DE60002971T2

DE60002971T2 - Elektrisches Verbindungselement und dessen Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE60002971T2
Application number: DE60002971T
Authority: DE
Inventors: Tomishige Shibuya-ku Tai; Mitsuo Shibuya-ku Koguchi
Original assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Current assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Priority date: 1999-11-18
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2020-11-17
Also published as: JP3694825B2; EP1102355A2; CN1304281A; CN1533228A; EP1102355B1; TW479445B; JP2001210933A; CN1185692C; CA2326244A1; EP1102355A3; US6786737B2; CA2326244C; CN1271902C; US6792679B1; DE60002971D1; US20020151196A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf elektrische Verbindungselemente, beispielsweise Verbinder zum elektrischen Verbinden von Verdrahtungs- oder Leiterplatten miteinander und anisotrope leitfähige Elemente zum gegenseitigen Verbinden von Anschlüssen, Elektroden usw. auf flexiblen gedruckten Verdrahtungs- oder Schaltungsplatten, beispielsweise Flachkabeln und Leiterplatten, sowie auf ein Verfahren zum Herstellen derselben.
Bisher war es für bekannte Verbinder zum elektrischen Verbinden von Verdrahtungsplatten miteinander beispielsweise im allgemeinen nötig, Vorrichtungen/Glieder zum mechanischen Fixieren der Verbinder und Verdrahtungsplatten sowie zum Zusammenhalten der Platten ebenso wie Glieder zum Herstellen der Verbindung vorzusehen. Herkömmliche Verbinder mit derartigen mechanischen Kopplungsmitteln haben einen dementsprechend komplizierten Aufbau, was. die Miniaturisierung und Verschlankung behindert. Die am 18. August 1995 ausgegebene japanische Patentveröffentlichung Nr. 7-220846, die als der am nächsten kommende Stand der Technik betrachtet wird, offenbart die Herstellung eines Verbinders durch das Verbinden einer dünnen Metallfolie mit einem isolierenden Einbettungsmaterial und Einarbeiten von Kanälen in die dünne Metallfolie mittels Laser, gefolgt durch ein Biegen der Anordnung in U-förmige Gestalt rechtwinklig zu der Einarbeitungsrichtung der Kanäle, wobei das Einbettungsmaterial nach innen weist. Hierzu mußten die Kanäle einer nach dem anderen mittels Laser in Verbinder eingearbeitet werden, was das Herstellungsverfahren mühselig macht.
Wenn man andererseits das herkömmliche Herstellen flexibler gedruckter Verdrahtungsplatten (FPC) als Beispiel betrachtet, muß bei diesem Verfahren ein erforderliches Leitermuster auf einem Substrat (Basisfilm) geschaffen werden, anschließend daran eine Abdeckung über das Leitermuster gelegt werden, um es zu schützen und zu isolieren. Zum Verbinden der Abdeckung mit dem Substrat war aber ein zweckbestimmter Klebstoff nötig und ein zusätzlicher Schritt zum Aufbringen dieses Klebstoffs.
Das Dokument US-A-5 219 655 offenbart ein Verfahren zum Transfer eines Leitermusters in einem Metallfilm auf ein Substrat, um beispielsweise eine gedruckte Schaltungsplatte herzustellen. Das bekannte Verfahren weist folgendes auf (a) Ausbilden einer metallischen Dünnschicht auf einer Form (11), die eine Vielzahl erhabener Oberflächenbereiche hat; (b) haftendes Anbringen einer auf einem Substrat ausgebildeten, ein Haftmaterial oder ein Klebematerial aufweisenden Transferschicht an der metallischen Dünnschicht über der Vielzahl erhabener Oberflächenbereiche; und (c) Trennen des Substrates zusammen mit der Transferschicht, an der die metallische Dünnschicht adhärent befestigt ist, von der Form.
Das Dokument US-A-4 980 016 offenbart ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Leiterplatte, bei dem eine Metallfolie an einer auf einem Flachmaterialsubstrat ausgebildeten Klebeschicht angebracht wird. Die Metallfolie wird dann mit Muster versehen, um ein gewünschtes Schaltungsmuster zu erhalten. Die auf diese Weise erhaltene Transferschicht wird in eine Form gegeben und Harz in die Form eingespritzt. Beim Entfernen aus der Form bildet das Harz das Flachmaterialsubstrat und Klebeschicht werden vom geformten Erzeugnis abgezogen, und es bleibt ein Substrat bestehen, in dessen Oberfläche das Schaltungsmuster eingebettet ist.
Folglich ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, ein elektrisches Verbindungselement zu schaffen, welches leicht herzustellen ist, sowie ein Verfahren zum Herstellen desselben.
Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist die Schaffung eines elektrischen Verbindungselements, welches einen einfachen Aufbau hat und eine Reduzierung der Größe und Dicke ermöglicht, sowie ein Verfahren zum Herstellen desselben.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Ziele werden mit einem Verfahren erreicht, wie in Anspruch 1 beansprucht, und mit einem elektrischen Verbindungselement, wie in Anspruch 8 beansprucht. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Der hier verwendete Ausdruck "Haftmaterial" bezieht sich auf das Material, mit dem zwei Objekte auf solche Weise miteinander verbunden werden, daß sie anschließend an den vereinigten Oberflächen auseinandergezogen werden können, während der Ausdruck "Klebematerial", wie er hier verwendet wird, sich auf das Material bezieht, mit dem zwei Objekte auf solche Weise miteinander verbunden werden, daß sie an den vereinigten Oberflächen kaum auseinandergezogen werden können.
Das elektrische Verbindungselement gemäß dieser Erfindung weist ein Substrat auf, auf dem sich eine Transferschicht aus Haftmaterial oder Klebematerial befindet, wobei auf der Transferschicht ein Leitermuster vorgesehen ist. Das Leitermuster wird erhalten durch Ausbilden einer metallischen Dünnschicht auf einer Form, die Vorsprünge entsprechend dem Leitermuster hat, Anheften des Substrates an die über die Vorsprünge gelegte metallische Dünnschicht mittels der Transferschicht, gefolgt durch das Wegziehen des Substrats von der Form, so daß die über die Vorsprünge gelegte metallische Dünnschicht auf die Transferschicht übertragen wird, wodurch darauf das Leitermuster ausgebildet wird.
Ein elektrisches Verbindungselement gemäß dieser Erfindung zur Verwendung als Verbinder zum elektrischen Verbinden von Verdrahtungsplatten miteinander weist ein Verdrahtungselement auf, weiches aus einem Substrat, auf dessen Oberfläche auf einer Seite eine Transferschicht aus Haftmaterial oder Klebematerial aufgetragen ist, und einem Leitermuster zusammengesetzt ist, welches eine Vielzahl in der Transferschicht gebildeter paralleler Leiterreihen hat. Das Leitermuster wird erhalten durch Ausbilden einer metallischen Dünnschicht auf einer Form mit stegartigen Vorsprüngen entsprechend der Anordnung der Leiterreihen, Anheften der Transferschichtseite des Substrats an die über die Vorsprünge gelegte metallische Dünnschicht, gefolgt durch Wegziehen des Substrats von der Form, um die metallische Dünnschicht auf den Vorsprüngen auf die Transferschicht übertragen zu bekommen, um auf diese Weise das Leitermuster darauf auszubilden, wobei die Leiterreihen des Leitermusters in gegenüberliegender Berührung mit den zu verbindenden entsprechenden Verdrahtungsreihen der beiden verbundenen Verdrahtungsplatten ist, um auf diese Weise Verbindung zwischen jenen Verdrahtungsreihen herzustellen, wobei das Substrat gegen die beiden Verdrahtungsplatten gepreßt wird, so daß jene Abschnitte der Transferschicht zwischen den benachbarten Leiterreihen haftend (oder klebrig) an den Oberflächen der beiden Verdrahtungsplatten angebracht werden, um eine mechanische Verbindung herzustellen.
Ein elektrisches Verbindungselement gemäß dieser Erfindung zur Verwendung als flexible gedruckte Verdrahtungsplatte weist eine über die Oberfläche des Verdrahtungselements gemäß dieser Erfindung gelegte Abdeckung auf, auf der ein Leitermuster ausgebildet ist, wobei die Abdeckung mit dem Element mittels der Transferschicht verbunden ist.
Ein elektrisches Verbindungselement gemäß dieser Erfindung zur Verwendung als anisotropes leitfähiges Element weist das Verdrahtungselement gemäß dieser Erfindung auf, welches ein Leitermuster besitzt, das aus einer Anzahl von Leiterreihen zusammengesetzt ist, die in einem vorherbestimmten Abstand parallel zueinander angeordnet sind, wobei das so aufgebaute Verdrahtungselement orthogonal zur Länge der Leiterreihen in Streifen geschnitten ist, von denen eine Vielzahl ihrerseits in vertikaler Ausrichtung miteinander aufeinandergestapelt sind und die so aufgebauten Streifen in Richtung des Stapels zusammengepreßt werden, um in einer einstöckigen Anordnung zusammenlaminiert zu werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein schematisches Diagramm, welches die aufeinanderfolgenden Schritte eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens zum Herstellen des elektrischen Verbindungselements gemäß dieser Erfindung veranschaulicht;
2 ist eine perspektivische Ansicht der in 1 gezeigten Form 11;
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des Verdrahtungselements zur Verwendung als elektrisches Verbindungselement gemäß dieser Erfindung, hergestellt gemäß dem in 1 dargestellten Verfahren;
4A ist eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des Verbinders zur Verwendung als elektrisches Verbindungselement gemäß dieser Erfindung;
4B und 4C sind perspektivische Ansichten, die zeigen, wie Verdrahtungsplatten durch den in 4A gezeigten Verbinder miteinander verbunden werden;
5A ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des Verbinders zur Verwendung als elektrisches Verbindungselement gemäß dieser Erfindung;
5B ist eine Seitenansicht der Verdrahtungsplatten, die durch den in 5A gezeigten Verbinder miteinander verbunden sind;
6A ist eine perspektivische Ansicht noch eines weiteren Ausführungsbeispiels des Verbinders zur Verwendung als elektrisches Verbindungselement gemäß dieser Erfindung;
6B und 6C sind perspektivische Ansichten, die darstellen, wie Verdrahtungsplatten durch den in 6A gezeigten Verbinder miteinander verbunden werden;
7 ist eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der flexiblen gedruckten Schaltungsplatte zur Verwendung als elektrisches Verbindungselement gemäß dieser Erfindung;
8A ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des nach dem Verfahren gemäß dieser Erfindung hergestellten Verbindervorrats;
8B ist eine perspektivische Ansicht von Streifen, die aus dem in 8A gezeigten Vorrat geschnitten und aufeinandergestapelt sind; und
8C ist eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des anisotropen leitfähigen Elements zur Verwendung als elektrisches Verbindungselement gemäß dieser Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
In 1 sind die aufeinanderfolgenden Schritte eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens zum Herstellen des elektrischen Verbindungselements gemäß dieser Erfindung dargestellt. Die Schritte werden im einzelnen nachfolgend beschrieben.

1.) Es wird eine Form 11 bereitgestellt. Auf der Oberfläche der Form 11 sind Vorsprünge 12 entsprechend einem zu schaffenden Leitermuster ausgebildet. Wie gezeigt, weisen die Vorsprünge 12 eine Vielzahl erhabener Stege auf, die in einem vorherbestimmten Abstand angeordnet sind, wie 2 zeigt, obwohl die erhabenen Stege nicht notwendigerweise in gleichmäßigen Abständen angeordnet sein müssen.
2.) Zuerst wird auf der Form 11 ein metallischer Film, der nur eine verhältnismäßig schwache Haftung an der Form (schwache Haftkraft) hat, durch Dampfniederschlag, Zerstäuben oder Plattieren (entweder stromloses Plattieren oder elektrolytisches Plattieren) geschaffen, um eine Grundierschicht 13 zu erhalten.
3.) Der nächste Schritt besteht darin, auf dieser Grundierschicht 13 eine Hauptleiterschicht 14 in Form eines Films in vorherbestimmter Dicke zu schaffen, aus der ein Leitermuster gebildet wird. Diese Filmerzeugung geschieht durch Dampfniederschlag, Zerstäuben oder Plattieren (stromloses Plattieren und/oder elektrolytisches Plattieren), um auf diese Weise eine zweilagige metallische Dünnschicht 15 zu erhalten, die aus der Grundierschicht 13 und der Hauptleiterschicht 14 zusammengesetzt ist.
4.) Als nächstes wird ein Substrat 17 geschaffen, auf dessen Oberfläche auf einer Seite eine Transferschicht 16 aus Haftmaterial aufgetragen ist. Das Substrat 17 wird mit seiner Transferschicht 16 der Form 11 zugewandt angeordnet und die Transferschicht 16 dann mit der metallischen Dünnschicht 15 auf den Vorsprüngen 12 in innige Berührung gebracht.
5.) Die Transferschicht 16 wird zusammen mit dem Substrat 17 von der Form 11 nach oben weggezogen. Dabei wird die metallische Dünnschicht 15 auf den Vorsprüngen 12, die nunmehr an der Transferschicht 16 haftet, von der Form 11 an der Grenzfläche mit der Form abgelöst.
6.) Das bedeutet, daß die metallische Dünnschicht 15 auf den Vorsprüngen 12 auf die Transferschicht 16 übertragen und an diese geheftet wird. Es ist ersichtlich, daß auf diese Weise ein Verdrahtungselement 19 vervollständigt ist, welches das Substrat 17 und ein Leitermuster 18 aufweist, welches aus der auf die Transferschicht 16 übertragenen metallischen Dünnschicht 15 gebildet ist. 3 zeigt das so fertiggestellte Verdrahtungselement 19 in seiner gesamten Gestalt.

Bei dem oben beschriebenen Verfahren zur Schaffung eines Leitermusters kann als Material für die Grundierschicht 13 Gold, Zinn oder Kohlenstoff verwendet werden, der ein schwächeres Haftvermögen an der Form 11 hat als die Hauptleiterschicht 14, während Nickel oder Kupfer als Material für die Hauptleiterschicht 14 benutzt werden kann. Wenn die Hauptleiterschicht 14 aus Nickel oder Kupfer geschaffen wird, entsteht ein Leitermuster 18, das eine gewünschte mechanische Festigkeit hat und mit der nötigen Leitfähigkeit versehen werden kann. Die Grundierschicht 13 braucht es nur zu erlauben, die metallische Dünnschicht 15 an der Grenzfläche von der Form 11 abziehen zu können, und sie kann sehr dünn sein, sogar nur in der Größenordnung von 0,005 μm. Wenn aber die Grundierschicht 13 aus Gold gemacht wird, um die Leitfähigkeit des Leitermusters 18 zu erhöhen, kann sie in der Größenordnung von beispielsweise 0,05 μm sein. Vom Standpunkt der mechanischen Stärke ist es wünschenswert, daß die Hauptleiterschicht 14 eine Dicke von mehr als 3 μm hat.
Verschiedene Werkstoffe, beispielsweise Glas, Silizium, rostfreier Stahl und Fluorkunststoffe können zur Herstellung der Form 11 benutzt werden. Besteht die Form 11 aus Fluorkunststoff, dessen Haftvermögen gegenüber einem metallischen Film sehr schwach ist, kann eine Hauptleiterschicht 14 aus Nickel oder Kupfer unmittelbar auf der Form 11 ausgebildet werden, ohne daß die Grundierschicht 13, beispielsweise aus Gold oder Zinn zwischengeschaltet werden muß. Die Hauptleiterschicht 14 kann dann von der Form 11 an der Grenzfläche leicht entfernt werden. Die Notwendigkeit für eine Grundierschicht 13 kann auch ausgeschaltet werden, wenn man die Oberfläche der aus Glas, Silizium oder rostfreiem Stahl gemachten Form 11 fluoridisiert, oder wenn man die Oberfläche der Form 11, falls diese aus Silizium besteht, oxidiert.
Was die Ausbildung der Vorsprünge 12 auf der Form 11 betrifft, können solche Vorsprünge 12 in Form erhabener Stege leicht in einer Anordnung mit einem vorherbestimmten Abstand geschaffen werden, wenn man in der Oberfläche beispielsweise mit Hilfe einer Trennsäge Rinnen bildet. Je nach der Konfiguration und den Abmessungen der Vorsprünge 12 kann auch ein Ätzverfahren angewandt werden. Wenn zum Beispiel ein zu schaffendes Leitermuster 18 aus Leiterreihen winziger Größe und in feinem Abstand voneinander zusammengesetzt ist, kann ein Verfahren angewandt werden, bei dem die Form 11 aus Silizium hergestellt und Vorsprünge 12 durch Trockenätzen unter Zuhilfenahme einer Maske ausgebildet werden. Mittels einer Trennsäge ist es möglich, den Abstand der Vorsprünge 12 in einer Feinheit von 100 μm zu erhalten, während bei Anwendung des Trockenätzens der Abstand der Vorsprünge 12 eine Feinheit von 1 μm haben kann. Es sei erwähnt, daß die Tiefe der Rinnen größer sein sollte als die erforderliche Dicke der metallischen Dünnschicht 15.
Je nach Anwendungsfall des Verdrahtungselements 19 kann für das Substrat 17 wahlweise entweder ein flexibles Substrat, beispielsweise Polyimidharz oder dergleichen oder ein steifes Substrat, beispielsweise Glas, Epoxyharz oder dergleichen verwendet werden.
Während bei dem dargestellten Beispiel die Transferschicht 16 aus einem seine Klebrigkeit behaltenden Haftmaterial auf einer Oberfläche des Substrats 17 angeordnet ist, kann das Haftmaterial auch durch eine Transferschicht 16 aus Klebematerial ersetzt sein, welches nach Ablauf einer vorherbestimmten Zeitspanne aushärtet.
Je nach Anwendungsfall kann außerdem die Hauptleiterschicht 14 aus Gold gemacht werden. In diesem Fall wird die metallische Dünnschicht 15 aus einer einzigen Schicht Gold erzeugt. Außerdem kann auf der Hauptleiterschicht 14 zusätzlich der gleiche metallische Film wie die Grundierschicht 13 ausgebildet werden, um Symmetrie vertikal ausgerichteter Leitermuster 18 sicherzustellen und Oxidation der aus Nickel oder Kupfer bestehenden Hauptleiterschicht 14 zu verhüten. In diesem Fall hat die metallische Dünnschicht 15 einen dreilagigen Aufbau aus Gold/Nickel/Gold.
4 zeigt, wie ein Verdrahtungselement, das durch Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens zur Ausbildung des Leitermusters hergestellt wird (nachfolgend als "Transferverfahren" bezeichnet), für einen Verbinder als elektrisches Verbindungselement benutzt wird. Wie 4A zeigt, hat der Verbinder 21 ein Leitermuster 18 mit einer Vielzahl von Leiterreihen, die parallel zueinander in einem vorherbestimmten Abstand auf einer Transferschicht 16 aus Haftmaterial angeordnet sind, die auf die Oberfläche auf einer Seite eines Substrats 17 aufgebracht ist.
Der Verbinder 21 wird benutzt, um zwei Verdrahtungsplatten 22 miteinander zu verbinden, wie 4B zeigt. Die Verdrahtungsplatten 22 werden Stirn an Stirn so ausgerichtet, daß die Verdrahtungen 23 an den zu verbindenden Enden in einer Reihe liegen, und der Verbinder 21 wird mit den zwei Verdrahtungsplatten 22 unter Druck in Berührung gebracht, wobei die Leitermuster 18 des Verbinders 21 den entsprechenden, zu verbindenden Verdrahtungen 23 gegenüberliegend angeordnet werden, wie 4C zeigt. Dieser Druckkontakt bringt die Verdrahtungen 23 dieser beiden Verdrahtungsplatten 22 in elektrische Verbindung miteinander und zwingt außerdem das Leitermuster 18 des Verbinders 21 in die Transferschicht 16. Hierdurch werden jene Abschnitte der Transferschicht 16 zwischen dem Leitermuster 18 an den entsprechenden Oberflächenabschnitten der beiden Verdrahtungsplatten 22 haftend angebracht, um eine mechanische Verbindung zwischen dem Verbinder 21 und den beiden Verdrahtungsplatten 22 zu schaffen. Das Ausmaß der Verbindung mittels der Transferschicht 16 kann durch die Wahl der Dicke der Transferschicht 16 unter Berücksichtigung der Dicken des Leitermusters 18 und der Verdrahtungen 23 bestimmt werden.
Die Transferschicht 16 wird durch das hineingezwängte Leitermuster 18 einer elastischen Verformung unterworfen und dadurch an den Oberflächenbereichen der beiden Verdrahtungsplatten haftend angebracht, so daß die elastische Rückstellkraft der Transferschicht einen Beitrag als eine Last leistet, die in dem Sinn wirkt, daß sie das Leitermuster 18 mit den Verdrahtungen 23 in Kontakt drängt, wodurch eine gute elektrische Verbindung zwischen dem Leitermuster 18 und den Verdrahtungen 23 hergestellt werden kann.
Der Aufbau dieses Verbinders 21 erübrigt die Notwendigkeit für ein getrenntes zweckbestimmtes Glied (Teil) zum mechanischen Befestigen des Verbinders an den beiden Verdrahtungsplatten 22, denn die Transferschicht 16 dient nicht nur zur Ausbildung des Leitermusters 18 im Wege der Übertragung aufgrund der Klebrigkeit, sondern auch zur Schaffung einer mechanischen Befestigung an den miteinander zu verbindenden Verdrahtungsplatten 22. Das zeigt, daß der Verbinder 21 gemäß dieser Erfindung einen einfachen Aufbau hat und mit sehr niedrigem Profil geschaffen werden kann. Außerdem sei darauf hingewiesen, daß die Transferschicht 16 wiederholt (lösbar) benutzt werden kann, wenn man ein entsprechendes Haftmaterial wählt, aus dem die Transferschicht gemacht wird. Wenn gewünscht, kann gemäß einer Alternative auch eine dauerhafte Verbindung geschaffen werden, wenn man als Material für die Transferschicht 16 ein Klebematerial benutzt.
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Verbinders r Verwendung als elektrisches Verbindungselement gemäß dieser Erfindung. Hier ist ein gemäß dem oben beschriebenen Transferverfahren geschaffenes Verdrahtungselement 19 mit einem Leitermuster 18, das eine Vielzahl von in einer Anordnung erzeugten Leiterreihen aufweist, längs einer Falzlinie in Richtung quer zur Anordnung der Leiterreihen um 180° umgebogen. Das Leitermuster 18 weist nach außen, und zwischen die umgebogenen Schenkel des Elements ist ein Abstandshalter oder ein Halteglied 24 in Form eines dünnen Plättchens schichtartig eingebracht, so daß ein Verbinder 25 gemäß 5A entsteht. Der Krümmungsradius des Falzes kann beispielsweise in der Größenordnung von 0,2 mm liegen.
Bei dem gezeigten Beispiel ist das Substrat 17 beispielsweise ein Film aus Polyimidharz oder dergleichen, der sich leicht umbiegen läßt, und hat eine auf eine Oberfläche aufgebrachte Transferschicht 16, auf der Leiterreihen in solcher Anordnung ausgebildet sind, daß sie ein Leitermuster 18 darstellen.
Das Verdrahtungselement 19 wird durch das Halteglied 24 in der umgebogenen Stellung gehalten, denn die inneren gegenüberliegenden Flächen des umgebogenen Verdrahtungselementes 19 sind zum Beispiel mittels Klebstoff daran befestigt.
Das Halteglied 24 in Form eines dünnen Plättchens ist zum Beispiel aus einer Glasfolie oder einer Folie aus Epoxyharz oder dergleichen gemacht, kann aber auch aus einem elastischen Werkstoff, beispielsweise Gummi hergestellt sein.
Dieser Verbinder 25 soll im Gebrauch zwischen zwei miteinander zu verbindenden Verdrahtungsplatten 22 schichtartig angeordnet werden, wie 5B zeigt, um die beiden Verdrahtungsplatten 22 mit einander gegenüberliegenden Verdrahtungsflächen miteinander zu verbinden.
Es ist klar, daß die Verbindung mittels des Verbinders durch die schichtartige Anordnung und das Zusammenpressen des Verbinders 25 zwischen zwei miteinander zu verbindenden Verdrahtungsplatten 22 erhalten wird, wobei das Leitermuster 18 den Verdrahtungen 23 der beiden Verdrahtungsplatten 22 gegenüberliegt. Hierdurch wird die mechanische Verbindung ebenso wie die elektrische Verbindung in der gleichen Weise erhalten wie mit dem in 4 gezeigten Verbinder 21.
6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Verbinders zur Verwendung als etektrisches Verbindungselement zum Verbinden von zwei Verdrahtungsplatten, deren Verdrahtungsflächen nach innen gewandt sind (aber nicht notwendigerweise einander gegenüberliegend). Wie 6A zeigt, ist bei diesem Beispiel ein Paar Verdrahtungselemente 19 je mit einem Leitermuster 18, welches eine nach dem oben beschriebenen Transferverfahren erzeugten Vielzahl von Leiterreihen in einer Anordnung aufweist, in Längsrichtung der Leiterreihen gesehen, so angeordnet, daß die Leitermuster der einen Hälften der jeweiligen Elemente 19 einander gegenüberliegend miteinander in Berührung stehen. Sie sind miteinander verbunden aufgrund der Tatsache, daß die Transferschichten der beiden Verdrahtungselemente aneinander haften, weil sie so gepreßt werden, daß diejenigen Abschnitte der äußeren Substrate 17, welche die Transferschichten der einen Hälften stützen, zueinander gedrängt werden, während an den Substraten 17 der anderen Hälften der jeweiligen Verdrahtungselemente 19 Abstandshalter 26 an derjenigen Seite befestigt sind, die der Seite gegenüberliegt, auf der die Leitermuster 18 ausgebildet sind.
Wie der Verbinder 21 gemäß 5 ist der Verbinder 27 im Gebrauch schichtartig zwischen zwei Leiterplatten 22 angeordnet, wie 6B zeigt. Hier liegen die bloßliegenden Leitermuster 18 der anderen Hälften der beiden Verdrahtungselemente 19 den Verdrahtungen 23 der entsprechenden, zu verbindenden Verdrahtungsplatten 22 gegenüber, während die beiden Abstandshalter 26 von den entsprechenden entgegengesetzten Leiterplattenoberflächen der Leiterplatten 22 angedrückt werden, um die Leitermuster 18 und die Verdrahtungen 23 miteinander unter Druck in Berührung zu bringen. Hierdurch wird, wie aus 6C hervorgeht, eine elektrische Verbindung zwischen den zu verbindenden Verdrahtungen 23 hergestellt, während gleichzeitig die Transferschichten 16 an den Leiterplattenobertlächen der Leiterplatten 22 haftend angebracht werden, um eine mechanische Verbindung zu erhalten. Bei diesem Verbinder haben die miteinander zu verbindenden Verdrahtungsplatten 22 einen Abstand voneinander, der dem Abstand zwischen den beiden Abstandshaltern 26 entspricht, und brauchen einander nicht gegenüber zu liegen.
7 zeigt ein Ausführungsbeispiel der flexiblen gedruckten Verdrahtungsplatte zur Verwendung als elektrisches Verbindungselement gemäß dieser Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die flexible gedruckte Verdrahtungsplatte 29 aus einem Verdrahtungselement 19 mit einem Leitermuster 18, das eine Vielzahl von gemäß dem oben beschriebenen Transferverfahren ausgebildeten Leiterreihen aufweist, und einer Abdeckung 28 zusammengesetzt, die über die Oberfläche des Verdrahtungselements 19 mit dem Leitermuster gelegt ist.
Als Beispiel kann die Abdeckung 28 am Verbindungselement 19 dadurch befestigt werden, daß man die Abdeckung 28 über das Leitermuster 18 legt und andrückt und eine Walze über die Abdeckung rollt, um das Leitermuster 18 in die Transferschicht 16 zu zwingen, wodurch die Transferschicht 16 an der Abdeckung 28 haftend angebracht wird. Es ist klar, daß bei diesem Beispiel die Abdeckung 28 mit dem Verdrahtungselement 19 verbunden werden kann, ohne daß ein zusätzlicher Klebstoff auf das Leitermuster 18 aufgetragen werden muß, um die Abdeckung 28 anzuheften.
Das Substrat 17 und die Abdeckung 28 können zum Beispiel aus Polyimidfilm bestehen.
Es sei erwähnt, daß bei diesem Beispiel ein Endabschnitt des Verdrahtungselements 19 nicht von der Abdeckung 28 überdeckt ist, um die Endbereiche des Leitermusters 18 und der Transferschicht 16 freizulegen, wie gezeigt. Hierdurch läßt sich in diesem Endabschnitt das Verdrahtungselement 19 ohne weiteres mit einem elektrischen Element verbinden, beispielsweise mit einem weiteren Verdrahtungselement oder dergleichen, um sowohl eine elektrische als auch eine mechanische Verbindung herzustellen.
Wenn aber in einem Anwendungsfall eine Verbindung erforderlich ist, die vom Haftvermögen der Transferschicht abhängt, kann das Haftmaterial (klebrig) durch einen Klebstoff ersetzt werden.
8 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Transferschicht 16, auf der ein Leitermuster ausgebildet ist, kein Substrat besitzt. Im einzelnen ist in diesem Fall ein anisotropes leitfähiges Element zur Verwendung als elektrisches Verbindungselement aus einem Verbindervorrat 31 geschaffen, der eine Transferschicht 16 mit einem Leitermuster 18 aufweist, das aus einer Vielzahl von in einer Anordnung darauf ausgebildeten Leiterreihen zusammengesetzt ist. Wie 8A zeigt, wird der Vorrat 31 durch Schaffen eines Leitermusters 18 hergestellt, welches aus einer Vielzahl von parallel zueinander in einem vorherbestimmten Abstand auf der Transferschicht 16 in Form eines Flachmaterials angeordneten Leiterreihen zusammengesetzt ist. Anschließend wird der Vorrat in eine Vielzahl Streifen 32 gleicher Länge in Querrichtung abgeschnitten, wie in 8A gestrichelt gezeigt, das heißt orthogonal zur Länge der Leiterreihen.
Die Transferschicht 16 in Form eines Flachmaterials kann aus einem Werkstoff ähnlich einem doppelseitigen Klebeband gemacht sein, welches zum Beispiel eine erforderliche Menge an Fasern, beispielsweise Glasfasern enthält, Jene Streifen 32 werden, wie 8B zeigt, aufeinander gestapelt, und die so aufgebauten Streifen 32 werden in Richtung der Stapelung zusammengepreßt, um zusammenlaminiert zu werden, wodurch die Haftmaterialien 16 der Streifen 32 mit den darin eingebetteten Leitermustern 18 zu einer einstöckigen Baugruppe integriert werden, wie 8C zeigt, um ein anisotropes leitfähiges Element 33 zu bilden.
Das anisotrope leitfähige Element 33 ist durch eine Vielzahl von Leitermustern 18, die in einer Anordnung gehalten werden, mit anisotroper Leitfähigkeit versehen und kann zwischen zwei Elektroden geschaltet werden, um so verbunden zu werden, daß die entgegengesetzten Stirnflächen der Leitermuster 18 der einstückig aufgebauten Baugruppe mit den beiden Elektroden in Kontakt stehen. Hierdurch können die Elektroden nicht nur verbunden werden, um Elektrizität allein durch jene Abschnitte zu leiten, die mit dem anisotropen leitfähigen Element 33 in Verbindung stehen, sondern sie können auch mechanisch gekoppelt werden wegen der haftenden Anbringung der Transferschicht 16 an den Elektroden.
Wie aus dem in 8A dargestellten Ausführungsbeispiel hervorgeht, ist das Substrat 17 nicht notwendigerweise verwendet, und infolgedessen kann das Substrat 17 in den in 5 und 6 gezeigten Verbindern weggelassen werden.
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß es diese Erfindung erlaubt, leicht ein Leitermuster auf einer Transferschicht oder einer Schicht aus Klebstoff auszubilden, was bisher schwierig war, weil das Transferverfahren angewandt wird, bei dem eine auf einem Formteil ausgebildete metallische Dünnschicht an der Grenzfläche von der Form abgelöst werden kann.
Es sei auch erwähnt, daß die Transferschicht, auf der das Leitermuster ausgebildet werden soll, keinen besonderen Einschränkungen unterliegt hinsichtlich der Wahl des Materials für die Transferschicht, da sie weder hohen Temperaturen, noch Chemikalien ausgesetzt wird, beispielsweise während des Herstellungsverfahrens. Folglich kann die Art von Material für die Trägerschicht nach Bedarf ausgewählt werden.
Gemäß dem Verfahren dieser Erfindung ist es, sobald eine Form gemacht worden ist, möglich, ein der Gestalt der Form entsprechendes Leitermuster wiederholt und mit guter Präzision auszubilden. Ferner erlaubt es dies Verfahren, ein Leitermuster aus extrem schmalen oder feinen Leiterreihen zu bilden und auch Leiterreihen in sehr engen Abständen voneinander. Außerdem ist es leicht, die auf der Form geschaffene metallische Dünnschicht durch Steuern des Filmbildungsprozesses extrem dünn zu erzeugen, so daß es möglich ist, sogar eine extrem dünne Schicht erfolgreich zu schaffen.
Die Verwendung dieses Verfahrens zum Schaffen eines Leitermusters zur Herstellung eines Verbinders erlaubt die Produktion eines kompakten Verbinders mit niedrigem Profil und einfachem Aufbau, weil als mechanische Kopplungseinrichtung mit gegenüberliegenden Verdrahtungsplatten zum Beispiel ein Haftmaterial verwendet wird.
Ferner erlaubt es die Anwendung dieses Verfahrens zum Erzeugen eines Leitermusters für die Herstellung einer flexiblen gedruckten Verdrahtungsplatte, die Abdeckung unmittelbar mit dem Verdrahtungselement zu verbinden, ohne daß ein zusätzlicher Klebstoff aufgetragen werden muß, wie im Stand der Technik. Das erleichtert die Verbindung mit gegenüberliegenden Verdrahtungselementen, die mittels der Transferschicht verbunden werden sollen.
Ferner ist die Herstellung eines anisotropen leitfähigen Elements mit einer Vielzahl von durch die Transferschicht gehaltenen Durchgangsleitern durch die Anwendung des Verfahrens erleichtert, mit dem eine auf einer Form gebildete metallische Dünnschicht auf eine Transferschicht in Form von Flachmaterial übertragen wird, indem die metallische Schicht veranlaßt wird, in die Transferschicht einzudringen.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Verbindungselements, welches folgende Schritte aufweist: (a) Schaffen einer metallischen Dünnschicht (15) auf einer Form (11), die eine Vielzahl erhabener Stege (12) in einer Anordnung hat, die einem zu schaffenden Leitermuster (18) aus einer Vielzahl von beabstandeten Leiterreihen entspricht; (b) haftendes Anbringen einer ein Haftmaterial oder ein Klebematerial aufweisenden, auf einem Substrat (17) ausgebildeten Transferschicht (16) an der metallischen Dünnschicht (15), die über die Vielzahl erhabener Stege gelegt ist, wobei die Transferschicht (16) leichter verformbar ist als das Substrat (17); und (c) Trennen des Substrats (17) zusammen mit der Transferschicht (16), an der die metallische Dünnschicht (15) haftend angebracht ist, von der Form (11), um die metallische Dünnschicht (15), welche die Oberseiten der erhabenen Stege (12) bedeckt, auf die Transferschicht (16) zu übertragen, um dadurch ein elektrisches Verbindungselement zu schaffen, welches das Leitermuster (18) aus der Vielzahl von Leiterreihen hat, die auf der Transferschicht (16) auf dem Substrat (17) gebildet sind, wobei Oberflächenbereiche der Transferschicht (16) zwischen den Leiterreihen freigelegt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt (a) folgende Schritte aufweist: Schaffen einer Grundierschicht (13} auf der Form (11), die eine verhältnismäßig schwache Haftung an die Form (11) hat; und Schaffen einer metallischen Schicht (14) auf der Grundierschicht (13), die eine stärkere Haftung an die Grundierschicht (13) hat als die Haftung der Grundierschicht (13) an der Form (11).
Verfahren nach Anspruch 1 mit dem Schritt, daß das Substrat (17) längs einer Falzlinie umgebogen wird, die sich in Richtung der Anordnung des Leitermusters (18) erstreckt, wobei das Leitermuster (18) nach außen weist.
Verfahren nach Anspruch 3 mit dem Schritt, daß ein Halteglied (24} sandwichartig zwischen den Schenkeln des umgefalteten Substrats (17) eingebracht wird und die Schenkel am Halteglied (24) befestigt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit den Schritten: (d) Erzeugen von zwei elektrischen Verbindungselementen von ähnlichem Aufbau durch die Schritte (a), (b) und (c), Anordnen jeweils einer Hälften der beiden elektrischen Verbindungselemente, in Längsrichtung der Leiterreihen gesehen, in einander gegenüberliegender Berührung miteinander und Pressen derselben gegeneinander, um die Transferschicht (16) der elektrischen Verbindungselemente haftend anzubringen und sie aneinander zu befestigen; und (e) Befestigen von Abstandshaltern (26) an den Oberflächen der Substrate der anderen Hälften der beiden elektrischen Verbindungselemente an der entgegengesetzten Seite der Leiterreihen.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem Schritt, daß eine isolierende Abdeckung (28) über eine Seitenoberfläche des Substrats (17) gelegt wird, um das Leitermuster (18) und die Transferschicht (16) zu bedecken, wobei Endabschnitte derselben frei bleiben, und die Abdeckung auf die Transferschicht (16) gepreßt wird, um die Transferschicht (16) und die Abdeckung haftend aneinander anzubringen.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit den Schritten, daß (d) die Transferschicht (16), auf der die Vielzahl von Leiterreihen ausgebildet ist, senkrecht zur Länge der Leiterreihen in eine Vielzahl von im wesentlichen gleichlangen Streifen geschnitten wird; und (e) die Streifen mit der gleichen Orientierung ausgerichtet und aufeinander gestapelt und in Richtung des Stapelns zusammengepreßt werden, um ein Aneinanderhaften benachbarter Transferschichten (16) zu veranlassen.
Elektrisches Verbindungselement, aufweisend: ein Substrat (17); eine auf dem Substrat (17) geschaffene Transferschicht (16) entweder aus Haftmaterial oder aus Klebematerial, wobei die Transferschicht (16) leichter verformbar ist als das Substrat (17); und ein Leitermuster (18) aus einer Anordnung von Leiterreihen, die einen Abstand voneinander haben und an der Transferschicht mittels Haftvermögens der Transferschicht (16) selbst haftend angebracht sind, wobei Oberflächenbereiche der Transferschicht (16) zwischen den Leiterreihen freigelegt sind, um an ein Objekt geheftet zu werden.
Element nach Anspruch 8, bei dem das Leitermuster (18) eine erste metallische Schicht (14) unmittelbar auf der Transferschicht (16) umfaßt und eine zweite metallische Schicht (13) auf der ersten metallischen Schicht (14) ausgebildet ist, wobei die erste metallische Schicht (14) eine stärkere Haftkraft an einem anderen Objekt hat als die zweite metallische Schicht (13) sie hat.
Element nach Anspruch 8, bei dem das Substrat (17) längs einer Falzlinie umgebogen ist, die sich in Richtung der Anordnung der Leiterreihen erstreckt, wobei das Leitermuster (18) nach außen weist.
Element nach Anspruch 10 mit einem Halteglied (24), welches sandwichartig zwischen den umgebogenen Schenkeln des Substrats (17) angeordnet und am Substrat befestigt ist.
Elektrisches Verbindungselement nach Anspruch 8 mit einer Abdeckung (28) aus Iso liermaterial, die mit der Transferschicht (16) haftend verbunden ist, um das Leitermuster (18) zu bedecken, wobei Endbereiche der Transferschicht (16) und das Leitermuster freiliegend gelassen sind.
Element nach Anspruch 8, ferner mit einem weiteren Substrat (17), welches eine Transferschicht (16) und Leiterreihen von ähnlichem Aufbau wie die zuerst genannten hat, wobei jeweils eine Hälften der Leitermuster (18) auf den beiden Transferschichten (16), in Längsrichtung der Leiterreihen gesehen, in gegenüberliegender Berührung miteinander angeordnet sind, so daß die freiliegenden Oberflächenbereiche der beiden Transferschichten zwischen den Leiterreihen aneinanderhaftend angebracht sind; Abstandshalter (26) an den Substratoberflächen der anderen Hälften der Leitermuster der beiden Transferschichten an der den jeweiligen Leitermustern entgegengesetzten Seite befestigt sind; und jene Abschnitte der Leitermuster, die auf den Oberflächen der beiden Transferschichten entgegengesetzt zu der Seite liegen, an der die jeweiligen Abstandshalter (26) befestigt sind, jeweils Verbindungsabschnitte darstellen.
Element nach Anspruch 8, bei dem eine Vielzahl von Transferschichten (16), von denen an jeder das Leitermuster (18) haftend angebracht ist, eine auf die andere gestapelt sind, wobei die einander benachbarten Transferschichten haftend aneinander angebracht sind, um in einer einstöckigen Baugruppe zusammenlaminiert zu werden; und die entgegengesetzten Stirnflächen der Leitermuster der Baugruppe jeweilige Verbindungsflächen darstellen.