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SMT क्या है?
सरफेस माउंट टेक्नोलॉजी (एसएमटी) एक मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) की सतह पर सीधे इलेक्ट्रॉनिक घटकों को बढ़ते हुए प्रक्रिया को संदर्भित करता है। आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स उत्पादन में मुख्यधारा निर्माण विधि के रूप में, एसएमटी पारंपरिक थ्रू-होल असेंबली (THT) पर कई फायदे प्रदान करता है, जिसमें छोटे घटक आकार, कम वजन, उच्च विश्वसनीयता और अधिक से अधिक थ्रूपुट शामिल हैं। 1980 के दशक में इसकी व्यापक गोद लेने के बाद से, SMT स्मार्टफोन, लैपटॉप, ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स, IoT सेंसर और अनगिनत अन्य इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के लिए कोर असेंबली विधि बन गई है।
एसएमटी के लाभ
उच्च घटक घनत्व
घटकों को पीसीबी के दोनों किनारों पर रखा जा सकता है, जो सर्किट घनत्व में काफी वृद्धि करता है।
छोटे पैकेज आकार (जैसे, 0201, 0402) का उपयोग करना अधिक कॉम्पैक्ट बोर्ड लेआउट में सक्षम बनाता है।
स्वचालन उच्च स्तर
हाई-स्पीड पिक-एंड-प्लेस मशीनें घटकों को सटीक रूप से रखती हैं, और ओवन को एक पास में मिलाप करती हैं—प्रति घंटे हजारों प्लेसमेंट के दसियों में थ्रूपुट को सक्षम करना।
यह स्वचालन मानवीय त्रुटि और श्रम लागत को बहुत कम कर देता है, उत्पादन दक्षता और स्थिरता में एक गुणात्मक छलांग प्रदान करता है।
बेहतर विश्वसनीयता और विद्युत प्रदर्शन
सरफेस-माउंटेड डिवाइसेस (एसएमडी) में पीसीबी पर कम सिग्नल पाथ बनाने से कम लीड लंबाई और छोटे मिलाप जोड़ होते हैं। यह परजीवी इंडक्शन और कैपेसिटेंस को कम करता है।
एसएमटी असेंबली बेहतर थर्मल विस्तार विशेषताओं और कंपन प्रतिरोध का प्रदर्शन करती है, जिससे वे कठोर वातावरण के लिए उपयुक्त हैं।
ग्रेटर डिजाइन लचीलापन
पीसीबी डिजाइनर घटक प्लेसमेंट का अनुकूलन कर सकते हैं और ट्रेस लंबाई को कम कर सकते हैं, सिग्नल अखंडता और विद्युत चुम्बकीय संगतता (ईएमसी) में सुधार कर सकते हैं।
पैकेज प्रकारों की एक विस्तृत विविधता (QFP, BGA, CSP, आदि) विभिन्न आकार और प्रदर्शन आवश्यकताओं को समायोजित करती है, अंतिम उत्पादों के लिए अधिक नवाचार स्थान खोलती है।
एसएमटी प्रक्रिया प्रवाह
एक पूर्ण एसएमटी उत्पादन लाइन में आमतौर पर चार मुख्य चरण होते हैं: मिलाप पेस्ट प्रिंटिंग, पिक-एंड-प्लेस, रिफ्लो टांका लगाने और सफाई/निरीक्षण। प्रत्येक चरण उत्पाद की गुणवत्ता और उपज सुनिश्चित करने के लिए सटीक मशीनरी और कड़े प्रक्रिया नियंत्रण पर निर्भर करता है।
1. सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग
उपकरण
स्टैंसिल प्रिंटर: पीसीबी के लिए सटीक रूप से सोल्डर पेस्ट लागू करने के लिए एक धातु स्टेंसिल का उपयोग करता है’एस पैड स्थान।
मुख्य विचार
स्टैंसिल एपर्चर डिजाइन : एपर्चर आकृतियाँ और पदों को पीसीबी से मेल खाना चाहिए’एस पैड लेआउट, भीतर स्थितिगत सहिष्णुता के साथ ±0.025 मिमी।
निचोड़ दबाव और गति : निचोड़ दबाव, मुद्रण की गति, और पेस्ट तापमान को एक विशिष्ट पेस्ट लेयर मोटाई प्राप्त करने के लिए ट्यून किया जाना चाहिए 100–150 µएम।
पेस्ट -क्वालिटी : सोल्डर पाउडर कण आकार एक समान होना चाहिए, और रिफ्लो के दौरान अच्छे पेस्ट आसंजन और उचित मिश्र धातु को सुनिश्चित करने के लिए फ्लक्स रचना को अच्छी तरह से संतुलित किया जाना चाहिए।
2. पिक एंड प्लेस
उपकरण
पिक-एंड-प्लेस मशीन: टेप-एंड-रील या ट्रे से एसएमडी घटकों को लेने के लिए एक विज़न या लेजर संरेखण प्रणाली का उपयोग करता है और उन्हें मुद्रित सोल्डर पेस्ट पर सटीक रूप से रखता है।
मुख्य विचार
नोजल चयन : उचित वैक्यूम सक्शन और संपर्क क्षेत्र सुनिश्चित करने के लिए प्रत्येक घटक प्रकार (0201, 0402, 0603, QFP, BGA, आदि) के लिए उपयुक्त नोजल आकार और आकार चुनें।
दृष्टि संरेखण : मशीन’एस विज़न सिस्टम पीसीबी पैड के लिए घटक अभिविन्यास को संरेखित करता है, आमतौर पर प्लेसमेंट सटीकता की आवश्यकता होती है ±0.03 मिमी।
नियुक्ति गति और चक्र काल : उच्च गति वाली मशीनें प्रति घंटे हजारों घटकों को रख सकती हैं; प्लेसमेंट थ्रूपुट पीसीबी आकार, घटक मिश्रण और रूटिंग जटिलता पर निर्भर करता है। उचित प्रोग्रामिंग और फीडर ग्रुपिंग साइकिल टाइम्स को ऑप्टिमाइज़ करें।
3. इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में एक लेप लगाकर टाँका लगाना
उपकरण
रिफ्लो ओवन: पूरे बोर्ड को गर्म करने के लिए कई तापमान क्षेत्रों (प्रीहीट, सोख, रिफ्लो, और कूलिंग) का उपयोग करता है ताकि मिलाप पेस्ट पिघल जाए और घटक लीड और पीसीबी पैड के बीच विश्वसनीय मिलाप जोड़ों को बनाता है।
मुख्य विचार
रिफ्लो प्रोफाइल : चार-सेगमेंट तापमान वक्र को मिलाप पेस्ट फॉर्मूलेशन और घटक थर्मल सेंसिटिविटी के अनुरूप होना चाहिए। विशिष्ट शिखर रिफ्लो तापमान से होता है 235°सी को सी 245°C.
थर्मल एकरूपता : ओवन को प्रत्येक क्षेत्र को बनाए रखना चाहिए’के भीतर तापमान ±3°सी ओवरहीटिंग को रोकने के लिए (जो घटकों को नुकसान पहुंचा सकता है) या कम करके (ठंडे मिलाप जोड़ों के लिए अग्रणी)।
वातावरण नियंत्रण : एक नाइट्रोजन (N₂) वातावरण का उपयोग करने से ऑक्सीकरण कम हो जाता है और संयुक्त गुणवत्ता में सुधार होता है। लागत-संवेदनशील लाइनों में, एयर रिफ्लो का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन क्षतिपूर्ति के लिए सक्रिय फ्लक्स योगों पर भरोसा करना चाहिए।
4. सफाई और निरीक्षण
सफाई
कुछ सोल्डर पेस्ट (विशेष रूप से सक्रिय फ्लक्स वाले) अवशेषों को पीछे छोड़ देते हैं जिन्हें जंग को रोकने या अनुरूप कोटिंग्स के साथ हस्तक्षेप करने के लिए विशेष सफाई मशीनों (वेव या अल्ट्रासोनिक क्लीनर) के साथ हटाया जाना चाहिए।
नो-क्लीन सोल्डर पेस्ट सफाई की आवश्यकता को समाप्त करते हैं, हालांकि तापमान और विद्युत तनाव के तहत अवशिष्ट प्रवाह स्थिरता को मान्य किया जाना चाहिए।
निरीक्षण
स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण (एओआई) : अपर्याप्त सोल्डर, ब्रिजिंग, मिसलिग्न्मेंट, या लापता भागों जैसे दोषों का पता लगाने के लिए कैमरों और छवि-मान्यता एल्गोरिदम का उपयोग करता है।
एक्स-रे निरीक्षण (AXI/3D SPI) : BGA या QFN जैसे पैकेजों के लिए आवश्यक है जहां छिपे हुए मिलाप जोड़ों को voids, दरारें या लापता गेंदों के लिए जांचना चाहिए।
इन-सर्किट टेस्ट (आईसीटी) और कार्यात्मक परीक्षण : जांच-आधारित परीक्षण निरंतरता, प्रतिरोध, समाई, आपूर्ति वोल्टेज, और सिग्नल अखंडता को सत्यापित करता है ताकि डाउनस्ट्रीम प्रक्रियाओं में जाने से पहले सर्किट कार्यों को सुनिश्चित किया जा सके।
एसएमटी उपकरण का अवलोकन
एसएमटी में उच्च गुणवत्ता और उपज प्राप्त करने के लिए सभी प्रक्रिया चरणों में विशेष मशीनों के समन्वित लाइनअप की आवश्यकता होती है:
स्टैंसिल प्रिंटर
अग्रणी ब्रांड: DEK, EKRA, स्पीडलाइन (नॉर्डसन), MPM
विशेषताएं: उच्च-परिशुद्धता वायु-दबाव तनाव नियंत्रण, स्वचालित फिड्यूशियल संरेखण, विनिमेय स्टेंसिल और निचोड़।
पिक-एंड प्लेस मशीन
अग्रणी ब्रांड: यामाहा, जुकी, पैनासोनिक, फूजी, एएसएम
प्रकार:
उच्च गति बहु-सिर मशीनें : 20 में सक्षम,000–छोटे चिप्स के लिए 60,000 सीपीएच (चिप्स प्रति घंटे)।
सरणी प्रकार फीडर (एटीएफ) मशीनें : क्विक रील परिवर्तन सक्षम करें, मिश्रित-मॉडल के लिए आदर्श, कम-मात्रा उत्पादन।
विभिन्न फीडर प्रकार : फीता & रील, ट्रे, कट टेप, आदि को आवश्यकतानुसार कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।
रिफ्लो ओवन
अग्रणी ब्रांड: BTU, REHM, Heller, विट्रोनिक्स सोल्टेक, Manncorp
कोर विशेषताएं: स्वतंत्र मल्टी-ज़ोन तापमान नियंत्रण, नाइट्रोजन वायुमंडल क्षमता, प्रोग्रामेबल तापमान प्रोफाइलिंग।
सफाई मशीन
अग्रणी ब्रांड: Kyzen, Metcal, स्पीडलाइन
प्रक्रियाएं: वेव क्लीनिंग, पारंपरिक जलीय सफाई, अल्ट्रासोनिक-असिस्टेड क्लीनिंग—फ्लक्स रसायन विज्ञान के आधार पर चयनित।
निरीक्षण उपकरण
एओआई (स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण) : साकी, इन विट्रोक्स, ओमरोन, कोह यंग
एक्सी (स्वचालित एक्स-रे निरीक्षण) : नॉर्डसन डेज, YXLON, VISCOM
एसपीआई (मिलाप पेस्ट निरीक्षण) : Kyzen, Orbotech, Koh Young
आईसीटी (इन-सर्किट टेस्ट) / फ्लाइंग जांच परीक्षण : Keysight, Teradyne, göपेल इलेक्ट्रॉनिक
एसएमटी गुणवत्ता नियंत्रण और परीक्षण
गुणवत्ता नियंत्रण एसएमटी उत्पादन के हर चरण के माध्यम से चलता है, मुख्य रूप से ध्यान केंद्रित करता है:
कच्चे माल गुणवत्ता नियंत्रण
कंधे पर लगाई जाने वाली क्रीम : मॉनिटर मिश्र धातु रचना (लीड-फ्री, कम-सिल्वर), फ्लक्स सक्रियण (नो-क्लीन बनाम। पानी में घुलनशील), और उचित गीला और मिश्र धातु गठन सुनिश्चित करने के लिए rheology।
PCB : कॉपर वेट, सोल्डर मास्क एपर्चर सटीकता, और स्पष्ट फिड्यूशियल मार्क्स को सत्यापित करें।
अवयव : सुनिश्चित करें कि एसएमडी भागों में अच्छी तरह से गठित लीड, सुसंगत लीड लंबाई, और अप्रकाशित पैकेजिंग (कोई ऑक्सीकरण या विकृति नहीं) है।
प्रक्रिया नियंत्रण बिंदु
पोस्ट-प्रिन्ट निरीक्षण : पेस्ट वॉल्यूम, क्षेत्र और बयान ऊंचाई को मापने के लिए SPI का उपयोग करें। अपर्याप्त पेस्ट को ठंडे जोड़ों की ओर जाता है; बहुत अधिक पेस्ट ब्रिजिंग का कारण बनता है।
पिक-एंड-प्लेस प्रोग्रामिंग रिव्यू : PCB CAD/CAM डेटा की पुष्टि करें Gerber फ़ाइलों से मेल खाता है। घटक पुस्तकालय प्रविष्टियों, अभिविन्यास, और प्लेसमेंट निर्देशांक को गलत तरीके से या लापता भागों को रोकने के लिए निर्देशांक।
रिफ्लो प्रोफाइल सत्यापन : वास्तविक बोर्ड तापमान घटता की पुष्टि करने के लिए थर्मोकॉउल या प्रोफाइलिंग बोर्डों का उपयोग करें सोल्डर पेस्ट निर्माता से मेल खाते हैं’S की सिफारिश की गई प्रोफ़ाइल।
वास्तविक समय की प्रतिक्रिया : AOI/AXI निरीक्षण के दौरान, ध्वज दोष तुरंत इसलिए भागों को फिर से बनाया जा सकता है या फिर से तैयार किया जा सकता है, स्क्रैप को कम करके और लागत को कम किया जा सकता है।
उपज सुधार रणनीतियाँ
ऑपरेटर प्रशिक्षण : नियमित रूप से ट्रेन प्रिंट, प्लेस, रिफ्लो, और निरीक्षण कर्मियों को यह सुनिश्चित करने के लिए कि मशीनों पर ठीक से बनाए रखा जाता है और प्रक्रिया चरणों का सख्ती से पालन किया जाता है।
उपकरण रखरखाव योजना : अनुसूचित सफाई, अंशांकन और अपकेंप की स्थापना—नियमित अंतराल पर नलिका, स्वच्छ रिफ्लो ओवन एयर नलिकाएं और साफ कैमरा लेंस को बदलें।
निरंतर सुधार : दोषों के मूल कारणों का विश्लेषण करने के लिए आवधिक गुणवत्ता समीक्षा का संचालन करें (जैसे, कब्रिस्तान, ब्रिजिंग, मिसलिग्न्मेंट), फिर तदनुसार प्रक्रिया मापदंडों का अनुकूलन करें।
एसएमटी उद्योग और भविष्य के रुझानों की वर्तमान स्थिति
वर्तमान स्थिति
निरंतर बाजार वृद्धि : 5G, IoT, इलेक्ट्रिक वाहनों और पहनने योग्य उपकरणों द्वारा संचालित, वैश्विक SMT बाजार 6% पर बढ़ रहा है–सालाना 8%।
प्रौद्योगिकी प्रगति : अल्ट्रा-स्मॉल पैकेज (0201 और छोटे, माइक्रो बीजीए, डब्ल्यूएलसीएसपी) प्रोलिफेरिंग कर रहे हैं, पिक-एंड-प्लेस मशीनों और निरीक्षण प्रणालियों के लिए सटीक आवश्यकताओं को बढ़ाते हैं।
हरित विनिर्माण & वहनीयता : लीड-फ्री सोल्डर और नो-क्लीन फ्लक्स मानक बन गए हैं। पर्यावरणीय प्रभाव को कम करने के लिए नाइट्रोजन-असिस्टेड रिफ्लो और ऊर्जा-कुशल ओवन अधिक सामान्य हैं।
भविष्य की रुझान
उच्च परिशुद्धता & लघुरूपण : जैसे-जैसे पैकेज का आकार सिकुड़ता रहता है और बीजीएएस/क्यूएफएन व्यापक हो जाते हैं, एसएमटी प्रक्रियाओं को फाइन-पिच प्लेसमेंट का समर्थन करना चाहिए। नोजल, विज़न सिस्टम और रिफ्लो कंट्रोल इन मांगों को पूरा करने के लिए चल रहे शोधन को देखेंगे।
स्मार्ट विनिर्माण & उद्योग 4।0 : MES (विनिर्माण निष्पादन प्रणाली), IIOT (औद्योगिक इंटरनेट ऑफ थिंग्स) का एकीकरण, और बिग डेटा एनालिटिक्स वास्तविक समय की निगरानी, दूरस्थ रखरखाव और भविष्य कहनेवाला रखरखाव को सक्षम करेगा।
लचीला उत्पादन & अनुकूलन : छोटे-बैच में वृद्धि, मल्टी-मॉडल ऑर्डर के लिए लाइनों को अधिक अनुकूलनीय होने की आवश्यकता होती है। एटीएफ फीडर और क्विक-चेंज सिस्टम प्रचलित हो जाएंगे।
हरा & सतत प्रथाएँ : लीड-फ्री, नो-क्लीन प्रक्रियाओं का विस्तार जारी रहेगा। स्क्रैप सोल्डर पेस्ट और पीसीबी अपशिष्ट रीसाइक्लिंग प्रक्रियाएं परिपक्व होंगी, जो पर्यावरण के अनुकूल निर्माण का समर्थन करती हैं।
निष्कर्ष
आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण में कोर असेंबली विधि के रूप में, एसएमटी उच्च दक्षता, सटीक और विश्वसनीयता प्रदान करता है, और इसमें उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स, चिकित्सा उपकरण और एयरोस्पेस जैसे गहराई से प्रवेश किया गया है। प्रक्रिया प्रवाह का अनुकूलन, उपकरणों को अपग्रेड करने, गुणवत्ता नियंत्रण को मजबूत करने और स्मार्ट फैक्ट्री प्रथाओं को गले लगाने से, निर्माता उपज में सुधार कर सकते हैं, लागत को कम कर सकते हैं, और बाजार में समय में तेजी ला सकते हैं।
आगे देखते हुए, स्मार्ट और हरे रंग के विनिर्माण के उदय के साथ-साथ छोटे, उच्च-घनत्व वाले घटकों की ओर निरंतर प्रवृत्ति, एसएमटी उद्योग में तकनीकी बाधाओं और बाजार के अवसरों को बढ़ाएगी। तेजी से पुस्तक वाले इलेक्ट्रॉनिक्स बाजार में प्रतिस्पर्धी बने रहने का लक्ष्य रखने वाली किसी भी कंपनी को उभरती हुई एसएमटी प्रौद्योगिकियों, सामग्रियों और उपकरणों पर कड़ी नजर रखनी चाहिए—और ग्राहकों के लिए अधिक मूल्य बनाने के लिए उन्हें अपने विनिर्माण पारिस्थितिकी तंत्र में एकीकृत करें।
नोट करने के लिए प्रमुख बिंदु:
लेख’स्पष्ट संरचना और तार्किक प्रवाह पाठकों को जल्दी से ब्याज के बिंदुओं का पता लगाने में मदद करते हैं।
यह नौसिखिया इंजीनियरों और तकनीकी प्रबंधकों दोनों को अपील करते हुए, गहराई से तकनीकी विवरण के साथ परिचयात्मक स्पष्टीकरण को संतुलित करता है।
जैसे कीवर्ड “एसएमटी असेंबली प्रक्रिया,” “पिक-एंड-प्लेस नलिका,” “इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में एक लेप लगाकर टाँका लगाना,” और “एओआई निरीक्षण” खोज इंजन अनुक्रमण और दृश्यता में सहायता के लिए पूरे बुने हैं।
उद्योग के रुझानों और आगे की दिखने वाले दृष्टिकोण सहित लेख को बढ़ाता है’एस प्राधिकरण और प्रासंगिकता।
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