导电性弹性体互联器制造技术

电互联器，它包括：具有各自相对表面和形成于其中的数个穿透各相对表面的穿孔的非导电性基板，和对应的数个位于该数个穿孔内的弹性导电性互联元件；其中各弹性导电性互联元件延伸在基板的各自相对表面之间。各个弹性导电性互联元件是由其中散布有一些导电性薄片和一些导电性粉末状颗粒的非导电性弹性材料所形成的。互联元件是在基板中整体模塑或单独形成并插入基板中。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
该专利申请是1996年10月28日提交的美国专利申请No.08/736,830、1994年8月23日提交的美国专利申请No.08/294,370和1994年12月2日提交的美国专利申请No.08/348,574的部分继续申请。本专利技术一般性地涉及导电性装置，尤其涉及导电性弹性体和制造它们的方法。集成电路的发展已被迫减少集成电路插件的尺寸，同时增加了集成电路和布置该电路的电路板之间电互联所需要的电接头的数目。随着每个集成电路的电接头数目的增加，电接头在尺寸上变得更小、间距更紧密，从而增加了在电路板上布置集成电路的难度。克服这一困难的一种方法是被迫使用位于集成电路插件的底表面上的电触头代替位于集成电路插件周围的电接头，从而形成无接头的集成电路插件。这些电触头典型地具有按栅条排列图案间隔的小隆凸或“球”的形状。具有这些底表面电触头的集成电路插件被放置在内装集成电路插件的一种无接头的集成电路插槽或装配装置(mounting device)内。装配装置具有以栅条排列图案间隔的适配电触头，后者与集成电路插件上的电触头对齐排列，从而在集成电路插件和其上设有装配装置的电路板之间提供电连续性。无接头集成电路插件遇到的一个问题是无接头集成电路插件的电触头和装配装置的适配电触头将会氧化，导致接触电阻的增加并因此而降低集成电路插件的电触头和装配装置的适配电触头之间的导电性。用于将无接头的集成电路插件放入装配装置内的插入外力一般将除去一些氧化物，从而提供改进的电接触。然而，无接头的集成电路插件一般不会以一种有助于除去电触头上的氧化物的方式被插入装配装置中，并且，由于无接头的集成电路插件不直接焊接在装配装置上，氧化物在电触头上的积聚能够导致差的电接触。使用无接头集成电路插件的另一问题是装配装置的电触头一般与直接焊接到电路板上的电接头实现电连接。如果需要更换或除去装配装置，则必须脱焊。作为该工业技术中的常识，反复焊接和脱焊一般会降低线路板的质量，通常会严重到必须更换的程度。因此，无焊接的电连接方案是人们所希望的。在电子或电气装置和电路的制造中，通常由例如印刷电路板的制造中所采用的化学刻蚀和照相平板印刷技术和由电镀技术来提供导电通路和接触区域，借助于这些技术在例如电路板、电气装置等的电触头或接触区域上提供一个或多个金属层。该制造技术是众所周知的并广泛采用。然而，它们需要多个工艺步骤和特殊的制造设备，这将增加制造方法和所制备产品的成本和复杂性。因此，比较简单的技术的发现是人们所希望的。本专利技术设计几种类型的导电性弹性体和制备它们的方法。在一个实施方案中，本专利技术是以一种分层组合体来实现的，该组合体包括具有外表面的基板，其中该基板是由非导电性弹性体材料所形成的；接枝在该基板的外表面上的第一层，其中第一层是用非导电性弹性材料形成的；接枝在第一层的外表面上的第二层，其中该第二层是用其中散布了一些导电性薄片的非导电性弹性材料形成的。第二层能够进一步用散布在非导电性弹性材料中的一些圆形或锯齿形的导电性颗粒形成的，使得沿着第二层的外表面上存在一些导电性颗粒。此外，一些圆形或锯齿形的导电性颗粒被包埋在第二层的外表面中。在另一个实施方案中，本专利技术是作为弹性导电互联(interconnect)元件来实现的，它具有拉长的形状并且是用具有被散布在其中的一些导电性薄片和一些导电性粉状颗粒的非导电性弹性材料形成的。弹性导电性互联元件能够进一步用一些散布在非导电性弹性材料中的圆形或锯齿形的导电性颗粒形成，使得沿着该弹性导电性互联元件的外表面上存在一些导电性颗粒。在再一个实施方案中，本专利技术是作为包括非导电性基板的电互联器来实现的，该基板具有多个相对的表面，以及其中所形成的穿过这些相对表面的多个孔；和位于该多个孔内的对应数目的弹性导电性互联元件，其中各弹性导电性互联元件穿过基板的各相对表面，其中，各弹性导电性互联元件是用具有一些导电性薄片和一些散布在其中的导电性粉末状颗粒的非导电性弹性材料形成的。本专利技术包括制造上述产品实施方案的方法，由于一些新的制造工艺，使得该方法本身是独特的。通过前面的叙述，应该十分清楚本专利技术如何克服了上述现有技术装置的缺点。因此，本专利技术的主要目的是提供导电性弹性体和制造它们的方法。本专利技术的以上主要目的，以及其它目的，特征和优点将通过结合附图阅读下面的详细描述后变得十分清楚。为了有利于更充分理解本专利技术，现请参见附图。这些附图不应认为限制了本专利技术，而仅仅是举例而已。附图说明图1是具有本专利技术的弹性导电层的分层组合体的截面视图。图2是具有本专利技术的弹性导电层的电话或计算器数字按键键盘的截面视图。图3是具有本专利技术的弹性导电层和压陷(indenting)颗粒的分层组合体的截面视图。图4是具有本专利技术的弹性导电层和刺入(piercing)颗粒的分层组合体的截面视图。图5是具有本专利技术的带有压陷颗粒的弹性导电层的分层组合体的截面视图。图6是具有本专利技术的带有刺入颗粒的弹性导电层的分层组合体的截面视图。图7是具有本专利技术的弹性导电层的按钮开关的截面视图。图8是具有本专利技术的弹性导电性互联元件的互联装置的截面视图。图9是图8中所示的弹性导电性互联元件的截面视图。图10是用于形成本专利技术的弹性导电性互联元件的注射装置的截面视图。图11是具有本专利技术的导电性压陷颗粒的弹性导电性互联元件的截面视图。图12是具有本专利技术的导电性刺入颗粒的弹性导电性互联元件的截面视图。图13是对称形的互联元件的透视图。图14是包括图13的互联元件的第一基板的侧截面视图。图15是图14的基板和互联元件的透视图。图16是非对称形的互联元件的透视图。图17是图16的非对称互联元件的截面侧视图。图18是图16的基板和互联元件的截面侧视图。以下对本专利技术进行详细描述。参见图1，显示了分层组合体10的截面视图，该组合体包括弹性基板12，弹性底涂层14和弹性导电层16。弹性基板12可由众多弹性材料中的一种制造，例如硅橡胶或氟硅橡胶。弹性底涂层14也可由众多材料中的一种制造，例如硅橡胶或氟硅橡胶。弹性导电层16包括弹性材料18和一些导电性薄片20的混合物。弹性材料18可进一步由众多弹性材料中的一种制造，如硅橡胶或氟硅橡胶。导电性薄片20可由众多不同类型的导电性或半导电性材料如银、镍或碳制造。作为选择，该导电性薄片20可由众多不同类型的导电性、半导电性或者涂有或在其中散布了其它导电性或半导电性材料如银、镍或碳的绝缘性材料制造。导电性薄片的尺寸将随所需要的导电性来变化。分层组合体10可由热接枝方法制造，该方法典型通过提供全固化状态的弹性基板12来开始。弹性底涂层14然后通过喷涂或任何其它已知方式被沉积在弹性基板12上。弹性导电层16然后也通过喷涂或任何其它已知方式被沉积在弹性底涂层14上。然后，将整个分层结构进行热循环，据此使弹性底涂层14充分固化和接枝在弹性基板12上，并且，弹性导电层16充分固化并接枝在弹性底涂层14上。在这一热接枝方法中，弹性底涂层14中的聚合物链将接枝到弹性基板12的聚合物链上，从而形成强键。同样，弹性导电层16中的聚合物链接枝到弹性底涂层14中的聚合物链中以形成强键。这一热接枝方法不需要刻蚀或另外预处理弹性基板12的表面。一般对弹性基板12的厚度没有限制。弹性底涂层14和弹性导电层16两者加在本文档来自技高网...

【技术保护点】
在第一表面和第二表面之间提供电连接的弹性导电性互联元件，该弹性导电性互联元件包括：有一些导电性薄片和一些导电性粉末状颗粒散布于其中的非导电性弹性材料的主体；在该主体一端上的第一接触区域；和在该主体另一端上的第二接触区域。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：戴维R克罗泽，乔纳森W古德温，亚瑟G米肖，戴维A德多纳托，
申请(专利权)人：托马斯贝茨国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]