Tray 與捲帶差別:8 項比較,BGA、QFP 怎麼上線與存放
Tray(托盤,簡體寫托盘)和捲帶(Tape & Reel,簡體寫卷带、编带)是 SMD 元件最常見的兩種出貨包裝。小型晶片元件多半走捲帶;BGA、QFP 這類大型或細腳距 IC 兩種都有可能,要看元件廠給的是哪個料號。差別集中在三件事:貼片機有沒有 Tray 供料單元、烘烤時載具能不能耐溫、存放與靜電怎麼做。收到料先看包裝與標示,再決定上料、存放與烘烤的方法。
表 1:Tray 與捲帶 8 項比較
| 比較項目 | Tray(托盤/托盘) | 捲帶 Tape & Reel(卷带) |
|---|---|---|
| 常見元件 | BGA、QFP、CSP 等大型或細腳距 IC,以及不適合裝進載帶的零件 | 從晶片元件到 QFN、QFP、BGA,多數 SMD 封裝都有捲帶包裝 |
| 外形與標準 | JEDEC 矩陣托盤,外框約 322.6 × 135.9 mm;厚度低型 6.35 mm、高型 10.16 mm | 載帶+蓋帶+捲盤,尺寸規範見 EIA-481(IEC 60286-3 同為載帶包裝標準);捲盤常見 7 吋、13 吋 |
| 供料方式 | 貼片機要有 Tray 供料單元(Tray feeder/Tray changer) | 裝進模組化的 Tape feeder,掛上貼片機料站 |
| 換料與 Cycle Time | 同線 QFP 料號多時,Tray 換料可能拉長 Cycle Time,也佔較多機台空間 | 單捲容量較大,補料次數較少;每捲數量依元件而異 |
| 存放與方向 | 同廠同款疊放,頂層放空盤當蓋並束帶;Pin 1 倒角對齊;疊幾層依元件廠指示 | 以整捲為單位;元件在載帶內的方向由元件廠圖面規定,上線前核對 |
| 靜電防護 | 托盤本體摻碳纖維或碳粉,做成導電或靜電消散型 | 載帶、蓋帶有防靜電版本;規格以元件廠資料為準 |
| MSL 烘烤 | 分耐高溫托盤與不可烘烤托盤;最高溫度標在托盤上,只能在標示溫度內烘烤 | 不耐高溫;一般只能低溫(約 40°C)烘烤,時間很長 |
| 成本與管理 | 耐溫等級越高的托盤越貴;Tray 供料需要較多空間、成本也較高 | 查無可靠的公開價格比較,本文不列金額;分裝(re-reel)服務有最低量與料號限制 |
表 2:選擇條件速查(元件類型 × 產量 × 設備配置)
| 您手上的情況 | 建議做法 | 依據 |
|---|---|---|
| 小型晶片元件或多數 SMD,量產,線上有 Tape feeder | 用捲帶 | 捲帶是最常用的供料方式、單捲容量較大(表 1) |
| 小型 SMD,用量少或試產 | 仍以捲帶上線;只需要一點點時,向通路詢問 re-reel 分裝 | 分裝服務限定料號並有最低量(表 1 最後一列) |
| BGA/QFP,機台有 Tray 供料單元 | 直接用 Tray 上線;Tray 料號多時留意 Cycle Time | 表 1「供料方式」「換料與 Cycle Time」 |
| BGA/QFP,同一顆 IC 有捲帶包裝可訂,機台沒有 Tray 供料單元 | 改訂捲帶包裝 | 沒有 Tray 供料單元時,Tray 料無法照一般流程上線 |
| BGA/QFP,只有 Tray,機台沒有 Tray 供料單元 | 向機台廠確認能否導入 Tray 供料;或向通路詢問能否 re-reel | 兩條路都要先確認,沒有統一答案 |
| 濕敏元件超過 Floor Life,載具是 Tray | 先找托盤上的最高溫度再決定烘烤條件;沒標示就問元件廠 | 表 1「MSL 烘烤」 |
| 濕敏元件超過 Floor Life,載具是捲帶 | 不直接進高溫烤箱;低溫烘烤或向元件廠確認 | 表 1「MSL 烘烤」 |
一、先把兩種包裝和叫法分清楚
Tray 指 JEDEC 規格的矩陣托盤(matrix tray):零件一顆一顆放在固定行列的凹槽裡,外框尺寸統一約 322.6 × 135.9 mm(12.7 × 5.35 吋),厚度分低型 6.35 mm(BGA、QFP 等常用)和高型 10.16 mm(PLCC 等用)。
捲帶是載帶、蓋帶加捲盤:零件放在載帶的凹袋裡,蓋帶封住後捲在捲盤上。捲盤常見 7 吋與 13 吋,尺寸規範見 EIA-481;IEC 60286-3 同樣是 SMD 連續載帶包裝的標準。
叫法請先對齊:本文的「料盤」「捲盤」指 Reel,Tray 一律寫 Tray 或托盤。各家公司習慣不同,詢價或叫料時多講一句「是 Reel 還是 Tray」,可以少掉很多誤會。
二、哪些元件常用 Tray,哪些常用捲帶
多數 SMD 封裝都有捲帶包裝,從晶片元件到 QFN、QFP,甚至 BGA 都看得到;對貼片機來說,捲帶也是最常用的供料方式。Tray 則多用在大型或細腳距的 IC(QFP、BGA、CSP 等),以及不適合裝進載帶的零件。Tray 把每顆 IC 隔在各自的凹槽裡,腳位與錫球不會互相碰撞。
所以 BGA、QFP 沒有固定答案。同一家元件廠的產品線裡,捲帶與 Tray 常常並存;某顆 IC 給哪一種,以料號與出貨標籤為準,不能只憑封裝類型猜。
三、上料與換線:捲帶進 Feeder,Tray 進托盤供料單元
捲帶裝進模組化的 Tape feeder(供料器),再掛上貼片機的料站。供料器可更換,單捲容量也較大,所以補料次數少;供料器本身的故障排查,另見〈SMT 飛達送料不良、卡料怎麼排查〉。
Tray 要靠貼片機的 Tray 供料單元(Tray feeder、Tray changer)供料。機台沒有這個單元,Tray 料就無法照一般流程上線,採購前先向機台廠確認。Tray 的另一個代價在換線:公開教材指出,同一條線的 QFP 料號很多時,Tray 換料會拉長 Cycle Time,也要佔比較多的機台空間(此為一般情況,仍需視個案而定)。Tray 料號很多的產線,可以先查哪些料號另有捲帶包裝。
換線備料時,捲帶料可以放在 SMT 料盤周轉架(料盤一片一片立在層板上,整台推到貼片機旁),或掛在 SMT 料盤車(不鏽鋼掛料車)上;Feeder 另外備。整批 WIP 在廠內周轉用的箱子、櫃子怎麼選,則是另一個題目,見〈電子廠 WIP 週轉包材怎麼選〉。
四、存放與靜電:疊放、方向、材質
Tray 疊放有幾個原則:同一家元件廠、同一款托盤才疊在一起,不建議混疊;最上面放一個空托盤當蓋,再用束帶綁緊;疊放時所有托盤的 Pin 1 倒角要對齊、放穩了再綁(依元件廠指示)。疊幾層沒有統一數字,公開文件有「含蓋盤最多 5 層」「含蓋盤最多 7 層」「5 盤加 1 蓋盤」「10 盤加 1 蓋盤」等不同寫法,請以元件廠標示為準。
捲帶以整捲為單位存放,元件在載帶內的方向由元件廠圖面規定,上線前核對 Pin 1 方向。捲盤放進 防靜電 SMT 料盤盒,或立放在層板上、彼此隔開,找料才快。
靜電方面,Tray 本體摻碳纖維或碳粉,做成導電或靜電消散型;捲帶的載帶與蓋帶也有防靜電版本。實際是哪一種、表面電阻多少,以元件廠的資料為準。
嘉鴻的 防靜電 Tray 盤要先說清楚:它是共享模具的方形格位 Tray(格位長度 20 mm 以下、30 mm 以下、30.5~45 mm 三個系列,材質以各商品頁標示為準),用在小型零件的周轉與暫存,不是上面說的 JEDEC 矩陣托盤。零件尺寸特殊時,把長寬高或實物給我們,工程部從近百種現成模具中配對試放,小量也不必另開模(最小訂量 50 個起),細節見〈防靜電 Tray 盤共享模具〉與〈Tray 盤規格不符、內高不夠?客製改善〉。烘烤用途與表面電阻數值要求,請先洽詢。
五、MSL 烘烤:Tray 看托盤標示,捲帶不要直接進高溫烤箱
濕敏元件(MSL)開封後超過 Floor Life 就要處理,這時載具就成了限制。J-STD-033 的烘烤章節有「高溫載具」和「低溫載具」兩個小節,意思是:同樣是出貨包裝,耐溫不同,能用的烘烤條件也不同。
Tray 分兩類。 耐高溫托盤可以照標示烘烤:托盤製造商的資料寫額定溫度有 140、150、180°C 等級,元件廠的公開文件也寫耐高溫的 JEDEC 托盤可承受 125°C 烘烤。不耐高溫的托盤不能進 125°C 烤箱:有文獻寫低溫托盤不可超過 40°C,托盤製造商資料則寫非耐溫托盤額定約 50~75°C,兩邊說法不一致,所以最穩妥的做法是找托盤上標示的最高溫度。托盤製造商與元件廠的文件都提到,最高額定溫度會標在托盤上;托盤製造商的資料並說,超過標示溫度會使托盤變形,也可能傷到內容物。沒有標示就向元件廠確認,別直接進烤箱。
捲帶不耐高溫。 元件廠的 FAQ 直接寫捲帶承受不了高溫烘烤,蓋帶可能變黏、捲盤可能變形;也有業界文章指出約 45°C 就可能損傷包裝。能做的是低溫烘烤,但時間很長:以 MSL 3、封裝厚度 2.0~4.5 mm、曝露超過 Floor Life 逾 72 小時為例,J-STD-033C 表 4-1 的條件是 125°C 烘 48 小時,40°C、相對濕度 5% 以下則要 79 天。這是單一文件的範例,不同等級與厚度的數字不同,請以 J-STD-033 與元件廠資料為準(此為一般情況,仍需視個案而定)。
所以預防比烘烤重要:開封後盡快用完,用不完就放乾燥櫃,目標相對濕度 5% 以下,並記錄開封時間。包裝四件套、指示卡判讀與超時後的處理,見〈濕敏元件 MSL 是什麼?J-STD-033 的包裝、曝露時間與烘烤〉。
六、元件廠給什麼就用什麼:收到 BGA、QFP 的 6 步檢查
- 看包裝與標籤:確認是 Tray 還是捲帶、有沒有 MSL 等級,防潮袋內有沒有濕度指示卡和乾燥劑。
- 對機台:貼片機有沒有 Tray 供料單元。沒有的話,先查同一顆 IC 有沒有捲帶包裝可訂;沒有再向機台廠詢問導入 Tray 供料的可能。有通路提供 re-reel(重新上捲盤)的分裝服務,但限定料號、有最低量,要先確認能不能做(此為一般情況,仍需視個案而定)。
- 找托盤耐溫標示:找出托盤上印的最高溫度,需要烘烤時照它走;沒有標示就先問元件廠。
- 疊放與方向:同廠同款疊放、Pin 1 對齊、頂層空盤蓋住、束帶綁好。
- 開封後存放:放乾燥櫃並記錄開封時間;捲帶料不要當成可以高溫烘烤的東西。
- 靜電:在 ESD 防護區內取放,周轉與暫存用防靜電容器;有表面電阻數值要求時,先向元件廠取得資料。
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規格以各商品頁為準;實際配置、價格與交期請洽詢。
- 防靜電 SMT 料盤盒:捲盤存放與整理,尺寸見商品頁。
- SMT 料盤周轉架:料盤立放在層板上,整台推到貼片機旁;款式見商品頁,也可訂製。
- SMT 料盤車(不鏽鋼掛料車):料盤整排掛在車上。
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標準出處
本文引用之規範,請以各發布機構之最新版本為準。
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發布機構:JEDEC - IPC/JEDEC J-STD-033D《Handling, Packing, Shipping and Use of Moisture, Reflow, and Process Sensitive Devices》濕氣、回焊與製程敏感元件的處理、包裝、運送與使用(目錄)
發布機構:IPC(Global Electronics Association)、JEDEC
本文為一般性技術說明。各元件的包裝形式、耐溫與烘烤條件,以元件廠資料、托盤與捲帶上的標示及 J-STD-033 為準;此為一般情況,仍需視個案而定。表面電阻、烘烤耐溫等數值要求,請先洽詢嘉鴻確認。