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异方性导电胶的分类、性能以及特点

2018-02-26 02:39:58    4795次浏览

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。

图片不存在其特点在于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。

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。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,太大的导电粒子会降低每个电极接触的粒子数,同时也容易造成相邻电极导电粒子接触而短路的情形;太小的导电粒子容易行成粒子聚集的问题,造成粒子分布密度不平均。

目前在可靠性和细间距化的趋势下,如COF和COG构装所使用之异方性导电胶,其导电粒子多表面镀镍镀金之高分子塑料粉末,其特点在于塑料核心具可压缩性,因此可以增加电极与导电粒子间的接触面积,降低导通电阻;同时,塑料核心与树脂基础原料的热膨胀性较为接近,可以避免热循环和热冲击环境时,在高温或低温环境下,导电粒子因与树脂基础原料的热膨胀性差异减少与电极间的接触面积,导致导通电阻上升,甚至于开路失效的情形发生。

对导电性能要求

1)导电粒子的要求是粒子的均一性、低抵抗性、复原率、硬度等。(需根据电极的种类来选择最好的粒子)

2)TCP入力侧用的要求是硬度较高的金属粒子及较低的抵抗值。

3)COG制程的要求是随着LSI的高精密化,点与点间的距离也愈来愈小。

4)对于小面积的产品而言,ACF之中的粒子数有需要增加。若粒子数增加,则邻接端子间短路的防止是必要的.

5)对Binder材料而言,环氧基树脂的材料几乎都使用它。根据它的用途有低温接着性、低吸湿性、repair性、高耐温有各种不同的要求。依各种不同的要求,环氧基树脂的选择也会不同。

6)ACF电气的导通,基本上它是以导电粒子及电极的接触而产生。所以会要求很小的接触抵抗。因此、现今比碳纤维或金属粉更被常使用的是,粒子可固定的接着剂及热膨胀系数的差很小的产品。

7)因为电极表面会有酸化皮膜或产生硬化等的因素,所以有些场合希望使用金属粒子。各类型的选定之中,电极材质的考虑是有必要的。因此、一般而言,TTO电极里,金属电镀树脂粒子、酸化金属电极里金属粒子可说是最被喜爱使用的。

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