195709. lajstromszámú szabadalom • Eljárás rugalmas elektromos csatlakozók előállítására
195 709 A találmány tárgya eljárás rugalmas elektromos csatlakozók előállítására. A mikroelektronikában, az igen kis méretű alkatrészek áramkörbe való bekötését különféleképpen oldják meg. A napjaink gyakorlatában felhasznált egyik hagyományos módszer, amikor a bekötésre mechanikus csatlakozó elemeket alkalmaznak. E mechanikus csatlakozó elemek méretét tekintve sokszorosan nagyobb méretűek, mint a mikroelektronikai alkatrészek, például a chipek. Nem szorul bővebb bizonyításra, hogy az alkatrészek ezen nagy méretbeli különbözősége egyrészt rontja az elektromos kapcsolat biztonságát, másrészt pedig az áramkörök technológiai problémáit növeli. Egyes esetekben ezt a méretbeli különbséget úgy próbálták javítani, hogy csökkentették a fémből készült mechanikai csatlakozó elemek méreteit. Ez viszont azzal jár, hogy azok rögzítése egyre bonyolultabb technológiát kíván, például forrasztás, beültetés stb. Más megoldásoknál ezen hiányosságok kiküszölésére az egyik legkorszerűbb megoldást választották, nevezetesen azt, hogy az elektromos csatlakozó elemként rugalmas vezetővé kialakított csatlakozókat alkalmaztak. A szilikongumi csatlakozó mintegy 5 — 10-szer kisebb méretben alakíthatók ki, mint a mechanikus csatlakozók. A szilikongumi csatlakozók széleskörű elterjedését a fentieken kívül még számos előnyös tulajdonságának köszönheti. Ezek közül a legfontosabbak a következők: — az áramkörök szerelése és tokozása rendkívül egyszerű és a korszerű miniatűrizálási igényeket kielégíti; — a kész áramköröknél az elektromos kapcsolat létesítése igen üzembiztos és az elemek gyors és roncsolásmentes cseréjét teszi lehetővé; — az áramkörök trópusi viszonyok között is magas élettartalmúak; — az előállítási költségük igen kedvező. A rugalmas csatlakozó elemek közül a legszélesebb körben az úgynevezett „zebra” csatlakozó elem terjedt el, amelyet a mikroelektronika számos területén használják, így ez az egyik legfontosabb alkatrész a folyadékkristályos kijelzők bekötésénél is. Ennek egy példakénti kiviteli alakját mutatjuk be az 1. ábrán. Az 1. ábrán látható az 1 keret, 2 folyadékkristályos kijelző, „zebra” 3 rugalmas csatlakozó elem és 4 kivezetők. A 2. ábrán látható a „zebra” 3 rugalmas csatlakozó elem egy példakénti kiviteli alakja, amely az 5 szigetelő rétegből és 6 vezető rétegből áll. A „zebra” 3 rugalmas csatlakozó elemeket úgy állítják elő, hogy egymás fölé felváltva viszik fel a 0,1 - 1 mm vastagságú 5 szigetelő réteget, illetve 6 vezető rétegeket visznek fel. A felvitt 5 szigetelő rétegek és 6 vezető rétegek száma változó, esetenként 100 vagy 1000 vagy még annál is több lehet. Az így előállított rétegelt tömbből vágnak ki különböző méretű hasábokat E hasábok általában 2 x 2, 1,5 x 1,5 mm-es keresztmetszetűek és hosszuK 20 — 100 mm. Újabban azonban 0,3 - 2 mm vastag hasábokat is vágnak ki. Az ilyen méretű úgynevezett rugalmas csatlakozó lapokat a műanyag 1 keret keskeny nyílásába helyezik úgy, hogy az 1 keretből alul-felül néhány tized mm-re a rugalmas csatlakozó elem kiálljon. Az ily módon szerelt 3 rugalmas csatlakozó elemet alkalmazzák a 2 folyadékkristályos kijelzők bekötésére. 2 1 E szerelt 3 rugalmas csatlakozó elemek előnye, hogy a 0,3 mm széles felfekvés mellett lényegesen rugalmasabb csatlakozást biztosít. További előny származik abból is, hogy azonos méretű rétegelt tömbből lényegesen több úgynevezett „zebra” rugalmas csatlakozó elem vágható ki. Korszerűbb módon és napjainkban a „zebra” csíkokat oly módon alkalmazzák, hogy szendvics szerkezetet alakítanak ki. A kialakítás úgy történik, hogy például a 0,3 mm-es „zebra” csík mindkét oldalára 1—1 mm-es szivacsréteget visznek feh __ Az ily módon kialakított „zebra” rendkívül jó rugalmasságú. Ez a nagyobb rugalmasság kihasználása elsősorban a nagyobb méretű, például 100 mm hosszú folyadékkristályos kijelzők bekötésénél előnyös. A gyártók e korszerű rugalmas csatlakozó elem alkalmazásánál azonban magát a „zebra” 3 rugalmas, csatlakozó elem gazdaságos és egyszerű technológiai művelettel való gyártását még nem oldották meg. Az előbb felsorolt alkalmazási módok mindegyikénél továbbra is a már ismertetett technológiával gyártott rétegelt tömbökből állítják elő a rugalmas szilikongumi csatlakozókat. Nem szükséges bizonyítani, hogy az ily módon gyártott rugalmas csatlakozó elemek előállítása nehézkes, hiszen többszáz műveleti lépésből nyerik. Napjaink műszaki gyakorlata tehát igényli, hogy ezen technológiai nehézségeket megoldják és a rugalmas csatlakozó elemeket jóval egyszerűbb technológiával lehessen előállítani. Ezt a célkitűzést kívánjuk megvalósítani és a jelenleg fennálló hátrányokat küszöböljük ki. A találmány tehát olyan eljárás, amely alkalmas rugalmas elektromos csatlakozók egyszerű technológiai lépéssel való előállítására szolgál. A találmány lényege, hogy először a csatlakozó teljes szélességének megfelelő méretű rugalmas szigetelőréteget hozunk létre, erre a szigetelőrétegre visszük fel szintén rugalmas anyagból a villamos vezető sávokat, majd ezt követően a rugalmas elektromos csatlakozót hosszirányára merőlegesen megfelelő méretűre szabdaljuk, továbbá a szigetlőréteget formábaöntéssel hozzuk létre, így benne a villamos vezető sávokhoz hornyokat képezünk ki, majd ezekbe a hornyokba a szilikon hordozóanyaggal kevert villamos vezető anyagot öntünk. A találmány szerinti rugalmas csatlakozó elemet példakénti kiviteli alakjában, a mellékelt ábrákon ismertetjük részletesebben. Az 1. és 2. ábra az ismert rugalmas csatlakozó elemet mutatja be, a 3. ábra a találmány szerinti csatlakozó elemet mutatja. A 3. ábrán láthatók 7 rugalmas szigetelő réteg és 8 rugalmas vezető sávok, adott esetben hálózatok. A csatlakozóelem hossza 1 keresztmetszete a x b, és az 1 hoszszúságot mindig az összekapcsolni kívánt alkatrészek közötti távolságnak megfelelő méretet vágunk le. A csatlakozófelület mindig az a x b keresztmetszet, vagy annak egy része. Számos felhasználási terület közül például a folyadékkristályos kijelzők esetében a rugalmas csatlakozó elemek felhasználásának az előnyei még szembeszökőbbek. Ugyanis az alkalmazásuk esetében — nincs szükség a folyadékkristályos kijelzők ónoxid kivezetőtnek arannyal való bevonására — elmarad a kivezető lábak gyártása, szerelése, illetve azok forrasztása — a folyadékkristályos kijelzők áramkörbe való be-2 5 10 15 20 25 .30 35 40 45 50 55 60 65
