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1、ACF 基本知识前言隨著電子產品朝輕，薄，短，小化快速發展，各種攜帶式電子產品幾乎都已液晶顯示器作為顯示面板，特別是在攝錄放影機，筆記型電腦，大哥大或個人數位處理器等產品上，液晶顯示器已是重要的組成元件。液晶顯示器除了液晶面板外，在其週邊必須連動驅動晶片作為顯示訊號之控制用途。一般而言，液晶面板與驅動 IC 系統的介面銜接技術大致可分為下列幾種：捲帶式晶粒自動貼合技術(Tape Automated Bonding；TAB)、晶粒玻璃接合技術(Chip on Glass；COG)、晶粒軟板接合技術(Chip on Flex；COF)。2 異方性導電膠膜(Anisotropic Conductiv
2、e Film；ACF)2.1 何謂異方性導電膠：其特點在於 Z 軸電氣導通方向與 XY 絕緣平面的電阻特性具有明顯的差異性。當Z 軸導通電阻值與 XY 平面絕緣電阻值的差異超過一定比值後，既可稱為良好的導電異方性。2.2 導通原理：利用導電粒子連接 IC 晶片與基板兩者之間的電極使之成為導通，同時又能避免相鄰兩電極間導通短路，而達成只在 Z 軸方向導通之目的。2.3 產品分類：1. 異方性導電膏。2. 異方性導電膜。異方性導電膜(ACF)具有可以連續加工(Tape-on-Reel)極低材料損失的特性，因此成為目前較普遍使用的產品形式。2.4 主要組成：主要包括樹脂黏著劑、導電粒子兩大部分。樹脂
3、黏著劑功能除了防濕氣，接著，耐熱及絕緣功能外主要為固定 IC 晶片與基板間電極相對位置，並提供一壓迫力量已維持電極與導電粒子間的接觸面積。一般樹脂分為熱塑性樹脂與熱固性樹脂兩大類。熱塑性材料主要具有低溫接著，組裝快速極容易重工之優點，但亦具有高熱膨脹性和高吸濕性缺點，使其處於高溫下易劣化，無法符合可*性、信賴性之需求。而熱固性樹脂如環氧樹脂(Epoxy) 、Polyimide 等，則具有高溫安定性且熱膨脹性和吸濕性低等優點，但加工溫度高且不易重工為其缺點，但其可*性高的優點仍為目前採用最廣泛之材料。在導電粒子方面，異方導電特性主要取決於導電粒子的充填率。雖然異方性導電膠其導電率會隨著導電粒子充
4、填率的增加而提高，但同時也會提昇導電粒子互相接觸造成短路的機率。另外，導電粒子的粒徑分布和分布均勻性亦會對異方導電特性有所影響。通常，導電粒子必須具有良好的粒徑均一性和真圓度，以確保電極與導電粒子間的接觸面積一致，維持相同的導通電阻，並同時避免部分電極未接觸到導電粒子，導致開路的情形發生。常見的粒徑範圍在35m 之間，太大的導電粒子會降低每個電極接觸的粒子數，同時也容易造成相鄰電極導電粒子接觸而短路的情形；太小的導電粒子容易行成粒子聚集的問題，造成粒子分布密度不平均。在導電粒子的種類方面目前已金屬粉末和高分子塑膠球表面塗佈金屬為主。常見使用的金屬粉鎳(Ni)、金(Au)、鎳上鍍金、銀及錫合金等
5、。目前在可*性和細間距化的趨勢下，如 COF 和 COG 構裝所使用之異方性導電膠，其導電粒子多表面鍍鎳鍍金之高分子塑膠粉末，其特點在於塑膠核心具可壓縮性，因此可以增加電極與導電粒子間的接觸面積，降低導通電阻；同時，塑膠核心與樹脂基礎原料的熱膨脹性較為接近，可以避免熱循環和熱衝擊環境時，在高溫或低溫環境下，導電粒子因與樹脂基礎原料的熱膨脹性差異減少與電極間的接觸面積，導致導通電阻上升，甚至於開路失效的情形發生。3 各廠商導電膠膜之差異3.1 Sony ACF(Single Layer)Casio 發展出稱為 Microconnector 的先進 ACF 技術，應用在 COF，COG 接合上。此
6、 ACF 材料主要是在導電粒子製作上有突破性發展。其導電粒子除了如一般在塑膠核心表面鍍上金屬層之外，又再金屬層表面再塗佈一層 10nm 厚的絕緣層，而此絕緣層則是由極細微的樹脂粒子所組成。其發展材料之樹脂黏著劑可以為熱塑性或熱固性材料，然後將導電粒子加入做成膏狀物或薄膜狀產品。當此材料貼附於軟板基板進行熱壓製程時，導電粒子與晶片凸塊和軟板基板電極同時會壓破其接觸面的絕緣層(即 Z 軸方向 )，但未接觸的 XY 平面方向之絕緣層則不會被壓破，保持其絕緣性。因此 Casio 相信，使用此種塗佈絕緣層的導電粒子，可以提高異方性導電膠的粒子密度，達到細間距和低導通電阻的要求，而同時又不會有短路的情形發生。3.2 Hitachi ACF(Double Layer)針對細間距化的要求，日立化成則提出了雙層(Double Layer)結構之 ACF，雙層結構之上層為未添加導電粒子的樹脂層，而下層則是含有單層導電粒子的排列。與傳統單層結構之 ACF 相比，雙層結構可以在不增加導電粒子密度的情形下，因下層局部粒子密度較高，使得電極單位接觸面積內之粒子密度較高，同時在接近晶片凸塊區域，因局部粒子密度較低而降低了短路的情形發生。在樹脂黏著劑方面，為了可*性的考量，日立化成在其產品上均選擇使用環氧樹脂系統已提高材料的黏著強度、玻璃轉移溫度及防濕性等特性。
