ACF技術新趨勢及應用

適用於相機應用的新型顆粒排列ACF

各向異性導電薄膜 (ACF) 由 Dexerials 的前身公司於 1977 年開發，是世界上第一種用於電子電路連接的薄膜材料。ACF 由分散在熱固性樹脂中的導電微粒組成。在加熱和加壓的情況下，它可以連接墊片。

2020年12月，迪睿合宣布推出全新ACF系列－「相機模組用顆粒排列ACF」。其中一款產品「PAF50C6」能夠在確保可靠連接的前提下，實現相機模組和觸控螢幕中焊盤接合的小型化。

含有大直徑導電粒子的攝像頭模組ACF

下圖左側為新開發的相機模組的顆粒陣列ACF的放大圖，右側為用於顯示器連接的傳統ACF PAF300C的放大圖。如圖所示，左側相機模組ACF的粒徑較大。

相機模組中的導電粒子較大，因為：1.相鄰鍵結焊盤之間的間距比顯示器中的間距大，且不需要精細連接。 2.黏附體電路板（陶瓷基板或印刷電路板）的變形和不均勻性比顯示器中使用的玻璃基板更大。

以下是ACF粒子如何連接相對電路的示意圖。在左圖中，我們採用了小直徑導電粒子，但由於端子之間的距離存在變化，因此中間端子沒有導通。另一方面，在採用大直徑導電粒子的右圖中，可以連接比左圖更寬距離的端子。

“對齊”大直徑導電粒子的原因是什麽?

為什麼不僅需要增加相機模組 ACF 中導電顆粒的尺寸，而且還需要將它們均勻地排列在目標位置？主要原因是智能手機和其他設備中使用的攝像頭模組的性能增強和小型化要求。

下圖左側為傳統攝像頭模組結構的橫截面，右側為最新的攝像頭模塊結構。隨著智能手機的功能越來越強大，對更高圖像品質的要求不斷提高，相機模組的可用空間不斷縮小，以便為更大的感測器騰出空間。因此，ACF 焊盤粘合區域被向外拉，將連接面積從 120,000μm2 減少到約 60,000μm2，是以前結構尺寸的一半。^​​^​​

下圖是用於相機模組的傳統「顆粒分散型」ACF 中分散顆粒的照片，該ACF 含有大直徑導電顆粒。藍框內的區域顯示了焊盤的尺寸和排列。 ACF 中的導電顆粒透過熱量和壓力被夾在焊盤之間，從而在相對的焊盤之間產生導電性。對於分散型 ACF (1)，如果導電顆粒密度為大直徑 A[個/平方毫米]，則焊盤之間捕獲的顆粒較少，這可能會導致更高的電阻。^​​

下圖顯示了分散型ACF (2) 粒子的分散情況，其中分佈的導電粒子是上述分散型ACF (1) 的1.5倍。這裡，在端子範圍內存在許多顆粒，並且似乎可以獲得足夠的導通，但是存在顆粒似乎連接的部分，並且可以想象電路在相鄰端子之間短路的可能性。

最後，下圖是新開發的粒子排列ACF的分散粒子照片，該ACF具有排列整齊的大直徑粒子。排列的粒子數量足以獲得良好的導電性。粒子排列整齊，彼此之間不會接觸，從而最大限度地降低了短路的風險。粒子排列整齊可以減少鍵合面積和焊盤間距，從而實現攝影機模組的小型化。

進一步的技術應用形狀加工ACF登場的背景

伴隨攝影機模組設計革新而開發的新型大直徑顆粒排列ACF，展現了ACF技術如何根據市場和新應用需求不斷發展。另一個例子是2021年12月商業化的「預切ACF」。

預切ACF是ACF薄膜，可將其加工成與電路板和焊盤佈局相符的形狀。顯示器中的鍵合焊盤通常排列成細長的矩形，因此使用傳統ACF的長膠帶形狀更為方便。然而，在相機模組中，鍵合焊盤的表面通常不均勻，無需將它們完全連接。以下設計範例展示如何根據相機模組的設計轉換ACF。

該產品的開發源於一個問題：在組裝攝影機模組時，傳統的膠帶狀ACF用於將組件黏合到整個表面時，存在一個問題。黏合後，滯留在凹陷空間的水蒸氣和其他氣體無法逸出。這通常會在PCT（高壓鍋測試）等模組可靠性測試中造成問題。

透過將ACF僅應用於特定區域而非鍵合整個焊盤表面，上述問題得到了解決。因此，無需密封電路板內部空間。在下圖右側的範例中，僅應用兩片ACF，氣體便可透過間隙逸出，同時鍵結焊盤之間仍保持導電性。