作為半導(dǎo)體芯片封裝、運(yùn)輸和存儲(chǔ)過程中的重要載體,IC 托盤的作用不可忽視,它不僅能夠保護(hù)芯片免受物理損傷和靜電危害,確保芯片在各個(gè)環(huán)節(jié)中的安全性和穩(wěn)定性,還能提高芯片的運(yùn)輸效率,降低運(yùn)輸過程中的損耗,在整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)著不可或缺的地位。
根據(jù)市場調(diào)研發(fā)現(xiàn),隨著全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,中國作為全球最大的半導(dǎo)體消費(fèi)市場,對(duì) IC 托盤的需求也在持續(xù)增長。近年來,中國政府高度重視半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,出臺(tái)了一系列政策措施,加大對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的支持力度,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。在政策支持和市場需求的雙重驅(qū)動(dòng)下,中國 IC 托盤行業(yè)迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。同時(shí),隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場競爭的日益激烈,中國 IC 托盤行業(yè)也面臨著諸多挑戰(zhàn),如技術(shù)創(chuàng)新能力不足、產(chǎn)品質(zhì)量有待提高、市場競爭激烈等。
IC 托盤的全稱為集成電路托盤(Integrated Circuit Tray),也常被稱為電子芯片托盤,是半導(dǎo)體封測企業(yè)專門用于芯片(IC)封裝測試的包裝用塑料托盤。在半導(dǎo)體芯片的生產(chǎn)過程中,從封裝環(huán)節(jié)開始,IC 托盤就發(fā)揮著關(guān)鍵作用。它為芯片提供了一個(gè)穩(wěn)定的承載平臺(tái),確保芯片在后續(xù)的測試、運(yùn)輸和存儲(chǔ)過程中能夠保持良好的狀態(tài)。?
IC 托盤具有多重重要功能。首先,它能夠有效防止產(chǎn)品受到靜電觸碰。半導(dǎo)體芯片對(duì)靜電極為敏感,微小的靜電放電就可能導(dǎo)致芯片內(nèi)部電路損壞,影響芯片的性能和可靠性。IC 托盤通過采用具有抗靜電性能的材料或添加抗靜電劑等方式,為芯片提供了可靠的靜電保護(hù),大大降低了因靜電而造成的芯片損壞風(fēng)險(xiǎn)。其次,IC 托盤可以保護(hù)芯片不受物理損壞。在芯片的搬運(yùn)、周轉(zhuǎn)過程中,難免會(huì)受到碰撞、摩擦等外力作用,IC 托盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材質(zhì)特性能夠緩沖這些外力,避免芯片受到直接的沖擊和摩擦,從而保護(hù)芯片的引腳、封裝等關(guān)鍵部位不被損壞。此外,IC 托盤還方便了自動(dòng)化檢測和安裝。其標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)和尺寸,使得芯片能夠整齊地排列在托盤上,便于自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的檢測和抓取,提高了生產(chǎn)效率,降低了人工操作的誤差和成本。?
IC 托盤可廣泛應(yīng)用于 BGA(球柵陣列封裝)、QFN(方形扁平無引腳封裝)、QFP(四方扁平封裝)、PGA(插針網(wǎng)格陣列封裝)、TSOP(薄型小尺寸封裝)、TQFP(薄型四方扁平封裝)、LQFP(薄型四方扁平封裝)、PLCC(塑料有引線芯片載體)、SoC(系統(tǒng)級(jí)芯片)、SiP(系統(tǒng)級(jí)封裝)等多種封裝方式的芯片,適應(yīng)了不同類型芯片的封裝和測試需求。?
IC 托盤的分類方式較為多樣,根據(jù)不同的維度可以分為不同的類型。?
按材質(zhì)分類:?
塑料 IC 托盤:塑料是 IC 托盤最常用的材質(zhì),具有成本低、重量輕、易于加工成型、絕緣性能好等優(yōu)點(diǎn)。常見的用于制造 IC 托盤的塑料材料有聚苯醚(PPE)、聚醚酰亞胺(PEI)、聚砜(PSU)、丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚物(ABS)、聚芳硫醚(PAS)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇脂(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。其中,PMMA、PC 和 PET 三種材料的 IC 托盤應(yīng)用較為廣泛。PMMA 具有良好的光學(xué)性能、較高的透明度和表面硬度,易于加工,成本相對(duì)較低,適用于對(duì)外觀和光學(xué)性能有一定要求的中低端芯片封裝測試;PC 具有優(yōu)異的機(jī)械性能、耐高溫性能和尺寸穩(wěn)定性,同時(shí)具備良好的阻燃性,能夠滿足一些對(duì)環(huán)境要求較高、性能要求較為嚴(yán)格的芯片封裝需求,常用于高端芯片托盤;PET 則具有較好的綜合性能,如較高的強(qiáng)度、剛性、耐化學(xué)腐蝕性和尺寸穩(wěn)定性,且價(jià)格適中,在電子零件包裝等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。?
金屬 IC 托盤:金屬材質(zhì)的 IC 托盤相對(duì)塑料托盤而言,具有更高的強(qiáng)度、硬度和良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性,以及出色的耐高溫、耐腐蝕性能。常見的金屬材料包括鋁合金、不銹鋼等。鋁合金 IC 托盤具有重量較輕、強(qiáng)度較高、成本相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn),在一些對(duì)散熱要求較高、需要良好電磁屏蔽性能的應(yīng)用場景中具有優(yōu)勢(shì),如高端服務(wù)器芯片、汽車電子芯片等;不銹鋼 IC 托盤則具有更高的耐腐蝕性和強(qiáng)度,適用于在惡劣環(huán)境下使用的芯片,如航空航天、軍工等領(lǐng)域的芯片封裝和運(yùn)輸。然而,金屬 IC 托盤的成本較高,加工難度較大,限制了其在一些對(duì)成本敏感的中低端市場的應(yīng)用。?
按功能分類:?
標(biāo)準(zhǔn)型 IC 托盤:按照電子設(shè)備工程聯(lián)合委員會(huì)(JEDEC)制定的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格進(jìn)行設(shè)計(jì)和生產(chǎn),適用于大多數(shù)常規(guī)尺寸和封裝形式的芯片。這類托盤在市場上應(yīng)用最為廣泛,其尺寸、凹槽布局和數(shù)量等都有明確的標(biāo)準(zhǔn),能夠滿足一般的芯片封裝、測試、運(yùn)輸和存儲(chǔ)需求,通用性強(qiáng),便于不同企業(yè)之間的產(chǎn)品互換和協(xié)同作業(yè)。?
防靜電型 IC 托盤:重點(diǎn)突出防靜電功能,通過在材料中添加抗靜電劑、導(dǎo)電碳黑或?qū)щ娞祭w維等進(jìn)行改性,使托盤表面電阻達(dá)到一定的范圍,從而有效消散靜電,防止靜電對(duì)芯片造成損害。在半導(dǎo)體芯片的生產(chǎn)和處理過程中,靜電是一個(gè)嚴(yán)重的威脅,因此防靜電型 IC 托盤在對(duì)靜電防護(hù)要求較高的芯片制造企業(yè)中被廣泛使用。?
耐高溫型 IC 托盤:主要用于需要在高溫環(huán)境下進(jìn)行處理或存儲(chǔ)的芯片,如一些汽車電子芯片在車輛發(fā)動(dòng)機(jī)附近等高溫環(huán)境下工作,其封裝測試過程中就需要使用耐高溫型 IC 托盤。這類托盤采用的材料具有較高的熱變形溫度和良好的耐熱穩(wěn)定性,能夠在高溫條件下保持自身的結(jié)構(gòu)和性能穩(wěn)定,確保芯片不受高溫影響。?
定制型 IC 托盤:根據(jù)客戶的特殊需求進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造,例如針對(duì)特定芯片尺寸、形狀、引腳布局或特殊應(yīng)用場景而定制。一些新型芯片或具有獨(dú)特封裝形式的芯片,無法使用標(biāo)準(zhǔn)型 IC 托盤,此時(shí)就需要定制型 IC 托盤來滿足其特殊的包裝和運(yùn)輸要求。定制型 IC 托盤能夠更好地適配特定芯片,提供更精準(zhǔn)的保護(hù)和操作便利性,但生產(chǎn)成本相對(duì)較高,生產(chǎn)周期也較長。