एसएमडी मशीनेंः इलेक्ट्रॉनिक विनिर्माण की सटीकता और बुद्धि के लिए मुख्य चालक

सतह माउंट डिवाइस (एसएमडी) तकनीक इलेक्ट्रॉनिक विनिर्माण के क्षेत्र में एक प्रमुख प्रक्रिया है। इसका मुख्य उपकरण - एसएमडी मशीनें (जिसमें सतह माउंट मशीनें, रिफ्लो ओवन, निरीक्षण उपकरण आदि शामिल हैं) - उच्च गति, उच्च परिशुद्धता और स्वचालित प्रक्रियाओं के माध्यम से पीसीबी सब्सट्रेट पर माइक्रो-घटकों को सटीक रूप से इकट्ठा करती हैं। 5जी संचार, AIoT उपकरणों और पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे क्षेत्रों में विस्फोटक वृद्धि के साथ, एसएमडी मशीनों ने माइक्रोन-स्तर माउंटिंग, मल्टी-प्रोसेस एकीकरण और बुद्धिमान नियंत्रण में लगातार सफलता हासिल की है। यह लेख तीन आयामों से एक विश्लेषण करता है: मुख्य प्रौद्योगिकियां, उद्योग की चुनौतियां और भविष्य के रुझान।

सतह माउंट तकनीक (एसएमटी) मशीन एसएमडी उत्पादन लाइन का मुख्य उपकरण है, और इसका प्रदर्शन गति नियंत्रण, दृश्य स्थिति और फीडिंग सिस्टम द्वारा संयुक्त रूप से निर्धारित किया जाता है।

• मोशन कंट्रोल: रैखिक मोटर और चुंबकीय उत्तोलन तकनीक माउंटिंग गति को 150,000 सी.पी.एच. (प्रति घंटे घटक) तक बढ़ाती है। उदाहरण के लिए, सीमेंस एसआईप्लेस टीएक्स श्रृंखला समानांतर रोबोटिक आर्म आर्किटेक्चर को अपनाती है ताकि प्रति टुकड़े 0.06 सेकंड की अल्ट्रा-हाई-स्पीड माउंटिंग प्राप्त की जा सके।
• विज़ुअल पोजिशनिंग: एआई-संचालित मल्टीस्पेक्ट्रल इमेजिंग तकनीकें (जैसे एएसएमपीटी की 3डी एओआई प्रणाली) घटक 01005 (0.4 मिमी * 0.2 मिमी) के ध्रुवीयता विचलन की पहचान कर सकती हैं, जिसकी स्थिति सटीकता ±15μm है।
• फीडिंग सिस्टम: वाइब्रेटिंग डिस्क और टेप फीडर 0201 से 55 मिमी * 55 मिमी तक घटक आकार की सीमा का समर्थन करते हैं। पैनासोनिक एनपीएम-डीएक्स श्रृंखला यहां तक कि लचीली ओएलईडी स्क्रीन की घुमावदार सतह माउंटिंग को भी संभाल सकती है।

• रिफ्लो सोल्डरिंग फर्नेस: नाइट्रोजन सुरक्षा और मल्टी-टेम्परेचर ज़ोन सटीक तापमान नियंत्रण (±1℃) तकनीक सोल्डर जॉइंट ऑक्सीकरण को कम कर सकती है और लीड-फ्री सोल्डर पेस्ट (गलनांक 217-227℃) के लिए उपयुक्त है। हुआवेई का 5जी बेस स्टेशन पीसीबी बीजीए चिप्स के निचले बुलबुले को खत्म करने के लिए वैक्यूम रिफ्लो सोल्डरिंग तकनीक को अपनाता है, जिसमें शून्य दर 5% से कम है।
• चयनात्मक लेजर वेल्डिंग (एसएलएस): लघु QFN और CSP पैकेजों के लिए, आईपीजी फोटोनिक्स द्वारा विकसित फाइबर लेजर 0.2 मिमी स्पॉट व्यास के माध्यम से स्थानीय वेल्डिंग प्राप्त करता है, और हीट-अफेक्टेड ज़ोन (HAZ) को पारंपरिक प्रक्रिया की तुलना में 60% कम किया जाता है।

• 3डी एसपीआई (सोल्डर पेस्ट डिटेक्शन): कोह यंग की 3डी माप तकनीक मोइरे फ्रिंज प्रोजेक्शन के माध्यम से सोल्डर पेस्ट की मोटाई (सटीकता ±2μm) और वॉल्यूम विचलन का पता लगाती है ताकि ब्रिजिंग या झूठी सोल्डरिंग को रोका जा सके।
• एएक्सआई (ऑटोमैटिक एक्स-रे इंस्पेक्शन): वाईएक्सएलओएन के माइक्रोफोकस एक्स-रे (1μm के रिज़ॉल्यूशन के साथ) मल्टी-लेयर पीसीबीएस में प्रवेश कर सकते हैं और बीजीए के छिपे हुए सोल्डर जॉइंट दोषों की पहचान कर सकते हैं। टेस्ला मॉडल 3 के ईसीयू बोर्ड की निरीक्षण दक्षता 40% तक बढ़ गई है।

01005 घटक और 0.3 मिमी स्पेसिंग सीएसपी पैकेज की आवश्यकता है कि सतह माउंट मशीन के सक्शन नोजल की वैक्यूम दबाव नियंत्रण सटीकता ±0.1kPa तक पहुंचे, और साथ ही, इलेक्ट्रोस्टैटिक सोखने के कारण होने वाले घटक ऑफसेट को दूर करने की आवश्यकता है। समाधानों में शामिल हैं:

• कम्पोजिट मटेरियल सक्शन नोजल: सिरेमिक-लेपित सक्शन नोजल (जैसे फुजी एनएक्सटी IIIc) घर्षण के गुणांक को कम करते हैं और माइक्रो-घटकों को उठाने की स्थिरता को बढ़ाते हैं।
• डायनेमिक प्रेशर मुआवजा: नॉर्डसन डीआईएमए सिस्टम चिप टूटने से रोकने के लिए वास्तविक समय में वायु दबाव प्रतिक्रिया के माध्यम से माउंटिंग दबाव (0.05-1N) को स्वचालित रूप से समायोजित करता है।

फोल्डेबल स्क्रीन फोन और लचीले सेंसर को घटकों को पीआई (पॉलीइमाइड) सब्सट्रेट पर माउंट करने की आवश्यकता होती है। पारंपरिक कठोर फिक्स्चर सब्सट्रेट के विरूपण का कारण बनने की संभावना रखते हैं। नवीन समाधानों में शामिल हैं:

• वैक्यूम सोखना प्लेटफॉर्म: जुकी आरएक्स-7 प्लेसमेंट मशीन ज़ोनल वैक्यूम सोखना को अपनाती है, जो 0.1 मिमी मोटी लचीली सब्सट्रेट के साथ संगत है, और झुकने का त्रिज्या ≤3 मिमी है।
• लेजर-सहायक स्थिति: कोहेरेंट का पराबैंगनी लेजर लचीले सब्सट्रेट की सतह पर माइक्रो-चिह्न (10μm की सटीकता के साथ) को उकेरता है, जो थर्मल विरूपण त्रुटियों को ठीक करने में विजन सिस्टम की सहायता करता है।

उद्योग 4.0 उत्पादन लाइनों के विकास को तेजी से मॉडल परिवर्तन (एसएमईडी) की ओर बढ़ावा देता है, और उपकरणों को "वन-क्लिक स्विचिंग" मोड का समर्थन करने की आवश्यकता है:

• मॉड्यूलर फीडर: यामाहा वाईआरएम20 फीडर 5 मिनट के भीतर सामग्री टेप विनिर्देशों की स्विचिंग को पूरा कर सकता है और 8 मिमी से 56 मिमी तक बैंडविड्थ के अनुकूली समायोजन का समर्थन करता है।
• डिजिटल ट्विन सिमुलेशन: सीमेंस प्रोसेस सिमुलेट सॉफ्टवेयर वर्चुअल डिबगिंग के माध्यम से माउंटिंग पथ को अनुकूलित करता है, जिससे मॉडल परिवर्तन का समय 30% कम हो जाता है।

• दोष भविष्यवाणी मॉडल: एनवीडिया मेट्रोपोलिस प्लेटफॉर्म एसपीआई और एओआई डेटा का विश्लेषण करता है ताकि सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग दोषों (सटीकता दर >95%) की भविष्यवाणी करने और अग्रिम में प्रक्रिया मापदंडों को समायोजित करने के लिए एक तंत्रिका नेटवर्क को प्रशिक्षित किया जा सके।
• स्व-शिक्षण अंशांकन प्रणाली: कुका का एआई नियंत्रक घटक उड़ान ऑफसेट के जोखिम को कम करते हुए, ऐतिहासिक डेटा के आधार पर माउंटिंग त्वरण वक्र को अनुकूलित कर सकता है।

• कम तापमान सोल्डरिंग तकनीक: इंडियम टेक्नोलॉजी द्वारा विकसित एसएन-बीआई-एजी सोल्डर पेस्ट (गलनांक 138℃) कम तापमान रिफ्लो सोल्डरिंग के लिए उपयुक्त है, जिससे ऊर्जा की खपत 40% कम हो जाती है।
• अपशिष्ट रीसाइक्लिंग सिस्टम: एएसएम इको फीड अपशिष्ट बेल्ट में प्लास्टिक और धातुओं को रीसायकल करता है, जिसमें सामग्री पुन: उपयोग दर 90% तक होती है।

सीपीओ (को-पैकेज्ड ऑप्टिक्स) उपकरणों को ऑप्टिकल इंजन और इलेक्ट्रिकल चिप दोनों को एक साथ माउंट करने की आवश्यकता होती है। नए उपकरणों को एकीकृत करने की आवश्यकता है:

• नैनोस्केल अलाइनमेंट मॉड्यूल: ज़ीस लेजर अलाइनमेंट सिस्टम एक इंटरफेरोमीटर के माध्यम से ऑप्टिकल वेवगाइड और सिलिकॉन फोटोनिक चिप्स का सब-माइक्रोन-स्तर संरेखण प्राप्त करता है।
• गैर-संपर्क वेल्डिंग: लेजर-प्रेरित फॉरवर्ड ट्रांसफर (एलआईएफटी) तकनीक फोटोनिक क्रिस्टल घटकों को सटीक रूप से रख सकती है, जिससे यांत्रिक तनाव क्षति से बचा जा सकता है।

इलेक्ट्रॉनिक विनिर्माण के केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के रूप में, एसएमडी मशीनों का तकनीकी विकास सीधे इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के लघुकरण और उच्च प्रदर्शन के बीच की सीमा को परिभाषित करता है। 01005 घटकों की माइक्रोन-स्तर माउंटिंग से लेकर एआई-संचालित बुद्धिमान उत्पादन लाइनों तक, लचीले सब्सट्रेट अनुकूलन से लेकर फोटोइलेक्ट्रिक हाइब्रिड एकीकरण तक, उपकरण नवाचार भौतिक सीमाओं और प्रक्रिया बाधाओं को तोड़ रहा है। हुआवेई और हान्स लेजर जैसे चीनी निर्माताओं द्वारा सटीक गति नियंत्रण और लेजर वेल्डिंग के क्षेत्र में की गई सफलताओं के साथ, वैश्विक एसएमडी उद्योग उच्च परिशुद्धता, उच्च लचीलापन और कम कार्बनकरण की ओर अपनी पुनरावृत्ति में तेजी लाएगा, जो अगली पीढ़ी के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए विनिर्माण आधार तैयार करेगा।