ACF產品的主要構成與應用

ACF說明資料目錄1ACF功能及市場規(guī)模.2.ACF主要構成及應用3.ACF產品優(yōu)點4.ACF技術特點5.ACF主要廠家6.ACF兩大主力廠商之架構7.ACF今后改善方向1.ACF功能及市場規(guī)模A.ACF功能異方性導電膠膜（ACF：AnisotropicConductiveFilm）兼具單向導電及膠合固定的功能，目前使用于COG、TCP/COF、COB及FPC，其中尤以驅動IC相關之構裝接合最受矚目。

B.ACF全球市場規(guī)模根據(jù)日本JMS的調查，2006年全球ACF市場規(guī)模約488億日圓，至2007年將成長至586億日圓，歷年成長率約在20％上下。隨著驅動IC在FinePitch潮流的推動下，ACF的產品特性已逐漸成為攸關FinePitch進程的重要因素2.ACF主要構成及應用

A.ACF構成ACF的組成主要包含導電粒子及絕緣膠材兩部分，上下各有一層保護膜來保護主成分。使用時先將上膜（CoverFilm）撕去，將ACF膠膜貼附至Substrate的電極上，再把另一層PET底膜（BaseFilm）也撕掉。在精準對位后將上方物件與下方板材壓合，經(jīng)加熱及加壓一段時間后使絕緣膠材固化，最后形成垂直導通、橫向絕緣的穩(wěn)定結構2.ACF主要構成及應用B.ACF應用領域ACF主要應用在無法透過高溫鉛錫焊接的制程，如FPC、PlasticCard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/COF封裝時連接至LCD之OLB（OuterLeadBonding）以及驅動IC接著于TCP/COF載板的ILB（InnerLeadBonding）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。3.ACF產品優(yōu)點產品優(yōu)點：1采用高品質的樹脂及導電粒子點成而成2用于連接二種不同基材和線路3具上下(Z軸)電氣導通，左右(X,Y軸)絕緣的特性4提供優(yōu)良的防濕接著導電及絕緣功用5產品包含感壓式自黏膠帶和熱壓式膠膜異方性導電膠帶應用范圍：6軟性電路板或軟性排線與LCD的連接7軟性電路板或軟性排線與PCB的連接8軟性電路板或軟性排線與薄膜開關的連接9軟性電路板或軟性電路板間的連接。4.ACF技術特點■A.溫度、壓力、時間為壓合固化之三要素

B-Stage（膠態(tài)）之ACF在加壓加溫至固化溫度且歷經(jīng)一段時間后，絕緣膠材將反應成C-Stage（固態(tài)）。ACF在反應成固態(tài)后，內部導電粒子的相對位置及形變將定型，硬化之膠材也可擔任Underfill的腳色，對內部電極接點形成保護的效果。在將ACF壓合固化的三條件當中，溫度與時間最為廠商所重視，溫度參數(shù)如前述將影響Warpage效應；時間參數(shù)則直接影響工廠的生產效率。

由Hitachi及SonyChemical的產品特性數(shù)據(jù)，壓合溫度已由過去動輒200℃降低至180℃，Hitachi也已推出160℃的低溫產品。壓合時間通常會與壓合溫度成反比，溫度越低則耗時越長。然而，隨著技術進步，低溫且同時具備低耗時的產品線也已陸續(xù)上市。

4.ACF技術特點■B.不同的導電粒子各有其適用產品

導電粒子的種類可分為碳黑、金屬球及外鍍金屬之樹脂球等。碳黑為早期產品，目前使用已不多。金屬球則以鎳球為大宗，優(yōu)點在于其高硬度、低成本，尖角狀突起可插入接點中以增加接觸面積；缺點則在其可能破壞脆弱的接點、容易氧化而影響導通等。為克服鎳球之氧化問題，可在鎳球表面鍍金而成為鍍金鎳球。目前鎳球之導電粒子多用于與PCB之連接，LCD面板之ITO電極連接則不適用，主要原因在于金屬球質硬且多尖角，怕其對ITO線路造成損傷。

用于LCDGlass之ACF膠膜以鍍金鎳之樹脂球為主流，由于樹脂球具彈性，不但不會傷害ITO線路，且在加壓膠合的過程中，球體將變形呈橢球狀以增加接觸面積。另外，外層涂布絕緣樹脂之鍍金鎳樹脂球屬于Sony的專利，由于生產成本較高，該公司會根據(jù)不同應用給于適當參雜以節(jié)省成本。

5.ACF主要廠家■ACF主要規(guī)格

日商計有HitachiChemical、SonyChemical、AsahiKasei及Sumitomo等；韓商則有LGCable、SKChemical及MLT等；臺灣廠商目前較積極的有瑋鋒，公司技術來自于工研院。ACF價格成本僅占LCD模塊約1％的比重，價格低但對面板質量卻有決定性的影響，故面板廠更換新品的誘因較小。目前全球ACF市場由HitachiChemical及SonyChemical所壟斷，兩家合計市占率超過九成以上。以下僅對兩家領導廠商之主要產品規(guī)格做介紹。

6.兩大主力廠商架構1.HitachiChemical的架構

為了降低橫向導通的機率，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(tǒng)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。然而，雙層結構除了加工難度提高之外，由于下層ACF膜的厚度須減半，導電粒子的均勻化難度也提高。目前，雙層結構的ACF膠膜為HitachiChemical的專利。除了雙層結構之外，Hitachi也使用絕緣粒子，將絕緣粒子散布在導電粒子周圍。當腳位金凸塊下壓時，由于絕緣粒子的直徑遠小于導電粒子，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。

6.兩兩大大主主力力廠廠商商架架構構2.SonyChemical的的架架構構SonyChemical的的方方法法是是在在導導電電粒粒子子的的表表層層吸吸附附一一些些細細微微顆顆粒粒之之樹樹脂脂，，目目的的在在使使導導電電粒粒子子的的表表面面產產生生一一層層具具絕絕緣緣功功能能的的薄薄膜膜結結構構。。此此結結構構的的特特性性是是，，粒粒子子外外圍圍的的絕絕緣緣薄薄膜膜在在凸凸塊塊接接點點熱熱壓壓合合時時將將被被破破壞壞，，使使得得垂垂直直方方向向導導通通；；至至于于橫橫向向空空間間的的導導電電粒粒子子絕絕緣緣膜膜則則將將持持續(xù)續(xù)存存在在，，如如此此即即可可避避免免橫橫向向粒粒子子直直接接碰碰觸觸而而造造成成短短路路的的現(xiàn)現(xiàn)象象。。Sony架架構構的的缺缺點點是是，，當當導導電電粒粒子子的的絕絕緣緣薄薄膜膜在在熱熱壓壓合合時時若若破破壞壞不不完完全全，，將將使使得得垂垂直直方方向向的的接接觸觸電電阻阻變變大大，，就就會會影影響響ACF的的垂垂直直導導通通特特性性。。目目前前該該結結構構的的專專利利屬屬于于SonyChemical。。2.SonyChemical產產品應應用其中6920系系列用用于中中小型型液晶晶面板板的COG；9731SB，9731S9用用于中中小型型液晶晶面板板的FOG；9742KS用用于等等離子子面板板的FOG；9420，，9920用于于大型型液晶晶面板板的FOG。型番CP6920FCP6920F3種別COGCOG被著體対応ICICガラス基板ガラス基板対応最小スペース[μm]※11512対応最小ピッチ[μm]※2--対応最小接続面積[μm2]※318001300厚み[μm]2020導電粒子種類金/ニッケルメッキ樹脂粒子絶縁コート付金/ニッケルメッキ樹脂粒子絶縁コート付粒子徑[μmФ]43絶縁コート粒子○○仮貼り條件溫度[℃]※460～8060～80時間[sec]※51～21～2圧力[MPa]※60.3～1.00.3～1.0本圧著條件溫度[℃]※4190～210190～210時間[sec]※555圧力[MPa]※760～8060～807.今今后后ACF改改善方方向1.驅驅動動IC腳距距縮小小ACF架構構須持持續(xù)改改良以以提升升橫向向絕緣緣之特特性ACF中之之導電電粒子子扮演演垂直直導通通的關關鍵角角色，，膠材材中導導電粒粒子數(shù)數(shù)目越越多或或導電電粒子子的體體積越越大，，垂直直方向向的接接觸電電阻越越小，，導通通效果果也就就越好好。然然而，，過多多或過過大的的導電電粒子子可能能會在在壓合合的過過程中中，在在橫向向的電電極凸凸塊間間彼此此接觸觸連結結，而而造成成橫向向導通通的短短路，，使得得電氣氣功能能不正正常。。隨隨著著驅動動IC的腳腳距（（Pitch））持續(xù)續(xù)微縮縮，橫橫向腳腳位電電極之之凸塊塊間距距（Space）也也越來來越窄窄，大大大地地增加加ACF在在橫向向絕緣緣的難難度。。2.縮縮小粒粒子直直徑除了上上述以以結構構改良良的方方式來來避免免橫向向絕緣緣失效效以外外，透透過導導電粒粒子的的直徑徑縮小小也可可達成成部分分效果果。導導電粒粒子的的直徑徑已從從過去去12um一路路縮小小至目目前的的3um，，主要要就在在配合合FinePitch的要要求。。隨著著粒徑徑的縮縮小，，粒徑徑及金金凸塊塊厚度度的誤誤差值值也必必須同同步降降低，，目前前粒徑徑誤差差值已已由過過去的的±1um降低低至±±0.2um。?！?.驅驅動IC外外型窄窄長化化ACF膠材材之固固化溫溫度須須持續(xù)續(xù)降低低以以減少少Warpage效效應當驅動動IC以COG形式式貼附附在LCD玻璃璃基板板上時時，為為避免免占用用太多多LCD面面板的的額緣緣面積積，并并同時時減少少IC數(shù)目目以降降低成成本，，使得得驅動動IC持續(xù)續(xù)朝多多腳數(shù)數(shù)及窄窄長型型的趨趨勢來來發(fā)展展。然然而，，LCD無無堿玻玻璃的的膨脹脹系數(shù)數(shù)約4ppm/℃遠遠高于于IC的3ppm/℃，，當ACF膠材材加熱熱至固固化溫溫度反反應后后再降降回室室溫時時，IC與與玻璃璃基板板將因因收縮縮比例例不一一致而而使產產生翹翹曲的的情況況，此此即Warpage效應應。Warpage效應應將使使ACF垂垂直導導通的的效果果變差差，嚴嚴重時時更將將產生生Mura。Mura即即畫面面顯示示因亮亮度不不均而而出現(xiàn)現(xiàn)各種種亮暗暗區(qū)塊塊的現(xiàn)現(xiàn)象。。7.今后ACF改善方方向3.為降低Warpage效應，目目前解決方案案主要仍朝降降低ACF的的固化溫度來來著手。以膨膨脹系數(shù)的單單位ppm/℃來看，假假使ACF固固化溫度與室室溫的差距降降低，作業(yè)過過程中IC及及玻璃基板產產生熱脹冷縮縮的差距比就就會越小，Warpage效應也將將降低。ACF固化溫溫度之特性主主要受到絕緣緣膠材的成分分所影響。絕絕緣膠材成分分目前以B-Stage（膠態(tài)）之之環(huán)氧樹脂加加上硬化劑為為主流，惟各各家配方仍多多有差異。在在膠材成分方方面雖然較無無專利侵權的的問題，但種種類及成分對對產品之特性性影響重大，，故各家廠商商均視配方為為機密。ACF的許多規(guī)規(guī)格如硬化速速度、黏度流流變性、接著著強度乃至于于ACF固化化溫度等，莫莫不受到絕緣緣膠材的成分分所決定。目目前在諸多特特性之中，降降低ACF固固化溫度已成成為各家廠商商最重要的努努力方向，此此特性也是關關乎廠商技術術高低的重要要指標。7.今今后ACF改善善方向■結論面板驅驅動IC在在FinePitch的潮潮流下下，不不但必必須要要求金金凸塊塊廠的的技術術提升升，對對ACF質質量的的要求求也日日益