الیکٹرانک پیکیجنگ کے عمل میں، سیرامک سبسٹریٹس اہم اجزاء ہیں۔ سیرامک سبسٹریٹس کی خرابی کی شرح کو کم کرنا الیکٹرانک آلات کے معیار کو بہتر بنانے کے لیے بہت اہمیت کا حامل ہے۔ تاہم، فی الحال سیرامک سبسٹریٹ کی کارکردگی کی جانچ کے لیے کوئی قومی یا صنعتی معیار موجود نہیں ہے، جو انٹرپرائز کی پیداوار اور مصنوعات کے فروغ کے لیے کچھ مشکلات پیدا کرتا ہے۔
فی الحال، اہم کارکردگی کے اشارے میں سبسٹریٹ کی ظاہری شکل، میکانی خصوصیات، تھرمل خصوصیات، برقی خصوصیات، پیکیجنگ کی کارکردگی (کام کرنے کی کارکردگی)، اور وشوسنییتا شامل ہیں۔
ظاہری شکل کا معائنہ
سیرامک سبسٹریٹ ظاہری معائنہ عام طور پر بصری معائنہ یا آپٹیکل مائکروسکوپی کا استعمال کرتا ہے۔ معائنہ کرنے والی اشیاء میں یہ شامل ہے کہ آیا سیرامک سبسٹریٹ میں دراڑیں ہیں یا خالی جگہیں، اور آیا دھاتی تہہ کی سطح پر خروںچ، چھلکا یا داغ ہیں۔ اس کے علاوہ، سیرامک سبسٹریٹ کے طول و عرض، دھات کی تہہ کی موٹائی، سبسٹریٹ کی سطح کی چپٹی (وار پیج) اور سبسٹریٹ کی سطح کے پیٹرن کی درستگی سبھی اہم پہلو ہیں جن کے لیے محتاط معائنہ کی ضرورت ہوتی ہے۔ خاص طور پر فلپ-چِپ اور ہائی-کثافت والی پیکیجنگ کے لیے، سطح کی ہمواری کا عام طور پر 0.3% سے کم ہونا ضروری ہے۔
حالیہ برسوں میں، کمپیوٹر ٹیکنالوجی اور امیج پروسیسنگ ٹیکنالوجی کی مسلسل ترقی، اور کاروباری اداروں کے لیے مزدوری کے بڑھتے ہوئے اخراجات کے ساتھ، کمپنیاں مینوفیکچرنگ کی تبدیلی اور اپ گریڈنگ میں مصنوعی ذہانت اور مشین ویژن ٹیکنالوجیز کے اطلاق پر تیزی سے توجہ مرکوز کر رہی ہیں۔ مشین ویژن-کی بنیاد پر پتہ لگانے کے طریقے اور آلات آہستہ آہستہ مصنوعات کے معیار کو بہتر بنانے اور پیداوار بڑھانے کا ایک اہم ذریعہ بن رہے ہیں۔ لہذا، سیرامک سبسٹریٹس کے معائنے کے لیے مشین وژن کا پتہ لگانے والے آلات کو لگانے سے پتہ لگانے کی کارکردگی کو بہتر بنایا جا سکتا ہے، مزدوری کے اخراجات کو کم کیا جا سکتا ہے، اور اس کی اچھی ایپلی کیشن ویلیو ہے۔
مکینیکل پرفارمنس ٹیسٹنگ
سیرامک سبسٹریٹس کی مکینیکل خصوصیات بنیادی طور پر دھاتی سرکٹ پرت کی بانڈنگ طاقت کا حوالہ دیتی ہیں، جو دھات کی پرت اور سیرامک سبسٹریٹ کے درمیان چپکنے والی طاقت کی نمائندگی کرتی ہے، اور براہ راست بعد میں آنے والی ڈیوائس پیکیجنگ کے معیار کا تعین کرتی ہے (ڈائی بانڈنگ کی طاقت اور وشوسنییتا وغیرہ)۔ مختلف طریقوں سے تیار کردہ سیرامک سبسٹریٹس کی بانڈنگ طاقت کافی مختلف ہوتی ہے۔ اعلی-درجہ حرارت کے عمل (جیسے TPC، DBC، وغیرہ) کا استعمال کرتے ہوئے تیار کردہ پلانر سیرامک سبسٹریٹس میں بانڈنگ کی طاقت زیادہ ہوتی ہے کیونکہ دھات کی تہہ اور سیرامک سبسٹریٹ کیمیائی بانڈز کے ذریعے جڑے ہوتے ہیں۔ تاہم، کم-درجہ حرارت کے عمل (جیسے ڈی پی سی سبسٹریٹس) کا استعمال کرتے ہوئے تیار کردہ سیرامک سبسٹریٹس بنیادی طور پر وین ڈیر والز فورسز اور مکینیکل انٹر لاکنگ پر انحصار کرتے ہیں، جس کے نتیجے میں بانڈنگ کی طاقت کم ہوتی ہے۔
سیرامک سبسٹریٹس کی میٹالائزیشن طاقت کے ٹیسٹ کے طریقوں میں شامل ہیں:
[تصویر]
قینچ کی طاقت ٹیسٹ / ٹینسائل طاقت ٹیسٹ کا اسکیمیٹک خاکہ
(1) ٹیپ کا طریقہ: ٹیپ کا ایک ٹکڑا دھات کی تہہ کی سطح سے مضبوطی سے جڑا ہوتا ہے، اور ربڑ کا رولر اس پر رول کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے تاکہ بانڈنگ سطح کے اندر سے ہوا کے بلبلوں کو ہٹایا جا سکے۔ 10 سیکنڈ کے بعد، ٹیپ کو چھیلنے کے لیے دھات کی تہہ پر ایک قوت کھڑی کی جاتی ہے، اور یہ چیک کیا جاتا ہے کہ آیا دھات کی تہہ سبسٹریٹ سے چھلکتی ہے۔ ٹیپ ٹیسٹ ایک معیاری جانچ کا طریقہ ہے۔
(2) وائر بانڈنگ کا طریقہ: 0.5 ملی میٹر یا 1.0 ملی میٹر قطر والی دھاتی تار کو منتخب کیا جاتا ہے اور سولڈر کو پگھل کر سبسٹریٹ کی دھاتی تہہ سے براہ راست ویلڈ کیا جاتا ہے۔ پھر، عمودی سمت میں دھاتی تار کے پل-آف فورس کی پیمائش کرنے کے لیے ایک فورس گیج کا استعمال کیا جاتا ہے۔
(3) چھلکے کی مضبوطی کا طریقہ: سیرامک سبسٹریٹ کی سطح پر دھات کی تہہ کو 5 ملی میٹر سے 10 ملی میٹر لمبی پٹیوں میں کھینچا جاتا ہے، اور پھر اس کے چھلکے کی طاقت کی پیمائش کرنے کے لیے چھلکے کی طاقت ٹیسٹر کا استعمال کرتے ہوئے اسے عمودی سمت میں چھیل دیا جاتا ہے۔ چھیلنے کی رفتار 50 ملی میٹر فی منٹ ہونا ضروری ہے، اور پیمائش کی فریکوئنسی 10 گنا فی سیکنڈ ہے۔
تھرمل کارکردگی
سیرامک سبسٹریٹس کی تھرمل کارکردگی میں بنیادی طور پر تھرمل چالکتا، گرمی کی مزاحمت، تھرمل توسیع گتانک، اور تھرمل مزاحمت شامل ہیں۔ سرامک سبسٹریٹس بنیادی طور پر ڈیوائس کی پیکیجنگ میں گرمی کی کھپت کا کردار ادا کرتے ہیں، لہذا ان کی تھرمل چالکتا ایک اہم تکنیکی اشارے ہے۔ گرمی کی مزاحمت بنیادی طور پر یہ جانچتی ہے کہ آیا سیرامک سبسٹریٹ زیادہ درجہ حرارت پر وارپ کرتا ہے یا خراب ہوتا ہے، آیا سطحی دھاتی سرکٹ کی تہہ آکسائڈائز ہوتی ہے، رنگین ہوتی ہے، چھالے پڑتی ہے یا ڈیلامینیٹ ہوتی ہے، اور کیا اندرونی سوراخ ناکام ہو جاتے ہیں۔
سیرامک سبسٹریٹس کی تھرمل چالکتا کی خصوصیات کا تعلق نہ صرف سیرامک سبسٹریٹ میٹریل کی تھرمل چالکتا (بلک تھرمل مزاحمت) سے ہے بلکہ میٹریل انٹرفیس بانڈنگ (انٹرفیس سے رابطہ تھرمل مزاحمت) سے بھی گہرا تعلق ہے۔ لہذا، تھرمل ریزسٹنس ٹیسٹر کا استعمال کرتے ہوئے (جو کثیر پرت کے ڈھانچے کی بلک تھرمل مزاحمت اور انٹرفیس تھرمل مزاحمت کی پیمائش کر سکتا ہے) سیرامک سبسٹریٹس کی تھرمل چالکتا کی کارکردگی کو مؤثر طریقے سے جانچ سکتا ہے۔
برقی کارکردگی
سیرامک سبسٹریٹس کی برقی کارکردگی بنیادی طور پر اس بات کی طرف اشارہ کرتی ہے کہ آیا سبسٹریٹ کے اگلے اور پچھلے اطراف میں دھات کی تہیں کنڈکٹیو ہیں (کیا اندرونی سوراخ کا معیار بہتر ہے)۔ DPC سیرامک سبسٹریٹس میں سوراخ کے چھوٹے قطر کی وجہ سے، الیکٹروپلاٹنگ کے دوران نامکمل بھرنے اور ہوا کی خالی جگہوں جیسے نقائص پیدا ہو سکتے ہیں۔ عام طور پر، ایک X-رے ٹیسٹر (معیاری، تیز) اور فلائنگ پروب ٹیسٹر (مقدار، سستا) کا استعمال سیرامک سبسٹریٹس میں سوراخوں کے معیار کا جائزہ لینے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔
پیکیجنگ کی کارکردگی
سیرامک سبسٹریٹس کی پیکیجنگ کی کارکردگی بنیادی طور پر سولڈریبلٹی اور ہوا کی تنگی (تین-جہتی سیرامک سبسٹریٹس تک محدود) ہے۔ وائر بانڈنگ کی مضبوطی کو بہتر بنانے کے لیے، اچھی ویلڈنگ کی خصوصیات والی Au یا Ag یا دیگر دھاتوں کی ایک تہہ کو عام طور پر سیرامک سبسٹریٹ میٹل لیئر (خاص طور پر پیڈز) کی سطح پر الیکٹروپلیٹ یا کیمیائی طور پر چڑھایا جاتا ہے تاکہ آکسیڈیشن کو روکا جا سکے اور وائر بانڈنگ کوالٹی کو بہتر بنایا جا سکے۔ سولڈریبلٹی کو عام طور پر ایلومینیم وائر بانڈنگ مشین اور ٹینسائل ٹیسٹر کا استعمال کرتے ہوئے ماپا جاتا ہے۔
چپ کو تین جہتی سیرامک سبسٹریٹ کے گہا میں نصب کیا جاتا ہے، اور آلے کی ہرمیٹک پیکیجنگ حاصل کرنے کے لیے گہا کو کور پلیٹ (دھاتی یا شیشہ) سے بند کیا جاتا ہے۔ ڈیم میٹریل اور ویلڈنگ میٹریل کی ہرمیٹیسٹی براہ راست ڈیوائس کی پیکیجنگ کی ہرمیٹیسیٹی کا تعین کرتی ہے، اور مختلف طریقوں سے تیار کردہ تین جہتی سیرامک سبسٹریٹس کی ہرمیٹیسٹی کچھ حد تک مختلف ہوتی ہے۔ تین جہتی سیرامک سبسٹریٹس کے لیے بنیادی ٹیسٹ ڈیم کے مواد اور ڈھانچے کی ہرمیٹی پر توجہ مرکوز کرتے ہیں، بنیادی طور پر فلورو کاربن آئل ببل طریقہ اور ہیلیم ماس اسپیکٹومیٹر طریقہ استعمال کرتے ہیں۔