L'industrie des semi-conducteurs entre dans une nouvelle phase de progrès rapide, provoquée par la consommation croissante de puces pour l'IA, l'électronique automobile, les appareils 5G et les systèmes informatiques puissants. La taille, la complexité et la sensibilité des composants de circuits intégrés augmentent, ce qui accroît les exigences en matière de manipulation, de stockage et de transport.

Avec l'introduction de nouvelles technologies telles que BGA, CSP, QFN et le conditionnement au niveau du wafer, les approches de conditionnement traditionnelles ne parviennent pas à fournir la précision nécessaire en matière de positionnement, de nettoyage et d'automatisation. Les entreprises de semi-conducteurs ont commencé à utiliser des plateaux ESD spécialisés qui garantissent une manipulation antistatique en raison du besoin de meilleures solutions de conditionnement.

Les acheteurs doivent savoir que le choix du bon plateau ESD n'est pas qu'un simple emballage : c'est un facteur essentiel influençant la qualité du produit, l'efficacité de fabrication et les coûts de production. Pourtant, de nombreuses entreprises ont encore des doutes quant à la sélection du fournisseur en raison de problèmes tels que la résistivité incohérente, la mauvaise précision dimensionnelle, le manque de personnalisation et l'adéquation à l'industrie des semi-conducteurs.

Un fabricant fiable de plateaux ESD thermoformés qui possède un contrôle d'entrée robuste sur les matériaux utilisés dans le processus de fabrication, des méthodologies d'ingénierie éprouvées et une maîtrise de la technique de fabrication personnalisée aidera certainement les entreprises de semi-conducteurs à réduire les risques et à améliorer leurs performances d'emballage.

Qu'est-ce que la protection ESD ?

Dans l'assemblage électronique ainsi que dans la fabrication de semi-conducteurs, Protection contre les décharges électrostatiques également appelée Protection contre les Décharges Électrostatiques, implique un ensemble de technologies et de procédés visant à assurer la prévention des dommages causés par des décharges électrostatiques soudaines. Lors du transport, de la production et de la manipulation, de l'électricité statique peut être rencontrée, ce qui entraîne la génération de tensions transitoires très élevées capables d'endommager les composants électroniques sensibles.

Alors que les dommages mécaniques peuvent être remarqués par une inspection visuelle, la DJE est souvent cachée et provoque des défaillances latentes. Ainsi, le contrôle de la DJE joue un rôle important dans toutes les parties de la chaîne d'approvisionnement des semi-conducteurs, en particulier lors de l'encapsulation, des tests, du stockage et de l'expédition des CI.

Qu'est-ce qu'un plateau thermoformé ESD pour l'emballage de circuits intégrés ?

Un transporteur spécifique dans l'industrie des semi-conducteurs, Plateau thermoformé ESD est fabriqué à partir de matériaux à contrôle statique par un procédé de thermoformage. L'objectif principal des plateaux ESD est de protéger les appareils électroniques contre tout dommage extérieur et autres dangers environnementaux.

Contrairement aux plateaux en plastique traditionnels, qui peuvent accumuler des charges d'électricité statique, les plateaux ESD sont conçus pour avoir des propriétés antistatiques, dissipatives ou conductrices afin d'éliminer toute charge électrostatique des composants placés à l'intérieur.

Les fabricants utilisent le processus de thermoformage pour concevoir des plateaux basés sur des spécifications particulières Boîtiers CI dimensions, telles que la géométrie de la poche, la profondeur de la cavité, l'orientation des composants et les conditions de charge.

Un plateau ESD thermoformé personnalisé typique se compose de :

• Cavités de précision multiples pour le placement IC
• substrat plastique à dissipation électrostatique contrôlée
• Caractéristiques de manipulation robotisée
• Structures de plateaux empilables
• Zones de code-barres ou d'identification
• Surfaces compatibles avec les salles blanches

Matériaux utilisés pour les plateaux CI antistatiques

Les performances électriques, la résistance mécanique et l'applicabilité aux usages semi-conducteurs d'un plateau anti-statique pour circuits intégrés sont déterminées par le choix du matériau.

Diverses conditions de conditionnement de semi-conducteurs exigent des caractéristiques de matériaux différentes telles que la résistivité de surface, la stabilité, la résistance chimique et la résistance à la chaleur.

Résistance de surface : La résistance de surface est une détermination de l'opposition qu'un matériau présente à la conduction de l'électricité sur sa surface extérieure et est souvent utilisée dans l'évaluation des performances des décharges électrostatiques.

Les thermoplastiques généralement employés pour les plateaux de dissipation électrostatique sont le PET, le PP, le PS, l'ABS et les polymères chargés de carbone.

Performances électriques du plateau ESD : valeurs de résistance et normes de test

La performance électrique est l'un des facteurs les plus importants lors de l'évaluation d'un fournisseur de plateaux ESD.

Un plateau ESD de première qualité doit être caractérisé par des propriétés de résistance électrique stables qui permettent d'éviter l'accumulation et la décharge de charges électrostatiques.

Les classifications mécaniques et électriques des matériaux ESD sont importantes à établir et elles sont principalement basées sur les mesures des résistances de surface et de volume.

La résistance volumique fait référence à la résistance d'un matériau donné à travers son épaisseur et aide à évaluer ses propriétés de conductivité électrique.

Plateaux thermoformés ESD contre plateaux moulés par injection : lequel est le meilleur ?

Plateaux thermoformés ESD, ainsi que les plateaux moulés par injection sont extrêmement populaires dans l'emballage des semi-conducteurs, mais ils présentent un ensemble d'avantages basés sur les besoins de l'application.

Le processus de fabrication de plateaux thermoformés implique le chauffage de feuilles de plastique suivi de leur moulage sur des moules spécialement conçus, tandis que les plateaux moulés par injection sont créés en injectant du plastique chaud fondu à travers des moules de précision.

Considérations de conception des plateaux ESD pour différents boîtiers de circuits intégrés

L'emballage C évolue rapidement, imposant de nouvelles exigences à la conception des supports de semi-conducteurs.

La conception du plateau ESD doit être réalisée en tenant compte de tous les paramètres liés aux composants tels que la taille, les besoins pour les processus de manipulation, l'automatisation et la sécurité pendant le processus de transport.

Les facteurs de conception importants incluent

1. Géométrie de Poche
2. Compatibilité des boîtiers de circuits intégrés
3. Compatibilité d'automatisation
4. Empilabilité et sécurité de transport

Problèmes courants avec les plateaux ESD de mauvaise qualité

Intégration substandard Plateaux ESD peuvent entraîner des risques critiques pendant le processus de fabrication des semi-conducteurs.

Bien que les plateaux abordables puissent permettre des économies au départ, ils peuvent également entraîner des dommages aux composants, des pertes opérationnelles et une augmentation des taux de défaillance.

Les problèmes courants incluent :

1. Performances ESD instables
2. Précision dimensionnelle médiocre
3. Déformation des matériaux
4. Contamination de surface
5. Absence de certification de qualité

Options de personnalisation OEM et ODM pour les solutions d'emballage ESD

Les exigences en matière de conditionnement de semi-conducteurs peuvent varier considérablement en fonction de la conception des composants, de la méthode de fabrication et des machines automatisées utilisées. Par conséquent, la capacité à proposer des solutions personnalisées pour les plateaux ESD est de la plus haute importance dans le choix d'un fournisseur de ce produit spécifique.

En plus d'offrir des services OEM, les fabricants proposent également des services ODM en utilisant les spécifications du client comme base pour leurs solutions.

• Dessins techniques personnalisés
• Développement de la structure du produit
• Sélection des matériaux en fonction des exigences de l'application
• Personnalisation du logo et de la plaque signalétique
• Personnalisation de l'emballage
• Personnalisation de la couleur
• Manuel d'instructions personnalisé

Dans le cas de l'encapsulation des circuits intégrés en particulier, la personnalisation peut inclure des modifications de la taille et de la forme des plateaux, de la conception des cavités, de l'emplacement des composants sur les plateaux, et de certaines autres spécifications s'appliquant à la conception afin d'être compatible avec les processus de fabrication automatisés. Les fournisseurs commencent généralement à travailler avec les clients dès les premières étapes de leur processus de production, y compris les tests de prototypes, ainsi que les tests de matériaux et d'échantillons lors de la dernière étape. Les services de Sanwei ont déjà passé des tests conformes aux normes internationalement acceptées, y compris les exigences de la norme CEI 61340-5-1, de la norme ANSI/ESD S20.20, les tests SGS et les exigences RoHS.

Considérations pour la RoHS : La conformité à la RoHS implique de respecter les limitations sur les matériaux dangereux désormais attendues par la législation qui est principalement basée sur la directive RoHS de l'Union européenne.

Foire aux questions

1. Quelle est la différence entre un plateau ESD et un plateau en plastique standard ?

Un plateau de décharge électrostatique est fabriqué à partir de matériaux antistatiques pour empêcher l'accumulation d'électricité statique et assurer une neutralisation électrique adéquate. En général, les plateaux en plastique n'ont pas de propriétés de résistance électrique et ne sont donc pas sûrs pour la manipulation d'appareils électroniques.

2. Quels matériaux sont couramment utilisés pour les plateaux ESD ?

Les substances couramment utilisées comprennent le PET antistatique, le PP antistatique, l'ABS conducteur, les polymères à base de carbone, ainsi que d'autres matériaux composites antistatiques. La quantité nécessaire dépendra du degré de résistance requis, ainsi que de la nature de la température, de la résistance mécanique et du domaine d'application.

3. Les plateaux ESD peuvent-ils être personnalisés en fonction des dimensions des boîtiers de circuits intégrés ?

En effet, des plateaux ESD personnalisés peuvent être créés en fonction des spécifications de ces composants, y compris des paramètres tels que les dimensions des cavités, la conception du plateau, les schémas de chargement et les exigences d'automatisation, entre autres. Grâce aux services OEM et ODM, les fabricants peuvent créer des solutions ciblées pour différents boîtiers de circuits intégrés et leurs processus de production.

4. Quelles normes ESD les plateaux d'emballage de semi-conducteurs doivent-ils respecter ?

Les normes régulièrement citées comprennent la CEI 61340-5-1 et l'ANSI/ESD S20.20. Des tests supplémentaires relatifs aux exigences des clients peuvent impliquer des tests tels que la vérification SGS, tandis que les tests de conformité RoHS peuvent également être effectués dans le cadre de tests de qualification spécifiques à l'application.

5. Comment choisir entre les plateaux ESD thermoformés et moulés par injection ?

Les plateaux thermoformés sont généralement utilisés pour des spécifications uniques, une conception rapide et des processus de fabrication adaptables. Les plateaux moulés par injection sont plus couramment utilisés pour des volumes de production élevés où une structure cohérente est nécessaire.

6. Les plateaux ESD peuvent-ils résister aux environnements à haute température ?

En effet, cela repose sur le processus de sélection des matériaux entrepris. Certains matériaux composites antistatiques ont le potentiel de résister à des températures de 160 degrés Celsius ou de 200 degrés Celsius, ce qui leur permet d'être utilisés dans différentes applications industrielles.

Références

ANSI/ESD S20.20 – Protection des pièces, des assemblages et des équipements électriques et électroniques
https://www.esda.org/

CEI 61340-5-1 – Électrostatique : Protection des dispositifs électroniques contre les phénomènes électrostatiques
https://www.iec.ch/

Manuel ESD ESD TR20.20 – Développement d'un programme de contrôle des décharges électrostatiques
https://www.esda.org/

Association de l'industrie des semi-conducteurs (SIA) – Rapports de l'industrie des semi-conducteurs
https://www.semiconductors.org/