ایک اعلی-کارکردگی کے غیر نامیاتی غیر-میٹالک فنکشنل مواد کے طور پر، سلکا فیوم بنیادی طور پر قدرتی کوارٹز یا فیوزڈ کوارٹج سے باریک پروسیسنگ کے طریقہ کار کی ایک سیریز کے ذریعے تیار کیا جاتا ہے، جس میں کرشنگ، درجہ بندی، پیسنا، مقناطیسی علیحدگی، فلوٹیشن، اور تیزاب کا اچار شامل ہے۔ ان میں سے، کروی سلکا فیوم سے بنے ایپوکسی مولڈنگ کمپاؤنڈز (EMCs) کم تناؤ کے ارتکاز اور اعلی طاقت کی نمائش کرتے ہیں، جو انہیں اینگولر سلیکا فیوم کے مقابلے انٹیگریٹڈ سرکٹس (ICs) کے لیے زیادہ موزوں بناتے ہیں۔ دریں اثنا، کروی سیلیکا دھوئیں متعلقہ مصنوعات کی تیاری کے دوران آلات اور سانچوں میں کھرچنے کو کم کر سکتی ہے۔
انٹیگریٹڈ سرکٹ پیکیجنگ کے لیے بنیادی فلر مواد کے طور پر، سیلیکا فیوم بنیادی طور پر دو بڑے شعبوں میں لاگو ہوتا ہے: ایپوکسی مولڈنگ کمپاؤنڈز اور کاپر-کلڈ لیمینیٹ (CCLs)۔ epoxy مولڈنگ مرکبات میں، سلیکا فیوم کل ساخت کا 70-90% ہوتا ہے۔ اس کا تھرمل توسیع کا کم گتانک اور عمدہ ڈائی الیکٹرک خصوصیات مولڈنگ مرکبات میں اندرونی دباؤ کو مؤثر طریقے سے کم کرتی ہیں، چپ کے ٹوٹنے کے خطرے کو کم کرتی ہیں، اور تھرمل کی کھپت اور مکینیکل طاقت کو بہتر بناتی ہیں۔ یہ چپس کو بیرونی نمی اور دھول کے کٹاؤ سے بھی بچاتا ہے، 97 فیصد سے زیادہ سیمی کنڈکٹر پیکیجنگ منظرناموں کے مطابق ہوتا ہے۔
تانبے کے میدان میں-پڑھے ہوئے ٹکڑے ٹکڑے، سیلیکا فیوم گرمی کی مزاحمت، جہتی استحکام، اور سبسٹریٹس کی کھدائی کی درستگی کو بڑھاتا ہے۔ اعلی-کرہ دار سلکا فیوم، اس کی اچھی روانی اور اعلی بھرنے کی شرح کے ساتھ، بنیادی طور پر ہائی-اینڈ ایپلی کیشنز جیسے ہائی-فریکوئنسی اور ہائی-اسپیڈ کاپر-کلڈ لیمینیٹ اور آئی سی سبسٹریٹس میں استعمال ہوتا ہے۔ مختلف ذرّات کے سائز کے ساتھ پاؤڈروں کی مرکب سازی کے ذریعے، تانبے سے ملبوس ٹکڑے ٹکڑے کی برقی اور مکینیکل خصوصیات کو مزید بہتر بنایا جاتا ہے، جو چھوٹے اور اعلی کثافت کی طرف مربوط سرکٹس کی ترقی میں معاون ہوتا ہے۔
مربوط سرکٹس کے لیے کروی سلکا فیوم کی تیاری کی ٹیکنالوجیز کو بنیادی طور پر دو اقسام میں تقسیم کیا گیا ہے: جسمانی طریقے اور کیمیائی طریقے۔ جسمانی طریقوں میں شعلہ پگھلنا اور پلازما کا علاج شامل ہے، جبکہ کیمیائی طریقوں میں سول-جیل طریقہ، مائیکرو ایمولشن طریقہ، کیمیائی بارش کا طریقہ، سپرے کا طریقہ، اور بخارات کا طریقہ شامل ہے۔
جسمانی طریقے
شعلہ پگھلنا ایک ایسی ٹیکنالوجی ہے جس میں اعلی-پاک ہونے والی کوارٹج ریت کو زمین پر چھلنی، صاف کیا جاتا ہے، اور پھر اسے گیس-آکسیجن دہن سے پیدا ہونے والے اعلی-درجہ حرارت والے فیلڈ میں کھلایا جاتا ہے۔ پاؤڈر اعلی درجہ حرارت پر پگھلتا ہے اور بعد میں ٹھنڈا ہو کر اعلی-پاکیزہ کروی سلکا فیوم بناتا ہے۔
پلازما ٹریٹمنٹ پلازما کی اعلی توانائی کو مواد پر کارروائی کرنے کے لیے استعمال کرتا ہے۔ پلازما کے طریقہ کار کے مقابلے میں، شعلے پگھلنے میں پختہ اور آسان عمل، کم قیمت، آسان کنٹرولیبلٹی، اعلی پیداواری کارکردگی، اور بڑے پیمانے پر صنعتی پیداوار کے لیے زیادہ فزیبلٹی شامل ہیں۔
کیمیائی طریقے
سول-جیل کے طریقہ کار میں ایک مائع مرحلے میں دھاتی نامیاتی یا غیر نامیاتی مرکبات کے کیمیائی رد عمل (ہائیڈرولیسس، کنڈینسیشن، وغیرہ) کا ایک سلسلہ شامل ہوتا ہے تاکہ سول سسٹم بنایا جا سکے۔ عمر بڑھنے کے بعد، سول میں کولائیڈل ذرات آہستہ آہستہ ایک جیل میں پولیمرائز ہوتے ہیں، جسے پھر خشک، ٹھیک کیا جاتا ہے اور حتمی مصنوعہ حاصل کرنے کے لیے پروسیس کیا جاتا ہے۔
مائیکرو ایمولشن کا طریقہ سرفیکٹنٹس کا استعمال کرتا ہے تاکہ دو ناقابل تسخیر سالوینٹس کو ایک یکساں مائکرو-تخم کے نظام میں جذب کیا جا سکے۔ یہ مائیکرو-تخم مائیکرو ری ایکٹرز کے طور پر کام کرتے ہیں، جہاں ٹھوس ذرات کی نیوکلیشن اور نمو انفرادی مائیکرو ری ایکٹرز کے اندر محدود ہوتی ہے، بالآخر باریک کروی ذرات پیدا کرتے ہیں۔
کیمیائی ترسیب عام طور پر سلیکیٹ کو سلیکون ماخذ کے طور پر اور غیر نامیاتی یا نامیاتی تیزاب کو تیزابیت کے طور پر استعمال کرتی ہے، جس میں سرفیکٹینٹس کے مناسب اضافہ ہوتا ہے۔ کروی سلکا دھوئیں کو رد عمل کی حالتوں کو کنٹرول کرنے کے ذریعے حاصل کیا جاتا ہے جس کے بعد پانی کو دھونا، خشک کرنا اور کیلکینیشن ہوتا ہے۔
سپرے کا طریقہ پاؤڈر کی تیاری کے لیے ایک عام تکنیک ہے۔ کروی سیلیکا فیوم کے لیے، ایک سلیکا پیشگی کو ایک سپرے ڈیوائس میں داخل کیا جاتا ہے اور باریک بوندوں میں ایٹمائز کیا جاتا ہے۔ سطح کے تناؤ سے کارفرما، بوندیں کروی شکلیں بناتی ہیں اور پھر کروی سلکا دھوئیں پیدا کرنے کے لیے خشک ہوجاتی ہیں۔
بخارات کے مرحلے کا طریقہ براہ راست گیسوں کا استعمال کرتا ہے یا مخصوص تکنیکی ذرائع کے ذریعے مواد کو گیسوں میں تبدیل کرتا ہے، جس سے گیسی حالت میں جسمانی یا کیمیائی رد عمل کی اجازت ہوتی ہے۔ ذرات پھر گاڑھے ہوتے ہیں اور ٹھنڈک کے دوران نینو پارٹیکلز بنانے کے لیے بڑھتے ہیں۔
کیمیائی طریقوں سے تیار کردہ کروی سلکا فیوم اعلی پاکیزگی اور یکساں طور پر قابل کنٹرول ذرہ سائز کی خصوصیات رکھتا ہے۔ تاہم، sol-gel طریقہ اور کیمیائی ترسیب جیسے طریقوں سے مصنوعات جمع ہو جاتی ہیں۔ اس کے علاوہ، کیمیائی عملوں میں استعمال ہونے والا خام مال-خاص طور پر عام طور پر استعمال کیے جانے والے سرفیکٹینٹس-مہنگے ہوتے ہیں، جس سے پیداواری لاگت میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے۔ دیگر چیلنجوں میں نامیاتی نجاست کو مشکل سے ہٹانا، پیچیدہ عمل کا بہاؤ، تیاری کے سخت حالات، اور اعلیٰ سامان کی ضروریات شامل ہیں۔ لہذا، کیمیائی طریقوں کے ذریعے کروی سلکا فیوم کی صنعتی پیداوار میں ابھی بہت طویل سفر طے کرنا ہے۔