ACF技术新趋势及应用

适用于相机应用的新型颗粒排列ACF

各向异性导电薄膜（ACF）由 Dexerials 的前身公司于 1977 年开发，是世界上第一种用于电子电路连接的薄膜材料。ACF 由分散在热固性树脂中的导电颗粒组成。在加热和加压的情况下，它能将焊盘连接起来。

2020年12月，迪睿合宣布推出全新ACF系列——“相机模块用颗粒排列ACF”。其中一款产品“PAF50C6”能够在确保可靠连接的前提下，实现相机模块和触摸屏中焊盘接合的小型化。

含有大直径导电粒子的摄像头模组ACF

下图左侧为新开发的用于相机模块的颗粒阵列ACF的放大图，右侧为用于显示器连接的传统ACF PAF300C的放大图。如图所示，左侧相机模块ACF的粒径较大。

照相机模块中的导电颗粒较大，因为： 1.相邻粘合焊盘之间的间距比显示器的间距大，不需要精细连接。2. 粘合剂电路板（陶瓷基板或印刷电路板）的变形和不平整度比显示器使用的玻璃基板大。

以下是ACF粒子如何连接相对电路的示意图。在左图中，我们采用了小直径导电粒子，但由于端子之间的距离存在变化，因此中间端子没有导通。另一方面，在采用大直径导电粒子的右图中，可以连接比左图更宽距离的端子。

“对齐”大直径导电粒子的原因是什么?

为什么不仅需要增加相机模组 ACF 中导电颗粒的尺寸，而且还需要将它们均匀地排列在目标位置？主要原因是智能手机和其他设备中使用的摄像头模块的性能增强和小型化要求。

下图左侧为传统摄像头模块结构的横截面，右侧为最新的摄像头模块结构。随着智能手机的功能越来越强大，对更高图像质量的要求不断提高，相机模块的可用空间不断缩小，以便为更大的传感器腾出空间。因此，ACF 焊盘粘合区域被向外拉，将连接面积从 120,000μm2 减少到约 60,000μm2，是以前结构尺寸的一半。^​​^​​

下图是用于相机模块的传统“颗粒分散型”ACF 中分散颗粒的照片，该ACF 含有大直径导电颗粒。蓝框内的区域显示了焊盘的尺寸和排列。ACF 中的导电颗粒通过热量和压力被夹在焊盘之间，从而在相对的焊盘之间产生导电性。对于分散型 ACF (1)，如果导电颗粒密度为大直径 A[个/平方毫米]，则焊盘之间捕获的颗粒较少，这可能会导致更高的电阻。^​​

下图显示了分散型ACF (2) 粒子的分散情况，其中分布的导电粒子是上述分散型ACF (1) 的1.5倍。这里，在端子范围内存在许多颗粒，并且似乎可以获得足够的导通，但是存在颗粒似乎连接的部分，并且可以想象电路在相邻端子之间短路的可能性。

最后，下图是新开发的粒子排列ACF的分散粒子照片，该ACF具有排列整齐的大直径粒子。排列的粒子数量足以获得良好的导电性。粒子排列整齐，彼此之间不会接触，从而最大限度地降低了短路的风险。粒子排列整齐可以减少键合面积和焊盘间距，从而实现摄像头模块的小型化。

进一步的技术应用形状加工ACF登场的背景

伴随摄像头模块设计革新而开发的新型大直径颗粒排列ACF，展现了ACF技术如何根据市场和新应用需求不断发展。另一个例子是2021年12月实现商业化的“预切ACF”。

预切ACF是一种ACF薄膜，可将其加工成与电路板和焊盘布局相匹配的形状。显示器中的键合焊盘通常排列成细长的矩形，因此使用传统ACF的长胶带形状更为方便。然而，在摄像头模块中，键合焊盘的表面通常不均匀，无需将它们完全连接。以下设计示例展示了如何根据摄像头模块的设计转换ACF。

该产品的开发源于一个问题：在组装摄像头模块时，传统的胶带状ACF用于将组件粘合到整个表面时，存在一个问题。粘合后，滞留在凹陷空间中的水蒸气和其他气体无法逸出。这通常会在PCT（高压锅测试）等模块可靠性测试中造成问题。

通过将ACF仅应用于特定区域而非键合整个焊盘表面，上述问题得到了解决。因此，无需密封电路板内部空间。在下图右侧的示例中，仅应用两片ACF，气体便可通过间隙逸出，同时键合焊盘之间仍保持导电性。