ACF各向異性導(dǎo)電膜熱壓及COG工藝條件

發(fā)布時(shí)間：2018-08-13

ACF各向異性導(dǎo)電膜要發(fā)生作用，必須經(jīng)過(guò)熱壓，即通過(guò)溫度，時(shí)間，壓力這三個(gè)必要條件使得ACF膠固化，導(dǎo)電粒子爆破達(dá)到導(dǎo)通效果，從而達(dá)到ACF的三個(gè)作用：粘接，絕緣，導(dǎo)通 。對(duì)于每一款A(yù)CF，都有其材料特性，所以對(duì)條件的要求也就存在一定的差異。所以如何根據(jù)不同的材料獲得合適的工藝條件，是至關(guān)重要的。

溫度

溫度是ACF各向異性導(dǎo)電膜發(fā)生作用中一個(gè)必需的條件，溫度是否合適直接影響了bonding效果及產(chǎn)品的可靠性。其影響內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：

a. ACF固化率；b. IC粘接可靠性；c. 導(dǎo)電粒子的爆破效果

ACF對(duì)溫度曲線的要求：

溫度曲線是指ACF熱壓過(guò)程溫度隨時(shí)間變化的曲線。ACF樹(shù)脂膠的固化過(guò)程主要是膠材的質(zhì)變過(guò)程，首先膠在高溫下溶化流動(dòng)，此步是在非常短的時(shí)間內(nèi)完成。隨即膠材在高溫下發(fā)生變化—固化。為了保證ACF有效固化，對(duì)ACF固化溫度曲線提出了特別要求—須在前2秒內(nèi)達(dá)到目標(biāo)固化溫度的90% 。如下圖所示。

ACF對(duì)溫度及固化率的要求：

上述溫度曲線主要是對(duì)升溫速度的要求，而ACF對(duì)溫度的另一個(gè)要求則是最終bonding溫度的要求。只有溫度達(dá)到一定高度后，ACF才會(huì)固化，所以主壓溫度的確定，必須達(dá)到ACF膠材固化的溫度。此溫度隨材料不同會(huì)有一定的差異。但從現(xiàn)在使用ACF型號(hào)來(lái)看，一般情況下均需要>180℃。 即只有達(dá)到此溫度，ACF才能有效固化。

ACF在達(dá)到有效的另一個(gè)問(wèn)題就是固化率。在相同時(shí)間下，影響固化率的最大因素就是溫度。既包括升溫速度又包括最終固化溫度。固化率與溫度的關(guān)系可以概括為：在一定的升溫速度下，固化溫度越高，固化率越高，如圖7所示。一般情況下，為保證IC連接可靠性，ACF的固化率需要達(dá)到70%以上。若ACF固化率不足，則會(huì)造成以下影響：a. IC與LCD粘接可靠性降低，IC容易出現(xiàn)剝離現(xiàn)象；b. 固化率低產(chǎn)品容易形成壓貼氣泡，影響IC電性導(dǎo)通可靠性；c. ACF固化率低，在FOG過(guò)程或者焊接過(guò)程中容易造成ACF受熱形成IC 與ITO 間的氣泡。

COG壓貼氣泡

COG ACF 其他溫度要求：ACF貼敷及IC預(yù)壓溫度一般情況下為40~80℃。溫度最高不能超過(guò)90℃，因?yàn)樵?0度后ACF會(huì)發(fā)生性質(zhì)改變，開(kāi)始固化，影響主壓的bonding效果。

時(shí)間

COG過(guò)程，ACF對(duì)時(shí)間有3個(gè)工序的要求：ACF貼敷 ，IC預(yù)壓，IC主壓。其中ACF貼敷及預(yù)壓時(shí)間主要考慮實(shí)際效果，以及效率。一般情況下在1~3s之間。但隨著COG設(shè)備的運(yùn)行速度提升，以及ACF性能的提高。

固化率與溫度時(shí)間的關(guān)系

壓力

粒子有效性

ACF導(dǎo)通是通過(guò)導(dǎo)電粒子達(dá)到IC與ITO電性導(dǎo)通的目的。但bonding 后什么樣的導(dǎo)電粒子才算是有效呢？

如前所述，導(dǎo)電粒子主要為鍍金塑膠球，而起導(dǎo)通作用的則主要是塑膠球外所鍍的金屬層。只有在導(dǎo)電粒子受力爆破的情況下，才能達(dá)到有效的導(dǎo)通效果。

有效爆破圖示

導(dǎo)通電阻：IC與ITO間的連接電阻大小可以體現(xiàn)粒子導(dǎo)通的有效性。在相同條件下，導(dǎo)通電阻越小，說(shuō)明粒子有效性越高.COG工程要求連接電阻<5Ω.熱壓后z向形變量。

ACF 導(dǎo)電粒子在Z向受熱壓后發(fā)生形變，以4um直徑的粒子為例，如下圖9所示，當(dāng)粒子Z向尺寸壓縮為2um左右時(shí)，可以達(dá)到最佳導(dǎo)通效果。

                                                                粒子爆破判定標(biāo)準(zhǔn)