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ACF 人脸识别触摸屏绑定技术(值得学习)
- 2019-03-26-

第一点:ACF人脸识别触摸屏 介绍

        ACF人脸识别触摸屏的组成主要包含导电粒子(微粒的金球)及绝缘胶材两部分,上下各有一层保护膜来保护主成分。金球按一定的比例分布在环氧树脂当中。金球的组成是这样的:金球的最里面是有机塑料球体,第二层是镍,第三层是金。也就是说金包着镍,镍包着塑料。通常这种各向异性导电胶除了环氧树脂、金球以外其中还与另外一种或几种催化剂混合在一起。在特定的温度条件下它会加速反应,在短暂的时间内形成固态(化学反应当中产生一种氨气体)。所以这种各向异性导电胶只能在特点的低温条件下保存。低温保存不是保证它不会化学反应而是延时反应时间而已。使用时先将上膜(Cover Film)撕去,将ACF胶膜贴附至Substrate的电极上,再把另一层PET底膜(Base Film)也撕掉。在精准对位後将上方物件与下方板材压合,经加热及加压一段时间後使绝缘胶材固化,最後形成垂直导通、横向绝缘的稳定结构。

        ACF人脸识别触摸屏主要应用在无法透过高温铅锡焊接的制程,如FPC、Plastic Card及LCD等之线路连接,其中尤以驱动IC相关应用为大宗。举凡TCP(驱动电路柔性引带)/COF封装时连接至LCD之OLB(Outer Lead Bonding)以及驱动IC接著於TCP/COF载板的ILB(Inner Lead Bonding)制程,亦或采COG封装时驱动IC与玻璃基板接合之制程,目前均以ACF导电胶膜为主流材料。

 

第二点:驱动IC脚距缩小--- ACF架构须持续改良以提升横向绝缘之特性

 

        ACF人脸识别触摸屏中之导电粒子扮演垂直导通的关键角色,胶材中导电粒子数目越多或导电粒子的体积越大,垂直方向的接触电阻越小,导通效果也就越好。然而,过多或过大的导电粒子可能会在压合的过程中,在横向的电极凸块间彼此接触连结,而造成横向导通的短路,使得电气功能不正常。

      随著驱动IC的脚距(Pitch)持续微缩,横向脚位电极之凸块间距(Space)也越来越窄,大大地增加ACF在横向绝缘的难度。为了解决这个问题,许多ACF结构已陆续被提出,以下针对目前两大领导厂商的主要架构做介绍:

 

1.Hitachi Chemical的架构

 

        为了降低横向导通的机率,Hitachi使用了两个方法,其一是导入两层式结构,两层式的ACF产品上层不含导电粒子而仅有绝缘胶材,下层则仍为传统ACF胶膜结构。透过双层结构的使用,可以降低导电粒子横向触碰的机率。然而,双层结构除了加工难度提高之外,由於下层ACF膜的厚度须减半,导电粒子的均匀化难度也提高。

        目前,双层结构的ACF胶膜为Hitachi Chemical的专利。除了双层结构之外,Hitachi也使用绝缘粒子,将绝缘粒子散布在导电粒子周围。当脚位金凸块下压时,由於绝缘粒子的直径远小於导电粒子,因此绝缘粒子在垂直压合方向不会影响导通;但在横向空间却有降低导电粒子碰触的机会。

 

2.Sony Chemical的架构

 

      Sony Chemical的方法是在导电粒子的表层吸附一些细微颗粒之树脂,目的在使导电粒子的表面产生一层具绝缘功能的薄膜结构。此结构的特性是,粒子外围的绝缘薄膜在凸块接点热压合时将被破坏,使得垂直方向导通;至於横向空间的导电粒子绝缘膜则将持续存在,如此即可避免横向粒子直接碰触而造成短路的现象。

     Sony架构的缺点是,当导电粒子的绝缘薄膜在热压合时若破坏不完全,将使得垂直方向的接触电阻变大,就会影响ACF的垂直导通特性。目前该结构的专利属於Sony Chemical。

 

        除了上述以结构改良的方式来避免横向绝缘失效以外,透过导电粒子的直径缩小也可达成部分效果。导电粒子的直径已从过去12um一路缩小至目前的3um,主要就在配合Fine Pitch的要求。随著粒径的缩小,粒径及金凸块厚度的误差值也必须同步降低,目前粒径误差值已由过去的±1um降低至±0.2um。

    随著驱动IC细脚距的要求,金凸块的最小间距也持续压低,目前凸块厂商已经可以做到20um左右的凸块脚距。20um的脚距已使ACF横向绝缘的特性备受挑战,Fine Pitch的技术瓶颈压力似乎已经落在ACF胶材的身上了。

 

驱动IC外型窄长化--- ACF胶材之固化温度须持续降低 以减少Warpage效应

 

ACF人脸识别触摸屏的保存方法及使用期限:

 

1.未开封之ACF,保存条件:-10~5℃,其使用期限为制造后六个月(制造日期及保存条件下有效期ACF之商标会注明)。

 

2.已开封品之保存条件:-10~5℃其使用期限为SONY15天,HITACH30天已开封品,并裸露在空气中,保存之时间仅为7天;未开封之产品如果保存在高温环境下,会缩短其有效使用期限。

 

3.加速AC人脸识别触摸屏F的热固化;若超过了使用保证期限之过期品,本公司规定:不开封的ACF人脸识别触摸屏从出厂算起,不超过一年时间继用,超过一年报废,已开封的AC人脸识别触摸屏F直接报废。