DE69027171T2

DE69027171T2 - Elektrische Inspektionseinheit mit einer anisotropischen elektrisch leitenden Schicht und Verfahren zur Herstellung der anisotropischen elektrisch leitenden Schicht

Info

Publication number: DE69027171T2
Application number: DE69027171T
Authority: DE
Inventors: Yuiti Haruta; Shinichi Suyama
Original assignee: Japan Synthetic Rubber Co Ltd
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 1989-09-29
Filing date: 1990-09-28
Publication date: 1996-10-10
Anticipated expiration: 2010-09-29
Also published as: JPH03183974A; EP0420690A3; EP0420690A2; US5132058A; EP0420690B1; US5317255A; DE69027171D1; KR910006733A; JP3332006B2; JP3038859B2; JPH11353948A; JPH03196416A; JP3087294B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Untersuchungseinheit, die ein anisotrop elektrisch leitendes Blatt verwendet, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines anisotrop elektrisch leitenden Blatts.
Aufgrund ihrer strukturellen Eigenheiten sind anisotrop elektrisch leitende Blätter als Materialien zum Herstellen elektrischer Verbindungen in vielen Anwendungen geeignet.
Bei der Untersuchung von Platinen einer gedruckten Schaltung oder ähnlichem wurden bisher jedoch Stiftsonden als Gerätschaften zur Erzeugung elektrischer Verbindungen verwendet.
Die Stiftsonden sind jedoch aufgrund struktureller Begrenzungen schwer zu miniaturisieren. Zur elektrischen Überprüfung von Platinen, die zunehmend feiner strukturiert werden, sind sie deshalb ungeeignet. Außerdem entsteht, wenn die Elektrode in einem zu überprüfenden Bereich eine Oberflächenelektrode ist, ein Punktkontakt, so daß immer wieder schlechte Kontakte entstehen. Insbesondere sind Stiftsonden zur elektrischen Überprüfung von Platinen nach der SMD-Technologie (surface-mounted device, nachfolgend auch SMT - surface-mounting technology - genannt), die zunehmend öfter verwendet wird, völlig ungeeignet.
Anisotrop elektrisch leitende Blätter haben bei der elektrischen Untersuchung einer Platine keine solchen strukturellen Begrenzungen wie Stiftsonden, sie können in einer solchen Form hergestellt werden, daß sie zur Überprüfung der Leitfähigkeit und Isolierung einer gedruckten Leiterplatte, die zunehmend dichter bepackt wird, geeignet sind, also beispielsweise für SMT-Platinen.
Bisher bekannte anisotrop elektrisch leitende Blätter haben die folgenden Strukturen:
(1) Mehrere isolierende Gummischichten werden abwechselnd auf mehrere elektrisch leitende Gummischichten laminiert, die mit elektrisch leitenden Kohlepartikeln durchsetzt sind (siehe japanische Patentanmeldung Kokoku No. 56-48,951).
(2) In einem Elastomerblatt sind Metallpartikel gleichförmig verteilt (siehe japanische Patentanmeldung Kokai No. 51- 93,393).
(3) Elektrisch leitende magnetische Partikel sind ungleichförmig in einem Elastomerblatt verteilt (siehe japanische Patentanmeldungen Kokai Nos. 53-147,772 und 54- 146,873).
Anisotrop elektrisch leitende Blätter, die die obigen Strukturen (1) bis (3) haben, sind jedoch flach, so daß es notwendig ist, auf sie einen starken Druck auszuüben, um elektrische Pfade zu bilden. Außerdem gibt es im Falle miniaturisierter gedruckter Leiterplatten und ähnlichem viele zu überprüfende Punkte, so daß der örtlich notwendige Druck vergleichsweise stark wird, so daß ein Problem dadurch auftritt, daß der Druckmechanismus der Untersuchungseinheit außerordentlich kräftig sein muß.
Deshalb wurde vorgeschlagen, ein anisotrop elektrisch leitendes Blatt zu verwenden, das eine Struktur hat, bei der sich zwischen der Oberfläche eines elektrisch leitenden Bereichs und der Oberfläche eines isolierenden Bereichs ein Höhenunterschied ergibt (siehe japanische Patentanmeldung Kokai No. 61-250,906).
Wenn ein anisotrop elektrisch leitendes Blatt verwendet wird, das so aufgebaut ist, daß sich Höhenunterschiede ergeben, kann der insgesamt notwendige Druck verringert werden.
Im Stand der Technik wird jedoch das oben genannte anisotrop elektrisch leitende Blatt durch Druckguß hergestellt. Es muß deshalb eine zu verwendende Druckgußform für den Druckguß hergestellt werden, die in Form und Größe immer dem anisotrop elektrisch leitenden Blatt entspricht. Die Form muß außerdem einen Aufbau haben, der dem Druckguß gegenüber widerstandsfähig ist. Außerdem ist es dann, wenn das anisotrop elektrisch leitende Blatt durch Druckguß geformt wird, schwierig, es aus der Form herauszunehmen, da das Blatt eine Struktur hat, in der sich Höhenunterschiede ergeben.
Andererseits gibt es herkömmliche elektrische Überprüfungseinheiten, die anisotrop elektrisch leitende Blätter verwenden, in denen ein in Fig. 7 der beiliegenden Zeichnungen gezeigtes sogenanntes Zwischenstiftsystem verwendet wird. In Fig. 7 bezeichnet 91 einen Untersuchungskopf, der mit vielen Untersuchungselektroden 96 versehen ist, 92 ein Zwischenstiftsystem, 93 einen Gitteradapter, 94 eine gedruckte Leiterplatte und 95 einen Rückseitenadapter.
Das Zwischenstiftsystem 92 besteht aus einem anisotrop elektrisch leitenden Blatt 92A, einem Zwischenstift 92B und einem weiteren anisotrop elektrisch leitenden Blatt 92C und hat die Funktion, Fehler in den Abmessungen in vertikaler Richtung zur Oberfläche der zu untersuchenden gedruckten Leiterplatte 94 auszugleichen sowie zu verhindern, daß sich elektrischer Strom im Inneren der anisotrop elektrisch leitenden Blätter 92A und 92C durch den Zwischenstift 92B selbst quer ausbreitet, um die punktweise Entsprechung zwischen Untersuchungselektroden 96 und den zu überprüfenden Bereichen aufrechtzuerhalten.
Eine elektrische Untersuchungseinheit, die ein solches Zwischenstiftsystem verwendet, hat jedoch einen komplizierten Aufbau, ist schwierig herzustellen und ist außerdem so schwergewichtig, daß die Handhabung schwierig ist. Außerdem hat die Einheit viele Punkte, an denen der elektrische Strom über einen Kontakt fließt, und ist damit hinsichtlich der Zuverlässigkeit unterlegen.
Ein Anschlußaufbau zum Prüfen von Leiterplatten, der mehrere elektrisch leitende Elastomerkörper aufweist, die auf einer isolierenden Platte angebracht sind, ist aus der Patentbeschreibung WO 86/00173 bekannt.
In der US-4 209 481 ist ein Verfahren zur Ausrichtung elektrisch leitender Drähte in einem anisotrop elektrisch leitenden Blatt unter Verwendung von Elektromagneten offenbart.
Die erste Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrische Untersuchungseinheit anzugeben, die eine einfache Struktur hat und die wenig wiegt und mit der die Überprüfung einer Platine mit vielen zu überprüfenden Bereichen sehr zuverlässig durchgeführt werden kann.
Die zweite Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines anisotrop elektrisch leitenden Blatts anzugeben, das einfach aus einer Form entnommen werden kann, wobei eine Form verwendet werden kann, die nur geringem Druck widerstehen muß und die einen einfachen Aufbau hat.
Andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen, es zeigen
Figuren 1 und 2 einen vertikalen Querschnitt sowie eine Draufsicht eines Teils eines anisotrop elektrisch leitenden Blatts, das in der elektrischen Untersuchungseinheit dieser Erfindung verwendet wird,
Figur 3 eine diagrammartige Darstellung, die ein Beispiel einer Vorrichtung zur Herstellung eines anisotrop elektrisch leitenden Blatts zeigt,
Figur 4 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels der Gußoberfläche einer oberen Form,
Figur 5 eine auseinandergezogene Darstellung der erfindungsgemäßen elektrischen Untersuchungseinheit,
Figur 6 einen Graph, der die experimentellen Ergebnisse für Beispiel 4 und Vergleichsbeispiel 2 zeigt, und
Figur 7 eine auseinandergezogene Darstellung einer elektrischen Untersuchungseinheit, in der ein herkömmliches Zwischenstiftsystem verwendet wird.
In den Figuren bezeichnet 10 elektrisch leitende Bereiche, 11 hervorstehende Bereiche, 12 eine Substanz mit hohem Molekulargewicht, 13 elektrisch leitende Partikel, 15 isolierende Bereiche, 20 die obere Gußform, 30 die untere Gußform, 21 und 31 Platinen, 22 und 32 Bereiche ferromagnetischer Substanzen, 23 und 33 nichtmagnetische Bereiche, 24 ein Platte einer ferromagnetischen Substanz, 40 ein Mischblatt, 50 einen Freiraum, 61 Untersuchungsköpfe, 62 anisotrop elektrisch leitende Blätter, 63 Gitteradapter, 64 gedruckte Leiterplatten, 65 Untersuchungselektroden, 64A zu überprüfende Bereiche, 91 einen Überprüfungskopf, 92 ein Zwischenstiftsystem, 93 einen Gitteradapter, 94 eine gedruckte Leiterplatte, 95 einen Rückseitenadapter, 96 Untersuchungselektroden, 92A und 92C anisotrop elektrisch leitende Blätter und 92B ein Zwischenstiftsystem.
Erfindungsgemäß ist eine elektrische Untersuchungseinheit vorgesehen, die viele Untersuchungselektroden sowie ein anisotrop elektrisch leitendes Blatt aufweist, das zwischen den Elektroden und einer elektrisch zu überprüfenden Platine angeordnet wird, wenn diese in die Einheit eingelegt wird, wobei das anisotrop elektrisch leitende Blatt mehrere elektrisch leitende Bereiche hat, die sich in Richtung der Dicke des Blatts erstrecken und die voneinander durch isolierende Bereiche isoliert sind, die aus einer isolierenden, elastischen Substanz hohen Molekulargewichts bestehen, wobei jeder elektrisch leitende Bereich von der Oberfläche der isolierenden Bereiche hervorsteht und aus elektrisch leitenden Partikeln zusammengesetzt ist, mit denen die hervorstehenden Bereich dicht gefüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis (D/d) der Dicke des elektrisch leitenden Bereichs (D) zur Dicke des isolierenden Bereichs (d) im Bereich zwischen 2,5 und 40 liegt.
Erfindungsgemäß wir außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines anisotrop elektrisch leitenden Blatts angegeben, das mehrere elektrisch leitende Bereiche hat, die sich in Richtung der Dicke des Blatts erstrecken, wobei diese Bereiche voneinander isoliert sind durch isolierende Bereiche, die aus einer isolierenden, elastischen Substanz hohen Molekulargewichts bestehen, wobei jeder elektrisch leitende Bereich in einem Bereich gebildet wird, der von der Oberfläche des isolierenden Bereichs hervorsteht, indem der isolierende Bereich dicht mit elektrisch leitenden Partikeln gefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren aufweist: das Bilden einer Schicht eines Formmaterials, das aus einem Gemisch elektrisch leitender Partikel besteht, die magnetisch sind, sowie einer Substanz hohen Molekulargewichts, in der Höhlung einer Form, die aus einer oberen und einer unteren Form besteht, deren Formoberflächen jeweils flach sind oder wesentlich kleinere konvexe oder konkave Bereiche haben als die Höhe der hervorstehenden Bereiche des herzustellenden anisotrop elektrisch leitenden Blatts, so daß zwischen der Formoberfläche der oberen Form und der Formmaterialschicht ein Freiraum besteht, Anlegen eines Magnetfelds mit einer Intensitätsverteilung an die Formmaterialschicht in Richtung der Dicke der Schicht, um das Formmaterial zu verflüssigen und die elektrisch leitenden Partikel durch magnetische Kraft zu verschieben, so daß sich die äußere Form der Formmaterialschicht ändert, und dann Abbinden des Formmaterials.
Bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend genau erläutert.
Figuren 1 und 2 zeigen Ausführungsformen der Struktur eines in einer erfindungsgemäßen elektrischen Untersuchungseinheit zu verwendenden elektrisch anisotrop leitenden Blatts, bei dem mehrere elektrisch leitende Bereiche 10, die sich in Richtung der Dicke des Blatts erstrecken, matrixförmig so angeordnet sind, daß sie voneinander durch isolierende Bereiche 15 getrennt sind, wobei jeder elektrisch leitende Bereich 10 in einem Bereich gebildet ist, der von der Oberfläche des isolierenden Bereichs 15 auf einer Seite des Blatts hervorsteht. Jeder elektrisch leitende Bereich 10 kann auch auf der anderen Seite des Blatts hervorstehen.
Jeder elektrisch leitende Bereich 10 wird dadurch gebildet, daß eine isolierende elastische Substanz 12 hohen Molekulargewichts dicht mit elektrisch leitenden Partikeln 13 gefüllt wird, er hat eine druckempfindliche elektrische Leitfähigkeit derart, daß sich der Widerstand verringert, wenn Druck angewendet wird. Der Füllgrad mit elektrisch leitenden Partikeln 13 im elektrisch leitenden Bereich 10 ist vorzugsweise 20 vol.-% oder mehr, insbesondere mehr als 40 vol.-%. Wenn der Füllgrad mit elektrisch leitenden Partikeln 13 niedrig ist, verringert sich der Widerstand des anisotrop elektrisch leitenden Blatts nicht, wenn Druck auf das Blatt ausgeübt wird, so daß Schwierigkeiten hinsichtlich hochzuverlässiger elektrischer Verbindungen auftreten.
In den anisotrop elektrisch leitenden Blättern, die in einer erfindungsgemäßen elektrischen Untersuchungseinheit zu verwenden sind, sind elektrisch leitende Bereiche in den hervorstehenden Bereichen gebildet, es kann jedoch ein isolierender Bereich einer Dicke von etwa 0,5 mm um den elektrisch leitenden Bereich im hervorstehenden Bereich herum gebildet werden.
Die Dicke D des elektrisch leitenden Bereichs 10 wird bestimmt, indem die Höhe h des Hervorstehens des hervorstehenden Bereichs 11 und die Dicke d des isolierenden Bereichs berücksichtigt wird. Wenn jedoch die Dicke D des elektrisch leitenden Bereichs zu groß wird, nimmt der Widerstand im leitenden Zustand zu, so daß ihre Obergrenze vorzugsweise etwa 5 mm ist, praktisch 1 - 5 mm und insbesondere bevorzugt 2 - 4 mm.
Wenn die Dicke D des elektrisch leitenden Bereichs 10 in diesem Bereich liegt, ergibt sich eine hinreichende Leitfähigkeit sicher selbst dann, wenn nur geringer Druck ausgeübt wird.
Außerdem liegt die Dicke d des isolierenden Bereichs 15 vorzugsweise bei 0,1 bis 0,8 mm. Wenn die Dicke d des isolierenden Bereichs 15 in diesem Bereich liegt, ergibt sich eine ausreichende Isolierung, und gleichzeitig kann die Höhe h des Hervorstehens des elektrisch leitenden Bereichs 10 auf einen geeigneten Wert gesetzt werden, ohne daß die Dicke D des elektrisch leitenden Bereichs 10 zu groß würde. Wenn die Dicke d des isolierenden Bereichs 15 zu klein wird, wird die Widerstandsfähigkeit des Blatts zu niedrig, so daß seine Handhabung schwierig wird. Wenn andererseits die Dicke d zu groß wird, ist die Höhe h des Hervorstehens des elektrisch leitenden Bereichs 10 zu groß, so daß der Widerstand des leitfähigen Zustands dazu neigt, zuzunehmen.
Vorzugsweise erfüllen der äußere Durchmesser (bzw. die längere Seite im Falle von Rechtecken) R des hervorstehenden Bereichs sowie der kleinste Abstand r zwischen benachbarten hervorstehenden Bereichen 11 die folgende Beziehung:
0,1 ≤ r/R.
Wenn diese Beziehung eingehalten wird, kann die Verschiebung in Querrichtung bei Deformierung des hervorstehenden Bereichs 11 durch Anlegen eines Drucks in Richtung der Dicke leicht aufgefangen werden. Außerdem kann hinreichend sicher vermieden werden, daß benachbarte hervorstehende Bereiche 11 elektrisch miteinander in Kontakt geraten.
In der Einheitsfläche S, die für die elektrische Verbindung eines anisotrop elektrisch leitenden Blatts wirksam ist, ist es vorzuziehen, daß die Gesamtsumme S&sub1;&sub0; der Flächen der hervorstehenden Bereiche 11 und die Gesamtsumme S&sub2;&sub0; der Flächen der isolierenden Bereich 15 die folgende Beziehung erfüllen, wobei die maximale Verschiebung, die praktisch zu berücksichtigen ist, als &epsi; bezeichnet wird:

S&sub1;&sub0;/S&sub2;&sub0; ≤ (h-&epsi;)/&epsi;.

Die Anzahl der elektrisch leitenden Bereiche 10 pro Einheitsfläche, also die Dichte der elektrisch leitenden Bereiche, ist vorzugsweise 10 bis 70 Bereiche pro cm², damit die Bereiche 10 der miniaturisierten gedruckten Leiterplatte oder ähnlichem entsprechen können.
Die Form des hervorstehenden Bereichs 11 in der Draufsicht (anders ausgedrückt, die Form, die von der Oberfläche aus gesehen wird, von der der Bereich hervorsteht) muß nicht kreisförmig sein, sie kann ein Rechteck sein oder eine andere Form.
Die elektrisch leitenden Partikel, die ein Bestandteil des elektrisch leitenden Bereichs 10 sind, weisen beispielsweise magnetische Metallpartikel auf, etwa Nickel, Eisen, Kobalt oder ähnliches oder ihre Legierungen; dies Partikel können mit Gold, Silber, Palladium, Rhodium oder ähnlichen überzogen sein; nicht magnetische Metallpartikel, die mit elektrisch leitenden magnetischen Substanzen wie Nickel, Kobalt oder ähnlichem plattiert sind, anorganische Partikel wie Glasperlen oder ähnlichem, die mit elektrisch leitenden, magnetischen Substanzen wie Nickel, Kobalt oder ähnlichem plattiert sind, und Polymerpartikel, die mit elektrisch leitenden, magnetischen Substanzen wie Nickel, Kobalt oder ähnlichem überzogen sind, usw. Im Hinblick auf die Verringerung der Herstellungskosten sind Partikel von Nickel, Eisen oder deren Legierungen besonders zu bevorzugen. Im Hinblick auf elektrische Kennwert der Art, daß der elektrische Widerstand klein ist, sind goldplattierte Partikel zu bevorzugen.
Die Partikeldurchmesser der elektrisch leitenden Partikel sind vorzugsweise 10 - 400 µm, insbesondere 40 - 100 µm, bei ihnen wird der elektrische Kontakt der elektrisch leitenden Partikel miteinander im elektrisch leitenden Bereich 10 hinreichend gut, und sie erleichtern das Verschieben, wenn auf den elektrisch leitenden Bereich 10 Druck ausgeübt wird.
Die isolierende, elastische Substanz hohen Molekulargewichts, die ein anderer Bestandteil des elektrisch leitenden Bereichs 10 ist, ist vorzugsweise eine Substanz hohen Molekulargewichts, die eine vernetzte Struktur hat, und unvernetzte hochpolymere Materialien, die man verwenden kann, um solche hochmolekulargewichtigen Substanzen mit vernetzter Struktur zu erhalten, umfassen Siliconkautschuk, Polybutadien, Naturkautschuk, Polyisopren, Styrolbutadien, Copolymer-Kautschuk, Acrylonitril -Butadien-Copolymer-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Copolymer-Kautschuk, Urethankautschuk, Polyesterkautschuk, Chloroprenkautschuk, Epichlorhydrinkautschuk und ähnliches. Das den isolierenden Bereich 15 bildende Material ist im allgemeinen die gleiche Substanz hohen Molekulargewichts wie diejenige, die die elektrisch leitenden Bereiche bildet.
Nachfolgend wir das Verfahren zu Herstellung eines anisotrop elektrisch leitenden Blatts beschrieben.
Bei diesem Verfahren wird ein Formpaar bestehend aus einer oberen und einer unteren Form verwendet, deren Formoberflächen jeweils flach sind oder konkave bzw. konvexe Bereiche hat, die wesentlich kleiner sind als die Höhe der hervorstehenden Bereiche des anisotrop elektrisch leitenden Blatts.
Beim Gießen wird eine Schicht eines Formmaterials, das aus einem Gemisch aus elektrisch leitenden, magnetischen Partikeln und einem hochpolymeren Material besteht (nachfolgend als Gemischblatt bezeichnet), in der Formhöhlung gebildet. Das Gemischblatt hat eine Dicke von üblicherweise 0,1 - 3 mm.
Danach wird an das Gemischblatt in Richtung der Dicke des Blatts ein Magnetfeld mit einer Intensitätsverteilung so angelegt, daß zwischen der Formoberfläche der oberen Form und der oberen Oberfläche des Gemischblatts ein Freiraum entsteht, und das Formmaterial wird verflüssigt, während aufgrund magnetischer Kräfte die elektrisch leitenden Partikel verschoben werden, so daß sich die äußere Form des Gemischblatts ändert, dann wird das Formmaterial gehärtet bzw. es bindet ab, wodurch ein anisotrop elektrisch leitendes Blatt hergestellt wird. In diesem Fall muß der Abstand zwischen der Formoberfläche der oberen Form und der Formoberfläche der unteren Form größer sein als die Dicke des Gemischblatts, vorzugsweise ist er 1 - 5 mm, insbesondere 2 - 4 mm.
Da somit zwischen der Formoberfläche der oberen Form und der oberen Oberfläche des Gemischblatts in der Höhlung der Form ein Freiraum vorliegt, können die elektrisch leitenden Partikel zusammen mit dem hochpolymeren Material aufgrund der Wirkung des Magnetfelds, das eine Intensitätsverteilung hat und das an das Gemischblatt angelegt wird, hervorstehen.
Das Aushärten bzw. Abbinden des Gemischblatts nach der Änderung der äußeren Form des Gemischblatts erfolgt üblicherweise durch Vernetzung.
Nachfolgend wird eine genauere Erläuterung gegeben. Die Form besteht aus einem Paar einer oberen und einer unteren Form, von denen jede insgesamt eine etwa flache, plattenartige Form hat, und vorzugsweise sind die obere und die untere Form so konstruiert, daß sie auf einem Elektromagneten angebracht oder einstückig mit diesem konstruiert sind, so daß das Gemischblatt unter Wärme ausgehärtet werden bzw. abbinden kann, während ein Magnetfeld an das Gemischblatt angelegt wird.
Zur Bildung von Vorsprüngen, die die elektrisch leitenden Bereiche werden, an geeigneten Positionen durch Anlegen eines Magnetfelds an das Gemischblatt ist es zu bevorzugen, daß zumindest die obere Form, vorzugsweise sowohl die obere Form als auch die untere Form so konstruiert sind, daß eine aus einem ferromagnetischen Material, wie Eisen, Nickel oder ähnlichem bestehende Grundplatte eine Schicht hat, die aus Bereichen ferromagnetischer Substanzen wie Eisen, Nickel oder ähnlichem bestehen, um im Magnetfeld in der Form eine Intensitätsverteilung hervorzurufen, sowie Bereiche nichtmagnetischer Substanzen, wie nichtmagnetisches Material, etwa Kupfer oder ähnliches, ein wärmefester Kunststoff wie Polyimid oder ähnliches, Luft oder ähnliches, die mosaikartig angeordnet sind (diese Schicht wird nachfolgend als Mosaikschicht bezeichnet).
Die Formoberfläche der oberen und der unteren Form ist flach oder kann konkave oder konvexe Formen aufweisen, die wesentlich kleiner sind als die Höhen des Hervorspringens der hervorspringenden Bereiche, beispielsweise also konkave oder konvexe Bereich von 0,5 mm oder weniger an Höhe bzw. Tiefe. Wenn solche konkaven oder konvexen Bereiche in der Formoberfläche der unteren Form ausgebildet werden, entstehen an der unteren Oberfläche des anisotrop elektrisch leitenden Blatts entsprechende konkave oder konvexe Formen.
Die Dicke sowohl der oberen als auch der unteren Form ist vorzugsweise 3 mm bis 5 cm, insbesondere 5 mm bis 1 cm. Wenn die obere und die untere Form dünn sind, ist die Stärke der Form nicht ausreichend, so daß während der Handhabung die Form selbst verformt wird. Wenn andererseits die obere und die untere Form zu dick sind, werden sie schwer, so daß ihre Handhabung schwierig wird.
Die Fläche, äußere Form oder ähnliches der oberen und der unteren Form sind weniger wichtig, es ist aber notwendig, daß auf der gesamten Formoberfläche zumindest im Bereich des Gemischblatts durch die Wirkung eines Elektromagnets ein magnetisches Feld mit Intensitätsverteilung gebildet werden kann.
Die Dicke der Mosaikschicht in der Form ist vorzugsweise 0,1 bis 1 mm. Wenn die Moasikschicht dünn ist, wird die Intensitätsverteilung des Magnetfelds ungenügend und es wird schwierig, ein anisotrop elektrisch leitendes Blatt herzustellen. Wenn andererseits die Mosaikschicht dick ist, ist viel Zeit und Arbeit zur Herstellung einer Form notwendig.
Die Anordnung, Form und ähnliches der Bereiche einer ferromagnetischen Substanz bzw. der Bereiche einer nichtmagnetischen Substanz in der Mosaikschicht ergeben sich nach Maßgabe des herzustellenden anisotrop elektrisch leitenden Blatts. Es ist notwendig, die Bereiche ferromagnetischer Substanz an Orten anzuordnen, die den elektrisch leitenden Bereichen des anisotrop elektrisch leitenden Blatts entsprechen, und die Formen der Bereiche ferromagnetischer Substanz werden an die Form des Querschnitts der elektrisch leitenden Bereiche angepaßt.
Die oben erwähnte Form kann beispielsweise durch das folgende Verfahren hergestellt werden:
(1) Aus einer Grundplatte aus ferromagnetischem Material werden Bereiche herausgeschnitten, in denen Bereiche einer nichtmagnetischen Substanz gebildet werden, etwa durch Schneiden, Ätzen oder ähnliches, danach werden die ausgeschnittenen Bereiche mit einer nichtmagnetischen Substanz gefüllt, beispielsweise durch ein Verfahren des Eingießens von Kunstharz in den ausgeschnittenen Bereich oder durch Plattieren des ausgeschnittenen Bereichs mit Kupfer, um die Mosaikschicht zu bilden, wodurch die Form entsteht.
(2) Ein Platte aus nichtmagnetischer Substanz wird an den Bereichen perforiert, an denen Bereich ferromagnetischer Substanzen ausgebildet werden sollen. In den entstehenden Löchern wird eine in die entsprechende Form gegossene ferromagnetische Substanz befestigt, und die sich ergebende Mosaikschicht wird zur Herstellung einer Form an der Grundplatte aus ferromagnetischem Material befestigt.
Die ferromagnetische Substanz, die die Mosaikschicht aus Bereichen ferromagnetischer Substanz und Bereichen nichtmagnetischer Substanz einer Form bildet, ist nicht immer identisch mit dem Material der ferromagnetischen Substanz der Platte, die die Grundplatte wird. Zwischen den zwei ferromagnetischen Substanzen kann eine dünne Schicht nichtmagnetischer Substanz vorgesehen sein. Es reicht aus, daß die zwei ferromagnetischen Substanzen magnetisch eng miteinander verbunden sind, damit sie im magnetischen Kreis in Serie liegen, so daß sich in der Form eines ausreichende Magnetfeldverteilung ergibt. Es ist nicht immer notwendig, die zwei ferromagnetischen Substanzen direkt miteinander in Kontakt zu bringen.
Es ist nicht notwendig, daß auf der Formoberfläche der Form die Mosaikschicht, die aus Bereichen ferromagnetischer Substanz und aus Bereichen nichtmagnetischer Substanz besteht, blank ist, beispielsweise kann die Mosaikschicht mit einer Schicht eines nichtmagnetischen Harzes überzogen sein, wenn diese hinreichend dünn ist.
In der aus Bereichen ferromagnetischer Substanz und Bereichen nichtmagnetischer Substanz bestehenden Mosaikschicht ist es nicht immer notwendig, daß die Bereiche nichtmagnetischer Substanz darin befestigt sind. In den nichtmagnetischen Bereichen kann beispielsweise Luft vorhanden sein, soweit damit nicht Probleme unzureichender Festigkeit der Form oder ähnliches auftreten. Dann kann die Formoberfläche der Form flach gemacht werden, indem ein Blatt aus Kunstharz oder ähnliches an der Oberfläche des Bereichs ferromagnetischer Substanz befestigt wird.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer Vorrichtung zur Erzeugung eines anisotrop elektrisch leitenden Blatts, in dieser Figur bezeichnet 1A einen Elektromagneten, 20 und 30 die obere Form und die untere Form, die eine Form bilden, und 40 ein Gemischblatt, das aus einem Formmaterial besteht, nämlich elektrisch leitenden Partikeln, die magnetisch sind, und einem hochpolymeren, nicht vernetzten Material.
In der oberen Form 20 und der unteren Form 30 einer Form bezeichnen 21 und 31 Grundplatten, die jeweils aus einer ferromagnetischen Substanz bestehen, 22 und 32 Bereiche ferromagnetischer Substanz zur Bildung der elektrisch leitenden Bereiche, 23 und 33 Bereiche nichtmagnetischer Substanz, und die oben erwähnte Mosaikschicht der oberen Form 20 besteht aus Bereichen 22 ferromagnetischer Substanz und Bereichen 23 nichtmagnetischer Substanz, und die Mosaikschicht der unteren Form 30 besteht aus Bereichen 32 ferromagnetischer Substanz und aus Bereichen 33 nichtmagnetischer Substanz.
Das Beispiel der Fig. 3 ist so aufgebaut, daß die obere Form 20 und die untere Form 30 von den Elektromagneten 1A und 1B abgenommen werden können, die Konstruktion kann jedoch auch so sein, daß die Magnetpole des Elektromagneten selbst als Form verwendet werden können.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel einer Formoberfläche der oberen Form 20, in der viele Nuten kreuzweise auf einer Seite einer aus einer ferromagnetischen Substanz hergestellten Platte 24 ausgebildet sind, die Nuten ermöglichen die Bildung der Bereiche 23 nichtmagnetischer Substanz, und die magnetische Substanz um die Nut herum bildet die Bereiche 22 ferromagnetischer Substanz.
Als nächstes wird ein spezielles Verfahren zur Herstellung anisotrop elektrisch leitender Blätter erläutert.
Zunächst wird auf die obere Oberfläche, also die Formoberfläche der unteren Form 30, die horizontal angeordnet ist, ein Gemisch aus elektrisch leitenden Partikeln, die magnetisch sind, und nicht vernetztem hochpolymeren Material in gleichförmiger Dicke aufgetragen, um das Gemischblatt 40 zu bilden.
Die Dicke des Gemischblatts 40 ist vorzugsweise 0,1 - 3 mm, wie oben erwähnt, der Volumenanteil der elektrisch leitenden Partikel ist vorzugsweise 5 - 50 vol.-%, wobei es im Hinblick auf die Erhöhung der Leistung des anisotrop elektrisch leitenden Blatts notwendig ist, die Form der elektrisch leitenden Bereich des anisotrop elektrisch leitenden Blatts, den Volumenanteil der elektrisch leitenden Partikel, die Gesamtform des anisotrop elektrisch leitenden Blatts usw. gemeinsam zu prüfen und zu optimieren.
Danach wird die obere Form 20 auf das Gemischblatt 40 so beabstandet gelegt, daß sie sich gegenüberliegen. Der Freiraum 50 hat den Zweck, daß dann, wenn an das Gemischblatt 40 ein Magnetfeld angelegt wird, die elektrisch leitenden Partikel im Gemischblatt 40 verschoben werden können, das Formmaterial, das das Gemischblatt 40 bildet, verflüssigt sich, so daß sich dessen äußere Form ändert, wodurch die elektrisch leitenden Bereiche und die isolierenden Bereiche gebildet werden können. Der Abstand der Formoberfläche der unteren Form 30 zur Formoberfläche der oberen Form 20 kann die Dicke D des endgültigen anisotrop elektrisch leitenden Blatts betragen.
Die obere Form 20 und die untere Form 30, die sich im obigen Zustand befinden werden jeweils auf die Elektromagneten 1A und 1B gesetzt, und die Elektromagneten 1A und 1B werden so betrieben, daß in Richtung der Dicke des Gemischblatts ein Magnetfeld mit einer Intensitätsverteilung an das Gemischblatt 40 durch die obere Form 20 und die untere Form 30 hindurch angelegt wird, so daß die elektrisch leitenden Bereiche hervorstehen, und während des Anlegens des Magnetfelds oder danach wird das unvernetzte hochpolymere Material vernetzt. Dadurch werden die elektrisch leitenden Bereiche 10 und die isolierenden Bereiche 15 gleichzeitig gebildet.
Wenn der Aufbau so ist, daß der Abstand zwischen der oberen Form 20 und der unteren Form 30 bei angelegtem Magnetfeld geändert werden kann, ist es möglich, am Anfang die obere Form 20 unmittelbar über dem Gemischblatt 40 anzuordnen und den Abstand zwischen der oberen Form 20 und der unteren Form 30 allmählich zu erhöhen, während das magnetische Feld angelegt ist, und wenn der notwendige Abstand erreicht ist, wird die Vernetzung vorgenommen.
Die Intensität des an das Gemischblatt 40 anzulegenden Magnetfelds ist üblicherweise 200 - 20 000 Gauss im Durchschnitt über die Formhöhlung hinweg. Die Vernetzungstemperatur und -zeit bei der Vernetzungsreaktion können in Abhängigkeit von der Art des unvernetzten hochpolymeren Materials, der Zeitdauer, während derer die elektrisch leitenden Partikel konzentriert zu den elektrisch leitenden Bereichen bewegt werden können, usw., geeignet verändert werden. Wenn ein Siliconkautschuk verwendet wird, der bei Zimmertemperatur aushärtet bzw. abbindet, beträgt die Vernetzungszeit etwa 24 h bei Zimmertemperatur, etwa 2 h bei 40 ºC oder etwa 30 min bei 80 ºC.
Um den Transport der elektrisch leitenden Partikel zu den elektrisch leitenden Bereichen zu vereinfachen, sollte die Viskosität des Gemischblatts vor der Vernetzungsreaktion vorzugsweise 10&sup4; - 10&sup7; Poise sein, sofern die Dehnungsrate 10 s&supmin;¹ bei 25 ºC ist.
Als nächstes wird die elektrische Überprüfungseinheit dieser Erfindung erläutert. Fig. 5 ist eine diagrammartige Darstellung, die auseinandergezogen ein Beispiel einer erfindungsgemäßen elektrischen Untersuchungseinheit zeigt. In Fig. 5 zeigt 61 einen Untersuchungskopf, 62 ein anisotrop elektrisch leitendes Blatt, 63 einen Gitteradapter, 64 eine gedruckte Leiterplatte.
Die als Beispiel gewählte Einheit ist eine Einheit für zweiseitige Untersuchung, die gleichzeitig beide Seiten einer gedruckten Leiterplatte 64 untersuchen bzw. Überprüfen kann, und eine Kombination auf Überprüfungskopf 61, anisotrop elektrisch leitendem Blatt 62 und Gitteradapter 63 ist auf jeder der Seiten der gedruckten Leiterplatte 64 angeordnet. Das anisotrop elektrisch leitende Blatt 62 ist hier durch eine Trägerplatte (in der Figur nicht gezeigt) gehalten, die an Stellen entsprechend den hervorstehenden Bereichen des Blatts perforiert ist.
Der Untersuchungskopf 61 hat stiftartige Überprüfungselektroden 65, die an Positionen entsprechend den elektrisch leitenden Bereichen 10 des anisotrop elektrisch leitenden Blatts 62 angebracht sind.
Der Gitteradapter 63 wird verwendet, damit das Anordnungsmuster eines jeden zu überprüfenden Bereiches 64A der gedruckten Leiterplatte 64 dem Anordnungsmuster der Überprüfungselektroden 65 entspricht. Der Gitteradapter 63 wird wahlweise entsprechend dem Anordnungsmuster eines jeden zu untersuchenden Bereichs 64A der gedruckten Leiterplatte 64 verwendet, wenn die Anordnungsmuster aller zu überprüfenden Bereiche 64A identisch mit dem der Untersuchungselektroden 65 sind, kann der Gitteradapter weggelassen werden.
Bei dieser Einheit ist ein anisotrop elektrisch leitendes Blatt zwischen viele Untersuchungselektroden 65 und die gedruckte Leiterplatte 64 gelegt. In diesem Zustand wird die Überprüfung der gedruckten Leiterplatte 64 durchgeführt.
Nach Anlegen von Druck an die Untersuchungselektroden 65 durch eine (in Fig. 5 nicht dargestellte) Druckbeaufschlagungseinrichtung werden das anisotrop elektrisch leitende Blatt 62 und der Gitteradapter 63, die, wie in Fig. 5 gezeigt auf beiden Seiten der gedruckten Leiterplatte 64 so angeordnet sind, daß die gedruckte Leiterplatte von beiden Seiten her Druck erfährt, und die elektrisch leitenden Bereiche 10 des anisotrop elektrisch leitenden Blatts 62 so gepreßt, daß sich eine wirksame elektrische Leitung ergibt, wodurch es möglich wird zu überprüfen, ob die elektrische Leitfähigkeit bzw. Isolierung jeder zu überprüfenden Elektrode der gedruckten Leiterplatte gut ist oder nicht.
Die Druckausübungseinrichtung ist üblicherweise auf der Rückseite des Untersuchungskopfs 61 vorgesehen, auf der Rückseite des Untersuchungskopfs 61 ist jedoch eine für die Überprüfung notwendige elektrische Schaltung vorgesehen. Es ist deshalb wichtig die elektrische Schaltung gegen Wechselbelastungen zu schützen.
Im anisotrop elektrisch leitenden Blatt, das in der erfindungsgemäßen elektrischen Untersuchungseinheit verwendet wird, bestehen die elektrisch leitenden Bereiche aus den von der Oberfläche der isolierenden Bereiche hervorstehenden Bereichen, wobei die hervorstehenden Bereiche dicht mit elektrisch leitenden Partikeln gefüllt sind, so daß es möglich ist, den Kontakt der elektrisch leitenden Partikel miteinander ausreichend zu machen, wodurch im leitenden Zustand des elektrisch leitenden Bereichs der Widerstand klein wird, außerdem kann die Änderung des Widerstandswerts durch eine Änderung des angelegten Drucks auf einen kleinen Wert eingestellt werden, um zu verhindern, daß sich die elektrische Leitfähigkeit aufgrund eines ungleichförmig angelegten Drucks ändert.
Da der Widerstandswert im leitenden Zustand der elektrisch leitenden Bereiche des anisotrop elektrisch leitenden Blatts somit klein ist und auch die Änderung des Widerstandswerts aufgrund der Änderung des angelegten Drucks klein ist, muß der an jeden elektrisch leitenden Bereich angelegte Druck nicht streng gleichmäßig sein, die Anforderungen an die Druckbeaufschlagungseinrichtung konnten herabgesetzt werden. Und da die elektrisch leitenden Bereiche für sich in den hervorstehenden Bereichen des anisotrop elektrisch leitenden Blatts verhindern, daß sich Strom in Querrichtung ausbreitet, und die Funktion eines Zwischenstifts eines herkömmlichen Zwischenstiftsystems übernehmen, kann eine gedruckte Leiterplatte mit vielen zu überprüfenden Elektroden elektrisch sehr zuverlässig überprüft werden, indem ein einfacher Aufbau ohne Verwendung eines komplizierten Zwischenstiftsystems verwendet werden müßte.
Im beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines anisotrop elektrisch leitenden Blatts wird das Gemischblatt in der Höhlung einer Paarung einer oberen und einer unteren Form gebildet, von denen jede eine flache oder leicht unebene Formoberfläche hat, so daß sich ein Freiraum zwischen der Formoberfläche der oberen Form und dem Gemischblatt bildet, in diesem Zustand wird ein spezielles Magnetfeld an das Gemischblatt angelegt, um die äußere Form des Gemischblatts auf eine bestimmte Form hin unter Verwendung der magnetischen Kraft zu ändern, wodurch das anisotrop elektrisch leitende Blatt hergestellt wird. Die Höhe des Hervorstehens des hervorstehenden Bereichs des anisotrop elektrisch leitenden Blatts kann damit im wesentlichen durch den Abstand zwischen der Formoberfläche der oberen Form und der oberen Oberfläche des Gemischblatts bestimmt werden. Dementsprechend kann die Höhe des Hervorstehens durch Verwendung einer einfach aufgebauten Form leicht eingestellt werden. Wenn andererseits die Höhlung der Form vollständig mit dem Formmaterial ausgefüllt ist, so daß sich im Hohlraum der Form kein Freiraum ergibt, und das Formmaterial druckgeformt wird, wird die Höhe des Hervorstehens der hervorstehenden Bereiche ausschließlich durch die Tiefe der Nuten bestimmt, die in de Formoberfläche der Form ausgebildet sind. Dann ist es schwierig, die Höhe des Hervorstehens durch eine Form einzustellen.
Erfindungsgemäß wird das Formen in einem Zustand vorgenommen, in dem ein Freiraum zwischen der oberen Oberfläche des Gemischblatts und der Formoberfläche der oberen Form vorliegt, also ohne daß direkt Druck auf das Gemischblatt ausgeübt wird. Die Form muß deshalb nicht hohen Drücken standhalten können, der Aufbau der Form wird einfach, das Gewicht der Form kann verringert werden, so daß ihre Handhabung einfach wird. Beim Druckformverfahren, bei dem der Hohlraum der Form mit dem Formmaterial gefüllt wird, muß die Druckwiderstandsfähigkeit der Form dagegen hoch sein, so daß der Aufbau kompliziert, das Gewicht der Form hoch und die Handhabung umständlich werden.
Wie oben erwähnt ergibt sich zwischen der Formoberfläche der oberen Form und der oberen Oberfläche des Gemischblatts in der Form ein Freiraum. Damit wird das Freigeben des geformten Produkts, also eines anisotrop elektrisch leitenden Blatts sehr einfach. Beim Druckgußverfahren, bei dem der Hohlraum der Form vollständig mit dem Formmaterial ausgefüllt ist, ist es dagegen notwendig, konkave und konvexe Bereiche entsprechend den hervorstehenden Bereichen der Formoberfläche der Form zu bilden. Damit wird es schwierig, die hervorstehenden Bereiche aus der Form zu entfernen, es muß befürchtet werden, daß das anisotrop elektrisch leitende Blatt beschädigt wird.
Da die Formoberfläche der Form flach oder nahezu flach ist, wird der Aufbau der Form einfacher, und da die Form der Formoberfläche der unteren Form beliebig ausgebildet sein kann und da die Bereiche entsprechend den elektrisch leitenden Bereichen hervorstehen oder eingedrückt sein können, wird der Aufbau einfacher. Beim Druckformverfahren ist es dagegen notwendig, hervorstehende Bereiche an der Formoberfläche der Form zur Bildung der isolierenden Bereich des anisotrop elektrisch leitenden Blatts an den Bereichen vorzusehen, an denen keine Vorsprünge vorhanden sind, so daß der Aufbau der Form kompliziert wird.
Nachfolgend wird die Erfindung bezugnehmend auf Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.

Beispiel 1

Auf einer Seite einer Eisenplatte quadratischer Form von 12 cm Seitenlänge und 8 mm Dicke sind kreuzweise 51 Nuten mit 0,46 mm Tiefe und 1,7 mm Breite in einer Schrittweite von 2,6 mm in jeder Richtung angebracht. Es wurden eine obere und eine untere Form hergestellt, die jeweils aus Bereichen nichtmagnetischer Substanzen bestanden, die gebildet wurden, indem die Nuten mit Kupfer gefüllt wurden, sowie aus Bereichen ferromagnetischer Substanzen, die aus dem Eisen um die Nuten herum bestehen.
Die Überprüfungseinheit aus Fig. 3 wurde hergestellt, indem solche oberen bzw. unteren Formen verwendet wurden, und der Abstand zwischen der oberen und der unteren Form wurde wie in Tabelle 1 gezeigt, eingestellt, und das Gemischblatt, das eine Zusammensetzung wie in Tabelle 1 gezeigt hat, wurde einer Vernetzungsreaktion unter den Herstellungsbedingungen, wie sie in Tabelle 1 gezeigt sind, unterworfen, um ein anisotrop elektrisch leitendes Blatt herzustellen, das die Eigenschaften hat, wie sie in Tabelle 2 gezeigt sind.

Beispiel 2 und 3 und Vergleichsbeispiel 1

Dasselbe Verfahren wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch der Aufbau der Inspektionseinheit, die Zusammensetzung des Gemischblatts und die Herstellungsbedingungen geändert wurden, wie in Tabelle 1 gezeigt, um anisotrop elektrisch leitende Blätter 2 und 3 zu erzeugen, die einen Aufbau wie in Tabelle 2 beschrieben haben, sowie ein anisotrop elektrisch leitendes Blatt a als Vergleich. Tabelle 1 Aufbau der Herstellungsvor-richtung Zusammensetzung des Gemischblatts Abstand zwischen oberer Form und unterer Form elektrisch leitende Partikel unvenetztes hochpolymeres Material Art durch-schnittl. Durchmesser Menge Art Beispiel Vergleichsbeispiel Nickel Silicongummi bei Raumtemperatur abbinden wie oben Tabelle 1 (Fortsetzung.) Herstellungsbedingungen Dicke des Gemischblatts Vernetsungstemperatur Vernetsungszeit Intensität des Magnetfelds (Gauss) Anmerkung: Silicongummi, der bei Zimmertemperatur abbindet, ehält 10 Gew.-% deines Vernetzungsmittels Tabelle 2 Anisotrop elektrisch leitendes Blatt Nr. Höhe h der Vorsprünge Dicke des isolierenden Bereichs Verhältnis h/d Grundrißform der elektrisch leitenden Bereiche Beispiel Vergleichsbeispiel quadratisch Tabelle 2 (Fortsetzung.) Dicke D der elektrisch leitenden Bereiche Füllgrad mit elektrische leitenden Partikeln Wert von R Verhältnis Dichte der elektrisch leitenden Vorsprünge Bereiche Anmerkungen: R: äußerer Durchmesser der hervorstehenden Bereiche. r: kürzerer Abstand zwischen benachbarten hervorstehenden Bereichen. S&sub1;&sub0;: Gesamtsumme der Fläche der hervorstehenden Bereiche auf einer gegebenen Fläche S. S&sub2;&sub0;: Gesamtsumme der Fläche der isolierten Bereiche in einer gegebenen Fläche S.
Aus den Tabellen 1 und 2 ergibt sich, daß in den hergestellten anisotrop elektrisch leitenden Blättern 1 bis 3 mehrere elektrisch leitende Bereiche, die sich in Richtung der Dicke des Blatts erstrecken, so angeordnet sind, daß die elektrisch leitenden Bereiche gegeneinander durch isolierende Bereich isoliert sind, wobei jeder elektrisch leitende Bereich in einem Bereich gebildet ist, der von der Oberfläche des isolierenden Bereichs auf einer Seite des Blatts absteht, wobei eine isolierende, elastische Substanz hohen Molekulargewichts dicht mit elektrisch leitenden Partikeln gefüllt ist.
Andererseits wurde das anisotrop elektrisch leitende Blatt a für Vergleichszwecke so hergestellt, daß der Abstand zwischen der oberen Form und der unteren Form gleich der Dicke des Gemischblatts ist, dadurch ist das Blatt flach und hat keine hervorstehenden Bereich.

Beispiele 4 bis 6

Elektrische Untersuchungseinheiten, die den in Fig. 5 gezeigten Aufbau haben, wurden hergestellt, indem anisotrop elektrisch leitende Blätter verwendet wurden, wie sie in den Beispielen 1 bis 3 beschrieben wurden.
Diese elektrischen Untersuchungseinheiten wurden benützt, und die elektrisch leitenden Bereiche wurden ausgehend von ihrer ursprünglichen Länge allmählich zusammengedrückt, wodurch die folgenden Tests durchgeführt wurden:
(1) ein Test zur Bestimmung der maximalen Änderung des Gesamtwiderstandswerts zwischen den Überprüfungselektroden und den anderen zu überprüfenden Elektroden auf der Grundplatte, wenn die Druckverschiebung der elektrisch leitenden Bereiche im Bereich von 0,1 bis 0,5 mm pro Überprüfungselektrode liegt.
(2) ein Test zur Bestimmung des Gesamtwiderstandswerts zwischen den Überprüfungselektroden und den anderen zu überprüfenden Elektroden der Basisplatte im leitfähigen Zustand, wenn die Druckverschiebung der elektrisch leitenden Bereiche 0,3 mm pro Überprüfungselektrode ist.
Die gefundenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Die in Beispiel 4 gefundenen Werte sind durch Kurve 1 in Fig. 6 dargestellt.

Vergleichsbeispiel 2

Eine herkömmliche elektrische Untersuchungseinheit, in der ein Zwischenstiftsystem des Aufbaus aus Fig. 7 verwendet wird, wurde vorbereitet, indem die anisotrop elektrisch leitenden Blätter verwendet wurden, die man nach Vergleichsbeispiel 1 erhielt und deren beide Oberflächen flach sind.
Diese elektrische Überprüfungseinheit wurde betrieben, um die gleichen Tests wie in Beispiel 4 durchzuführen. Die gewonnenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt, die gefundenen Werte sind durch Kurve II in Fig. 6 gezeigt. Tabelle 3 Anisotrop elektrisch leitendes Blatt Nr. Verhältnis Füllgrad mit elektrisch leitenden Partikeln Maximale Änderung des Widerstandes, wenn sich die Druckverschiebung der elektrisch leitenden Bereiche zwischen 0,1 und 0,5 mm bewegt Widerstand, wenn die Druckverschiebung 0,3 mm beträgt Beispiel Vergleichsbeispiel Anmerkung: h: Höhe des hervorstehenden Bereichs d: Dicke des isolierenden Bereichs
Den Ergebnissen der Tabelle 3 und in Fig. 6 kann man entnehmen, daß dann, wenn die anisotrop elektrisch leitenden Blätter 1 bis 3 verwendet werden, der Widerstandswert im leitenden Zustand der elektrisch leitenden Bereiche, die sehr dicht angeordnet sind, klein wird, so daß die Präzision der Überprüfung verbessert werden kann. Außerdem erhält man selbst dann, wenn der an jeden elektrisch leitenden Bereich angelegte Druck verändert wird, die gleiche elektrische Leitfähigkeit, so daß die Anforderungen an die Druckausübungseinrichtungen niedriger werden und die elektrische Überprüfung mit hoher Zuverlässigkeit durchgeführt werden kann.
Die Auswirkungen der Erfindung können wie folgt zusammengefaßt werden:
Die erfindungsgemäße elektrische Untersuchungseinheit hat einen einfachen Aufbau, das Gewicht nimmt ab, und die Widerstandswerte im leitenden Zustand der elektrisch leitenden Bereiche eines anisotrop elektrisch leitenden Blatts sind klein, so daß sich eine gute elektrische Leitfähigkeit ergibt. Außerdem ist die Änderung des Widerstandswerts der elektrisch leitenden Bereiche in Abhängigkeit von einer Änderung des ausgeübten Drucks klein, und selbst wenn der an die einzelnen elektrisch leitenden Bereiche angelegte Druck ungleichförmig ist, erhält man sicher eine elektrische Leitfähigkeit eines konstanten Werts, so daß man zuverlässig eine präzise Überprüfung durchführen kann.
Die elektrisch leitenden Bereiche für sich, die in den hervorstehenden Bereichen des anisotrop elektrisch leitenden Blatts gebildet sind, verhindern, daß sich elektrischer Strom in Querrichtung ausbreitet, so daß sie ihre Funktion des Sicherstellens der Punkt-zu-Punkt-Entsprechung zwischen Überprüfungselektrode und anderen zu überprüfenden Elektroden erfüllen. Dadurch kann die elektrische Überprüfung gedruckter Leiterplatte mit vielen zu überprüfenden Bereichen sicher vorgenommen werden, indem eine elektrische Überprüfungseinheit verwendet wird, die einen einfachen Aufbau ohne herkömmliche Zwischenstiftsysteme hat.
Außerdem wird beim vorliegenden Verfahren zur Herstellung eines anisotrop elektrisch leitenden Blatts ein Formmaterial unter Verwendung magnetischer Kräfte in einem Zustand geformt, bei dem zwischen der Formoberfläche der oberen Form und der oberen Oberfläche des Gemischblatts ein Freiraum vorliegt, so daß die Höhe des Hervorspringens der hervorspringenden Bereiche durch den Abstand definiert werden kann, so daß die Höhe des Hervorspringens einfach eingestellt werden kann.
Auf das Gemischblatt wird anders als im Druckgußverfahren kein Druck ausgeübt, so daß die Druckwiderstandsfähigkeit der Form gering sein kann.
Die Formoberfläche einer Form ist flach oder nahezu flach, so daß das Freigeben eines anisotrop elektrisch leitenden Blatts aus der Form einfach ist. Die Anforderungen an eine Form verringern sich stark, die Freiheit beim Entwurf einer Form erhöht sich.

Claims

1. Elektrische Untersuchungseinheit mit vielen Untersuchungselektroden (65) und einem anisotrop elektrisch leitenden Blatt (62), das zwischen die Elektroden (63) und einer elektrisch zu untersuchenden Basisplatte (64) gelegt wird, wenn sie in die Einheit eingelegt wird, wobei das anisotrop elektrisch leitende Blatt mehrere elektrisch leitende Bereiche (10) hat, die sich in Richtung der Dicke des Blatts erstrecken, wobei die Bereiche durch isolierende Bereiche (15) voneinander isoliert sind, die aus einer isolierenden, elastischen Substanz (12) hohen Molekulargewichts bestehen, wobei jeder der elektrisch leitenden Bereiche (10) von der Oberfläche der isolierenden Bereiche (15) hervorsteht und aus elektrisch leitenden Partikeln (13) zusammengesetzt ist, mit denen die hervorstehenden Bereiche dicht gefüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis (D/d) der Dicke des elektrisch leitenden Bereichs (D) zur Dicke des isolierenden Bereichs (d) im Bereich zwischen 2,5 bis 40 liegt.

2. Elektrische Untersuchungseinheit nach Anspruch 1, bei der die elektrisch leitenden Partikel (13) Partikel eines magnetischen Metalls oder Legierungen dieser Metalle sind, wobei diese Partikel mit Gold, Silber, Palladium oder Rhodium plattiert sind, oder Partikel eines nicht-magnetischen Metalls, einer anorganischen Substanz oder eines Polymers, die mit einer elektrisch leitenden, magnetischen Substanz plattiert sind.

3. Elektrische Untersuchungseinheit nach Anspruch 2, bei der die Partikel mit Gold plattiert sind.

4. Elektrische Untersuchungseinheit nach Anspruch 1, bei der die isolierende, elastische Substanz hohen Molekulargewichts eine Substanz hohen Molekulargewichts mit vernetzter Struktur ist.

5. Elektrische Untersuchungseinheit nach Anspruch 4, bei der die Substanz (12) hohen Molekulargewichts mit vernetzter Struktur ein vernetztes Produkt eines hochpolymeren Materials ist.

6. Elektrische Untersuchungseinheit nach Anspruch 5, bei der das hochpolymere Material Silicongummi ist, Polybutadien, Naturkautschuk, Polyisopren, Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk, Acrylnitril-Butadien-Copolymerkautschuk, Ethylen-Propylen-Copolymerkautschuk, Urethankautschuk, polyesterartiger Kautschuk, Chloroprenkautschuk oder Epichlorhydrin.

7. Elektrische Untersuchungseinheit nach Anspruch 1, die zwei Untersuchungsköpfe (61) aufweist, zwei anisotrop elektrisch leitende Blätter (62), die durch Trägerplatten gehalten werden, die an Positionen entsprechend den hervorstehenden Bereichen (10) der anisotrop elektrisch leitenden Blätter (62) perforiert sind, und zwei Rasteradapter (63), wobei die Untersuchungsköpfe (61) zapfenförmige Untersuchungselektroden (65) haben, die an Positionen entsprechend den elektrisch leitenden Bereichen (10) der anisotrop elektrisch leitenden Blätter (62) angeordnet sind, wobei die zwei Rasteradapter (63) in einem Bereich weitestmöglich innen einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die zwei anisotrop elektrisch leitenden Blätter (62) an der Außenseite der jeweiligen Gitteradapter (63) angeordnet sind, so daß die hervorstehenden Bereiche (10) die Gitteradapter (63) kontaktieren, wobei die zwei Inspektionsköpfe (61) auf der Außenseite des jeweiligen anisotrop elektrisch leitenden Blatts (62) angeordnet sind, so daß die zapfenförmigen Elektroden (65) auf die Rückseite der entsprechenden hervorstehenden Bereiche (10) des anisotrop elektrisch leitenden Blatts (62) drücken.

8. Verfahren zum Herstellen eines anisotrop elektrisch leitenden Blatts (62) mit mehreren elektrisch leitenden Bereichen (10), die sich in Richtung der Dicke des Blatts erstrecken, wobei die Bereiche gegeneinander durch isolierende Bereiche (15) isoliert sind, die aus einer isolierenden, elastischen Substanz (12) hohen Molekulargewichts bestehen, wobei jeder der elektrisch leitenden Bereiche (10) in einem von der Oberfläche des isolierenden Bereichs (15) hervorstehenden Bereich gebildet wird, indem der isolierende Bereich (15) dicht mit elektrisch leitenden Partikeln (13) gefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren das Bilden einer Schicht (40) eines gießfähigen Materials umfaßt, das aus einem Gemisch elektrisch leitender magnetischer Partikel und einer Substanz (12) hohen Molekulargewichts besteht, in der Höhlung einer Gußform, die aus einer oberen und einer unteren Gußform (20, 30) besteht, wobei die Formoberfläche einer jeden flach ist oder konvexe bzw. konkave Bereiche hat, die wesentlich kleiner sind als die Höhe der hervorstehenden Bereiche (10) des herzustellenden anisotrop elektrisch leitenden Blatts (62), so daß zwischen der Formoberfläche der oberen Gußform (20) und der Gießmaterialschicht (40) ein Freiraum (50) besteht, Anlegen eines Magnetfelds mit einer Intensitätsverteilung an die Gießmaterialschicht in Richtung der Dicke der Schicht, um das Gießmaterial fließen zu lassen, während aufgrund der magnetischen Kraft die elektrisch leitenden Partikel verschoben werden, wodurch die äußere Form des Gießmaterials geändert wird, und danach Aushärten des Gießmaterials.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Dicke des Gießmaterialblatts 0,1 bis 3 mm beträgt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Abstand zwischen der Formoberfläche der oberen Gußform (20) und der Formoberfläche der unteren Gußform (30) größer als die Dicke der Gießmaterialschicht ist.

11. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Aushärten durch Vernetzen erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die obere Gußform (20) oder sowohl die obere als auch die untere Gußform (20, 30) so aufgebaut sind, daß eine Grundplatte (21, 31) aus einer ferromagnetischen Substanz eine Schicht hat, die aus Bereichen (22, 32) einer ferromagnetischen Substanz und aus nicht-magnetischen Bereichen (23, 33) besteht, die in Form eines Mosaiks angeordnet sind.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die ferromagnetische Substanz Eisen oder Nickel ist, und bei dem die nichtmagnetische Substanz ein nicht-magnetisches Metall, ein wärmefester Kunststoff oder Luft ist.

14. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Schicht eine Dicke von 0,1 bis 1 mm hat.

15. Elektrische Untersuchungseinheit nach Anspruch 1, bei der die mit elektrisch leitenden Partikeln (13) angefüllte Substanz in den elektrisch leitenden Bereichen (10) die gleiche ist wie die Substanz, aus der die isolierenden Bereiche (15) zusammengesetzt sind.