[发明专利]用于接合到弹性基底上的导电弹性体

说明书

本专利申请是于1996年10月28日提交的第08/736,830号美国专利申请的的部分继续申请。

笼统地说本发明涉及导电装置，更具体而言，涉及一种用于接合到弹性基底、热塑性基底、热固性基底和金属基底上的导电弹性体。

电子工业已经发展到将电子电路置于大量新产品中的阶段。很多这些新产品被用于需要弹性性质的环境之中，例如，将产品安装到狭小的或难于触及的区域。同时，有时最好将电子电路安装到一种有弹性的材料之上。

到目前为止，由于缺乏任何有弹性的电路连接单元，电子电路尚未获得这样的弹性。即，大多数导电材料以某些方式变形时其电阻会发生很大变化，从而限制了这些材料在可靠弹性导体中的应用。因此，最好能提供一种具有弹性的导电材料。更具体地，最好能提供一种用于接合到弹性基底之上的导电弹性体。

典型地，大多数现代电子产品中的电子电路被安装于电路板之上。大多数电路板是用热固性材料如含环氧树脂和玻璃纤维的FR4^TM制成。正是由于这些组成单元使得热固性材料具有刚性。在很多采用电子电路的应用中需要这些刚性。

典型地，在电路板的电子装置之间具有构建于电路板之上的导电线。这些导电线典型地是利用蚀刻技术制成的，其中将一种铜合金材料涂于电路板的一个表面上，然后将部分铜合金材料蚀刻掉，由此留下剩余铜合金材料作为导电线。蚀刻法的特点是费时费力。而且当电路板由于热和/或湿度环境改变而被弯曲或缠绕时导电线常常会断裂。因此，若能提供一种材料，它可用于构成易于应用的、且具有对抗大多数环境条件的柔韧性的电路板上的导电线，这将是有益处的。

电子电路也可安装至柔性膜电路上。这些柔性膜电路典型地由热塑性材料如其中含有树脂纤维的KAPTON^TM制成。这些树脂纤维赋予柔性膜电路以柔韧性。

柔性膜电路典型地通过在两层热塑性膜如KAPTON^TM之间层压至少一条导电铜合金线制成。常常要使用粘合剂以确保两层膜间保持紧密连接。这种层压方法需几步并且要求热塑性膜和导电铜合金线间精确的定位，因为要在热塑性膜上开孔以能够触及导电铜合金线。而且当柔性膜电路被反复弯折后经常会遇到导电线断裂的情况。因此，若能提供一种材料，它可用于构成易于应用的、且具有对抗大多数环境条件的柔韧性的柔性膜电路上的导电线，这将是有益处的。

电路板为安装于其上的电子元件间提供了电路连接。这些电子元件具有典型地被焊接到分别构建于电路板中的导电通孔或接触衬垫之上的导电引线或端子。一个电子元件的导电引线或端子是半导体片外包装的一部分，半导体片事实上包含所有与电子元件有关的电子线路。这种半导体片包装包括在半导体片的导电接点与陶瓷、塑料、或其它类型包装的导电引线或端子间所构成的导电线连接。

需将半导体片包装的原因有两个。第一，对于包含在包装中的半导体片来说电子元件的包装是一个散热器。第二，电子元件的包装提供了导电引线或端子，通过它们使电子元件牢固安装于电路板之上。

半导体片包装的主要缺点是包装所占据的电路板区域。即，半导体片包装的大小常常是包含在其内半导体片的二至三倍。被包装所消耗的额外区域有可能被利用，从而在电路板上安装更多的电路。

半导体片包装的另一缺点是在半导体片的导电接点与包装的导电引线或端子之间的导电线连接易于产生缺陷或破损。而且导电线连接和包装的导电引线或端子易于产生噪音并导致在其上传输的信号滞后。

因此，若能提供一种装置使得半导体片不需外部的半导体片包装而与电路板导电接触衬垫构成电连接将是有利的。更具体地说，若能提供一种用于在半导体片导电接点与电路板导电接触衬垫之间构成直接电连接的材料将是有利的。

本发明设计了一种用于接合到基底上的导电弹性体材料。该导电弹性体材料包含一种其中分散有一定量导电薄片的非导电性弹性材料。该导电弹性体也可包含一定量分散于非导电弹性材料中的导电颗粒。或者，也可将一定量的导电颗粒镶嵌于该导电弹性体的外表面。典型地，用热处理方法将该导电弹性体接合于基底之上。

在一个应用中，该导电弹性体被接合于一种弹性基底之上用于构成电路导线。在另一应用中，该导电弹性体被接合于一种用作电话、计算机、或计算器按键垫的弹性基底之上。在又一应用中，该导电弹性体被接合于弹性基底之上用于构成一种消除非所需要之电磁场的屏蔽罩。