其发展材料之树脂黏着剂可以为热塑性或热固性材料,然后将导电粒子加入做成膏状物或薄膜状产品。当此材料贴附于软板基板进行热压制程时,导电粒子与芯片凸块和软板基板电极同时会压破其接触面的绝缘层(即Z轴方向),但未接触的XY平面方向之绝缘层则不会被压破,保持其绝缘性。因此Sony相信,使用此种涂布绝缘层的导电粒子,可以提高异方性导电胶的粒子密度,达到细间距和低导通电阻的要求,而同时又不会有短路的情形发生。
异方性导电胶膜(Anisotropic Conductive Film;ACF)
2.1 何谓异方性导电胶: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。
2.2 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。
2.3 产品分类: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。
2.4 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。
自1962年美国专利首次涉及随后美国ORNL使用活性炭纤维过滤放射性碘辐射以来,不同前驱体有机纤维及其活性炭纤维的研究和应用得到快速发展。美国、英国、前苏联、特别是日本,是研究和使用ACF的大国,年产量近千吨。国内的ACF研究起始于80年代末期,到90年代后期陆续出现工业化装置。大多处于实验室研究阶段。
制造方法:前驱体原料的不同,ACF的生产工艺和产品的结构也明显不同。ACF的生产一般是将有机前驱体纤维在低温200 ℃~400 ℃下进行稳定化处理,随后进行(炭化)活化。常用的活化方法主要有:用CO2或水蒸汽的物理活化法以及用ZnCI2,H3PO,H2PO4,KOH 的化学活化法,处理温度在700 ℃~1 000 ℃间,不同的处理工艺(时间,温度,活化剂量等)对应产品具有不同的孔隙结构和性能。用作ACF前驱体的有机纤维主要有纤维素基,PAN基,酚醛基,沥青基,聚乙烯醇基,苯乙烯/烯烃共聚物和木质素纤维等。商业化的主要是前4种。
热压后,可藉由室温存放,使树脂得以缓慢而持续的进行分子键结反应,其接着 强度可随之逐渐增加。如有需要,亦可采用后熟化反应,以提升其接着强度。后 熟化可以使用 90°C x 60 分钟。如果产品最终需要能通过高温回焊,则建议采用 两段式后烤熟化︰90°C x 30 minutes至150°C x 30 minutes,则接着强度可提升到 1.0 kg/cm 以上,也更能承受严苛的高温环境。
此产品热压后具有可修补性,也就是当热压后,如果因过度拉扯或操作不良的因素,造成导电性的问题时,可简单的再以80°C x 5 seconds热压即可修补,而无需重工。如果因对位不良而需重工时,只需以丙酮擦拭即可清除干净。