সিরামিক ক্যাপাসিটর ইলেকট্রোডে রুপার পরিবর্তে তামার ব্যবহার: ঝেনহুয়া ভ্যাকুয়ামের ডাবল-সাইডেড কন্টিনিউয়াস স্পাটারিং লাইন ১৪ বছর ধরে স্থিতিশীল ব্যাপক উৎপাদন অর্জন করেছে

সিরামিক ক্যাপাসিটর উৎপাদনে, ঐতিহ্যগতভাবে সিলভার পেস্ট প্রিন্টিং এবং তারপরে শুকানো ও সিন্টারিংয়ের মাধ্যমে ইলেকট্রোড তৈরি করা হয়। যেহেতু সিলভার পেস্টে রূপার পরিমাণ বেশি থাকে এবং এটি তুলনামূলকভাবে পুরু ইলেকট্রোড স্তর তৈরি করে, তাই সামগ্রিকভাবে রূপার ব্যবহার যথেষ্ট বেশি হয়, যার ফলে রূপার দামের ওঠানামা ইলেকট্রোডের উপকরণের খরচকে সরাসরি প্রভাবিত করে।

বিগত দুই দশকে রুপার দামের ক্রমাগত বৃদ্ধি সিরামিক ক্যাপাসিটর প্রস্তুতকারকদের জন্য একটি অনিবার্য বিষয় হয়ে উঠেছে। আন্তর্জাতিক বার্ষিক গড় রুপার দামের উপর ভিত্তি করে, ২০০৮ সালে রুপার গড় দাম ছিল প্রায় ৩,৩৫০ RMB/কেজি, যা ২০২৫ সালে বেড়ে প্রায় ৯,১৯০ RMB/কেজি হবে—অর্থাৎ ১৭ বছরে প্রায় ২.৭ গুণ বৃদ্ধি।

রূপার উচ্চ মূল্যের পাশাপাশি, প্রচলিত সিলভার পেস্ট প্রক্রিয়ার সীমাবদ্ধতাগুলোও ক্রমশ স্পষ্ট হয়ে উঠেছে। প্রিন্টিং, শুকানো এবং সিন্টারিং-এর মতো একাধিক প্রক্রিয়াকরণ ধাপ, ব্যাপক উপাদান পরিচালনা এবং হস্তচালিত কার্যক্রমের প্রয়োজন হয়। একই সময়ে, ক্রমবর্ধমান কঠোর পরিবেশগত নিয়মাবলী এবং স্বয়ংক্রিয় উৎপাদনের চাহিদা নির্মাতাদের ইলেকট্রোড উপাদান এবং জমাট প্রক্রিয়া উভয়ই পুনর্মূল্যায়ন করতে চালিত করছে, যার মূল লক্ষ্য হলো রূপার ব্যবহার কমানো, প্রক্রিয়া শৃঙ্খল সংক্ষিপ্ত করা এবং অত্যন্ত স্বয়ংক্রিয় গণ-উৎপাদন অর্জন করা।

যদিও শিল্পটি তখনও ব্যাপকভাবে সিলভার পেস্ট প্রক্রিয়াকরণের উপর নির্ভরশীল ছিল, ঝেনহুয়া ভ্যাকুয়াম এবং তার গ্রাহক ইতোমধ্যেই “রূপার পরিবর্তে তামা” ব্যবহারের পদ্ধতিটি অন্বেষণ করতে শুরু করেছিল।

দূরদর্শী চিন্তা: গ্রাহকের চাহিদা বাজারের চেয়ে এগিয়ে ছিল

২০০৮ সালে, যখন বিশ্বব্যাপী আর্থিক সংকট বাজারজুড়ে ছড়িয়ে পড়ছিল এবং অনিশ্চয়তা বাড়ছিল, তখন রুপার দাম বাড়ার ফলে সরাসরি খরচের চাপ সৃষ্টি হওয়ার আগেই, উচ্চমানের সিরামিক ক্যাপাসিটরের একটি শীর্ষস্থানীয় দেশীয় উৎপাদক প্রতিষ্ঠান কাঁচামালের মূল্যের ওঠানামা এবং উৎপাদন প্রক্রিয়ার রূপান্তরের সম্ভাব্য দীর্ঘমেয়াদী প্রভাব মূল্যায়ন করতে শুরু করে।

তাই গ্রাহক তার দীর্ঘমেয়াদী উৎপাদন কৌশলে ইলেকট্রোড প্রক্রিয়ার অপ্টিমাইজেশন অন্তর্ভুক্ত করেছে: পণ্যের কার্যকারিতা ও নির্ভরযোগ্যতা বজায় রেখে রূপার উপর নির্ভরতা এবং রূপার মূল্যের অস্থিরতার ঝুঁকি কমানো; এবং একই সাথে, পণ্যের ধারাবাহিকতা, প্রক্রিয়ার স্থিতিশীলতা এবং দীর্ঘমেয়াদী সরবরাহ ক্ষমতা উন্নত করার জন্য ইলেকট্রোড উৎপাদনকে হস্তচালিত ও আধা-হস্তচালিত কার্যক্রম থেকে স্বয়ংক্রিয়, মানসম্মত ব্যাপক উৎপাদনের দিকে রূপান্তর করা।

গ্রাহক একটি নতুন প্রযুক্তিগত পথ যৌথভাবে অন্বেষণ করার জন্য ঝেনহুয়া ভ্যাকুয়ামের সাথে যোগাযোগ করেন: সিরামিক ক্যাপাসিটর ইলেকট্রোড উৎপাদনের জন্য কোনো বিকল্প উপাদান ব্যবহার করা যেতে পারে কি, এবং একই সাথে একটি নতুন ডিপোজিশন প্রক্রিয়া ও স্বয়ংক্রিয় উৎপাদন সরঞ্জাম দীর্ঘমেয়াদী, স্থিতিশীল ও বিপুল পরিমাণে উৎপাদন সক্ষম করতে পারে কি?

প্রাথমিক অনুসন্ধান: তামা দিয়ে ইলেকট্রোড প্রক্রিয়ার পুনর্গঠন

প্রকল্পের শুরুতে কোনো প্রতিষ্ঠিত সমাধান উপলব্ধ ছিল না। বিকল্প উপাদানটির ভালো বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা ও ব্যয়গত সুবিধা থাকার পাশাপাশি চমৎকার আবরণ আসঞ্জন এবং দীর্ঘমেয়াদী নির্ভরযোগ্যতাও নিশ্চিত করা প্রয়োজন ছিল। নতুন প্রক্রিয়াটিকে স্বয়ংক্রিয় উৎপাদনের সাথেও সামঞ্জস্যপূর্ণ হতে হতো।

একাধিক দফা প্রযুক্তিগত মূল্যায়নের পর, তামা একটি কার্যকর বিকল্প হিসেবে আবির্ভূত হয়। এর বিদ্যুৎ পরিবাহিতা রূপার কাছাকাছি এবং এর উপাদানগত খরচ উল্লেখযোগ্যভাবে কম। তবে, উচ্চ তাপমাত্রায় তামায় জারণ প্রবণতা দেখা যায়, যার ফলে প্রচলিত সিলভার পেস্ট প্রক্রিয়াটি হুবহু নকল করা সম্ভব ছিল না। প্রলেপ দেওয়ার পদ্ধতি, প্রক্রিয়ার পরামিতি এবং উৎপাদন সরঞ্জাম—সবকিছুই নতুন করে তৈরি করতে হয়েছিল।

সেই সময়ে, সিরামিক ক্যাপাসিটরের জন্য তামার ইলেকট্রোডের ব্যাপক উৎপাদনের কোনো প্রতিষ্ঠিত দেশীয় উদাহরণ ছিল না। উপকরণ, প্রক্রিয়া প্রযুক্তি এবং সরঞ্জাম উন্নয়ন—সবকিছুই একেবারে গোড়া থেকে শুরু করতে হয়েছিল। উপকরণের সমাধান চূড়ান্ত হওয়ার জন্য অপেক্ষা না করে, ঝেনহুয়া ভ্যাকুয়াম প্রকল্পের একেবারে প্রাথমিক পর্যায় থেকেই যুক্ত হয় এবং গ্রাহকের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে কাজ করে প্রযুক্তিগত পথ তৈরি করে। সরঞ্জাম প্রকৌশলের পাশাপাশি নমুনা পরীক্ষা, কোটিং যাচাইকরণ এবং ব্যাপক উৎপাদন প্রক্রিয়ার উন্নয়ন চালানো হয়, যা ডিপোজিশন প্রক্রিয়া এবং উৎপাদন লাইনকে একসাথে বিকশিত হতে সাহায্য করে।

অবশেষে, উভয় পক্ষই মূল প্রযুক্তি হিসেবে ম্যাগনেট্রন স্পাটারিং (PVD) নির্বাচন করেছে। জমা হওয়া ফিল্মটি সাবস্ট্রেটের সাথে দৃঢ়ভাবে লেগে থাকে এবং সিলভার পেস্টে ব্যবহৃত জৈব বাইন্ডার ছাড়াই সিরামিক পৃষ্ঠের উপর সরাসরি একটি তামার ইলেকট্রোড স্তর জমা করতে সক্ষম করে। এর ফলে দ্রাবক এবং তার বাষ্পীভবনের প্রয়োজনীয়তা দূর হয় এবং উচ্চ-তাপমাত্রার সিন্টারিং ধাপটিও বাদ পড়ে, যা প্রচলিত ভেজা প্রক্রিয়াকরণের তুলনায় একটি পরিচ্ছন্ন ও অধিক পরিবেশবান্ধব শুষ্ক প্রক্রিয়া।

প্রলেপ দেওয়ার দক্ষতা এবং উৎপাদন ক্ষমতা উন্নত করার জন্য, ঝেনহুয়া একটি দ্বি-পার্শ্বীয় অবিচ্ছিন্ন স্পাটারিং উৎপাদন লাইন তৈরি করেছে। সিরামিক উপাদানগুলো একবার ভ্যাকুয়াম সিস্টেমে প্রবেশ করলে, হাতে করে উল্টানো ছাড়াই এর উভয় দিকে প্রলেপ দেওয়া যায়, এবং একই সাথে অবিচ্ছিন্ন উপাদান স্থানান্তর প্রতিটি প্রক্রিয়াকরণের পর্যায়কে সংযুক্ত রাখে। এই শুষ্ক-প্রক্রিয়া সমাধানটি “সিলভার পেস্ট প্রিন্টিং → শুকানো → সিন্টারিং”-এর মতো একাধিক ভেজা-প্রক্রিয়ার ধাপকে প্রতিস্থাপন করে, যা সামগ্রিক প্রক্রিয়া শৃঙ্খলকে সরল করার পাশাপাশি ব্যাচ-টু-ব্যাচ সামঞ্জস্য এবং উৎপাদন দক্ষতা উন্নত করে।

২০১২ সালে সরঞ্জামগুলো সফলভাবে সরবরাহ করা হয়েছিল। প্রাথমিক প্রযুক্তিগত আলোচনা ও প্রক্রিয়া উন্নয়ন থেকে শুরু করে উৎপাদন লাইনের চালুকরণ ও বাস্তবায়ন পর্যন্ত প্রকল্পটিতে প্রায় দুই বছর সময় লেগেছিল।

দীর্ঘমেয়াদী যাচাইকরণ: ১৪ বছরের অবিচ্ছিন্ন ব্যাপক উৎপাদন

২০২৬ সালের সেপ্টেম্বর মাস পর্যন্ত, ২০১২ সালে সরবরাহ করা দ্বি-পার্শ্বীয় অবিচ্ছিন্ন স্পাটারিং লাইনটি গ্রাহকের কারখানায় এখনও চালু আছে এবং স্থিতিশীল গণ-উৎপাদনে সহায়তা করছে। কোটিংয়ের অভিন্নতা, প্রক্রিয়ার স্বয়ংক্রিয়তা এবং বিপুল পরিমাণে উৎপাদনের প্রয়োজনীয়তা পূরণের পাশাপাশি, “রূপার পরিবর্তে তামা” ব্যবহার করার এই সমাধানটি মূল্যবান ধাতু রূপার উপর নির্ভরতা উল্লেখযোগ্যভাবে কমায় এবং ইলেকট্রোড উপকরণের খরচ হ্রাস করে, এবং একই সাথে এটি আরও পরিচ্ছন্ন ও পরিবেশবান্ধব উৎপাদনের প্রয়োজনীয়তার সাথেও সামঞ্জস্যপূর্ণ। একটানা ১৪ বছর পরিচালনার পর, এই সরঞ্জামটি ব্যয়-দক্ষতা, কোটিংয়ের গুণমান, উৎপাদনের নির্ভরযোগ্যতা এবং গণ-উৎপাদনের স্থিতিশীলতার দিক থেকে প্রক্রিয়া ও সরঞ্জাম সমাধানটির দীর্ঘমেয়াদী কার্যকারিতা প্রমাণ করেছে।

সেই সময়ে, দেশীয় শিল্প তখনও কপার-ইলেকট্রোড পদ্ধতি বোঝা ও গ্রহণ করার প্রাথমিক পর্যায়ে ছিল এবং বেশিরভাগ নির্মাতাই সিলভার পেস্ট প্রক্রিয়াকরণের উপর নির্ভর করে চলছিল। তবে, সাম্প্রতিক বছরগুলিতে সিলভার পেস্টের ক্রমবর্ধমান খরচের চাপ শিল্পের ‘সিলভারের জায়গায় কপার’ ব্যবহারের দিকে রূপান্তরকে ত্বরান্বিত করেছে, যার ফলে সিরামিক ক্যাপাসিটর ইলেকট্রোড উৎপাদনের জন্য স্পাটারিং সরঞ্জাম একটি ক্রমবর্ধমান কাঙ্ক্ষিত সমাধানে পরিণত হয়েছে। এই একই প্রযুক্তিগত দিকনির্দেশনা একটি প্রাথমিক দূরদর্শী অনুসন্ধান থেকে আজ শিল্পের একটি প্রধান কেন্দ্রবিন্দুতে পরিণত হয়েছে—যার মাঝে রয়েছে ১৪ বছরের উৎপাদনগত যাচাইকরণ।

গ্রাহকের জন্য এর সুফল দীর্ঘমেয়াদী। সরাসরি কাঁচামালের খরচ কমানোর পাশাপাশি, এই উৎপাদন ব্যবস্থাটি শিল্পের অন্যান্যদের চেয়ে ১৪ বছর আগেই রুপার দামের ওঠানামার প্রতি তার সংবেদনশীলতা দূর করেছে। গ্রাহক পরিবেশগত বিধি-নিষেধ প্রতিপালন এবং উৎপাদন স্বয়ংক্রিয়করণের ক্ষেত্রেও একটি প্রাথমিক সুবিধা লাভ করেছেন। যেখানে অনেক উৎপাদক সাম্প্রতিক বছরগুলিতেই কেবল রুপার দাম এবং উৎপাদন প্রক্রিয়ার পরিবর্তনের কারণে ক্রমবর্ধমান চাপের সম্মুখীন হতে শুরু করেছে, সেখানে এই গ্রাহক ইতোমধ্যেই এই প্রযুক্তির সাহায্যে ১৪ বছর ধরে স্থিতিশীল উৎপাদন বজায় রেখেছেন।

এই প্রকল্পটি ছিল চিপ সিরামিক ক্যাপাসিটর উৎপাদনের জন্য ঝেনহুয়া ভ্যাকুয়ামের ডাবল-সাইডেড কন্টিনিউয়াস স্পাটারিং প্রযুক্তির প্রাথমিক প্রয়োগগুলোর মধ্যে অন্যতম। ২০১২ সালের দেশীয় শিল্প পরিবেশ বিবেচনায়, এর সফল প্রকৌশলগত বাস্তবায়ন কপার-ইলেকট্রোড প্রযুক্তির বাণিজ্যিকীকরণে একটি প্রাথমিক যুগান্তকারী পদক্ষেপ হিসেবে বিবেচিত হয়েছিল। এটি প্রক্রিয়া উন্নয়ন এবং প্রযুক্তি স্থাপনে ঝেনহুয়া ভ্যাকুয়ামের দূরদর্শী দৃষ্টিভঙ্গি প্রদর্শন করে। সরঞ্জাম উন্নয়ন, সফল সরবরাহ এবং ১৪ বছরের স্থিতিশীল গণ-উৎপাদন যাচাইকরণের মাধ্যমে, প্রকল্পটি সিরামিক ক্যাপাসিটর কোটিং প্রয়োগের ক্ষেত্রে ঝেনহুয়া ভ্যাকুয়ামের জন্য একটি শক্তিশালী অগ্রণী অবস্থান প্রতিষ্ঠা করে এবং একই সাথে পরবর্তী সরঞ্জাম উন্নয়ন, প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশন এবং ক্রমাগত উন্নতির জন্য মূল্যবান দীর্ঘমেয়াদী অভিজ্ঞতা প্রদান করে।