सतह माउंट टेक्नोलॉजी (एसएमटी), आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक निर्माण की मुख्य प्रक्रिया के रूप में, पारंपरिक थ्रू-होल माउंटिंग तकनीक (टीएचटी) की सीमाओं को पूरी तरह से बदल दिया है। सीधे इलेक्ट्रॉनिक घटकों को बिना लीड या छोटे लीड के साथ प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (पीसीबीएस) की सतह पर माउंट करके, एसएमटी इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों का उच्च घनत्व, उच्च प्रदर्शन और लघुकरण प्राप्त करता है। यह लेख प्रक्रिया प्रवाह, तकनीकी लाभ, चुनौतियों और भविष्य के रुझानों जैसे पहलुओं से पीसीबी निर्माण में एसएमटी के अनुप्रयोग का व्यापक विश्लेषण करेगा।
एसएमटी की मुख्य प्रक्रिया में सामग्री तैयार करना, सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग, घटक माउंटिंग, रिफ्लो सोल्डरिंग और निरीक्षण और मरम्मत जैसे चरण शामिल हैं, जिन्हें विशेष रूप से निम्नलिखित प्रमुख लिंक में विभाजित किया जा सकता है:
पीसीबी के पैड पर सोल्डर पेस्ट को सटीक रूप से प्रिंट करने के लिए स्टील मेश और स्क्रीन प्रिंटिंग मशीन का उपयोग करें। सोल्डर पेस्ट की एकरूपता सीधे वेल्डिंग गुणवत्ता को प्रभावित करती है। ऑप्टिकल निरीक्षण (SPI) 136 के माध्यम से बिना प्रिंटिंग या आसंजन सुनिश्चित करना आवश्यक है।
सतह माउंट टेक्नोलॉजी (एसएमटी) प्लेसमेंट मशीन एक उच्च-सटीक विजन सिस्टम और मैकेनिकल आर्म के माध्यम से सोल्डर पेस्ट स्थिति पर सतह माउंट घटकों (एसएमडी) को रखती है। डबल-साइडेड बोर्ड के लिए, ए और बी पक्षों के बीच अंतर करना आवश्यक है, और निर्धारण के लिए विभिन्न पिघलने वाले बिंदु सोल्डर पेस्ट या लाल चिपकने वाले का उपयोग किया जा सकता है 35।
रिफ्लो सोल्डरिंग भट्टी में, सोल्डर पेस्ट प्रीहीटिंग, पिघलने और ठंडा होने के बाद सोल्डर जोड़ बनाता है। तापमान वक्र का सटीक नियंत्रण घटकों को झूठी सोल्डरिंग या थर्मल क्षति से बचने की कुंजी है। 68
वेल्डिंग गुणवत्ता का निरीक्षण स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण (एओआई), एक्स-रे निरीक्षण आदि के माध्यम से किया जाता है, और दोषपूर्ण वेल्ड बिंदुओं की मरम्मत की जाती है। जटिल सर्किटों को अभी भी विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए कार्यात्मक परीक्षणों की आवश्यकता होती है 68।
मिश्रित असेंबली प्रक्रिया (थ्रू-होल घटकों के साथ संयुक्त एसएमटी) के लिए, वेव सोल्डरिंग या मैनुअल सोल्डरिंग को जोड़ा जाना चाहिए, जैसे कि पहले सतह माउंट और फिर थ्रू-होल, या डबल-साइडेड रिफ्लो सोल्डरिंग और वेव सोल्डरिंग का संयोजन। 69
एसएमटी की लोकप्रियता कई पहलुओं में इसके व्यापक लाभों से लाभान्वित होती है:
एसएमडी घटकों का आयतन थ्रू-होल घटकों की तुलना में 60% छोटा है, और उनका वजन 75% कम हो जाता है, जिससे पीसीबी रूटिंग घनत्व में काफी वृद्धि होती है। वे डबल-साइडेड माउंटिंग का समर्थन करते हैं और ड्रिलिंग की आवश्यकता को कम करते हैं 2410।
छोटा लीड डिज़ाइन परजीवी इंडक्शन और कैपेसिटेंस को कम करता है, और सिग्नल ट्रांसमिशन दक्षता में सुधार करता है। सोल्डर जोड़ों की पहली बार पास दर अधिक है, एंटी-वाइब्रेशन प्रदर्शन मजबूत है, और विफलताओं के बीच का औसत समय (एमटीबीएफ) काफी बढ़ जाता है 27।
सामग्री और परिवहन लागत को कम करने के लिए पीसीबी परतों और क्षेत्र की संख्या कम करें; स्वचालित उत्पादन मानव इनपुट को कम करता है, और व्यापक लागत को 30% से 50%410 तक कम किया जा सकता है।
पूरी तरह से स्वचालित प्रक्रिया (जैसे प्लेसमेंट मशीन कई घटकों के अनुकूल होना) उत्पादन तैयारी के समय को छोटा करती है और बड़ी मात्रा में उच्च-दक्षता आउटपुट का समर्थन करती है।
अपने महत्वपूर्ण लाभों के बावजूद, एसएमटी में अभी भी निम्नलिखित तकनीकी सीमाएँ हैं:
सोल्डर जोड़ का आकार अपेक्षाकृत छोटा है और यह बार-बार प्लगिंग और अनप्लगिंग या मजबूत कंपन वातावरण में विफल होने की संभावना है। थ्रू-होल तकनीक के संयोजन में कनेक्शन को मजबूत करना आवश्यक है। 710
उच्च-शक्ति घटकों (जैसे ट्रांसफॉर्मर) में उच्च गर्मी अपव्यय आवश्यकताएं होती हैं और आमतौर पर संयोजन में थ्रू-होल डिजाइनों का उपयोग करने की आवश्यकता होती है, जिससे प्रक्रिया जटिलता 79 बढ़ जाती है।
मल्टी-लेयर पीसीबीएस के लिए इंटरलेयर संरेखण सटीकता आवश्यकताएं अधिक हैं। यदि संरेखण विचलन होता है, तो यह घटक ऑफसेट का कारण बन सकता है और रीवर्क दर 9% तक बढ़ सकती है।
01005 पैकेज और उससे भी छोटे घटकों की लोकप्रियता के साथ, एसएमटी इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के आगे लघुकरण को बढ़ावा देगा, जबकि सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग और माउंटिंग सटीकता की चुनौतियों का समाधान करेगा 810।
कृत्रिम बुद्धिमत्ता और मशीन लर्निंग एओआई सिस्टम की दोष पहचान क्षमता को बढ़ाएंगे, मैनुअल हस्तक्षेप को कम करेंगे और पहचान दक्षता में सुधार करेंगे।
एसएमटी, थ्रू-होल तकनीक और 3डी प्रिंटिंग का संयोजन उच्च शक्ति और जटिल संरचनाओं की आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है, जैसे कि ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स में हाइब्रिड सर्किट बोर्ड का डिज़ाइन 79।
लीड-फ्री सोल्डर और कम तापमान वेल्डिंग प्रक्रियाओं का प्रचार पर्यावरणीय सुरक्षा आवश्यकताओं का जवाब देता है जबकि ऊर्जा की खपत 8% तक कम हो जाती है।
एसएमटी तकनीक, अपनी उच्च दक्षता, उच्च विश्वसनीयता और लागत लाभ के साथ, इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण उद्योग का आधार बन गई है। यांत्रिक शक्ति और गर्मी अपव्यय जैसी चुनौतियों के बावजूद, एसएमटी तकनीकी नवाचार और प्रक्रिया अनुकूलन के माध्यम से इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों को उच्च प्रदर्शन और छोटे आकार की ओर ले जाना जारी रखेगा। भविष्य में, बुद्धिमत्ता और हरियाली इसके मुख्य विकास दिशा-निर्देश होंगे, जो 5जी और इंटरनेट ऑफ थिंग्स जैसे उभरते क्षेत्रों के लिए प्रमुख तकनीकी सहायता प्रदान करेंगे।
