সারফেস মাউন্ট টেকনোলজিতে পিক অ্যান্ড প্লেস প্রসেস (এসএমটি): মূল নীতি, প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ এবং ভবিষ্যত

সারফেস মাউন্ট টেকনোলজিতে পিক অ্যান্ড প্লেস প্রসেস (এসএমটি): মূল নীতি, প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ এবং ভবিষ্যত

বিবর্তন
পরিচিতি
পিক অ্যান্ড প্লেস (সার্ফেস মাউন্ট টেকনোলজি) প্রক্রিয়াটি সারফেস মাউন্ট টেকনোলজির (এসএমটি) মূল লিঙ্ক,যা উচ্চ নির্ভুলতার স্বয়ংক্রিয় সরঞ্জামের মাধ্যমে প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ডে (PCB) নির্দিষ্ট অবস্থানে মাইক্রো ইলেকট্রনিক উপাদানগুলিকে সঠিকভাবে মাউন্ট করেএই প্রক্রিয়াটি সরাসরি ইলেকট্রনিক পণ্যগুলির নির্ভরযোগ্যতা, উৎপাদন দক্ষতা এবং একীকরণের ডিগ্রি নির্ধারণ করে।ইন্টারনেট অব থিংস এবং অটোমোবাইল ইলেকট্রনিক্স, পিক অ্যান্ড প্লেস প্রযুক্তি ক্রমাগত নির্ভুলতা এবং গতির সীমা অতিক্রম করেছে, যা আধুনিক ইলেকট্রনিক্স উত্পাদনের মূল ভিত্তি হয়ে উঠেছে।এই নিবন্ধটি ব্যাপকভাবে যেমন সরঞ্জাম কাঠামো দিক থেকে এই প্রক্রিয়া অপারেশন প্রক্রিয়া এবং উন্নয়ন দিক বিশ্লেষণ করা হবে, কাজের নীতি, মূল প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ এবং ভবিষ্যতের প্রবণতা।

I. পিক অ্যান্ড প্লেস ডিভাইসের মূল কাঠামো এবং কাজের নীতি
পিক অ্যান্ড প্লেস ডিভাইস (পৃষ্ঠ মাউন্ট মেশিন) একাধিক নির্ভুলতা মডিউল দ্বারা সহযোগিতায় কাজ করে এবং এর মূল কাঠামোর মধ্যে রয়েছেঃ

ফিডিং সিস্টেম
ফিডিং সিস্টেমটি টেপ, টিউব বা ট্রেতে থাকা উপাদানগুলিকে ফিডারের মাধ্যমে পিকিং পজিশনে নিয়ে যায়।টেপ ফিডার উপাদান টেমপ্লেট চালানোর জন্য গিয়ার ব্যবহার করে উপাদানগুলির অবিচ্ছিন্ন সরবরাহ নিশ্চিত করতে. কম্পনশীল বাল্ক ফিডার কম্পন ফ্রিকোয়েন্সি দ্বারা খাওয়ানোর ছন্দ সামঞ্জস্য করে (200-400Hz) ।

ভিজ্যুয়াল পজিশনিং সিস্টেম
সারফেস মাউন্ট টেকনোলজি (এসএমটি) প্লেসমেন্ট মেশিনে উচ্চ রেজোলিউশনের ক্যামেরা এবং ইমেজ প্রসেসিং অ্যালগরিদম রয়েছে।পিসিবিতে মার্ক পয়েন্ট এবং উপাদান বৈশিষ্ট্যগুলি সনাক্ত করে (যেমন পিন স্পেসিং এবং মেরুতা চিহ্নিতকরণ), এটি সাব-মাইক্রন পজিশনিং নির্ভুলতা অর্জন করে (±15μm এর নিচে) । উদাহরণস্বরূপ, ফ্লাইট ভিউ সমন্বয় প্রযুক্তি রোবোটিক আর্মের আন্দোলনের সময় উপাদান সনাক্তকরণ সম্পূর্ণ করতে পারে,এবং মাউন্ট গতি 150 পর্যন্ত পৌঁছাতে পারেপ্রতি ঘণ্টায় ৪৮ পয়েন্ট।

মনিটরিং হেড এবং সাকশন ডোজ
স্থাপন মাথা একাধিক শোষণ ডোজ (সাধারণত 2 থেকে 24 শোষণ ডোজ) এর একটি সমান্তরাল নকশা গ্রহণ করে এবং ভ্যাকুয়াম নেতিবাচক চাপের মাধ্যমে উপাদানগুলি শোষণ করে (-70 kpa থেকে -90 kpa) ।বিভিন্ন আকারের উপাদানগুলিকে নির্দিষ্ট শোষণ ডোজগুলির সাথে মিলিত করা দরকার: 0402 উপাদানগুলি 0.3 মিমি ডিপার্চার সহ শোষণ ডোজ ব্যবহার করে, যখন QFP এর মতো বৃহত্তর উপাদানগুলির জন্য 79% দ্বারা শোষণ শক্তি বাড়ানোর জন্য বৃহত্তর শোষণ ডোজ প্রয়োজন।

গতি নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা
এক্স-ওয়াই-জেড থ্রি-অক্সিস সার্ভো ড্রাইভ সিস্টেম, রৈখিক স্লাইড রেলের সাথে একত্রিত হয়ে উচ্চ গতির (≥ 30,000CPH) সুনির্দিষ্ট চলাচল অর্জন করে। উদাহরণস্বরূপ, বড় আকারের উপাদানগুলির ক্ষেত্রে,গতির গতি কমিয়ে আবেগের প্রভাব কমিয়ে আনা হয়, যখন মাইক্রো-কম্পোনেন্টের ক্ষেত্রে, উচ্চ গতির পথ অপ্টিমাইজেশান অ্যালগরিদমটি দক্ষতা বাড়ানোর জন্য গৃহীত হয় 910.

ii. প্রক্রিয়া প্রবাহের মূল প্রযুক্তিগত লিঙ্ক
পিক অ্যান্ড প্লেস প্রক্রিয়াটি ফ্রন্ট-এন্ড এবং ব্যাক-এন্ড প্রক্রিয়াগুলির সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সমন্বয় করা দরকার। মূল পদক্ষেপগুলির মধ্যে রয়েছেঃ

সোল্ডার পেস্ট প্রিন্টিং এবং এসপিআই সনাক্তকরণ
লেজারের স্টিলের জাল দিয়ে পিসিবি প্যাডগুলিতে লেজার পেস্টটি মুদ্রণ করা হয় (একটি খোলার ত্রুটি ≤ 5% সহ) ।স্কিউজি চাপ (3-5kg/cm2) এবং মুদ্রণ গতি (20-50mm/s) সরাসরি লোডার পেস্টের বেধকে প্রভাবিত করে (±15% এর ত্রুটি সহ)মুদ্রণের পর, ভলিউম এবং আকৃতি 3 ডি সোল্ডার পেস্ট পরিদর্শন (এসপিআই) এর মাধ্যমে 410 স্ট্যান্ডার্ড পূরণ করতে নিশ্চিত করা হয়।

উপাদান বাছাই এবং মাউন্ট
স্থাপন মাথাটি ফিডা থেকে উপাদান গ্রহণ করার পরে, ভিজ্যুয়াল সিস্টেম উপাদানগুলির কৌণিক বিচ্যুতি সংশোধন করে (θ অক্ষ ঘূর্ণন ক্ষতিপূরণ) এবং স্থাপন চাপ (0.3-0.5N) সুনির্দিষ্টভাবে নিয়ন্ত্রিত করা প্রয়োজন solder paste collapse এড়াতেউদাহরণস্বরূপ, বিজিএ চিপটি 410, লোডিং প্রভাবটি অনুকূল করার জন্য একটি অতিরিক্ত নিষ্কাশন গর্ত নকশা প্রয়োজন।

রিফ্লো সোল্ডারিং এবং তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ
রিফ্লো সোল্ডারিং ফার্নেস চারটি পর্যায়ে বিভক্তঃ প্রিহিটিং, ডুবানো, রিফ্লো এবং কুলিং।শীর্ষ তাপমাত্রা (235-245 °C সীসা মুক্ত প্রক্রিয়া জন্য) 40-90 সেকেন্ডের জন্য সঠিকভাবে বজায় রাখা প্রয়োজন. ঠান্ডা হারের (4-6°C/s) ব্যবহার করা হয় সোল্ডার জয়েন্টের ভঙ্গুরতা রোধ করতে। গরম বায়ু মোটর গতি (1500-2500rpm) তাপমাত্রা অভিন্নতা (± 5°C) নিশ্চিত করে 410.

গুণমান পরিদর্শন এবং মেরামত
স্বয়ংক্রিয় অপটিক্যাল পরিদর্শন (AOI) মাল্টি-কোণ আলোর উত্সগুলির মাধ্যমে অফসেট এবং মিথ্যা সোল্ডারিংয়ের মতো ত্রুটিগুলি সনাক্ত করে, যার ভুল বিচার হার 1% এরও কম।এক্স-রে পরিদর্শন (এএক্সআই) যেমন BGA হিসাবে লুকানো solder joints অভ্যন্তরীণ ত্রুটি বিশ্লেষণ জন্য ব্যবহৃত হয়. মেরামত প্রক্রিয়া গরম বায়ু বন্দুক এবং ধ্রুবক তাপমাত্রা soldering লোহা ব্যবহার করে। মেরামতের পরে, একটি মাধ্যমিক চুল্লি যাচাই প্রয়োজন।

৩. প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ এবং উদ্ভাবনী সমাধান
প্রযুক্তির পরিপক্কতা সত্ত্বেও, পিক অ্যান্ড প্লেস এখনও নিম্নলিখিত মূল চ্যালেঞ্জগুলির মুখোমুখিঃ

মাইক্রো-কম্পোনেন্টের মাউন্ট নির্ভুলতা
উপাদান ০১০০৫ (০.৪ মিমি × ০.২ মিমি) এর জন্য ±২৫ মাইক্রোমিটারের একটি মাউন্ট নির্ভুলতা প্রয়োজন।ন্যানো স্কেল ইস্পাত জাল (দৈর্ঘ্য ≤50μm) এবং অভিযোজিত ভ্যাকুয়াম শোষণ নল প্রযুক্তি গ্রহণ করা উচিত যাতে উপাদান উড়ে যাওয়া বা বিচ্যুতি রোধ করা যায় 410.

অনিয়মিত উপাদান এবং উচ্চ ঘনত্বের আন্তঃসংযোগ
QFN প্যাকেজিংয়ের জন্য, ইস্পাত জালটি 0.1 মিমি পর্যন্ত পাতলা করা উচিত এবং নিষ্কাশন গর্ত যুক্ত করা উচিত। 3 ডি স্ট্যাকড প্যাকেজিং (যেমন সিআইপি) এর জন্য পৃষ্ঠের মাউন্ট মেশিনকে মাল্টি-স্তর সমন্বয় সমর্থন করতে হবে,এবং লেজার ড্রিলিং নির্ভুলতা 0.1mm 410 কম হতে হবে।

তাপ সংবেদনশীল উপাদানগুলির সুরক্ষা
লেন্সের হলুদ হওয়া রোধ করতে এলইডি-র মতো উপাদানগুলির রিফ্লাক্স সময় ২০% কমিয়ে আনা দরকার।গরম বায়ু ঢালাইতে নাইট্রোজেন সুরক্ষা (অক্সিজেনের পরিমাণ ≤1000ppm) অক্সিডেশন দ্বারা সৃষ্ট মিথ্যা ঢালাই হ্রাস করতে পারে 47.

চতুর্থ. ভবিষ্যতের উন্নয়ন প্রবণতা
বুদ্ধিমত্তা এবং এআই এর সংহতকরণ
কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা AOI সিস্টেমে গভীরভাবে সংহত করা হবে এবং মেশিন লার্নিংয়ের মাধ্যমে ত্রুটি প্যাটার্নগুলি সনাক্ত করা হবে, যা ভুল মূল্যায়নের হারকে 0.5% এরও কম করে দেবে।ভবিষ্যদ্বাণীমূলক রক্ষণাবেক্ষণ ব্যবস্থাগুলি সরঞ্জামগুলির ব্যর্থতার বিষয়ে প্রাথমিক সতর্কতা জারি করতে পারে, যা ডাউনটাইমকে 30% হ্রাস করে410.

উচ্চ নমনীয়তা উত্পাদন
মডুলার সারফেস মাউন্ট টেকনোলজি (এসএমটি) মেশিনটি উৎপাদন কাজের দ্রুত সুইচিং সমর্থন করে এবং এমইএস সিস্টেমের সাথে মিলিয়ে মাল্টি-বৈচিত্র্য এবং ছোট-লট উত্পাদন সক্ষম করে।এজিভি এবং বুদ্ধিমান গুদামজাতকরণ সিস্টেমগুলি উপাদান প্রস্তুতের সময়কে 50% হ্রাস করতে পারে.

সবুজ উৎপাদন প্রযুক্তি
সীসা মুক্ত সোল্ডার (Sn-Ag-Cu খাদ) এবং নিম্ন তাপমাত্রার ঢালাই প্রক্রিয়ার জনপ্রিয়তা শক্তি খরচ ২০% হ্রাস করেছে। জলভিত্তিক পরিষ্কারের উপকরণগুলি জৈব দ্রাবকগুলির প্রতিস্থাপন করে,ভিওসি নির্গমন ৯০% হ্রাস করা310.

ভিন্ন ভিন্ন একীকরণ এবং উন্নত প্যাকেজিং
৫জি এবং এআই চিপগুলির জন্য থ্রিডি-আইসি প্রযুক্তি অতি পাতলা সাবস্ট্রেট (≤0.2 মিমি) এবং উচ্চ নির্ভুলতার স্ট্যাকিং (±5μm) এর দিকে পৃষ্ঠ মাউন্ট প্রযুক্তি (এসএমটি) মেশিনগুলির বিকাশকে চালিত করে,এবং লেজার-সহায়িত স্থানান্তর প্রযুক্তির মূল হবে.

সিদ্ধান্ত
পিক অ্যান্ড প্লেস প্রক্রিয়াটি উচ্চ ঘনত্ব এবং উচ্চ নির্ভরযোগ্যতার দিকে ইলেকট্রনিক উত্পাদনের অগ্রগতিকে অবিচ্ছিন্নভাবে প্রচার করে, যন্ত্রপাতিগুলির সহযোগিতামূলক উদ্ভাবনের মাধ্যমে,বুদ্ধিমান অ্যালগরিদম এবং উপাদান বিজ্ঞানন্যানোস্কেল সাকশন ডোজ থেকে শুরু করে এআই-চালিত সনাক্তকরণ সিস্টেম পর্যন্ত,প্রযুক্তিগত উন্নয়ন কেবল উৎপাদন দক্ষতা বাড়িয়ে তুলতে পারেনি, স্মার্টফোনের মতো উদীয়মান ক্ষেত্রগুলির জন্যও মূল সহায়তা প্রদান করেছে।ভবিষ্যতে, স্মার্ট এবং সবুজ উৎপাদন প্রসারিত হওয়ার সাথে সাথে,এই প্রক্রিয়া ইলেকট্রনিক্স শিল্পের উদ্ভাবনে আরও গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করবে.