Tiga Proses Pembungkusan Utama untuk Penderia CMOS: CSP, COB dan PLCC Diterangkan

CSP bermaksud Pakej Skala Cip. Seperti namanya, ciri utamanya ialah saiz pakej hampir sama dengan saiz teras cip itu sendiri. Mengikut standard, nisbah kawasan teras kepada kawasan pakej biasanya tidak melebihi 1:1.1.​

Aliran Proses:

CSP ialah bentuk pembungkusan yang diproses pada tahap wafer. Proses asas melibatkan pemprosesan terus kanta mikro dan penapis warna (jika perlu) pada wafer litar yang telah siap, diikuti dengan membentuk tatasusunan grid bola melalui proses bump, dan akhirnya memotong wafer menjadi unit sensor individu. Dalam pembuatan modul kamera, penderia menggunakan pembungkusan CSP biasanya dipasang terus pada PCB menggunakan mesin peletakan SMT.

COB bermaksud Chip On Board. Ini ialah teknologi pembungkusan di mana acuan kosong dipasang terus dan disambungkan secara elektrik ke papan litar akhir.​

Aliran Proses:

Proses COB adalah lebih kompleks, terutamanya dijalankan pada peringkat cip individu, dan biasanya memerlukan bilik bersih Kelas 1000 atau bahkan Kelas 100.

1. Die Attach: Cip kosong (Die) yang dipotong dadu dilekatkan pada lokasi yang ditetapkan pada PCB menggunakan resin epoksi konduktif terma (cth, pes perak).​
2. Pengawetan: Pes perak diawet dengan memanaskan, mengamankan cip dengan kuat.​
3. Ikatan Wayar: Menggunakan wayar emas atau aluminium, pad pada cip disambungkan ke pad yang sepadan pada PCB melalui ikatan termomampatan, kimpalan ultrasonik atau kimpalan termosonik.​
4. Pengujian dan Pengedap: Ujian elektrik awal dilakukan. Epoksi atau resin hitam khas kemudian dikeluarkan untuk menutup cip dan wayar emas untuk perlindungan. Ini diikuti dengan pengawetan akhir dan ujian muktamad.

PLCC adalah singkatan kepada Plastic Leaded Chip Carrier. Ia adalah jenis pakej lekap-permukaan yang lebih lama di mana petunjuk memanjang dari keempat-empat sisi badan pakej dan membongkok ke bawah dalam konfigurasi "J"-lead.​

Aliran Proses:

1. Pembungkusan PLCC melibatkan pra-pembungkusan cip untuk membentuk komponen bebas dengan bentuk dan pin standard.​
2. Cip dipasang pada bingkai plumbum.​
3. Sambungan elektrik dalaman dibuat melalui ikatan wayar.​
4. Perhimpunan itu dibentuk dan dibungkus dengan bahan plastik.​
5. Sensor PLCC yang terbentuk, sebagai komponen standard, dipasang pada PCB menggunakan pematerian aliran semula.

Kelebihan:

• Saiz ultra-padat menyokong pengecilan peranti terminal, terutamanya sesuai untuk kamera mikro dalam telefon mudah alih, jam tangan pintar, dll., meminimumkan saiz penderia dan menjimatkan ruang untuk modul kanta.​
• Prestasi elektrik yang sangat baik: Laluan interkoneksi pendek mengurangkan kehilangan isyarat dan meningkatkan kelajuan penghantaran data.​
• Kecekapan pelesapan haba yang baik: Lapisan pembungkusan nipis dan tiada halangan pendakap memudahkan pelesapan haba daripada penderia.​

Kelemahan:

• Keperluan ketepatan proses yang tinggi menghasilkan kos pembungkusan yang jauh lebih tinggi daripada dua kaedah lain.​
• Transmisi cahaya yang lemah: Permukaan pelindung kaca boleh menyebabkan hantu akibat penembusan cahaya latar, menjejaskan kualiti pengimejan penderia CMOS.​
• Rintangan pencemaran yang lemah: Walaupun boleh dikerjakan semula, ia masih mempunyai keperluan tertentu untuk persekitaran pengeluaran.

Kelebihan:

• Kebolehpercayaan yang tinggi: Gabungan badan bungkusan plastik dan bingkai plumbum logam memberikan impak dan rintangan getaran yang sangat baik.​
• Pemasangan dan kerja semula yang mudah: Pin berbentuk J-memudahkan pematerian aliran semula dan mudah ditanggalkan.​
• Prestasi isyarat yang stabil: Pic pin yang munasabah mengurangkan crosstalk antara pin, sesuai untuk penghantaran isyarat-sederhana.​

Kelemahan:

• Saiz pakej yang besar menjadikannya tidak dapat memenuhi keperluan pengecilan penderia CMOS mikro.​
• Ketumpatan pin terhad, menjadikannya sukar untuk menyesuaikan diri dengan cip sensor kompleks dengan bilangan pin yang tinggi.​
• Prestasi pelesapan haba purata: Kekonduksian haba bahan plastik yang rendah menjadikannya tidak sesuai untuk-penderia kuasa tinggi.

Kelebihan:

• Kelebihan kos yang ketara: Menghapuskan kurungan dan proses pembungkusan bebas, menghasilkan kos bahan dan proses yang paling rendah.​
• Ketinggian pembungkusan terendah, menyumbang kepada penipisan keseluruhan modul dan sesuai untuk peranti yang sensitif kepada ketebalan.​
• Proses matang dan penyepaduan tinggi: Menyokong pembungkusan substrat berbilang-co{1}}, dengan kadar piksel mati boleh dikawal dalam 5 setiap 100,000.​

Kelemahan:

• Kebolehselenggaraan yang sangat lemah: Cip kosong tidak boleh diganti secara individu selepas pasu, memerlukan keseluruhan substrat diganti sekiranya berlaku kegagalan.​
• Keperluan ketat untuk persekitaran pengeluaran: Pemasangan PCB memerlukan pencegahan habuk dan kelembapan, kerana cip kosong terdedah kepada pencemaran.​
• Masa proses yang panjang dan turun naik yang besar dalam kadar hasil, memerlukan kawalan proses yang ketat.

• Pembungkusan CSP ialah pilihan teras untuk pengecilan penderia CMOS, terutamanya untuk kamera mikro dalam peranti mudah alih seperti telefon bimbit dan jam tangan pintar. Ia boleh meminimumkan saiz sensor dan menjimatkan ruang untuk modul kanta.​
• Disebabkan oleh had saiz, pembungkusan PLCC hanya digunakan dalam beberapa penderia CMOS dengan keperluan saiz yang longgar, seperti kamera pengawasan awal atau penderia{0}}resolusi rendah industri dan telah diganti secara beransur-ansur.​
• Walaupun pembungkusan COB mempunyai ketinggian yang paling rendah, ia memerlukan ruang yang dikhaskan untuk ikatan dan pasu. Ia kebanyakannya digunakan dalam modul sensor yang sensitif kepada kos dan dengan sekatan saiz yang longgar, seperti pengawasan keselamatan dan selepas-memasarkan peranti automotif.

• Permukaan pelindung kaca pembungkusan CSP mengurangkan penghantaran cahaya, yang mungkin menjejaskan sensitiviti penderia CMOS. Pengoptimuman reka bentuk optik diperlukan untuk mengimbangi ghosting.​
• Susun atur badan bungkusan plastik dan pin pembungkusan PLCC mempunyai sedikit gangguan terhadap cahaya, tetapi laluan isyarat lebih panjang daripada CSP, yang boleh menyebabkan kelewatan isyarat dalam-penderia pengimejan berkelajuan tinggi.​
• Pembungkusan COB tidak mempunyai lapisan pembungkusan tambahan untuk menyekat cahaya, secara teorinya mencapai sensitiviti cahaya yang lebih tinggi. Walau bagaimanapun, kerepek kosong terdedah secara langsung kepada pasu; pencegahan habuk yang tidak betul boleh menyebabkan kesan pada permukaan penderia, menjejaskan kualiti pengimejan.

• Penderia CMOS dengan pembungkusan CSP mempunyai masa proses yang singkat dan kos peralatan yang rendah tetapi harga unit cip yang tinggi. Ia sesuai untuk peranti utama-ke{2}}tinggi{3}}akhir yang mengejar prestasi dan saiz yang melampau.​
• Penderia dengan pembungkusan PLCC mempunyai keserasian proses yang kukuh dan kos penyelenggaraan yang rendah tetapi kos bahan yang lebih tinggi daripada COB. Ia sesuai untuk penderia industri dengan keperluan kebolehpercayaan yang tinggi.​
• Penderia dengan pembungkusan COB mempunyai kos pembungkusan yang paling rendah tetapi memerlukan pelaburan besar dalam peralatan proses dan menghadapi kesukaran dalam kawalan kadar hasil. Ia sesuai untuk penderia gred-hingga-rendah-pengguna-atau peralatan pengawasan jisim-yang dihasilkan.

• Penderia berpakej CSP-mempunyai rintangan hentaman yang lemah dan terdedah kepada kegagalan dalam persekitaran yang keras, menjadikannya lebih sesuai untuk senario suhu biasa dalaman.​
• Penderia berbungkus PLCC-mempunyai perlindungan mekanikal yang baik dan sambungan pin berbentuk J-yang stabil, menyesuaikan diri dengan persekitaran yang sederhana keras seperti aplikasi automotif dan industri.​
• Penderia berbungkus COB-mencapai perlindungan tahap IP65 melalui pasu, tanpa sudut mati dalam rawatan. Mereka mempunyai rintangan yang kuat terhadap kelembapan, haba dan semburan garam, sesuai untuk persekitaran yang kompleks seperti pengawasan luar.