1ACF 介紹
ACF的組成主要包含導電粒子(微粒的金球)及絕緣膠材兩部分, 上下各有一層保護膜來保護主成分。 金球按一定的比例分佈在環氧樹脂當中。 金球的組成是這樣的:金球的最裡面是有機塑膠球體, 第二層是鎳, 第三層是金。 也就是說金包著鎳, 鎳包著塑膠。 通常這種各向異性導電膠除了環氧樹脂、金球以外其中還與另外一種或幾種催化劑混合在一起。 在特定的溫度條件下它會加速反應, 在短暫的時間內形成固態(化學反應當中產生一種氨氣體)。 所以這種各向異性導電膠只能在特點的低溫條件下保存。
ACF主要應用在無法透過高溫鉛錫焊接的制程, 如FPC、Plastic Card及LCD等之線路連接, 其中尤以驅動IC相關應用為大宗。 舉凡TCP(驅動電路柔性引帶)/COF封裝時連接至LCD之OLB(Outer Lead Bonding)以及驅動IC接著於TCP/COF載板的ILB(Inner Lead Bonding)制程, 亦或采COG封裝時驅動IC與玻璃基板接合之制程, 目前均以ACF導電膠膜為主流材料。
2驅動IC腳距縮小--- ACF架構須持續改良以提升橫向絕緣之特性
ACF中之導電粒子扮演垂直導通的關鍵角色,
隨著驅動IC的腳距(Pitch)持續微縮, 橫向腳位電極之凸塊間距(Space)也越來越窄, 大大地增加ACF在橫向絕緣的難度。 為了解決這個問題, 許多ACF結構已陸續被提出, 以下針對目前兩大領導廠商的主要架構做介紹:
2.1 Hitachi Chemical的架構
為了降低橫嚮導通的機率, Hitachi使用了兩個方法, 其一是導入兩層式結構, 兩層式的ACF產品上層不含導電粒子而僅有絕緣膠材, 下層則仍為傳統ACF膠膜結構。 透過雙層結構的使用, 可以降低導電粒子橫向觸碰的機率。
目前, 雙層結構的ACF膠膜為Hitachi Chemical的專利。 除了雙層結構之外, Hitachi也使用絕緣粒子, 將絕緣粒子散佈在導電粒子周圍。 當腳位金凸塊下壓時, 由於絕緣粒子的直徑遠小於導電粒子, 因此絕緣粒子在垂直壓合方向不會影響導通;但在橫向空間卻有降低導電粒子碰觸的機會。
2.1 Sony Chemical的架構
Sony Chemical的方法是在導電粒子的表層吸附一些細微顆粒之樹脂, 目的在使導電粒子的表面產生一層具絕緣功能的薄膜結構。 此結構的特性是, 粒子週邊的絕緣薄膜在凸塊接點熱壓合時將被破壞, 使得垂直方嚮導通;至於橫向空間的導電粒子絕緣膜則將持續存在,
Sony架構的缺點是, 當導電粒子的絕緣薄膜在熱壓合時若破壞不完全, 將使得垂直方向的接觸電阻變大, 就會影響ACF的垂直導通特性。 目前該結構的專利屬於Sony Chemical。
除了上述以結構改良的方式來避免橫向絕緣失效以外, 透過導電粒子的直徑縮小也可達成部分效果。 導電粒子的直徑已從過去12um一路縮小至目前的3um, 主要就在配合Fine Pitch的要求。 隨著粒徑的縮小, 粒徑及金凸塊厚度的誤差值也必須同步降低, 目前粒徑誤差值已由過去的±1um降低至±0.2um。
隨著驅動IC細腳距的要求, 金凸塊的最小間距也持續壓低, 目前凸塊廠商已經可以做到20um左右的凸塊腳距。
驅動IC外型窄長化--- ACF膠材之固化溫度須持續降低 以減少Warpage效應
ACF的保存方法及使用期限:
1.未開封之ACF, 保存條件:-10~5℃, 其使用期限為製造後六個月(製造日期及保存條件下有效期ACF之商標會注明)。
2.已開封品之保存條件:-10~5℃其使用期限為SONY15天, HITACH30天已開封品, 並裸露在空氣中, 保存之時間僅為7天;未開封之產品如果保存在高溫環境下, 會縮短其有效使用期限。
3.加速ACF的熱固化;若超過了使用保證期限之過期品, 本公司規定:不開封的ACF從出廠算起, 不超過一年時間繼用, 超過一年報廢, 已開封的ACF直接報廢。