FPCのスプリット強度が低い根本的な原因と解決策
2026-06-03
TFT-LCD モジュールの製造プロセス全体を通じて、性能を評価するためにさまざまな方法が採用されています。これらの性能基準を満たさない場合は、製品の耐用年数と安定性が期待を下回る可能性があることを示唆しています。 FOG (Film On Glass) 接着プロセスに続いて、通常、FPC、ACF、および LCD パネル間の接着性能を評価するために、FPC に対して剥離強度テストが実施されます。
FPC 剥離強度テストでは、引張値が高いほど接着力が優れていることを示し、LCD モジュールに問題が発生するリスクが軽減されます。試験条件、サンプル要件、計算方法、管理基準に関する以下の情報は、参考のために提供されています。
①試験条件：剥離角度90度。剥離速度は10mm/minです。
②サンプル要件：FPC本接合後、接着封止（ポッティング）前のサンプルです。
③計算式：F = (P * 1000) / (W / 10) ここで、P は測定された引張力 (単位: kg/cm)、W は FPC 接着領域の長さ (単位: mm) を表します。
④管理基準：≧700g/f/cm。
***この記事では、FPC 剥離強度が不十分になる一般的な 6 つの原因とその改善策をまとめます。
1. FOG 接着後に気泡が存在する
FOG 接合後の気泡の存在は非常に一般的な現象です。ただし、FOG バブル欠陥は分類する必要があります。接合プロセス中の気泡は、一般に流動気泡と層間剥離気泡の 2 種類に分類されます。
①フローバブル：FOG接合後に発生するフローバブルは、本質的にはACF樹脂内の「エアポケット」です。これらは主に非真空条件下で、ACF のラミネートおよび本接着プロセス中に電極周囲の空気が ACF 樹脂内に閉じ込められたときに形成されます。
明視野顕微鏡下では、フローバブルは中心が透明で、エッジが厚く暗いように見えます。見た目は滑らかです。より小さな気泡はほぼ円形であり、成長を示さない（時間の経過とともに膨張しない）。ただし、フローバブルが大きすぎる場合や過剰な場合は、FPC 剥離強度が低下する危険性があります。
改善策: 流れの泡に対処するために、ACF のラミネート速度は通常、均一性を確保するために最適化され、過剰な速度によって引き起こされる空気の巻き込みを防ぎます。さらに、FOG 接合プロセス中の温度、時間、圧力を適度に高めることができます。
②剥離気泡：FOG接合後の剥離気泡の主な原因は、高温高圧下でクッション材がFPC電極間の隙間を圧迫し、FPC基板が変形することです。主な接着プロセスが完了すると、FPC が反発し、ACF 樹脂を引っ張ります。これにより、最終的には FPC と ACF の間、または ACF と LCD ガラス基板の間の層間剥離が発生し、気泡欠陥が発生します。層間剥離の気泡は、一般に白っぽく、または虹色に見え、エッジは不明瞭です。形状は不規則であることが多く、時間の経過とともに大きくなる傾向があります。この気泡は浅い圧痕（薄い圧痕）を伴うことが多く、FPC剥離強度も低下します。
改善策: 剥離気泡に対処するには、通常、FOG プロセス中の接着圧力を下げます。これにより、電極間のギャップにおける FPC の変形が最小限に抑えられ、層間剥離気泡が形成されるリスクが軽減されます。
2. FPC ゴールドフィンガー表面の酸化または汚染
FPC ゴールド フィンガーの酸化は非常に一般的な欠陥です。酸化すると、FPC を LCD に接着すると、接触抵抗の増加、浅い導電性粒子の痕跡、FPC と LCD 間の不十分な剥離強度など、多くの問題が発生する可能性があります。
FPC ゴールド フィンガー上の表面の汚染または残留接着剤は表面抵抗率を低下させ、その結果、ゴールド フィンガーのダイン レベル (表面エネルギー) が低下します。このような条件下では、FPC 剥離強度試験に合格しない可能性が非常に高くなります。
FPC ゴールド フィンガー表面の汚染と残留接着剤に対処するために、現在の業界標準のアプローチは、FPC ゴールド フィンガー表面の 100% をプラズマ処理によって処理することです。同時に、ゴールドフィンガーの表面エネルギー (ダインレベル) を制御する必要があり、一般的な推奨値は 32 ダイン以上です。
3. 最適ではない FOG 結合パラメータ
FOG メインボンディングプロセスの条件も FPC 剥離強度に影響を与え、特に ACF の硬化速度とボンディングヘッドの平行度に反映されます。
通常の状況では、FOG ACF の硬化率は 80% 以上である必要があります。硬化速度が不十分であると、FPCとLCD間の接着信頼性が低下し、最終的に剥離強度が不十分になります。
ボンディングヘッドの平行度は、FPCとLCDにかかる圧力の均一性を表します。ボンディングヘッドの平行度が仕様を満たしていない場合は、FOG 本ボンディング工程でかかる圧力が不均一であることを意味します。これにより、最終的には FOG ボンディング パッドの局所的な領域に浅い圧痕が生じ、FPC 剥離強度が不十分になります。
ACF の硬化速度の問題に対処するには、推奨される ACF パラメーターの範囲内で FOG の本接着温度と時間を適度に増加させることができます。たとえば、設定を 160°C/8 秒から 165°C/10 秒に上げます。この調整によりACFの硬化速度が向上し、FPC剥離強度が向上します。
FOG ボンディングヘッドの平行度については、感圧紙（富士プレススケールなど）を使用して、定められた要件に従って平行度を検査、確認する必要があります。この手順により、平行度の局所的な不適合 (NG) が防止され、FPC 剥離強度の局所的な弱点が確実に回避されます。
4. FPC ゴールドフィンガーと LCD パッド間の接触面積が不十分
TFT-LCD パネルのより狭い下部ベゼル (D ボーダー) を実現するには、LCD 上の FPC ボンディング パッドの長さを短くすることが避けられない設計上の選択になります。
ただし、LCD のパッド長が短くなると、FPC のゴールドフィンガーの長さもそれに応じて短くなります。その結果、FPC ゴールド フィンガーと LCD パッドの間の有効接触面積が小さくなり、剥離強度テストに不合格となるリスクが高まります。
当社の研究による検証データに基づくと、同一条件下で、オーバーラップ長さが 0.33 mm の設計は、オーバーラップ長が 0.4 mm の場合と比較して、剥離強度が約 23% 低いことが示されています。この減少により、結果は ≥700 g/f/cm の基準を下回ります。
有効接触面積は剥離強度だけでなく、ゴールドフィンガーあたりの導電性粒子の数にも影響し、粒子数が不足するリスクが高まります。
狭い D ボーダーの要件と剥離強度/粒子数の不具合のリスクのバランスを取るために、FPC ゴールド フィンガーと LCD パッドの間の接触長を 0.35 mm 以上にすることをお勧めします。
5. FPCの合わせマークが外形から離れすぎている
LCD パネルでは、FPC ボンディングパッドの左端と右端にアライメントマークが設計されています。同様に、FPC ゴールド フィンガーにも、LCD 上のマークと一致するように両端に位置合わせマークが付いています。 FPCとLCDの貼り合わせ精度を高めるためのマークです。
LCD 上のマークは固定されていますが、FPC 上のマークは (LCD マークと一致するという制約内で) 調整可能です。 FPC アライメント マークが FPC の外形から離れすぎると、アライメント マークによるサポートが不足し、FPC と LCD の左右端で大きな段差 (高低差) が発生する可能性があります。これにより、これらの場所での剥離強度テストに不合格となるリスクが高まります。
したがって、FPC アライメント マークを設計する場合、適切な剥離強度を確保するために、アライメント マークの端を FPC 外形の端から 0.5 ～ 1.0 mm 離して配置することを一般的に推奨します。
6. 非準拠の ACF 保管および温度回復
これらのモジュールにおける ACF の重要性を考えると、ACF の標準化された管理と取り扱いは、ディスプレイ モジュール製造における重要なプロセスです。
①ACFストレージ：
ACF は通常、リール形式で提供され、真空密封された帯電防止袋に入れて -10°C ～ 5°C の低温環境で保管されます。リールは垂直に保管する必要があります。垂直に保管したリールは、温度分布が不均一になる可能性があるため、あまりきつく詰め込まないよう注意してください。 ACFリールを水平に保管したり、重ねて保管することは固く禁止されています。このルールの主な目的は、ACF ロールの性能に悪影響を及ぼす可能性のある緩みや変形を防ぐことです。
②ACF温度回復（解凍）：
ACF は冷蔵保管庫から取り出してもすぐには使用できません。室温に戻す必要があります。これは、接着中に ACF 樹脂に伝わる温度が要求仕様を確実に満たすために必要です。さらに、冷蔵倉庫から直接取り出したACFはLCDガラス基板に適切に接着できません。また、冷蔵倉庫から取り出した包装袋には結露（湿気）が生じます。バッグは、開封前に表面の水分が完全に蒸発するまで触れずに放置する必要があります。ACF の温度回復プロセスには、次の重要な要件があります。
●ACFリールを積み重ねないでください。均等に温まるように、平らに個別に配置する必要があります。
●包装を密封し、クリーンルーム温度(25℃)で1時間放置して回復させてください。
●最初の1時間の回復後も包装袋の表面に水分が残っている場合は、さらに1時間放置して水分が完全に蒸発していることを確認してから使用してください。
ACF の適切な保管と温度回復の目的は、ACF 樹脂内の硬化剤の早期反応を防ぐことです。これにより、ACF、FPC、LCD 間の接着力と性能が確保され、最終的には FPC 剥離強度が要求仕様を満たすことが保証されます。