चिप पॅकेजिंगमध्ये कॉपर फॉइलचे अनुप्रयोग

कॉपर फॉइलत्याची विद्युत चालकता, थर्मल चालकता, प्रक्रियाक्षमता आणि किफायतशीरपणामुळे चिप पॅकेजिंगमध्ये ते अधिकाधिक महत्त्वाचे होत आहे. चिप पॅकेजिंगमधील त्याच्या विशिष्ट अनुप्रयोगांचे तपशीलवार विश्लेषण येथे आहे:

1. कॉपर वायर बाँडिंग

• सोने किंवा ॲल्युमिनियम वायर बदलणे: पारंपारिकपणे, चिप पॅकेजिंगमध्ये सोन्याच्या किंवा ॲल्युमिनियमच्या तारांचा वापर चीपच्या अंतर्गत सर्किटला बाह्य लीड्सशी विद्युतरित्या जोडण्यासाठी केला जातो. तथापि, तांबे प्रक्रिया तंत्रज्ञानातील प्रगती आणि किमतीचा विचार करून, कॉपर फॉइल आणि कॉपर वायर हळूहळू मुख्य प्रवाहातील पर्याय बनत आहेत. तांब्याची विद्युत चालकता सोन्यापेक्षा अंदाजे 85-95% आहे, परंतु त्याची किंमत सुमारे एक दशांश आहे, ज्यामुळे ते उच्च कार्यक्षमता आणि आर्थिक कार्यक्षमतेसाठी एक आदर्श पर्याय बनते.
• वर्धित विद्युत कार्यप्रदर्शन: कॉपर वायर बाँडिंग उच्च-फ्रिक्वेंसी आणि उच्च-वर्तमान ऍप्लिकेशन्समध्ये कमी प्रतिकार आणि चांगली थर्मल चालकता देते, प्रभावीपणे चिप इंटरकनेक्शनमधील पॉवर लॉस कमी करते आणि एकूण इलेक्ट्रिकल कामगिरी सुधारते. अशाप्रकारे, तांबे फॉइलचा वापर बॉन्डिंग प्रक्रियेमध्ये प्रवाहकीय सामग्री म्हणून केल्याने खर्च न वाढवता पॅकेजिंगची कार्यक्षमता आणि विश्वासार्हता वाढू शकते.
• इलेक्ट्रोड्स आणि मायक्रो-बंप्समध्ये वापरले जाते: फ्लिप-चिप पॅकेजिंगमध्ये, चिप फ्लिप केली जाते जेणेकरून त्याच्या पृष्ठभागावरील इनपुट/आउटपुट (I/O) पॅड पॅकेज सब्सट्रेटवरील सर्किटशी थेट जोडलेले असतात. कॉपर फॉइलचा वापर इलेक्ट्रोड आणि मायक्रो-बंप तयार करण्यासाठी केला जातो, जो थेट सब्सट्रेटवर सोल्डर केला जातो. कमी थर्मल प्रतिरोध आणि तांब्याची उच्च चालकता सिग्नल आणि शक्तीचे कार्यक्षम प्रसारण सुनिश्चित करते.
• विश्वसनीयता आणि थर्मल व्यवस्थापन: इलेक्ट्रोमिग्रेशन आणि यांत्रिक सामर्थ्याला त्याच्या चांगल्या प्रतिकारामुळे, तांबे वेगवेगळ्या थर्मल चक्र आणि वर्तमान घनतेच्या अंतर्गत दीर्घकालीन विश्वासार्हता प्रदान करते. याव्यतिरिक्त, तांबेची उच्च थर्मल चालकता चिप ऑपरेशन दरम्यान तयार होणारी उष्णता सब्सट्रेट किंवा उष्णता सिंकमध्ये द्रुतपणे नष्ट करण्यास मदत करते, ज्यामुळे पॅकेजची थर्मल व्यवस्थापन क्षमता वाढते.
• लीड फ्रेम सामग्री: कॉपर फॉइललीड फ्रेम पॅकेजिंगमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते, विशेषत: पॉवर डिव्हाइस पॅकेजिंगसाठी. लीड फ्रेम चिपसाठी स्ट्रक्चरल सपोर्ट आणि इलेक्ट्रिकल कनेक्शन प्रदान करते, ज्यासाठी उच्च चालकता आणि चांगली थर्मल चालकता असलेली सामग्री आवश्यक असते. कॉपर फॉइल या गरजा पूर्ण करते, थर्मल डिसिपेशन आणि इलेक्ट्रिकल कामगिरी सुधारताना पॅकेजिंग खर्च प्रभावीपणे कमी करते.
• पृष्ठभाग उपचार तंत्र: प्रॅक्टिकल ऍप्लिकेशन्समध्ये, कॉपर फॉइलवर ऑक्सिडेशन टाळण्यासाठी आणि सोल्डरबिलिटी सुधारण्यासाठी निकेल, टिन किंवा सिल्व्हर प्लेटिंगसारख्या पृष्ठभागावर उपचार केले जातात. हे उपचार लीड फ्रेम पॅकेजिंगमध्ये कॉपर फॉइलची टिकाऊपणा आणि विश्वासार्हता वाढवतात.
• मल्टी-चिप मॉड्यूल्समध्ये प्रवाहकीय साहित्य: सिस्टम-इन-पॅकेज तंत्रज्ञान उच्च एकात्मता आणि कार्यात्मक घनता प्राप्त करण्यासाठी एकाच पॅकेजमध्ये एकाधिक चिप्स आणि निष्क्रिय घटक एकत्रित करते. कॉपर फॉइलचा वापर अंतर्गत इंटरकनेक्टिंग सर्किट्स तयार करण्यासाठी आणि वर्तमान वहन मार्ग म्हणून काम करण्यासाठी केला जातो. मर्यादित पॅकेजिंग जागेत उच्च कार्यक्षमता प्राप्त करण्यासाठी या ऍप्लिकेशनला कॉपर फॉइलची उच्च चालकता आणि अति-पातळ वैशिष्ट्ये असणे आवश्यक आहे.
• आरएफ आणि मिलीमीटर-वेव्ह ऍप्लिकेशन्स: कॉपर फॉइल देखील SiP मधील उच्च-फ्रिक्वेंसी सिग्नल ट्रान्समिशन सर्किट्समध्ये, विशेषतः रेडिओ फ्रिक्वेन्सी (RF) आणि मिलिमीटर-वेव्ह ऍप्लिकेशन्समध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. त्याची कमी हानीची वैशिष्ट्ये आणि उत्कृष्ट चालकता यामुळे या उच्च-वारंवारता अनुप्रयोगांमध्ये सिग्नल क्षीणन प्रभावीपणे कमी होते आणि प्रसारण कार्यक्षमता सुधारते.
• पुनर्वितरण स्तर (RDL) मध्ये वापरले: फॅन-आउट पॅकेजिंगमध्ये, कॉपर फॉइलचा वापर पुनर्वितरण स्तर तयार करण्यासाठी केला जातो, हे तंत्रज्ञान जे चिप I/O चे मोठ्या क्षेत्रामध्ये पुनर्वितरण करते. तांबे फॉइलची उच्च चालकता आणि चांगले आसंजन हे पुनर्वितरण स्तर तयार करण्यासाठी, I/O घनता वाढविण्यासाठी आणि मल्टी-चिप एकत्रीकरणास समर्थन देण्यासाठी एक आदर्श सामग्री बनवते.
• आकार कमी करणे आणि सिग्नल अखंडता: रिडिस्ट्रिब्युशन लेयर्समध्ये कॉपर फॉइलचा वापर सिग्नल ट्रान्समिशन अखंडता आणि वेग सुधारताना पॅकेजचा आकार कमी करण्यास मदत करतो, जे विशेषतः मोबाइल डिव्हाइसेस आणि उच्च-कार्यक्षमता संगणकीय अनुप्रयोगांमध्ये महत्वाचे आहे ज्यांना लहान पॅकेजिंग आकार आणि उच्च कार्यक्षमता आवश्यक आहे.
• कॉपर फॉइल हीट सिंक आणि थर्मल चॅनेल: उत्कृष्ट थर्मल चालकतेमुळे, तांबे फॉइल बहुतेकदा हीट सिंक, थर्मल चॅनेल आणि चिप पॅकेजिंगमधील थर्मल इंटरफेस सामग्रीमध्ये वापरला जातो ज्यामुळे चिपद्वारे निर्माण होणारी उष्णता बाह्य शीतलक संरचनांमध्ये त्वरित हस्तांतरित करण्यात मदत होते. हा ऍप्लिकेशन विशेषत: उच्च-पॉवर चिप्स आणि पॅकेजेसमध्ये महत्त्वपूर्ण आहे ज्यांना अचूक तापमान नियंत्रण आवश्यक आहे, जसे की CPUs, GPUs आणि पॉवर मॅनेजमेंट चिप्स.
• थ्रू-सिलिकॉन व्हाया (टीएसव्ही) तंत्रज्ञानामध्ये वापरले जाते: 2.5D आणि 3D चिप पॅकेजिंग तंत्रज्ञानामध्ये, कॉपर फॉइलचा वापर थ्रू-सिलिकॉन वायससाठी कंडक्टिव्ह फिल मटेरियल तयार करण्यासाठी केला जातो, ज्यामुळे चिप्समध्ये उभ्या इंटरकनेक्शन मिळतात. तांबे फॉइलची उच्च चालकता आणि प्रक्रियाक्षमता या प्रगत पॅकेजिंग तंत्रज्ञानामध्ये त्याला प्राधान्य देणारी सामग्री बनवते, उच्च घनतेच्या एकत्रीकरणास आणि लहान सिग्नल पथांना समर्थन देते, ज्यामुळे संपूर्ण सिस्टम कार्यक्षमतेत वाढ होते.

2. फ्लिप-चिप पॅकेजिंग

3. लीड फ्रेम पॅकेजिंग

4. सिस्टम-इन-पॅकेज (SiP)

5. फॅन-आउट पॅकेजिंग

6. थर्मल मॅनेजमेंट आणि हीट डिसिपेशन ऍप्लिकेशन्स

7. प्रगत पॅकेजिंग तंत्रज्ञान (जसे की 2.5D आणि 3D पॅकेजिंग)

एकूणच, चिप पॅकेजिंगमध्ये कॉपर फॉइलचा वापर पारंपारिक प्रवाहकीय कनेक्शन आणि थर्मल व्यवस्थापनापुरता मर्यादित नाही तर फ्लिप-चिप, सिस्टम-इन-पॅकेज, फॅन-आउट पॅकेजिंग आणि 3D पॅकेजिंग यासारख्या उदयोन्मुख पॅकेजिंग तंत्रज्ञानापर्यंत विस्तारित आहे. चिप पॅकेजिंगची विश्वासार्हता, कार्यप्रदर्शन आणि किफायतशीरपणा सुधारण्यात तांबे फॉइलचे बहु-कार्यक्षम गुणधर्म आणि उत्कृष्ट कामगिरी महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते.