ইলেকট্রনিক কম্পোনেন্ট প্যাকেজিংয়ে বিভিন্ন বেধের পিপি ফিল্মের পারফরম্যান্স

পলিপ্রোপিলিন (পিপি) ফিল্মগুলি তার চমৎকার নিরোধক, রাসায়নিক প্রতিরোধের এবং প্রক্রিয়াকরণের কার্যকারিতার কারণে ইলেকট্রনিক উপাদান প্যাকেজিংয়ের একটি মূল উপাদান হয়ে উঠেছে। বিশেষ করে উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি যোগাযোগ, পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স এবং নমনীয় সার্কিটের অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, পলিপ্রোপিলিন ফিল্মের পুরুত্বের প্যারামিটার সরাসরি তাদের অস্তরক বৈশিষ্ট্য, যান্ত্রিক শক্তি এবং তাপ পরিচালনার ক্ষমতাকে প্রভাবিত করে। বিভিন্ন বেধের পিপি ফিল্মগুলির শারীরিক বৈশিষ্ট্য, প্রয়োগের পরিস্থিতি এবং কর্মক্ষমতা অপ্টিমাইজেশান কৌশলগুলি বিশ্লেষণ করা হয়।

1.1 পুরুত্ব-সম্পর্কিত অস্তরক ধ্রুবক এবং ক্ষতি
পিপি ফিল্মের অস্তরক ধ্রুবক (এপসিলন r) সাধারণত 2.2 এবং 2.3 এর মধ্যে থাকে, তবে পুরুত্বের তারতম্য উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি সংকেতগুলির সংক্রমণ বৈশিষ্ট্যের উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে। উদাহরণ স্বরূপ, বাইঅ্যাক্সিলি ওরিয়েন্টেড পলিপ্রোপিলিন (BOPP) ফিল্মগুলিতে, 4 মাইক্রন থেকে 2 মাইক্রনে বেধ হ্রাস করার ফলে ডাইলেক্ট্রিক লস ট্যানজেন্ট (ট্যান্ডেল্টা) 0.0003 থেকে 0.00015 এ 1 MHz এ কমে যায়। ক্ষতির এই হ্রাস ফিল্মগুলিতে হ্রাসকৃত দ্বিমেরু অভিযোজন মেরুকরণের হ্রাসের কারণে -- তাদের আরও ঘনিষ্ঠভাবে সারিবদ্ধ আণবিক চেইনগুলি মেরুকরণের শিথিলকরণের সময় এবং এইভাবে শক্তি অপচয়ের দৈর্ঘ্য হ্রাস করে।
5G বেস স্টেশন ফিল্টার প্যাকেজিং-এ, 3 μm আল্ট্রা-পিপি ফিল্ম ব্যবহার করে ক্যাপাসিটরগুলি 6 μm ফিল্মগুলি ব্যবহার করার তুলনায় 40% সমতুল্য সিরিজ প্রতিরোধের প্রদর্শন করে, উল্লেখযোগ্যভাবে সিগন্যাল ফিল্টারিং দক্ষতা উন্নত করে। পরীক্ষামূলক তথ্য দেখায় যে 10 GHz এ, ফিল্মের পুরুত্বে প্রতি 1 মাইক্রন হ্রাসের জন্য সন্নিবেশের ক্ষতি 0.02 dB/cm দ্বারা হ্রাস পায়, যা উচ্চ- ফ্রিকোয়েন্সি সার্কিটে সংকেত অখণ্ডতা বজায় রাখার জন্য গুরুত্বপূর্ণ।
1.2 ফ্র্যাকচার ক্ষেত্রের শক্তি এবং পুরুত্বের মধ্যে অরৈখিক সম্পর্ক
পলিপ্রোপিলিন ফিল্মের ডিসি ব্রেকডাউন ক্ষেত্রের শক্তি পুরুত্বের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক: E _ bd 1/ d। যখন বেধ 10 মাইক্রন থেকে 20 মাইক্রনে বৃদ্ধি পায়, তখন ভাঙ্গন ক্ষেত্রের শক্তি 650 থেকে 460 ভোল্ট প্রতি মিটারে কমে যায়। এই অরৈখিক বৈশিষ্ট্যটি অভ্যন্তরীণ ত্রুটিগুলির পরিসংখ্যানগত বন্টনের কারণে ঘটে -- ঘন ঝিল্লিতে ত্রুটি থাকার সম্ভাবনা বেশি থাকে, যা স্থানীয় বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ক্ষেত্রের ঘনত্বের প্রভাবকে বাড়িয়ে তোলে।
আল্ট্রা-হাই-ভোল্টেজ ডিসি ট্রান্সমিশন ক্যাপাসিটারের ডিজাইনে, 8 μm পলিপ্রোপিলিন ফিল্ম 1,200 ভোল্টে কাজ করতে পারে, যখন μm ফিল্ম একই কাঠামোতে শুধুমাত্র 900 ভোল্ট সহ্য করতে পারে। ব্রেকডাউন ব্রেকডাউন ক্ষেত্রের শক্তি একটি 10-মাইক্রোন 10 μm ফিল্মগুলিকে 720 720 V/μm ন্যানো-সিলিকা ডোপিং মডিফিকেশনে উন্নীত করা হয়, প্রথাগত বেধের শক্তি সীমা অতিক্রম করে।

2.1 পাংচার প্রতিরোধের এবং নমনীয়তার ভারসাম্য বজায় রাখা
Polypropylene (PP) ফিল্ম যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের উপর একটি উল্লেখযোগ্য বেধ থ্রেশহোল্ড প্রভাব প্রদর্শন করে। পেনিট্রেশন (ASTM D4833 স্ট্যান্ডার্ড) 3.2 N/ m থেকে 1.8 N/ m এবং প্রসারণ (ASTM D882) 120% থেকে 180% পর্যন্ত বৃদ্ধি পায় যখন বেধ 5 μm-এর কম ছিল। এই বৈশিষ্ট্যটি নমনীয় PCB প্যাকেজিং-এ অতি পাতলা পিপি ফিল্মগুলিকে একটি অনন্য সুবিধা করে তোলে --এগুলি 3 মিমি ব্যাসার্ধের সাথে গতিশীল নমনের সাথে মানিয়ে নেওয়ার সময় 0.5 N এর স্থানীয় চাপ সহ্য করতে পারে।
aa 4 μm PP/graphene কম্পোজিট ফিল্মের একটি পরিধানযোগ্য ডিভাইস সেন্সর প্যাকেজের তাপ পরিবাহিতা ছিল 1.2 W/m K, একটি বিশুদ্ধ PP ফিল্মের পাঁচগুণ। মাইক্রোক্যাপসুল স্ব-নিরাময় প্রযুক্তি ঝিল্লির একটি 0.1 মিলিমিটার ফাটল 10 মিনিটের মধ্যে তার মূল শক্তির 85% পর্যন্ত মেরামত করতে পারে।
2.2 তাপ সম্প্রসারণ সহগ মিল এবং প্যাকেজিং নির্ভরযোগ্যতা
ইলেকট্রনিক যন্ত্রাংশের প্যাকেজিংয়ের জন্য পলিপ্রোপিলিন ফিল্মের থার্মাল এক্সপেনশন ফ্যাক্টর (CTE) তামার ফয়েল (17 পিপিএম/ডিগ্রি) বা সিরামিক সাবস্ট্রেট (6-8 পিপিএম/ডিগ্রি) এর সাথে ঘনিষ্ঠভাবে মিলে যাওয়া প্রয়োজন। CTE-তে পুরুত্বের প্রভাব অ্যানিসোট্রপিক ছিল: অনুদৈর্ঘ্য CTE 50 পিপিএম/ডিগ্রী থেকে 35 পিপিএম/ডিগ্রীতে ক্রমবর্ধমান বেধের সাথে হ্রাস পায়, যখন ট্রান্সভার্স সিটিই 80-90 পিপিএম/oC এ স্থিতিশীল হয়। এই পার্থক্যটি পাতলা ফিল্ম উৎপাদনে দ্বি-অক্ষীয় প্রসারিত প্রক্রিয়ার কারণে -- ক্রমবর্ধমান বেধের সাথে অনুদৈর্ঘ্য আণবিক শৃঙ্খলের অভিযোজন হ্রাস পায়।
IGBT মডিউল প্যাকেজিং-এ মধ্যবর্তী হিসাবে 8 μm PP ফিল্ম ব্যবহার করা CTE এবং সিলিকন চিপস (2.6 পিপিএম/ডিগ্রি) এর মধ্যে অমিলকে 42% (15 μm ফিল্ম) থেকে 28% এ হ্রাস করে, তাপীয় সাইক্লিংয়ের কারণে সোল্ডার ক্লান্তি ব্যর্থতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে। গ্রেডিয়েন্ট পিপি/পলিমাইড (পিআই) ফিল্ম কো-এক্সট্রুশন দ্বারা উত্পাদিত ইন্টারফেসিয়াল স্ট্রেস 60% কমাতে পারে এবং মডিউলের জীবনকাল 20 বছর পর্যন্ত প্রসারিত করতে পারে।

3.1 বৈদ্যুতিক ইলেকট্রনিক্সের জন্য ডিজাইন নির্দেশিকা
নতুন শক্তি বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল ক্যাপাসিটর নকশা নকশা, ফিল্ম বেধ শক্তি ঘনত্ব এবং নির্ভরযোগ্যতা ভারসাম্য আবশ্যক. পরীক্ষাগুলি দেখায় যে 6 μm PP ফিল্ম ব্যবহার করা ক্যাপাসিটরগুলির aa ভলিউম্যাট্রিক শক্তি ঘনত্ব ছিল 1.2 জুল/cm3, 12 ফিল্মের চেয়ে 80% বেশি, কিন্তু একটি আংশিক ডিসচার্জ ইনসেপশন ভোল্টেজ 1,100 থেকে 950 ভোল্টে হ্রাস পেয়েছে।
বৈদ্যুতিক গাড়ির মোটর ড্রাইভ ইনভার্টারে, 4-মাইক্রন ধাতবযুক্ত পলিপ্রোপিলিন ফিল্ম ব্যবহার করে ক্যাপাসিটারগুলির ধারণক্ষমতা 150 মাইক্রন, 8 μm ফিল্মের চেয়ে 120 শতাংশ বেশি, যখন ESR কমিয়ে 5 ওমেগা করে, যা SiC পাওয়ার ডিভাইসের জন্য প্রয়োজনীয় সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি (200 kHz) সন্তুষ্ট করে।
3.2 আল্ট্রা-উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি কমিউনিকেশনে থিনাইজেশন ট্রেন্ড
5G বেস স্টেশন ফিল্টারগুলির পিপি ফিল্ম বেধের জন্য কঠোর প্রয়োজনীয়তা রয়েছে। 28 GHz এ, একটি 0.8 μm অতি- পাতলা BOPP ফিল্মের AA ডাইইলেক্ট্রিক ক্ষয়ক্ষতি ছিল মাত্র 0.00008, 3 μm ফিল্মের চেয়ে 60% কম, ফিল্টার সন্নিবেশ ক্ষয় 0.8 dB থেকে 0.3 dB-তে হ্রাস করে৷ অ্যাটমিক লেয়ার ডিপোজিশন (ALD) এর মাধ্যমে, ফিল্মের পৃষ্ঠে একটি 20nm অ্যালুমিনা স্তর জন্মানো হয়, যা মিলিমিটার ওয়েভ শিল্ডিংয়ের প্রয়োজনীয়তা মেটাতে 1014 Ω থেকে 1016 Ω পৃষ্ঠের প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়িয়ে দেয়।
অপটিক্যাল মডিউল প্যাকেজিং-এ, ডাইইলেক্ট্রিক একটি অস্তরক ধ্রুবক তাপমাত্রা সহগ একটি 1.5 μm PP ফিল্ম একটি বিচ্ছিন্ন স্তর হিসাবে ব্যবহৃত হয় শুধুমাত্র -50 পিপিএম/ডিগ্রী, প্রচলিত পলিমাইড ফিল্মের তুলনায় অনেক বেশি (-150 পিপিএম/oC), উচ্চ-গতির মানের জিপিএস সিগন্যালের গুণমান নিশ্চিত করে (25 গ্রাম আইপিএস)।

4.1 মাল্টিলেয়ার কম্পোজিট স্ট্রাকচার ইনোভেশন
co-এক্সট্রুশন সক্ষম করে সুনির্দিষ্ট বেধ নিয়ন্ত্রণ (2–10 μm) উচ্চ শক্তির ঘনত্বের প্যাকেজিং চাহিদা মেটাতে 2.5 W/(m·K) এর AA তাপ পরিবাহিতা সহ PP / ন্যানোসেলুলোজ কম্পোজিট ফিল্মের কো- এক্সট্রুশন দ্বারা অর্জন করা যেতে পারে। পরীক্ষাগুলি দেখায় যে 1,000 তাপচক্রের পরে (-40 ডিগ্রি থেকে 125 ডিগ্রি), একটি 3 μm যৌগিক ফিল্ম 92% ইন্টারলেয়ার স্ট্রিপিং শক্তি ধরে রাখে, বিশুদ্ধ PP ফিল্মের চেয়ে 40% বেশি।
4.2 বুদ্ধিমান বেধ মডুলেশন প্রযুক্তি
ইলেক্ট্রোক্রোমিক পিপি ফিল্মগুলি বৈদ্যুতিক রাসায়নিক নীতি অনুসারে 1 এবং 5 মাইক্রনের মধ্যে বেধে গতিশীলভাবে সামঞ্জস্য করা যেতে পারে। 5G বেস স্টেশনগুলিতে, ক্ষতি কমাতে ফিল্মগুলি স্বয়ংক্রিয়ভাবে 3 μm উচ্চ শক্তিতে পুরু হয় এবং একীকরণ ঘনত্ব উন্নত করতে কম শক্তিতে 1 মাইক্রন। প্রাথমিক পরীক্ষাগুলি নির্দেশ করে যে স্মার্ট ফিল্ম বেস স্টেশনে 15% শক্তি খরচ কমাতে পারে।
উপসংহার:
পলিপ্রোপিলিন ফিল্মের বেধ সরাসরি বৈদ্যুতিন উপাদান প্যাকেজিং এর কর্মক্ষমতা নির্ধারণ করে। পলিপ্রোপিলিন ফিল্মগুলি অস্তরক সম্পত্তি অপ্টিমাইজেশান, যান্ত্রিক থার্মাল ম্যাচিং ডিজাইন এবং নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশন কাস্টমাইজেশনের মাধ্যমে মাইক্রোইলেক্ট্রনিক্স থেকে পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সের চাহিদা মেটাতে পারে। ন্যানোকম্পোজিট প্রযুক্তি এবং স্মার্ট উপকরণের ভবিষ্যত অগ্রগতি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি যোগাযোগ, নতুন শক্তি এবং মহাকাশের মতো ক্ষেত্রে তাদের অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে প্রসারিত করবে এবং উচ্চ ঘনত্ব, নির্ভরযোগ্যতা এবং শক্তি দক্ষতার দিকে ইলেকট্রনিক প্যাকেজিংকে চালিত করবে৷