جدید الیکٹرانکس کی صنعت میں، خاص طور پر ہائی-پاور، ہائی-فریکوئنسی، اور ہائی-درجہ حرارت کی ایپلی کیشنز میں، سیرامک سرکٹ بورڈ اپنی بہترین تھرمل چالکتا، موصلیت اور کیمیائی استحکام کی وجہ سے ایک ناگزیر بنیادی مواد بن گئے ہیں۔ ایرو اسپیس سے لے کر طبی آلات تک، ایل ای ڈی لائٹنگ سے لے کر نئی توانائی والی گاڑیوں تک، ان کی اعلیٰ کارکردگی کے پیچھے ایک درست اور سخت مینوفیکچرنگ عمل پوشیدہ ہے۔ یہ مضمون منظم طریقے سے سیرامک سرکٹ بورڈز کے "پاؤڈر" سے "تیار مصنوعات" تک کے سفر کا تجزیہ کرے گا۔
مرحلہ 1: سبسٹریٹ کی تیاری - سیرامک پاؤڈر کو "شکل دینا"
یہ عمل سیرامک سبسٹریٹ کی تیاری کے ساتھ شروع ہوتا ہے۔ عام طور پر استعمال ہونے والے سیرامک مواد میں ایلومینا، ایلومینیم نائٹرائڈ اور بیریلیم آکسائیڈ شامل ہیں۔ سب سے پہلے، اعلی-پاکیزہ الٹرا فائن سیرامک پاؤڈر کو آرگینک بائنڈر، پلاسٹائزرز وغیرہ کے ساتھ ملا کر ایک یکساں گارا بنایا جاتا ہے۔ پھر، اسے درج ذیل تین مین اسٹریم ٹیکنالوجیز میں سے کسی ایک کا استعمال کرتے ہوئے تشکیل دیا گیا ہے۔
کاسٹ کاسٹنگ: یہ سب سے زیادہ استعمال ہونے والی تکنیک ہے۔ گارا کو ڈاکٹر بلیڈ کا استعمال کرتے ہوئے ایک موٹی سبسٹریٹ پر بالکل موٹی، یکساں فلم میں پھیلایا جاتا ہے، اور پھر اسے خشک کرکے سبز سیرامک ٹیپ بنایا جاتا ہے۔ یہ طریقہ بڑے-علاقے، پتلے سبسٹریٹس کی تیاری کے لیے موزوں ہے۔
خشک دبانے: سیرامک پاؤڈر کو ایک سانچے میں بھرا جاتا ہے اور زیادہ دباؤ کے تحت شکل میں دبایا جاتا ہے۔ یہ طریقہ انتہائی کارآمد اور باقاعدہ شکلوں اور بڑی موٹائیوں کے ساتھ سبسٹریٹس بنانے کے لیے موزوں ہے۔
Isostatic پریسنگ: Isotropic ہائی پریشر کو لچکدار سانچے میں لپیٹے ہوئے پاؤڈر پر لاگو کیا جاتا ہے، جس کے نتیجے میں سبز جسم زیادہ کثافت، زیادہ یکساں ڈھانچہ، اور اعلیٰ کارکردگی کا حامل ہوتا ہے۔
تشکیل شدہ سبز جسم کو "گرین سیرامک" کہا جاتا ہے۔ اس مرحلے پر، اس کی طاقت نسبتاً کم ہے، جس سے اسے مشین، سوراخ کرنے یا کاٹنے میں آسانی ہوتی ہے۔
دوسرا مرحلہ:-ہول میٹالائزیشن کے ذریعے-ایک 3D باہم مربوط "پل" بنانا
مختلف تہوں کے درمیان برقی روابط حاصل کرنے کے لیے، ہرے سیرامک شیٹ میں سوراخوں کے ذریعے- سوراخ کرنے کی ضرورت ہوتی ہے اور پھر اسے دھاتی بنا کر بھرنا پڑتا ہے۔ یہ قدم اہم ہے:
ڈرلنگ: عین مطابق مکینیکل ڈرل یا لیزر کا استعمال کرتے ہوئے، سبز سیرامک شیٹ میں چھوٹے چھوٹے سوراخ-بنائے جاتے ہیں۔ لیزر ڈرلنگ زیادہ درستگی پیش کرتی ہے اور خاص طور پر اعلی-کثافت والے انٹر کنیکٹ بورڈز کے لیے موزوں ہے۔
سوراخ کی دیواروں کا پریٹریٹمنٹ اور فلنگ: سوراخ کی دیواروں کی صفائی اور اسے چالو کرنے کے بعد، کنڈکٹیو پیسٹ (عام طور پر ٹنگسٹن یا مولیبڈینم-مینگنیج پیسٹ) کو سوراخوں میں بھرا جاتا ہے تاکہ کنڈکٹیو چینلز بنانے کے لیے اسکرین پرنٹنگ یا ویکیوم فلنگ ٹیکنالوجی کا استعمال کیا جائے۔
مرحلہ 3: سرکٹ پرنٹنگ - الیکٹرانک "واسکولر" ڈرائنگ
سرکٹ پیٹرن موٹی-فلم پرنٹنگ ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے بنایا گیا ہے۔ ڈیزائن کردہ سرکٹ پیٹرن سے ایک عمدہ اسکرین یا ماسک بنایا جاتا ہے، اور سبز سیرامک شیٹ کی سطح پر دھاتی پیسٹ (جیسے سونا، چاندی، پیلیڈیم، یا چاندی) پرنٹ کیا جاتا ہے۔ پیسٹ اسکرین پر پیٹرن کے ذریعے سبسٹریٹ کے ساتھ چپکتا ہے، بالکل ٹھیک کنڈیکٹر کے راستوں کا خاکہ پیش کرتا ہے۔ یہاں تک کہ باریک سرکٹس کے لیے، پتلی-فلم کے عمل (جیسے تھوکنے یا الیکٹروپلاٹنگ) استعمال کیے جا سکتے ہیں۔
مرحلہ 4: لیمینیشن اور کو-فائرنگ – ہائی-درجہ حرارت فیوژن کے ذریعے سبلیمیشن
ملٹی لیئر سیرامک سرکٹ بورڈز کے لیے، سبز سیرامک شیٹس کی پرنٹ شدہ سرکٹ پرتوں کو ٹھیک ٹھیک سیدھ میں اور اسٹیک کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، پھر اعلی درجہ حرارت اور دباؤ کے تحت لیمینیٹ کیا جاتا ہے تاکہ انہیں مضبوطی سے ایک یونٹ میں باندھا جائے۔
اس کے بعد، پورے عمل کا سب سے اہم مرحلہ شروع ہوتا ہے – شریک-فائرنگ۔ پرت دار سبز باڈی کو ایک اعلی-درجہ حرارت کی سنٹرنگ بھٹی میں رکھا جاتا ہے اور اسے احتیاط سے کنٹرول شدہ درجہ حرارت پروفائل (عام طور پر 1500 ڈگری سے اوپر) اور حفاظتی ماحول (جیسے ہائیڈروجن یا نائٹروجن) کے نیچے سینٹر کیا جاتا ہے۔ اس عمل کے دوران دو اہم تبدیلیاں رونما ہوتی ہیں:
نامیاتی مادے کو ہٹانا اور دہن: نامیاتی مادہ جیسے سبز جسم کے اندر بائنڈر مکمل طور پر گل جاتا ہے اور اتار چڑھاؤ ہوتا ہے۔
سیرامک کی کثافت اور دھات کی سنٹرنگ: سیرامک کے ذرات اعلی درجہ حرارت پر فیوز ہوتے ہیں، سکڑ جاتے ہیں اور ایک گھنے، سخت سبسٹریٹ بناتے ہیں۔ ایک ہی وقت میں، دھاتی سلری سنٹر میں موجود ذرات ایک ساتھ اور سیرامک میٹرکس کے ساتھ مضبوطی سے جڑ جاتے ہیں، جس سے اعلی-طاقت والا کنڈکٹیو سرکٹری بنتی ہے۔
co-فائرنگ کے عمل کی کامیابی براہ راست حتمی مصنوع کی مکینیکل طاقت، تھرمل چالکتا، اور برقی خصوصیات کا تعین کرتی ہے۔
مرحلہ 5: پوسٹ- پروسیسنگ اور سطحی علاج – تکمیل اور "تحفظ"
sintered سبسٹریٹ کو ابھی بھی پوسٹ- پروسیسنگ کے مراحل کی ایک سیریز کی ضرورت ہے:
شیپ کٹنگ: لیزر کٹنگ یا ڈائسنگ مشین کا استعمال کرتے ہوئے، بڑے سنٹرڈ بورڈز کو انفرادی سرکٹ بورڈ یونٹوں میں تقسیم کیا جاتا ہے۔
سطح کا علاج: سولڈریبلٹی اور آکسیڈیشن مزاحمت کو بہتر بنانے کے لیے، سطح کے علاج کو بے نقاب دھاتی سرکٹس پر لاگو کیا جاتا ہے، جیسے الیکٹرو لیس نکل/گولڈ پلیٹنگ، الیکٹروپلاٹنگ نکل/گولڈ پلیٹنگ، یا OSP (آپٹیکل سٹرلائزیشن پرزرویٹیو) ٹریٹمنٹ۔
معائنہ اور جانچ: آخر میں، سخت کوالٹی کنٹرول کے طریقہ کار کا ایک سلسلہ، بشمول خودکار نظری معائنہ، ایکس- رے معائنہ، اور برقی کارکردگی کی جانچ، اس بات کو یقینی بناتے ہیں کہ ہر سیرامک سرکٹ بورڈ ڈیزائن کی وضاحتیں اور قابل اعتماد تقاضوں کو پورا کرتا ہے۔
نتیجہ
سیرامک سرکٹ بورڈز کی تیاری ایک نفیس فن ہے جو میٹریل سائنس، پریزیشن میکینکس اور تھرمل انجینئرنگ کو مربوط کرتا ہے۔ مائکرون- سطح کے پاؤڈر سے لے کر سرکٹ بورڈ تک جو طاقتور کام کرتا ہے، عمل کا ہر مرحلہ تفصیل پر پوری توجہ کا متقاضی ہے۔ یہ پیچیدہ اور پختہ عمل ہے جو سیرامک سرکٹ بورڈز کو انتہائی ماحول میں مستحکم آپریشن کے غیر معمولی معیار کے ساتھ، خاموشی سے جدید ٹیکنالوجی کی تیز رفتار ترقی کی حمایت کرتا ہے۔