ACA和ACF技術(shù)的原理是什么，具有哪些優(yōu)點(diǎn)與應(yīng)用

近年來(lái)在Pich40um的超高密度及無(wú)鉛等環(huán)保要求的形勢(shì)下，各向異性導(dǎo)電膠ACA（（Anisotropic Conductive Adhesive）、各向異性導(dǎo)電膠薄膜ACF（ Anisotropic Conductive Film）與焊料樹脂導(dǎo)電材料ESC（ Epoxy Encapsulated Solder Connection）都屬于導(dǎo)電膠ECA（ Electrically Conductive Adhesives.）技術(shù)。ECA技術(shù)悄然興起。

一、ACA、ACF技術(shù)

各向異性導(dǎo)電膠有膏狀和薄膜狀兩種，ACA是膏狀的漿料；ACF是薄膜狀的，通常根據(jù)應(yīng)用的要求加工成不同寬度的海帶狀。ACA、ACF材料內(nèi)浮有導(dǎo)電球顆粒。用這種膠或海膜膠帶把倒裝芯片固定在基板上，當(dāng)導(dǎo)體反向壓在一起時(shí)導(dǎo)電路徑就會(huì)在Z軸方向出現(xiàn)。

二、各向異性導(dǎo)電膠（ACA）與傳統(tǒng)錫鉛焊料相比具有的優(yōu)點(diǎn)與應(yīng)用

①適合于超細(xì)間距（50um），比焊料互連間距窄一個(gè)數(shù)量級(jí)，有利于封裝的進(jìn)一步微型化。

②ACA具有較低的固化溫度，因而特別適合于熱敏感元器件的互連和非可焊性表面的互連。

③ACA的互連工藝過(guò)程非常簡(jiǎn)單，工藝步驟少，有利于提高生產(chǎn)效率和降低成本。

④ACA具有較高的柔性和更好的熱膨脹系數(shù)匹配，改善了互連點(diǎn)的環(huán)境適應(yīng)性，減少失效。

⑤節(jié)約封裝的工序

⑥ACA屬于綠色電子封裝材料，不含鉛及其他有毒金屬。

由于上述一系列優(yōu)異性能，使ACA技術(shù)迅速在以倒裝芯片互連的IC封裝中及撓性板電纜與硬板之間的互連中得到廣泛應(yīng)用。例如，液晶顯示屏，個(gè)人數(shù)字助理（PDA）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、移動(dòng)電話、游戲機(jī)、筆記本電腦、HDD（硬盤駆動(dòng)器）磁頭、存儲(chǔ)器模塊、光電耦合器等設(shè)備內(nèi)部的IC連接，大部分都是通過(guò)ACA或ACF互連的。

三、ACF互連器件的粘結(jié)原理和工藝

ACF是在聚合物基體（如環(huán)氧基的膠）中摻入一定量（一般為3％～15％，體積百分比）的導(dǎo)電粒子而形成的薄膜。導(dǎo)電粒子一般為在表面使有Ni/Au涂層的球形樹脂微顆粒。在粘結(jié)前，各向異性導(dǎo)電膠中的導(dǎo)電粒子一般呈近似均勻分布，互不接觸，井有一層絕緣膜保護(hù)，因此ACF膜本身是不導(dǎo)電的。未使用的各向異性導(dǎo)電膜一般都有上下兩層保護(hù)膜，在粘結(jié)前需要將保護(hù)膜揭掉。通常情況下，ACF的粘結(jié)過(guò)程包括預(yù)粘結(jié)和粘結(jié)兩道工藝。當(dāng)對(duì)ACF膜加壓、加熱后，它會(huì)變軟化（呈膠體狀態(tài)），導(dǎo)電粒子可以流動(dòng)并均勻分布，使得每條線路有一定數(shù)量的導(dǎo)電粒子，保證穩(wěn)定的電阻值。在粘結(jié)壓力的作用下，導(dǎo)電粒子絕緣膜破裂，圓片上的凸點(diǎn)和與之對(duì)應(yīng)的玻璃基板上的ITO電路之間夾著多個(gè)受壓變形的導(dǎo)電粒子，由這些變形的導(dǎo)電粒子實(shí)現(xiàn)上、下凸點(diǎn)之間的電互連，沒(méi)有受壓的其他區(qū)域的粒子互不接觸。因此，實(shí)現(xiàn)了各向異性互連。固化后，實(shí)現(xiàn)了電子封裝的機(jī)械支撐和散熱。COG器件的粘結(jié)原理和導(dǎo)電粒子在粘結(jié)過(guò)程中的變形機(jī)理。

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