পিসিবি সারফেস ফিনিশ শ্রেণীবিভাগ: প্রকার, বৈশিষ্ট্য এবং অ্যাপ্লিকেশন

পিসিবি সারফেস ফিনিশগুলি ইলেকট্রনিক্স ম্যানুফ্যাকচারিং-এর অকথিত নায়ক, যা খালি তামার ট্রেস এবং সোল্ডার জয়েন্টগুলির মধ্যে সংযোগ স্থাপন করে। এই প্রতিরক্ষামূলক আবরণগুলি নির্ভরযোগ্য বৈদ্যুতিক সংযোগ নিশ্চিত করে, ক্ষয় প্রতিরোধ করে এবং শেল্ফের মেয়াদ বাড়ায়—স্মার্টফোন থেকে মহাকাশ ব্যবস্থা পর্যন্ত সবকিছুর জন্য গুরুত্বপূর্ণ। খরচ-সাশ্রয়ী HASL থেকে উচ্চ-নির্ভরযোগ্যতা সম্পন্ন ENIG পর্যন্ত বিভিন্ন বিকল্পের সাথে, সঠিক ফিনিশ নির্বাচন অ্যাপ্লিকেশন প্রয়োজনীয়তার উপর নির্ভর করে: সোল্ডারেবিলিটি, স্থায়িত্ব, খরচ এবং পরিবেশগত প্রতিরোধ ক্ষমতা। এই নির্দেশিকাটি সবচেয়ে সাধারণ পিসিবি সারফেস ফিনিশগুলিকে শ্রেণীবদ্ধ করে, তাদের বৈশিষ্ট্যগুলির তুলনা করে এবং আপনার প্রকল্পের জন্য সেরা বিকল্পটি বেছে নিতে সহায়তা করে।​

গুরুত্বপূর্ণ বিষয়সমূহ​
   ১.পিসিবি সারফেস ফিনিশগুলি জারণ থেকে তামার ট্রেসগুলিকে রক্ষা করে, যা অ্যাসেম্বলির সময় এবং দীর্ঘমেয়াদী নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করে।​
   ২.ENIG (ইলেক্ট্রলেস নিকেল ইমারশন গোল্ড) সোল্ডারেবিলিটি, শেল্ফের মেয়াদ এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি পারফরম্যান্সের সেরা সমন্বয় সরবরাহ করে, যা চিকিৎসা এবং মহাকাশ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আদর্শ।​
   ৩.HASL (হট এয়ার সোল্ডার লেভেলিং) উচ্চ-ভলিউম ভোক্তা ইলেকট্রনিক্সের জন্য খরচ-সাশ্রয়ী থাকে তবে সূক্ষ্ম-পিচ উপাদানগুলির সাথে সমস্যা হয়।​
   ৪.ইমারশন টিন এবং সিলভার সীসা-মুক্ত, উচ্চ-ঘনত্বের ডিজাইনগুলিতে শ্রেষ্ঠত্ব অর্জন করে, যেখানে OSP (অর্গানিক সোল্ডারেবিলিটি প্রিজারভেটিভ) কম খরচের, স্বল্প-মেয়াদী প্রকল্পের জন্য পছন্দসই।​
   ৫.নির্বাচন পিচ সাইজ (≤0.4 মিমি ENIG/টিনের প্রয়োজন), শেল্ফের মেয়াদ (ENIG ১ বছরের বেশি স্থায়ী হয়) এবং পরিবেশগত চাপের (অটোমোটিভের উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধের প্রয়োজন) মতো বিষয়গুলির উপর নির্ভর করে।​

পিসিবি সারফেস ফিনিশ কি?​
পিসিবি সারফেস ফিনিশগুলি হল পাতলা আবরণ যা এচিং করার পরে উন্মুক্ত তামার ট্রেস এবং প্যাডে প্রয়োগ করা হয়। তাদের প্রাথমিক ভূমিকা হল:​
   জারণ প্রতিরোধ করা: খালি তামা বাতাসের সাথে বিক্রিয়া করে, যা কয়েক ঘন্টার মধ্যে একটি নন-সোল্ডারেবল অক্সাইড স্তর তৈরি করে। ফিনিশগুলি একটি বাধা হিসাবে কাজ করে।​
   সোল্ডারেবিলিটি বৃদ্ধি করা: সোল্ডারের জন্য একটি স্থিতিশীল পৃষ্ঠ সরবরাহ করে যা রিফ্লো বা ওয়েভ সোল্ডারিংয়ের সময় শক্তিশালী সংযোগ তৈরি করে।​
   হ্যান্ডলিংয়ের সময় সুরক্ষা: অ্যাসেম্বলি এবং স্টোরেজের সময় স্ক্র্যাচ, আর্দ্রতা এবং রাসায়নিকগুলির প্রতিরোধ করে।​
ফিনিশ ছাড়া, পিসিবি কয়েক দিনের মধ্যে একত্রিত করার অযোগ্য হয়ে যায় এবং সামান্য জারণও ব্যবহারের সময় সোল্ডার জয়েন্ট ব্যর্থতার কারণ হতে পারে।​

পিসিবি সারফেস ফিনিশের শ্রেণীবিভাগ​
সারফেস ফিনিশগুলি তাদের উপাদান এবং অ্যাপ্লিকেশন প্রক্রিয়া দ্বারা শ্রেণীবদ্ধ করা হয়। নীচে সবচেয়ে সাধারণ প্রকারগুলি তাদের বৈশিষ্ট্য, সুবিধা এবং অসুবিধা সহ দেওয়া হল।​

১. HASL (হট এয়ার সোল্ডার লেভেলিং)​
HASL হল প্রাচীনতম এবং বহুল ব্যবহৃত ফিনিশগুলির মধ্যে একটি, বিশেষ করে উচ্চ-ভলিউম উৎপাদনে। প্রক্রিয়াটিতে অন্তর্ভুক্ত রয়েছে:​
  গলিত সোল্ডারে (সীসা-মুক্ত বা টিন-সীসা) পিসিবি ডুবানো।​
  অতিরিক্ত সোল্ডার অপসারণের জন্য পৃষ্ঠের উপর গরম বাতাস প্রবাহিত করা, একটি সমতল (কিন্তু সামান্য অসম) আবরণ রেখে যাওয়া।​
বৈশিষ্ট্য:​
  গঠন: ৯৯.৩% টিন, ০.৭% তামা (সীসা-মুক্ত) বা ৬৩% টিন/৩৭% সীসা (ঐতিহ্যবাহী, এখন বিরল)।​
  সোল্ডারেবিলিটি: থ্রু-হোল এবং বৃহৎ SMT উপাদানগুলির জন্য চমৎকার; সোল্ডার সহজে ভেজে যায়।​
  শেল্ফের মেয়াদ: ৬–৯ মাস (জারণ ধীরে ধীরে সোল্ডারেবিলিটি হ্রাস করে)।​
  খরচ: ফিনিশগুলির মধ্যে সর্বনিম্ন (১x বেসলাইন)।​
সুবিধা:​
  উচ্চ-ভলিউম উৎপাদনের জন্য সাশ্রয়ী (১০০,০০০+ ইউনিট)।​
  একাধিক রিফ্লো চক্র সহ্য করে (৩–৫x)।​
অসুবিধা:​
  অসম পৃষ্ঠ (±১০µm) সূক্ষ্ম-পিচ উপাদানগুলিতে সোল্ডার ব্রিজিং-এর ঝুঁকি (<০.৮ মিমি পিচ)।​
  সীসা-মুক্ত সংস্করণগুলির উচ্চ গলনাঙ্ক রয়েছে, যার জন্য গরম রিফ্লো প্রোফাইলের প্রয়োজন।​
সেরা: ভোক্তা ইলেকট্রনিক্স (টিভি, রাউটার), বৃহৎ উপাদান সহ কম খরচের পিসিবি।​

২. ENIG (ইলেক্ট্রলেস নিকেল ইমারশন গোল্ড)​
ENIG হল একটি দ্বি-স্তর ফিনিশ: একটি নিকেল বাধা (৩–৬µm) যার উপরে একটি পাতলা সোনার স্তর (০.০৫–০.২µm)। প্রক্রিয়াটি রাসায়নিক জমা ব্যবহার করে (বিদ্যুৎ নেই), এমনকি ছোট প্যাডেও অভিন্ন কভারেজ নিশ্চিত করে।​
বৈশিষ্ট্য:​
  গঠন: নিকেল-ফসফরাস (৬–৮% ফসফরাস) + খাঁটি সোনা।​
  সোল্ডারেবিলিটি: চমৎকার; নিকেল সোল্ডারের সাথে শক্তিশালী বন্ধন তৈরি করে, যেখানে সোনা জারণ প্রতিরোধ করে।​
  শেল্ফের মেয়াদ: >১ বছর (সোনার জারণ প্রতিরোধের ক্ষমতা অনির্দিষ্টকালের জন্য)।​
  খরচ: HASL-এর চেয়ে ১.৫–২x বেশি।​
সুবিধা:​
  ফ্ল্যাট সারফেস (±২µm) সূক্ষ্ম-পিচ উপাদানগুলির জন্য আদর্শ (≤০.৪ মিমি BGA, QFN)।​
  উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি পারফরম্যান্স (৪০GHz পর্যন্ত কম সংকেত হ্রাস) সোনার পরিবাহিতার কারণে।​
  ক্ষয় এবং চরম তাপমাত্রা (-৪০°C থেকে ১২৫°C) প্রতিরোধ করে।​
অসুবিধা:​
  যদি প্লেটিং প্যারামিটারগুলি বন্ধ থাকে তবে “ব্ল্যাক প্যাড” (সোনার নিচে নিকেল ক্ষয়) হওয়ার ঝুঁকি।​
  সোনা ব্যয়বহুল; পুরু স্তর (>০.২µm) সোল্ডার ভঙ্গুরতা সৃষ্টি করে।​
সেরা: চিকিৎসা ডিভাইস, মহাকাশ, ৫জি সরঞ্জাম এবং সূক্ষ্ম-পিচ উপাদান সহ পিসিবি।​

৩. ইমারশন টিন​
ইমারশন টিন রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে একটি খাঁটি টিন স্তর (০.৮–২.৫µm) জমা করে, যা বিদ্যুৎ ছাড়াই একটি সোল্ডারেবল পৃষ্ঠ তৈরি করে।​
বৈশিষ্ট্য:​
  গঠন: ৯৯.৯% টিন।​
  সোল্ডারেবিলিটি: খুব ভালো; শক্তিশালী, নমনীয় সোল্ডার জয়েন্ট তৈরি করে।​
  শেল্ফের মেয়াদ: সঠিক স্টোরেজের সাথে ১২+ মাস (শুকনো, সিল করা ব্যাগ)।​
  খরচ: ১.২–১.৫x HASL।​
সুবিধা:​
  ফ্ল্যাট সারফেস (±৩µm) সূক্ষ্ম-পিচ (০.৫ মিমি পিচ) এবং উচ্চ-ঘনত্বের ডিজাইনের জন্য উপযুক্ত।​
  সীসা-মুক্ত এবং RoHS-অনুগত।​
  সীসা-মুক্ত এবং ঐতিহ্যবাহী সোল্ডার উভয়ের সঙ্গতিপূর্ণ।​
অসুবিধা:​
  আর্দ্র পরিবেশে “টিন হুইস্কার” (ক্ষুদ্র পরিবাহী ফিলামেন্ট) হওয়ার প্রবণতা, যা শর্ট সার্কিটের ঝুঁকি তৈরি করে।​
  সতর্ক হ্যান্ডলিং প্রয়োজন; টিন সহজে স্ক্র্যাচ হয়ে যায়।​
সেরা: অটোমোটিভ ইলেকট্রনিক্স (এলইডি হেডলাইট), শিল্প সেন্সর এবং মাঝারি সূক্ষ্ম-পিচ উপাদান সহ পিসিবি।​

৪. OSP (অর্গানিক সোল্ডারেবিলিটি প্রিজারভেটিভ)​
OSP হল একটি পাতলা জৈব আবরণ (০.১–০.৫µm) যা ডুবানোর মাধ্যমে প্রয়োগ করা হয়, যা একটি প্রতিরক্ষামূলক স্তর তৈরি করে যা সোল্ডারিংয়ের সময় দ্রবীভূত হয়, যা তাজা তামা উন্মোচন করে।​
বৈশিষ্ট্য:​
  গঠন: অ্যাজোল-ভিত্তিক অর্গানিকস (বেনজোট্রিয়াজল ডেরিভেটিভস)।​
  সোল্ডারেবিলিটি: ১–২ রিফ্লো চক্রের জন্য ভালো; সোল্ডারিংয়ের সময় পরিষ্কারভাবে দ্রবীভূত হয়।​
  শেল্ফের মেয়াদ: ৩–৬ মাস (আর্দ্রতা >৬০% হলে হ্রাস পায়)।​
  খরচ: ০.৮x HASL (কম ভলিউমের জন্য সবচেয়ে সস্তা)।​
সুবিধা:​
  অতি-সমতল পৃষ্ঠ (±১µm) সূক্ষ্ম-পিচ উপাদানগুলির জন্য উপযুক্ত (<০.৪ মিমি)।​
  কোনো ধাতব স্তর নেই, যা উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সংকেত অখণ্ডতা বজায় রাখে (৫জি-এর জন্য আদর্শ)।​
অসুবিধা:​
  একবার ব্যবহারযোগ্য; OSP সোল্ডারিংয়ের সময় দ্রবীভূত হয়, যার ফলে পরবর্তীতে তামা জারণের শিকার হয়।​
  দুর্বল স্থায়িত্ব; স্ক্র্যাচ বা আর্দ্রতা সোল্ডারেবিলিটি নষ্ট করে।​
সেরা: স্বল্প-ভলিউম প্রোটোটাইপ, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি পিসিবি (৫জি, রাডার) এবং স্বল্প-মেয়াদী ডিভাইস।​

৫. ইমারশন সিলভার​
ইমারশন সিলভার হল একটি পাতলা সিলভার স্তর (০.১–০.৫µm) যা রাসায়নিকভাবে জমা হয়, যা কর্মক্ষমতা এবং ব্যয়ের মধ্যে ভারসাম্য প্রদান করে।​
বৈশিষ্ট্য:​
  গঠন: খাঁটি রূপা।​
  সোল্ডারেবিলিটি: চমৎকার; ন্যূনতম ফ্লাক্সের সাথে শক্তিশালী সংযোগ তৈরি করে।​
  শেল্ফের মেয়াদ: ৬–৯ মাস (উচ্চ আর্দ্রতায় কলঙ্কিত হয়)।​
  খরচ: ১.৩–১.৬x HASL।​
সুবিধা:​
  ফ্ল্যাট সারফেস (±৩µm) সূক্ষ্ম-পিচ (০.৫ মিমি) এবং উচ্চ-গতির সংকেতের জন্য কাজ করে।​
  ENIG-এর চেয়ে দ্রুত প্রক্রিয়াকরণ, যা লিড টাইম কমায়।​
অসুবিধা:​
  আর্দ্র পরিবেশে কলঙ্কিত হওয়া (কালো হয়ে যাওয়া) (>৬০% RH) সোল্ডারেবিলিটি হ্রাস করে।​
  উচ্চ-ভোল্টেজ পিসিবি-তে সিলভার মাইগ্রেশন শর্ট সার্কিটের ঝুঁকি তৈরি করে।​
সেরা: টেলিকম সরঞ্জাম, সামরিক পিসিবি এবং ENIG-এর চেয়ে দ্রুত টার্নআরাউন্ডের প্রয়োজনীয় প্রকল্প।​

তুলনামূলক সারণী: পিসিবি সারফেস ফিনিশ​

সঠিক সারফেস ফিনিশ কিভাবে নির্বাচন করবেন​
নির্বাচন আপনার প্রকল্পের নির্দিষ্ট প্রয়োজনীয়তার উপর নির্ভর করে। এই সিদ্ধান্ত কাঠামো ব্যবহার করুন:​

১. উপাদান পিচ সাইজ​
  সূক্ষ্ম-পিচ (<০.৪ মিমি): ENIG বা OSP (সমতল পৃষ্ঠগুলি ব্রিজিং প্রতিরোধ করে)।​
  মাঝারি পিচ (০.৫–০.৮ মিমি): ইমারশন টিন, সিলভার বা ENIG।​
  বৃহৎ পিচ (>০.৮ মিমি): HASL (সবচেয়ে সাশ্রয়ী)।​

২. শেল্ফ লাইফ প্রয়োজনীয়তা​
  >৬ মাস: ENIG বা ইমারশন টিন (দীর্ঘতম জারণ প্রতিরোধ করে)।​
  ৩–৬ মাস: ইমারশন সিলভার বা HASL।​
  স্বল্প-মেয়াদী (প্রোটোটাইপ): OSP (সবচেয়ে কম খরচ)।​

৩. অ্যাপ্লিকেশন পরিবেশ​
  উচ্চ আর্দ্রতা: ENIG (সোনার কলঙ্ক প্রতিরোধ করে) বা ইমারশন টিন (সিলভারের চেয়ে ভালো)।​
  উচ্চ তাপমাত্রা: ENIG (নিকেল 300°C+ সহ্য করে) বা ইমারশন টিন।​
  উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি (৫জি/রাডার): OSP (কোনো ধাতব স্তর নেই) বা ENIG (কম সংকেত হ্রাস)।​

৪. উৎপাদন ভলিউম ও খরচ​
  উচ্চ ভলিউম (১০০k+): HASL (প্রতি-ইউনিট সর্বনিম্ন খরচ)।​
  মাঝারি ভলিউম (১০k–১০০k): ইমারশন টিন বা সিলভার।​
  কম ভলিউম/উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা: ENIG (উচ্চ খরচকে সমর্থন করে)।​

৫. শিল্প মান​
  অটোমোটিভ (IATF 16949): ENIG বা ইমারশন টিন (কম্পন/তাপ সহ্য করে)।​
  মেডিকেল (ISO 13485): ENIG (বায়ো-কম্প্যাটিবল, দীর্ঘ শেল্ফ লাইফ)।​
  মহাকাশ (AS9100): ENIG (চরম পরিস্থিতি প্রতিরোধ করে)।

পিসিবি সারফেস ফিনিশ সম্পর্কে সাধারণ মিথ​
মিথ: ENIG সবসময় ভালো।​
ফ্যাক্ট: কম খরচের, বৃহৎ-পিচ পিসিবি-এর জন্য ENIG অতিরিক্ত; HASL ভালো কাজ করে এবং খরচ কম।​

মিথ: OSP নির্ভরযোগ্য নয়।​
ফ্যাক্ট: OSP স্বল্প-মেয়াদী ডিভাইসগুলির জন্য (যেমন, মৌসুমী ইলেকট্রনিক্স) এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ডিজাইনগুলির জন্য ভালো পারফর্ম করে।​

মিথ: ইমারশন টিন সব ক্ষেত্রে হুইস্কার সৃষ্টি করে।​
ফ্যাক্ট: সঠিক প্লেটিং (হুইস্কার দমন করার জন্য অ্যাডিটিভ) এবং স্টোরেজ (শুকনো অবস্থা) এই ঝুঁকি কমায়।​

FAQ​
প্রশ্ন: উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি পিসিবি (২৮GHz+) এর জন্য কোন ফিনিশ সেরা?​
উত্তর: OSP (কোনো ধাতব স্তর নেই) বা ENIG (সোনার কম ক্ষতি) সেরা। HASL (অসম পৃষ্ঠ সংকেত প্রতিফলন ঘটায়) এড়িয়ে চলুন।​

প্রশ্ন: আমি কি সীসা-মুক্ত অ্যাসেম্বলির জন্য ENIG ব্যবহার করতে পারি?​
উত্তর: হ্যাঁ। ENIG সীসা-মুক্ত সোল্ডার (Sn-Ag-Cu) এর সাথে কাজ করে এবং RoHS প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।​

প্রশ্ন: আমি কিভাবে OSP শেল্ফের মেয়াদ বাড়াতে পারি?​
উত্তর: সিল করা ব্যাগে ডেসিক্যান্ট সহ পিসিবি সংরক্ষণ করুন, আর্দ্রতা রাখুন <৫০%, এবং উৎপাদনের ৩ মাসের মধ্যে ব্যবহার করুন।​

প্রশ্ন: ENIG-এ “ব্ল্যাক প্যাড”-এর কারণ কী?​
উত্তর: অতিরিক্ত এচিং নিকেল বা অনুপযুক্ত সোনার প্লেটিং প্যারামিটার। এটি এড়াতে IPC-4552-এর সাথে প্রত্যয়িত প্রস্তুতকারকদের বেছে নিন।​

প্রশ্ন: সীসা-মুক্ত নিয়ন্ত্রণের সাথে HASL কি এখনও প্রাসঙ্গিক?​
উত্তর: হ্যাঁ। সীসা-মুক্ত HASL (Sn-Cu) RoHS পূরণ করে এবং বৃহৎ উপাদানগুলির জন্য খরচ-সাশ্রয়ী থাকে।​

উপসংহার​
পিসিবি সারফেস ফিনিশ নির্ভরযোগ্যতা, অ্যাসেম্বলি সাফল্য এবং পারফরম্যান্সের জন্য গুরুত্বপূর্ণ। প্রতিটি প্রকারের শক্তিগুলি বোঝা—খরচের জন্য HASL, নির্ভরযোগ্যতার জন্য ENIG, উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সির জন্য OSP—আপনি আপনার প্রকল্পের জন্য সর্বোত্তম ফিনিশ নির্বাচন করতে পারেন। আপনি একটি স্মার্টফোন তৈরি করুন বা একটি স্যাটেলাইট, সঠিক সারফেস ফিনিশ নিশ্চিত করে যে আপনার পিসিবি অ্যাসেম্বলি, স্টোরেজ এবং বছরের পর বছর ব্যবহারের মধ্যে টিকে থাকে।