افقی الیکٹروپلاٹنگ کا اصول ایک مضمون میں مکمل طور پر بیان کیا گیا ہے!

مائیکرو الیکٹرانکس ٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ، پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ مینوفیکچرنگ ملٹی لیئر، لیئرڈ، فنکشنل اور انٹیگریٹڈ کی سمت میں تیزی سے ترقی کر رہی ہے۔ روایتی عمودی الیکٹروپلاٹنگ کا عمل اب اعلی-معیار اور اعلی-معتبر انٹرکنکشن سوراخوں کی ضروریات کو پورا نہیں کر سکتا۔ تکنیکی ضروریات. لہذا، افقی الیکٹروپلاٹنگ ٹیکنالوجی وجود میں آئی. یہ عمودی الیکٹروپلاٹنگ ٹیکنالوجی کی ترقی کا تسلسل ہے، یعنی عمودی الیکٹروپلاٹنگ ٹیکنالوجی کی بنیاد پر ایک نئی الیکٹروپلاٹنگ ٹیکنالوجی تیار کی گئی ہے۔ آج، ہم افقی الیکٹروپلاٹنگ کے اصول کو متعارف کرائیں گے!

افقی چڑھانا کا اصول

افقی الیکٹروپلاٹنگ اور عمودی الیکٹروپلاٹنگ کا طریقہ اور اصول ایک جیسے ہیں۔ ان کے پاس ین اور یانگ کے کھمبے ہونے چاہئیں۔ الیکٹروڈ ری ایکشن الیکٹرویفیکیشن کے بعد ہوتا ہے، جو الیکٹرولائٹ کے اہم اجزاء کو آئنائز کرتا ہے، جس سے چارج شدہ مثبت آئن الیکٹروڈ ری ایکشن زون کے منفی مرحلے میں منتقل ہو جاتے ہیں۔ چارج شدہ منفی آئن الیکٹروڈ ری ایکشن زون کے مثبت مرحلے میں منتقل ہوتے ہیں، جس کے نتیجے میں دھاتی جمع کوٹنگ اور گیس کا اخراج ہوتا ہے۔ کیونکہ کیتھوڈ پر دھاتی جمع کرنے کے عمل کو تین مراحل میں تقسیم کیا گیا ہے: دھاتی ہائیڈریٹڈ آئن کیتھوڈ میں پھیل جاتے ہیں۔ دوسرا مرحلہ یہ ہے کہ جب دھاتی ہائیڈریٹڈ آئن برقی ڈبل پرت سے گزرتے ہیں، تو وہ آہستہ آہستہ پانی کی کمی اور کیتھوڈ کی سطح پر جذب ہو جاتے ہیں۔ تیسرا مرحلہ کیتھوڈ کی سطح پر جذب کرنا ہے۔ کیتھوڈ کی سطح پر دھاتی آئن الیکٹرانوں کو قبول کرتے ہیں اور دھاتی جالی میں داخل ہوتے ہیں۔ جامد بجلی کی وجہ سے یہ تہہ ہیلم ہولٹز کی بیرونی تہہ سے چھوٹی ہے اور تھرمل حرکت سے متاثر ہوتی ہے۔ کیشنز کی ترتیب ہیلم ہولٹز کی بیرونی تہہ کی طرح چست اور صاف نہیں ہے۔ اس تہہ کو بازی کی تہہ کہا جاتا ہے۔ پھیلاؤ کی پرت کی موٹائی چڑھانا حل کے بہاؤ کی شرح کے الٹا متناسب ہے۔ یعنی، پلیٹنگ سلوشن کی بہاؤ کی رفتار جتنی تیز ہوگی، پھیلاؤ کی تہہ اتنی ہی پتلی اور موٹی ہوگی۔ عام طور پر، بازی پرت کی موٹائی تقریباً 5-50 مائکرون ہوتی ہے۔ کیتھوڈ سے بہت دور جگہ پر، کنویکشن کے ذریعے پہنچنے والے پلیٹنگ سلوشن کو مین پلیٹنگ سلوشن کہا جاتا ہے۔ کیونکہ محلول کی نقل و حرکت چڑھانا محلول کی یکسانیت کو متاثر کرے گی۔ بازی پرت میں تانبے کے آئنوں کو بازی اور آئن کی منتقلی کے ذریعے ہیلم ہولٹز کی بیرونی پرت میں منتقل کیا جاتا ہے۔ مرکزی چڑھانا محلول میں تانبے کے آئنوں کو کنویکشن اور آئن کی منتقلی کے ذریعے کیتھوڈ کی سطح پر منتقل کیا جاتا ہے۔ افقی الیکٹروپلاٹنگ کے عمل میں، پلیٹنگ محلول میں تانبے کے آئنوں کو تین طریقوں سے کیتھوڈ کے آس پاس لے جایا جاتا ہے تاکہ برقی ڈبل پرت بن سکے۔

برقی میدان کے عمل کے تحت، الیکٹروپلاٹنگ محلول میں موجود آئنوں کو آئن کی نقل و حمل کا سبب بننے کے لیے الیکٹرو اسٹاٹک قوت کا نشانہ بنایا جاتا ہے، جسے آئن ہجرت کہتے ہیں۔ اس کی نقل مکانی کی شرح درج ذیل فارمولے سے ظاہر ہوتی ہے: u=zeoE/6πrη درکار ہے۔ جہاں u آئن کی منتقلی کی شرح ہے، z آئن کا چارج نمبر ہے، eo ایک الیکٹران کا چارج ہے (یعنی 1.61019C)، E الیکٹرک پوٹینشل ہے، r ہائیڈریٹڈ آئن کا رداس ہے، اور η viscosity ہے۔ الیکٹروپلاٹنگ حل کا۔ مساوات کے حساب کے مطابق، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ ممکنہ E ڈراپ جتنا زیادہ ہوگا، الیکٹروپلاٹنگ محلول کی viscosity کم ہوگی، اور آئن کی منتقلی کی رفتار اتنی ہی تیز ہوگی۔

پلیٹنگ سلوشن کا کنویکشن بیرونی اور اندرونی مکینیکل سٹرنگ اور پمپ سٹرنگ، خود الیکٹروڈ کی دولن یا گردش، اور درجہ حرارت کے فرق کی وجہ سے پلیٹنگ سلوشن کے بہاؤ کی وجہ سے ہوتا ہے۔ ٹھوس الیکٹروڈ کی سطح کے قریب ایک پوزیشن پر، اس کی رگڑ مزاحمت کی وجہ سے، الیکٹروپلاٹنگ محلول کا بہاؤ سست اور سست ہوتا جاتا ہے، اور ٹھوس الیکٹروڈ کی سطح پر نقل و حرکت کی رفتار صفر ہوتی ہے۔ الیکٹروڈ کی سطح سے کنویکشن گروو تک بننے والی رفتار کی تدریجی تہہ کو بہاؤ انٹرفیس پرت کہا جاتا ہے۔ بہاؤ انٹرفیس پرت کی موٹائی پھیلاؤ کی پرت سے تقریبا 10 گنا زیادہ ہے، لہذا پھیلاؤ کی تہہ میں آئن کی نقل و حمل کنویکشن سے مشکل سے متاثر ہوتی ہے۔

الیکٹروڈپوزیشن کے نظریہ کے مطابق، الیکٹروپلاٹنگ کے عمل کے دوران، کیتھوڈ پر پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ ایک غیر-مثالی پولرائزڈ الیکٹروڈ ہے۔ کیتھوڈ کی سطح پر جذب ہونے والے تانبے کے آئن الیکٹران حاصل کرتے ہیں اور تانبے کے ایٹموں تک کم ہو جاتے ہیں، جس سے کیتھوڈ کے قریب تانبے کے آئنوں کا ارتکاز کم ہو جاتا ہے۔ لہذا، کیتھوڈ کے قریب تانبے کے آئن کی حراستی کا میلان بنتا ہے۔ چڑھانا محلول جس کا تانبے کے آئن کا ارتکاز مرکزی چڑھانے والے محلول سے کم ہوتا ہے وہ پلیٹنگ محلول کی بازی پرت ہے۔ مین پلیٹنگ سلوشن میں تانبے کے آئن کا زیادہ ارتکاز کیتھوڈ کے قریب کم تانبے کے آئن ارتکاز میں پھیل جائے گا، کیتھوڈ ایریا کو مسلسل بھرتا رہے گا۔ پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ فلیٹ کیتھوڈ کی طرح ہے، اور کرنٹ کی شدت اور پھیلاؤ کی تہہ کی موٹائی کے درمیان تعلق کوٹریل مساوات ہے:

جہاں I کرنٹ ہے، z تانبے کے آئنوں کا چارج ہے، F فیراڈے مستقل ہے، A کیتھوڈ کی سطح کا رقبہ ہے، D تانبے کے آئن کے پھیلاؤ کا گتانک ہے (D=KT/6πrη)، Cb تانبا ہے۔ مرکزی چڑھانا محلول میں آئن کا ارتکاز، اور Co کیتھوڈ ہے سطح پر تانبے کے آئنوں کا ارتکاز، D پھیلاؤ کی تہہ کی موٹائی ہے، K بوومین مستقل ہے (K=R/N)، T ہے درجہ حرارت، r تانبے کے ہائیڈریٹ آئن کا رداس ہے، اور η الیکٹروپلاٹنگ محلول کی viscosity ہے۔ جب کیتھوڈ کی سطح پر تانبے کے آئن کا ارتکاز صفر ہو تو اس کے کرنٹ کو محدود بازی کرنٹ کہا جاتا ہے ii:

افقی چڑھانا کا اصول

پی سی بی الیکٹروپلاٹنگ کی کلید یہ ہے کہ سبسٹریٹ کے دونوں اطراف اور سوراخ کی اندرونی دیوار میں تانبے کی تہہ کی موٹائی کی یکسانیت کو کیسے یقینی بنایا جائے۔ کوٹنگ کی موٹائی کی یکسانیت حاصل کرنے کے لیے، اس بات کو یقینی بنانا ضروری ہے کہ طباعت شدہ بورڈ کے دونوں طرف اور سوراخوں میں پلیٹنگ سلوشن کی بہاؤ کی شرح پتلی اور یکساں پھیلاؤ والی تہہ حاصل کرنے کے لیے تیز اور ہم آہنگ ہو۔ ایک پتلی اور یکساں بازی کی تہہ حاصل کرنے کے لیے، موجودہ افقی الیکٹروپلاٹنگ سسٹم کے ڈھانچے کے مطابق، اگرچہ سسٹم میں بہت سے نوزلز نصب ہیں، لیکن یہ جلد اور عمودی طور پر پلیٹنگ سلوشن کو پرنٹ شدہ بورڈ پر اسپرے کر سکتا ہے، اس طرح پلاٹنگ محلول کی رفتار تیز ہو جاتی ہے۔ اس لیے، چڑھانے والے محلول کی بہاؤ کی شرح بہت تیز ہے، اور سبسٹریٹ کے اوپری اور نچلے حصوں اور سوراخ کے ذریعے ایک بھنور بنتا ہے، تاکہ بازی کی تہہ کم ہو اور زیادہ یکساں ہو۔ تاہم، عام حالات میں، جب چڑھانا محلول اچانک ایک تنگ سوراخ میں بہتا ہے، تو سوراخ کے داخلی دروازے پر چڑھانا محلول بیک فلو کو بھی ریورس کر دے گا۔ اس کے علاوہ، بنیادی کرنٹ ڈسٹری بیوشن کے اثر و رسوخ اور نوک کے اثر کی وجہ سے، داخلی سوراخ پر تانبے کی تہہ کی موٹائی بہت موٹی ہے، اور سوراخ کے ذریعے کی اندرونی دیوار ایک کتے-ہڈی کی تانبے کی کوٹنگ بناتی ہے۔ . تھرو ہول میں پلاٹنگ سلوشن کی بہاؤ کی حالت کے مطابق، یعنی ایڈی کرنٹ اور ری فلو کا سائز، اور سوراخ کے ذریعے کنڈکٹیو پلاٹنگ کے معیار کے ریاستی تجزیہ کے مطابق، کنٹرول کے پیرامیٹرز کا تعین صرف پروسیس ٹیسٹ کے ذریعے کیا جا سکتا ہے۔ طباعت شدہ سرکٹ بورڈ کی پلیٹنگ موٹائی کی یکسانیت حاصل کرنے کا طریقہ۔ چونکہ ایڈی کرنٹ اور بیک فلو کی شدت کو نظریاتی طور پر شمار نہیں کیا جا سکتا، اس لیے صرف پیمائش کے عمل کا طریقہ استعمال کیا جا سکتا ہے۔ پیمائش کے نتائج سے یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ تھرو-ہولز کی تانبے کی چڑھائی کی موٹائی کی یکسانیت کو کنٹرول کرنے کے لیے، یہ ضروری ہے کہ کنٹرول کے قابل عمل پیرامیٹرز کو تھرو{{2 کے پہلو تناسب کے مطابق ایڈجسٹ کیا جائے۔ }} پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ کے سوراخ۔ پاور سپلائی کا طریقہ ریورس پلس کرنٹ الیکٹروپلاٹنگ ہے تاکہ مضبوط ڈسٹری بیوشن کی صلاحیت کے ساتھ کاپر چڑھانا حاصل کیا جا سکے۔

مندرجہ بالا فارمولے سے یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ ڈفیوژن کرنٹ کی حد کا تعین مین پلیٹنگ سلوشن کے تانبے کے آئن کی ارتکاز، تانبے کے آئنوں کے پھیلاؤ گتانک اور پھیلاؤ کی تہہ کی موٹائی سے ہوتا ہے۔ جب مین پلیٹنگ سلوشن میں تانبے کے آئنوں کا ارتکاز زیادہ ہوتا ہے، تو تانبے کے آئنوں کا بازی گتانک بڑا ہوتا ہے، اور بازی کی پرت کی موٹائی پتلی ہوتی ہے، محدود بازی کرنٹ زیادہ ہوتا ہے۔ مندرجہ بالا فارمولے کے مطابق، یہ معلوم ہوتا ہے کہ زیادہ حد کرنٹ ویلیو حاصل کرنے کے لیے، مناسب عمل کے اقدامات کیے جانے چاہئیں، یعنی حرارتی عمل کو اپنانا چاہیے۔ کیونکہ درجہ حرارت میں اضافے سے بازی کے گتانک میں اضافہ ہو سکتا ہے، کنویکشن کی شرح میں اضافہ اسے بھنور بنا سکتا ہے اور ایک پتلی اور یکساں بازی کی تہہ حاصل کر سکتا ہے۔ مندرجہ بالا نظریاتی تجزیے سے، مین پلیٹنگ سلوشن میں تانبے کے آئنوں کا ارتکاز بڑھانا، پلیٹنگ سلوشن کے درجہ حرارت میں اضافہ، اور کنویکشن ریٹ میں اضافہ یہ سب محدود بازی کرنٹ کو بڑھا سکتے ہیں اور پلیٹنگ کی شرح کو تیز کرنے کا مقصد حاصل کر سکتے ہیں۔ افقی الیکٹروپلاٹنگ ایڈی کرنٹ بنانے کے لیے پلیٹنگ سلوشن کے کنویکشن کی رفتار کے سرعت پر مبنی ہے، جو کہ پھیلاؤ کی تہہ کی موٹائی کو مؤثر طریقے سے تقریباً 10 مائیکرون تک کم کر سکتی ہے۔ لہذا، جب افقی الیکٹروپلاٹنگ سسٹم کو الیکٹروپلاٹنگ کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، تو موجودہ کثافت 8A/dm2 تک زیادہ ہو سکتی ہے۔

خاص طور پر ٹکڑے ٹکڑے میں اندھے سوراخوں کی تعداد میں اضافے کے ساتھ، نہ صرف افقی الیکٹروپلاٹنگ سسٹم کو الیکٹروپلاٹنگ کے لیے استعمال کیا جانا چاہیے، بلکہ بلائنڈ ہولز میں پلیٹنگ سلوشن کی تبدیلی اور گردش کو فروغ دینے کے لیے الٹراسونک وائبریشن کا بھی استعمال کیا جانا چاہیے، اور پھر بجلی کی فراہمی کے طریقہ کار کو بہتر کیا جانا چاہئے اور ریورس پلس کرنٹ استعمال کیا جانا چاہئے۔ اصل ٹیسٹ ڈیٹا کے ساتھ قابل کنٹرول پیرامیٹرز کو ایڈجسٹ کریں۔

افقی الیکٹروپلاٹنگ ایک الیکٹروپلاٹنگ طریقہ ہے جو عمودی الیکٹروپلاٹنگ پر مبنی ہے۔ ایک خاص نقطہ نظر سے، یہ عمودی الیکٹروپلاٹنگ کا کمال اور توسیع ہے۔ لہذا، افقی الیکٹروپلاٹنگ کے اصول کو سمجھنا بہت ضروری ہے۔ مجھے امید ہے کہ یہ مضمون آپ کو کچھ مدد فراہم کر سکتا ہے!