ایرو اسپیس آلات کے آپریٹنگ ماحول کو راکٹ لانچ کے دوران پرتشدد کمپن سے "انتہائی" - کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے، فضا میں ایرو ڈائنامک ہیٹنگ، انتہائی درجہ حرارت کے فرق (-270 ڈگری سے 120 ڈگری سے زیادہ) اور خلا میں مضبوط تابکاری، کسی بھی الیکٹرانک اجزاء کی ناکامی مشن کی ناکامی کا باعث بن سکتی ہے۔ الیکٹرانک سسٹمز کے "کنکال" کے طور پر، پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ کو سرکٹ کنکشن کے استحکام اور ایسے ماحول میں سگنل ٹرانسمیشن کی وشوسنییتا کو برقرار رکھنے کی ضرورت ہوتی ہے، جس میں اعلی درجہ حرارت کی مزاحمت بنیادی اشارے میں سے ایک ہے، اور اس کی تکنیکی ضروریات عام صنعتی گریڈ پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈز سے کہیں زیادہ ہیں۔
ایرو اسپیس ہائی-درجہ حرارت مزاحم پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ کے لیے بنیادی تکنیکی تقاضے
ایرو اسپیس فیلڈ میں اعلی-درجہ حرارت مزاحم طباعت شدہ سرکٹ بورڈ صرف "درجہ حرارت کی مزاحمتی اقدار" کی پیروی نہیں کر رہا ہے، بلکہ اسے اعلی-درجہ حرارت کے ماحول میں بیک وقت کارکردگی کے متعدد اشاریوں کو پورا کرنے کی ضرورت ہے، اور اس کی تکنیکی مشکلات تین پہلوؤں پر مرکوز ہیں:
مادی نظام کا خصوصی انتخاب اعلی درجہ حرارت کے خلاف مزاحمت کی کارکردگی کی بنیاد ہے۔ عام FR4 مواد کے شیشے کی منتقلی کا درجہ حرارت مسلسل اعلی درجہ حرارت سے نمٹنا مشکل ہوتا ہے، اور خاص سبسٹریٹس جیسے پولیمائیڈ اور سیرامک فلرز استعمال کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ مواد نہ صرف 200 ڈگری سے اوپر کے ماحول میں طویل عرصے تک مستحکم طور پر کام کر سکتے ہیں، بلکہ اعلی درجہ حرارت پر سبسٹریٹ کے گلنے اور ڈائی الیکٹرک کارکردگی میں کمی سے بچنے کے لیے نمی جذب کرنے، تابکاری کے خلاف مزاحمت اور دیگر خصوصیات کی بھی ضرورت ہوتی ہے۔ ایک ہی وقت میں، اعلی-پاکیزہ آکسیجن فری تانبے کو ترسیلی تہہ کے طور پر جوڑ کر، اعلی درجہ حرارت پر چالکتا اور اینٹی آکسیڈنٹ صلاحیت کو یقینی بنایا جاتا ہے۔
پیچیدہ ماحول سے نمٹنے کے لیے ساختی ڈیزائن کی وشوسنییتا میں اضافہ کلید ہے۔ ایرو اسپیس آلات میں چھوٹے بنانے کے رجحان کے لیے پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈز کو اعلی ملٹی-پرت کے مخلوط دباؤ کا ڈھانچہ اپنانے کی ضرورت ہوتی ہے، جس میں دفن شدہ اندھے سوراخوں اور قدموں والے نالیوں جیسے ڈیزائن کے ذریعے مزید فعال ماڈیولز کو مربوط کیا جاتا ہے۔ تاہم، اعلی{-درجہ حرارت سائیکلنگ کے دوران مختلف مواد کے تھرمل ایکسپینشن گتانک میں فرق کی وجہ سے کثیر پرت کے ڈھانچے انٹر لیئر تناؤ کا شکار ہوتے ہیں۔ لہٰذا، اسٹیکنگ ڈیزائن کو بہتر بنانا ضروری ہے (جیسے بفر لیئرز کو شامل کرنا) اور کمپریشن کے عمل کو بہتر بنانا تاکہ انٹر لیئر بانڈنگ کی مضبوطی کو یقینی بنایا جا سکے اور ڈیلامینیشن اور کریکنگ جیسے مسائل سے بچا جا سکے۔ مثال کے طور پر، سیٹلائٹ کمیونیکیشن ماڈیولز کے پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ میں، اعلی ملٹی-پرت کے ڈھانچے کو بیک وقت RF سرکٹس اور پاور مینجمنٹ سرکٹس کو لے جانے کی ضرورت ہوتی ہے، اور رساو کی وجہ سے سگنل کی مداخلت کو روکنے کے لیے انٹرلیئر موصلیت کی مزاحمت کو زیادہ درجہ حرارت پر مستحکم رہنے کی ضرورت ہوتی ہے۔
صحت سے متعلق مینوفیکچرنگ کے عمل کا قطعی کنٹرول حتمی کارکردگی کا تعین کرتا ہے۔ اعلی-درجہ حرارت کے خلاف مزاحم طباعت شدہ سرکٹ بورڈز کی سرکٹ پروسیسنگ کو اعلی درستگی اور اعلی درجہ حرارت کے خلاف مزاحمت کی ضروریات کو متوازن کرنے کی ضرورت ہے: سرکٹ گرافکس کو سگنل ٹرانسمیشن پاتھ کے استحکام کو یقینی بنانے کے لیے ہائی-پریسیزن ایچنگ ٹیکنالوجی کے ذریعے ٹھیک لائن کی چوڑائی اور وقفہ کاری حاصل کرنے کی ضرورت ہے۔ دھاتی سوراخوں میں تانبے کی یکساں موٹائی اور کوٹنگ کے چپکنے کو یقینی بنانے کے لیے خصوصی الیکٹروپلاٹنگ کے عمل کی ضرورت ہوتی ہے، اعلی درجہ حرارت پر تانبے کے فریکچر سے گریز کرتے ہیں۔ اس کے علاوہ، سطح کا علاج اکثر کیمیکل نکل گولڈ یا گولڈ چڑھانے کے عمل کا استعمال کرتا ہے تاکہ سولڈر پیڈز کے اعلی-درجہ حرارت کی آکسیڈیشن مزاحمت کو بڑھایا جا سکے اور جزو سولڈرنگ کی طویل مدتی اعتبار کو یقینی بنایا جا سکے۔
ایرو اسپیس ہائی ٹمپریچر ریزسٹنٹ پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈز بنانے کی کلید
مندرجہ بالا تکنیکی ضروریات کو حاصل کرنے کے لئے، مینوفیکچرنگ کے عمل کو مواد کے کنٹرول، عمل کے پیرامیٹرز، معیار کے معائنہ، اور دیگر پہلوؤں میں سخت معیار قائم کرنے کی ضرورت ہے:
مادی کنٹرول کے عمل میں، سبسٹریٹس، نیم کیور شدہ شیٹس، تانبے کے ورق وغیرہ پر جامع جانچ کرنا ضروری ہے، بشمول اعلی درجہ حرارت کے خلاف مزاحمت کے ٹیسٹ (جیسے طویل-مدت کے اعلی-درجہ حرارت کے بیکنگ کے بعد ظاہری شکل اور کارکردگی میں تبدیلیاں)، ڈائی الیکٹرک مستقل استحکام ٹیسٹ وغیرہ، ہر بیچ کے مواد کی مستقل مزاجی کو یقینی بنانے کے لیے۔ خاص طور پر خاص اعلی-درجہ حرارت کے خلاف مزاحم مواد کے لیے، ماخذ سے سپلائر کی اہلیت کو کنٹرول کرنے کی ضرورت ہے تاکہ مادی بیچوں میں فرق کی وجہ سے کارکردگی کے اتار چڑھاؤ سے بچا جا سکے۔
عمل کی اصلاح کو ہدف کے لحاظ سے اعلی درجہ حرارت سے درپیش چیلنجوں سے نمٹنے کی ضرورت ہے۔ مثال کے طور پر، لیمینیشن کے عمل کے دوران، درجہ حرارت کے منحنی خطوط اور دباؤ کے پیرامیٹرز کو سبسٹریٹ کی خصوصیات کے مطابق ایڈجسٹ کرنے کی ضرورت ہے تاکہ مختلف مادی تہوں کے درمیان کافی بانڈنگ کو یقینی بنایا جا سکے۔ اینچنگ کے عمل میں اینچنگ کی شرح اور یکسانیت کو کنٹرول کرنے کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ اینچنگ سلوشن سنکنرن کی وجہ سے اعلی-درجہ حرارت کے ذیلی ذخائر کو پہنچنے والے نقصان سے بچا جا سکے۔ ایک ہی وقت میں، پورے مینوفیکچرنگ کے عمل کو صاف ماحول میں انجام دینے کی ضرورت ہے تاکہ اعلی درجہ حرارت پر موصلیت کی کارکردگی پر دھول اور نجاست کے اثرات کو کم کیا جا سکے۔
اعلی درجہ حرارت والے ماحول میں کارکردگی کے استحکام پر توجہ مرکوز کرتے ہوئے معیار کی جانچ کو روایتی معیارات سے آگے بڑھنے کی ضرورت ہے۔ بنیادی چالکتا ٹیسٹنگ اور موصلیت کی جانچ کے علاوہ، انتہائی حالات میں پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈز کی وشوسنییتا کی تصدیق کرنے کے لیے تھرمل امپیڈینس ٹیسٹنگ (زیادہ درجہ حرارت پر سگنل ٹرانسمیشن کی خصوصیات کی نقل کرنا) اور اعلی-درجہ حرارت اسٹوریج ٹیسٹنگ (طویل مدت کے اعلی درجہ حرارت کے بعد کارکردگی میں کمی کا اندازہ لگانا) بھی ضروری ہیں۔ تاہم، یہ واضح رہے کہ اس قسم کی جانچ پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ کے مواد اور ساختی استحکام پر مرکوز ہے۔