[发明专利]各向异性导电材料的制造方法

说明书

本发明属于微电子学、电子学及电工学领域，具体地涉及各向异性导电材料的制造方法。

各向异性导电材料可用作连接的板、片上的导电部分的连接件。

所述材料含有由高导电率颗粒所形成的通路。重要的是，为使这些通路有同一样的电气参数即具有同样的导电率，以保证各向异性的导电材料具有高质量。除此之外，材料在加上压力时应有足够的弹性，它还应有足够大的尺寸。

各向异性导电材料的特性及其尺寸在很大程度上与其获得方法有关。

例如已知的各向异性导电材料的制造方法在于将电气绝缘的包括聚合物（电介质）及导电颗粒（磁性颗粒例如铁磁性颗粒）的混合料放在磁场中（JP-B-60-32285）。磁性颗粒的导电通路是在由电磁铁铁心端部的几何外形产生的高磁场强度处在聚合物薄膜中形成的。

此方法仅适用于利用磁性颗粒的场合。在实现这个方法时无论在磁铁的磁极中央还是沿磁极的边缘实际上都不能得到同样的磁场参数，相应地也不能得到导电率相同的通路，因此所得到材料的导电特性很差。此外，这个方法需要消耗的能量很大。由于在技术上不能制造出其两端的磁极尺寸很大的电磁铁并同时保证在间隙处有必要的场强量，故所得到的材料的尺寸受到了限制。

在已知的应用电场制造各向异性导电材料的方法请见Journal    Appl.Phys.Vol.60，N.4，1968    Jones    T.B、Kraybill    J.P.Active    Feedback-controlled    Dielectrophoretic    Levit     ation，p.1247-1252一文。

该方法在于将带有导电颗粒的液体电介质（电绝缘混合料）放在玻璃容器中，并将该容器放在两电极之间。然后将电位差加到两电极上。用光学方法确定导电颗粒或由这些导电颗粒形成的聚集体的垂直位置，并控制电极之间的电位差值，可达到使颗粒在液体电介质中作稳定悬浮，并产生材料的各向异性结构。

因在技术上不能同时实现对排列悬浮通路的分布位置进行连续控制，故用此方法不能得到带有大量的由导电颗粒形成的通路的材料。此外仅仅加电场来保证所得材料的各向异性结构，大大限制了用这种方法所得到材料的应用。

在本发明的基础上，提出的任务是发展能够得到具有高导电率、足够的弹性和足够大的尺寸的各向异性导电材料的制造方法。

此任务是这样完成的，即提出一种各向异性导电材料的制造方法，其中包括将含有带导电颗粒的电介质的混合料（组成物）放在两电极之间，在其上加上电位差。其中，根据本发明，还在两电极和上述混合料之间放上电绝缘的薄膜，其厚度可防止在加电位差时有导电颗粒进入电极，并且每个电极的高度大于所述电绝缘薄膜之间的高度，且至少为其三倍。再使得到的材料固化。

可利用各种能固化的材料如石蜡、聚合物-电介质等作为电介质。

可利用任何导电粒子作导电颗粒。金属颗粒如铜、铁、镧、钛、镍等及镀有金属层的非金属颗粒如镀铜的玻璃粒子都可以是这类颗粒。

任何例如用于高压设备中的薄膜都可用作电绝缘薄膜。由聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚四氟乙烯制成的薄膜都可以。

如上所述，每个电极的高度大于绝缘薄膜之间的高度并至少为其三倍。这样使在电极附近和在远离电极处，产生在成形的材料上的电压不同，从而导致将周边的导电颗粒拉向电极而形成导电颗粒通路。为了加强形成导电通路的过程而增大电极高度和绝缘薄膜间的高度的比值，但其上界受到结构上的可能性的限制。

固化过程的实现方式随所用的电介质的性质的不同而异。

在用石蜡作电介质时在加电位差之前预先将混合料加热到60-70℃，并以冷却的方式实现所得到的材料固化。

在用聚二甲基硅氧烷或环氧树脂作电介质时要将固化剂加到电绝缘的混合料中。在此情况下材料的固化和其获得同时发生。

任何的已知用于聚合物的固化剂都是这种固化剂。

在制造各向异性导电材料时，在一系列的情况下都可以至少使用两对电极。例如当需要有将平片上的两个导电触须连接起来的电气连接件时可如此要求。为了将平片上的大量导电触须连接起来，可以需要许多对电极。

按所提出的方法制成的各向异性导电材料包含由导电颗粒形成的通路，该通路沿整个材料有同样的导电率。此材料有足够的弹性，且有相当大的尺寸。

获得各向异性的导电材料的方法在技术上实行起来很简单，其实现方法如下。