மின்னணு பாகங்களுக்கான உலோக வகைகள் மற்றும் அவற்றின் உற்பத்தி நுட்பங்கள்

மின்னணு பாகங்களுக்கான உலோகங்களின் வகைகள் மற்றும் அவற்றின் உற்பத்தி நுட்பங்கள்

நவீன மின்னணுவியல் என்பது மின்சுற்று வடிவமைப்பு மற்றும் சில்லு நுட்பத்தால் மட்டுமல்ல, ஒவ்வொரு பாகத்திற்கும் சரியான உலோகத்தைத் தேர்ந்தெடுப்பதாலும் வரையறுக்கப்படுகிறது. உலோகங்கள் மின் கடத்திகள், தொடுப்புப் பொருட்கள், அரிப்புத் தடுப்புப் பூச்சுகள், பாகங்களின் முனைகள், பற்றவைப்புப் பொருட்கள், மற்றும் வெப்பத் தணிப்பான்கள் மற்றும் மின்காந்தத் தடுப்புக்கான கட்டமைப்புப் பொருட்கள் என முக்கியப் பங்கு வகிக்கின்றன. ஒவ்வொரு வகை உலோகமும் கடத்துத்திறன், அரிப்பு எதிர்ப்பு, இயந்திர வலிமை, உருகுநிலை மற்றும் உற்பத்தி எளிமை போன்ற வெவ்வேறு பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. எனவே, பயன்பாட்டுத் தேவைகளுக்கு ஏற்ப உலோகத் தேர்வு வடிவமைக்கப்பட வேண்டும். இந்தக் கட்டுரை, மின்னணு பாகங்களில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் உலோகங்களின் வகைகள் மற்றும் தொழில்துறையில் அவற்றின் உற்பத்தி நுட்பங்களைப் பற்றி விவாதிக்கிறது.

1. தாமிரம் (Copper/Cu): கடத்திகளின் முதுகெலும்பு

அதன் மிக அதிக மின் கடத்துத்திறன், தகடு தன்மை மற்றும் விலையுயர்ந்த உலோகங்களுடன் ஒப்பிடும்போது அதன் குறைந்த விலை ஆகியவற்றின் காரணமாக, மின்னணுவியலில் தாமிரம் மிகவும் ஆதிக்கம் செலுத்தும் உலோகமாக விளங்குகிறது. தாமிரம் அச்சிடப்பட்ட மின்சுற்றுப் பலகைகள் (PCBs), கேபிள்கள், மோட்டார்/மின்மாற்றிச் சுருள்கள், பஸ்பார்கள் மற்றும் இணைப்பான்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

உற்பத்தி நுட்பம்:
– சுத்திகரிப்பு மற்றும் மின்சுத்திகரிப்பு: செப்புத் தாது உயர் தூய்மையை (பெரும்பாலும் >99,9%) அடையும் வகையில் சுத்திகரிக்கப்படுகிறது. மின்னணுப் பயன்பாடுகளுக்கு, குறைந்த மின்தடையை உறுதிப்படுத்த தூய்மை முக்கியமானது.
– உருட்டுதல் மற்றும் பதப்படுத்துதல்: அச்சிடப்பட்ட சுற்றுப் பலகைகளுக்காக (PCBs) தாமிரம் மெல்லிய தகடுகளாக (படலங்களாக) உருட்டப்படுகிறது. பின்னர், அதனை மேலும் நீளும் தன்மையுடையதாகவும், செயலாக்குவதற்கு எளிதாகவும் மாற்றுவதற்காக, அது பதப்படுத்தப்படுகிறது (கட்டுப்படுத்தப்பட்ட முறையில் சூடாக்கப்பட்டு குளிர்விக்கப்படுகிறது).
– தாமிர மின்முலாம் பூசுதல்: PCB உற்பத்திச் செயல்முறையில், தடத்தின் தடிமனை அதிகரிப்பதற்காக, குறிப்பிட்ட சில பகுதிகளில் மின்முலாம் பூசுதல் மூலம் தாமிரத் தடங்கள் உருவாக்கப்படுகின்றன.

2. அலுமினியம் (Al): இலகுவானது, மலிவானது மற்றும் வெப்பப் பயன்பாட்டிற்கு நம்பகமானது

அலுமினியம் வெப்பத் தணிப்பான்கள், உறைகள், சாதனச் சட்டங்கள் மற்றும் மின்பகுப்பு மின்தேக்கிகளில் (ஆனோட் தகடாக) பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இதன் மின் கடத்துத்திறன் தாமிரத்தை விடக் குறைவாக இருந்தாலும், அலுமினியம் குறைந்த எடை, அரிப்பு எதிர்ப்புத்திறன் (அதன் இயற்கையான ஆக்சைடு படலத்தின் காரணமாக) மற்றும் சிறந்த வெப்பக் கடத்துத்திறன் ஆகியவற்றில் சிறந்து விளங்குகிறது.

உற்பத்தி நுட்பம்:
– வார்ப்பு மற்றும் பிதுக்கல்: குளிர்விக்கும் துடுப்புகளை உருவாக்குவதற்காக, வெப்பத் தணிப்பான்கள் பெரும்பாலும் பிதுக்கல் (அலுமினியத்தை ஒரு அச்சின் வழியாகத் தள்ளுதல்) முறையிலோ அல்லது சிக்கலான வடிவங்களுக்காக வார்ப்பு முறையிலோ தயாரிக்கப்படுகின்றன.
– அனோடைசிங்: இது ஒரு மின்வேதியியல் செயல்முறையாகும், இது தடிமனான, அதிக நிலைத்தன்மை கொண்ட ஆக்சைடு அடுக்கை உருவாக்குகிறது. அனோடைசிங் அரிப்பு எதிர்ப்பை அதிகரிக்கிறது மற்றும் (மேற்பூச்சைப் பொறுத்து) வெப்ப உமிழ்வுப் பண்புகளையும் மேம்படுத்தக்கூடும்.
– பொறித்தல் (மின்தேக்கித் தகட்டிற்கு): அலுமினியத்தின் மேற்பரப்பானது பொறிக்கப்படுகிறது. இதன் மூலம் மேற்பரப்புப் பரப்பளவு அதிகரிக்கப்பட்டு, சிறிய கனஅளவில் மின்தேக்குத்திறன் அதிகரிக்கிறது.

3. தகரம் (Sn) மற்றும் பற்றவைப்புக் கலவை: கூறுகளுக்கு இடையேயான இணைப்பிகள்

பற்றவைப்புப் பொருளின் முக்கிய மூலப்பொருள் தகரம் ஆகும். பற்றவைப்புப் பொருள், மின் தொடர்பு மற்றும் இயந்திர வலிமையை உறுதி செய்வதோடு, கூறுகளை ஒரு அச்சிடப்பட்ட சுற்றுப் பலகையுடன் (PCB) இணைக்கிறது. இன்று, பல தொழில்துறைகள் Sn-Ag-Cu போன்ற SAC (தகரம்-வெள்ளி-செம்பு) வகை ஈயம் இல்லாத பற்றவைப்புப் பொருட்களைப் பயன்படுத்துகின்றன.

உற்பத்தி நுட்பம்:
– உலோகக் கலவையாக்கல் (உலோகக் கலவைகளை உருவாக்குதல்): பொருத்தமான உருகுநிலை மற்றும் இணைப்பு வலிமையைப் பெறுவதற்காக, தகரம் வெள்ளி மற்றும் செம்புடன் குறிப்பிட்ட கலவை விகிதங்களில் கலக்கப்படுகிறது.
– ரிஃப்ளோ சாலிடரிங்: சாலிடர் பேஸ்ட், PCB பேடில் அச்சிடப்பட்டு (ஸ்டென்சில் பிரிண்டிங்), பின்னர் ரிஃப்ளோ ஓவனில் சூடுபடுத்தப்படுகிறது. இதனால் சாலிடர் உருகி ஒரு இணைப்பை உருவாக்குகிறது.
– அலை பற்றவைப்பு: துளைவழிப் பாகங்களுக்கு, உருகிய பற்றவைப்புக் கலவையின் அலையின் மீது பலகை செலுத்தப்படும்போது, ​​அதன் பாகங்களின் கால்கள் பற்றவைக்கப்படுகின்றன.

4. தங்கம் (Au): உயர்தர அரிப்புத் தடுப்பு காண்டாக்ட் லென்ஸ்

தங்கத்திற்கு அதிக ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்ப்புத்திறன் மற்றும் உயர் கடத்துத்திறன் இருப்பதால், அது இணைப்பிகள், தொடர்புப் பட்டைகள், பிணைப்புக் கம்பிகள் மற்றும் தொடர்புப் புள்ளிப் பூச்சுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. தங்கம், தொடர்ச்சியான பயன்பாட்டின்போதும் மற்றும் ஈரப்பதமான சூழல்களிலும்கூட நிலையான இணைப்புகளை உறுதி செய்கிறது.

உற்பத்தி நுட்பம்:
– தங்க மின்முலாம் பூசுதல்: இணைப்பான் அல்லது பேடின் மேற்பரப்பில் தங்கத்தின் ஒரு மெல்லிய அடுக்கு பூசப்படுகிறது. அதிகப்படியான செலவின்றி, தேய்மானத்தைத் தாங்கும் வகையில் இதன் தடிமன் உகந்ததாக்கப்படுகிறது.
– கம்பிப் பிணைப்பு: குறைக்கடத்தித் துறையில், தெர்மோசோனிக்/அல்ட்ராசோனிக் பிணைப்புச் செயல்முறையின் மூலம், டையை லீட்ஃப்ரேமுடன் இணைக்க தங்கக் கம்பி (அல்லது பிற மாற்றுகள்) பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
– PCB-யில் ENIG: PCB-யில் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு பிரபலமான பூச்சு முறை ENIG (மின்சாரமில்லா நிக்கல் தங்கப் பூச்சு) ஆகும்: இதில், மின்சாரம் பாயாமல் நிக்கல் பூசப்பட்டு, அதன் மேல் ஒரு மெல்லிய தங்கப் பூச்சு வெளிப்புற அடுக்காகப் பூசப்படுகிறது.

5. வெள்ளி (Ag): குறிப்பிட்ட பாதைகளுக்கு மிக உயர்ந்த கடத்துத்திறன்

பொதுவான உலோகங்களிலேயே வெள்ளி மிக உயர்ந்த மின் கடத்துத்திறனைக் கொண்டிருப்பதால், இது உயர் செயல்திறன் கடத்திகள், கடத்தும் பசைகள், பொத்தான் சவ்வுகள் மற்றும் சில இணைப்பான்கள் போன்ற சிறப்புப் பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இதில் உள்ள சவால் என்னவென்றால், கந்தகத்துடனான அதன் வினை காரணமாக வெள்ளி நிறம் மங்கக்கூடும்.

உற்பத்தி நுட்பம்:
– வெள்ளிப் பசை (திரை அச்சிடுதல்): நெகிழ்வுச் சுற்றுகள் அல்லது சவ்வுகளில், ஒரு சிறப்புத் திரை அச்சிடும் நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி வெள்ளிக் கடத்திகளின் வடிவமைப்பு அச்சிடப்பட்டு, பின்னர் உலர்த்தப்படுகிறது.
– வெள்ளி முலாம் பூசுதல்: குறிப்பாக அதிக மின்னோட்டங்களில், தொடர்பு எதிர்ப்பைக் குறைப்பதற்காக சில இணைப்பிகளில் மின்முலாம் பூசுதல் செய்யப்படுகிறது.

6. நிக்கல் (Ni): தடுப்புப் பூச்சு மற்றும் தேய்மான எதிர்ப்பு

இணைப்பிகளில் உலோகப் பரவலைத் தடுக்கவும், தேய்மான எதிர்ப்பை மேம்படுத்தவும் நிக்கல் பெரும்பாலும் ஒரு தடுப்பு அடுக்காகச் செயல்படுகிறது. PCB இறுதி வேலைகளில், பேடிற்கு வலிமையையும் நிலைத்தன்மையையும் வழங்குவதால், தங்கத்திற்கு முன்பு நிக்கல் பயன்படுத்தப்படுகிறது (எ.கா., ENIG).

உற்பத்தி நுட்பம்:
– மின்சாரம் இல்லாமலேயே நிக்கல் பூசுதல்: சிக்கலான வடிவங்களுக்கு ஏற்ற, மின்சாரம் இல்லாமல் ஒரு சீரான நிக்கல் அடுக்கை உருவாக்குகிறது.
– நிக்கல் மின்முலாம் பூசுதல்: மிகவும் துல்லியமான தடிமன் கட்டுப்பாடு தேவைப்படும் பூச்சுகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

7. பல்லேடியம் (Pd) மற்றும் பிளாட்டினம் (Pt): தொடுநிலை மற்றும் பூச்சுக்கு நிலையானது

சில இணைப்பான்களில் பல்லேடியம் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் சில சமயங்களில் குறைந்த செலவில் தேய்மான எதிர்ப்பை மேம்படுத்துவதற்காக தங்க முலாம் பூசுவதற்கு மாற்றாகவும் இது பயன்படுகிறது. பிளாட்டினம் அதன் அதிக விலை காரணமாக குறைவாகவே பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஆனால் அதன் உயர் இரசாயன எதிர்ப்புத்திறன், குறிப்பிட்ட சென்சார் பயன்பாடுகளுக்கு அதனைப் பொருத்தமானதாக ஆக்குகிறது.

உற்பத்தி நுட்பம்:
– தேர்ந்தெடுத்த பூச்சு: செலவுத் திறனுக்காக, Pd பெரும்பாலும் தொடர்புப் பகுதிகளில் மட்டும் தேர்ந்தெடுத்துப் பூசப்படுகிறது.
– உணரி மின்முனைகளின் உருவாக்கம்: கல்லச்சுப் படிவு மற்றும் வடிவமைப்பு மூலம் பிளாட்டினத்தை (Pt) மெல்லிய மின்முனைகளாக உருவாக்க முடியும் (குறிப்பாக உணரிகள் மற்றும் நுண் சாதனங்களில்).

8. இரும்பு, எஃகு மற்றும் கட்டமைப்பு உலோகக் கலவைகள்: இயந்திர வலிமை மற்றும் கவசம்

வலிமை தேவைப்படும் சட்டங்கள், திருகுகள், சேசிஸ்கள் மற்றும் உறைகளுக்கு எஃகு மற்றும் இரும்புக் கலப்புலோகங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மேலும், சில வகை உலோகத் தகடுகளை மின்காந்த குறுக்கீட்டுக் கவசங்களாகப் பயன்படுத்தலாம்.

உற்பத்தி நுட்பம்:
முத்திரையிடுதல் மற்றும் வளைத்தல்: தாங்கிகள், உறைகள் மற்றும் சட்டகங்களை உருவாக்குவதற்காக, எஃகுத் தகடுகள் வெட்டி வடிவமைக்கப்பட்டு (முத்திரையிடப்பட்டு) வளைக்கப்படுகின்றன.
– அரிப்புத் தடுப்புப் பூச்சு: எஃகைத் துருப்பிடிக்காமல் ஆக்குவதற்காக, பொதுவாக அதன் மீது துத்தநாகம் (கால்வனைசிங்), நிக்கல் அல்லது வண்ணப்பூச்சு/தூள் பூச்சு பூசப்படுகிறது.
– கவச உருவாக்கம்: அச்சிடப்பட்ட சுற்றுப் பலகைகளில் (PCBs) உள்ள EMI கவசங்கள், பெரும்பாலும் மெல்லிய உலோகத் தகடுகளில் முத்திரையிட்டு, பின்னர் பற்றவைப்பு அல்லது கிளிப்புகள் மூலம் இணைப்பதன் மூலம் உருவாக்கப்படுகின்றன.

9. லீட்ஃப்ரேம்: ஐசி பேக்கேஜிங்கிற்கான தாமிரம் மற்றும் தாமிரக் கலவைகள்

சில ஐசி பேக்கேஜ்களில், அவற்றின் சிறந்த கடத்துத்திறன் மற்றும் துல்லியமாக வார்ப்பதற்கான எளிமை ஆகியவற்றின் காரணமாக, லீட் ஃபிரேம்கள் தாமிரம் அல்லது அதன் கலப்புலோகங்களால் செய்யப்படுகின்றன.

உற்பத்தி நுட்பம்:
– படிப்படியான முத்திரையிடல்: ஐசி-யின் கால்களை உருவாக்குவதற்காக, உலோகத் தகடு அச்சுகள் வழியாகப் பல கட்டங்களாகச் செயலாக்கப்படுகிறது.
– இரசாயனப் பொறிப்பு: ஈயச்சட்டக வடிவத்தை இரசாயனங்களைப் பயன்படுத்தி “பொறிப்பதன்” மூலம் நுணுக்கமான விவரங்களைப் பெறுவதற்கான ஒரு மாற்று முறை.
– முலாம் பூசுதல் (Sn, Ni, Ag, Au): பற்றவைப்புத் திறனையும் அரிப்பு எதிர்ப்பையும் மேம்படுத்துவதற்காக லீட்ஃப்ரேம் முலாம் பூசப்பட்டுள்ளது.

10. மின்னணுவியலில் உலோகங்களைத் தேர்ந்தெடுப்பதற்கான அளவுகோல்கள்

உலோகத் தேர்வு என்பது கடத்துத்திறனைப் பற்றியது மட்டுமல்ல. வடிவமைப்பாளர்கள் பின்வருவனவற்றையும் கருத்தில் கொள்கிறார்கள்:
1. மின் கடத்துத்திறன் மற்றும் தொடுகை மின்தடை (எ.கா. தாமிரம், வெள்ளி, தங்கம்).
2. ஆக்சிஜனேற்றம்/அரிமான எதிர்ப்புத்திறன் (தங்கம் மிகவும் சிறந்தது, நிக்கல் ஒரு தடுப்பானாகச் செயல்படுகிறது).
3. இயந்திர வலிமை மற்றும் தேய்மானம் (எஃகு, நிக்கல், பல்லேடியம்).
4. வெப்ப செயல்திறன் (வெப்பத் தணிப்பானாக அலுமினியம்).
5. ரிஃப்ளோ சாலிடரிங், பிளேட்டிங் மற்றும் ஸ்டாம்பிங் போன்ற உற்பத்தி செயல்முறைகளின் இணக்கத்தன்மை.
6. மூலப்பொருட்களின் விலை மற்றும் கிடைக்கும் தன்மை மற்றும் விநியோகச் சங்கிலியின் நிலைத்தன்மை.

மூடுகிறது

மின்னணு சாதனங்களில் மின் சமிக்ஞைகள் பாய்வதற்கும், வெப்பம் வெளியேறுவதற்கும், இணைப்புகள் நீடித்து நிலைப்பதற்கும் உலோகங்களே "பௌதிக அடித்தளமாக" விளங்குகின்றன. மின்கடத்தல் பாதையில் தாமிரம் ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது, வெப்ப மேலாண்மையில் அலுமினியம் சிறந்து விளங்குகிறது, தகரம் மற்றும் அதன் கலப்புலோகங்கள் பற்றவைப்பு மூலம் பாகங்களை ஒன்றாக இணைக்கின்றன, அதே சமயம் தங்கம், வெள்ளி, நிக்கல் மற்றும் பல்லேடியம் ஆகியவை தொடர்புத் தரத்தையும் அரிப்புத் தடுப்பாற்றலையும் உறுதி செய்கின்றன. இந்த உலோகங்களுக்குப் பின்னால், உருட்டுதல், முத்திரையிடுதல், பிதுக்குதல், அரித்தல், முலாம் பூசுதல் மற்றும் மீள்பற்றவைப்பு போன்ற உற்பத்தி நுட்பங்கள், மின்னணு பாகங்களின் உயர்தரமான பெருமளவு உற்பத்திக்கு முக்கியப் பங்காற்றுகின்றன. உலோகங்களின் பண்புகளையும் அவற்றின் உற்பத்தி நுட்பங்களையும் புரிந்துகொள்வதன் மூலம், நாம் மேலும் நம்பகமான, திறமையான மற்றும் நீடித்து உழைக்கும் சாதனங்களை வடிவமைக்க முடியும்.

நீங்கள் விரும்பினால், இந்தக் கட்டுரையை PCB, கனெக்டர் அல்லது SMT அசெம்பிளித் தொழில் போன்ற ஒரு குறிப்பிட்ட சூழலுக்கு ஏற்ப மாற்றி அமைத்து, அதனுடன் ஒரு மேற்கோள் பட்டியலையும் தொழில்நுட்ப ஆதாரங்களையும் என்னால் சேர்க்க முடியும்.