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DE8708027U1 - Elektrische Kontaktvorrichtung - Google Patents

Elektrische Kontaktvorrichtung

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Publication number
DE8708027U1
DE8708027U1 DE8708027U DE8708027U DE8708027U1 DE 8708027 U1 DE8708027 U1 DE 8708027U1 DE 8708027 U DE8708027 U DE 8708027U DE 8708027 U DE8708027 U DE 8708027U DE 8708027 U1 DE8708027 U1 DE 8708027U1
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DE
Germany
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conductive particles
film
contact device
electrical contact
conductor tracks
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DE8708027U
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English (en)
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Preh GmbH
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Preh GmbH
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/04Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation using electrically conductive adhesives
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/321Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives
    • H05K3/323Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives by applying an anisotropic conductive adhesive layer over an array of pads
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/09Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • H05K1/092Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
    • H05K1/095Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks for polymer thick films, i.e. having a permanent organic polymeric binder
    • HELECTRICITY
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    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K2201/01Dielectrics
    • H05K2201/0104Properties and characteristics in general
    • H05K2201/0129Thermoplastic polymer, e.g. auto-adhesive layer; Shaping of thermoplastic polymer
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/02Fillers; Particles; Fibers; Reinforcement materials
    • H05K2201/0203Fillers and particles
    • H05K2201/0206Materials
    • H05K2201/023Hard particles, i.e. particles in conductive adhesive at least partly penetrating an electrode
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/36Assembling printed circuits with other printed circuits
    • H05K3/361Assembling flexible printed circuits with other printed circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)

Description

P r e h
Elektrofeirtmechanische wer*ke
Jakob Preh, Nachf» dtnbH & Ccu
Schwel hfurter Straße 5
8740 Bad NeUstadt/Saale,
*
Elektrische
»* t* t · ."...". .· $ >
■* 3 - 06/87 GM
Wz/H1
den 06.08.87 |
Kontaktvorrichtung Ij
Ute trnnaung oetrirrt eine eieRinscne NoncaKcvurrTcncung, micceis der mehrere nebeneinander!legende elektrische Leiterbahnen eines unteren Substrats mit mehreren nebeneinanderlegenden elektrischen Leiterbahnen eines oberen Substrats miteinander kontaktiert sind, mittels der die Substrate aneinander festgelegt sind und die 6Jnen Film aufweist, in den elektrisch leitende Leitpartikel eingebettet sind.
In der DE-PS 32 45 521 1st eine mehrpolige Randverbinderleiste beschrieben» mittels der mehrere Leiterbahnen eines unteren Substrats mit deckungsgleichen Leiterbahnen eines oberen Substrats verbunden sfind. Solche Randverbinderleisten haben den Nachteil* daß sie eine im Vergleich zu Folienschaltungen große Bauhöhe aufweisen. Dies beschränkt die Einbaumöglichkeiten.
Zur elektrischen und mechanischen Verbindung einer flexiblen Leiterfolie mit einer Folienschaltung sind Kontaktstreifen marktbekannt. Diese weisen im Rastermaß der Leiterbahnen in einen Kunststoffilm eingelagerte Streifen aus leitfähigen Graphitpartikeln auf. Solche Kontaktstreifen werden zwischen die Substrate gelegt. Unter Druck und Wärme werden die Substrate verklebt und zwischen deren Leiterbahnen wird die gewünschte Leitfähigkeit durch Zusammendrücken der elektrisch leitfähigen Partikel erreicht. Ungünstig dabei ist, daß der Film so ausgerichtet werden muß,
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daß die Streifen mit den leitfähigen Partikeln mit den Leiterbahnen fluchten. Denn Sonst entstehen fehlende Verbindungen oder fehlverbifi= düngen* Ungünstig ist auch, daß eine Verbindung nur dort vorgenommen we'/deri kann, wo die Abstände der Leiterbahnen gleich den Abständen der Leitpartikel streifen auf dum Vorgefertigten Film sind;
Es hat sich auch gezeigt, daß eine zuverlässige, elektrisch leitende und mechanisch stabile Verbindung sich nur dann erreichen läßt, wenn die Verarbeitungsparameter, wie Zelt, Druck und Temperatur 1n engen Grenzen gehalten werden, was in der Praxis zu Schwierigkeiten führt.
In der DE-OS 35 28 993 ist eine Kontaktanordnung beschrieben, bei der Kontaktpartikel in dauerelastisches, nichtleitendes Material eingebettet sind. Bei Druckbeaufschlagung eines Kraftübertragungselements durchstoOen die Kontaktpartikel die dauerelastische Schicht und stellen damit einen elektrischen Kontakt her. Für eine elektrische Verbindungsanordnung eignet sich dieser Aufbau nicht. Denn es müßte dann dauerhaft ein Druck auf die Kontaktpartikel ausgeübt werden. Dies würde Andruckelemente bedingen, die wiederum die Bauhohe der Anordnung vergrößern*
Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrische Kontaktvorrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die eine elektrisch sichere Verbindung der Leiterbahnen und mechanisch dauerhafte Verbindung der Substrate schafft, ohne daß besondere, teitfähige Zonen des Films gegenüber den Leiterbahnen ausgerichtet werden müssen.
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Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daß der mittlere Durchmesser der* Leitpartikel etwa gleich oder größer als die Dicke des Films ist, daß die Leitpartikel im Film voneinander beabstandet Sind und daß die Leitpartikel im Film etwa gleichmäßig verteilt sind. 5
Der Film wird leiterbahnenseitig zwischen die beiden Substrate eingelegt. Danach wird der Film durch Wärmeeinwirkung plastifiziert und die Substrate werden im Bereich des Films zusammengedrückt. Dabei bildet ein Heil der Leitpartikel elektrisch leitende Verbindungen zwischen den Leiterbahnen. Das Material des Films verklebt die Substrate miteinander.
Die Leitpartikel sind in dem Film in einer einzigen Lage (Monolage) angeordnet* Dadurch bildet jeder zwischen einer Leiterbahn des oberen Substrats und einer Leiterbahn des unteren Substrats liegende Leitpartikel -einen durchgehenden Strompfad zwischen diesen Leiterbahnen. Ein Kontakt der Leitpartikel untereinander 1st nicht vorgesehen. Aus diesem Grunde und weil auch die Dicke des Films nicht größer ist als der mittlere Durchmesser der Leitpartikel, muß bei der Herstellung der Verbindung
?.O kein großer Druck aufgewandt werden.
Da die Leitpartikel im Film voneinander beabstandet sind, ist ein Kurzschluß von Leiterbahnen des unteren Substrats oder des oberen Substrats ausgeschlossen. Die Leitpartikel, die zwischen den nicht mit Leiterbahnen versehenen Zonen der Substrate liegen, sind elektrisch wirkungslos.
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Die etwa gleichmäßige Verteilung der Leitpärtikel in dem Film stellt sicher, daß alle Zonen des Films in gleicher Weise geeignet sind, eine elektrische Verbindung herzustellen, wenn sie zwischen einer Leiterbahn des oberen Substrats und einer Leiterbahn des unteren Substrats zu 5 liegen kommen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteränsprilcheri Und der folgenden Beschreibung.
In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 eine elektrische Kontaktvorrichtung bei einer Folienschaltung in Teilaufsicht
und
15
Figur 2 einen Tel!schnitt der Kontaktvorrichtung vergrößert, längs der Linie &iacgr;I&mdash;11*
Eine Folientastatur weist ein unteres Substrat (1) mit öbenlfegenden ZO Leiterbahnen (2) und ein oberes Substrat (3) mit untenliegenden Leiterbahnen (4) auf.
Die oben!legenden Leiterbahnen (2) des unteres Substrats (1) enden einerseits in Schaltkammern (5), die mittels einer Abstandsfolie zwischen dem unteren Substrat (1) und dem oberen Substrat (3) gebildet sind. Andererseits enden die obenliegenden Leiterbahnen (2) des unteren Substrats (1) an einem Anschlußrand {6} des unteren Substrats (1).
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Das obere Substrat (3) überdeckt das untere Substrat (1) und setzt sich f über dessen Anschlußrand (6) hinaus als flexibler Flachleiter (7) fort.
Die untenliegenden Leiterbahnen (4) des oberen Substrats (3) enden f-
gleichfalls einerseits in den Schaltkammern (5). Andererseits verlaufen | sie an dem Flachleiter (7). Am Flachleiter \7) sind außerdem untenliegende Anschluß-Leiterbahnen (8) für den Anschluß der obenliegenden
Leiterbahnen (2) des unteren Substrats (1) vorgesehen. Die Anschluß-
1 Leiterbahnen (8) enden im Bereich des Anschlußrandes (6) über den oben- | liegenden Leiterbahnen (2) des unteren Substrats (1).
Zwischen den Enden der Anschluß-Leiterbahnen (8) und den Enden der Leiterbahnen (2) des unteren Substrats (1) am Anschlußrand (6) ist eine elektrische Kontaktvorrichtung (9) vorgesehen.
Das untere Substrat (1) besteht beispielsweise aus einer Polyesterfolie mit einer Dicke von 0,35 mm* Das obere Substrat (3) ist beispielsweise von einer Polyesterfolie mit einer Dicke von 0,1 mm gebildet. Das obere Substrat (3) ist damit elastisch im Vergleich zum unteren Substrat (1) und plastisch eindrückbar. Die Leiterbahnen (2, 4, 8) sind übliche Silber-Siebdruck-Leiterbahnen.
Die elektrische Kontaktvorrichtung (9) besteht aus einem Film (10), in den elektrisch leitende Leitpartikel (11) eingebettet sind. Die Leitpartikel (11) weisen beispielsweise einen mittleren Durchmesser vort 0,05 mm bis 0,15 mm auf. Die Dicke des Films (10) ist etwa ebenso groß oder wenig kleiner als der mittlere Ourchmesser der Leltpartikei (11).
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Die Leitpartikel (11) sind in dem Film (10) im einer Monolage {vgl. Figur 2) angeordnet und voneinander beabstandet. Der mittlere Abstand der Leitpartikel (11) voneinander im Film (10) ist vorzugsweise größer als der größte Durchmesser der Leitpartikel (11). Da die einander gegenüberstehenden Flächen der Leiterbahnen (8 und 2) wesentlich größer als die Abstände der Leitpartikel (11) im Film (10) sind, ist sichergestellt, daß zwischen den Leiterbahnen (2, 8) eine Vielzahl von Leitpartikeln (11) liegt, die elektrische Strompfade zwischen den Leiterbahnen (2 und 8) bilden. Damit ist die gewünschte niederohmige Verbindung zwischen den Leiterbahnen (2 und 8) in d!er Kontaktvorrichtung (9) erreicht.
Aufgrund der Abstände der Leitpartikel (11) voneinander und der Abstände der Leiterbahnen (2) des unteren Substrats (1) und der Abstände der Anschluß-Leiterbahnen (8) des oberen Substrats (3) ist auch gewährleistet, daß die Leitpartikel (11) keine Kurzschlußbrücke zwischen nebeneinanderliegenden Leiterbahnen (2 bzw. il) bilden können (vgl. Figur 2).
Versuche haben gezeigt, daß eine Füllung des Films (10) mit Leitpartikeln (11) in der Weise, daß der projizierte Flächenanteil der Leitpartikel (11) bezogen auf die Gesamtfläche des Films (10) weniger als 80$ beträgt, eine sichere Leitfähigkeit und eine genügende Isolationssicherheit ergibt.
Der Film (10) besteht vorzugsweise aus einem thermoplastischen Klebstoff auf der Basis von NitrilkaUtschuk und Phenolharz. Ein derartiger Klebstoff ist in FoHenform als Vorprodukt marktbekannt. Der Film (10) besteht aus elektrisch isolierendem Material.
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Die Leitpartikel (11) können von mit Ruß beschichteten Keramikpartikeln gebildet sein, wie sie beispielsweise als Pyropolymere bei einem Schichtwiderstand in der DE-PS 27 20 615 beschrieben sind. Die Leitpartikel (11) können auch von mit Silber beschichteten Hikroglaskugeln gebildet sein. Solche Hikroglaskugeln sind ebenfalls marktbekannt.
Ausgangsprodukt für die Kontaktvorrichtung (9) ist der Film (10) mit eingelagerten Leitpartikeln (11). Dieses wird dadurch hergestellt, daß auf einem Klebstoffum, der auf einem Papierträger abziehbar angeordnet sein kann, die Leitpartikel (11) in der beschriebenen Weise, beispielsweise durch Sieben, verteilt werden- Danach werden die Leitpartikel (11) beispielsweise durch Einwalzen in dem Film (10) fixiert. Es ist auch möglich, den Klebstoffilm mittels eines Lösungsmittels aufzulösen und ihn dann ui« die Leitpartikel (11) filmartig zu vergießen, oder die Leitpartikel (11) mit cter Lösung zu vermischen und diese dann filmartig zu verarbeiten. Nach Verdampfen des Lösungsmittels besteht dann der die Leitpartikel (11) enthaltende Film (10) als Vorprodukt.
Ein entsprechend der Größe der Kontaktvorrichtung (9) zugeschnittener Teil des Filmes (10) mit eingelagerten Leitpartikeln (11) wird dann zwischen das untere Substrat (1) und das obere Substrat (3) eingelegt.
&ogr; 2
Unter einer Temperatur von etwa 80 C und einem Druck von etwa 0,5 N/mm
erfolgt dann die bleibende Verbindung zwischen dem unteren Substrat (1) bzw. dessen Leiterbahnen (2) und dem oberen Substrat (3) bzw. dessen Anschluß-Leiterbahnen (8).
- 10 -
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Im Bereich der elektrischen Kontaktvorrichtung (9) sind das untere Substrat (1) und das obere Substrat (3) wasserdicht und gasdicht miteinander verbunden. Die Kontaktvorrichtung (9) ist nicht auf eine Randzone des Substrats (1, 3) begrenzt, sie kann auch an beliebigen anderen Stellen innerhalb des Substrats (1, 3) vorgesehen werden, an denen eine Verbindung zwischen dem unteren Substrat (1) und dem oberen Substrat (3) gewünscht ist.
Ist zumindest eines der beiden Substrate (1,3) plastisch bzw. p'istischelastisch verformbar, so werden sich unter der Einwirkung von Temperatur und Druck die harten Leitpartikel (11) in das Substrat (1, 3) einprägen und nach Erkalten des Films (10) in ihrer eingeprägten Lage gehalten werden. Dadurch wird die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung beider Substrate (1,3) insbesondere bei geringen Anteilen von Leitpartikeln (11) im Film (10) erheblich verbessert.
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BezugszeichenHste 06/87 GM
1 unteres Substrat
2 Leiterbahnj obenliegende
3 oberes Substrat
4 Leiterbahn, untenliegende
5 Schal tkatfflner
6 Anschlußrand
7 Flachleiter
8 Anschluß-Leiterbahn
9 Kontaktvorrichtung
10 Film
11 Leitpartikel
- 12 -
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Claims (3)

Elektrische Kontaktvorrichtung
1. Elektrische Kontaktvorrichtung, mittels der mehrere nebeneinanderliegende elektrische Leiterbahnen eines unteren Substrats mit mehreren nebeneinanderllegenden elektrischen Leiterbahnen eines oberen Substrats miteinander kontaktiert sind, mittels der die Substrate aneinander festgelegt sind und die einen Film aufweist, in dem elektrisch leitende Leitpartikel eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, daß <.er mittelere Durchmesser der Leitpartikel (11) etwa gleich oder größer als dia Dicke des Films (10) ist, daß die Leitpartikel (11) im Film (10) voneinander beabstandet sind und daß die Leitpartikel (11) im Film (10) etwa gleichmäßig verteilt sind.
2. Elektrische Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Abstand der Leitpartikel (11) größer als der größte Durchmesser der Leitpartikel (11) ist.
3. Elektrische Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Durchmesser der Leitpartikel (11) etwa 0,05 mm bis 0,15 mm beträgt,
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I 4. Elektrische Kontaktvorrichtung nach einem der vorhergehenden
I Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der projizierte Flächenanteil der Leitpartikel (11) im Film (10) i 5 kleiner als 8OX der Gesamtfläche des elektrisch isolierenden Films
I (10) ist.
5. Elektrische Kontaktvorrichtung nach einem der vorhergehenden g Ansprüche, 3 10 dadurch gekennzeichnet,
S daß wenigstens eines der Substrate (3) plastisch verformbar ist.
&iacgr; 6. Elektrische Kontaktvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, 15 dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch isolierende Film (10) von Schmelzkleber gebildet ist.
7. Elektrische Kontaktvorrichtung nach einem der vorhergehenden 20 Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitpartikel (11) von Trägerteilchen aus Glas oder Keramik gebildet sind, die mit einer Silber- oder Kohlenstoffschicht überzogen sind.
3 -
DE8708027U 1987-06-05 1987-06-05 Elektrische Kontaktvorrichtung Expired DE8708027U1 (de)

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Cited By (2)

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EP0330452A2 (de) * 1988-02-26 1989-08-30 Minnesota Mining And Manufacturing Company Leitfähiges druckempfindliches Klebeband
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