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,