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PCBA大讲堂:再论HSC(HeatSeal Connector)作业原理、修复与补强方法

发布时间 :2018-01-03 10:23 阅读 : 来源 :技术文章责任编辑 :深圳宏力捷PCBA加工部
HSC和ACF作业原理
前面我们大致讨论过HSC(HeatSeal Connector, 热压密封连接器)如何利用ACF(Anisotropic Conductive Film, 异方性导电膜)来连接并导通两个元器件(如连接LCD与PCB),也讨论过HSC的最大缺点是高温下的信赖度不佳…等。今天我们将一步探讨HSC的作业原理与修复及补强方法。
 
最上面的图片说明HSC如何利用ACF连接于PCB,其中的ACF及HSC其实没有图片中那么厚,前面的文章也说过,HSC的基材通常是PET材质,上面的线路及接触焊垫通常使用银浆(Silver ink)或石墨(Graphite)印刷,然后在需要与元器件连接导通的地方贴上ACF薄膜,ACF的胶膜中除了导电的粒子外,剩下的大部分就是黏胶(adhesive)的材质了,这种胶的特性必须使用热压的方式才能连接于目标物,所以热压时通常需使用志聚集机台作业,又因为HSC非常薄,所以热压时通常会在热压头的上面铺上一块导热硅胶片,一方面用以防止坚硬的热压头直接接触破坏脆弱的HSC,另一方面利用硅胶片来当作压力的缓冲,并均匀分散热压头的热量于HSC,以达到良好的黏着效果。
 
ACF(Anisotropic Conductive Film)的原理
有很多朋友对ACF只能在Z轴方向导通,对XY方向绝缘的特性非常的好奇,其原理其实也没那么难以理解,(一样参考最上面的图片)就是在绝缘的黏胶中均匀且稀稀疏疏的洒上少许的导电粒子,这些导电粒子基本上是彼此分开的,所以就不会有互相导通造成相邻焊垫(pads)短路的问题,这就有点像制作三明治时,在一层果酱中洒上少许的花生米,花生米间彼此不接触,就可以达到Z轴导通,而XY绝缘的目的了。
 
HSC剥离强度信赖度测试(Peeling off strength test)
前面的篇幅曾经提及HSC最大的缺点是高温下的信赖度不佳,所以我们通常在每天正式PCBA生产前,会先确定所有的热压参数正确并压合第一片HSC,然后测试其黏贴于目标物的剥离强度是否达到标淮。
 
根据【Nippon Graphite Industries】的资料要求,剥离强度的要求分成X及Y方向,需要将已经黏着于标的物的HSC用刀子裁切成3.0mmX10.0mm尺寸,然后使用剥离速度130mm/min的仪器夹住HSC进行剥离测试。在正常情况下X方向的剥离强度必须大于500g,而Y方向则必须大于200g;在额定的温度及湿度下X方向的剥离强度必须大于400g,而Y方向则必须大于180g。 
 
HSC的剥离测试:在正常情况下 X方向的剥离强度必须大于500g,而Y方向则必须大于200gHSC的剥离测试:在额定的温度及湿度下X方向的剥离强度必须大于400g,而Y方向则必须大于180g。
 
剥离测试的实际操作示范。 
HSC剥离强度测试HSC剥离强度测试
 
HSC的不良品的修复方法:
使用HSC的产品在使用一段时间后,通常是一至两年后就会陆续出现连接处松脱的问题,如果是使用在LCD上的HSC就会出现缺划的不良现象,下面左图是使用HSC连接显示器的产品,在客户端使用一段时间后出现屏幕缺划的问题,右图是同一片产品,经过重新热压HSC后屏幕显示恢复正常的画面。 
 
使用HSC的产品在使用一段时间后,通常是一至两年后就会陆续出现连接处松脱的问题,如果是使用在LCD上的HSC就会出现缺划的不良现象,下面左图是使用HSC连接显示器的产品,在客户端使用一段时间后出现屏幕缺划的问题,右图是同一片产品,经过重新热压HSC后屏幕显示恢复正常的画面。
 
一般修复HSC连接脱落的方法最好使用原热压机器来重新黏接,如果没有的时候也可以使用烙铁头包覆硅胶或软性耐热的材料来热压在HSC脱落处,以修复的问题连接不良的问题。 
一般修复HSC连接脱落的方法最好使用原热压机器来重新黏接,如果没有的时候也可以使用烙铁头包覆硅胶或软性耐热的材料来热压在HSC脱落处,以修复的问题连接不良的问题。
 
避免HSC脱落信赖度补强的方法 – 施加一定持续的压力
前述HSC脱落时的修复方法,就算可以修得好,再使用一小段时间后还是会再发生脱落的问题,比较好的方法是在在HSC连接导通处的上方,加一稍有强度的软性泡棉或是其他物体来加强HSC的贴附能力。
 
下面的图片是我修复一台我早期购买的Casio计算器的方法,这台计算器同样发生的屏幕缺划的问题,后来我使用一块泡绵橡皮(sponge rubber)黏贴在HSC连接PCB的上方,机算机组装后,这块泡绵橡皮的高度刚好可以让计算器的下壳挤压到,藉此施加一定持续的压力于HSC的黏接处,既使HSC的黏性脱落了,还是有一定的压力支撑而不至于断开导通。
 
 计算器显示屏缺划修复
 
下面的左图是我购买的计算器,也是使用HSC连接LCD与PCB,使用一段时间后屏幕缺划出现的问题;下面右图是我使用上述的方法在HSC连接PCB的上方黏贴一块泡绵橡皮后修复屏幕缺划的不良。
计算器显示屏缺划计算器显示屏缺划修复完成


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