एक पूर्ण पीसीबीए मदरबोर्ड का उत्पादन आम तौर पर चार मुख्य चरणों में विभाजित होता हैःआने वाली सामग्री का निरीक्षण और तैयारी,एसएमटी विधानसभा,डीआईपी सम्मिलन, औरपरीक्षण और पोस्ट-प्रोसेसिंगनीचे प्रत्येक चरण का विस्तृत विवरण दिया गया है, जिसमें प्रक्रिया चरण और आवश्यक उपकरण शामिल हैं।
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उत्पादन शुरू होने से पहले, सभी कच्चे माल का सख्ती से निरीक्षण और तैयार किया जाना चाहिए। यह पहला गुणवत्ता नियंत्रण बिंदु है।
प्रक्रिया चरण:
नंगे पीसीबी बोर्ड का निरीक्षण: आयामों, परतों की संख्या, तांबे की मोटाई, सिल्कस्क्रीन, सोल्डर मास्क की जाँच करें, और खुले/शॉर्ट सर्किट, खरोंच या ऑक्सीकरण जैसे दोषों की तलाश करें।
इलेक्ट्रॉनिक घटक निरीक्षण: भाग संख्याओं, विनिर्देशों, मात्राओं और पैकेज प्रकारों की जांच करें; ऑक्सीकरण या क्षति के लिए लीड की जांच करें।
सोल्डर पेस्ट और सहायक सामग्री की तैयारी: पेस्ट के प्रकार, चिपचिपाहट और समाप्ति तिथि की जाँच करें; आवश्यकतानुसार पिघलना और हलचल करना।
आवश्यक उपकरण:
निरीक्षण उपकरण: मल्टीमीटर, एलसीआर पुल, माइक्रोस्कोप, दृश्य निरीक्षण स्टेशन।
भंडारण: नमी प्रतिरोधी अलमारियाँ (नमी के प्रति संवेदनशील उपकरणों के लिए)
एसएमटी पीसीबीए उत्पादन का मूल है, जहां अधिकांश सतह-माउंट घटकों को इकट्ठा किया जाता है। बुनियादी प्रवाह हैःसोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग → एसपीआई निरीक्षण → घटक प्लेसमेंट → रिफ्लो सोल्डरिंग → एओआई निरीक्षण.
| कदम | प्रक्रिया | उपकरण | प्रमुख बिंदु |
|---|---|---|---|
| 1लोड करना | उत्पादन लाइन में स्वचालित रूप से नंगे पीसीबी खिलाएं। | लोडर | स्वचालित हस्तांतरण, अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम प्रक्रियाओं को जोड़ता है। |
| 2. सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग | पीसीबी पैड पर स्टेंसिल के माध्यम से सोल्डर पेस्ट प्रिंट करें। | ऑटोमैटिक सोल्डर पेस्ट प्रिंटर | मुद्रण की सटीकता सीधे प्लेसमेंट की गुणवत्ता को प्रभावित करती है; अधिकांश एसएमटी दोष यहां से उत्पन्न होते हैं। |
| 3एसपीआई (सोल्डर पेस्ट निरीक्षण) | पेस्ट की मोटाई, आयतन, क्षेत्रफल और संरेखण की जाँच करें। | सोल्डर पेस्ट निरीक्षक (एसपीआई) | 3डी एसपीआई अधिक व्यापक डेटा प्रदान करता है और गुणवत्ता नियंत्रण के लिए महत्वपूर्ण है। |
| 4. घटक स्थान | भागों को वैक्यूम नोजल के साथ उठाएं और उन्हें निर्देशांक फ़ाइल के अनुसार पेस्ट-डिपॉजिटेड पैड पर रखें। | उच्च-गति माउंटर(छोटे निष्क्रियों के लिए जैसे प्रतिरोधक/संधारित्र) मल्टी-फंक्शन माउंटर(आईसी के लिए, विषम रूप के घटक) |
प्लेसमेंट सटीकता आमतौर पर ≤ ±0.05 मिमी की आवश्यकता होती है। |
| 5. रिफ्लो सोल्डरिंग | पीसीबी को पूर्व-गर्म, भिगोने, पुनः प्रवाह और ठंडा करने वाले क्षेत्रों के साथ एक रिफ्लो ओवन के माध्यम से पारित करें ताकि पेस्ट को पिघलाया जा सके और विश्वसनीय सोल्डर जोड़ों का गठन हो सके। | रिफ्लो ओवन | मूत्र, ठंडे जोड़ों और ब्रिजिंग को रोकने के लिए तापमान प्रोफाइल महत्वपूर्ण है। |
| 6. एओआई (स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण) | लोडर जोड़ों की गुणवत्ता (जैसे, विसर्जन, शॉर्ट्स, अपर्याप्त पेस्ट, गलत संरेखण) का निरीक्षण करने के लिए छवि तुलना का उपयोग करें और अनुपलब्ध या गलत घटकों की जांच करें। | स्वचालित ऑप्टिकल इंस्पेक्टर (AOI) | तेजी से दिखाई देने वाले सोल्डरिंग और प्लेसमेंट दोषों की पहचान करता है। |
| 7एक्स-रे निरीक्षण | छिपे हुए मिलाप जोड़ों (बीजीए, क्यूएफएन, आदि) वाले घटकों के लिए, मिलाप गेंदों के अंदर खोखलेपन, दरारें और ब्रिजिंग की जांच करें। | एक्स-रे निरीक्षण प्रणाली | उच्च घनत्व या उच्च विश्वसनीयता वाले उत्पादों के लिए अनिवार्य। |
इस चरण में थ्रू-होल घटकों (बड़े इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर, कनेक्टर, ट्रांसफार्मर आदि) को इकट्ठा किया जाता है जिन्हें एसएमटी द्वारा नहीं रखा जा सकता है।
| कदम | प्रक्रिया | उपकरण | प्रमुख बिंदु |
|---|---|---|---|
| 1. घटक पूर्व-संरचना | बीओएम के आधार पर, घटक के तारों को पूर्व-आकार देने के लिए ढालने वाले उपकरण का उपयोग करें, पीसीबी छेद की स्थिति से मेल खाने के लिए पिच और कोण को समायोजित करें। | स्वचालित रेडियल लीड फोर्मर,ट्रांजिस्टर पूर्व,टेप-फीड मोल्डिंग मशीन | सहज सम्मिलन सुनिश्चित करता है। |
| 2सम्मिलन | पीसीबी पर संबंधित छेदों में पूर्व-निर्मित घटक के तार डालें। | स्वचालित सम्मिलन मशीन (एआई)(सामान्य घटकों के लिए) मैनुअल असेंबली लाइन(असमान आकार या कम मात्रा वाले भागों के लिए) |
मैन्युअल रूप से डालने के लिए कुशल ऑपरेटरों की आवश्यकता होती है। |
| 3. तरंगों के लिए मिलाप | फ्लक्स लागू करने और प्रीहीटिंग के बाद, पीसीबी सभी थ्रू-होल जोड़ों की मिलाप को पूरा करने के लिए पिघले हुए मिलाप की एक लहर से गुजरता है। | वेव सोल्डरिंग मशीन | प्रमुख मापदंडः मिलाप का तापमान (~260-265°C), कन्वेयर कोण, प्रवाह छिड़काव मात्रा। |
| 4. सीसा काटना | अतिरिक्त लीड लंबाई को आवश्यक आयाम तक काट लें। | स्वचालित लीड ट्रिमर | बहुत लंबे तारों के कारण शॉर्ट सर्किट को रोकता है। |
| 5. हाथ से टच-अप | उन घटकों के लिए जिन्हें वेव सोल्डरिंग से पूरी तरह से सोल्ड नहीं किया जा सकता है, या बाद में पाए गए दोषपूर्ण जोड़ों के लिए, मरम्मत के लिए मैन्युअल सोल्डरिंग का उपयोग करें। | हाथ से मिलाप करने के उपकरण(सोल्डरिंग आयरन, गर्म हवा स्टेशन आदि) | एसएमटी और डीआईपी दोनों से अवशिष्ट दोषों को ठीक करता है। |
पीसीबीए को मिलाप के बाद कठोर परीक्षण और परिष्करण से गुजरना चाहिए ताकि विद्युत प्रदर्शन और दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित हो सके।
प्रक्रिया चरण:
सफाई: प्रवाह अवशेषों, मिलाप गेंदों और प्रदूषकों को हटाने के लिए सफाई उपकरण का उपयोग करें (वैकल्पिक, लेकिन उच्च विश्वसनीयता वाले उत्पादों के लिए आवश्यक है) ।
फर्मवेयर प्रोग्रामिंग: पीसीबी पर मुख्य नियंत्रक में फर्मवेयर प्रोग्राम करें।
आईसीटी (इन-सर्किट टेस्ट): चाकू के बिस्तर या फ्लाइंग-सोंड परीक्षक का उपयोग शॉर्ट्स/ओपन की जांच करने और प्रतिरोधकों, कैपेसिटरों आदि के बुनियादी मापदंडों को मापने के लिए करें।
एफसीटी (फंक्शनल टेस्ट): पीसीबीए को चालू करके और समग्र कार्यक्षमता को सत्यापित करने के लिए इनपुट सिग्नल लागू करके वास्तविक कार्य परिस्थितियों का अनुकरण करें।
बर्न-इन/एजिंग टेस्ट: पीसीबीए को निर्दिष्ट परिस्थितियों (जैसे, उच्च तापमान) में लम्बी अवधि (जैसे, 24-72 घंटे) के लिए चलाएं ताकि प्रारंभिक विफलताओं की जांच की जा सके।
अनुरूप कोटिंग: पीसीबीए सतह पर नमी, धूल और नमक छिड़काव प्रतिरोध में सुधार के लिए एक सुरक्षात्मक परत (पॉलीयूरेथेन, सिलिकॉन, आदि) छिड़कें। (वैकल्पिक; बाहरी या कठोर वातावरण उपकरणों के लिए उपयोग किया जाता है)
आवश्यक उपकरण:
सफाई प्रणालीअल्ट्रासोनिक क्लीनर, स्प्रे-इन-लाइन वाशर
प्रोग्रामर: ऑफलाइन या इन-सिस्टम प्रोग्रामर।
आईसीटी परीक्षक: नाखूनों के बिस्तर के लिए फिटिंग के साथ, बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त।
एफसीटी परीक्षक: आम तौर पर विशिष्ट उत्पाद के लिए कस्टम-निर्मित फिक्स्चर और सॉफ्टवेयर की आवश्यकता होती है।
बर्न-इन/एजिंग ओवन: लोड के तहत लंबे समय तक, उच्च तापमान/नमी परीक्षण के लिए।
अनुरूप कोटिंग उपकरण: स्वचालित स्प्रे कोटिंग मशीनें, सख्त ओवन।
मुख्य उत्पादन उपकरण के अतिरिक्त, एक पूर्ण पीसीबीए लाइन के लिए निम्नलिखित की भी आवश्यकता होती हैः
कन्वेयर / ट्रांसफर सिस्टम:बफर कन्वेयर, किनारे-रेल विस्तारक- व्यक्तिगत मशीनों को जोड़ना और स्वचालित लाइन के साथ पीसीबी हस्तांतरण को सुनिश्चित करना।
पुनर्मिलन स्टेशन:बीजीए पुनर्मिलन स्टेशनBGA चिप्स को अनसोल्ड करने और फिर से बॉल करने/फिर से सोल्ड करने के लिए प्रयोग किया जाता है।
निदान उपकरण:ऑसिलोस्कोप, मल्टीमीटर, थर्मल इमेजरअनुसंधान एवं विकास डिबगिंग और गहन दोष विश्लेषण के लिए।
व्यापक रूप से इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑटोमोबाइल इलेक्ट्रॉनिक्स, संचार उपकरण, एयरोस्पेस, चिकित्सा उपकरण, एलईडी लैंप, कंप्यूटर और परिधीय, स्मार्ट होम में उपयोग किया जाता है,स्मार्ट रसद, लघु और उच्च शक्ति अनुपात वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरण।
एक पूर्ण पीसीबीए मदरबोर्ड का उत्पादन आम तौर पर चार मुख्य चरणों में विभाजित होता हैःआने वाली सामग्री का निरीक्षण और तैयारी,एसएमटी विधानसभा,डीआईपी सम्मिलन, औरपरीक्षण और पोस्ट-प्रोसेसिंगनीचे प्रत्येक चरण का विस्तृत विवरण दिया गया है, जिसमें प्रक्रिया चरण और आवश्यक उपकरण शामिल हैं।
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उत्पादन शुरू होने से पहले, सभी कच्चे माल का सख्ती से निरीक्षण और तैयार किया जाना चाहिए। यह पहला गुणवत्ता नियंत्रण बिंदु है।
प्रक्रिया चरण:
नंगे पीसीबी बोर्ड का निरीक्षण: आयामों, परतों की संख्या, तांबे की मोटाई, सिल्कस्क्रीन, सोल्डर मास्क की जाँच करें, और खुले/शॉर्ट सर्किट, खरोंच या ऑक्सीकरण जैसे दोषों की तलाश करें।
इलेक्ट्रॉनिक घटक निरीक्षण: भाग संख्याओं, विनिर्देशों, मात्राओं और पैकेज प्रकारों की जांच करें; ऑक्सीकरण या क्षति के लिए लीड की जांच करें।
सोल्डर पेस्ट और सहायक सामग्री की तैयारी: पेस्ट के प्रकार, चिपचिपाहट और समाप्ति तिथि की जाँच करें; आवश्यकतानुसार पिघलना और हलचल करना।
आवश्यक उपकरण:
निरीक्षण उपकरण: मल्टीमीटर, एलसीआर पुल, माइक्रोस्कोप, दृश्य निरीक्षण स्टेशन।
भंडारण: नमी प्रतिरोधी अलमारियाँ (नमी के प्रति संवेदनशील उपकरणों के लिए)
एसएमटी पीसीबीए उत्पादन का मूल है, जहां अधिकांश सतह-माउंट घटकों को इकट्ठा किया जाता है। बुनियादी प्रवाह हैःसोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग → एसपीआई निरीक्षण → घटक प्लेसमेंट → रिफ्लो सोल्डरिंग → एओआई निरीक्षण.
| कदम | प्रक्रिया | उपकरण | प्रमुख बिंदु |
|---|---|---|---|
| 1लोड करना | उत्पादन लाइन में स्वचालित रूप से नंगे पीसीबी खिलाएं। | लोडर | स्वचालित हस्तांतरण, अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम प्रक्रियाओं को जोड़ता है। |
| 2. सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग | पीसीबी पैड पर स्टेंसिल के माध्यम से सोल्डर पेस्ट प्रिंट करें। | ऑटोमैटिक सोल्डर पेस्ट प्रिंटर | मुद्रण की सटीकता सीधे प्लेसमेंट की गुणवत्ता को प्रभावित करती है; अधिकांश एसएमटी दोष यहां से उत्पन्न होते हैं। |
| 3एसपीआई (सोल्डर पेस्ट निरीक्षण) | पेस्ट की मोटाई, आयतन, क्षेत्रफल और संरेखण की जाँच करें। | सोल्डर पेस्ट निरीक्षक (एसपीआई) | 3डी एसपीआई अधिक व्यापक डेटा प्रदान करता है और गुणवत्ता नियंत्रण के लिए महत्वपूर्ण है। |
| 4. घटक स्थान | भागों को वैक्यूम नोजल के साथ उठाएं और उन्हें निर्देशांक फ़ाइल के अनुसार पेस्ट-डिपॉजिटेड पैड पर रखें। | उच्च-गति माउंटर(छोटे निष्क्रियों के लिए जैसे प्रतिरोधक/संधारित्र) मल्टी-फंक्शन माउंटर(आईसी के लिए, विषम रूप के घटक) |
प्लेसमेंट सटीकता आमतौर पर ≤ ±0.05 मिमी की आवश्यकता होती है। |
| 5. रिफ्लो सोल्डरिंग | पीसीबी को पूर्व-गर्म, भिगोने, पुनः प्रवाह और ठंडा करने वाले क्षेत्रों के साथ एक रिफ्लो ओवन के माध्यम से पारित करें ताकि पेस्ट को पिघलाया जा सके और विश्वसनीय सोल्डर जोड़ों का गठन हो सके। | रिफ्लो ओवन | मूत्र, ठंडे जोड़ों और ब्रिजिंग को रोकने के लिए तापमान प्रोफाइल महत्वपूर्ण है। |
| 6. एओआई (स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण) | लोडर जोड़ों की गुणवत्ता (जैसे, विसर्जन, शॉर्ट्स, अपर्याप्त पेस्ट, गलत संरेखण) का निरीक्षण करने के लिए छवि तुलना का उपयोग करें और अनुपलब्ध या गलत घटकों की जांच करें। | स्वचालित ऑप्टिकल इंस्पेक्टर (AOI) | तेजी से दिखाई देने वाले सोल्डरिंग और प्लेसमेंट दोषों की पहचान करता है। |
| 7एक्स-रे निरीक्षण | छिपे हुए मिलाप जोड़ों (बीजीए, क्यूएफएन, आदि) वाले घटकों के लिए, मिलाप गेंदों के अंदर खोखलेपन, दरारें और ब्रिजिंग की जांच करें। | एक्स-रे निरीक्षण प्रणाली | उच्च घनत्व या उच्च विश्वसनीयता वाले उत्पादों के लिए अनिवार्य। |
इस चरण में थ्रू-होल घटकों (बड़े इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर, कनेक्टर, ट्रांसफार्मर आदि) को इकट्ठा किया जाता है जिन्हें एसएमटी द्वारा नहीं रखा जा सकता है।
| कदम | प्रक्रिया | उपकरण | प्रमुख बिंदु |
|---|---|---|---|
| 1. घटक पूर्व-संरचना | बीओएम के आधार पर, घटक के तारों को पूर्व-आकार देने के लिए ढालने वाले उपकरण का उपयोग करें, पीसीबी छेद की स्थिति से मेल खाने के लिए पिच और कोण को समायोजित करें। | स्वचालित रेडियल लीड फोर्मर,ट्रांजिस्टर पूर्व,टेप-फीड मोल्डिंग मशीन | सहज सम्मिलन सुनिश्चित करता है। |
| 2सम्मिलन | पीसीबी पर संबंधित छेदों में पूर्व-निर्मित घटक के तार डालें। | स्वचालित सम्मिलन मशीन (एआई)(सामान्य घटकों के लिए) मैनुअल असेंबली लाइन(असमान आकार या कम मात्रा वाले भागों के लिए) |
मैन्युअल रूप से डालने के लिए कुशल ऑपरेटरों की आवश्यकता होती है। |
| 3. तरंगों के लिए मिलाप | फ्लक्स लागू करने और प्रीहीटिंग के बाद, पीसीबी सभी थ्रू-होल जोड़ों की मिलाप को पूरा करने के लिए पिघले हुए मिलाप की एक लहर से गुजरता है। | वेव सोल्डरिंग मशीन | प्रमुख मापदंडः मिलाप का तापमान (~260-265°C), कन्वेयर कोण, प्रवाह छिड़काव मात्रा। |
| 4. सीसा काटना | अतिरिक्त लीड लंबाई को आवश्यक आयाम तक काट लें। | स्वचालित लीड ट्रिमर | बहुत लंबे तारों के कारण शॉर्ट सर्किट को रोकता है। |
| 5. हाथ से टच-अप | उन घटकों के लिए जिन्हें वेव सोल्डरिंग से पूरी तरह से सोल्ड नहीं किया जा सकता है, या बाद में पाए गए दोषपूर्ण जोड़ों के लिए, मरम्मत के लिए मैन्युअल सोल्डरिंग का उपयोग करें। | हाथ से मिलाप करने के उपकरण(सोल्डरिंग आयरन, गर्म हवा स्टेशन आदि) | एसएमटी और डीआईपी दोनों से अवशिष्ट दोषों को ठीक करता है। |
पीसीबीए को मिलाप के बाद कठोर परीक्षण और परिष्करण से गुजरना चाहिए ताकि विद्युत प्रदर्शन और दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित हो सके।
प्रक्रिया चरण:
सफाई: प्रवाह अवशेषों, मिलाप गेंदों और प्रदूषकों को हटाने के लिए सफाई उपकरण का उपयोग करें (वैकल्पिक, लेकिन उच्च विश्वसनीयता वाले उत्पादों के लिए आवश्यक है) ।
फर्मवेयर प्रोग्रामिंग: पीसीबी पर मुख्य नियंत्रक में फर्मवेयर प्रोग्राम करें।
आईसीटी (इन-सर्किट टेस्ट): चाकू के बिस्तर या फ्लाइंग-सोंड परीक्षक का उपयोग शॉर्ट्स/ओपन की जांच करने और प्रतिरोधकों, कैपेसिटरों आदि के बुनियादी मापदंडों को मापने के लिए करें।
एफसीटी (फंक्शनल टेस्ट): पीसीबीए को चालू करके और समग्र कार्यक्षमता को सत्यापित करने के लिए इनपुट सिग्नल लागू करके वास्तविक कार्य परिस्थितियों का अनुकरण करें।
बर्न-इन/एजिंग टेस्ट: पीसीबीए को निर्दिष्ट परिस्थितियों (जैसे, उच्च तापमान) में लम्बी अवधि (जैसे, 24-72 घंटे) के लिए चलाएं ताकि प्रारंभिक विफलताओं की जांच की जा सके।
अनुरूप कोटिंग: पीसीबीए सतह पर नमी, धूल और नमक छिड़काव प्रतिरोध में सुधार के लिए एक सुरक्षात्मक परत (पॉलीयूरेथेन, सिलिकॉन, आदि) छिड़कें। (वैकल्पिक; बाहरी या कठोर वातावरण उपकरणों के लिए उपयोग किया जाता है)
आवश्यक उपकरण:
सफाई प्रणालीअल्ट्रासोनिक क्लीनर, स्प्रे-इन-लाइन वाशर
प्रोग्रामर: ऑफलाइन या इन-सिस्टम प्रोग्रामर।
आईसीटी परीक्षक: नाखूनों के बिस्तर के लिए फिटिंग के साथ, बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त।
एफसीटी परीक्षक: आम तौर पर विशिष्ट उत्पाद के लिए कस्टम-निर्मित फिक्स्चर और सॉफ्टवेयर की आवश्यकता होती है।
बर्न-इन/एजिंग ओवन: लोड के तहत लंबे समय तक, उच्च तापमान/नमी परीक्षण के लिए।
अनुरूप कोटिंग उपकरण: स्वचालित स्प्रे कोटिंग मशीनें, सख्त ओवन।
मुख्य उत्पादन उपकरण के अतिरिक्त, एक पूर्ण पीसीबीए लाइन के लिए निम्नलिखित की भी आवश्यकता होती हैः
कन्वेयर / ट्रांसफर सिस्टम:बफर कन्वेयर, किनारे-रेल विस्तारक- व्यक्तिगत मशीनों को जोड़ना और स्वचालित लाइन के साथ पीसीबी हस्तांतरण को सुनिश्चित करना।
पुनर्मिलन स्टेशन:बीजीए पुनर्मिलन स्टेशनBGA चिप्स को अनसोल्ड करने और फिर से बॉल करने/फिर से सोल्ड करने के लिए प्रयोग किया जाता है।
निदान उपकरण:ऑसिलोस्कोप, मल्टीमीटर, थर्मल इमेजरअनुसंधान एवं विकास डिबगिंग और गहन दोष विश्लेषण के लिए।
व्यापक रूप से इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑटोमोबाइल इलेक्ट्रॉनिक्स, संचार उपकरण, एयरोस्पेस, चिकित्सा उपकरण, एलईडी लैंप, कंप्यूटर और परिधीय, स्मार्ट होम में उपयोग किया जाता है,स्मार्ट रसद, लघु और उच्च शक्ति अनुपात वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरण।