全新 ACF 应用——从显示器到相机模块

各向异性导电薄膜 (ACF) 的主要应用

各向异性导电膜 （ACF） 是一种将 IC（集成电路）等电子元件固定并电气连接到电路板的粘合剂。导电颗粒分散在热固性树脂中。通过施加热量和压力，导电颗粒被夹在焊盘之间，从而在相对的焊盘之间产生导电性。由于 ACF 可以粘附、导电和绝缘，因此它们作为粘合材料的用途正在增加，取代了传统的焊料和连接器。特别是，它们已被用于连接智能卡中的电路、需要细间距连接的显示器（同时连接细线）和需要低温连接的触摸屏。

近年来，ACF 还被用作智能手机、平板电脑、车载和安全摄像头模块的粘合剂。本文介绍了相机模块中使用的 ACF 的功能。

显示器中使用的 ACF 与相机模块中使用的 ACF

与显示器和其他设备相比，相机模块的连接焊盘数量更少。在大屏幕电视等大型显示器中，随着像素数量的增加，通过ACF连接的焊盘数量也会增加。根据产品的不同，单个单元中可能同时连接数千个焊盘。相比之下，相机模块只有几十个焊盘，而且每个焊盘的面积很大。

此外，ACF作为安装材料与显示器有很大不同。这意味着ACF中含有的用于发挥“导电”功能的导电颗粒是直径约20μm的相对大的颗粒 (用于显示的ACF中含有的导电颗粒是几微米) 。

与显示器使用的玻璃基板相比，相机模块中使用的元器件与基板的粘合区域不如玻璃或集成电路那样平坦。根据所用元器件的结构和尺寸，某些元器件可能会出现变形，导致粘合区域的平坦度超过 20 μm。因此，相机模块中使用的 ACF 需要更大的粒径。

大直径导电粒子解决了基板变形导致的连接难点

与显示器中使用的玻璃基板相比，陶瓷电路板和印刷电路板的变形更大，原因在于制造方法的差异。玻璃基板是单层结构，由液态原材料凝固而成，因此表面平坦。另一方面，陶瓷基板等多层结构的电路板由多层具有不同热性能和机械性能的材料层压集成而成，这不可避免地会导致变形。尤其是在陶瓷基板的情况下，“烧制”过程会导致相对较大的变形，因为基板会像瓷器一样收缩。此外，对于摄像头模块，需要类似窗口的空间来避开传感器部分，这也会导致变形。

如下图所示，在连接电路时，ACF 会将导电颗粒夹在相对的焊盘之间，从而实现导电。如果在压接区域不平整的电路板上使用直径较小的导电颗粒，则可能无法捕获颗粒，从而导致无法导电。因此，用于组装相机模块的 ACF 使用的导电颗粒直径比用于显示器的传统 ACF 更大。

为了验证大直径导电粒子的效果，Dexcerials准备了应变约为40μm的陶瓷基板和导电粒子直径不同的2种ACF。下面的2个图显示了当电路与ACF连接时每个电路的“电阻值”，ACF在上部含有直径约10μm的导电颗粒，在下部含有直径约20μm的导电颗粒。从上图中可以看出，红色虚线包围的部分较高，这意味着电路连接不畅，这大致与电路板失真的趋势一致。另一方面，在下图中，每个端子具有几乎相同的电阻值，并且可以看出即使电路板失真，也可以正常导通。

低压接合的优点

具有大直径颗粒的 ACF 的一个主要优点是它们可以在低压下粘合。相机性能是智能手机不可或缺的方面。这些相机的制造精度非常高，在相机模块的组装中，ACF 必须能够在较低的压力下粘合，以避免对相机机身施加不必要的力。

粒子直径越大，变形和塌陷的力就越小，因此可以在较小的压力下导通。以下是对10μm、15μm、20μm的导电粒子施加0.5MPa~2.0MPa的压力时的放大照片。可以看到直径越大，变形的压力就越小。

以上解释了相机模块组装中使用的具有大直径导电颗粒的 ACF 的特点。近年来，包括智能手机在内的各种电子产品都安装了摄像头。预计未来对车载摄像头传感器的需求将急剧增长，这将进一步扩大 ACF 在摄像头模块中的应用。