ACF贴付技术

异方性导电胶膜(ACF)的基本原理和主要问题解析: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，液晶显示器已是重要的组成组件。

液晶显示器除了液晶面板外，在其外围必须连动驱动芯片作为显示讯号之控制用途。

本文主要介绍连接液晶面板与IC连接一种主流方式晶粒－玻璃接合技术(Chip on Glass；COG)使用的导电材料异方性导电胶膜(Anisotropic Conductive Film；ACF)，以下简称为ACF。

一、ACF基本原理1.1材料介绍1.1.1何谓异方性导电膜：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。

1.1.2ACF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。

1.2基本原理1.2.1导通原理：利用导电粒子连接IC芯片与LCD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。

注：LCD面板(包括面偏光片和底偏光片);IC(集成电路):驱动和控制LCD显示;ACF(异方性导电膜):将IC与LCD或FPC与LCD连接;FPC(柔性线路板):连接和导电作用1.2.2ACF主要参数对bonding的影响：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。

此外，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。

通常，导电粒子必须具有良好的粒径均一性和真圆度，以确保电极与导电粒子间的接触面积一致，维持相同的导通电阻，并同时避免部分电极未接触到导电粒子，导致开路的情形发生。

COG技术系列（一）：COG制程原理COG制程是利用覆晶（Flip Chip）导通方式，将晶片直接对准玻璃基板上的电极，利用各向异性导电膜（Anisotropic Conductive Film，后面简称ACF）材料作为接合的介面材料，使两种结合物体垂直方向的电极导通。

目前COG接合制程的生产作业流程，均以自动化作业方式进行。

COG接合作业由各向异性导电膜贴附，IC预绑定和IC本绑定三个作业组成，作业分解如图1所示，以下对COG接合作业流程一一阐述。

图1 COG接合作业流程（一）各向异性导电膜导电膜贴附各向异性导电膜贴附如图2所示，首先COG生产作业流程中第一个步骤是将ACF贴附在LCD电极部，接着将ACF离型纸撕除，仅剩ACF贴附在LCD电极部上面，完成ACF 贴附作业。

图2 ACF贴附作业（二）IC预绑定IC预绑定如图3所示，将完成ACF贴附作业的LCD搬送到IC预绑定工程进行IC预绑定作业，此工程需将IC对位到LCD相对的电极上，因此需进行CCD影像读取识别，透过电脑影像处理系统，分别识别IC和LCD上预设识别位置，由电脑自动运算相对坐标后可以准确将IC贴在LCD电极上，完成IC预绑定作业。

图3 IC预绑定作业（三）IC本绑定作业IC本绑定作业如图4所示，最后将完成IC预绑定作业LCD搬运到IC本绑定工程进行IC本绑定作业，此工程是COG制程品质的关键，压着温度、压着压力、压着时间是ACF 固化三要素，以下对其个别说明：1、压着温度：ACF接合胶材料主要是高分子树脂，主要可分为热固性（Thermal-Setting）与热塑性（Thermal Plastic）树脂两种，一般ACF制造商会提供ACF特性的技术资料，对于黏附性影响最大，太低的温度会导致树脂无法溶解，太高的温度便会使导电粒子流失，因此压着温度必须控制在最佳范围以确保制品的可靠性。

2、压着压力：对于导通电阻影响最大，太小的压力会导致导电粒子与电极之间的接触面积不够，而发生导电不良的情形，而太大的压力会压破导电粒子降低导通电阻，因此压着压力必须控制在最佳范围以维持良好的导电性。

LCD，COB板装配装配是将单个的材料如LCD，COB板，背光，铁框（胶框），胶条（垫条），斑马纸等组装在一起，由于产品结构及所用材料不同，装配有很多种，故其作业难度也千差百异。

下面主要讲用胶条装配带背光的产品（本厂生产的典型结构）。

装配产品涉及到的几个词语说明：压缩比：胶条压缩前之高度与压缩后高度之比值，本厂一般高胶条压缩量为15%，矮胶条为10%，发泡胶条压缩量相对要更大一点。

压缩比=H/h，压缩量=（H-h）/HPITCH：即间距，一个PITCH的宽度包括一个导电线之宽度和一个绝缘空隙之宽度。

一般设计在一个金手指上要有三条左右的胶条导电线，才能保证产品性能。

即胶条的PITCH要小于PCB板PITCH的三分之一。

理论上讲，一个产品的PITCH越小，产品将越难组装（但其它结构设计也将影响）。

彩虹：LCD因受不均衡之挤压而出现与原来色彩不一样之色斑（一般由于LCD来料及铁框压条不平整或过大之压缩引起）。

可通过缓解压力达到消除彩虹之目的，本厂一般彩用在铁框压条上贴海棉垫。

视觉：观看LCD显示之方向角度。

类似于看手表，在垂直于LCD中心的法线为准，在法线上方看LCD显示最清晰者为12点，在法线下方看LCD显示最清晰者为6点，在法线左边或右边看最清晰者分别为9点和3点，如下图所示：VOP：即玻璃电压，一般指的是LCD显示最佳的直流电压，由LCD决定。

若产品输出玻璃电压低于LCD VOP值，则显示淡，反之则浓。

测量为VDD与VOP两点之间的电压（或阶层电阻R1与R5两端之电压）。

VDD：即模块工作电压，测试时此电压需按要求调整，过低或过高略会影响显示效果。

高得过多时则易烧坏产品或降低产品寿命。

测量为VDD与VSS之间的电压。

一．背光焊接：1．背光在焊接前背部要贴双面胶，用以固定在PCB上，双面胶一般贴在背光无插针一边，在其长度一半即可，其具体作业可参见作业指导书。

2．此项作业重点在于：焊接后背光不能翘起，背光焊点不能假焊。

导电胶在触控面板中的技术应用⒈引言导电胶是一种固化或干燥后具有一定导电性能的胶黏剂,它通常以基体树脂和导电填料即导电粒子为主要组成成分, 通过基体树脂的粘接作用把导电粒子结合在一起, 形成导电通路, 实现被粘材料的导电连接。

触控面板用到的导电胶有两种，同方性导电胶用来做触控面板的引线，异方性导电胶（ACF）用来连接驱动IC及触控面板的导电层。

2.异方性导电胶(ACF)在触控面板中的技术应用异方性导电胶（下面简称ACF）的特点在于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。

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。

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。

2.1 异方性导电胶(ACF)异方性导电胶(ACF)的主要组成：主要包括树脂黏着剂、导电粒子两大部分。

ACF基本结构如图1.1所示。

图1.1 ACF的结构图ACF的关键技术在其导电粒子。

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，一般体积比率在3%～5%之间。

导电粒子的粒径分布和均匀性亦会对其特性有所影响。

通常，导电粒子必须具有良好的粒径均一性和真圆度，以确保电极与导电粒子间的接触面积一致，维持相同的导通电阻，并同时避免部分电极未接触到导电粒子，导致开路的情形发生，常见的粒径范围在3~5μm之间。

在导电粒子的种类方面目前已金属粉末和高分子塑料球表面涂布金属为主。

常见使用的金属粉镍(Ni)、金(Au)、镍上镀金、银及锡合金等。

2.2触控面板中ACF的热压绑定工艺ACF连接驱动IC及触控面板的导电层是通过热压绑定工艺来完成的。

其热压绑定工艺的如下图1.2所示。

图1.2 ACF热压绑定工艺2.2.1 热压绑定工艺步骤热压绑定通过ACF粘合，并在一定的温度、压力和时间下热压而实现液晶玻璃与柔性线路板机械连接和电气导通的一种加工方式。

COG技术系列（一）：COG制程原理COG制程是利用覆晶（Flip Chip）导通方式，将晶片直接对准玻璃基板上的电极，利用各向异性导电膜（Anisotropic Conductive Film，后面简称ACF）材料作为接合的介面材料，使两种结合物体垂直方向的电极导通。

目前COG接合制程的生产作业流程，均以自动化作业方式进行。

COG接合作业由各向异性导电膜贴附，IC预绑定和IC本绑定三个作业组成，作业分解如图1所示，以下对COG接合作业流程一一阐述。

图1 COG接合作业流程（一）各向异性导电膜导电膜贴附各向异性导电膜贴附如图2所示，首先COG生产作业流程中第一个步骤是将ACF贴附在LCD电极部，接着将ACF离型纸撕除，仅剩ACF贴附在LCD电极部上面，完成ACF 贴附作业。

图2 ACF贴附作业（二）IC预绑定IC预绑定如图3所示，将完成ACF贴附作业的LCD搬送到IC预绑定工程进行IC预绑定作业，此工程需将IC对位到LCD相对的电极上，因此需进行CCD影像读取识别，透过电脑影像处理系统，分别识别IC和LCD上预设识别位置，由电脑自动运算相对坐标后可以准确将IC贴在LCD电极上，完成IC预绑定作业。

图3 IC预绑定作业（三）IC本绑定作业IC本绑定作业如图4所示，最后将完成IC预绑定作业LCD搬运到IC本绑定工程进行IC本绑定作业，此工程是COG制程品质的关键，压着温度、压着压力、压着时间是ACF 固化三要素，以下对其个别说明：1、压着温度：ACF接合胶材料主要是高分子树脂，主要可分为热固性（Thermal-Setting）与热塑性（Thermal Plastic）树脂两种，一般ACF制造商会提供ACF特性的技术资料，对于黏附性影响最大，太低的温度会导致树脂无法溶解，太高的温度便会使导电粒子流失，因此压着温度必须控制在最佳范围以确保制品的可靠性。

2、压着压力：对于导通电阻影响最大，太小的压力会导致导电粒子与电极之间的接触面积不够，而发生导电不良的情形，而太大的压力会压破导电粒子降低导通电阻，因此压着压力必须控制在最佳范围以维持良好的导电性。