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PCBA大講堂:再論HSC(HeatSeal Connector)作業(yè)原理、修復(fù)與補(bǔ)強(qiáng)方法

發(fā)布時(shí)間 :2018-01-03 10:23 閱讀 : 來(lái)源 :技術(shù)文章責(zé)任編輯 :深圳宏力捷PCBA加工部
HSC和ACF作業(yè)原理
前面我們大致討論過(guò)HSC(HeatSeal Connector, 熱壓密封連接器)如何利用ACF(Anisotropic Conductive Film, 異方性導(dǎo)電膜)來(lái)連接并導(dǎo)通兩個(gè)元器件(如連接LCD與PCB),也討論過(guò)HSC的最大缺點(diǎn)是高溫下的信賴度不佳…等。今天我們將一步探討HSC的作業(yè)原理與修復(fù)及補(bǔ)強(qiáng)方法。
 
最上面的圖片說(shuō)明HSC如何利用ACF連接于PCB,其中的ACF及HSC其實(shí)沒(méi)有圖片中那么厚,前面的文章也說(shuō)過(guò),HSC的基材通常是PET材質(zhì),上面的線路及接觸焊墊通常使用銀漿(Silver ink)或石墨(Graphite)印刷,然后在需要與元器件連接導(dǎo)通的地方貼上ACF薄膜,ACF的膠膜中除了導(dǎo)電的粒子外,剩下的大部分就是黏膠(adhesive)的材質(zhì)了,這種膠的特性必須使用熱壓的方式才能連接于目標(biāo)物,所以熱壓時(shí)通常需使用志聚集機(jī)臺(tái)作業(yè),又因?yàn)镠SC非常薄,所以熱壓時(shí)通常會(huì)在熱壓頭的上面鋪上一塊導(dǎo)熱硅膠片,一方面用以防止堅(jiān)硬的熱壓頭直接接觸破壞脆弱的HSC,另一方面利用硅膠片來(lái)當(dāng)作壓力的緩沖,并均勻分散熱壓頭的熱量于HSC,以達(dá)到良好的黏著效果。
 
ACF(Anisotropic Conductive Film)的原理
有很多朋友對(duì)ACF只能在Z軸方向?qū)ǎ瑢?duì)XY方向絕緣的特性非常的好奇,其原理其實(shí)也沒(méi)那么難以理解,(一樣參考最上面的圖片)就是在絕緣的黏膠中均勻且稀稀疏疏的灑上少許的導(dǎo)電粒子,這些導(dǎo)電粒子基本上是彼此分開的,所以就不會(huì)有互相導(dǎo)通造成相鄰焊墊(pads)短路的問(wèn)題,這就有點(diǎn)像制作三明治時(shí),在一層果醬中灑上少許的花生米,花生米間彼此不接觸,就可以達(dá)到Z軸導(dǎo)通,而XY絕緣的目的了。
 
HSC剝離強(qiáng)度信賴度測(cè)試(Peeling off strength test)
前面的篇幅曾經(jīng)提及HSC最大的缺點(diǎn)是高溫下的信賴度不佳,所以我們通常在每天正式PCBA生產(chǎn)前,會(huì)先確定所有的熱壓參數(shù)正確并壓合第一片HSC,然后測(cè)試其黏貼于目標(biāo)物的剝離強(qiáng)度是否達(dá)到標(biāo)淮。
 
根據(jù)【Nippon Graphite Industries】的資料要求,剝離強(qiáng)度的要求分成X及Y方向,需要將已經(jīng)黏著于標(biāo)的物的HSC用刀子裁切成3.0mmX10.0mm尺寸,然后使用剝離速度130mm/min的儀器夾住HSC進(jìn)行剝離測(cè)試。在正常情況下X方向的剝離強(qiáng)度必須大于500g,而Y方向則必須大于200g;在額定的溫度及濕度下X方向的剝離強(qiáng)度必須大于400g,而Y方向則必須大于180g。 
 
HSC的剝離測(cè)試:在正常情況下 X方向的剝離強(qiáng)度必須大于500g,而Y方向則必須大于200gHSC的剝離測(cè)試:在額定的溫度及濕度下X方向的剝離強(qiáng)度必須大于400g,而Y方向則必須大于180g。
 
剝離測(cè)試的實(shí)際操作示范。 
HSC剝離強(qiáng)度測(cè)試HSC剝離強(qiáng)度測(cè)試
 
HSC的不良品的修復(fù)方法:
使用HSC的產(chǎn)品在使用一段時(shí)間后,通常是一至兩年后就會(huì)陸續(xù)出現(xiàn)連接處松脫的問(wèn)題,如果是使用在LCD上的HSC就會(huì)出現(xiàn)缺劃的不良現(xiàn)象,下面左圖是使用HSC連接顯示器的產(chǎn)品,在客戶端使用一段時(shí)間后出現(xiàn)屏幕缺劃的問(wèn)題,右圖是同一片產(chǎn)品,經(jīng)過(guò)重新熱壓HSC后屏幕顯示恢復(fù)正常的畫面。 
 
使用HSC的產(chǎn)品在使用一段時(shí)間后,通常是一至兩年后就會(huì)陸續(xù)出現(xiàn)連接處松脫的問(wèn)題,如果是使用在LCD上的HSC就會(huì)出現(xiàn)缺劃的不良現(xiàn)象,下面左圖是使用HSC連接顯示器的產(chǎn)品,在客戶端使用一段時(shí)間后出現(xiàn)屏幕缺劃的問(wèn)題,右圖是同一片產(chǎn)品,經(jīng)過(guò)重新熱壓HSC后屏幕顯示恢復(fù)正常的畫面。
 
一般修復(fù)HSC連接脫落的方法最好使用原熱壓機(jī)器來(lái)重新黏接,如果沒(méi)有的時(shí)候也可以使用烙鐵頭包覆硅膠或軟性耐熱的材料來(lái)熱壓在HSC脫落處,以修復(fù)的問(wèn)題連接不良的問(wèn)題。 
一般修復(fù)HSC連接脫落的方法最好使用原熱壓機(jī)器來(lái)重新黏接,如果沒(méi)有的時(shí)候也可以使用烙鐵頭包覆硅膠或軟性耐熱的材料來(lái)熱壓在HSC脫落處,以修復(fù)的問(wèn)題連接不良的問(wèn)題。
 
避免HSC脫落信賴度補(bǔ)強(qiáng)的方法 – 施加一定持續(xù)的壓力
前述HSC脫落時(shí)的修復(fù)方法,就算可以修得好,再使用一小段時(shí)間后還是會(huì)再發(fā)生脫落的問(wèn)題,比較好的方法是在在HSC連接導(dǎo)通處的上方,加一稍有強(qiáng)度的軟性泡棉或是其他物體來(lái)加強(qiáng)HSC的貼附能力。
 
下面的圖片是我修復(fù)一臺(tái)我早期購(gòu)買的Casio計(jì)算器的方法,這臺(tái)計(jì)算器同樣發(fā)生的屏幕缺劃的問(wèn)題,后來(lái)我使用一塊泡綿橡皮(sponge rubber)黏貼在HSC連接PCB的上方,機(jī)算機(jī)組裝后,這塊泡綿橡皮的高度剛好可以讓計(jì)算器的下殼擠壓到,藉此施加一定持續(xù)的壓力于HSC的黏接處,既使HSC的黏性脫落了,還是有一定的壓力支撐而不至于斷開導(dǎo)通。
 
 計(jì)算器顯示屏缺劃修復(fù)
 
下面的左圖是我購(gòu)買的計(jì)算器,也是使用HSC連接LCD與PCB,使用一段時(shí)間后屏幕缺劃出現(xiàn)的問(wèn)題;下面右圖是我使用上述的方法在HSC連接PCB的上方黏貼一塊泡綿橡皮后修復(fù)屏幕缺劃的不良。
計(jì)算器顯示屏缺劃計(jì)算器顯示屏缺劃修復(fù)完成


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