平板显示器中应用ACF的驱动IC封装技术
- 格式:docx
- 大小:41.60 KB
- 文档页数:7
ACF导电胶的破坏方式1. 介绍ACF导电胶ACF导电胶(Anisotropic Conductive Film)是一种特殊的导电胶粘剂,广泛应用于电子封装和连接技术中。
ACF导电胶由绝缘基片和导电颗粒组成,可以在垂直方向上传导电流,而在水平方向上保持绝缘状态。
ACF导电胶具有许多优点,如高导电性能、良好的热膨胀匹配性、低介电损耗、可靠的连接性能等。
它被广泛应用于液晶显示器、柔性电子、半导体封装等领域。
2. ACF导电胶的破坏方式尽管ACF导电胶具有许多优点,但在使用过程中也存在一些可能导致其破坏的因素。
下面将介绍ACF导电胶的几种常见破坏方式:2.1 温度破坏ACF导电胶对温度非常敏感,过高或过低的温度都会导致其破坏。
在高温下,导电胶中的粘合剂可能会烧结或分解,导致导电性能下降甚至失效。
而在低温下,导电胶可能会变得脆弱,导致胶层开裂或断裂。
为了避免温度破坏,ACF导电胶在使用过程中需要控制好温度,尤其是在加热或冷却过程中需要谨慎操作。
此外,选择合适的导电胶类型和粘接条件也是防止温度破坏的重要因素。
2.2 机械破坏ACF导电胶在受到机械应力时也容易破坏。
机械应力可以是外力施加的压力、剪切力或振动力等。
这些应力可能会导致导电胶层的断裂、导电颗粒的脱落或粘结剂的破坏,从而导致导电性能下降或失效。
为了防止机械破坏,需要在设计和制造过程中考虑到机械应力的影响,并采取相应的措施,如增加胶层厚度、改变导电颗粒的形状或尺寸、优化粘接方式等。
2.3 湿度破坏湿度是另一个可能导致ACF导电胶破坏的因素。
在高湿环境下,导电胶中的水分可能会引起胶层膨胀或导电颗粒的氧化,从而导致导电性能下降。
此外,湿度还可能导致胶层与基片之间的粘接削弱或失效。
为了防止湿度破坏,需要在制造和使用过程中控制好湿度。
可以采取封装、包装或使用防潮剂等措施来降低湿度的影响。
2.4 光照破坏ACF导电胶对光照也具有一定的敏感性。
长时间暴露在强光下,导电胶中的粘合剂可能会发生光化学反应,导致导电性能下降。
2013年COF柔性封装基板市场分析一、TFT-LCD驱动封装是COF主要应用领域 (2)二、市场格局:日本企业逐渐衰落进口替代空间广阔 (6)一、TFT-LCD驱动封装是COF主要应用领域COF柔性封装基板作为PCB行业的重要高端分支产品,主要起承载IC芯片、电路连通、绝缘支撑的作用。
驱动芯片是液晶面板模组必不可少的一部分,其作用是驱动TFT-LCD 面板上的电压以改变液晶状态显示不同画面。
在电子信息产品轻、薄、短、小化趋势带动下,COF柔性封装基板被广泛应用于各种尺寸的TFT-LCD驱动芯片封装,实现从2英寸以下小尺寸到60英寸以上大尺寸的各种尺寸的显示,下游应用范围广阔,包括液晶电视、手机、笔记本电脑、MP3等。
COF 产品是用COF 柔性封装基板作为载体,将半导体芯片直接封装在柔性基板上形成的封装产品。
目前,TFT-LCD 驱动芯片封装是COF 产品最主要的应用市场,占COF 产品应用市场份额85%以上。
此外,COF产品还广泛应用于硬盘、唱片机、数码相机、军工产品中。
目前TFT-LCD装配过程中常用的芯片封装产品主要有三种类别:COF产品、TAB产品、COG产品。
使用COF产品的TFT-LCD比使用COG产品的TFT-LCD更轻薄、分辨率更高,COF产品市场空间广阔,有望逐渐替代COG产品。
与TAB相比,TAB产品基板线宽线距大于40μm,中小尺寸LCD 分辨率被局限1280×960dpi以下,而公司生产的COF产品线宽线距最细可达到25μm,适用于各种尺寸的高分辨率LCD,市场前景广阔。
COF目前在液晶显示制造领域上获得很大的迈进,它作为一种新型、先进的柔性封装形式在液晶显示电子产品高速发展的驱动下面临市场不断扩大的机遇。
随着高清电视的普及,未来COF 市占率仍将不断提高。
COF 封装具有高密度、高接脚数(High Density / High Pin Count),,微细化(Fine Pitch),集团接合(Gang Bond),高产出(High Throughput) 以及高可靠度(High Reliability) 的特性。
acf热压合工艺流程一、概述ACF(Anisotropic Conductive Film)热压合工艺是一种广泛应用于电子产品连接的技术。
ACF 是一种特殊的导电胶膜,在一定的温度和压力下,可以将IC 芯片、PCB 板以及FPC (Flex Printed Circuit)等电子元件连接在一起,实现信号传输和电气连接。
ACF 热压合工艺适用于各种电子产品的生产,如手机、平板电脑、液晶显示屏等。
二、ACF 热压合工艺流程1. 准备工作在进行ACF 热压合之前,首先需要准备好所需的设备和材料,包括ACF 胶膜、IC 芯片、PCB 板、FPC 等元件,以及热压合机、温控设备等工具。
在准备工作中,需要确保设备和材料的质量稳定,以保证热压合过程的可靠性和稳定性。
2. 温度控制在ACF 热压合过程中,温度是至关重要的参数。
一般情况下,热压合温度在150-200°C 之间。
温度过高或过低都会影响热压合效果。
因此,在进行热压合之前,需要先对热压合机进行温度校准,确保温度的准确性和稳定性。
3. 压力控制除了温度之外,压力也是影响热压合效果的重要参数。
在进行热压合之前,需要调整热压合机的压力参数,以保证IC 芯片和PCB 板能够完全贴合在一起,并确保信号传输的可靠性。
4. 涂覆ACF 胶膜在进行热压合之前,需要先将ACF 胶膜涂覆在IC 芯片和PCB 板的连接部位。
涂覆ACF 胶膜需要一定的技术和经验,过程中需要确保胶膜的均匀性和完整性。
5. 热压合在完成ACF 胶膜的涂覆之后,可以进行热压合的过程。
热压合的过程一般包括预热、热压和冷却三个阶段。
在预热阶段,热压合机会将IC 芯片和PCB 板加热至设定的温度,以软化ACF 胶膜。
在热压阶段,热压合机会施加一定的压力,将IC 芯片和PCB 板压合在一起。
在冷却阶段,热压合机会逐渐降低温度,使得ACF 胶膜固化,完成热压合过程。
6. 质量检查在完成热压合之后,需要进行质量检查。
一文看懂显示关键材料—异方性导电胶膜(ACF)不管是当今主流的LCD显示技术还是代表着未来显示技术趋势的OLED技术,要想实现信号的传输与画面的显示,就必须要进行承载驱动IC的COF与屏的压合绑定。
图片来源:AUO官网在这个工艺中就必须用到ACF。
那么ACF是什么?它到底有什么作用呢?下面小编带你了解ACFACF简介ACF(AnisotropicConductiveFilm)即异方性导电胶膜,最先由Sony开发出来,现广泛用于IC与LCD、FPC与LCD、IC与Film之间的压合绑定。
图片来源:Hitachi-Chem官网ACF的特点ACF是同时具有粘接、导电、绝缘三大特性的透明高分子连接材料。
其显着特点是垂直方向导通而水平方向绝缘。
ACF压合分布状态图片来源:网络公开资料ACF的结构ACF为层状结构,一般有双层型ACF和三层型ACF,三层的ACF比双层的多了一层保护层。
一般根据应用精度的不同而选择不同结构的ACF。
三层ACF资料来源:Dexerials官网双层ACF资料来源:Dexerials官网不同层次的材料亦不相同,一般来说,保护层的材质为聚乙烯,BaseFilm基材主要为树脂。
而ACF层中包括起导电作用的导电粒子以及起填充作用的填充物,填充物一般有亚克力(热塑性)和环氧树脂(热固性)两种。
热塑性及热固型树脂填充物比较而ACF之所以能导电。
是因为树脂中包裹着导电粒子。
且导电粒子根据使用情况的不同亦有多种结构。
导电粒子为球状,亦为多层结构,一般是最常用的有三层结构和两层结构。
导电粒子的微观形态图片来源:网络公开资料导电粒子的典型结构与各层的作用导电粒子的典型结构各层材料的作用而根据不用的使用条件及使用范围,导电粒子的结构会有些许差异。
如Dexerials开发的不同导电粒子,其适用情况亦不同。
导电粒子结构与适用情况资料来源:Dexerials官网随着技术的发展,导电粒子的直径越来越小,分布亦更加的均匀。
ACF特性时间:2008-11-5 12:03:38 点击:444ACF用途:Auto Chip Film為異方性導電膠用于連接LCD之ITO與FILM、TCP、FFC電性導通,常用于TAB或COG 產品﹔一、ACF種類:現階段廠內常用ACF有兩種:一種為HITACH公司,AC7104兩層式導電粒子為10μm﹔另一種為SONY公司,CP7321三層式導電粒子為5μm﹔二、ACF由于備料時間較長,廠內會堆積一定數目的安全存量,所以不同批號不同型號之ACF需分開存放,并把握好先進先出之原則,以免ACF超過其使用期限1、ACF保存方法與使用期限﹔1.1、未開封之ACF,保存條件:-10~5℃,其使用期限為制造后六個月(制造日期及保存條件下有效期ACF之商標會注明)1.2、已開封品之保存條件:-10~5℃其使用期限為SONY15天,HITACH30天﹔1.3、已開封品,并裸露在空氣中,保存之時間僅為7天﹔1.4、未開封之產品如果保存在高溫環境下,會縮短其有效使用期限,加速ACF的熱固化﹔若超過了使用保証期限之過期品,本廠規定:ACF已過期,不開封的ACF從出廠算起,不超過一年時間繼用,超過一年報廢,已開封的ACF直接報廢﹔三、ACF本壓后之產品外觀檢查及壓著狀態判定:1、回路上有氣泡:1.1、在正常狀況下,回路如PAD連接處起氣泡不允許有,HITACH(日立)完全不許沒有,SONY經實驗少許氣泡可以,非回路區SPACE上之氣泡測信賴性不影響,未連續之部分即使有氣泡產生對于產品上品質也不會有影響﹔1.2、外觀判定檢查回路是否有不規則的彩虹般色塊或不同前顏色之區域﹔2、導電粒子破裂狀態:2.1、回路上之導電粒子破裂后之形狀不能有較大程度破裂的現象,未連續之部分即使有較大程度破裂現象,對產品之品質不會有影響﹔2.2、外觀判定檢查回路上導電粒子的壓著破裂程度狀況:2.2.1、導電粒子未破裂(Particle未破)好象為原狀判NG﹔2.2.2、導電粒子破裂20~80%為優良,90%為較好,成橢圓狀破裂線條有1~3條﹔2.2.3、導電粒子破裂100%判NG,三條以上象一朵炸開的花﹔2.3、本壓著導電粒子破裂寬度:TCP、COF產品需為1MM,FPC產品為0.6MM以上﹔四、ACF使用之注意事項:1、ACF不能食用如果萬一與皮膚接觸,應用肥皂清洗﹔2、ACF從冰箱取出后,需放半小時左右,以不影響貼付為准﹔3、ACF如果外觀顏色變黑或有顏色不均現象,應請停止使用﹔4、ACF貼付前與后需檢查ACF上有無異物﹔5、從冰箱拿起ACF一定要看ACF料號使用期限,開封之日期﹔ACF基本介绍作者:不详来源:转载发布时间:2006-6-30 19:23:33 减小字体增大字体ACF基本介绍1 前言随着电子产品朝轻,薄,短,小化快速发展,各种携带式电子产品几乎都已液晶显示器作为显示面板,特别是在摄录放影机,笔记型计算机,大哥大或个人数字处理器等产品上,液晶显示器已是重要的组成组件。
ACF固化率1. 介绍ACF固化率是指在材料的固化过程中,ACF(Anisotropic Conductive Film,各向异性导电膜)的固化程度。
ACF是一种具有导电性的薄膜,可用于电子元器件的连接和封装。
通过控制ACF固化率,可以确保连接的可靠性和稳定性。
2. ACF固化的重要性ACF固化率对于电子元器件的可靠性和性能至关重要。
固化不完全的ACF可能导致连接不牢固,电阻增加,甚至出现断开。
因此,确保ACF固化率的准确控制是电子制造过程中的关键步骤。
3. ACF固化的过程ACF固化是一个复杂的过程,通常包括以下几个步骤:3.1 温度控制ACF固化通常需要在一定的温度下进行。
温度的选择应根据ACF的特性和要求进行。
一般来说,温度过高可能导致ACF烧结或熔化,而温度过低则可能导致固化不完全。
因此,准确控制温度是确保ACF固化率的关键。
3.2 压力施加在ACF固化过程中,通常需要施加一定的压力。
压力的作用是使ACF与连接的元器件紧密接触,促进固化。
合适的压力可以提高固化效率,但过大的压力可能会损坏元器件或ACF。
因此,在ACF固化过程中,需要根据具体情况选择合适的压力。
3.3 固化时间ACF固化的时间也是一个重要的参数。
固化时间过短可能导致固化不完全,而固化时间过长则可能浪费时间和资源。
因此,准确控制固化时间是确保ACF固化率的关键。
3.4 环境条件除了温度、压力和固化时间,ACF固化的环境条件也会对固化率产生影响。
例如,湿度、气氛和灰尘等因素可能影响ACF的固化效果。
因此,在ACF固化过程中,需要注意并控制这些环境因素。
4. ACF固化率的测试方法为了评估ACF固化的效果,需要进行固化率的测试。
常用的ACF固化率测试方法包括:4.1 电阻测试电阻测试是一种常用的ACF固化率测试方法。
通过测量ACF连接的电阻值,可以评估固化的效果。
如果电阻值较低,说明固化效果较好;反之,如果电阻值较高,说明固化效果较差。
ACF异方性导电胶的分类、性能、特点、配方及制备方法:异方性导电胶(AnisotropicConductiveFilm;ACF),是一种基材A与基材B之间涂布贴合,限定电流只能由垂直轴Z方向流通于基材A、B之间的一种特殊涂布物质。
目前ACF常用到的例如软式排线、FilmOnGlass(FOG)薄膜软板╱玻璃贴合制程等,不同材质的电极藉由ACF的黏合,同时限定电流只能从黏合方向(垂直方向)导通流动,可以解决一些以往连接器无法处理的细微导线连接问题。
其特点在于Z轴电气导通方向与XY绝缘平面的电阻特性具有明显的差异性。
当Z轴导通电阻值与XY平面绝缘电阻值的差异超过一定比值后,既可称为良好的导电异方性。
导通原理:利用导电粒子连接IC芯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轴方向导通之目的。
产品分类:1.异方性导电膏。
2.异方性导电膜。
异方性导电膜(ACF)具有可以连续加工(Tape-on-Reel)极低材料损失的特性,因此成为目前较普遍使用的产品形式。
主要组成:主要包括树脂黏着剂、导电粒子两大部分。
树脂黏着剂功能除了防湿气,接着,耐热及绝缘功能外主要为固定IC芯片与基板间电极相对位置,并提供一压迫力量已维持电极与导电粒子间的接触面积。
一般树脂分为热塑性树脂与热固性树脂两大类。
热塑性材料主要具有低温接着,组装快速极容易重工之优点,但亦具有高热膨胀性和高吸湿性缺点,使其处于高温下易劣化,无法符合可靠性、信赖性之需求。
而热固性树脂如环氧树脂(Epoxy)、Polyimide等,则具有高温安定性且热膨胀性和吸湿性低等优点,但加工温度高且不易重工为其缺点,但其可靠性高的优点仍为目前采用最广泛之材料。
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。
虽然异方性导电胶其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机率。
另外,导电粒子的粒径分布和分布均匀性亦会对异方导电特性有所影响。
器使用。
●使带背光的液晶显示模块厚度可能降为3.5MM甚至更薄。
●设计时温度补偿或调压器等周边有源器件可随意安放在模块上。
此外,输入线数大大减少了。
●COF可以当作是外引线焊接(OLB)到主板上的一种柔性电缆。
因此,可以使用更薄的LCD屏(厚度为0.4MM)。
COG工艺的技术问题九十年代以来,COG工艺已广泛应用于LCD工业。
但是,对于尺寸大分辨率高的显示器,从128*81点阵开始,采用COG工艺仍有许多技术问题。
1.机械尺寸限制显示分辨率提高了,但显示器宽度不能增加。
使用单个驱动芯片解决方案,段驱动器连接到一片玻璃的凸缘上,公共信号则通过LCD上的氧化铟锡(ITO)走线。
这就大大增加了LCD的废弃区。
然而,如果单个驱动芯片解决方案应用于COF上,则可克服此问题。
因为COF 可以在自己的薄膜上走线。
另一方面,如果应用COG工艺,必须预留相当大的玻璃宽度以进行焊接IC和连接FPC。
一般来说,COG贴装需要4~4.5mm宽,而COF贴装仅需要1.5~2.0mm宽。
COF 可大大减少显示器的贴装空间从而制造更大的显示容量。
2.COG的连接可靠性随着便携仪器的显示分辨率不断提高,驱动IC的外型尺寸也增大了。
因此,驱动IC的外表(长比宽)比率也增加了。
可是,外表比越大,COG焊接的连接可靠性越差。
这是因为,在热压焊接时产生的热量作用下,随着驱动IC的膨胀,剩余张力也增加了。
一般来说,LS1 外表比为10:1时较安全。
COF工艺可以应用方形/长方形驱动IC代替COG焊接需要的瘦长形IC。
从而,连接可靠性问题解决了。
3.交叉效应交叉效应(Glasser)就是当在浅背景上选择显示黑区时由于耦合效应产生亮度/染色性的多余变化。
例如,在显示黑区的顶部,底部,左部和右部出现灰色区域,而理论上应保持与显示背景一样的亮度。
图2示例了一个有源矩阵LCD(Kawaji)的不同交叉效应图形。
随着显示容量和分辨率的提升,COG工艺的LCD的ITO 走线电阻会增加从而增加IC输入信号的负载电阻,反过来,负载电阻增加又会增加耦合效应或影响驱动波形。
平板显示器中应用ACF的驱动IC封装技术王艳艳;何为;王守绪;周国云;陈浪;林均秀;莫芸绮【摘要】文章叙述了ACF(Anisotropic Conductive Film,各向异性导电膜)与驱动IC(Integrated Circuit,集成电路)芯片封装的历史,并强调了驱动IC封装在实现显示器微型化、高分辨率、低成本及高显示质量等方面的重要性.文章还对微细间距COF(Chip on Flex)连接用ACF的材料设计进行了介绍.文章指出低温固化ACF可以改善LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示屏)模块的生产效率,降低大型LCD 模块表面的热应力;同时指出COG(Chip on Glass)连接后LCD面板的翘曲变形引起LCD模块漏光事故.ACF焊接温度的降低可以有效减少翘曲变形,避免在应用COG封装大型LCD模块的驱动IC时所产生漏光.【期刊名称】《印制电路信息》【年(卷),期】2010(000)008【总页数】4页(P60-62,70)【关键词】各向异性导电膜;驱动集成电路封装;载带封装;微细间距封装;玻璃板上芯片封装【作者】王艳艳;何为;王守绪;周国云;陈浪;林均秀;莫芸绮【作者单位】电子科技大学应用化学系,四川,成都610054;电子科技大学应用化学系,四川,成都610054;电子科技大学应用化学系,四川,成都610054;电子科技大学应用化学系,四川,成都610054;珠海元盛电子科技股份有限公司技术中心,广东,珠海519060;珠海元盛电子科技股份有限公司技术中心,广东,珠海519060;珠海元盛电子科技股份有限公司技术中心,广东,珠海519060【正文语种】中文【中图分类】TN41ACF是在热固性聚合物基体中分散直径为3 μm ~5 μm大小的导电微粒(Ni颗粒或镀覆金属的聚合物微球)而形成的粘结薄膜。
ACF能在加热、加压10 s ~15 s左右的条件下将上千个30 μm ~200 μm的电极实现机械性能及电性能连接。
ACF连接原理如图1所示。
过去的20年中,ACF作为一类互联材料已经广泛应用于平板显示设备(例如液晶显示面板、等离子显示器、有机电致发光显示器等)的驱动IC封装技术中。
应用ACF的驱动IC封装在LCD技术向高分辨率、轻薄化及低耗能的发展趋势中起了重要作用,尤其在分辨率和轻薄小方面。
COF或TCP板与LCD平板的封装,COF或TCP板与电路板的封装及COG中IC芯片与LCD平板的封装。
本文叙述了ACF与驱动IC芯片封装的历史,并强调了驱动IC封装在实现显示器微型化、高分辨率、低成本及高显示质量等方面的重要性。
1 ACF与驱动IC封装技术的发展历程20世纪70年代末,人们努力提出用晶圆切割导电胶带来消除晶圆切割中静电现象。
于是,人们简单地将导电填充物填入压敏性胶中来获得晶圆切割导电胶带。
然而,当碳黑等导电填充物的量达到40%时,压敏性能就失去了,并且产物也不能应用于晶圆切割胶带中了。
因此,人们不断思考如何在不降低压敏性能的情况下合成导电胶,并将注意力放在低含量导电填充物的粘结剂上。
在研究中,人们偶然发现了各向异性导电现象,即只有垂直于胶膜平面的方向具有导电性,其电导率是通过使用较低含量的导电填充材料来实现的。
20世纪70年代末、80年代初,LCD技术已经广泛应用于电子计算机领域。
LCD面板使用ITO膜电极后,电子封装领域普遍使用的焊接技术无法进行驱动IC封装。
那时,电子计算机LCD模块的驱动IC封装主要使用合成导电橡胶条,也有使用填充碳纤维的各向异性导电薄膜。
然而,这些各向异性导电材料仅仅适用于间距大于500 μm的连接,而且由于其不透明性,精确加工工艺性能不理想。
80年代初,当LCD技术企图应用于微细间距连接的电子游戏机和笔记本电脑等产品时,要求使用小于200 μm的微细间距连接能力的新型连接材料。
几乎同时,人们发现了前面所述的各向异性导电现象,并成功使含有Ni颗粒的ACF商品化。
这种在80年代初在世界上首次合成的产品与现在的ACF结构几乎相近。
应用ACF的驱动IC封装技术对LCD高分辨率的实现作出了突出贡献。
20世纪80年代后期镀覆金属塑料球的使用极大地改善了ACF的微细间距连接能力。
现在COG封装技术已经在使用25 μm ~30 μm微细间距连接能力的双层结构ACF,这种ACF也是应用了在塑料球表面镀覆金属层技术。
通过研究低温固化性能的热固性树脂体系和强粘结性能的基体树脂体系,ACF中粘接剂的性能得到了很大的改善。
20世纪80年代初,ACF材料技术的发展刚刚起步时,热塑性树脂由于其加工性能和在有机溶剂中的溶解性,被用作ACF的粘结剂。
但是由于热塑性树脂的Tg相对较低,且不存在链间交联,因此其制成的ACF在电子产品中应用时可靠性不高。
20世纪90年代初,市场上出现了一种具有快速固化性能和室温下长寿命的优良热固性树脂体系的ACF。
这种先进的热固性基体ACF在1992年用于笔记本电脑。
另外,ACF的热固性粘结性能可以改善裸芯片连接(如COG连接)。
1994年,ACF应用在了LCD的中等尺寸(如电子游戏机和视听产品)COG连接中。
2000年后,为了避免连接基材的热损伤和改善LCD模块的生产率,LCD模块生产在减小连接间距和降低焊接温度方面给予极大关注。
下一部分将介绍LCD模块驱动IC封装的技术现状。
2 TCP(COF)- LCD面板连接的驱动IC封装技术现在大部分的大于10 in的LCD模块是通过使用ACF的TCP连接技术来进行封装的。
随着LCD分辨率的提高,TCP外连接引脚的间距必须要求小于50 μm,然而50 μm间距是TCP外引脚的最小值。
为了改善微细间距的连接,2002年后大型LCD模块驱动IC封装引入了COF技术。
COF技术通过使用薄铜箔和低CTE基板材料,克服了TCP封装时微细间距的限制。
由于COF技术提供了小于50 μm 的微细间距连接,因此使用ACF的COF外引脚连接技术非常有实用价值。
另外,COF的厚度远远小于TCP,而且有优良的弯曲性能。
COF-LCD连接通过使用填入直径为3 μm的覆金属聚合物微球的ACF,已经实现了40 μm微细间距连接。
COF技术用的ACF,要求与COF基材连接时要有很强的粘结力,并且连接时间要短。
因为COF表面非常平滑,并含有惰性PI膜,所以ACF在COF板上的粘结强度比在TCP粘结强度低很多。
人们开发出了一种COF用强粘结力ACF,这种ACF在基体树脂中引入了功能性基团并有效地降低了内应力。
LCD面板-TCP(COF)连接使用的是传统型环氧树脂基体ACF,连接时间通常为10 s ~ 15 s。
现在LCD模块的产量显著增加,需要降低连接时间(例如小于10 s)来提高LCD模块的生产效率。
为了满足这种需求,人们利用新的固化系统开发出了一种高反应活性的新型ACF。
由于低温固化ACF完全固化,在高温高湿测试后,其覆金属塑料微球仍然充分变形,连接点仍保持原状。
换句话说,由于没有充分固化,传统的环氧树脂基体ACF即使在高温连接条件下也不能在连接点提供充分的变形颗粒。
因此,接触电阻在高温高湿测试后明显增加,如图4所示。
使用低温固化ACF的驱动IC封装已经应用于笔记本电脑、监视器、TV等的大型LCD模块COF-LCD连接领域,这对LCD模块生产效率的改善作出了很大贡献。
3 TCP(COF)-PCB连接的驱动IC封装技术传统意义上讲,LCD模块的TCP/PCB连接使用的是一种在180 ℃ ~190 ℃(10 s ~ 15 s)条件下进行焊接的ACF。
然而,当焊接温度超过PCB的Tg (160 ℃ ~170 ℃)时,ACF连接处的热应力就会增加,PCB也会产生翘曲。
为了避免产生这些问题,在TCP/PCB连接时要求使用更低的ACF焊接温度(焊接温度小于160 ℃,时间小于10 s)。
TCPPCB连接是在TCP连接到LCD面板之后进行的,在连接时PCB机械性地受到限制,连接后PCB的热收缩比LCD面板的热收缩要严重。
因此,PCB的焊接区域会有热应力产生,根据模拟系统的分析,ACF与PCB界面处的这种应力会随着焊接温度的降低而降低。
该模拟系统同时表明,低温固化ACF在改善连接可靠性上非常有效。
ACF的低温固化性能是由ACF中固化剂的反应活性决定的,人们研发出了多种含有活性树脂和添加剂的固化剂和粘结树脂。
为了实现低温固化性能和室温下的连接寿命,在粘结体系中设计加入一种新的固化剂。
低温固化ACF在低于140 ℃时的固化度比传统ACF高80%,如图2所示。
实验证实,低温固化ACF在23 ℃条件下的连接寿命比传统ACF长了30天。
强粘结能力的可靠性ACF在连接时伴随着ACF聚合物基体的交联,而且反应程度应该超过80%。
低温(140 ºC)连接时,低温固化ACF的粘结力高达1000 N/m,而传统ACF的粘结力只有300 N/m。
优良的低温固化ACF在比传统ACF的连接温度低了40 ℃的情况下,其接触电阻并无增加。
因此,这种ACF有希望应用于大批量LCD模块的生产过程及低抗热性的连接基材中。
低温固化ACF已经广泛应用于笔记本电脑、监视器、TV等大尺寸LCD模块的TCP-PCB连接中。
另外,在便携电子产品领域(如手机),具有高密度连接和环境友好的这种ACF有望取代锡铅焊接和线路板与线路板的连接器。
4 COG连接的驱动IC封装技术使用ACF的COG技术通常运用倒装芯片封装技术,其广泛应用在手机和视听产品等相对小尺寸的LCD模块中。
COG没有TCP和COF用的载带和内引脚,因此COG可以有效降低成本,使LCD模块轻小化。
然而,当使用ACF的COG应用于笔记本电脑和监视器等相对大尺寸LCD模块时,要充分考虑驱动IC与LCD面板的热膨胀系数不匹配问题,热膨胀系数失配导致界面产生热应力,从而导致COG连接后翘曲变形。
为了研究使用ACF的COG的翘曲行为,开发出了弹性模拟系统。
这个模拟系统表明,LCD面板的翘曲事件是由连接时LCD面板与驱动IC 的温度不相同造成的。
换句话说,即便IC芯片的CTE很低,驱动IC芯片与LCD面板之间的温度不同仍是导致IC芯片膨胀的更主要原因。
因为LCD面板的实际温度远远低于IC芯片的温度,而且IC芯片在COG连接后萎缩的比LCD面板严重,所以通过COG封装的连接LCD驱动IC是向内翘曲的。
图3表明了降低焊接温度对于减少COG封装后LCD面板的翘曲非常重要。
因此,业内已经研发了一种能在低于160 ℃下固化的低温固化ACF。
与传统COG连接用ACF相比,这种ACF使LCD面板翘曲降低了50%,而且减少了LCD的漏光事故。
这种ACF广泛应用于笔记本电脑和监视器的LCD模块驱动IC封装用COG 技术领域。