Thick-film technology
موٹی فلم ٹیکنالوجی کا استعمال الیکٹرانک آلات/ماڈیولز جیسے سرفیس ماؤنٹ ڈیوائسز ماڈیولز، ہائبرڈ انٹیگریٹڈ سرکٹس، ہیٹنگ عناصر، انٹیگریٹڈ غیر فعال آلات اور سینسر تیار کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ بنیادی مینوفیکچرنگ تکنیک اسکرین پرنٹنگ (اسٹینسلنگ) ہے، جسے الیکٹرانک آلات کی تیاری میں استعمال کرنے کے علاوہ مختلف گرافک پنروتپادن کے اہداف کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ یہ 1950 کی دہائی کے دوران الیکٹرانک آلات/ماڈیولز کی کلیدی مینوفیکچرنگ/منی ٹورائزیشن تکنیک میں سے ایک بن گئی۔ عام فلم کی موٹائی-الیکٹرانک آلات کے لیے موٹی فلم بنانے کے عمل کے ساتھ تیار کی جاتی ہے-0.0001 سے 0.1 ملی میٹر تک ہوتی ہے۔ موٹے فلم سرکٹس/ماڈیولز آٹوموٹو انڈسٹری میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں، دونوں سینسرز میں، جیسے۔ ایندھن/ہوا کا مرکب، پریشر سینسر، انجن اور گیئر باکس کنٹرول، ایئر بیگز کو چھوڑنے کے لیے سینسر، ایئر بیگز پر اگنیٹرز ؛ عام بات یہ ہے کہ اعلی وشوسنییتا کی ضرورت ہوتی ہے، اکثر درجہ حرارت کی حد بھی بغیر کسی ناکامی کے سرکٹس کی بڑے پیمانے پر تھرمو سائیکلنگ کے ساتھ ہوتی ہے۔ درخواست کے دیگر شعبے خلائی الیکٹرانکس، کنزیومر الیکٹرانکس، اور مختلف پیمائش کے نظام ہیں جہاں کم لاگت اور/یا اعلی وشوسنییتا کی ضرورت ہوتی ہے۔ موٹی فلم ٹیکنالوجی کو استعمال کرنے کی سب سے آسان شکل ایک ماڈیول سبسٹریٹ/بورڈ ہے، جہاں موٹی فلم کے عمل کا استعمال کرتے ہوئے وائرنگ تیار کی جاتی ہے۔ مزید برآں موٹی فلم کے طریقوں سے مزاحم اور بڑے رواداری والے کیپسیٹرز تیار کیے جا سکتے ہیں۔ موٹی فلم وائرنگ کو سرفیس ماؤنٹ ٹیکنالوجی (ایس ایم ٹی) کے ساتھ مطابقت پذیر بنایا جا سکتا ہے، اور اگر ضرورت ہو (رواداری اور/یا سائز کی ضروریات کی وجہ سے) سطح پر چڑھنے کے قابل حصے (مزاحم، کیپسیٹرز، آئی سی وغیرہ)۔ موٹی فلم کے سبسٹریٹ پر جمع کیا جا سکتا ہے۔ موٹی فلم ڈیوائسز/ماڈیولز کی تیاری ایک اضافی عمل ہے جس میں اسکرین پرنٹنگ کے عمل کا استعمال کرتے ہوئے برقی طور پر موصلیت والے سبسٹریٹ پر کنڈکٹو، مزاحم اور ڈائی الیکٹرک تہوں کی کئی (عام طور پر زیادہ سے زیادہ 6 سے 8) مسلسل تہوں کو جمع کرنا شامل ہے۔ کم لاگت والے مینوفیکچرنگ کے طریقہ کار کے طور پر یہ بڑی مقدار میں غیر متزلزل غیر فعال آلات جیسے مزاحم، تھرمسٹر، ویریسٹر اور مربوط غیر فعال آلات تیار کرنے پر لاگو ہوتا ہے۔ موٹی فلم ٹیکنالوجی بھی ہائبرڈ انٹیگریٹڈ سرکٹس میں استعمال ہونے والے متبادلات میں سے ایک ہے اور عام طور پر الیکٹرانکس منیٹورائزیشن (پرزے یا عناصر/رقبہ یا حجم) میں پی سی بی (پرنٹڈ سرکٹ بورڈ)/پی ڈبلیو بی (پرنٹڈ وائرنگ بورڈ) اور پتلی فلم ٹیکنالوجی پر مبنی ایس ایم ٹی کے ساتھ مقابلہ اور تکمیل کرتی ہے۔ اقدامات ایک عام موٹی فلم کا عمل مندرجہ ذیل مراحل پر مشتمل ہوتا ہے: سبسٹریٹس کی لیزرنگ عام طور پر موٹی فلم سرکٹ کے سبسٹریٹس Al2O3/ایلومینیم، بیریلیم آکسائیڈ (BeO)، ایلومینیم نائٹرائڈ (AlN)، سٹینلیس سٹیل، بعض اوقات یہاں تک کہ کچھ پولیمر اور شاذ و نادر صورتوں میں سلکان ڈائی آکسائیڈ (SiO2) کے ساتھ لیپت سلکان (Si) بھی ہوتے ہیں۔ موٹی فلم کے عمل کے لیے عام طور پر استعمال ہونے والے سبسٹریٹس 94 یا 96 فیصد ایلومینیم ہوتے ہیں۔ ایلومینیم بہت سخت ہے اور مواد کی لیزرنگ اسے مشین کرنے کا سب سے موثر طریقہ ہے۔ موٹی فلم کا عمل بھی چھوٹے کرنے کا ایک ذریعہ ہے، جہاں ایک سبسٹریٹ عام طور پر بہت سی اکائیوں (فائنل سرکٹس) پر مشتمل ہوتا ہے۔ لیزرنگ کے ساتھ لکھنا، پروفائل بنانا اور سوراخ کرنا ممکن ہے۔ سکریبنگ ایک ایسا عمل ہے جس میں لیزر دالوں کی ایک لائن کو مواد میں فائر کیا جاتا ہے اور مواد کا 30-50% ہٹا دیا جاتا ہے۔ اس سے سبسٹریٹ کمزور ہو جاتا ہے، اور دیگر تمام عمل مکمل ہونے کے بعد سبسٹریٹ کو آسانی سے ایک اکائی میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، پروفائلنگ کو سینسر کی تیاری میں بہت زیادہ استعمال کیا جاتا ہے، جہاں ایک سرکٹ کو گول ٹیوبوں یا دیگر مختلف پیچیدہ شکلوں میں فٹ ہونے کی ضرورت ہوتی ہے۔ سوراخوں کی ڈرلنگ سبسٹریٹ کے دونوں اطراف کے درمیان "ویا" (کنڈکٹو لنک) فراہم کر سکتی ہے، عام طور پر سوراخ کے سائز 0.15-0.2 ملی میٹر کی حد میں ہوتے ہیں۔ سبسٹریٹس کو پروسیس کرنے سے پہلے لیزر کرنے سے پروسیسنگ کے بعد ڈائمنڈ آر کا استعمال کرتے ہوئے لیزر کرنے یا ڈائس کرنے میں لاگت کا فائدہ ہوتا ہے۔ الیکٹروڈ، ٹرمینل، مزاحم، ڈائی الیکٹرک تہوں وغیرہ کے لیے سیاہی کی تیاری کی سیاہی۔ عام طور پر اسکرین پرنٹنگ کے لیے پیسٹ تیار کرنے کے لیے سالوینٹ (سیرامک موٹی فلم پیسٹ) یا پولیمر پیسٹ کے ساتھ درکار دھات یا سیرامک پاؤڈر کو ملا کر تیار کیا جاتا ہے۔ یکساں سیاہی حاصل کرنے کے لیے سیاہی کے مخلوط اجزاء کو تھری رول مل سے گزارا جا سکتا ہے۔ متبادل طور پر، موٹی فلم کے تکنیکی ماہرین کے لیے مصنوعات پیش کرنے والی کئی کمپنیوں سے تیار سیاہی حاصل کی جا سکتی ہیں۔ اسکرین پرنٹنگ اور اس کی بہتری اسکرین پرنٹنگ ایک سکویجی کا استعمال کرتے ہوئے ایک نمونے والی بنی ہوئی میش اسکرین یا اسٹینسل کے ذریعے سیاہی کو منتقل کرنے کا عمل ہے۔ درستگی کو بہتر بنانے کے لیے، انضمام کی کثافت کو بڑھانے اور روایتی اسکرین پرنٹنگ فوٹو امیج ایبل موٹی فلم ٹیکنالوجی کی لائن اور جگہ کی درستگی کو بہتر بنانے کے لیے تیار کیا گیا ہے۔ تاہم ان مواد کا استعمال عام طور پر عمل کے بہاؤ کو تبدیل کرتا ہے اور مختلف مینوفیکچرنگ ٹولز کی ضرورت ہوتی ہے۔ خشک کرنا/ٹھیک کرنا سیاہی کو ٹھیک کرنے کے لیے پرنٹ کرنے کے بعد وقت دینے کے بعد، سیاہی کی ہر پرت جو جمع کی جاتی ہے اسے عام طور پر معتدل اعلی درجہ حرارت پر سکھایا جاتا ہے تاکہ سیاہی کے مائع جزو کو بخارات میں تبدیل کیا جا سکے اور پرت کو عارضی طور پر سبسٹریٹ پر رکھا جا سکے تاکہ اسے حتمی پروسیسنگ سے پہلے سنبھالا یا ذخیرہ کیا جا سکے۔ پولیمر پر مبنی سیاہی اور کچھ سولڈر پیسٹ کے لیے جو ان درجہ حرارت پر ٹھیک ہوتے ہیں، یہ آخری مرحلہ ہو سکتا ہے جس کی ضرورت ہوتی ہے۔ کچھ سیاہی کو یو وی روشنی کی نمائش کے ذریعے علاج کی بھی ضرورت ہوتی ہے۔ موٹی فلم کے عمل میں استعمال ہونے والی بہت سی دھات، سیرامک اور شیشے کی سیاہی کے لیے سبسٹریٹ پر مستقل طور پر پرتوں کو ٹھیک کرنے کے لیے اعلی درجہ حرارت (عام طور پر 300 ڈگری سینٹی گریڈ سے زیادہ) کی ضرورت ہوتی ہے۔ مزاحموں کی کھرچنے والی تراشیں مزاحموں کو فائر کرنے کے بعد ایس ایس وائٹ کے تیار کردہ ایک صحت سے متعلق کھرچنے والے کاٹنے کے طریقہ کار کا استعمال کرتے ہوئے تراشی جا سکتی ہیں۔ اس طریقہ کار میں ایک عمدہ کھرچنے والا میڈیا شامل ہوتا ہے، عام طور پر 0.027 ملی میٹر ایلومینیم آکسائڈ۔ کھرچنے والی کاٹنے کو کاربائڈ نوزل ٹپ کے ذریعے کھلایا جاتا ہے جو مختلف سائز کا ہو سکتا ہے۔ نوزل کو فائرڈ ریزسٹر کے ذریعے آگے بڑھایا جاتا ہے جبکہ ریزسٹر عنصر کی نگرانی تحقیقات کے رابطوں کے ساتھ کی جاتی ہے اور جب حتمی قیمت تک پہنچ جاتا ہے تو کھرچنے والا دھماکہ بند ہو جاتا ہے اور نوزل صفر اسٹارٹ پوزیشن پر واپس چلا جاتا ہے۔ کھرچنے والی تکنیک بغیر کسی گرمی کے بہت زیادہ رواداری حاصل کر سکتی ہے اور سیاہی کی تشکیل میں استعمال ہونے والے شیشے کے فریٹ میں کوئی دراڑ نہیں پڑ سکتی ہے۔ مزاحموں کی لیزر ٹرمنگ فائرنگ کے بعد، سبسٹریٹ مزاحموں کو صحیح قیمت پر تراشا جاتا ہے۔ اس عمل کو لیزر ٹرمنگ کہا جاتا ہے۔ بہت سے چپ مزاحم موٹی فلم ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے بنائے جاتے ہیں۔ بڑے سبسٹریٹس کو مزاحموں کے ساتھ چھاپا جاتا ہے، چھوٹے چپس میں تقسیم کیا جاتا ہے اور پھر انہیں ختم کر دیا جاتا ہے، تاکہ انہیں پی سی بی بورڈ پر سولڈر کیا جا سکے۔ لیزر ٹرمنگ کے ساتھ دو طریقے استعمال کیے جاتے ہیں۔ یا تو غیر فعال ٹرمنگ، جہاں ہر مزاحم کو ایک مخصوص قدر اور رواداری کے مطابق تراشا جاتا ہے، یا فعال ٹرمنگ، جہاں فیڈ بیک کو مخصوص وولٹیج، فریکوئنسی یا ردعمل کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ کیپسیٹرز اور سیمی کنڈکٹرز کو نصب کرنا ایس ایم ٹی عمل کی ترقی دراصل موٹی فلم کے عمل سے تیار ہوتی ہے۔ نیز ننگی ڈائز (اصل سلکان چپ بغیر کیپسول کے) کو نصب کرنا اور تار بانڈنگ ایک معیاری عمل ہے، یہ سرکٹس کو چھوٹا کرنے کی بنیاد فراہم کرتا ہے کیونکہ تمام اضافی کیپسول کی ضرورت نہیں ہے۔ عناصر کی علیحدگی یہ مرحلہ اکثر ضروری ہوتا ہے کیونکہ ایک ہی وقت میں ایک سبسٹریٹ پر بہت سے اجزاء تیار ہوتے ہیں۔ اس طرح اجزاء کو ایک دوسرے سے الگ کرنے کے کچھ ذرائع درکار ہیں۔ یہ قدم ویفر ڈائسنگ کے ذریعے حاصل کیا جا سکتا ہے۔ آلات کا انضمام اس مرحلے پر، آلات کو دوسرے الیکٹرانک اجزاء کے ساتھ مربوط کرنے کی ضرورت پڑ سکتی ہے، عام طور پر پرنٹڈ سرکٹ بورڈ کی شکل میں۔ یہ تار بانڈنگ یا سولڈرنگ کے ذریعے حاصل کیا جا سکتا ہے۔ موٹی فلم کی تیاری کے عمل پر قابو موٹی فلم کی تیاری میں متعدد مراحل ہوتے ہیں، جن پر محتاط کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے جیسے سبسٹریٹ کی کھردری، پیسٹ کے درجہ حرارت اور اوقات کا علاج، منتخب سٹینسل کی موٹائی بمقابلہ پیسٹ کی قسم وغیرہ، لہذا استعمال شدہ پیسٹ اور عمل کے مراحل کی تعداد عمل کی پیچیدگی اور حتمی مصنوعات کی لاگت کی وضاحت کرتی ہے۔ موٹی فلم ٹیکنالوجی پر مبنی سرکٹس ڈیزائن کرنا وہی یا اسی طرح کے الیکٹرانک ڈیزائن آٹومیشن ٹولز جو پرنٹڈ سرکٹ بورڈ ڈیزائن کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں موٹی فلم سرکٹس ڈیزائن کرنے کے لیے استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ تاہم، سٹینسل مینوفیکچرنگ/مینوفیکچرر کے ساتھ ٹولنگ فارمیٹس کی مطابقت پر توجہ دینے کے ساتھ ساتھ حتمی مینوفیکچرر سے تخروپن اور ترتیب کے ڈیزائن کے لیے ہندسی، برقی اور تھرمل ڈیزائن کے قوانین کی دستیابی کی ضرورت ہے۔ پتلی فلم انٹیگریٹڈ غیر فعال آلات تھرمسٹور سرفیس ماؤنٹ ٹیکنالوجی ہائبرڈ انٹیگریٹڈ سرکٹ حوالہ جات بیرونی لنکس ایک کورس جو بڈاپسٹ یونیورسٹی آف ٹیکنالوجی اینڈ اکنامکس (بی ٹی ای)، محکمہ تعلیم نے تیار کیا ہے، بھی دیکھیں۔ الیکٹرانکس پروڈکٹس کی ٹیکنالوجی سے متعلق الیکٹرانکس ٹیکنالوجی کا باب "موٹی فلم" ای ڈی این کے تحت ایک بلاگ موٹی اور پتلی فلم مزاحموں کا موازنہ کرنا ایک پریزنٹیشن جس میں ریڈیو فریکوئنسیز کے لیے موٹی فلم ٹیکنالوجی کے استعمال کو بیان کیا گیا ہے۔