এনআইজি পিসিবি উত্পাদনঃ প্রক্রিয়া, মান নিয়ন্ত্রণ এবং শিল্পের মান

গ্রাহক-অনুমোদিত চিত্রাবলী

ইলেক্ট্রলেস নিকেল ইমারশন গোল্ড (ENIG) চিকিৎসা ডিভাইস থেকে শুরু করে মহাকাশ ব্যবস্থা পর্যন্ত উচ্চ-নির্ভরযোগ্যতা সম্পন্ন ইলেকট্রনিক্সে PCB সারফেস ফিনিশিংয়ের জন্য সোনার মান হয়ে উঠেছে। ক্ষয় প্রতিরোধ, সোল্ডারেবিলিটি এবং সূক্ষ্ম-পিচ উপাদানগুলির সাথে এর অনন্য সমন্বয় এটিকে আধুনিক PCBs-এর জন্য অপরিহার্য করে তোলে। যাইহোক, ENIG-এর কর্মক্ষমতা সম্পূর্ণরূপে উত্পাদন প্রক্রিয়া এবং মানের মান কঠোরভাবে মেনে চলার উপর নির্ভর করে। এমনকি সামান্য বিচ্যুতিও বিপর্যয়কর ব্যর্থতার দিকে নিয়ে যেতে পারে যেমন “ব্ল্যাক প্যাড” ত্রুটি বা দুর্বল সোল্ডার জয়েন্ট। এই নির্দেশিকাটি ENIG উত্পাদন প্রক্রিয়া, গুরুত্বপূর্ণ গুণমান নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা এবং বিশ্বব্যাপী মানগুলি নিয়ে আলোচনা করে যা ধারাবাহিক, নির্ভরযোগ্য ফলাফল নিশ্চিত করে।​

ENIG কি, এবং কেন এটা গুরুত্বপূর্ণ​
ENIG হল একটি দ্বি-স্তরীয় সারফেস ফিনিশ যা PCB কপার প্যাডে প্রয়োগ করা হয়:​
   ১. একটি নিকেল স্তর (৩–৭μm পুরু) যা তামার বিস্তার রোধ করে এবং শক্তিশালী সোল্ডার জয়েন্টগুলির জন্য একটি ভিত্তি প্রদান করে।​
   ২. একটি সোনার স্তর (০.০৫–০.২μm পুরু) যা জারণ থেকে নিকেলকে রক্ষা করে, দীর্ঘমেয়াদী সোল্ডারেবিলিটি নিশ্চিত করে।​

ইলেক্ট্রোপ্লেটেড ফিনিশের বিপরীতে, ENIG জমা করার জন্য রাসায়নিক বিক্রিয়া ব্যবহার করে (বিদ্যুৎ নয়), যা মাইক্রোভিয়াস এবং ফাইন-পিচ BGAs-এর মতো জটিল জ্যামিতিতেও অভিন্ন কভারেজ সক্ষম করে। এটি এর জন্য আদর্শ করে তোলে:​
  ১. উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি PCB (5G, রাডার) যেখানে সংকেত অখণ্ডতা গুরুত্বপূর্ণ।​
  ২. চিকিৎসা ডিভাইসগুলির জন্য যা জীব-সামঞ্জস্যতা এবং ক্ষয় প্রতিরোধের প্রয়োজন।​
  ৩. মহাকাশ ইলেকট্রনিক্স যা চরম তাপমাত্রা এবং কম্পনের শিকার হয়।​

ENIG উত্পাদন প্রক্রিয়া: ধাপে ধাপে​
ENIG অ্যাপ্লিকেশন একটি নির্ভুল রাসায়নিক প্রক্রিয়া যা ছয়টি গুরুত্বপূর্ণ পর্যায়ে বিভক্ত। ত্রুটি এড়াতে প্রতিটি পদক্ষেপ কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে হবে।​

১. প্রি-ট্রিটমেন্ট: তামার পৃষ্ঠ পরিষ্কার করা​
ENIG প্রয়োগ করার আগে, PCB-এর তামার প্যাডগুলি সম্পূর্ণরূপে পরিষ্কার করতে হবে। তেল, অক্সাইড বা ফ্লাক্সের অবশিষ্টাংশের মতো দূষকগুলি নিকেল এবং সোনার সঠিক আনুগত্যকে বাধা দেয়, যার ফলে ডেলামিনেশন হয়।​
   ক. ডিগ্রেসিং: তেল এবং জৈব অবশিষ্টাংশ অপসারণের জন্য PCB একটি ক্ষারীয় ক্লিনার-এ নিমজ্জিত করা হয়।​
   খ. অ্যাসিড এচিং: একটি হালকা অ্যাসিড (যেমন, সালফিউরিক অ্যাসিড) অক্সাইড অপসারণ করে এবং ভাল নিকেল আনুগত্যের জন্য একটি মাইক্রো-রুক্ষ পৃষ্ঠ তৈরি করে।​
   গ. মাইক্রোএচিং: একটি সোডিয়াম পারসালফেট বা হাইড্রোজেন পারক্সাইড দ্রবণ তামার পৃষ্ঠকে একটি অভিন্ন রুক্ষতায় (Ra 0.2–0.4μm) এচ করে, যা নিশ্চিত করে যে নিকেল স্তরটি নিরাপদে আবদ্ধ হয়।​
গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার:​
  ক. পরিষ্কারের সময়: ২–৫ মিনিট (অতিরিক্ত সময় অতিরিক্ত এচিং ঘটায়; খুব কম সময় দূষক রেখে যায়)।​
  খ. এচ গভীরতা: ১–২μm (গুরুত্বপূর্ণ ট্রেসগুলিকে পাতলা না করে অক্সাইড অপসারণ করে)।​

২. ইলেক্ট্রলেস নিকেল জমা​
পরিষ্কার করা PCB একটি ইলেক্ট্রলেস নিকেল বাথ-এ নিমজ্জিত করা হয়, যেখানে একটি রাসায়নিক বিক্রিয়া তামার পৃষ্ঠের উপর নিকেল-ফসফরাস খাদ জমা করে।​
বিক্রিয়া রসায়ন: বাথের নিকেল আয়ন (Ni²⁺) একটি হ্রাসকারী এজেন্ট (সাধারণত সোডিয়াম হাইপোফসফাইট) দ্বারা ধাতব নিকেল (Ni⁰)-এ হ্রাস করা হয়। ফসফরাস (ওজন অনুসারে ৫–১২%) নিকেল স্তরে অন্তর্ভুক্ত করা হয়, যা ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ায়।​
প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ:​
   ক. তাপমাত্রা: ৮৫–৯৫°C (পরিবর্তন >±২°C অসম জমাট বাঁধার কারণ হয়)।​
   খ. pH: ৪.৫–৫.৫ (খুব কম জমাট বাঁধা কমিয়ে দেয়; খুব বেশি হলে নিকেল হাইড্রোক্সাইড বৃষ্টিপাত হয়)।​
   গ. বাথ আলোড়ন: PCB জুড়ে অভিন্ন নিকেল বিতরণ নিশ্চিত করে।​
ফলাফল: একটি ঘন, স্ফটিক নিকেল স্তর (৩–৭μm পুরু) যা তামার বিস্তারকে বাধা দেয় এবং একটি সোল্ডারেবল পৃষ্ঠ প্রদান করে।​

৩. পোস্ট-নিকেল রাইন্স​
নিকেল জমা করার পরে, PCB-কে অবশিষ্ট বাথের রাসায়নিকগুলি অপসারণের জন্য ভালোভাবে ধুয়ে ফেলা হয়, যা পরবর্তী সোনার বাথকে দূষিত করতে পারে।​
  ক. মাল্টি-স্টেজ রাইন্সিং: সাধারণত ৩–৪টি জলের বাথ, যেখানে চূড়ান্ত রাইন্সে ডিওনাইজড (DI) জল (১৮ MΩ-cm বিশুদ্ধতা) ব্যবহার করা হয় যাতে খনিজ জমা হওয়া এড়ানো যায়।​
  খ. শুকানো: উষ্ণ বায়ু শুকানো (৪০–৬০°C) জলের দাগ প্রতিরোধ করে যা পৃষ্ঠকে ক্ষতিগ্রস্ত করতে পারে।​

৪. ইমারশন গোল্ড জমা​
PCB-কে একটি সোনার বাথ-এ ডুবানো হয়, যেখানে সোনার আয়ন (Au³⁺) একটি রাসায়নিক বিক্রিয়ায় নিকেল পরমাণুগুলিকে প্রতিস্থাপন করে (গ্যালভানিক স্থানচ্যুতি), একটি পাতলা সোনার স্তর তৈরি করে।​
বিক্রিয়া গতিবিদ্যা: সোনার আয়ন নিকেলের চেয়ে বেশি মূল্যবান, তাই নিকেল পরমাণু (Ni⁰) Ni²⁺-তে জারিত হয়, ইলেকট্রন নির্গত করে যা Au³⁺-কে ধাতব সোনা (Au⁰)-তে হ্রাস করে। এটি নিকেলের সাথে আবদ্ধ একটি ০.০৫–০.২μm সোনার স্তর তৈরি করে।​
প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ:​
   ক. তাপমাত্রা: ৭০–৮০°C (উচ্চ তাপমাত্রা জমাট বাঁধা ত্বরান্বিত করে তবে অসম পুরুত্বের ঝুঁকি থাকে)।​
   খ. pH: ৫.০–৬.০ (বিক্রিয়ার হারকে অপটিমাইজ করে)।​
   গ. সোনার ঘনত্ব: ১–৫ g/L (খুব কম হলে পাতলা, প্যাঁচযুক্ত সোনা হয়; খুব বেশি হলে উপাদানের অপচয় হয়)।​
মূল কাজ: সোনার স্তরটি স্টোরেজ এবং হ্যান্ডলিংয়ের সময় জারণ থেকে নিকেলকে রক্ষা করে, যা ১২+ মাস পর্যন্ত সোল্ডারেবিলিটি নিশ্চিত করে।​

৫. পোস্ট-গোল্ড ট্রিটমেন্ট​
সোনার জমাট বাঁধার পরে, PCB পরীক্ষার এবং অ্যাসেম্বলির জন্য প্রস্তুত করার জন্য চূড়ান্ত পরিষ্কার এবং শুকানোর মধ্য দিয়ে যায়।​
  ক. ফাইনাল রাইন্স: সোনার বাথের অবশিষ্টাংশ অপসারণের জন্য DI জল দিয়ে ধোয়া।​
  খ. শুকানো: কম তাপমাত্রায় শুকানো (৩০–৫০°C) ফিনিশিংয়ের উপর তাপীয় চাপ এড়াতে।​
  গ. ঐচ্ছিক প্যাসিভেশন: কিছু প্রস্তুতকারক সোনার আঙুলের তেল বা পরিবেশগত দূষকগুলির প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ানোর জন্য একটি পাতলা জৈব আবরণ প্রয়োগ করে।​

৬. নিরাময় (ঐচ্ছিক)​
সর্বোচ্চ কঠোরতা প্রয়োজন এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য, ENIG ফিনিশ একটি তাপীয় নিরাময়ের মধ্য দিয়ে যেতে পারে:​
  ক. তাপমাত্রা: ১২০–১৫০°C, ৩০–৬০ মিনিটের জন্য।​
  খ. উদ্দেশ্য: নিকেল-ফসফরাস স্ফটিকতা উন্নত করে, উচ্চ-চক্রের সংযোগকারীগুলির জন্য পরিধান প্রতিরোধের ক্ষমতা বাড়ানো।​

ENIG-এর জন্য গুরুত্বপূর্ণ গুণমান নিয়ন্ত্রণ পরীক্ষা​
ENIG-এর কর্মক্ষমতা কঠোর গুণমান নিয়ন্ত্রণের উপর নির্ভর করে। প্রস্তুতকারকরা প্রতিটি ব্যাচ যাচাই করতে এই পরীক্ষাগুলি ব্যবহার করেন:​
১. পুরুত্ব পরিমাপ​
পদ্ধতি:এক্স-রে ফ্লুরোসেন্স (XRF) স্পেকট্রোস্কোপি, যা PCB প্রতি ১০+ পয়েন্টে নিকেল এবং সোনার পুরুত্বকে ধ্বংসাত্মকভাবে পরিমাপ করে।​
গ্রহণযোগ্যতা মানদণ্ড:​
  নিকেল: ৩–৭μm (IPC-4552 ক্লাস ৩ অনুযায়ী)।​
  সোনা: ০.০৫–০.২μm (IPC-4554 অনুযায়ী)।​
কেন এটা গুরুত্বপূর্ণ: পাতলা নিকেল (০.২μm) কোনো উপকার ছাড়াই খরচ বাড়ায় এবং ভঙ্গুর সোল্ডার জয়েন্ট তৈরি করতে পারে।​

২. সোল্ডারেবিলিটি পরীক্ষা​
পদ্ধতি: IPC-TM-650 2.4.10 “সোল্ডারেবিলিটি অফ মেটালিক কোটিংস।” PCB-গুলিকে আর্দ্রতার (৮৫°C/৮৫% RH, ১৬৮ ঘন্টা) সংস্পর্শে আনা হয়, তারপর টেস্ট কুপনগুলিতে সোল্ডার করা হয়।​
গ্রহণযোগ্যতা মানদণ্ড: ≥৯৫% সোল্ডার জয়েন্ট সম্পূর্ণ ভেজা হওয়া প্রদর্শন করতে হবে (কোনো ডিওয়েটিং বা নন-ওয়েটিং নেই)।​
ব্যর্থতার মোড: দুর্বল সোল্ডারেবিলিটি সোনার স্তরের ত্রুটি (যেমন, ছিদ্রতা) বা নিকেল জারণ নির্দেশ করে।​

৩. ক্ষয় প্রতিরোধ​
পদ্ধতি: ASTM B117 লবণ স্প্রে পরীক্ষা (৫% NaCl দ্রবণ, ৩৫°C, ৯৬ ঘন্টা) বা IPC-TM-650 2.6.14 আর্দ্রতা পরীক্ষা (৮৫°C/৮৫% RH, ১,০০০ ঘন্টা)।​
গ্রহণযোগ্যতা মানদণ্ড: প্যাড বা ট্রেসে কোনো দৃশ্যমান ক্ষয়, জারণ বা বিবর্ণতা নেই।​
গুরুত্ব: বহিরঙ্গন ইলেকট্রনিক্স (5G বেস স্টেশন) বা সামুদ্রিক অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য গুরুত্বপূর্ণ।​

৪. আনুগত্য পরীক্ষা​
পদ্ধতি: IPC-TM-650 2.4.8 “পিল স্ট্রেন্থ অফ মেটালিক কোটিংস।” ফিনিশিংয়ের সাথে আঠালো টেপের একটি স্ট্রিপ প্রয়োগ করা হয় এবং ৯০°-এ পিছনে টেনে নেওয়া হয়।​
গ্রহণযোগ্যতা মানদণ্ড: কোনো ডেলামিনেশন বা আবরণ অপসারণ নেই।​
ব্যর্থতার ইঙ্গিত: দুর্বল আনুগত্য অপর্যাপ্ত প্রি-ট্রিটমেন্ট (দূষক) বা অনুপযুক্ত নিকেল জমা করার পরামর্শ দেয়।​

৫. ব্ল্যাক প্যাড সনাক্তকরণ​
“ব্ল্যাক প্যাড” হল ENIG-এর সবচেয়ে ভীতিজনক ত্রুটি: নিকেল-ফসফরাস জমা করার কারণে সোনার এবং নিকেলের মধ্যে একটি ভঙ্গুর, ছিদ্রযুক্ত স্তর।​
পদ্ধতি:​
   ক. ভিজ্যুয়াল পরিদর্শন: বিবর্ধনের (৪০x) অধীনে, ব্ল্যাক প্যাড একটি গাঢ়, ফাটল স্তর হিসাবে দেখা যায়।​
   খ. স্ক্যানিং ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপি (SEM): ছিদ্রতা এবং অসম নিকেল-সোনার ইন্টারফেস প্রকাশ করে।​
   গ. সোল্ডার জয়েন্ট শিয়ার টেস্টিং: ব্ল্যাক প্যাড শিয়ার শক্তিকে ভাল ENIG-এর তুলনায় ৫০%+ কমিয়ে দেয়।​
প্রতিরোধ:নিকেল বাথ pH এবং তাপমাত্রার কঠোর নিয়ন্ত্রণ, এবং অতিরিক্ত ফসফরাস (>১২%) এড়াতে নিয়মিত বাথ বিশ্লেষণ।​

ENIG-কে নিয়ন্ত্রণকারী গ্লোবাল স্ট্যান্ডার্ড​
ENIG উত্পাদন ধারাবাহিকতা নিশ্চিত করতে বেশ কয়েকটি মূল মান দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়:​

সাধারণ ENIG ত্রুটি এবং সেগুলি কীভাবে এড়ানো যায়​
কঠোর নিয়ন্ত্রণ থাকা সত্ত্বেও, ENIG ত্রুটি তৈরি করতে পারে। এখানে সেগুলি প্রতিরোধের উপায় দেওয়া হলো:​

ENIG বনাম অন্যান্য ফিনিশ: কখন ENIG বেছে নেবেন​
ENIG একমাত্র বিকল্প নয়, তবে এটি মূল ক্ষেত্রগুলিতে বিকল্পগুলির চেয়ে ভালো পারফর্ম করে:​

ENIG উচ্চ-নির্ভরযোগ্যতা, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি, বা ফাইন-পিচ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য সুস্পষ্ট পছন্দ যেখানে দীর্ঘমেয়াদী কর্মক্ষমতা গুরুত্বপূর্ণ।​

FAQ​
প্রশ্ন: লিড-মুক্ত সোল্ডারিংয়ের জন্য ENIG কি উপযুক্ত?​
উত্তর: হ্যাঁ। ENIG-এর নিকেল স্তর লিড-মুক্ত সোল্ডারগুলির সাথে শক্তিশালী আন্তঃধাতু তৈরি করে (যেমন, SAC305), যা এটিকে RoHS-অনুগত ডিভাইসগুলির জন্য আদর্শ করে তোলে।​

প্রশ্ন: ENIG কত দিন সোল্ডারেবল থাকে?​
উত্তর: সঠিকভাবে সংরক্ষণ করা ENIG PCB (সিল করা প্যাকেজিংয়ে) ১২–২৪ মাস পর্যন্ত সোল্ডারেবিলিটি বজায় রাখে, যা OSP (৩–৬ মাস) বা HASL (৬–৯ মাস)-এর চেয়ে অনেক বেশি।​

প্রশ্ন: ENIG কি ফ্লেক্স PCB-তে ব্যবহার করা যেতে পারে?​
উত্তর: অবশ্যই। ENIG পলিমাইড সাবস্ট্রেটগুলির সাথে ভালোভাবে লেগে থাকে এবং ফাটল ছাড়াই বাঁকানো সহ্য করে, যা এটিকে পরিধানযোগ্য এবং চিকিৎসা ফ্লেক্স ডিভাইসগুলির জন্য উপযুক্ত করে তোলে।​

প্রশ্ন: HASL-এর তুলনায় ENIG-এর খরচ কত?​
উত্তর: ENIG HASL-এর চেয়ে ৩০–৫০% বেশি খরচ করে তবে উচ্চ-নির্ভরযোগ্যতা অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যর্থতা কমিয়ে দীর্ঘমেয়াদী খরচ কমায়।

উপসংহার​
ENIG একটি অত্যাধুনিক সারফেস ফিনিশ যা উত্পাদনের প্রতিটি পর্যায়ে নির্ভুলতার দাবি করে—প্রি-ট্রিটমেন্ট থেকে শুরু করে গোল্ড জমা পর্যন্ত। যখন গ্লোবাল স্ট্যান্ডার্ড (IPC-4552, IPC-4554) অনুযায়ী কার্যকর করা হয় এবং কঠোর পরীক্ষার মাধ্যমে যাচাই করা হয়, তখন এটি আধুনিক PCB ডিজাইনগুলির সাথে অতুলনীয় ক্ষয় প্রতিরোধ, সোল্ডারেবিলিটি এবং সামঞ্জস্যতা প্রদান করে।​
প্রস্তুতকারক এবং প্রকৌশলীদের জন্য, ENIG-এর প্রক্রিয়া এবং গুণমান প্রয়োজনীয়তা বোঝা এর সুবিধাগুলি কাজে লাগানোর জন্য অপরিহার্য। কঠোর নিয়ন্ত্রণ এবং ট্রেসেবিলিটিকে অগ্রাধিকার দেয় এমন সরবরাহকারীদের সাথে অংশীদারিত্বের মাধ্যমে, আপনি নিশ্চিত করতে পারেন যে আপনার PCBগুলি চিকিৎসা, মহাকাশ, 5G এবং অন্যান্য গুরুত্বপূর্ণ অ্যাপ্লিকেশনগুলির চাহিদা পূরণ করে।​
ENIG শুধু একটি ফিনিশ নয়—এটি নির্ভরযোগ্যতার প্রতি একটি প্রতিশ্রুতি।​
মূল বিষয়: ENIG-এর কর্মক্ষমতা এর রাসায়নিক প্রক্রিয়াগুলি আয়ত্ত করা এবং কঠোর গুণমান নিয়ন্ত্রণ প্রয়োগের উপর নির্ভর করে। সঠিকভাবে করলে, এটি উচ্চ-নির্ভরযোগ্যতা সম্পন্ন ইলেকট্রনিক্সের জন্য সেরা সারফেস ফিনিশ।​