उच्च परिशुद्धता पीसीबी विधानसभा के लिए गुणवत्ता आश्वासन उपाय: अनुप्रयोगों की मांग में विश्वसनीयता सुनिश्चित करना
उच्च-सटीक पीसीबी असेंबली, जिसका उपयोग एयरोस्पेस, चिकित्सा उपकरणों या दूरसंचार में किया जाता है, कड़े प्रदर्शन और सुरक्षा मानकों को पूरा करने के लिए कठोर गुणवत्ता नियंत्रण की मांग करते हैं। इन विधानसभाओं में अक्सर ठीक-पिच घटक, उच्च-परत-गिनती बोर्ड और जटिल इंटरकनेक्ट होते हैं, जो उन्हें मिलाप voids, मिसलिग्न्मेंट या थर्मल तनाव जैसे दोषों के लिए अतिसंवेदनशील बनाते हैं। नीचे डिजाइन, उत्पादन और सत्यापन चरणों में निर्दोष निष्पादन सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण उपाय हैं।
डिजाइन सत्यापन और DFM विश्लेषण: उत्पादन से पहले दोषों को रोकना
प्रारंभिक-चरण डिजाइन सत्यापन उच्च परिशुद्धता पीसीबी में गुणवत्ता के मुद्दों के खिलाफ रक्षा की पहली पंक्ति है। उन्नत विद्युत परीक्षण उपकरण, जैसे सिग्नल अखंडता सिमुलेटर, प्रतिबाधा बेमेल या क्रॉसस्टॉक के लिए उच्च गति के निशान का विश्लेषण करते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि लेआउट आवृत्ति और विलंबता आवश्यकताओं को पूरा करता है। एम्बेडेड घटकों या माइक्रोवियास के साथ बोर्डों के लिए, 3 डी इलेक्ट्रोमैग्नेटिक (ईएम) मॉडलिंग ऑपरेशन के दौरान थर्मल और यांत्रिक तनावों की भविष्यवाणी करता है, कंपन या थर्मल साइकिलिंग के तहत संभावित विफलता बिंदुओं जैसे संभावित विफलता बिंदुओं की पहचान करता है।
मैन्युफैक्चरबिलिटी (DFM) दिशानिर्देशों के लिए डिज़ाइन उच्च-सटीक बाधाओं के अनुरूप हैं। घटक प्लेसमेंट नियम निरीक्षण और पुनर्मिलन के लिए पहुंच को प्राथमिकता देते हैं, महत्वपूर्ण भागों (जैसे, बीजीएएस या क्यूएफएन) के साथ बोर्ड सेंटर के पास तैनात रिफ्लो के दौरान युद्ध को कम करने के लिए। पैड ज्यामिति को सोल्डरबिलिटी के लिए अनुकूलित किया जाता है: 0201-आकार के प्रतिरोधों के लिए, पैड सोल्डर वॉल्यूम को संतुलित करने और कब्रों को रोकने के लिए एक डॉग-बोन आकार की सुविधा दे सकते हैं, जबकि बीजीए पैड संयुक्त विश्वसनीयता को बढ़ाने के लिए गैर-सैनिक मास्क परिभाषित (एनएसएमडी) डिजाइन को शामिल करते हैं। DFM सॉफ्टवेयर स्वचालित रूप से उल्लंघन को झंडे देता है, जैसे कि उच्च-वोल्टेज निशान और आसन्न घटकों के बीच अपर्याप्त निकासी, प्रोटोटाइप से पहले डिजाइन संशोधन को प्रेरित करता है।
थर्मल प्रबंधन सिमुलेशन उच्च-शक्ति या उच्च घनत्व विधानसभाओं के लिए अपरिहार्य हैं। कम्प्यूटेशनल फ्लुइड डायनेमिक्स (CFD) टूल्स मॉडल एयरफ्लो और पूरे बोर्ड में गर्मी अपव्यय, थर्मल VIAS, हीटसिंक या एम्बेडेड कॉपर विमानों के प्लेसमेंट का मार्गदर्शन करते हुए। उदाहरण के लिए, कई पावर ट्रांजिस्टर के साथ एक बोर्ड को आंतरिक तांबे की परत के लिए गर्मी का संचालन करने के लिए प्रत्येक घटक के नीचे थर्मल VIAS को थर्मल vias की आवश्यकता हो सकती है, जो स्थानीयकृत ओवरहीटिंग को रोकती है जो सोल्डर जोड़ों या क्षति घटकों को नीचा कर सकता है।
प्रक्रिया नियंत्रण और वास्तविक समय की निगरानी: विधानसभा के दौरान स्थिरता बनाए रखना
उच्च-सटीक पीसीबी असेंबली परिवर्तनशीलता को कम करने के लिए कसकर नियंत्रित प्रक्रियाओं पर निर्भर करती है। मिलाप पेस्ट प्रिंटिंग मशीनें लेजर-कट स्टेंसिल का उपयोग इलेक्ट्रोपोलिश्ड सतहों के साथ करती हैं ताकि लगातार पेस्ट डिपॉजिट वॉल्यूम सुनिश्चित किया जा सके, जो कि 0.3 मिमी-पिच बीजीए जैसे ठीक-पिच घटकों के लिए महत्वपूर्ण है। रियल-टाइम सोल्डर पेस्ट इंस्पेक्शन (एसपीआई) सिस्टम प्रत्येक पैड पर पेस्ट ऊंचाई, क्षेत्र और वॉल्यूम को मापने के लिए 3 डी कैमरों को नियुक्त करते हैं, लक्ष्य मूल्य के ± 10% से परे विचलन के साथ बोर्ड को अस्वीकार करते हैं। यह मिलाप पुल या अपर्याप्त भरण को रोकता है, जो उच्च घनत्व वाली विधानसभाओं में आम हैं।
घटक प्लेसमेंट मशीनें टांका लगाने से पहले संरेखण और अभिविन्यास को सत्यापित करने के लिए उच्च-रिज़ॉल्यूशन विज़न सिस्टम को एकीकृत करती हैं। 0.25 मिमी बॉल पिच के साथ माइक्रो-बीजीए पैकेजों के लिए, मशीनें वास्तविक समय में प्लेसमेंट ऑफसेट को समायोजित करने के लिए उप-पिक्सेल सटीकता का उपयोग करती हैं, पीसीबी वारिंग या स्टैंसिल मिसग्रेटेशन की भरपाई करती हैं। प्लेसमेंट के दौरान, एडजस्टेबल सक्शन फोर्स के साथ वैक्यूम नोजल नाजुक घटकों (जैसे, 01005-आकार के कैपेसिटर) को नुकसान पहुंचाए बिना संभालते हैं, जबकि फिड्यूशियल मार्क मान्यता बोर्ड भर में वैश्विक संरेखण सुनिश्चित करती है।
रिफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल को उच्च-सटीक विधानसभाओं के लिए सावधानीपूर्वक कैलिब्रेट किया जाता है। लीड-फ्री सोल्डर्स (जैसे, एसएन-एजी-सीयू मिश्र) को दोषों से बचने के लिए सटीक समय-तापमान घटता की आवश्यकता होती है: सोख जोन (150-180 डिग्री सेल्सियस) को फ्लक्स को बहुत जल्दी वाष्पशील किए बिना सक्रिय करना चाहिए, जबकि रिफ्लो पीक (240-250 डिग्री सेल्सियस) को पीसीबी लैमिनेट्स के ग्लास ट्रांजेशन तापमान से नीचे रहना चाहिए। रिफ्लो ओवन में नाइट्रोजन निष्क्रियता ऑक्सीकरण को कम कर देती है, नो-क्लीन प्रक्रियाओं के लिए गीला करने में सुधार करती है और बीजीए जोड़ों में voids को कम करती है, जो बाद में एक्स-रे निरीक्षण के माध्यम से पाए जाते हैं।
पोस्ट-असेंबली सत्यापन: परिनियोजन से पहले छिपे हुए दोषों का पता लगाना
स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण (AOI) पोस्ट-रिफ्लो गुणवत्ता जांच के लिए एक प्राथमिक उपकरण है। उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाले कैमरे पीसीबी के दोनों किनारों को स्कैन करते हैं, जो पुलों की पहचान करने के लिए एक सुनहरे टेम्पलेट से मिलाप संयुक्त आकृतियों की तुलना करते हैं, अपर्याप्त भराव, या लीड को उठा लेते हैं। फाइन-पिच घटकों के लिए, एओआई सिस्टम सोल्डर पट्टिका आकृति को उजागर करने के लिए कोणीय प्रकाश व्यवस्था का उपयोग करते हैं, स्वीकार्य और दोषपूर्ण जोड़ों के बीच अंतर> 99% सटीकता के साथ। कुछ सिस्टम बम के खिलाफ क्रॉस-रेफरेंसिंग द्वारा घटक ध्रुवीयता त्रुटियों या लापता भागों का भी पता लगाते हैं।
उच्च परिशुद्धता विधानसभाओं में छिपे हुए कनेक्शन को सत्यापित करने के लिए एक्स-रे निरीक्षण आवश्यक है। BGAS, CSPs, और SMT घटकों के नीचे-होल VIAS थ्रू-होल VIAS को voids, Misaligned गेंदों, या अपूर्ण गीला करने के लिए गैर-विनाशकारी मूल्यांकन की आवश्यकता होती है। उन्नत एक्स-रे सिस्टम सोल्डर जोड़ों के 3 डी मॉडल उत्पन्न करने के लिए गणना टोमोग्राफी (सीटी) का उपयोग करते हैं, शून्य प्रतिशत (जैसे, महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए 25%) की मात्रा निर्धारित करते हैं और माइक्रोन-लेवल सटीकता के साथ बॉल-टू-पैड ऑफसेट को मापते हैं। यह यांत्रिक तनाव या थर्मल साइकिलिंग के साथ वातावरण में विश्वसनीयता सुनिश्चित करता है।
पर्यावरणीय तनाव परीक्षण (ईएसटी) वास्तविक दुनिया की स्थितियों का अनुकरण करके दीर्घकालिक स्थायित्व को मान्य करता है। थर्मल साइक्लिंग परीक्षण (जैसे, -40 ° C से +125 ° C से 1,000 चक्र के लिए) विधानसभा को बार -बार विस्तार और संकुचन के लिए उजागर करते हैं, जो कि डिलैमिनेशन या मिलाप संयुक्त थकान का पता लगाते हैं। कंपन परीक्षण (जैसे, 20-2,000 हर्ट्ज 20 ग्राम पर) ढीले घटकों या टूटे हुए निशान की पहचान करता है, जबकि नमी परीक्षण (168 घंटे के लिए 85 ° C/85% RH) नमी-संवेदनशील क्षेत्रों में जंग या रिसाव धाराओं के लिए जाँच करता है। इन परीक्षणों को पारित करने से विधानसभा की पुष्टि होती है कि इसके इच्छित आवेदन के लिए विश्वसनीयता लक्ष्यों को पूरा करता है।
डिजाइन सत्यापन, प्रक्रिया नियंत्रण और पोस्ट-असेंबली परीक्षण को एकीकृत करके, निर्माता उच्च परिशुद्धता पीसीबी असेंबली सुनिश्चित करते हैं जो मिशन-महत्वपूर्ण प्रणालियों में लगातार प्रदर्शन प्रदान करते हैं। ये उपाय फाइन-पिच घटकों, उच्च-परत-गिनती बोर्डों की अनूठी चुनौतियों और परिचालन वातावरण की मांग को संबोधित करते हैं, जो उन्नत इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण में गुणवत्ता के लिए एक बेंचमार्क सेट करते हैं।
