একটি এসএমটি ডাই বন্ডার মেশিন কী?

একটি এসএমটি ডাই বন্ডার (যা চিপ বন্ডার বা ডাই অ্যাটাচ মেশিন নামেও পরিচিত) হল ইলেকট্রনিক্স ম্যানুফ্যাকচারিং-এ ব্যবহৃত একটি উচ্চ-নির্ভুলতার সরঞ্জাম, যা একটি খালি সেমিকন্ডাক্টর ডাই (একটি একক, আনপ্যাকেজড ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট চিপ) সরাসরি একটি সাবস্ট্রেটের সাথে সংযুক্ত করতে ব্যবহৃত হয়, যেমন একটি পিসিবি বা একটি লিড ফ্রেম।

যদিও প্রায়শই সেমিকন্ডাক্টর প্যাকেজিংয়ের সাথে যুক্ত, আধুনিক "এসএমটি" ডাই বন্ডারগুলি সারফেস-মাউন্ট প্রক্রিয়ার জন্য উপযুক্ত, যা সিস্টেম-ইন-প্যাকেজ (SiP) এবং চিপ-অন-বোর্ড (CoB)-এর মতো উন্নত প্যাকেজিং কৌশলগুলিকে সরাসরি স্ট্যান্ডার্ড PCB-তে সক্ষম করে।

এটি একটি অত্যন্ত বিশেষায়িত, অতি-নির্ভুল পিক-এন্ড-প্লেস মেশিনের মতো, যা প্যাকেজ করা উপাদানগুলির জন্য নয়, বরং কাঁচা, ভঙ্গুর সিলিকন চিপগুলির জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।

একটি ডাই বন্ডারের মূল উপাদান

একটি ডাই বন্ডার নির্ভুল উপাদানগুলির একটি জটিল সিস্টেম:

১।  ওয়েফার ফ্রেম লোডার: ওয়েফার রিং ধারণ করে, যার মধ্যে একটি ফিল্মের উপর মাউন্ট করা সিলিকন ওয়েফার থাকে। ওয়েফারটিকে পৃথক ডাই-এ কাটা হয়।

২।  ওয়েফার টেবিল ও ভিশন সিস্টেম: একটি উচ্চ-রেজোলিউশন ক্যামেরা এবং একটি অত্যন্ত নির্ভুল যান্ত্রিক মঞ্চ যা ওয়েফারটিকে সরিয়ে একটি নির্দিষ্ট ডাই-কে এর নিচে সারিবদ্ধ করে...

৩।  ইজেক্টর নিডেল: নির্বাচিত ডাইটিকে প্রসারিত ওয়েফার ফিল্ম থেকে আলতো করে উপরে তোলে।

৪।  পিক-এন্ড-প্লেস হেড (কলেট): একটি ভ্যাকুয়াম-চালিত টুল (প্রায়শই একটি কলেট বলা হয়) যা ইজেক্ট করা ডাই তোলে। এটি দূষণ রোধ করতে সিরামিকের মতো উপকরণ দিয়ে তৈরি করা যেতে পারে এবং এতে থার্মোকম্প্রেশন বন্ডিংয়ের জন্য একটি হিটার অন্তর্ভুক্ত থাকতে পারে।

৫।  প্যাটার্ন রিকগনিশন সিস্টেম (PRS): একটি শক্তিশালী, উচ্চ-বিবর্ধন ক্যামেরা সিস্টেম যা ওয়েফারে ডাই-এর সঠিক অবস্থান এবং সাবস্ট্রেটের লক্ষ্য স্থান সনাক্ত করে। এটি মাইক্রন-স্তরের প্লেসমেন্ট নির্ভুলতা নিশ্চিত করে।

৬।  ডিসপেন্সার (আঠালো/ইপোক্সি-এর জন্য): একটি সিরিঞ্জ বা জেটটিং সিস্টেম যা ডাই স্থাপন করার আগে সাবস্ট্রেটের উপর একটি ক্ষুদ্র, নিয়ন্ত্রিত পরিমাণে ইপোক্সি বা আঠালো সঠিকভাবে জমা করে। দ্রষ্টব্য: কিছু প্রক্রিয়াতে ডাই-এর উপর আগে থেকে লাগানো আঠালো ব্যবহার করা হয়।

৭।  বন্ডিং ফোর্স অ্যাকচুয়েটর: সাবস্ট্রেটের উপর ডাই স্থাপন করার সময় কলেট দ্বারা প্রয়োগ করা বলের পরিমাণকে সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করে। ডাই ক্র্যাক না করে একটি শক্তিশালী, নির্ভরযোগ্য বন্ধনের জন্য এটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

৮।  সাবস্ট্রেট হ্যান্ডলিং সিস্টেম: একটি পরিবাহক বা মঞ্চ যা ডাই অ্যাটাচমেন্টের জন্য লক্ষ্য পিসিবি বা লিড ফ্রেমকে সঠিকভাবে স্থাপন করে।

ব্যবহার এবং প্রক্রিয়া প্রবাহ 

একটি ডাই বন্ডারের সাধারণ অপারেশন এই পদক্ষেপগুলি অনুসরণ করে:

১।  ওয়েফার লোডিং: ওয়েফার রিং মেশিনে লোড করা হয়।

২।  ডাই অধিগ্রহণ: ভিশন সিস্টেম একটি নির্দিষ্ট ভালো ডাই সনাক্ত করে। ইজেক্টর নিডেল এটিকে উপরে তোলে এবং কলেট ভ্যাকুয়াম দিয়ে এটি তুলে নেয়।

৩।  আঠালো বিতরণ: ডিসপেন্সার সাবস্ট্রেটের সঠিক স্থানে ইপোক্সির একটি ক্ষুদ্র বিন্দু বা প্যাটার্ন প্রয়োগ করে।

৪।  ফ্লিপিং ও পরিদর্শন: কলেট ডাইটিকে সঠিক অবস্থানে ফ্লিপ করতে পারে। ডাই নিজেই প্রায়শই ত্রুটির জন্য পরিদর্শন করা হয়।

৫।  স্থাপন এবং বন্ডিং: ভিশন সিস্টেম সাবস্ট্রেট টার্গেট প্যাড সারিবদ্ধ করে। কলেট তারপর নিয়ন্ত্রিত শক্তি দিয়ে আঠালোতে ডাই স্থাপন করে। কিছু প্রক্রিয়ার জন্য, আঠালোকে তাৎক্ষণিকভাবে শক্ত করতে কলেট গরম করা হয় (থার্মোকম্প্রেশন বন্ডিং)।

৬।  কিউরিং: বোর্ডটি তারপর সাধারণত ইপোক্সি সম্পূর্ণরূপে শক্ত করতে এবং বন্ধন সম্পন্ন করতে একটি অফলাইন ওভেনে যায়, যদি না থার্মোকম্প্রেশন প্রক্রিয়া দিয়ে বন্ধন করা হয়।

প্রধান সুবিধা

² চরম নির্ভুলতা: ±১০-২৫ মাইক্রন (µm) বা তার চেয়েও সূক্ষ্ম প্লেসমেন্ট নির্ভুলতা করতে সক্ষম, যা ক্ষুদ্র, উচ্চ-I/O গণনা ডাই পরিচালনা করার জন্য অপরিহার্য।

² উচ্চ থ্রুপুট: স্বয়ংক্রিয় সিস্টেম প্রতি ঘন্টায় (DPH) হাজার হাজার ডাই স্থাপন করতে পারে।

² ক্ষুদ্রকরণ: অত্যন্ত ছোট এবং ঘন ইলেকট্রনিক প্যাকেজ তৈরি করতে সক্ষম করে (যেমন, SiP, পরিধানযোগ্য সেন্সর) যা আগে থেকে প্যাকেজ করা উপাদানগুলির সাথে সম্ভব নয়।

² উন্নত কর্মক্ষমতা: ঐতিহ্যবাহী IC প্যাকেজটি বাদ দিয়ে, সংক্ষিপ্ত আন্তঃসংযোগ পথের কারণে বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা বৃদ্ধি পায়, যা ইন্ডাকট্যান্স এবং ক্যাপাসিট্যান্স হ্রাস করে।

² নমনীয়তা: বিভিন্ন ধরণের ডাই আকার এবং সাবস্ট্রেট পরিচালনা করার জন্য প্রোগ্রাম করা যেতে পারে।

² উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা: ডাই এবং সাবস্ট্রেটের মধ্যে একটি শক্তিশালী যান্ত্রিক বন্ধন এবং চমৎকার তাপ পথ তৈরি করে, যা তাপ অপচয় এবং পণ্যের দীর্ঘায়ুর জন্য গুরুত্বপূর্ণ।

প্রাথমিক অ্যাপ্লিকেশন

ডাই বন্ডারগুলি বিস্তৃত উন্নত ইলেকট্রনিক পণ্য তৈরিতে গুরুত্বপূর্ণ:

১।  এলইডি ম্যানুফ্যাকচারিং: সবচেয়ে সাধারণ SMT-সম্পর্কিত অ্যাপ্লিকেশন। ডাই বন্ডারগুলি ছোট এলইডি সেমিকন্ডাক্টর চিপ (যেমন, মাইক্রো-এলইডি ডিসপ্লের জন্য) সরাসরি বোর্ড বা সাবস্ট্রেটের উপর স্থাপন করতে ব্যবহৃত হয়।

২।  চিপ-অন-বোর্ড (CoB): একটি খালি ডাই সরাসরি একটি PCB-এর সাথে সংযুক্ত করা এবং তারপর একটি ব্লব ইপোক্সি দ্বারা সুরক্ষিত হওয়ার আগে তারের বন্ধন দিয়ে এটিকে সংযুক্ত করা। মেমরি মডিউল, ক্যালকুলেটর এবং RFID ট্যাগে সাধারণ।

৩।  সিস্টেম-ইন-প্যাকেজ (SiP) ও মাল্টি-চিপ মডিউল (MCM): একাধিক ভিন্ন ডাই (যেমন, একটি প্রসেসর, মেমরি এবং সেন্সর) একটি একক, সমন্বিত প্যাকেজে স্ট্যাকিং বা স্থাপন করা।

৪।  RF এবং মাইক্রোওয়েভ ডিভাইস: টেলিকমিউনিকেশনে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য যেখানে কর্মক্ষমতা সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ।

৫।  পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স: ইনভার্টার এবং মোটর কন্ট্রোলে চমৎকার তাপ অপচয়ের জন্য উচ্চ তাপ পরিবাহিতা সহ সাবস্ট্রেটের সাথে বৃহৎ পাওয়ার সেমিকন্ডাক্টর ডাই (যেমন, IGBTs, MOSFETs) সংযুক্ত করা।

৬।  মেডিকেল ডিভাইস: ক্ষুদ্রাকৃতির ইমপ্লান্ট, ল্যাব-অন-এ-চিপ ডিভাইস এবং উন্নত সেন্সরগুলিতে ব্যবহৃত হয়।

৭।  অটোমোটিভ ইলেকট্রনিক্স: শক্তিশালী এবং কমপ্যাক্ট কন্ট্রোল মডিউল, সেন্সর এবং রাডার সিস্টেমের জন্য।

৮।  সেমিকন্ডাক্টর প্যাকেজিং: ঐতিহ্যবাহী ব্যবহারের ক্ষেত্রে, যেখানে ডাইগুলিকে লিড ফ্রেমে সংযুক্ত করা হয় তারের বন্ধন করার আগে এবং একটি স্ট্যান্ডার্ড IC প্যাকেজে (যেমন, QFN, BGA) আবদ্ধ করা হয়।

এসএমটি ডাই বন্ডার উন্নত ইলেকট্রনিক্স ক্ষুদ্রকরণ এবং একীকরণের জন্য একটি ভিত্তি প্রযুক্তি, যা অতুলনীয় নির্ভুলতা এবং নির্ভরযোগ্যতার সাথে সাবস্ট্রেটের সাথে খালি সেমিকন্ডাক্টর ডাই-এর সরাসরি সংযুক্তি সক্ষম করে।