ୱାଇଡ-ବ୍ୟାଣ୍ଡଗ୍ୟାପ୍ (WBG) ସାମଗ୍ରୀର ଦ୍ରୁତ ଗ୍ରହଣ ଦ୍ୱାରା ପାୱାର ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ଶିଳ୍ପ ଏକ ପରିବର୍ତ୍ତନଶୀଳ ପରିବର୍ତ୍ତନ ଦେଇ ଗତି କରୁଛି।ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍(SiC) ଏବଂ Gallium Nitride (GaN) ଏହି ବିପ୍ଳବର ଆଗରେ ଅଛନ୍ତି, ଯାହା ଉଚ୍ଚ ଦକ୍ଷତା, ଦ୍ରୁତ ସ୍ୱିଚିଂ ଏବଂ ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ଥର୍ମାଲ୍ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ସହିତ ପରବର୍ତ୍ତୀ ପିଢ଼ିର ଶକ୍ତି ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକୁ ସକ୍ଷମ କରୁଛି। ଏହି ସାମଗ୍ରୀଗୁଡ଼ିକ କେବଳ ଶକ୍ତି ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀମାନଙ୍କର ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକୁ ପୁନଃପରିଭାଷିତ କରୁନାହିଁ ବରଂ ପ୍ୟାକେଜିଂ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାରେ ନୂତନ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜ ଏବଂ ସୁଯୋଗ ମଧ୍ୟ ସୃଷ୍ଟି କରୁଛି। SiC ଏବଂ GaN ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକର ସମ୍ଭାବନାକୁ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରିବା ପାଇଁ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ପ୍ୟାକେଜିଂ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ, ଯାହା ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଯାନ (EV), ନବୀକରଣୀୟ ଶକ୍ତି ପ୍ରଣାଳୀ ଏବଂ ଶିଳ୍ପ ଶକ୍ତି ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ସ ଭଳି ଦାବିପୂର୍ଣ୍ଣ ପ୍ରୟୋଗରେ ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟତା, କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଏବଂ ସ୍ଥାୟୀତ୍ୱ ସୁନିଶ୍ଚିତ କରିବ।
SiC ଏବଂ GaN ର ଲାଭ
ପାରମ୍ପରିକ ସିଲିକନ୍ (Si) ପାୱାର ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକ ଦଶନ୍ଧି ଧରି ବଜାରରେ ପ୍ରାଧାନ୍ୟ ବିସ୍ତାର କରିଆସିଛି। ତଥାପି, ଅଧିକ ପାୱାର ଘନତ୍ୱ, ଅଧିକ ଦକ୍ଷତା ଏବଂ ଅଧିକ କମ୍ପାକ୍ଟ ଫର୍ମ ଫ୍ୟାକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକର ଚାହିଦା ବୃଦ୍ଧି ପାଉଥିବାରୁ, ସିଲିକନ୍ ଆନ୍ତରିକ ସୀମାବଦ୍ଧତାର ସମ୍ମୁଖୀନ ହୁଏ:
-
ସୀମିତ ବ୍ରେକଡାଉନ୍ ଭୋଲଟେଜ, ଯାହା ଫଳରେ ଅଧିକ ଭୋଲଟେଜରେ ସୁରକ୍ଷିତ ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରିବା କଷ୍ଟକର ହୋଇପଡ଼େ।
-
ଧୀର ସ୍ୱିଚିଂ ବେଗ, ଯାହା ଫଳରେ ଉଚ୍ଚ-ଆବୃତ୍ତି ପ୍ରୟୋଗଗୁଡ଼ିକରେ ସୁଇଚିଂ କ୍ଷତି ବୃଦ୍ଧି ପାଏ।
-
ନିମ୍ନ ତାପଜ ପରିବାହୀତା, ଯାହା ଫଳରେ ଉତ୍ତାପ ସଂଗ୍ରହ ଏବଂ କଠୋର ଥଣ୍ଡା ଆବଶ୍ୟକତା ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ।
WBG ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ଭାବରେ SiC ଏବଂ GaN, ଏହି ସୀମାବଦ୍ଧତାକୁ ଅତିକ୍ରମ କରନ୍ତି:
-
ସି.ଆଇ.ସି.ଉଚ୍ଚ ବ୍ରେକଡାଉନ ଭୋଲଟେଜ, ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ତାପଜ ପରିବାହୀତା (ସିଲିକନ ଅପେକ୍ଷା 3-4 ଗୁଣ), ଏବଂ ଉଚ୍ଚ-ତାପମାନ ସହନଶୀଳତା ପ୍ରଦାନ କରେ, ଯାହା ଏହାକୁ ଇନଭର୍ଟର ଏବଂ ଟ୍ରାକ୍ସନ ମୋଟର ଭଳି ଉଚ୍ଚ-ଶକ୍ତି ପ୍ରୟୋଗ ପାଇଁ ଆଦର୍ଶ କରିଥାଏ।
-
ଜିଏଏନ୍ଅଲ୍ଟ୍ରା-ଫାଷ୍ଟ ସ୍ୱିଚିଂ, କମ୍ ଅନ୍-ରେଜିଷ୍ଟାନ୍ସ ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ୍ ଗତିଶୀଳତା ପ୍ରଦାନ କରେ, ଯାହା ଉଚ୍ଚ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସିରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରୁଥିବା କମ୍ପାକ୍ଟ, ଉଚ୍ଚ-ଦକ୍ଷତା ପାୱାର କନଭର୍ଟରଗୁଡ଼ିକୁ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ।
ଏହି ସାମଗ୍ରୀକ ସୁବିଧାଗୁଡ଼ିକୁ ବ୍ୟବହାର କରି, ଇଞ୍ଜିନିୟରମାନେ ଉଚ୍ଚ ଦକ୍ଷତା, ଛୋଟ ଆକାର ଏବଂ ଉନ୍ନତ ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟତା ସହିତ ପାୱାର ସିଷ୍ଟମ ଡିଜାଇନ୍ କରିପାରିବେ।
ପାୱାର ପ୍ୟାକେଜିଂ ପାଇଁ ନିର୍ଣ୍ଣୟ
ଯଦିଓ SiC ଏବଂ GaN ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ସ୍ତରରେ ଡିଭାଇସ୍ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାକୁ ଉନ୍ନତ କରନ୍ତି, ପ୍ୟାକେଜିଂ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାକୁ ଥର୍ମାଲ୍, ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଏବଂ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜଗୁଡ଼ିକୁ ସମାଧାନ କରିବା ପାଇଁ ବିକଶିତ ହେବାକୁ ପଡିବ। ପ୍ରମୁଖ ବିଚାରଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ:
-
ଥର୍ମାଲ୍ ପରିଚାଳନା
SiC ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକ 200°C ରୁ ଅଧିକ ତାପମାତ୍ରାରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରିପାରିବ। ତାପଜ ପଳାୟନକୁ ରୋକିବା ଏବଂ ଦୀର୍ଘକାଳୀନ ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟତା ସୁନିଶ୍ଚିତ କରିବା ପାଇଁ ଦକ୍ଷ ତାପ ଅପଚୟ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ। ଉନ୍ନତ ତାପଜ ଇଣ୍ଟରଫେସ୍ ସାମଗ୍ରୀ (TIM), ତମ୍ବା-ମଲିବଡେନମ୍ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଏବଂ ଅପ୍ଟିମାଇଜ୍ଡ ତାପ-ବିସ୍ତାର ଡିଜାଇନ୍ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଜରୁରୀ। ତାପଜ ବିଚାରଗୁଡ଼ିକ ଡାଏ ପ୍ଲେସମେଣ୍ଟ, ମଡ୍ୟୁଲ୍ ଲେଆଉଟ୍ ଏବଂ ସାମଗ୍ରିକ ପ୍ୟାକେଜ୍ ଆକାରକୁ ମଧ୍ୟ ପ୍ରଭାବିତ କରେ। -
ବୈଦ୍ୟୁତିକ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଏବଂ ପରଜୀବୀ ବିଜ୍ଞାନ
GaN ର ଉଚ୍ଚ ସୁଇଚିଂ ଗତି ପ୍ୟାକେଜ ପରଜୀବୀମାନଙ୍କୁ - ଯେପରିକି ଇଣ୍ଡକ୍ଟନ୍ସ ଏବଂ କ୍ୟାପାସିଟାନ୍ସ - ବିଶେଷ ଭାବରେ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ କରିଥାଏ। ଛୋଟ ପରଜୀବୀ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟ ଭୋଲଟେଜ ଓଭରସୁଟ୍, ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋମ୍ୟାଗ୍ନେଟିକ ହସ୍ତକ୍ଷେପ (EMI) ଏବଂ ସୁଇଚିଂ କ୍ଷତିର କାରଣ ହୋଇପାରେ। ପରଜୀବୀ ପ୍ରଭାବକୁ କମ କରିବା ପାଇଁ ଫ୍ଲିପ୍-ଚିପ୍ ବଣ୍ଡିଂ, ସର୍ଟ କରେଣ୍ଟ ଲୁପ୍ ଏବଂ ଏମ୍ବେଡେଡ୍ ଡାଇ ବିନ୍ୟାସ ଭଳି ପ୍ୟାକେଜିଂ ରଣନୀତିକୁ ବର୍ଦ୍ଧିତ ଭାବରେ ଗ୍ରହଣ କରାଯାଉଛି। -
ଯାନ୍ତ୍ରିକ ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟତା
SiC ସ୍ୱାଭାବିକ ଭାବରେ ଭଙ୍ଗୁର, ଏବଂ GaN-on-Si ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକ ଚାପ ପ୍ରତି ସମ୍ବେଦନଶୀଳ। ବାରମ୍ବାର ତାପଜ ଏବଂ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ସାଇକେଲିଂ ଅଧୀନରେ ଡିଭାଇସର ଅଖଣ୍ଡତା ବଜାୟ ରଖିବା ପାଇଁ ପ୍ୟାକେଜିଂକୁ ତାପଜ ବିସ୍ତାର ଅସମାନତା, ୱାର୍ପେଜ୍ ଏବଂ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଥକାପଣକୁ ସମାଧାନ କରିବାକୁ ପଡିବ। କମ୍-ଚାପ ଡାଇ ଆଟାଚ୍ ସାମଗ୍ରୀ, ଅନୁପାଳନକାରୀ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଏବଂ ଦୃଢ଼ ଅଣ୍ଡରଫିଲ୍ ଏହି ବିପଦଗୁଡ଼ିକୁ ହ୍ରାସ କରିବାରେ ସାହାଯ୍ୟ କରେ। -
କ୍ଷୁଦ୍ରକରଣ ଏବଂ ସମନ୍ୱୟ
WBG ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକ ଅଧିକ ଶକ୍ତି ଘନତାକୁ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ, ଯାହା ଛୋଟ ପ୍ୟାକେଜଗୁଡ଼ିକର ଚାହିଦାକୁ ବୃଦ୍ଧି କରିଥାଏ। ଉନ୍ନତ ପ୍ୟାକେଜିଂ କୌଶଳ - ଯେପରିକି ଚିପ୍-ଅନ୍-ବୋର୍ଡ (CoB), ଡୁଆଲ୍-ସାଇଡେଡ୍ କୁଲିଂ, ଏବଂ ସିଷ୍ଟମ୍-ଇନ୍-ପ୍ୟାକେଜ୍ (SiP) ଇଣ୍ଟିଗ୍ରେସନ୍ - ଡିଜାଇନର୍ମାନଙ୍କୁ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଏବଂ ଥର୍ମାଲ୍ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ବଜାୟ ରଖିବା ସହିତ ପାଦଚିହ୍ନ ହ୍ରାସ କରିବାକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ। ମିନିଏଚ୍ୟୁରାଇଜେସନ୍ ମଧ୍ୟ ପାୱାର ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ସ ସିଷ୍ଟମରେ ଉଚ୍ଚ-ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ଅପରେସନ୍ ଏବଂ ଦ୍ରୁତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାକୁ ସମର୍ଥନ କରେ।
ଉଦୀୟମାନ ପ୍ୟାକେଜିଂ ସମାଧାନ
SiC ଏବଂ GaN ଗ୍ରହଣକୁ ସମର୍ଥନ କରିବା ପାଇଁ ଅନେକ ଅଭିନବ ପ୍ୟାକେଜିଂ ପଦ୍ଧତି ଉଭା ହୋଇଛି:
-
ଡାଇରେକ୍ଟ ବଣ୍ଡେଡ୍ କପର (DBC) ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ସSiC ପାଇଁ: DBC ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ଉଚ୍ଚ ସ୍ରୋତ ଅଧୀନରେ ତାପ ପ୍ରସାରଣ ଏବଂ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ସ୍ଥିରତାକୁ ଉନ୍ନତ କରେ।
-
ଏମ୍ବେଡେଡ୍ GaN-on-Si ଡିଜାଇନ୍: ଏଗୁଡ଼ିକ ପରଜୀବୀ ପ୍ରେରଣା ହ୍ରାସ କରେ ଏବଂ କମ୍ପାକ୍ଟ ମଡ୍ୟୁଲରେ ଅଲ୍ଟ୍ରା-ଫାଷ୍ଟ ସ୍ୱିଚିଂକୁ ସକ୍ଷମ କରେ।
-
ଉଚ୍ଚ ତାପଜ ପରିବାହୀତା ଏନକ୍ୟାପସୁଲେସନ୍: ଉନ୍ନତ ମୋଲ୍ଡିଂ ଯୌଗିକ ଏବଂ କମ୍ ଚାପ ଥିବା ଅଣ୍ଡରଫିଲ୍ ଥର୍ମାଲ୍ ସାଇକେଲିଂ ଅଧୀନରେ ଫାଟିବା ଏବଂ ଡିଲାମିନେସନ୍ ରୋକିଥାଏ।
-
3D ଏବଂ ମଲ୍ଟି-ଚିପ୍ ମଡ୍ୟୁଲ୍: ଡ୍ରାଇଭର, ସେନ୍ସର ଏବଂ ପାୱାର ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକୁ ଗୋଟିଏ ପ୍ୟାକେଜରେ ସମନ୍ୱୟ କରିବା ଦ୍ୱାରା ସିଷ୍ଟମ-ସ୍ତରୀୟ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଉନ୍ନତ ହୁଏ ଏବଂ ବୋର୍ଡ ସ୍ଥାନ ହ୍ରାସ ହୁଏ।
ଏହି ନବସୃଜନଗୁଡ଼ିକ WBG ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକର ପୂର୍ଣ୍ଣ ସମ୍ଭାବନାକୁ ଉନ୍ମୁକ୍ତ କରିବାରେ ପ୍ୟାକେଜିଂର ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଭୂମିକାକୁ ଆଲୋକିତ କରେ।
ଉପସଂହାର
SiC ଏବଂ GaN ମୌଳିକ ଭାବରେ ଶକ୍ତି ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରୁଛନ୍ତି। ସେମାନଙ୍କର ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଏବଂ ତାପଜ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକ ଏପରି ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକୁ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ ଯାହା ଦ୍ରୁତ, ଅଧିକ ଦକ୍ଷ ଏବଂ କଠୋର ପରିବେଶରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରିବାକୁ ସକ୍ଷମ। ତଥାପି, ଏହି ଲାଭଗୁଡ଼ିକୁ ସାକାର କରିବା ପାଇଁ ସମାନ ଭାବରେ ଉନ୍ନତ ପ୍ୟାକେଜିଂ ରଣନୀତି ଆବଶ୍ୟକ ଯାହା ତାପଜ ପରିଚାଳନା, ବୈଦ୍ୟୁତିକ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା, ଯାନ୍ତ୍ରିକ ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟତା ଏବଂ କ୍ଷୁଦ୍ରକରଣକୁ ସମ୍ବୋଧିତ କରେ। SiC ଏବଂ GaN ପ୍ୟାକେଜିଂରେ ନବସୃଜନ କରୁଥିବା କମ୍ପାନୀଗୁଡ଼ିକ ପରବର୍ତ୍ତୀ ପିଢ଼ିର ପାୱାର ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ସର ନେତୃତ୍ୱ ନେବେ, ଯାହା ମୋଟରଗାଡ଼ି, ଶିଳ୍ପ ଏବଂ ନବୀକରଣୀୟ ଶକ୍ତି କ୍ଷେତ୍ରଗୁଡ଼ିକରେ ଶକ୍ତି-ଦକ୍ଷ ଏବଂ ଉଚ୍ଚ-ଦକ୍ଷତା ସିଷ୍ଟମକୁ ସମର୍ଥନ କରିବ।
ସଂକ୍ଷେପରେ, ପାୱାର ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ପ୍ୟାକେଜିଂରେ ବିପ୍ଳବ SiC ଏବଂ GaN ର ଉତ୍ଥାନଠାରୁ ଅବିଚ୍ଛେଦ୍ୟ। ଶିଳ୍ପ ଉଚ୍ଚ ଦକ୍ଷତା, ଉଚ୍ଚ ଘନତ୍ୱ ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟତା ଆଡ଼କୁ ଆଗକୁ ବଢ଼ିବା ସହିତ, ପ୍ୟାକେଜିଂ ୱାଇଡ-ବ୍ୟାଣ୍ଡଗ୍ୟାପ୍ ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକର ତାତ୍ତ୍ୱିକ ସୁବିଧାକୁ ବ୍ୟବହାରିକ, ନିୟୋଜନଯୋଗ୍ୟ ସମାଧାନରେ ପରିଣତ କରିବାରେ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରିବ।
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ଜାନୁଆରୀ-୧୪-୨୦୨୬