EMI کو بچانے والے مواد کی تقسیم: تھوکنے کا متبادل

برقی مقناطیسی مداخلت (EMI) سے الیکٹرانک نظام کی حفاظت ایک گرما گرم موضوع بن گیا ہے۔ 5G معیارات میں تکنیکی ترقی، موبائل الیکٹرانکس کے لیے وائرلیس چارجنگ، چیسس میں اینٹینا کا انضمام، اور سسٹم ان پیکج (SiP) کا تعارف اجزاء کے پیکجز اور بڑے ماڈیولر ایپلی کیشنز میں بہتر EMI شیلڈنگ اور تنہائی کی ضرورت کو بڑھا رہے ہیں۔ کنفارمل شیلڈنگ کے لیے، پیکج کی بیرونی سطحوں کے لیے EMI شیلڈنگ مواد بنیادی طور پر فزیکل ویپر ڈیپوزیشن (PVD) کے عمل کو استعمال کرتے ہوئے اندرونی پیکیجنگ ایپلی کیشنز کے لیے پری پیکجنگ ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے جمع کیا جاتا ہے۔ تاہم، اسپرے ٹکنالوجی کی اسکیل ایبلٹی اور لاگت کے مسائل، نیز استعمال کی اشیاء میں پیشرفت، EMI کی حفاظت کے لیے متبادل سپرے طریقوں پر غور کرنے کا باعث بن رہی ہے۔
مصنفین سٹرپس اور بڑے SiP پیکجوں پر انفرادی اجزاء کی بیرونی سطحوں پر EMI شیلڈنگ مواد کو لاگو کرنے کے لیے سپرے کوٹنگ کے عمل کی ترقی پر تبادلہ خیال کریں گے۔ صنعت کے لیے نئے تیار کردہ اور بہتر مواد اور آلات کا استعمال کرتے ہوئے، ایک ایسے عمل کا مظاہرہ کیا گیا ہے جو 10 مائیکرون سے کم موٹی پیکجوں پر یکساں کوریج فراہم کرتا ہے اور پیکیج کونوں اور پیکیج سائیڈ والز کے ارد گرد یکساں کوریج فراہم کرتا ہے۔ سائیڈ وال موٹائی کا تناسب 1:1۔ مزید تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ اجزاء کے پیکجوں پر EMI شیلڈنگ لاگو کرنے کی مینوفیکچرنگ لاگت کو سپرے کی شرح میں اضافہ کرکے اور پیکیج کے مخصوص علاقوں میں کوٹنگز کو منتخب طور پر لاگو کرکے کم کیا جاسکتا ہے۔ اس کے علاوہ، آلات کی کم سرمایہ کاری اور اسپرے کرنے والے آلات کے مقابلے میں اسپرے کرنے والے آلات کے لیے کم سیٹ اپ کا وقت پیداواری صلاحیت کو بڑھانے کی صلاحیت کو بہتر بناتا ہے۔
موبائل الیکٹرانکس کی پیکنگ کرتے وقت، SiP ماڈیولز کے کچھ مینوفیکچررز کو SiP کے اندر اجزاء کو ایک دوسرے سے اور باہر سے الگ کرنے کے مسئلے کا سامنا کرنا پڑتا ہے تاکہ برقی مقناطیسی مداخلت سے بچایا جا سکے۔ اندرونی اجزاء کے گرد نالیوں کو کاٹا جاتا ہے اور کیس کے اندر ایک چھوٹا فیراڈے کیج بنانے کے لیے نالیوں پر کنڈکٹو پیسٹ لگایا جاتا ہے۔ جیسے جیسے خندق کا ڈیزائن تنگ ہوتا جاتا ہے، خندق کو بھرنے والے مواد کی جگہ کے حجم اور درستگی کو کنٹرول کرنا ضروری ہے۔ جدید ترین بلاسٹنگ پروڈکٹس حجم کو کنٹرول کرتے ہیں اور ہوا کے بہاؤ کی تنگ چوڑائی کھائی کو درست بھرنے کو یقینی بناتی ہے۔ آخری مرحلے میں، پیسٹ سے بھرے ان خندقوں کی چوٹیوں کو ایک بیرونی EMI شیلڈنگ کوٹنگ لگا کر ایک ساتھ چپکا دیا جاتا ہے۔ سپرے کوٹنگ پھٹنے والے آلات کے استعمال سے وابستہ مسائل کو حل کرتی ہے اور بہتر EMI مواد اور جمع کرنے والے آلات سے فائدہ اٹھاتی ہے، جس سے SiP پیکجوں کو موثر اندرونی پیکیجنگ طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیا جا سکتا ہے۔
حالیہ برسوں میں، EMI کی حفاظت ایک بڑی تشویش بن گئی ہے۔ 5G وائرلیس ٹکنالوجی کے بتدریج مرکزی دھارے کو اپنانے اور مستقبل کے مواقع کے ساتھ جو 5G انٹرنیٹ آف تھنگز (IoT) اور مشن کے لیے اہم مواصلات لائے گا، الیکٹرانک اجزاء اور اسمبلیوں کو برقی مقناطیسی مداخلت سے مؤثر طریقے سے بچانے کی ضرورت بڑھ گئی ہے۔ ضروری آنے والے 5G وائرلیس اسٹینڈرڈ کے ساتھ، 600 میگاہرٹز سے 6 گیگا ہرٹز اور ملی میٹر ویو بینڈز میں سگنل فریکوئنسی زیادہ عام اور طاقتور ہو جائے گی کیونکہ ٹیکنالوجی کو اپنایا جائے گا۔ استعمال کے کچھ مجوزہ کیسز اور نفاذ میں دفتری عمارتوں یا پبلک ٹرانسپورٹیشن کے لیے ونڈو پینز شامل ہیں تاکہ کم فاصلوں پر مواصلات کو برقرار رکھنے میں مدد ملے۔
چونکہ 5G فریکوئنسیوں کو دیواروں اور دیگر سخت اشیاء کو گھسنے میں دشواری ہوتی ہے، اس لیے دیگر مجوزہ نفاذ میں گھروں اور دفتری عمارتوں میں ریپیٹر شامل ہیں تاکہ مناسب کوریج فراہم کی جا سکے۔ یہ تمام کارروائیاں 5G فریکوئنسی بینڈز میں سگنلز کے پھیلاؤ میں اضافے اور ان فریکوئنسی بینڈز اور ان کے ہارمونکس میں برقی مقناطیسی مداخلت کے زیادہ خطرے کا باعث بنیں گی۔
خوش قسمتی سے، EMI کو بیرونی اجزاء اور سسٹم-اِن-پیکیج (SiP) ڈیوائسز (شکل 1) پر پتلی، کنڈکٹیو دھاتی کوٹنگ لگا کر محفوظ کیا جا سکتا ہے۔ ماضی میں، EMI شیلڈنگ کا اطلاق اجزاء کے گروپوں کے گرد مہر والے دھاتی کین رکھ کر، یا انفرادی اجزاء پر شیلڈنگ ٹیپ لگا کر کیا گیا ہے۔ تاہم، جیسا کہ پیکجز اور اینڈ ڈیوائسز کا چھوٹا ہونا جاری ہے، سائز کی حدود اور متنوع، غیر آرتھوگونل پیکیج کے تصورات کو سنبھالنے کی لچک کی وجہ سے یہ حفاظتی نقطہ نظر ناقابل قبول ہو جاتا ہے جو موبائل اور پہننے کے قابل الیکٹرانکس میں تیزی سے استعمال ہو رہے ہیں۔
اسی طرح، کچھ سرکردہ پیکیج ڈیزائن EMI شیلڈنگ کے لیے پیکج کے صرف مخصوص علاقوں کو منتخب کرنے کی طرف بڑھ رہے ہیں، بجائے اس کے کہ پیکج کے پورے بیرونی حصے کو مکمل پیکج سے ڈھانپیں۔ بیرونی EMI شیلڈنگ کے علاوہ، نئے SiP آلات کو ایک ہی پیکج میں مختلف اجزاء کو ایک دوسرے سے مناسب طریقے سے الگ کرنے کے لیے براہ راست پیکج میں اضافی بلٹ ان شیلڈنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔
مولڈ کمپوننٹ پیکجز یا مولڈ SiP ڈیوائسز پر EMI شیلڈنگ بنانے کا بنیادی طریقہ یہ ہے کہ سطح پر دھات کی متعدد تہوں کو اسپرے کیا جائے۔ پھٹنے سے، خالص دھات یا دھاتی مرکب کی بہت پتلی یکساں کوٹنگز 1 سے 7 µm کی موٹائی کے ساتھ پیکیج کی سطحوں پر جمع کی جا سکتی ہیں۔ چونکہ پھٹنے کا عمل اینگسٹروم کی سطح پر دھاتوں کو جمع کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے، اس کی کوٹنگز کی برقی خصوصیات اب تک عام شیلڈنگ ایپلی کیشنز کے لیے موثر رہی ہیں۔
تاہم، جیسے جیسے تحفظ کی ضرورت بڑھتی ہے، اسپٹرنگ کے اہم موروثی نقصانات ہیں جو اسے مینوفیکچررز اور ڈویلپرز کے لیے ایک قابل توسیع طریقہ کے طور پر استعمال ہونے سے روکتے ہیں۔ سپرے آلات کی ابتدائی سرمایہ لاگت بہت زیادہ ہے، لاکھوں ڈالر کی حد میں۔ ملٹی چیمبر کے عمل کی وجہ سے، سپرے کے سامان کی لائن کو ایک بڑے علاقے کی ضرورت ہوتی ہے اور مکمل طور پر مربوط ٹرانسفر سسٹم کے ساتھ اضافی رئیل اسٹیٹ کی ضرورت میں مزید اضافہ ہوتا ہے۔ عام تھوکنے والے چیمبر کے حالات 400 ° C کی حد تک پہنچ سکتے ہیں کیونکہ پلازما کی حوصلہ افزائی مواد کو تھوکنے والے ہدف سے سبسٹریٹ تک پھینک دیتی ہے۔ اس لیے، تجربہ شدہ درجہ حرارت کو کم کرنے کے لیے سبسٹریٹ کو ٹھنڈا کرنے کے لیے ایک "کولڈ پلیٹ" بڑھتے ہوئے فکسچر کی ضرورت ہوتی ہے۔ جمع کرنے کے عمل کے دوران، دھات کو دیئے گئے سبسٹریٹ پر جمع کیا جاتا ہے، لیکن، ایک اصول کے طور پر، 3D پیکج کی عمودی طرف کی دیواروں کی کوٹنگ کی موٹائی اوپری سطح کی تہہ کی موٹائی کے مقابلے میں عام طور پر 60% تک ہوتی ہے۔
آخر میں، اس حقیقت کی وجہ سے کہ تھوکنا ایک لائن آف نظر جمع کرنے کا عمل ہے، دھاتی ذرات کو منتخب نہیں کیا جا سکتا ہے یا انہیں اوور ہینگنگ ڈھانچے اور ٹوپولاجیز کے نیچے جمع کیا جانا چاہیے، جو چیمبر کی دیواروں کے اندر جمع ہونے کے علاوہ اہم مادی نقصان کا باعث بن سکتا ہے۔ اس طرح، یہ بہت دیکھ بھال کی ضرورت ہے. اگر کسی دیے گئے سبسٹریٹ کے کچھ علاقوں کو بے نقاب چھوڑنا ہے یا EMI شیلڈنگ کی ضرورت نہیں ہے، تو سبسٹریٹ کو بھی پہلے سے ماسک کیا جانا چاہیے۔
برقی مقناطیسی مداخلت (EMI) سے الیکٹرانک نظام کی حفاظت ایک گرما گرم موضوع بن گیا ہے۔ 5G معیارات میں تکنیکی ترقی، موبائل الیکٹرانکس کے لیے وائرلیس چارجنگ، چیسس میں اینٹینا کا انضمام، اور سسٹم ان پیکج (SiP) کا تعارف اجزاء کے پیکجز اور بڑے ماڈیولر ایپلی کیشنز میں بہتر EMI شیلڈنگ اور تنہائی کی ضرورت کو بڑھا رہے ہیں۔ کنفارمل شیلڈنگ کے لیے، پیکج کی بیرونی سطحوں کے لیے EMI شیلڈنگ مواد بنیادی طور پر فزیکل ویپر ڈیپوزیشن (PVD) کے عمل کو استعمال کرتے ہوئے اندرونی پیکیجنگ ایپلی کیشنز کے لیے پری پیکجنگ ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے جمع کیا جاتا ہے۔ تاہم، اسپرے ٹکنالوجی کی اسکیل ایبلٹی اور لاگت کے مسائل، نیز استعمال کی اشیاء میں پیشرفت، EMI کی حفاظت کے لیے متبادل سپرے طریقوں پر غور کرنے کا باعث بن رہی ہے۔
مصنفین سٹرپس اور بڑے SiP پیکجوں پر انفرادی اجزاء کی بیرونی سطحوں پر EMI شیلڈنگ مواد کو لاگو کرنے کے لیے سپرے کوٹنگ کے عمل کی ترقی پر تبادلہ خیال کریں گے۔ صنعت کے لیے نئے تیار کردہ اور بہتر مواد اور آلات کا استعمال کرتے ہوئے، ایک ایسے عمل کا مظاہرہ کیا گیا ہے جو 10 مائیکرون سے کم موٹی پیکجوں پر یکساں کوریج فراہم کرتا ہے اور پیکیج کونوں اور پیکیج سائیڈ والز کے ارد گرد یکساں کوریج فراہم کرتا ہے۔ سائیڈ وال موٹائی کا تناسب 1:1۔ مزید تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ اجزاء کے پیکجوں پر EMI شیلڈنگ لاگو کرنے کی مینوفیکچرنگ لاگت کو سپرے کی شرح میں اضافہ کرکے اور پیکیج کے مخصوص علاقوں میں کوٹنگز کو منتخب طور پر لاگو کرکے کم کیا جاسکتا ہے۔ اس کے علاوہ، آلات کی کم سرمایہ کاری اور اسپرے کرنے والے آلات کے مقابلے میں اسپرے کرنے والے آلات کے لیے کم سیٹ اپ کا وقت پیداواری صلاحیت کو بڑھانے کی صلاحیت کو بہتر بناتا ہے۔
موبائل الیکٹرانکس کی پیکنگ کرتے وقت، SiP ماڈیولز کے کچھ مینوفیکچررز کو SiP کے اندر اجزاء کو ایک دوسرے سے اور باہر سے الگ کرنے کے مسئلے کا سامنا کرنا پڑتا ہے تاکہ برقی مقناطیسی مداخلت سے بچایا جا سکے۔ اندرونی اجزاء کے گرد نالیوں کو کاٹا جاتا ہے اور کیس کے اندر ایک چھوٹا فیراڈے کیج بنانے کے لیے نالیوں پر کنڈکٹو پیسٹ لگایا جاتا ہے۔ جیسے جیسے خندق کا ڈیزائن تنگ ہوتا جاتا ہے، خندق کو بھرنے والے مواد کی جگہ کے حجم اور درستگی کو کنٹرول کرنا ضروری ہے۔ جدید ترین بلاسٹنگ پروڈکٹس حجم اور تنگ ہوا کے بہاؤ کی چوڑائی کو کنٹرول کرتی ہیں جو کھائی کو درست بھرنے کو یقینی بناتی ہیں۔ آخری مرحلے میں، پیسٹ سے بھرے ان خندقوں کی چوٹیوں کو ایک بیرونی EMI شیلڈنگ کوٹنگ لگا کر ایک ساتھ چپکا دیا جاتا ہے۔ سپرے کوٹنگ پھٹنے والے آلات کے استعمال سے وابستہ مسائل کو حل کرتی ہے اور بہتر EMI مواد اور جمع کرنے والے آلات سے فائدہ اٹھاتی ہے، جس سے SiP پیکجوں کو موثر اندرونی پیکیجنگ طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیا جا سکتا ہے۔
حالیہ برسوں میں، EMI کی حفاظت ایک بڑی تشویش بن گئی ہے۔ 5G وائرلیس ٹکنالوجی کے بتدریج مرکزی دھارے کو اپنانے اور مستقبل کے مواقع کے ساتھ جو 5G انٹرنیٹ آف تھنگز (IoT) اور مشن کے لیے اہم مواصلات لائے گا، الیکٹرانک اجزاء اور اسمبلیوں کو برقی مقناطیسی مداخلت سے مؤثر طریقے سے بچانے کی ضرورت بڑھ گئی ہے۔ ضروری آنے والے 5G وائرلیس اسٹینڈرڈ کے ساتھ، 600 میگاہرٹز سے 6 گیگا ہرٹز اور ملی میٹر ویو بینڈز میں سگنل فریکوئنسی زیادہ عام اور طاقتور ہو جائے گی کیونکہ ٹیکنالوجی کو اپنایا جائے گا۔ استعمال کے کچھ مجوزہ کیسز اور نفاذ میں دفتری عمارتوں یا پبلک ٹرانسپورٹیشن کے لیے ونڈو پینز شامل ہیں تاکہ کم فاصلوں پر مواصلات کو برقرار رکھنے میں مدد ملے۔
چونکہ 5G فریکوئنسیوں کو دیواروں اور دیگر سخت اشیاء کو گھسنے میں دشواری ہوتی ہے، اس لیے دیگر مجوزہ نفاذ میں گھروں اور دفتری عمارتوں میں ریپیٹر شامل ہیں تاکہ مناسب کوریج فراہم کی جا سکے۔ یہ تمام کارروائیاں 5G فریکوئنسی بینڈز میں سگنلز کے پھیلاؤ میں اضافے اور ان فریکوئنسی بینڈز اور ان کے ہارمونکس میں برقی مقناطیسی مداخلت کے زیادہ خطرے کا باعث بنیں گی۔
خوش قسمتی سے، EMI کو بیرونی اجزاء اور سسٹم-اِن-پیکیج (SiP) ڈیوائسز (شکل 1) پر پتلی، کنڈکٹیو دھاتی کوٹنگ لگا کر محفوظ کیا جا سکتا ہے۔ ماضی میں، EMI شیلڈنگ کا اطلاق اجزاء کے گروپوں کے ارد گرد مہر والے دھاتی کین رکھ کر، یا کچھ اجزاء پر شیلڈنگ ٹیپ لگا کر کیا گیا ہے۔ تاہم، جیسا کہ پیکجز اور اینڈ ڈیوائسز کا چھوٹا ہونا جاری ہے، سائز کی حدود اور موبائل اور پہننے کے قابل الیکٹرانکس میں تیزی سے پائے جانے والے نان آرتھوگونل پیکیج کے تصورات کو سنبھالنے کی لچک کی وجہ سے یہ حفاظتی نقطہ نظر ناقابل قبول ہو جاتا ہے۔
اسی طرح، کچھ سرکردہ پیکیج ڈیزائن EMI شیلڈنگ کے لیے پیکج کے صرف مخصوص علاقوں کو منتخب کرنے کی طرف بڑھ رہے ہیں، بجائے اس کے کہ پیکج کے پورے بیرونی حصے کو مکمل پیکج سے ڈھانپیں۔ بیرونی EMI شیلڈنگ کے علاوہ، نئے SiP آلات کو ایک ہی پیکج میں مختلف اجزاء کو ایک دوسرے سے مناسب طریقے سے الگ کرنے کے لیے براہ راست پیکج میں اضافی بلٹ ان شیلڈنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔
مولڈ کمپوننٹ پیکجز یا مولڈ SiP ڈیوائسز پر EMI شیلڈنگ بنانے کا بنیادی طریقہ یہ ہے کہ سطح پر دھات کی متعدد تہوں کو اسپرے کیا جائے۔ پھٹنے سے، خالص دھات یا دھاتی مرکب کی بہت پتلی یکساں کوٹنگز 1 سے 7 µm کی موٹائی کے ساتھ پیکیج کی سطحوں پر جمع کی جا سکتی ہیں۔ چونکہ پھٹنے کا عمل اینگسٹروم کی سطح پر دھاتوں کو جمع کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے، اس کی کوٹنگز کی برقی خصوصیات اب تک عام شیلڈنگ ایپلی کیشنز کے لیے موثر رہی ہیں۔
تاہم، جیسے جیسے تحفظ کی ضرورت بڑھتی ہے، اسپٹرنگ کے اہم موروثی نقصانات ہیں جو اسے مینوفیکچررز اور ڈویلپرز کے لیے ایک قابل توسیع طریقہ کے طور پر استعمال ہونے سے روکتے ہیں۔ سپرے آلات کی ابتدائی سرمایہ لاگت بہت زیادہ ہے، لاکھوں ڈالر کی حد میں۔ ملٹی چیمبر کے عمل کی وجہ سے، سپرے کے سامان کی لائن کو ایک بڑے علاقے کی ضرورت ہوتی ہے اور مکمل طور پر مربوط ٹرانسفر سسٹم کے ساتھ اضافی رئیل اسٹیٹ کی ضرورت میں مزید اضافہ ہوتا ہے۔ عام تھوکنے والے چیمبر کے حالات 400 ° C کی حد تک پہنچ سکتے ہیں کیونکہ پلازما کی حوصلہ افزائی مواد کو تھوکنے والے ہدف سے سبسٹریٹ تک پھینک دیتی ہے۔ اس لیے، تجربہ شدہ درجہ حرارت کو کم کرنے کے لیے سبسٹریٹ کو ٹھنڈا کرنے کے لیے ایک "کولڈ پلیٹ" بڑھتے ہوئے فکسچر کی ضرورت ہوتی ہے۔ جمع کرنے کے عمل کے دوران، دھات کو دیئے گئے سبسٹریٹ پر جمع کیا جاتا ہے، لیکن، ایک اصول کے طور پر، 3D پیکج کی عمودی طرف کی دیواروں کی کوٹنگ کی موٹائی اوپری سطح کی تہہ کی موٹائی کے مقابلے میں عام طور پر 60% تک ہوتی ہے۔
آخر میں، اس حقیقت کی وجہ سے کہ تھوکنا ایک لائن آف نظر جمع کرنے کا عمل ہے، دھاتی ذرات کو منتخب نہیں کیا جا سکتا ہے اور نہ ہی ان کو اوور ہینگنگ ڈھانچے اور ٹوپولاجیز کے نیچے جمع کیا جانا چاہیے، جس کے نتیجے میں چیمبر کی دیواروں کے اندر جمع ہونے کے علاوہ اہم مادی نقصان ہو سکتا ہے۔ اس طرح، یہ بہت دیکھ بھال کی ضرورت ہے. اگر کسی دیے گئے سبسٹریٹ کے کچھ علاقوں کو بے نقاب چھوڑنا ہے یا EMI شیلڈنگ کی ضرورت نہیں ہے، تو سبسٹریٹ کو بھی پہلے سے ماسک کیا جانا چاہیے۔
وائٹ پیپر: چھوٹے سے بڑے درجہ بندی کی پیداوار کی طرف منتقل ہونے پر، مختلف مصنوعات کے متعدد بیچوں کے تھرو پٹ کو بہتر بنانا پیداوار کی پیداواری صلاحیت کو زیادہ سے زیادہ کرنے کے لیے اہم ہے۔ مجموعی طور پر لائن کا استعمال… وائٹ پیپر دیکھیں