ACF说明资料.ppt

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,说明资料,目录,1 ACF,功能及市场规模,.,2.ACF,主要构成及应用,3.ACF,产品优点,4.ACF,技术特点,5.ACF,主要厂家,6.ACF,两大主力厂商之架构,7.ACF,今后改善方向,1.ACF,功能及市场规模,A.ACF,功能,异方性导电胶膜（,ACF,：,Anisotropic Conductive Film,）兼具单向导电及胶合固定的功能，目前使用于,COG,、,TCP/COF,、,COB,及,FPC,，其中尤以驱动,IC,相关之构装接合最受瞩目。,B.ACF,全球市场规模,根据日本,JMS,的调查，,2006,年全球,ACF,市场规模约,488,亿日圆，至,2007,年将成长至,586,亿日圆，历年成长率约在,20,上下。随着驱动,IC,在,Fine Pitch,潮流的推动下，,ACF,的产品特性已逐渐成为攸关,Fine Pitch,进程的重要因素,2.ACF,主要构成及应用,A.ACF,构成,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（,Cover Film,）撕去，将,ACF,胶膜贴附至,Substrate,的电极上，再把另一层,PET,底膜（,Base Film,）也撕掉。在精准对位后将上方物件与下方板材压合，经加热及加压一段时间后使绝缘胶材固化，最后形成垂直导通、横向绝缘的稳定结构,2.ACF,主要构成及应用,B.ACF,应用领域,ACF,主要应用在无法透过高温铅锡焊接的制程，如,FPC,、,Plastic Card,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,（,Outer Lead Bonding,）以及驱动,IC,接着于,TCP/COF,载板的,ILB,（,Inner Lead Bonding,）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.ACF,产品优点,产品优点：,1,采用高品质的树脂及导电粒子点成而成,2,用于连接二种不同基材和线路,3,具上下,(Z,轴,),电气导通，左右,(X,Y,轴,),绝缘的特性,4,提供优良的防湿接着导电及绝缘功用,5,产品包含感压式自黏胶带和热压式胶膜异方性导电胶带应用范围：,6,软性电路板或软性排线与,LCD,的连接,7,软性电路板或软性排线与,PCB,的连接,8,软性电路板或软性排线与薄膜开关的连接,9,软性电路板或软性电路板间的连接。,4.ACF,技术特点,A.,温度、压力、时间为压合固化之三要素,B-Stage,（胶态）之,ACF,在加压加温至固化温度且历经一段时间后，绝缘胶材将反应成,C-Stage,（固态）。,ACF,在反应成固态后，内部导电粒子的相对位置及形变将定型，硬化之胶材也可担任,Underfill,的脚色，对内部电极接点形成保护的效果。在将,ACF,压合固化的三条件当中，温度与时间最为厂商所重视，温度参数如前述将影响,Warpage,效应；时间参数则直接影响工厂的生产效率。,由,Hitachi,及,Sony Chemical,的产品特性数据，压合温度已由过去动辄,200,降低至,180,，,Hitachi,也已推出,160,的低温产品。压合时间通常会与压合温度成反比，温度越低则耗时越长。然而，随着技术进步，低温且同时具备低耗时的产品线也已陆续上市。,4.ACF,技术特点,B.,不同的导电粒子各有其适用产品,导电粒子的种类可分为碳黑、金属球及外镀金属之树脂球等。碳黑为早期产品，目前使用已不多。金属球则以镍球为大宗，优点在于其高硬度、低成本，尖角状突起可插入接点中以增加接触面积；缺点则在其可能破坏脆弱的接点、容易氧化而影响导通等。为克服镍球之氧化问题，可在镍球表面镀金而成为镀金镍球。目前镍球之导电粒子多用于与,PCB,之连接，,LCD,面板之,ITO,电极连接则不适用，主要原因在于金属球质硬且多尖角，怕其对,ITO,线路造成损伤。,用于,LCD Glass,之,ACF,胶膜以镀金镍之树脂球为主流，由于树脂球具弹性，不但不会伤害,ITO,线路，且在加压胶合的过程中，球体将变形呈椭球状以增加接触面积。另外，外层涂布绝缘树脂之镀金镍树脂球属于,Sony,的专利，由于生产成本较高，该公司会根据不同应用给于适当参杂以节省成本。,5.ACF,主要厂家,ACF,主要规格,日商计有,Hitachi Chemical,、,Sony Chemical,、,Asahi Kasei,及,Sumitomo,等；,韩商则有,LG Cable,、,SK Chemical,及,MLT,等；,台湾厂商目前较积极的有玮锋，公司技术来自于工研院。,ACF,价格成本仅占,LCD,模块约,1,的比重，价格低但对面板质量却有决定性的影响，故面板厂更换新品的诱因较小。目前全球,ACF,市场由,Hitachi Chemical,及,Sony Chemical,所垄断，两家合计市占率超过九成以上。以下仅对两家领导厂商之主要产品规格做介绍。,6.,两大主力厂商架构,1.Hitachi Chemical,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，由于下层,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,Hitachi Chemical,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，由于绝缘粒子的直径远小于导电粒子，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。,6.,两大主力厂商架构,2.Sony Chemical,的架构,Sony Chemical,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；至于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于,Sony Chemical,。,2.Sony Chemical,产品应用,其中,6920,系列用于中小型液晶面板的,COG,；,9731SB,，,9731S9,用于中小型液晶面板的,FOG,；,9742KS,用于等离子面板的,FOG,；,9420,，,9920,用于大型液晶面板的,FOG,。,型番,CP6920F,CP6920F3,種別,COG,COG,被着体対応,IC,IC,基板,基板,対応最小,m,1,15,12,対応最小,m,2,-,-,対応最小接続面積,m,2,3,1800,1300,厚,m,20,20,導電粒子,種類,金,/,樹脂粒子 絶縁付,金,/,樹脂粒子 絶縁付,粒子径,m,4,3,絶縁粒子,仮貼条件,温度,4,60,80,60,80,時間,sec 5,1,2,1,2,圧力,MPa,6,0.3,1.0,0.3,1.0,本圧着条件,温度,4,190,210,190,210,時間,sec 5,5,5,圧力,MPa,7,60,80,60,80,7.,今后,ACF,改善方向,1.,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。随着驱动,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。,2.,缩小粒子直径,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,Fine Pitch,的要求。随着粒径的缩小，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,。,3.,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/,远高于,IC,的,3ppm/,，当,ACF,胶材加热至固化温度反应后再降回室温时，,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。,7.,今后,ACF,改善方向,3.,为降低,Warpage,效应，目前解决方案主要仍朝降低,ACF,的固化温度来着手。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、接着强度乃至于,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.,今后,ACF,改善方向,结论,面板驱动,IC,在,Fine Pitch,的潮流下，不但必须要求金凸块厂的技术提升，对,ACF,质量的要求也日益严苛。相对于凸块厂必须面临缩小金凸块,Pitch,、提高金凸块之长宽比、增加凸块表面平整性等诸多压力，,ACF,厂面对的挑战也不小，归纳两项重要指标如下：,1.,缩小,ACF,之适用,Pitch,。,2.,降低,ACF,之固化温度。,ACF,产品结合了物理结构及化学材料等诸多知识，长期以来掌控在日本厂商手中。目前日本厂商仍具垄断地位，韩商近来发展已稍有成果，国内厂商则仍进展有限。,ACF,为驱动,IC,封装的主流胶材，未来在高密度,IC,之覆晶封装的带动下，应用领域可望持续扩大。以,ACF,市场规模来看，对厂商切入的诱因或许不大。但若以技术推升的角度来看，国内厂商若要摆脱技术,7.,今后,ACF,改善方向,