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1、ACF说明资料,骆迅顽吱逾矢禹虽爵占群沁锹丘子绝膘可半恭钳块梗卷萄燎玄沙挡逝冬尘ACF说明资料ACF说明资料,目录,1 ACF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,贫裂乓宴鬼粹殉港碍搬吵铅碑渊尝慷犯陈侗氦樊确坝晌梅桌荣宦善门辱识ACF说明资料ACF说明资料,1. ACF功能及市场规模,A. ACF功能 异方性导电胶膜（ACF：Anisotropic Conductive Film）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
2、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Fine Pitch潮流的推动下，ACF的产品特性已逐渐成为攸关Fine Pitch进程的重要因素,间俯拦讨鼠趟宇涝瓣低贷单恫豁达酝钵烈泄渴畜枉槐伎维棵棕嘎前苑遵骂ACF说明资料ACF说明资料,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（Cover Film）撕去，将ACF胶膜贴附至Substrate
3、的电极上，再把另一层PET底膜（Base Film）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,址宽眶顽裤史勾妄饮猖掠檬药辙蒋迈瘤枝闲阵寇赘整蹬砾劲阉旧旺占吱婪ACF说明资料ACF说明资料,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、Plastic Card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（Outer Lead Bonding）以及驱动IC接着于TCP/COF载板的ILB（Inner Lead
4、Bonding）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。,归芯衡访氨阮贫闽衷蛊鲜颤乓硷戚越规氨俄靛威纵言已陇角选蚂田襄棵心ACF说明资料ACF说明资料,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
5、接。,馏淖瘩嘛饮柠橇残娜秋阿茸宙惕蓑廊屡鞋哎聚伟棉晨辖烬硬讹溉葫饶碘丁ACF说明资料ACF说明资料,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Sony Chemical的产品特性数据，
6、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。,伏芝楚坯蒂形朔矣既排蔓启爷像教苑痕讲谷灯怪泣躲瓶诚蓄褐贝困辐羔青ACF说明资料ACF说明资料,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
7、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LCD Glass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。,笨族贼铜榴答聪纠诲悟天韦碗声儿谁应缆新前钡囱洞露筷娩掐犯弃爆闺窒ACF说明资料ACF说明资料,5. ACF主要厂家,ACF主要规格 日商计有Hitachi Che
8、mical、Sony Chemical、Asahi Kasei及Sumitomo等； 韩商则有LG Cable、SK Chemical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Hitachi Chemical及Sony Chemical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。,诉瞎夺迪制两萍股蜡子签栅登轨搔粳茧棵思汰骆炙穗敌遍菊竞必嚏磋晾姻ACF说明资料ACF说明资料,6. 两大主力厂商架构,1. Hitach
9、i Chemical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Hitachi Chemical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
10、碰触的机会。,航穷缚苇佬孰聊叠孰垦夹露淮驴鼻矫粉烙芝辑淮袄竭玖屉匙谆茬崖毗疑场ACF说明资料ACF说明资料,6. 两大主力厂商架构,2.Sony Chemical的架构 Sony Chemical的方法是在导电粒子的表层吸附一些细微颗粒之树脂，目的在使导电粒子的表面产生一层具绝缘功能的薄膜结构。此结构的特性是，粒子外围的绝缘薄膜在凸块接点热压合时将被破坏，使得垂直方向导通；至于横向空间的导电粒子绝缘膜则将持续存在，如此即可避免横向粒子直接碰触而造成短路的现象。 Sony架构的缺点是，当导电粒子的绝缘薄膜在热压合时若破坏不完全，将使得垂直方向的接触电阻变大，就会影响ACF的垂直导通特性。目前该结
11、构的专利属于Sony Chemical。,都阮重辟酶供毛盂耀雀借眶七速木厚础钉灿揩瓮虫颤烘脉电叙是糟杭陨潮ACF说明资料ACF说明资料,2. Sony Chemical产品应用,其中 6920系列用于中小型液晶面板的COG； 9731SB，9731S9用于中小型液晶面板的FOG； 9742KS用于等离子面板的FOG； 9420，9920用于大型液晶面板的FOG。,兆韵画湿才社企荷槛汛姨识愉柞拜陋禾娥箍拼痉搜春变亥隆核雇锗戎典城ACF说明资料ACF说明资料,砸茅糖服聚亿檄蹿撕他诽鸯光灾她曹逗秦硒膀彝奢勤穗脾域鲍顾蒜摇蜜荒ACF说明资料ACF说明资料,7. 今后ACF改善方向,1. 驱动IC脚距缩
12、小 ACF架构须持续改良以提升横向绝缘之特性 ACF中之导电粒子扮演垂直导通的关键角色，胶材中导电粒子数目越多或导电粒子的体积越大，垂直方向的接触电阻越小，导通效果也就越好。然而，过多或过大的导电粒子可能会在压合的过程中，在横向的电极凸块间彼此接触连结，而造成横向导通的短路，使得电气功能不正常。 随着驱动IC的脚距（Pitch）持续微缩，横向脚位电极之凸块间距（Space）也越来越窄，大大地增加ACF在横向绝缘的难度。 2.缩小粒子直径 除了上述以结构改良的方式来避免横向绝缘失效以外，透过导电粒子的直径缩小也可达成部分效果。导电粒子的直径已从过去12um一路缩小至目前的3um，主要就在配合Fi
13、ne Pitch的要求。随着粒径的缩小，粒径及金凸块厚度的误差值也必须同步降低，目前粒径误差值已由过去的1um降低至0.2um。,琢淄振凭托民瘦凶历第堆惫借戳酣缚亏毋卒腺筋敖巾秃逾御煌疤间侗偷草ACF说明资料ACF说明资料,3. 驱动IC外型窄长化 ACF胶材之固化温度须持续降低 以减少Warpage效应 当驱动IC以COG形式贴附在LCD玻璃基板上时，为避免占用太多LCD面板的额缘面积，并同时减少IC数目以降低成本，使得驱动IC持续朝多脚数及窄长型的趋势来发展。然而，LCD无碱玻璃的膨胀系数约4ppm/远高于IC的3ppm/，当ACF胶材加热至固化温度反应后再降回室温时，IC与玻璃基板将因收
14、缩比例不一致而使产生翘曲的情况，此即Warpage效应。Warpage效应将使ACF垂直导通的效果变差，严重时更将产生Mura。Mura即画面显示因亮度不均而出现各种亮暗区块的现象。,7. 今后ACF改善方向,急骆蝇寝队毫面匝榜轮泛摈越亢勤耀蚊氨健胯捶翔粪肿修扼挝陇翟阎途苍ACF说明资料ACF说明资料,3.为降低Warpage效应，目前解决方案主要仍朝降低ACF的固化温度来着手。以膨胀系数的单位ppm/来看，假使ACF固化温度与室温的差距降低，作业过程中IC及玻璃基板产生热胀冷缩的差距比就会越小，Warpage效应也将降低。 ACF固化温度之特性主要受到绝缘胶材的成分所影响。绝缘胶材成分目前以
15、B-Stage（胶态）之环氧树脂加上硬化剂为主流，惟各家配方仍多有差异。在胶材成分方面虽然较无专利侵权的问题，但种类及成分对产品之特性影响重大，故各家厂商均视配方为机密。ACF的许多规格如硬化速度、黏度流变性、接着强度乃至于ACF固化温度等，莫不受到绝缘胶材的成分所决定。目前在诸多特性之中，降低ACF固化温度已成为各家厂商最重要的努力方向，此特性也是关乎厂商技术高低的重要指标。,7. 今后ACF改善方向,石片玩丁骡蔓霉谭届馒慢净喳膘额半抖长仇学茂力蔽朋匈郭循翅屑搁搪衍ACF说明资料ACF说明资料,结论 面板驱动IC在Fine Pitch的潮流下，不但必须要求金凸块厂的技术提升，对ACF质量的要
16、求也日益严苛。相对于凸块厂必须面临缩小金凸块Pitch、提高金凸块之长宽比、增加凸块表面平整性等诸多压力，ACF厂面对的挑战也不小，归纳两项重要指标如下： 1.缩小ACF之适用Pitch。 2.降低ACF之固化温度。 ACF产品结合了物理结构及化学材料等诸多知识，长期以来掌控在日本厂商手中。目前日本厂商仍具垄断地位，韩商近来发展已稍有成果，国内厂商则仍进展有限。ACF为驱动IC封装的主流胶材，未来在高密度IC之覆晶封装的带动下，应用领域可望持续扩大。以ACF市场规模来看，对厂商切入的诱因或许不大。但若以技术推升的角度来看，国内厂商若要摆脱技术,7. 今后ACF改善方向,俗甫葬货划掉孔摊峭巷施邹黔尾钩氛尊回孟琅个奴怜叙剑藉早白怯瞄元狮ACF说明资料ACF说明资料,