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ArrayFIX® 簡介,一種顆粒排列的 ACF

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ACF是高清液晶顯示器精細間距的關鍵

智慧手機、平板電腦和大螢幕電視中使用的平板顯示器每年都在逐漸提高清晰度。隨著數字設備的多功能性,元件密度也在增加。這些趨勢導致對細間距鍵合的需求不斷增長,以對構成顯示器的玻璃基板和IC晶元進行電氣和機械鍵合。

玻璃基板與IC晶片之間的連接(凸塊)的細間距化(配線間距的微細化)

1977年,迪睿合將用於IC晶元接合的粘合劑“各向異性導電膜(ACF)”商品化。如今,它被用於許多應用,用於將IC晶片貼在智慧手機和平板電腦的玻璃基板上。ACF由分散在熱固性樹脂中的導電顆粒組成。使用 ACF,可以通過加熱和加壓一次連接多個電極。絕緣材料覆蓋了 ACF 的導電顆粒。當相對的焊盤捕獲顆粒時,它會破壞塗層,在焊盤之間產生電氣連接。未捕獲的顆粒保持其絕緣性能並防止相鄰焊盤之間短路。

傳統各向異性導電膜(ACF)與顆粒有序化各向異性導電膜(ACF)的顆粒捕獲性能差異

ACF比焊料、連接器零件等更適合細間距連接,因此迅速普及。本公司為了進一步滿足細間距化的要求,減小了ACF中含有的導電粒子子徑,增加了粒子量,以應對細間距連接和連接面積的減少。傳統的ACF將顆粒分散在樹脂中,並且隨著每個區域的顆粒數量增加,被端子捕獲的概率增加。然而,顯示器的高清晰度進一步發展,並且由於部件密度的增加導衹連接區域的減少,該方法自2010年初以來已達到極限。由於粒子增加過多,端子之間會堵塞,短路發生的風險會增加。

各向異性導電膜(ACF)中導電粒子的粒徑和麵密度

通過“對齊”和“固定”導電粒子實現突破

如何在不改變粒徑大小和增加顆粒數量的情況下應對進一步的精細間距?我們在研究結束時給出的答案是「相反,它不是增加顆粒,而是減少導電顆粒並將它們有序地排列在預期的位置」。下圖顯示了我們公司傳統產品的ACF和2014年開發的“粒子對齊型ACF”中含有的粒子。與粒子隨機散佈的左側相比,您可以看到右側的粒子以相等的間隔對齊。

導電粒子的分散

通過以這樣的方式以固定間隔排列導電顆粒,即使在相同顆粒的表面密度下,捕獲的端子的數量也是穩定的,並且可以實現可靠的導通。此外,在傳統的ACF中,導電顆粒在加熱和加壓的樹脂內部移動並且它們在端子之間逸出,但是在新開發的顆粒對齊型ACF中,流動使得對齊的顆粒不移動我們開發了一種抑制樹脂。結果,現在可以降低短路風險,因為顆粒在壓合時幾乎不會移動,同時即使在少量顆粒的情況下也以小的連接面積可靠地確保導通。我們使用這種「對齊 (Array) 和固定 (Fix) 粒子」技術將其命名為產品“ArrayFIX”並獲得專利。

端子(凸塊)間的粒子狀態(與COG貼裝比較)

通過“ArrayFIX”技術實現更精細的間距連接

以下是使用傳統ACF和粒子對齊型ACF將IC晶片連接到基板時的顯微照片。右側的粒子對齊型ACF與傳統ACF相比,粒子量從6萬個減少到28000個,減少了53%,最小連接面積從1300μm2成功減少到300μm2,減少了77%,最小端子間隔可以從12μm2縮小17%到10μm2。

顆粒補充狀態 (壓痕觀察)

粒子對齊型ACF“ArrayFIX”基於這一新理唸開發而成,其最小凸點間距為10μm,能夠在連接面積小的情況下可靠地連接高清顯示面板。此外,粒子對齊型ACF可以直接使用傳統ACF的安裝設施,因此不需要額外的資本投資。隨著4K顯示器的普及,即使在5G通信的移動設備上,也安裝了更高清晰度和美觀的顯示器。我們將通過“ArrayFIX”可靠地連接這些顯示器,並將支持配備高清顯示面板的數字設備的開發。

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