1. Hitachi Chemical 的架構(gòu)為了降低橫向?qū)ǖ臋C率， Hitachi 使用了兩個方法，其一是導(dǎo)入兩層式結(jié)構(gòu)，兩層式的 ACF 產(chǎn)品上層不含導(dǎo)電粒子而僅有絕緣膠材，下層則仍為傳統(tǒng) ACF 膠膜結(jié)構(gòu)。透過雙層結(jié)構(gòu)的使用，可以降低導(dǎo)電粒子橫向觸碰的機率。然而，雙層結(jié)構(gòu)除了加工難度提高之外，由于下層 ACF 膜的厚度須減半，導(dǎo)電粒子的均勻化難度也提高。目前，雙層結(jié)構(gòu)的 ACF 膠膜為 Hitachi Chemical 的專利。除了雙層結(jié)構(gòu)之外，Hitachi 也使用絕緣粒子，將絕緣粒子散布在導(dǎo)電粒子周圍。當(dāng)腳位金凸塊下壓時，由于絕緣粒子的直徑遠小于導(dǎo)電粒子， 因此絕緣粒子在垂直壓合方向不會影響導(dǎo)通；但在橫向空間卻有降低導(dǎo)電粒子碰觸的機會。2.Sony Chemical 的架構(gòu)Sony Chemical 的方法是在導(dǎo)電粒子的表層吸附一些細微顆粒之樹脂，目的在使導(dǎo)電粒子的表面產(chǎn)生一層具絕緣功能的薄膜結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)的特性是，粒子外圍的絕緣薄膜在凸塊接點熱壓合時將被破壞， 使得垂直方向?qū)?；至于橫向空間的導(dǎo)電粒子絕緣膜則將持續(xù)存在，如此即可避免橫向粒子直接碰觸而造成短路的現(xiàn)象。Sony 架構(gòu)的缺點是，當(dāng)導(dǎo)電粒子的絕緣薄膜在熱壓合時若破壞不完全，將使得垂直方向的接觸電阻變大，就會影響 ACF 的垂直導(dǎo)通特性。目前該結(jié)構(gòu)的專利屬于 SonyChemical 。除了上述以結(jié)構(gòu)改良的方式來避免橫向絕緣失效以外， 透過導(dǎo)電粒子的直徑縮小也可達成部分效果。導(dǎo)電粒子的直徑已從過去 12um 一路縮小至目前的 3um，主要就在配合Fine Pitch 的要求。隨著粒徑的縮小，粒徑及金凸塊厚度的誤差值也必須同步降低，目前粒徑誤差值已由過去的± 1um 降低至± 0.2um 。隨著驅(qū)動 IC 細腳距的要求，金凸塊的最小間距也持續(xù)壓低，目前凸塊廠商已經(jīng)可以做到 20um 左右的凸塊腳距。 20um 的腳距已使 ACF 橫向絕緣的特性備受挑戰(zhàn)， FinePitch 的技術(shù)瓶頸壓力似乎已經(jīng)落在 ACF 膠材的身上了。■驅(qū)動 IC 外型窄長化 ACF 膠材之固化溫度須持續(xù)降低 以減少 Warpage 效應(yīng)當(dāng)驅(qū)動 IC 以 COG形式貼附在 LCD 玻璃基板上時，為避免占用太多 LCD 面板的額緣面積，并同時減少 IC 數(shù)目以降低成本，使得驅(qū)動 IC 持續(xù)朝多腳數(shù)及窄長型的趨勢來發(fā)展。然而， LCD 無堿玻璃的膨脹系數(shù)約 4ppm/ ℃遠高于 IC 的 3ppm/ ℃，當(dāng) ACF 膠材加熱至固化溫度反應(yīng)后再降回室溫時， IC 與玻璃基板將因收縮比例不一致而使產(chǎn)生翹曲的情況，此即 Warpage 效應(yīng)。 Warpage 效應(yīng)將使 ACF 垂直導(dǎo)通的效果變差，嚴重時更將產(chǎn)生 Mura 。Mura 即畫面顯示因亮度不均而出現(xiàn)各種亮暗區(qū)塊的現(xiàn)象。為降低 Warpage 效應(yīng)， 目前解決方案主要仍朝降低 ACF 的固化溫度來著手。 以膨脹系數(shù)的單位 ppm/ ℃來看，假使 ACF 固化溫度與室溫的差距降低，作業(yè)過程中 IC 及玻璃基板產(chǎn)生熱脹冷縮的差距比就會越小， Warpage 效應(yīng)也將降低。ACF 固化溫度之特性主要受到絕緣膠材的成分所影響。 絕緣膠材成分目前以 B-Stage（膠態(tài)）之環(huán)氧樹脂加上硬化劑為主流，惟各家配方仍多有差異。在膠材成分方面雖然較無專利侵權(quán)的問題， 但種類及成分對產(chǎn)品之特性影響重大，故各家廠商均視配方為機密。 ACF 的許多規(guī)格如硬化速度、黏度流變性、接著強度乃至于 ACF 固化溫度等，莫不受到絕緣膠材的成分所決定。目前在諸多特性之中，降低 ACF 固化溫度已成為各家廠商最重要的努力方向，此特性也是關(guān)乎廠商技術(shù)高低的重要指標?！?ACF 主要規(guī)格投入 ACF 產(chǎn)品的日商計有 Hitachi Chemical 、Sony Chemical 、Asahi Kasei及 Sumitomo 等；韓商則有 LG Cable 、 SK Chemical 及 MLT 等；國內(nèi)廠商目前較積極的有瑋鋒， 公司技術(shù)來自于工研院。 ACF 價格成本僅占 LCD 模塊約 1％的比重， 價格低但對面板質(zhì)量卻有決定性的影響，故面板廠更換新品的誘因較小。目前全球 ACF市場由 Hitachi Chemical 及 Sony Chemical 所柯斷，兩家合計市占率超過九成以上。以下僅對兩家領(lǐng)導(dǎo)廠商之主要產(chǎn)品規(guī)格做介紹?！鯝CF 適用 Pitch 之換算由上表中可以發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用于金凸塊接合的 ACF 規(guī)格中，找不到我們最關(guān)心的最小適用腳距資料。最小適用腳距除了決定于橫向絕緣特性，此部份受到間距（ Space ）所影響外， 尚須考量垂直導(dǎo)通的要求。 垂直導(dǎo)通效果的主要關(guān)鍵則在于金凸塊接點可捕捉壓合多少顆的導(dǎo)電粒子。 由此可知，導(dǎo)電粒子密度及金凸塊的電極面積為主要的影響因素。因此，要得知 ACF 的最小適用腳距就必須從規(guī)格表中的最小電極面積來著手。以長寬比（ Aspect Ratio ）為 7： 1 的金凸塊為例，我們可以由最小電極面積（假設(shè)為 A）推出最小電極寬度為（ A/7 ）的平方根，將最小電極寬度加上最小間距，即可得到 ACF 的最小適用腳距。經(jīng)由換算結(jié)果，在金凸塊長寬比 7：1 的驅(qū)動 IC 應(yīng)用下，Hitachi 之 AC-8604 （COG）適用腳距 30um、AC8408（COG）適用腳距 30um 、AC-217（COF）適用腳距 25um； Sony 之 CP6030ID （COG）腳距限制則為 35um 。由上列計算公式可以推知，金凸塊的 Aspect Ratio 越大， ACF 的最小適用腳距將越小。因此，金凸塊廠在 Fine Pitch 的角色除了須將凸塊的間距做小之外，也須提高金凸塊的長寬比。■不同的導(dǎo)電粒子各有其適用產(chǎn)品導(dǎo)電粒子的種類可分為碳黑、金屬球及外鍍金屬之樹脂球等。碳黑為早期產(chǎn)品，目前使用已不多。金屬球則以鎳球為大宗，優(yōu)點在于其高硬度、低成本，尖角狀突起可插入接點中以增加接觸面積；缺點則在其可能破壞脆弱的接點、容易氧化而影響導(dǎo)通等。為克服鎳球之氧化問題， 可在鎳球表面鍍金而成為鍍金鎳球。目前鎳球之導(dǎo)電粒子多用于與 PCB 之連接， LCD 面板之 ITO 電極連接則不適用，主要原因在于金屬球質(zhì)硬且多尖角，怕其對 ITO 線路造成損傷。用于 LCD Glass 之 ACF 膠膜以鍍金鎳之樹脂球為主流，由于樹脂球具彈性，不但不會傷害 ITO 線路，且在加壓膠合的過程中，球體將變形呈橢球狀以增加接觸面積。另外，外層涂布絕緣樹脂之鍍金鎳樹脂球?qū)儆?Sony 的專利，由于生產(chǎn)成本較高，該公司會根據(jù)不同應(yīng)用給于適當(dāng)參雜以節(jié)省成本?！鰷囟?、壓力、時間為壓合固化之三要素B-Stage （膠態(tài)）之 ACF 在加壓加溫至固化溫度且歷經(jīng)一段時間后，絕緣膠材將反應(yīng)成 C-Stage （固態(tài)）。 ACF 在反應(yīng)成固態(tài)后，內(nèi)部導(dǎo)電粒子的相對位置及形變將定型，硬化之膠材也可擔(dān)任 Underfill 的腳色，對內(nèi)部電極接點形成保護的效果。在將ACF 壓合固化的三條件當(dāng)中，溫度與時間最為廠商所重視，溫度參數(shù)如前述將影響Warpage 效應(yīng)；時間參數(shù)則直接影響工廠的生產(chǎn)效率。由 Hitachi 及 Sony Chemical 的產(chǎn)品特性資料，壓合溫度已由過去動輒 200 ℃降低至 180 ℃， Hitachi 也已推出 160 ℃的低溫產(chǎn)品。壓合時間通常會與壓合溫度成反比，溫度越低則耗時越長。然而，隨著技術(shù)進步，低溫且同時具備低耗時的產(chǎn)品線也已陸續(xù)上市。■結(jié)論面板驅(qū)動 IC 在 Fine Pitch 的潮流下，不但必須要求金凸塊廠的技術(shù)提升，對 ACF質(zhì)量的要求也日益嚴苛。 相對于凸塊廠必須面臨縮小金凸塊 Pitch 、提高金凸塊之長寬比、增加凸塊表面平整性等諸多壓力， ACF 廠面對的挑戰(zhàn)也不小，歸納兩項重要指標如下：1. 縮小 ACF 之適用 Pitch 。2. 降低 ACF 之固化溫度。ACF 產(chǎn)品結(jié)合了物理結(jié)構(gòu)及化學(xué)材料等諸多知識， 長期以來掌控在日本廠商手中。 目前日本廠商仍具柯斷地位，韓商近來發(fā)展已稍有成果，國內(nèi)廠商則仍進展有限。 ACF 為驅(qū)動 IC 封裝的主流膠材，未來在高密度 IC 之覆晶封裝的帶動下，應(yīng)用領(lǐng)域可望持續(xù)擴大。以 ACF 市場規(guī)模來看，對廠商切入的誘因或許不大。但若以技術(shù)推升的角度來看，國內(nèi)廠商若要擺脫技術(shù)追隨而成為領(lǐng)先者的角色， ACF 的投入則不可免，因為 ACF已成為 IC 產(chǎn)品在 Fine Pitch 演進下必須掌握的關(guān)鍵材料。