سسٹم ان پیکج (SIP) ٹیکنالوجی 1990 کی دہائی کے اوائل سے لے کر آج تک تجویز کی گئی ہے۔ دس سال سے زیادہ کی ترقی کے بعد، اسے اکیڈمیا اور صنعت نے بڑے پیمانے پر قبول کیا ہے، اور یہ الیکٹرانک ٹیکنالوجی کی تحقیق کے نئے ہاٹ سپاٹ اور تکنیکی ایپلی کیشنز کی اہم سمتوں میں سے ایک بن گیا ہے۔ اس کا یہ بھی ماننا ہے کہ وہ الیکٹرانک ٹیکنالوجی کی مستقبل کی ترقی کی سمت کی نمائندگی کرتا ہے۔ SIP پیکیجنگ ٹیکنالوجی کے ایک اہم حصے کے طور پر، SIP پیکیجنگ ٹیکنالوجی نے کئی سالوں میں مسلسل جدت طرازی میں بہت ترقی کی ہے، اور آہستہ آہستہ اپنا تکنیکی نظام تشکیل دیا ہے، جو متعلقہ ٹیکنالوجی کی صنعتوں میں مصروف رہنے کے لائق ہے۔ تکنیکی ماہرین اور اسکالرز تحقیق اور مطالعہ کرتے ہیں۔ پیکیجنگ ٹیکنالوجی کے نقطہ نظر سے، مضمون میں SIP پیکیجنگ مینوفیکچرنگ کا تفصیل سے تعارف کرایا گیا ہے، اور اس کے عمل کے اہم نکات پر بھی تفصیل سے بحث کی گئی ہے۔

انٹرنیشنل سیمی کنڈکٹر روٹ آرگنائزیشن (ITRS) کی تعریف کے مطابق: SiP ایک ایسا آلہ ہے جو ترجیحی طور پر ایک سے زیادہ فعال الیکٹرانک اجزاء کو مختلف افعال اور اختیاری غیر فعال آلات کے ساتھ جمع کرتا ہے، نیز دیگر آلات جیسے MEMS یا آپٹیکل ڈیوائسز، کسی خاص مقصد کو حاصل کرنے کے لیے۔ فنکشن معیاری پیکیجز جو ایک سسٹم یا سب سسٹم بناتے ہیں۔

فن تعمیر کے لحاظ سے، SiP ایک پیکج میں پروسیسرز، میموری اور دیگر فنکشنل چپس سمیت متعدد فنکشنل چپس کو مربوط کرتا ہے، تاکہ بنیادی طور پر مکمل فنکشن حاصل کیا جا سکے۔ SOC (سسٹم آن چپ) سے مماثل ہے۔ فرق یہ ہے کہ سسٹم ان پیکج ایک پیکیجنگ طریقہ ہے جس میں مختلف چپس کو ساتھ ساتھ استعمال کیا جاتا ہے یا اسٹیک کیا جاتا ہے، جبکہ SOC ایک انتہائی مربوط چپ پروڈکٹ ہے۔

1.1 مور سے زیادہ مور بمقابلہ مور سے زیادہ—SoC اور SiP کا موازنہ

ایس آئی پی مور کے قانون سے باہر ایک اہم ادراک کا راستہ ہے۔ معروف مور کا قانون موجودہ مرحلے تک ترقی کر چکا ہے، کہاں جاتا ہے؟ صنعت میں دو راستے ہیں: ایک مور کے قانون کے مطابق ترقی کرتے رہنا۔ اس راستے پر چلنے والی مصنوعات میں CPU، میموری، منطقی آلات وغیرہ شامل ہیں۔ یہ مصنوعات پوری مارکیٹ کا 50% حصہ ہیں۔ دوسرا مور سے زیادہ مور کا راستہ ہے جو مور کے قانون سے بالاتر ہے۔ چپس کی ترقی بجلی کی کھپت میں کمی اور کارکردگی میں بہتری کے اندھے تعاقب سے مارکیٹ کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے زیادہ عملی نقطہ نظر کی طرف منتقل ہو گئی ہے۔ اس علاقے کی مصنوعات میں ینالاگ/RF ڈیوائسز، غیر فعال آلات، پاور مینجمنٹ ڈیوائسز وغیرہ شامل ہیں، جو مارکیٹ کا بقیہ 50% حصہ ہے۔

ان دو راستوں کے لیے، دو مصنوعات پیدا ہوئیں: SoC اور SiP۔ SoC مور کے قانون کی پیداوار ہے جو مسلسل نیچے جا رہا ہے، اور SiP مور کے قانون سے آگے حاصل کرنے کا ایک اہم راستہ ہے۔ یہ دونوں ایسی مصنوعات ہیں جو چپ کی سطح پر نظاموں کی مائیٹورائزیشن اور مائنیچرائزیشن کو قابل بناتی ہیں۔

SoC اور SIP اس لحاظ سے بہت ملتے جلتے ہیں کہ دونوں ایک ایسے نظام کو مربوط کرتے ہیں جس میں منطق کے اجزاء، میموری کے اجزاء، اور یہاں تک کہ غیر فعال اجزاء کو ایک اکائی میں شامل کیا جاتا ہے۔ SoC ڈیزائن کے نقطہ نظر سے ہے، جس کا مقصد سسٹم کے لیے ضروری اجزاء کو ایک چپ میں ضم کرنا ہے۔ SiP ایک پیکیجنگ کا طریقہ ہے جس میں مختلف چپس ایک ساتھ ساتھ یا پیکیجنگ کے نقطہ نظر سے اسٹیک ہوتے ہیں، اور مختلف افعال اور اختیاری غیر فعال آلات کے ساتھ متعدد فعال الیکٹرانک اجزاء کے ساتھ ساتھ دیگر آلات جیسے MEMS یا آپٹیکل ڈیوائسز کو ترجیحی طور پر ایک ساتھ جمع کیا جاتا ہے۔ . ، ایک واحد معیاری پیکیج جو کسی خاص فنکشن کو نافذ کرتا ہے۔

انضمام کے لحاظ سے، عام طور پر، SoC صرف منطقی نظاموں کو ضم کرتا ہے جیسے کہ AP، جبکہ SiP AP+mobile DDR کو مربوط کرتا ہے۔ کچھ حد تک، SIP=SoC+DDR۔ جیسے جیسے مستقبل میں انضمام زیادہ سے زیادہ ہوتا جائے گا، ایم ایم سی کے بھی SiP میں ضم ہونے کا امکان ہے۔

پیکیجنگ ڈویلپمنٹ کے نقطہ نظر سے، حجم، پروسیسنگ کی رفتار یا برقی خصوصیات کے لحاظ سے الیکٹرانک مصنوعات کی ضروریات کی وجہ سے SoC مستقبل کے الیکٹرانک مصنوعات کے ڈیزائن کی کلیدی اور ترقی کی سمت کے طور پر قائم کیا گیا ہے۔ تاہم، حالیہ برسوں میں ایس او سی کی پیداوار کی بڑھتی ہوئی لاگت اور بار بار تکنیکی رکاوٹوں کے ساتھ، ایس او سی کی ترقی میں رکاوٹ کا سامنا ہے، اور صنعت کی طرف سے ایس آئی پی کی ترقی پر زیادہ توجہ دی گئی ہے۔

1.2 SiP - مور کے قانون سے باہر ناگزیر انتخاب کا راستہ

مور کا قانون چپ کی کارکردگی میں مسلسل بہتری کو یقینی بناتا ہے۔ جیسا کہ ہم سب جانتے ہیں، مور کا قانون سیمی کنڈکٹر انڈسٹری کی ترقی کے لیے "بائبل" ہے۔ سلیکون پر مبنی سیمی کنڈکٹرز پر، ٹرانزسٹروں کا فیچر سائز آدھا کر دیا جاتا ہے اور کارکردگی ہر 18 ماہ بعد دوگنی کر دی جاتی ہے۔ کارکردگی میں بہتری کے ساتھ ہی، یہ لاگت میں کمی لاتا ہے، جس سے سیمی کنڈکٹر مینوفیکچررز کو سیمی کنڈکٹر کی خصوصیت کے سائز میں کمی کا احساس کرنے کے لیے کافی حوصلہ افزائی ہوتی ہے۔ ان میں سے، پروسیسر چپس اور میموری چپس دو قسم کے چپس ہیں جو زیادہ تر مور کے قانون کی پیروی کرتے ہیں۔ انٹیل کو مثال کے طور پر لیتے ہوئے، مصنوعات کی ہر نسل مور کے قانون کی مکمل پیروی کرتی ہے۔ چپ کی سطح پر، مور کا قانون کارکردگی کی مسلسل ترقی کو فروغ دیتا ہے۔

پی سی بی بورڈ مور کے قانون پر عمل نہیں کرتا اور پورے نظام کی کارکردگی کو بہتر بنانے میں رکاوٹ ہے۔ چپ کے سائز کے مسلسل سکڑنے کے مطابق، پی سی بی بورڈ میں کئی سالوں میں زیادہ تبدیلی نہیں آئی ہے۔ مثال کے طور پر، پی سی بی مدر بورڈز کی معیاری کم از کم لائن کی چوڑائی دس سال پہلے 3 mil (تقریباً 75 um) تھی، اور یہ آج بھی 3 ملین ہے، تھوڑی بہتری کے ساتھ۔ آخر پی سی بی مور کے قانون کو نہیں مانتے۔ پی سی بی کی محدودیت کی وجہ سے پورے نظام کی کارکردگی میں بہتری میں رکاوٹ پیدا ہو گئی ہے۔ مثال کے طور پر، چونکہ پی سی بی ٹریس کی چوڑائی میں کوئی تبدیلی نہیں آئی ہے، اس لیے پروسیسر اور میموری کے درمیان وائرنگ کی کثافت بھی وہی رہتی ہے۔ دوسرے الفاظ میں، پروسیسر اور میموری پیکج کے سائز کو تبدیل کیے بغیر پروسیسر اور میموری کے درمیان تاروں کی تعداد میں کوئی خاص تبدیلی نہیں آئے گی۔ میموری بینڈوتھ میموری انٹرفیس بٹ چوڑائی کے برابر ہوتی ہے جسے میموری انٹرفیس آپریٹنگ فریکوئنسی سے ضرب دیا جاتا ہے۔ میموری آؤٹ پٹ بٹ کی چوڑائی پروسیسر اور میموری کے درمیان رابطوں کی تعداد کے برابر ہے۔ گزشتہ دس سالوں میں، پی سی بی بورڈ ٹیکنالوجی کی محدودیت کی وجہ سے 64 بٹ تبدیل نہیں ہوئے ہیں۔ لہذا، اگر آپ میموری بینڈوڈتھ بڑھانا چاہتے ہیں، تو آپ صرف میموری انٹرفیس کی آپریٹنگ فریکوئنسی بڑھا سکتے ہیں۔ یہ پورے نظام کی کارکردگی میں بہتری کو محدود کرتا ہے۔

SIP نظام کی بیڑیوں کو حل کرنے میں فاتح اور ہارنے والا ہے۔ ایک ہی چپ میں ایک سے زیادہ سیمی کنڈکٹر چپس اور غیر فعال آلات کو ایک ہی چپ میں سمیٹیں، بجائے اس کے کہ PCB بورڈ کو کیریئر چپس کے درمیان کنکشن کے درمیان کیریئر کے طور پر استعمال کریں، جو PCB کی موروثی کمیوں کی وجہ سے پیدا ہونے والی نظام کی کارکردگی کو حل کر سکتا ہے۔ خود رکاوٹوں کا سامنا. مثال کے طور پر پروسیسرز اور میموری چپس کو لیں، کیونکہ سسٹم ان پیکج میں اندرونی وائرنگ کی کثافت PCB وائرنگ سے کہیں زیادہ ہو سکتی ہے، تاکہ PCB لائنوں کے براڈ بینڈ کی وجہ سے سسٹم کی رکاوٹ کو دور کیا جا سکے۔ مثال کے طور پر، کیونکہ میموری چپ اور پروسیسر چپ کو سوراخ کے ذریعے ایک ساتھ جوڑا جا سکتا ہے، اس لیے وہ پی سی بی لائن کی چوڑائی تک محدود نہیں رہتے، تاکہ ڈیٹا بینڈوتھ کو انٹرفیس کی بینڈوتھ میں بہتر بنایا جا سکے۔

ہمیں یقین ہے کہ SiP چپس کو ایک ساتھ ضم کرنے سے زیادہ ہے۔ SiP میں مختصر ترقیاتی سائیکل کے فوائد بھی ہیں۔ مزید افعال؛ کم بجلی کی کھپت، بہتر کارکردگی، کم لاگت کی قیمت، چھوٹا سائز، اور ہلکا وزن۔ خلاصہ درج ذیل ہے:

ایس آئی پی عمل کا تجزیہ

ایس آئی پی پیکیجنگ کے عمل کو چپ اور سبسٹریٹ کے درمیان کنکشن کے طریقہ کار کے مطابق وائر بانڈنگ پیکیجنگ اور فلپ چپ بانڈنگ میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔

2.1 وائر بانڈنگ پیکیجنگ کا عمل

وائر بانڈنگ پیکیجنگ کے عمل کا بنیادی عمل مندرجہ ذیل ہے:

Wafer → Wafer Thinning → Wafer Cutting → Die Bonding → Wire Bonding → Plasma Cleaning → Liquid Encapsulant Potting → سولڈر بال اسمبلی → Reflow Soldering → Surface Marking → Separation → Final Inspection → Testing → Packaging۔

• wafer thinning

ویفر پتلا کرنے سے مراد مکینیکل یا کیمیکل مکینیکل (سی ایم پی) ویفر کے پچھلے حصے سے ویفر کو پتلی کرنے کے لیے پیکیجنگ کے لیے موزوں سطح تک پیسنا ہے۔ جیسا کہ ویفر کا سائز بڑا اور بڑا ہوتا جا رہا ہے، ویفر کی میکانکی طاقت کو بڑھانے اور پروسیسنگ کے دوران خرابی اور کریکنگ کو روکنے کے لیے، اس کی موٹائی بڑھتی جا رہی ہے۔ تاہم، روشنی، پتلی اور مختصر کی سمت میں نظام کی ترقی کے ساتھ، چپ پیکنگ کے بعد ماڈیول کی موٹائی پتلی اور پتلی ہو جاتی ہے. لہذا، چپ اسمبلی کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے پیکیجنگ سے پہلے ویفر کی موٹائی کو قابل قبول سطح تک کم کرنا چاہیے۔

• ویفر کاٹنا

ویفر کو پتلا کرنے کے بعد اسے کاٹ لیا جا سکتا ہے۔ پرانی ڈائسنگ مشینیں دستی طور پر چلائی جاتی تھیں، اور اب عام ڈائسنگ مشینیں مکمل طور پر خودکار ہیں۔ چاہے یہ جزوی طور پر سکریبنگ ہو یا ویفر کو مکمل طور پر تقسیم کر رہا ہو، فی الحال آرا بلیڈ استعمال کیا جاتا ہے کیونکہ یہ چند چپس اور دراڑوں کے ساتھ صاف کنارے کھینچتا ہے۔

• مرو منسلک

diced چپس فریم کے درمیانی پیڈ پر نصب ہیں. پیڈ کا سائز چپ کے سائز سے مماثل ہونا چاہئے۔ اگر پیڈ کا سائز بہت بڑا ہے، تو لیڈ کا دورانیہ بہت بڑا ہو جائے گا، اور سیسہ جھک جائے گا اور چپ منتقلی مولڈنگ کے عمل کے دوران بہاؤ سے پیدا ہونے والے تناؤ کی وجہ سے بے گھر ہو جائے گی۔ چڑھنے کا طریقہ نرم سولڈر کے ساتھ سبسٹریٹ پر سولڈر کیا جا سکتا ہے (Pb-Sn مرکب کا حوالہ دیتے ہوئے، خاص طور پر Sn پر مشتمل مرکب)، Au-Si eutectic الائے، وغیرہ۔ پلاسٹک کی پیکیجنگ میں سب سے زیادہ استعمال ہونے والا طریقہ پولیمر چپکنے والا استعمال کرنا ہے۔ چپکنے والی دھات کے فریم سے چپک جاتی ہے۔

• تار بانڈنگ

پلاسٹک پیکج میں استعمال ہونے والی لیڈ بنیادی طور پر سونے کی تار ہے، اور اس کا قطر عام طور پر 0.025mm~0.032mm ہے۔ لیڈ کی لمبائی عام طور پر 1.5 ملی میٹر اور 3 ملی میٹر کے درمیان ہوتی ہے، اور آرک کی اونچائی اس جہاز سے 0.75 ملی میٹر زیادہ ہو سکتی ہے جہاں چپ واقع ہے۔

بانڈنگ تکنیکوں میں تھرموکمپریشن ویلڈنگ، تھرموسونک ویلڈنگ وغیرہ شامل ہیں۔ ان تکنیکوں کے فوائد کروی کی تشکیل میں آسانی (یعنی سولڈر بال ٹیکنالوجی) اور سونے کے تار کے آکسیڈیشن کی روک تھام ہیں۔ لاگت کو کم کرنے کے لیے، دیگر دھاتی تاروں، جیسے ایلومینیم، تانبا، چاندی، پیلیڈیم وغیرہ کا بھی مطالعہ کیا جا رہا ہے تاکہ سونے کے تاروں کی بانڈنگ کو تبدیل کیا جا سکے۔ گرم دباؤ والی ویلڈنگ کی حالت یہ ہے کہ دو دھاتی سطحیں آپس میں قریبی رابطے میں ہیں، اور دونوں دھاتوں کو آپس میں جوڑنے کے لیے وقت، درجہ حرارت اور دباؤ کو کنٹرول کیا جاتا ہے۔ کھردری سطح (ناہموار)، آکسائیڈ کی تہہ کی تشکیل یا کیمیائی آلودگی، نمی جذب وغیرہ بانڈنگ اثر کو متاثر کرے گی اور بانڈنگ کی طاقت کو کم کرے گی۔ تھرموکمپریشن ویلڈنگ کا درجہ حرارت 300 ℃ ~ 400 ℃ ہے، اور وقت عام طور پر 40ms ہے (عام طور پر، اس کے علاوہ طریقہ کار جیسے بانڈنگ پوزیشن کو تلاش کرنا، بانڈنگ کی رفتار دو تاریں فی سیکنڈ ہے)۔ الٹراسونک ویلڈنگ کا فائدہ یہ ہے کہ یہ اعلی درجہ حرارت سے بچ سکتا ہے، کیونکہ یہ ویلڈنگ کے لیے درکار توانائی فراہم کرنے کے لیے 20kHz~60kHz الٹراسونک وائبریشن استعمال کرتا ہے، اس لیے ویلڈنگ کا درجہ حرارت کم کیا جا سکتا ہے۔ بانڈنگ کے لیے حرارت اور الٹراسونک توانائی کے بیک وقت استعمال کو تھرموسونک ویلڈنگ کہا جاتا ہے۔ تھرموکمپریشن ویلڈنگ کے مقابلے میں، تھرموسونک ویلڈنگ کا سب سے بڑا فائدہ بانڈنگ درجہ حرارت کو 350°C سے تقریباً 250°C تک کم کرنا ہے (کچھ لوگوں کا خیال ہے کہ 100°C ~150°C کے حالات استعمال کیے جا سکتے ہیں)، جو بہت حد تک کم کر سکتے ہیں۔ ایلومینیم پیڈ پر بانڈنگ کا درجہ حرارت۔ سرکٹ پیرامیٹر ڈرفٹ کو کم کرتے ہوئے آلے کی زندگی میں توسیع کرتے ہوئے، Au-Al انٹرمیٹالک مرکبات بنانے کا امکان۔ وائر بانڈنگ میں بہتری بنیادی طور پر پتلے اور پتلے پیکجوں کی ضرورت کی وجہ سے ہے، کچھ انتہائی پتلے پیکجز صرف ہیں تقریباً 0.4 ملی میٹر۔ لہذا، لیڈ لوپ (لوپ) کو عام 200 μm~300 μm سے کم کر کے 100 μm~125 μm کر دیا جاتا ہے، تاکہ لیڈ کا تناؤ بہت بڑا اور بہت سخت ہو۔ اس کے علاوہ، عام طور پر سبسٹریٹ پر وائر پیڈ کے دائرے میں دو کنڈلی طاقت/زمین کی تاریں ہوتی ہیں۔ بانڈنگ کے دوران سونے کے تار کو اس کے ساتھ شارٹ سرکیٹ ہونے سے روکنے کے لیے، کم از کم فرق 625 μm> ہونا چاہیے، اور بانڈنگ وائر میں زیادہ لکیریٹی ہونی چاہیے۔ ڈگری اور ایک اچھا آرک.

• پلازما کی صفائی

صفائی کے اہم کاموں میں سے ایک فلم کے چپکنے کو بہتر بنانا ہے، جیسے سی سبسٹریٹ پر اے یو فلم جمع کرنا، اور آر پلازما کے ذریعے ہائیڈرو کاربن اور دیگر آلودگیوں کی سطح کا علاج کرنا، جس سے Au کے چپکنے میں نمایاں بہتری آتی ہے۔ پلازما کے علاج کے بعد سبسٹریٹ کی سطح فلورائیڈ پر مشتمل سرمئی مادے کی ایک تہہ چھوڑ دے گی، جسے حل کے ذریعے ہٹایا جا سکتا ہے۔ بیک وقت صفائی بھی سطح کے چپکنے اور گیلے ہونے کو بہتر بنانے میں مدد کرتی ہے۔

• مائع سیالنٹ پاٹنگ

مولڈ میں چپ نصب اور تار سے بندھے ہوئے فریم ٹیپ کو رکھیں، مولڈنگ کمپاؤنڈ کے پہلے سے بنے ہوئے بلاک کو پہلے سے گرم کرنے والی بھٹی میں گرم کریں (پہلے سے گرم کرنے کا درجہ حرارت 90°C اور 95°C کے درمیان ہے)، اور پھر اسے منتقلی میں ڈال دیں۔ مولڈنگ مشین کے ٹرانسفر ٹینک میں۔ ٹرانسفر مولڈنگ پسٹن کے دباؤ کے تحت، مولڈنگ کمپاؤنڈ کو رنر میں نکالا جاتا ہے اور گیٹ کے ذریعے مولڈ کیویٹی میں انجکشن لگایا جاتا ہے (سچے کا درجہ حرارت تقریباً 170 ° C سے 175 ° C تک برقرار رہتا ہے پورے عمل میں)۔ مولڈنگ کمپاؤنڈ مولڈ میں تیزی سے مضبوط ہوتا ہے، اور پریشر ہولڈنگ کی مدت کے بعد، ماڈیول ایک خاص سختی تک پہنچ جاتا ہے، اور پھر ماڈیول کو ایجیکٹر پن کے ساتھ نکالا جاتا ہے، اور مولڈنگ کا عمل مکمل ہو جاتا ہے۔ زیادہ تر مولڈنگ مرکبات کے لیے، مولڈ میں دباؤ رکھنے کے چند منٹوں کے بعد، ماڈیول اتنا سخت ہوتا ہے کہ نکالنے کی اجازت دے سکتا ہے، لیکن پولیمر کی کیورنگ (پولیمرائزیشن) مکمل طور پر مکمل نہیں ہوتی ہے۔ چونکہ مواد کی پولیمرائزیشن کی ڈگری (کیورنگ کی ڈگری) شیشے کی منتقلی کے درجہ حرارت اور مواد کے تھرمل تناؤ کو سختی سے متاثر کرتی ہے، اس لیے ایک مستحکم حالت کے حصول کے لیے مواد کو مکمل طور پر ٹھیک ہونے کے لیے فروغ دینا بہت ضروری ہے، جس میں بہتری لانا بہت ضروری ہے۔ آلہ کی وشوسنییتا، اور پوسٹ کیورنگ مولڈنگ کمپاؤنڈ کو بہتر بنانا ہے پولیمرائزیشن کی ڈگری کے لئے ضروری عمل کے اقدامات، عام پوسٹ کیورنگ حالات 170 ℃ ~ 175 ℃، 2h ~ 4h ہیں۔

• مائع سیالنٹ پاٹنگ

اس وقت، صنعت میں بال بڑھنے کے دو طریقے استعمال کیے جاتے ہیں: "سولڈر پیسٹ" + "سولڈر بال" اور "فلکس پیسٹ" + "سولڈر بال"۔ "سولڈر پیسٹ" + "ٹن بال" بڑھتے ہوئے طریقہ کو صنعت میں بہترین معیاری بال ماونٹنگ طریقہ کے طور پر تسلیم کیا جاتا ہے۔ اس طریقے سے لگائی گئی گیندوں میں اچھی ویلڈیبلٹی اور چمک ہوتی ہے، اور ٹن پگھلنے کے عمل کے دوران سولڈر بال آفسیٹ کا رجحان نہیں ہوتا ہے۔ کنٹرول کرنا آسان ہے۔ مخصوص طریقہ یہ ہے کہ پہلے سولڈر پیسٹ کو BGA پیڈ پر پرنٹ کریں، اور پھر ایک مخصوص سائز کے سولڈر بالز کو شامل کرنے کے لیے بال لگانے والی مشین یا اسکرین پرنٹنگ کا استعمال کریں۔ اس وقت، سولڈر پیسٹ کا کردار ٹن سے چپکنا ہے۔ گرم کرتے وقت، سولڈر گیندوں کی رابطے کی سطح بڑی ہوتی ہے، تاکہ سولڈر گیندوں کو تیزی سے اور زیادہ جامع طریقے سے گرم کیا جائے، تاکہ سولڈر گیندوں کو پگھلنے کے بعد پیڈ کے ساتھ بہتر سولڈریبلٹی حاصل ہو اور ورچوئل سولڈرنگ کے امکان کو کم کیا جائے۔

• سطح مارکنگ

نشان زد انمٹ اور واضح حروف اور لوگو ہیں جو پیکیجڈ ماڈیول کی اوپری سطح پر چھاپے جاتے ہیں، بشمول مینوفیکچرر کی معلومات، ملک، ڈیوائس کوڈ وغیرہ، بنیادی طور پر شناخت اور سراغ لگانے کے لیے۔ کوڈنگ کے بہت سے طریقے ہیں، جن میں سب سے زیادہ استعمال ہونے والا کوڈنگ کا طریقہ ہے، جس میں انک پرنٹنگ اور لیزر پرنٹنگ شامل ہیں۔

• علیحدہ

پیداواری کارکردگی کو بہتر بنانے اور مواد کو بچانے کے لیے، زیادہ تر SIP اسمبلی کا کام ارے کے امتزاج کی صورت میں کیا جاتا ہے، جسے مولڈنگ اور جانچ کے عمل کو مکمل کرنے کے بعد انفرادی آلات میں تقسیم کیا جاتا ہے۔ تقسیم آری یا مہر لگا کر کیا جا سکتا ہے۔ کاٹنے کا عمل زیادہ لچکدار ہے اور اس کے لیے بہت سے خاص ٹولز کی ضرورت نہیں ہے۔ سٹیمپنگ کے عمل میں زیادہ پیداواری کارکردگی اور کم لاگت ہوتی ہے، لیکن اس کے لیے خصوصی ٹولز کے استعمال کی ضرورت ہوتی ہے۔

2.2 فلپ چپ ویلڈنگ کا عمل

تار بانڈنگ کے عمل کے مقابلے میں، فلپ چپ کے عمل کے درج ذیل فوائد ہیں:

(1) فلپ چپ ویلڈنگ ٹیکنالوجی وائر بانڈنگ پیڈز کے درمیانی فاصلے کی حد کے مسئلے پر قابو پاتی ہے۔

(2) یہ چپ کے پاور/گراؤنڈ ڈسٹری بیوشن ڈیزائن میں الیکٹرانک ڈیزائنرز کے لیے زیادہ سہولت فراہم کرتا ہے۔

(3) انٹر کنکشن کی لمبائی کو کم کرکے اور RC میں تاخیر کو کم کرکے، یہ ہائی فریکوئنسی اور ہائی پاور ڈیوائسز کے لیے زیادہ مکمل سگنل فراہم کرتا ہے۔

(4) بہترین تھرمل کارکردگی، ایک ریڈی ایٹر چپ کے پیچھے نصب کیا جا سکتا ہے؛

(5) اعلی وشوسنییتا، چپ کے نیچے فلر کی کارروائی کی وجہ سے، پیکج کی تھکاوٹ کی زندگی میں اضافہ ہوا ہے؛

(6) مرمت کرنا آسان ہے۔

فلپ چپ بانڈنگ کے عمل کا بہاؤ مندرجہ ذیل ہے (وائر بانڈنگ جیسا ہی عمل الگ سے بیان نہیں کیا جائے گا): ویفر → پیڈ ری ڈسٹری بیوشن → ویفر پتلا ہونا، ٹکرانا → ویفر کٹنگ → فلپ چپ بانڈنگ، انڈر فل → انکیپسولیشن → اسمبلی سولڈر → بالز ری فلو سولڈرنگ → سرفیس مارکنگ → علیحدگی → حتمی معائنہ → ٹیسٹنگ → پیکیجنگ۔

• پیڈ کی دوبارہ تقسیم

لیڈ پچ کو بڑھانے اور فلپ چپ بانڈنگ کے عمل کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے، چپ کی لیڈز کو دوبارہ تقسیم کرنا ضروری ہے۔

• ٹکرانے بنائیں

پیڈ کی دوبارہ تقسیم مکمل ہونے کے بعد، چپ پر پیڈز میں ٹکڑوں کو شامل کرنے کی ضرورت ہے۔ سولڈر بمپ فیبریکیشن تکنیک الیکٹروپلاٹنگ، الیکٹرو لیس پلاٹنگ، بخارات، بال پلیسمنٹ اور سولڈر پیسٹ پرنٹنگ ہوسکتی ہیں۔ اس وقت، الیکٹروپلاٹنگ کا طریقہ اب بھی سب سے زیادہ استعمال کیا جاتا ہے، اس کے بعد سولڈر پیسٹ پرنٹنگ کا طریقہ استعمال کیا جاتا ہے۔

• فلپ چپ بانڈنگ، انڈر فل

ٹانکا لگانے والے ٹکرانے کے بعد پوری چپ بانڈنگ سطح پر گرڈ اری کی شکل میں ترتیب دی جاتی ہے، چپ کو الٹے طریقے سے پیکج سبسٹریٹ پر لگایا جاتا ہے، اور الیکٹریکل کنکشن بمپس اور سبسٹریٹ پر پیڈز کے ذریعے حاصل کیا جاتا ہے، WB اور TAB. کنکشن کا طریقہ. فلپ چپ بانڈنگ کے بعد، چپ اور سبسٹریٹ کے درمیان ایپوکسی رال بھرنے سے ٹکرانے پر لگنے والے تھرمل تناؤ اور مکینیکل تناؤ کو کم کیا جا سکتا ہے، اور بغیر بھرنے کے مقابلے میں 1 سے 2 آرڈرز کے اعتبار سے قابل اعتماد کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔

SiP - درخواستوں کے لیے

3.1. اہم درخواست کے علاقے

SiP کا اطلاق بہت وسیع ہے، جس میں بنیادی طور پر شامل ہیں: وائرلیس کمیونیکیشن، آٹوموٹو الیکٹرانکس، میڈیکل الیکٹرانکس، کمپیوٹر وغیرہ۔

سب سے زیادہ استعمال ہونے والا وائرلیس مواصلات کا میدان۔ وائرلیس کمیونیکیشن کے شعبے میں SiP کا اطلاق سب سے قدیم ہے، اور یہ سب سے زیادہ استعمال ہونے والا فیلڈ بھی ہے۔ وائرلیس کمیونیکیشن کے شعبے میں، فنکشنل ٹرانسمیشن کی کارکردگی، شور، حجم، وزن اور لاگت کے تقاضے زیادہ سے زیادہ ہوتے جا رہے ہیں، جو وائرلیس مواصلات کو کم لاگت، پورٹیبل، ملٹی فنکشن اور اعلی کارکردگی کی سمت میں ترقی کرنے پر مجبور کر رہا ہے۔ SiP ایک مثالی حل ہے جو موجودہ بنیادی وسائل اور سیمی کنڈکٹر پروڈکشن کے عمل کے فوائد کو یکجا کرتا ہے، لاگت کو کم کرتا ہے، اور وقت سے مارکیٹ کو مختصر کرتا ہے، جبکہ SOC میں دشواریوں جیسے کہ عمل کی مطابقت، سگنل مکسنگ، شور کی مداخلت، اور برقی مقناطیسی مداخلت پر قابو پاتا ہے۔ موبائل فون میں ریڈیو فریکوئنسی پاور ایمپلیفائر ریڈیو فریکوئنسی پاور ایمپلیفائر، پاور کنٹرول اور ٹرانسیور سوئچ کے افعال کو مربوط کرتا ہے، جو مکمل طور پر SiP میں حل ہوتے ہیں۔

آٹوموٹو الیکٹرانکس SiP کے لیے ایک اہم ایپلیکیشن کا منظرنامہ ہے۔ آٹوموٹو الیکٹرانکس میں SiP ایپلی کیشنز بتدریج بڑھ رہی ہیں۔ مثال کے طور پر انجن کنٹرول یونٹ (ECU) کو لے کر، ECU ایک مائکرو پروسیسر (CPU)، میموری (ROM، RAM)، ان پٹ/آؤٹ پٹ انٹرفیس (I/O)، اینالاگ سے ڈیجیٹل کنورٹر (A/D) پر مشتمل ہوتا ہے۔ نیز بڑے پیمانے پر انٹیگریٹڈ سرکٹ کمپوزیشن۔ مختلف قسم کے چپس کے مختلف عمل ہوتے ہیں۔ فی الحال، SiP اکثر چپس کو مکمل کنٹرول سسٹم میں ضم کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ اس کے علاوہ آٹوموبائل اینٹی لاک بریکنگ سسٹم (ABS)، فیول انجیکشن کنٹرول سسٹم، ایئر بیگ الیکٹرانک سسٹم، اسٹیئرنگ وہیل کنٹرول سسٹم، ٹائر کم پریشر الارم سسٹم اور دیگر یونٹس میں بھی SiP کا استعمال بڑھ رہا ہے۔ اس کے علاوہ، SIP ٹیکنالوجی کا تیزی سے بڑھتے ہوئے اندرونِ گاڑی آفس سسٹمز اور تفریحی نظام میں بھی کامیابی کے ساتھ اطلاق کیا گیا ہے۔

طبی الیکٹرانکس کو قابل اعتماد اور چھوٹے سائز کے امتزاج کی ضرورت ہوتی ہے، جس میں فعالیت اور لمبی عمر ہوتی ہے۔ اس فیلڈ میں عام ایپلی کیشنز قابل امپلانٹیبل الیکٹرانک طبی آلات ہیں، جیسے کیپسول اینڈوسکوپس۔ اینڈوسکوپ ایک آپٹیکل لینس، ایک امیج پروسیسنگ چپ، ایک ریڈیو فریکوئنسی سگنل ٹرانسمیٹر، ایک اینٹینا، اور ایک بیٹری پر مشتمل ہے۔ امیج پروسیسنگ چپ ایک ڈیجیٹل چپ ہے، ریڈیو فریکوئنسی سگنل ٹرانسمیٹر ایک اینالاگ چپ ہے، اور اینٹینا ایک غیر فعال آلہ ہے۔ ایک SiP میں ان آلات کو ایک ساتھ پیک کرنے سے کارکردگی اور مائنیچرائزیشن کی ضروریات پوری طرح سے پوری ہوتی ہیں۔

کمپیوٹر فیلڈ میں SiP کا اطلاق بنیادی طور پر پروسیسر اور میموری کو ایک ساتھ مربوط کرنے سے آتا ہے۔ GPU کو مثال کے طور پر لیتے ہوئے، اس میں عام طور پر گرافکس کمپیوٹنگ چپ اور SDRAM شامل ہوتے ہیں۔ پیکیجنگ کے دو طریقے ایک جیسے نہیں ہیں۔ گرافکس کمپیوٹنگ کو معیاری پلاسٹک بال اری ملٹی چپ پیکج میں پیک کیا گیا ہے، جو SDRAM کے لیے موزوں نہیں ہے۔ لہذا، یہ ضروری ہے کہ دو قسم کے چپس کو الگ الگ پیک کیا جائے، اور پھر ان کو ایک ساتھ ایس آئی پی کی شکل میں پیک کریں۔

ایس آئی پی کے پاس دوسرے کنزیومر الیکٹرانکس میں بھی بہت سی ایپلی کیشنز ہیں۔ اس میں ISP (امیج پروسیسنگ چپ)، بلوٹوتھ چپ وغیرہ شامل ہیں۔ ISP ڈیجیٹل کیمروں، سکینر، کیمرے، کھلونے اور دیگر الیکٹرانک مصنوعات کا بنیادی آلہ ہے۔ یہ فوٹو الیکٹرک کنورژن کے ذریعے آپٹیکل سگنلز کو ڈیجیٹل سگنلز میں تبدیل کرتا ہے، اور پھر امیج پروسیسنگ، ڈسپلے اور اسٹوریج کا احساس کرتا ہے۔ امیج سینسرز میں مختلف قسم کے اجزاء کی ایک سیریز شامل ہوتی ہے، جیسے کہ CCD، CMOS امیج سینسرز، کانٹیکٹ امیج سینسرز، چارج لوڈنگ ڈیوائسز، آپٹیکل ڈائیوڈ اری، بے ترتیب سیلیکون سینسرز وغیرہ۔ SiP ٹیکنالوجی بلاشبہ ایک مثالی پیکیجنگ ٹیکنالوجی حل ہے۔

بلوٹوتھ سسٹم عام طور پر وائرلیس پارٹ، لنک کنٹرول پارٹ، لنک مینجمنٹ سپورٹ پارٹ اور مین ٹرمینل انٹرفیس پر مشتمل ہوتا ہے۔ SiP ٹیکنالوجی مارکیٹ کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے بلوٹوتھ کو چھوٹا اور چھوٹا بنا سکتی ہے، اس طرح بلوٹوتھ ٹیکنالوجی کے استعمال کو بھرپور طریقے سے فروغ دیا جا سکتا ہے۔ SiP تمام اجزاء (ریڈیو، بیس بینڈ پروسیسر، ROM، فلٹرز، اور دیگر مجرد اجزاء) کو ایک انتہائی چھوٹے پیکیج میں بلوٹوتھ وائرلیس ٹیکنالوجی کی فعالیت کو مربوط کرنے کے لیے درکار ہے۔

الیکٹرانک مصنوعات میں اعلیٰ کارکردگی، چھوٹے پن، متعدد اقسام اور چھوٹے بیچ کی خصوصیات ہوتی ہیں۔ SiP ٹیکنالوجی الیکٹرانکس کی درخواست کی ضروریات کے مطابق ہے، اس لیے اس کے پاس اس تکنیکی شعبے میں ایپلیکیشن کی وسیع مارکیٹ اور ترقی کے امکانات ہیں۔ 

3.2.SiP - اسمارٹ فونز کے لیے تیار کردہ

موبائل فون کے پتلے اور ہلکے پن نے SiP کی مانگ میں اضافہ کیا ہے۔ موبائل فون SiP پیکیجنگ فیلڈ کے لیے سب سے بڑی مارکیٹ ہیں۔ جیسے جیسے اسمارٹ فونز پتلے اور ہلکے ہوتے جائیں گے، قدرتی طور پر SiP کی مانگ بڑھ جائے گی۔ 2011 سے 2015 تک مختلف برانڈز کے موبائل فونز کی موٹائی مسلسل کم ہوتی رہی ہے۔ قدرتی طور پر پتلا کرنے میں اسمبل شدہ اجزاء کی موٹائی پر زیادہ اور زیادہ تقاضے ہوتے ہیں۔ آئی فون 6s کو مثال کے طور پر لیتے ہوئے، PCB کا استعمال بہت کم کر دیا گیا ہے، اور بہت سے چپ اجزاء کو SiP ماڈیولز میں لاگو کیا جائے گا۔ جب آئی فون 8 کی بات آتی ہے تو یہ ایپل کا پہلا موبائل فون ہو سکتا ہے جو SiP استعمال کرے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ ایک طرف تو آئی فون 8 کو پتلا اور ہلکا بنایا جا سکتا ہے اور دوسری طرف دیگر فنکشنل ماڈیولز، جیسے زیادہ طاقتور کیمرے، اسپیکر اور بیٹریوں کے لیے زیادہ جگہ ہوگی۔

ایپل کی مصنوعات سے SiP ایپلی کیشنز کو دیکھیں۔ ایپل ایک کمپنی ہے جو SiP ایپلی کیشنز کے بارے میں مضبوطی سے پر امید ہے۔ ایپل اس سے پہلے ایپل واچ پر SiP پیکیجنگ کا استعمال کر چکا ہے۔

گھڑیوں کے علاوہ ایپل موبائل فونز میں استعمال ہونے والے SiPs کی تعداد میں بھی بتدریج اضافہ ہو رہا ہے۔ فہرست میں شامل ہیں: ٹچ چپ، فنگر پرنٹ شناختی چپ، RFPA وغیرہ۔

ٹچ چپ. Iphone6 ​​میں، دو ٹچ چپس ہیں، جو بالترتیب Broadcom اور TI کی طرف سے فراہم کی گئی ہیں، جبکہ 6S میں، دونوں کو ایک ہی پیکج میں بند کر دیا گیا ہے تاکہ SiP پیکج کو محسوس کیا جا سکے۔ مستقبل میں، پورے TDDI کو مزید شامل کیا جائے گا۔ آئی فون 3s میں 6D ٹچ ٹیکنالوجی کی نئی نسل دکھائی گئی۔ ٹچ سینسنگ کا پتہ لگانے سے موصل مواد کے خول میں گھس سکتا ہے، اور انسانی انگلی کی طرف سے لائی گئی وولٹیج کی تبدیلی کا پتہ لگا کر انسانی انگلی کے ٹچ ایکشن کا اندازہ لگا سکتا ہے، تاکہ مختلف افعال کا ادراک ہو سکے۔ ٹچ چپ کا مقصد رابطہ پوائنٹ کی وولٹیج ویلیو کو جمع کرنا، ان الیکٹروڈ وولٹیج سگنلز کو پروسیسنگ کے بعد کوآرڈینیٹ سگنلز میں تبدیل کرنا، اور کوآرڈینیٹ سگنلز کے مطابق متعلقہ افعال کا جواب دینے کے لیے موبائل فون کو کنٹرول کرنا، تاکہ اس کے کنٹرول فنکشن کو محسوس کیا جا سکے۔ 3D ٹچ کے ظہور نے ٹچ ماڈیول کی پروسیسنگ کی صلاحیت اور کارکردگی کے لیے اعلیٰ تقاضوں کو آگے بڑھایا ہے۔ اس کی پیچیدہ ساخت کے لیے ٹچ چپ کو SiP کے ساتھ جمع کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، اور ٹچائل فیڈ بیک فنکشن اس کی آپریشنل دوستی کو بڑھاتا ہے۔

فنگر پرنٹ کی شناخت ایک SiP پیکیج کا بھی استعمال کرتی ہے۔ سینسر اور کنٹرول چپ ایک ساتھ پیک کیے گئے ہیں، اور اسی طرح کی ٹیکنالوجی آئی فون 5 کے بعد سے اپنائی گئی ہے۔

آر ایف پی اے ماڈیول۔ سیل فونز میں RFPA SiP کی سب سے عام استعمال شدہ شکل ہے۔ آئی فون 6 ایس بھی اس سے مستثنیٰ نہیں ہے۔ آئی فون 6S میں، متعدد RFPA چپس ہیں، جن میں سے سبھی SiP استعمال کرتے ہیں۔

ایپل کی عادت کے مطابق تمام پختہ ٹیکنالوجیز اگلی نسل کو منتقل کی جائیں گی۔ ہم فیصلہ کرتے ہیں کہ آنے والا Apple iPhone 7 SiP ٹیکنالوجی کو زیادہ اپنائے گا، جبکہ مستقبل کے iPhone 7s اور iPhone 8 زیادہ جامع ہوں گے اور زیادہ حد تک SiP ٹیکنالوجی کا استعمال کریں گے۔ اندرونی جگہ کو کمپریس کرنے کے لیے۔

SIP پیکیج فارم

SIP پیکیجنگ ٹیکنالوجی مختلف قسم کے ننگے چپس یا ماڈیولز کو ترتیب دینے اور جمع کرنے کے لیے اپناتی ہے۔ اگر ترتیب کو ممتاز کیا جائے تو اسے تقریباً ایک فلیٹ 2D پیکیجنگ اور 3D پیکیجنگ ڈھانچے میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ 2D پیکیجنگ کے مقابلے میں، اسٹیکڈ 3D پیکیجنگ ٹیکنالوجی کا استعمال استعمال شدہ ویفرز یا ماڈیولز کی تعداد میں اضافہ کر سکتا ہے، اس طرح ان تہوں کی تعداد میں اضافہ ہو سکتا ہے جن میں ویفرز کو عمودی سمت میں رکھا جا سکتا ہے، اور SIP ٹیکنالوجی کے فنکشنل انضمام کی صلاحیت کو مزید بڑھایا جا سکتا ہے۔ اندرونی بانڈنگ ٹیکنالوجی سادہ وائر بانڈنگ (وائر بانڈنگ)، یا فلپ چپ بانڈنگ (فلپ چپ)، یا دونوں کا مجموعہ ہو سکتی ہے۔

موجودہ صنعت SIP ڈیزائن کی قسم اور ساخت کی تفریق سے، SIP کو تین اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔

2D SIP

اس قسم کی پیکیجنگ ایک ہی پیکیجنگ سبسٹریٹ پر ایک پیکج باڈی میں دو جہتی موڈ میں چپس کو ایک ایک کرکے پیک کرنا ہے۔

اسٹیکڈ SIPs

اس قسم کی پیکیجنگ ایک پیکج ہے جو جسمانی طور پر ایک پیکج میں دو یا دو سے زیادہ چپ اسٹیکوں کو مربوط کرتی ہے۔

3D SIP

اس قسم کی پیکیجنگ 2D پیکیجنگ پر مبنی ہے، اور ایک سے زیادہ چپس، پیکڈ چپس، ملٹی چپس اور یہاں تک کہ ویفرز کو اسٹیک کیا جاتا ہے اور ایک تین جہتی پیکیج بنانے کے لیے آپس میں جڑے ہوتے ہیں۔ اس ڈھانچے کو اسٹیکڈ 3D پیکیجنگ بھی کہا جاتا ہے۔

اس کے علاوہ، 2D اور 3D پیکیجنگ ڈھانچے کے علاوہ، ملٹی فنکشنل سبسٹریٹ پر اجزاء کے انضمام کا طریقہ بھی اپنایا جا سکتا ہے - فنکشنل انضمام کے مقصد کو حاصل کرنے کے لیے مختلف اجزاء کو ملٹی فنکشنل سبسٹریٹ میں سرایت کیا جاتا ہے۔ چپ کے مختلف انتظامات، مختلف اندرونی بانڈنگ ٹیکنالوجیز کے ساتھ مل کر، SIP پیکج کو مختلف قسم کے امتزاج بناتے ہیں، اور صارفین یا مصنوعات کی ضروریات کے مطابق اپنی مرضی کے مطابق یا لچکدار طریقے سے تیار کیا جا سکتا ہے۔

SIP کی تکنیکی مشکلات

SIP کی بنیادی پیکیجنگ شکل BGA ہے، لیکن اس کا مطلب یہ نہیں ہے کہ آپ نے روایتی جدید پیکیجنگ ٹیکنالوجی کے ساتھ SIP ٹیکنالوجی میں مہارت حاصل کر لی ہے۔

سرکٹ ڈیزائن کے لیے، تین جہتی چپ پیکج میں متعدد ڈائی اسٹیک ہوں گے، اس طرح کا پیچیدہ پیکج ڈیزائن بہت سے مسائل کو جنم دے گا: جیسے کہ ایک پیکج میں ایک سے زیادہ چپس کا انضمام، چپس کو اسٹیک کرنے کا طریقہ؛ پرت سبسٹریٹ، روایتی ٹولز سے نشانات کو روٹ کرنا مشکل ہے۔ نشانات کے درمیان وقفہ کاری، مساوی لمبائی کے ڈیزائن، اور تفریق والے جوڑے کے ڈیزائن جیسے مسائل بھی ہیں۔  

اس کے علاوہ، ماڈیول کی پیچیدگی میں اضافے اور آپریٹنگ فریکوئنسی (گھڑی کی فریکوئنسی یا کیریئر فریکوئنسی) میں اضافے کے ساتھ، سسٹم کے ڈیزائن کی مشکلات میں اضافہ ہوتا رہے گا۔ ضروری ڈیزائن کے تجربے کے علاوہ، نظام کی کارکردگی کا عددی تخروپن بھی ضروری ہے۔ ڈیزائن لنک.