专利名称:异向导电的聚合物基体的制作方法
本发明是关于一种异向导电的聚合物基体，它用来提供具有小间距的电子元件之间的电连接，即其中电子元件上的触点或端接垫以极小的间距排列。更确切地说，本发明异向导电的聚合物基体，在极小间距上，具有均匀间隔的电导体穿过，它们彼此绝缘，而导电体是用聚合物基体内所含的异导涂料粘合的。本发明还涉及这种异向导电的基体的制备方法。
小型电子元件，例如集成电路片或器件、印刷线路板的端接垫、液晶显示器等，一般都具有其外引线与一定的器件的电连接部位。在许多情况下，每种电连接之间所要求的间距相当小，也就是说，在0.1mm数量级的基片上，相邻的接点之间必须保持电绝缘。
电连接这种元件的一项技术是利用分布器件面上的触点矩阵(也称作“倒装晶片”器件)。在这种器件中，这样的触点与外引线的连接通常是把矩阵的连接部位对准外引线的连接部位，并通过诸如重熔焊使两组连接部位金属键合。在这种情况下，连接部位矩阵在沿器件表面上经常包含金属隆起或突出点。
这种技术一般具有严重缺点。第一，待连接的电子器件之间的热膨胀系数可能变化很大，检测和使用组件时，在遇到温度的循环变化过程中，这可能对在连接部位之间的金属键产生物理应力。第二，通常必须散去器件通电时产生的热。这种最为行之有效的散热手段之一是通过把器件上的热向衬底传递，这种最好的方法可通过使半导体或电子器件与诸如陶瓷封装达到最大的接触来完成。但就倒装晶片器件而言，封装周围的接触面积常常限于金属键合的面积，它仅占器件总面积百分之五以下，因而严重阻碍了器件向邻近衬底的散热。
第二种技术是基于使用导电颗粒提供必要的接触。这种颗粒包含在聚合物(一般是粘合剂)体系中，以便颗粒表面从粘合剂一面延伸到另一面。当要制备电连接件时，向接触区施加压力，压缩或使颗粒变形，以便使电接触达到最大。
当触点还是在小间距上时，这项技术有着严重缺点。这是因为在导体之间，这一系统有着不规则的间距。空隙或颗粒的成束是常有的，因而导致小间距触点区短路。
与此相比，本体系提供了极其均匀的导体间距，便于在小间距触点区使用，且不发生短路。另外，本导体通道极均匀的高度和可变性，以及由此降低施于稳定触点区所必须的结合力，是与这些先有技术截然不同的，而且是以前达不到的优点。
本发明提供了一种异向导电的聚合物基体，它包括最好是天然粘结性的聚合物层或膜，它具有大量的均匀间距而彼此绝缘的导电元穿过。导电元的侧面被导电涂层限定，因而使电流通过聚合物层，但不沿其主表面导电，除非需要这种导电模式。
电导体的绝缘性允许沿粘合层穿过厚度方向导电，而不允许沿粘合层主表面的方向导电，即异向性。使用导电涂层作为电导体而不使用粒状导体，在粘合剂的电活化作用中，由于导体高度的均匀性和可变形性，允许大大地减小压力，并且均匀的间距可减少短路的可能性。
当上述聚合物基体以带状置于适宜的具有大量平行而又分隔的导电镶条的背底上时，导电镶条只允许沿胶带的平面导电，所得的胶带也可用于彼此物理分隔开来的电子器件的连接。
本发明还涉及及制备本发明异向导电的聚合物基体的优选方法。该方法包括以下步骤a)在一个低表面能的衬底上，含有大量的离散凸台，至少在一部分凸台上沉积一导体涂层;
b)在该衬底上沉积一层非导电聚合物，致使大量的离散凸台限定了大量的穿过聚合物层的绝缘导电元;
c)从聚合物上除去衬底，其中导电涂层仍保持在聚合物上。
d)将导电材料从离散的绝缘导电元之间的聚合物表面上除去。
用这种方法可得到穿过聚合物基体的定向导电元件的均匀矩阵。实质上，聚合物基体由此显示了异向导电性，也就是通过聚合物层导电。由于限定导电元的导电涂层可制得极很薄，因此，其可变形性可接近聚合物本身的性能。这样，由于不必对固体粒料进行压缩，树脂的电活性所必须的粘合压力也就基本上小于先有的技术体系。而且，均匀的间距允许用于具有极小间隔触点的电子元件的连接。
简要说明附图。图1说明了本发明各向异性导电聚合物的生产方法;图2是由图1描述的方法而制成的基体的等距离视图;图3是用来制备诸如芯片和印刷线路板之间的电接触的异向导电基体的侧示图;图4说明了在形成导电元中，利用一种保护层膜组份的第二种工艺技术;图5是一个透视图，用来说明使用图2的基体进行连接，使电子器件与印刷线路板之间电接触。
为了制成本发明的聚合物基体，首先制备一个具有低表面能特性的衬底，也就是一个防粘表面，这种材料的实例是低表面能聚合物薄膜，例如聚乙烯和聚四氟乙烯。这种衬底要有足够的结构完整性，以维持大量的均匀离散的凸台，在涂覆上聚合物时，这些凸台将适于形成穿过聚合层的导电元。
离散的凸台可用多种适宜的方法制成，一种优选的方法是将衬底与一个诸如不锈钢网接触，与网孔相对应的就是网具备的所需的凸台尺寸和均匀的间隔，一般使用化工机械，这在图1中加以说明。图(A)中，在中温和中压下，使不锈钢网1与薄膜衬底2物理接触，由此使薄膜2实际上从网孔3中挤出，从而形成了以均匀矩阵分布的大量离散凸台4，如图1(B)所示。
形成所需要衬底的最佳方法是，先用一装置诸如金刚石车床，在一诸如丙烯酸的刚性塑料板材上制成型板。这种机器具有极小的误差，以便在极小的间距中制成多种型板矩阵。然后可用丙烯酸板制备金属型板，取代图1(A)的不锈钢网。换言之，金属板可用金刚石切削，以提供所需的型板。
一旦所需的离散凸台4的型板在衬底2上形成，将含凸台部分的表面沉积上一层示于图(c)中的导电涂层5。这种涂层最好由金属构成，例如铝、铜、镍、银、金、锡等等。最好使用蒸汽沉积法或非电的沉积法沉积一“晶种”涂层。晶种涂层只是一导电表面，在其表面可电镀金属。然后，可用常规的电镀法在晶种层上电镀。晶种涂层和电镀的总厚度一般可从大约100
至0.005英寸。随着厚度的增加，导体壁变得坚硬，并且不易变形，从而降低了接触效率。
在得到金属层5以后，将聚合物基体6涂覆到镀层表面，如图(D)所示，接着从复合材料中用简单的方法，如通过剥离除去衬底2，其中导电涂层5可通过聚合物6保留下来(图1(E))。
最好在复合材料的后部也涂上聚合物，以使导电材料层5被完全封装在聚合物6(图(F))内。
由于通常在成品中不需要导体5之间凹陷部分7的金属层，所以，可通过几种技术中的任一种来除去该金属层。
一种优选方法可以很简单地在涂覆聚合物以后，从不需要的区域磨掉聚合物和导电涂层。导电顶层也可用同样的方法除去(图1(G))。
图2是一个已制成的异向导电基体透视图，其侧视图示于图1(G)。在这种特殊的情况下，如图所示，导电元5是延伸穿过聚合物层6的圆筒形。
图1方法的另一替换方法具有从(A)至(C)的同样步骤，如图4所示，不需要的导电涂层可用常规方法腐蚀掉，该方法为首先将一保护层8涂覆于每个导电体(图4(D));随后腐蚀掉所有未用保护层膜覆盖的区域，例如9;接着如果这种材料与所用的材料不相容，就除去保护膜层(图4(E))。然后将聚合物6涂覆于基体表面，以使大量离散凸台4穿过聚合物组成大量的导电元5(图4(F))。当聚合物层6从衬底2上脱出后，覆盖于离散凸上的导电材料将穿过聚合物层涂在通路的侧面上，因为导电材料与离散凸台之间的粘结力小于导电材料和聚合物之间的粘结力(图4(G))。然后，复合材料可按图1的方法完成。
然而还有另一个替换方法涉及在衬底上涂覆聚合物基体，而离散的凸台4之间的导电材料7未从该衬底除去。当聚合物层从衬层脱出时，一个粘带(未说明)可粘在支持金属镀层的聚合物层表面。在均匀地粘合胶带后，同样可以简单地用它除去不需要的导电材料7，并留下大量的穿过聚合物的导电元。
如果导电元之间需要选择性地电连接，则在制造型样的工艺中实现去除不需要的导电涂层，而可以留下需要的接头。
由于制备异向导电的聚合物基体的第二种方法不需要使用上面讨论的预先成型的衬底，可以把聚合物涂料涂覆到一个平面膜上，接着使用诸如激光钻形成穿过聚合物层和不粘膜的孔。在这种情况下，可用常规方式将导电涂料涂覆到孔的内部，这样，导电材料就使孔与孔之间不能电连接。然后去除低的不粘衬里，留下其中具有导电元的均匀矩阵的聚合物。
大量离散凸台4的尺寸和间距很重要，因为它将决定穿过聚合物层6的导体5的大小和间距。因此，离散凸台4的均匀性和间距是一个重要的变量，因为它将影响聚合物层的电性能。须考虑的关键是，离散凸台4以及由此得来的导电元间距不大于最大相隔距离，以避免开路，并且不小于最小距离，以避免短路。还有，从衬底2得到的大量离散凸台4一般应形成复制型样，尽管不必在整个范围都具有与其相等的间距。复制型样的任一偏差应不大于10%，但不能有延伸穿过聚合物层的导电元件之间的偶尔短路。
衬底上离散凸台中心的间距将取决于异向导电的聚合物基体的具体用途，一般所用的范围在大约0.01mm到10mm。接近此范围的上限值，在无方向性的导电基体的静电控制的应用中特别有用，其中，聚合物一般是一种高弹体的组份。
导电元最好设计成“管形”，而管是指一个中心具有通孔、且自身封闭的物体。这样的管状包括多种几何形状(管壁的形状)，如圆筒、圆锥体、棱锥体、半球体、矩形体或正方体以及其它的多边形体，且管面平行，在一端或两端封闭，或开启，以及充有或未充聚合物。离散的凸台以及由此产生的穿过树脂的导电元最好具有棱角，例如棱锥体或四方体，从而对穿过聚合物的导电元提供较大的结构强度和完整性，以使其保持充分的电接触。
已经发现，高宽比，也就是导体的高度与最大宽度或直径之比是个有用的参数。一般来说，推荐该比值在1∶10至10∶1之间，随着该比值的降低，导体刚性加大，即整合性变差，并使电触点减少。而随着该比值的增大，使导体的挠性提高，结果导体变得过于柔韧，不能保持良好的电接触，因为其结构完整性降低。
另外，“导体高宽比”还具有与本发明有关的一些重要性，它是导体高度与形成导体侧壁的导电层的厚度比。一般来说，该比值可以在2∶1至2000∶1的数量级。降低比值，显示了上面指出的同样问题.而增大比值，又减少了导电性，这是因为其侧壁太薄，并且导体太柔韧。
应当指出，在推荐管状导体作为导电元时，后一术语还包括只从管的一部分形成的导体。换句话说，一种导电涂料只涂覆到衬底2上的每个离散凸台的一部分上，或在加工过程中可从离散凸台部分上除去导电层。此外，术语导电元指的是，包括穿过聚合物基体厚度涂覆导电涂料所形成的任何导体。
每个导体的机械特性可通过设计，即导体形状或几何结构及其壁厚，导电涂料，以及在某种程度下所述取的特殊聚合物基体来加以控制。例如，业已发现，良好的电连接特性可通过使用具有涂层厚度(即壁厚)近30，000A的金属银的导体得到，此外，良好的电连接特性相当于在常规的粘合剂体系中，即颗粒厚度基本与粘合剂相同，利用固体银颗粒所得到的特性。此外，这种导体的机械特性与固体银颗粒粘合剂大不相同，它们非常依顺，在连接期间，基本上不限制聚合物的流动。通过研究现有的聚合物基体，显示了结构的影响性，该聚合物基体用诸如固体银颗粒制备，当要粘合到一个50×50密耳的集成电路上时，要求有12磅的粘合力。与之相比，新型的具有导电薄壁元的聚合物基体提供了相似的电连接特性，而粘合力只为100克。此外，还发现用这里所讨论的聚合物基体时，所需的粘合时间是从几秒减小到不足一秒。
图3说明了图2所示的聚合物基体的使用。通过含导电元5的聚合物基体6，把芯片12连接到含导电层10的衬底11上，以使它们之间进行电接触。
图5示出了图2聚合物基体第二用途的透视图。具有电触点16的印刷线板15，用具有导电元5的聚合物基体6连接到具有用于电连接的电子元件20上;该电子元件20在分支线管21的脚上，具有常接触点的分支线管21。如图所示，在这种情况下，聚合物基体6实际上把电子元件20粘接到印刷线路板15上，并提供它们之间的电连接。
除上述外，在一个平坦而柔韧且电绝缘片或底板上，使用本发明的聚合物基体也是理想的。一般这包括聚合物薄膜。这种情况下的底板应当是柔韧的，以便在粘合操作中提供适应性。考虑到绝缘电子设备的电连接，底板可含有导电条，这些导电条放在至少一部分聚合物基体下面，并沿着绝缘带长度伸展。这种导电条一般含有一金属层，例如银、金等，蒸汽沉积到平面底板上。这样的涂层一般不降低底板的挠性。有用的导电层的其它实例包括金属箔层(它可以构成整个底板或用例如一种粘合剂粘着在底板上)，喷溅到底板上的金属层，或者一层导电涂料组份或油墨所形成的涂层，一般包括涂料载色剂和导体，例如金属或碳颗粒。
当然，选择聚合物组成聚合物基体将取决于聚合物对其中穿过的导体的结构和保持的敏感性。换句话说，所选的聚合物是这样一种它能粘固从中穿过的绝缘导电元，其壁为一个导电涂料层，并且它将保持导电元的绝缘。因此，聚合物可以是一种热塑性或热固性聚合物，它具有足够的完整性，便于在总装中进行处理，但在活化过程中，它具有一些流动性，以提供均匀的粘合性，并能使触点元与导电元的导电壁进行电接触。如果聚合物是弹性体，则基体可用于静电控制，以及用于把电触点制成组件。
聚合物最好是一种粘合剂，并且最好是一种热活化性物质，这样在操作过程中将形成粘合性连接。在热操作中，粘结材料湿透衬底，并制成粘性的衬底。随后，或通过冷却或与成份反应，粘合剂硬化，以便在室温下穿过粘合层的导体被固定在粘结面所在位置。在这一点，粘结材料即可以是粘性的也可以不是粘性的。
一种优选的粘结材料，称作“热粘性胶粘剂”，在Robert H.Stow共同未决申请(申请号445，864，1982，12，6)中有所描述，在此一并作为参考。正如那篇申请中所述，粘结材料在20℃时是非粘性的或粘性差的，但加热时，变成压敏性且逐渐变成粘性。在粘接温度时，立刻形成良好的粘合性，而不需要交联剂或其它化学反应。胶粘材料包括一种丙烯酸聚合物或至少一种烷基丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯单体(这里称作“丙烯酸酯单体”)，它与先有技术粘结材料的不同点在于1)丙烯酸酯单体至少提供50摩尔%的一种或多种丙烯酸聚合物的粘性层。
2)所述的一种或多种丙烯酸聚合物的Tg(玻璃化转变温度)或重均Tg为-10℃至80℃，3)粘结材料层具有a)在20℃时，探针粘性值小于75克的力(gf)，b)在至少50℃范围的上限，探针粘性值至少75克以上，该值在30天后，在40℃下仍基本稳定，以及c)在65℃下，剪切值至少25分钟，以及4)通过具有极性基团的可共聚单体，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸或马来酐，上述酸的酰胺，丙烯腈，甲基丙烯腈;和N-乙烯基-2-吡咯烷酮，可提供近50摩尔%的一种或一种以上的丙烯酸聚合物。
探针粘性值的测定按照ASTM D-2979所述，不同的是下述几个方面1.为提供不同的试验温度下的探针粘性值，探针和环形压重物加热到试验温度，但环形压重物决不能加热到220℃以上。
2.探针末端是个环，其内径和外径分别为3.83和5.10mm。
3.环形压重物是19.8克。
4.10秒保压。
在115℃(在粘结聚合物的重均Tg以上)，用一个光亮退火的不锈钢板在炉内加热15分钟来确定剪切值。水平放好钢板，将1.27cm宽的一部分胶带粘到钢板上，用2.04公斤重(符合联邦标准147)的手滚筒两个方向来回滚压。粘到钢板上的胶带长度精确地修整为1.27cm，将这个组件保持在粘结温度长达15分钟。将钢板移入一个具有剪切台的炉内，该剪切台可使钢板在其顶部向后倾斜2°(剪切重量将使胶带相对钢板向前有轻微的移动)。在65℃保持15分钟后，将一个一公斤重物吊在胶的自由端上。重物脱落的时间就是65℃时的剪切值。
一种或多种丙烯酸聚合物可以是一种丙烯酸酯单体、Tg在-10℃至80℃范围之内的均聚物，例如，丙烯酸甲酯或Tg值也在那个范围的丙烯酸酯单体和可共聚的极性单体的共聚物。可均聚、Tg至少为-10℃的有用的丙烯酸酯单体，包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸冰片酯、甲基丙烯酸冰片酯、2-苯氧基丙烯酸甲酯、2-苯氧基丙烯酸乙酯、衣康酸的单的和双的甲基和乙基酯，以及马来酸的单的和双的甲基和乙基酯。可供降低Tg使用的丙烯酸酯单体，包括乙基，丁基和辛基丙烯酸酯以及正-戊基、己基和辛基甲基丙烯酸酯。一种具有Tg约为50℃的共聚物中，甲基丙烯酸甲酯为43摩尔%、丙烯酸甲酯为53摩尔%、丙烯酰胺为4摩尔%。一种具有Tg约为79℃的共聚物中，甲基丙烯酸甲酯为73摩尔%、丙烯酸甲酯为19摩尔%、丙烯酸乙酯为4摩尔%、以及丙烯酰胺为4摩尔%。
当加热到40℃或更高，特别是75℃或更高时，上述的热粘性胶粘剂材料变得压敏而过粘。其后加热到粘结温度，甚至粘结温度以上时，可保持足够的粘结强度。
在不降低丙烯酸共聚物的值而保证达到应用中所掌握的使用目的的情况下，还可以使用少量的其它一些可共聚的单体。这些可共聚的单体有苯乙烯、醋酸乙烯酯和氯乙烯，每种单体占全部单体总量的5摩尔%以上。
就象James Groves共同未决的申请中所得出的(刊登在申请是No445，865 1982，10，6)，以及这里作为参考所引用的那样，在长时间暴露于高温度(如80℃)，高湿度(如96%相对湿度)期间，使用热粘性的丙烯酸胶粘剂可获得最好的粘结耐久性，在该胶粘剂中，丙烯酸聚合物具有占全部单体总重量每100份至少0.2份的一种相互作用的官能团反应性有机硅烷偶合剂。在大约0.5%至4%内可获得最佳结果。
有机硅烷可以与丙烯酸酯单体共聚，可与或不与其它的可聚合单体聚合，或有机硅烷可以与一种丙烯酸聚合物主链上的官能团反应。任何一种工艺都产生下面所称的“丙烯酸硅烷共聚体”。
这种有机硅烷具有R(4-n)Si Xn的通式，其中X代表一个可水解基团，如乙氧基、甲氧基或2-甲氧基-乙氧基;R代表一价的1～12个碳原子的有机基团，这种有机基团包括一种有机官能团，如巯基、环氧基、丙烯酰基、异丁烯酰基或氨基;n代表1至3的整数。
在所属技术领域：
已知，有机硅烷可使聚合物溶液凝胶，因此，要使用醇或其它已知的稳定剂。当有机硅烷与其它的单体共聚时，应选用不干涉聚合作用的稳定剂。甲醇特别有效，并且最佳的使用量大约是2至4倍于有机硅烷的用量。
能使用的其它热活化胶粘剂材料是热熔胶粘剂，一般是热塑性材料和反应性组份，热塑性材料软化到可流动状态，然后冷却形成粘性键;反应性组份如聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺和环氧基粘合剂。在室温下是压敏的粘合剂的片材可能也由本发明中得到好处，即按这里已知的尺寸关系中电导体作与柔韧背基上的压敏粘合剂层一起作用，特别是要在与片材一起制成的粘结电接点不能经受高的环境温度和应力。
尤其是当一条细长的胶带自身卷绕成卷时，本发明的胶粘剂片材最好包含一种在无粘合材料面上的低粘度背面涂层，或除去在绝缘层上的一层防粘衬。还可在聚合物或金属背衬上涂一层底粘合剂，促使其与施于背衬上的胶粘剂或绝缘层粘结。
使用本发明的片材通常是将胶带的一端对准所要导通的衬底，将胶带压在衬底上，并与此同时加热片材。本发明的转移粘合剂片材可以置于所需的被粘物之间，并用热压制成粘接的电连接。在这些转移粘合剂片材里，导电元包含在胶粘剂材料中，这一胶粘剂材料对导体形成了夹持带，并且绝缘层可分布在持有导电元的导体夹持带的一边或两边，该导电元凸出于夹持带的两边。换言之，夹持有导体的材料可以是一无胶粘性的聚合物薄膜，并且由绝缘层来粘合。同样，绝缘层也可以是非粘性的，例如，利用反应使其耐久而坚固。
除上述之外，导电元可夹持在一弹性基体里，并且能用以静电控制，如作为屏蔽罩。在这种情况下，由于连接相邻导体的导电涂层用于消除电荷，所以就不需去掉，不产生电的互连。此外，使用一弹性基体，用夹子或其它压缩弹性体的方法来制作电连接。
本发明将通过下列非限定的例子作进一步说明，其中除了作特别说明外，所有份数均按重量计。
实施例1将-0.010时厚的标准聚乙烯片置于一金属模上，该模具有精细的圆柱形孔的矩阵，0.004英寸直径×0.002英寸高，中心距为0.008英寸。模具与片材预热到300°F(149℃)，然后加压，聚乙烯受力而进入模具中的孔内。其后在压力下，模具和受模具压型的聚乙烯冷却至200°F(93℃)。从压机上取出模具后，从模具上剥落模压的聚乙烯，在聚乙烯表面上有一系列圆柱形凸台。
此时，在具有凸台矩阵的聚乙烯整个表面上用化学的方法沉积一层约500
的银。
然后，在已沉积在含有凸台的聚乙烯表面上的导电涂层上，用普通电镀术镀一层约0.0002英寸的银。
47.5份甲基丙烯酸甲酯、47.5份丙烯酸甲酯、5份丙烯酰胺和0.2份VAZO(一种催化剂)的一种胶粘剂混合物，与200份乙酸乙烯酯在氮气下于60℃保持30小时。然后将胶粘剂冷却。
用标准的刮刀式涂胶机把这胶粘剂涂在聚乙烯的导电面上。试样在室温下干燥10分钟，在167°F(75℃)干燥10分钟。凸台间干燥的胶粘剂厚度约为1.5密耳。
将胶粘剂和银的混合材料从聚乙烯上简单地剥离下来。
这时将同样的胶粘剂涂在与聚乙烯相对的导电层表面上。最理想的是涂上胶粘剂使试样上的孔能被充满，这些孔是由聚乙烯上的凸台形成的。
这一层胶粘剂的干燥方法与另一面的干燥方法相同。
在此阶段试样具有一管状导体矩阵的导电层，以及在导电层两面有一种胶粘剂。
就在这一阶段，使用抛光工艺将管状导体间的表面以及导体的导电顶部去除。
使用的抛光机是Buehler有限公司冶金设备，一台8英寸直径、3M牌15微米金钢石磨盘，可从Minnesota采矿和生产公司(Minnesota，Mining and Manufacturing Co.)获得。
在抛光期间，使用水冲洗，以去除碎屑。用手压住橡胶滚(2英寸宽×1.5英寸直径)，使2英寸×10英寸的试样保持在磨盘上。由于磨盘以500转/分旋转，试样就在滚子下面从磨盘旋转的反方向拉出。
重复操作这一研磨步骤直到全部不需要的导电材料从胶粘剂中的管状导体之间去除。当试样第一面的研磨完成后，将试样翻过来重复研磨步骤，直到与管状导体相对应的导电部分除去。
研磨工作完成后，试样在空气中干燥，直到试样在研磨间吸收的任何水份被除掉。
然后将试样移到-3英寸直径×0.020英寸厚的镀铝硅片上。操作方法是先将试样置于温度为200℃的硅片上，然后手持橡胶滚子，向下用适中的压力滚压试样。
然后，用常规的硅片切割设备，将硅片与胶粘材料的配合件切割成0.050英寸×0.050英寸。其后，加热(275℃)、加压(100克)，保持(0.2秒)，在这种情况下，将硅片粘结到一镀金的陶瓷试验板上。制备其它的试样用于老化试验。试验前，用常规的导线连接使硅片与试验板的触点之间有良好的接触。一般硅片电阻为0.1欧姆。
在室温(23℃)，热循环(-40℃/+105℃(每四小时一周期)和热老化(100℃)的情况下，进行老化试验，监测接触电阻。
包括硅片电阻在内，在23℃时，接触电阻为1.8欧姆。在23℃，100小时后，为2.57欧姆。在热循环周期内，初始电阻为0.5欧姆，1000小时后，为0.23欧姆。在热老化试验中，初始电阻为1.7欧姆，1000小时后，为3.5欧姆。
实施例2就象在实施例1中所知道的那样，在聚乙烯上成型出一系列圆柱形凸台，并且在上面沉积银。
在这一阶段，将导电材料从凸台之间去除。这是由在每个凸台涂第一层保护膜完成的。所使用的保护膜材料是Marksem公司制造的，标号为7410的油墨。
在3英寸直径的钢滚上涂一层湿的1.5密耳厚的油墨，用另一个附有试样的钢滚直接与油墨滚固定，并方向旋转。在两滚反向转动时，将两滚调整到使凸台顶部正好粘上油墨而足以使每个凸台都有一层油墨，但在凸台间的表面上没有油墨。涂上油墨后，试样进行空气干燥。
然后将试样置于-氰化钾去膜液中，蚀刻掉凸台间未保护的导电材料。所使用的蚀刻液是美国化学与精炼公司(American Chemical & Refining Company，Inc.)制造，标号为“ARC-9035 Silcer Stripper”的蚀刻液。
蚀刻工艺完成后，在甲乙酮浴中去除油墨。
此时，在试样制备中，聚乙烯就这样在每个凸台上有了一层金属银涂层。
将实施例1中的胶粘剂涂到试样的具有导电凸台的一面上。这是用一刮刀式涂胶机来完成的。就这样，在1.5密耳挖耳厚的导体间提供了一层干燥的薄膜。
将胶粘剂干燥，并且从聚乙烯上剥掉，在聚乙烯凸台上形成的导电部分也随它一起剥掉，这样就在胶粘剂里形成了管状导体。
试样从聚乙烯上剥掉以后，把它放到-3英寸直径×0.020英寸厚的镀铝硅片上。完成的方法是将试样放到温度为200℃的硅片上，手持橡胶滚，用适中的压力将试样滚压上。
然后使用常规的硅片切割设备，将硅片和胶粘剂配合件切成0.050英寸×0.050英寸。
加热(275℃)、加压(100克)、保持(0.2秒)，在这种状况下，将硅片粘接到一镀金的陶瓷试验报上。试样用来做剪切试验。试验条件包括0.2英寸的英斯特郎X-头速(Instron X-head speed of 0.2inch.)，在0.050英寸×0.050英寸硅片上的试验值一般为3000英磅/英寸。制备其它的试样用于老化试验。试验前，用常规的导线连接，使硅片与试验板之间接触良好，一般硅片的电阻为0.1欧姆。
然后，在环境温度(23℃)、热循环(-40℃/+105℃)和热老化(100℃)的状况下，进行老化试验，监测接触电阻。
包括裸硅片电阻在内，粘接的接触电阻为23℃时，0.120欧姆;23℃、1000小时后，0.121欧姆。热循环的粘结结果为0.24欧姆;1000小时后，0.84欧姆。老化过程的粘结结果为1.7欧姆;1000小时后，9.2欧姆。
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权利要求
1.一种异向导电的聚合物基体，它包括含有大量导电元穿过的聚合物层，均匀的间距使得导电元彼此间相互绝缘，上述导电元包括一导电材料涂层，导电元穿过膜层的厚度方向从一面伸出，上述的导电元可使电流沿上述胶粘剂层的厚度方向导通。
2.根据权利要求
1的导电聚合物基体，其中所述的导电材料选自由铝、铜、镍、银、金、锡和钯中的一种金属组成。
3.根据权利要求
2的导电聚合物基体，其中所述的金属横断从大约100
至大约250，000
。
4.根据权利要求
1的导电聚合物基体，其中所述的导电元为管形。
5.根据权利要求
4的导电聚合物基体，其中所述的管形导电元的侧面限定至少有一个角。
6.根据权利要求
1的导电聚合物基体，其中所述的聚合物层包括一种弹性体。
7.根据权利要求
1的导电聚合物基体，其中所述的聚合物层包括一种胶粘剂。
8.根据权利要求
7的导电聚合物基物，其中所述的胶粘剂选自具有玻璃化转变温度从大约-20℃到大约200℃的一种聚酯和一种酰胺胶粘剂。
9.根据权利要求
7的导电聚合物基体，其中所述的胶粘剂包括一种可固化的环氧树脂。
10.根据权利要求
7的导电聚合物基体，其中所述的粘合剂包括一种热粘性胶粘剂，它在40℃或更高温度时，表现出至少75克力的探针粘度值。
11.根据权利要求
7的导电聚合物基体，其中所述的胶粘剂包括一种或多种丙烯酸聚合物，以及1)一种丙烯酸酯单体提供至少50摩尔%的上述的至少一种胶粘剂层的一种或多种丙烯酸聚合物。2)上述一种或多种丙烯酸聚合物具有一种从-10℃至-80℃的Tg或重均Tg，以及3)上述的至少一种胶粘剂层具有a)探针粘度值在20℃时，小于75gf。b)探针粘度值在至少50℃范围内上限时，至少为75gf;在40℃，30天后，其值保持一常数，以及c)在65℃时，剪切值至少为25分钟，以及上述的至少一种胶粘剂层很好地粘到一干净的衬底上，在上述50℃的范围内的任何温度能够接触得上。
12.根据权利要求
11的导电聚合物基体，其中所述的丙烯酸聚合物是由一种或多种丙烯酸共聚物单体组成，其中有一种可共聚的单体的50摩尔%以上，此单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、马来酐，上述酸的氨化物(酰胺)、丙烯腈、甲基丙烯腈和N-乙烯基-2-吡咯烷酮的可共聚的单体。
13.根据权利要求
11的导电聚合物基体，其中所述的丙烯酸酯单体选自在它们的烷基中具有1至8个碳原子的烷基丙烯酸酯，在它们的烷基上具有1至8个碳原子的烷基丙烯酸甲酯、丙烯酸冰片酯、丙烯酸冰片甲酯、2-苯氧基丙烯酸乙酯、2-苯氧基丙烯酸甲酯、衣康酸的单的和双的甲基和乙基酯，以及马来酸的单的和双的甲基和乙基酯。
14.根据权利要求
11的导电聚合物基体，其中至少在苯乙烯、醋酸乙烯酯、氯乙烯中有一种占总单位量的5摩尔%以上。
15.根据权利要求
1的导电聚合物基体，其中所述的导电元长宽比为从1∶10到10∶1。
16.根据权利要求
1的导电聚合物基体，其中所述的导电元导电厚长比为从2∶1到2000∶1。
17.一种转移带自身卷绕成卷，包括在一不粘的背底上的权利要求
1的聚合物基体。
18.一种电接点胶带自身卷绕成卷，在其主表面上包括一背底a)大量的导电条平行地间隔布置，穿过所述的背底，从上面伸出，b)权利要求
1的聚合物基体。
19.一个电子组件包括第一个具有大的导电面积的电子元件与第二个具有大的导电面积的电子元件，其中两个表面都具有大量的导电面积，用权利要求
1的聚合物基体将两个表面彼此粘结，以使电流从上述第一个元件传导至上述第二个元件，但上述每个独立元件导电面积之间不传导。
20.用于制备多向导电聚合物基体的工艺步骤为a)沉积一层导电材料涂层，至少沉积在大量的离散凸台的一部分上，其离散凸台包含在一低表面能的衬底上;b)沉积一层非导电的聚合物于上述的衬底上，以使上述的大量离散凸台限定大量穿过上述聚合物的绝缘导电元;c)从上述聚合物上移去上述衬底，其中所述导电涂层与上述聚合物留下;以及d)从上述导电元之间所述的聚合物表面上移动上述导电涂层。
21.一种导电聚合物基体，包括具有大量导电元穿过的一聚合物层，上述导电元彼此挤压均匀地隔开，上述导电元包括从上述聚合物层薄度方向穿过并延伸出的一导电材料涂层，所述的导电元除了预先决定上述基体在平面导通外，这些导电元彼此相互绝缘。
专利摘要
一种异向导电聚合物基体，包括具有导电元的一聚合物层，导电元沿聚合物层的厚度方向伸展，上述的导电元包括一导电材料涂层，以及用于制备此聚合物基体的工艺。
文档编号C08L101/00GK86106351SQ86106351
公开日1987年9月9日 申请日期1986年11月5日
发明者罗伯特·S·里来克, 扎姆斯·G·伯格 申请人:明尼苏达州采矿和制造公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan