Das Bonden mit anisotropen leitfähigen Filmen (ACF) ist das grundlegende Verfahren zur Verbindung von Fine-Pitch-Schaltungen (FPC) mit Glaspanels (LCD/OLED) oder Leiterplatten. Eine ACF-Bondmaschine nutzt eine Kombination aus präziser Wärme und pneumatischem Druck, um leitfähige Partikel im Klebefilm zu komprimieren. Dadurch entsteht eine gerichtete elektrische Verbindung (Z-Achse), während die Isolation zwischen benachbarten Leiterbahnen (X- und Y-Achse) erhalten bleibt.
Für Reparaturtechniker und Ingenieure ist die Beherrschung der Bedienung dieser Maschinen von entscheidender Bedeutung, um Bildschirmprobleme wie „Flexkabelunterbrechungen“ oder „Bildstreifen“ zu beheben, ohne empfindliche Bauteile zu beschädigen.
Die Zuverlässigkeit einer modernen Klebemaschine hängt von ihrer Heizmethode ab. Im Gegensatz zu konstanten Wärmequellen ermöglicht das Pulsheizsystem schnelle Temperaturzyklen, was für die Stabilität der Klebeverbindung unerlässlich ist.
Schnelles Aufheizen: Der Bondkopf (Thermomodus) erhitzt sich sofort beim Kontakt mit dem FPC.
Aktive Kühlung: Der Kopf kühlt unter Druck ab. Diese Haltephase verhindert ein Zurückfedern oder Verrutschen des flexiblen Kabels und gewährleistet so, dass die leitfähigen Partikel bis zum Aushärten des Klebstoffs komprimiert bleiben.
Die Bondanlagen unterscheiden sich erheblich je nach Durchsatzanforderungen und Automatisierungsgrad.
Hochleistungsfertigungslinien nutzen vollautomatisierte Maschinen. Diese Systeme verwenden fortschrittliche Bildverarbeitungssysteme zur automatischen Ausrichtung und Roboterarme für die Handhabung und sind für den Dauerbetrieb in Fabrikumgebungen ausgelegt.
Für Reparaturzentren und die Kleinserienfertigung bieten Tischgeräte ein optimales Verhältnis zwischen Präzision und Platzbedarf. Diese Maschinen erfordern in der Regel eine manuelle optische Ausrichtung, automatisieren aber den kritischen Pressvorgang.
Zum Beispiel die TBK 504Die Desktop-FPC-Bondingmaschine gehört zu dieser Kategorie. Sie integriert ein pneumatisches Presssystem mit digitaler Temperaturregelung. Durch die Verwendung eines Luftzylinders anstelle einer manuellen Hebelwirkung wird eine gleichmäßige und reproduzierbare Anpresskraft gewährleistet – ein entscheidender Faktor für die hohe Ausbeute bei Reparaturen an Smart-Geräten.
Um eine porenfreie und elektrisch einwandfreie Verbindung zu erzielen, müssen die Bediener bestimmte Variablen streng kontrollieren. Abweichungen von diesen Parametern sind die Hauptursache für Reparaturfehler.
Tabelle 1: Standardbetriebsvariablen
| Variable | Typischer Bereich | Technischer Zweck |
| Bindungstemperatur | 180 °C - 230 °C | Die Klebstoffmatrix schmilzt und fließt um die Pads herum. |
| Bindungsdruck | 0,15 - 0,40 MPa | Komprimiert leitfähige Kugeln, um Kontakt herzustellen. |
| Verweilzeit | 10 - 20 Sekunden | Gewährleistet eine ausreichende Aushärtungszeit für das Harz. |
| Ausrichtungstoleranz | ±5 - 10 μm | Sorgt für eine perfekte Ausrichtung der Pads, um Kurzschlüsse zu vermeiden. |
Ein standardisierter Reparaturablauf erfordert eine präzise Vorbereitung und Ausführung.
Substratreinigung: Alte ACF-Rückstände mit einer erhitzten Klinge oder speziellen Lösungsmitteln entfernen. Die Glasoberfläche muss makellos sein.
ACF-Laminierung: Aufbringen eines neuen Streifens ACF-Klebeband auf das aufnehmende Substrat (Glas oder Leiterplatte) bei niedriger Temperatur (60-80°C).
Optische Ausrichtung: Positionierung der FPC über dem Substrat mithilfe des Kamerasystems der Maschine und Mikrometer-Einstellschrauben.
Parametereingabe: Einstellen des digitalen Reglers an der Maschine (z. B. des TBK 504) auf die gewünschte Temperaturkurve und den Timer.
Pneumatisches Kleben: Aktivierung der Presse. Die Maschine wendet den voreingestellten Druck an, heizt sich auf, hält ihn und kühlt dann ab, bevor sie den Kopf freigibt.
Die Erkennung von Fehlern unmittelbar nach dem Kleben ermöglicht deren Korrektur vor der Endmontage.
Tabelle 2: Analyse von Bindungsfehlern
| Fehlerbeschreibung | Mögliche Ursache | Empfohlene Lösung |
| Blasen (Hohlräume) | Ungleichmäßiger Druck oder verschmutzte Oberfläche. | Pneumatischen Druck erhöhen; Untergrund gründlich reinigen. |
| Fehlausrichtung | FPC-Bewegung während des Abstiegs des Kopfes. | Prüfen Sie die Stabilität der Vorrichtung; stellen Sie sicher, dass die Kühlung unter Druck erfolgt. |
| Unterbrechung (keine Anzeige) | Temperatur zu niedrig; Durchfluss unzureichend. | Erhöhung der Spitzentemperatur; Überprüfung der Planarität der Thermode. |
| Kurzschluss | Partikelzerkleinerung oder falsche Tonhöhe. | Druck reduzieren; ACF-Band mit geeigneter Partikeldichte verwenden. |
Bei der Bewertung einer ACF-Bondingmaschine sollten die technischen Spezifikationen die Entscheidung leiten.
Drucksystem: Pneumatische Systeme mit einstellbaren Reglern (0-1 MPa) sind hinsichtlich der Konsistenz manuellen Kippschaltern überlegen.
Temperaturregelung: Digitale PID-Regler sind erforderlich, um ein Überschwingen der Temperatur zu verhindern, das die LCD-Flexleitung beschädigen könnte.
Strukturelle Steifigkeit: Der Maschinenrahmen darf sich unter hohem Druck nicht verbiegen.
Vielseitigkeit: Die Fähigkeit, verschiedene FPC-Größen zu verarbeiten, wie sie bei anpassungsfähigen Geräten wie dem TBK 504 zu beobachten ist, erhöht den ROI für Reparaturwerkstätten.
Frage 1: Was ist der Hauptunterschied zwischen Pulswärme- und Konstantwärmeschweißen?
A1: Pulsheizsysteme erhitzen und kühlen unter gleichbleibendem Druck ab, wodurch ein Verrutschen des flexiblen Kabels während der Abkühlphase verhindert wird. Konstantheizsysteme halten eine konstante Temperatur aufrecht, was ein höheres Risiko birgt, dass sich die flexible Leiterplatte beim Anheben des Bondkopfes verschiebt.
Frage 2: Kann die TBK 504-Maschine für COF-Bonding (Chip-on-Film) verwendet werden?
A2: Obwohl die Prinzipien ähnlich sind, erfordert das COF-Bonding oft eine höhere Präzision und spezielle Bondköpfe, die für ICs entwickelt wurden. Der TBK 504 ist primär für FPC-zu-Glas- und FPC-zu-PCB-Verbindungen optimiert und deckt damit den Großteil der Reparaturanforderungen für flexible Kabel ab.
Frage 3: Wie oft sollten die Bindungsparameter kalibriert werden?
A3: Es wird empfohlen, die Temperaturgenauigkeit mit einem externen Thermometer zu überprüfen und den Messwert des Manometers wöchentlich zu kontrollieren, insbesondere in Umgebungen mit hohem Reparaturaufkommen, um eine gleichbleibende Qualität zu gewährleisten.
Frage 4: Warum ist ein pneumatisches System für die FPC-Verklebung wichtig?
A4: Ein pneumatisches System erzeugt eine konstante, messbare Abwärtskraft. Manuelle Systeme sind auf die Kraft und Hebelwirkung des Bedieners angewiesen, die je nach Verbindung variieren und somit zu uneinheitlichen Ergebnissen führen. Pneumatikzylinder eliminieren diese Variable.