CSP কি?
সিএসপি (চিপ স্কেল প্যাকেজ) প্যাকেজিং বলতে একটি প্যাকেজিং প্রযুক্তি বোঝায় যেখানে প্যাকেজের আয়তন নিজেই চিপের আকারের 20% অতিক্রম করে না (পরবর্তী প্রজন্মের প্রযুক্তি হল স্তর স্তরের প্যাকেজিং, এবং প্যাকেজের আকার হল চিপের মতো)। এই লক্ষ্য অর্জনের জন্য, এলইডি নির্মাতারা যতটা সম্ভব অপ্রয়োজনীয় কাঠামো হ্রাস করে, যেমন স্ট্যান্ডার্ড হাই-পাওয়ার এলইডি ব্যবহার করা, সিরামিক তাপ অপচয় স্তরগুলি সরানো এবং তারগুলি সংযুক্ত করা, পি এবং এন খুঁটি ধাতু করা এবং সরাসরি এলইডি-র উপরে ফ্লুরোসেন্ট স্তর coveringেকে রাখা। ।
ইয়োল ডেভেলপমেন্টের পরিসংখ্যান অনুসারে, 2020 সালে হাই-পাওয়ার এলইডি বাজারের 34% সিএসপি প্যাকেজিং হবে।
কেন সিএসপি প্যাকেজগুলি তাপ অপচয় চ্যালেঞ্জের সম্মুখীন হয়?
সিএসপি প্যাকেজটি ধাতবযুক্ত পি এবং এন মেরুগুলির মাধ্যমে সরাসরি একটি মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডে (পিসিবি) বিক্রি করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এক দিক থেকে, এটি সত্যিই একটি ভাল জিনিস। এই নকশাটি এলইডি স্তর এবং পিসিবি এর মধ্যে তাপ প্রতিরোধের হ্রাস করে।
যাইহোক, যেহেতু সিএসপি প্যাকেজ সিরামিক সাবস্ট্রেটকে হিট সিংক হিসাবে সরিয়ে দেয়, এটি সরাসরি এলইডি সাবস্ট্রেট থেকে পিসিবি বোর্ডে তাপ স্থানান্তর করে এবং এইভাবে একটি শক্তিশালী বিন্দু তাপ উৎসে পরিণত হয়। এই সময়ে, CSP- এর জন্য তাপ অপচয় চ্যালেঞ্জ&কোট থেকে পরিবর্তিত হয়েছে; লেভেল ওয়ান (LED সাবস্ট্রেট লেভেল)"" লেভেল টু (পুরো মডিউল লেভেল)"
এই পরিস্থিতির প্রতিক্রিয়ায়, মডিউল ডিজাইনাররা সিএসপি প্যাকেজিং মোকাবেলার জন্য ধাতব-আবৃত মুদ্রিত সার্কিট বোর্ড (এমসিপিসিবি) ব্যবহার শুরু করে।
চিত্র 1. 1x1 মিমি CSP এর তাপীয় বিকিরণ মডেল 0.635 মিমি AlN সিরামিক সাবস্ট্রেটে (170 W/mK)
পরিসংখ্যান 1 এবং 2 থেকে দেখা যায় যে গবেষকরা MCPCB এবং অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইড (AlN) সিরামিকের উপর তাপ বিকিরণ সিমুলেশন পরীক্ষাগুলির একটি সিরিজ পরিচালনা করেছিলেন। সিএসপি প্যাকেজের কাঠামোর কারণে, তাপ প্রবাহ শুধুমাত্র ছোট সোল্ডার জয়েন্টগুলির মাধ্যমে স্থানান্তরিত হয়। , বেশিরভাগ তাপ কেন্দ্রীয় অংশে কেন্দ্রীভূত হয়, যা পরিষেবা জীবন হ্রাস, আলোর গুণমান হ্রাস এবং এমনকি LED ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করবে।
MCPCB এর জন্য আদর্শ তাপ অপচয় মডেল
সাধারণত অধিকাংশ MCPCB- এর গঠন: প্রায় 30 মাইক্রন পৃষ্ঠের উপর তামার স্তর দিয়ে ধাতুর পৃষ্ঠটি প্রলেপ দেওয়া হয়। একই সময়ে, ধাতু পৃষ্ঠ একটি রজন মাঝারি স্তর দ্বারা আচ্ছাদিত তাপীয় পরিবাহী সিরামিক কণা ধারণ করে। যাইহোক, অনেক তাপীয় পরিবাহী সিরামিক কণা সমগ্র MCPCB এর কর্মক্ষমতা এবং নির্ভরযোগ্যতাকে প্রভাবিত করবে।
একই সময়ে, তাপীয় পরিবাহী মাঝারি স্তরের জন্য, কর্মক্ষমতা এবং নির্ভরযোগ্যতার মধ্যে সর্বদা একটি বাণিজ্য বন্ধ থাকে।
গবেষক' এর বিশ্লেষণ অনুসারে, উত্তম তাপ অপচয় অর্জনের জন্য, MCPCB- কে ডাই -ইলেক্ট্রিক লেয়ারের পুরুত্ব কমাতে হবে। যেহেতু তাপ প্রতিরোধের (R) তাপীয় পরিবাহিতা (k) (R=L/(kA)) দ্বারা বিভক্ত বেধ (L) এর সমান, এবং তাপ পরিবাহিতা শুধুমাত্র মাধ্যমের বৈশিষ্ট্য দ্বারা নির্ধারিত হয়, বেধ হল একমাত্র পরিবর্তনশীল।
যাইহোক, উৎপাদন প্রক্রিয়ার সীমাবদ্ধতা এবং সেবা জীবন বিবেচনার কারণে ডাইলেক্ট্রিক লেয়ারের বেধ অনির্দিষ্টকালের জন্য হ্রাস করা যায় না, তাই গবেষকদের এই সমস্যার সমাধানের জন্য একটি নতুন উপাদান প্রয়োজন।
কিভাবে ন্যানো-সিরামিকস MCPCB এর জন্য সেরা সমাধান হতে পারে?
গবেষকরা দেখেছেন যে একটি ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল অক্সিডেশন প্রক্রিয়া (ECO) অ্যালুমিনিয়ামের পৃষ্ঠে দশ মিলিয়ন মাইক্রনের অ্যালুমিনা সিরামিক (Al2O3) এর একটি স্তর তৈরি করতে পারে। একই সময়ে, এই অ্যালুমিনা সিরামিকের ভাল শক্তি এবং তুলনামূলকভাবে কম তাপ পরিবাহিতা (প্রায় 7.3 W/mK) রয়েছে। যাইহোক, যেহেতু অক্সাইড ফিল্মটি ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল জারণ প্রক্রিয়ার সময় স্বয়ংক্রিয়ভাবে অ্যালুমিনিয়াম পরমাণুর সাথে বন্ধন করে, তাই দুটি উপকরণের মধ্যে তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পায় এবং এর একটি নির্দিষ্ট কাঠামোগত শক্তিও থাকে।
একই সময়ে, গবেষকরা ন্যানো-সিরামিকগুলিকে তামার কাপড় দিয়ে একত্রিত করেছিলেন যাতে এই যৌগিক কাঠামোর সামগ্রিক বেধটি খুব কম স্তরে উচ্চ মোট তাপ পরিবাহিতা (প্রায় 115W/এমকে) থাকে। অতএব, এই উপাদানটি সিএসপি প্যাকেজিংয়ের প্রয়োজনের জন্য খুব উপযুক্ত।
উপসংহারে
যখন ডিজাইনারগণ উপযুক্ত সিএসপি প্যাকেজিং উপকরণ অন্বেষণ এবং খোঁজা চালিয়ে যান, তারা প্রায়ই দেখতে পান যে তাদের চাহিদা বিদ্যমান প্রযুক্তি অতিক্রম করেছে। তাপ অপচয় সমস্যা ন্যানো-সিরামিক প্রযুক্তির জন্ম দিয়েছে। এই ন্যানো-উপাদান ডাই-ইলেক্ট্রিক স্তরটি traditionalতিহ্যগত MCPCB এবং AlN সিরামিকের মধ্যে ব্যবধান পূরণ করতে পারে। যাতে ডিজাইনারদের আরও কমপ্যাক্ট, পরিষ্কার এবং দক্ষ আলোর উত্স প্রবর্তনের জন্য প্রচার করা যায়।
