DE4114701A1

DE4114701A1 - Elektrischer verbinder in flachbauweise

Info

Publication number: DE4114701A1
Application number: DE19914114701
Authority: DE
Inventors: Bruno Dr Hampel
Original assignee: CRYSTOP HANDELSGESELLSCHAFT FU
Current assignee: LCD - MIKROELEKTRONIK DR. HAMPEL & CO, GMBH, 7500
Priority date: 1991-05-06
Filing date: 1991-05-06
Publication date: 1992-11-12

Description

In der modernen Elektronik werden in zunehmendem Maße Flachbau gruppen und flache Bauelemente verwendet. Beispiele für derartige Bauelemente sind Leiterplatte, flexible Schaltungen und Hybrid schaltungen. Flache Bauelemente sind

- Flüssigkristallanzeigen
- Solarzellen
- Membranschalter Zur Verbindung von flachen Bauelementen mit den Flachbaugruppen benötigt man geeignete flache Verbindungselemente, die erst den Vorteil der flachen Bauweise voll nutzbar werden lassen. Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit Verbindungselementen für solche Flachbaugruppen. Insbesondere die Verbindung von LCD mit dem übrigen Teil der Schaltung wird behandelt.

Ein solches Verbindungselement ist in der Fig. 1 dargestellt, wobei Details in der Fig. 2 gegeben sind.

Es besteht aus einer Basisfolie 1, auf die Leiterbahnen 2 aus elektrisch leitenden hochpolymeren Substanzen aufgebracht worden sind. Um die Verbindung zwischen einer Flachbaugruppe und einem flachen Bauelement herzustellen, muß ein Kontakt zwischen den hochpolymeren Leiterbahnen und dem Anschlußraster der LCD bzw. der Leiterplatte hergestellt werden.

Dies wird durch den Kleber 3 bewerkstelligt, der elektrisch lei tend ist. Wenn der Kleber Heißsiegel-Eigenschaften hat, ist die Aufbringung auf die Kontakte von PCB und LCD besonders einfach. In die Zwischenräume zwischen den Leitern wird ebenfalls eine Heißsiegelmasse 4 aufgebracht, die elektrisch isoliert.

Die Herstellung derartiger Verbinder erfordert, insbesondere wenn das Anschlußraster (pitch) p klein ist, eine hohe Wiederholgenauig keit des Druckes der Leiterbahnen.

Wesentlich leichter ist die Herstellung mit einem sogenannten aniso trop leitenden oder Z-Kleber. Er enthält elektrisch leitende Partikel einer Korngröße, die etwa in der Größe des Kleberauftrags liegt, da mit wesentlich kleiner als das Anschlußraster (pitch) p der LCD usw. ist.

Fig. 3 zeigt die leitenden Partikel in der Kleberschicht.

Fig. 4 schließlich zeigt die fertige Verbindung zwischen Verbinder und Bauelement.

Als Partikel nach dem Stand der Technik werden Metallpulver verwendet. Diese haben den Nachteil, daß sie entweder guten Kontakt machen, z. B. aus Gold, Silber oder anderen Edelmetallen, dann aber zu teuer sind oder sie sind preiswert, sind dann aber besonders bei hohen Tempera turen und Feuchtegraden oxidationsgefährdet und daher nicht so zuver lässig. Außerdem neigen Druckpasten mit Schwermetallen zum Absetzen der Metallteilchen, was unter Umständen sehr lästig sein kann.

Es ist die Aufgabe dieser Erfindung, die Nachteile der bisher bekannten leitenden Partikeln zu vermeiden, und Bauelemente herzu stellen, die sowohl preiswert wie absolut zuverlässig sind. Es wurde gefunden, daß als leitende Partikel mit Kohlenstoff beschichtete Keramik- oder Kristallteilchen verwendbar sind. Sie er geben einen für C-Mos-Schaltungen völlig ausreichenden Übergangs widerstand von ca. 10² Ohm.

Als Kleber werden hochpolymere Harze verschiedener Art verwendet, wie z. B. Kautschuk, Polyolefine, Polyester, Polyamide oder Polyure thane. Auch modifizierte Epoxydharze sind brauchbar.

Die Applikation der Kleber kann durch Siebdrucken, Offsetdruck, Roller-coating oder jedes andere geeignete Beschichtungsverfahren geschehen. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird ein Polyamid-Harz als Klebstoff verwendet. Eine 30% Lösung in Toluol und Isopropanol ist gut siebdruckfähig.

Die Schichtdicke des Klebers soll nach Trocknung ca. 12-15 µm be tragen, daher muß die Naß-Schichtdicke ca. 35-50 µm sein.

Die Auswahl des Drucksiebes muß entsprechend gestaltet werden.

Nach der Trocknung bei ca. 50°C ist das Bauelement einsatzfähig. Es wird mit einem Gummistempel bei etwa 130°-150°C auf das LCD oder die Leiterplatte aufgesiegelt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet man ein Polyurethan-Harz. Das als Ausgangsmaterial für das Harz die nende Präpolymeren-Gemisch enthält Isocyanat-Gruppen. Diese reagieren mit dem auf dem auf den Glasflächen adsorbierten Wasser bzw. den OH-Gruppen zu Urethan- bzw. Harnstoffverbindungen. Eine sichere Haftung ist die Folge.

Die Ausführung der Erfindung wird nun durch Beispiele demonstriert.

Diese schränken die Erfindung in keiner Weise ein. Vielmehr werden dem Fachmann viele andere Möglichkeiten der Anwendung offenstehen.

Beispiel 1

Eine Polyesterfolie (PET) wird mit einem Leiterbahnraster aus graphithaltiger Kohlepaste des Typs Electrodag 423 der Fa. Acheson bedruckt.

Nach dem Trocknen ist die Schicht 15 µm dick. Anschließend wird die Folie mit einer Paste bedruckt, die nach folgender Rezeptur herge stellt wird:

280 g Eurelon 2140
30 g Epoxidharz aus Bisphenol A und Epichlorhydrin
650 g Benzylalkohol
20 g Kohlepigment, bestehend aus mit Graphit belegtem Quarzmehl.

Als Drucksieb wird ein Sieb mit 77 Maschen per cm verwendet. Nach dem Ablüften des Lösungsmittels kann die Heißsiegelfolie bei 140°C gesiegelt werden. Der Leitungswiderstand zwischen Leiterplatte und LCD ist dann ca. 1 kOhm pro Leiterbahn.

Beispiel 2

Eine Polimidfolie (PI), z. B. aus Kapton®, wird mit einer Silberpaste des Typs Electrodag 477 der Fa. Acheson bedruckt. Das Leiterbahnraster ist 2,54 mm. Nach Ablüften und Härtung ist die Schicht 12 µm dick.

Diese mit Leiterbahnen versehene Folie wird mit der unter Beispiel 1 beschriebenen Paste bedruckt.

Man läßt die Lösungsmittel ablüften.

Die Folie wird bei ca. 140°C zur Verbindung zweier Leiterplatten mit strukturierten Leiterbahnen aufgesiegelt. Der Leitungswiderstand zwischen zwei Kupfer-Leiterbahnen wird mit ca. 10 Ohm gemessen.

Beispiel 3

100 g Polyurethan-Präpolymer mit Isocyanat-Endgruppen werden mit einer Mischung von

30 g Polyester-Harz in
70 g Benzylacetat und
2 g Kohlepigment, bestehend aus mit Graphit belegtem Quarzmehl

vermischt. Die Mischung hat unmittelbar nach der Herstellung eine für den Siebdruck geeignete Viskosität. Die Topfzeit beträgt ca. 2-4 Tage.

Mit einem Drucksieb von 77 Maschen pro cm wird die Masse auf einen Polyester-Film gedruckt, der bereits wie in Beispiel 2 beschrieben mit Leiterbahnen versehen wurde. Nach dem Ablüften der Lösungsmittel kann die Heißsiegel-Folie bei 140°C gesiegelt werden. Wenn sie zur Verbin dung zweier Leiterplatten verwendet wird, ist der Widerstand zwischen zwei Kupfer-Leiterbahnen kleiner als 10 Ohm.

Claims

1. Elektrischer Verbinder aus einer Trägerfolie mit aufgedruckten leitenden Bahnen aus Metall - oder Graphit-gefüllten Hochpoly merpasten und einer Schicht aus heißsiegelfähigem hochpolymeren Material, das elektrisch in der Richtung senkrecht zur Ebene des Verbinders leitend ist, dadurch gekennzeichnet,daß die Elektri zitätsleitung durch diskrete elektrische leitende Teilchen bewirkt wird.

2. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Teilchen eine größere Härte als die verwendeten Trägerfolien aufweisen und von unregelmäßiger Gestalt sind.

3. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngröße der leitenden Teilchen zwischen 3 µm und 25 µm liegt.

4. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Teile aus hartem Mineralpulver bestehen, das mit einem Metallüberzug versehen ist.

5. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Teilchen aus hartem Mineralpulver bestehen, das mit einer Graphitschicht belegt ist.