As advanced flexible electronic devices have become essential, fine pitch devices are used widely due to its light weight and miniaturized structure. And the demands for flexible packaging as well as flexible interconnection methods such as Flex-on-Flex (FOF) are growing faster due to the fast development of wearable devices. In order to achieve the FOF assembly, the anisotropic conductive films (ACFs) are used as the interconnection materials. Conventional ACFs as one of the types of ACFs was widely used before, however, the metal coated polymer conductive particles used in conventional ACFs system only could form the physical contacts between the electrodes resulting in poor reliability. Then the conductive particles were changed to solder particles into the ACFs system, however, conductive particles have the tendency to agglomerate between the neighboring electrodes resulting in electrical short circuit at the flexible fine pitch FOF ACFs assembly. Therefore, the nanofiber ACFs are used as the interconnection materials because of its excellent capability to solve the short circuit problem.
In this study, 50μm fine pitch FOF assembly using conventional and nanofiber ACFs was investigated. In order to demonstrate the electrical reliability & joint formation of 50μm pitch FOF assembly, the insulation and ACF joint contact resistances were measured. As a result, the insulation resistance of 50μm pitch FOF assembly was 100% using nanofiber ACFs and lower contact resistances were achieved through the optimization of polymer resin used in nanofiber ACF system. Finally, the thermal cycling (T/C) and 85℃/85%RH reliability tests were performed to investigate the joint reliability. As a result, 50μm FOF assembly showed excellent 1000 cycles T/C and 500hours 85℃/85%RH reliability using nanofiber solder ACFs. It was the first reported result that the nanofiber solder ACFs can provide the excellent electrical properties and reliable electrical ACFs joint formation at 50μm pitch FOF assembly.
기술이 발전하면서 소형화가 요구되어 있고 wearable 기기들의 빠른 발전으로 휘어지는 패키징 기술 특히 Flex-on-Flex 접합방식에 대한 중요도가 높아지고 있다. Flex-on-Flex 접합 이루기 위해 이방성 전도 필름이 접합 재료로서 많이 사용되어 있다. 그 전에 기본 이방성 전도 필름은 많이 사용했지만 필름에 들어가 있는 polymer 도전볼이 물리적인 contact만 form할 수 있다. 이논문에서는 polymer 도전볼 대신에 솔더볼을 사용 되었지만 미세피치에서 합선에 의한 상호접속 문제가 발생되가 시작했다. 이런 문제 해결하기 위해서 나노파이버 전도 필름에 관한 연구 시작했다. 나노파이버는 이방성 전도 필름에 접목되어짐으로써 본딩 과정에서 도전볼들의 움직임을 억제시켜 전극사이에 도전볼들이 더 많이 잡아게 하여 존기적인 특성을 좋게 해줄 뿐 아니라 미세피치에서의 합선문제를 해결할 수 있다.
이 연구는 기존 및 나노파이버 이방성 전도필름을 이용한 50μm 미세피치 Flex-on-Flex 접합에 대한 연구입니다. 50μm 미세피치 Flex-on-Flex 접합의 전기특성과 joint를 평가하기 위해 insulation 저항과 contact저항을 측정하였다. 실제로 나노파이버 솔더 이방성 전도 필름을 이용하여 100% insulation rate 결과를 얻었고 기초 polymer ball 이방성 전도 필름 비해 contact 저헝도 안정하게 나왔다. 마지막으로 joint 특성 평가하기 위해 thermal cycling과 85℃/85%RH 신뢰성 test가 했다. 실제로 나노파이버 사용하여 1000 cycles thermal cycling 신뢰성과 500 hours 85℃/85%RH 신뢰성은 성공하였으며 안정한 joint도 확인할 수 있었다.
