Способ изготовления анизотропной электропроводящей пленки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1763 19 О//В 297:0 ц 5 В 29 О 7/01, В 29 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛ ЬСТВУ(71) Экспериментальное твироизводстве нное обьедин(57) Испол ропной эле кой и рас положе ков; подкл пленки инт овле й пле е анизотки с высономерно щих участ- олученной ьзование: изгот нктропроводяще н лотностью ра нных электропроводяючение с помощью иегральных схем, диспл в микроБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНИЗОТ ЕКТРОПРОВОДЯЩЕЙ ПЛЕН Изобретение относится к электронной технике, преимущественно к изготовлению контактирующих устройств для подключения микроэлектронных компонентов с высокой степенью интеграции контактных площадок, например, для электрического подключения интегральных схем (ИС), дисплеев микрокалькуляторов, электронных часов и т.д.Известен способ изготовления анизотропного проводника, чувствительного кдавлению, согласно которому используется изолирующий эластомер с диспергированными в нем в соотношении 3 - 40% от общего объема электропроводящими магнитными частицами с размерами 0;01 - 200 мкм, прикалькуляторов, электронных часов, Сущность изобретения; получают в пастообразном состоянии смеси полимерного материала с частицами магниточувствительного электропроводящего порошка и прикладывают магнитное поле в процессе отверждения данного полимера. При этом размещают на противостоящих полюсах магнита эластичную диэлектрическую, не . чувствительную к магнитному полю пленку и располагают указанную смесь между полюсами магнита, Затем сближают полюса магнита на толщину смеси без приложения магнитного поля и включают знакопеременное магнитное поле с последующим переключением его на постоянное магнитное поле при одновременном сближении полю- (Я сов на расстояние, обеспечивающее расположение частиц порошка в один слой в плоскости формируемой анизотропной пленки, 2 ил. чем частицы при воздействии на них магнитного поля концентрируются и распределяются в определенных частях изготавливаемого материала в соответствии с заданным рисунком (патент США М.4292261, кл, В 28 С 25/00, опублик. 1981).В материале, изготовленном указанным способом, образуются два типа областей: имеющие относительно высокую концентрацию частиц и являющиеся высокочувствительными к давлению электропроводящими участками; области с изолирующими свойствами.Недостатком указанного способа является отсутствие возможности изготовления материала с высокой плотностью проводя5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 щих областей на единицу площади. Это исключает, например, возможность использования материала, полученного данным способом, для подсоединения кристалла ИС к другим микроэлектронным компонентам. Кроме того, использование такого материала в контактирующих устройствах, в которых требуется обеспечить надежный омический контакт через анизотропный соединитель, ограничивается тем, что переходное сопротивление в проводящих областях зависит от давления, оказываемого на материал.Ближайшим к изобретению по технической сущности является способ изготовления анизотропной электропроводящей пленки, заключающийся в получении в пастообразном состоянии смеси полимерного материала с частицами магниточувствительного электропроводящего порошка и отверждении полимерного материала в магнитном поле между полюсами магнита (патент США М 4778635, кл. В 29 С 39/10, опублик. 1988).Указанный способ включает следующие ступени; смешивание множества электро- проводящих ферромагнитных частиц в неотвердевшем изолирующем полимере; отверждение полимера в присутствии магнитного поля, силовые линии которого параллельны заданному направлению преимущественной проводимости. Воздействие магнитного поля приводит к тому, что перемешанные в полимере частицы выстраиваются друг за другом в одной или нескольких цепочках, каждая из которых параллельна линиям магнитного поля. Величина магнитного поля может регулироваться, с тем чтобы усилить или ослабить способность частиц, которые еще не стали частью какой-либо цепочки, присоединяться к другим,Недостатком указанного способа является отсутствие возможности получения анизотропной пленки с высокой плотностью равномерно расположенных по площади электропроводящих участков. Кроме того, в данном способе преимущественная проводимость обеспечивается через цепочки, состоящие из нескольких электропроводящих частиц. При этом не исключается ситуация, когда частицы в цепочке находятся на некотором расстоянии друг от друга, т,е. не соприкасаются механически. В этом случае наблюдается существенное увеличение переходного сопротивления на определенных участках пленки и вследствие этого снижение надежности контакта применительно к контактирующим устройствам, в которых пленка может использоваться, что сужает область использования пленки,Цель изобретения - повышение качества пленки и расширение области ее использования за счет обеспечения высокой плотности равномерно расположенных электропроводящих участков.Поставленная цель достигается тем, что на противостоящих полюсах магнита размещают эластичную диэлектрическую, не чувствительную к магнитному полю пленку, смесь в пастообразном состоянии размещают между расположенными на полюсах магнита пленками, затем полюса магнита сближают на толщину смеси без приложения магнитного поля, включают знакопеременное магнитное поле с последующим переключением его на постоянное магнитное поле при одновременном сближении полюсов до обеспечения расположения частиц порошка в один слой в плоскости формуемой анизотропной пленки,На фиг,1 показана схема осуществления способа; на фиг.2 - узелфиг.1; 1 - матрица из полимерного материала; 2 - магниточувствительные электропроводящие частицы порошка; 3 - полюса магнита; 4 - эластичная диэлектрическая пленка, не чувствительная к магнитному полю,На противостоящих полюсах магнита 3 размещается эластичная пленка 4 с модулем упругости в диапазоне от 0,025 х 10 хх 10 н/мхх 2 до 0,098 х 10 хх 10 н/мхх 2, предпочтительно 0,054 х 10 хх 10 н/мхх 2, и толщиной от 2 б до Зб, где б - диаметр используемых магниточувствительных электропроводящих частиц 2 порошка.Полимерный материал 1 холодного отверждения смешивается с частицами 2, имеющими предпочтительную круглую форму.Полученная смесь с пастообразном состоянии помещается между полюсами магнита 3 с расположенной на них пленкой 4, Полюса магнита 3 сближают на толщину смеси без приложения магнитного поля, Затем включают знакопеременное магнитное поле с амплитудным значением индукции в диапазоне 0,7-1,5 Т, предпочтительно 1 Т, Воздействие знакопеременного поля продолжается в течение 60 - 120 с. Затем включают постоянное магнитное поле с величиной индукции в диапазоне 1,5-2,5 Т, предпочтительно 1,75 Т, и одновременно сближают полюса до такого расстояния, которое обеспечивает размещение частиц 2 в один слой в плоскости матрицы 1, Продолжительность воздействия постоянного поля определяется временем отверждения матричного материала. При этом частицы, равномерно распределенные по площадиматричного материала 1, оказывают давление на эластичную диэлектрическую пленку 4, прилегающую к полюсам магнита 3, Механическое напряжение в местах соприкосновения частиц с пленкой, обладающей упругими свойствами, приводит к ее прогибу в промежутках между частицами и уменьшению толщины матричного материала 1. Воздействие магнитного поля в процессе формирования анизотропной электропроводящей пленки прекращается при наступлении отверждения матричного материала 1, Размещение на полюсах магнита эластичной диэлектрической пленки позволяет в конечном итоге получить анизотропный материал, в котором толщина изолирующих участков диаметра используемых электрои роводящих частиц. В результате этого в изготовляемой анизотропной пленке проводящиее участки представляют собой электро- проводящие частицы, выступающие над более тонкими изолирующими участками, что приводит к повышению надежности контакта при использовании пленки.П р и м е р 1, На полюса магнита помещают полиэтиленовую пленку толщиной 0,01 мм, Готовят смесь из пасты К ТУ 38,103.508 - 81 холодного отверждения на основе синтетического каучука СКТН, катализатора и никель-серебряного порошка. Форма частиц порошка круглая. Частицы состоят из никеля, покрытого снаружи серебром. Соотношение никеля и серебра 90/10, Диаметр частиц 40 мкм Соотношение между пастой К, катализатором и порошком следующее: К 84; катализатор 15 ; порошок 1.Смесь размещают между полюсами магнита, Полюса сближают на расстояние 0,3 - 0,5 мм (расстояние между полюсами магнита с учетом толщин размещенных на рабочих плоскостях магнита полиэтиленовых пленок), Затем включают знакопеременное магнитное поле с величиной индукции 1 Т, Цикл работы магнитного поля следующий; действие поля, переключение полярности магнитного поля в течение 5 с, Таких циклов 20.После этого включают постоянное магнитное поле с величиной индукции 1,75 Т и одновременно сближают полюса на такоерасстояние, при котором частицы порошкарасполагаются в один слой в плоскости формируемой анизотропной пленки,5 П р и м е р 2. Проводят операции, описанные в примере 1, но вместо никель-серебряного порошка используют железныйпорошок, распыленный из жидкой фазы,Анизотропная пленка, полученная10 предлагаемым способом, опробована в устройствах соединения дисплеев на жидкихкристаллах с электронными блоками управления.Пленка может найти применение в элек 15 тронных часах, микрокалькуляторах, портативной видеотехнике и других изделиях,Использование пленки только в электронных наручных часах позволяет получить значительный экономический эффект за счет20 снижения затрат и повышения производительности труда на операции соединениякристалла ИС с жидкокристаллическим ин дикатором и другими элементами часов.Формула изобретения25 Способ изготовления анизотропнойэлектропроводящей пленки, заключающийся в получении в пастообразном состояниисмеси полимерного материала с частицамимагниточувствительного электропроводя 30 щего порошка и отверждении полимерногоматериала в магнитном поле между полюсами магнита, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения качества пленки и расширения области ее использования за счет35 обеспечения высокой плотности равномерно расположенных электропроводящих участков, на противостоящих полюсах магнитаразмещают эластичную диэлектрическую,не чувствительную к магнитному полю плен 40 ку, смесь в пастообразном состоянии размещают между расположенными на полюсахмагнита пленками, затем полюса магнитасближают на толщину смеси без приложения магнитного поля, включают знакопере 45 менное магнитное пОле с последующимпереключением его на постоянное магнитное поле при одновременном сближенииполюсов до обеспечения расположения частиц порошка в один слой плоскости форму 50 емой анизотропной пленки,1763232 ыг 2 Редактор Г, Бельска ил юков изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Заказ 3417 ВНИИПИ Госу Составитель Л. КольцоваТ хред М,Моргентал Коррек Тираж Подписноетвенног комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035,Москва, Ж, Раушская наб., 4/5