মুদ্রিত সার্কিট বোর্ড অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট প্রক্রিয়া

ইলেকট্রনিক পণ্যের মূল উপাদান হিসাবে, মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডের কর্মক্ষমতা এবং গুণমান সরাসরি সমগ্র ইলেকট্রনিক ডিভাইসের স্থায়িত্ব এবং নির্ভরযোগ্যতাকে প্রভাবিত করে। প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ডের কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করে এমন অনেক কারণের মধ্যে, অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট ক্ষমতা একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

মুদ্রিত সার্কিট বোর্ড অক্সিডেশনের বিপদ

মুদ্রিত সার্কিট বোর্ড প্রধানত পরিবাহী লাইন, অন্তরক সাবস্ট্রেট এবং বিভিন্ন ইলেকট্রনিক উপাদানের সমন্বয়ে গঠিত। দৈনন্দিন ব্যবহারে, মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডগুলি বিভিন্ন পরিবেশগত চ্যালেঞ্জের সম্মুখীন হয় এবং অক্সিডেশন একটি সমস্যা যা উপেক্ষা করা যায় না। অক্সিজেন, আর্দ্রতা এবং বাতাসের বিভিন্ন দূষক প্রিন্ট করা সার্কিট বোর্ডের ধাতব তারের সাথে রাসায়নিকভাবে বিক্রিয়া করতে পারে, যা ক্ষয়, প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি, অস্থির সংকেত সংক্রমণ এবং এমনকি সার্কিট ব্যর্থতার কারণ হতে পারে। বিশেষ করে ধাতব অংশ যেমন তামার ফয়েল লাইন এবং মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডের সোল্ডার জয়েন্টগুলি বাতাসে অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে, অক্সাইড তৈরি করে। এই অক্সাইডগুলি সার্কিটের প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়াতে পারে, সিগন্যাল ট্রান্সমিশনের স্থিতিশীলতায় হস্তক্ষেপ করতে পারে এবং গুরুতর ক্ষেত্রে সার্কিট ব্রেক করতে পারে, যার ফলে ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলি সঠিকভাবে কাজ করে না।

অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট প্রক্রিয়া

জৈব সোল্ডার মাস্ক

এটি একটি সাধারণভাবে ব্যবহৃত প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ড অ্যান্টি-অক্সিডেশন প্রক্রিয়া, যা প্রিন্ট করা সার্কিট বোর্ডের পৃষ্ঠে একটি পাতলা জৈব প্রতিরক্ষামূলক ফিল্ম তৈরি করে যাতে বাতাস থেকে ধাতুকে বিচ্ছিন্ন করে, যার ফলে বিরোধী-অক্সিডেশন প্রভাব পড়ে। নীতিটি রাসায়নিক বন্ধনের উপর ভিত্তি করে। সাধারণ অ্যাজোল ওএসপি-কে উদাহরণ হিসাবে নিলে, অ্যালকাইলবেনজিমিডাজল জৈব যৌগের ইমিডাজল রিং তামার পরমাণুর 3d10 ইলেকট্রনের সাথে একটি সমন্বয় বন্ধন তৈরি করতে পারে, যার ফলে অ্যালকাইলবেনজিমিডাজল কপার কমপ্লেক্স তৈরি হয়। আবরণ প্রক্রিয়া চলাকালীন, প্রথম স্তরটি প্রথমে প্রলিপ্ত হয়, যা তামাকে শোষণ করে। তারপরে, জৈব আবরণের অণুর দ্বিতীয় স্তরটি তামার সাথে মিলিত হয় এবং এই প্রক্রিয়াটি পুনরাবৃত্তি হয় যতক্ষণ না অনেক জৈব আবরণের অণুর সমন্বয়ে গঠিত একটি কাঠামো তৈরি হয়। অবশেষে, তামার পৃষ্ঠে সাধারণত 0.2-0.5 µm এর মধ্যে পুরুত্ব সহ একটি প্রতিরক্ষামূলক স্তর তৈরি হয়। অধিকন্তু, দীর্ঘ-শৃঙ্খল অ্যালকাইল গ্রুপের মধ্যে ভ্যান ডার ওয়ালস আকর্ষণ এবং বেনজিন রিংগুলির উপস্থিতির কারণে, এই প্রতিরক্ষামূলক ফিল্মের ভাল তাপ প্রতিরোধের এবং উচ্চ পচন তাপমাত্রা রয়েছে। পরবর্তী উচ্চ-তাপমাত্রা ঢালাই পরিবেশে, এই প্রতিরক্ষামূলক ফিল্ম সহজে এবং দ্রুত ফ্লাক্স দ্বারা অপসারণ করা যেতে পারে, উন্মুক্ত পরিষ্কার তামার পৃষ্ঠকে খুব অল্প সময়ের মধ্যে গলিত সোল্ডারের সাথে বন্ধনের অনুমতি দেয়, একটি দৃঢ় সোল্ডার জয়েন্ট তৈরি করে।

ওএসপি প্রক্রিয়া তুলনামূলকভাবে কম খরচে এবং জটিল নয়, এটিকে বড় আকারের-উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত করে তোলে। এবং এটি ঢালাইয়ের গুণমান নিশ্চিত করে সোল্ডার প্যাডগুলির ভাল সোল্ডারযোগ্যতা বজায় রাখতে পারে। তবে এর কিছু ত্রুটিও রয়েছে, যেমন পাতলা ফিল্ম স্তর সীমিত স্টোরেজ সময়কে নেতৃত্ব দেয় এবং অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট কর্মক্ষমতা সময় এবং পরিবেশগত পরিবর্তনের সাথে হ্রাস পেতে পারে; উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধী নয়, এমন পরিস্থিতিতে সীমিত যার জন্য একাধিক উচ্চ-তাপমাত্রা প্রক্রিয়ার প্রয়োজন হয়; ঢালাই পরিবেশের কঠোর প্রয়োজনীয়তা রয়েছে এবং পরিবেশে অমেধ্য এবং আর্দ্রতার মতো কারণগুলি সহজেই এর কার্যকারিতা এবং ঢালাইয়ের গুণমানকে প্রভাবিত করতে পারে।

নিমজ্জন স্বর্ণ

এই প্রক্রিয়ায় মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডের পৃষ্ঠে নিকেলের একটি স্তর জমা করা জড়িত, তারপরে সোনার একটি স্তর। নিকেল স্তর তামার প্রসারণকে ব্লক করতে পারে, যখন সোনার স্তরে ভাল জারণ প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং পরিবাহিতা রয়েছে, যা মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডের কার্যকারিতা এবং নির্ভরযোগ্যতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে পারে। রাসায়নিক নিকেল গোল্ড প্লেটিং প্রক্রিয়া পরিপক্ক, পর্যাপ্ত সরবরাহ সহ, সীসা-মুক্ত সোল্ডারিংয়ের জন্য উপযুক্ত। যাইহোক, এই প্রক্রিয়ার খরচ তুলনামূলকভাবে বেশি, এবং এর পৃষ্ঠটি যথেষ্ট মসৃণ নয়, এটি সূক্ষ্ম পিচ উপাদানগুলিকে ঝালাই করা কঠিন করে তোলে।

সিলভারে নিমজ্জন

নিমজ্জন রৌপ্য প্রক্রিয়া ভাল অক্সিডেশন প্রতিরোধের এবং সোল্ডারেবিলিটি সহ মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডের পৃষ্ঠে একটি অভিন্ন রূপালী স্তর গঠন করতে পারে। রৌপ্য স্তরের নীচে কোনও নিকেল স্তর নেই, তাই নিমজ্জন রূপা ইলেক্ট্রোলেস নিকেল প্রলেপ/নিমজ্জন সোনার মতো শারীরিকভাবে শক্তিশালী নয়। বাতাসের সংস্পর্শে এলে রূপালী স্তরটি দ্বৈত জারা পথের মধ্য দিয়ে যাবে। রাসায়নিক জারণের অধীনে, 4Ag+O ₂ → 2Ag ₂ O একটি হলুদ অক্সাইড স্তর গঠন করে; ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল জারায়, Ag+H ₂ S → Ag ₂ S+H ₂ কালো সালফাইড তৈরি করে। আপেক্ষিক আর্দ্রতা 60% এর বেশি হলে, ক্ষয়ের হার তিনগুণ বৃদ্ধি পায়; সালফারযুক্ত পরিবেশে, যেমন রাবার প্যাকেজিং, 24 ঘন্টার মধ্যে দৃশ্যমান বিবর্ণতা ঘটতে পারে।

টিন ডিপিং

নিমজ্জন টিনের প্রক্রিয়াটি মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডের পৃষ্ঠকে টিনের একটি স্তর দিয়ে আবৃত করে, যা কার্যকরভাবে জারণ রোধ করতে পারে। যেহেতু সমস্ত সোল্ডার সামগ্রী টিনের উপর ভিত্তি করে, তাই টিনের স্তরটি যে কোনও ধরণের সোল্ডারের সাথে মেলে। যাইহোক, মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডগুলি অতীতে টিন ডিপিং প্রক্রিয়ার সাথে চিকিত্সা করা হয়েছিল টিন হুইকার সমস্যাগুলির প্রবণতা, এবং সোল্ডারিং প্রক্রিয়া চলাকালীন, টিন হুইস্কার এবং টিন মাইগ্রেশন ঘটনা নির্ভরযোগ্যতার জন্য গুরুতর চ্যালেঞ্জ তৈরি করেছিল। পরবর্তীতে, টিনের নিমজ্জন দ্রবণে জৈব সংযোজন যোগ করার মাধ্যমে, টিনের স্তরের গঠনটি কণাতে রূপান্তরিত হয়, উপরে উল্লিখিত অসুবিধাগুলি-কে অতিক্রম করে এবং ভাল তাপীয় স্থিতিশীলতা এবং ঢালাইয়ের অধিকারী হয়। নিমজ্জন টিন প্লেটের স্টোরেজ সময় সীমিত, এবং যদি খুব বেশি সময় ধরে রাখা হয়, তাহলে টিনের অক্সাইড তাদের পৃষ্ঠে তৈরি হবে, যা ঢালাই প্রভাবকে প্রভাবিত করবে। অতএব, সমাবেশের সময় নিমজ্জন টিনের আদেশ কঠোরভাবে অনুসরণ করা প্রয়োজন।

গরম বায়ু সমতলকরণ

হট এয়ার লেভেলিং, যা হট এয়ার সোল্ডার লেভেলিং নামেও পরিচিত, সাধারণত টিন স্প্রে করা নামে পরিচিত। এই প্রক্রিয়ায় একটি মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডের পৃষ্ঠকে গলিত টিনের সীসা সোল্ডার দিয়ে আবরণ করা জড়িত। আজকাল, সীসা-মুক্ত সোল্ডার বেশি ব্যবহার করা হয়, এবং তারপরে সোল্ডারকে সমতল করার জন্য সংকুচিত বাতাস গরম করার জন্য ব্যবহার করা হয়, একটি আবরণ স্তর তৈরি করে যা কার্যকরভাবে তামার অক্সিডেশন প্রতিরোধ করতে পারে এবং চমৎকার সোল্ডারবিলিটি প্রদান করতে পারে। গরম এয়ার কন্ডিশনার সময়, সোল্ডার তামার সাথে মিথস্ক্রিয়া করে জংশনে তামার টিনের ধাতব যৌগ তৈরি করে। এই প্রক্রিয়াটিকে উল্লম্ব এবং অনুভূমিক প্রকারে বিভক্ত করা হয়েছে, অনুভূমিক ধরনটিকে সাধারণত এর অধিক অভিন্ন আবরণ এবং স্বয়ংক্রিয় উত্পাদন অর্জনের ক্ষমতার কারণে আরও সুবিধাজনক বলে মনে করা হয়। সাধারণ প্রক্রিয়ার মধ্যে রয়েছে মাইক্রো এচিং, প্রিহিটিং, ফ্লাক্স লেপ, টিন স্প্রে করা এবং পরিষ্কার করার মতো ধাপ। গরম বায়ু সমতলকরণ প্রক্রিয়া পরিপক্ক, তুলনামূলকভাবে কম খরচে এবং ভাল সোল্ডারেবিলিটি, সীসা-মুক্ত সোল্ডারিংয়ের জন্য উপযুক্ত। কিন্তু এর পৃষ্ঠটি যথেষ্ট মসৃণ নয়, এটি সূক্ষ্ম পিচ উপাদানগুলিকে ঢালাই করা কঠিন করে তোলে এবং HASL ধারণকারী সীসাও পরিবেশগত সমস্যার সম্মুখীন হয়।

ব্রাউনিং

মাল্টি-স্তর প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ডের উত্পাদন প্রক্রিয়ায়, অভ্যন্তরীণ তামার ফয়েল পৃষ্ঠের চিকিত্সা ল্যামিনেশন গুণমানের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, এবং এতে ব্রাউনিং প্রক্রিয়া ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এর মূলটি হল রাসায়নিক জারণ বিক্রিয়ার মাধ্যমে তামার পৃষ্ঠে একটি ছিদ্রযুক্ত কপার অক্সাইড বা কাপরাস অক্সাইড ফিল্ম তৈরি করা। ক্ষারীয় অক্সিডেন্টের ক্রিয়ায়, 2Cu+4OH ⁻+O ₂ → 2CuO+2H ₂ O, Cu+2OH ⁻ → Cu ₂ O+H ₂ O+2 সহ, তামার জারণ বিক্রিয়া হয় ব্রাউনিং শুধুমাত্র ভাল ইন্টারলেয়ার আনুগত্য প্রদান করে না, কিন্তু ল্যামিনেশন প্রক্রিয়ার সময় রজন এর ভেজাতাও উন্নত করে। বাদামী স্তরের ছিদ্রযুক্ত কাঠামো তামার ফয়েলের পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলকে বৃদ্ধি করে, রজন অনুপ্রবেশ এবং মাইক্রোপোরগুলি পূরণ করতে, ল্যামিনেশনের সময় বুদবুদ এবং শূন্যতা হ্রাস করে, যান্ত্রিক কামড়ের শক্তি বৃদ্ধি করে এবং ডিলামিনেশন ঝুঁকি হ্রাস করে। প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ড থার্মাল সাইক্লিংয়ে, স্ট্রেস আরও সমানভাবে বিতরণ করা যেতে পারে, ইন্টারলেয়ার ডিলামিনেশনের ঝুঁকি হ্রাস করে এবং তাপ নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করে। যাইহোক, সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রিত না হলে, অত্যধিক অক্সিডেশন অক্সাইড স্তরটিকে খুব পুরু এবং ভঙ্গুর করে তুলতে পারে, বন্ধনের শক্তি হ্রাস করে; অসম জারণ অসামঞ্জস্যপূর্ণ বাঁধাই শক্তির দিকে নিয়ে যেতে পারে এবং ডিলামিনেশনের ঝুঁকি বাড়ায়; যদি পরবর্তী স্তরিতকরণের আগে ব্রাউনিং দূষিত হয়, যেমন আর্দ্রতা শোষণ বা অক্সাইড ফিল্মের ক্ষতি, এটি বন্ধনের শক্তি হ্রাস করতে পারে। অক্সাইড স্তরের পুরুত্ব সাধারণত 0.5-1.5 μm এর মধ্যে নিয়ন্ত্রিত হয়। বাদামী করার আগে, তামার পৃষ্ঠ থেকে অক্সাইড এবং জৈব দূষক অপসারণের জন্য একটি মাইক্রো এচিং প্রক্রিয়া ব্যবহার করা হয়। সাধারণ মাইক্রো এচিং এজেন্টগুলির মধ্যে রয়েছে অ্যামোনিয়াম পারসালফেট বা সালফিউরিক অ্যাসিড হাইড্রোজেন পারক্সাইড সিস্টেম। ব্রাউনিং দ্রবণগুলি সাধারণত ক্ষারীয় অক্সিডেন্ট, কমপ্লেক্সিং এজেন্ট এবং স্টেবিলাইজার দ্বারা গঠিত। অক্সিডেশন অবস্থা সামঞ্জস্য করে, সর্বোত্তম CuO/CuO ₂ O অনুপাত বাঁধাই শক্তি এবং তাপ প্রতিরোধের ভারসাম্য অর্জন করা যেতে পারে। বাদামী হওয়ার পরে তামার পৃষ্ঠটি আর্দ্রতা বা বায়ু দূষণের প্রবণ, এবং সাধারণত ল্যামিনেশনের আগে অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট চিকিত্সার প্রয়োজন হয়, যেমন বেনজোট্রিয়াজল বা অন্যান্য অ্যান্টিঅক্সিডেন্টগুলির মতো জৈব প্রতিরক্ষামূলক স্তরগুলি ব্যবহার করা, সেইসাথে আর্দ্রতা শোষণ এড়াতে এবং ক্ষয় হওয়ার ঝুঁকি কমাতে শুকনো স্টোরেজ।

মুদ্রিত সার্কিট বোর্ড অক্সিডেশন প্রতিরোধের জন্য অন্যান্য ব্যবস্থা

উপাদান নির্বাচন

প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ড তৈরির প্রক্রিয়ায় উচ্চ-গুণমান সাবস্ট্রেট এবং ধাতব উপাদান নির্বাচন করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। উচ্চ মানের সাবস্ট্রেটগুলির ভাল নিরোধক বৈশিষ্ট্য এবং স্থায়িত্ব রয়েছে, যা কার্যকরভাবে অক্সিজেন এবং আর্দ্রতার আক্রমণকে ব্লক করতে পারে। এদিকে, গোল্ড প্লেটিং, সিলভার প্লেটিং, টিনের প্রলেপ ইত্যাদির মতো শক্তিশালী অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট বৈশিষ্ট্য সহ ধাতব আবরণ ব্যবহার করে, অক্সিডেশন প্রতিক্রিয়া ঘটতে না দেওয়ার জন্য ধাতব সার্কিটের পৃষ্ঠে একটি প্রতিরক্ষামূলক ফিল্ম তৈরি করা যেতে পারে। উদাহরণ স্বরূপ, কিছু উচ্চ-ইলেক্ট্রনিক পণ্যে, অক্সিজেন মুক্ত তামার ফয়েলকে চমৎকার অক্সিডেশন প্রতিরোধের সাথে তামা-পরিহিত উপাদান হিসেবে ব্যবহার করা হয় যাতে প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ডের সামগ্রিক অক্সিডেশন প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ানো হয়।

পরিবেশগত নিয়ন্ত্রণ

প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ডের অক্সিডেশন প্রতিরোধের জন্য যুক্তিসঙ্গত স্টোরেজ এবং ব্যবহারের পরিবেশ সমানভাবে গুরুত্বপূর্ণ। প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ডের উৎপাদন, সঞ্চয় এবং পরিবহনের সময়, পরিবেশের তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতা কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করা উচিত যাতে প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ডগুলি উচ্চ তাপমাত্রা, উচ্চ আর্দ্রতা বা দূষণকারী পরিবেশে প্রকাশ না করে। উদাহরণস্বরূপ, 40% -60% এবং তাপমাত্রা 20 ডিগ্রি -25 ডিগ্রির মধ্যে নিয়ন্ত্রিত আপেক্ষিক আর্দ্রতা সহ পরিবেশে মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডগুলি সংরক্ষণ করা কার্যকরভাবে অক্সিডেশন হারকে কমিয়ে দিতে পারে। একই সময়ে, মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডের অখণ্ডতা এবং গুণমান নিশ্চিত করতে উপযুক্ত প্যাকেজিং উপকরণ যেমন আর্দ্রতা-প্রমাণ ব্যাগ, ফোম বাক্স ইত্যাদি নির্বাচন করুন। খালি বোর্ডগুলির জন্য যেগুলি এখনও একত্রিত হয়নি, ভ্যাকুয়াম প্যাকেজিং কার্যকরভাবে বায়ুকে বিচ্ছিন্ন করতে পারে এবং অক্সিডেশন প্রক্রিয়াকে বিলম্বিত করতে পারে।

উত্পাদন প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশান

উত্পাদন প্রক্রিয়াটি অপ্টিমাইজ করা উত্পাদন প্রক্রিয়া চলাকালীন মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডগুলির এক্সপোজারের সময়কে হ্রাস করতে পারে এবং অক্সিডেশনের ঝুঁকিও কমাতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, এচিং থেকে সোল্ডার মাস্কে রূপান্তরটি দ্রুত সম্পন্ন করতে স্বয়ংক্রিয় সরঞ্জাম ব্যবহার করে, অপ্রয়োজনীয় অপেক্ষার সময় এড়ানো যায়। মুদ্রিত সার্কিট বোর্ড উত্পাদনের নির্দিষ্ট পর্যায়ে তামার পৃষ্ঠের চিকিত্সার জন্য অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট সমাধান ব্যবহার করা পরবর্তী প্রক্রিয়া শুরু না হওয়া পর্যন্ত অল্প সময়ের মধ্যে তামার পৃষ্ঠের জন্য অস্থায়ী সুরক্ষা প্রদান করতে পারে।