异方性导电胶膜的基本原理和主要问题解析
ACF贴付技术经验
A C F贴付技术经验集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]【摘要】随着电子产品朝轻，薄，短，小化快速发展，各种携带式电子产品几乎都已液晶显示器作为显示面板，液晶显示器已是重要的组成组件。
液晶显示器除了液晶面板外，在其外围必须连动驱动芯片作为显示讯号之控制用途。
本文主要介绍连接液晶面板与IC连接一种主流方式晶粒－玻璃接合技术(C h i p o n G l a s s；C O G)使用的导电材料异方性导电胶膜(A n i s o t r o p i c C o n d u c t i v e F i l m；A C F)，以下简称为A C F。
【关键词】C O G；I C，A C F；贴付不良一、ACF基本原理1.1材料介绍1.1.1何谓异方性导电膜：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。
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。
1.2基本原理1.2.1导通原理：利用导电粒子连接IC芯片与LCD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。
注：LCD面板(包括面偏光片和底偏光片);IC(集成电路):驱动和控制LCD显示;ACF(异方性导电膜):将IC与LCD或FPC与LCD连接;FPC(柔性线路板):连接和导电作用主要参数对bonding的影响：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。
此外，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。
ACF-异方性导电胶膜操作指引-海郑实业推荐资料
提高Bonding 密度
Hale Waihona Puke 窄间距，密引脚的连接ACF
ACF的运用领域
TAB bonding,input （TCP／PCB） TAB bonding output （TCP／LCD）
COG bonding （IC／LCD）
ACF 连接
・导通・绝缘
Plasma display （FPC／PDP）
・粘合
COB bonding （IC／PWB） COF bonding （IC／FPC）
ACF Bonding过程示例
基板 预压着
热压头
Tape剥离
完成
本压着
对位
IC
Heater Tool
ACF 连接原理
TAB bonding
连接条件 Temperature 150～200 ℃ Pressure 20～40 kg/cm2 Time 10～20 sec
IC
Flip chip bonding
使用绝缘层涂布 的导电粒子
ACF内部结构
内部充满导电粒子的双面胶
胶材 树脂 Au Ni φ5μm
显微镜照片
电子显微镜照片
微间距对应－绝缘层粒子
绝缘层
树脂 Au Ni
绝缘层涂布
φ5μm
电子显微镜照 片
组成ACF的材料－胶材 和粒子
热塑型 胶材 热固型 ACF 碳纤维 金属粒子 粒子 聚合物(Ni,Au镀层) 绝缘涂布粒子
Release Film 涂层 干燥 贴合 切割
Cover film Release film
三层结构
ACF
ACF 厚度 : 15～45μm 切割宽度 : 1.5～3.5mm 长度: 25,50,100ｍ
ACF(异方性导电胶)介绍复习课程
ACF寬度和長度(1.5\2.0\2.5\3.0…6.5mm) IC(TCP\FPC) Length+1mm
Width+1mm 粒子密度：密度（個/m㎡)/粒子φ(um)
GIANT PLUS
GIANT PLUS
Bonding Process ( TAB 、 COG & COF )
Heating head
Silicon rubber
GIANT PLUS
GIANT PLUS
ACF使用及儲存注意事項
使用注意事項
1.從冰箱取出ACF時，請於室溫下放置半小時後再開封，使之恢復常溫， 以免吸附水氣，造成變質。
2.避免置於陽光下，及UV照射。 3.避免沾附油、水、溶劑等物質。
儲存注意事項
1.ACF之貼附 (Ex: TAB 1100C, 1.5sec, 10kg/mm2) Heating head
2. Separator分離
Silicon rubber Separator ACF Substrate
TAB 、COG、COF OLB---LCD
COF ILB------------------------Film
1.儲存於-10~5之冰箱內 2.注意有效日期
未開封並儲存於-10~5之冰箱內-----------7個月 已開封並儲存於25之下，70RH-----------1個月 貼附ACF於基材後，需於一個月內本壓完畢
ACF
異方性導電膠(Anisotropic Conductive Film )之外觀
GIANT PLUS
a. 二層型 ACF層+離層 (Ex:Hitachi)
异方性导电膜
异方性导电膜随着电子产品朝轻，薄，短，小化快速发展，各种携带式电子产品几乎都以液晶显示器为显示面板，特别是在摄录放影机，笔记型计算机，移动终端或个人数字处理器等产品上，液晶显示器已是重要的组成组件。
液晶显示器除了液晶面板外，在其外围必须连动驱动芯片作为显示讯号之控制用途。
一般而言，液晶面板与驱动IC系统的接口衔接技术大致可分为下列几种：卷带式晶粒自动贴合技术(Tape Automated Bonding；TAB)、晶粒－玻璃接合技术(Chip on Glass；COG)、晶粒－软板接合技术(Chip on Flex；COF)。
ACF介绍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.导方性导电膜。
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。
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。
一文看懂显示关键材料—异方性导电胶膜(ACF)
一文看懂显示关键材料—异方性导电胶膜（ACF）不管是当今主流的LCD显示技术还是代表着未来显示技术趋势的OLED技术，要想实现信号的传输与画面的显示，就必须要进行承载驱动IC的COF与屏的压合绑定。
图片来源：AUO官网在这个工艺中就必须用到ACF。
那么ACF是什么？它到底有什么作用呢？下面小编带你了解ACFACF简介ACF（Anisotropic Conductive Film）即异方性导电胶膜，最先由Sony开发出来，现广泛用于IC与LCD、FPC与LCD、IC与Film之间的压合绑定。
图片来源：Hitachi-Chem官网ACF的特点ACF是同时具有粘接、导电、绝缘三大特性的透明高分子连接材料。
其显著特点是垂直方向导通而水平方向绝缘。
ACF压合分布状态图片来源：网络公开资料ACF的结构ACF为层状结构，一般有双层型ACF和三层型ACF，三层的ACF比双层的多了一层保护层。
一般根据应用精度的不同而选择不同结构的ACF。
三层ACF资料来源：Dexerials官网双层ACF资料来源：Dexerials官网不同层次的材料亦不相同，一般来说，保护层的材质为聚乙烯，Base Film基材主要为树脂。
而ACF层中包括起导电作用的导电粒子以及起填充作用的填充物，填充物一般有亚克力（热塑性）和环氧树脂（热固性）两种。
热塑性及热固型树脂填充物比较而ACF之所以能导电。
是因为树脂中包裹着导电粒子。
且导电粒子根据使用情况的不同亦有多种结构。
导电粒子为球状，亦为多层结构，一般是最常用的有三层结构和两层结构。
导电粒子的微观形态图片来源：网络公开资料导电粒子的典型结构与各层的作用导电粒子的典型结构各层材料的作用而根据不用的使用条件及使用范围，导电粒子的结构会有些许差异。
如Dexerials开发的不同导电粒子，其适用情况亦不同。
导电粒子结构与适用情况资料来源：Dexerials官网随着技术的发展，导电粒子的直径越来越小，分布亦更加的均匀。
导电胶的原理和使用方法
导电胶的原理和使用方法导电胶是一种具有导电性能的胶水，通常用于连接电子元件、修复电路板等领域。
它的主要原理是利用导电材料和胶水的结合，形成一层具有导电性能的薄膜，从而实现电流的传导。
在实际使用中，正确的使用方法能够有效提高导电胶的导电性能和粘接效果。
首先，导电胶的原理是基于导电材料的特性。
导电材料通常是由导电颗粒和粘合剂组成，其中导电颗粒可以是金属颗粒、碳颗粒等，而粘合剂则是使导电颗粒粘结在一起并与基材粘合的物质。
通过这种结合，导电胶能够形成具有一定导电性能的薄膜，从而实现电流的传导。
同时，导电胶的粘合剂也能够起到固定和保护导电颗粒的作用，使其不易脱落或氧化，保持良好的导电性能。
其次，正确的使用方法对于导电胶的导电性能和粘接效果至关重要。
在使用导电胶时，首先需要确保工作环境干燥清洁，以免影响导电胶的粘接效果。
接着，将导电胶均匀涂抹在需要连接或修复的部件表面，注意避免过厚或过薄的涂抹，以免影响导电性能和粘接效果。
在涂抹完导电胶后，将需要连接的部件紧密压合，确保导电胶能够充分接触并粘合在部件表面。
在粘合过程中，可以适当施加一定的压力，以确保导电胶能够充分填充部件表面的微小凹凸，提高粘接效果。
最后，导电胶的使用还需要注意一些细节问题。
例如，在涂抹导电胶之前，可以先对部件表面进行打磨或清洁处理，以提高导电胶的粘接效果。
另外，使用导电胶的部件在粘接后，需要进行一定的固化时间，确保导电胶能够充分固化和粘合。
在固化过程中，可以适当控制温度和湿度，以提高导电胶的固化效果。
同时，导电胶的存储也需要注意避免高温、潮湿等环境，以免影响其导电性能和粘接效果。
综上所述，导电胶的原理是基于导电材料和胶水的结合，形成具有导电性能的薄膜，实现电流的传导。
在使用导电胶时，正确的使用方法能够有效提高其导电性能和粘接效果。
因此，在实际操作中，需要注意工作环境的清洁干燥、均匀涂抹导电胶、部件紧密压合、细节处理和固化时间等问题，以确保导电胶能够发挥最佳的导电和粘接效果。
ACF简介
3.5 机台&热压头压合水平度调试
①机台水平度调试：机台的支架是垂直方向可调整的，借助水平仪微调 即可，确定水平后将机台的四个脚固定。 ②热压头压合的水平度调整：热压头压合在放有感压纸的PCB金手指处， 观察三个support pin位置颜色的均匀度，再通過調整carrier的螺絲的的 高度調整水平度
1.1 何谓异方性导电胶：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。 1.2 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。 1.3 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。
Range:-500~+500(ue) • Red curve max value：427.72ue • Blue curve max value：65.90ue • Green curve max value ：109.37ue Conclusion: all the values are in the spec
Buffer material: 15mm width, balance the pressure and temperature
14
3.设备参数调试 3.1 carrier尺寸量测（omm）
3.2 压头尺寸量测 本压机热压头平面尺寸2x18mm 预压机热压头平面尺寸3x25mm
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3.3 热压头气缸压力调试 Spec：9.8kgf（机台经验者设置为 0.8Mpa） 量测方法如图所示
AC120-ACF异方性导电胶膜技术资料MSDS
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None
Composition/information on ingredients Ingredient Name Resin Nickel Powder
CAS Number Trade secret 7440-02-0
Percent <87 <17
All ingredients comply with applicable rules or orders under TSCA. Weight percents listed above are within 5% of the actual value.
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｅａｚｈｅｎｇ．ｃｎ
ACF (Anisotropic Conductive Film) 異方性導電膠膜 - AC120 產品特色
AC120為一異方性導 電膠膜。它的操作非 常簡單便利。熱壓以 120 10°C x 0.3 MPa x 10秒完成。且接著 後之電性阻抗低，穩 定性高，可耐高溫至 120°C x 1 hour，亦可 耐高溼及冷熱衝擊等 x 環境測試。 此產品於垂直塗膜方 向 (z- direction) 具有導電性，但是在塗膜方向 (x & y direction) 卻具有電絕緣 性，可使用於精密排線之聯接。 此產品之操作極為簡易，設備只需使用恆溫 hot-bar 機 。 操作時 ， 預貼建議以 110°C x 0.1 MPa x 1-2 秒鐘操作，熱壓以 120 10°C x 0.3 MPa x 10 秒進行即可。 需要重工時，可以丙酮擦拭清除乾淨。 此產品符合 RoHS & Halogen-free 規範。 z 電流只於z-方向導通 基材 A y
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异方性导电胶膜(ACF)的基本原理和主要问题解析:
随着电子产品朝轻，薄，短，小化快速发展，各种携带式电子产品几乎都已液晶显示器作为显示面板，液晶显示器已是重要的组成组件。
液晶显示器除了液晶面板外，在其外围必须连动驱动芯片作为显示讯号之控制用途。
本文主要介绍连接液晶面板与IC连接一种主流方式晶粒－玻璃接合技术(Chip on Glass；COG)使用的导电材料异方性导电胶膜(Anisotropic Conductive Film；ACF)，以下简称为ACF。
一、ACF基本原理
1.1材料介绍
1.1.1何谓异方性导电膜：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。
1.1.2ACF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。
1.2基本原理
1.2.1导通原理：利用导电粒子连接IC芯片与LCD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。
注：LCD面板(包括面偏光片和底偏光片);IC(集成电路):驱动和控制LCD显示;ACF(异方性导电膜):将IC与LCD或FPC与LCD连接;FPC(柔性线路板):连接和导电作用
1.2.2ACF主要参数对bonding的影响：
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。
此外，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。
在导电粒子的种类方面目前已金属粉末和高分子塑料球表面涂布金属为主。
常见使用的金属粉镍(Ni)、金(Au)、镍上镀金、银及锡合金等。
二、ACF贴附不良分析与改善
2.1 ACF短贴
1）现象：ACF未完全贴合IC压合区域
2）原因：剪刀剪ACF的位置要位于压头前，并且两者要相距1-1.5mm，若靠的太近，压头可能会压到切刀切的位置，剥离离型纸时ACF在切口处被扯断，造成下一片ACF倒折，也可能造成此片贴付不良。
确认方法：在FPC ACF贴付完毕后，目视或在显微镜下可看到压头压到的位置和没有压到的位置颜色有明显差异。
3）对策：若确认NG，1)看看剪刀机构是否松动；2)若没有松动，则需要打开后盖调整剪刀与压头的相对位置。
2.2 ACF反折
1）现象：剪刀剪不断造成最后一颗反折。
2）原因：剪刀上有胶、剪刀倾斜、剪刀不锋利、切刀深度不够、切刀速度不当等。
确认方法：剪一段ACF，用胶带粘去时观察断口是否容易断开，若能断开，在断口处是否有被拉起而使ACF在离型纸上的颜色有所变化。
3）对策：a、先观察剪刀上是否有胶b、用安装剪刀的治具检查剪刀是否倾斜c、检查剪刀刀口是否磨钝d、若前3项都排除，可以通过调节剪刀速度来改善，因为调剪刀深度效果不明显。
三、结束语
总结本文，要对ACF材料原理熟悉并掌握相关制程原因可有效解决生产作业过程中造成的ACF贴附不良问题。