一、IC 托盘是什么?
IC 托盘,又称电子芯片托盘,是半导体封测企业专为芯片(IC)定制的塑料包装托盘,贯穿芯片封装、测试、运输、存储全流程,是保障芯片安全与生产效率的核心辅助部件。不同于普通包装,它需精准匹配芯片尺寸与封装形态,是连接芯片制造与下游组装的关键纽带。
二、IC 托盘的核心用途:保护与效率双保障
IC 托盘的价值集中在 “防护” 与 “适配自动化” 两大维度,具体覆盖多场景需求:
- 防静电保护:避免芯片因静电触碰损坏 —— 芯片(尤其是 MOS 管、传感器类)对静电极为敏感,托盘通过材料改性阻断静电传导,降低报废风险。
- 物理防护:防止芯片在运输、存储中磕碰、划伤,同时隔绝灰尘、杂质,保障芯片良率。
- 自动化适配:托盘标准化的凹槽设计,可精准定位芯片,适配封测厂的自动化检测设备(如视觉检测、探针测试)与下游组装线的机械臂抓取,大幅提升生产效率。
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从封装类型来看,它的适配范围极广,可覆盖BGA(球栅阵列封装,用于高端 CPU/GPU)、QFN(无引脚封装,用于车用芯片)、QFP(Quad Flat Package,用于工业控制芯片)?,以及 PGA、TSOP、TQFP、LQFP、PLCC、SoC(系统级芯片)、SiP(系统级封装)等几乎所有主流芯片封装形式。
三、JEDEC 标准:IC 托盘的 “通用语言”
当前全球半导体行业的 IC 托盘设计,均遵循电子设备工程联合委员会(JEDEC)?制定的工业标准 —— 作为全球半导体领域公认的核心标准组织,JEDEC 的规范确保了不同厂商的托盘、芯片、设备之间的兼容性。
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该标准的核心是 “凹槽矩阵标准化”:明确规定了芯片尺寸从3×3mm(微型传感器芯片)到 22×22mm(大型功率芯片)?对应的托盘凹槽分布与数量。例如,3×3mm 的小尺寸芯片,托盘凹槽常设计为 20×20 矩阵(共 400 个凹槽);22×22mm 的大尺寸芯片,凹槽多为 10×10 矩阵(共 100 个凹槽),既保证空间利用率,又避免芯片互相挤压。
四、IC 托盘对材料的 5 大性能要求
托盘材料需兼顾防护性、稳定性与实用性,具体有 5 项核心要求:
- 抗静电性能:通过添加抗静电剂、导电碳黑或导电碳纤维改性,不同场景要求不同 —— 一般工业级芯片需表面电阻 10?-1011Ω,高端敏感芯片(如 AI 芯片)需 10?-10?Ω,杜绝静电击穿风险。
- 耐温性能:芯片在终端组装前需烘烤除水(避免焊接时 “爆米花效应”),烘烤温度常为 125℃-150℃,部分高可靠性芯片需 180℃短时烘烤,托盘材料需在此温度下无变形、无析出、无脆化。
- 尺寸稳定性:托盘上下层间隙需精准卡住芯片引脚,防止引脚弯曲 / 折断,因此材料成型后翘曲度需控制在 0.3mm 以内,长期使用后尺寸变化率≤0.2%。
- 低吸水率:潮湿环境易导致托盘变形、芯片受潮,材料 24 小时吸水率需≤0.2%,尤其在多雨地区或高湿度车间,低吸水率可避免定位精度下降。
- 可回收性:为降低成本与环保压力,材料需支持循环利用 —— 如 PS、PP 可粉碎重塑,PET 可化学解聚再生,符合半导体行业绿色生产趋势。
五、IC 托盘的主流材质分类及应用
IC 托盘生产以导电塑料为核心,通过注塑成型、烘烤、水洗、检验、包装等工艺制成,不同材质适配不同场景:
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- 聚砜(PSU):长期耐温 150℃以上,抗冲击性强,用于高端汽车电子、航空航天级芯片托盘(如 SiP 封装芯片)。
- 聚苯醚(PPE):耐温性与绝缘性兼顾,韧性好,适合易磕碰的 QFP、LQFP 封装芯片托盘。
- 聚醚酰亚胺(PEI):耐温达 180℃,耐化学腐蚀,用于需要高温烘烤的高可靠性芯片(如工业控制 MCU)。
- 丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚物(ABS):成本低、加工性好,用于消费电子领域的 TSOP、PLCC 封装芯片托盘。
- 聚芳硫醚(PAS):耐磨损、耐油污,用于频繁取放的工业级芯片(如功率半导体)托盘。
- 聚丙烯(PP):韧性优异、重量轻,适合临时存储或短途运输的芯片托盘。
- 聚苯乙烯(PS):性价比高,用于低要求的消费级芯片(如普通传感器)托盘。
- 聚碳酸酯(PC):透明性好、抗冲击,便于视觉检测设备识别芯片,常用于 BGA、QFN 封装托盘。
- 聚酰胺(PA):耐磨且耐老化,用于长期循环使用的 SiP、SoC 封装芯片托盘。
- 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA,有机玻璃):透明度极高,可直观观察芯片状态,用于需要可视化检查的高端芯片托盘。
- 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET):轻量化、强度高,适合大批量长途运输的 BGA、TQFP 封装托盘。
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其中,PMMA、PC、PET 是市场主流材质,合计占比超 70%,兼顾性能与成本,适配多数消费电子、汽车电子芯片需求。
六、IC 托盘的 6 大规范要求(JEDEC 落地细节)
为确保兼容性与安全性,IC 托盘设计需满足严格规范,核心条款如下:
6.1?基础尺寸与公差:抽真空抓取区域面积最小需≥28mm2(确保自动化吸盘稳定吸附,避免搬运脱落);标准托盘总厚度为 7.62mm(X.XX 型尺寸),公差 ±0.13mm;局部结构尺寸(如凹槽深度、凸起高度)若为 X.X 型(如 2.0mm),公差 ±0.25mm,X.XX 型(如 2.00mm)公差 ±0.13mm。
6.2?设计审定与模拟:托盘设计需参照对应芯片的POD(产品规格书),经供应商工程部(结构验证)与品质部(合规性审核)联合审定;模拟报告需包含芯片跌落、振动、温度循环测试,确保芯片在托盘内无偏移、无损伤,且托盘间隙不得≥2 倍芯片厚度(避免芯片晃动)。
6.3?耐温与力学测试:需通过 150℃连续烘烤(时间参照 JEDEC 对应产品标准,多为 24 小时),测试后托盘无崩缺、裂痕;抗折试验需承受≥10kg 力 30 秒无断裂,打带试验(托盘以 “1+1”“10+1” 方式堆叠)需承受 23±2kg 拉力,打包带无打滑、托盘无破损。
6.4?堆叠间隙控制:同一批次托盘堆叠时,两层间隙不得超过 0.5mm—— 过松易导致运输晃动,过紧则难以分离,影响自动化取放效率。
6.5?电阻一致性:按 JEDEC JESD22-A114 标准测试,托盘表面电阻需均匀分布,无局部超差(如边缘与中心电阻差≤1 个数量级),确保全区域防静电效果一致。
6.6?细节设计要求:
- 需设 3 个打包槽(两侧及中部各 1 个,间距均匀,适配自动化打包机定位);
- 侧边需标注图纸编号及版本、生产日期(字体高度≥2mm,清晰可辨);
- 托盘耳需标注适用芯片尺寸(如 “10×10mm BGA”)、类型、托盘阵列数量(如 “16×16=256Pcs”)、材质、耐温标识(如 “Tmax 150℃”)、回收标识、无铅标识;
- 需有反向防呆设计(如托盘耳一侧凸起、一侧凹槽,反向堆叠时凸起碰撞无法贴合,或间隙>2mm);
- Pocket(凹槽)围栏需加加强筋(宽度≥1mm,间距≤5mm,防止围栏变形),且有 Interlock(咬合)设计(相邻托盘堆叠时凹凸咬合,提升稳定性);
- 整体厚度分布统一为 “2.00mm(Pocket 凸起高度)+5.62mm(底座厚度)=7.62mm”,是行业通用尺寸;
- Pocket 侧面设计优先顺序:斜面承载式(40°-50°,便于芯片放入)>基板承载式(适合无引脚芯片)>球面承载式(减少芯片划伤)。
亿配芯城(ICgoodFind)视角
亿配芯城(ICgoodFind)深耕半导体供应链,深知 IC 托盘对芯片生产安全与效率的重要性。我们依托与优质托盘厂商的合作,可为客户匹配符合 JEDEC 标准、适配 BGA/QFN/SoC 等多封装的 IC 托盘,覆盖消费电子、汽车电子、工业控制等领域,同时提供托盘选型咨询,助力客户规避材质不当、尺寸不符等风险,保障芯片全流程安全,提升供应链协同效率。