電子元器件用紙質載帶簡介

李雙曉 尚慶武 王權科 李繼超 劉 翠

(1.山東江河紙業有限責任公司，山東德州，251100；2.山東省科學院新材料研究所， 山東濟南，250014；3.齊河縣環境保護局，山東德州，251100)

電子元器件用紙質載帶簡介

李雙曉1尚慶武1王權科1李繼超2，*劉 翠3,*

(1.山東江河紙業有限責任公司，山東德州，251100；2.山東省科學院新材料研究所， 山東濟南，250014；3.齊河縣環境保護局，山東德州，251100)

載帶(Carrier Tape)是指一種應用于電子包裝領域的帶狀產品，它具有特定的厚度，在其長度方向上等距分布著用于承放電子元器件的型腔(亦稱口袋)和用于進行索引定位的定位孔。本文介紹了載帶的應用和分類，闡述了紙質載帶的優勢，重點講述了紙質載帶的生產、發展現狀以及載帶原紙的結構和制備工藝。

電子元器件；載帶；載帶原紙

載帶(Carrier Tape)是指一種應用于電子包裝領域的帶狀產品，它具有特定的厚度，在其長度方向上等距分布著用于承放電子元器件的型腔(亦稱口袋)和用于進行索引定位的定位孔。隨著集成電路的小型化發展，對電子元器件，如晶體管、二極管、電阻、電感、電容的微型化要求越來越高[1]。尤其是片式電子元件，已經成為電子元器件的主流形式，其尺寸越來越小，從3216[長(3.20±0.20)mm，寬(1.60±0.15)mm，厚(0.55±0.10)mm]發展到1608[長(1.60±0.15)mm，寬(0.80±0.15)mm，厚(0.40±0.10)mm]，其應用主流尺寸正在從1608向1005[長(1.00±0.10)mm，寬(0.50±0.15)mm，厚(0.30±0.10)mm]過渡，目前0603[長(0.60±0.05)mm，寬(0.30±0.05)mm，厚(0.23±0.05)mm]也已不斷使用[2]。電子元器件不斷朝著復雜化、小型化、復合化、高精度化、高性能化發展的同時，在包裝、運輸、取用等方面所用的載帶對其保護顯得越來越重要[3]。此外，載帶包裝具有成本低、效率高的優點，利用載帶包裝可以方便實現自動化的機械操作[4]。電子元器件的形狀、尺寸不同，所需要的載帶材質、尺寸、結構也不盡相同。通常載帶包括用于自動化傳輸的鏈孔輸送區和用于承載電子元件的型腔，在載帶的上下表面還貼有用于密封元器件的上封帶和下封帶[5]。

1 載帶簡介

1.1載帶的分類

載帶按照成型工藝可分為壓紋載帶(embossed carrier tape)和沖壓載帶(punched carrier tape)。其中壓紋載帶是指通過模具壓印或者吸塑的方法使載帶材料的局部產生拉伸，形成凹陷形狀的型腔，這種載帶可以根據具體需要，成型不同大小的型腔以適應所盛放的電子元器件的截面面積。沖壓載帶是指通過模具沖切形成穿透或半穿透型腔，這種載帶能夠盛放的電子元器件的厚度受載帶本身厚度限制，一般只能用于包裝較小的元器件[6]。

載帶按照材質可以分為塑料載帶和紙質載帶[7]。塑料載帶具有強度高、透明度好，使用過程中不會產生粉塵、纖維污染，但是塑料載帶由于材料自身性質，尺寸精度難以保證，尤其是微型化電子元器件用塑料載帶，在打孔時的倒角難以消除，而且塑料不具有緩沖，易對電子元件產生機械損傷，塑料制品的靜電也難于消除，給元器件的取用工藝帶來困難。相比之下，紙質載帶具有回彈好、制備方便、成本低等優點[8]。

但是用于電子元器件包裝和運輸的載帶原紙要求非常高：高強度，避免使用、輸送過程中的機械損害；結合力好，沖孔、分切過程中避免產生紙塵影響電子元件的性能或堵塞取用電子元件的器具；導電離子含量低，避免影響電子元件質量等。

1.2紙質載帶發展現狀

由于制備工藝復雜，成紙指標要求高，國內高品質紙質載帶生產廠家寥寥無幾。江西弘泰紙業有限公司首次成功開發出紙質載帶產品，填補了國內空白，并一舉打破了日本等國家對此項產品的長期壟斷，完全能夠替代進口，為國家節約大量外匯[9]。2004年5月江西弘泰紙業有限公司更名為江西弘泰電子信息材料有限公司[10]，2007年研發成功并開始正式批量化生產薄型載帶封裝原紙，并參與企業標準QB/T 4895—2015 載帶封裝用紙板標準的制定。

2 紙質載帶的結構及制備工藝

2.1載帶原紙結構

載帶原紙需要具備以下特征：厚度波動小，反復纏繞不分層，表面強度高且具有一定的熱熔黏結性，抗水抗潮，嚴格控制化學成分確保不腐蝕電子元件，紙面潔凈無污漬雜質[11]。

紙質載帶紙通常包含3層(或3層以上)結構，即表層、中間層和底層，載帶上均布著定位孔和型腔，型腔用于盛放電子元器件，并通過上下封帶將電子元器件密封到載帶內部，其結構示意圖如圖1所示。

圖1 紙質載帶結構示意圖

其中，定位孔為了便于自動識別系統的識別和定位而設置的，型腔為片式電子元器件收納孔，俗稱“口袋”，兩口袋間間距為2～5 mm，并向著小于(1±0.5)mm的方向發展[12]。下封帶可以防止電子元器件從底部漏出，上封帶往往涂布有熱熔膠，起到封裝口袋上部的作用。電子元器件決定了型腔的形狀和尺寸，通常型腔孔為通孔，也有階梯孔和盲孔。孔的加工精度要求高，既要嚴格控制孔腔掉粉量，又要保證足夠的加工精度，避免在取用、運輸工程中機械振動損害電子元器件。

2.2載帶原紙制備工藝

載帶原紙通常包含表層、中間層和底層，本文將詳細論述各層的制備方法及使用要求。

2.2.1載帶原紙表層制備工藝

載帶原紙的表層，既要與上封帶間具有良好的黏合性，又要與載帶中間層具有良好的層間結合力，因此對于表層的抗張強度和表層表面的平滑度、表面強度要求都比較高。

表層通常選用硫酸鹽針葉木漿與硫酸鹽闊葉木漿混合抄造，兩者比例范圍為針葉木漿∶闊葉木漿=(40～70)∶(60～30)，打漿方式多為黏狀打漿結合游離狀打漿，控制打漿度在40～55°SR，漿料pH值控制在6～8范圍，通過合理調整上網濃度、漿網速比、壓榨條件以保證良好的成紙勻度。

在抄造過程中，常用的化學助劑的類型、用量(相對于漿料)和名稱如表1所示。

表1 載帶原紙表層常用造紙化學品匯總

2.2.2載帶原紙中間層制備工藝

載帶原紙的中間層作用至關重要，既要保證與表層、底層間的良好結合，又要具有一定的柔軟度、松厚度和回彈性，盡可能減小運輸過程中的機械振動對電子元器件的損傷。

中間層通常選用硫酸鹽針葉木漿和闊葉木漿混合抄造，可以適當地提高闊葉木漿的比例、降低化學品的用量以提高紙張的柔軟度。方雋云[8]在?？薪榻B，中間層加入相對于絕干漿0.5%～1.5%的柔軟劑，如聚硅氧烷季銨鹽、聚硅氧烷磷脂、脂肪酸烷氧基化合物等，可以使柔軟度達到100～150 mN。

2.2.3載帶原紙底層制備工藝

載帶原紙的底層是黏結中間層及下封帶的關鍵層，對挺度和表面平滑度要求較高。為保證成紙整體的質量，底層也需要用硫酸鹽針葉木漿抄造，打漿度通?？刂圃?5～45°SR，通常會添加相對于絕干漿0.5%～3%的黏結劑或增強劑以提高層間結合力和底層紙的挺度，常用的黏結劑和增強劑有淀粉、聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酰胺等。

2.3紙質載帶的生產

新型電子行業向著集成化、微型化的轉變帶動了片式電子元器件的飛速發展，自動化技術及表面組裝技術更是需要載帶作為傳送載體實現電子元器件的持續供應與精準定位。塑料載帶在薄型電子元器件沖孔及運輸方面倒角、靜電難以消除，也為紙質載帶的發展提供了廣闊的空間。然而，國內關于電子載帶原紙的研究與生產的機構、企業相對較少，各大中文數據庫均未見有關載帶原紙的報道，英文數據庫的相關報道也相對較少。江西弘泰電子信息材料有限公司最早開始對電子載帶原紙的產品開發、設備改造、技術攻關，目前該公司部分產品質量已經優于韓國，逐漸趕超日本。但載帶原紙在生產過程各個環節的品質要求高，開發難度大，故目前該品種紙大部分還主要依賴進口。

3 結 語

載帶原紙原料選材、抄造、后加工各環節都具有一定的難度，主要表現在以下幾個方面：①選材——載帶原紙要求嚴格控制導電離子含量，因此對木漿的潔凈度及常用造紙化學品純度要求高；②抄造——要求原紙定量高、厚度均一、層間結合好、表面強度高，因此對生產設備的抄造精度、烘干能力、表面整飾要求高；③后加工——原紙要防水防潮、抗靜電，分切、沖孔加工精度高，因此對于功能性化學品的種類及用量要求高。

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(責任編輯：常 青)

TheCurrentDevelopmentStationofPaperCarrierTapeforElectronicComponents

LI Shuang-xiao1SHANG Qing-wu1WANG Quan-ke1LI Ji-chao2,*LIU Cui3,*

(1.ShandongJianghePaperCo.,Ltd.,Dezhou,ShandongProvince, 251100;2.AdvancedMaterialInstitute,ShandongAcademyofSciences,Ji′nan,ShandongProvince, 250014;3.QiheEnvironmentalProtectionBureau,Dezhou,ShandongProvince, 251100)

The application and classification of carrier tape in electronic packaging and transportation industry were introduced, and the advantages of paper carrier tape were illustrated by comparison. Finally this paper focused on the production and development status of paper carrier tape and the structure and preparation process of the base paper used for manufacturing the paper carrier tape．

electronic components; carrier tape; paper carrier tape

TS761

A

10.11980/j.issn.0254- 508X.2017.09.014

2017- 05- 03(修改稿)

*通信作者：李繼超，博士，助理研究員；主要從事有機功能材料、高端精細化學品研發工作。 劉 翠，碩士，工程師；主要從事生態建設和環境保護工作。

(*E-mail: jchli@sdas.org; cuiyuncao@126.com)