Thick-film technology
मोटी-फिल्म तकनीक का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों/मॉड्यूल जैसे सरफेस माउंट डिवाइस मॉड्यूल, हाइब्रिड इंटीग्रेटेड सर्किट, हीटिंग एलिमेंट्स, इंटीग्रेटेड पैसिव डिवाइस और सेंसर के उत्पादन के लिए किया जाता है। मुख्य निर्माण तकनीक स्क्रीन प्रिंटिंग (स्टैंसिल) है, जिसका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के निर्माण में उपयोग के अलावा विभिन्न ग्राफिक प्रजनन लक्ष्यों के लिए भी किया जा सकता है। यह 1950 के दशक के दौरान इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों/मॉड्यूल के प्रमुख निर्माण/लघुकरण तकनीकों में से एक बन गया। विशिष्ट फिल्म मोटाई-इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए मोटी फिल्म निर्माण प्रक्रियाओं के साथ निर्मित-0.0001 से 0.1 मिमी है। मोटी-फिल्म सर्किट/मॉड्यूल का व्यापक रूप से मोटर वाहन उद्योग में उपयोग किया जाता है, दोनों सेंसर में, जैसे। ईंधन/हवा, दबाव संवेदक, इंजन और गियरबॉक्स नियंत्रणों का मिश्रण, एयरबैग छोड़ने के लिए संवेदक, एयरबैग के लिए इग्निटर; आम बात यह है कि उच्च विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है, अक्सर बिना विफलता के सर्किट के बड़े पैमाने पर थर्मोसाइक्लिंग के साथ विस्तारित तापमान सीमा भी होती है। अन्य अनुप्रयोग क्षेत्र अंतरिक्ष इलेक्ट्रॉनिक्स, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और विभिन्न माप प्रणालियाँ हैं जहाँ कम लागत और/या उच्च विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है। मोटी फिल्म तकनीक का उपयोग करने का सबसे सरल रूप एक मॉड्यूल सब्सट्रेट/बोर्ड है, जहां मोटी फिल्म प्रक्रिया का उपयोग करके तारों का निर्माण किया जाता है। इसके अतिरिक्त प्रतिरोधकों और बड़े सहिष्णुता संधारित्रों का निर्माण मोटी फिल्म विधियों के साथ किया जा सकता है। मोटी फिल्म वायरिंग को सतह-माउंट तकनीक (एस. एम. टी.) के साथ संगत बनाया जा सकता है, और यदि आवश्यक हो (सहिष्णुता और/या आकार की आवश्यकताओं के कारण) सतह-माउंट करने योग्य भागों (प्रतिरोधक, संधारित्र, आई. सी., आदि)। इसे एक मोटी फिल्म सब्सट्रेट पर इकट्ठा किया जा सकता है। मोटी फिल्म उपकरणों/मॉड्यूल का निर्माण एक योगात्मक प्रक्रिया है जिसमें स्क्रीन-प्रिंटिंग प्रक्रिया का उपयोग करके विद्युत इन्सुलेटिंग सब्सट्रेट पर प्रवाहकीय, प्रतिरोधी और परावैद्युत परतों की कई (आमतौर पर अधिकतम 6-8) क्रमिक परतों का जमाव शामिल है। कम लागत वाली विनिर्माण विधि के रूप में यह प्रतिरोधक, थर्मिस्टर, वैरीस्टर और एकीकृत निष्क्रिय उपकरणों जैसे असतत निष्क्रिय उपकरणों की बड़ी मात्रा के उत्पादन के लिए लागू होती है। मोटी फिल्म प्रौद्योगिकी भी संकर एकीकृत परिपथों में उपयोग किए जाने वाले विकल्पों में से एक है और आमतौर पर पी. सी. बी. (मुद्रित परिपथ बोर्ड)/पी. डब्ल्यू. बी. (मुद्रित वायरिंग बोर्ड) और पतली फिल्म प्रौद्योगिकी पर आधारित एस. एम. टी. के साथ इलेक्ट्रॉनिक्स लघुकरण (भाग या तत्व/क्षेत्र या आयतन) में प्रतिस्पर्धा और पूरक होती है। एक विशिष्ट मोटी-फिल्म प्रक्रिया में निम्नलिखित चरण शामिल होंगेः सब्सट्रेट की लेज़रिंग आम तौर पर मोटी फिल्म सर्किट सब्सट्रेट में एल2ओ3/एल्यूमिना, बेरिलियम ऑक्साइड (बी. ओ.), एल्यूमीनियम नाइट्राइड (ए. एल. एन.), स्टेनलेस स्टील, कभी-कभी कुछ पॉलिमर और दुर्लभ मामलों में सिलिकॉन डाइऑक्साइड (सी. ओ. ओ. 2) के साथ लेपित सिलिकॉन (सी.) भी होते हैं। मोटे-फिल्म प्रक्रियाओं के लिए आम तौर पर उपयोग किए जाने वाले सब्सट्रेट 94 या 96 प्रतिशत एल्यूमिना होते हैं। एल्यूमिना बहुत कठोर होता है और सामग्री का लेज़रिंग इसे मशीन करने का सबसे कुशल तरीका है। मोटी-फिल्म प्रक्रिया भी लघुकरण का एक साधन है, जहाँ एक सब्सट्रेट में आम तौर पर कई इकाइयाँ (अंतिम परिपथ) होती हैं। लेज़रिंग के साथ स्क्राइब, प्रोफाइल और ड्रिल छेद करना संभव है। स्क्रिबिंग एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें लेजर दालों की एक पंक्ति को सामग्री में दागा जाता है और सामग्री के 30-50% को हटा दिया जाता है; यह सब्सट्रेट को कमजोर कर देता है, और अन्य सभी प्रक्रियाओं के पूरा होने के बाद सब्सट्रेट को आसानी से एकल इकाइयों में विभाजित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, संवेदक निर्माण में प्रोफाइलिंग का बहुत उपयोग किया जाता है, जहां एक परिपथ को गोल नलिकाओं या अन्य विभिन्न जटिल आकृतियों में फिट करने की आवश्यकता होती है। छेद की ड्रिलिंग सब्सट्रेट के दोनों किनारों के बीच एक "वाया" (प्रवाहकीय कड़ी) प्रदान कर सकती है, आम तौर पर छेद का आकार 0.15-0.2 मिमी की सीमा में होता है। सब्सट्रेट को संसाधित करने से पहले लेज़रिंग में प्रसंस्करण के बाद हीरे की आरी का उपयोग करके लेज़रिंग या डाइस करने के लिए लागत लाभ होता है। इलेक्ट्रोड, टर्मिनल, प्रतिरोधक, परावैद्युत परत आदि के लिए स्याही तैयार करने वाली स्याही। आम तौर पर स्क्रीन-प्रिंटिंग के लिए एक पेस्ट बनाने के लिए विलायक (सिरेमिक मोटी फिल्म पेस्ट) या बहुलक पेस्ट के साथ आवश्यक धातु या सिरेमिक पाउडर को मिलाकर तैयार किया जाता है। एक समान स्याही प्राप्त करने के लिए स्याही के मिश्रित घटकों को तीन-रोल मिल के माध्यम से पारित किया जा सकता है। वैकल्पिक रूप से, मोटी-फिल्म प्रौद्योगिकीविद् के लिए उत्पादों की पेशकश करने वाली कई कंपनियों से तैयार स्याही प्राप्त की जा सकती है। स्क्रीन-प्रिंटिंग और इसके सुधार स्क्रीन-प्रिंटिंग एक निचोड़ का उपयोग करके एक पैटर्न वाली बुनी हुई जाली स्क्रीन या स्टैंसिल के माध्यम से एक स्याही को स्थानांतरित करने की प्रक्रिया है। सटीकता में सुधार के लिए, एकीकरण घनत्व में वृद्धि और पारंपरिक स्क्रीन-प्रिंटिंग फोटो-इमेजेबल मोटी-फिल्म तकनीक की रेखा और स्थान सटीकता में सुधार किया गया है। हालाँकि इन सामग्रियों का उपयोग आम तौर पर प्रक्रिया के प्रवाह को बदल देता है और विभिन्न विनिर्माण उपकरणों की आवश्यकता होती है। सुखाना/ठीक करना स्याही के निपटान के लिए मुद्रण के बाद समय देने के बाद, जमा की गई स्याही की प्रत्येक परत को आमतौर पर स्याही के तरल घटक को वाष्पित करने के लिए मध्यम उच्च तापमान पर सुखाया जाता है और परत को अस्थायी रूप से सब्सट्रेट पर ठीक किया जाता है ताकि इसे अंतिम प्रसंस्करण से पहले संभाला या संभाला जा सके। पॉलिमर पर आधारित स्याही और कुछ सोल्डर पेस्ट के लिए जो इन तापमानों पर ठीक होते हैं, यह अंतिम चरण हो सकता है जिसकी आवश्यकता होती है। कुछ स्याही को यूवी प्रकाश के संपर्क में आकर भी ठीक करने की आवश्यकता होती है। मोटी फिल्म प्रक्रियाओं में उपयोग की जाने वाली कई धातु, चीनी मिट्टी और कांच की स्याही के लिए सब्सट्रेट पर स्थायी रूप से परतों को ठीक करने के लिए उच्च तापमान (आमतौर पर 300 डिग्री सेल्सियस से अधिक) की आवश्यकता होती है। रेसिस्टर्स की अपघर्षक छंटाई रेसिस्टर्स को फायर करने के बाद एस. एस. व्हाइट द्वारा पहली बार विकसित एक सटीक अपघर्षक काटने की विधि का उपयोग करके छंटाई की जा सकती है। विधि में एक महीन अपघर्षक माध्यम शामिल होता है, आमतौर पर 0.027 मिमी एल्यूमीनियम ऑक्साइड। अपघर्षक काटने को एक कार्बाइड नोजल टिप के माध्यम से खिलाया जाता है जो विभिन्न आकारों का हो सकता है। नोजल को फायर किए गए रेसिस्टर के माध्यम से आगे बढ़ाया जाता है जबकि रेसिस्टर तत्व की जांच संपर्कों के साथ निगरानी की जाती है और जब अंतिम मूल्य तक पहुंच जाता है तो अपघर्षक विस्फोट बंद हो जाता है और नोजल शून्य प्रारंभ स्थिति में वापस आ जाता है। अपघर्षक तकनीक बिना गर्मी के बहुत उच्च सहनशीलता प्राप्त कर सकती है और स्याही निर्माण में उपयोग किए जाने वाले कांच के फ्रिट में कोई दरार नहीं हो सकती है। रेसिस्टर्स की लेजर ट्रिमिंग फायरिंग के बाद, सब्सट्रेट रेसिस्टर्स को सही मूल्य पर ट्रिम किया जाता है। इस प्रक्रिया को लेजर ट्रिमिंग कहा जाता है। कई चिप प्रतिरोधक मोटी-फिल्म तकनीक का उपयोग करके बनाए जाते हैं। बड़े सब्सट्रेट को फायर किए गए प्रतिरोधकों के साथ मुद्रित किया जाता है, छोटे चिप्स में विभाजित किया जाता है और फिर इन्हें समाप्त कर दिया जाता है, ताकि उन्हें पी. सी. बी. बोर्ड पर सोल्डर किया जा सके। लेजर ट्रिमिंग के साथ दो तरीकों का उपयोग किया जाता है; या तो निष्क्रिय ट्रिमिंग, जहां प्रत्येक प्रतिरोधक को एक विशिष्ट मूल्य और सहिष्णुता के लिए छंटनी की जाती है, या सक्रिय ट्रिमिंग, जहां प्रतिक्रिया का उपयोग एक विशिष्ट वोल्टेज, आवृत्ति या प्रतिक्रिया को समायोजित करने के लिए किया जाता है। संधारित्रों और अर्धचालकों की स्थापना एस. एम. टी. प्रक्रिया का विकास वास्तव में मोटी फिल्म प्रक्रिया से विकसित होता है। इसके अलावा नेक्ड डाई (बिना कैप्सूलेशन के वास्तविक सिलिकॉन चिप) और तार बंधन को स्थापित करना एक मानक प्रक्रिया है, यह परिपथ के लघुकरण के लिए आधार प्रदान करता है क्योंकि सभी अतिरिक्त कैप्सूलेशन आवश्यक नहीं है। तत्वों का पृथक्करण यह चरण अक्सर आवश्यक होता है क्योंकि एक ही समय में एक सब्सट्रेट पर कई घटक उत्पन्न होते हैं। इस प्रकार, घटकों को एक दूसरे से अलग करने के कुछ साधनों की आवश्यकता होती है। यह कदम वेफर डाइसिंग द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। उपकरणों का एकीकरण इस स्तर पर, उपकरणों को अन्य इलेक्ट्रॉनिक घटकों के साथ एकीकृत करने की आवश्यकता हो सकती है, आमतौर पर एक मुद्रित सर्किट बोर्ड के रूप में। यह तार बंधन या सोल्डरिंग द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। मोटी फिल्म निर्माण की प्रक्रिया नियंत्रण मोटी फिल्म निर्माण में कई चरण हैं, जिन्हें सावधानीपूर्वक नियंत्रण की आवश्यकता होती है जैसे कि सब्सट्रेट की खुरदरापन, उपचार तापमान और पेस्ट का समय, चयनित स्टैंसिल मोटाई बनाम पेस्ट प्रकार आदि, इसलिए उपयोग किए गए पेस्ट और प्रक्रिया चरणों की संख्या प्रक्रिया की जटिलता और अंतिम उत्पाद की लागत को परिभाषित करती है। मोटी फिल्म प्रौद्योगिकी के आधार पर सर्किट डिजाइन करना वही या इसी तरह के इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन स्वचालन उपकरण जिनका उपयोग मुद्रित सर्किट बोर्ड डिजाइन करने के लिए किया जाता है, मोटी फिल्म सर्किट डिजाइन करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। हालांकि, स्टैंसिल निर्माण/निर्माता के साथ उपकरण प्रारूपों की अनुकूलता पर ध्यान देने के साथ-साथ अंतिम निर्माता से अनुकरण और लेआउट डिजाइन के लिए ज्यामितीय, विद्युत और तापीय डिजाइन नियमों की उपलब्धता की आवश्यकता है। थिन फिल्म इंटीग्रेटेड पैसिव डिवाइस थर्मिस्टर सरफेस-माउंट टेक्नोलॉजी हाइब्रिड इंटीग्रेटेड सर्किट संदर्भ बाहरी लिंक बुडापेस्ट यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी एंड इकोनॉमिक्स (बीटीई), विभाग द्वारा विकसित एक पाठ्यक्रम भी देखें। इलेक्ट्रॉनिक्स उत्पादों की प्रौद्योगिकी से संबंधित इलेक्ट्रॉनिक्स प्रौद्योगिकी का अध्याय "मोटी फिल्म" ईडीएन के तहत एक ब्लॉग जिसमें मोटी और पतली फिल्म प्रतिरोधकों की तुलना की गई है एक प्रस्तुति जिसमें रेडियो आवृत्तियों के लिए मोटी फिल्म प्रौद्योगिकी के उपयोग का वर्णन किया गया है।