispiels
weise nützlich, um nichtverschweißbare leitende Filme, wie
AG-Harz-Filme, Kohlenstoff-Harz-Filme, dampfabgeschiedene
Filme und Zinnoxidfilme, Leiter mit geringem Abstand, wie
Digitalterminals, indirekte Volumen, Hybridterminals, Chip-
Widerstände, Bandwiderstände, Kondensatoren und Spulen, zu
verbinden. Zur gleichzeitigen Verbindung vieler Terminals
gleichzeitig, wie in Keyboard-Flüssigkristallen, Digital
vorrichtungen, Schaltungselementen und indirekten Volumen,
ist sie ebenfalls nützlich.
Wenn die erfindungsgemäße anisotrop leitende Masse das wärme
härtende Harz (Harz (a)) als Bindemittel enthält, erhöht
sich die Abschälfestigkeit in Schaltungsrichtung und in der
Richtung rechtwinklig zur Schaltung, wie in Fig. 4 gezeigt,
um das 2- bis 3fache, und die Zugscherfestigkeit, Wärmebe
ständigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit und Lösungsmittel
beständigkeit sind ebenfalls wesentlich verbessert, vergli
chen mit einer anisotrop leitenden Masse, die ein Heiß
schmelzharz oder synthetischen Kautschuk als Harz (a) ent
hält.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Alle Pro
zentgehalte und Teile in diesen Beispielen sind, sofern
nicht anders angegeben, durch das Gewicht ausgedrückt.
Eine Heißschmelzharzmasse der in Tabelle I angegebenen Zu
sammensetzung wird mit 15% elektrisch leitenden Teilchen
der Zusammensetzung nach Tabelle II vermischt, wobei man
eine anisotrop leitende Masse erhält. Die entstehende Masse
wird zu einer Breite von 4 mm und einer Dicke von 30 µm auf
die Terminals eines Schaltungssubstrats, das man durch Sieb
drucken eines Schaltungsmusters erhält und welches aus 22
Leitern mit je einer Breite von 0,5 mm und einem Abstand
zwischen benachbarten Leitern von 1,0 mm auf einem Polyester
film mit einer Dicke von 50 µm besteht, unter Verwendung
einer Kohlenstoffharzfarbe mit einem Flächenwiderstand von
20 Ohm/ aufgedruckt. Die aufgedruckte Masse wird dann
10 Minuten lang bei 120°C getrocknet.
Die Druckschaltungsplatte auf der Grundlage des obigen Poly
esterfilms, die mit der anisotropen Massen bedruckt ist,
wird über eine Druckschaltungsplatte gelegt, die erhalten
worden ist, indem man das zuvor erwähnte Schaltungsmuster
gemäß dem üblichen Ätzverfahren auf eine 0,8 mm dicke Glas
tuch-Epoxyharz-Platte, deren eine Oberfläche mit Kupfer
plattiert ist, ätzt. Die Verdrahtungs- bzw. Verlegungsstel
lungen der beiden Platten werden ausgerichtet, und die Plat
ten werden 5 Sekunden bei 200°C und 20 kg/cm² in der Hitze
verbunden. Die Eigenschaften des Produkts sind in Tabelle
XXII angegeben.
Der Anteil an Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von
0,5 µm beträgt 4%, bezogen auf das Gewicht der gesamten
elektrisch leitfähigen Teilchen.
Teile | |
Gesättigter Polyester | |
15 | |
Gesättigter Polyester | 15 |
Nylon 12 | 70 |
Essigsäurecarbitol | 70 |
Teile | |
Carbon Black (Ruß) | |
1 | |
Carbon Black (Ruß) | 3 |
Graphit | 96 |
Ein Schaltungsmuster, welches aus 22 Leitern mit je einer
Breite von 0,5 mm und einer Länge von 50 mm besteht, wobei
die Entfernung zwischen benachbarten Leitern 1,0 mm beträgt,
wird gemäß dem üblichen Ätzverfahren auf einer flexiblen
mit Kupfer plattierten Platte auf der Grundlage eines Poly
esterfilms (Polyester: 50 µm, elektrolytische Kupferfolie:
35 µm) gebildet. Eine anisotrop leitende Masse mit der Zu
sammensetzung, wie sie in Tabelle III angegeben wird, wird
auf die Terminals der gedruckten Schaltungsplatte in einer
Breite von 3 mm und einer Dicke von 25 µm aufgetragen und
20 Minuten bei 150°C getrocknet.
Die flexible Druckschaltungsplatte, die mit der obigen an
isotrop leitenden Masse bedruckt ist, wird auf eine gedruckte
Schaltungsplatte gelegt, die man erhält, indem man das
gleiche Schaltungsmuster wie oben durch Ätzen einer 0,8 mm
dicken Glastuch-Epoxyharz-Platte, deren eine Oberfläche mit
Kupfer plattiert ist, erzeugt. Die Verlegungs- bzw. Ver
drahtungsstellungen der beiden Platten werden ausgerichtet,
und sie werden 8 Sekunden bei 190°C und 30 kg/cm² in der
Wärme verbunden. Die Eigenschaften des Produkts sind in Ta
belle XXII angegeben.
Teile | |
Titannitrid | |
70 | |
Carbon Black (Ruß) | 2 |
Kolloidaler Nickel | 28 |
Gesättigtes Polyesterharz | 150 |
Gesättigtes Polyesterharz | 150 |
Essigsäurecarbitol | 100 |
Druckschaltungsplatten werden während 90 Sekunden bei 150°C
und 30 kg/cm² gemäß dem gleichen Verfahren wie in Beispiel
2 in der Wärme verbunden, ausgenommen, daß eine anisotrop
leitende Masse der in Tabelle IV angegebenen Rezeptur an
stelle der in Beispiel 2 verwendeten Masse eingesetzt wird.
Die Eigenschaften des Produkts sind in Tabelle XXII angege
ben.
Teile | |
Nickel | |
30 | |
Titancarbid | 40 |
Kolloidaler Nickel | 28 |
Carbon Black (Ruß) | 2 |
Alicyclisches Epoxyharz | 200 |
Katalysator | 2 |
Diacetonalkohol | 20 |
Druckschaltungsplatten werden 90 Sekunden in der Wärme bei
150°C und 30 kg/cm² nach dem gleichen Verfahren wie in Bei
spiel 2 verbunden, mit der Ausnahme, daß eine anisotrop lei
tende Masse der in Tabelle V angegebenen Rezeptur anstelle
der in Beispiel 2 verwendeten Masse eingesetzt wurde. Die
Eigenschaften sind in Tabelle XXII angegeben.
Teile | |
30%iges goldplattiertes Titancarbid | |
50 | |
Nickel | 40 |
Carbon Black (Ruß) | 2 |
Kolloidaler Nickel | 8 |
Alicyclisches Epoxyharz | 200 |
Katalysator | 2 |
Diacetonalkohol | 25 |
Druckschaltungsplatten werden 5 Sekunden in der Wärme bei
200°C und 20 kg/cm² gemäß dem gleichen Verfahren wie in
Beispiel 1 verbunden, ausgenommen, daß Nickelpulver mit ei
nem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 2,5 µm allein
als elektrisch leitfähige Teilchen in der in Tabelle VI an
gegebenen Masse in der Heißschmelzharzmasse der Tabelle I
verwendet wird.
Wie aus Tabelle VI hervorgeht, ist bei 10¹⁰ Ohm oder mehr,
bei denen die Isolierung zwischen benachbarten Elektroden
gut ist, der Widerstand zwischen gegenüberliegenden Elek
troden groß, und die Schwankungen sind stark.
Druckschaltungsplatten werden in der Wärme nach dem glei
chen Verfahren wie in Beispiel 3 verbunden, ausgenommen, daß
eine anisotrop leitfähige Masse der in Tabelle VII angege
benen Rezeptur anstelle der in Beispiel 3 verwendeten Masse
eingesetzt wird. Der Widerstand zwischen benachbarten Elek
troden ist so niedrig wie 10⁵ Ohm, und die Isolierung zwi
schen ihnen ist schlecht.
Teile | |
Nickel | |
25 | |
Kolloidaler Nickel | 60 |
Carbon Black (Ruß) | 15 |
Alicyclisches Epoxyharz | 200 |
Katalysator | 2 |
Diacetonalkohol | 25 |
Eine wärmehärtende Harzmasse der in Tabelle VIII angegebenen
Rezeptur wird mit 10 bis 20% elektrisch leitenden Teil
chen der in Tabelle IX angegebenen Zusammensetzung unter
Bildung einer anisotrop leitenden Masse vermischt. Ein
Schaltungsmuster, welches aus 22 Schaltungen mit je einer
Breite von 0,5 mm und einer Länge von 50 mm mit 1,0 mm Ab
stand zwischen benachbarten Schaltungen besteht, wird nach
dem üblichen Ätzverfahren auf einer flexiblen kupferplat
tierten Platte auf der Grundlage eines Polyesterfilms (Polyester:
50 µm, elektrolytische Kupferfolie: 35 µm) herge
stellt. Die obige anisotrop leitfähige Masse wird auf die
Terminals der Druckschaltungsplatte in einer Breite von 5 mm
und einer Dicke von 30 µm aufgedruckt, und dann wird 10
Minuten bei 120°C getrocknet.
Die flexible Druckschaltungsplatte, die mit der obigen aniso
trop leitfähigen Masse bedruckt ist, wird auf eine Druck
schaltungsplatte gelegt, die man erhält, indem man das glei
che Schaltungsmuster wie oben auf eine 0,8 mm dicke Glas
tuch-Epoxyharz-Platte, deren eine Oberfläche mit Kupfer
plattiert ist, aufätzt. Die Verlegungs- bzw. Verdrahtungs
stellungen werden ausgerichtet, und die beiden werden wäh
rend 20 Sekunden bei 200°C und 10 kg/cm² in der Wärme ver
bunden. Die Eigenschaften des Produkts sind in Tabelle X
angegeben. Die Eigenschaften des Produkts, das man erhält,
wenn der Gehalt an elektrisch leitfähigen Teilchen 15% be
trägt, sind in Tabelle XXII angegeben. Der Anteil an Teil
chen mit einem Teilchendurchmesser von 0,5 µm in den gesam
ten elektrisch leitenden Teilchen beträgt 16%.
Teile | |
Ungesättigtes Polyesterharz | |
25 | |
Weiches ungesättigtes Polyesterharz | 25 |
Diallylterephthalatmonomeres | 10 |
Nylon 12 | 40 |
Dicumylperoxid | 3 |
Essigsäurecarbitol | 70 |
Teile | |
Carbon Black (Ruß) | |
2 | |
Carbon Black (Ruß) | 4 |
Kolloidaler Nickel | 10 |
Nickel | 84 |
Eine Epoxyharzmasse der in Tabelle XI angegebenen Zusammen
setzung wird mit 40 bis 60%, bezogen auf die Harzfeststoffe,
elektrisch leitenden Teilchen der in Tabelle XII ange
gebenen Rezeptur unter Bildung einer anisotrop leitfähigen
Masse vermischt. Der Anteil an Teilchen mit einem Teilchen
durchmesser von nicht über 0,5 µm beträgt in den leitenden
Teilchen 4%.
Teile | |
Epoxyharz | |
70 | |
Polyamidharz (Härtungsmittel) | 30 |
Nylon 12 | 100 |
Ethylcellosolve | 50 |
Cyclohexanon | 50 |
Teile | |
Carbon Black (Ruß) | |
1 | |
Carbon Black (Ruß) | 3 |
Nickel | 36 |
Nickel | 60 |
Nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 5 werden Druck
schaltungsplatten 20 Sekunden bei 200°C und 10 kg/cm² unter
Verwendung der entstehenden anisotrop leitfähigen Masse in
der Wärme verbunden, und dann wird das Harz in einem Ofen
während 2 Stunden bei 150°C nachgehärtet. Die Eigenschaften
des Produkts sind in Tabelle XIII aufgeführt.
Die Eigenschaften des Produkts, welches man erhält, wenn
der Gehalt an elektrisch leitfähigen Teilchen 45% beträgt,
sind in Tabelle XXII angegeben.
Druckschaltungsplatten werden während 10 Sekunden bei 250°C
und 5 kg/cm² nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 5
in der Wärme verbunden, ausgenommen, daß eine Phenolharzmasse
der in Tabelle XIV angegebenen Rezeptur und elektrisch
leitende Teilchen der in Tabelle XV angegebenen Rezeptur
verwendet werden. Das Harz wird 30 Minuten lang bei 150°C
in einem Ofen gehärtet. Der Anteil an Teilchen mit einer
Teilchengröße von nicht mehr als 0,5 µm beträgt in den ge
samten elektrisch leitenden Teilchen 16%.
Teile | |
Phenolharz | |
60 | |
Hexamethylentetramin | 3 |
Epoxyharz | 37 |
Ethylcellosolve | 30 |
Cyclohexan | 30 |
Teile | |
Goldplattierter Nickel | |
84 | |
Kolloidaler Nickel | 10 |
Carbon Black (Ruß) | 2 |
Carbon Black (Ruß) | 4 |
Der geeignetste Gehalt an elektrisch leitfähigen Teilchen
kann auf einen Wert innerhalb des Bereichs von 40 bis 50%
festgesetzt werden, wie aus Tabelle XVI hervorgeht. Die Ei
genschaften des Produkts, das man erhält, wenn der Gehalt
an elektrisch leitfähigen Teilchen 45% beträgt, sind in Ta
belle XXII angegeben.
Eine Polyurethanharzmasse der in Tabelle XVII angegebenen
Zusammensetzung wird als Bindemittel verwendet und mit 48
Gew.-%, berechnet auf der Grundlage der Feststoffe in dem
Harz, elektrisch leitfähigen Teilchen der in Tabelle XVIII
aufgeführten Zusammensetzung unter Bildung einer anisotrop
leitfähigen Masse vermischt. Der Anteil an Teilchen mit ei
nem Teilchendurchmesser nicht über 0,5 µm in den gesamten
elektrisch leitfähigen Teilchen beträgt 13%.
Teile | |
Polyesterpolyol | |
60 | |
Aliphatisches Polyisocyanat | 40 |
Ethylcellosolve | 20 |
Cyclohexan | 20 |
Teile | |
Nickel | |
78 | |
Siliciumdioxid | 10 |
Kolloidales Titan | 10 |
Carbon Black (Ruß) | 2 |
Die entstehende anisotrop leitende Masse wird in einer Brei
te von 40 mm auf Druckschaltungsplatten durch ein Metall
maskensieb (70 µm dick) aufgedruckt und 10 Minuten bei 80°C
getrocknet, bis zu einem Ausmaß, daß eine Berührung mit dem
Finger noch wahrnehmbar ist. Dann wird 20 Sekunden bei 150°C
und 3 kg/cm² in der Wärme verbunden. Die Druckschaltungs
platten sind erhalten worden, indem man ein Schaltungs
muster, welches aus 30 Schaltungen mit einer Breite von je
0,1 mm und einer Länge von 60 mm mit einem Abstand von 0,1
mm zwischen den Schaltungen besteht, auf einen Polyester
film (75 µm dick) unter Verwendung eines Silberharzes auf
druckt. Der Silberharzfilm besitzt einen Widerstand (Ro)
von 0,05 Ohm. Nach dem Verbinden in der Wärme beträgt der
Widerstand zwischen gegenüberliegenden Elektroden 10 bis 15
Ohm, und der Widerstand zwischen benachbarten Elektroden
beträgt mehr als 10¹² Ohm. Der Widerstand zur Spannung be
trägt 100 V. Die Eigenschaften des Produkts sind in Tabelle
XXII angegeben.
Jedes der Hauptmittel und der Grundierungsmittel eines im
Handel erhältlichen modifizierten Acrylklebstoffs wird mit 48% elek
trisch leitenden Teilchen der in Tabelle XIX angegebenen Zusammensetzung
unter Bildung anisotrop leitfähiger Massen vermischt. Der An
teil an Teilchen mit einem Teilchendurchmesser nicht über
0,5 µm beträgt in den gesamten elektrisch leitfähigen Teil
chen 6%.
Die Grundierungsmasse und die Masse aus Hauptbestandteil
werden auf die Terminals der gleichen Druckschaltungsplatten
wie in Beispiel 5 in einer Breite von 5 mm und einer Dicke
von 5 µm (Grundierungsmittel) und 100 µm (Hauptmittel unter
Verwendung eines Metallmaskensiebs) aufgedruckt, und sofort
danach werden die Druckschaltungsplatten 20 Sekunden lang
bei 50°C und 2 kg/cm² in der Wärme verbunden. Die Eigen
schaften des Produkts sind in Tabelle XXII angegeben.
Teile | |
Nickel | |
74 | |
Siliciumcarbid | 20 |
Carbon Black (Ruß) | 2 |
Carbon Black (Ruß) | 2 |
Eine Epoxyharzmasse der in Tabelle XX angegebenen Rezeptur
einschließlich eines kationischen Polymerisationskatalysa
tors (Lewissäuretyp) werden als Bindemittel verwendet und
mit 45%, berechnet auf der Grundlage der Harzfeststoffe,
elektrisch leitfähigen Teilchen der in Tabelle XXI angege
benen Zusammensetzung unter Bildung einer anisotrop leitfä
higen Masse vermischt. Der Anteil an Teilchen mit einem
Teilchendurchmesser von 0,5 µm in den gesamten elektrisch
leitfähigen Teilchen beträgt 20%.
Die Masse wird auf die gleichen Druckschaltungsplatten, wie
sie in Beispiel 5 verwendet wurden, in einer Breite von 5
mm unter Verwendung eines 200-Mesh-Siebs (entsprechend ei
nem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm) mit
einer Dicke von 120 µm aufgedruckt und 8 Minuten bei 90°C
so weit getrocknet, daß sie gerade noch auf eine Berührung
mit dem Finger anspricht. Die Platten werden dann 10 Sekun
den bei 220°C und 8 kg/cm² in der Wärme verbunden. Die Än
derungen im Widerstand zwischen gegenüberliegenden Elektro
den sind sehr gut und betragen nicht mehr als 0,1%. Die Ei
genschaften des Produkts sind in Tabelle XXII angegeben.
Teile | |
Alicyclisches Epoxyharz | |
100 | |
Katalysator | 1 |
Ethylcellosolve | 20 |
Teile | |
Nickel | |
72 | |
Siliciumdioxid | 10 |
Carbon Black (Ruß) | 2 |
Carbon Black (Ruß) | 6 |
Kolloidales Titan | 10 |
Claims (5)
1. Elektrisch leitende Klebstoffmasse, welche zwischen
sich gegenüberliegenden Elektroden elektrische Leitfähig
keit ergibt, jedoch in Seitenrichtung längs der Oberflächen
richtung elektrisch isolierend wirkt, wobei die Masse (a)
ein nichtleitendes Grundharz und (b) elektrisch leitende
Teilchen, die in das Harz (a) eingearbeitet und darin dis
pergiert sind, enthält, dadurch gekennzeichnet,
daß
- (I) die elektrisch leitenden Teilchen (b)
- (b-1) 10 bis 75 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtge wicht der Komponenten (a), (b-1) und (b-2), schleifkornartige elektrisch leitende Teilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von mindestens 1 µm und
- (b-2) 0,2 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtge wicht der Komponenten (a), (b-1) und (b-2), elek trisch leitende feine Teilchen mit einem durch schnittlichen Teilchendurchmesser nicht über 0,5 µm
- enthalten, und
- (II) die elektrisch leitende Klebstoffmasse ein Lösungs mittel für das Grundharz (a) in einer Menge enthält, die erforderlich ist, damit die Masse als Druckfarbe oder Anstrichmittel vorliegt.
2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das nichtleitende Grundharz (a) 10
bis 50 Gew.-% Heißschmelzklebstoff oder thermoplastisches
Harz, der bzw. das in dem Lösungsmittel löslich ist, und 0
bis 70 Gew.-% eines Pulvers aus Heißschmelzklebstoff oder
thermoplastischem Harz, das in dem Lösungsmittel unlöslich
ist, enthält, wobei die Anteile dieser Komponenten auf das
Gesamtgewicht des Harzes (a) und der leitenden Teilchen (b-1)
und (b-2) bezogen sind.
3. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das nichtleitende Grundharz (a) 30
bis 80 Gew.-% wärmehärtbares Harz, das in dem Lösungsmittel
löslich ist, und 0 bis 70 Gew.-% eines Pulvers aus Heiß
schmelzklebstoff oder thermoplastischem Harz, das in dem
Lösungsmittel unlöslich ist, enthält, wobei die Anteile
dieser Komponenten auf das Gesamtgewicht des Harzes (a) und
der elektrisch leitenden Teilchen (b-1) und (b-2) bezogen
sind.
4. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die schleifkornartigen elektrisch
leitenden Teilchen (b-1) Teilchen aus einem Material sind,
ausgewählt aus der Gruppe Metalle, Metallegierungen, Me
tallcarbide, Metallnitride und Metallboride, oder Teilchen,
die durch Plattierung der Oberfläche dieser Teilchen oder
schleifkornartiger Metalloxidteilchen mit stark leitendem
Metallmaterial erhalten worden sind.
5. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die elektrisch leitenden feinen
Teilchen (b-2) Teilchen aus einem Material sind, ausgewählt
aus der Gruppe Kohlenstoff (Ruß), Graphit, stark leitende
kolloidale Metalle und Legierungen dieser Metalle.
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