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新型异向导电膜问世支持超薄高清显示屏
紫外线照射型,粒子超分散排列型 两系列2015年1月起依次上市

  随着平板显示器(简称FPD)不断的超薄化和高清化,日立化成株式会社(总公司:东京,执行董事社长:田中 一行,简称日立化成)开发了两个系列的新型电路连接用异向导电膜(简称ACF),包括“紫外线照射型异向导电膜(简称UVB-ACF)”和“粒子超分散排列型异向导电膜(简称PAL-ACF)”,以支持新一代的超高清(8K4K)FPD。

  UVB-ACF(UV-Boost Anisotropic Conductive Film),实现了在紫外线(简称UV)照射下90℃/5秒(与以前相比温度降低44%)的世界最高水平(2014年11月末、本公司调查)低温短时间实装连接,可以支持FPD玻璃面板的进一步超薄化。

  PAL-ACF(Particle-Aligned Anisotropic Conductive Film)实现了世界最高水平(2014年11月末、本公司调查)的小面积(最小电路接触面积:400μm2,比现行降低50%)、近距离(最小电路间距:5μm,比现行降低29%)的精细电路连接,可以支持FPD的进一步高清化。

  UVB-ACF将在2015年1月,PAL-ACF将在2015年4月上市。

  ACF(产品名称:“ANISOLM”) 是导电粒子分散在热固化性树脂粘结剂中的连接用薄膜,用于连接FPD面板和IC驱动芯片及可挠性电路板等部件的电路。通过ACF进行加热加压的实装,FPD面板电路和IC驱动芯片,对向电极间捕获粒子可确保部件间的导电性,与此同时相邻电极间又可确保绝缘性(异向导电性)。ACF是能够针对多条微小电路的部件进行一次性连接实装的开创性产品。日立化成自1984年在世界上率先开发销售ACF以来,至今依然在同产品市场中占有领先地位。此外,产品还获得了包括日本“全国发明表彰特别奖(内阁总理大臣发明奖)(2003年)”在内的多种表彰,受到各界的广泛好评。

  现在FPD被广泛使用在智能手机、平板电脑等移动终端上。为进一步改善移动终端的便携性及设计外观,FPD的超薄化变的必不可少。另外,不仅是移动终端,8K4K,4K2K的高清电视也已上市,为使影像表现得更加逼真美丽,市场对于FPD高清化(精细电路化)的需求也在不断增大。在移动终端方面, IC驱动芯片和FPD玻璃面板的超薄化、高清化同时推进,所以在这里使用的Chip On Glass(简称COG) 用ACF,除了需要防止面板变形,还必须支持高精细电路连接。

  日立化成自2012年开始,应用功能树脂、固化剂设计以及离子分散工艺等基础技术,着手开发新型ACF。新开发成功的两个系列的产品概要如下:

1. 支持超薄FPD面板的UVB-ACF(UV照射型异向导电膜)

  以前的ACF实装时所需温度较高,在实装工序中由于IC驱动芯片和FPD玻璃基板之间的温度差,会造成FPD玻璃面板的变形,使得FPD的色调不均。

  为此日立化成着眼于固化剂可以通过UV照射提高活性,从而开发了具有超低温热固化性能的粘结剂和具有UV照射、加压、加热的实装工艺。UVB-ACF在COG实装时可用世界最高水平的90℃/5秒(以前是160℃/5秒)的低温进行,从而使FPD玻璃基板的变形量比以前降低50%,为新一代的超薄FPD面板做出了贡献。

产品外观(使用屏蔽UV的防湿保护袋)

产品外观

性能(降低FPD玻璃面板变形的效果)

性能

实装条件  IC 芯片: 0.9mm×20mm×0.2mmt
    (玻璃基板) 厚0.2mmt, ITO-Metal电极

2. 支持FPD面板高清化的PAL-ACF (粒子超分散排列型异向导电膜)

  在高清化,也就是电路的精细化后,相邻电路间的间距变得更加狭窄,但是现行的ACF已经达到确保相邻电路间绝缘性的极限。与此同时,对向电极面积也变得更小,电极间捕获粒子数会发生捕获不均的现象,从而导致可靠性问题。

  为此日立化成通过精密控制流动性,并让粘结剂中导电粒子均匀的分散排列,开发成功了粒子密度较现行减少54%(*)的新型COG用ACF。由于实装后分散排列的粒子不易移动,对向电极间可以有效的捕获更多粒子,从而连接可靠性和相邻电路间的绝缘性得到更好的兼容。(最小连接电极面积:400μm2、最小相邻电路间距:5μm)。另外,PAL-ACF还可以沿用原有的实装设备。

  (*)粒子密度:用光从垂直方向进行照射投影,单位面积的粒子数量

产品结构比较

产品结构比较
项目 旧ACF PAL-ACF(新产品)
导电粒子直径
[μm]
3 3
导电粒子密度
[个/mm2]
65,000 30,000
导电粒子
排列状态
导电粒子 导电粒子
产品结构
(切面图)
产品结构 产品结构
产品结构
(实装后切面照片)
产品结构 产品结构
导电粒子捕捉数
[个]
(连接面积 400μm2
导电粒子捕捉数 导电粒子捕捉数
实装外观照片
(连接面积 1,200μm2
①微分干渉显微镜图像
②光学显微镜图像
导电粒子捕捉数 导电粒子捕捉数

实装条件: 150℃/5秒/60MPa
      IC芯片: 0.9mm×20mm×0.2mmt, Au电极, 电极尺寸 12μm×70μm, 电极高度 15μm
      FPD玻璃基板:厚0.2mmt, ITO-Metal电极
      IC电极 - FPD玻璃基板电极的重合部分面积;400μm2 (IC电极面积;840μm2)、ITO-Metal电极
      IC电极的面积:12μm×100μm (1,200μm2)、 ITO电极 / ITO-Metal电极

  UVB-ACF和PAL-ACF由于运用了日立化成独有的技术和制造方法,所以在售价方面也准备沿用现行价格供货。今后,融合了超低温连接技术和超高精细连接技术的新型ACF也计划在2015年度中开发并投放市场。

  日立化成今后也将继续致力于开发高水平技术和新产品,为FPD的进一步发展做出贡献。

2015年2月12日
日立化成株式会社