ചിപ്പ് പാക്കേജിംഗിൽ കോപ്പർ ഫോയിലിൻ്റെ പ്രയോഗങ്ങൾ

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

1. കോപ്പർ വയർ ബോണ്ടിംഗ്

• ഗോൾഡ് അല്ലെങ്കിൽ അലുമിനിയം വയർ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കൽ: പരമ്പരാഗതമായി, ചിപ്പ് പാക്കേജിംഗിൽ സ്വർണ്ണമോ അലുമിനിയം വയറുകളോ ചിപ്പിൻ്റെ ആന്തരിക സർക്യൂട്ട് ബാഹ്യ ലീഡുകളുമായി വൈദ്യുതപരമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് ഉപയോഗിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, കോപ്പർ പ്രോസസ്സിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയിലെ പുരോഗതിയും ചെലവ് പരിഗണനയും കൊണ്ട്, കോപ്പർ ഫോയിൽ, കോപ്പർ വയർ എന്നിവ ക്രമേണ മുഖ്യധാരാ തിരഞ്ഞെടുപ്പുകളായി മാറുകയാണ്. ചെമ്പിൻ്റെ വൈദ്യുതചാലകത സ്വർണ്ണത്തേക്കാൾ ഏകദേശം 85-95% ആണ്, എന്നാൽ അതിൻ്റെ വില ഏകദേശം പത്തിലൊന്ന് ആണ്, ഇത് ഉയർന്ന പ്രകടനത്തിനും സാമ്പത്തിക കാര്യക്ഷമതയ്ക്കും അനുയോജ്യമായ തിരഞ്ഞെടുപ്പാണ്.
• മെച്ചപ്പെടുത്തിയ ഇലക്ട്രിക്കൽ പ്രകടനം: കോപ്പർ വയർ ബോണ്ടിംഗ് ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസിയിലും ഉയർന്ന കറൻ്റ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിലും കുറഞ്ഞ പ്രതിരോധവും മികച്ച താപ ചാലകതയും വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു, ചിപ്പ് ഇൻ്റർകണക്ഷനുകളിലെ വൈദ്യുതി നഷ്ടം ഫലപ്രദമായി കുറയ്ക്കുകയും മൊത്തത്തിലുള്ള വൈദ്യുത പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. അങ്ങനെ, ബോണ്ടിംഗ് പ്രക്രിയകളിൽ ഒരു ചാലക വസ്തുവായി കോപ്പർ ഫോയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നത് ചെലവ് വർദ്ധിപ്പിക്കാതെ തന്നെ പാക്കേജിംഗ് കാര്യക്ഷമതയും വിശ്വാസ്യതയും വർദ്ധിപ്പിക്കും.
• ഇലക്ട്രോഡുകളിലും മൈക്രോ ബമ്പുകളിലും ഉപയോഗിക്കുന്നു: ഫ്ലിപ്പ്-ചിപ്പ് പാക്കേജിംഗിൽ, ചിപ്പ് ഫ്ലിപ്പുചെയ്യുന്നതിനാൽ അതിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിലുള്ള ഇൻപുട്ട്/ഔട്ട്പുട്ട് (I/O) പാഡുകൾ പാക്കേജ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിലെ സർക്യൂട്ടുമായി നേരിട്ട് ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. ഇലക്ട്രോഡുകളും മൈക്രോ ബമ്പുകളും നിർമ്മിക്കാൻ കോപ്പർ ഫോയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു, അവ നേരിട്ട് അടിവസ്ത്രത്തിലേക്ക് ലയിപ്പിക്കുന്നു. ചെമ്പിൻ്റെ കുറഞ്ഞ താപ പ്രതിരോധവും ഉയർന്ന ചാലകതയും സിഗ്നലുകളുടെയും ശക്തിയുടെയും കാര്യക്ഷമമായ സംപ്രേക്ഷണം ഉറപ്പാക്കുന്നു.
• വിശ്വാസ്യതയും തെർമൽ മാനേജ്മെൻ്റും: ഇലക്ട്രോമിഗ്രേഷൻ, മെക്കാനിക്കൽ ശക്തി എന്നിവയ്ക്കുള്ള നല്ല പ്രതിരോധം കാരണം, വ്യത്യസ്ത താപ ചക്രങ്ങളിലും നിലവിലെ സാന്ദ്രതയിലും ചെമ്പ് മികച്ച ദീർഘകാല വിശ്വാസ്യത നൽകുന്നു. കൂടാതെ, ചെമ്പിൻ്റെ ഉയർന്ന താപ ചാലകത, ചിപ്പ് പ്രവർത്തന സമയത്ത് ഉണ്ടാകുന്ന താപത്തെ അടിവസ്ത്രത്തിലേക്കോ ഹീറ്റ് സിങ്കിലേക്കോ വേഗത്തിൽ പുറന്തള്ളാൻ സഹായിക്കുന്നു, ഇത് പാക്കേജിൻ്റെ താപ മാനേജ്മെൻ്റ് കഴിവുകൾ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.
• ലീഡ് ഫ്രെയിം മെറ്റീരിയൽ: ചെമ്പ് ഫോയിൽലെഡ് ഫ്രെയിം പാക്കേജിംഗിൽ, പ്രത്യേകിച്ച് പവർ ഉപകരണ പാക്കേജിംഗിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ലീഡ് ഫ്രെയിം ചിപ്പിന് ഘടനാപരമായ പിന്തുണയും വൈദ്യുത കണക്ഷനും നൽകുന്നു, ഉയർന്ന ചാലകതയും നല്ല താപ ചാലകതയും ഉള്ള വസ്തുക്കൾ ആവശ്യമാണ്. കോപ്പർ ഫോയിൽ ഈ ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നു, താപ വിസർജ്ജനവും വൈദ്യുത പ്രകടനവും മെച്ചപ്പെടുത്തുമ്പോൾ പാക്കേജിംഗ് ചെലവ് ഫലപ്രദമായി കുറയ്ക്കുന്നു.
• ഉപരിതല ട്രീറ്റ്മെൻ്റ് ടെക്നിക്കുകൾ: പ്രായോഗിക പ്രയോഗങ്ങളിൽ, ഓക്സിഡേഷൻ തടയുന്നതിനും സോൾഡറബിളിറ്റി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും ചെമ്പ് ഫോയിൽ പലപ്പോഴും നിക്കൽ, ടിൻ അല്ലെങ്കിൽ സിൽവർ പ്ലേറ്റിംഗ് പോലുള്ള ഉപരിതല ചികിത്സകൾക്ക് വിധേയമാകുന്നു. ഈ ചികിത്സകൾ ലെഡ് ഫ്രെയിം പാക്കേജിംഗിലെ കോപ്പർ ഫോയിലിൻ്റെ ഈടുനിൽക്കുന്നതും വിശ്വാസ്യതയും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.
• മൾട്ടി-ചിപ്പ് മൊഡ്യൂളുകളിൽ കണ്ടക്റ്റീവ് മെറ്റീരിയൽ: സിസ്റ്റം-ഇൻ-പാക്കേജ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉയർന്ന സംയോജനവും പ്രവർത്തന സാന്ദ്രതയും കൈവരിക്കുന്നതിന് ഒന്നിലധികം ചിപ്പുകളും നിഷ്ക്രിയ ഘടകങ്ങളും ഒരൊറ്റ പാക്കേജിലേക്ക് സംയോജിപ്പിക്കുന്നു. ഇൻ്റേണൽ ഇൻ്റർകണക്ടിംഗ് സർക്യൂട്ടുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനും നിലവിലെ ചാലക പാതയായി പ്രവർത്തിക്കുന്നതിനും കോപ്പർ ഫോയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. പരിമിതമായ പാക്കേജിംഗ് സ്ഥലത്ത് ഉയർന്ന പ്രകടനം നേടുന്നതിന് ഉയർന്ന ചാലകതയും അൾട്രാ-നേർത്ത സവിശേഷതകളും ഈ ആപ്ലിക്കേഷന് കോപ്പർ ഫോയിൽ ആവശ്യമാണ്.
• RF, മില്ലിമീറ്റർ-വേവ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾഎസ്ഐപിയിലെ ഹൈ-ഫ്രീക്വൻസി സിഗ്നൽ ട്രാൻസ്മിഷൻ സർക്യൂട്ടുകളിലും, പ്രത്യേകിച്ച് റേഡിയോ ഫ്രീക്വൻസി (ആർഎഫ്), മില്ലിമീറ്റർ-വേവ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിലും കോപ്പർ ഫോയിൽ നിർണായക പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. ഇതിൻ്റെ കുറഞ്ഞ നഷ്ട സ്വഭാവവും മികച്ച ചാലകതയും ഈ ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ സിഗ്നൽ അറ്റൻവേഷൻ ഫലപ്രദമായി കുറയ്ക്കാനും ട്രാൻസ്മിഷൻ കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്താനും അനുവദിക്കുന്നു.
• പുനർവിതരണ പാളികളിൽ (RDL) ഉപയോഗിക്കുന്നു: ഫാൻ-ഔട്ട് പാക്കേജിംഗിൽ, റീഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ ലെയർ നിർമ്മിക്കാൻ കോപ്പർ ഫോയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് ഒരു വലിയ പ്രദേശത്തേക്ക് ചിപ്പ് I/O പുനർവിതരണം ചെയ്യുന്ന സാങ്കേതികവിദ്യയാണ്. കോപ്പർ ഫോയിലിൻ്റെ ഉയർന്ന ചാലകതയും നല്ല അഡീഷനും പുനർവിതരണ പാളികൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനും I/O സാന്ദ്രത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനും മൾട്ടി-ചിപ്പ് സംയോജനത്തെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നതിനും അനുയോജ്യമായ ഒരു വസ്തുവാക്കി മാറ്റുന്നു.
• വലിപ്പം കുറയ്ക്കലും സിഗ്നൽ സമഗ്രതയും: പുനർവിതരണ പാളികളിൽ കോപ്പർ ഫോയിൽ പ്രയോഗം, സിഗ്നൽ ട്രാൻസ്മിഷൻ സമഗ്രതയും വേഗതയും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനോടൊപ്പം പാക്കേജ് വലുപ്പം കുറയ്ക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു, ഇത് മൊബൈൽ ഉപകരണങ്ങളിലും ചെറിയ പാക്കേജിംഗ് വലുപ്പങ്ങളും ഉയർന്ന പ്രകടനവും ആവശ്യമുള്ള ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ പ്രത്യേകിച്ചും പ്രധാനമാണ്.
• കോപ്പർ ഫോയിൽ ഹീറ്റ് സിങ്കുകളും തെർമൽ ചാനലുകളും: മികച്ച താപ ചാലകത കാരണം, ചിപ്പ് ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന താപം ബാഹ്യ കൂളിംഗ് ഘടനകളിലേക്ക് വേഗത്തിൽ കൈമാറാൻ സഹായിക്കുന്നതിന് ചിപ്പ് പാക്കേജിംഗിലെ ചൂട് സിങ്കുകൾ, തെർമൽ ചാനലുകൾ, തെർമൽ ഇൻ്റർഫേസ് മെറ്റീരിയലുകൾ എന്നിവയിൽ കോപ്പർ ഫോയിൽ പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഉയർന്ന പവർ ചിപ്പുകളിലും സിപിയു, ജിപിയു, പവർ മാനേജ്‌മെൻ്റ് ചിപ്പുകൾ എന്നിവ പോലുള്ള കൃത്യമായ താപനില നിയന്ത്രണം ആവശ്യമായ പാക്കേജുകളിലും ഈ ആപ്ലിക്കേഷൻ വളരെ പ്രധാനമാണ്.
• ത്രൂ-സിലിക്കൺ വഴി (TSV) സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു: 2.5D, 3D ചിപ്പ് പാക്കേജിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകളിൽ, ചിപ്പുകൾക്കിടയിൽ ലംബമായ പരസ്പരബന്ധം നൽകിക്കൊണ്ട്, സിലിക്കൺ വഴികൾക്കായി ചാലക ഫിൽ മെറ്റീരിയൽ സൃഷ്ടിക്കാൻ കോപ്പർ ഫോയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. കോപ്പർ ഫോയിലിൻ്റെ ഉയർന്ന ചാലകതയും പ്രോസസിബിലിറ്റിയും ഈ നൂതന പാക്കേജിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകളിൽ ഇതിനെ ഒരു ഇഷ്ടപ്പെട്ട വസ്തുവാക്കി മാറ്റുന്നു, ഉയർന്ന സാന്ദ്രത സംയോജനവും ഹ്രസ്വ സിഗ്നൽ പാതകളും പിന്തുണയ്ക്കുന്നു, അതുവഴി മൊത്തത്തിലുള്ള സിസ്റ്റം പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.

2. ഫ്ലിപ്പ്-ചിപ്പ് പാക്കേജിംഗ്

3. ലീഡ് ഫ്രെയിം പാക്കേജിംഗ്

4. സിസ്റ്റം-ഇൻ-പാക്കേജ് (SiP)

5. ഫാൻ-ഔട്ട് പാക്കേജിംഗ്

6. തെർമൽ മാനേജ്മെൻ്റ് ആൻഡ് ഹീറ്റ് ഡിസ്സിപ്പേഷൻ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ

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

മൊത്തത്തിൽ, ചിപ്പ് പാക്കേജിംഗിലെ കോപ്പർ ഫോയിൽ പ്രയോഗം പരമ്പരാഗത ചാലക കണക്ഷനുകളിലും തെർമൽ മാനേജ്‌മെൻ്റിലും മാത്രമായി പരിമിതപ്പെടുത്തിയിട്ടില്ല, എന്നാൽ ഉയർന്നുവരുന്ന പാക്കേജിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകളായ ഫ്ലിപ്പ്-ചിപ്പ്, സിസ്റ്റം-ഇൻ-പാക്കേജ്, ഫാൻ-ഔട്ട് പാക്കേജിംഗ്, 3D പാക്കേജിംഗ് എന്നിവയിലേക്ക് വ്യാപിക്കുന്നു. ചിപ്പ് പാക്കേജിംഗിൻ്റെ വിശ്വാസ്യത, പ്രകടനം, ചെലവ്-ഫലപ്രാപ്തി എന്നിവ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിൽ കോപ്പർ ഫോയിലിൻ്റെ മൾട്ടിഫങ്ഷണൽ ഗുണങ്ങളും മികച്ച പ്രകടനവും ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു.