पावर इलेक्ट्रॉनिक पैकेजिंग प्रमुख सामग्रियों और संरचनात्मक डिजाइन की अनुसंधान प्रगति

अमूर्त:पारंपरिक पावर इलेक्ट्रॉनिक पैकेजिंग मुख्य रूप से सोल्डर कनेक्शन और वायर बॉन्डिंग जैसी द्वि-आयामी प्लानर पैकेजिंग प्रौद्योगिकियों पर आधारित है, जो उच्च आवृत्ति, उच्च वोल्टेज और उच्च तापमान पर तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक उपकरणों के विश्वसनीय अनुप्रयोग को पूरा नहीं कर सकती है। इस समस्या को हल करने के लिए, द्वि-आयामी प्लानर पैकेजिंग धीरे-धीरे त्रि-आयामी एकीकृत पैकेजिंग में विकसित हो गई है। पावर इलेक्ट्रॉनिक पैकेजिंग प्रौद्योगिकी में प्रमुख सामग्रियों और संरचना डिजाइन की अनुसंधान प्रगति को सारांशित और संभावित किया गया है। कनेक्टिंग सामग्री धीरे-धीरे टिन-आधारित सोल्डर से सोना-आधारित सोल्डर, क्षणिक तरल चरण कनेक्टिंग सामग्री, सिंटर्ड सिल्वर और उच्च तापीय चालकता और उच्च तापमान प्रतिरोध वाली अन्य सामग्रियों में विकसित हुई है, और कनेक्टिंग तकनीक धीरे-धीरे वायर बॉन्डिंग से डबल-सोल्डर तक विकसित हुई है। साइडेड कूलिंग, डिवाइस इंटीग्रेशन और वर्टिकल लेमिनेशन इंटरकनेक्शन। लीड को हटाकर स्विच के प्रदर्शन में सुधार किया जाता है, विभिन्न चिप्स और उपकरणों को एकीकृत करके बिजली घनत्व में सुधार किया जाता है, और दो तरफा शीतलन द्वारा गर्मी अपव्यय दक्षता में सुधार किया जाता है। त्रि-आयामी एकीकृत पैकेजिंग में बाजार की काफी संभावनाएं हैं और यह भविष्य में मुख्य विकास प्रवृत्तियों में से एक बन जाएगी।

कीवर्ड:इलेक्ट्रॉनिक पैकेजिंग; पैकेजिंग सामग्री; पैकेजिंग संरचना; त्रि-आयामी पैकेजिंग; सिंटेड चांदी; छेद के माध्यम से सिलिकॉन

फंड परियोजना:शेन्ज़ेन विज्ञान और प्रौद्योगिकी आयोग परियोजना(JCYJ20180508161601937)

पावर इलेक्ट्रॉनिक उपकरण उच्च आवृत्ति, उच्च घनत्व, उच्च शक्ति और उच्च तापमान अनुप्रयोगों की ओर विकसित हो रहे हैं [1]। वर्तमान में, सिलिकॉन (Si)-आधारित उपकरण अभी भी हावी हैं। हालांकि, सामग्रियों की विशेषताओं के कारण, सिलिकॉन-आधारित उपकरणों की स्विचिंग आवृत्ति, ऑपरेटिंग तापमान और पावर घनत्व सीमित हैं। पारंपरिक सिलिकॉन-आधारित उपकरणों की तुलना में, तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक जैसे सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) और गैलियम नाइट्राइड (GaN) का उपयोग वायरलेस संचार, इलेक्ट्रिक जैसे उच्च-वोल्टेज, उच्च-तापमान और उच्च-आवृत्ति अनुप्रयोगों में अधिक से अधिक किया जाता है। वाहन और एयरोस्पेस उनके उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज, व्यापक बैंड गैप, उच्च तापीय चालकता और कम बिजली हानि के कारण [2-3]। हालाँकि, साथ ही, तीसरी पीढ़ी के सेमीकंडक्टर उपकरणों के तेजी से विकास ने पैकेजिंग प्रौद्योगिकी के लिए और अधिक कठोर आवश्यकताओं को सामने रखा है।

पैकेजिंग तकनीक चिप को वाहक सब्सट्रेट के साथ जोड़ने और ठीक करने, पिनों को बाहर निकालने और उन्हें एक संपूर्ण पावर डिवाइस या मॉड्यूल में ढालने की एक प्रक्रिया है, जो मुख्य रूप से विद्युत कनेक्शन, संरचनात्मक समर्थन और सुरक्षा और गर्मी अपव्यय प्रदान करने की भूमिका निभाती है। [4]. मॉड्यूल एकीकरण के मूल के रूप में, पैकेजिंग सामग्री, प्रक्रियाएं और संरचनाएं सीधे पावर मॉड्यूल की थर्मल, इलेक्ट्रिकल और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप विशेषताओं को प्रभावित करती हैं। वर्तमान में, परिपक्व पैकेजिंग तकनीक मुख्य रूप से सिल्वर गोंद या टिन-आधारित सोल्डर जैसी कनेक्टिंग सामग्रियों और लीड कनेक्शन जैसी पैकेजिंग संरचनाओं पर आधारित है, जिनमें खराब उच्च तापमान और उच्च दबाव प्रतिरोध, प्रमुख विद्युत चुम्बकीय संगतता समस्याएं हैं, और नहीं हो सकती हैं। एक कुशल गर्मी अपव्यय तरीका प्रदान करें। हाल ही में, सिंटर्ड सिल्वर इंटरकनेक्ट सामग्री, त्रि-आयामी एकीकृत पैकेज संरचनाओं आदि में उत्कृष्ट उच्च तापमान प्रतिरोध और उच्च तापीय चालकता है, जो दो तरफा गर्मी लंपटता प्राप्त कर सकती है और स्विचिंग घाटे को काफी कम कर सकती है, जिससे पावर मॉड्यूल में अच्छी थर्मल और विद्युत विशेषताएं होती हैं और विश्वसनीयता, और अधिक से अधिक शोध और ध्यान आकर्षित किया है। इससे उच्च तापमान, उच्च वोल्टेज और उच्च आवृत्ति के क्षेत्रों में तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक उपकरणों के विश्वसनीय अनुप्रयोग को पूरा करने की उम्मीद है। इस पेपर में, पावर इलेक्ट्रॉनिक पैकेजिंग सामग्री और संरचना डिजाइन की नवीनतम शोध प्रगति का सारांश और पूर्वानुमान दिया गया है।

एक विशिष्ट पावर मॉड्यूल पैकेज संरचना को चित्र 1 में दिखाया गया है, जिसमें एक पावर चिप, कनेक्टिंग सामग्री, बॉन्डिंग तार, सिरेमिक सब्सट्रेट, बॉटम प्लेट, पॉटिंग सामग्री, शेल और पावर टर्मिनल [3,5] शामिल हैं। प्रत्येक पैकेजिंग सामग्री के थर्मल, इलेक्ट्रिकल, मैकेनिकल और रासायनिक गुण अलग-अलग होते हैं, इसलिए संपूर्ण पावर मॉड्यूल के सर्वोत्तम प्रदर्शन का चयन करने के लिए प्रत्येक सामग्री के गुणों पर व्यापक रूप से विचार करना आवश्यक है।

图1  典型的功率模块封装结构[5]

चिप बॉन्डिंग, कनेक्शन और सब्सट्रेट जैसी प्रमुख पैकेजिंग सामग्री और प्रौद्योगिकियों के विकास की प्रवृत्ति चित्र 2 में दिखाई गई है। कनेक्शन की तकनीक तारों को जोड़ने से लेकर रिबन, तांबे के खंभे, सीसे के फ्रेम और छेद के माध्यम से चढ़ाए जाने आदि तक विकसित हो रही है। लीड को हटाने और कनेक्शन क्षेत्र को बढ़ाने से, थर्मल और विद्युत चालकता में सुधार होता है। चिप्स के लिए बॉन्डिंग सामग्री पारंपरिक सोल्डरिंग से लेकर सोना-आधारित उच्च-तापमान सोल्डरिंग, क्षणिक तरल-चरण बॉन्डिंग, सिन्जेड सिल्वर और सिन्जेड कॉपर इत्यादि तक विकसित हुई है, जो थर्मल और विद्युत चालकता में काफी सुधार करती है और उच्च तापमान और विश्वसनीय को पूरा करती है अनुप्रयोग। सब्सट्रेट सिरेमिक सब्सट्रेट की धातु प्रवाहकीय और थर्मल प्रवाहकीय परत को मोटा करने की दिशा में विकसित होता है, जिससे गर्मी अपव्यय दक्षता में सुधार होता है [5]।

चित्र 2 पैकेजिंग सामग्री और प्रौद्योगिकियों जैसे कनेक्शन, सब्सट्रेट और चिप बॉन्डिंग के विकास के रुझान [5]

2.1  चिप सामग्री

आमतौर पर उपयोग की जाने वाली अर्धचालक सामग्रियों के प्रदर्शन पैरामीटर तालिका 1 [6-7] में दिखाए गए हैं। अपनी परिपक्व तकनीक और कम लागत के कारण, Si का व्यापक रूप से विभिन्न अलग उपकरणों और एकीकृत सर्किट, इलेक्ट्रॉनिक सूचना नेटवर्क इंजीनियरिंग और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। Si की तुलना में, GaAs में वाइड बैंड गैप और उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता की विशेषताएं हैं, जो आरएफ आकार और बिजली की खपत को काफी कम कर सकती हैं, और आरएफ, वायरलेस संचार और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक क्षेत्रों में कम-शक्ति वाले उपकरणों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। SiC और GaN में बड़ा बैंड गैप होता है, थर्मल विकिरण ऊर्जा को अवशोषित करना और उच्च तापमान पर काम करते समय चालन बैंड पर कूदना आसान नहीं होता है, और उच्च ब्रेकडाउन फ़ील्ड ताकत होती है, इसलिए चौड़े बैंड गैप सेमीकंडक्टर SiC और GaN उच्च तापमान और उच्च के लिए अधिक उपयुक्त होते हैं। सी की तुलना में वोल्टेज के अवसर। SiC में उच्च तापीय चालकता, बेहतर ताप अपव्यय क्षमता, उच्च वाहक गतिशीलता, उच्च वर्तमान घनत्व और उच्च तापमान और उच्च वोल्टेज प्रतिरोध होता है, इसलिए इसे अक्सर एक बिजली उपकरण के रूप में उपयोग किया जाता है, जिसके 600 के वोल्टेज के साथ उच्च शक्ति क्षेत्र में स्पष्ट लाभ होते हैं। वी और उससे ऊपर, और नई ऊर्जा वाहनों और बिजली उपकरणों के क्षेत्र में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। GaN में तेज़ इलेक्ट्रॉन गतिशीलता और वाहक वेग, उच्च वोल्टेज पर छोटे प्रतिरोध और परजीवी पैरामीटर हैं, और उच्च शक्ति रेडियो आवृत्ति की दिशा में इसके स्पष्ट लाभ हैं। GaN का उपयोग मुख्य रूप से माइक्रोवेव आरएफ क्षेत्रों जैसे 5G संचार और उपग्रह संचार, पावर इलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्रों जैसे उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और नई ऊर्जा वाहनों की फास्ट चार्जिंग और एलईडी ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्रों में किया जाता है क्योंकि इसकी उच्च शक्ति घनत्व, कम ऊर्जा खपत, उच्च आवृत्ति और व्यापक है। बैंडविड्थ. SiC के समान, GaN तकनीक अभी भी तेजी से विकास के चरण में है, और लागत अपेक्षाकृत अधिक है।

तालिका 1 सेमीकंडक्टर चिप सामग्री के गुण [6]

2.2  चिप बंधन सामग्री

Sn63Pb37 जैसे SnPb मिश्र धातु सोल्डर का उपयोग चिप बॉन्डिंग सामग्री में व्यापक रूप से किया गया है क्योंकि इसके उत्कृष्ट गुण हैं, जैसे कि कम कतरनी मापांक, उच्च वेटेबिलिटी, लचीलापन, थर्मो-मैकेनिकल गुण और विश्वसनीयता। हालाँकि, SnPb EU RoHS सीसा-मुक्त मानक को पूरा नहीं करता है, और इसका गलनांक कम (लगभग 180℃) है। इसलिए, थर्मल विस्तार गुणांक (सीटीई) मिलान और पैकेजिंग संरचनाओं और सामग्रियों के उच्च तापमान प्रतिरोध की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए नई चिप बॉन्डिंग सामग्री की आवश्यकता होती है।वर्तमान में, सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली चिप बॉन्डिंग सामग्री तालिका 2 [8] में दिखाई गई है। प्रवाहकीय चांदी का पेस्ट मुख्य रूप से राल मैट्रिक्स, प्रवाहकीय कणों (मुख्य रूप से चांदी पाउडर), फैलाने वाले योजक और योजक आदि से बना होता है। इसकी विद्युत चालकता और थर्मल चालकता अपेक्षाकृत कम होती है, और इसका ग्लास संक्रमण तापमान लगभग 100 ~ 150 ℃ होता है, जो सीमित है उच्च तापमान और उच्च दबाव चिप पैकेजिंग के क्षेत्र में। SnPb सोल्डरों की तुलना में, लीड-मुक्त सोल्डर, जैसे SnAg या SnAgCu, में आमतौर पर Sn सामग्री 90% से अधिक और उच्च गलनांक (लगभग 220℃) होता है। जमने की प्रक्रिया में, अंडरकूलिंग की डिग्री अधिक होती है, और मोटे वृक्ष के समान संरचनाएं और इंटरमेटेलिक यौगिक बनाना आसान होता है, जो असमान रूप से वितरित होते हैं, जिससे इसका रेंगना प्रतिरोध कमजोर हो जाता है। इसके अलावा, SnAgCu मिश्र धातु में एक उच्च लोचदार मापांक होता है, और इसका CTE चिप और सब्सट्रेट से काफी अलग होता है। थर्मल चक्र लोड की कार्रवाई के तहत, थकान क्षति का कारण बनना आसान है और सोल्डर संयुक्त छीलने का कारण बनता है, जिससे सोल्डर संयुक्त की विश्वसनीयता कम हो जाती है [9]।

तालिका 2 डाई बॉन्डिंग सामग्री के गुण [8]

चिप्स के लिए उच्च तापमान वाली बॉन्डिंग सामग्री, जैसे कि सोने पर आधारित यूटेक्टिक मिश्र धातु सोल्डर जैसे कि एयूएसएन या एयूजीई, में उच्च पिघलने बिंदु (280 ℃ से अधिक), तापीय चालकता और विद्युत चालकता होती है, और सोल्डरलेस ब्रेज़िंग का एहसास करना आसान होता है। हालाँकि, सोने पर आधारित सोल्डरों में सोने की मात्रा आम तौर पर अधिक होती है और लागत अधिक होती है, और घटक चरण की उच्च भंगुरता के कारण, यह कठिन प्रसंस्करण, कम उपज और खराब उत्पाद प्रदर्शन के नुकसान का कारण बनता है, जो इसकी गंभीरता को प्रभावित करता है। पावर इलेक्ट्रॉनिक पैकेजिंग के क्षेत्र में व्यापक अनुप्रयोग [10]।

क्षणिक तरल चरण बॉन्डिंग (टीएलपीबी) एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें कम पिघलने बिंदु वाली मध्यवर्ती परतों (जैसे कि इन और एसएन) को उच्च पिघलने बिंदु वाले जुड़े हुए आधार सामग्रियों (जैसे कि Cu, Au, Ag और Ni) में जोड़ा जाता है, और मध्यवर्ती परतों और कुछ आधार सामग्रियों को पिघलाया जाता है और गर्म करके फिर से ठोस बनाया जाता है, ताकि ठोस और तरल एक-दूसरे में फैलकर संबंध बना सकें। उपयुक्त सामग्रियों और प्रक्रियाओं का चयन करके, क्षणिक तरल-चरण बॉन्डिंग उत्कृष्ट प्रदर्शन के साथ जोड़ों का निर्माण कर सकती है, जैसे 60 एमपीए से अधिक की बॉन्डिंग ताकत [11]। हालाँकि, उच्च तापमान चिप इंटरकनेक्शन में क्षणिक तरल-चरण कनेक्शन का अनुप्रयोग मध्यवर्ती परत की कम पसंद, उच्च लागत और एयू-इन और अन्य सामग्रियों के ऑक्सीकरण के कारण बहुत सीमित है।

सिंटर्ड सिल्वर इंटरकनेक्शन, जिसे कम तापमान कनेक्शन तकनीक के रूप में भी जाना जाता है, सिंटर्ड कनेक्शन बनाने के लिए नैनो-सिल्वर या माइक्रो-सिल्वर कणों के ठोस-चरण परमाणु प्रसार पर आधारित है। अपने कम सिंटरिंग तापमान (200 ~ 300 ℃) और उच्च पिघलने बिंदु (961 ℃) के कारण, चांदी के कई फायदे हैं, जैसे उच्च तापीय चालकता, तापमान चक्र के प्रति प्रतिरोध और पावर साइक्लिंग की उच्च विश्वसनीयता। यह उच्च तापमान चिप इंटरकनेक्शन के लिए पसंदीदा विकल्प बन गया है, और इसका व्यापक रूप से अध्ययन और अनुप्रयोग किया गया है [12]। हालाँकि, सिंटरिंग सिल्वर के कुछ नुकसान भी हैं, जैसे उच्च लागत, नैनो-सिल्वर कणों का कम तापमान पर जमा होना, माइक्रोन सिल्वर सोल्डर पेस्ट का दबाव सिंटरिंग, जटिल प्रक्रिया, चिप और सब्सट्रेट की सतह पर Ni/Au या Ni/Ag चढ़ाना। , और चांदी का विद्युत रासायनिक प्रवासन। नैनो-सिल्वर सोल्डर पेस्ट की तुलना में, नैनो-कॉपर सोल्डर पेस्ट ने हाल ही में अपनी कम लागत और इलेक्ट्रोकेमिकल माइग्रेशन का कोई विश्वसनीयता जोखिम नहीं होने के कारण ध्यान आकर्षित किया है [13]। हालाँकि, नैनो-कॉपर कण आसानी से ऑक्सीकृत हो जाते हैं और उन्हें निष्क्रिय वातावरण में सिंटर करने की आवश्यकता होती है, जिससे प्रक्रिया जटिलता और उपकरण लागत बढ़ जाती है, और कुछ अनुप्रयोग सीमाएँ होती हैं।

2.3  प्लास्टिक पैकेजिंग सामग्री

प्लास्टिक पैकेजिंग सामग्री का मुख्य कार्य विद्युत इन्सुलेशन और पर्यावरण अलगाव है, जो नमी-प्रूफ, नमक स्प्रे-प्रूफ, फफूंदी-प्रूफ, धूल-प्रूफ, टकराव-प्रूफ और कंपन-प्रूफ की सुरक्षात्मक भूमिका निभाता है, जो पर्यावरणीय संक्षारण और क्षति से बचाता है। , इस प्रकार इलेक्ट्रॉनिक घटकों के विद्युत प्रदर्शन को सुनिश्चित करना, यहां तक कि उच्च-वोल्टेज पावर मॉड्यूल के वोल्टेज स्तर में सुधार करना, इलेक्ट्रोड डिस्चार्ज से बचना और अंततः इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों की विश्वसनीयता में सुधार करना [14]। प्लास्टिक पैकेजिंग सामग्री के प्रकार और गुण तालिका 3 में दिखाए गए हैं। प्लास्टिक पैकेजिंग सामग्री को कंफर्मल कोटिंग्स, अंडरफिल्स, मोल्डिंग कंपाउंड्स, पॉटिंग कंपाउंड्स और ग्लोबटॉप्स [14] में विभाजित किया जा सकता है।      

तालिका 3 प्लास्टिक पैकेजिंग सामग्री के प्रकार और गुण [14]

कंफर्मल कोटिंग एक प्रकार की कार्बनिक कोटिंग है जिसका उपयोग आमतौर पर मुद्रित सर्किट की सतह की सुरक्षा के लिए किया जाता है, जिसके लिए सब्सट्रेट और घटकों के साथ अच्छे कनेक्शन प्रदर्शन की आवश्यकता होती है। आम तौर पर, कम जल अवशोषण, उच्च ढांकता हुआ ताकत, मिलान सीटीई और कम लोचदार मापांक वाली सामग्रियों का चयन किया जाता है, जैसे ऐक्रेलिक एसिड जिसका उपयोग 120 ℃ से कम तापमान पर किया जा सकता है, पॉलीयुरेथेन जिसका उपयोग 165 ℃ से कम तापमान पर किया जा सकता है। एपॉक्सी रेज़िन जिसका उपयोग 200 ℃ से कम मध्यम तापमान पर किया जा सकता है, और सिलिकॉन रेज़िन, पैरिलीन, बेंज़ोसाइक्लोब्यूटीन और पॉलीमाइड जिसका उपयोग 250 ℃ से अधिक उच्च तापमान पर किया जा सकता है।

जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है, अंडरफिल और मोल्डिंग कंपाउंड न केवल आसपास के वातावरण से अलग हो सकता है और विद्युत क्षेत्र के तनाव को कम कर सकता है, बल्कि सीटीई बेमेल के कारण होने वाले थर्मो-मैकेनिकल तनाव को कम या पुनर्वितरित करके पैक किए गए उत्पादों की विश्वसनीयता में भी सुधार कर सकता है [14]। इसलिए, पैकेज संरचना में प्रत्येक घटक के CTE से मेल खाने वाली सामग्रियों का यथासंभव चयन किया जाना चाहिए, जैसे (20~30)×10-6/K की CTE वाली कठोर सामग्री और 20×10-6/K से कम सोल्डर गेंदों और सोल्डर गेंदों सहित पूरे पैकेज संरचना से थर्मल तनाव को कम करने के लिए क्रमशः अंडरफिल और मोल्डिंग कंपाउंड। वर्तमान में, सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला अंडरफिल और मोल्डिंग यौगिक सिलिका से भरा एपॉक्सी राल है।

पॉटिंग गोंद और शीर्ष इनकैप्सुलेटिंग गोंद न केवल विद्युत क्षेत्र के टूटने के खिलाफ वोल्टेज स्तर में सुधार करते हैं और आसपास के वातावरण के क्षरण और क्षति से बचते हैं, बल्कि पैकेजिंग संरचना के यांत्रिक समर्थन में भी एक निश्चित भूमिका निभाते हैं। वर्तमान में, सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली पॉटिंग गोंद और शीर्ष सीलिंग गोंद सामग्री पॉलीयूरेथेन है जिसे 165 ℃ से कम के कम तापमान पर लगाया जा सकता है, एपॉक्सी राल जिसे 200 ℃ से कम के मध्यम तापमान पर लगाया जा सकता है, और सिलिकॉन रबर या जेल जिसे 300℃ से कम उच्च तापमान पर लगाया जा सकता है। उनमें से, सिलिकॉन रबर या जेल जैसी नरम सामग्री का व्यापक रूप से उनकी कम कठोरता और मापांक, उच्च प्लास्टिसिटी और लोच के कारण उपयोग किया जाता है, जिसका चिप्स और बॉन्डिंग तारों जैसे पैकेजिंग घटकों के तनाव पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। हालाँकि, सिलिकॉन रबर और जेल जैसी नरम सामग्री में खराब यांत्रिक समर्थन और सुरक्षा प्रदर्शन होता है। बाहरी प्रभाव का विरोध करने के लिए, राल जैसी कठोर सामग्री का चयन किया जा सकता है। हालांकि, राल में आमतौर पर उच्च मापांक होता है, इसलिए पूरे पैकेज संरचना पर अत्यधिक थर्मो-मैकेनिकल तनाव से बचने के लिए मिलान सीटीई के साथ सामग्री चुनना आवश्यक है।

(बी) मैं आपको सलाह देता हूं

चित्र 3 पावर इलेक्ट्रॉनिक पैकेजिंग संरचना में अंडरफिल और मोल्डिंग कंपाउंड का योजनाबद्ध आरेख [14]

2.4  सब्सट्रेट और निचली प्लेट सामग्री

सामान्यतया, सब्सट्रेट "धातु प्रवाहकीय परत-इन्सुलेशन परत-धातु प्रवाहकीय परत" की एक सैंडविच संरचना है, और ऊपरी और निचली धातु प्रवाहकीय परतों का उपयोग क्रमशः चिप और बैकप्लेन के इंटरकनेक्शन के लिए किया जाता है। विनिर्माण प्रक्रिया के अनुसार, सब्सट्रेट्स को डायरेक्ट बॉन्डेड कॉपर सब्सट्रेट (डीबीसी), डायरेक्ट प्रिंटेड कॉपर सब्सट्रेट (डीपीसी), डायरेक्ट बॉन्डेड एल्यूमिनियम सब्सट्रेट (डीबीए), एक्टिव मेटल ब्रेजिंग सब्सट्रेट में विभाजित किया जा सकता है। एएमबी), इंसुलेटेड मेटल सबस्ट्रेट (आईएमएस) और थिक-फिल्म प्रिंटेड कॉपर (टीपीसी), आदि।

डीबीसी सब्सट्रेट कॉपर फिल्म पर सिरेमिक और पतले कॉपर ऑक्साइड के बीच एक यूटेक्टिक कनेक्शन है, जिसमें उत्कृष्ट प्रदर्शन और अपेक्षाकृत कम लागत होती है, और इसका व्यापक रूप से पावर इलेक्ट्रॉनिक पैकेजिंग में उपयोग किया जाता है। हालाँकि, सिरेमिक इंटरफ़ेस पर कॉपर ऑक्साइड फिल्म को नष्ट करना आसान है, जिसके परिणामस्वरूप तापमान चक्रण के खिलाफ डीबीसी सब्सट्रेट की विश्वसनीयता कम हो जाती है। एएमबी सब्सट्रेट सक्रिय मेटल ब्रेजिंग द्वारा धातु और सिरेमिक को एक साथ जोड़ता है, जो ऑक्साइड परत को खत्म कर सकता है और विश्वसनीयता में सुधार कर सकता है। डीबीए एल्यूमीनियम प्लेट और सिरेमिक को जोड़ने के लिए अलसी ब्रेज़िंग का उपयोग करता है। डीबीसी की तांबे की परत की तुलना में, एल्यूमीनियम परत में कम कठोरता होती है, यह उच्च तापीय-यांत्रिक तनाव का सामना कर सकती है और विश्वसनीयता में सुधार कर सकती है [15]। हालाँकि, एल्यूमीनियम की तापीय चालकता तांबे की तुलना में कम है, और डीबीए सब्सट्रेट का ताप अपव्यय प्रदर्शन डीबीसी सब्सट्रेट जितना अच्छा नहीं है। आईएमएस सब्सट्रेट में उच्च तापीय चालकता के साथ इन्सुलेटिंग राल की एक परत, एक तांबे की निचली प्लेट और एक मोटी तांबे की फिल्म शामिल है। डीबीसी की तुलना में, आईएमबी में सरल विनिर्माण प्रक्रिया, कम ताप उपचार तापमान, कम लागत और उच्च विश्वसनीयता के फायदे हैं। टीपीसी स्क्रीन प्रिंटिंग द्वारा सिरेमिक पर मुद्रित तांबे के पेस्ट की एक परत है, जिसे धातु फिल्म और सिरेमिक के बीच एक उच्च शक्ति कनेक्शन बनाने के लिए 850 ~ 950 ℃ पर सिंटर किया जाता है। तापमान चक्र की विश्वसनीयता अधिक है, और इसे हाइब्रिड मॉड्यूल बनाने के लिए एकीकृत सर्किट चिप्स और निष्क्रिय उपकरणों के साथ अत्यधिक एकीकृत किया जा सकता है। हाल ही में, मोटे सीसे के फ्रेम और पतली इन्सुलेशन परत पर आधारित सब्सट्रेट भी सामने आया, जिसने मल्टीलेयर सब्सट्रेट की संरचना को सरल बनाया और गर्मी अपव्यय दक्षता में सुधार किया [5]।

तापीय चालकता और CTE को ध्यान में रखते हुए, Al2O3, Si3N4, AlN और BeO सब्सट्रेट में सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली सिरेमिक सामग्री हैं। उनके प्रदर्शन की तुलना के लिए तालिका 4[8,16] देखें। BeO में उच्चतम तापीय चालकता है, लेकिन तैयारी प्रक्रिया में धूल मानव शरीर के लिए हानिकारक है, जो इसके अनुप्रयोग को सीमित करती है। Al2O3 सबसे किफायती विकल्प है, लेकिन इसकी यांत्रिक शक्ति मध्यम है और इसकी तापीय चालकता अपेक्षाकृत खराब है। AlN की तापीय चालकता Al2O3 की तुलना में अधिक है, और CTE चिप के साथ बेहतर मेल खाता है। Si3N4 में उच्च तापमान साइकिलिंग विश्वसनीयता है, लेकिन इसकी लागत अपेक्षाकृत अधिक है [17]। तुलनात्मक रूप से कहें तो, Al-AlN और Cu-Si3N4 की संयोजन विश्वसनीयता अधिक है, क्योंकि पूर्व एल्यूमीनियम सामग्री नरम है, इसका लोचदार मापांक कम है, और इसे विकृत करना आसान है, जो थर्मल तनाव से सिरेमिक को होने वाले नुकसान को धीमा कर सकता है। . बाद वाले Si3N4 में झुकने की शक्ति और फ्रैक्चर क्रूरता अधिक है, और तांबे के कारण होने वाले थर्मल तनाव का विरोध कर सकता है।

तालिका 4 सबस्ट्रेट्स में सिरेमिक सामग्री के गुण [8]

सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली बेस प्लेट सामग्री Cu है। CTE को कम करने और उच्च तापीय चालकता सुनिश्चित करने के लिए, AlSiC, W-Cu, Mo-Cu और Cu-Mo-Cu जैसी धातु मिश्रित सामग्रियों का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उनके प्रदर्शन मापदंडों के लिए तालिका 5[8] देखें। आम तौर पर, बेस प्लेट को निकल से चढ़ाया जाएगा, जो उच्च तापमान पर तांबे के परमाणुओं के प्रवासन और ऑक्सीकरण को रोक सकता है और तांबे की बेस प्लेट की ताकत और विरूपण प्रतिरोध में सुधार कर सकता है।

तालिका 5 बॉटम प्लेट के भौतिक गुण [8]

विभिन्न चिप असेंबली विधियों और इंटरकनेक्शन प्रक्रियाओं के अनुसार, पावर इलेक्ट्रॉनिक पैकेजिंग संरचनाओं को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: सोल्डरिंग पैकेजिंग और क्रिम्पिंग पैकेजिंग। पैकेज के विकास की प्रवृत्ति को चित्र 4 में दिखाया गया है, जिसमें सोल्डर पैकेज वायर बॉन्डिंग, फ्लिप चिप (बीजीए इंटरकनेक्शन), मेटल पिलर इंटरकनेक्शन, रिकेस्ड ऐरे इंटरकनेक्शन, डिपॉजिट मेटल फिल्म इंटरकनेक्शन और अन्य संरचनाओं को अपना सकता है। प्रेस-ऑन पैकेजिंग बाहरी यांत्रिक दबाव द्वारा निर्मित एक इंटरकनेक्शन संरचना है। तुलनात्मक विश्लेषण की सुविधा के लिए, उपरोक्त पैकेजिंग विधियों के फायदे और नुकसान तालिका 6[18] में सूचीबद्ध हैं। वायर बॉन्डिंग में परिपक्व तकनीक, कम लागत और लचीली वायरिंग के फायदे हैं। हालाँकि, वायर-बॉन्ड मॉड्यूल में उच्च परजीवी प्रेरण होता है, जो केवल बैकप्लेन के एक तरफ से गर्मी को नष्ट कर सकता है [18]। इसके अलावा, बॉन्डिंग तार और चिप के बीच सीटीई के बेमेल होने के कारण, बड़ा थर्मो-मैकेनिकल तनाव उत्पन्न होता है, जिससे सोल्डर जोड़ों में थकान विफलता का खतरा होता है, और बिजली चक्र की प्रक्रिया में मॉड्यूल की मुख्य विफलता का रूप बन जाता है।

चित्र 4 पैकेज संरचना का विकास रुझान [5]

तालिका 6 पैकेज संरचनाओं की तुलना [18]

वर्तमान में, पावर इलेक्ट्रॉनिक पैकेजिंग संरचना धीरे-धीरे पारंपरिक वायर बॉन्डिंग मानक पैकेजिंग संरचना से ओवरमोल्ड, डबल-साइड बॉन्डिंग, कंपोनेंट इंटीग्रेशन और 3डी पावर इंटीग्रेशन तक विकसित हुई है। लीड को हटाकर, विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को कम किया जा सकता है, गर्मी अपव्यय दक्षता में सुधार किया जा सकता है, और एकीकरण को बढ़ाया जा सकता है। उनमें से, इंजेक्शन मोल्डिंग संरचना एक कॉम्पैक्ट प्लानर पैकेज है, जो बैच मॉड्यूल उत्पादन के लिए आसान है; दो तरफा कनेक्शन संरचना दो तरफा गर्मी अपव्यय का एहसास कर सकती है और गर्मी अपव्यय दक्षता में सुधार कर सकती है; डिवाइस की एकीकृत संरचना मॉड्यूल में विभिन्न कार्यों को एकीकृत कर सकती है, और स्विचिंग गति में सुधार कर सकती है; त्रि-आयामी पावर एकीकरण संरचना चिप्स को ऊर्ध्वाधर दिशा में ढेर करना है, जो परजीवी अधिष्ठापन को काफी कम कर सकती है और स्विचिंग प्रदर्शन में सुधार कर सकती है [5]। द्वि-आयामी पैकेजिंग की तुलना में, त्रि-आयामी पैकेजिंग के स्पष्ट लाभ हैं, जैसे ऊर्ध्वाधर दिशा में लूप की दूरी को बहुत कम करना, परजीवी प्रेरण और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को कम करना, ट्रांसमिशन गति में वृद्धि, स्विचिंग प्रदर्शन में सुधार और बिजली हानि को कम करना; यह पावर इंटीग्रेशन घनत्व को और बेहतर बनाने और पैकेज वॉल्यूम को कम करने के लिए विभिन्न प्रकार के चिप्स और उपकरणों को एकीकृत कर सकता है, जैसे गेट ड्राइव सर्किट, डिकॉउलिंग कैपेसिटर, हीट सिंक इत्यादि। हालाँकि, वर्तमान में, 3डी पैकेजिंग को कुछ चुनौतियों का भी सामना करना पड़ता है, जैसे थर्मल प्रबंधन, उत्पादन तकनीक और चिप स्टैक इंटरकनेक्शन के कारण उपज, और विनिर्माण प्रक्रिया में और सुधार करने की आवश्यकता है [6,19]।

3.1  माध्यमिक इंजेक्शन मोल्डिंग पैकेज

पारंपरिक वायर बॉन्डिंग पैकेजिंग संरचना के आधार पर, दो-शॉट पैकेजिंग संरचना एक ऐसी संरचना है जिसमें चिप को सीधे लीड फ्रेम से जोड़ा जाता है, बॉन्डिंग तारों को हटा दिया जाता है, और इंजेक्शन पैकेजिंग के लिए एपॉक्सी राल का उपयोग किया जाता है। वायर बॉन्डिंग की पैकेज संरचना की तुलना में, इंजेक्शन मोल्डिंग पैकेज में चिप के शीर्ष पर कनेक्शन क्षेत्र बढ़ जाता है, जिससे गर्मी अपव्यय दक्षता में सुधार होता है। परजीवी अधिष्ठापन में कमी से बिजली की हानि कम हो जाती है, जो मॉड्यूलर बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए बहुत फायदेमंद है और इसका व्यापक रूप से इलेक्ट्रिक वाहनों के रेक्टिफायर में उपयोग किया जाता है।

3.2  दो तरफा कनेक्शन पैकेज

दो तरफा कनेक्शन संरचना चिप को क्रमशः ऊपरी और निचले सब्सट्रेट से जोड़ती है, जैसे कि ज़िमेनकांग कंपनी द्वारा प्रस्तावित SKiN पावर मॉड्यूल [20] और फ़ूजी इलेक्ट्रिक द्वारा प्रस्तावित SiC पावर मॉड्यूल [21], जो हटाने के उद्देश्य को प्राप्त कर सकता है जोड़ने वाले तार. दो तरफा कनेक्शन पैकेज संरचना के दो मुख्य फायदे हैं: (1) उत्सर्जक सतह पर तार के बंधन को खत्म करना, परजीवी अधिष्ठापन, वोल्टेज ओवरशूट और बिजली हानि को प्रभावी ढंग से कम करना, और स्विचिंग प्रदर्शन में सुधार करना; (2) ऊपरी और निचली दिशाओं में चिप की गर्मी अपव्यय का एहसास करें, गर्मी अपव्यय दक्षता में सुधार करें, और चिप के जंक्शन तापमान को प्रभावी ढंग से कम करें, इस प्रकार विफलता को धीमा करें। ओक रिज राष्ट्रीय प्रयोगशाला ने एक डबल-साइडेड डीबीसी सब्सट्रेट पैकेज के साथ एक Si IGBT या SiC MOSFET पावर मॉड्यूल प्रस्तावित किया है। पारंपरिक वायर बॉन्डिंग मॉड्यूल की तुलना में, इसके इंडक्टेंस में 62% की कमी, स्विचिंग लॉस में 50%~90% की कमी, और ऊष्मा अपव्यय दक्षता में 40%~50% की वृद्धि हुई है[22]।

हालाँकि, दो तरफा कनेक्शन संरचना के कुछ नुकसान भी हैं। सबसे पहले, वायर बॉन्डिंग मॉड्यूल की तुलना में, दो तरफा कनेक्शन संरचना में सामग्रियों की अधिक परतें होती हैं, जिससे पैकेजिंग प्रक्रिया की जटिलता बढ़ जाती है। दूसरे, क्योंकि सामग्री की प्रत्येक परत का सीटीई अलग है, थर्मल बेमेल अधिक थर्मल-मैकेनिकल तनाव उत्पन्न करेगा, जिससे कनेक्टिंग परत की विश्वसनीयता कम हो जाएगी। थर्मो-मैकेनिकल तनाव को कम करने के लिए, चिप के CTE से मेल खाने वाली कुछ धातुएं, जैसे Mo या Cu/Mo/Cu[23], का उपयोग इंटरलेयर सामग्री के रूप में किया जाता है। तीसरा, जैसा कि चित्र 5 में दिखाया गया है, जब विभिन्न मोटाई के साथ मल्टी-चिप डबल-पक्षीय कनेक्शन के साथ एक पावर मॉड्यूल का एहसास होता है, तो चिप और डीबीसी सब्सट्रेट के बीच अलग-अलग ऊंचाइयों के साथ माइक्रो-मेटल पोस्ट या कॉपर पिन को इलेक्ट्रोप्लेट करना या कनेक्ट करना आवश्यक होता है, इसलिए मल्टी-चिप्स की विभिन्न मोटाई के कारण होने वाली ऊंचाई अंतर की समस्या को हल करने के लिए [6]। चौथा, टिन-आधारित सोल्डर मॉड्यूल पैकेजिंग में सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली इंटरकनेक्शन सामग्री है। दो तरफा कनेक्शन मॉड्यूल पैकेजिंग की प्रक्रिया में, इसे आमतौर पर कई कनेक्शन चरणों की आवश्यकता होती है, जिसके लिए अलग-अलग पिघलने बिंदु वाले सोल्डरों के एक समूह की आवश्यकता होती है, जो मॉड्यूल के सेवा तापमान को सीमित करता है। इसलिए, दो तरफा कनेक्शन पैकेज संरचना में, उच्च तापीय चालकता, उच्च विद्युत चालकता और उच्च पिघलने बिंदु के साथ सिंटर्ड सिल्वर सोल्डर पेस्ट इंटरकनेक्शन सामग्री के लिए पसंदीदा विकल्प बन गया है।

चित्र 5 दो तरफा कनेक्शन पैकेज संरचना [6]

3.3  एकीकृत डिवाइस पैकेजिंग

इंटीग्रेटेड पैकेज एक ऐसा उपकरण है जो एक मॉड्यूल में कई कार्यों को एकीकृत करता है, जैसे इंटीग्रेटेड गेट ड्राइव सर्किट, डिकॉउलिंग कैपेसिटर, तापमान सेंसर, करंट सेंसर और प्रोटेक्शन सर्किट [18]। इंटीग्रेटेड डिवाइस पैकेजिंग के कई फायदे हैं, उदाहरण के लिए, गेट ड्राइव सर्किट और डिकॉउलिंग कैपेसिटर को एकीकृत करके, बस बार या मॉड्यूल के बाहरी कनेक्टर के परजीवी इंडक्शन को कम किया जा सकता है, पावर डिवाइस और गेट ड्राइव के बीच कनेक्शन को छोटा किया जा सकता है, गेट लूप इंडक्शन को कम किया जा सकता है। , विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को दबाया जा सकता है, वर्तमान साझाकरण प्रदर्शन और स्विचिंग गति में सुधार किया जा सकता है। हालाँकि, इस पैकेज संरचना की कुछ सीमाएँ भी हैं। उदाहरण के लिए, एकीकृत गेट ड्राइव सर्किट आम तौर पर सरल होता है, और मॉड्यूल का समग्र आकार, वर्तमान ले जाने की क्षमता और स्विचिंग आवृत्ति प्रत्येक एकीकृत डिवाइस द्वारा सीमित होती है। इसके अलावा, उपकरणों को एकीकृत और पैक करने से पहले, प्रत्येक डिवाइस के तापमान प्रतिरोध की जांच करना आवश्यक है, ताकि तापमान संवेदनशील उपकरणों का सामान्य संचालन प्रभावित न हो क्योंकि डिवाइस एकीकरण दूरी बहुत करीब है [5] .

3.4   त्रि-आयामी शक्ति एकीकृत पैकेज

एकीकृत पैकेज संरचना को चित्र 6 में दिखाया गया है। त्रि-आयामी पैकेज संरचना को मुख्य रूप से स्टैक्ड त्रि-आयामी पैकेज और एम्बेडेड त्रि-आयामी पैकेज [24] में विभाजित किया गया है। द्वि-आयामी पैकेज के आधार पर, यह ऊर्ध्वाधर में मल्टी-चिप स्टैक्ड इंटरकनेक्शन का एहसास करने के लिए वायर बॉन्डिंग, फ्लिप चिप, माइक्रो बम्प, बॉल ग्रिड ऐरे (बीजीए), सिलिकॉन वाया (टीएसवी), पीसीबी एम्बेडिंग और अन्य प्रक्रिया प्रौद्योगिकियों को अपनाता है। दिशा [25

चित्र 6 त्रि-आयामी एकीकृत पैकेज संरचना का योजनाबद्ध आरेख [6,29-31]

स्टैक्ड 3डी पैकेजिंग में, थ्रू-सिलिकॉन विअस सबसे अधिक चिंतित प्रौद्योगिकियों में से एक है, जो विभिन्न चिप्स के बीच विद्युत इंटरकनेक्शन का एहसास करने के लिए सब्सट्रेट के माध्यम से थ्रू-सिलिकॉन विअस के ऊर्ध्वाधर इंटरकनेक्शन का उपयोग करता है [28]। थ्रू-सिलिकॉन पैकेजिंग की प्रमुख प्रौद्योगिकियों में थ्रू-सिलिकॉन छेद बनाना, भरना, चिप को पतला करना और इंटरकनेक्शन शामिल हैं। ठोस चरण इस प्रकार हैं: सबसे पहले, लेजर ड्रिलिंग, सूखी नक़्क़ाशी या गीली नक़्क़ाशी द्वारा छिद्रों का निर्माण किया जाता है, फिर SiO2 इन्सुलेट परत और तांबे की प्रवाहकीय परत को रासायनिक वाष्प जमाव द्वारा भरा जाता है, फिर चिप्स को पीसकर पतला किया जाता है, और अंत में चिप्स को आपस में जोड़ा जाता है। धातुओं के बीच आबंधन या बंधन द्वारा [29]। पारंपरिक समतल द्वि-आयामी लीड इंटरकनेक्ट संरचना की तुलना में, छेद के माध्यम से सिलिकॉन की त्रि-आयामी संरचना में छोटे आकार, हल्के वजन, सिलिकॉन वेफर उपयोग की उच्च दक्षता, कम सिग्नल विलंब और कम बिजली की खपत आदि के फायदे हैं, और त्रि-आयामी वेफर स्तर, सिस्टम स्तर और एकीकृत सर्किट पैकेजिंग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। हालाँकि, इसकी कुछ सीमाएँ भी हैं। सबसे पहले, विश्वसनीयता, थ्रू-सिलिकॉन पैकेज संरचना की उच्च शक्ति घनत्व, और लेमिनेटेड चिप की बड़ी थर्मल प्रबंधन समस्या; दूसरे, लागत अधिक है, और पैकेजिंग संरचना, प्रक्रिया और परीक्षण जटिल हैं।

एंबेडेड 3डी पैकेज बॉन्डिंग वायर के बजाय तांबे के तार और माइक्रोपोर का उपयोग करता है, और चिप को पीसीबी लेमिनेट में एम्बेड करता है, जो वॉल्यूम को कम कर सकता है, विश्वसनीयता में सुधार कर सकता है और सिस्टम एकीकरण की सुविधा प्रदान कर सकता है [30]। इस संरचना की सबसे बड़ी चुनौती इसके खराब थर्मो-मैकेनिकल गुण हैं, जो कम ग्लास संक्रमण तापमान और पारंपरिक पीसीबी सामग्रियों के उच्च सीटीई के कारण होने वाले थर्मो-मैकेनिकल तनाव से सीमित है, और इसका सेवा तापमान कम है [18]। इसके अलावा, FR4-PCB लैमिनेट की छिलने की ताकत कम है, लगभग 0.9 ~ 1.25 N/mm। डीबीसी सब्सट्रेट की तुलना में, पीसीबी में एम्बेडेड मॉड्यूल की रेटेड पावर कम है [3]।

उपरोक्त वेल्डिंग कनेक्शन के अलावा, क्रिम्पिंग द्वारा भी त्रि-आयामी पैकेज बनाया जा सकता है। एक विशिष्ट उदाहरण चित्र 7 में दिखाया गया है, जो वेस्टकोड)आईजीबीटी क्रिम्पिंग मॉड्यूल [32] का आंतरिक संरचना आरेख है। इसके घटक लीड, सोल्डरिंग या सिंटरिंग के बजाय बाहरी यांत्रिक दबाव द्वारा भौतिक रूप से जुड़े होते हैं। सरल संरचना, कम लागत और उच्च विश्वसनीयता के कारण, इसका व्यापक रूप से उच्च-वोल्टेज और उच्च-वर्तमान पावर ग्रिड में उपयोग किया जाता है। हालाँकि, क्रिम्पिंग मॉड्यूल में, मॉड्यूल के आंतरिक आयाम, प्रत्येक घटक की समतलता और सतह की गुणवत्ता उच्च होनी आवश्यक है, और जोड़ की तापीय चालकता और विद्युत चालकता दबाव और एकरूपता से बहुत प्रभावित होती है। छोटे संपर्क प्रतिरोध और थर्मल प्रतिरोध को सुनिश्चित करने के लिए उचित क्लैंपिंग दबाव का चयन करना आवश्यक है, लेकिन यह अनिवार्य रूप से सतह की खुरदरापन और संरचनात्मक विरूपण से प्रभावित होगा। छोटे सीटीई के साथ लोचदार बफर संरचनाएं और सामग्री, जैसे कि मो या बी गास्केट और स्प्रिंग प्लेट, अक्सर दबाव को बराबर करने, थर्मो-मैकेनिकल तनाव को कम करने और विश्वसनीयता में सुधार करने के लिए क्रिम्पिंग संरचना में पेश की जाती हैं।

चित्र 7 सिमा में आईजीबीटी क्रिम्पिंग मॉड्यूल की आंतरिक संरचना [6,32]

उच्च तापमान, उच्च वोल्टेज और उच्च आवृत्ति वातावरण में विश्वसनीय अनुप्रयोग को पूरा करने के लिए पावर पैकेजिंग की प्रमुख सामग्री, कनेक्शन तकनीक और संरचना डिजाइन धीरे-धीरे लीड हटाने, गर्मी अपव्यय प्रदर्शन में सुधार, एकीकरण घनत्व बढ़ाने आदि की दिशा में विकसित हो रहे हैं। तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक उपकरणों के लोकप्रिय होने और अनुप्रयोग के साथ, सिन्जेड सिल्वर सोल्डर पेस्ट कनेक्टिंग सामग्री, प्रौद्योगिकी के माध्यम से सिलिकॉन, त्रि-आयामी एकीकृत पैकेजिंग संरचना आदि भविष्य में मुख्य रुझान हैं, और मेरा मानना है कि उनके आवेदन की संभावनाएं अनंत हैं।

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