DE4132726A1 - Anisotrop elektrisch leitende klebstoffzusammensetzung und damit verklebte schaltkarten - Google Patents
Anisotrop elektrisch leitende klebstoffzusammensetzung und damit verklebte schaltkartenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine anisotrop elektrisch leitende
Klebstoffzusammensetzung, die Verwendung dieser Klebstoffzu
sammensetzung zum Verkleben und gleichzeitigem elektrischen
Verbinden der Leiterbahnenenden von Schaltkarten und eine Ein
heit aus mindestens 2 Schaltkarten, deren einander gegenüber
liegende Leiterbahnen durch eine Klebschicht verbunden sind,
die durch Härten der erfindungsgemäßen Klebstoffzusammen
setzung erhalten wurde.
Es ist im Stand der Technik gut bekannt, daß eine anisotrop
elektrisch leitende Klebstoffzusammensetzung zum sowohl kle
benden als auch elektrischen Verbinden einer flexiblen ge
druckten Schaltung bzw. Leiterplatte (flexible printed circuit
board - nachstehend als FPC bezeichnet) und einer gedruckten
Schaltung bzw. einer Leiterplatte (printed circuit board -
nachstehend als PCB bezeichnet) eingesetzt werden kann. Eine
derartige Klebverbindung kann auch zum Verbinden einer FPC mit
einer Displaytafel, beispielsweise einem Flüssigkeitskristall
display (liquid-crystal display - nachstehend als LCD bezelch
net), mit einem Plasmadisplay (nachstehend als PDP bezeichnet)
oder einem Elektrolumineszenzdisplay (nachstehend als EL be
zeichnet) Anwendung finden, wobei jede Leiterplatte, bzw. jede
Displayeinheit mit einer Reihe von Leiterbahnen oder Kontakt
stellen versehen ist, die mit der entsprechenden Reihe von
Leiterbahnen oder Kontaktstellen des Gegenparts elektrisch
verbunden werden sollen. Der im Rahmen der vorliegenden Unter
lagen verwendete Ausdruck "Schaltkarte" steht stellvertretend
für alle die oben angesprochenen Leiterplatten, Schaltungen,
Displays etc.
Für die Verläßlichkeit von elektrischen und elektronischen In
strumenten ist es außerordentlich wichtig, daß bei den unter
Verwendung einer derartigen anisotrop elektrisch leitenden
Klebstoffzusammensetzung hergestellten Strukturen und Einhei
ten der elektrische Kontakt zwischen den verbundenen Arrays
von Leiterbahnenenden dauerhaft und verläßlich ist. Es sind
bereits verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, um die
elektrische Verbindung der so durch Kleben hergestellten
Struktur zu testen, wobei die elektrische Verbindung nicht
zerstört wird. Dazu zählt beispielsweise der Leitungstest, die
mikroskopische Untersuchung der Deformation der in der Kleb
stoffmatrix dispergierten elektrisch leitenden Partikel und
die Messung der Dicke der Klebstoffschicht.
Da die Vollständigkeit der elektrischen Verbindung in einer so
durch Kleben verbundenen Struktur bzw. Einheit stark von den
Schmelz- oder Härtungsbedingungen des adhäsiven Harzes ab
hängt, ist es vorgeschlagen worden, den anisotrop elektrisch
leitenden Klebstoff mit einem irreversibel thermochromischen
Pigment zu vermischen, mit dessen Hilfe es möglich ist, durch
die Farbänderung des Pigments in Erfahrung zu bringen, welches
die höchste beim Binden erreichte Temperatur ist.
Keines der oben erwähnten, im Stand der Technik beschriebenen
Untersuchungsverfahren ist jedoch zufriedenstellend. So kann
man beispielsweise den Leitungstest nur dann zur Anwendung
bringen, wenn die Arbeiten zum Zusammenbau des Instrumentes
bzw. der Vorrichtung schon fast beendet sind, so daß die De
tektion einer unbefriedigenden oder unvollständigen elektri
schen Verbindung häufig zu spät erfolgt, um entsprechende Ab
hilfe zu schaffen. Die Feststellung, ob deformierte Leitfähig
keitspartikel vorliegen, kann nur mit Hilfe eines Mikroskops
vorgenommen werden. Enthält die Klebstoffzusammensetzung ins
besondere einen durch Hitze härtbaren harzartigen Bestandteil,
dann stellt die Deformation der leitenden Partikel nicht immer
einen direkten Indikator für den Härtungszustand des Klebstof
fes dar. Das Verfahren zur Dickenmessung stellt ein empiri
sches Verfahren dar, das anwendbar ist, da man die statisti
sche Korrelation zwischen der Dicke und der Wahrscheinlichkeit
des Auftretens einer unvollständigen Verbindung kennt. Die Ge
nauigkeit des Verfahrens läßt dadurch jedoch mehr oder weniger
stark zu wünschen übrig. Das Verfahren unter Einsatz eines
thermochromischen Pigments ist ebenfalls mit einem Nachteil
behaftet, denn die thermochromische Farbänderung des Pigments
findet in Abhängigkeit von der höchsten Temperatur ab, welche
die Klebstoffzusammensetzung erreicht hat, wobei jedoch die
Zeitdauer, während derer die Klebstoffzusammensetzung bei die
ser Temperatur gehalten wird, unberücksichtigt bleibt. Eine
Klebstoffzusammensetzung härtet jedoch nur dann, wenn diese
Klebstoffzusammensetzung eine bestimmte Zeitspanne bei einer
bestimmten Temperatur gehalten wird. Erschwerend kommt hinzu,
daß das thermochromische Pigment für die Klebstoffzusammen
setzung häufig eine Verunreinigung darstellt, welche die
Klebefestigkeit herabsetzt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Klebstoffzu
sammensetzung bereitzustellen, welche in der Lage ist, eine
anisotrope elektrische Verbindung zwischen Arrays bzw. Reihen
von Leiterbahnenden herzustellen, wobei durch visuelle Inspek
tion festgestellt werden kann, ob die elektrische Verbindung
vollständig bzw. in befriedigender Weise hergestellt ist, ohne
daß es erforderlich ist, die Klebstoffzusammensetzung mit Ad
ditiven zu versetzen, welche die Klebefestigkeit nicht oder
nachteilig beeinflussen. Zudem soll die Klebverbindung ver
lässlich und dauerhaft sein. Aufgabe der Erfindung ist es fer
ner, eine durch eine derartige Klebstoffzusammensetzung ver
bundene Struktur oder Einheit von Schaltkarten bereitzustel
len, bei der die Vollständigkeit des Klebvorganges visuell un
tersucht werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die erfindungsgemäße anisotrop
elektrisch leitende Klebstoffzusammensetzung, die dadurch ge
kennzeichnet ist, daß sie in Mischung
- a) einen Klebstoff auf Basis eines Epoxyharzes als Matrix, der beim Härten seine Farbe verändert, und
- b) in der Matrix dispergierte, elektrisch leitende, feine Partikel enthält.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine unter Verwendung der
erfindungsgemäßen Klebstoffzusammensetzung verbundene Struktur
bzw. Einheit von Schaltkarten, die aufgebaut ist aus
- A) mindestens zwei Schaltkarten bzw. gedruckten Schaltungen, die jeweils eine Reihe bzw. ein Array von einander gegenüber liegenden Leiterbahnenenden oder Kontaktstellen besitzen, wo bei eine oder beide dieser Schaltkarten zumindest in der Nähe der Leiterbahnenenden bzw. Kontaktstellen mit einer Öffnung versehen sind oder aus einem tranparenten Material gefertigt sind, so daß durch diese Öffnung bzw. das transparente Mate rial eine visuelle Inspektion ermöglicht wird, und
- B) aus einer Klebschicht zwischen den Arrays bzw. Reihen der Leiterbahnenenden bzw. Kontaktstellen auf den Schaltkarten, wobei diese Klebschicht gebildet wurde durch Härten der erfin dungsgemäßen anisotrop elektrisch leitenden Klebstoffzusammen setzung.
Die erfindungsgemäße Einheit oder Struktur ist anhand der bei
liegenden Zeichnungen näher erläutert.
Von den Figuren zeigen
Fig. 1a eine Aufsicht auf eine erste Ausführungsform
einer durch Kleben erhaltenen erfindungsgemäßen
Struktur,
Fig. 1b eine Querschnittsansicht der in der Fig. 1a
gezeigten Ausführungsform entlang und in Rich
tung der Pfeile Ib-Ib in Fig. 1a,
Fig. 1c eine Querschnittsansicht der in Fig. 1a gezeig
ten 1. Ausführungsform entlang und in Richtung
der Pfeile Ic-Ic in Fig. 1a,
Fig. 2 und 3 jeweils eine Querschnittsansicht entspre
chend der Fig. 1b einer 2. und 3. Ausführungs
form einer erfindungsgemäßen, durch Verkleben
erhaltenen Struktur,
Fig. 4a eine Aufsicht auf eine 4. erfindungsgemäße Aus
führungsform einer durch Kleben erhaltenen Struk
tur und
Fig. 4b eine Querschnittsansicht entlang und in Richtung
der Pfeile IVb-IVb in der Fig. 4a.
Die erfindungsgemäße anisotrop elektrisch leitende Klebstoff
zusammensetzung enthält als wesentliche Bestandteile (a) einen
Klebstoff auf Basis eines Epoxyharzes, der beim Härten seine
Farbe verändert und als Matrix für die Zusammensetzung dient,
und (b) feine Partikel aus einem elektrisch leitenden Mate
rial, die die in der Matrix der Zusammensetzung dispergierte
Phase darstellen. Zweckmäßigerweise ist die Farbänderung des
Klebstoffes bzw. klebenden Harzes auf Basis eines Epoxyharzes
durch Härten derart eindeutig, daß die Farbänderung der Kleb
stoffschicht auf den Schaltkarten ohne Schwierigkeiten durch
eine visuelle Untersuchung bzw. Inspektion festgestellt werden
kann, selbst wenn die Dicke der Klebstoffschicht nur wenige µ
bis 10 µm beträgt. Daher sollte der Klebstoff vor und nach dem
Härten eine Farbänderung zeigen, die in die zweite oder erste
Klasse der Grauskala zur Standardisierung von Farbänderungen
gemäß der JIS L 0804-1983 fällt. Mit anderen Worten, der Farb
unterschied Δ EAN in dem Klebstoff bzw. dem klebenden Harz
sollte vor und nach dem Härten mindestens 16 betragen, bezogen
auf die Adams-Nickerson′s Formel für Farbunterschiede.
Das Ausmaß der Farbänderung durch Härten hängt nicht nur von
den Arten des Epoxypolymers als Hauptbestandteil in der Kleb
stoffzusammensetzung, sondern auch von den Arten der Härtungs
katalysatoren sowie der Konzentration der reaktiven Gruppen in
diesen Bestandteilen insgesamt ab. Zu den Härtungskatalysato
ren zählen beispielsweise Verbindungen auf Polyamid-Polyamin-
Basis, aromatische Polyaminverbindungen, Imidazolverbindungen,
Tetrahydrophtalsäureanhydrid und dergleichen. Die mit diesen
Härtungskatalysatoren vermischten Klebstoffzusammensetzungen
auf Basis des Epoxyharzes sind üblicherweise vor dem Härten
fahlgelb bis hellbraun gefärbt und erhalten beim Härten eine
dunkelbraune Farbe. Vorzugsweise werden solche Härtungskataly
satoren eingesetzt, die in einem Molekularsieb absorbiert sind
oder in Form von Mikrokapseln vorliegen, da es wünschenswert
ist, daß der Härtungskatalysator die Härtungsreaktion nur beim
Erhitzen unter Druck unterstützt. Der Klebstoff auf Basis ei
nes Epoxyharzes kann flüssig, pastenförmig oder fest sein,
ohne daß diesbezüglich irgendwelche Begrenzungen bestehen.
Hinsichtlich des Epoxypolymers, das den Hauptbestandteil der
erfindungsgemäßen Klebstoffzusammensetzung ausmacht, bestehen
keine besonderen Beschränkungen, wobei jedoch vorausgesetzt
ist, daß jedes Molekül mehrere Epoxygruppen besitzt. Es ist
häufiger hinsichtlich der Klebefestigkeit und einer leichten
Handhabung von Vorteil, wenn das Epoxypolymer in Kombination
mit einem thermoplastischen Harz Anwendung findet. Eine bevor
zugte Polymermischung ist beispielsweise eine Mischung aus 100
Gew.-Teilen eines Epoxyharzes mit 10 bis 1000 Gew.-Teilen oder
bevorzugt mit 50 bis 200 Gew.-Teilen eines synthetischen Gum
mis, wie copolymeren Butadien-Acrylonitril-Gummis und copoly
meren Styrol-Butadien-Gummis.
Hinsichtlich des Materials der elektrisch leitenden feinen
Partikel, die in dem oben beschriebenen Klebstoff auf Basis
eines Epoxyharzes als dispergierte Phase dienen, bestehen kei
ne besonderen Beschränkungen. Es können verschiedene Metalle
und Legierungen eingesetzt werden, wozu beispielsweise zählen:
Nickel, Lötmetallegierungen, Gold, Silber und Palladium. Es
können auch verschiedene Typen von Kohlenstoff und elektrisch
leitenden Keramiken eingesetzt werden, wie beispielsweise
Wolframcarbid. Außerdem können Partikel aus nicht-elektrisch
leitenden Materialien, wie Keramiken und Kunststoffharze ein
gesetzt werden, wenn die Partikeloberfläche mit einem Metall
beschichtet oder überzogen ist. Die Partikel haben vorzugswei
se einen durchschnittlichen Durchmesser von 2 bis 50 µm. Die
Menge an elektrisch leitenden feinen Partikeln, die mit dem
Klebstoff auf Basis eines Epoxyharzes vermischt werden, be
trägt 0,5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der ani
sotrop elektrisch leitenden Klebstoffzusammensetzung.
Gewünschtenfalls kann die oben beschriebene anisotrop elek
trisch leitende Klebstoffzusammensetzung auf Basis eines
Epoxyharzes je nach den Bedürfnissen mit verschiedenen Arten
von bekannten Additiven versetzt werden. Dazu zählen Härtungs
beschleuniger, Vulkanisiermittel, Härtungsmodifikatoren, Mit
tel zur Verzögerung der Alterung, Mittel zur Verbesserung der
Hitzebeständigkeit, Mittel zur Verbesserung der thermischen
Leitfähigkeit, klebrigmachende Mittel, weichmachende Mittel,
verschiedene Arten von Kopplungsagentien, Metall-Maskierer und
dergleichen, die in einer begrenzten Menge Anwedung finden.
Nachstehend sind mehrere Ausführungsformen für durch Kleben
verbundene Strukturen oder Einheiten beschrieben, die unter
Verwendung der erfindungsgemäßen anisotrop elektrisch leiten
den Klebstoffzusammensetzung auf Basis eines Epoxyharzes her
gestellt wurden. Bei diesen Strukturen handelt es sich bei
spielsweise um miteinander verbundene Schaltkarten (z. B. Lei
terplatten, Printplatten, gedruckte Schaltungen, Displays
etc.).
Die Fig. 1a, 1b und 1c zeigen, wie bereits oben dargelegt,
eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Struktur
bzw. Einheit, wobei Fig. 1a eine Aufsicht und die Fig. 1b
und 1c jeweils eine Querschnittsansicht entlang der Linie Ib-
Ib bzw. Ic-Ic in Fig. 1a und in Richtung der Pfeile von Ib-Ib
und Ic-Ic zeigen. Die durch Kleben verbundene Struktur bzw.
Einheit besitzt eine erste Schaltkarte 1, beispielsweise eine
gedruckte Schaltung, aus einem mit einem Epoxyharz getränkten
Laminat einer Glasfasermatte und mit in Form eines Arrays an
geordneten Leiterbahnenenden oder Leiterbahnen 3. Diese Ein
heit besitzt ferner eine zweite Schaltkarte 2, beispielsweise
eine FPC aus einem Polyimidharz, die mit Leiterbahnen bzw.
Leiterbahnenenden 4 ausgestattet ist, die als Array bzw. rei
henförmig angeordnet sind. Ferner besitzt diese Struktur eine
Schicht 5 aus einer anisotrop elektrisch leitenden Klebstoff
zusammensetzung auf Basis eines Epoxyharzes, die in der Ma
trixschicht der Klebstoffzusammensetzung dispergierte elek
trisch leitende Partikel 6 enthält. Eine der Schaltkarten 1
oder 2 oder die zweite Schaltkarte 2 bei dem gezeigten Bei
spiel ist mit verschiedenen Öffnungen oder Fenstern 7 in der
Nähe der Leiterbahnen 4 ausgestattet, so daß man durch diese
Öffnungen bzw. Fenster die Klebschicht 5 visuell inspizieren
bzw. untersuchen kann.
Die in den Fig. 1a bis 1c gezeigte, durch Zusammenkleben er
haltene Struktur kann man herstellen, indem man die Oberfläche
einer der Schaltkarten oder beide Schaltkarten 1, 2, welche die
Leiterbahnenarrays aufweisen, mit der Klebstoffzusammensetzung
beschichtet, um die Klebschicht 5 zu erhalten. Anschließend
verbindet man die beiden Schaltkarten 1, 2 miteinander, wobei
die Leiterbahnenarrays 3, 4 übereinanderliegen, und preßt un
ter Erhitzen, um die Klebstoffzusammensetzung auf Basis des
Epoxyharzes zu härten. Da man die Klebschicht 5 durch die Öff
nungen 7 in der FPC 2 visuell beobachten kann, ist das Fort
schreiten der Härtungsreaktion des Epoxyharzes durch visuelle
Beobachtung der in der Klebschicht 5 hervorgerufenen Farbän
derung leicht zu überwachen. So kann insbesondere die durch
die Öffnungen 7 detektierte vollständige Härtung der Kleb
schicht 5 als Index für die feste und verläßliche elektrische
Verbindung zwischen den Leiterbahnenarrays 3, 4 mit Hilfe der
elektrisch leitenden Partikel 6 betrachtet werden, wobei letz
tere in der Klebschicht 5 dispergiert sind und zwischen den
Elektroden 3, 4 auf den beiden Schaltkarten 1, 2 liegen bzw.
eingeschlossen sind.
Die Fig. 2 und 3 zeigen eine 2. bzw. 3. Ausführungsform der
erfindungsgemäßen durch Kleben erhaltenen Struktur. Diese Fi
guren zeigen eine Querschnittsansicht ähnlich der der Fig.
1c. Bei den dort gezeigten Ausführungsformen wurde die zweite
Schaltkarte bezüglich der in den Fig. 1a bis 1c gezeigten
1. Ausführungsform modifiziert. Bei der in der Fig. 2 gezeig
ten Ausführungsform besteht das Substrat der FPC 22 aus einem
durchscheinenden oder semi-transparenten Material. Dieses Sub
strat ist nun nicht, wie das bei der in der Fig. 1b gezeigten
Ausführungsform der Fall war, mit verschiedenen Öffnungen 7
versehen, sondern besitzt an verschiedenen Stellen 27 eine
verminderte Dicke. Die Dicke des Substrats an diesen Stellen
oder Zonen 27 ist so klein, daß das Substrat FPC 22 fast völ
lig transparent ist, wodurch eine Inspektion durch diese Stel
len ermöglicht wird. Auf diese Weise kann das Fortschreiten
der Härtungsreaktion in der Klebschicht 25 ohne Schwierigkei
ten überwacht und detektiert werden, indem die Farbänderungen
dieser Schicht durch diese Stellen 27, die als eine Art Fen
ster dienen, visuell begutachtet werden. Dadurch wird sicher
gestellt, daß eine feste Klebverbindung und somit eine verläß
liche elektrische Verbindung zwischen den Schaltkarten 21, 22
gegeben ist.
Bei der 3. Ausführungsform, deren Querschnitt in der Fig. 3
gezeigt ist, besteht das Substrat aus einem durchscheinenden
oder semi-transparenten Material. Das Substrat ist anstelle
der dünnwandigen Stellen bzw. Zonen 27 (wie dies in der Fig.
2 erläutert ist) mit parallel angeordneten Nuten bzw. Kanälen
38 ausgestattet, die regelmäßig beabstandet sind, so daß dünn
wandige, sich längs erstreckende Fenster 37 gebildet werden,
durch die das Fortschreiten der Härtungsreaktion überwacht
werden kann, die in der Klebschicht 35 stattfindet. Sind die
dünnwandigen länglichen Fenster 37 parallel zu den Leiterbah
nen 34 auf der anderen Oberfläche des Substrats angeordnet,
dann ist es wichtig, daß die Breite jedes Fensters 37 und der
Abstand der Fenster 37 derart gewählt sind, daß eine solche
relative Anordnung zueinander vermieden wird, bei der sich
jedes der dünnwandigen länglichen Fenster 37 gerade oberhalb
einer der Leiterbahnen 34 befindet, so daß die Klebschicht 35
durch die dünnwandigen länglichen Fenster 37 nicht oder nur
mit Schwierigkeiten inspiziert werden kann.
Die Fig. 4a und 4b zeigen eine Aufsicht bzw. eine Quer
schnittsansicht einer 4. Ausführungsform der erfindungsgemäßen
durch Kleben erhaltenen Struktur, wobei die Aufsicht und die
Querrschnittsansicht der Fig. 4a und 4b der Aufsicht bzw.
der Querschnittsansicht in den Fig. 1a und 1b entsprechen,
welche die 1. Ausführungsform erläutern. Bei dem Substrat der
FPC 42 sind nicht, wie dies in den Fig. 1a und 1b gezeigt
ist, Öffnungen 7 an einer oder mehreren Stellen ausgenommen.
Vielmehr ist das Substrat der FPC 42 in einer gürtelförmigen
Zone, die senkrecht zu dem Leiterbahnenarray 44 verläuft,
teilweise entfernt worden, so daß das Leiterbahnenarray 44 in
dieser gürtelförmigen Zone freiliegt und die Klebschicht 45 in
den Zonen 47 zwischen den Leiterbahnen 44 in den so freigeleg
ten Abschnitten sichtbar ist und visuell überwacht werden kann
um den Fortschritt der Härtungsreaktion in der Klebschicht 45
durch die Farbänderung zu bestimmen.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäß
durch Kleben erhaltenen Struktur bzw. Einheit wurden unter
Verwendung einer zweiten Schaltkarte 2, 22, 32 oder 42 erhalten,
deren Substrat mit offenen Fenstern ausgestattet wurde, aus
einem lichtdurchlässigen Material hergestellt wurde oder mit
dünnwandigen Fenstern versehen wurde. Es ist natürlich auch
möglich, daß Substrat per se aus einem hochtransparenten Ma
terial zu fertigen. So kann das Substrat beispielsweise aus
einer Glasplatte oder einem Polyethylenterephtalatfilm beste
hen, so daß die Klebschicht 5, 25, 35 oder 45 ohne Schwierig
keiten untersucht werden kann, selbst wenn keine Fenster zum
Durchschauen vorgesehen sind. Die Leiterbahnen 4, 24, 34 oder 44
können entweder aus einem transparenten elektrisch leitenden
Material, beispielsweise Indium-Zinnoxyd mit Hilfe des Verfah
rens zur Dampfabscheidung oder aus einem opaquen Material,
beispielsweise Metallen, das durch Platieren oder Galvanisie
ren hergestellt wird.
Um die Herstellung effizienter zu gestalten, formt man aus der
erfindungsgemäß eingesetzten anisotrop elektrisch leitenden
Klebstoffzusammensetzung zuerst einen Film mit geeigneter
Dicke. Die Arbeitsweise zur Herstellung eines Filmes aus einer
derartigen Zusammensetzung ist im Stand der Technik gut be
kannt. So kann man beispielsweise die Klebstoffzusammensetzung
in einem organischen Lösungsmittel lösen oder dispergieren,
auf eine Trennfolie auftragen, anschließend trocknen und von
der Trennfolie abziehen, wobei man einen getrockneten Film aus
der Klebstoffzusammensetzung erhält. Es ist natürlich auch
möglich, die in einem organischen Lösungsmittel gelöste oder
dispergierte Klebstoffzusammensetzung direkt auf die Schalt
karte aufzutragen oder aufzusprühen, und zwar in den Gebieten,
in denen sich die Reihe von Leiterbahnen befindet, die mit der
Reihe von Leiterbahnen auf der gegenüberliegenden Schaltkarte
elektrisch verbunden werden sollen. Im Anschluß daran entfernt
man dann das Lösungsmittel, beispielsweise durch Verdampfen.
Das oben erwähnte organische Lösungsmittel soll zweckmäßiger
weise gegenüber dem Klebstoff auf Basis eines Epoxyharzes
inert sein und die Härtungsreaktion des Harzes bei Raumtempe
ratur nicht initiieren. Außerdem sollte die Trocknung bei ei
ner Temperatur, bei der keine Härtungsreaktion des Epoxyharzes
stattfindet, im Luftstrom oder im Vakuum durchgeführt werden.
Geeignete Trennfolien sind beispielsweise Filme aus einem
Fluorkohlenstoffharz oder PET-Filme, die mit einem das Abheben
fördernden Agens auf Silikonbasis oberflächenbehandelt wurden.
Die nachstehenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung
der Erfindung.
Eine Klebstoffzusammensetzung wurde hergestellt, indem l00
Gew.-Teile eines SBR, das Carboxylgruppen an den Enden der
Molekülkette besaß, 30 Gew.-Teile eines klebrig machenden Mit
tels auf Basis eines Akylphenols, 60 Gew.-Teile eines flüssi
gen Epoxyharzes auf Basis von Bisphenol A, 30 Gew.-Teile eines
mikroverkapselten durch Imidazol modifizierten Härtungsmittels
für Epoxyharze (beschrieben im Japanischen Patent 64-70523)
und 20 Gew.-Teile eines phenolischen Harzpulvers, deren Parti
kel mit Gold und Silber doppelt platiert waren und einen
durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 104 µm besaßen, wo
bei 95 Gew.-% der Partikel einen Durchmesser von 8 bis 12 µm
besaßen, in einer 8 : 2 Mischung (bezogen auf das Volumen) aus
Toluol und Methylethylketon derart gleichmäßig gelöst oder
dispergiert wurden, daß der Gehalt an nichtflüchtigem
Bestandteil in der erhaltenen Klebstoffzusammensetzung 30
Gew.-% betrug.
Die wie oben hergestellte Klebstoffzusammensetzung wurde auf
die Oberfläche eines Films aus einem Polytetrafluorethylenharz
aufgetragen und anschließend im Luftstrom getrocknet, wobei
ein fahlgelber Film der getrockneten Klebstoffzusammensetzung
mit einer Dicke von 25 µm erhalten wurden. Dieser Klebfilm
verfärbte sich beim Härten rötlich braun. Der Farbunterschied
vor und nach dem Härten wurde als zur Klasse 1 gehörig einge
stuft. Δ EAN in der Grauskala für die Verfärbung betrug mindes
tens 32.
Getrennt davon wurde ein Polyimidharzfilm mit einer Dicke von
75 µm (Upirex S, ein Produkt von Ube Kosan Co.) auf eine
Kupferfolie mit einer Dicke von 35 µm laminiert. Eine FPC wur
de daraus hergestellt, indem die Kupferfolie mit einem Muster
versehen wurde. Dazu wurde sie geätzt, so daß eine Reihe bzw.
ein Array von Leiterbahnen mit einer Breite von 0,1 mm erhal
ten wurden, die einen Abstand von 0,2 mm besaßen. Anschließend
wurde ein Zinnüberzug in einer Dicke von 4 µm aufgebracht.
Diese FPC wurde mit einer Platte aus einem Glassubstrat durch
Kleben verbunden. Die Platte besaß auf der gesamten Fläche ei
ne leitfähige Schicht aus Indium-Zinnoxid (ITO), so daß die
Oberflächenleitfähigkeit 300 Ohm betrug, indem der oben her
gestellte Klebfilm dazwischen in Form eines Sandwich gelegt
wurde. Dies geschah bei folgenden Bedingungen: der Druck be
trug 30 kg/cm2; die Zeitspanne betrug 30 Sekunden und die
Härtungstemperatur betrug 140°C, 170°C oder 190°C.
Betrug die Härtungstemperatur 140°C, dann wurde keine Farbän
derung in der Klebschicht festgestellt. Dies deutet auf eine
unzureichende Härtung des Klebstoffs auf Basis des Epoxyharzes
hin. Es konnte keine elektrische Verbindung zwischen den Lei
terbahnen auf der FPC und dem ITO-platierten Glassubstrat er
halten werden. Betrug die Härtungstemperatur 170°C oder 190°C,
dann konnte eine eindeutige Farbänderung in der Klebschicht
von fahlgelb zu rötlich braun festgestellt werden. Dies zeigt
an, daß die Härtung des Epoxyharzes vollständig war. Der elek
trische Widerstand zwischen den Leiterbahnen auf der FPC und
dem ITO-platierten Glassubstrat betrug höchstens 2,6 Ohm bzw.
2,3 Ohm und durchschnittlich 2,2 Ohm bzw. 2,0 Ohm bei einer
Härtungstemperatur von 170°C bzw. 190°C.
2 Schaltkarten wurden miteinander zu einer durch Kleben ver
bundenen Struktur verbunden, wie dies in den Fig. 1a bis 1c
gezeigt ist. Dabei wurde der im Beispiel 1 hergestellte Kleb
film eingesetzt. Die erste Schaltkarte 1 war eine gedruckte
Schaltung aus einem Laminat mit einer mit einem Epoxyharz ge
tränkten Glasfasermatte. Bei der zweiten Schaltkarte 2 handel
te es sich um eine FPC auf Basis eines Polyimidfilms. Die
Hitzeversiegelung wurde bei den in Beispiel 1 beschriebenen
Bedingungen durchgeführt, um durch Kleben verbundene Struktur
auf drei verschiedene Weisen in Abhängigkeit von der Härtungs
temperatur herzustellen. Der Klebfilm 5 konnte durch die in
den Endabschnitten der FPC 2 auf Polyimidbasis vorhandenen
Öffnungen 7 visuell untersucht werden.
Betrug die Härtungstemperatur 140°C, dann konnte in der Kleb
schicht keine Farbänderung festgestellt werden. Dies zeigt ei
ne unzureichende Härtung des Klebstoffs auf Basis des Epoxy
harzes an. Es konnte keine elektrische Verbindung zwischen den
gegenüberliegenden Leiterbahnen bzw. Elektroden auf den beiden
Schaltkarten erreicht werden. Betrug die Härtungstemperatur
hingegen 170°C bzw 190°C, dann konnte eine eindeutige Farbän
derung in der Klebschicht von fahlgelb zu rötlich braun fest
gestellt werden. Dies zeigt an, daß die Härtung des Epoxyhar
zes vollständig war. Der elektrische Widerstand zwischen den
gegenüberliegenden Leiterbahnen auf den beiden Schaltkarten
betrug höchstens 0,39 Ohm bzw. 0,38 Ohm sowie durchschnittlich
0,32 Ohm bzw. 0,31 Ohm bei einer Härtungstemperatur von 170°C
bzw. 190°C.
Claims (3)
1. Anisotrop elektrisch leitende Klebstoffzusammensetzung,
die in Mischung enthält
- a) einen Klebstoff auf Basis eines Epoxyharzes als Ma trix, der seine Farbe beim Härten ändert, und
- b) in dieser Matrix diespergierte, elektrisch leitende, feine Partikel.
2. Einheit aus mindestens zwei Schaltkarten, die beide mit
einer Reihe von einander gegenüberliegenden Leiterbahnen
ausgestattet sind und durch eine Klebschicht zwischen den
Reihen der Leiterbahnenenden auf den Schaltkarten mitei
nander verklebt sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß
- A) eine oder beide der Schaltkarten zumindest in der Nähe der Leiterbahnenenden mit einer Öffnung versehen sind oder aus einem transparenten Material bestehen, so daß eine Sichtprüfung ermöglicht wird, und
- B) die Klebschicht durch Härten einer anisotrop elek trisch leitenden Klebstoffzusammensetzung gemäß Anspruch 1 erhalten wurde.
3. Verwendung der anisotrop elektrisch leitenden Klebstoff
zusammensetzung gemäß Anspruch 1 zum Verbinden von Lei
terbahnenenden bzw. Kontaktflächen von Schaltkarten.
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