Анизотропная проводящая пленка
Анизотропная проводящая пленка ( ACF ) представляет собой клейкую межсоединительную систему, которая обычно используется в производстве жидкокристаллических дисплеев для создания электрических и механических соединений между электроникой драйвера и стеклянными подложками ЖК-дисплея . Материал также доступен в форме пасты, называемой анизотропной проводящей пастой (ACP), и оба они сгруппированы вместе как анизотропные проводящие клеи (ACA). В последнее время ACA стали использоваться для выполнения соединений «гибкий кабель с платой» или «гибкий кабель с гибким», используемых в портативных электронных устройствах, таких как мобильные телефоны, MP3-плееры, или при сборке модулей CMOS-камер.
История
[ редактировать ]ACA были разработаны в конце 1970-х годов. [1] и начале 1980-х годов, [2] с термосвариваемыми соединителями Nippon Graphite Industries , [3] и ACF от Hitachi Chemicals [4] и Dexerials (ранее известная как Sony Chemicals & Information Devices ). [5] В настоящее время существует множество производителей термосвариваемых разъемов и ACA, но Hitachi и Sony продолжают доминировать в отрасли с точки зрения доли рынка. Другие производители ACA включают 3M , [6] Локтайт , [7] DELO , [8] Творческие материалы, [9] Хенкель , Сан Рэй Сайентифик, [10] Кёсера, [11] Три Бонда, [12] Панакол, [13] и Бтех. [14]
В самые первые годы ACA изготавливались из каучука, акрила и других клеящих соединений, но быстро сошлись на нескольких различных вариантах термореактивных эпоксидных смол бифенильного типа. Однако требуемые температуры были относительно высокими и составляли 170–180°C, а лидеры рынка Sony и Hitachi в начале 2000-х годов разработали и выпустили материалы на акриловой основе, которые снизили температуру отверждения ниже 150°C, сохраняя при этом время отверждения в пределах 10–12 секунд. диапазон. Дальнейшее развитие используемых акриловых компаундов во многих случаях сократило время цикла отверждения до менее 5 секунд, и на этом уровне оно и остается на момент написания этой статьи. Спецификации доступны на сайтах всех перечисленных выше производителей.
Текущий рынок
[ редактировать ]ACF по-прежнему остается наиболее популярным форм-фактором для ACA, во многом благодаря возможности точного контроля объема материала, плотности частиц в любой пробе и распределения этих частиц внутри пробы. Это особенно верно в отношении традиционного оплота ACF в области межсоединений дисплеев, но ACF также продемонстрировала значительный рост за пределами индустрии дисплеев и в областях, в которых долгое время доминировали технологии поверхностного монтажа. Ключевым фактором в этом расширении стала возможность выполнять межсоединения в очень небольшом пространстве XYZ, чему способствовала возможность при определенных условиях значительно снизить затраты либо за счет сокращения количества компонентов, либо общего количества используемых материалов.
ACP широко используются в приложениях нижнего уровня, в первую очередь при сборке микросхем на подложках RFID-антенн. Они также используются в некоторых приложениях для изготовления плат или гибких сборок, но на гораздо более низком уровне, чем ACF. Хотя ACP, как правило, дешевле, чем ACF, они не могут обеспечить такой же уровень контроля количества клея и дисперсии частиц, как ACF. По этой причине их очень сложно использовать для приложений с высокой плотностью размещения.
Обзор технологий
[ редактировать ]Технология ACF используется в производстве чип-на-стекле (COG), гибкого стекла (FOG), гибкого на плате (FOB), гибкого на гибком (FOF), гибкого чипа (COF), чип-на-плате (COB) и аналогичные приложения для более высокой плотности сигнала и меньших размеров корпуса. ACP обычно используются только в приложениях «чип-на-гибком» (COF) с низкими требованиями к плотности и стоимости, например, для RFID-антенн или в сборках FOF и FOB в портативной электронике. COG, в частности, также использует золотые выступы для подключения к дисплею. [15]
Во всех случаях анизотропный материал, например термореактивная смола, содержащая проводящие частицы, сначала наносится на основную подложку. Это можно сделать, используя процесс ламинирования для ACF или процесс нанесения или печати для ACP. Затем устройство или вторичную подложку помещают на базовую подложку, и две стороны прижимаются друг к другу для крепления вторичной подложки или устройства к базовой подложке. Во многих случаях этот процесс монтажа выполняется без нагрева или с минимальным количеством тепла, которого достаточно, чтобы анизотропный материал стал слегка липким. В случае использования термореактивной смолы, содержащей проводящие частицы, частицы захватываются между выступающими точками, такими как электроды, между подложкой и компонентом, тем самым создавая между ними электрическое соединение. Остальные частицы изолируются термореактивной смолой. [16] В некоторых случаях этот этап монтажа пропускается, и обе стороны переходят непосредственно к этапу процесса склеивания. Однако при крупносерийном производстве это может привести к неэффективности производственного процесса, поэтому прямое соединение обычно выполняется только в лаборатории или на мелкосерийном производстве.
Склеивание — это третий и последний процесс, необходимый для завершения сборки ACF. В первых двух процессах температура может варьироваться от температуры окружающей среды до 100 °C, при этом нагрев длится 1 секунду или меньше. Для склеивания требуется большее количество тепловой энергии из-за необходимости сначала растопить клей и дать возможность двум сторонам соединиться в электрический контакт, а затем отвердить клей и создать прочное надежное соединение. Температура, время и давление, необходимые для этих процессов, могут варьироваться, как показано в следующей таблице.
Таблица 1 : Общие условия сборки ACF
| Тип сборки | Тип клея | Время (сек) | Температура (°С) | Давление |
|---|---|---|---|---|
| Гибкое стекло (FOG) | Эпоксидная смола | 10–12 | 170–200 | 2-4MPa▲ |
| Чип на стекле (COG) | Эпоксидная смола | 5–7 | 190–220 | 50-150MPa※ |
| Чип-на-гибком (COF) | Эпоксидная смола | 5–10 | 190–220 | 30-150MPa※ |
| Flex-on-Board (ФОБ) | Эпоксидная смола | 10–12 | 170–190 | 1-4MPa▲ |
| Flex-on-Board (ФОБ) | Акрил | 5–10 | 130–170 | 1-4MPa▲ |
| Гибкий на гибком (FOF) | Эпоксидная смола | 10–12 | 170–190 | 1-4MPa▲ |
| Гибкий на гибком (FOF) | Акрил | 5–10 | 130–170 | 1-4MPa▲ |
▲ Давление для гибких узлов (FOG, FOB, FOF) измеряется по всей площади под соединительной головкой.
※Давление для узлов стружки (COG, COF) рассчитывается на основе совокупной площади поверхности выступов на струже.
См. также
[ редактировать ]- Эластомерный соединитель , еще одна технология соединения.
- ЖК-дисплей
Ссылки
[ редактировать ]- ^ http://scitation.aip.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=DTPSDS000039000001000244000001&idtype=cvips&gifs=yes [ мертвая ссылка ]
- ^ «Связи с наукой в Японии | История развития анизотропной проводящей пленки ANISOLM» . Sciencelinks.jp. 18 марта 2009 г. Архивировано из оригинала 29 февраля 2012 г. Проверено 18 октября 2011 г.
- ^ Ниппон Графит Индастриз, Лтд. "Nippon Graphite Industories_index" . N-kokuen.com. Архивировано из оригинала 9 октября 2011 года . Проверено 18 октября 2011 г.
- ^ «Указатель материалов, связанных с дисплеем: Hitachi Chemical Co., Ltd» . Hitachi-chem.co.jp. Архивировано из оригинала 17 октября 2011 года . Проверено 18 октября 2011 г.
- ^ «Анизотропная проводящая пленка (ACF) | Продукты | Sony Chemical & Information Device Corporation» . Sonycid.jp. Архивировано из оригинала 22 октября 2011 года . Проверено 18 октября 2011 г.
- ^ «Анизотропные проводящие пленки 3M™» . Solutions.3m.com . Проверено 18 октября 2011 г.
- ^ «Добро пожаловать в мир Loctite | Выберите свою страну» . Content.loctite-europe.com . Проверено 18 октября 2011 г.
- ^ «Промышленные клеи ДЕЛО» . Дело.de. Проверено 18 октября 2011 г.
- ^ Творческие материалы http://www.creativematerials.com
- ^ Sun Ray Scientific http://www.sunrayscientific.com/ztach-datasheet-pdf/ Архивировано 23 июня 2015 г. в Wayback Machine.
- ^ Кёцера «Пасты для сборки перевернутых чипов, серия TAP/TNP» (PDF) . 28 сентября 2005 г.
- ^ Три облигации http://www.threebond.co.jp/en/product/series/adhesives/s_a3370.html
- ^ Панакол http://www.panacol.com/products/adhesive/elecolit/
- ^ Btech http://www.btechcorp.com/tag/z-axis-conductive-adhesive/
- ^ Предварительная информация cdn-shop.adafruit.com
- ^ «Анизотропная проводящая пленка и способ создания токопроводящего соединения» .