ACF产品的主要构成与应用

ACF说明资料目录1ACF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：AnisotropicConductiveFilm）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FinePitch潮流的推动下，ACF的产品特性已逐渐成为攸关FinePitch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（CoverFilm）撕去，将ACF胶膜贴附至Substrate的电极上，再把另一层PET底膜（BaseFilm）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、PlasticCard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（OuterLeadBonding）以及驱动IC接着于TCP/COF载板的ILB（InnerLeadBonding）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SonyChemical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LCDGlass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HitachiChemical、SonyChemical、AsahiKasei及Sumitomo等；韩商则有LGCable、SKChemical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HitachiChemical及SonyChemical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.HitachiChemical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HitachiChemical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。

6.两两大大主主力力厂厂商商架架构构2.SonyChemical的的架架构构SonyChemical的的方方法法是是在在导导电电粒粒子子的的表表层层吸吸附附一一些些细细微微颗颗粒粒之之树树脂脂，，目目的的在在使使导导电电粒粒子子的的表表面面产产生生一一层层具具绝绝缘缘功功能能的的薄薄膜膜结结构构。。此此结结构构的的特特性性是是，，粒粒子子外外围围的的绝绝缘缘薄薄膜膜在在凸凸块块接接点点热热压压合合时时将将被被破破坏坏，，使使得得垂垂直直方方向向导导通通；；至至于于横横向向空空间间的的导导电电粒粒子子绝绝缘缘膜膜则则将将持持续续存存在在，，如如此此即即可可避避免免横横向向粒粒子子直直接接碰碰触触而而造造成成短短路路的的现现象象。。Sony架架构构的的缺缺点点是是，，当当导导电电粒粒子子的的绝绝缘缘薄薄膜膜在在热热压压合合时时若若破破坏坏不不完完全全，，将将使使得得垂垂直直方方向向的的接接触触电电阻阻变变大大，，就就会会影影响响ACF的的垂垂直直导导通通特特性性。。目目前前该该结结构构的的专专利利属属于于SonyChemical。。2.SonyChemical产产品应应用其中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用用于等等离子子面板板的FOG；9420，，9920用于于大型型液晶晶面板板的FOG。型番CP6920FCP6920F3種別COGCOG被着体対応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径[μmФ]43絶縁コート粒子○○仮貼り条件温度[℃]※460～8060～80時間[sec]※51～21～2圧力[MPa]※60.3～1.00.3～1.0本圧着条件温度[℃]※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.驱驱动动IC脚距距缩小小ACF架构构须持持续改改良以以提升升横向向绝缘缘之特特性ACF中之之导电电粒子子扮演演垂直直导通通的关关键角角色，，胶材材中导导电粒粒子数数目越越多或或导电电粒子子的体体积越越大，，垂直直方向向的接接触电电阻越越小，，导通通效果果也就就越好好。然然而，，过多多或过过大的的导电电粒子子可能能会在在压合合的过过程中中，在在横向向的电电极凸凸块间间彼此此接触触连结结，而而造成成横向向导通通的短短路，，使得得电气气功能能不正正常。。随随着着驱动动IC的脚脚距（（Pitch））持续续微缩缩，横横向脚脚位电电极之之凸块块间距距（Space）也也越来来越窄窄，大大大地地增加加ACF在在横向向绝缘缘的难难度。。2.缩缩小粒粒子直直径除了上上述以以结构构改良良的方方式来来避免免横向向绝缘缘失效效以外外，透透过导导电粒粒子的的直径径缩小小也可可达成成部分分效果果。导导电粒粒子的的直径径已从从过去去12um一路路缩小小至目目前的的3um，，主要要就在在配合合FinePitch的要要求。。随着着粒径径的缩缩小，，粒径径及金金凸块块厚度度的误误差值值也必必须同同步降降低，，目前前粒径径误差差值已已由过过去的的±1um降低低至±±0.2um。。■3.驱驱动IC外外型窄窄长化化ACF胶材材之固固化温温度须须持续续降低低以以减少少Warpage效效应当驱动动IC以COG形式式贴附附在LCD玻璃璃基板板上时时，为为避免免占用用太多多LCD面面板的的额缘缘面积积，并并同时时减少少IC数目目以降降低成成本，，使得得驱动动IC持续续朝多多脚数数及窄窄长型型的趋趋势来来发展展。然然而，，LCD无无碱玻玻璃的的膨胀胀系数数约4ppm/℃远远高于于IC的3ppm/℃，，当ACF胶材材加热热至固固化温温度反反应后后再降降回室室温时时，IC与与玻璃璃基板板将因因收缩缩比例例不一一致而而使产产生翘翘曲的的情况况，此此即Warpage效应应。Warpage效应应将使使ACF垂垂直导导通的的效果果变差差，严严重时时更将将产生生Mura。Mura即即画面面显示示因亮亮度不不均而而出现现各种种亮暗暗区块块的现现象。。7.今后ACF改善方方向3.为降低Warpage效应，目目前解决方案案主要仍朝降降低ACF的的固化温度来来着手。以膨膨胀系数的单单位ppm/℃来看，假假使ACF固固化温度与室室温的差距降降低，作业过过程中IC及及玻璃基板产产生热胀冷缩缩的差距比就就会越小，Warpage效应也将将降低。ACF固化温温度之特性主主要受到绝缘缘胶材的成分分所影响。绝绝缘胶材成分分目前以B-Stage（胶态）之之环氧树脂加加上硬化剂为为主流，惟各各家配方仍多多有差异。在在胶材成分方方面虽然较无无专利侵权的的问题，但种种类及成分对对产品之特性性影响重大，，故各家厂商商均视配方为为机密。ACF的许多规规格如硬化速速度、黏度流流变性、接着着强度乃至于于ACF固化化温度等，莫莫不受到绝缘缘胶材的成分分所决定。目目前在诸多特特性之中，降降低ACF固固化温度已成成为各家厂商商最重要的努努力方向，此此特性也是关关乎厂商技术术高低的重要要指标。7.今今后ACF改善善方向■结论面板驱驱动IC在在FinePitch的潮潮流下下，不不但必必须要要求金金凸块块厂的的技术术提升升，对对ACF质质量的的要求求也日日益