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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
eines anisotrop elektrisch leitfähigen
Harzfilms mit einer elektrischen Leitfähigkeit nur in Richtung der
Dicke über
die in dem Film dispergierten elektrisch leitenden Partikel sowie
auf ein Verfahren zum elektrischen Verbinden von Schaltungen unter Verwendung
dieses Films.
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Die
Miniaturisierung elektronischer Bauteile hat zu einer höheren Dichte
und einer höheren
Feinheit der darin verwendeten Schaltungen geführt. Da die herkömmlichen
Lötmittelanschlüsse oder
Kaltgerätestecker
die Verbindungsspezifikationen dieser feinen Schaltungen kaum erfüllen können, werden
in jüngster
Zeit anisotrop elektrisch leitende Klebstoffe oder Verbindungsmittel
aus einem Film allgemein verwendet. In diesen Methoden wird eine
Schicht eines elektrischen Verbindungsmittels aus einem isolierenden
Harz, das eine spezifizierte Menge eines elektrisch leitenden Materials
enthält,
zwischen die gegenüberliegenden
Schaltungen eingebracht und notwendigenfalls unter Erhitzen gepresst
wird, um eine elektrische Verbindung zwischen der oberen und der
unteren Schaltung sowie eine elektrische Isolierung zwischen den
angrenzenden Schaltungen aufzubauen. Ebenso ist es übliche Praxis,
ein isolierendes Harz als einen Klebstoff zur Erzeugung einer elektrischen
Verbindung zwischen den gegenüberliegenden
Schaltungen und ihrer Fixierung zu verwenden.
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Literaturstellen
aus dem Stand der Technik, die sich auf anisotrop elektrisch leitfähige Harzfilme
mit elektrischer Leitfähigkeit
nur in Richtung der Dicke beziehen, beinhal ten die ungeprüfte japanische
Patentveröffentlichung
(JP-A) 51-21192,
die ein Verfahren zur Herstellung dieser Art eines Harzfilms offenbart,
nach der ein Gemisch von elektrisch leitfähigen bzw. elektrisch leitenden
Partikeln und ein nicht-leitfähiges
Basisharz, das diese Partikel in einem Zustand hält, in dem sie nicht miteinander
in Kontakt stehen, zu einer Folie mit einer Dicke geformt wird,
die im Wesentlichen der Größe der Partikel
gleicht, um ein folienartiges Produkt mit elektrischer Leitfähigkeit
nur in Richtung der Dicke zu liefern, sowie die geprüfte japanische
Patentveröffentlichung (JP-B)
59-31190, die eine folienartige elektrische Verbindung in einem
Stück offenbart,
die ein homogenes Gemisch elektrisch leitfähiger Partikel (0,05-20 Vol-%)
und ein flexibles isolierendes Bindemittel umfasst. In diesen Offenbarungen
des Stands der Technik wird ein Formen eines Harzfilmmaterials mit
einer gewünschten Dicke
erhalten, indem ein Gemisch eines Harzes und elektrisch leitfähiger, homogen
darin dispergierter Partikel gewalzt wird oder indem ein flüssiges Harz
mit homogen darin dispergierten, elektrisch leitfähigen Partikeln durch
eine Rakelstreichmaschine oder andere geeignete Mittel in einer
gewünschten
Dicke gegossen wird und das Gussstück nachfolgend getrocknet oder
gehärtet
wird.
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Um
einen Film zu erhalten, in dem die Konzentration der elektrisch
leitfähigen
Partikel von einer Richtung zur anderen differiert, nämlich der
Richtung der Filmdicke, ist ein Verfahren bekannt, in dem elektrisch leitfähige Partikel
in einem porösen
Film enthalten sind, und dieser Film und die elektrisch leitenden
Partikel nachfolgend gebunden und fixiert werden (ungeprüfte japanische
Gebrauchsmusterveröffentlichung
(JUM-A) 61-196413, sowie ein Verfahren, in dem elektrisch leitfähige Partikel
in einem Klebstofffilm eingebettet sind (JP-A-2-117980 und JP-A-5-67480).
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Wenn
eine Schaltungsverbindung erhalten wird, indem ein anisotrop elektrisch
leitfähiger
Film mit elektrischer Leitfähigkeit
nur in Richtung der Dicke zwischen die Schaltungen eingebracht wird
und diese in einen in Kontakt stehenden Zustand gepresst werden,
ist es effektiv, dass die einzelnen, elektrisch leitfähigen Partikel
an beiden Seiten des Films freigelegt sind, um den Leitungswiderstand
zu verringern. Als Mittel zur Freilegung der elektrisch leitenden
Partikel auf beiden Seiten des Films sind neben den in den voranstehend genannten
Patentschriften offenbarten Methoden bekannt, in denen der Film
gewalzt wird (JP-A-61-23507 und JP-A-61-188818) oder in denen Walzen
und Sputter-Ätzen
in Kombination verwendet werden (JP-A-61-200616). Es sind auch Methoden
verwendbar, in denen elektrisch leitende Partikel in einem porösen Film
enthalten sind und dieser Film und die elektrisch leitenden Partikel
gebunden und fixiert werden (JP-A-5-74512) oder elektrisch leitende
Partikel zwischen einem Paar flacher Platten gehalten werden und dann
ein flüssiges
Harz zwischen diese Platten eingefüllt und zu einem Film geformt
wird (JP-A-2-239578). In anderen bekannten Methoden werden die Oberflächenschichten
des filmbildenden Harzes auf beiden Seiten des Films durch Auflösen oder
Zersetzen mit einem Lösungsmittel
oder durch physikalische Mittel, wie Sputter-Ätzen, Plasma-Ätzen oder
Excimerlaser-Bestrahlung entfernt. In diesen anisotropen leitenden
Harzfilmen mit elektrischer Leitfähigkeit nur in Richtung der
Dicke ist es zum Erhalt einer höheren
Auflösung
durch Steigerung der elektrisch leitenden Punkte pro Einheitsfläche erforderlich,
den Gehalt der elektrisch leitenden Partikel in dem Film zu erhöhen. In
dem Funktionstest vor dem Montieren der elektrischen Bauteile, wie
Flüssigkristalldisplays
(LCDs), tape automated bonding (TAB)-integrierter Schaltungen, "bare chip"-integrierter Schaltungen
und dergleichen, ist eine Verbindung feiner Elektroden unter Verwendung
einer Nadelsonde erzeugt worden, einer Vorrichtung, durch die eine
nadelähnliche
Elektrode in Kontakt mit der entsprechenden Elektrode des zu testenden
elektronischen Bauteils gedrückt
wird.
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Verbindungsmechanismen,
wie sie in den nachstehenden Literaturstellen des Stands der Technik
gezeigt sind, sind ebenso vorgeschlagen worden. In dem in der JUM-A-53-156569, der JP-A-54-67672
usw., offenbarten Verbindungsmechanismus wird eine anisotrop elektrisch
leitfähige
Kautschukfolie zwischen den. Elektrodenabschnitt eines zu testenden
elektronischen Bauteils und einem Testsubstrat sandwichartig eingebracht,
um eine elektrische Verbindung zu erzeugen. Diese anisotrop elektrisch
leitende Kautschukfolie umfasst Laminierungen von elektrisch leitfähigem Kautschuk
und isolierendem Kautschuk, in denen elektrisch leitende Partikel
einheitlich dispergiert sind oder elektrisch leitende kurze Fasern
mit einer Orientierung in Richtung der Dicke der isolierenden Kautschukfolie
enthalten sind. In dem in der JP-A-3-183974 offenbarten Verbindungssystem
sind elektrisch leitende Partikel in den den Elektroden entsprechenden
Positionen lokalisiert, um die Feinheit der anisotrop elektrisch
leitenden Kautschukfolie zu verbessern. Gemäß dem in der JP-A-59-155769
und der JUM-A-59-163967 vorgeschlagenen elektrischen Verbindungsmethode
wird das auf einem flexiblen Film gebildete Leitungsmuster direkt
mit dem Elektrodenabschnitt des zu testenden elektrischen Bauteils
in Kontakt gebracht. In dem in der JP-A-61-2338, der JP-A-1-128381,
der JP-B-2-44747, der JP-B-3-22367 usw., offenbarten Verbindungssystem
wird eine elektrisch leitende Ausstülpung auf dem Leitungsmuster
aufgebracht, und diese Ausstülpung
wird mit dem Elektrodenabschnitt des elektronischen Bauteils direkt
in Kontakt gebracht. Des Weiteren schlägt die JUM-A-5-18031 einen
Verbindungsmechanismus vor, in dem ein anisotrop elektrisch leitender
Film mit einer hervorstehenden Elektrode, die sich durch einen isolierenden
Polymerfilm erstreckt, zwischen das zu testende Bauteil und ein
Testleitersubstrat angeordnet wird. Die Vorrichtungen des Standes der
Technik, wie sie voranstehend erwähnt sind, weisen jedoch ihre
eigenen Probleme auf. Beispielsweise steigt gemäß der Filmformungsmethode,
die das Gießen
eines homogenen Gemisches eines flüssigen Harzes und elektrisch
leitender Partikel umfasst, beim Versuch einer Erhöhung des
Zumischverhältnisses
der elektrisch leitenden Partikel in Übereinstimmung mit einer hohen
Feinheit der Elektrode die Viskosität des flüssigen Harzes mit darin dispergierten,
elektrisch leitenden Partikeln an, wodurch das Fließvermögen des
flüssigen
Harzes beeinträchtigt
wird, was es schwierig macht, ein Gießen mit konstanter Dicke durch
eine Rakelstreichmaschine oder eine derartige Maßnahme durchzuführen. Dies
erfordert eine Abnahme des Beimischverhältnisses der elektrisch leitenden
Teilchen. Weiterhin wird im Falle des Films mit einheitlich darin
dispergierten, elektrisch leitenden Partikeln bei einer Erhöhung des
Zumischverhältnisses
elektrisch leitender Partikel in Übereinstimmung mit hochfeinen
Schaltungen die Menge derjenigen elektrisch leitenden Partikel unvermeidlich
erhöht,
die nicht zwischen den verbundenen Schaltungen gehalten werden und keinen
Beitrag zur elektrischen Leitung leisten, was das Problem erhöhter Herstellungskosten
verursacht. Auch bei dem Verfahren, bei dem elektrisch leitende
Partikel in einem porösen
Film enthalten sind und der Film sowie die elektrisch leitenden
Partikel nachfolgend gebunden und fixiert werden, ist es in Bezug
auf die Produktivität
und die Kosten unpraktisch, eine große Anzahl winziger Löcher in
dem Film zu bilden. Bei dem Verfahren, in dem elektrisch leitfähige Partikel
in einen Klebstofffilm eingebettet sind, wird der Klebstoff nicht
in ausreichendem Maße
auf den Oberflächen
der elektrisch leitenden Partikel benetzt, sofern die Viskosität des Klebstoffs
nicht ausreichend niedrig ist, um den gewünschten flüssigen Zustand zu erhalten,
und dementsprechend wird die Klebkraft des filmartigen Klebstoffs
an den elektrisch leitenden Partikeln verringert, was dafür verantwortlich
ist, dass die elektrisch leitenden Partikel vom Film abfallen. Im
Falle der Verwendung eines flüssigen
filmartigen Harzes ist es nicht zu vermeiden, dass der Klebstoff
in der Stufe des Transfers der auf einem Träger gehaltenen, elektrisch
leitenden Partikel auf die flüssige
Klebstoffoberfläche
am Träger
klebt, was es schwierig macht, einen Film zu formen. Wenn der Gehalt
der elektrisch leitenden Partikel erhöht wird, wird es schwierig,
den Klebstoff in die Räume
zwischen den elektrisch leitenden Partikeln richtig einzufüllen, so
dass es erforderlich ist, die Beziehung zwischen der eingefüllten Menge
der elektrisch leitenden Partikel und der Dicke des filmartigen
Klebstoffs vor dem Einfüllen
der elektrisch leitenden Partikel strikt zu regulieren. Es sollte des
Weiteren angemerkt werden, dass bei einer großen Dicke des filmartigen Klebstoffs
ein Ankleben des Klebstoffs am Träger unvermeidbar ist und dass
bei geringer Dicke die gewünschte
Filmfestigkeit nicht erzielt werden kann oder die Partikel vom Film
abfallen.
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Bei
dem herkömmlichen
Verfahren zum Freisetzen elektrisch leitender Partikel auf beiden
Seiten des Films mittels Walzen wird es schwierig, die Filmdicke
einheitlich auf die Größenordnung
von mehreren zehn Mykrometern durch Verringern der Größe der elektrisch
leitenden Partikel in Übereinstimmung
mit den hochfeinen Elektroden zu verringern, und eine Variation
der Größe der elektrisch
leitenden Partikel verursacht eine entsprechende Streuung der Filmdicke.
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In
dem Verfahren zur Bildung eines Films durch Gießen eines homogenen Gemisches
eines flüssigen Harzes
und elektrisch leitender Partikel wird bei einer Erhöhung der
Gießdicke
zur Erhöhung
des Füllgewichts an
Partikeln in der unteren Schicht der Harzfilmform durch Sedimentation
elektrisch leitender Partikel unvermeidlich eine mehrschichtige
Struktur elektrisch leitender Partikel gebildet, und als ein Ergebnis
nehmen die Partikel, die nicht zur Erzeugung des in der Richtung
der Filmdicke elektrisch leitenden Films beitragen, vermehrt. Ebenso
ist bei diesem Verfahren die Harzschicht, die später entfernt werden muss, dick,
was es schwierig macht, die Partikel auf der Filmoberfläche einheitlich
freizusetzen.
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In
dem Filmformungsverfahren, in dem ein flüssiges Harz zwischen einem
Paar flacher Platten mit dazwischengehaltenen, elektrisch leitenden
Partikeln eingefüllt
wird, muss die Viskosität
des flüssigen
Harzes äußerst gering
sein, um das Harz in den schmalen Spalt der Platten einzufüllen, und
eine Variation der Größe der elektrisch
leitenden Partikel kann ein Ausfließen der elektrisch leitenden
Partikel bewirken. Im Falle des Freisetzens elektrisch leitfähiger Partikel
an der Filmoberfläche
durch Weglösen
des Harzes an den Partikeloberflächen
mit einem Lösungsmittel
haftet die Lösung
des gelösten
filmbildenden Harzes an der Filmoberfläche und, wenn sie getrocknet
ist, bildet sie einen dünnen
Film auf der Partikeloberfläche,
was die elektrische Verbindung beeinträchtigt. Da die Dicke des filmbildenden
Harzes durch die Behandlungszeit oder die Behandlungstemperatur
strikt kontrolliert werden muss, besteht eine Tendenz, dass eine
Streuung der Dicke von Charge zu Charge oder eine Streuung der partiellen
Dicke des Films auftritt.
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Bei
dem Verfahren, in dem das filmbildende Harz mit einem Lösungsmittel
zersetzt wird, sind die mit einem Lösungsmittel zersetzbaren, filmbildenden
Harze und die dafür
verwendbaren Lösungsmittel
eingeschränkt,
und bei der Behandlung ist Sorgfalt erforderlich, wenn ein saures
oder alkalisches Lösungsmittel
verwendet wird. Auch dieser Fall erfordert eine strikte Kontrolle
der Dicke des filmbildenden Harzes durch Behandlungszeit oder Behandlungstemperatur,
so dass die Neigung besteht, dass eine Streuung der Dicke von Charge
zu Charge oder eine Streuung der partiellen Dicke des Films auftritt.
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Bei
dem Verfahren, das ein physikalisches Entfernen des Harzes durch
Sputter-Ätzen,
Plasma-Ätzen oder
Excimerlaser-Bestrahlung umfasst, ist die Apparatur kostenintensiv,
die Behandlungszeit wegen des Batchprozesses lang, was zu erhöhten Produktionskosten
führt,
und dieses Verfahren kann kaum auf einen Herstellungsprozess für massive
Produkte angewendet werden.
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Nach
einem der herkömmlichen
Verfahren, wie voranstehend beschrieben, muss auf ein korrektes Entfernen
der gewünschten
Dicke des filmbildenden Harzes in der Stufe des Freisetzens der
elektrisch leitenden Partikel Sorgfalt gelegt werden, und es ist
sehr schwierig, die elektrisch leitenden Partikel durch Kontrolle der
Harzentfernrate an beiden Seiten des Films freizusetzen. Diese Aufgabe
kann kaum bewerkstelligt werden, sofern nicht zumindest die elektrisch
leitenden Partikel in derselben Ebene verteilt sind.
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Bei
der Verbindung feiner Elektroden in einem funktionellen Test vor
dem Montieren elektronischer Bauteile, wie eines LCDs, TAB-integrierter
Schaltungen, Barechip-integrierter
Schaltungen usw., sind Probleme aufgetreten, wie die mangelnde Fähigkeit
des Stands der Technik zur Selbstanpassung auf hochfeine Elektroden,
hohe Kosten und eine schlechte elektrische Verbindung aufgrund der
mangelnden Fähigkeit,
einen Unterschied in der Höhe
der Elektroden zu absorbieren. Speziell ist es bei dem Verbindungsmechanismus
unter Verwendung von Sonden, weil Sonden in Presskontakt mit den
entsprechenden Elektroden gebracht werden müssen, erforderlich, dass derartige
Sonden eine feine Struktur in Übereinstimmung
mit der hohen Feinheit der verwendeten Elektroden aufweisen, so
dass Hightech-Techniken
zur Herstellung der Sonden erforderlich sind. Es ist auch nicht
leicht, eine Vielzahl an Sonden an den Elektroden ausgerichtet anzuordnen,
und dies führt
zu er höhten
Herstellungskosten. Das Verfahren unter Verwendung einer anisotrop
elektrisch leitenden Kautschukfolie war auch nicht dazu in der Lage,
selbst auf den Mechanismus unter Beteiligung einer hochfeinen Elektrode
angepasst zu werden, und wies Probleme auf, wie die mangelnde Fähigkeit,
eine Isolierung zwischen angrenzenden Elektroden beizubehalten,
sowie einen hohen Leitungswiderstand. Im Falle einer anisotrop elektrisch
leitenden Kautschukfolie, in der sich die elektrisch leitenden Partikel
in der Position befinden, die den Elektroden entspricht, kann die
Elektrodenoberfläche
mit organischer Materie verunreinigt sein, und in dem Fall, in dem
eine Oxidschicht vorhanden ist, ist es schwierig, die Oberflächenisolierungsschicht
zu entfernen, und der Verbindungswiderstand ist hoch.
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Im
Falle des Verbindungssystems, in dem ein auf einem flexiblen Film
gebildeten Leitungsmuster direkt mit dem Elektrodenabschnitt eines
zu testenden elektronischen Bauteils in Kontakt gebracht wird, oder
in dem Fall des Verbindungssystems, in dem ein anisotrop elektrisch
leitender Film mit hervortretenden Elektroden, die sich durch einen
isolierenden Polymerfilm erstrecken, zwischen dem zu testenden Bauteil
und einem Leitersubstrat für
das Testen gehalten wird, muss, weil das Leitungsmuster und die
hervortretenden Elektroden aus einem Metall, wie Kupfer oder Gold,
hergestellt sind und hinsichtlich der Stärke einer elastischen Deformierung
beschränkt
sind, eine Schwankung der Höhe
der Elektroden des zu testenden Bauteils durch eine Biegedeformation
aufgrund der Flexibilität
des verbundenen Substrats und der Flexibilität des Filmssubstrats kompensiert
werden und, wenn diese Schwankung hoch ist, verringert sich die
Verbindungsleistung. Da ein Lötstofflack
oder ein isolierender Schutzfilm zwischen den Elektroden vorliegt,
befinden sich die Elektroden bei herkömmlichen Leiterplatten oder
integrierten Schaltungen in den meisten Fällen unter der Lack- oder Schutzfilmoberfläche, so
dass die Position der hervortretenden Elektrode auf den definierten
Bereich beschränkt
ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist dazu gemacht worden, die Probleme des
Stands der Technik, wie sie voranstehend erwähnt sind, zu überwinden
und stellt zur Überwindung
ihrer Aufgabe ein neues Verfahren zur Herstellung eines anisotrop
elektrisch leitfähigen
Harzfilmklebstoffs zur Verfügung,
der dazu in der Lage ist, eine elektrische Verbindung sogar zwischen
winzigen Elektroden zu bilden, und sie stellt ein Verbindungsverfahren
unter Verwendung eines so hergestellten Harzfilmklebstoffs und eine
neue verbundene Struktur, die dazu in der Lage ist, eine verlässliche
elektrische Verbindung mit geringem Widerstand sogar bei winzigen Elektroden
zu erzeugen, zur Verfügung.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines
anisotrop elektrisch leitfähigen Harzfilms
für die
Verwendung in einer elektrischen Verbindung gegenüberliegenden
Elektroden zur Verfügung, das
die folgenden Stufen umfasst:
Anhaften elektrisch leitender
Partikel an einer auf einem Träger
gebildeten Haftschicht und Fixieren der Partikel darauf,
Füllen der
Räume zwischen
den fixierten, elektrisch leitenden Partikeln mit einem filmbildenden
Harz, das mit dem Haftschichtmaterial inkompatibel ist, unter Verwendung
einer Lösung
des filmbildenden Harzes und nachfolgender Trocknung und Härtung und
Abziehen
der Haftschicht entlang der Grenzfläche zwischen der filmbildenden
Harzschicht und der Haftschicht,
wobei der resultierende elektrisch
leitfähige
Harzfilm bei der Verwendung nur in Richtung der Filmdicke über die
elektrisch leitfähigen
Partikel in der Ebenenrichtung elektrisch leitfähig ist.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zum elektrischen
Verbinden von Schaltungen zur Verfügung, das die folgenden Stufen
umfasst: Herstellen eines anisotrop elektrisch leitfähigen Harzfilms
durch das voranstehend genannte erfindungsgemäße Verfahren,
Platzieren
des so erhaltenen, anisotrop elektrisch leitfähigen Harzfilms zwischen sich
gegenüberliegenden Schaltungen
und
Unterwerfen der Anordnung einem Druck oder Wärme und
Druck.
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Unter
Verwendung eines derartigen erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Elektrodenverbindungsstruktur
zur Verfügung
gestellt werden, geeigneterweise eine Feinelektrodenstruktur, die
durch Platzieren gegenüberliegender
Elektroden einer Vielzahl elektronischer Bauteile auf im Wesentlichen
derselben Ebene, Einbringen eines anisotrop elektrisch leitfähigen Harzfilms,
der durch das erfindungsgemäße Verfahren
erhalten worden ist, zwischen die Elektroden in sandwichartiger
Weise und Pressen oder Erwärmen
unter Druck, um eine elektrische Verbindung zu erzeugen, erhalten
worden ist.
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Eine
derartige Elektrodenverbindungsstruktur kann zum Testen eines Displays
eines Flüssigkristalldisplays,
des Betriebs eines Elements, das das Flüssigkristalldisplay bildet,
einer "Barechip"-integrierten Schaltung
oder einer TAB (tape automated bonding)-integrierten Schaltung oder
der elektrischen Leitfähigkeit
einer Leiterplatte verwendet werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die 1A–1R sind
schematische Querschnittsansichten, die ein Herstellungsverfahren
eines anisotrop elektrisch leitfähigen
Harzfilms gemäß der vorliegenden
Erfindung und eine Art der Verbindung unter Verwendung des Harzfilms
veranschaulichen.
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Die 2A–2L sind
schematische Querschnittsansichten, die ein Herstellungsverfahren
eines anisotrop elektrisch leitfähigen
Harzfilms gemäß des Stands
der Technik und eine Art der Verbindung unter Verwendung des Harzfilms
veranschaulichen.
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Die 4A–5G und
die 5A–5G sind
schematische Querschnittsansichten, die die Herstellungsverfahren
anisotrop elektrisch leitfähiger
Harzfilme gemäß der vorliegenden
Erfindung und die Arten der Verbindung unter Verwendung dieser Harzfilme
veranschaulichen, wobei die Verfahren stufenweise gezeigt sind.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
vorliegende Erfindung beinhaltet die folgenden Ausführungsformen:
- (1) Ein Verfahren zur Herstellung eines anisotrop
elektrisch leitfähigen
Harzfilms zur Verwendung in einer elektrischen Verbindung sich gegenüberliegender
Elektroden, das die folgenden Stufen umfasst:
Anhaften elektrisch
leitfähiger
Partikel an einer auf einem Träger
gebildeten Haftschicht und Fixieren der Partikel darauf,
Füllen der
Räume zwischen
den fixierten, elektrisch leitenden Partikeln mit einem filmbildenden
Harz, das mit dem Haftschichtmaterial inkompatibel ist, unter Verwendung
einer Lösung
des filmbildenden Harzes und nachfolgendem Trocknen oder Härten und
Abziehen
der Haftschicht entlang der Grenzfläche zwischen der filmbildenden
Harzschicht und der Haftschicht,
wobei der resultierende, elektrisch
leitfähige
Harzfilm bei der Verwendung nur in Richtung der Filmdicke über die
elektrisch leitfähigen
Partikel in der Ebenenrichtung elektrisch leitfähig ist.
- (2) Ein wie voranstehend unter (1) dargelegtes Verfahren, wobei
die elektrisch leitfähigen
Partikel gleichmäßig in der
Ebenenrichtung dispergiert sind.
- (3) Ein wie voranstehend unter (1) oder (2) dargelegtes Verfahren,
wobei die elektrisch leitfähigen
Partikel eine Standardabweichung der Partikelgrößenverteilung von 10% oder
weniger der mittleren Partikelgröße aufweisen.
- (4) Ein voranstehend unter einem aus (1) bis (3) dargelegtes
Verfahren, wobei die elektrisch leitfähigen Partikel mit einem Metallfilm
bedeckte Kunststoffpartikel sind.
- (5) Ein voranstehend unter (4) dargelegtes Verfahren, wobei
das Metall Au oder Pt als eine Hauptkomponente ist.
- (6) Ein voranstehend unter einem aus (1) bis (3) dargelegtes
Verfahren, wobei die elektrisch leitfähigen Partikel Kunststoffpartikel
mit Oberflächenporen
oder zwischen jeder Oberfläche
und ihrem Inneren verbundene Poren sind und einige oder alle Poren
mit einem Metall bedeckt oder mit einem Metall gefüllt sind.
- (7) Ein voranstehend unter einem aus (1) bis (3) dargelegtes
Verfahren, wobei die elektrisch leitfähigen Partikel auf ihren Oberflächen erhöhte Bereiche
aufweisen.
- (8) Ein voranstehend unter (7) dargelegtes Verfahren, wobei
die erhöhten
Bereiche durch Aufbringen von Partikeln aus Siliciumdioxid, Glas
oder Ni mit einer Partikelgröße von 1/10
oder weniger im Vergleich zu der der elektrisch leitfähigen Partikel
auf die Oberfläche
der elektrisch leitfähigen
Partikel und nachfolgendem Beschichten mit einem elektrisch leitfähigen Film
erhalten werden.
- (9) Ein voranstehend unter einem aus (1) bis (8) dargelegtes
Verfahren, wobei das filmbildende Harz ein isolierender Klebstoff
ist.
- (10) Ein voranstehend unter einem aus (1) bis (9) dargelegtes
Verfahren, wobei die Haftschicht und der Träger transparent oder transluzent
sind und das filmbildende Harz ein photohärtbares Harz ist und nach Einführen des
filmbildenden Harzes durch Einwirkung von Licht von der Haftschichtseite
gehärtet
wird.
- (11) Ein voranstehend unter (10) dargelegtes Verfahren, wobei
das Licht ein Elektronenstrahl ist.
- (12) Ein voranstehend unter einem aus (1) bis (11) dargelegtes
Verfahren, wobei die elektrisch leitfähigen Partikel in dem resultierenden
elektrisch leitfähigen
Harzfilm an den Oberflächen
einer filmbildenden Harzschicht freigelegt werden.
- (13) Ein voranstehend unter (12) dargelegtes Verfahren, wobei
die elektrisch leitfähigen
Partikel mit einer elektrisch isolierenden Schicht bedeckt werden
und nachfolgend an den Oberflächen
einer filmbildenden Harzschicht durch Entfernen des Materials der
elektrisch isolierenden Schicht freigelegt wird.
- (14) Ein voranstehend unter einem aus (1) bis (11) dargelegtes
Verfahren, wobei die elektrisch leitfähige Partikelschicht mit einer
elektrisch isolierenden Schicht bedeckt wird, wobei die isolierende
Materialschicht durch Erwärmen
oder Druck entfernbar ist.
- (15) Ein voranstehend unter einem aus (1) bis (14) dargelegtes
Verfahren, wobei ein Film oder ein Netz mit Löchern darin über die
Haftschicht aufgetragen wird und die elektrisch leitfähigen Partikel
durch die Löcher auf
der Haftschicht haften und daran fixiert werden.
- (16) Ein voranstehend unter (15) dargelegtes Verfahren, wobei
der Film oder das Netz ein quergestreiftes Muster oder ein quergeheftetes
Muster besitzt.
- (17) Ein voranstehend unter (15) oder (16) dargelegtes Verfahren,
wobei die elektrisch leitfähigen
Partikel und der Film oder das Netz mit Löchern darin mit unterschiedlichen
elektrischen Ladungen elektrostatisch aufgeladen werden und die
elektrisch leitfähige
Partikelschicht durch Anziehung der elektrisch leitfähigen Partikel
an die Haftschicht durch elektrostatische Kraft gebildet wird.
- (18) Ein voranstehend unter einem aus (1) bis (16) dargelegtes
Verfahren, wobei die elektrisch leitfähigen Partikel und das Haftschichtmaterial
mit unterschiedlichen elektrischen Ladungen elektrostatisch aufgeladen
werden und die elektrisch leitfähige
Partikelschicht durch Anziehung der elektrisch leitfähigen Partikel an
die Haftschicht durch elektrostatische Kraft gebildet wird.
- (19) Ein voranstehend unter einem aus (1) bis (18) dargelegtes
Verfahren, wobei das Anhaften der elektrisch leit fähigen Partikel
durch Bilden einer Schicht der elektrisch leitfähigen Partikel auf der Haftschicht, wobei
die Schicht dicker als die Partikelgröße der elektrisch leitfähigen Partikel
ist, und Pressen der elektrisch leitfähigen Partikelschicht in die
Haftschicht in eine Tiefe von einer Hälfte oder weniger der Partikelgröße der elektrisch
leitfähigen
Partikel gebildet wird.
- (20) Ein voranstehend unter einem aus (1) bis (19) dargelegtes
Verfahren, wobei die Dicke des filmbildenden Harzes im Wesentlichen
dieselbe wie ein Raum ist, der zwischen gegenüberliegenden Schaltungen gebildet
wird, die zum Indizieren von Elektroden miteinander in Kontakt gebracht
werden sollen.
- (21) Verfahren zum elektrischen Verbinden von Schaltungen, das
die folgenden Stufen umfasst:
Herstellen eines anisotrop elektrisch
leitfähigen
Harzfilms durch das oben unter (1) bis (20) dargelegte Verfahren,
Platzieren
des so erhaltenen anisotrop elektrisch leitfähigen Harzfilmmaterials zwischen
sich gegenüberliegenden
Schaltungen und
Unterwerfen der Anordnung einem Druck oder
Wärme und
Druck.
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Wird
ein filmbildendes Harz als isolierender Klebstoff verwendet, ist
dies zum Erhalt eines anisotrop elektrisch leitfähigen, Harzfilm-artigen Klebstoffs,
der für
eine Verbindung feiner Elektroden verwendet werden kann, in besonderem
Maße geeignet.
Durch alleiniges Entfernen des filmbildenden Harzes auf den elektrisch leitfähigen Partikeln
auf einer Seite des Films kann ein anisotrop elektrisch leitfähiger Harzfilm
erhalten werden, bei dem die elektrisch leitfähigen Partikel sowohl auf der
Vorderseite als auch auf der Rückseite
des Films freigelegt sind. Weiterhin ist es durch Verwendung eines
photohärtbaren
Harzes als das filmbildende Harz und Härten des filmbildenden Harzes
durch Einstrahlen von Licht von der Seite des Films, auf die der
Klebstoff aufgetragen ist, möglich,
das filmbildende Harz von den elektrisch leitfähigen Partikeln leicht und
sicher zu entfernen und einen anisotrop elektrisch leitfähigen Harzfilm
zu erhalten, dessen elektrisch leitfähige Partikel sowohl an der
Vorderseite als auch an der Rückseite
des Films freigesetzt sind.
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Somit
werden nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung elektrisch
leitfähige
Partikel auf eine Klebstoffoberfläche aufgetragen und fixiert,
dann wird ein photohärtbares,
filmbildendes Harz, das mit dem Klebstoff inkompatibel ist, zum
Auffüllen
der Räume
zwischen die Partikel gegossen, und Licht wird zur Härtung des
filmbildenden Harzes von der Klebstoffseite eingestrahlt. Dann wird
der Film in ein Lösungsmittel
eingetaucht, um den nicht-gehärteten
Anteil des filmbildenden Harzes wegzulösen. Da der vom Licht durch
die elektrisch leitfähigen
Partikel abgeschirmte Harzanteil ungehärtet bleibt, werden nur die
Oberflächen
der elektrisch leitfähigen
Partikel freigesetzt, von denen das Harz weggelöst worden ist. Das gehärtete filmbildende Harz
wird getrocknet und vom Klebstoff abgezogen, um einen anisotrop
elektrisch leitfähigen
Harzfilm zu liefern, dessen elektrisch leitfähige Partikel an beiden Seiten
des Films freigelegt sind. Wenn zum Härten eine Elektronenstrahlbestrahlung
eingesetzt wird, ist es möglich,
die gehärtete
Dicke des filmbildenden Harzes durch Ändern der Elektronenbeschleunigungsspannung
einzustellen, was es ermöglicht,
einen anisotrop elektrisch leitfähigen
Harzfilm einer gewünschten
Dicke zu erhalten, dessen elektrisch leitfähige Partikel an der Filmoberfläche freigelegt
sind. In der vorliegenden Erfindung ist es durch Platzieren eines
Films oder eines Netzes (dieses Instrument wird im Folgenden als
eine Maske bezeichnet) auf die Klebstoffoberfläche und Aufbringen der elektrisch
leitfähigen
Partikel darauf möglich,
dass die elektrisch leitfähigen
Partikel an der Klebstoffoberfläche
allein in den Poren anhaften und die elektrisch leitfähigen Partikel
an beliebiger Position in der Filmebene anzuordnen. Dies ermöglicht es,
die Isolierung in der Ebenenrichtung des Films zu kontrollieren
oder die elektrisch leitfähigen
Partikel nur im Elektrodenbereich der Schaltung in der Filmebene
anzuordnen.
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Beispielsweise
kann durch Definieren der Filmporen auf eine Größe, die ein Anhaften von mehr
als zwei elektrisch leitfähigen
Partikeln an der Klebstoffoberfläche
nicht zulässt,
ein anisotrop elektrisch leitfähiger Harzfilm
erhalten werden, indem die einzelnen Partikel voneinander isoliert
sind. Ebenso ist es möglich,
die Orientierungsdichte in der Ebenenrichtung der elektrisch leitfähigen Harzpartikel
zu verbessern, indem die Partikel mit einer Kautschukwalze oder
einem anderen Mittel gegen die Klebstoffoberfläche gepresst werden, und die
elektrische Leitfähigkeit
in Richtung der Dicke des Films zu verbessern, indem die überflüssigen Partikel entfernt
werden, die nicht an der Klebstoffoberfläche fixiert sind. Weiterhin
ist es durch Einbetten der elektrisch leitfähigen Partikel in die Klebstoffschicht
durch Einstellen der Presskraft möglich, eine Struktur zu erhalten,
in der die elektrisch leitenden Partikel aus der Harzfilmformoberfläche herausstehen,
um die elektrische Verbindungsleistung zu verbessern, wenn die Elektroden
durch Kontakt leitend gemacht werden.
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Es
ist auch möglich,
eine vorherbestimmte Menge an elektrisch leitfähigen Partikeln hintereinander
anzuordnen, indem die elektrisch leitenden Partikel und die Klebstoffoberfläche oder
die elektrisch leitfähigen Partikel
und die Maske mit verschiedenen elektrischen Ladungen elek trisch
aufgeladen werden, damit die elektrisch leitfähigen Partikel an der Klebstoffoberfläche adsorbiert
werden und dann fixiert werden. Durch Verwendung der elektrisch
leitfähigen
Partikel, deren Oberflächen
mit einer isolierenden Schicht aus einem thermoplastischen Harz
oder dergleichen, das durch Erwärmen
oder Pressen entfernt werden kann, beschichtet worden sind, kann
die Isolierung in Ebenenrichtung sogar dann aufrecht erhalten werden,
wenn die elektrisch leitfähigen
Partikel in einem Zustand vorliegen, in dem sie in der Ebenenrichtung
des Films dicht gepackt sind. Bezüglich eines anisotrop elektrisch
leitfähigen
Harzfilms unter Verwendung von mit einer Isolierungsschicht beschichteten,
elektrisch leitfähigen
Partikeln kann ein derartiger Film zu einem solchen verarbeitet
werden, der eine elektrische Verbindung zwischen den Elektronen
ermöglicht,
indem die Isolierungsschicht der elektrisch leitfähigen Partikel
entfernt wird, die sowohl an der Vorderseite als auch an der Rückseite
des Films freigelegt sind, und die Elektroden mit beiden Seiten
des Films in Kontakt gebracht werden.
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Bei
der Verwendung eines anisotrop elektrisch leitfähigen Klebstoffs der vorliegenden
Erfindung zur Filmbildung kann durch Aufbringen des Klebstoffs derart,
dass er eine Dicke aufweist, die notwendig ist, um annähernd dasselbe
Volumen wie das eines gebildeten Raums zu ergeben, wenn sich gegenüberliegende Schaltungen
zum Indizieren von Elektroden in Kontakt gebracht werden, eine Verbindungsstruktur
erhalten werden, die im Verbindungsabschnitt keinen Hohlraum besitzt
und bei der Klebstoff nur in geringem Umfang herausgedrückt wird,
was es ermöglicht,
eine Verringerung der Verbindungsverlässlichkeit aufgrund des Einbringens
von Feuchtigkeit oder einen Kurzschluss der angrenzenden Schaltungen
aufgrund des Flusses der elektrisch leitfähigen Partikel, wenn eine Verbindung
gebildet wird, zu verhindern. Auch kann durch Erhöhen der
Beschichtungsdicke des Klebstoffs ein Film mit Zwei-Schicht-Struktur
erhalten werden, der eine auf die Schicht der elektrisch leitfähigen Partikel
aufgebrachte Klebstoffschicht aufweist. Bei diesem Film besitzt
die Klebstoffschicht, die keine elektrisch leitfähigen Partikel aufweist, eine
niedrigere Schmelzviskosität
als die mit elektrisch leitfähigen
Partikeln gepackte Schicht, so dass die Klebstoffschicht stärker in
den Spalt zwischen den Elektroden einfließt, was den Fluss der elektrisch
leitfähigen
Partikel in einen derartigen Spalt kontrolliert. Dies minimiert
das Risiko eines Kurzschlusses zwischen den benachbarten Elektroden
und erhöht
die Anzahl der Partikel, die zur elektrischen Leitung beitragen.
Der oben genannte Effekt kann weiter verstärkt werden, wenn die beiden
Schichten durch Erwärmen
von der Klebstoffseite zum Zeitpunkt der Verbindung unter Druck zusammengefügt werden,
weil die Klebstoffseite zuerst geschmolzen wird und in den Spalt
zwischen den Elektroden einfließt.
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Der
anisotrop elektrisch leitfähige
Harzfilm gemäß der vorliegenden
Erfindung besitzt eine Struktur, in der die elektrisch leitfähigen Partikel,
die Elastizität
besitzen, in der Ebenenrichtung des Films als eine Monoschicht dispergiert
sind und die Oberflächen
der einzelnen elektrisch leitfähigen
Partikel teilweise von beiden Seiten des Films freigesetzt sind
oder auf beiden Seiten des Films hervortreten, so dass es durch
Aufbringen dieses Harzfilms zur Erzeugung einer elektrischen Verbindung
zwischen den Elektrodenabschnitten eines elektronischen Bauteils
mit einer feinen Elektrode, das getestet werden soll, und einem
Testsubstrat, das mit einem Testgerät mit der Gegenelektrode verbunden
ist, möglich
wird, verschiedenartige Tests durchzuführen, wie z.B. einen Display-Test
für LCD,
einen Betriebstest der Elemente, die ein LCD bilden, einen Betriebstest für "Barechip"-integrierte Schaltungen
und für
TAB-integrierte Schaltungen sowie einen Leitungstest für Leiterplatten
usw., deren Durchführung
mit herkömmlichen
Methoden schwierig gewesen ist.
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Die
Art der in der vorliegenden Erfindung verwendeten, elektrisch leitfähigen Partikel
ist keinen speziellen Beschränkungen
unterworfen; so können
Metall-, Glas-, Keramik- und Kunststoffpartikel mit einer Metallabscheidung
an der Oberfläche
entweder einzeln oder im Gemisch verwendet werden. Aggregate elektrisch leitfähiger Partikel
geringer Größe sind
auch verwendbar. Die Partikelgröße kann
in geeigneter Weise in Abhängigkeit
von der Feinheit der zu verbindenden Schaltungen ausgewählt werden,
jedoch sollte sie so einheitlich wie möglich sein. Die Partikelform
ist vorzugsweise sphärisch,
um die Partikelgröße zur Verbindung
feiner Elektroden einheitlich zu gestalten. Üblicherweise werden sphärische Kunststoffpartikel
mit einer Metallabscheidung an der Oberfläche zur Verbindung sehr feiner
Elektroden verwendet. Ist die Verwendung von Metallpartikeln aus
Gründen
der Hitzebeständigkeit
usw. erforderlich, empfiehlt sich die Verwendung von durch Gaszerstäubung oder
ein Rotationselektrodenzerstäubungsverfahren
erzeugten Partikeln, weil diese Partikel eine nahezu perfekt sphärische Form
besitzen. Es ist ebenso möglich,
amorphe Partikel, wie durch ein Wasserzerstäubungsverfahren erzeugte Metallpulver,
zu verwenden, wenn diese Partikel durch Klassifizieren oder andere
Maßnahmen
in Bezug auf ihre Größe vereinheitlicht
werden. Elektrisch leitfähige
Partikel derart mit einer Hauptachse sind ebenso in der vorliegenden
Erfindung verwendbar. Die kommerziell erhältlichen kurzen Metallfasern
und Glasfasern, die einem Metallplattieren an der Oberfläche unterzogen
worden sind, Carbonfasern und dergleichen, können ebenso verwendet werden.
Der Durchmesser und die Länge
der verwendeten Fasern können
in geeigneter Weise nach der Feinheit der zu verbindenden Elektroden
gewählt
werden, es ist jedoch wünschenswert,
dass die verwendeten Fasern für
eine bessere Leitfähigkeit
hinsichtlich der Länge
einheitlich sind. Auch wird die Verwendung von Fasern mit geringem
und ein heitlichem Durchmesser für
eine bessere Anwendbarkeit bei der Verbindung feiner Elektroden
empfohlen.
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Die
in der vorliegenden Erfindung verwendeten elektrisch leitenden Partikel,
die Elastizität
besitzen, sind ebenso wenig Gegenstand spezieller Beschränkungen;
aus elektrisch leitfähigem
Kautschuk oder Kunststoff erzeugte Partikel, Kautschuk- und Kunststoffpartikel
mit Metallabscheidung und dergleichen können einzeln oder im Gemisch
verwendet werden. In Bezug auf die Elastizität kann gesagt werden, dass
je weiter der Bereich der elastischen Deformation ohne Änderung
der elektrischen Leitfähigkeit
ist, desto stärker
wird eine Abweichung der Elektrodenhöhe oder eine Abweichung der
Größe der elektrisch
leitfähigen
Teilchen aufgefangen, was zu einer besseren elektrischen Verbindung
führt.
Die Verwendung von Kunststoffpartikeln mit Metallabscheidung auf
der Oberfläche
ist bevorzugt, da derartige Kunststoffpartikel mit verschiedenen
Elastizitätsmodulen
kommerziell erhältlich
sind und auch verschiedenartige Metalle zum Plattieren eingesetzt
werden können.
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Verschiedenartige
Metalle können
entweder einzeln oder in Kombination zum Plattieren verwendet werden,
z.B. Ni-Au oder Lötmittellegierungen,
jedoch ist es wünschenswert,
ein Metall mit hoher Schmiedbarkeit, wie Au oder Pt, oder eine Legierung
mit hoher Schmiedbarkeit zu verwenden, weil ein derartiges Metall einer
elastischen Verformung der elektrisch leitfähigen Partikel folgen kann.
Die elektrisch leitfähigen
Partikel, denen mittels Plattieren elektrische Leitfähigkeit
verliehen worden ist, können
gegen ein Abschälen
der Metallabscheidung bei einer Partikeldeformation durch die Verwendung
der Kunststoffpartikel mit Poren an der Oberfläche und Plattieren des Inneren
dieser Poren geschützt
werden. Indem die poröse
Struktur der Kunststoffpartikel schwammartig gemacht wird, um eine
Kommunikation zwischen der Oberfläche und dem Inneren des Partikels
zu ermöglichen,
und das Innere der Poren plat tiert wird, können die elektrisch leitfähigen Partikel
erhalten werden, die leitfähige
Durchgänge
im Inneren aufweisen. Diese elektrisch leitfähigen Partikel sind gegen eine
Verringerung der elektrischen Leitfähigkeit aufgrund einer Abtrennung
der elektrisch leitfähigen
Oberflächenschicht
sicher und besitzen auch einen geringeren Widerstand als die elektrisch
leitfähigen,
mit einem elektrisch leitfähigen
Füllstoff
beladenen Kautschukpartikel. In dem Fall, in dem die zu verbindende
Elektrode auf ihrer Oberfläche
einen dünnen
Isolierungsfilm aus einem organischen Material oder einem Metalloxid
aufweist, wird es empfohlen, feine Unebenheiten an der Oberfläche der
elektrisch leitfähigen
Partikel aufzubringen, so dass bei der Erzeugung einer Verbindung
ein derartiger Isolierungsfilm durch die Unebenheiten der Partikel
gebrochen wird, um für
eine stabilisierte Verbindung mit geringem Widerstand zu sorgen.
Ein Material, das fest ist und eine geringe Schmiedbarkeit besitzt,
ist für
die feinen Unebenheiten geeignet, so dass die elektrisch leitfähigen Partikel
mit ausgezeichneter Leitfähigkeit
und den gewünschten
Unebenheiten erhalten werden können,
indem ein Material, das von dem Plattierungsmetall der elektrisch
leitfähigen
Partikel verschieden ist, auf der Partikeloberfläche abgeschieden wird. Verschiedene
Methoden sind zur Bildung der Unebenheiten zugänglich. Beispielsweise werden
Metallpartikel im Verlauf des Plattierens der elektrisch leitfähigen Partikel abgeschieden,
und die abgeschiedenen Metallpartikel werden an der Oberfläche der
elektrisch leitfähigen
Partikel festgehalten oder es wird ein Plattieren der elektrisch
leitfähigen
Partikel in einem Bad durchgeführt,
indem feine Partikel eines anorganischen Materials, wie Siliciumdioxid,
oder eines Metalls, wie Ni, dispergiert sind, und die dispergierten
Partikel werden an der Oberfläche
der elektrisch leitfähigen
Partikel abgeschieden. Die Größe der elektrisch
leitfähigen
Partikel kann in geeigneter Weise nach der Feinheit der zu verbindenden Elektroden
ausgewählt
werden, sie sollte jedoch so ein heitlich wie möglich sein. Im Hinblick auf
die Verwendung der vorliegenden Erfindung zur Verbindung feiner
Elektroden ist die Partikelgröße vorzugsweise
5 bis 100 µm.
In Bezug auf die Partikelgrößenverteilung
ist es wünschenswert,
dass die Partikel von einheitlicher Größe mit einer Standardabweichung
von weniger als 10% sind. Die Partikelform ist vorzugsweise sphärisch, um
die Partikelgröße für eine Verbindung
feiner Elektroden zu vereinheitlichen.
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Um
für eine
elektrische Isolierung in Ebenenrichtung in dem Fall zu sorgen,
in dem zur Kontrolle der fixierten Position der elektrisch leitfähigen Partikel
keine Maske verwendet wird, ist es notwendig, die Dispersion der
elektrisch leitfähigen
Partikel auf der Klebeschicht einzustellen. Wenn die Kontaktteile
der elektrisch leitfähigen
Partikel zunehmen, wird die elektrische Isolierung in Ebenenrichtung
beeinträchtig.
Um elektrisch leitfähige
Punkte mit hoher Dichte zu erhalten, wird daher eine elektrisch
isolierende Schicht auf die Oberfläche der einzelnen elektrisch
leitfähigen
Partikel aufgebracht. Die isolierende Schicht enthält ein Harz,
das mit dem Filmbildenden Harz inkompatibel ist, und kann als eine
Monoschichtstruktur oder als eine mehrschichtige Struktur aufgebaut
sein. Der in dieser Erfindung verwendete Begriff "inkompatibel" bedeutet, dass Harze
keine Affinität
zueinander aufweisen und kein homogenes Gemisch bilden. Üblicherweise
wird der SP-Wert (Löslichkeitsparameter,
detailliert erläutert
in "Adhesion Handbook", 2. Aufl., S. 46,
zusammengestellt von der Japan Adhesion Association) als ein Maß der Kompatibilität verwendet.
Je höher
der Unterschied im SP-Wert zweier Harze ist, desto weniger kompatibel
sind diese Harze. Wenn die Differenz 1,0 oder mehr beträgt, sind
die beiden Harze im Allgemeinen kaum miteinander kompatibel. Der
Unterschied in der Wärmeschmelztemperatur oder
der Wärmeerweichungstemperatur
der beiden Harze ist auch ein zu beachtender Faktor bei der Entscheidung,
ob diese Harze ein homogenes Gemisch bilden oder nicht.
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Wenn
eine derartige Differenz 10°C
oder mehr beträgt,
bilden die beiden Harze im Allgemeinen kein homogenes Gemisch. Diese
Richtlinien differieren von Material zu Material in empfindlicher
Weise, so dass die jeweils verwendeten Materialien einer individuellen
Untersuchung bedürfen.
Wichtig ist, dass, weil ein Film üblicherweise durch Gießen einer
Lösung
eines filmbildenden Harzes, das in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst und damit
verdünnt
ist, eine entsprechende Viskosität
besitzt, die Isolierungsschicht aus einem Harz hergestellt ist,
das sich nicht in dem zur Filmbildung verwendeten Lösungsmittel
oder in der flüssigen
Komponente in dem filmbildenden Harz auflösen wird, d.h., aus einem Harz,
das in der filmbildenden Harzlösung
unlöslich
ist. Verschiedenartige Kombinationen von Harzen, die miteinander
inkompatibel sind, können
zur Bildung einer elektrisch isolierenden Schicht, die sich nicht
in der filmbildenden Harzlösung
auflösen
wird, durch Auswahl eines geeigneten Lösungsmittels verwendet werden.
In der vorliegenden Erfindung verwendbare Harze beinhalten thermoplastische
Polyurethane, lösliche
Nylons, Epoxyharze, Phenoxyharze, Polyethylene, Polyester und dergleichen,
und tatsächlich
werden diejenigen ausgewählt,
die in der filmbildenden Harzlösung unlöslich sind,
und die dazu in der Lage sind, mit Leichtigkeit eine Isolierungsschicht
zu bilden. Diese Parameter unterscheiden sich jedoch in empfindlicher
Weise von Material zu Material, so dass die Materialien einzeln untersucht
werden müssen.
Die Dicke der Isolierungsschicht variiert in Bezug auf den Optimalwert
in Abhängigkeit
vom Grad der Unlöslichkeit
des Harzes in der filmbildenden Harzlösung und vom Grad der Bedeckung der
elektrisch leitfähigen
Partikel, die Dicke der Isolierungsschicht beträgt jedoch im Allgemeinen vorzugsweise
0, 01 bis 10 µm.
Nass- und Trockenprozesse können
zur Bildung der elektrisch isolierenden Schicht eingesetzt werden.
In einem Nassprozess werden beispielsweise die Oberflächen der
elektrisch leitfähigen
Partikel mit einer Lösung
eines Harzes beschichtet und nachfolgend getrocknet.
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In
einem Trockenprozess lässt
man die Partikel des Harzes, das die Isolierungsschicht bildet,
und die elektrisch leitfähigen
Partikel mit hoher Geschwindigkeit gegeneinander stoßen oder
sie werden miteinander vermischt und gemahlen oder miteinander geschmolzen
und zusammengehalten. In einem Nassprozess muss das Harz in einem
geeigneten Lösungsmittel
gelöst
sein, jedoch ist dieser Prozess darin vorteilhaft, dass die Isolierungsschicht
leicht in einer gewünschten
Dicke, insbesondere in einer Dicke im unteren Mikrometer-Bereich,
gebildet werden kann. Der Trockenprozess besitzt den Vorteil, dass
er dazu in der Lage ist, die Isolierungsschicht sogar mit in Lösungsmitteln
kaum löslichen
Harzen zu bilden, und dass er zur Bildung einer Isolierungsschicht
mit einer Dicke von über
1 µm geeignet
ist.
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Verschiedenartige
Methoden zur Bildung von Aggregaten feiner, elektrisch leitfähiger Partikel,
die in der Isolierungsschicht dispergiert sind, sind zugänglich.
Beispielsweise werden in einem Nassprozess die Oberflächen der
elektrisch leitfähigen
Partikel mit einer Dispersion feiner, elektrisch leitfähiger Partikel
in einer Harzlösung überzogen,
die die Isolierungsschicht bilden soll. Bei einem Trockenprozess
lässt man
die Partikel des die Isolierungsschicht bildenden Harzes und die
feinen, elektrisch leitfähigen
Partikel mit hoher Geschwindigkeit gegeneinander stoßen, oder
vermischt oder vermahlt sie miteinander oder verschmelzt sie und
hält sie zusammen,
so dass die feinen, elektrisch leitfähigen Partikel in der Isolierungsschicht
eingebettet werden. Es kann auch eine Methode eingesetzt werden,
in der die isolierenden, bedeckten, elektrisch leitfähigen Partikel, die
nach einem Nassprozess die Isolierungsschicht bilden, und die feinen,
elektrisch leitfähigen
Partikel durch einen Trockenprozess behandelt werden und die feinen,
elektrisch leitfähigen
Partikel in die Isolierungsschicht eingebettet werden.
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In
der vorliegenden Erfindung ist das Haftmaterial (Zusammenhaltmaterial)
lediglich dazu erforderlich, auf die elektrisch leitfähigen Partikel
während
der Handhabung der Partikel oder des Überziehens des filmbildenden
Harzes nach dem Dispergieren der Partikel unter Ausnutzen des Haftvermögens des
Haftmaterials (Klebematerials) unbeweglich zu halten, und es ist
nicht dazu erforderlich, ein Gefühl
von Klebrigkeit bei Berührung
mit der Hand zu verleihen. Im Allgemeinen sorgt eine größere Kontaktfläche zwischen
den elektrisch leitfähigen
Partikeloberflächen
und dem Haftmittel für
eine größere Zusammenhaltekraft
für die
elektrisch leitfähigen
Partikel, so dass ein weiches Material, das die Vertiefungen in
den Oberflächen
der elektrisch leitfähigen
Partikel zum Zeitpunkt des Dispergierens der elektrisch leitfähigen Partikel
füllen
kann, als Haftmittel in der vorliegenden Erfindung verwendet werden
kann. Mit anderen Worten kann ein Material, das dazu in der Lage ist,
die elektrisch leitfähigen
Partikel aufgrund seines Haftvermögens an den elektrisch leitfähigen Partikeln während der
Handhabung der Partikel oder des Überziehens des filmbildenden
Mittels unbeweglich zu halten, als Haftmaterial in der vorliegenden
Erfindung verwendet werden. Derartige Materialien beinhalten Kautschuke,
wie SBR, Polyisobutylen, Polybuten, Naturkautschuk, Neopren, Butylkautschuk
usw., sowie Harze, wie Acrylharz, Siliconharz, Fluorharz usw. Gemische
dieser Harze oder Nicht-Klebstoffharze mit einem Klebrigmacher,
wie Terpenharz oder Indenharz, sind ebenfalls verwendbar. Diese
Harze können
vernetzt werden, damit sie eine netzartige Struktur besitzen, um
die Kompatibilität
mit dem filmbildenden Klebstoff zu verringern. Als Klebematerial,
wie es voranstehend erwähnt
ist, wird auf einen Substratfilm, eine Platte, eine Walze oder dergleichen
aufgeschichtet, um eine Verbundstruktur zu bilden, um die Handhabung
des Substrats zu erleichtern. Üblicherweise
werden Filme aus Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen, Polypropylen
und dergleichen, als Substrat verwendet. Wenn ein photohärtba res
filmbildendes Harz verwendet wird, können sowohl das Haftmaterial
als auch der Substratfilm UV-Strahlen leiten, um das UV-härtbare,
filmbildende Harz zu härten.
Im Falle der Verwendung von Elektronenstrahlen als Licht ist es
möglich,
gefärbte
Filme aus Teflon, Polyimid oder dergleichen, sowie Filme mit Füllstoffen
zusätzlich
zu den Substratfilmen zu verwenden.
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Das
in der vorliegenden Erfindung verwendete filmbildende Harz fungiert
als ein Bindemittel der elektrisch leitfähigen Partikel und kann zu
einem Film geformt werden. Dieses Harz muss ein solches sein, das
mit dem Haftmaterial inkompatibel ist, um zu verhindern, dass das
Haftmaterial, das an die elektrisch leitfähigen Partikel angehaftet und
daran fixiert worden ist, während
des Überziehens
des filmbildenden Harzes gelöst wird,
was eine Bewegung der elektrisch leitfähigen Partikel verursacht.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendbaren filmbildenden Harze
beinhalten verschiedene Arten synthetischer Harze und Elastomere,
die in Lösungsmitteln
löslich
sind, thermoplastische Harze, wie Polyethylen, Vinylacetat und Polypropylen,
hochgradig wärmebeständige Harze,
wie Polyethersulfon, Polyetherimid und Polyimid, wärmehärtbare Harze,
wie Epoxyharz und Phenolharz, photohärtbare Harze mit Acryloylgruppen,
wie Polyesteracrylat, Urethanacrylat und Epoxyacrylat, sowie photohärtbare Harze,
die Verbindungen mit Cinnamoylgruppen, Diazogruppen oder Azidogruppen
enthalten. Diese photohärtbaren
Harze können
im Gemisch mit thermoplastischen Harzen, wie Polyethylen, Vinylacetat
und Polypropylen, hochgradig wärmebeständigen Harzen,
wie Polyethersulfon, Polyetherimid und Polyimid, wärmehärtenden
Harzen, wie Epoxyharz und Phenolharz, oder Elastomeren verwendet werden.
Im Falle der Anwendung von UV-Strahlung zum Härten ist es möglich, die
Dicke des gehärteten
Films oder die Härtungsrate
durch Verwendung eines Photoinitiators, wie Benzoin, Benzophenon,
Michler's Keton, oder
dergleichen, und nötigenfalls
eines Sensibilisators, wie ei ner Aminverbindung (z.B. Triethylamin),
einer Schwefelverbindung oder einer Phosphorverbindung, zu ändern.
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In
Bezug auf die Kombination eines filmbildenden Harzes und eines Haftmaterials,
die miteinander inkompatibel sind, können beispielsweise eine Kombination
eines Haftmaterials mit einem niedrigen SP-Wert, wie Polyisobutylen,
und eines Harzes mit einem hohen SP-Wert, wie Polyamidsäure, die
eine Vorstufe eines Polyimids ist, verwendet werden. Siliconharze
und Fluorharze sind mit vielen anderen Harzen inkompatibel, so dass
es bei Verwendung dieser Harze als ein Haftmaterial möglich ist,
eine Vielfalt an Harzen als Haftmaterial zu wählen.
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Im
Fall der Verwendung eines anisotrop elektrisch leitfähigen Harzfilms
der vorliegenden Erfindung, sowohl für den Zweck einer elektrischen
Verbindung zwischen den Elektroden als auch eines Anhaftens der Elektroden,
ist es auch möglich,
ein Härten
nach dem Einströmen
des filmbildenden Harzes zwischen die Elektroden durch Verwenden
des filmbildenden Harzes und Anwenden von Wärme oder Licht, während die
Elektroden gegeneinander gepresst werden, zu bewirken. Von diesen
filmbildenden Harzen wird vorzugsweise ein wärmehärtendes Harz als Teil des filmbildenden
Harzes verwendet, weil dieses Harz während der Bildung einer Netzwerkstruktur
durch Erwärmen
unter Druck zum Zeitpunkt der Verbindung von Schaltungen gehärtet wird
und daher einen Film mit ausgezeichneter Hitzebeständigkeit
und hoher Verbindungsverlässlichkeit
liefert.
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Die
Dicke des filmbildenden Harzes im Falle der Verwendung eines anisotrop
elektrisch leitfähigen Films
dieser Erfindung, sowohl zum Zweck einer elektrischen Verbindung
zwischen den Elektroden als auch eines Haftens der Elektroden, ist
keinen kritischen Beschränkungen
unterworfen, jedoch wird die optimale Filmdicke von der Größe des gebildeten
Raums bestimmt, wenn die zu verbindenden Schaltungen miteinander in
Kontakt gebracht und fixiert werden. Beispielsweise beträgt im Falle
des Verbindens einer flexiblen Leiterplatte mit einer Vielzahl an
35 µm
dicken und 50 µm
breiten, parallel angeordneten Kupferelektroden bei einem Abstand
von 100 µm
und einem Glassubstrat mit derselben Anordnung transparenter Elektroden
mit einer Dicke von 1 µm
oder weniger die geeignete Dicke des Films mit 10 µm großen, elektrisch
leitfähigen,
eingemischten Partikeln 15 bis 40 µm. Da die elektrisch leitfähigen Partikel
zwischen den Schaltungen gehalten werden und eine Klebstoffschicht
dazwischen gebildet wird, ist es notwendig, nicht nur die Größe der elektrisch
leitfähigen
Partikel, sondern auch ihre Deformierbarkeit und die Tiefe der Partikel,
die in den Schaltungen eingebettet sind, in Betracht zu ziehen.
Die Dicke des Harzfilms mit den elektrisch leitfähigen Partikeln, die an beiden Seiten
des Films freigelegt sind, ist in dieser Erfindung ebenfalls nicht
eingeschränkt,
es sollte jedoch angemerkt werden, dass eine Erhöhung der Dicke eine entsprechende
Steigerung der Größe der verwendeten elektrisch
leitfähigen
Partikel verursacht, was zu einer verringerten Auflösung führt, so
dass eine hohe Filmdicke zur Verbindung feiner Schaltungen nicht
geeignet ist. Andererseits macht eine geringe Dicke die Handhabung
des Films unangenehm und macht es aufgrund eines Verknitterns oder
anderer Störungen
schwierig, den gewünschten
Film herzustellen. Damit beträgt
die bevorzugte Dicke des Films 0,005 bis 1 mm.
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Allgemein
verwendetes UV-Licht, wie z.B. das von einer Quecksilberlampe oder
einer elektrodenlosen Lampe gebildete, kann als ein Licht zum Härten des
photohärtbaren,
filmbildenden Harzes verwendet werden. Es ist ebenso möglich, einen
Elektronenstrahl zu verwenden. Die Verwendung eines Elektronenstrahls
ist dahingehend vorteilhaft, dass die Dicke des gehärteten Films
leicht erhöht
oder erniedrigt werden kann, indem die Beschleunigungsspannung des
Elektronenstrahls eingestellt wird. Bei der Durchführung dieser
Bestrahlung mit Licht muss das Licht von der Substratseite des filmbildenden
Harzes her angewandt werden, so dass der durch die elektrisch leitfähigen Partikel
abgeschirmte Anteil in einem nicht-gehärteten Zustand bleibt, so dass
das angewandte Licht vorzugsweise parallele Lichtstrahlen sind,
die vertikal zu der mit dem filmbildenden Harz überzogenen Oberfläche in diese
eindringen. In diesem Fall bleibt das filmbildende Harz in dem halbkugelförmigen Anteil,
der durch die elektrisch leitfähigen
Partikel abgedunkelt wird, ungehärtet,
wenn keine Beeinflussung durch Beugung oder Reflexion von Licht
gegeben ist. Im Falle der Verwendung einer Radikalreaktion zum Härten dient
Sauerstoff als Reaktionsinhibitor, so dass die Menge an Sauerstoff
in der Bestrahlungsatmosphäre
einen Einfluss auf das Härten
des filmbildenden Harzes ausübt.
Dieser Einfluss ist an der Filmoberfläche, die mit der Bestrahlungsatmosphäre in Kontakt
steht, am höchsten
und auf der lichtdurchlässigen Basisfilmseite
am geringsten. Daher kann das Freisetzen der elektrisch leitfähigen Partikel
dadurch kontrolliert werden, dass die Sauerstoffdichte in der Atmosphäre geändert wird.
Die elektrisch leitfähigen
Partikeloberflächen
können
nämlich
sogar durch Anwendung einer geringen Lichtmenge von der Seite der
elektrisch leitfähigen
Partikel freigelegt werden, und die mechanische Retention der elektrisch
leitfähigen
Partikel kann verbessert werden, indem die elektrisch leitfähigen Partikel
mit einem filmbildenden Harz einer Dicke gehalten werden, die ebenso
groß ist
wie die Halbkugel der elektrisch leitfähigen Partikel oder größer. Da
jedoch der Einfluss des Sauerstoffs auf das Härten des filmbildenden Harzes
in starkem Maße
durch die Art und den Gehalt des filmbildenden Harzes, des Photoinitiators
und des Sensibilisators beeinträchtigt
wird, ist es notwendig, eine eingehende Untersuchung dieser Punkte
bei jedem Mischsystem durchzuführen.
In jedem Fall ist es zwingend, dass das Härten des filmbildenen Harzes
vorwiegend durch Bestrahlung mit Licht von der Substratseite her
bewerkstelligt wird, wobei das filmbildende Harz an den elektrisch
leitfähigen
Partikeln wegen des Abfangens des Lichts durch die elektrisch leitfähigen Partikel
in einem nicht-gehärteten
Zustand verbleibt und leicht entfernt werden kann.
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Als
Maske kann beispielsweise ein netzartiges Gewebe mit Seide, Nylon
oder rostfreien Fasern, eine sogenannte Metallmaske, die eine dünne Platte
aus Edelstahl oder Nickel umfasst, die an den gewünschten Stellen
in gewünschter
Größe durch Ätzen oder
andere Maßnahmen
perforiert worden ist, sowie ein durch Plattieren mit Ni oder Cu
hergestelltes Netz verwendet werden. Bei der Verwendung wird die
Maske auf die Haftschicht platziert. Zum Dispergieren der elektrisch
leitfähigen
Partikel durch elektrostatische Kraft wird die Maske elektrisch
aufgeladen, damit die elektrisch leitfähigen Partikel an die Maskenoberfläche herangezogen werden
und nachfolgend an der Haftschicht in den Poren der Maske durch
eine Klinge oder andere Mittel angeheftet werden. Um ein effizientes
Haften der elektrisch leitfähigen
Partikel an der Haftschicht in den Poren der Maske zu ermöglichen,
ist es wünschenswert,
das elektrische Aufladen der Maske durch Auswahl eines geeigneten
Maskenmaterials oder durch Erdung so zu kontrollieren, dass die
elektrisch leitfähigen
Partikel nur an und um die Poren der Maske angeordnet werden. Sogar
in diesem Fall können
die in der Maske angeordneten, elektrisch leitfähigen Partikel aufgrund des
nicht-einheitlichen Ladepotentials der Maske in der Maskenebene
durch eine Klinge oder andere Mittel in die Poren gebracht werden
oder die überflüssigen elektrisch leitfähigen Partikel
können
entfernt werden. An den zum Sieben oder derartige Zwecke verwendeten
Netzen, sogar an den aus einem elektrisch nicht-leitfähigen Material,
wie Nylon, hergestellten, wird üblicherweise
eine antistatische Behandlung durchgeführt, so dass derartige Netze
nützlich
sind, weil sie verhindern können,
dass die Partikel auf der Maske abgeschieden werden. Die Poren in
der Maske sind üblicherweise
von einer Größe, die
ein Durchtreten der elektrisch leitfähigen Partikel erlaubt, und
die Maske wird entfernt, nachdem die elektrisch leitfähigen Partikel
an der Haftschicht befestigt worden sind. Die Poren können jedoch
von einer Größe sein,
die ein Durchtreten der elektrisch leitfähigen Partikel nicht zulässt. Essentiell
ist aber, dass die elektrisch leitfähigen Partikel an der Stelle
der Poren in der Maske angeordnet werden, wobei ein Teil der Partikel
mit dem Haftmaterial in Kontakt gebracht wird und durch dessen Haftvermögen fixiert
wird. Beispielsweise werden elektrisch leitfähige Partikel an der Haftschicht
mit einer darauf platzierten Maske dispergiert, und nach dem Fixieren
der elektrisch leitfähigen
Partikel in den Poren der Maske wird ein filmbildendes Harz ohne
Entfernen der Maske aufgetragen, wodurch ein anisotrop elektrisch
leitfähiger
Harzfilm erhalten wird. Die Maske wird von der filmbildenden Harzoberfläche des
erhaltenen anisotrop elektrisch leitfähigen Harzfilms entfernt und
kann wieder verwendet werden. Weil das voranstehend genannte Verfahren
keine Stufe beinhaltet, in der die elektrisch leitfähigen Partikel
durch die Poren in der Maske geführt
werden, können
die elektrisch leitfähigen
Partikel eine größere Größe als die
Poren der Maske aufweisen.
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Eine
Koronaladevorrichtung wird üblicherweise
dazu verwendet, das elektrostatische Aufladen zu bewirken, und die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann auch durch Verwendung dieser
Vorrichtung bewerkstelligt werden. Diese Vorrichtung ist dazu in
der Lage, ein Material ohne Kontakt elektrisch aufzuladen, und die
Aufladungsrate kann auf ein gewünschtes
Niveau unter Überwachung
konstant kontrolliert werden. Ein gewünschtes elektrisches Aufladen
kann auch durch eine Kontaktlademethode bewerkstelligt werden, in
der eine elektrisch leitfähige
Walze oder Bürste,
an die eine Spannung angelegt ist, mit dem Material in Kontakt gebracht
wird. Ein derartiges Aufladen muss nur auf den notwendigen Teil
der Haftschicht und der Maske angewendet werden, an dem die elektrisch
leitfähigen
Partikel dispergiert sind, und es ist erforderlich, dass die Potentialdifferenz
zu den elektrisch leitfähigen
Partikeln lediglich einen Wert hat, der dazu ausreichend ist, eine Bewegung
und Adsorption der elektrisch leitfähigen Partikel zu bewirken.
Es ist möglich,
die elektrisch leitfähigen
Partikel selbst aufzuladen, jedoch sollte in diesem Fall sorgfältig vorgegangen
werden, weil die elektrisch leitfähigen Partikel aufgrund einer
elektrostatischen Abstoßung
zwischen den Partikeln zerstreut werden können oder eine Schwankung der
Laderate unter den einzelnen Partikeln vergrößert wird. Ein elektrisches
Aufladen mit üblicherweise
mehreren hundert Volt oder mehr ist dazu erforderlich, die Aufgabe
der vorliegenden Erfindung zu erzielen.
-
Im
Hinblick auf die Anordnung der elektrisch leitfähigen Partikel an der Filmoberfläche können eine oder
mehr elektrisch leitfähige
Partikel entsprechend der Position jeder zu verbindenden Elektrode
angeordnet werden oder sie können
in einem Gitter- oder Zickzackmuster in konstantem Abstand angeordnet
werden, um ein Positionieren der elektrisch leitfähigen Partikel
und der Elektroden unnötig
zu machen. Jedoch wird die Anordnung der Partikel üblicherweise
in Anbetracht der Feinheit der Elektroden und der Größe oder
Verteilungsdichte der elektrisch leitfähigen Partikel in geeigneter
Weise ausgewählt.
-
Bei
der Verwendung des erfindungsgemäßen anisotrop
elektrisch leitfähigen
Harzfilms kann er zwischen die zu verbindenden Schaltungen eingefüllt werden
und erwärmt
oder mit Licht bestrahlt werden, um das darin enthaltene filmbildende
Harz zu härten,
um das Harz als ein Material zur elektrischen Verbindung oder als
ein Klebstoff zu verwenden. Im Fall des erfindungsgemäßen anisotrop
elektrisch leitfähigen
Harzfilms, bei dem die elektrisch leitfähigen Partikel an beiden Seiten
des Films freigelegt sind, kann die Formmasse ("molding") der vorliegenden Erfindung zwi schen
die zu verbindenden Schaltungen eingefüllt werden und nachfolgend
gepresst werden, um eine elektrische Verbindung zu erzeugen. Es
ist möglich,
die elektrische Verbindung zwischen den Elektroden ständig beizubehalten,
indem die Elektroden durch eine Pressbefestigung in einem gepressten
Zustand fixiert werden oder indem ein flüssiger Klebstoff zwischen die
Elektroden in einem gepressten Zustand eingefüllt wird und diese fixiert
oder indem das zwischen die Elektroden eingeführte Filmmaterial in einem
gepressten Zustand erwärmt
oder mit Licht bestrahlt wird, um das filmbildende Harz zu härten. Da
die elektrisch leitfähigen
Partikel durch das filmbildende Harz gehalten werden, wird keine Bewegung
der Partikel aufgrund des Fließwiderstands
des Klebstoffs bewirkt, so dass ein Klebstoff mit hoher Viskosität verwendet
werden kann.
-
Bei
der Verwendung der Verbindungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung
zum Testen elektronischer Bauteile wird ein Testsubstrat zur Erzeugung
einer elektrischen Verbindung zwischen einer feinen Elektrode eines
elektronischen Bauteils, das Gegenstand des Tests sein soll, und
einer Elektrode einer Vorrichtung zur Ausgabe eines Input-Signals des Gegenstands
oder zur Aufnahme eines Output-Signals
verwendet. Im Allgemeinen können
Leiterplatten ("printed
circuit boards";
PCB), flexible Leiterplatten (FPC) oder ähnliche Elektrodensubstrate
verwendet werden, ein Glas- oder Keramiksubstrat mit einer darauf
gebildeten Dünnfilmelektrode
wird jedoch am stärksten
bevorzugt verwendet, weil ein derartiges Substrat eine ausgezeichnete
Flachheit besitzt, hinsichtlich einer Streuung der Elektrodenhöhe minimiert
ist, eine leichte Bildung feiner Elektroden ermöglicht und eine ausgezeichnete
Dimensionsstabilität
gegenüber
Temperatur und Feuchtigkeit besitzt. Das Substrat wird in geeigneter
Weise nach dem Verwendungszweck ausgewählt; ein PCB- oder FPC-Substrat
kann wegen ihrer Vorteile des doppelseitigen Bedruckens oder einer
Mehrschichtlaminierung von Schaltungen sowie einer gu ten Bearbeitbarkeit
ausgewählt
werden. Ein transparentes Glassubstrat hat den Vorteil, dass es
ein einfaches Positionieren der Elektroden erlaubt. Es ist wünschenswert,
dass die Höhendifferenz
benachbarter Elektroden weniger als 10 µm, vorzugsweise weniger als
1 µm,
beträgt.
Verschiedenartige Verfahren, wie das Ätzen einer Metallfolie, das
Plattieren, die Vakuumverdampfung, das Sputtern usw., oder eine
Kombination dieser Verfahren, können
zur Herstellung der Elektroden eingesetzt werden. Plattieren, Abscheiden
oder Sputtern sind zur Erzeugung feiner Elektroden geeignet, während das Ätzen einer Metallfolie
mit geringem Widerstand zur Bildung grober Schaltungen oder Elektroden
mit einer großen
Dicke empfohlen wird. Die Verbindungsstruktur gemäß der vorliegenden
Erfindung kann auf eine Vielzahl elektronischer Bauteile angewandt
werden, wie Flüssigkristalldisplayelemente, "Bare-chip"-integrierte Schaltungen, TAB-integrierte
Schaltungen, Leiterplatten und dergleichen, und ist für Flüssigkristalldisplays, "Bare-chip"-integrierte Schaltungen
und TAB-integrierte Schaltungen in besonderem Maße geeignet, die viele feine
Elektroden aufweisen und bei denen die Streuung der Höhe benachbarter
Elektroden gering ist. Es ist wünschenswert, dass
der Unterschied in der Höhe
benachbarter Elektroden weniger als 10 µm, vorzugsweise weniger als
1 µm,
beträgt.
Ein anisotrop elektrisch leitfähiger
Harzfilm kann an den Elektrodenanteil allein auf der Testsubstratseite
angehaftet werden, um die Handhabungseigenschaften zu verbessern.
Der erfindungsgemäße Harzfilm
kann nicht nur zur Verbindung von Schaltungen, wie voranstehend
beschrieben, verwendet werden, sondern es kann ebenso auch auf Schalter,
mehrschichtigen Schaltungen und dergleichen, angewandt werden.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann ein anisotrop elektrisch leitfähiger Harzfilm hoher Auflösung erhalten
werden, der in der Ebenenrichtung einheitlich dispergierte, elektrisch
leitfähige
Partikel besitzt, und die erfin dungsgemäße Verbindungsstruktur feiner
Elektroden unter Verwendung des Harzfilms ist dazu in der Lage,
eine verlässlichere
elektrische Verbindung zwischen feineren Elektroden zu bilden, als
es mit den herkömmlichen
Strukturen möglich
war.
-
Nachfolgend
wird das Prinzip der vorliegenden Erfindung weiter im Detail unter
Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in denen die Bezugszeichen die folgenden
Materialien oder Teile bezeichnen:
-
- 1
- Elektrisch
leitfähige
Partikel
- 2
- Haftmaterial
- 3
- Substratfilm,
der die Haftschicht trägt
- 4
- Maske
- 5
- Photohärtbares
Harz
- 6
- Licht
- 7
- Kautschukwalze
- 8
- Elektrisch
leitfähige
Partikel, die mit einer elek
-
- trisch
isolierenden Schicht bedeckt sind
- 9
- Schaltung
1
- 10
- Elektrode
1
- 11
- Schaltung
2
- 12
- Elektrode
2
- 13
- Filmsubstrat
des anisotrop leitfähigen
Harzfilms
- 14
- Elektronenstrahl
- 15
- Heizplatte
- 16
- Platte
- 17
- Raum
zwischen Elektroden
- 18
- Elastische,
elektrisch leitfähige
Partikel
- 19
- Lötstoplack
- 20
- Klebstoff
- 21
- Filmsubstratlösung eines
anisotrop elektrisch leitfä
-
- higen
Harzfilms
- 22
- Polyisobutylen-Haftmaterial
- 23
- PET-Film
- 24
- Aufgrund
von hohen Räumen
schlecht leitender Anteil
-
2A zeigt
einen anisotrop elektrisch leitfähigen
Harzklebstoff, der nach einem herkömmlichen Herstellungsverfahren
erhalten worden ist, und 2B zeigt
eine Situation, in der dieser Klebstoff zwischen Schaltungen angeordnet
wurde und diese zusammengepresst wurden, um eine elektrische Verbindung
zu bilden. Wenn die Dichte der elektrisch leitfähigen Partikel, die zur elektrischen
Leitung in Richtung der Dicke des Films beitragen, gering ist und
die zu verbindenden Schaltungen fein sind, ist es nach der herkömmlichen
Methode kaum möglich,
eine sichere Verbindung zu erhalten. Wegen des starken Flusses der
elektrisch leitfähigen
Partikel in die Räume
zwischen den Elektroden besteht auch eine Neigung zu Kurzschlüssen zwischen
benachbarten Schaltungen. Die elektrisch leitfähigen Partikel, die in die
Räume zwischen
den Elektroden eingeflossen sind, tragen nicht zur elektrischen
Verbindung von Schaltungen bei. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
kann die Anzahl dieser Partikel verringert werden, was eine erhebliche
Kostensenkung ermöglicht.
Auch kann das erfindungsgemäße Verfahren
die voranstehend genannten Probleme des Stands der Technik beseitigen,
um eine sichere elektrische Verbindung feiner Schaltungen zu ermöglichen.
-
Unter
Bezugnahme auf 4 wird ein Verfahren
zur Herstellung eines anisotrop elektrisch leitfähigen Harzfilms dieser Erfindung
gezeigt, in dem elektrisch leitfähige
Partikel auf beiden Seiten der filmbildenden Harzschicht der Luft
ausgesetzt sind, sowie ein Verbindungsschema unter Verwendung des
Films. Dieses Verfahren wird nachfolgend Stufe für Stufe beschrieben, um das
Prinzip der vorliegenden Erfindung zu erläutern. Wie es in 4A gezeigt
ist, wird zunächst
eine Haftschicht auf einen Substrathaftfilm durch Beschichten aufgetragen
und dann, wie in 4B gezeigt, werden elektrisch
leitfähige
Partikel auf der Haftschicht verteilt und aufgrund der Haftkraft
des Haftmaterials daran fixiert. Als Nächstes wird, wie in
-
4C gezeigt,
eine filmbildende Harzlösung
aufgetragen, die die Räume
zwischen den elektrisch leitfähigen
Partikeln füllt.
Da die elektrisch leitfähigen
Partikel an der Haftschicht fixiert sind, werden sie sich nicht
in der Lösung
des filmbildenden Harzes bewegen, so dass kein Agglomerieren der
Partikel während
des Beschichtens stattfindet und die Partikel einheitlich in einer
Ebene angeordnet sind. Dann wird das filmbildende Harz, wie es in 4D gezeigt
ist, getrocknet oder gehärtet,
und nachfolgend wird das filmbildende Harz, das die elektrisch leitfähigen Partikel
bedeckt, durch Auflösen
oder andere physikalische Maßnahmen
entfernt, um die an der Filmoberfläche freigelegten, elektrisch
leitfähigen
Partikel zu erhalten, wie es in 4E gezeigt ist.
Danach wird der Film entlang der Grenzfläche zwischen der filmbildenden
Harzschicht und der Haftschicht abgezogen, um einen anisotrop elektrisch
leitfähigen
Film zu ergeben, wie es in 4F gezeigt
ist. Da das filmbildende Harz und das Haftmaterial miteinander inkompatibel
sind, können
ihre Schichten leicht entlang der Grenzfläche aufgetrennt werden. Da
die elektrisch leitfähigen
Partikel in Kontakt mit der Haftschicht stehen, können die
Partikel auch an der abgezogenen Oberfläche der filmbildenden Harzschicht
freigelegt bleiben, so dass ein teilweises Entfernen des filmbildenden
Harzes zur Freisetzung der elektrisch leitfähigen Partikel lediglich allein
auf einer Seite des Films (mit dem filmbildenden Harz beschichtete
Seite in 4D) erforderlich ist. Da die
elektrisch leitfähigen
Partikel nur in derselben Ebene auf der Haftschicht verteilt sind,
kann in diesem Fall die Dicke des Filmsubstrats auf einen minimalen,
notwendigen Wert reguliert werden. Auch die zum Freisetzen der elektrisch
leitfähigen
Partikel zu entfernende Menge des filmbildenden Harzes kann minimiert
werden, und das Entfernen des Harzes kann mit Leichtigkeit präzise durchgeführt werden.
Wenn ein teilweises Entfernen des filmbildenden Harzes in einem
Zustand durchgeführt
wird, in dem die Probe durch den Substratfilm und die Haftschicht
getragen wird, ist es möglich,
eine Beschädigung
oder Dehnung der filmbildenden Harzschicht und ein Abfallen der
elektrisch leitfähigen
Partikel zu verhindern. Sogar wenn der Film entlang der Grenzfläche zwischen
dem Substratfilm und der Haftschicht in einem Zustand abgezogen
wird, in dem die Haftkraft zwischen der Haftschicht und dem Substratfilm
schwach ist und der Substratfilm eng an die filmbildende Harzschicht
angefügt
ist, ist es ebenso möglich,
nur die Haftschicht durch Auswahl eines geeigneten Lösungsmittels
wegzulösen,
weil das filmbildende Harz und das Haftmaterial miteinander inkompatibel
sind, und es kann ein gewünschter
anisotrop elektrisch leitfähiger
Harzfilm erhalten werden.
-
4G zeigt
ein Verbindungsschema, in dem ein erfindungsgemäßer, anisotrop elektrisch leitfähiger Harzfilm
zwischen Schaltungen angeordnet wurde und diese zusammengepresst
wurden, um eine elektrische Verbindung zu erzeugen.
-
2I zeigt
ein Schema, in dem ein nach einem herkömmlichen Verfahren erhaltener,
anisotrop elektrisch leitfähiger
Harzfilm zwischen Schaltungen angeordnet wurde, und diese zusammengepresst
wurden, um eine elektrische Verbindung zu bilden. Wenn die Dichte
der elektrisch leitfähigen
Partikel, die zur elektrischen Leitung in Richtung der Dicke des
Films beitragen, gering ist und die zu verbindenden Schaltungen
fein sind, ist es nach der herkömmlichen
Methode kaum möglich,
eine gewünschte
Verbindung der Schaltungen zu erhalten. Wegen der hohen Unebenheit
der Filmoberfläche
ist es auch schwierig, einen Kontakt mit den Elektroden an den Schaltungen
zu erhalten. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sind die voranstehend
genannten Probleme beseitigt, was eine sichere elektrische Verbindung
feiner Schaltungen ermöglicht.
-
5 zeigt ein Herstellungsverfahren eines
erfindungsgemäßen anisotrop
elektrisch leitfähigen
Harzfilms unter Verwendung eines photohärtbaren, filmbildenden Harzes,
wobei die elektrisch leitfähigen
Partikel an beiden Seiten der filmbildenden Harzschicht freigesetzt
sind, sowie ein Verbindungsschema unter Verwendung des Films. Dieses
Verfahren wird nachstehend Schritt für Schritt erläutert.
-
Wie
in 5A gezeigt, wird zunächst ein Haftmaterial auf ein
lichtdurchlässiges
Harzfilmsubstrat lösungsbeschichtet,
um eine Haftschicht zu bilden, und nachfolgend werden elektrisch
leitfähige
Partikel, wie es in 5B gezeigt ist, über die
Haftschicht verteilt und daran aufgrund der Haftkraft des Klebstoffs
fixiert. Wie es in 5C gezeigt ist, wird als Nächstes eine
Lösung
eines photohärtbaren
filmbildenden Harzes aufgetragen, die die Räume zwischen den elektrisch
leitfähigen
Partikeln füllt.
Da die elektrisch leitfähigen
Partikel an der Haftschicht fixiert sind, werden sie sich nicht
in der Lösung
des filmbildenden Harzes bewegen, so dass kein Agglomerieren der
Partikel während
des Beschichtens stattfindet und die Partikel auf einer Ebene einheitlich
angeordnet bleiben. Wie es in 5D gezeigt
ist, wird dann Licht von der Seite des lichtdurchlässigen Substrats
her eingestrahlt, um das filmbildende Harz zu härten. Der vom Licht durch die
elektrisch leitfähigen
Partikel abgeschirmte Anteil bleibt ungehärtet. Das ungehärtete filmbildende
Harz, das die elektrisch leitfähigen Partikel
bedeckt, wird mit einem Lösungsmittel
weggelöst,
damit die elektrisch leitfähigen
Partikel an der Filmoberfläche
freigelegt werden, wie es in 5E gezeigt
ist. Danach wird der Film entlang der Grenzfläche zwischen der filmbildenden
Harzschicht und der Haftschicht abgezogen, um einen anisotrop elektrisch
leitfähigen
Harzfilm zu ergeben, wie es in 5F gezeigt
ist. Das Abziehen entlang der Grenzfläche kann leicht bewerkstelligt
werden, weil das filmbildende Harz und das Haftmaterial miteinander
inkompatibel sind. Da die elek trisch leitfähigen Partikel mit der Haftschicht
in Kontakt stehen, können
die elektrisch leitfähigen
Partikel auch an der abgezogenen Oberfläche der filmbildenden Harzschicht
freigesetzt werden. Sogar wenn der Film zwischen dem Substratfilm
und dem Haftmaterial in einem Zustand abgezogen wird, in dem die
Haftkraft zwischen der Haftschicht und dem Substratfilm schwach
ist und der Substratfilm eng an die filmbildende Harzschicht angefügt ist,
ist es auch möglich,
die Haftschicht allein durch Auswahl eines geeigneten Lösungsmittels wegzulösen, weil
das filmbildende Harz und das Haftmaterial miteinander inkompatibel
sind, und ein gewünschter,
anisotrop elektrisch leitfähiger
Harzfilm kann erhalten werden. 5G zeigt
ein Verbindungsschema, in dem ein erfindungsgemäßer anisotrop elektrisch leitfähiger Harzfilm
zwischen Schaltungen angeordnet wurde und diese zusammengepresst
wurden, um eine elektrische Verbindung zu bilden.
-
1A zeigt
eine Stufe, die mit der Ausführungsform
(2) dieser Erfindung in dem voranstehend beschriebenen Verfahren
zur Herstellung eines anisotrop elektrisch leitfähigen Harzfilms in Verbindung
steht, in der die elektrisch leitfähigen Partikel über die
Haftschicht verteilt worden sind. Hier sind die elektrisch leitfähigen Partikel
aufgrund der Haftkraft des Haftmaterials fixiert.
-
1B zeigt
eine Stufe, die mit der Ausführungsform
(15) in dem Verfahren zur Herstellung eines anisotrop elektrisch
leitfähigen
Harzfilms gemäß der vorliegenden
Erfindung in Verbindung steht, in der die elektrisch leitfähigen Partikel
an der Haftschicht in den Poren der Maske, die auf die Haftschicht
platziert worden ist, fixiert sind. Elektrisch leitfähige Partikel
werden rollend auf der Maske durch eine Bürste oder ein anderes Mittel
bewegt und können
in die Poren der Maske eingesetzt werden.
-
Auf
diese Weise kann ein anisotrop elektrisch leitfähiger Harzfilm erhalten werden,
in dem die elektrisch leitfähigen
Partikel in einer gewünschten
Anordnung an der Filmebene vorliegen.
-
1C zeigt
eine Stufe, die mit der Ausführungsform
(10) in dem Verfahren zur Herstellung eines anisotrop elektrisch
leitfähigen
Harzfilms der vorliegenden Erfindung in Verbindung steht, in der
elektrisch leitfähige
Partikel an der Haftschicht fixiert sind und Licht von der lichtdurchlässigen Substratseite
zur Härtung
des filmbildenden Harzes eingestrahlt wird. Der Anteil des Harzes,
der durch die elektrisch leitfähigen
Partikel vom Licht abgeschirmt wird, verbleibt ungehärtet.
-
1D und 1E zeigen
die Stufen, die mit der Ausführungsform
(19) in dem Verfahren zur Herstellung eines anisotrop elektrisch
leitfähigen
Harzfilms gemäß der vorliegenden
Erfindung in Verbindung stehen, in der eine elektrisch leitfähige Partikelschicht
auf der Haftschicht in einer Dicke aufgebracht ist, die größer ist als
die Größe der elektrisch
leitfähigen
Partikel, und in die Haftschicht eingepresst wird. In der Stufe
aus 1D wird eine elektrisch leitfähige Partikelschicht auf die
Haftschicht auf eine Dicke aufgetragen, die größer ist als die Größe der elektrisch
leitfähigen
Partikel, und in der Stufe aus 1E wird
die elektrisch leitfähige Partikelschicht
in die Haftschicht derart eingepresst, dass die einzelnen Partikel
auf eine Tiefe von einer Hälfte oder
weniger der Größe der elektrisch
leitfähigen
Partikel in die Haftschicht eingegraben werden. Durch diese Stufe
wird die Kontaktfläche
zwischen den elektrisch leitfähigen
Partikeln und der Haftschicht vergrößert, und das Fixieren der
elektrisch leitfähigen
Partikel wird gewährleistet.
Die elektrisch leitfähigen
Partikel, die zwischen anderen Partikeln gehalten werden und nicht
in Kontakt mit der Haftschicht stehen, werden auf die Haftschicht
gepresst und kräftig
mit ihr in Kontakt gebracht, um die Dichte der elektrisch leitfähigen Partikel
in dem anisotrop elektrisch leitfähigen Harzfilm zu erhöhen. Da
die elektrisch leitfähigen
Partikel, die nicht in Kontakt mit der Haftschicht stehen, reduziert
werden können,
wird es auch einfach, die überflüssigen elektrisch
leitfähigen
Partikel zu entfernen, die nicht zur elektrischen Leitung beitragen.
Zum Einbetten der elektrisch leitfähigen Partikel in die Haftschicht
kann weiterhin eine Struktur erzeugt werden, in der elektrisch leitfähige Partikel aus
der Filmoberfläche
in der Ebene, die mit der Haftschicht des erzeugten anisotrop elektrisch
leitfähigen Harzfilms
in Kontakt gebracht worden ist, hervorstehen, um eine elektrische
Verbindung zwischen Elektroden und elektrisch leitfähigen Partikeln
zu gewährleisten.
Da die Einbettungstiefe der elektrisch leitfähigen Partikel frei durch Ändern der
Anpresskraft entschieden werden kann, ist es weiterhin möglich, die
Menge an Herausstehendem der elektrisch leitfähigen Partikel auf das optimale
Niveau leicht einzustellen.
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1F zeigt
eine Stufe, die mit der Ausführungsform
(17) der vorliegenden Erfindung in Verbindung steht, in der die
elektrisch leitfähigen
Partikel und das Haftmaterial mit unterschiedlichen elektrischen
Ladungen elektrostatisch aufgeladen werden, um eine elektrisch leitfähige Partikelschicht
durch Verteilen der elektrisch leitfähigen Partikel auf der Haftschicht
durch elektrostatische Kraft zu bilden. wenn die Haftschicht, die mit
der entgegengesetzten Ladung, wie die elektrisch leitfähigen Partikel
elektrostatisch geladen ist, in ähnlicher
Weise nahe an die elektrisch leitfähigen Partikel gebracht wird,
wie es in 1G gezeigt ist, werden die elektrisch
leitfähigen
Partikel durch die elektrostatische Kraft an der Haftschicht festgehalten.
In diesem Fall werden die elektrisch leitfähigen Partikel auf der Maske
durch die elektrostatische Kraft zur Haftschicht in der Position
der Poren der Maske, die an der Oberfläche freigesetzt sind, angezogen
und bleiben nur an dieser Position der Poren der Maske haften. Die
Menge der auf der Maske getragenen Partikel kann durch Verringerung
der Menge der elektrischen Ladung der Maske verringert werden und,
weil die elektrisch leitfähigen
Partikel nicht an der Maske haften, können sie leicht durch einen
Luftstrom oder durch Bürsten
entfernt werden. Auf diese Weise ist es möglich, einen anisotrop elektrisch
leitfähigen
Harzfilm zu erhalten, der elektrisch leitfähige Partikel einheitlich auf
der Filmebene angeordnet enthält.
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Die 1H, 1I und 1J zeigen
die Stufen, die mit der Ausführungsform
(14) dieser Erfindung in Verbindung stehen, in denen die elektrisch
leitfähigen
Partikel die Partikel oder Aggregate davon sind, die mit einer elektrisch
isolierenden Schicht bedeckt sind, die durch Erwärmen oder Pressen leicht entfernt
werden kann. In der Stufe aus 1H sind
die elektrisch leitfähigen
Partikel, die mit einer Isolierungsschicht bedeckt sind, über die
Haftschicht verteilt. In der Stufe aus 1I ist
die Probe zwischen den zu verbindenden Schaltungen angeordnet, und
in der Stufe aus 1J ist bewirkt, dass sich die
Isolierungsschicht durch Erwärmen unter
Druck unter Erzeugung einer elektrischen Verbindung zwischen den
Schaltungen bewegt. Da die Isolierungsschicht in der filmbildenden
Klebstofflösung
unlöslich
ist, bleibt die Isolierungsschicht wie sie ist in der filmbildenden
Klebstofflösung
erhalten. Da die Partikel an der Haftschicht fixiert sind, werden
sie auch nicht miteinander in dem filmbildenden Klebstoff agglomerieren
und werden einheitlich auf der Filmebene dispergiert. Sogar wenn
die elektrisch leitfähigen
Partikel dicht in Kontakt miteinander eingefüllt werden, wird ihre elektrische
Isolierung in der Ebenenrichtung durch die elektrisch isolierende
Schicht zwischen den Partikeln aufrecht erhalten. Eine elektrische
Verbindung zwischen den sich gegenüberliegenden Elektroden kann
durch Entfernen der Isolierungsschicht an der Partikeloberfläche durch
Pressen oder Erwärmen
unter Druck erhalten werden.
-
Die 1K und 1L zeigen
die Stufen, die sich auf die Ausführungsform (13) beziehen, in
der die elektrisch leitfähigen
Partikel, die mit einer elektrisch isolierenden Schicht bedeckt
sind, verwendet werden und die elektrisch isolierende Schicht der
elektrisch leitfähigen
Partikel, die sowohl an der Vorderseite als auch an der Rückseite
des Harzfilms freigelegt ist, entfernt wird. 1K zeigt
eine Filmform, die unter Verwendung der elektrisch leitfähigen Partikel,
die mit einer elektrisch isolierenden Schicht bedeckt sind, erhalten
worden ist, und 1L zeigt einen Zustand, in dem
die elektrisch isolierende Schicht, die an der Filmoberfläche freigelegt ist,
entfernt worden ist. Da die Isolierungsschicht in der Lösung des
filmbildenden Harzes unlöslich
ist, bleibt sie wie sie ist in der Lösung des filmbildenden Harzes
erhalten, so dass es sogar dann, wenn die elektrisch leitfähigen Partikel
dicht eingefüllt
werden, um miteinander in Kontakt zu treten, ihre Isolierung in
der Ebenenrichtung durch die elektrisch isolierende Schicht zwischen
den Partikeln erhalten bleibt. Da ein mit dem filmbildenden Harz
inkompatibles Harz als das Isolierungsschichtmaterial ausgewählt wird,
ist es möglich,
nur die Isolierungsschicht, die an der Filmoberfläche freigelegt
ist, unter Verwendung eines geeigneten Lösungsmittels wegzulösen. Nach
diesem Verfahren ist es sogar in dem Fall, in dem es schwierig ist,
die Isolierungsschicht zu entfernen, wenn die elektrische Verbindung
hergestellt ist, möglich,
einen anisotrop elektrisch leitfähigen Harzfilm
mit einer hohen Leitungspunktdichte unter Verwendung der mit der
Isolierungsschicht bedeckten, elektrisch leitfähigen Partikel einzusetzen.
-
1M ist
eine Zeichnung, die die Ausführungsform
(11) dieser Erfindung veranschaulicht, in der Elektronenstrahlen
von der lichtdurchlässigen
Substratseite her angewandt werden, um das filmbildende Harz zu
härten.
Es ist möglich,
die zu härtende
Filmdicke so einzustellen, dass die elektrisch leitfähigen Partikel
auf der Oberfläche
des filmbildenden Harzes freigelegt werden, indem die Strahlungsenergie
der Elektronenstrahlen kontrolliert wird. In dem Fall, in dem die
elektrisch leitfähigen
Partikel Harzpartikel mit einer dünnen Metallabscheidung an der
Oberfläche
sind, um ein leichtes Durchtreten der Elektronenstrahlen zu ermöglichen,
wird auch der durch die elektrisch leitfähigen Partikel vom Licht abgeschirmte
Anteil gehärtet,
weshalb die elektrisch leitfähigen
Partikel nicht dazu neigen, vom Film abzufallen.
-
1O zeigt
eine Stufe, die mit der Ausführungsform
(20) in Verbindung steht, in der ein filmbildender Klebstoff zwischen
Schaltungen angeordnet worden ist. Hierbei wird ein filmbildender
Klebstoff mit einer Dicke, die dazu notwendig ist, annähernd dasselbe
Volumen wie das Volumen eines zwischen den Elektroden gebildeten
Raums zu ergeben, verwendet. Nach der Verbindung wird eine Verbindungsstruktur
ohne Raum zwischen den Schaltungen geliefert.
-
1P zeigt
eine Querschnittsstruktur eines anisotrop elektrisch leitfähigen Harzfilms
unter Verwendung eines filmbildenden Harzes, der beim Erwärmen unter
Druck oder Bestrahlen mit Licht zum Klebstoff wird. Es ist möglich, sowohl
eine Adhäsion
der Elektroden als auch eine elektrische Verbindung gleichzeitig durch
Verwendung eines thermoplastischen Harzes, eines nicht-gehärteten,
wärmehärtbaren
Harzes oder eines photohärtbaren
Harzes, das geschmolzen und beim Erwärmen unter Druck oder Bestrahlen
mit Licht gehärtet
wird, als filmbildendes Harz, zu erzielen. Speziell werden elektrisch
leitfähige
Partikel zwischen Elektroden in einem Zustand gehalten, in dem ein
anisotrop elektrisch leitfähiger
Harzfilm dieser Erfindung bereits zwischen Elektroden angeordnet
und gepresst gehalten wird, um eine elektrische Verbindung zu liefern.
Elektrisch leitfähige
Partikel werden deformiert und durch Druck in die Elektroden eingebettet,
um die Elektroden und das filmbildende Harz in einen Zustand zu
bringen, in dem sie in Kontakt stehen. Das filmbildende Harz wird
durch Erwärmen
unter Druck oder durch Bestrahlen mit Licht gehärtet, um die Elektroden in
einem gebundenen Zustand zu halten. Die Stufe der elektrischen Verbindung
durch Druck und die Stufe der Adhäsion zwischen den Elektroden
durch Erwärmen
oder Lichteinstrahlen kann gleichzeitig durchgeführt werden. Ebenso kann eine Stufe
eines elektrischen Funktionstests der zu verbindenden elektronischen
Bauteile zwischen die voranstehend genannten Stufen eingebaut werden.
-
1Q ist
eine schematische Querschnittsansicht einer gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verbundenen Feinelektrodenstruktur. Da
ein anisotrop elektrisch leitfähiger
Harzfilm zwischen den sich gegenüberliegenden
Elektroden angeordnet ist, wie es in 1Q gezeigt
ist, werden die sich gegenüberliegenden
Elektroden leitfähig.
Da die elektrisch leitfähigen
Partikel die elastischen Partikel sind, die beim Pressen einer Deformation
unterliegen, werden die elektrisch leitfähigen Partikel deformiert,
um die Elektroden trotz einer Streuung in der Höhe der Elektroden sicher leitfähig zu machen.
-
1R zeigt
eine Struktur gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, in der eine Isolierungsschicht, wie
ein Lötstoplack,
zwischen die Elektroden eingebracht ist und die elektrisch leitfähigen Partikel
sogar dann deformiert sind, wenn die Elektroden nicht konvex sind,
so dass es nicht erforderlich ist, dass die elektrisch leitfähigen Partikel
nur im Elektrodenabschnitt angeordnet sind. Natürlich können die elektrisch leitfähigen Partikel
nur im Elektrodenabschnitt angeordnet sein, wie es im Fall der Ausführungsform
unter Verwendung einer Maske der Fall ist.
-
2K ist
eine Querschnittsansicht eines Verbindungsmechanismus unter Verwendung
herkömmlicher
Metallpartikel. Da in diesem Fall die Metallpartikel nicht dazu
in der Lage sind, in einem derartigen Maß elastisch deformiert zu werden,
dass sie eine Streuung in der Höhe
der Elektroden oder eine Streuung in der Größe der Metallpartikel auffangen,
muss einer derartigen Streuung durch die Flexibilität des Substrats
oder die Deformierung aufgrund der Flexibilität des Filmsubstrats, das ein
Bindemittel der Metallpartikel ist, entgegengewirkt werden. Dementsprechend
wird der Abstand zwischen den Elektroden verringert, und im Fall
einer hohen Streuung der Elektrodenhöhe können die Metallpartikel nicht
mit den Elektroden in Kontakt gebracht werden. In dem Fall, in dem
eine Isolierungsschicht, wie ein Lötstoplack, zwischen den Elektroden
angeordnet ist und die Elektroden nicht konvex sind, wie es in 2L gezeigt
ist, wenn elektrisch leitfähige
Partikel zwischen den Elektroden vorliegen, wird es unmöglich, einen
Kontakt zwischen den Elektroden und den elektrisch leitfähigen Partikeln
herzustellen, so dass es notwendig wird, die elektrisch leitfähigen Partikel
nur in den Elektrodenabschnitt einzuführen.
-
Es
ist wünschenswert,
dass die Größe der elektrisch
leitfähigen
Partikel einheitlich ist, wie es in der Ausführungsform (8) der Fall ist,
weil es in diesem Fall nur erforderlich ist, dass sie eine Streuung
der Elektrodenhöhe
durch Deformation auffängt.
Hinsichtlich des Materials der elektrisch leitfähigen Partikel ist es möglich, elektrisch
leitfähige
Polymere oder Harze mit einem darin dispergierten elektrisch leitfähigen Füllstoff
zu verwenden. Insbesondere wird die Verwendung von Kunststoffpartikeln
empfohlen, die mit einem dünnen
Film eines Metalls überzogen
sind, wie es in der Ausführungsform
(4) der Fall ist, weil diese kommerziell erhältlich sind. In diesem Fall
kann die elektrische Leitfähigkeit
der Partikel durch den dünnen
Metallfilm an der Oberfläche
eingestellt werden, während die
Deformierbarkeit und Elastizität
durch die Art der Kunststoffpartikel eingestellt werden kann, so
dass eine geeignete Kombination aus einer großen Bandbreite ausgewählt werden kann.
Der dünne
Metallfilm an der Oberfläche
der elektrisch leitfähigen
Partikel muss mit einer Deformation der Partikel deformiert werden,
so dass sich die Verwendung eines Metalls oder einer Legierung mit
hoher Formbarkeit, wie Pt oder Au (Ausführungsform (5)), empfiehlt,
weil die Verwendung eines derartigen Metalls das Risiko des Abziehens
oder des Brechens des Films verringert, wenn die elektrisch leitfähigen Partikel
deformiert werden. Eine effektive Methode, ein Abschälen oder
Brechen des Metallfilms auf der Partikeloberfläche zu verhindern, ist es,
die Haftkraft durch einen Verankerungseffekt zu verstärken, der
durch die Unebenheit der Partikeloberfläche erzeugt wird. Durch Plattieren
der Kunststoffpartikel mit feinen Poren an jeder Oberfläche, wie es
in der Ausführungsform
(6) der Fall ist, kann ein dünner
Metallfilm an der Innenseite der Poren gebildet werden und ein hohes
Haftvermögen
kann erhalten werden. Wenn die Poren nicht nur an der Oberfläche, sondern auch
im Inneren der Partikel vorhanden sind und diese Poren miteinander
verbunden sind, werden elektrisch leitfähige Durchgänge im Inneren der Partikel
gebildet, und es können
deformierbare, elektrisch leitfähige
Partikel mit geringer Wahrscheinlichkeit erhalten werden, so dass
ein Brechen oder Abschälen
des Metallfilms an der Partikeloberfläche bewirkt wird. Die Verwendung
derartiger deformierbarer, elektrisch leitfähiger Partikel kann das Risiko
ausschließen,
eine Deformation der Elektroden zu bewirken, wenn diese unter Druck
in Kontakt gebracht werden, so dass die erhaltene Verbindungsstruktur
zum Testen elektronischer Bauteile geeignet ist. Es passiert häufig, dass
die Elektrodenoberfläche
während
einer normalen Handhabung elektronischer Bauteile mit organischer
Materie verunreinigt oder mit einer dünnen Isolierungsschicht aus
Metalloxid bedeckt wird, und in einigen Fällen wird der elektrische Widerstand
erhöht
und es kann keine gute Verbindung erhalten werden, es sei denn,
saubere Elektroden werden durch die Isolierungsschicht verbunden.
Eine derartige Verbindung durch die Isolierungsschicht kann erhalten
werden, indem die Starrheit der elektrisch leitfähigen Partikel eingestellt
wird. Eine geeignete Starrheit muss jedoch innerhalb der Grenzen
gewählt
werden, die die Elektroden nicht beeinträchtigen, wie es voranstehend
erörtert
worden ist. Wenn feine Unebenheiten mit einer ausreichenden Härte, um
die Isolierungsschicht zu durchlaufen, in der dünnen Metallschicht an der Oberfläche der
elektrisch leitfähigen
Partikel vorhanden sind, wie es in der Ausführungsform (7) der Fall ist,
wird ein hoher Druck auf die Unebenheiten ausgeübt, wenn die Elektroden verbunden
werden, und eine gute elektrische Verbindung kann ungeachtet der
Starrheit der elektrisch leitfähigen
Partikel erhalten werden. Wenn derartige feine Unebenheiten an der
Oberfläche
elektrisch leitfähig
sind, kann der beabsichtigte Zweck erzielt werden, so dass das Innere
der Unebenheiten elektrisch nicht leitfähig sein kann. Beispielsweise
kann die Aufgabe erzielt werden, indem feine Siliciumdioxid- oder
Glaspartikel mit hoher Härte
an den Oberflächen
der elektrisch leitfähigen Partikel
abgeschieden werden und die Oberflächen der isolierenden feinen
Partikel durch Plattieren, wie in der Ausführungsform (8), bedeckt werden.
Im Fall des Vorhandenseins von Unebenheiten durch Abscheidung feiner
elektrisch leitfähiger
Partikel empfiehlt es sich, harte Ni-Partikel mit dornartigen Unebenheiten
an der Oberfläche
zu verwenden, weil derartige Partikel die Isolierungsschicht an
der Elektrodenoberfläche
leicht durchdringen können,
um eine gute elektrische Verbindung zu liefern. Diese Unebenheiten
können
durch andere Methoden erzeugt werden, wie der Bildung einer Unebenheit
auf der plattierten Oberfläche
durch Auswahl der geeigneten Plattierbedingungen oder zunächst durch
Bildung von unebenen Oxidpartikeln und durch deren nachfolgende
Verkleinerung.
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Mit
einem erfindungsgemäßen, anisotrop
elektrisch leitfähigen
Harzfilm, dessen elektrisch leitfähige Partikel an beiden Seiten
des Films freigelegt sind, ist es möglich, eine gewünschte Verbindungsstruktur
zu erhalten, indem eine Haftschicht auf der Oberfläche des
Harzfilms zur Verbindung und Fixierung der Substrate aufgebracht
wird, es ist jedoch ebenso möglich,
eine trennbare verbundene Struktur ohne Verbinden zu erhalten, indem
der Vorteil genutzt wird, dass eine elektrisch Verbindung allein
durch Kontakt erzeugt werden kann. Im Fall der Verwendung dieser
trennbaren Verbindungsstruktur zum Testen elektronischer Bauteile
ist es, weil die elektrisch leitfähigen Partikel deformierbar
sind, möglich,
nicht nur ein flexibles Testsubstrat, wie ein EPC-Substrat, sondern
auch ein hartes Substrat mit geringer Deformierbarkeit, wie ein
PCB-, Glas- oder Keramiksubstrat, zu verwenden. Die Elektroden auf
den Substraten können
durch herkömmliches
Metallfolienätzen
erzeugte sein, es ist jedoch bevorzugt, durch Plattieren, Vakuumverdampfen
oder Sputtern eines leitfähigen
Materials erzeugte Dünnfilmelektroden
zu verwenden, um eine Streuung der Elektrodenhöhe der Testsubstrate zu verringern.
Wenn der Unterschied in der Höhe
benachbarter Elektroden auf einem Substrat 10 µm oder weniger beträgt und die
elektrisch leitfähigen
Partikel eine Partikelgröße von 100 µm oder
weniger besitzen, kann eine gute Verbindung erhalten werden, und
beide Erfordernisse, um eine Isolierung zwischen den elektrisch
leitfähigen
Partikeln zu gewährleisten
und eine feine Verbindung zu erzeugen, können erfüllt werden. Auch können unter
Verwendung eines erfindungsgemäßen, anisotrop
elektrisch leitfähigen
Harzfilms, durch sein Fixieren an ein Substrat mittels sandwichartigem
Einbringen oder Anhaften sogar die dünnen Filme, die auf die feinen
Elektroden aufgebracht worden sind, tolerant gegenüber einer
Schädigung
bei wiederholter Verbindung gemacht werden, und die Handhabungscharakteristika
können
verbessert werden. Diese Verbindungsstruktur ist in besonderem Maße zum Testen
elektronischer Bauteile, wie Flüssigkristalldisplays, "Bare-chip"-integrierten Schaltungen,
TAB-integrierten Schaltungen, Leiterplatten usw., geeignet, weil
eine Streuung der Elektrodenhöhe
in diesen elektronischen Bauteilen gering ist.
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Im
Folgenden wird die vorliegende Erfindung stärker im Detail unter Bezugnahme
auf ihre Beispiele beschrieben, wobei die Beispiele jedoch die Erfindung
lediglich veranschaulichen sollen und nicht so auszulegen sind,
dass sie den Umfang der Erfindung einschränken. Die in den nachstehenden
Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendeten Materialien und
Behandlungsbedingungen sind im Folgenden beschrieben.
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Haftmaterial:
10 µm
dickes Polyisobutylen-Haftmaterial (VISTA NEX, ein Handelsname,
hergestellt von Tonex Co., Ltd.) oder 10 µm dickes Haftmaterial vom
Silicon-Typ (TPR 6712, ein Handelsname, hergestellt von
Toshiba Silicone Co., Ltd.) wurde auf einen 50 µm dicken PET-Substratfilm
aufgeschichtet.
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Elektrisch
leitfähige
Partikel: Ni-Partikel mit einer mittleren Größe von 40 µm, die durch Gaszerstäubung hergestellt
worden sind, elektrisch leitfähige
Kunststoffpartikel, die durch Bilden einer 0,2 µm dicken Au-Schicht auf den
Oberflächen
von kugelförmigen
Polystyrolpartikeln mit einer mittleren Größe von 10 µm und solchen mit einer mittleren
Größe von 40 µm hergestellt
worden sind, sowie elektrisch leitfähige Kunststoffpartikel, die
durch Bilden einer 0,2 µm
dicken Au-Schicht auf den Oberflächen
von schwammartigen, kugelförmigen
Polystyrolpartikeln mit Poren von etwa 0,01 µm und einer mittleren Partikelgröße von 40 µm hergestellt
worden sind, wurden verwendet. Die Standardabweichung der Partikelgrößenverteilung
der elektrisch leitfähigen
Partikel, die sphärische
bzw. kugelförmige
Polystyrolpartikel und schwammartige sphärische Polystyrol partikel mit
einer mittleren Größe von 40 µm verwendeten,
betrug 2 µm
oder weniger.
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Die
Oberflächen
der elektrisch leitfähigen
Partikel wurden mit einem elektrisch isolierenden Abdeckmaterial
CM4000 (Methanol-lösliches
Nylon, hergestellt von Toray Industries, Inc.) unter Verwendung
von Methanol als Lösungsmittel
durch einen COATMIZER (eine Handelsbezeichnung, hergestellt von
FREUND Industries, Inc.) nach einem Nassverfahren abgedeckt, um
eine ungefähr
0,5 µm
dicke Isolierungsschicht zu bilden.
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Zur
Bildung feiner elektrisch leitfähiger
Unebenheiten auf den Oberflächen
der elektrisch leitfähigen Partikel
wurden die Oberflächen
der Kunststoffpartikel mit Au in einer Plattierungslösung mit
darin dispergierten feinen Siliciumdioxidpartikeln mit einer Primärpartikelgröße von 0,04 µm oder
feinen Ni-Partikeln mit einer Primärpartikelgröße von etwa 3 µm plattiert.
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Filmbildendes
Harz: Ein wärmehärtbares
Epoxyharz, das durch Beschichten und Trocknen einer Toluollösung eines
50/20/20/10/2-Gemisches von Epikote 1001/Epikote 828/NIPOLE 1032
(Nitrilkautschuk, hergestellt von Nippon Zeon Co., Ltd.)/HITANOL
2400 (Alkylphenol, hergestellt von Hitachi Chemical Co., Ltd.)/CURZOL
2PZ (2-Phenylimidazol, hergestellt von Shikoku Chemical Industries
Co., Ltd.) erhalten worden ist, ein Polyimidharz, das durch Beschichten,
Trocknen und Imidieren einer Dimethylformamid (DMF)-Lösung von
Polyamidsäure
erhalten worden ist, oder ein Urethanharz, das durch Beschichten,
Trocknen und Photohärten
einer Methylethylketonlösung
eines Urethanacrylatoligomers (hergestellt von Shin Nakamura Chemical Co.,
Ltd.) erhalten worden ist, wurde verwendet. Zum Härten des
filmbildenden Harzes durch UV-Strahlung wurden Benzophenon und Michler's Keton als Photoinitiator
in Mengen von 4% bzw. 1%, bezogen auf das Urethanacrylatoligomer,
verwendet.
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Das
Herstellungsverfahren ist in jedem Beispiel speziell beschrieben.
Zum Aufschichten des Haftmaterials und der filmbildenden Harzlösung wurde
eine Beschichtungsapparatur vom Auftragstyp verwendet. Nach dem
Aufschichten eines wärmehärtbaren
Harzes wurde ein Trocknen bei 80°C
10 Minuten lang durchgeführt.
Das Trocknen der Polyamidsäurebeschichtung
wurde 20 Minuten lang bei 130°C
durchgeführt,
und eine Dehydratisierung/Imidierung wurde 10 Minuten lang bei 400°C durchgeführt. Eine
UV-Bestrahlung zum Härten
des filmbildenden Harzes wurde bei einer kumulativen Dosis von 700
mJ für
einseitiges Bestrahlen unter Verwendung einer UV-Bestrahlungsvorrichtung
(hergestellt von Oak Seisakujo KK) durchgeführt. Es wurde erwartet, dass
in dem Teil nahe den Partikeln die gehärtete Dicke des filmbildenden
Harzes im Wesentlichen gleich dem Radius der Partikel wurde. Unter
dem Einfluss der Beugung von Licht oder der Reflexion von Licht an
der Partikeloberfläche
wurde die Harzdicke jedoch um etwa 5 bis 10 µm größer als der Radius des Partikels. Jedoch
wurde das filmbildende Harz in dem Teil, der durch die elektrisch
leitfähigen
Partikel im Wesentlichen vom Licht abgeschirmt war, wobei dieser
Einfluss beseitigt war, nicht gehärtet, und die Oberfläche der
elektrisch leitfähigen
Partikel wurde freigesetzt. Bestrahlung mit Elektronenstrahlen wurde
unter Einstrahlen von Elektronenstrahlen von der Substratfilmseite
her unter Verwendung eines Elektronenstrahlers (hergestellt von Iwasaki
Electric Co., Ltd.) durchgeführt.
Die gehärtete
Dicke des filmbildenden Harzes kann durch die Beschleunigungsspannung
der Elektronenstrahlen und die Dicke des Substratfilms oder der
Haftschicht, durch die die Elektronenstrahlen passieren sollen,
eingestellt werden. Als die Beschleunigungsspannung jedoch auf 160
kV und die Substratfilmdicke auf 100 µm eingestellt wurde, fiel
die gehärtete
Dicke des filmbildenden Harzes in den Bereich von 30 bis 35 µm, so dass
diese Werte als Behandlungsbedingungen angenommen wurden.
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Zur
Beurteilung des anisotrop elektrisch leitfähigen Harzfilms, der durch
Abziehen von der Grenzfläche zur
Haftschicht erhalten worden war, wurden in den Beispielen 1–5 und Vergleichsbeispiel
1 eine flexible Leiterplatte (FPC) mit Kupferleitungen mit einer
Linienbreite von 50 µm,
einem Abstand von 100 µm
und einer Dicke von 35 µm
bei einer Gesamtschaltungsbreite von 50 mm und eine Glassubstratleiterplatte
mit transparenten Elektrodenschaltungen (Indiumzinnoxid (ITO)) mit
einer Linienbreite von 50 µm,
einem Abstand von 100 µm
und einer Dicke von 0,1 µm
bei einer Gesamtschaltungsbreite von 50 mm derart positioniert,
dass die Schaltungen beider Leiterplatten einander gegenüberlagen,
und der erhaltene anisotrop elektrisch leitfähige Harzfilm wurde zwischen
die sich gegenüberliegenden
Schaltungen angeordnet und 20 Sekunden lang unter einer Press-(10 kg/cm2) und Heiz-(170°C) Bedingung gehalten, um die
Schaltungen durch den Prüfkörper zu verbinden.
Die für
diese Schaltungsverbindung verwendete Apparatur wies eine Struktur
auf, in der der Prüfkörper auf
einer Platte mit Raumtemperatur platziert wird und von oben durch
eine auf eine vorgeschriebene Temperatur erwärmte Heizplatte gepresst wird.
Der anisotrop elektrisch leitfähige
Harzfilm (Klebstoff) wurde mit der Seite, die weniger elektrisch
leitfähige
Partikel aufweist, nach oben derart eingelegt, dass der Film von der
Seite, auf die der Klebstoff aufgetragen wurde, erwärmt wurde.
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In
den Beispielen 6–13
und Vergleichsbeispiel 2 wurden zwei FPC-Leiterplatten derart positioniert, dass
ihre Schaltungen einander gegenüberlagen,
daraufhin wurde der erhaltene anisotrop elektrisch leitfähige Harzfilm
zwischen die Schaltungen angeordnet und bei 10 kg/cm2 gepresst,
und unter dieser Bedingung wurde der Verbindungswiderstand und der
Isolierungswiderstand gemessen. In Beispiel 11, in dem die elektrisch
leitfähigen
Partikel mit einem durch Erwärmen
unter Druck zu entfernenden, isolie renden Überzug verwendet wurden, wurde
der Prüfkörper zwischen
die Schaltungen platziert und unter einer Druckbedingung (10 kg/cm2) und einer Heizbedingung (150°C) 30 Sekunden
lang gehalten, um den isolierenden Überzug zu entfernen. Nachfolgend
wurde unter Druck auf Raumtemperatur abgekühlt. In Beispiel 13, das dazu
gedacht war, eine mechanische Verbindung durch gleichzeitiges Verbinden
der Schaltungen mit einer elektrischen Verbindung zu erhalten, wurde
die Messung zweimal durchgeführt:
Zuerst wurden die Prüfkörper zwischen
die Schaltungen platziert und unter Druck (10 kg/cm2)
gehalten, und beim zweiten Mal wurden die Schaltungen mit dem Prüfkörper unter
einer Druckbedingung (10 kg/cm2) und einer
Heizbedingung (170°C)
30 Sekunden lang gehalten und nachfolgend unter Normaldruck auf
Raumtemperatur abgekühlt.
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In
den Beispielen 14–19
und Vergleichsbeispiel 3 wurden zwei FPC-Leiterplatten mit Kupferschaltungen
mit einer Linienbreite von 100 µm,
einem Abstand von 200 µm
und einer Dicke von 35 µm
bei einer Gesamtschaltungsbreite von 50 mm so positioniert, dass
sich die jeweiligen Schaltungen gegenüberlagen, nachfolgend wurde
der erhaltene anisotrop elektrisch leitfähige Harzfilm zwischen die
Schaltungen angeordnet, um diese unter einem Druck von 10 kg/cm2 zu verbinden, und unter dieser Bedingung
wurden der Verbindungswiderstand und der Isolierungswiderstand gemessen.
In Beispiel 18, in dem elektrisch leitfähige Partikel mit einem durch
Erwärmen
unter Druck zu entfernenden, isolierenden Überzug verwendet wurden, wurde
der Prüfkörper zwischen
die Schaltungen angeordnet, unter einer Druckbedingung (10 kg/cm2) und einer Heizbedingung (150°C) 30 Sekunden
lang gehalten, um den isolierenden Überzug zu entfernen, und nachfolgend
unter Druck auf Raumtemperatur abgekühlt.
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In
den Beispielen 20–22
und Vergleichsbeispiel 4 wurden Glassubstrate mit Au-plattierten
2 mm langen Elektroden mit einer Linienbreite von 50 µm, einem
Abstand von 100 µm,
einer Höhe
von ungefähr
0,8 µm und
einer maximalen Höhendifferenz
zwischen den benachbarten Elektroden von ungefähr 0,3 µm oder weniger bei einer Gesamtelektrodenbreite
von 50 mm verwendet. Diese Substrate wurden so positioniert, dass
ihre Elektroden einander gegenüberlagen,
dann wurde der erhaltene anisotrop elektrisch leitfähige Harzfilm
zwischen den Elektroden zu ihrer Verbindung unter einem Druck von
10 kg/cm2 angeordnet, und unter dieser Bedingung
wurde der Verbindungswiderstand gemessen.
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In
den Beispielen 21 und 24 und Vergleichsbeispiel 5 wurde eines der
Glassubstrate, die in Beispiel 20 verwendet worden waren, durch
ein gedrucktes Substrat mit einer Lötstoplackschicht, die im Durchschnitt etwa
2 µm höher als
das Niveau der Elektrodenoberfläche
war, verwendet. Die Elektroden waren Cu-Elektroden mit einer Höhe von 18 µm.
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In
Beispiel 23 wurden die Glassubstrate aus Beispiel 20 mit Al-Elektroden
mit einer Höhe
von etwa 0,7 µm
verwendet. In Beispiel 25 wurde der in Beispiel 20 erhaltene anisotrop
elektrisch leitfähige
Harzfilm an eines der Glassubstrate mit einem Epoxyklebstoff gebunden,
indem sie unter einer Druckbedingung (10 kg/cm2) und
einer Heizbedingung (170°C)
20 Sekunden lang gehalten wurden, und nachfolgend wurde der Film
gegen das andere Glassubstrat gepresst und in diesem Zustand belassen.
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In
Beispiel 26 wurde ein Epoxyklebstoff auf beide Seiten des anisotrop
elektrisch leitfähigen
Harzfilms aufgetragen, und dieser Film wurde zwischen sich gegenüberliegende
Glassubstrate (dieselben, wie sie in Beispiel 20 verwendet worden
waren) platziert und unter einer Druckbedingung (10 kg/cm2) und einer Heizbedingung (170°C) 20 Sekunden
lang gehalten, um beide Glassubstrate zu binden und zu fixieren.
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Verbindungswiderstand
und Isolierungswiderstand wurden bei Raumtemperatur unter normalem Druck
gemessen. Insbesondere wurde der Verbindungswiderstand zwischen
einem Paar von Substraten gemessen, indem ein elektrischer Strom
von 1 mA floss, während
der Isolierungswiderstand zwischen den benachbarten verbundenen
Schaltungen unter Anlegen einer Spannung von 100 V gemessen wurde.
Die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen erhaltenen Ergebnisse
sind in Tabelle 1 gezeigt.
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Beispiel 1
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Unter
Verwendung eines Trockenpartikelverteilers wurden elektrisch leitfähige Kunststoffteile
mit einer mittleren Größe von 10 µm durch
ein 20 μm-Meshsieb über die
Seite eines PET-Films verteilt, auf die ein Haftmaterial auf Silicon-Basis
aufgetragen worden war. Dann wurde eine Lösung eines wärmehärtbaren
Epoxyharzes auf die Oberfläche, über die
die Teilchen verteilt worden waren, aufgeschichtet und getrocknet.
Bei diesem Beschichtungsarbeitsgang wurde die Konzentration des
wärmehärtbaren
Epoxyharzes und der Beschichtungsspalt der Auftragsvorrichtung derart
eingestellt, dass eine Filmdicke von etwa 25 µm erhalten wurde. Eine Beobachtung
der Querschnittsform des erhaltenen Films bestätigte, dass es ein in zwei
Schichten strukturierter Film war, bei dem eine ungefähr 15 µm dicke
wärmehärtbare Epoxyharzschicht
auf einer Schicht elektrisch leitfähiger Partikel gebildet wurde,
die an der Haftschicht des Basisfilms fixiert waren. Der in zwei
Schichten strukturierte Film wurde von der Grenzfläche zur
Haftschicht abgezogen, um einen anisotrop elektrisch leitfähigen Harzfilm
zu erhalten.
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Beispiel 2
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Eine
Maske (15 μm-Meshnylon,
das einer antistatischen Behandlung unterzogen worden war) wurde dicht
an die Seite eines PET-Films angefügt, auf die ein Haftmaterial
auf Silicon-Basis aufgetragen wurde, und unter Verwendung des Trockenpartikelverteilers
wurden elektrisch leitfähige
Kunststoffpartikel mit einer mittleren Größe von 10 µm über die Maske durch ein 20 μm-Meshsieb
verteilt. Nach dem Verteilen wurden die Partikel auf der Maske unter
Verwendung einer Antistatikbürste
so rollend bewegt, dass viele Partikel in die Poren der Maske traten.
Dann wurden die Partikel, die nicht an der Haftschicht fixiert blieben,
durch Blasen mit Druckluft entfernt, und die Maske wurde von der
Haftschicht des Films abgezogen. Danach wurde eine Lösung eines wärmehärtbaren
Epoxyharzes auf die Seite des Films aufgeschichtet, auf der die
Partikel verteilt worden waren, und getrocknet.
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Beispiel 3
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Unter
Verwendung eines Trockenpartikelverteilers wurden elektrisch leitfähige Kunststoffpartikel
mit einer mittleren Größe von 10 µm durch
ein 20 μm-Meshsieb über die
Seite eines PET-Films verteilt, auf die ein Haftmaterial auf Silicon-Basis
aufgetragen worden war. Es wurde beobachtet, dass etwa 3 bis 10
Stücke
der verteilten elektrisch leitfähigen
Partikel miteinander agglomerierten, wodurch viele lokal geschichtete
Anteile gebildet wurden. Die Seite des Films, über die die Partikel verteilt
worden waren, wurde mit einem 25 µm PET-Film abgedeckt und zwischen
Kautschukwalzen unter einem Druck von 1 kg/cm2 gepresst.
Dann wurde der Abdeckungsfilms abgezogen, und der Verteilungszustand
der elektrisch leitfähigen
Partikel wurde beobachtet. Man fand, dass die elektrisch leitfähigen Partikel
im Wesentlichen als eine einzige Schicht gegen die Haftschicht gepresst
und daran fixiert waren. Eine Lösung
eines wärmehärtbaren
Epoxyharzes wurde auf die Oberfläche
des Films aufgeschichtet, über
die die Partikel verteilt worden waren, und getrocknet.
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Beispiel 4
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Unter
Verwendung eines Trockenpartikelverteilers wurden elektrisch leitfähige Kunststoffpartikel
mit einer mittleren Größe von 10 µm durch
ein 20 μm-Meshsieb über eine
Aluminiumfolie verteilt. Eine Maske (15 μm-Meshnylon) wurde dicht an
die Seite eines PET-Films angefügt,
auf die ein Haftmaterial auf Silicon-Basis aufgetragen worden war,
und die Maskenseite davon wurde durch eine Korona-Ladungsvorrichtung
auf +3 kV elektrisch aufgeladen. Der maskierte PET-Film wurde über der
Seite der Aluminiumfolie, über
die die elektrisch leitfähigen
Partikel verteilt worden waren, derart positioniert, dass die maskierte
Seite des Films der Oberfläche des
PET-Films, über
die die elektrisch leitfähigen
Partikel verteilt worden waren, in einem Abstand von etwa 1 cm gegenüberlag.
Die elektrisch leitfähigen
Partikel auf der Aluminiumfolie wurden durch elektrostatische Kraft in
die Poren in der Maske gezogen und an der Haftschicht fixiert. Da
die an der Haftschicht fixierten elektrisch leitfähigen Partikel
elektrisch auf dasselbe Potential aufgeladen wurden, wurde eine
elektrostatische repulsive Kraft zwischen den elektrisch leitfähigen Partikeln
gebildet, was verhinderte, dass die Partikel miteinander agglomerierten,
wodurch eine Einzelschicht der Partikel gebildet wurde. Dann wurde
die Maske von der Haftschicht abgestreift, und eine Lösung eines
wärmehärtbaren
Epoxyharzes wurde auf die Oberfläche
des Films, über
die die Teilchen verteilt worden waren, aufgeschichtet und getrocknet.
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Beispiel 5
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Unter
Verwendung eines Trockenpartikelverteilers wurden elektrisch leitfähige Kunststoffpartikel
mit einer mittleren Größe von 10 µm durch
ein 20 μm-Meshsieb über die
Seite eines PET-Films verteilt, auf die ein Haftmaterial auf Silicon-Basis
aufgetragen worden war. Eine Lösung
eines wärmehärtbaren
Epoxyharzes wurde auf die Seite des Films, über die die Partikel verteilt
worden waren, aufgeschichtet und getrocknet.
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Beispiel 6
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Unter
Verwendung eines Trockenpartikelverteilers wurden Ni-Partikel durch
ein 50 μm-Meshsieb über die
Seite eines PET-Films, auf die Polyisobutylen aufgetragen worden
war, verteilt. Die Seite des Films, über die die Partikel verteilt
worden waren, wurde mit einer Polyamidsäurelösung beschichtet, und nach
dem Trocknen wurde die beschichtete Seite des Films von der Grenzfläche zum
Polyisobutylen abgezogen und zur Imidierung wärmebehandelt. Dieser Film wies
eine Dicke von etwa 25 µm
am Polyimidbereich auf. Auf der mit der Polyamidsäurelösung beschichteten
Seite des Films wurden die Partikeloberflächen mit einem dünnen Film aus
Polyimid derart bedeckt, dass der Film in eine wässrige Natriumhydroxidlösung eingetaucht
wurde, um Polyimid in der Oberflächenschicht
durch Zersetzung teilweise zu entfernen, um die Partikeloberflächen freizusetzen.
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Beispiel 7
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Eine
Maske (50 μm-Meshnylon,
das einer antistatischen Behandlung unterzogen worden war) wurde dicht
an die Seite eines PET-Films angefügt, auf die Polyisobutylen
aufgetragen worden war, und unter Verwendung eines Trockenpartikelverteilers
wurden Ni-Partikel über
die maskierte Seite des Films durch ein 50 μm-Meshsieb verteilt. Nach dem
Verteilen wurden die Partikel auf der Maske unter Verwendung einer
Antistatikbürste
derart rollend bewegt, dass viele Teilchen in die Poren in der Maske
eintraten. Dann wurden die Partikel, die an der Haftschicht unfixiert
blieben, durch Blasen mit Pressluft entfernt, und die Maske wurde
von der Haftschicht des Films abgestreift. Die Seite des Films, über die
die Partikel verteilt worden waren, wurde mit einer Polyamidsäurelösung überzogen,
und nach dem Trocknen wurde die überzogene
Seite des Films von der Polyisobutylengrenzfläche abgezogen und zur Imidierung
wärmebehandelt.
Dieser Film wies eine Dicke von etwa 25 µm am Polyimidbereich auf.
Auf der mit Polyamidsäurelösung beschichteten
Seite des Films wurden die Partikeloberflächen mit einem dünnen Film
aus Polyimid bedeckt, so das der Film in eine wässrige Natriumhydroxidlösung eingetaucht
wurde, um Polyimid in der Oberflächenschicht
durch Zersetzung teilweise zu entfernen, um die Partikeloberfläche freizusetzen.
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Beispiel 8
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Unter
Verwendung eines Trockenpartikelverteilers wurden Ni-Partikel durch
ein 50 μm-Meshsieb über die
Seite eines PET-Films verteilt, auf die Polyisobutylen aufgetragen
worden war. Es lagen viele Teile vor, in denen die verteilten Ni-Partikel
in Gruppen zu etwa 3 bis 10 agglomerierten und lokal geschichtet
waren. Ein 25 µm
PET-Deckfilm wurde über die
Seite des Films, auf der die Partikel verteilt worden waren, platziert
und unter einem Druck von 1 kg/cm2 zwischen
Kautschukwalzen gepresst. Dann wurde der Deckfilm abgestreift, und
der Verteilungszustand der Ni-Partikel wurde betrachtet. Man fand,
dass die Ni-Partikel
in die Haftschicht im Wesentlichen unter Bildung einer einzigen
Schicht an Partikeln gepresst wurden. Eine DMF-Lösung von Polyamidsäure wurde
auf die Seite des Films aufgeschichtet, über die die Ni-Partikel verteilt
worden waren, und nach dem Trocknen wurde die beschichtete Seite
des Films von der Polyisobutylengrenzfläche abgezogen und zur Imidierung
wärmebehandelt.
Dieser Film war am Polyimidbereich ungefähr 25 µm dick. Es wurde gefunden,
dass die Ni-Partikel auf der mit Polyamidsäurelösung beschichteten Seite des
Films mit einem dünnen Film
aus Polyimid bedeckt waren, so dass der Film in eine wässrige Natriumhydroxidlösung eingetaucht
wurde, um das Polyimid in der Oberflächenschicht durch Zersetzung
teilweise zu entfernen, um die Partikeloberfläche freizusetzen.
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Beispiel 9
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Unter
Verwendung eines Trockenpartikelverteilers wurden Ni-Partikel durch
ein 50 μm-Meshsieb über die
Seite eines PET-Films verteilt, auf die Polyisobutylen aufgetragen
worden war. Ein 25 µm
dicker PET-Deckfilm wurde auf die Oberfläche aufgebracht, über die
die Partikel verteilt worden waren, und unter einem Druck von 5
kg/cm2 zwischen Kautschukwalzen gepresst.
Dann wurde der Deckfilm abgestreift, und der Verteilungszustand
der Ni-Partikel wurde betrachtet. Man fand, dass die Ni-Partikel
in der Haftschicht auf eine Tiefe von durchschnittlich ungefähr 5 µm als eine
Einzelschicht eingegraben waren. Eine DMF-Lösung von Polyamidsäure wurde
auf die Seite des Films aufgeschichtet, über die die Partikel verteilt
waren, und nach dem Trocknen wurde die beschichtete Seite des Films
von der Polyisobutylenseite abgezogen und zur Imidierung wärmebehandelt.
Dieser Film war am Polyimidbereich ungefähr 25 µm dick. Auf der mit Polyamidsäurelösung beschichteten
Seite des Films waren die Partikeloberflächen mit einem dünnen Film
aus Polyimid bedeckt, so dass der Film in eine wässrige Natriumhydroxidlösung eingetaucht
wurde, um das Polyimid in der Oberflächenschicht durch Zersetzung
teilweise zu entfernen, um die Partikeloberfläche freizusetzen.
-
Beispiel 10
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Unter
Verwendung eines Trockenpartikelverteilers wurden Ni-Partikel auf
einer Aluminiumfolie durch ein 50 μm-Meshsieb verteilt. Eine Maske (50 μm-Meshnylon)
wurde dicht an der Seite eines PET-Films angefügt, auf die Polyisobutylen
aufgetragen worden war, und die maskierte Seite des Films wurde
durch eine Korona-Ladungsvorrichtung auf +3 kV elektrisch aufgeladen
und über
die Oberfläche
der Aluminiumfolie, über die
die Partikel verteilt worden waren, derart positioniert, dass die
maskierte Seite des Films der Oberfläche, über die die Ni-Partikel verteilt
worden waren, in einem Abstand von etwa 1 cm gegenüber lag.
Die Ni-Partikel auf der Aluminiumfolie wurden durch elektrostatische
Kraft in die Poren der Maske gezogen und an der Haftschicht fixiert.
Da die an der Haftschicht fixierten Ni-Partikel elektrisch auf dasselbe
Potential aufgeladen wurden, wurde zwischen den Ni-Partikeln eine
elektrostatische repulsive Kraft gebildet, die dazu beitrug, zu
verhindern, dass die Partikel miteinander agglomerierten, wodurch
eine Einzelschicht an Partikeln gebildet wurde. Dann wurde die Maske
von der Haftschicht abgestreift. Eine Polyamidsäurelösung wurde auf die Seite des Films
aufgeschichtet, über
die die Partikel verteilt worden waren, und nach dem Trocknen wurde
die beschichtete Seite des Films von der Polyisobutylenseite abgezogen
und zur Imidierung wärmebehandelt.
Dieser Film war am Polyimidbereich etwa 25 µm dick. Auf der mit Polyamidsäurelösung beschichteten
Seite des Films waren die Partikeloberflächen mit einem dünnen Film
aus Polyimid bedeckt, so dass der Film in eine wässrige Natriumhydroxidlösung eingetaucht
wurde, um das Polyimid in der Oberflächenschicht durch Zersetzung
teilweise zu entfernen, um die Partikeloberflächen freizusetzen.
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Beispiel 11
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Unter
Verwendung eines Trockenpartikelverteilers wurden elektrisch leitfähige Ni-Partikel
mit einem Isolierungsüberzug über die
Seite eines PET-Films, auf die Polyisobutylen aufgetragen worden
ist, durch ein 50 μm-Meshsieb
verteilt. Eine Polyamidsäurelösung wurde
auf die Seite des Films aufgeschichtet, auf der die Partikel verteilt
worden waren, und nach dem Trocknen wurde die beschichtete Seite
des Films von der Polyisobutylenseite abgezogen und zur Imidierung
wärmebehandelt.
Dieser Film war am Polyimidbereich ungefähr 25 µm dick. Auf der mit der Polyamidsäurelösung beschichteten
Seite des Films war die Partikeloberfläche mit einem dünnen Film
aus Polyimid bedeckt, so dass der Film in eine wässrige Natriumhydroxidlösung eingetaucht
wurde, um Polyimid durch Zersetzung teilweise zu entfernen, um die
Partikeloberfläche
freizusetzen. Zur Beurteilung der elektrischen Eigenschaften des
erhaltenen Prüfkörpers wurde
der Prüfkörper zwischen
Beurteilungsschaltungen platziert, unter einer Druckbedingung (10
kg/cm2) und einer Heizbedingung (150°C) 30 Sekunden
lang gehalten und dann unter Druck auf Raumtemperatur abgekühlt. Eine
Beobachtung der Schaltungsoberfläche
nach der Beurteilung bestätigte
kein Anhaften der isolierenden Überzugsschicht.
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Beispiel 12
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Unter
Verwendung eines Trockenpartikelverteilers wurden elektrisch leitfähige Ni-Partikel über ein
50 μm-Meshsieb über die
Seite eines PET-Films verteilt, auf die Polyisobutylen aufgetragen
worden war. Eine Polyamidsäurelösung wurde
auf die Seite des Films aufgeschichtet, auf der die Partikel aufgetragen
worden waren, und nach dem Trocknen wurde die beschichtete Seite
des Films von der Polyisobutylenseite abgezogen und zur Imidierung
wärmebehandelt.
Dieser Film war am Polyimidbereich ungefähr 25 µm dick. An der mit der Polyamidsäurelösung beschichteten
Seite des Films war die Partikeloberfläche mit einem dünnen Film
aus Polyimid bedeckt, so dass der Film in eine wässrige Natriumhydroxidlösung eingetaucht
wurde, um Polyimid durch Zersetzung teilweise zu entfernen, um die
Partikeloberfläche
freizusetzen. Dann wurde der Prüfkörper in
Methanol eingetaucht, um die isolierende Überzugsschicht auf den an der
Oberfläche
freigelegten Partikeln wegzulösen.
Die Beurteilung der elektrischen Eigenschaften des erhaltenen Prüfkörpers wurde
durchgeführt, indem
der Prüfkörper zwischen Beurteilungsschaltungen
platziert wurde und ein Druck (10 kg/cm2)
darauf ausgeübt
wurde.
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Beispiel 13
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Unter
Verwendung eines Trockenpartikelverteilers wurden elektrisch leitfähige Kunststoffpartikel
mit einer mittleren Größe von 40 µm durch
ein 50 μm-Meshsieb über die
Seite eines PET-Films verteilt, auf die ein Haftmaterial auf Silicon-Basis
aufgetragen worden war. Eine Lösung
eines wärmehärtbaren
Epoxyharzes wurde auf die Seite des Films aufgetragen, auf der die
Partikel verteilt worden waren, und getrocknet. Dieser Film war
im Bereich des filmbildenden Harzes ohne elektrisch leitfähige Kunststoffpartikel
etwa 25 µm
dick. Auf der Seite des Films, auf die das filmbildenden Harz aufgetragen
worden war, war die Partikeloberfläche mit einem dünnen Film
eines filmbildenden Harzes bedeckt, so dass der Film in Toluol eingetaucht
wurde und einige Male mit einem Fliestuch abgewischt wurde. Da die
elektrisch leitfähigen
Kunststoffpartikel aus der Filmoberfläche hervorstanden, konnte der
dünne Film
des filmbildenden Harzes leicht entfernt werden. Dann wurde die
Seite des Films mit dem filmbildenden Harz von der Haftseite abgezogen,
um einen Prüfkörper zur
Beurteilung herzustellen. Die Beurteilung der elektrischen Eigenschaften
wurde zweimal durchgeführt,
indem der Prüfkörper zwischen
Beurteilungsschaltungen platziert und ein Druck (10 kg/cm2) darauf ausgeübt wurde und indem der Prüfkörper unter
einer Druckbedingung (10 kg/cm2) und einer
Heizbedingung (17°C)
30 Sekunden lang gehalten wurde, um die Schaltungen mit dem Prüfkörper zu
verbinden, und dann unter Normaldruck auf Raumtemperatur abgekühlt wurde.
Nach dem Verbinden wurden die elektrisch leitfähigen Partikel auf eine Dicke
von etwa 15 µm
kompressionsdeformiert, und das filmbildende Harz wurde zwischen
die Schaltungen eingefüllt und
durch Vernetzen gehärtet,
wodurch die Schaltungen stark miteinander verbunden wurden.
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Beispiel 14
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Unter
Verwendung eines Trockenpartikelverteilers wurden elektrisch leitfähige Kunststoffpartikel
mit einer mittleren Größe von 40 µm durch
ein 50 μm-Meshsieb über die
Seite eines PET-Films verteilt, auf der ein Haftmaterial auf Silicon-Basis
verteilt worden war. Eine Lösung
eines Urethanacrylatoligomers wurde auf die Seite des Films aufgeschichtet,
auf der die Partikel verteilt worden waren, und nach dem Trocknen
wurde mit ultraviolettem Licht bestrahlt, um das filmbildende Harz
zu härten.
Dieser Film wurde in Propanol eingetaucht, um das nicht-gehärtete Urethanacrylatoligomer
wegzulösen,
und nach dem Trocknen wurde der Film entlang der Grenzfläche zwischen
der filmbildenden Harzschicht und der Siliconhaftschicht separiert.
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Beispiel 15
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Unter
Verwendung eines Trockenpartikelverteilers wurden elektrisch leitfähige Kunststoffpartikel
mit einer mittleren Größe von 40 µm durch
ein 50 μm-Meshsieb über die
Seite eines PET-Films verteilt, auf die das Silicon-Haftmaterial aufgetragen
worden war. Es lagen viele Teile vor, in denen die verteilten Partikel
in Gruppen zu etwa 3 bis 10 agglomeriert waren und geschichtet vorlagen.
Ein PET-Deckfilm wurde auf die Seite des Films platziert, auf der
die Partikel verteilt worden waren, und unter einem Druck von 1
kg/cm2 zwischen Kautschukwalzen gepresst.
Dann wurde der Deckfilm entfernt, und der Verteilungszustand der
elektrisch leitfähigen
Partikel wurde beobachtet. Es wurde gefunden, dass die elektrisch
leitfähigen
Partikel in die Haftschicht gepresst waren, um im Wesentlichen eine
Einzelschicht an Partikeln zu bilden. Eine Lösung eines Urethanacrylatoligomers
wurde auf die Seite des Films aufgeschichtet, auf der die Partikel
verteilt worden waren, und nach dem Trocknen wurde mit Ultraviolettlicht
bestrahlt, um das filmbildende Harz zu härten. Dieser Film wurde in
Isopropanol eingetaucht, um das ungehärtete Urethanacrylatoligomer
wegzulösen,
und nach dem Trocknen wurde entlang der Grenzfläche zwischen der filmbildenden
Harzschicht und dem Siliconhaftmaterial separiert.
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Beispiel 16
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Unter
Verwendung eines Trockenpartikelverteilers wurden elektrisch leitfähige Kunststoffpartikel
mit einer mittleren Größe von 40 µm durch
ein 50 μm-Meshsieb über die
Seite eines PET-Films verteilt, auf die das Siliconhaftmaterial
aufgetragen worden war. Ein 25 µm
PET-Deckfilm wurde auf die Seite des Films platziert, auf der die
Partikel verteilt worden waren, und unter einem Druck von 5 kg/cm2 zwischen Kautschukwalzen gepresst. Dann
wurde der Deckfilm entfernt und der Verteilungszustand der elektrisch
leitfähigen
Partikel betrachtet. Es wurde gefunden, dass die elektrisch leitfähigen Partikel
in eine Tiefe von durchschnittlich etwa 5 µm in die Haftschicht eingegraben
waren, wobei sie im Wesentlichen eine Einzelschicht aus Partikeln
bildeten. Eine Lösung
eines Urethanacrylatoligomers wurde auf die Seite des Films aufgeschichtet,
auf der die Partikel verteilt worden waren, und nach dem Trocknen
wurde zur Härtung
des filmbildenden Harzes ultraviolettes Licht angewandt. Dieser
Film wurde in Isopropanol eingetaucht, um das nicht-gehärtete Urethanacrylatoligomer wegzulösen und
nach dem Trocknen entlang der Grenzfläche zwischen der filmbildenden
Harzschicht und der Siliconhaftschicht separiert.
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Beispiel 17
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Unter
Verwendung eines Trockenpartikelverteilers wurden elektrisch leitfähige Kunststoffpartikel
mit einer mittleren Größe von 40 µm durch
ein 50 μm-Meshsieb über die
Sei te eines PET-Films verteilt, auf die ein Haftmaterial auf Silicon-Basis
aufgetragen worden war. Eine Lösung
eines Urethanacrylatoligomers wurde auf die Seite des Films aufgeschichtet,
auf der die Teilchen verteilt worden waren, und nach dem Trocknen
wurde über
den Substratfilm mit Elektronenstrahlen bestrahlt, um das filmbildende
Harz zu härten.
Dieser Film wurde in Isopropanol eingetaucht, um das nicht-gehärtete Urethanacrylatoligomer
wegzulösen
und nach dem Trocknen vom PET-Film separiert.
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Beispiel 18
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Unter
Verwendung eines Trockenpartikelverteilers wurden elektrisch leitfähige Kunststoffpartikel
mit einer mittleren Größe von 40 µm durch
ein 50 μm-Meshsieb über die
Seite eines PET-Films verteilt, auf die ein Haftmaterial auf Silicon-Basis
aufgetragen worden war. Eine Lösung
eines Urethanacrylatoligomers wurde auf die Seite des Films aufgeschichtet,
auf der die Teilchen verteilt worden waren, und nach dem Trocknen
ultraviolettem Licht ausgesetzt, um das filmbildende Harz zu härten. Dieser
Film wurde in Isopropanol eingetaucht, um das nicht-gehärtete Urethanacrylatoligomer
wegzulösen,
und nach dem Trocknen entlang der Grenzfläche zwischen der filmbildenden
Harzschicht und dem Siliconhaftmaterial separiert. Zur Beurteilung
der elektrischen Eigenschaften des erhaltenen Prüfkörpers wurde er zwischen Beurteilungsschaltungen
angeordnet, 30 Sekunden lang unter einer Druck- und Heizbedingung
gehalten und dann unter Druck auf Raumtemperatur abgekühlt. Eine
Betrachtung der Schaltungsoberfläche
nach der Beurteilung zeigte kein Anhaften der isolierenden Überzugsschicht.
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Beispiel 19
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Unter
Verwendung eines Trockenpartikelverteilers wurden elektrisch leitfähige Kunststoffpartikel
mit einer mittleren Größe von 40 µm durch
ein 50 μm-Meshsieb über die
Sei te eines PET-Films verteilt, auf die ein Haftmaterial auf Silicon-Basis
aufgetragen worden war. Eine Lösung
eines Urethanacrylatoligomers wurde auf die Seite des Films aufgeschichtet,
auf der die Teilchen verteilt worden waren, und nach dem Trocknen
ultraviolettem Licht ausgesetzt, um das filmbildende Harz zu härten. Dieser
Film wurde in Isopropanol eingetaucht, um das nicht-gehärtete Urethanacrylatoligomer
wegzulösen,
und nach dem Trocknen entlang der Grenzfläche zwischen der filmbildenden
Harzschicht und der Siliconhaftschicht separiert. Dann wurde der
Prüfkörper in
Methanol eingetaucht, um die isolierende Beschichtung der an der
Oberfläche
freigelegten Partikel wegzulösen.
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Beispiel 20
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Unter
Verwendung eines Trockenpartikelverteilers wurden elektrisch leitfähige Kunststoffpartikel
mit einer mittleren Größe von 40 µm durch
ein 80 μm-Meshsieb über die
Seite eines PET-Films verteilt, auf die das Haftmaterial auf Silicon-Basis
aufgetragen worden war. Eine 50 μm-Meshmaske
mit 85 μm-Abständen wurde dicht
an die Haftseite des Films angefügt,
und elektrisch leitfähige
Partikel wurden in einem Gittermuster angeordnet. Eine Lösung eines
Urethanacrylatoligomers, die ein Photohärtungsmittel enthielt, wurde
auf der Seite des Films aufgeschichtet, auf der die Partikel verteilt
worden waren, und nach dem Trocknen mit ultraviolettem Licht bestrahlt,
um das filmbildende Harz zu härten.
Dieser Film wurde in Isopropanol eingetaucht, um das nicht-gehärtete Urethanacrylatoligomer
wegzulösen,
und nach dem Trocknen entlang der Grenzfläche zwischen der filmbildenden
Harzschicht und der Siliconhaftschicht separiert. Als zu verbindende
Substrate wurden Glassubstrate mit 2 mm langen, Au-plattierten Elektroden
mit einer Linienbreite von 50 µm,
einem Abstand von 100 µm,
einer Höhe
von etwa 0,8 µm
und einer maximalen Höhendifferenz
zwischen den benachbarten Elektroden von etwa 0,3 µm bei ei ner
Gesamtelektrodenbreite von 50 mm verwendet. Diese Substrate wurden derart
positioniert, dass ihre jeweiligen Elektroden einander gegenüberlagen,
dann wurde der erhaltene anisotrop elektrisch leitfähige Harzfilm
zwischen den Elektroden angeordnet, die Elektroden wurden unter
einem Druck von 10 kg/cm2 gegeneinandergepresst,
und in diesem Zustand wurde der Verbindungswiderstand zwischen einem
Paar von Glassubstraten unter Anlegen eines elektrischen Stroms
von 1 mA gemessen.
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Beispiel 21
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Gegenüber Beispiel
20 wurde eines der Glassubstrate durch ein gedrucktes Substrat mit
einer Lötstoplackschicht,
die im Durchschnitt ungefähr
2 µm höher als
das Elektrodenoberflächenniveau
war, ersetzt. Die Elektroden waren Cu-Elektroden mit einer Höhe von 18 µm.
-
Beispiel 22
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Gegenüber Beispiel
20 wurden Au-plattierte, schwammartige Polystyrolpartikel mit ungefähr 0,01 µm großen Poren
als elektrisch leitfähige
Partikel verwendet.
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Beispiel 23
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Gegenüber Beispiel
20 wurden als elektrisch leitfähige
Partikel Kunststoffpartikel mit einer mittleren Größe von 40 µm, die
in einer Plattierungslösung
mit darin dispergierten feinen Siliciumdioxidpartikeln mit einer Primärpartikelgröße von 0,04 µm derart
Au-plattiert worden waren, dass die Oberflächen der elektrisch leitfähigen Partikel
und die Oberflächen
der darauf abgeschiedenen feinen Siliciumdioxidpartikel durch Au-Plattieren
bedeckt worden waren, verwendet. Auch die Glassubstrate wurden durch
Al-Elektroden mit
einer Höhe
von 0,7 µm
ersetzt.
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Beispiel 24
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Gegenüber Beispiel
20 wurden als die elektrisch leitfähigen Partikel Kunststoffpartikel
mit einer mittleren Größe von 40 µm verwendet,
die in einer Plattierungslösung
mit darin dispergierten feinen Ni-Partikeln mit einer Primärpartikelgröße von 3 µm derart
Au-plattiert worden waren, dass die Oberflächen der elektrisch leitfähigen Partikel
und die Oberflächen
der darauf abgeschiedenen feinen Ni-Partikel durch Au-Plattieren bedeckt
worden waren. Auch wurde eines der in Beispiel 20 verwendeten Glassubstrate
durch ein gedrucktes Substrat mit einer Lötstoplackschicht, die im Durchschnitt
ungefähr
2 µm höher als
die Elektrodenoberfläche positioniert
war, ersetzt. Die Elektroden waren Cu-Elektroden mit einer Höhe von 18 µm.
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Beispiel 25
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Der
in Beispiel 20 erhaltene, anisotrop elektrisch leitfähige Harzfilm
wurde gehärtet
und dann unter Druck mit einem Epoxyklebstoff an eines der Glassubstrate
angefügt,
dann gegen das andere Glassubstrat gepresst und in diesem Zustand
gehalten.
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Beispiel 26
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Ein
Epoxyklebstoff wurde auf beide Seiten des in Beispiel 20 erhaltenen,
anisotrop elektrisch leitfähigen
Harzfilms aufgetragen, und dieser Klebstofffilm wurde unter Druck
zwischen Glassubstraten gehalten und gehärtet, um beide Glassubstrate
zu binden und zu fixieren.
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Vergleichsbeispiel 1
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Wie
es in 2A gezeigt ist, wurden elektrisch
leitfähige
Kunststoffpartikel mit einer mittleren Größe von 10 µm in einer Lösung eines
wärmehärtbaren
Epoxyharzes in einer Menge von 30 Vol-% dispergiert, und diese Dispersion
wurde durch eine Auftragsvorrichtung auf einen Teflonfilm gießbeschichtet
und getrocknet. In dem erhaltenen Film lagen viele Agglomerate von
elektrisch leitfähigen
Partikeln vor, und die Oberflächenunebenheit
war hoch, wobei die mittlere Filmdicke etwa 25 µm betrug.
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Vergleichsbeispiel 2
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Wie
es in 2C gezeigt ist, wurden Ni-Partikel
in einer DMF-Lösung
von Polyamidsäure
in einer Menge von 30 Vol-% dispergiert, und die Dispersion wurde
auf einen PET-Film durch eine Auftragsvorrichtung gießbeschichtet.
Unmittelbar nach dem Gießen
fand eine Sedimentierung der elektrisch leitfähigen Partikel statt, wie sie
in 2D gezeigt ist. Nach dem Trocknen wurde die Beschichtung
vom PET-Film separiert und zur Imidierung wärmebehandelt. Wie es in 2E gezeigt
ist, lagen in diesem Film viele Agglomerate elektrisch leitfähiger Partikel
vor, und die Oberflächenunebenheit
war hoch, wobei die mittlere Filmdicke etwa 70 µm betrug. Da die Partikeloberfläche nicht
auf beiden Seiten des Films freigelegt war, wurde dieser Film in
eine wässrige
Natriumyhdroxidlösung
eingetaucht, um die Polyimidoberfläche teilweise wegzulösen, um
die Dicke des Polyimidanteils auf ein Maß zu verringern, das kleiner
ist als die Größe der elektrisch
leitfähigen
Partikel, um die Partikeloberfläche
dadurch freizulegen. Da der größere Teil
der elektrisch leitfähigen
Partikel in dem Film aufgrund der Sedimentierung der Partikel auf
der PET-Filmseite
vorlag, wurde ein mit Polyisobutylen beschichteter PET-Film auf
eine Seite des Films laminiert und in eine wässrige Natriumhydroxidlösung eingetaucht,
wobei die Polyimidzersetzungsrate auf jeder Seite des Films durch
die Eintauchzeit eingestellt wurde. Diese Stufen sind in den 2F und 2G veranschaulicht.
In diesem Fall wurde die Polyimidzersetzungsrate durch die Eintauchzeit
eingestellt, die Filmdicke des Polyimidanteils zwischen Ni- Partikeln schwankte
jedoch in weitem Umfang und die Filmfestigkeit war übermäßig reduziert.
Es gab auch Teile, in denen keine Ni-Partikeloberflächen freigelegt
waren. Es wurde versucht, die Beschichtungsdicke zu verringern,
um die zu entfernende Menge an Polyimid zu verringern, jedoch agglomerierten
die Partikel zwischen der Auftragsvorrichtung und dem PET-Film während des
Beschichtens, um viele Rillen zu bilden, was es unmöglich machte, einen
gewünschten
Film zu erhalten. Die Beurteilung der elektrischen Eigenschaften
des erhaltenen Prüfkörpers, der
in 2H gezeigt ist, wurde durch sandwichartiges Einbringen
des Prüfkörpers zwischen
Beurteilungsschaltungen und Ausüben
eines Drucks (10 kg/cm2) darauf, wie es
in 2I gezeigt ist, durchgeführt.
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Vergleichsbeispiel 3
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Elektrisch
leitfähige
Kunststoffpartikel mit einer mittleren Größe von 40 µm wurden in einer MEK-Lösung eines
Urethanacrylatoligomers in einer Menge von 10 Vol-% dispergiert,
und diese Dispersion wurde auf einen 50 µm dicken PET-Film durch eine
Auftragsvorrichtung gießbeschichtet.
Unmittelbar nach dem Gießen trat
eine Sedimentierung der elektrisch leitfähigen Partikel ein. Nach dem
Trocknen wurde ultraviolettes Licht von beiden Seiten des Films
in üblicher
Weise eingestrahlt, um das filmbildende Harz zu härten. Der
Film wurde in Lösungsmittel,
wie Isopropanol, MEK und Toluol, eingetaucht, jedoch konnte das
gehärtete
Urethanacrylatoligomer nicht weggelöst werden und die Partikel
blieben unfreigelegt, wie es in 2J gezeigt
ist. Nach dem Trocknen wurde der PET-Film entfernt. Die elektrischen
Eigenschaften des erhaltenen Prüfkörpers wurden
beurteilt, indem der Prüfkörper zwischen
Beurteilungsschaltungen platziert wurde und darauf ein Druck (10
kg/cm2) ausgeübt wurde.
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Vergleichsbeispiel 4
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Gegenüber Beispiel
20 wurden Ni-Partikel mit einer mittleren Größe von 40 µm als elektrisch leitfähige Partikel
verwendet.
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Vergleichsbeispiel 5
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Gegenüber Beispiel
20 wurden Ni-Partikel mit einer mittleren Größe von 40 µm als elektrisch leitfähige Partikel
verwendet, und eines der Glassubstrate wurde durch ein gedrucktes
Substrat mit einer Lötstoplackschicht,
die im Durchschnitt ungefähr
2 µm höher als
die Elektrodenoberfläche
positioniert war, ersetzt. Die Elektroden waren Cu-Elektroden mit einer
Höhe von
18 µm.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung, wie es voranstehend detailliert beschrieben ist, wird
ein anisotrop elektrisch leitfähiger
Harzfilm mit ausgezeichneter Auflösungsleistung im Vergleich
zu Herkömmlichen
zur Verfügung
gestellt, und eine Verbindung von Schaltungen mit hohem Feinheitsgrad
wird ermöglicht.