आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में, विशेष रूप से उच्च {{0}शक्ति, उच्च {{1}आवृत्ति, और उच्च{2}तापमान अनुप्रयोगों में, सिरेमिक सर्किट बोर्ड अपनी उत्कृष्ट तापीय चालकता, इन्सुलेशन और रासायनिक स्थिरता के कारण एक अनिवार्य कोर सामग्री बन गए हैं। एयरोस्पेस से लेकर चिकित्सा उपकरण तक, एलईडी लाइटिंग से लेकर नई ऊर्जा वाहनों तक, उनके बेहतर प्रदर्शन के पीछे एक सटीक और कठोर विनिर्माण प्रक्रिया निहित है। यह लेख "पाउडर" से "तैयार उत्पाद" तक सिरेमिक सर्किट बोर्ड की यात्रा का व्यवस्थित रूप से विश्लेषण करेगा।
चरण 1: सब्सट्रेट तैयारी - सिरेमिक पाउडर को "आकार देना"।
प्रक्रिया सिरेमिक सब्सट्रेट की तैयारी के साथ शुरू होती है। आमतौर पर उपयोग की जाने वाली सिरेमिक सामग्रियों में एल्यूमिना, एल्यूमीनियम नाइट्राइड और बेरिलियम ऑक्साइड शामिल हैं। सबसे पहले, एक समान घोल बनाने के लिए उच्च शुद्धता वाले अल्ट्राफाइन सिरेमिक पाउडर को कार्बनिक बाइंडर्स, प्लास्टिसाइज़र आदि के साथ मिलाया जाता है। फिर, इसे निम्नलिखित तीन मुख्यधारा प्रौद्योगिकियों में से एक का उपयोग करके आकार दिया जाता है:
कास्ट कास्टिंग: यह सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली तकनीक है। घोल को एक डॉक्टर ब्लेड का उपयोग करके एक चलती सब्सट्रेट पर एक सटीक मोटी, समान फिल्म में फैलाया जाता है, और फिर हरे सिरेमिक टेप बनाने के लिए सुखाया जाता है। यह विधि बड़े क्षेत्र, पतले सबस्ट्रेट्स के निर्माण के लिए उपयुक्त है।
ड्राई प्रेसिंग: सिरेमिक पाउडर को एक सांचे में भरा जाता है और उच्च दबाव में आकार में दबाया जाता है। यह विधि अत्यधिक कुशल है और नियमित आकार और बड़ी मोटाई वाले सब्सट्रेट के निर्माण के लिए उपयुक्त है।
आइसोस्टैटिक दबाव: आइसोट्रोपिक उच्च दबाव को एक लचीले सांचे में बंद पाउडर पर लागू किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च घनत्व, अधिक समान संरचना और बेहतर प्रदर्शन वाला हरा शरीर प्राप्त होता है।
गठित हरे शरीर को "ग्रीन सिरेमिक" कहा जाता है। इस स्तर पर, इसकी ताकत अपेक्षाकृत कम है, जिससे मशीन बनाना, छेद करना या काटना आसान हो जाता है।
चरण दो: {{0}छेद धातुकरण के माध्यम से-एक 3डी इंटरकनेक्ट "पुल" का निर्माण
विभिन्न परतों के बीच विद्युत कनेक्शन प्राप्त करने के लिए, हरी सिरेमिक शीट में छेद करने की आवश्यकता होती है और फिर उसे धातुकृत और भरा जाता है। यह कदम महत्वपूर्ण है:
ड्रिलिंग: सटीक यांत्रिक ड्रिल या लेजर का उपयोग करके, हरे सिरेमिक शीट में छोटे-छोटे छेद बनाए जाते हैं। लेजर ड्रिलिंग उच्च परिशुद्धता प्रदान करती है और विशेष रूप से उच्च घनत्व वाले इंटरकनेक्ट बोर्डों के लिए उपयुक्त है।
छेद की दीवार का पूर्व उपचार और भरना: छेद की दीवारों की सफाई और सक्रिय करने के बाद, प्रवाहकीय चैनल बनाने के लिए स्क्रीन प्रिंटिंग या वैक्यूम फिलिंग तकनीक का उपयोग करके प्रवाहकीय पेस्ट (आमतौर पर टंगस्टन या मोलिब्डेनम - मैंगनीज पेस्ट) को छेद में भर दिया जाता है।
चरण 3: सर्किट प्रिंटिंग - इलेक्ट्रॉनिक "वास्कुलर" का चित्रण
सर्किट पैटर्न मोटी -फिल्म प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करके बनाया गया है। डिज़ाइन किए गए सर्किट पैटर्न से एक बढ़िया स्क्रीन या मास्क बनाया जाता है, और हरे सिरेमिक शीट की सतह पर एक धातु पेस्ट (जैसे सोना, चांदी, पैलेडियम या चांदी) मुद्रित किया जाता है। पेस्ट स्क्रीन पर पैटर्न के माध्यम से सब्सट्रेट का पालन करता है, कंडक्टरों के पथ को सटीक रूप से रेखांकित करता है। और भी महीन सर्किट के लिए, पतली फिल्म प्रक्रियाओं (जैसे स्पटरिंग या इलेक्ट्रोप्लेटिंग) का उपयोग किया जा सकता है।
चरण 4: लेमिनेशन और सह-फायरिंग - उच्च तापमान संलयन के माध्यम से ऊर्ध्वपातन
मल्टीलेयर सिरेमिक सर्किट बोर्डों के लिए, हरे सिरेमिक शीट्स की मुद्रित सर्किट परतों को सटीक रूप से संरेखित और स्टैक करने की आवश्यकता होती है, फिर उन्हें एक इकाई में कसकर बांधने के लिए उच्च तापमान और दबाव के तहत टुकड़े टुकड़े किया जाता है।
इसके बाद, पूरी प्रक्रिया में सबसे महत्वपूर्ण चरण शुरू होता है - सह-फायरिंग। लेमिनेटेड ग्रीन बॉडी को उच्च तापमान वाले सिंटरिंग भट्टी में रखा जाता है और सावधानीपूर्वक नियंत्रित तापमान प्रोफ़ाइल (आमतौर पर 1500 डिग्री से ऊपर) और एक सुरक्षात्मक वातावरण (जैसे हाइड्रोजन या नाइट्रोजन) के तहत सिंटर किया जाता है। इस प्रक्रिया के दौरान दो मुख्य परिवर्तन होते हैं:
कार्बनिक पदार्थ हटाना और दहन: हरे शरीर के भीतर बाइंडर जैसे कार्बनिक पदार्थ पूरी तरह से विघटित और अस्थिर हो जाते हैं।
सिरेमिक सघनीकरण और धातु सिंटरिंग: सिरेमिक कण उच्च तापमान पर विलीन हो जाते हैं, सिकुड़ जाते हैं और एक घना, कठोर सब्सट्रेट बनाते हैं; साथ ही, धातु के घोल में कण एक साथ जुड़ते हैं और सिरेमिक मैट्रिक्स के साथ मजबूती से जुड़ते हैं, जिससे उच्च शक्ति प्रवाहकीय सर्किटरी बनती है।
फायरिंग प्रक्रिया की सफलता सीधे अंतिम उत्पाद की यांत्रिक शक्ति, तापीय चालकता और विद्युत गुणों को निर्धारित करती है।
चरण 5: पोस्ट-प्रसंस्करण और भूतल उपचार - समापन और "संरक्षण"
सिंटर किए गए सब्सट्रेट को अभी भी पोस्ट {{0}प्रसंस्करण चरणों की एक श्रृंखला की आवश्यकता होती है:
आकार काटना: लेजर कटिंग या डाइसिंग मशीन का उपयोग करके, बड़े सिंटर बोर्ड को अलग-अलग सर्किट बोर्ड इकाइयों में विभाजित किया जाता है।
सतह का उपचार: सोल्डरबिलिटी और ऑक्सीकरण प्रतिरोध में सुधार करने के लिए, सतह के उपचार को उजागर धातु सर्किट पर लागू किया जाता है, जैसे इलेक्ट्रोलेस निकल / सोना चढ़ाना, इलेक्ट्रोप्लेटिंग निकल / सोना चढ़ाना, या ओएसपी (ऑप्टिकल स्टरलाइज़ेशन प्रिजर्वेटिव) उपचार।
निरीक्षण और परीक्षण: अंत में, स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण, एक्स रे निरीक्षण और विद्युत प्रदर्शन परीक्षण सहित कठोर गुणवत्ता नियंत्रण प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला, यह सुनिश्चित करती है कि प्रत्येक सिरेमिक सर्किट बोर्ड डिजाइन विनिर्देशों और विश्वसनीयता आवश्यकताओं को पूरा करता है।
निष्कर्ष
सिरेमिक सर्किट बोर्ड का निर्माण एक परिष्कृत कला है जो सामग्री विज्ञान, सटीक यांत्रिकी और थर्मल इंजीनियरिंग को एकीकृत करती है। माइक्रोन स्तर के पाउडर से लेकर शक्तिशाली कार्य करने वाले सर्किट बोर्ड तक, प्रक्रिया के हर चरण पर विस्तार से सावधानीपूर्वक ध्यान देने की आवश्यकता होती है। यह जटिल और परिपक्व प्रक्रिया है जो सिरेमिक सर्किट बोर्डों को चरम वातावरण में स्थिर संचालन की असाधारण गुणवत्ता प्रदान करती है, जो चुपचाप आधुनिक तकनीक के तेजी से विकास का समर्थन करती है।