لماذا تحتوي علبة رقائق السيليكون على 25 رقاقة؟

في عالم التكنولوجيا الحديثة المتطور،رقائق السيليكونتُعدّ رقائق السيليكون، أو ما يُعرف أيضًا برقائق السيليكون، المكونات الأساسية لصناعة أشباه الموصلات. فهي الأساس لتصنيع مختلف المكونات الإلكترونية مثل المعالجات الدقيقة والذاكرة وأجهزة الاستشعار وغيرها، وتحمل كل رقاقة منها إمكانية تصنيع عدد لا يُحصى من المكونات الإلكترونية. فلماذا نرى غالبًا 25 رقاقة في العلبة؟ في الواقع، هناك اعتبارات علمية واقتصادية تتعلق بالإنتاج الصناعي وراء ذلك.

 

كشف سبب وجود 25 رقاقة في العلبة

أولاً، يجب فهم حجم الرقاقة. عادةً ما تكون أحجام الرقاقات القياسية 12 بوصة و15 بوصة، وذلك للتكيف مع معدات وعمليات الإنتاج المختلفة.رقائق بحجم 12 بوصةوهي حاليًا النوع الأكثر شيوعًا لأنها تستطيع استيعاب المزيد من الرقائق وتتميز بتوازن نسبي في تكلفة التصنيع والكفاءة.

إن رقم "25 قطعة" ليس من قبيل الصدفة، بل يعتمد على طريقة القطع وكفاءة تغليف الرقاقة. فبعد إنتاج كل رقاقة، يجب قطعها لتشكيل عدة رقائق مستقلة. وبشكل عام،رقاقة مقاس 12 بوصةيمكن تقطيعها إلى مئات أو حتى آلاف الرقائق. ومع ذلك، ولتسهيل الإدارة والنقل، تُعبأ هذه الرقائق عادةً بكمية محددة، ويُعدّ 25 قطعة كمية شائعة لأنها ليست كبيرة جدًا ولا كبيرة جدًا، كما أنها تضمن ثباتًا كافيًا أثناء النقل.

بالإضافة إلى ذلك، فإن كمية 25 قطعة تُسهم في أتمتة خط الإنتاج وتحسينه. فالإنتاج على دفعات يُقلل من تكلفة معالجة القطعة الواحدة ويُحسّن كفاءة الإنتاج. وفي الوقت نفسه، يُسهّل صندوق رقائق السيليكون الذي يحتوي على 25 قطعة عملية التخزين والنقل، ويُقلل من خطر الكسر.

تجدر الإشارة إلى أنه مع تطور التكنولوجيا، قد تعتمد بعض المنتجات الراقية عبوات تحتوي على عدد أكبر من القطع، مثل 100 أو 200 قطعة، لزيادة كفاءة الإنتاج. مع ذلك، لا تزال علبة رقائق السيليكون التي تحتوي على 25 قطعة هي التكوين القياسي الشائع لمعظم المنتجات الاستهلاكية والمتوسطة.

باختصار، تحتوي علبة رقائق السيليكون عادةً على 25 رقاقة، وهو ما يمثل توازناً مثالياً في صناعة أشباه الموصلات بين كفاءة الإنتاج، والتحكم في التكاليف، وسهولة النقل. ومع التطور التكنولوجي المستمر، قد يتم تعديل هذا العدد، لكن المنطق الأساسي وراءه - تحسين عمليات الإنتاج وتعزيز الجدوى الاقتصادية - يبقى ثابتاً.

تستخدم مصانع رقائق السيليكون مقاس 12 بوصة نظامي FOUP وFOSB، بينما تستخدم مصانع الرقائق مقاس 8 بوصات وما دون (بما في ذلك 8 بوصات) نظام Cassette وSMIF POD وصندوق رقائق السيليكون، أي 12 بوصة.حامل الرقاقةيُطلق عليها مجتمعة اسم FOUP، و 8 بوصةحامل الرقاقةيُطلق عليها مجتمعة اسم الكاسيت. عادةً، يزن جهاز FOUP الفارغ حوالي 4.2 كجم، ويزن جهاز FOUP المملوء بـ 25 رقاقة حوالي 7.3 كجم.
بحسب أبحاث وإحصاءات فريق البحث في QYResearch، بلغت مبيعات سوق علب رقائق السيليكون العالمية 4.8 مليار يوان في عام 2022، ومن المتوقع أن تصل إلى 7.7 مليار يوان في عام 2029، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 7.9%. أما من حيث نوع المنتج، فتستحوذ علب رقائق السيليكون المرنة (FOUP) على الحصة الأكبر من السوق، بنسبة 73% تقريبًا. وفيما يتعلق بتطبيقات المنتج، فإن رقائق السيليكون مقاس 12 بوصة هي الأكثر استخدامًا، تليها رقائق السيليكون مقاس 8 بوصات.

في الواقع، هناك أنواع عديدة من حوامل الرقائق، مثل FOUP لنقل الرقائق في مصانع تصنيع الرقائق؛ وFOSB للنقل بين إنتاج رقائق السيليكون ومصانع تصنيع الرقائق؛ ويمكن استخدام حوامل الكاسيت للنقل بين العمليات واستخدامها بالتزامن مع العمليات.

 

شريط كاسيت مفتوح

تُستخدم الكاسيتات المفتوحة بشكل أساسي في عمليات النقل والتنظيف بين مراحل تصنيع الرقاقات. ومثل حوامل FOSB وFOUP وغيرها، تُصنع عادةً من مواد مقاومة للحرارة، ذات خصائص ميكانيكية ممتازة، وثبات في الأبعاد، ومتانة، ومقاومة للكهرباء الساكنة، وانخفاض انبعاث الغازات، وانخفاض الترسيب، وقابلة لإعادة التدوير. وتختلف المواد المستخدمة باختلاف أحجام الرقاقات، وعقد المعالجة، والعمليات. ومن المواد الشائعة: PFA، وPTFE، وPP، وPEEK، وPES، وPC، وPBT، وPEI، وCOP، وغيرها. ويُصمم المنتج عادةً بسعة 25 قطعة.

يمكن استخدام شريط الكاسيت المفتوح بالتزامن مع ما هو مطابق لهشريط رقائقمنتجات لتخزين ونقل الرقائق بين العمليات لتقليل تلوث الرقائق.

يتم استخدام OPEN CASSETTE بالتزامن مع منتجات Wafer Pod (OHT) المخصصة، والتي يمكن تطبيقها على النقل الآلي والوصول الآلي والتخزين الأكثر إحكامًا بين العمليات في تصنيع الرقائق وتصنيع الشرائح.

بالطبع، يمكن تحويل الكاسيت المفتوح مباشرةً إلى منتجات كاسيت. يتميز منتج صناديق شحن الرقائق بهذا الهيكل، كما هو موضح في الشكل أدناه. وهو يلبي احتياجات نقل الرقائق من مصانع تصنيع الرقائق إلى مصانع تصنيع الرقائق الإلكترونية. ويمكن للكاسيت والمنتجات الأخرى المشتقة منه تلبية احتياجات النقل والتخزين والنقل بين مختلف مراحل الإنتاج في مصانع الرقائق ومصانع الرقائق الإلكترونية.

 

صندوق شحن رقائق البطاطس ذو الفتحة الأمامية FOSB

يُستخدم صندوق شحن الرقاقات ذو الفتحة الأمامية (FOSB) بشكل أساسي لنقل رقاقات السيليكون مقاس 12 بوصة بين مصانع تصنيع الرقاقات ومصانع تصنيع الرقائق. ونظرًا لكبر حجم الرقاقات ومتطلبات النظافة العالية، تُستخدم قطع تثبيت خاصة وتصميم مقاوم للصدمات للحد من الشوائب الناتجة عن احتكاك تحريك الرقاقات. كما تُصنع المواد الخام من مواد منخفضة الانبعاثات الغازية، مما يقلل من خطر تلوث الرقاقات بالغازات. وبالمقارنة مع صناديق نقل الرقاقات الأخرى، يتميز صندوق FOSB بإحكام إغلاق أفضل. بالإضافة إلى ذلك، يُمكن استخدام صندوق FOSB في خطوط التعبئة والتغليف الخلفية للمصانع لتخزين ونقل الرقاقات بين مختلف العمليات.

تُصنع ألواح FOSB عادةً من 25 قطعة. بالإضافة إلى التخزين والاسترجاع التلقائيين من خلال نظام مناولة المواد الآلي (AMHS)، يمكن تشغيلها يدويًا أيضًا.

وحدة موحدة ذات فتحة أمامية

تُستخدم حاوية الفتح الأمامي الموحدة (FOUP) بشكل أساسي لحماية ونقل وتخزين رقائق السيليكون في مصنع تصنيع الرقائق. وهي حاوية نقل مهمة لنظام النقل الآلي في مصنع رقائق السيليكون مقاس 12 بوصة. وتتمثل وظيفتها الأساسية في ضمان حماية كل 25 رقاقة سيليكون لتجنب تلوثها بالغبار الخارجي أثناء النقل بين آلات الإنتاج المختلفة، مما يؤثر على الإنتاجية. تحتوي كل حاوية FOUP على العديد من لوحات التوصيل والدبابيس والفتحات، مما يسمح بوضعها على منفذ التحميل وتشغيلها بواسطة نظام مناولة المواد الآلي (AMHS). وتُصنع من مواد منخفضة الانبعاثات الغازية ومنخفضة امتصاص الرطوبة، مما يقلل بشكل كبير من انبعاث المركبات العضوية ويمنع تلوث الرقائق. كما توفر وظيفة الإغلاق والنفخ الممتازة بيئة منخفضة الرطوبة للرقائق. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تصميم حاوية FOUP بألوان مختلفة، مثل الأحمر والبرتقالي والأسود والشفاف، لتلبية متطلبات العمليات وتمييزها. وعادةً ما يتم تخصيص حاوية FOUP حسب طلب العميل وفقًا لخط الإنتاج واختلافات الآلات في مصنع تصنيع الرقائق.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن تخصيص غلاف POUP ليناسب احتياجات مصنعي التغليف وفقًا لعمليات مختلفة مثل TSV وFAN OUT في تغليف الرقائق الإلكترونية، مثل SLOT FOUP و297mm FOUP وغيرها. ويمكن إعادة تدوير غلاف FOUP، ويتراوح عمره الافتراضي بين سنتين وأربع سنوات. كما يوفر مصنعو غلاف FOUP خدمات تنظيف المنتجات لإعادة استخدامها بعد إزالة أي مواد ملوثة.

 

أجهزة شحن الرقائق الأفقية بدون تلامس

تُستخدم صناديق نقل الرقاقات الأفقية غير التلامسية بشكل أساسي لنقل الرقاقات الجاهزة، كما هو موضح في الشكل أدناه. يستخدم صندوق النقل من Entegris حلقة دعم لضمان عدم تلامس الرقاقات أثناء التخزين والنقل، ويتميز بإحكام إغلاق ممتاز لمنع التلوث بالشوائب والتآكل والاصطدام والخدوش وتسرب الغازات، وما إلى ذلك. يُناسب هذا المنتج بشكل أساسي الرقاقات الرقيقة ثلاثية الأبعاد، ورقاقات العدسات، والرقاقات ذات النتوءات، وتشمل مجالات استخدامه أشباه الموصلات ثلاثية الأبعاد، وثنائية الأبعاد والنصف، وأنظمة MEMS، ومصابيح LED، وأشباه موصلات الطاقة. يحتوي المنتج على 26 حلقة دعم، بسعة 25 رقاقة (بأحجام مختلفة)، ويدعم أحجام رقاقات 150 مم، و200 مم، و300 مم.