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ACA、ACF技术的原理与应用

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你以为PCBA电路板焊接一定需要用到SMT贴片加工的传统流程吗?你以为SMT贴片工艺能解决所有的元器件焊接要求吗?你认为传统的元器件封装能够解决所有的问题吗?不可能的。那么全球威科技小编就跟大家一起来分享一下我们的新技术。近年来在Pich40um的超高密度及无铅等环保要求的形势下,各向异性导电胶ACA((Anisotropic Conductive Adhesive)、各向异性导电胶薄膜ACF( Anisotropic Conductive Film)与焊料树脂导电材料ESC( Epoxy Encapsulated Solder Connection)都属于导电胶ECA( Electrically Conductive Adhesives.)技术。ECA技术悄然兴起。
 
一、ACA、ACF技术
 
各向异性导电胶有膏状和薄膜状两种,ACA是膏状的浆料;ACF是薄膜状的,通常根据应用的要求加工成不同宽度的海带状。ACA、ACF材料内浮有导电球颗粒。用这种胶或海膜胶带把倒装芯片固定在基板上,当导体反向压在一起时导电路径就会在Z轴方向出现。
 
 
二、各向异性导电胶(ACA)与传统锡铅焊料相比具有的优点与应用
 
①适合于超细间距(50um),比焊料互连间距窄一个数量级,有利于封装的进一步微型化。
 
②ACA具有较低的固化温度,因而特别适合于热敏感元器件的互连和非可焊性表面的互连。
 
③ACA的互连工艺过程非常简单,工艺步骤少,有利于提高生产效率和降低成本。
 
④ACA具有较高的柔性和更好的热膨胀系数匹配,改善了互连点的环境适应性,减少失效。
 
⑤节约封装的工序
 
⑥ACA属于绿色电子封装材料,不含铅及其他有毒金属。
 
由于上述一系列优异性能,使ACA技术迅速在以倒装芯片互连的IC封装中及挠性板电缆与硬板之间的互连中得到广泛应用。例如,液晶显示屏,个人数字助理(PDA)、全球定位系统(GPS)、移动电话、游戏机、笔记本电脑、HDD(硬盘駆动器)磁头、存储器模块、光电耦合器等设备内部的IC连接,大部分都是通过ACA或ACF互连的。
 
三、ACF互连器件的粘结原理和工艺
 
ACF是在聚合物基体(如环氧基的胶)中掺入一定量(一般为3%~15%,体积百分比)的导电粒子而形成的薄膜。导电粒子一般为在表面使有Ni/Au涂层的球形树脂微颗粒。在粘结前,各向异性导电胶中的导电粒子一般呈近似均匀分布,互不接触,井有一层绝缘膜保护,因此ACF膜本身是不导电的。未使用的各向异性导电膜一般都有上下两层保护膜,在粘结前需要将保护膜揭掉。通常情况下,ACF的粘结过程包括预粘结和粘结两道工艺。当对ACF膜加压、加热后,它会变软化(呈胶体状态),导电粒子可以流动并均匀分布,使得每条线路有一定数量的导电粒子,保证稳定的电阻值。在粘结压力的作用下,导电粒子绝缘膜破裂,圆片上的凸点和与之对应的玻璃基板上的ITO电路之间夹着多个受压变形的导电粒子,由这些变形的导电粒子实现上、下凸点之间的电互连,没有受压的其他区域的粒子互不接触。因此,实现了各向异性互连。固化后,实现了电子封装的机械支撑和散热。COG器件的粘结原理和导电粒子在粘结过程中的变形机理。
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