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液晶面板ACF异性导电膜的先容

发布时间:2018-08-13

什么是ACF ?

ACF可以提供细间距,高可靠性冷互连,当前已经广泛用于诸如液晶显示器(LCD)的平面面板显示器(FPD)。其中ACF在薄膜电子晶体管(TFT)液晶显示器,TFT液晶显示器的外引线键合(OLB)互连,以及倒装芯片封装(FCP)中已经产业化,在薄膜上芯片(COF),玻璃上芯片(COG)以及塑料LC互连方面正在发展之中。其中应用最广泛的领域则是COG。COG ACF随着整个行业的发展,其适应性也越来越向小Pitch,小面积发展。

ACF全称Anisotropic Conductive Film, 即异方性导电胶。ACF是一种可以在短时间内达到导电性连接的材料。SONY于1973年设计销售了世界上第一款ACF。ACF其特点在于纵向受力方向即Z方向电气导通 ,而在横向平面即X、Y面具有明显的高阻抗特性。其显著特点可以短时间压着,接着的可靠性高,耐热性能好,通过回流焊炉仍能保持良好的接着可靠性,易接着细微间距线路,易接着微小端子,方便接着相邻间距小的芯片。

ACF所起到的主要作用:导电,绝缘,粘接。

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COG  ACF结构

COG ACF采用卷装,COG使用的ACF主要是三层结构:Cover film,Base film,ACF。其中ACF尺寸及卷轴主要规格如下:

  1. ACF长度:一般使用为50m。其他规格包括:25m,100m,200m。

  2. ACF宽度:ACF可以提供的宽度1.0~20mm。现在COG使用最多的规格主要为:1.5mm,2.0mm,2.5mm,3.0mm,3.5mm。

  3. 卷轴规格:

    标准外径为:Φ 125mm (其他可能有Φ 95,135,145,155,230mm)

     标准内径为:Φ 25.4mm(除此外可能有Φ 18.5mm)

    注:关于产品宽度,长度,卷轴尺寸等若有特殊要求,可以与供应商协商制作。

  4. 导电粒子规格:

      导电粒子的直径大小主要有:3um、3.5um、4um、5um等。


ACF胶层结构

ACF层结构中,2层cover film 主要起保护作用,而主要结构为ACF层。ACF层内包括树脂胶,导电粒子及其它添加剂,其构成比例主要由ACF的用途及使用条件决定。

  1. 树脂黏着剂

    树脂黏着剂除了防湿气、接着、耐热及绝缘等功能外主要作为固定IC晶片与基板间电极相对位置,并提供一定压迫力量以维持电极与导电粒子间的接触面积。

    树脂一般分为热塑性树脂与热固性树脂两大类。热塑性材料具有低温接着,组装快速极容易重工等优点,但亦具有高热膨胀性和高吸湿性等缺点,同时在高温下亦劣化,无法符合可靠性,信赖性的需求。而热固性树脂如环氧树脂等,则具有高温稳定性、热膨胀性低和吸湿性低等优点,但加工温度高且不易重工为其缺点,高的可靠性使其仍为目前最广泛的材料。

  2. 导电粒子

    在导电粒子方面,异方导电特性主要取决于导电粒子的充填率,虽然异方性导电胶的导电率会随着导电粒子充填率的增加而提高,但同时也会提升导电粒子互相接触造成短路的概率。

    另外,导电粒子的粒径分布和分布均匀性会对异方导电特性有所影响。通常,导电粒子必须具有良好的粒径均一性和真圆度,以确保电极与导电粒子间的接触面积一致,以维持相同的导电电阻,同时避免部分电极为接触到导电粒子,导致开路的发生。常见的粒径在3~5μm之间,太大的导电粒子会降低每个电极的粒子数,同时也容易造成相邻电极导电粒子接触而短路的情形;太小的导电粒子容易形成粒子聚集的问题,造成粒子分布密度不均。

    目前在高可靠性和细间距化的趋势下, COG所使用的异方性导电胶,其导电粒子多为表面镀镍镀金的高分子塑胶粉末,中心为塑胶球,在外镀镍金。其特点在于塑胶核心具有可压缩性,因此,可以增加电极与导电粒子间的接触面积,降低导通电阻。

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  3. 为了达到预防ACF导电粒子造成横向短路的情况,COG ACF现在较多采用了ACF层双层结构来达到此目的。

  4. ACF层结构示意如下所示。

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COG ACF导通原理

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ACF working mechanism

利用导电粒子连接IC晶片与基板两者之间的电极使之成为导通,同时又能避免相邻两电极间导通短路,而达成只在Z轴方向导通的目的。如图所示。



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