ACF使用之接合原理

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,ACF,使用接合原理,2011.10.22,1,ACF,发展概况, 驱动,IC,脚距缩小，,ACF,架构须持续改良以提升横向绝缘之特性,1,、,HitachiChemical,的架构,2,、,SonyChemical,的架构, 驱动,IC,外型窄长化，,ACF,胶材之固化温度须持续降低以减少,Warpage,效应,贴子相关图片,:,2,ACF,发展概况,ACF,的组成主要包含导电粒子及绝缘胶材两部分，上下各有一层保护膜来保护主成分。使用时先将上膜（,CoverFilm,）撕去，将,ACF,胶膜贴附至,Substrate,的电极上，再把另一层,PET,底膜（,BaseFilm,）也撕掉。在精准对位後将上方物件与下方板材压合，经加热及加压一段时间後使绝缘胶材固化，,最後形成垂直导通、横向绝缘的稳定结构。,ACF,主要应用在无法透过高温铅锡焊接的制程，如,FPC,、,PlasticCard,及,LCD,等之线路连接，其中尤以驱动,IC,相关应用为大宗。举凡,TCP/COF,封装时连接至,LCD,之,OLB,（,OuterLeadBonding,）以及驱动,IC,接著於,TCP/COF,载板的,ILB,（,InnerLeadBonding,）制程，亦或采,COG,封装时驱动,IC,与玻璃基板接合之制程，目前均以,ACF,导电胶膜为主流材料。,3, 驱动,IC,脚距缩小，,ACF,架构须持续改良以提升横向绝缘之特性,ACF,中之导电粒子扮演,垂直导通,的关键角色，胶材中导电粒子数目越多或导电粒子的体积越大，垂直方向的接触电阻越小，导通效果也就越好。然而，过多或过大的导电粒子可能会在压合的过程中，在横向的电极凸块间彼此接触连结，而造成横向导通的短路，使得电气功能不正常。,随著驱动,IC,的脚距（,Pitch,）持续微缩，横向脚位电极之凸块间距（,Space,）也越来越窄，大大地增加,ACF,在横向绝缘的难度。为了解决这个问题，许多,ACF,结构已陆续被提出，以下针对目前两大领导厂商的主要架构做介绍：,4,1.HitachiChemical,的架构,为了降低横向导通的机率，,Hitachi,使用了两个方法，其一是导入两层式结构，两层式的,ACF,产品上层不含导电粒子而仅有绝缘胶材，下层则仍为传统,ACF,胶膜结构。透过双层结构的使用，可以降低导电粒子横向触碰的机率。然而，双层结构除了加工难度提高之外，由於下层,ACF,膜的厚度须减半，导电粒子的均匀化难度也提高。,目前，双层结构的,ACF,胶膜为,HitachiChemical,的专利。除了双层结构之外，,Hitachi,也使用绝缘粒子，将绝缘粒子散布在导电粒子周围。当脚位金凸块下压时，由於绝缘粒子的直径远小於导电粒子，因此绝缘粒子在垂直压合方向不会影响导通；但在横向空间却有降低导电粒子碰触的机会。,5,2.SonyChemical,的架构,除了上述以结构改良的方式来避免横向绝缘失效以外，透过导电粒子的直径缩小也可达成部分效果。导电粒子的直径已从过去,12um,一路缩小至目前的,3um,，主要就在配合,FinePitch,的要求。随著粒径的缩小，粒径及金凸块厚度的误差值也必须同步降低，目前粒径误差值已由过去的,1um,降低至,0.2um,。,随著驱动,IC,细脚距的要求，金凸块的最小间距也持续压低，目前凸块厂商已经可以做到,20um,左右的凸块脚距。,20um,的脚距已使,ACF,横向绝缘的特性备受挑战，,FinePitch,的技术瓶颈压力似乎已经落在,ACF,胶材的身上了。,SonyChemical,的方法是在导电粒子的表层吸附一些细微颗粒之树脂，目的在使导电粒子的表面产生一层具绝缘功能的薄膜结构。此结构的特性是，粒子外围的绝缘薄膜在凸块接点热压合时将被破坏，使得垂直方向导通；至於横向空间的导电粒子绝缘膜则将持续存在，如此即可避免横向粒子直接碰触而造成短路的现象。,Sony,架构的缺点是，当导电粒子的绝缘薄膜在热压合时若破坏不完全，将使得垂直方向的接触电阻变大，就会影响,ACF,的垂直导通特性。目前该结构的专利属於,SonyChemical,。,6, 驱动,IC,外型窄长化，,ACF,胶材之固化温度须持续降低以减少,Warpage,效应,当驱动,IC,以,COG,形式贴附在,LCD,玻璃基板上时，为避免占用太多,LCD,面板的额缘面积，并同时减少,IC,数目以降低成本，使得驱动,IC,持续朝多脚数及窄长型的趋势来发展。然而，,LCD,无碱玻璃的膨胀系数约,4ppm/,远高於,IC,的,3ppm/,，当,ACF,胶材加热至固化温度反应後再降回室温时，,IC,与玻璃基板将因收缩比例不一致而使产生翘曲的情况，此即,Warpage,效应。,Warpage,效应将使,ACF,垂直导通的效果变差，严重时更将产生,Mura,。,Mura,即画面显示因亮度不均而出现各种亮暗区块的现象。,为降低,Warpage,效应，目前解决方案主要仍朝降低,ACF,的固化温度来著手。以膨胀系数的单位,ppm/,来看，假使,ACF,固化温度与室温的差距降低，作业过程中,IC,及玻璃基板产生热胀冷缩的差距比就会越小，,Warpage,效应也将降低。,ACF,固化温度之特性主要受到绝缘胶材的成分所影响。绝缘胶材成分目前以,B-Stage,（胶态）之环氧树脂加上硬化剂为主流，惟各家配方仍多有差异。在胶材成分方面虽然较无专利侵权的问题，但种类及成分对产品之特性影响重大，故各家厂商均视配方为机密。,ACF,的许多规格如硬化速度、黏度流变性、接著强度乃至於,ACF,固化温度等，莫不受到绝缘胶材的成分所决定。目前在诸多特性之中，降低,ACF,固化温度已成为各家厂商最重要的努力方向，此特性也是关乎厂商技术高低的重要指标。,7,贴子相关图片,:,8,