बोर्ड कैसे असेंबल होते हैं

असेंबली खाली बोर्ड और रीलों के ढेर को कार्यशील सर्किट में बदलती है। आज अधिकांश घटक सतह-माउंट (SMT, सतह-माउंट प्रौद्योगिकी) हैं: वे बोर्ड सतह पर पैडों पर बैठते हैं। कुछ घटक, आमतौर पर बड़े कनेक्टर, ट्रांसफ़ॉर्मर और शक्ति घटक, के लीड छेदों से जाते हैं (THT, थ्रू-होल प्रौद्योगिकी)। बोर्ड में अक्सर दोनों होते हैं और प्रक्रिया में प्रत्येक के लिए चरण है।

लाइन, एक स्टेशन के बाद दूसरा।

1. प्रिंटर: स्क्वीजी स्टेंसिल द्वारा पैडों पर पेस्ट धकेलता है।
2. पेस्ट निरीक्षण: घटक रखे जाने से पहले कैमरा पेस्ट जांचता है।
3. प्लेसमेंट: नोज़ल प्रत्येक घटक को पेस्ट पर रखता है।
4. रिफ़्लो ओवन: वे क्षेत्र जो बोर्ड को गर्म करते हैं, रखते हैं, सोल्डर पिघलाते हैं और ठंडा करते हैं।
5. ऑप्टिकल निरीक्षण: कैमरा सोल्डर किए बोर्ड को जांचता है।

1. लाइन तैयार करना

कोई बोर्ड बनाए जाने से पहले फ़ैक्टरी:

• जांचती है कि BOM का प्रत्येक घटक मौजूद है और घटक संख्या से मेल खाता है,
• बहुत लंबे समय तक खुले रखे नमी-संवेदनशील घटकों को बेक करती है (नमी अवशोषित करने वाला प्लास्टिक IC रिफ़्लो में गर्म होने पर दरक सकता है),
• रीलों को प्लेसमेंट मशीन पर फ़ीडरों में लोड करती है,
• स्टेंसिल बनाती या लाती है, और
• आपकी प्लेसमेंट फ़ाइल से मशीन प्रोग्राम लोड करती है।

क्या गलत हो सकता है: फ़ीडर में गलत घटक। इसलिए पहला बोर्ड बैच चलने से पहले बारीकी से निरीक्षित होता है (प्रथम-वस्तु निरीक्षण)।

2. सोल्डर पेस्ट छपाई

सोल्डर पेस्ट छोटे सोल्डर गोलों और फ़्लक्स का मिश्रण है, टूथपेस्ट की स्थिरता के साथ। सीसा रहित कार्य के लिए सबसे आम सोल्डर मिश्र धातु टिन-चांदी-कॉपर मिश्र धातु है जिसे SAC305 कहा जाता है। स्टेंसिल, पतली धातु शीट जिसमें आपके पैडों पर छेद हैं, बोर्ड पर रखी जाती है। स्क्वीजी छेदों द्वारा पैडों पर पेस्ट धकेलता है।

क्या गलत हो सकता है: बहुत अधिक पेस्ट पैडों के बीच ब्रिज का कारण बनता है; बहुत कम कमजोर जोड़ या खुले जोड़ देता है। स्टेंसिल मोटाई, खुले भागों का आकार, और स्टेंसिल बोर्ड के विरुद्ध कितनी अच्छी तरह सील करता है, मात्रा तय करते हैं। फ़ाइन-पिच घटकों को बड़े घटकों से पतले स्टेंसिल चाहिए, इसलिए मिश्रित बोर्ड समझौता हैं। कुछ फ़ैक्टरी घटक रखे जाने से पहले प्रत्येक पैड पर पेस्ट मात्रा मापने के लिए सोल्डर पेस्ट निरीक्षण (SPI) मशीन उपयोग करती हैं। देखें निरीक्षण और परीक्षण।

3. प्लेसमेंट

pick-and-place मशीन वैक्यूम नोज़ल से फ़ीडरों से घटक लेती है, कैमरे से जांचती है, और उन्हें पेस्ट पर रखती है, उनकी स्थिति आपकी प्लेसमेंट फ़ाइल द्वारा सेट और फ़िड्युशियल, बोर्ड पर छोटे गोल चिह्न जिन्हें कैमरा खोजता है, उपयोग करके ठीक की गई।

छोटे पैसिव घटक बहुत तेज़ रखे जाते हैं; बड़े या अजीब आकार के घटक, और फ़ाइन-पिच IC, धीरे और अधिक सावधानी से रखे जाते हैं। पेस्ट घटकों को सोल्डरिंग तक जगह पर रखने के लिए पर्याप्त चिपचिपा है।

क्या गलत हो सकता है: घटक 90 या 180 डिग्री घुमा हुआ क्योंकि लाइब्रेरी में footprint अभिविन्यास आपकी प्लेसमेंट फ़ाइल से भिन्न है; घटक गायब क्योंकि वह समाप्त हो गया; टॉम्बस्टोन (नीचे)।

4. रिफ़्लो सोल्डरिंग

बोर्ड कन्वेयर पर रिफ़्लो ओवन से गुजरता है। वह बढ़ते तापमान के क्षेत्रों से गुजरता है:

1. प्रीहीट: बोर्ड को धीरे उठाता है ताकि घटक तापीय झटके से न दरकें।
2. सोक: बोर्ड भर में तापमान बराबर करता है और फ़्लक्स सक्रिय करता है।
3. रिफ़्लो: तापमान सोल्डर के गलनांक (SAC305 के लिए लगभग 217 से 220 °C) से ऊपर उठता है, आमतौर पर थोड़े समय के लिए लगभग 240 से 250 °C तक चरम पर। सोल्डर पिघलता है, पैड और घटक टर्मिनल को गीला करता है, और सतह तनाव घटक को संरेखण में खींचता है।
4. ठंडा करना: सोल्डर जोड़ में जम जाता है।

प्रोफ़ाइल, समय के विरुद्ध तापमान, बोर्ड, उसके घटकों और पेस्ट के लिए सेट है और परीक्षण बोर्ड पर थर्मोकपल माप से जांचा जाता है।

1. प्रीहीट: धीमा उठाव।
2. सोक: तापमान बराबर होता है और फ़्लक्स सक्रिय होता है।
3. रिफ़्लो: थोड़े समय के लिए सोल्डर के गलनांक (डैश रेखा) से ऊपर।
4. चरम: प्रोफ़ाइल का उच्चतम तापमान।
5. ठंडा करना: सोल्डर जोड़ में जम जाता है।

क्या गलत हो सकता है:

• टॉम्बस्टोनिंग: छोटा दो-टर्मिनल घटक एक सिरे पर खड़ा होता है क्योंकि एक पैड दूसरे से पहले गर्म और गीला होता है। असमान पैड आकार या पैडों से असमान कॉपर कनेक्शन सामान्य कारण हैं।
• सोल्डर ब्रिज: बहुत अधिक पेस्ट या बहुत पास पैडों से।
• रिक्तियां: जोड़ में फंसी गैस, जो बड़े तापीय पैडों और BGA के नीचे महत्वपूर्ण है।
• हेड-इन-पिलो: BGA बॉल जो अपने पेस्ट से नहीं मिलता, अक्सर जब बोर्ड या घटक रिफ़्लो के दौरान झुकता है।
• घटक खिसकना या गिरना: दूसरे पक्ष पर भारी घटक दूसरे रिफ़्लो के दौरान गिर सकते हैं यदि पैड क्षेत्र उनके वजन के लिए बहुत छोटा है।

1. अच्छा जोड़: घटक सपाट पड़ता है और सोल्डर दोनों पैडों को गीला करता है।
2. टॉम्बस्टोनिंग: एक पैड पहले गर्म और गीला हुआ, और घटक को उसके सिरे पर खींचा।
3. सोल्डर ब्रिज: सोल्डर दो पड़ोसी पैडों को जोड़ता है।

5. दूसरा पक्ष

यदि दोनों पक्षों पर घटक हैं, बोर्ड लाइन से दो बार गुजरता है। छोटे और हल्के घटकों वाला पक्ष आमतौर पर पहले जाता है।

6. थ्रू-होल घटक

थ्रू-होल घटक हाथ या मशीन द्वारा डाले जाते हैं, फिर इनमें से एक द्वारा सोल्डर होते हैं:

• वेव सोल्डरिंग: बोर्ड का नीचे का भाग पिघले सोल्डर की लहर पर से गुजरता है। कई पिनों के लिए तेज़। नीचे के पक्ष पर सतह-माउंट घटकों को टिकने के लिए चिपकाना या पैलेट में कवर करना पड़ता है। हमारी लाइन सीसा रहित दोहरी-लहर प्रक्रिया उपयोग करती है।
• चयनात्मक सोल्डरिंग: छोटा नोज़ल बोर्ड के शेष को गर्म किए बिना चुने जोड़ों को एक-एक करके सोल्डर करता है। जब बोर्ड के दोनों पक्षों पर घटक हों, या थ्रू-होल के पास गर्मी-संवेदनशील घटक हों, तब उपयोग होता है।
• हाथ सोल्डरिंग: एकल घटकों, पुनः कार्य और कम मात्रा के लिए प्रशिक्षित ऑपरेटर द्वारा।

वेव या हाथ सोल्डरिंग के बाद अतिरिक्त लीड लंबाई काटी जाती है।

7. सफ़ाई

सोल्डरिंग के बाद बचा फ़्लक्स अवशेष कई बोर्डों पर हानिरहित है ("no-clean" फ़्लक्स इसके लिए बनाया गया है)। उच्च वोल्टेज, उच्च प्रतिबाधा या लेप के लिए बोर्ड साफ़ किए जाते हैं, उदाहरण के लिए अल्ट्रासोनिक स्नान में, फ़्लक्स के अनुकूल रसायन के साथ। यदि उत्पाद अवशेष के प्रति संवेदनशील है तो सफ़ाई मांगें।

8. अनुरूप लेप

तैयार बोर्ड पर पतली सुरक्षात्मक पॉलीमर फ़िल्म (एक्रिलिक, सिलिकॉन, पॉलीयूरेथेन या अन्य) छिड़की या डुबोई जा सकती है, उसे नमी, नमक, धूल और रसायनों से बचाने के लिए। कनेक्टर, परीक्षण बिंदु और अन्य क्षेत्र जिन्हें बिना लेप रहना चाहिए, मास्क किए या टाले जाते हैं। लेप बोर्ड की सतह छिपाता है, जो निरीक्षण और बाद का पुनः कार्य कठिन बनाता है। हमारी फ़ैक्टरी मशीन द्वारा चयनात्मक लेप लगाती है।

9. प्रोग्रामिंग और परीक्षण

माइक्रो-नियंत्रक और मेमोरी फ़र्मवेयर से लोड होते हैं, या तो रखने से पहले या सोल्डरिंग के बाद सर्किट में प्रोग्रामिंग कनेक्टर या परीक्षण पैडों द्वारा। कार्यात्मक परीक्षण जांचता है कि बोर्ड काम करता है। देखें निरीक्षण और परीक्षण।

डिज़ाइन करने योग्य बातें

• छोटे दो-टर्मिनल घटकों के लिए समान पैड आकार और समरूप कॉपर कनेक्शन, ताकि वे समान रूप से गर्म हों।
• बोर्ड पर और पैनल पर फ़िड्युशियल। देखें पैनलाइज़ेशन और छोटे बोर्ड।
• नोज़ल, निरीक्षण और पुनः कार्य के लिए घटकों के चारों ओर स्थान।
• स्पष्ट ध्रुवता और पिन-1 चिह्न।
• रिफ़्लो-अनुकूल घटकों का विकल्प: सभी घटक ओवन में नहीं टिकते, और कुछ (कुछ कनेक्टर, कुछ प्रकार के इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर, बैटरी) बाद में जोड़ने पड़ते हैं।

यहाँ ऑर्डर करने पर यह कैसे दिखता है

हमारी फ़ैक्टरी में स्वचालित सोल्डर-पेस्ट छपाई, 10-क्षेत्र रिफ़्लो ओवन, उच्च-गति प्लेसमेंट, सीसा रहित दोहरी-लहर सोल्डरिंग, हाथ पुनः कार्य स्टेशन और चयनात्मक अनुरूप लेप है। साइट द्वारा कौन से असेंबली विकल्प उपलब्ध हैं और उनकी सीमाएं उत्पादन क्षमताएं पृष्ठ पर हैं। एक इंजीनियर प्रत्येक ऑर्डर की पुष्टि करता है और उस घटक के बारे में पूछ सकता है जो रिफ़्लो से नहीं जा सकता, या footprint जो टॉम्बस्टोनिंग को आमंत्रित करता है। अपलोड पर 25 जांचें बोर्ड फ़ाइलों को देखती हैं; वे इन प्रक्रिया दोषों के लिए आपकी असेंबली की समीक्षा नहीं करतीं।