पृष्ठीय माउण्ट् प्रौद्योगिकी (SMT) किम् ?

पृष्ठीय माउण्ट प्रौद्योगिकी (SMT) 1.1.मुद्रितसर्किटबोर्डस्य (PCBs) पृष्ठे प्रत्यक्षतया इलेक्ट्रॉनिकघटकानाम् संयोजनस्य प्रमुखा पद्धतिः अस्ति । थ्रू-होल् प्रौद्योगिक्यां (THT) इव खनितछिद्रद्वारा दीर्घाः लीड्स् सम्मिलितुं स्थाने एसएमटी सपाट, संकुचितघटकानाम् उपयोगं करोति यस्य नाम भवतिपृष्ठीय माउण्ट् उपकरणानि (SMDs) .ये PCB पृष्ठे प्याड्स् मध्ये मिलापं कुर्वन्ति।

एतेन नवीनतायाः कारणेन...लघुतरं, लघुतरं, द्रुततरं च इलेक्ट्रॉनिक्सम्. स्मार्टफोन-लैपटॉप्-इत्यस्मात् आरभ्य वाहननियन्त्रण-प्रणाली-चिकित्सा-उपकरण-पर्यन्तं प्रायः प्रत्येकं आधुनिक-यन्त्रं स्वस्य उत्पादनार्थं एसएमटी-इत्यस्य उपरि अवलम्बते । अस्य लाभाः सन्ति- १.

• उच्च घटक घनत्व(परिपथानाम् लघुकरणम्) २.

• द्रुततरं उत्पादनवेगाःस्वचालनेन सह

• निर्माणव्ययः न्यूनःप्रति इकाई

• विश्वसनीयता सुदृढापरजीवीप्रभावानाम् न्यूनीकरणस्य माध्यमेन

सरलतया : १.एस एम टी विना आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स यथा वयं जानीमः तथा अस्तित्वं न स्यात्।

पृष्ठीयपर्वतप्रौद्योगिक्याः इतिहासः

एस एम टी रात्रौ एव न प्रादुर्भूतः। अस्य विकासः इलेक्ट्रॉनिक्सस्य तीव्रवृद्ध्या सह निकटतया सम्बद्धः अस्ति : १.

• १९६० तमे दशके – एरोस्पेस् & सैन्यक्षेत्रे उत्पत्तिः: अमेरिका-जापान-देशयोः प्रारम्भिकप्रयोगेषु ज्ञातं यत् पृष्ठीयस्थापनेन भारं आकारं च न्यूनीकर्तुं शक्यते-उपग्रहानां रक्षाप्रणालीनां च कृते महत्त्वपूर्णम् ।

• १९७० तमे दशके – औद्योगिक-अनुमोदनम्: IBM, Philips इत्यादीनि कम्पनयः उच्चघनत्वस्य कम्प्यूटिङ्ग् अनुप्रयोगानाम् कृते SMT इत्येतत् स्वीकुर्वितुं आरब्धवन्तः ।

• १९८० तमे दशके – उपभोक्तृविद्युत्साधनस्य उल्लासः: सोनी, पैनासोनिक इत्यादीनां जापानीकम्पनीनां उपभोक्तृउत्पादानाम् एसएमटी-संस्थायाः अग्रणीत्वं कृतम्, येन वाक्मैन्स्, कैमकोर्डर्, प्रारम्भिकमोबाइलफोनाः च नाटकीयरूपेण संकुचिताः अभवन्

• १९९० तमे दशके – मानकीकरणम्: घटकपैकेजिंग् (SOIC, QFP, BGA) वैश्विकरूपेण मानकीकृतं जातम्, येन एसएमटी मुख्यधारा अभवत् ।

• २००० तमे दशके – लघुकरणतरङ्गः: स्मार्टफोन, टैब्लेट्, IoT उपकरणानां उदयेन 0201 तथा 01005 आकारस्य निष्क्रियघटकानाम् सामूहिकनिर्माणं कृतम् ।

• २०२० तमस्य वर्षस्य – एआइ तथा उद्योगः ४.०: अद्य एसएमटी एकीकृत्य भवतियन्त्रशिक्षणं, रोबोटिक्सं, स्मार्टनिर्माणं चवास्तविकसमये गुणवत्तानिरीक्षणं भविष्यवाणीं च अनुरक्षणं प्राप्तुं।

एस एम टी विधानसभा के मूल सिद्धांत

अस्य मूलतः एसएमटी त्रयाणां स्तम्भानां उपरि अवलम्बते : १.

1. SMT कृते PCB Design– भूमिप्रतिमानाः सोल्डरपैड् लेआउट् च अवश्यमेव मेलनं कुर्वन्तिएस एम डीसंकुलस्य आवश्यकताः।

2. सटीक घटक स्थापन– पिक-एण्ड्-प्लेस् यन्त्राणि प्रतिनिमेषं सहस्राणि एसएमडी-स्थानानि स्थापयन्ति ।

3. नियन्त्रित सोल्डरिंग प्रक्रिया– रिफ्लो ओवन्स् सोल्डर पेस्ट् पिघल्य दृढाः, विश्वसनीयाः सन्धिः निर्मान्ति ।

एतानि पदानि निरीक्षणेन परीक्षणेन च सह संयोजयित्वा निर्मातारः...सटीकता तथा स्थिरतासामूहिक इलेक्ट्रॉनिक्स उत्पादनार्थं आवश्यकम्।

पृष्ठीय माउण्ट उपकरण (SMDs) 1.1.

पृष्ठीयस्थापनार्थं विनिर्मितविशेषघटकानाम् विना एसएमटी अस्तित्वं न स्यात्:

निष्क्रिय घटक

• प्रतिरोधक(उदा. ०४०२, ०६०३ संकुलम्) २.

• संधारित्र(सिरेमिक बहुस्तरीय संधारित्रं एसएमटी पर वर्चस्वं धारयन्ति)

• प्रेरकाः(RF परिपथेषु, फ़िल्टरेषु, विद्युत् आपूर्तिषु उपयुज्यते)

सक्रिय घटक

• ट्रांजिस्टर एवं डायोड(SOT-23 संकुल) 1.1.

• एकीकृत परिपथ (ICs) 1 .– सूक्ष्मनियन्त्रकात् एएसआईसीपर्यन्तं

SMT मध्ये सामान्यानि IC Packages

• SOIC (लघु रूपरेखा एकीकृत परिपथ) 1.1.– संकुचितः, व्यापकरूपेण प्रयुक्तः ।

• QFP (Quad Flat Package) 1.1.– चतुर्णां पार्श्वेषु लीड्स्, उच्चपिनगणनायाः कृते उत्तमम्।

• QFN (Quad Flat No-Lead) ९.– सीसहीनं, उत्तमं तापप्रदर्शनम्।

• BGA (Ball Grid Array) ९.– मिलापगोलकानाम् उपयोगं करोति; प्रोसेसर-एफपीजीए-योः कृते लोकप्रियम् ।

• CSP (चिप स्केल पैकेज) 1.1.– प्रायः मृत्योः एव आकारः ।

📌 प्रवृत्तिः : उद्योगः संकुलस्य आकारं निरन्तरं संकुचति, 0603 तः...०१००५ (०.४ × ०.२ मि.मी.) २.घटकानि, उपकरणानि मानवीयनिबन्धनं च चुनौतीं ददति।

एस एम टी विधानसभा रेखा एवं उपकरण

आधुनिकाः एसएमटी-उत्पादनपङ्क्तयः अत्यन्तं स्वचालिताः सन्ति । मुख्यसाधनं अत्र अन्तर्भवति : १.

1. मिलाप पेस्ट मुद्रक– स्टेन्सिल् इत्यस्य उपयोगेन पैड्-उपरि सोल्डर-पेस्ट्-इत्येतत् प्रयोजयति ।

2. पिक-एण्ड-प्लेस मशीन – उच्चगतियुक्ताः रोबोट् ये फीडरतः घटकान् चित्वा PCB इत्यत्र स्थापयन्ति।

• अग्रणी ब्राण्ड् : १.ए एस एम (सीमेन्स) ९., फूजी, पैनासोनिक, यामाहा, जुकी, सैमसंग.

• उच्चस्तरीयाः मॉडल् प्रतिघण्टां एकलक्षं घटकं स्थापयन्ति ।

SMT Assembly Process चरणे चरणे

1. सोल्डर पेस्ट मुद्रण

• एकः स्टेन्सिल् पीसीबी इत्यनेन सह संरेखितः भवति, पेस्ट् च प्याड्-मध्ये प्रयोज्यते ।

• सोल्डर पेस्ट आयतनस्य गुणवत्ता प्रत्यक्षतया उपजं प्रभावितं करोति।

2. घटकस्थापनम्

• पिक-एण्ड्-प्लेस्-शिरः घटकान् चिन्वितुं वैक्यूम-नोजलस्य उपयोगं कुर्वन्ति ।

• उच्चसटीकता आवश्यकी (±०.०५ मि.मी. सटीकता) ।

3. पुनः प्रवाह टांकाकरणम्

• पीसीबी क्षेत्रेषु गच्छति : १.पूर्वतापं, सिञ्चनं, पुनः प्रवाहनं, शीतलीकरणं.

• समीचीनतापमानरूपरेखाः समाधिशिलाकरणं वा शून्यतां वा इत्यादीन् दोषान् निवारयन्ति ।

4. निरीक्षण एवं परीक्षण

• एओआई अनुपलब्धान्/दुरुपरेखितान् भागान् पश्यति।

• क्ष-किरणेन बीजीए-मध्ये गुप्तदोषाः चिह्निताः भवन्ति ।

• ICT (In-Circuit Test) इत्यनेन विद्युत्निरन्तरता सुनिश्चिता भवति ।

5. सफाई तथा अनुरूप लेपन

• उच्च-विश्वसनीयतायुक्त-इलेक्ट्रॉनिक्स-सामग्रीणां (वाहन-वाहन-वायु-अन्तरिक्षस्य) कृते फलकं स्वच्छं कृत्वा रक्षणार्थं लेपनं कर्तुं शक्यते ।

सामान्य एसएमटी दोष एवं समाधान

स्वचालनस्य अभावेऽपि दोषाः भवितुम् अर्हन्ति : १.

• समाधिशिलाकरणम्– असमानसोल्डर-आर्द्रीकरणस्य कारणेन लघु-प्रतिरोधकाः अथवा संधारित्राः सीधाः तिष्ठन्ति ।

• समाधानं: सोल्डर पेस्ट् वॉल्यूम् तथा रिफ्लो प्रोफाइल समायोजयन्तु।

• सेतुकरणम्– सोल्डरः समीपस्थं प्याड् संयोजयति, येन शॉर्ट्स् भवन्ति ।

• समाधानं: स्टेन्सिल् डिजाइनं अनुकूलितं कुर्वन्तु, पेस्टस्य मात्रां न्यूनीकरोतु।

• शून्यानि– मिलापसन्धिषु अन्तः फसितः गैसः।

• समाधानं: पेस्टस्य सूत्रीकरणं सुदृढं कुर्वन्तु, तापनं समायोजयन्तु।

• शीतसन्धि– अपर्याप्ततापस्य कारणेन दुर्बलं सोल्डरिंग्।

• समाधानं: पुनः प्रवाहवक्रं परिवर्तयन्तु, सम्यक् मिश्रधातुः सुनिश्चितं कुर्वन्तु।

• घटक गलत संरेखण– स्पन्दनस्य अथवा अनुचितस्थापनस्य कारणम्।

• समाधानं: पिक-एण्ड्-प्लेस् मापनं सुधारयन्तु।

एस एम टी में गुणवत्ता नियन्त्रण

उच्चविश्वसनीयतां निर्वाहयितुम् निर्मातारः कार्यान्वन्ति:

• एस पी आई (सोल्डर पेस्ट निरीक्षण) २.– सम्यक् पेस्टस्य मोटाई सुनिश्चितं करोति।

• अओइ– लुप्तं, विसंगतं, अथवा समाधिशिलाखण्डं पश्यति।

• ICT (In-Circuit Test) 1.1.– परिपथकार्यं सत्यापयति।

• उड्डयन अन्वेषण परीक्षण– आद्यरूपस्य लचीलापरीक्षणम्।

• कार्यात्मक परीक्षण– अन्त्य-उपयोग-प्रदर्शनस्य अनुकरणं करोति ।

उद्योगेषु एसएमटी इत्यस्य अनुप्रयोगाः

• उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स– स्मार्टफोन, टीवी, धारणीयम्।

• मोटर वाहन इलेक्ट्रॉनिक्स– इञ्जिननियन्त्रण-एककाः (ECUs), एडीएएस-प्रणाल्याः ।

• औद्योगिक स्वचालन– पीएलसी, मोटर चालकाः, रोबोटिक्स।

• चिकित्सा उपकरण– अन्तःदर्शनप्रणाल्याः, पोर्टेबलनिदानम्।

• एयरोस्पेस एवं रक्षा– विमानविज्ञानम्, उपग्रहव्यवस्थाः।

• दूरसञ्चार– 5G आधारस्थानकानि, रूटराः, फाइबर-ऑप्टिक-प्रणाल्याः च ।

सतह माउण्ट् प्रौद्योगिक्याः लाभाः

• उच्च घटक घनत्व → संकुचित डिजाइन।

• द्रुततरं उत्पादनम् → १,००,००० प्लेसमेण्ट्/घण्टापर्यन्तं ।

• न्यूनव्ययः → न्यूनं खननं, न्यूनसामग्री।

• अधिकविश्वसनीयता → परजीवीप्रभावाः न्यूनाः।

• मापनीयता → आद्यरूपनिर्माणं सामूहिकं उत्पादनं च द्वयोः कृते उपयुक्तम् ।

एसएमटी इत्यस्य चुनौतीः सीमाः च

• उच्च प्रारम्भिक निवेश– यन्त्राणां, ओवनानां च मूल्यं कोटिरूप्यकाणि भवति।

• पुनः कार्य कठिनता– लघुघटकानाम् मरम्मतं हस्तचलितरूपेण कर्तुं कठिनम् अस्ति।

• ताप प्रबन्धन– उच्चशक्तियुक्ताः ICs तापं जनयन्ति ।

• लघुकरणसीमा– 01005 तः अधः मानवस्य संचालनम् असम्भवम्।

• नकली जोखिम– आपूर्तिशृङ्खलासु एसएमडीघटकानाम् नकलीकरणं कर्तुं शक्यते।

एस एम टी के भविष्य

एस एम टी इत्यस्य विकासः निरन्तरं भवति : १.

• एआइ तथा यन्त्रशिक्षणम्– स्थापनं दोषपूर्वसूचनं च अनुकूलितं कुर्वन्तु।

• 3D पैकेजिंग एवं SiP– एकस्मिन् संकुले बहुविधचिप्स् संयोजयित्वा।

• लचीला एवं पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स– प्लास्टिकस्य अथवा वस्त्रस्य उपधातुषु एसएमटी।

• पर्यावरण-अनुकूल सामग्री– सीसा-रहितं मिलापं, RoHS अनुपालनम्।

• उद्योगः ४.० एकीकरणम्– वास्तविकसमयदत्तांशैः सह स्मार्टकारखानानि।

बाजार दृष्टिकोण 2025–2035: विश्लेषकाः भविष्यवाणीं कुर्वन्ति यत् वैश्विकः एसएमटी उपकरणविपण्यं अतिक्रमयिष्यति१५ अरब अमेरिकी डॉलर२०३० तमे वर्षे यावत्, वाहनविद्युत्-विज्ञानेन, IoT-इत्यनेन च चालितम् ।

सरफेस् माउण्ट् टेक्नोलॉजी (SMT) आधुनिकस्य इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योगस्य आधारः अस्ति । एतत् लघुकरणं, सामूहिकं उत्पादनं, व्ययदक्षतां च सक्षमं करोति, येन अद्यतनस्य उच्चप्रौद्योगिकीजीवनशैली सम्भवति ।

स्मार्टफोन-5G-जालतः आरभ्य चिकित्सा-वाहन-इलेक्ट्रॉनिक्स-पर्यन्तं एसएमटी सर्वत्र अस्ति-तथा च एआइ, IoT, लचील-उपकरणानाम् इत्यादीनां नूतनानां प्रौद्योगिकीनां पार्श्वे विकासः निरन्तरं भविष्यति

अभियंतानां, निर्मातृणां, क्रेतृणां च कृते एसएमटी-निपुणता केवलं कौशलं न भवति-वैश्विक-इलेक्ट्रॉनिक्स-विपण्ये प्रतिस्पर्धां स्थातुं एतत् कुञ्जी अस्ति ।

सङ्केतः

1. पृष्ठीयमाउण्ट् प्रौद्योगिकी (SMT) किम् ?

   सतह-माउण्ट्-प्रौद्योगिकी (SMT) एकः PCB-सङ्घटन-विधिः अस्ति या पृष्ठ-माउण्ट्-उपकरणानाम् (SMDs) प्रत्यक्षतया बोर्ड्-उपरि पैड्-उपरि सोल्डर्-करणं करोति, येन उच्च-घटक-घनत्वं, लघु-रूप-कारकं, स्वचालित-उच्च-गति-उत्पादनं च सक्षमं भवति थ्रू-होल् प्रौद्योगिक्याः (THT) तुलने एसएमटी ड्रिलिंग् न्यूनीकरोति, सिग्नल् अखण्डतां सुधरयति, सामूहिकनिर्माणार्थं यूनिट्-लाभं न्यूनीकरोति च ।

2. एसएमटी-सङ्घटनं पदे पदे कथं कार्यं करोति ?

   एसएमटी प्रक्रियायां सोल्डर पेस्ट् मुद्रणं (स्टेन्सिल् + एसपीआई), एसएमडी-इत्यस्य पिक-एण्ड्-प्लेस्, रिफ्लो सोल्डरिंग् (पूर्वताप/सोक्/रिफ्लो/कूल), निरीक्षणं (एओआई/एक्स-रे) च प्लस् कार्यात्मक/ICT परीक्षणं च अन्तर्भवति समुचितं DFM पैड् डिजाइनं, पेस्ट् वॉल्यूम कण्ट्रोल्, प्रोफाइल ट्यूनिङ्ग् च प्रथम-पास-उपजं चालयन्ति ।

3. SMT vs THT: मया कः चयनीयः?

   लघुकरणाय, गतिं, व्ययदक्षतायै च SMT इत्यस्य उपयोगं कुर्वन्तु; यत्र यांत्रिकदृढता महत्त्वपूर्णा भवति (संयोजकाः, उच्च-तनावभागाः, बृहत् निष्क्रियाः) तत्र THT इति चयनं कुर्वन्तु । अनेकाः डिजाइनाः मिश्रितप्रौद्योगिकीम् अङ्गीकुर्वन्ति: अधिकांशघटकानाम् कृते SMT तथा च भारी अथवा उच्च-धारा-संयोजकानाम् कृते THT ।