Prototyp řádkového segmentu detektoru

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F01732731%3A_____%2F25%3AN0000006" target="_blank" >RIV/01732731:_____/25:N0000006 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

<a href="https://advacam.com/projekty/vysledky/2025PRT001/" target="_blank" >https://advacam.com/projekty/vysledky/2025PRT001/</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Prototyp řádkového segmentu detektoru

Popis výsledku v původním jazyce

V rámci realizace tohoto výsledku vyvinut systém pro přesné zarovnávání čipů do řady, určený pro multičipová zobrazovací zařízení. Systém je navržen pro zajištění přesného, reprodukovatelného a efektivního procesu sestavování řádkových segmentů detektoru. Nový systém pro zarovnání čipů se skládá z těchto hlavních funkčních částí: • Zakladač umožňuje jejich fixaci a následné využití v dalších výrobních krocích, například při bondování čipů na elektroniku. • Zakládací deska slouží k přesnému zarovnání jednotlivých čipů do řady s definovanými rozestupy . • Motorizovaný pojezd umožňuje jednoduché posouvání objektivu pro snadné zmapování všech čipů v řádkovém segmentu. Do systému je přidán pro zvýšení efektivity, opakovatelnosti a přesnosti procesu. • Telecentrický objektiv zajišťuje rovnoběžný průběh paprsků se směrem optické osy objektivu. Díky němu systém umožňuje optickou kontrolu celého čipového řádku včetně detailů bump bondů a nedochází ke změně velikosti ani tvaru pozorovaného objektu v závislosti na jeho vzdálenosti od kamery v definovaném pracovním rozsahu, což je zásadní pro přesnou optickou kontrolu zarovnání čipů. • Vakuový manipulátor zajišťuje bezpečnou manipulaci s čipy a jejich přesné umístění. Princip nového systému pro zarovnání čipů do řádkového segmentu: Nejprve se pomocí pohyblivého výškoměru nastaví správná výška a rovnoběžnost zakládací desky. Poté je vakuovým manipulátorem připevněn první čip. Jeho poloha je určena mechanickými zarážkami a měřítkem viditelným v mikroskopu. Natočení čipu se doladí kontrolou pozice prvního a posledního bump bondu na čipu. Stejný postup se opakuje pro všechny čipy, které jsou nakonec připevněny k zakládací desce vakuem. Po zarovnání všech čipů se přisune zakladač, na který jsou již zarovnané čipy přilepeny. Tento systém zarovnávání čipů umožňuje dosáhnout velmi malých mezer mezi sousedními čipy, konkrétně do 10 μm. Pro srovnání, dřívější metody dosahovaly mezery 150 μm. Systém je v současné době plně využíván při sestavování vícečipových řádků, od jednořádkových segmentů po víceřádkové segmenty. Na Obrázku 3 je ukázka sestavení velkoplošného detektoru WidePIX MPX3 5x5 CdTe (1 mm). Navržený systém představuje komplexní technologické řešení určené k zajištění přesného, reprodukovatelného a provozně efektivního procesu sestavování řádkových segmentů detektoru. Konstrukce zařízení umožňuje stabilní mechanické ustavení jednotlivých komponent, kontrolované polohování v definovaných tolerancích a minimalizaci montážních odchylek, které by mohly negativně ovlivnit výsledné elektrické a obrazové parametry detektoru. Implementované postupy současně zvyšují opakovatelnost montáže mezi jednotlivými kusy, omezují vliv obsluhy na kvalitu sestavení a přispívají ke snížení zmetkovitosti. Manuální verze nového systému pro sestavování a zarovnání čipů do řádkových segmentů je již využívána a vede k úspěšnému sestavování řádkových segmentů detektoru. V další iteraci bude zaintegrován most s motorizovanými pojezdy na telecentrický objektiv, čímž se stane tato verze motorizovanou, umožní jednoduché posouvání objektivu, a tím i snadné zmapování všech čipů v řádkovém segmentu. )

Název v anglickém jazyce

Prototype of line segment detector

Popis výsledku anglicky

As part of the implementation of this result, a system for precise alignment of chips in a row has been developed, designed for multi-chip imaging devices. The system is designed to ensure an accurate, reproducible and efficient process of assembling the detector's row segments. The new chip alignment system consists of the following main functional parts: • The stacker allows their fixation and subsequent use in further production steps, for example when bonding chips to electronics. • The base plate is used to precisely align individual chips in a row with defined spacing . • The motorized travel allows simple movement of the lens for easy mapping of all chips in a row segment. It is added to the system to increase the efficiency, repeatability and accuracy of the process. • The telecentric lens ensures that the rays run parallel to the direction of the optical axis of the lens. Thanks to it, the system allows optical inspection of the entire chip row, including bump bond details, and there is no change in the size or shape of the observed object depending on its distance from the camera within a defined working range, which is essential for accurate optical inspection of chip alignment. • The vacuum manipulator ensures safe handling of chips and their precise placement. The principle of the new system for aligning chips into a row segment: First, the correct height and parallelism of the base plate is set using a movable height gauge. Then the first chip is attached using a vacuum manipulator. Its position is determined by mechanical stops and a scale visible in the microscope. The rotation of the chip is fine-tuned by checking the position of the first and last bump bonds on the chip. The same procedure is repeated for all chips, which are finally attached to the base plate by vacuum. After all chips are aligned, a stacker is moved to which the aligned chips are glued. This chip alignment system allows for very small gaps between adjacent chips, specifically up to 10 μm. For comparison, previous methods reached gaps of 150 μm. The system is currently fully utilized in the assembly of multi-chip rows, from single-row segments to multi-row segments. Figure 3 shows an example of the assembly of a large-area WidePIX MPX3 5x5 CdTe detector (1 mm). The proposed system represents a comprehensive technological solution designed to ensure an accurate, reproducible and operationally efficient process of assembling detector row segments. The design of the device allows for stable mechanical alignment of individual components, controlled positioning within defined tolerances and minimization of assembly deviations that could negatively affect the resulting electrical and image parameters of the detector. The implemented procedures simultaneously increase the repeatability of assembly between individual pieces, limit the influence of the operator on the quality of assembly and contribute to reducing scrap. A manual version of the new system for assembling and aligning chips into line segments is already in use and is leading to successful assembly of detector line segments. In the next iteration, a bridge with motorized slides will be integrated onto the telecentric lens, making this version motorized, allowing for simple lens movement and thus easy mapping of all chips in a line segment. )

Druh

G_prot - Prototyp

CEP obor

—

OECD FORD obor

20301 - Mechanical engineering

Projekt

<a href="/cs/project/FW10010210" target="_blank" >FW10010210: XiChip - Čipy sensorů a technologie pro rentgenové zobrazování</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2025

Kód důvěrnosti údajů

C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.

Interní identifikační kód produktu

2025PRT001

Číselná identifikace

G

Technické parametry

viz. Popis výsledku v původním jazyce

Ekonomické parametry

Díky preciznímu poloautomatickému sesazování čipů bude firma schopna produkovat mnohem větší počet řádkových detektorů. Jejich kvalita se bude odvíjet od přesnosti sesazení jednotlivých čipů vedle sebe, což je nezbytný parametr pro výrobu tohoto typu detektoru. Dojde tak ke snížení zmetkovitosti, která je způsobena nepřesným sesazováním a častým poškozením okrajových čipů. Tyto nedostatky totiž vedou k vysoké zmetkovitosti a zvyšují výrobní náklady.

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

01732731

Název vlastníka

ADVACAM s.r.o.

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

A - K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence

Požadavek na licenční poplatek

A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek

Adresa www stránky s výsledkem

https://advacam.com/projekty/vysledky/2025PRT001/