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HSC(班馬紙)/ACF剝離的可能原因
公司的產品自從上次使用HSC出現缺劃的品質問題後,一群人追了一陣子後,下了幾個對策就停下來了(老實說,我覺得那時候下的對策沒有抓到重點,但我們只是一顆小小螺絲釘,人微言輕未被採納),事情已經過了將近大半年,最近這個議題因為終端客戶再度抱怨,於是再被重視,而且還組成了一個問題解決小組做 daily review(我最怕這種daily review了,平常事情就已經忙不完了,還得每天定時開會,被指派的工作還得當天有結果,垮臉)。
為了徹底瞭解為何HSC的黏膠容易脫落,我們詢問了各方的意見並收集了許多的資料,以下是所收集到的一些資訊:
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HSC因為含有黏膠(adhesive)的材料,所以存放的條件需要非常小心,太高的溫度與太潮濕的環境都容易使得「黏膠」發生質變,造成。
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HSC在熱壓時,依照HSC材料供應商的要求,其熱壓頭的寬度應該要有3.0mm,而長度必須大於HSC的長度,這樣比較能確保HSC可以獲得良好的黏合力(bonding force)。發現很多HSC實際的熱壓頭寬度只介於1.5mm~2.0mm之間,這樣的黏合力(bonding force)可能會不太足夠。
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HSC通常運用來連接LCM的玻璃(glass)與電路板(PCA),實際操作時常發現HSC在玻璃的黏合力比在電路板端來得好,可能的原因有可能是HSC黏貼在電路版上的面積不足所造成。因為電路板金手指的焊墊通常會比焊墊間隙來得高,熱壓時如果熱壓頭的壓力、溫度及時間沒有調整到最佳化,焊墊間隙沒有辦法得到良好的黏貼效果,所以在同一條HSC的電路板端其黏合面積就會比玻璃端來得少,相對的HSC的黏合力也就變得比較差。
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建議要在電路板(PCB)熱壓HSC的金手指間隙(space)加上綠漆(solder mask),因為綠漆可以補足金手指焊墊與焊墊間隙的高度差,可以讓HSC黏貼在PCB上得到較好的效果。(目前我的瞭解,焊墊間隙只要有3mils(0.75mm)就可以加上綠漆)
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HSC壓合時通常會有偏移(shift/misalignment)的問題,但是偏移並不是造成HSC脫落的主因。偏移只會造成接觸阻抗升高,一般來說每一條HSC上的線路應該要有20~30個導電粒子連接於於金手指及ITO,這樣導電阻抗才能控制在規格內。
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壓合良好的HSC,即使在HSC被外力剝離後,其黏膠必須「轉寫」(transfer)到PCB或玻璃上,這樣才表示壓合良好,也才可以獲得較高的抗剝離承受力。
另外, HSC工藝品質的最大重點是其壓合製程,製程控制有下列幾個要點:
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溫度。HSC熱壓時的溫度管控最好使用熱偶(thermal couple)來即時量測實際加熱在物品上的溫度,而不只檢查熱壓機傳回來熱壓頭的溫度。以Nippon Graphite為例,其鋒值溫度最少要有130°C,不可超過170°C。
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壓力。熱壓頭下壓的力量最好使用壓力計來讀取數值,而不是用氣壓缸的壓力來換算。以Nippon Graphite為例,其壓力要求在35~45Kg/Cm2。
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時間。熱壓頭熱壓的時間至少要有8秒鐘以上。以Nippon Graphite為例,超過130°C的時間要有3 seconds以上。
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熱壓頭與待壓物的水平。熱壓頭與待壓物一定要平行,壓力要平均,可以使用壓力紙來做測試。
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剝離拉力測試(peel off test, adhesive strength)。第一試壓的產品要做破壞性拉力測試。拉力測試分成兩個方向,X方向(與trace的方向垂直)用來是測拉力,Y方向(與trace的方向平行)用來測轉寫(transfer)。以Nippon Graphite為例,其X方向的拉力要有500g以上。(以3.0mmx10mm的HSC用130mm/Min來測試)
延伸閱讀:
[影片]HeatSeal Connector製程
再論HSC與ACF作業原理、修復與補強方法
初探HSC(HeatSeal Connector)與ACF(Anisotropic Conductive Film)製程
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非常清楚!
我也正碰到heating performance不佳的情況,正在全面清查可能的問題中!