2025-10-17
উচ্চ-ক্ষমতা, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ইলেকট্রনিক্সের যুগে—5G বেস স্টেশন থেকে শুরু করে বৈদ্যুতিক গাড়ির (EV) পাওয়ারট্রেন এবং মহাকাশ রাডার সিস্টেম পর্যন্ত—মাল্টিলেয়ার সিরামিক PCB (MLC PCB) একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রযুক্তি হিসেবে উঠে আসে। প্রচলিত FR4 PCB-এর মতো নয়, যা চরম তাপমাত্রায় তাপ অপচয় এবং সিগন্যাল অখণ্ডতা বজায় রাখতে সমস্যা সৃষ্টি করে, MLC PCB-গুলি উন্নত তাপ পরিবাহিতা, তাপমাত্রা প্রতিরোধ এবং ডাইইলেকট্রিক কর্মক্ষমতা প্রদানের জন্য সিরামিক স্তর (যেমন, অ্যালুমিনা, অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রেট) ব্যবহার করে। বিশ্বব্যাপী MLC PCB বাজার এই চাহিদা প্রতিফলিত করে: এটি 2031 সাল পর্যন্ত 9.91% CAGR-এ বৃদ্ধি পাবে বলে ধারণা করা হচ্ছে, যা স্বয়ংচালিত, মহাকাশ এবং টেলিযোগাযোগ খাতে এর ব্যবহারের কারণে হচ্ছে।
এই নির্দেশিকাটি MLC PCB তৈরির একটি বিস্তারিত চিত্র তুলে ধরে—উপাদান নির্বাচন এবং ধাপে ধাপে উৎপাদন থেকে শুরু করে গুণমান নিয়ন্ত্রণ এবং বাস্তব-বিশ্বের অ্যাপ্লিকেশন পর্যন্ত। ডেটা-চালিত তুলনা, কার্যকরী অন্তর্দৃষ্টি এবং শিল্পের সেরা অনুশীলনগুলির মাধ্যমে, এটি প্রকৌশলী, ক্রেতা এবং ডিজাইনারদের এই উচ্চ-কার্যকারিতা প্রযুক্তি বুঝতে এবং কাজে লাগাতে সহায়তা করে।
গুরুত্বপূর্ণ বিষয়সমূহ
ক. উপাদানের শ্রেষ্ঠত্ব কর্মক্ষমতা বাড়ায়: অ্যালুমিনা (20–30 W/mK) এবং অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রেট (170–200 W/mK) সিরামিক স্তরগুলি তাপ পরিবাহিতার ক্ষেত্রে FR4 (0.2–0.3 W/mK)-এর চেয়ে ভালো পারফর্ম করে, যা MLC PCB-গুলিকে FR4-এর 130°C-এর বিপরীতে 350°C+ তাপমাত্রা হ্যান্ডেল করতে সক্ষম করে।
খ. উত্পাদন নির্ভুলতা অপরিহার্য: MLC PCB-এর জন্য 7টি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ প্রয়োজন—স্তর প্রস্তুতি, স্তর স্থাপন, ছিদ্র তৈরি, ধাতুকরণ, সিন্টারিং, ফিনিশিং এবং পরীক্ষা—প্রতিটি পদক্ষেপেই কঠোর সহনশীলতা প্রয়োজন (স্তর সারিবদ্ধকরণের জন্য ±5µm)।
গ. গুণমান নিয়ন্ত্রণ ব্যয়বহুল ব্যর্থতা প্রতিরোধ করে: প্রাথমিক উপাদান পরীক্ষা (SEM পরিদর্শন) এবং প্রক্রিয়াধীন পরীক্ষা (AOI, বৈদ্যুতিক ধারাবাহিকতা) উচ্চ-নির্ভরযোগ্যতা অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য (যেমন, মহাকাশ) ত্রুটির হার কমিয়ে <0.1%-এ নিয়ে আসে।ঘ. অ্যাপ্লিকেশনগুলি উচ্চ-ঝুঁকির শিল্পগুলিতে বিস্তৃত: MLC PCB-গুলি স্বয়ংচালিত রাডার (77 GHz), উচ্চ-ক্ষমতা সম্পন্ন LED (100,000+ ঘণ্টার জীবনকাল) এবং সামরিক যোগাযোগের জন্য অপরিহার্য (কঠিন আবহাওয়া প্রতিরোধ)।
ঙ. ভবিষ্যতের বৃদ্ধি উদ্ভাবনের উপর নির্ভরশীল: ক্ষুদ্রাকরণ (ঘন স্তর) এবং সবুজ উত্পাদন (কম-শক্তি সিন্টারিং) IoT এবং EV-তে MLC PCB-এর ব্যবহার প্রসারিত করবে।
মাল্টিলেয়ার সিরামিক PCB (MLC PCB) বোঝা
MLC PCB হল উন্নত সার্কিট বোর্ড যা একাধিক সিরামিক স্তর স্ট্যাক করে এবং বন্ধন করে তৈরি করা হয়, যার প্রত্যেকটিতে পরিবাহী সার্কিট (যেমন, তামা, রূপা) খোদাই করা থাকে। তাদের অনন্য কাঠামো উচ্চ-কর্মক্ষমতা সম্পন্ন ইলেকট্রনিক্সে ঐতিহ্যবাহী PCB-গুলির শূন্যস্থান পূরণ করে—সিরামিকের তাপীয় দক্ষতা এবং মাল্টিলেয়ার ডিজাইনের ঘনত্বকে একত্রিত করে।
MLC PCB-কে কী অনন্য করে তোলে?
FR4 PCB (ফাইবারগ্লাস + ইপোক্সি) বা একক-স্তরের সিরামিক PCB-এর বিপরীতে, MLC PCBগুলি অফার করে:
ক. উচ্চতর তাপ পরিবাহিতা: FR4-এর চেয়ে 100–600x দ্রুত তাপ সরিয়ে দেয়, যা উপাদান অতিরিক্ত গরম হওয়া থেকে রক্ষা করে।
খ. বিস্তৃত তাপমাত্রা পরিসীমা: -200°C (মহাকাশ) থেকে 350°C (শিল্প চুল্লি) পর্যন্ত নির্ভরযোগ্যভাবে কাজ করে।
গ. কম ডাইইলেকট্রিক ক্ষতি: 100 GHz পর্যন্ত ফ্রিকোয়েন্সিতে সিগন্যাল অখণ্ডতা বজায় রাখে (5G mmWave-এর জন্য গুরুত্বপূর্ণ)।
ঘ. কমপ্যাক্ট ঘনত্ব: ছোট জায়গায় আরও সার্কিট স্থাপন করতে মাইক্রোভিয়াস (50–100µm ব্যাস) সহ 4–20টি সিরামিক স্তর স্থাপন করা যায়।
শিল্প অনুসারে প্রধান সুবিধা
MLC PCBগুলি শিল্প-নির্দিষ্ট সমস্যাগুলি সমাধান করে যা ঐতিহ্যবাহী PCBগুলি করতে পারে না। নিচে দেওয়া হল কীভাবে তারা প্রধান ক্ষেত্রগুলিতে মূল্য সরবরাহ করে:
শিল্প অ্যাপ্লিকেশন
| MLC PCB-এর মূল সুবিধা | বাস্তব-বিশ্বের প্রভাব | স্বয়ংচালিত রাডার (77 GHz) |
|---|---|---|
| - FR4-এর চেয়ে 50% কম সিগন্যাল ক্ষতি | - ইঞ্জিন বে-এর তাপ (+150°C) সহ্য করে
|
উচ্চ-ক্ষমতা সম্পন্ন LED আলো |
| - তাপ পরিবাহিতা 200 W/mK পর্যন্ত | - 100,000+ ঘণ্টার জীবনকাল
|
সামরিক যোগাযোগ |
| - -50°C থেকে +200°C তাপমাত্রায় কাজ করে | - EMI শিল্ডিং (শব্দ 30% কমায়)
|
মহাকাশ অ্যাভিওনিক্স |
| - বিকিরণ-প্রতিরোধী (স্যাটেলাইটের জন্য) | - হালকা ওজনের (মেটাল-কোর PCB-এর চেয়ে 30% হালকা)
|
MLC PCB-এর জন্য উপাদান নির্বাচন: অ্যালুমিনা বনাম অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রেট |
MLC PCB-এর কর্মক্ষমতা স্তর উপাদানের পছন্দ থেকে শুরু হয়। দুটি সিরামিক বাজারে আধিপত্য বিস্তার করে: অ্যালুমিনা (Al₂O₃) এবং অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রেট (AlN)। এদের প্রত্যেকটির নিজস্ব বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনের জন্য তৈরি করা হয়েছে।
পাশাপাশি উপাদান তুলনা
বৈশিষ্ট্য
| অ্যালুমিনা (Al₂O₃) | অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রেট (AlN) | FR4 (ঐতিহ্যবাহী PCB) | তাপ পরিবাহিতা |
|---|---|---|---|
| 20–30 W/mK | 170–200 W/mK | 0.2–0.3 W/mK | সর্বোচ্চ অপারেটিং তাপমাত্রা |
| 1600°C (স্বল্পমেয়াদী) | 2200°C (স্বল্পমেয়াদী) | 130°C (নিরবচ্ছিন্ন) | ডাইইলেকট্রিক ধ্রুবক (1 MHz) |
| 9.8–10.5 | 8.0–8.5 | 4.2–4.8 | ডাইইলেকট্রিক ক্ষতি (1 MHz) |
| 0.0005–0.001 | 0.0008–0.0012 | 0.015–0.025 | যান্ত্রিক শক্তি |
| 300–400 MPa (নমনীয়) | 350–450 MPa (নমনীয়) | 150–200 MPa (নমনীয়) | খরচ (আপেক্ষিক) |
| চমৎকার (12-মাসের শেলফ লাইফ) | শেষ ধাপে উপাদান স্থাপন এবং PCB-এর কার্যকারিতা যাচাই করা জড়িত: | 0.1–0.2 | কীভাবে সঠিক সিরামিক উপাদান নির্বাচন করবেন |
ক. অ্যালুমিনা নির্বাচন করুন যদি: আপনার মাঝারি-তাপ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য একটি সাশ্রয়ী সমাধান প্রয়োজন (যেমন, LED ড্রাইভার, কম-ক্ষমতা সম্পন্ন স্বয়ংচালিত সেন্সর) যেখানে 20–30 W/mK তাপ পরিবাহিতা যথেষ্ট।
খ. অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রেট নির্বাচন করুন যদি: আপনি উচ্চ-ক্ষমতা সম্পন্ন পরিস্থিতির জন্য ডিজাইন করছেন (যেমন, EV পাওয়ারট্রেন, মহাকাশ রাডার) যার জন্য সর্বাধিক তাপ অপচয় (170–200 W/mK) এবং তাপমাত্রা প্রতিরোধের প্রয়োজন।
গ. FR4 পরিহার করুন যদি: আপনার অ্যাপ্লিকেশন 130°C অতিক্রম করে বা 10 GHz-এর উপরে সিগন্যাল অখণ্ডতা প্রয়োজন।
উপাদান প্রস্তুতি: পাউডার থেকে প্রিফর্ম পর্যন্ত
উত্পাদনের আগে, সিরামিক উপাদানগুলি অভিন্নতা এবং গুণমান নিশ্চিত করার জন্য কঠোর প্রস্তুতির মধ্য দিয়ে যায়:
1. পাউডার প্রক্রিয়াকরণ: অ্যালুমিনা/AlN পাউডারগুলি সূক্ষ্ম কণা আকারে (1–5µm) পিষে নেওয়া হয় যাতে পরে ঘন সিন্টারিং নিশ্চিত করা যায়। অমেধ্য (যেমন, লোহা, সিলিকা) অপসারণ করা হয় <0.1% পর্যন্ত, যাতে ত্রুটি এড়ানো যায়।
2. বাইন্ডার সংযোজন: পাউডারগুলি জৈব বাইন্ডার (যেমন, পলিভিনাইল বিউটাইরাল) এবং দ্রাবকগুলির সাথে মিশিয়ে টেপ ঢালাইয়ের জন্য একটি সান্দ্র “স্লাারি” তৈরি করা হয়।3. টেপ ঢালাই: স্লাারিটি একটি ক্যারিয়ার ফিল্মের (যেমন, PET) উপর একটি ডক্টর ব্লেড ব্যবহার করে ছড়িয়ে দেওয়া হয়, যা পাতলা, অভিন্ন সিরামিক শীট তৈরি করে (50–200µm পুরু)। শীটগুলি দ্রাবক অপসারণের জন্য শুকানো হয়।
4. পঞ্চিং/কাটিং: শুকনো শীটগুলি পছন্দসই PCB আকারে (যেমন, 100x150mm) কাটা হয় এবং সুনির্দিষ্ট স্ট্যাকিংয়ের জন্য সারিবদ্ধকরণ ছিদ্র দিয়ে পাঞ্চ করা হয়।
গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ: পাউডারের বিশুদ্ধতা নিশ্চিত করতে এক্স-রে ফ্লুরোসেন্স (XRF) দ্বারা পরীক্ষা করা হয় যাতে কোনো দূষক নেই—এমনকি 0.5% লোহা তাপ পরিবাহিতা 10% কমাতে পারে।
ধাপে ধাপে MLC PCB উত্পাদন প্রক্রিয়া
MLC PCB উত্পাদন হল 7টি পদক্ষেপের একটি নির্ভুলতা-চালিত ক্রম, যার প্রত্যেকটির জন্য বিশেষ সরঞ্জাম এবং কঠোর প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজন। কোনো বিচ্যুতি (যেমন, ভুলভাবে সারিবদ্ধ স্তর, অসম্পূর্ণ সিন্টারিং) বোর্ডটিকে অকেজো করে দিতে পারে।
1. স্তর প্রস্তুতি: অভিন্ন সিরামিক শীট তৈরি করা
MLC PCB-এর ভিত্তি হল উচ্চ-গুণমান সম্পন্ন সিরামিক শীট। টেপ ঢালাইয়ের পরে (উপরে বিস্তারিত), শীটগুলি নিম্নলিখিতগুলির মধ্য দিয়ে যায়:
ক. পুরুত্ব পরিদর্শন: একটি লেজার মাইক্রোমিটার স্তর স্ট্যাকিংয়ের ধারাবাহিকতা নিশ্চিত করতে শীটের পুরুত্ব পরীক্ষা করে (±2µm সহনশীলতা)।
খ. ঘনত্ব পরীক্ষা: র্যান্ডম নমুনাগুলি বাইন্ডার অপসারণের জন্য বেক করা হয় এবং পাউডারের ঘনত্ব যাচাই করার জন্য ওজন করা হয়—অতিরিক্ত বাইন্ডার সিন্টারিংয়ের সময় সঙ্কুচিত হতে পারে।
গ. পৃষ্ঠ পরিষ্কারকরণ: পরবর্তী পদক্ষেপগুলিতে বাতাসের ফাঁক তৈরি করতে পারে এমন ধুলো অপসারণের জন্য শীটগুলি আইসোপ্রোপাইল অ্যালকোহল দিয়ে মুছে ফেলা হয়।
2. স্তর স্থাপন ও ল্যামিনেশন: সিরামিক স্তরগুলিকে বন্ধন করা
স্ট্যাকিং পরিবাহী প্যাটার্নগুলির সাথে সিরামিক শীটগুলিকে সারিবদ্ধ করে মাল্টিলেয়ার কাঠামো তৈরি করে। এখানে নির্ভুলতা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ—এমনকি 10µm ভুল সারিবদ্ধকরণও ছিদ্র সংযোগ ভেঙে দিতে পারে।
স্ট্যাকিংয়ের মূল পদক্ষেপ:
ক. স্ক্রিন প্রিন্টিং: পরিবাহী পেস্ট (তামা, রূপা, বা সোনা) সিরামিক শীটের উপর স্ক্রিন-প্রিন্ট করা হয় সার্কিট ট্রেস, প্যাড এবং ছিদ্র প্যাড তৈরি করতে। পেস্টের সান্দ্রতা নিয়ন্ত্রণ করা হয় (50,000–100,000 cP) যাতে ধারালো, অভিন্ন রেখা নিশ্চিত করা যায়।
খ. সারিবদ্ধকরণ: শীটগুলি অপটিক্যাল সারিবদ্ধকরণ সিস্টেম ব্যবহার করে স্থাপন করা হয় (±5µm নির্ভুলতা) যা পূর্বে পাঞ্চ করা সারিবদ্ধকরণ ছিদ্রগুলির সাথে মেলে। স্তরগুলি সিরামিক এবং পরিবাহী প্যাটার্নের মধ্যে বিকল্পভাবে সাজানো হয়।
গ. ল্যামিনেশন: স্ট্যাক করা অ্যাসেম্বলিটি 70–100°C তাপমাত্রায় এবং 10–20 MPa চাপে একটি ভ্যাকুয়াম ল্যামিনেটরে চাপ দেওয়া হয়। ভ্যাকুয়াম বাতাসের ফাঁক দূর করে, যেখানে তাপ স্তরগুলিকে বন্ধন করতে বাইন্ডারগুলিকে নরম করে।
গুরুত্বপূর্ণ ল্যামিনেশন কারণ:
কারণ
স্পেসিফিকেশন
| উদ্দেশ্য | ভ্যাকুয়াম স্তর | ≤-0.095 MPa |
|---|---|---|
| বাতাসের বুদবুদ দূর করে (যা সিন্টারিংয়ের সময় ডিল্যামিনেশনের কারণ হয়)। | চাপ | 10–20 MPa (শীটের পুরুত্ব দ্বারা সমন্বিত) |
| স্তরগুলির মধ্যে ঘনিষ্ঠ যোগাযোগ নিশ্চিত করে (ছিদ্র সংযোগ বিচ্ছিন্ন হওয়া প্রতিরোধ করে)। | তাপমাত্রা | 70–100°C |
| অকাল কিউরিং ছাড়াই বাইন্ডারগুলিকে নরম করে। | অবস্থানকাল | 5–10 মিনিট |
| চাপকে স্ট্যাকের চারপাশে সমানভাবে বিতরণ করতে দেয়। | 3. ছিদ্র তৈরি ও ছিদ্র ধাতুকরণ: স্তরগুলিকে সংযুক্ত করা | ভিয়াস হল ক্ষুদ্র ছিদ্র যা স্তর জুড়ে সার্কিটগুলিকে সংযুক্ত করে। MLC PCB-এর জন্য, দুটি পদ্ধতি প্রচলিত: |
ক. লেজার ড্রিলিং: UV লেজার (355nm তরঙ্গদৈর্ঘ্য) ±5µm নির্ভুলতা সহ মাইক্রোভিয়াস (50–100µm ব্যাস) তৈরি করে। এই পদ্ধতিটি উচ্চ-ঘনত্বের ডিজাইনের জন্য আদর্শ (যেমন, 5G মডিউল)।
খ. পাঞ্চিং: যান্ত্রিক পাঞ্চগুলি কম খরচের অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য বৃহত্তর ভিয়াস তৈরি করে (200–500µm) (যেমন, LED ড্রাইভার)। পাঞ্চিং লেজার ড্রিলিংয়ের চেয়ে দ্রুত কিন্তু কম নির্ভুল।
ড্রিলিংয়ের পরে:
গ. ডেস্মিয়ারিং: একটি প্লাজমা ট্রিটমেন্ট ছিদ্রের দেয়াল থেকে অবশিষ্ট বাইন্ডার অপসারণ করে ধাতুর আনুগত্য নিশ্চিত করে।
ঘ. ধাতুকরণ: ভিয়াসগুলি পরিবাহী পেস্ট (রূপা বা তামা) দিয়ে পূর্ণ করা হয় বা ইলেক্ট্রলেস তামা দিয়ে প্লেট করা হয় (0.5–1µm পুরুত্ব) স্তরগুলির মধ্যে বৈদ্যুতিক পথ তৈরি করতে।
4. ধাতুকরণ ও সার্কিট প্যাটার্নিং: পরিবাহী পথ তৈরি করা
কার্যকরী সার্কিট তৈরি করতে পরিবাহী স্তর যুক্ত করা হয়। দুটি প্রাথমিক পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়:
ক. স্ক্রিন প্রিন্টিং: MLC PCB-এর জন্য সবচেয়ে প্রচলিত—পরিবাহী পেস্ট সিরামিক শীটের উপর প্রিন্ট করা হয় ট্রেস (50–100µm প্রস্থ) এবং প্যাড তৈরি করতে। দ্রাবক অপসারণের জন্য পেস্টটি 120°C তাপমাত্রায় শুকানো হয়।
খ. স্প্যাটারিং: উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য (যেমন, রাডার), একটি ভ্যাকুয়াম সিস্টেম ব্যবহার করে সিরামিক শীটের উপর তামার একটি পাতলা স্তর (1–5µm) স্প্যাটার করা হয়। স্প্যাটারিং স্ক্রিন প্রিন্টিংয়ের চেয়ে ভালো আনুগত্য এবং সিগন্যাল অখণ্ডতা সরবরাহ করে তবে এটি বেশি ব্যয়বহুল।
গুণমান পরীক্ষা: একটি স্বয়ংক্রিয় অপটিক্যাল পরিদর্শন (AOI) সিস্টেম ট্রেডের প্রস্থ, প্যাড সারিবদ্ধকরণ এবং পেস্ট কভারেজ যাচাই করে—সিন্টারিংয়ের আগে অনুপস্থিত ট্রেসের মতো ত্রুটিগুলি চিহ্নিত করা হয়।
5. সিন্টারিং: সিরামিক কাঠামোকে ঘন করা
সিন্টারিং হল “মেক-অর-ব্রেক” পদক্ষেপ যা স্ট্যাক করা, জৈব-পূর্ণ অ্যাসেম্বলিটিকে একটি ঘন, সিরামিক PCB-তে রূপান্তরিত করে। এই প্রক্রিয়ায় স্ট্যাকটিকে উচ্চ তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা হয়:
ক. জৈব বাইন্ডার অপসারণ করতে (বার্ন-অফ পর্যায়: 200–400°C)।
খ. সিরামিক কণাগুলিকে একটি কঠিন, ঘন কাঠামোতে ফিউজ করতে (সিন্টারিং পর্যায়: অ্যালুমিনার জন্য 1600–1800°C; AlN-এর জন্য 1700–1900°C)।
গ. সিরামিক স্তরের সাথে পরিবাহী স্তরগুলিকে বন্ধন করতে।
সিন্টারিংয়ের মূল ফলাফল:
দিক
সিন্টারিংয়ের সময় কী ঘটে
| কর্মক্ষমতার উপর প্রভাব | সিরামিক ঘনত্বকরণ | পাউডার কণাগুলি ফিউজ হয়, ছিদ্রতা 40% থেকে কমিয়ে <5% করে। |
|---|---|---|
| তাপ পরিবাহিতা 50% এবং যান্ত্রিক শক্তি 300% বৃদ্ধি করে। | বাইন্ডার বার্ন-অফজৈব বাইন্ডারগুলি জারিত হয় এবং অপসারণ করা হয় (কোনো অবশিষ্টাংশ থাকে না)। | ফাঁকা স্থানগুলি প্রতিরোধ করে যা তাপ হটস্পটের কারণ হয়। |
| সঙ্কোচন নিয়ন্ত্রণ | স্ট্যাক 15–20% সঙ্কুচিত হয় (সঠিকভাবে প্রক্রিয়া করা হলে, অভিন্নভাবে)। | চূড়ান্ত আকার ভবিষ্যদ্বাণী করতে প্রি-সিন্টার করা “টেস্ট কুপন”-এর প্রয়োজন। |
| মাইক্রোস্ট্রাকচার ইউনিফর্মিটি | একটি সুষম সিরামিক শস্য কাঠামো (5–10µm শস্য আকার) গঠিত হয়। | PCB জুড়ে ধারাবাহিক তাপীয় এবং বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য নিশ্চিত করে। |
| গুরুত্বপূর্ণ নিয়ন্ত্রণ: সিন্টারিং ফার্নেস ফাটল এড়াতে একটি প্রোগ্রাম করা তাপমাত্রা র্যাম্প (5°C/মিনিট) ব্যবহার করে—দ্রুত গরম করা হলে অসম সঙ্কোচন হয়। | 6. সারফেস ফিনিশিং: নির্ভরযোগ্যতা ও সোল্ডারেবিলিটি বৃদ্ধি করা | সিন্টারিংয়ের পরে, MLC PCB উপাদান অ্যাসেম্বলির জন্য প্রস্তুত করতে সারফেস ট্রিটমেন্টের মধ্য দিয়ে যায়: |
ক. প্ল্যানারাইজেশন: ±5µm-এর ফ্ল্যাটনেস অর্জনের জন্য উপরের/নীচের পৃষ্ঠগুলি হীরক ঘষিয়া তুলিয়া ফেলার যন্ত্র দিয়ে গ্রাইন্ড করা হয়—সারফেস-মাউন্ট উপাদান (SMC) স্থাপনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ।
খ. সারফেস প্লেটিং: নিকেল (5–10µm) এবং সোনার (0.1–0.5µm) বা ENIG (ইলেক্ট্রলেস নিকেল ইমারশন গোল্ড) এর একটি পাতলা স্তর প্যাডে প্রয়োগ করা হয়। এটি সোল্ডারেবিলিটি উন্নত করে এবং জারণ প্রতিরোধ করে।
গ. লেজার চিহ্নিতকরণ: একটি ফাইবার লেজার ট্রেসযোগ্যতার জন্য PCB-এর উপর অংশ নম্বর এবং ব্যাচ কোড খোদাই করে।
MLC PCB-এর জন্য সারফেস ফিনিশ তুলনা:
ফিনিশ প্রকার
সোল্ডারেবিলিটি
ক্ষয় প্রতিরোধ
| খরচ (আপেক্ষিক) | সেরা কিসের জন্য | ENIG | চমৎকার (12-মাসের শেলফ লাইফ) | শ্রেষ্ঠ (500h লবণ স্প্রে) |
|---|---|---|---|---|
| 3.0 | মহাকাশ, চিকিৎসা ডিভাইস | ইমারশন সিলভার | ভালো (6-মাসের শেলফ লাইফ) | মাঝারি (200h লবণ স্প্রে) |
| 2.0 | স্বয়ংচালিত, ভোক্তা ইলেকট্রনিক্স | টিন-লিড (HASL) | ভালো (12-মাসের শেলফ লাইফ) | কম (100h লবণ স্প্রে) |
| 1.0 | কম খরচের শিল্প অ্যাপ্লিকেশন | 7. চূড়ান্ত অ্যাসেম্বলি ও পরীক্ষা: কর্মক্ষমতা যাচাই করা | শেষ ধাপে উপাদান স্থাপন এবং PCB-এর কার্যকারিতা যাচাই করা জড়িত: | 1. উপাদান স্থাপন: SMC (যেমন, প্রতিরোধক, ক্যাপাসিটর, IC) পিক-অ্যান্ড-প্লেস মেশিন ব্যবহার করে স্থাপন করা হয় (±10µm নির্ভুলতা)। |
2. রিফ্লো সোল্ডারিং: PCB-টিকে একটি রিফ্লো ওভেনে উত্তপ্ত করা হয় (সর্বোচ্চ তাপমাত্রা: সীসা-মুক্ত সোল্ডারের জন্য 260°C) সোল্ডার পেস্ট গলানোর জন্য এবং উপাদানগুলিকে বন্ধন করতে।
3. ওয়াশিং: জলীয় পরিষ্কারকরণ ফ্লাক্সের অবশিষ্টাংশ অপসারণ করে, যা ক্ষয় সৃষ্টি করতে পারে।
4. কার্যকরী পরীক্ষা: PCB-এর বৈদ্যুতিক ধারাবাহিকতা, প্রতিবন্ধকতা (50Ω ডিজাইনের জন্য ±1Ω) এবং সিগন্যাল অখণ্ডতা পরীক্ষা করা হয় (উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি বোর্ডের জন্য একটি VNA ব্যবহার করে)।
5. পরিবেশগত পরীক্ষা: উচ্চ-নির্ভরযোগ্যতা অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য, PCBগুলি তাপীয় চক্র (-40°C থেকে +150°C, 1000 চক্র) এবং কম্পন পরীক্ষার (10–2000 Hz, 10G ত্বরণ) মধ্য দিয়ে যায় যাতে স্থায়িত্ব নিশ্চিত করা যায়।
গুণমান নিয়ন্ত্রণ: MLC PCB-এ ত্রুটি প্রতিরোধ করা
MLC PCBগুলি নিরাপত্তা-সমালোচনামূলক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয় (যেমন, EV BMS, মহাকাশ রাডার), তাই গুণমান নিয়ন্ত্রণ (QC) উত্পাদনের প্রতিটি ধাপে অন্তর্ভুক্ত করা হয়। নিচে দেওয়া হল কীভাবে ত্রুটিগুলি ধরা হয় এবং প্রতিরোধ করা হয়।
1. কাঁচামাল QC: সমস্যাগুলি আগে ধরা
ক. পাউডার বিশুদ্ধতা: XRF বিশ্লেষণ নিশ্চিত করে যে অমেধ্য <0.1%—এমনকি সামান্য পরিমাণে লোহা তাপ পরিবাহিতা কমাতে পারে।
খ. বাইন্ডার ধারাবাহিকতা: ফুরিয়ার-ট্রান্সফর্ম ইনফ্রারেড (FTIR) বর্ণালী বাইন্ডার গঠন যাচাই করে সিন্টারিং সঙ্কোচন সমস্যা প্রতিরোধ করে।
গ. শীট ইউনিফর্মিটি: একটি লেজার প্রোফাইলার সিরামিক শীটের পুরুত্ব (±2µm) এবং পৃষ্ঠের রুক্ষতা (Ra <0.5µm) পরীক্ষা করে ল্যামিনেশন ফাঁক এড়াতে।
2. প্রক্রিয়াধীন QC: উত্পাদনের মাঝামাঝি সময়ে ত্রুটিগুলি বন্ধ করাক. স্তর সারিবদ্ধকরণ: অপটিক্যাল সারিবদ্ধকরণ সিস্টেম (±5µm নির্ভুলতা) স্ট্যাক করা স্তরগুলি পরীক্ষা করে—ভুল সারিবদ্ধকরণ >10µm একটি পুনরায় কাজ শুরু করে।
খ. ছিদ্রের গুণমান: এক্স-রে পরিদর্শন (20µm রেজোলিউশন) ছিদ্র পূরণ যাচাই করে—ছিদ্রের আয়তনের >10% শূন্যতা প্রত্যাখ্যান করা হয়।
গ. সিন্টারিং ঘনত্ব: আর্কিমিডিসের নীতি সিরামিক ঘনত্ব পরিমাপ করে—তাত্ত্বিক মানের <95% ঘনত্ব অসম্পূর্ণ সিন্টারিং নির্দেশ করে।3. চূড়ান্ত QC: শেষ থেকে শেষ পর্যন্ত কর্মক্ষমতা যাচাই করা
ক. বৈদ্যুতিক পরীক্ষা: ফ্লাইং প্রোব পরীক্ষক ওপেন/শর্টস (100% কভারেজ) এবং প্রতিবন্ধকতা স্থিতিশীলতা (±1Ω) পরীক্ষা করে।
খ. তাপীয় পরীক্ষা: একটি লেজার ফ্ল্যাশ বিশ্লেষক তাপ পরিবাহিতা পরিমাপ করে—90% এর কম মান ত্রুটি নির্দেশ করে।
গ. যান্ত্রিক পরীক্ষা: নমনীয় শক্তি পরীক্ষা (প্রতি ASTM C1161) নিশ্চিত করে যে PCB হ্যান্ডলিং সহ্য করতে পারে—অ্যালুমিনার জন্য <300 MPa শক্তি প্রত্যাখ্যান করা হয়।
ঘ. নির্ভরযোগ্যতা পরীক্ষা: অ্যাক্সিলারেটেড লাইফ টেস্টিং (ALT) 10 বছরের ব্যবহারের অনুকরণ করে (যেমন, 1000 তাপীয় চক্র) দীর্ঘমেয়াদী কর্মক্ষমতা ভবিষ্যদ্বাণী করতে।ডেটা পয়েন্ট: কঠোর QC মহাকাশ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য MLC PCB ত্রুটির হার কমিয়ে <0.1% করে—ক্ষেত্রগত ব্যর্থতা এড়াতে গুরুত্বপূর্ণ।
MLC PCB অ্যাপ্লিকেশন ও ভবিষ্যতের প্রবণতা
MLC PCBগুলি এমন শিল্পগুলিতে অপরিহার্য যেখানে কর্মক্ষমতা, নির্ভরযোগ্যতা এবং তাপমাত্রা প্রতিরোধ ক্ষমতা আপোষহীন। নিচে তাদের প্রধান ব্যবহারের ক্ষেত্র এবং উদীয়মান প্রবণতা দেওয়া হল।
শিল্প অনুসারে প্রধান অ্যাপ্লিকেশনশিল্প
নির্দিষ্ট ব্যবহারের ক্ষেত্রঐতিহ্যবাহী PCB-এর উপর MLC PCB-এর সুবিধা
স্বয়ংচালিত
EV BMS, ADAS রাডার (77 GHz), পাওয়ারট্রেন কন্ট্রোলার150°C ইঞ্জিন বে তাপ সহ্য করে; রাডারের জন্য 50% কম সিগন্যাল ক্ষতি।
মহাকাশ ও প্রতিরক্ষা
স্যাটেলাইট ট্রান্সসিভার, রাডার সিস্টেম, অ্যাভিওনিক্স
বিকিরণ-প্রতিরোধী; -200°C থেকে +200°C পর্যন্ত কাজ করে; মেটাল-কোর থেকে 30% হালকা।
| টেলিযোগাযোগ | 5G mmWave বেস স্টেশন, ছোট সেল | 28/39 GHz-এ সিগন্যাল অখণ্ডতা বজায় রাখে; কম ডাইইলেকট্রিক ক্ষতি (<0.001)। |
|---|---|---|
| চিকিৎসা ডিভাইস | MRI স্ক্যানার, লেজার ডায়োড, পরিধানযোগ্য মনিটর | বায়োকম্প্যাটিবল (ISO 10993); জীবাণুমুক্তকরণ-প্রতিরোধী (অটোক্লেভ)। |
| শিল্প | উচ্চ-ক্ষমতা সম্পন্ন LED, শিল্প ইনভার্টার, সেন্সর | 100,000+ ঘণ্টার জীবনকাল; 300°C শিল্প চুল্লি পরিবেশ পরিচালনা করে। |
| ভবিষ্যতের প্রবণতা যা MLC PCB-গুলিকে আকার দিচ্ছে | 1. ক্ষুদ্রাকরণ ও উচ্চতর ঘনত্ব: ছোট IoT ডিভাইস এবং 5G মডিউলের চাহিদা 20+ স্তর এবং মাইক্রোভিয়াস সহ MLC PCB-গুলিকে চালিত করছে <50µm—উন্নত লেজার ড্রিলিং এবং পাতলা সিরামিক শীট (50µm) দ্বারা সক্ষম। | 2. সবুজ উত্পাদন: কম-শক্তি সিন্টারিং (ঐতিহ্যবাহী চুল্লির পরিবর্তে মাইক্রোওয়েভ ওভেন ব্যবহার করে) শক্তি ব্যবহার 40% কমিয়ে দেয়। পুনর্ব্যবহারযোগ্য বাইন্ডার (যেমন, উদ্ভিদ-ভিত্তিক পলিমার) বর্জ্য হ্রাস করে।3. নতুন সিরামিক উপাদান: সিলিকন কার্বাইড (SiC) এবং বোরন নাইট্রাইড (BN) সিরামিকগুলি আবির্ভূত হচ্ছে—SiC অতি-উচ্চ-ক্ষমতা সম্পন্ন EV-এর জন্য 300 W/mK তাপ পরিবাহিতা (AlN-এর চেয়ে ভালো) প্রদান করে। |
| 4. এম্বেডেড উপাদান: প্যাসিভ উপাদান (প্রতিরোধক, ক্যাপাসিটর) স্থান বাঁচানোর জন্য সিরামিক স্তরের ভিতরে এম্বেড করা হয়—পরিধানযোগ্য এবং ক্ষুদ্রাকৃতির চিকিৎসা ডিভাইসের জন্য আদর্শ। | FAQ: MLC PCB সম্পর্কে সাধারণ প্রশ্ন | 1. MLC PCBগুলি FR4 PCB-এর চেয়ে বেশি ব্যয়বহুল কেন? |
| MLC PCB-এর খরচ FR4-এর চেয়ে 5–10 গুণ বেশি, কারণ: | ক. বিশেষ উপাদান (অ্যালুমিনা/AlN-এর খরচ FR4-এর চেয়ে 10 গুণ বেশি)। | খ. সুনির্দিষ্ট উত্পাদন (লেজার ড্রিলিং, ভ্যাকুয়াম সিন্টারিং)। |
গ. কঠোর QC (এক্স-রে, তাপীয় পরীক্ষা)।
তবে, তাদের দীর্ঘ জীবনকাল (FR4-এর তুলনায় 10 গুণ বেশি) এবং কম রক্ষণাবেক্ষণ খরচ তাদের উচ্চ-নির্ভরযোগ্যতা অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য সাশ্রয়ী করে তোলে।2. MLC PCBগুলি কি নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য কাস্টমাইজ করা যেতে পারে?
হ্যাঁ—কাস্টমাইজেশন বিকল্পগুলির মধ্যে রয়েছে:
ক. উপাদান নির্বাচন (খরচের জন্য অ্যালুমিনা, উচ্চ তাপের জন্য AlN)।
খ. স্তরের সংখ্যা (4–20 স্তর)।
গ. ছিদ্রের আকার (50–500µm)।
ঘ. সারফেস ফিনিশ (মহাকাশের জন্য ENIG, স্বয়ংচালিতের জন্য ইমারশন সিলভার)।
ঙ. উপাদান এম্বেডিং (ক্ষুদ্রাকরণের জন্য)।
3. MLC PCB-এর জন্য সাধারণ লিড টাইম কত?
লিড টাইম জটিলতা অনুসারে পরিবর্তিত হয়:
ক. প্রোটোটাইপ (1–10 ইউনিট): 2–4 সপ্তাহ (সিন্টারিং এবং পরীক্ষাসহ)।
খ. ছোট ব্যাচ (100–500 ইউনিট): 4–6 সপ্তাহ।
গ. বৃহৎ ব্যাচ (1000+ ইউনিট): 6–8 সপ্তাহ।
সিন্টারিং প্রক্রিয়ার কারণে লিড টাইম FR4-এর চেয়ে বেশি (1–2 সপ্তাহ), যা 2–3 দিন সময় নেয়।
উপসংহার: MLC PCB – নেক্সট-জেন ইলেকট্রনিক্সের মেরুদণ্ড
মাল্টিলেয়ার সিরামিক PCBগুলি ঐতিহ্যবাহী PCB-এর একটি “উচ্চ-কার্যকারিতা” বিকল্প নয়—এগুলি সবচেয়ে চাহিদাপূর্ণ ইলেকট্রনিক অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য একটি প্রয়োজনীয়তা। তাদের তাপ পরিবাহিতা, তাপমাত্রা প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং সিগন্যাল অখণ্ডতার অনন্য সমন্বয় EV, 5G, মহাকাশ এবং চিকিৎসা ডিভাইসগুলিতে উদ্ভাবন সক্ষম করে যা একসময় অসম্ভব ছিল।
MLC PCB-এর উত্পাদন প্রক্রিয়া—উপাদান প্রস্তুতি এবং স্তর স্থাপন থেকে শুরু করে সিন্টারিং এবং QC পর্যন্ত—নির্ভুলতা, বিশেষ সরঞ্জাম এবং গুণমানের উপর মনোযোগের প্রয়োজন। পাউডারের বিশুদ্ধতা পরীক্ষা থেকে শুরু করে তাপীয় চক্র পরীক্ষা পর্যন্ত প্রতিটি পদক্ষেপ নিরাপত্তা-সমালোচনামূলক পরিবেশে নির্ভরযোগ্যতা নিশ্
আপনার জিজ্ঞাসা সরাসরি আমাদের কাছে পাঠান