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富士康ACF熱壓機（脈沖熱壓機）作業(yè)制程規(guī)范

1.適用范圍

本規(guī)范適用于軟硬板連接技術中的ACF熱壓作業(yè)制程﹐規(guī)范此制程的方法﹑要求和注意事項。避免制程設計不合理﹐產(chǎn)品設計不合理，影響產(chǎn)品良率與質(zhì)量，或出現(xiàn)缺漏現(xiàn)象。

注：ACF連接主要應用于LCD顯示產(chǎn)品。包含FPC與PCB連接、FPC與Panel連接、PCB與IC連接、FPC與Ceramic連接、IC Card與IC Tag連接。本規(guī)范主要是以FPC與PCB連接（即FOB）為例進行描述，其他方面連接的特異之處，此處不作描述。

2.ACF膠介紹

 ACF（Anisotropic Conductive Film），中文名稱叫異方性導電膠，如圖2-1、2-2所示，是由3~10um導電粒子和樹脂組成的連接介質(zhì)。在經(jīng)過熱壓后，信號PAD通過導電粒子上下電氣導通，而左右不導通，實現(xiàn)電氣連接。樹脂經(jīng)過熱固化后，實現(xiàn)機械粘接。

ACF產(chǎn)品是由ACF膠承載基帶與ACF膠迭合在一起的卷帶狀產(chǎn)品。如圖2-3所示，每卷標準長度有50m、100m、200m；寬度有1.0mm，1.2mm，1.5mm，2.0mm或者更寬；厚度一般為80um（其中ACF膠厚30um,承載基帶厚50um）。ACF膠又由樹脂與均勻分布于樹脂中的導電粒子組成。導電粒子目前主要分類有樹脂外部鍍鎳/金圓球狀粒子與星狀的鎳粒子兩種。樹脂鍍鎳/金粒子可應用于玻璃類產(chǎn)品之間的連接，不會刺傷破壞玻璃線路。鎳粒子受壓后，會刺進被壓接線路，一般只應用于金屬線路間的連接。

樹脂分為熱塑性樹脂與熱固性樹脂兩大類。熱塑性材料主要有熱壓溫度較低，組裝快速極容易重工之優(yōu)點，但亦具有高熱膨脹性和高吸濕性缺點，使其處于高溫下易劣化，無法符合可靠性、信賴性之需求。熱固性樹脂如環(huán)氧樹脂(Epoxy)、聚酰亞胺（Polyimide）等，具有高溫安定性、熱膨脹性和吸濕性低、可靠性高的優(yōu)點。但需要較高之熱壓溫度。因其可靠性高，是目前采用最廣泛之材料。

社內(nèi)目前對于ACF的使用暫處于驗證階段。目前主要有使用日立、索尼兩家廠商的ACF膠。相關型號料號在建中。此兩種料的驗證結(jié)果均OK，均可選用。（廣州藍能電子，最專業(yè)的脈沖熱壓機制造商）

3.       ACF熱壓連接的基本原理及特性

ACF電氣導通主要依賴于ACF的異方導電特性，即Z軸方向與XY絕緣平面的電氣導通具有明顯的差異性。如圖3-1接觸阻抗與導電粒子密度的關系曲線所示：在Z軸方向，電極間ACF受壓，樹脂熔化流向其他地方，電極間導電粒子密度迅速提高，兩電極均與導電粒子接觸并將導電粒子壓迫變形，兩電極間導通；在X，Y軸方向，因空間相對較大，熱壓后，粒子密度小，仍然比較分散，水平方向上，電極無連接，處于絕緣狀態(tài)。在電氣連接方面，ACF熱壓垂直方向上電極間接觸阻抗可小于0.1奧姆；水平方向上，電極間阻抗為十的九次方奧姆。

如圖3-2 ACF熱熔粘度、反應率與熱壓時間關系。熱壓過程中，樹脂進入熔融狀態(tài)，溫度下降時，樹脂固化。ACF熱壓反應率要求在80%以上。ACF熱壓拉力強度可達5N/cm以上。

4.        ACF熱壓作業(yè)流程，所需設備、治工具、耗材

表4-1 ACF熱壓作業(yè)流程，相關設備、治工具、耗材

ACF熱壓作業(yè)流程，所使用的相關設備、治工具、耗材如表4-1所列。

a.      ACF預壓機（貼附ACF膠）

ACF預壓機采用的是恒溫式加熱。熱壓頭采用高強度優(yōu)質(zhì)合金材料，使壓頭經(jīng)過高溫后端面可保持平整。

b.      ACF本壓機（軟硬板壓合）

ACF本壓機采用的是脈沖電源加熱方式，即是利用脈沖電流流過鉬、鈦等高電阻材料時產(chǎn)生的焦耳能量進行加熱。利用一個高功率（5000W）的變壓器產(chǎn)生一個低電壓的大電流，通過焊接頭令其迅速發(fā)熱。脈沖電流就是指電流的ON及OFF頻率比例，此脈沖比例越大，電流輸出越大，焊接頭升溫越快。

c.       熱壓上模（熱壓頭）

熱壓上模（熱壓頭）需針對每一個產(chǎn)品而具體設計。熱壓頭尺寸的設計主要考慮的是需保證可Cover因治具公差和PCB固定有松動，進而導致的貼膠位置&熱壓位置偏差。一般地，壓頭寬需比ACF膠寬度單邊至少大0.30mm；在長度上，壓頭需比ACF貼膠長度單邊寬0.25mm。

d.      熱壓下模（產(chǎn)品的定位治具）

預壓機的下模（固定治具）一般同時可固定多個產(chǎn)品，以便一次性接連進行多個產(chǎn)品的貼膠動作，提升效率。對于下模的質(zhì)量要求，就需保證其對PCB的定位不可太松動，同時多個產(chǎn)品固定OK后，其前后位置相差不大，如此才能確?？赏瑫r將ACF貼到一定的熱壓區(qū)域上。本壓機的下模（固定治具），需確保對PCB，FPC的良好固定，以確保CCD辨識系統(tǒng)鎖定的辨識點，不會因松動，而有所變化。

e.       其他耗材

硅膠帶：放置在熱壓機上，位于壓頭與產(chǎn)品之間，起到緩沖平整作用。

感壓紙：應用于平整度測試時，確認平整度。

清潔劑：重工維修時，清潔PCB上的ACF膠的溶劑。目前社內(nèi)使用的清潔劑型號為RW-66。

酒精、抹布：在PCB預貼膠時，對PCB金手指清潔；重工維修時，清潔除ACF膠。

5.        ACF熱壓產(chǎn)品的相關設計規(guī)范（含PCB、FPC、熱壓頭）

PE作為ACF熱壓制程的主導部門，對于RD設計之產(chǎn)品(如PCB，FPC)需依據(jù)下述規(guī)范進行check，不當之處提出并作建議修改。具體請參照附件《ACF熱壓相關設計規(guī)范》。

           廣州藍能電子，最專業(yè)的脈沖熱壓機制造商。

6.       熱壓制程注意事項

a.      ACF熱壓制程關鍵管控項1：溫度

ACF膠來料均有明確之熱壓到達溫度規(guī)格，即熱壓頭經(jīng)過硅膠帶&FPC后，到達熱壓區(qū)域表面之溫度。例如，預壓到達溫度80+/-10℃，本壓到達溫度180+/-10℃。不同類型ACF膠，到達溫度規(guī)格會不相同。在試線階段中，需調(diào)整機臺溫度設定，使到達溫度在規(guī)格內(nèi)，同時確認此溫度下，熱壓質(zhì)量OK。在SOP里，需注明機臺溫度設定值、到達溫度規(guī)格值、點檢方法、點檢頻率。

點檢儀器：溫度計（型號：Center 300）

點檢方法：將溫度計之熱電偶線放置于熱壓區(qū)域上，進行一次熱壓，測量壓頭經(jīng)過硅膠帶&FPC，到達熱壓平面溫度。

點檢頻率：1次/周。

b.     ACF熱壓制程關鍵管控項2：壓力

ACF膠來料均有明確之熱壓到達壓強規(guī)格。在實際應用中，需轉(zhuǎn)化計算出熱壓到達壓力。如ACF來料熱壓壓強為1~3MPa,取壓強中間值2MPa，同時熱壓接觸面長*寬=19mm*2mm時計算，則熱壓到達壓力F=壓強P(2MPa)*面積（19*2 mm²）=76N。若實際測試所用的壓力表顯示單位為Kg，則需進一步轉(zhuǎn)化F/G=76N/9.8N/Kg=7.76Kg。在新產(chǎn)品的試線中，需嘗試調(diào)校機臺氣壓值，得出多個到達壓力值，分別進行熱壓試驗，通過分析比較熱壓之導電粒子情況，確認最佳之熱壓到達壓力。在SOP里，需注明機臺氣壓設置值、到達壓力規(guī)格值、點檢方法、點檢頻率。

點檢儀器：壓力點檢儀（型號： XJC-CF490），如圖5-1所示。

點檢方法：將壓力點檢儀的壓力傳感探頭放置于圖5-2所示機臺位置 ，手動模式使壓頭壓下，壓力點檢儀顯示數(shù)值即是到達壓力值。

點檢頻率：1次/班。

 ACF熱壓制程關鍵管控項3：平整度

平整度實際是熱壓上模（熱壓頭）與熱壓下模（產(chǎn)品固定治具）相對的平行程度。在預壓機臺上，若平整度不良，會導致氣泡，ACF膠貼附不緊而翹起等問題。在ACF本壓上，對平整度要求尤為嚴格。因ACF連接是通過兩電極壓迫導電粒子而實現(xiàn)電氣導通。在本壓中，若平整度不良，有部分熱壓區(qū)域被壓OK，可接觸上;而另一區(qū)域熱壓頭與熱壓平面幾無接觸，此部分導電粒子無被壓迫，則有電氣連接失敗之風險。在SOP上需注明平整度點檢方法、點檢頻率。

點檢儀器：使用感壓紙進行點檢確認。

點檢方法：通過調(diào)整機臺上的固定螺絲，頂起螺絲實現(xiàn)。實際中，機臺上有硅膠帶起緩沖作用，點檢時，是將產(chǎn)品（PCB）放置于治具上，將感壓紙放置于產(chǎn)品（PCB）上，無硅膠帶情況下，壓下壓頭，通過感壓紙顏色判斷平整度。

點檢頻率：1次/班。

d. ACF熱壓制程關鍵管控項4：時間

ACF膠來料對熱壓時間作限定。實際的機臺熱壓時間設定需嚴格依照規(guī)格書，同時，本壓機臺上需每天點檢確認熱壓高溫時間。

點檢頻率：1次/班。

e.  ACF熱壓制程關鍵管控項5：ACF存儲取用

一般，在密封狀態(tài)下，ACF膠保存于-10~5℃，ACF膠有效期為6個月。取用時，需在密封狀態(tài)下，靜置1H,而后使用。當天未使用完之ACF膠，需封裝好后，放回-10~5℃環(huán)境中存儲。在SOP中，需對以上保存環(huán)境，使用方法進行明確之說明管控。對ACF膠之取用時間、解凍時間、回存時間進行詳細記錄，以作管控確認。

存儲設備：冰箱。

管控方法：對冰箱溫度進行點檢。存放取用時，做好相應時間、存取人員記錄。

點檢頻率：1次/班。

f.  ACF熱壓制程關鍵管控項6：ACF來料管控

ACF膠的異方性導電特性，對于ACF膠內(nèi)的導電粒子密度、均勻度具有很高的要求。在實際使用操作中，需對使用之ACF膠取樣，確認其粒子密度、均勻度。

確認設備：500倍以上顯微鏡

確認方法：在500倍顯微鏡下，確認其粒子密度、均勻度。如：來料導電粒子直徑規(guī)格：10um；來料導電粒子密度規(guī)格：1500+/-500 pcs/mm²。實際操作上，對每卷ACF膠（50m）,開啟使用時，裁剪一小段。在500倍顯微鏡下，隨即抽取5個單位小面積（如0.08mm²），分別點數(shù)導電粒子數(shù)目，并與來料規(guī)格對比，確認來料導電粒子密度是否符合規(guī)格，粒子分布是否均勻。同時，測量確認導電粒子直徑。

確認頻率：每卷ACF膠取樣確認1次。

g.  ACF熱壓制程關鍵管控項7：NG品重工管控

對于NG品，可將FPC拆掉，清潔PCB上的ACF膠。FPC報廢，PCB可回收進行熱壓。

重工使用耗材設備：ACF膠清潔劑（型號：RW-66）,酒精，棉簽，顯微鏡。

FPC拆卸規(guī)范：將熱風槍調(diào)整為180℃（ACF本壓時溫度），將產(chǎn)品FPC面朝向熱風槍口，加熱后，使用鑷子撕下FPC。

PCB除膠規(guī)范：拆除FPC后，在PCB的ACF膠面涂上ACF膠清除劑，待靜置20min后，在顯微鏡下使用尖鑷子劃挑PCB熱壓pad間ACF膠，而后利用酒精清洗；第一次除膠后，需確認是否清潔干凈，若未干凈，則需再次涂清潔劑，再進行一次除膠。除膠過程中，應注意避免鑷子破壞PCB線路。

除膠效果確認：使用顯微鏡除膠效果進行確認。

h. ACF熱壓制程關鍵管控項8：作業(yè)環(huán)境管控

因避免灰塵掉到熱壓區(qū)域上，影響產(chǎn)品電氣導通，ACF熱壓需在無塵環(huán)境中進行。

7．評價項目、方法

在新機種試線，或是導入新的ACF膠料時，需謹慎地作一系列的驗證，以確認此ACF膠料質(zhì)量OK,并適用新機種。具體評價項目，方法見表7-1。