ক্ষুদ্রকরণ, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অপারেশন, এবং উচ্চ নির্ভরযোগ্যতার দিকে ইলেকট্রনিক তথ্য শিল্পের দ্রুত পুনরাবৃত্তির পটভূমিতে, সিলিকন মাইক্রো-পাউডার, উচ্চ-ইলেক্ট্রনিক্সের বিকাশে সমর্থনকারী একটি গুরুত্বপূর্ণ মৌলিক নতুন উপাদান হিসাবে, ক্রমাগত বর্ধিত কর্মক্ষমতা থ্রেশহোল্ডের মুখোমুখি। প্রথাগতভাবে প্রক্রিয়াকৃত সিলিকন মাইক্রো-পাউডার কণা, তাদের অনিয়মিত আকারবিদ্যার কারণে, দুর্বল পাউডার প্রবাহযোগ্যতা, কম প্যাকিং ঘনত্ব এবং উচ্চারিত উপাদান স্ট্রেস ঘনত্বের মতো অন্তর্নিহিত ত্রুটিতে ভোগে। ইলেকট্রনিক এনক্যাপসুলেশন উপকরণগুলিতে প্রয়োগ করা হলে, এই ত্রুটিগুলি সহজেই সাবস্ট্রেট ক্র্যাকিং, অপর্যাপ্ত সমতলতা এবং অস্তরক বৈশিষ্ট্যের ওঠানামার দিকে পরিচালিত করে, যা উন্নত ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলির নির্ভুলতা এবং উচ্চ- ইন্টিগ্রেশন চাহিদাগুলির জন্য অনুপযুক্ত করে। ফলস্বরূপ, সিলিকন মাইক্রো-পাউডার শিল্পকে নিম্ন-শেষ, মোটা প্রক্রিয়াকরণ থেকে উচ্চ-শেষে, সূক্ষ্ম নতুন-বস্তু তৈরিতে আপগ্রেড করার জন্য গোলককরণ পরিবর্তন মূল অগ্রগতি হিসাবে আবির্ভূত হয়েছে।
বর্তমানে, বাজারে সিলিকন মাইক্রো{0}}পাউডারের মূলধারার গোলককরণ প্রযুক্তিগুলির মধ্যে প্রাথমিকভাবে যান্ত্রিক আকার, শিখা ফিউশন, সরাসরি দহন/VMC পদ্ধতি, প্লাজমা গোলককরণ এবং রাসায়নিক সংশ্লেষণ পদ্ধতি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে:
01 যান্ত্রিক শেপিং পদ্ধতি
যান্ত্রিক শেপিং পদ্ধতি হল সবচেয়ে মৌলিক শারীরিক পরিবর্তন প্রক্রিয়া, যা প্রাথমিকভাবে উচ্চ গতির যান্ত্রিক আলোড়ন, প্রভাব এবং গ্রাইন্ডিং/শেপিং নীতির উপর নির্ভর করে। এটি উচ্চ-স্পিড ইমপ্যাক্ট মিল এবং মিডিয়া-আলোড়িত মিলগুলির মতো বিশেষ আকারের সরঞ্জামগুলি ব্যবহার করে যা ক্রাশ করা সিলিকন মাইক্রো-পাউডারে ক্রমাগত যান্ত্রিক ক্রিয়া প্রয়োগ করে, কণার বৃত্তাকারতা উন্নত করতে এবং পৃষ্ঠের ত্রুটিগুলি মেরামত করতে ক্রমাগতভাবে ধারালো প্রান্ত এবং কোণগুলিকে গোলাকার করে৷ এটি হার্ড অ্যাগ্লোমেরেটগুলিকেও ভেঙে দেয়, বাল্ক ঘনত্ব এবং প্রবাহযোগ্যতা বাড়ায়।
যান্ত্রিক শেপিং পদ্ধতির সুবিধাগুলি এর কম খরচে, বিদ্যমান সংস্থানগুলির সম্পূর্ণ ব্যবহার, সহজ প্রক্রিয়া, পরিবেশগত বন্ধুত্ব এবং শিল্প মাপযোগ্যতার মধ্যে রয়েছে। যাইহোক, গোলাকার কণার অনুপাত, ট্যাপ ঘনত্ব, এবং ফলস্বরূপ পাউডারের প্রক্রিয়াকরণের ফলন নির্ভরযোগ্যভাবে নিশ্চিত করা যায় না, এটি শুধুমাত্র নিম্ন মানের প্রয়োজনীয়তার সাথে গোলাকার পাউডার উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত করে তোলে।
02 শিখা ফিউশন পদ্ধতি
শিখা ফিউশন পদ্ধতি বর্তমানে চীনে গোলাকার সিলিকা পাউডারের শিল্পায়নের মূল প্রযুক্তিগত রুট, পরিপক্ক প্রযুক্তি, তুলনামূলকভাবে কম সামগ্রিক উৎপাদন খরচ, বৃহৎ ক্ষমতা এবং বৃহৎ পরিসরে ক্রমাগত উৎপাদনের জন্য উপযুক্ততা দ্বারা চিহ্নিত। বিশেষত, কৌণিক সিলিকা পাউডার কাঁচামাল হিসাবে ব্যবহৃত হয়, যা জেট মিলিং, মাল্টি-স্টেজ সিভিং এবং পরিশোধনের মতো প্রাক-চিকিত্সা পদক্ষেপের মধ্য দিয়ে যায়। উপযুক্ত আকারের পাউডারটিকে তারপরে একটি উচ্চ-তাপমাত্রার শিখায় খাওয়ানো হয়, যেখানে কণাগুলি তাত্ক্ষণিকভাবে গলে যায় এবং পৃষ্ঠের টানের অধীনে গোলাকার আকারে সংকুচিত হয়, তারপরে দ্রুত শীতল এবং দৃঢ় হয়।
শিখা পদ্ধতিতে তাপের উৎস সাধারণত অ্যাসিটিলিন বা প্রাকৃতিক গ্যাসের মতো পরিষ্কার গ্যাস ব্যবহার করে, যা দূষণ ছাড়াই পরিষ্কার শিখা দেয়। যাইহোক, গোলককরণের ফলাফল কাঁচামালের কণার আকার, শিখা তাপমাত্রা ক্ষেত্র, বসবাসের সময় এবং খাওয়ানোর স্থায়িত্ব সহ কারণগুলির দ্বারা উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত হয়। অনুপযুক্ত প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ কণা সমষ্টি, ফাঁপা গোলক, কণার আকার বন্টন প্রসারিত করা, অপর্যাপ্ত গোলককরণের সামঞ্জস্য, এবং অতি সূক্ষ্ম এবং সাবমাইক্রন পাউডারগুলির জন্য কম গোলককরণের হারের মতো সমস্যাগুলির দিকে পরিচালিত করতে পারে।
03 প্লাজমা স্ফেরোনাইজেশন পদ্ধতি
প্লাজমা স্ফেরোনাইজেশন পদ্ধতি হল এমন একটি কৌশল যা উপাদান প্রক্রিয়াকরণের জন্য প্লাজমার উচ্চ-শক্তির অবস্থাকে ব্যবহার করে। এর নীতির মধ্যে রয়েছে সিলিকন মাইক্রো-পাউডার যা অতি-সূক্ষ্ম গ্রাইন্ডিং এবং রাসায়নিক অপবিত্রতা অপসারণের মধ্য দিয়ে প্লাজমা চুল্লিতে স্থাপন করা। পাউডারটি প্লাজমা টর্চের উচ্চ-তাপমাত্রার অঞ্চলে দ্রুত গলে যায়, তারপর পৃষ্ঠের টানের অধীনে গোলাকার ফোঁটা তৈরি করে এবং দ্রুত শীতল হওয়ার পরে গোলাকার কণাতে পরিণত হয়। শিখা ফিউশন পদ্ধতির তুলনায়, প্লাজমা স্ফেরোনাইজেশন উচ্চ-তাপমাত্রার এক্সপোজারের একটি অত্যন্ত স্বল্প সময়কালের বৈশিষ্ট্য, যা কার্যকরভাবে সিলিকার স্ফটিক ফেজ রূপান্তরকে এড়ায়। অধিকন্তু, উচ্চ মাত্রার স্বয়ংক্রিয়তা এবং ভাল স্থিতিশীলতার কারণে, এটি উচ্চতর গোলককরণের হার, উচ্চতর কণার আকারের অভিন্নতা এবং অত্যন্ত কম অপরিষ্কার সামগ্রী নিশ্চিত করে।
তা সত্ত্বেও, এই পদ্ধতিটি এখনও শিল্প-স্কেল গ্রহণের ক্ষেত্রে উল্লেখযোগ্য চ্যালেঞ্জের সম্মুখীন। প্রথমত, তাপীয় প্লাজমা প্রধানত বিদ্যুৎ দ্বারা উত্তপ্ত হয় এবং বৈদ্যুতিক শক্তিকে প্লাজমাতে রূপান্তরের সময় যথেষ্ট ক্ষতি হয়, যার ফলে শক্তির ব্যবহার কম হয় এবং ফলস্বরূপ উচ্চ গরম করার খরচ হয়। দ্বিতীয়ত, ইন্ডাকশন থার্মাল প্লাজমা জেনারেটরের শক্তি বিদ্যুত সরবরাহের সরঞ্জাম দ্বারা সীমাবদ্ধ, এবং উচ্চ-বিদ্যুৎ সরবরাহ ব্যয়বহুল, এতে যথেষ্ট মূলধন বিনিয়োগ জড়িত, যা শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে সীমিত করে। উপরন্তু, মূল সরঞ্জাম যেমন প্লাজমা স্ফেরোনাইজেশন ফার্নেস জাপানি এবং জার্মান কোম্পানিগুলির একচেটিয়া রয়ে গেছে। উচ্চ প্রাথমিক বিনিয়োগ খরচও এটির বড়-অ্যাপ্লিকেশানকে সীমাবদ্ধ করার একটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ।
04 সরাসরি দহন/VMC পদ্ধতি
সরাসরি দহন পদ্ধতি (ভিএমসি পদ্ধতি নামেও পরিচিত) মূলত জাপানের Admatechs দ্বারা তৈরি করা হয়েছিল এবং এটিকে বিশ্বব্যাপী উচ্চ-অর্ধপরিবাহী প্যাকেজিং ক্ষেত্রে একটি ক্লাসিক বেঞ্চমার্ক প্রক্রিয়া হিসাবে বিবেচনা করা হয়। এই পদ্ধতিটি কাঁচামাল হিসাবে উচ্চ-বিশুদ্ধতা ধাতব সিলিকন পাউডার ব্যবহার করে। অতি সূক্ষ্ম ধাতব সিলিকন পাউডার একটি নিয়ন্ত্রিত ডিফ্ল্যাগ্রেশন প্রতিক্রিয়া সহকারে অক্সিজেন প্রবাহে সমানভাবে ছড়িয়ে পড়ে, সিলিকা তৈরি করে। একই সাথে, সিলিকন অক্সিডেশনের দ্বারা নির্গত তাত্ক্ষণিক অতি-উচ্চ প্রতিক্রিয়া তাপ উৎপন্ন সিলিকাকে তাৎক্ষণিকভাবে গলে এবং বাষ্পীভূত করে, তারপরে আবার-পৃষ্ঠের উত্তেজনার নিচে আকৃতি দেয় এবং দ্রুত শীতল ও দৃঢ় হয়, যা অবস্থায় নিরাকার গোলাকার সিলিকা কণা তৈরি করে। পুরো প্রক্রিয়া জুড়ে, অক্সিজেনের ঘনত্ব, তাপমাত্রা এবং প্রবাহের গতির সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ কণার আকার এবং রূপবিদ্যার সূক্ষ্ম নিয়ন্ত্রণ সক্ষম করে।
অন্যান্য ভৌত পদ্ধতির তুলনায়, ভিএমসি পদ্ধতি প্রাকৃতিক কোয়ার্টজ আকরিক কাঁচামালের অশুদ্ধতা সীমাবদ্ধতা অতিক্রম করে। উচ্চ-বিশুদ্ধতা ধাতব সিলিকন থেকে সংশ্লেষণ করে, পণ্যটি অত্যন্ত কম ধাতব অশুদ্ধতা সামগ্রী, কোন অবশিষ্ট স্ফটিক পর্যায়, চমৎকার অস্তরক বৈশিষ্ট্য, একটি সংকীর্ণ কণা আকার বিতরণ, অসামান্য মনোডিসপারসিটি, এবং অত্যন্ত উচ্চ কণা গোলাকারতা অর্জন করে। এর পণ্যের সামঞ্জস্যতা ঐতিহ্যগত শিখা পদ্ধতির তুলনায় অনেক বেশি। পণ্যগুলি প্রধানত উচ্চ-মূল্য-যুক্ত পরিস্থিতিতে ব্যবহার করা হয় যেমন উচ্চ-শেষ অর্ধপরিবাহী প্যাকেজিং এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি নির্ভুল ইলেকট্রনিক সামগ্রী। যাইহোক, যেহেতু ধাতব সিলিকন পাউডারের ডিফ্ল্যাগ্রেশন প্রতিক্রিয়া অত্যন্ত উচ্চ সরঞ্জাম সিলিং এবং প্যারামিটার নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার নির্ভুলতা দাবি করে, সরঞ্জাম বিনিয়োগ এবং রক্ষণাবেক্ষণের খরচ যথেষ্ট, প্রক্রিয়া নিরাপত্তা ব্যবস্থাপনা ব্যতিক্রমীভাবে চ্যালেঞ্জিং, উৎপাদন থ্রেশহোল্ডগুলি উচ্চ, এবং প্রযুক্তিগত একচেটিয়া শক্তিশালী-দীর্ঘকাল ধরে আধিপত্য বিস্তার করেছে।
05 রাসায়নিক সংশ্লেষণ পদ্ধতি
রাসায়নিক সংশ্লেষণ পদ্ধতির মধ্যে প্রধানত সল-জেল, গ্যাস-ফেজ সংশ্লেষণ, মাইক্রোইমালসন প্রতিক্রিয়া, বৃষ্টিপাত/বীজ বৃদ্ধি এবং অন্যান্য অন্তর্ভুক্ত। পোস্ট-ভৌত পরিবর্তনের চিকিত্সা আকৃতির যুক্তি থেকে আলাদা, এই প্রক্রিয়াটি কাঁচামাল হিসাবে সিলেন পূর্ববর্তী, উচ্চ-বিশুদ্ধতা সিলিকেট ইত্যাদি ব্যবহার করে। সিলিকন সোর্স হাইড্রোলাইসিস, ঘনীভবন, নিউক্লিয়েশন এবং কণা বৃদ্ধির প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করে, গোলাকার সিলিকা কণাগুলি চূর্ণ কোয়ার্টজ পাউডার ফিডস্টকের উপর নির্ভর না করে সরাসরি আণবিক স্তরে সিটুতে সংশ্লেষিত হয়। পণ্যটি অত্যন্ত উচ্চ বিশুদ্ধতার এবং সূক্ষ্ম কণার আকার, সংকীর্ণ আকারের বিতরণ এবং কাঠামোগত নকশাযোগ্যতার পরিপ্রেক্ষিতে বৃহত্তর সম্ভাবনা প্রদর্শন করে।
ক্লাসিক সল-জেল পদ্ধতিকে উদাহরণ হিসেবে নিলে, এটি টেট্রাইথাইল অরথোসিলিকেট (টিইওএস) ব্যবহার করে একটি মৌলিক (যেমন, অ্যামোনিয়া) ক্যাটালাইটিক ইথানল-জল মিশ্রিত দ্রাবক পদ্ধতিতে হাইড্রোলাইসিস এবং ঘনীভূত প্রতিক্রিয়ার জন্য সিলিকন উৎস হিসেবে ব্যবহার করে। টিইওএস প্রথমে হাইড্রোলাইজ করে সিল্যানল মনোমার তৈরি করে, যা সিলিকা (SiO₂) অলিগোমার তৈরি করতে ডিহাইড্রেশন ঘনীভূত হয়, অবশেষে মনোডিসপারস সিলিকা মাইক্রোস্ফিয়ার তৈরি করতে নিউক্লিয়াসের উপর বৃদ্ধি পায়। বৃহত্তর-ব্যাসের গোলাকার কণার প্রস্তুতির জন্য, বীজের বৃদ্ধি এবং বৃষ্টিপাতের পদ্ধতি যা সেকেন্ডারি নিউক্লিয়েশনকে দমন করে এবং বিদ্যমান কণার এপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধিকে উৎসাহিত করে।