[其他]异向导电的聚合物基体

说明书

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。