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表面化学改性主要改变ACF胶的表面酸、碱性,引入或除去某些表面官能团。经高温或经氢化处理可脱除表面含氧基团(还原);通过气相氧化和液相氧化的方法可获得酸性表面。改性需综合考虑物理结构与化学结构的影响。
ACF胶结构特征:活性炭纤维是一种典型的微孔炭(MPAC),被认为是“超微粒子、表面不规则的构造以及极狭小空间的组合”,直径为10 μm~30 μm。孔隙直接开口于纤维表面,超微粒子以各种方式结合在一起,形成丰富的纳米空间,形成的这些空间的大小与超微粒子处于同一个数量级,从而造就了较大的比表面积。其含有的许多不规则结构-杂环结构或含有表面官能团的微结构,具有极大的表面能,也造就了微孔相对孔壁分子共同作用形成强大的分子场,提供了一个吸附态分子物理和化学变化的高压体系。使得吸附质到达吸附位的扩散路径比活性炭短、驱动力大且孔径分布集中,这是造成ACF胶比活性炭比表面积大、吸脱附速率快、吸附效率高的主要原因。
ACF胶主要组成:主要包括树脂黏着剂、导电粒子两大部分。树脂黏着剂功能除了防湿气,接着,耐热及绝缘功能外主要为固定IC芯片与基板间电极相对位置,并提供一压迫力量已维持电极与导电粒子间的接触面积。
一般树脂分为热塑性树脂与热固性树脂两大类。热塑性材料主要具有低温接着,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。而热固性树脂如环氧树脂(Epoxy)、Polyimide等,则具有高温性且热膨胀性和吸湿性低等优点,但加工温度高且不易重工为其缺点,但其可靠性高的优点仍为目前采用广泛之材料。
Hitachi ACF(Double Layer)
针对细间距化的要求,日立化成则提出了双层(Double Layer)结构之ACF,双层结构之上层为未添加导电粒子的树脂层,而下层则是含有单层导电粒子的排列。与传统单层结构之ACF相比,双层结构可以在不增加导电粒子密度的情形下,因下层局部粒子密度较高,使得电极单位接触面积内之粒子密度较高,同时在接近芯片凸块区域,因局部粒子密度较低而降低了短路的情形发生。
在树脂黏着剂方面,为了可靠性的考量,日立化成在其产品上均选择使用环氧树脂系统已提高材料的黏着强度、玻璃转移温度及防湿性等特性。
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