पीसीबी विनिर्माण प्रक्रिया कैसे काम करती है

दौरान कस्टम पीसीबी विनिर्माणइसमें कुछ चरण शामिल हैं पीसीबी विनिर्माण प्रक्रियाइनमें रीफ्लो सोल्डरिंग, ऑप्टिकल इंस्पेक्शन, लेयर अलाइनमेंट, लैमिनेटिंग प्रेस और इलेक्ट्रोप्लेटिंग शामिल हैं। ये सभी चरण पीसीबी के उत्पादन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं और इन्हें अत्यंत सटीकता के साथ संचालित किया जाना चाहिए।

परत संरेखण और ऑप्टिकल निरीक्षण

मुद्रित सर्किट बोर्ड यह सुनिश्चित करने के लिए कई निरीक्षणों और परीक्षणों से गुजरते हैं कि वे अच्छी तरह से काम कर रहे हैं। इन निरीक्षणों में ऑप्टिकल निरीक्षण और स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण शामिल हैं। ऑप्टिकल निरीक्षण दोषों की जांच करता है, जबकि स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण आंतरिक को देखता है पीसीबी की परतें.

ऑप्टिकल निरीक्षण में बोर्ड की स्थिर छवियाँ और वीडियो लेने के लिए कैमरों का उपयोग किया जाता है। फिर इन छवियों की तुलना बोर्ड डिज़ाइन के डेटा से की जाती है ताकि यूनिट की पूरी तस्वीर बनाई जा सके।

AOI में कई PCB दोषों का पता लगाने की क्षमता है, लेकिन यह BGA या किसी अन्य पैकेजिंग के नीचे कनेक्शन का निरीक्षण करने में सक्षम नहीं है। यह ट्रैक की चौड़ाई भी माप सकता है, हालांकि यह आमतौर पर जानने के लिए सबसे उपयोगी चीज नहीं है।

एक्स-रे निरीक्षण उन बोर्डों के लिए सबसे अच्छा काम करता है जो घटकों से घनी तरह से भरे होते हैं। हालांकि, यह निरीक्षण विधि हमेशा बड़े पीसीबी के लिए सबसे अच्छी नहीं होती है। यह महंगा भी हो सकता है।

दूसरी ओर, दृश्य निरीक्षण उतना सटीक नहीं है जितना लगता है। बहुत सारे छोटे घटकों वाले जटिल बोर्डों पर दोषों को देखना मुश्किल है।

एक्स-रे सोल्डर जोड़ों की अधिक विस्तृत जांच करने की अनुमति देते हैं। यह चिप पैकेज वाले बोर्डों के लिए विशेष रूप से उपयोगी है। एक चिप पैकेज नीचे के कनेक्शन को छिपा सकता है, लेकिन एक्स-रे सोल्डर जोड़ों में बुलबुले भी प्रकट कर सकते हैं।

एक्स-रे आपको यह भी बता सकते हैं कि बोर्ड पर कितने घटक चढ़ाए गए हैं। ALT सिस्टम यह निर्धारित करने के लिए भी बहुत बढ़िया हैं कि कितना सोल्डर पेस्ट जमा किया गया है। हालाँकि, एक्स-रे हस्तक्षेप और परिरक्षण से भी ग्रस्त हो सकते हैं।

अगले चरण पर जाने के लिए पीसीबी के डिजाइन को निरीक्षण से गुजरना होगा। इन निरीक्षणों में विद्युत परीक्षण, स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण और ऑप्टिकल पंचिंग शामिल हैं। यदि कोई पीसीबी सभी परीक्षणों में पास हो जाता है, तो वह पीसीबी निर्माण के अंतिम चरण में चला जाता है।

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में एक लेप लगाकर टाँका लगाना

आम तौर पर, रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया का उपयोग बड़े पैमाने पर उत्पादन पीसीबी असेंबली के लिए किया जाता है। इस प्रक्रिया में कई चरण शामिल हैं, जिसमें प्रीहीट और रीफ्लो चरण शामिल हैं। प्रीहीट चरण में पीसीबी को उसके घटकों के सबसे कम विफलता तापमान से लगभग पांच डिग्री सेल्सियस कम तापमान पर ले जाना शामिल है। रीफ्लो चरण में पीसीबी को उच्च तापमान पर ले जाना शामिल है, जो आमतौर पर सोल्डरिंग तापमान से 20 से 40 डिग्री सेल्सियस अधिक होता है। प्रक्रिया नियंत्रित परिस्थितियों में संचालित की जाती है। प्रीहीट चरण का लक्ष्य पीसीबी को लगातार प्री-रीफ्लो तापमान पर लाना है।

रिफ्लो चरण में पीसीबी को 240 से 250 डिग्री सेल्सियस के बीच के तापमान पर गर्म करना शामिल है। यह हवा को गर्म करने के लिए एक इन्फ्रारेड लैंप का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है। रिफ्लो चरण का लक्ष्य सोल्डर जोड़ों को जोड़ना है। इस प्रक्रिया में थर्मल शॉक शामिल नहीं होते हैं और ठोस जोड़ बनते हैं।

रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया में सोल्डर पेस्ट का उपयोग भी शामिल है। पेस्ट में सॉल्वैंट्स के मिश्रण में निलंबित धातु मिश्र धातु होती है। इसकी रियोलॉजी और गुण सोल्डर पैड पर पेस्ट जमाव की गुणवत्ता को प्रभावित करते हैं। पेस्ट की रियोलॉजी धातु कणों की मात्रा और आकार पर निर्भर करती है।

रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया में एक और महत्वपूर्ण चरण थर्मल सोख है। यह पीसीबी बोर्ड का एक छोटा सा क्षेत्र है जिसे एक विशिष्ट तापमान तक गर्म किया जाता है। यहां तापमान महत्वपूर्ण है क्योंकि यह सुनिश्चित करता है कि सभी पीसीबी कार्ड क्षेत्रों को पर्याप्त मात्रा में गर्मी मिल रही है। तापमान धीरे-धीरे बढ़ता है ताकि कोई थर्मल झटके का अनुभव न हो।

रिफ्लो सोल्डरिंग विधि में इन्फ्रारेड लैंप का उपयोग भी शामिल है। यह एक इष्टतम सोल्डरिंग प्रक्रिया को प्राप्त करने के लिए सबसे अच्छी विधि है। गर्मी चालन और विकिरण द्वारा पीसीबी और पेस्ट के माध्यम से यात्रा करती है। यह अतिरिक्त इंटरमेटेलिक गठन को रोकने में भी मदद करता है।

लेमिनेटिंग प्रेस

प्रिंटेड सर्किट बोर्ड लेमिनेटिंग प्रेस उच्च तापमान और उच्च दबाव का उपयोग करके आंतरिक परतों को एक साथ जोड़कर एक बहुपरत पीसीबी बनाते हैं। उनके पास तापमान और दबाव का सटीक नियंत्रण होता है। उन्हें कई तरह के अनुप्रयोगों के लिए अनुकूलित किया जा सकता है।

सबसे पहले, एक तकनीशियन तांबे की पन्नी के ऊपर प्रीप्रेग, जिसे एपॉक्सी रेजिन भी कहा जाता है, डालता है। फिर तांबे की पन्नी को स्टेनलेस स्टील के पैच के बीच में रखा जाता है। इसके बाद, प्रीप्रेग की और शीटें डाली जाती हैं। एक बार जब सभी परतें अपनी जगह पर लग जाती हैं, तो स्टैक को दो घंटे तक 180 टन प्रति वर्ग मीटर के दबाव में रखा जाता है।

दो घंटे के बाद, स्टैक को खोल दिया जाता है, और पैनल को हटा दिया जाता है। ड्रिलिंग से पहले स्टैक को पंजीकरण छेद से सुरक्षित किया जाता है। फिर पीसीबी को ठंडा करने के लिए कोल्ड प्रेस में ले जाया जाता है। अंतिम मल्टीलेयर पीसीबी को ठंडा पानी के परिसंचरण द्वारा ठंडा किया जाता है।

लैमिनेटिंग प्रेस को भाप, तेल या बिजली से गर्म किया जा सकता है। प्रेस को सभी प्रकार के प्रिंटेड सर्किट बोर्ड को प्रोसेस करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। पॉलीयुरेथेन, पॉलिएस्टर और विनाइल सहित कई तरह की सामग्री को लैमिनेट किया जा सकता है। प्रसंस्करण को गति देने के लिए कुछ लैमिनेशन प्रेस को अंदर से ठंडा किया जाता है।

पीसीबी लेमिनेशन प्रेस प्रक्रिया में प्रेसिंग चरण के बाद आकार की मशीनिंग शामिल है। परतों को जोड़ने के लिए प्रेस के सभी तरफ से दबाव डाला जाता है। ये प्रेस अत्यधिक कुशल हैं और इन्हें विभिन्न अनुप्रयोगों को पूरा करने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है।

पीसीबी लेमिनेशन प्रेस को बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए मल्टीलेयर लेमिनेटिंग करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। उन्हें उत्कृष्ट मोटाई एकरूपता प्रदान करने के लिए भी डिज़ाइन किया गया है। आम तौर पर, प्रेस को बिजली या भाप से गर्म किया जाता है और तापमान और दबाव का सटीक नियंत्रण होता है। लेमिनेटिंग प्रक्रिया का उपयोग विभिन्न सामग्रियों के लिए किया जा सकता है, जिसमें कॉपर-क्लैड लेमिनेट भी शामिल है।

विद्युत

इलेक्ट्रोप्लेटिंग के दौरान, धातु की एक पतली परत सब्सट्रेट पर जमा की जाती है। यह धातु कोटिंग कई लाभ प्रदान करती है, जिसमें स्थायित्व और रसायनों के प्रति प्रतिरोध शामिल है। आभूषण निर्माता जैसी कई कंपनियाँ रंग और स्थायित्व को बढ़ाने के लिए इलेक्ट्रोप्लेटिंग पर भरोसा करती हैं।

यह प्रक्रिया आम तौर पर अन्य विनिर्माण प्रक्रियाओं की तुलना में सस्ती होती है। हालाँकि, यह प्रक्रिया जटिल है और अगर श्रमिकों को उचित वेंटिलेशन न मिले तो उन्हें चोट लग सकती है। कुछ श्रमिक हेक्सावेलेंट क्रोमियम के संपर्क में आते हैं, जो एक ऑक्सीडाइज़र है जो स्वास्थ्य के लिए हानिकारक है।

इलेक्ट्रोप्लेटिंग का उपयोग इंजीनियरों द्वारा 3D-मुद्रित भागों को बनाने के लिए भी किया जाता है। ये भाग डिज़ाइन की स्वतंत्रता और अच्छे यांत्रिक गुण प्रदान करते हैं। इसके अलावा, वे हल्के होते हैं और विभिन्न सब्सट्रेट पर मुद्रित किए जा सकते हैं।

इलेक्ट्रोप्लेटिंग ऐप पीसीबी डिज़ाइनरों को डिज़ाइन अपलोड करने और प्रक्रिया का अनुकरण करने की अनुमति देता है। उपयोगकर्ता विभिन्न मापदंडों के प्रभावों का अध्ययन कर सकते हैं, जैसे कि प्लेटिंग दर, मोटाई की एकरूपता और यहां तक ​​कि एपर्चर आयाम। यह विनिर्माण लागत का अनुमान भी प्रदान कर सकता है।

यह एप्लीकेशन पीसीबी डिज़ाइनर को कुछ खास विनिर्देशों को पूरा करने के लिए बाथ के आयामों को संशोधित करने का विकल्प भी प्रदान करता है। यह डिज़ाइनर को एक सिमुलेशन बनाने की अनुमति देता है जिसका उपयोग तांबे के तार चढ़ाना और अन्य मोटाई एकरूपता आवश्यकताओं की अधिकतम दर निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है।

इस प्रक्रिया में बाथ में एनोड और पीसीबी के बीच एक छेद के साथ एक इंसुलेटिंग शील्ड लगाना भी शामिल है। यह न्यूनतम मोटाई भिन्नता सुनिश्चित करने के लिए है।

इलेक्ट्रोप्लेटिंग प्रक्रिया का उपयोग वाहन अनुकूलन व्यवसायों द्वारा अवधारणा वाहनों में कस्टम भागों को जोड़ने के लिए भी किया जाता है। इसका उपयोग तकनीशियनों द्वारा विद्युत कनेक्शन की जाँच करने के लिए भी किया जाता है।

यह ऐप COMSOL Multiphysics संस्करण 5.0 द्वारा संचालित है, जिसमें एक सिमुलेशन मॉड्यूल और एक एप्लिकेशन बिल्डर शामिल है। यह सिमुलेशन विशेषज्ञों को ऐसे ऐप बनाने की अनुमति देता है जिनका उपयोग विनिर्माण प्रक्रिया में इंजीनियरों और तकनीशियनों द्वारा किया जा सकता है।

परीक्षण

अपने PCB निर्माण प्रक्रिया के लिए सही परीक्षण प्रक्रिया चुनना मुश्किल हो सकता है। बहुत सारे कारक आपके उत्पाद की गुणवत्ता को प्रभावित कर सकते हैं। विफलताएँ महंगी और नुकसानदेह हो सकती हैं। लेकिन ऐसे कई परीक्षण हैं जो आपकी निर्माण प्रक्रिया को बेहतर बनाने में आपकी मदद कर सकते हैं।

इन-सर्किट परीक्षण सबसे व्यापक परीक्षण विधियों में से एक है। यह शॉर्ट सर्किट, ओपन सर्किट और गलत जगह पर लगे घटकों जैसे दोषों का पता लगा सकता है। यह यह भी निर्धारित कर सकता है कि बोर्ड सही तरीके से सोल्डर किया गया है या नहीं।

कार्यात्मक परीक्षण यह निर्धारित कर सकता है कि पीसीबी ठीक से और सही तरीके से काम कर रहा है या नहीं। इस प्रकार के परीक्षण का उपयोग आमतौर पर गुणवत्ता नियंत्रण उद्देश्यों के लिए किया जाता है। लेकिन यह शुरुआती विफलताओं का पता नहीं लगा सकता है। वास्तव में, कार्यात्मक परीक्षण के लिए जटिल सॉफ़्टवेयर और प्रोटोकॉल की आवश्यकता हो सकती है।

बर्न-इन परीक्षण एक और गहन परीक्षण विधि है। यह पीसीबी के माध्यम से 48 से 168 घंटों तक लगातार बिजली चलाता है। यह बोर्ड को उसके लिए निर्धारित सीमा से अधिक तनाव में भी डालता है। यह परीक्षण छिपे हुए दोषों का पता लगा सकता है लेकिन इसका उपयोग अन्य परीक्षणों के साथ संयोजन में किया जाना चाहिए।

फ्लाइंग प्रोब टेस्टिंग इन-सर्किट टेस्टिंग की तुलना में कम खर्चीली विधि है। इसमें सर्किट बोर्ड से संपर्क बनाने के लिए कई प्रोब का उपयोग किया जाता है। इससे प्रत्येक परीक्षण में लगने वाला समय भी कम हो जाता है।

स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण (AOI) एक और परीक्षण है जिसमें बोर्ड की उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाली तस्वीरें लेने के लिए कैमरों का उपयोग किया जाता है। फिर इन तस्वीरों की तुलना अच्छे और खराब बोर्ड के डेटाबेस से की जाती है। यह विधि मैन्युअल विज़ुअल निरीक्षण से ज़्यादा सटीक है।

इस परीक्षण का उपयोग छोटे बैच बोर्ड, प्रोटोटाइप और उच्च घटक घनत्व बोर्ड पर किया जा सकता है। AOI का उपयोग उत्पादन प्रक्रिया में समायोजन करने के लिए उत्पादन लाइन के अंत में भी किया जा सकता है।

AOI उत्पादन प्रक्रिया में गुणवत्ता की जांच करने का एक शानदार तरीका है। यह समस्याओं का कारण बनने से पहले समस्याओं की पहचान करने में भी मदद कर सकता है। इसका उपयोग अधिक महंगी परीक्षण प्रक्रियाओं के प्रतिस्थापन के रूप में भी किया जा सकता है