ചിപ്പ് പാക്കേജിംഗിൽ കോപ്പർ ഫോയിലിന്റെ പ്രയോഗങ്ങൾ

ചെമ്പ് ഫോയിൽവൈദ്യുതചാലകത, താപ ചാലകത, പ്രോസസ്സബിലിറ്റി, ചെലവ്-ഫലപ്രാപ്തി എന്നിവ കാരണം ചിപ്പ് പാക്കേജിംഗിൽ ഇത് കൂടുതൽ പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നു. ചിപ്പ് പാക്കേജിംഗിലെ അതിന്റെ പ്രത്യേക ആപ്ലിക്കേഷനുകളുടെ വിശദമായ വിശകലനം ഇതാ:

1. കോപ്പർ വയർ ബോണ്ടിംഗ്

• സ്വർണ്ണം അല്ലെങ്കിൽ അലുമിനിയം വയറിന് പകരം വയ്ക്കൽ: പരമ്പരാഗതമായി, ചിപ്പിന്റെ ആന്തരിക സർക്യൂട്ടറിയെ ബാഹ്യ ലീഡുകളുമായി വൈദ്യുതമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് ചിപ്പ് പാക്കേജിംഗിൽ സ്വർണ്ണമോ അലുമിനിയം വയറുകളോ ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ചെമ്പ് സംസ്കരണ സാങ്കേതികവിദ്യയിലെ പുരോഗതിയും ചെലവ് പരിഗണനയും കണക്കിലെടുത്ത്, ചെമ്പ് ഫോയിലും ചെമ്പ് വയറും ക്രമേണ മുഖ്യധാരാ തിരഞ്ഞെടുപ്പുകളായി മാറുകയാണ്. ചെമ്പിന്റെ വൈദ്യുതചാലകത സ്വർണ്ണത്തിന്റെ ഏകദേശം 85-95% ആണ്, എന്നാൽ അതിന്റെ വില ഏകദേശം പത്തിലൊന്നാണ്, ഇത് ഉയർന്ന പ്രകടനത്തിനും സാമ്പത്തിക കാര്യക്ഷമതയ്ക്കും അനുയോജ്യമായ ഒരു തിരഞ്ഞെടുപ്പാക്കി മാറ്റുന്നു.
• മെച്ചപ്പെടുത്തിയ വൈദ്യുത പ്രകടനം: ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി, ഉയർന്ന കറന്റ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ചെമ്പ് വയർ ബോണ്ടിംഗ് കുറഞ്ഞ പ്രതിരോധവും മികച്ച താപ ചാലകതയും വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു, ചിപ്പ് ഇന്റർകണക്ഷനുകളിലെ വൈദ്യുതി നഷ്ടം ഫലപ്രദമായി കുറയ്ക്കുകയും മൊത്തത്തിലുള്ള വൈദ്യുത പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. അതിനാൽ, ബോണ്ടിംഗ് പ്രക്രിയകളിൽ ഒരു ചാലക വസ്തുവായി ചെമ്പ് ഫോയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നത് ചെലവ് വർദ്ധിപ്പിക്കാതെ പാക്കേജിംഗ് കാര്യക്ഷമതയും വിശ്വാസ്യതയും വർദ്ധിപ്പിക്കും.
• ഇലക്ട്രോഡുകളിലും മൈക്രോ-ബമ്പുകളിലും ഉപയോഗിക്കുന്നു: ഫ്ലിപ്പ്-ചിപ്പ് പാക്കേജിംഗിൽ, ചിപ്പ് ഫ്ലിപ്പ് ചെയ്തിരിക്കുന്നതിനാൽ അതിന്റെ ഉപരിതലത്തിലുള്ള ഇൻപുട്ട്/ഔട്ട്പുട്ട് (I/O) പാഡുകൾ പാക്കേജ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിലെ സർക്യൂട്ടുമായി നേരിട്ട് ബന്ധിപ്പിക്കപ്പെടും. ഇലക്ട്രോഡുകളും മൈക്രോ-ബമ്പുകളും നിർമ്മിക്കാൻ കോപ്പർ ഫോയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു, അവ നേരിട്ട് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിലേക്ക് ലയിപ്പിക്കുന്നു. ചെമ്പിന്റെ കുറഞ്ഞ താപ പ്രതിരോധവും ഉയർന്ന ചാലകതയും സിഗ്നലുകളുടെയും പവറിന്റെയും കാര്യക്ഷമമായ സംപ്രേഷണം ഉറപ്പാക്കുന്നു.
• വിശ്വാസ്യതയും താപ മാനേജ്മെന്റും: വൈദ്യുതപ്രവാഹത്തിനും മെക്കാനിക്കൽ ശക്തിക്കും എതിരായ നല്ല പ്രതിരോധം കാരണം, വ്യത്യസ്ത താപ ചക്രങ്ങളിലും വൈദ്യുത സാന്ദ്രതയിലും ചെമ്പ് മികച്ച ദീർഘകാല വിശ്വാസ്യത നൽകുന്നു. കൂടാതെ, ചെമ്പിന്റെ ഉയർന്ന താപ ചാലകത ചിപ്പ് പ്രവർത്തന സമയത്ത് ഉണ്ടാകുന്ന താപത്തെ അടിവസ്ത്രത്തിലേക്കോ ഹീറ്റ് സിങ്കിലേക്കോ വേഗത്തിൽ പുറന്തള്ളാൻ സഹായിക്കുന്നു, ഇത് പാക്കേജിന്റെ താപ മാനേജ്മെന്റ് കഴിവുകൾ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.
• ലെഡ് ഫ്രെയിം മെറ്റീരിയൽ: ചെമ്പ് ഫോയിൽലെഡ് ഫ്രെയിം പാക്കേജിംഗിൽ, പ്രത്യേകിച്ച് പവർ ഉപകരണ പാക്കേജിംഗിനായി വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ലീഡ് ഫ്രെയിം ചിപ്പിന് ഘടനാപരമായ പിന്തുണയും വൈദ്യുത കണക്ഷനും നൽകുന്നു, ഉയർന്ന ചാലകതയും നല്ല താപ ചാലകതയും ഉള്ള വസ്തുക്കൾ ആവശ്യമാണ്. ചെമ്പ് ഫോയിൽ ഈ ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നു, താപ വിസർജ്ജനവും വൈദ്യുത പ്രകടനവും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനൊപ്പം പാക്കേജിംഗ് ചെലവ് ഫലപ്രദമായി കുറയ്ക്കുന്നു.
• ഉപരിതല ചികിത്സാ രീതികൾ: പ്രായോഗിക പ്രയോഗങ്ങളിൽ, ഓക്സീകരണം തടയുന്നതിനും സോൾഡറബിലിറ്റി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനുമായി ചെമ്പ് ഫോയിൽ പലപ്പോഴും നിക്കൽ, ടിൻ അല്ലെങ്കിൽ വെള്ളി പ്ലേറ്റിംഗ് പോലുള്ള ഉപരിതല ചികിത്സകൾക്ക് വിധേയമാകുന്നു. ഈ ചികിത്സകൾ ലെഡ് ഫ്രെയിം പാക്കേജിംഗിലെ ചെമ്പ് ഫോയിലിന്റെ ഈടുതലും വിശ്വാസ്യതയും കൂടുതൽ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.
• മൾട്ടി-ചിപ്പ് മൊഡ്യൂളുകളിലെ ചാലക വസ്തുക്കൾ: ഉയർന്ന സംയോജനവും പ്രവർത്തന സാന്ദ്രതയും കൈവരിക്കുന്നതിന് സിസ്റ്റം-ഇൻ-പാക്കേജ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഒന്നിലധികം ചിപ്പുകളെയും നിഷ്ക്രിയ ഘടകങ്ങളെയും ഒരൊറ്റ പാക്കേജിലേക്ക് സംയോജിപ്പിക്കുന്നു. ആന്തരിക ഇന്റർകണക്റ്റിംഗ് സർക്യൂട്ടുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനും കറന്റ് കണ്ടക്ഷൻ പാതയായി പ്രവർത്തിക്കുന്നതിനും കോപ്പർ ഫോയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. പരിമിതമായ പാക്കേജിംഗ് സ്ഥലത്ത് ഉയർന്ന പ്രകടനം കൈവരിക്കുന്നതിന് ഉയർന്ന ചാലകതയും അൾട്രാ-നേർത്ത സ്വഭാവസവിശേഷതകളും ഉണ്ടായിരിക്കാൻ ഈ ആപ്ലിക്കേഷന് കോപ്പർ ഫോയിൽ ആവശ്യമാണ്.
• RF, മില്ലിമീറ്റർ-വേവ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ: SiP-യിലെ ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി സിഗ്നൽ ട്രാൻസ്മിഷൻ സർക്യൂട്ടുകളിൽ, പ്രത്യേകിച്ച് റേഡിയോ ഫ്രീക്വൻസി (RF), മില്ലിമീറ്റർ-വേവ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ, കോപ്പർ ഫോയിൽ നിർണായക പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. ഇതിന്റെ കുറഞ്ഞ നഷ്ട സവിശേഷതകളും മികച്ച ചാലകതയും ഈ ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ സിഗ്നൽ അറ്റൻവേഷൻ ഫലപ്രദമായി കുറയ്ക്കാനും ട്രാൻസ്മിഷൻ കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്താനും അനുവദിക്കുന്നു.
• റീഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ ലെയറുകളിൽ (RDL) ഉപയോഗിക്കുന്നു: ഫാൻ-ഔട്ട് പാക്കേജിംഗിൽ, പുനർവിതരണ പാളി നിർമ്മിക്കാൻ കോപ്പർ ഫോയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് ചിപ്പ് I/O കൂടുതൽ പ്രദേശത്തേക്ക് പുനർവിതരണം ചെയ്യുന്ന ഒരു സാങ്കേതികവിദ്യയാണ്. കോപ്പർ ഫോയിലിന്റെ ഉയർന്ന ചാലകതയും നല്ല അഡീഷനും ഇതിനെ പുനർവിതരണ പാളികൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനും I/O സാന്ദ്രത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനും മൾട്ടി-ചിപ്പ് സംയോജനത്തെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നതിനും അനുയോജ്യമായ ഒരു വസ്തുവാക്കി മാറ്റുന്നു.
• വലുപ്പം കുറയ്ക്കലും സിഗ്നൽ സമഗ്രതയും: പുനർവിതരണ പാളികളിൽ ചെമ്പ് ഫോയിൽ പ്രയോഗിക്കുന്നത് പാക്കേജ് വലുപ്പം കുറയ്ക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു, അതേസമയം സിഗ്നൽ ട്രാൻസ്മിഷൻ സമഗ്രതയും വേഗതയും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു, ഇത് മൊബൈൽ ഉപകരണങ്ങളിലും ചെറിയ പാക്കേജിംഗ് വലുപ്പങ്ങളും ഉയർന്ന പ്രകടനവും ആവശ്യമുള്ള ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിലും പ്രത്യേകിച്ചും പ്രധാനമാണ്.
• കോപ്പർ ഫോയിൽ ഹീറ്റ് സിങ്കുകളും തെർമൽ ചാനലുകളും: മികച്ച താപ ചാലകത കാരണം, ചിപ്പ് ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്ന താപം ബാഹ്യ കൂളിംഗ് ഘടനകളിലേക്ക് വേഗത്തിൽ കൈമാറാൻ സഹായിക്കുന്നതിന്, ഹീറ്റ് സിങ്കുകൾ, തെർമൽ ചാനലുകൾ, ചിപ്പ് പാക്കേജിംഗിനുള്ളിലെ തെർമൽ ഇന്റർഫേസ് മെറ്റീരിയലുകൾ എന്നിവയിൽ ചെമ്പ് ഫോയിൽ പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഉയർന്ന പവർ ചിപ്പുകളിലും CPU-കൾ, GPU-കൾ, പവർ മാനേജ്മെന്റ് ചിപ്പുകൾ എന്നിവ പോലുള്ള കൃത്യമായ താപനില നിയന്ത്രണം ആവശ്യമുള്ള പാക്കേജുകളിലും ഈ ആപ്ലിക്കേഷൻ പ്രത്യേകിച്ചും പ്രധാനമാണ്.
• ത്രൂ-സിലിക്കൺ വിയ (TSV) സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു: 2.5D, 3D ചിപ്പ് പാക്കേജിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകളിൽ, ചിപ്പുകൾക്കിടയിൽ ലംബമായ പരസ്പരബന്ധം നൽകിക്കൊണ്ട്, ത്രൂ-സിലിക്കൺ വയാസ്‌ക്കായി ചാലക ഫിൽ മെറ്റീരിയൽ സൃഷ്ടിക്കാൻ കോപ്പർ ഫോയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. കോപ്പർ ഫോയിലിന്റെ ഉയർന്ന ചാലകതയും പ്രോസസ്സബിലിറ്റിയും ഈ നൂതന പാക്കേജിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകളിൽ ഇതിനെ ഒരു മുൻഗണനാ വസ്തുവാക്കി മാറ്റുന്നു, ഉയർന്ന സാന്ദ്രത സംയോജനത്തെയും ചെറിയ സിഗ്നൽ പാതകളെയും പിന്തുണയ്ക്കുന്നു, അതുവഴി മൊത്തത്തിലുള്ള സിസ്റ്റം പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.

2. ഫ്ലിപ്പ്-ചിപ്പ് പാക്കേജിംഗ്

3. ലീഡ് ഫ്രെയിം പാക്കേജിംഗ്

4. സിസ്റ്റം-ഇൻ-പാക്കേജ് (SiP)

5. ഫാൻ-ഔട്ട് പാക്കേജിംഗ്

6. താപ മാനേജ്മെന്റ്, താപ വിസർജ്ജന ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ

7. നൂതന പാക്കേജിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകൾ (2.5D, 3D പാക്കേജിംഗ് പോലുള്ളവ)

മൊത്തത്തിൽ, ചിപ്പ് പാക്കേജിംഗിൽ ചെമ്പ് ഫോയിലിന്റെ പ്രയോഗം പരമ്പരാഗത ചാലക കണക്ഷനുകളിലും താപ മാനേജ്മെന്റിലും മാത്രമായി പരിമിതപ്പെടുത്തിയിട്ടില്ല, മറിച്ച് ഫ്ലിപ്പ്-ചിപ്പ്, സിസ്റ്റം-ഇൻ-പാക്കേജ്, ഫാൻ-ഔട്ട് പാക്കേജിംഗ്, 3D പാക്കേജിംഗ് തുടങ്ങിയ ഉയർന്നുവരുന്ന പാക്കേജിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകളിലേക്കും വ്യാപിക്കുന്നു. ചെമ്പ് ഫോയിലിന്റെ മൾട്ടിഫങ്ഷണൽ ഗുണങ്ങളും മികച്ച പ്രകടനവും ചിപ്പ് പാക്കേജിംഗിന്റെ വിശ്വാസ്യത, പ്രകടനം, ചെലവ്-ഫലപ്രാപ്തി എന്നിവ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിൽ പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു.