異方性導(dǎo)電膠膜(Anisotropic Conductive Film;ACF)
2.1 何謂異方性導(dǎo)電膠:其特點在于Z軸電氣導(dǎo)通方向與XY絕緣平面的電阻特性具有明顯的差異性。當(dāng)Z軸導(dǎo)通電阻值與XY平面絕緣電阻值的差異超過一定比值后,既可稱為良好的導(dǎo)電異方性。
2.2 導(dǎo)通原理:利用導(dǎo)電粒子連接IC芯片與基板兩者之間的電極使之成為導(dǎo)通,同時又能避免相鄰兩電極間導(dǎo)通短路,而達(dá)成只在Z軸方向?qū)ㄖ康摹?
2.3 產(chǎn)品分類:1. 異方性導(dǎo)電膏。2. 異方性導(dǎo)電膜。異方性導(dǎo)電膜(ACF)具有可以連續(xù)加工(Tape-on-Reel)極低材料損失的特性,因此成為目前較普遍使用的產(chǎn)品形式。
2.4 主要組成:主要包括樹脂黏著劑、導(dǎo)電粒子兩大部分。樹脂黏著劑功能除了防濕氣,接著,耐熱及絕緣功能外主要為固定IC芯片與基板間電極相對位置,并提供一壓迫力量已維持電極與導(dǎo)電粒子間的接觸面積。
目前在可靠性和細(xì)間距化的趨勢下,如COF和COG構(gòu)裝所使用之異方性導(dǎo)電膠,其導(dǎo)電粒子多表面鍍鎳鍍金之高分子塑料粉末,其特點在于塑料核心具可壓縮性,因此可以增加電極與導(dǎo)電粒子間的接觸面積,降低導(dǎo)通電阻;同時,塑料核心與樹脂基礎(chǔ)原料的熱膨脹性較為接近,可以避免熱循環(huán)和熱沖擊環(huán)境時,在高溫或低溫環(huán)境下,導(dǎo)電粒子因與樹脂基礎(chǔ)原料的熱膨脹性差異減少與電極間的接觸面積,導(dǎo)致導(dǎo)通電阻上升,甚至于開路失效的情形發(fā)生。
自1962年美國專利首次涉及隨后美國ORNL使用活性炭纖維過濾放射性碘輻射以來,不同前驅(qū)體有機(jī)纖維及其活性炭纖維的研究和應(yīng)用得到快速發(fā)展。美國、英國、前蘇聯(lián)、特別是日本,是研究和使用ACF的大國,年產(chǎn)量近千噸。國內(nèi)的ACF研究起始于80年代末期,到90年代后期陸續(xù)出現(xiàn)工業(yè)化裝置。大多處于實驗室研究階段。
制造方法:前驅(qū)體原料的不同,ACF的生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)也明顯不同。ACF的生產(chǎn)一般是將有機(jī)前驅(qū)體纖維在低溫200 ℃~400 ℃下進(jìn)行穩(wěn)定化處理,隨后進(jìn)行(炭化)活化。常用的活化方法主要有:用CO2或水蒸汽的物理活化法以及用ZnCI2,H3PO,H2PO4,KOH 的化學(xué)活化法,處理溫度在700 ℃~1 000 ℃間,不同的處理工藝(時間,溫度,活化劑量等)對應(yīng)產(chǎn)品具有不同的孔隙結(jié)構(gòu)和性能。用作ACF前驅(qū)體的有機(jī)纖維主要有纖維素基,PAN基,酚醛基,瀝青基,聚乙烯醇基,苯乙烯/烯烴共聚物和木質(zhì)素纖維等。商業(yè)化的主要是前4種。
結(jié)構(gòu)特征:活性炭纖維是一種典型的微孔炭(MPAC),被認(rèn)為是“超微粒子、表面不規(guī)則的構(gòu)造以及極狹小空間的組合”,直徑為10 μm~30 μm。孔隙直接開口于纖維表面,超微粒子以各種方式結(jié)合在一起,形成豐富的納米空間,形成的這些空間的大小與超微粒子處于同一個數(shù)量級,從而造就了較大的比表面積。其含有的許多不規(guī)則結(jié)構(gòu)-雜環(huán)結(jié)構(gòu)或含有表面官能團(tuán)的微結(jié)構(gòu),具有極大的表面能,也造就了微孔相對孔壁分子共同作用形成強(qiáng)大的分子場,提供了一個吸附態(tài)分子物理和化學(xué)變化的高壓體系。使得吸附質(zhì)到達(dá)吸附位的擴(kuò)散路徑比活性炭短、驅(qū)動力大且孔徑分布集中,這是造成ACF比活性炭比表面積大、吸脫附速率快、吸附效率高的主要原因。