வைட்-பேண்ட்கேப் (WBG) பொருட்களின் விரைவான தத்தெடுப்பால் உந்தப்பட்டு, மின் குறைக்கடத்தித் தொழில் ஒரு உருமாற்ற மாற்றத்திற்கு உட்பட்டுள்ளது.சிலிக்கான் கார்பைடு(SiC) மற்றும் காலியம் நைட்ரைடு (GaN) ஆகியவை இந்தப் புரட்சியின் முன்னணியில் உள்ளன, இதனால் அடுத்த தலைமுறை மின் சாதனங்கள் அதிக செயல்திறன், வேகமான மாறுதல் மற்றும் சிறந்த வெப்ப செயல்திறன் கொண்டவை. இந்தப் பொருட்கள் மின் குறைக்கடத்திகளின் மின் பண்புகளை மறுவரையறை செய்வது மட்டுமல்லாமல், பேக்கேஜிங் தொழில்நுட்பத்தில் புதிய சவால்கள் மற்றும் வாய்ப்புகளையும் உருவாக்குகின்றன. மின்சார வாகனங்கள் (EVகள்), புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி அமைப்புகள் மற்றும் தொழில்துறை மின் மின்னணுவியல் போன்ற தேவைப்படும் பயன்பாடுகளில் நம்பகத்தன்மை, செயல்திறன் மற்றும் நீண்ட ஆயுளை உறுதிசெய்து, SiC மற்றும் GaN சாதனங்களின் திறனை முழுமையாகப் பயன்படுத்துவதற்கு பயனுள்ள பேக்கேஜிங் மிகவும் முக்கியமானது.
SiC மற்றும் GaN இன் நன்மைகள்
வழக்கமான சிலிக்கான் (Si) மின் சாதனங்கள் பல தசாப்தங்களாக சந்தையில் ஆதிக்கம் செலுத்தி வருகின்றன. இருப்பினும், அதிக மின் அடர்த்தி, அதிக செயல்திறன் மற்றும் மிகவும் சிறிய வடிவ காரணிகளுக்கான தேவை அதிகரிக்கும் போது, சிலிக்கான் உள்ளார்ந்த வரம்புகளை எதிர்கொள்கிறது:
-
வரையறுக்கப்பட்ட முறிவு மின்னழுத்தம், அதிக மின்னழுத்தங்களில் பாதுகாப்பாக இயங்குவது சவாலானது.
-
மெதுவான மாறுதல் வேகம், அதிக அதிர்வெண் பயன்பாடுகளில் மாறுதல் இழப்புகளை அதிகரிக்க வழிவகுக்கிறது.
-
குறைந்த வெப்ப கடத்துத்திறன், இதன் விளைவாக வெப்பக் குவிப்பு மற்றும் கடுமையான குளிரூட்டும் தேவைகள் ஏற்படுகின்றன.
WBG குறைக்கடத்திகளாக SiC மற்றும் GaN, இந்த வரம்புகளைக் கடக்கின்றன:
-
எஸ்ஐசிஅதிக முறிவு மின்னழுத்தம், சிறந்த வெப்ப கடத்துத்திறன் (சிலிக்கானை விட 3–4 மடங்கு) மற்றும் உயர் வெப்பநிலை சகிப்புத்தன்மை ஆகியவற்றை வழங்குகிறது, இது இன்வெர்ட்டர்கள் மற்றும் இழுவை மோட்டார்கள் போன்ற உயர்-சக்தி பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றதாக அமைகிறது.
-
கான்அதிவேக மாறுதல், குறைந்த எதிர்ப்பு மற்றும் அதிக எலக்ட்ரான் இயக்கம் ஆகியவற்றை வழங்குகிறது, அதிக அதிர்வெண்களில் இயங்கும் சிறிய, அதிக திறன் கொண்ட மின் மாற்றிகளை செயல்படுத்துகிறது.
இந்தப் பொருள் நன்மைகளைப் பயன்படுத்தி, பொறியாளர்கள் அதிக செயல்திறன், சிறிய அளவு மற்றும் மேம்பட்ட நம்பகத்தன்மை கொண்ட மின் அமைப்புகளை வடிவமைக்க முடியும்.
பவர் பேக்கேஜிங்கிற்கான தாக்கங்கள்
குறைக்கடத்தி மட்டத்தில் SiC மற்றும் GaN சாதன செயல்திறனை மேம்படுத்தும் அதே வேளையில், வெப்ப, மின்சாரம் மற்றும் இயந்திர சவால்களை எதிர்கொள்ள பேக்கேஜிங் தொழில்நுட்பம் உருவாக வேண்டும். முக்கிய பரிசீலனைகளில் பின்வருவன அடங்கும்:
-
வெப்ப மேலாண்மை
SiC சாதனங்கள் 200°C க்கும் அதிகமான வெப்பநிலையில் இயங்க முடியும். வெப்ப ஓட்டத்தைத் தடுக்கவும் நீண்ட கால நம்பகத்தன்மையை உறுதி செய்யவும் திறமையான வெப்பச் சிதறல் மிக முக்கியமானது. மேம்பட்ட வெப்ப இடைமுகப் பொருட்கள் (TIMகள்), செப்பு-மாலிப்டினம் அடி மூலக்கூறுகள் மற்றும் உகந்த வெப்ப-பரவல் வடிவமைப்புகள் அவசியம். வெப்பக் கருத்தாய்வுகள் டை இடம், தொகுதி அமைப்பு மற்றும் ஒட்டுமொத்த தொகுப்பு அளவையும் பாதிக்கின்றன. -
மின் செயல்திறன் மற்றும் ஒட்டுண்ணிகள்
GaN இன் அதிக மாறுதல் வேகம், தூண்டல் மற்றும் கொள்ளளவு போன்ற தொகுப்பு ஒட்டுண்ணிகளை குறிப்பாக முக்கியமானதாக ஆக்குகிறது. சிறிய ஒட்டுண்ணி கூறுகள் கூட மின்னழுத்த ஓவர்ஷூட், மின்காந்த குறுக்கீடு (EMI) மற்றும் மாறுதல் இழப்புகளுக்கு வழிவகுக்கும். ஒட்டுண்ணி விளைவுகளைக் குறைக்க ஃபிளிப்-சிப் பிணைப்பு, குறுகிய மின்னோட்ட சுழல்கள் மற்றும் உட்பொதிக்கப்பட்ட டை உள்ளமைவுகள் போன்ற பேக்கேஜிங் உத்திகள் அதிகளவில் ஏற்றுக்கொள்ளப்படுகின்றன. -
இயந்திர நம்பகத்தன்மை
SiC இயல்பாகவே உடையக்கூடியது, மேலும் GaN-on-Si சாதனங்கள் அழுத்தத்திற்கு உணர்திறன் கொண்டவை. மீண்டும் மீண்டும் வெப்ப மற்றும் மின் சுழற்சியின் கீழ் சாதன ஒருமைப்பாட்டைப் பராமரிக்க, பேக்கேஜிங் வெப்ப விரிவாக்க பொருத்தமின்மைகள், வார்பேஜ் மற்றும் இயந்திர சோர்வு ஆகியவற்றை நிவர்த்தி செய்ய வேண்டும். குறைந்த அழுத்த டை இணைப்பு பொருட்கள், இணக்கமான அடி மூலக்கூறுகள் மற்றும் வலுவான அண்டர்ஃபில் ஆகியவை இந்த அபாயங்களைக் குறைக்க உதவுகின்றன. -
மினியேட்டரைசேஷன் மற்றும் ஒருங்கிணைப்பு
WBG சாதனங்கள் அதிக சக்தி அடர்த்தியை செயல்படுத்துகின்றன, இது சிறிய தொகுப்புகளுக்கான தேவையை அதிகரிக்கிறது. சிப்-ஆன்-போர்டு (CoB), இரட்டை பக்க குளிர்விப்பு மற்றும் சிஸ்டம்-இன்-பேக்கேஜ் (SiP) ஒருங்கிணைப்பு போன்ற மேம்பட்ட பேக்கேஜிங் நுட்பங்கள் வடிவமைப்பாளர்கள் செயல்திறன் மற்றும் வெப்பக் கட்டுப்பாட்டைப் பராமரிக்கும் போது தடம் பதிலை குறைக்க அனுமதிக்கின்றன. மினியேட்டரைசேஷன் அதிக அதிர்வெண் செயல்பாடு மற்றும் மின் மின்னணு அமைப்புகளில் வேகமான பதிலை ஆதரிக்கிறது.
வளர்ந்து வரும் பேக்கேஜிங் தீர்வுகள்
SiC மற்றும் GaN தத்தெடுப்பை ஆதரிக்க பல புதுமையான பேக்கேஜிங் அணுகுமுறைகள் உருவாகியுள்ளன:
-
நேரடி பிணைக்கப்பட்ட செம்பு (DBC) அடி மூலக்கூறுகள்SiC-க்கு: DBC தொழில்நுட்பம் அதிக மின்னோட்டங்களின் கீழ் வெப்பப் பரவல் மற்றும் இயந்திர நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்துகிறது.
-
உட்பொதிக்கப்பட்ட GaN-on-Si வடிவமைப்புகள்: இவை ஒட்டுண்ணி தூண்டலைக் குறைத்து, சிறிய தொகுதிகளில் அதிவேக மாறுதலை செயல்படுத்துகின்றன.
-
உயர் வெப்ப கடத்துத்திறன் உறை: மேம்பட்ட மோல்டிங் கலவைகள் மற்றும் குறைந்த அழுத்த அண்டர்ஃபில்ல்கள் வெப்ப சுழற்சியின் கீழ் விரிசல் மற்றும் சிதைவைத் தடுக்கின்றன.
-
3D மற்றும் மல்டி-சிப் தொகுதிகள்: இயக்கிகள், சென்சார்கள் மற்றும் மின் சாதனங்களை ஒரே தொகுப்பில் ஒருங்கிணைப்பது கணினி-நிலை செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது மற்றும் பலகை இடத்தைக் குறைக்கிறது.
இந்த கண்டுபிடிப்புகள் WBG குறைக்கடத்திகளின் முழு திறனையும் திறப்பதில் பேக்கேஜிங்கின் முக்கிய பங்கை எடுத்துக்காட்டுகின்றன.
முடிவுரை
SiC மற்றும் GaN ஆகியவை சக்தி குறைக்கடத்தி தொழில்நுட்பத்தை அடிப்படையில் மாற்றுகின்றன. அவற்றின் உயர்ந்த மின் மற்றும் வெப்ப பண்புகள், வேகமான, திறமையான மற்றும் கடுமையான சூழல்களில் செயல்படும் திறன் கொண்ட சாதனங்களை செயல்படுத்துகின்றன. இருப்பினும், இந்த நன்மைகளை உணர்ந்து கொள்வதற்கு வெப்ப மேலாண்மை, மின் செயல்திறன், இயந்திர நம்பகத்தன்மை மற்றும் மினியேட்டரைசேஷன் ஆகியவற்றை நிவர்த்தி செய்யும் சமமான மேம்பட்ட பேக்கேஜிங் உத்திகள் தேவைப்படுகின்றன. SiC மற்றும் GaN பேக்கேஜிங்கில் புதுமைகளை உருவாக்கும் நிறுவனங்கள், வாகன, தொழில்துறை மற்றும் புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி துறைகளில் ஆற்றல்-திறனுள்ள மற்றும் உயர் செயல்திறன் அமைப்புகளை ஆதரித்து, அடுத்த தலைமுறை மின் மின்னணுவியல் துறையை வழிநடத்தும்.
சுருக்கமாக, சக்தி குறைக்கடத்தி பேக்கேஜிங்கில் ஏற்பட்ட புரட்சி, SiC மற்றும் GaN இன் எழுச்சியிலிருந்து பிரிக்க முடியாதது. இந்தத் தொழில் தொடர்ந்து அதிக செயல்திறன், அதிக அடர்த்தி மற்றும் அதிக நம்பகத்தன்மையை நோக்கிச் செல்வதால், பரந்த-அலைவரிசை குறைக்கடத்திகளின் தத்துவார்த்த நன்மைகளை நடைமுறை, பயன்படுத்தக்கூடிய தீர்வுகளாக மொழிபெயர்ப்பதில் பேக்கேஜிங் முக்கிய பங்கு வகிக்கும்.
இடுகை நேரம்: ஜனவரி-14-2026