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来自富士康ACF热压机（脉冲热压机）作业制程规范
1.适用范围
本规范适用于软硬板连接技术中的ACF热压作业制程﹐规范此制程的方法﹑要求和注意事项。避免制程设计不合理﹐产品设计不合理，影响产品良率与质量，或出现缺漏现象。 注：ACF连接主要应用于LCD显示产品。包含FPC与PCB连接、FPC与Panel连接、PCB与IC连接、FPC与Ceramic连接、IC Card与IC Tag连接。本规范主要是以FPC与PCB连接（即FOB）为例进行描述，其他方面连接的特异之处，此处不作描述。
2.ACF胶介绍
ACF（Anisotropic Conductive Film），中文名称叫异方性导电胶，如图2-1、2-2所示，是由3~10um导电粒子和树脂组成的连接介质。在经过热压后，信号PAD通过导电粒子上下电气导通，而左右不导通，实现电气连接。树脂经过热固化后，实现机械粘接。
ACF产品是由ACF胶承载基带与ACF胶迭合在一起的卷带状产品。如图2-3所示，每卷标准长度有50m、100m、200m；宽度有1.0mm，1.2mm，1.5mm，2.0mm或者更宽；厚度一般为80um（其中ACF胶厚30um,承载基带厚50um）。ACF胶又由树脂与均匀分布于树脂中的导电粒子组成。导电粒子目前主要分类有树脂外部镀镍/金圆球状粒子与星状的镍粒子两种。树脂镀镍/金粒子可应用于玻璃类产品之间的连接，不会刺伤破坏玻璃线路。镍粒子受压后，会刺进被压接线路，一般只应用于金属线路间的连接。
树脂分为热塑性树脂与热固性树脂两大类。热塑性材料主要有热压温度较低，组装快速极容易重工之优点，但亦具有高热膨胀性和高吸湿性缺点，使其处于高温下易劣化，无法符合可靠性、信赖性之需求。热固性树脂如环氧树脂(Epoxy)、聚酰亚胺（Polyimide）等，具有高温安定性、热膨胀性和吸湿性低、可靠性高的优点。但需要较高之热压温度。因其可靠性高，是目前采用最广泛之材料。 社内目前对于ACF的使用暂处于验证阶段。目前主要有使用日立、索尼两家厂商的ACF胶。相关型号料号在建中。此两种料的验证结果均OK，均可选用。（广州蓝能电子，最专业的脉冲热压机制造商）
3. ACF热压连接的基本原理及特性
ACF电气导通主要依赖于ACF的异方导电特性，即Z轴方向与XY绝缘平面的电气导通具有明显的差异性。如图3-1接触阻抗与导电粒子密度的关系曲线所示：在Z轴方向，电极间ACF受压，树脂熔化流向其他地方，电极间导电粒子密度迅速提高，两电极均与导电粒子接触并将导电粒子压迫变形，两电极间导通；在X，Y轴方向，因空间相对较大，热压后，粒子密度小，仍然比较分散，水平方向上，电极无连接，处于绝缘状态。在电气连接方面，ACF热压垂直方向上电极间接触阻抗可小于0.1奥姆；水平方向上，电极间阻抗为十的九次方奥姆。
如图3-2 ACF热熔粘度、反应率与热压时间关系。热压过程中，树脂进入熔融状态，温度下降时，树脂固化。ACF热压反应率要求在80%以上。ACF热压拉力强度可达5N/cm以上。
4. ACF热压作业流程，所需设备、治工具、耗材
表4-1 ACF热压作业流程，相关设备、治工具、耗材 | | | | | PCB金手指清洁； PCB放置到预压机上，热压区域上贴附ACF胶； 取下PCB。 | | 预压机，热压上模（热压头）， 热压下模（PCB固定治具）， 硅胶带，感压纸，酒精，抹布。 | | 已贴好ACF胶的PCB、FPC放到本压机上； PCB与FPC辨识对位； 热压；取下产品。 | | 本压机，热压上模（热压头）， 热压下模（PCB、FPC固定治具）， 硅胶带，感压纸。 | | | | |
ACF热压作业流程，所使用的相关设备、治工具、耗材如表4-1所列。
a. ACF预压机（贴附ACF胶）
ACF预压机采用的是恒温式加热。热压头采用高强度优质合金材料，使压头经过高温后端面可保持平整。
b. ACF本压机（软硬板压合）
ACF本压机采用的是脉冲电源加热方式，即是利用脉冲电流流过钼、钛等高电阻材料时产生的焦耳能量进行加热。利用一个高功率（5000W）的变压器产生一个低电压的大电流，通过焊接头令其迅速发热。脉冲电流就是指电流的ON及OFF频率比例，此脉冲比例越大，电流输出越大，焊接头升温越快。
c. 热压上模（热压头）
热压上模（热压头）需针对每一个产品而具体设计。热压头尺寸的设计主要考虑的是需保证可Cover因治具公差和PCB固定有松动，进而导致的贴胶位置&热压位置偏差。一般地，压头宽需比ACF胶宽度单边至少大0.30mm；在长度上，压头需比ACF贴胶长度单边宽0.25mm。
d. 热压下模（产品的定位治具）
预压机的下模（固定治具）一般同时可固定多个产品，以便一次性接连进行多个产品的贴胶动作，提升效率。对于下模的质量要求，就需保证其对PCB的定位不可太松动，同时多个产品固定OK后，其前后位置相差不大，如此才能确保可同时将ACF贴到一定的热压区域上。本压机的下模（固定治具），需确保对PCB，FPC的良好固定，以确保CCD辨识系统锁定的辨识点，不会因松动，而有所变化。
e. 其他耗材
硅胶带：放置在热压机上，位于压头与产品之间，起到缓冲平整作用。 感压纸：应用于平整度测试时，确认平整度。 清洁剂：重工维修时，清洁PCB上的ACF胶的溶剂。目前社内使用的清洁剂型号为RW-66。 酒精、抹布：在PCB预贴胶时，对PCB金手指清洁；重工维修时，清洁除ACF胶。
5. ACF热压产品的相关设计规范（含PCB、FPC、热压头）
PE作为ACF热压制程的主导部门，对于RD设计之产品(如PCB，FPC)需依据下述规范进行check，不当之处提出并作建议修改。具体请参照附件《ACF热压相关设计规范》。 广州蓝能电子，最专业的脉冲热压机制造商。
6. 热压制程注意事项
a. ACF热压制程关键管控项1：温度 ACF胶来料均有明确之热压到达温度规格，即热压头经过硅胶带&FPC后，到达热压区域表面之温度。例如，预压到达温度80+/-10℃，本压到达温度180+/-10℃。不同类型ACF胶，到达温度规格会不相同。在试线阶段中，需调整机台温度设定，使到达温度在规格内，同时确认此温度下，热压质量OK。在SOP里，需注明机台温度设定值、到达温度规格值、点检方法、点检频率。 点检仪器：温度计（型号：Center 300） 点检方法：将温度计之热电偶线放置于热压区域上，进行一次热压，测量压头经过硅胶带&FPC，到达热压平面温度。 点检频率：1次/周。
b. ACF热压制程关键管控项2：压力
ACF胶来料均有明确之热压到达压强规格。在实际应用中，需转化计算出热压到达压力。如ACF来料热压压强为1~3MPa,取压强中间值2MPa，同时热压接触面长*宽=19mm*2mm时计算，则热压到达压力F=压强P(2MPa)*面积（19*2 mm²）=76N。若实际测试所用的压力表显示单位为Kg，则需进一步转化F/G=76N/9.8N/Kg=7.76Kg。在新产品的试线中，需尝试调校机台气压值，得出多个到达压力值，分别进行热压试验，通过分析比较热压之导电粒子爆破情况，确认最佳之热压到达压力。在SOP里，需注明机台气压设置值、到达压力规格值、点检方法、点检频率。 点检仪器：压力点检仪（型号： XJC-CF490），如图5-1所示。 点检方法：将压力点检仪的压力传感探头放置于图5-2所示机台位置 ，手动模式使压头压下，压力点检仪显示数值即是到达压力值。
点检频率：1次/班。 ACF热压制程关键管控项3：平整度 平整度实际是热压上模（热压头）与热压下模（产品固定治具）相对的平行程度。在预压机台上，若平整度不良，会导致气泡，ACF胶贴附不紧而翘起等问题。在ACF本压上，对平整度要求尤为严格。因ACF连接是通过两电极压迫导电粒子而实现电气导通。在本压中，若平整度不良，有部分热压区域被压OK，可接触上;而另一区域热压头与热压平面几无接触，此部分导电粒子无被压迫，则有电气连接失败之风险。在SOP上需注明平整度点检方法、点检频率。 点检仪器：使用感压纸进行点检确认。 点检方法：通过调整机台上的固定螺丝，顶起螺丝实现。实际中，机台上有硅胶带起缓冲作用，点检时，是将产品（PCB）放置于治具上，将感压纸放置于产品（PCB）上，无硅胶带情况下，压下压头，通过感压纸颜色判断平整度。 点检频率：1次/班。
d. ACF热压制程关键管控项4：时间
ACF胶来料对热压时间作限定。实际的机台热压时间设定需严格依照规格书，同时，本压机台上需每天点检确认热压高温时间。 点检频率：1次/班。
e. ACF热压制程关键管控项5：ACF存储取用
一般，在密封状态下，ACF胶保存于-10~5℃，ACF胶有效期为6个月。取用时，需在密封状态下，静置1H,而后使用。当天未使用完之ACF胶，需封装好后，放回-10~5℃环境中存储。在SOP中，需对以上保存环境，使用方法进行明确之说明管控。对ACF胶之取用时间、解冻时间、回存时间进行详细记录，以作管控确认。 存储设备：冰箱。 管控方法：对冰箱温度进行点检。存放取用时，做好相应时间、存取人员记录。 点检频率：1次/班。
f. ACF热压制程关键管控项6：ACF来料管控
ACF胶的异方性导电特性，对于ACF胶内的导电粒子密度、均匀度具有很高的要求。在实际使用操作中，需对使用之ACF胶取样，确认其粒子密度、均匀度。 确认设备：500倍以上显微镜 确认方法：在500倍显微镜下，确认其粒子密度、均匀度。如：来料导电粒子直径规格：10um；来料导电粒子密度规格：1500+/-500 pcs/mm²。实际操作上，对每卷ACF胶（50m）,开启使用时，裁剪一小段。在500倍显微镜下，随即抽取5个单位小面积（如0.08mm²），分别点数导电粒子数目，并与来料规格对比，确认来料导电粒子密度是否符合规格，粒子分布是否均匀。同时，测量确认导电粒子直径。 确认频率：每卷ACF胶取样确认1次。
g. ACF热压制程关键管控项7：NG品重工管控
对于NG品，可将FPC拆掉，清洁PCB上的ACF胶。FPC报废，PCB可回收进行热压。 重工使用耗材设备：ACF胶清洁剂（型号：RW-66）,酒精，棉签，显微镜。 FPC拆卸规范：将热风枪调整为180℃（ACF本压时温度），将产品FPC面朝向热风枪口，加热后，使用镊子撕下FPC。 PCB除胶规范：拆除FPC后，在PCB的ACF胶面涂上ACF胶清除剂，待静置20min后，在显微镜下使用尖镊子划挑PCB热压pad间ACF胶，而后利用酒精清洗；第一次除胶后，需确认是否清洁干净，若未干净，则需再次涂清洁剂，再进行一次除胶。除胶过程中，应注意避免镊子破坏PCB线路。 除胶效果确认：使用显微镜除胶效果进行确认。
h. ACF热压制程关键管控项8：作业环境管控
因避免灰尘掉到热压区域上，影响产品电气导通，ACF热压需在无尘环境中进行。
7．评价项目、方法
在新机种试线，或是导入新的ACF胶料时，需谨慎地作一系列的验证，以确认此ACF胶料质量OK,并适用新机种。具体评价项目，方法见表7-1。
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 将热压OK之板子，除掉FPC，在显微镜下观察热压区域上的导电粒子爆破情况，爆破比例。 | | 一般直径为10um之粒子爆破后长径变为15um为OK。爆破比例在90%以上。 | | | | 进行研磨操作，在500倍显微镜下察看PCB与FPC迭合状况，导电粒子（仅限镍粒子）刺进被压接线路状况。 | | | | | | | | | | | | | | | |
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发表于 2016-2-26 08:46:10
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