CMOS سینسرز کے لیے پیکیجنگ کے تین بڑے عمل: CSP، COB، اور PLCC کی وضاحت

CSP کا مطلب ہے چپ اسکیل پیکیج۔ جیسا کہ نام سے ظاہر ہوتا ہے، اس کی اہم خصوصیت یہ ہے کہ پیکیج کا سائز تقریباً چپ کے بنیادی سائز کے برابر ہے۔ معیار کے مطابق، بنیادی رقبہ کا پیکیج کے علاقے کا تناسب عام طور پر 1:1.1 سے زیادہ نہیں ہوتا ہے۔

عمل کا بہاؤ:

CSP ایک پیکیجنگ فارم ہے جو ویفر کی سطح پر پروسیس کیا جاتا ہے۔ بنیادی عمل میں مکمل شدہ سرکٹ ویفر پر مائیکرو لینسز اور کلر فلٹرز (اگر ضرورت ہو) کی براہ راست پروسیسنگ شامل ہوتی ہے، اس کے بعد ٹکرانے کے عمل کے ذریعے بال گرڈ اری کی تشکیل، اور آخر میں ویفر کو انفرادی سینسر یونٹوں میں ڈائس کرنا شامل ہے۔ کیمرہ ماڈیول مینوفیکچرنگ میں، سی ایس پی پیکیجنگ استعمال کرنے والے سینسرز کو عام طور پر ایس ایم ٹی پلیسمنٹ مشینوں کا استعمال کرتے ہوئے پی سی بی پر براہ راست نصب کیا جاتا ہے۔

COB کا مطلب ہے چپ آن بورڈ۔ یہ ایک پیکیجنگ ٹکنالوجی ہے جہاں ننگی ڈائی کو براہ راست نصب کیا جاتا ہے اور حتمی سرکٹ بورڈ سے برقی طور پر منسلک کیا جاتا ہے۔

عمل کا بہاؤ:

COB عمل زیادہ پیچیدہ ہے، بنیادی طور پر انفرادی چپ کی سطح پر کیا جاتا ہے، اور عام طور پر کلاس 1000 یا یہاں تک کہ کلاس 100 کلین روم کی ضرورت ہوتی ہے۔

1. ڈائی اٹیچ: ڈائسڈ بیئر چپ (ڈائی) کو پی سی بی پر مخصوص جگہ پر تھرمل کنڈکٹیو ایپوکسی رال (مثلاً چاندی کا پیسٹ) کا استعمال کرتے ہوئے منسلک کیا جاتا ہے۔
2. کیورنگ: چاندی کے پیسٹ کو گرم کرکے، چپ کو مضبوطی سے محفوظ کرکے ٹھیک کیا جاتا ہے۔
3. وائر بانڈنگ: سونے یا ایلومینیم کی تاروں کا استعمال کرتے ہوئے، چپ پر لگے پیڈ پی سی بی کے متعلقہ پیڈز سے تھرموکمپریشن بانڈنگ، الٹراسونک ویلڈنگ، یا تھرموسونک ویلڈنگ کے ذریعے جڑے ہوتے ہیں۔
4. جانچ اور سگ ماہی: ابتدائی برقی جانچ کی جاتی ہے۔ پھر حفاظت کے لیے چپ اور سونے کے تاروں کو ڈھانپنے کے لیے ایک خاص سیاہ ایپوکسی یا رال ڈالی جاتی ہے۔ اس کے بعد حتمی علاج اور حتمی جانچ ہوتی ہے۔

PLCC کا مطلب ہے پلاسٹک لیڈڈ چپ کیریئر۔ یہ سطح کی ایک پرانی قسم ہے-ماؤنٹ پیکیج جہاں لیڈز پیکیج باڈی کے چاروں اطراف سے پھیلتی ہیں اور "J"-لیڈ کنفیگریشن میں نیچے کی طرف موڑتی ہیں۔​

عمل کا بہاؤ:

1. PLCC پیکیجنگ میں معیاری شکل اور پنوں کے ساتھ ایک آزاد جزو بنانے کے لیے چپ کو پہلے سے-پیک کرنا شامل ہے۔​
2. چپ ایک لیڈ فریم سے منسلک ہے
3. اندرونی برقی کنکشن وائر بانڈنگ کے ذریعے بنائے جاتے ہیں۔
4. اسمبلی کو پلاسٹک کے مواد سے ڈھالا اور انکیپسلیٹ کیا گیا ہے۔
5. تشکیل شدہ PLCC سینسر، ایک معیاری جزو کے طور پر، پی سی بی پر ریفلو سولڈرنگ کا استعمال کرتے ہوئے نصب کیا جاتا ہے۔

فوائد:

• الٹرا-کومپیکٹ سائز ٹرمینل ڈیوائسز کے چھوٹے بنانے کی حمایت کرتا ہے، خاص طور پر موبائل فونز، سمارٹ واچز وغیرہ میں مائیکرو کیمروں کے لیے موزوں، سینسر کے سائز کو کم سے کم اور لینس ماڈیولز کے لیے جگہ بچاتا ہے۔​
• بہترین برقی کارکردگی: مختصر انٹرکنکشن راستے سگنل کے نقصان کو کم کرتے ہیں اور ڈیٹا کی ترسیل کی رفتار کو بہتر بناتے ہیں۔
• گرمی کی کھپت کی اچھی کارکردگی: پتلی پیکیجنگ پرت اور بریکٹ کی کوئی رکاوٹ سینسر سے گرمی کی کھپت کو آسان بناتی ہے۔

نقصانات:

• اعلی عمل کی درستگی کے تقاضوں کے نتیجے میں دیگر دو طریقوں کے مقابلے پیکیجنگ کے اخراجات نمایاں طور پر زیادہ ہوتے ہیں۔
• ناقص روشنی کی ترسیل: شیشے کی حفاظتی سطح بیک لائٹ کے دخول کی وجہ سے بھوت بننے کا سبب بن سکتی ہے، جس سے CMOS سینسرز کی امیجنگ کوالٹی متاثر ہوتی ہے۔
• کمزور آلودگی کے خلاف مزاحمت: اگرچہ دوبارہ کام کرنے کے قابل ہے، اس کے باوجود پیداواری ماحول کے لیے کچھ تقاضے ہیں۔

فوائد:

• اعلی وشوسنییتا: پلاسٹک پیکیج باڈی اور میٹل لیڈ فریم کا امتزاج بہترین اثر اور کمپن مزاحمت فراہم کرتا ہے۔
• آسان تنصیب اور دوبارہ کام: J-کی شکل والی پنیں ری فلو سولڈرنگ کی سہولت فراہم کرتی ہیں اور الگ کرنے میں آسان ہیں۔​
• مستحکم سگنل کی کارکردگی: معقول پن پچ پنوں کے درمیان کراسسٹالک کو کم کرتی ہے، جو درمیانے-اسپیڈ سگنل ٹرانسمیشن کے لیے موزوں ہے۔​

نقصانات:

• بڑے پیکیج کا سائز اسے مائیکرو سی ایم او ایس سینسرز کی چھوٹی ضروریات کو پورا کرنے میں ناکام بنا دیتا ہے۔
• پن کی محدود کثافت، زیادہ تعداد میں پنوں کے ساتھ پیچیدہ سینسر چپس کو اپنانا مشکل بناتا ہے۔
• گرمی کی کھپت کی اوسط کارکردگی: پلاسٹک کے مواد کی کم تھرمل چالکتا اسے اعلی-پاور سینسرز کے لیے غیر موزوں بناتی ہے۔

فوائد:

• قیمت کا اہم فائدہ: بریکٹ اور آزاد پیکجنگ کے عمل کو ختم کرتا ہے، جس کے نتیجے میں مواد اور عمل کی لاگت سب سے کم ہوتی ہے۔
• سب سے کم پیکیجنگ اونچائی، ماڈیول کی مجموعی پتلی پن میں حصہ ڈالتی ہے اور موٹائی کے لیے حساس آلات کے لیے موزوں ہے۔
• بالغ عمل اور اعلی انضمام: ملٹی-چپ کو-سبسٹریٹ پیکیجنگ کو سپورٹ کرتا ہے، جس میں ڈیڈ پکسل ریٹ 5 فی 100,000 کے اندر قابل کنٹرول ہے۔​

نقصانات:

• انتہائی ناقص دیکھ بھال: برتن ڈالنے کے بعد ننگی چپس کو انفرادی طور پر تبدیل نہیں کیا جا سکتا، ناکامی کی صورت میں پورے سبسٹریٹ کو تبدیل کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔
• پیداواری ماحول کے لیے سخت تقاضے: پی سی بی کی تنصیب کے لیے دھول اور نمی کی روک تھام کی ضرورت ہوتی ہے، کیونکہ ننگی چپس آلودگی کے لیے حساس ہوتی ہیں۔
• طویل عمل کا وقت اور پیداوار کی شرح میں بڑے اتار چڑھاؤ، سخت عمل کے کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے۔

• سی ایس پی پیکیجنگ CMOS سینسرز کے چھوٹے بنانے کے لیے بنیادی انتخاب ہے، خاص طور پر پورٹیبل ڈیوائسز جیسے موبائل فونز اور سمارٹ گھڑیوں میں مائیکرو کیمروں کے لیے۔ یہ سینسر کے سائز کو کم کر سکتا ہے اور لینس ماڈیولز کے لیے جگہ بچا سکتا ہے۔
• سائز کی حدود کی وجہ سے، PLCC پیکیجنگ کا استعمال صرف چند CMOS سینسروں میں ہوتا ہے جس میں ڈھیلے سائز کے تقاضے ہوتے ہیں، جیسے ابتدائی نگرانی والے کیمرے یا صنعتی کم ریزولیوشن سینسرز، اور اسے بتدریج تبدیل کر دیا گیا ہے۔
• اگرچہ COB پیکیجنگ کی اونچائی سب سے کم ہے، اس کے لیے بانڈنگ اور پاٹنگ کے لیے مخصوص جگہ کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ زیادہ تر سینسر ماڈیولز میں استعمال ہوتا ہے جو لاگت کے لحاظ سے حساس ہوتے ہیں اور سائز میں ڈھیلے پابندیوں کے ساتھ، جیسے سیکورٹی کی نگرانی اور مارکیٹ کے بعد کے آٹوموٹو آلات۔

• CSP پیکیجنگ کی شیشے کی حفاظتی سطح روشنی کی ترسیل کو کم کرتی ہے، جو CMOS سینسر کی حساسیت کو متاثر کر سکتی ہے۔ گھوسٹنگ کو آفسیٹ کرنے کے لیے آپٹیکل ڈیزائن کی اصلاح کی ضرورت ہے۔
• PLCC پیکیجنگ کے پلاسٹک پیکیج باڈی اور پن لے آؤٹ میں روشنی کا تھوڑا سا دخل ہے، لیکن سگنل کا راستہ CSP سے لمبا ہے، جس کی وجہ سے تیز رفتار امیجنگ سینسر میں سگنل میں تاخیر ہو سکتی ہے۔
• COB پیکیجنگ میں روشنی کو روکنے کے لیے کوئی اضافی پیکیجنگ پرت نہیں ہے، نظریاتی طور پر روشنی کی زیادہ حساسیت کو حاصل کرتی ہے۔ تاہم، ننگی چپس براہ راست پاٹنگ کے سامنے آتی ہیں۔ دھول کی غلط روک تھام سینسر کی سطح پر داغوں کا باعث بن سکتی ہے، جس سے امیجنگ کا معیار متاثر ہوتا ہے۔

• سی ایس پی پیکیجنگ والے CMOS سینسر میں عمل کا کم وقت اور سامان کی کم لاگت ہوتی ہے لیکن چپ یونٹ کی قیمتیں زیادہ ہوتی ہیں۔ وہ انتہائی کارکردگی اور سائز کا تعاقب کرنے والے درمیانی-سے-اعلی-آخر کے فلیگ شپ آلات کے لیے موزوں ہیں۔​
• PLCC پیکیجنگ والے سینسرز میں مضبوط عمل کی مطابقت اور کم دیکھ بھال کے اخراجات ہوتے ہیں لیکن COB سے زیادہ مادی اخراجات ہوتے ہیں۔ وہ اعلی وشوسنییتا کی ضروریات کے ساتھ صنعتی سینسر کے لیے موزوں ہیں۔
• COB پیکیجنگ والے سینسرز کی پیکیجنگ لاگت سب سے کم ہوتی ہے لیکن عمل کے آلات میں بڑی سرمایہ کاری کی ضرورت ہوتی ہے اور پیداوار کی شرح کو کنٹرول کرنے میں مشکلات کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ وہ درمیانی-سے-کم-آخری صارف-گریڈ سینسر یا بڑے پیمانے پر-پیدا کردہ نگرانی کے آلات کے لیے موزوں ہیں۔

• سی ایس پی-پیکیجڈ سینسرز میں کمزور اثر مزاحمت ہوتی ہے اور وہ سخت ماحول میں ناکامی کا شکار ہوتے ہیں، جس سے وہ اندرونی عام درجہ حرارت کے حالات کے لیے زیادہ موزوں ہوتے ہیں۔​
• PLCC-پیکیج شدہ سینسروں میں اچھا مکینیکل تحفظ اور مستحکم J-پن کنکشن ہوتے ہیں، جو اعتدال سے سخت ماحول جیسے کہ آٹوموٹو اور صنعتی ایپلی کیشنز کے مطابق ہوتے ہیں۔​
• COB-پیکیج شدہ سینسر پوٹنگ کے ذریعے IP65 سطح کا تحفظ حاصل کرتے ہیں، علاج میں کوئی مردہ کونے کے بغیر۔ ان میں نمی، گرمی اور نمک کے اسپرے کے خلاف سخت مزاحمت ہوتی ہے، جو بیرونی نگرانی جیسے پیچیدہ ماحول کے لیے موزوں ہے۔