ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स की मांगों को पूरा करना: SMT उत्पादन में विश्वसनीयता और ट्रेसेबिलिटी

इसका महत्व एसएमटी उत्पादन ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स में

कैसे SMT तकनीक आधुनिक ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स का समर्थन करती है

सरफेस माउंट टेक (SMT) के छोटे नाम के रूप में, आधुनिक कार तकनीक में जैसे ADAS सिस्टम, इन्फोटेनमेंट गैजेट्स और वाहनों के अंदर विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण इकाइयों में पुर्जों को छोटा करना और विश्वसनीयता बढ़ाना संभव बनाता है। जब घटकों को पीसीबी के छेदों के बजाय उसकी सतह पर माउंट किया जाता है, तो इस दृष्टिकोण से वजन और स्थान दोनों की आवश्यकताओं में कमी आती है। इसके अलावा, संकेतों का बेहतर यात्रा करना भी संभव होता है, जो इलेक्ट्रिक कारों और स्वायत्त ड्राइविंग तकनीक के लिए बहुत महत्वपूर्ण है, जहां हर बिट मायने रखता है। पिछले साल कुछ शोध में यह देखा गया कि कैसे ऑटो निर्माता इलेक्ट्रिक पावरट्रेन के अनुकूलन में लगे हैं, और उन्होंने कुछ दिलचस्प बातें खोज निकालीं: लगभग पांच में से चार EV निर्माता घने सर्किट बोर्ड डिज़ाइन करते समय SMT पर भारी रूप से निर्भर हो रहे हैं। इन निर्माताओं को अपने इलेक्ट्रॉनिक्स को तब भी अच्छा प्रदर्शन करने की आवश्यकता होती है जब चीजें गर्म हो जाएं या सड़क के नमक और अन्य खराब करने वाली चीजों के संपर्क में आएं।

ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों के लिए SMT गुणवत्ता में प्रमुख चुनौतियाँ

ऑटोमोटिव SMT निर्माण प्रक्रिया काफी कठिन परिस्थितियों का सामना करने के लिए होती है। घटकों को अक्सर अपने जीवनकाल में -40 डिग्री सेल्सियस से लेकर 150 डिग्री तक के तापमान के चरम मानों और लगातार कंपन का सामना करना पड़ता है। जब भाग छोटे होने लगते हैं, जैसे कि 0.4 मिमी x 0.2 मिमी माप वाले छोटे-से-छोटे 01005 पैकेज, तो स्थिति और भी अधिक जटिल हो जाती है। इन आकारों पर सही सोल्डर जॉइंट बनाना लगभग असंभव होता है बिना सूक्ष्म स्तर की सटीकता के। अच्छी खबर यह है कि उद्योग 4.0 की तकनीक ने हाल के समय में काफी अंतर डाला है। शीर्ष निर्माताओं की रिपोर्ट में 2022 के बाद से बेहतर स्वचालन प्रणालियों के कारण लगभग दो-तिहाई तक रखने की गलतियों में कमी आई है। फिर भी, विभिन्न सामग्रियों में उचित ताप प्रबंधन करने में और हवा के बिना सोल्डर कनेक्शन बनाने में कई संयंत्रों के लिए लगातार समस्याएं बनी रहती हैं।

नियामक मानक (IATF 16949) और SMT निर्माण पर उनका प्रभाव

आजकल आईएटीएफ 16949 ऑटोमोटिव सरफेस माउंट टेक्नोलॉजी लाइनों पर काफी कड़ा नियंत्रण लगाता है। हर प्रिंटेड सर्किट बोर्ड बैच को शुरुआत से लेकर अंत तक पूरी तरह से ट्रेस करना होता है। यदि दोष 0.1% सीमा से ऊपर बढ़ जाते हैं, तो उत्पादन बस ठप हो जाता है, जिससे समझ आती है कि आजकल कई संयंत्र शॉप फ्लोर में हर जगह वास्तविक समय के SPC डैशबोर्ड चलाते हैं। शून्य दोष लक्ष्य की ओर बढ़ने वाले आपूर्तिकर्ता सोल्डर पेस्ट की एकरूपता की जांच करने और सुनिश्चित करने में घंटों व्यतीत करते हैं कि शिफ्ट के दौरान स्टेंसिल साफ बना रहे। कुछ कंपनियों ने अपने गुणवत्ता नियंत्रण के हिस्से के रूप में पेस्ट प्रिंटर में तापमान में उतार-चढ़ाव की भी निगरानी शुरू कर दी है।

एसएमटी प्रक्रिया अनुकूलन के माध्यम से विश्वसनीयता में सुधार

आजकल की सर्वोत्तम सरफेस माउंट टेक्नोलॉजी लाइनें मशीन लर्निंग एल्गोरिदम के साथ स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण को जोड़ती हैं जो खराबियों की भविष्यवाणी उनके घटित होने से पहले करती हैं। निर्माताओं ने 2023 में उद्योग भर में लगभग 99.95% पहली बार उत्पादन दक्षता प्राप्त करने की बात कही थी। कुछ कंपनियों ने वास्तविक प्रगति भी की है - नाइट्रोजन रीफ्लो सॉल्डरिंग ऑक्सीकरण समस्याओं को लगभग 40% तक कम कर देती है। बड़े पैमाने पर उत्पादन के दौरान सॉल्डर पेस्ट को सटीकता के साथ लागू करने की बात आती है, तो 3डी एसपीआई सिस्टम अधिकांश समय लगभग प्लस या माइनस 5% सटीकता बनाए रखते हैं। ये सभी अपग्रेड व्यावहारिक तरीकों में अब लाभदायक होने लगे हैं। इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण इकाइयों के लिए वारंटी दावे पांच वर्षों में लगभग 30% तक कम हो गए क्योंकि कारखानों ने इन बेहतर प्रथाओं को लागू किया।

एसएमटी प्रक्रियाओं में अंत तक घटक पारदर्शिता

आधुनिक ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स में दोषरहित सरफेस-माउंट टेक्नोलॉजी (SMT) उत्पादन की मांग होती है, जहां एंड-टू-एंड ट्रेसेबिलिटी गुणवत्ता मानकों के साथ अनुपालन सुनिश्चित करती है और दोषों के समाधान में तेजी लाती है। घटकों को उत्पत्ति से लेकर अंतिम असेंबली तक ट्रैक करने से वाहन सुरक्षा को बाधित करने वाले नकली भागों और प्रक्रिया विचलनों को रोकने में मदद मिलती है।

पीसीबी पर आपूर्तिकर्ता से अंतिम असेंबली तक ट्रेसेबिलिटी

ऑटोमोटिव SMT वर्कफ़्लो में हर छोटी बारीकी की ट्रैकिंग बहुत महत्वपूर्ण है, जो सप्लायर प्रमाणन की जांच से शुरू होकर विशिष्ट सामग्री बैच संख्याओं की निगरानी तक फैली होती है। आजकल हर एक घटक को एक विशेष ID टैग दिया जाता है, चाहे वह एक प्रतिरोधक, संधारित्र या एकीकृत सर्किट ही क्यों न हो। ये पहचानकर्ता वास्तविक भागों की पुष्टि करने और पीसीबी बनाते समय घटकों के खोने या उलझने से रोकने में मदद करते हैं। अतिरिक्त सावधानी का असर दिखता है क्योंकि गलत सोल्डर मिश्र धातुओं या पुरानी रील सामग्री से होने वाली समस्याओं के कारण ऑटोमोटिव SMT प्रक्रियाओं में लगभग 23 प्रतिशत दोष उत्पन्न होते हैं, यह आंकड़ा हाल के उद्योग आंकड़ों से लिया गया है। इस तरह की निगरानी जटिल इलेक्ट्रॉनिक असेंबलियों से निपटने वाले निर्माताओं के लिए गुणवत्ता नियंत्रण में सबसे बड़ा अंतर लाती है।

डेटा लॉगिंग और वास्तविक समय प्रक्रिया निगरानी के माध्यम से सूक्ष्म-ट्रेसेबिलिटी

आधुनिक पिक एंड प्लेस मशीनों के साथ-साथ रीफ्लो ओवन में विभिन्न प्रकार के सेंसर लगे होते हैं जो सामग्री जैसे कि कितना सॉल्डर पेस्ट लगाया गया है, बोर्ड पर किस स्थान पर घटक लगते हैं (आमतौर पर लगभग 15 माइक्रॉन के भीतर), और पूरे प्रक्रिया के दौरान थर्मल मानचित्र के बारे में बहुत ही सटीक जानकारी एकत्रित करते हैं। जब कुछ गलत होता है, तो ये सिस्टम वास्तव में समस्याओं को बड़ी समस्याओं में बदलने से पहले ही उन्हें ठीक करने के लिए तुरंत चेतावनियां भेजते हैं। उदाहरण के लिए, रीफ्लो ओवन में तापमान में कोई भी परिवर्तन लगभग 2 डिग्री सेल्सियस से अधिक होने पर स्वचालित सुधार तंत्र को सक्रिय कर देगा। यह उन महत्वपूर्ण इंजन नियंत्रण इकाइयों में स्थिर कनेक्शन बनाए रखने में मदद करता है जो वाहनों के हुड के नीचे स्थित होती हैं, जहां विश्वसनीयता पूर्णतः आवश्यक है।

ट्रेसेबिलिटी सक्षम करने में निर्माण निष्पादन प्रणाली (एमईएस) की भूमिका

एमईएस सिस्टम उत्पादन में सब कुछ ट्रैक करने के लिए मुख्य बिंदु के रूप में कार्य करते हैं, मशीनों, पार्ट्स के इतिहास और गुणवत्ता जांच से डेटा एकत्रित करके एक ही स्क्रीन पर एकत्रित करते हैं। एक खराब एयरबैग सेंसर मॉड्यूल को खोजने के मामले पर विचार करें। एमईएस के माध्यम से निर्माता यह ट्रैक कर सकते हैं कि किस टांका लगाने वाले पेस्ट का कौन सा बैच उपयोग किया गया था, फीडर कहां स्थित था, और यहां तक कि उस विशिष्ट ओवन खंड को भी चिह्नित कर सकते हैं जिसमें इसे संसाधित किया गया था। यह यह पता लगाने में लगने वाले समय को लगभग 40% तक कम कर देता है कि गलती कहां हुई, जो हाथ से किए जाने पर दिनों में लग सकता है। प्लांट मैनेजरों के लिए जो रिकॉल या गुणवत्ता समस्याओं से निपट रहे होते हैं, यह स्तर की दृश्यता समस्या निवारण को काफी आसान बना देती है।

ट्रेसएबल एसएमटी वर्कफ़्लो के माध्यम से प्रक्रिया स्थिरता सुनिश्चित करना

एसएमटी ऑपरेशन की उच्च मात्रा में विविधता को न्यूनतम करने के लिए निर्मित पहचान के साथ मानकीकृत कार्यप्रवाह। यदि कोई घटक अपनी नमी संवेदनशीलता भंडारण सीमा से अधिक हो जाता है या स्टेंसिल के पहनावे से सोल्डर जमाव प्रभावित होता है, तो स्वचालित अलर्ट इंजीनियरों को सूचित करते हैं। यह बंद-लूप नियंत्रण निरंतर 24/7 उत्पादन के दौरान भी स्थिर, ऑटोमोटिव-ग्रेड विश्वसनीयता सुनिश्चित करता है।

ऑटोमोटिव एसएमटी निर्माण में उन्नत गुणवत्ता आश्वासन

आधुनिक ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स लगभग शून्य दोष दरों की मांग करते हैं, जिससे एसएमटी उत्पादन में अपनाया जा रहा है स्वचालित गुणवत्ता आश्वासन प्रणाली जो सटीक निरीक्षण के साथ-साथ डेटा-आधारित प्रक्रिया नियंत्रण को संयोजित करता है। ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स परिषद की 2024 की रिपोर्ट के अनुसार, अब ऑटोमोटिव पीसीबी निर्माताओं में से 92% से अधिक कठोर एईसी-क्यू100 विश्वसनीयता मानकों को पूरा करने के लिए बहु-स्तरीय निरीक्षण प्रोटोकॉल को लागू कर रहे हैं।

ऑटोमोटिव दोष का पता लगाने के लिए ऑटोमेटिड ऑप्टिकल निरीक्षण (एओआई) और एक्स-रे निरीक्षण

एओआई सिस्टम उच्च-रिज़ॉल्यूशन कैमरों का उपयोग 15 माइक्रोन रिज़ॉल्यूशन पर सॉल्डर जॉइंट्स और घटकों की स्थिति को स्कैन करने के लिए करते हैं, मिलीसेकंड में टॉम्बस्टोनिंग या ब्रिजिंग जैसे दोषों का पता लगाते हैं। बीजीए या क्यूएफएन के नीचे छिपे हुए कनेक्शन के लिए, एक्स-रे निरीक्षण जॉइंट वॉल्यूम के 5% के रूप में छोटे सॉल्डर बॉल वॉइड्स का पता लगाकर 99.7% का पता लगाने की सटीकता प्राप्त करता है।

हाई-डेंसिटी एसएमटी असेंबली में घटक-स्तरीय निरीक्षण

0201 मेट्रिक घटकों (0.2 मिमी × 0.1 मिमी) के बढ़ते सामान्य होने के साथ, स्वचालित पिक-एंड-प्लेस सिस्टम लेजर प्रोफाइलमेट्री का उपयोग सॉल्डरिंग से पहले भाग अभिविन्यास की पुष्टि करने के लिए करते हैं। रीफ्लो के बाद, अनुप्रस्थ काट इमेजिंग आईपीसी-610 क्लास 3 आवश्यकताओं के खिलाफ सॉल्डर फिलेट ज्यामिति की पुष्टि करती है - जो कि लगातार कंपन के अधीन मॉड्यूल के लिए महत्वपूर्ण है।

एसएमटी लाइनों में त्रुटि का पता लगाना, मूल कारण विश्लेषण और डीबगिंग

वास्तविक समय के SPC डैशबोर्ड थोड़े से विचलनों - जैसे स्टेंसिल प्रिंटिंग दबाव में परिवर्तन (±0.02kgf/cm²) - के साथ सोल्डर पेस्ट मात्रा में परिवर्तनों का सहसंबंध स्थापित करते हैं, जिससे रोकथाम के अलार्म ट्रिगर होते हैं। जब दोष उत्पन्न होते हैं, MES प्लेटफॉर्म से मिलने वाले ट्रेसेबल प्रक्रिया डेटा की मदद से मैनुअल लॉग समीक्षा की तुलना में 63% तेजी से मूल कारणों को अलग किया जा सकता है।

भरोसेमंद SMT उत्पादन के लिए डेटा आधारित लगातार सुधार

पूर्वानुमानिक गुणवत्ता नियंत्रण के लिए प्रक्रिया डेटा का उपयोग

आज की सरफेस माउंट टेक्नोलॉजी लाइनें वास्तविक समय की निगरानी प्रणाली पर निर्भर करती हैं जो संभावित गुणवत्ता समस्याओं को तब तक पकड़ लेती हैं जब तक कि वे वास्तविक समस्याएं न बन जाएं। जैसे कि कितना सोल्डर पेस्ट लगाया जाता है (प्लस या माइनस 3% की सहनशीलता रेंज के साथ) और घटक मदरबोर्ड पर कहां लगते हैं (0.025 मिमी के भीतर सटीकता) जैसी चीजों को देखते हुए, अधिकांश कारखानों में एक ऐसी प्रणाली लागू की जाती है जिसे सांख्यिकीय प्रक्रिया नियंत्रण या संक्षिप्त रूप में SPC कहा जाता है। इससे उन्हें उन छह सिग्मा मानकों तक पहुंचने में मदद मिलती है जिनके बारे में आजकल हर कोई बात कर रहा है। 2023 में ऑटोमोटिव विनिर्माण क्षेत्र से प्राप्त कुछ नवीनतम शोध के अनुसार, जब संयंत्रों में ये बंद लूप फीडबैक तंत्र स्थापित किए जाते हैं, तो वास्तव में ब्रेक नियंत्रण मॉड्यूल उत्पादन में दोषों में लगभग 40% की कमी आती है। इसका रहस्य क्या है? सोल्डर रीफ्लो ऑपरेशन के दौरान प्रक्रिया के मापदंडों में छोटे लेकिन स्मार्ट समायोजन करना।

एसएमटी उत्पादन विश्लेषण के माध्यम से निरंतर सुधार

उन्नत विश्लेषणिकी मंच एक समय में 15 से अधिक गुणवत्ता मीट्रिक्स की निगरानी करते हैं, इसमें शामिल हैं:

• प्रथम निर्गमन उपज (एफपीवाई) में सुधार 88% से 94% तक
• दोषों के बीच औसत समय (एमटीबीडी) में 22% की वृद्धि
• थर्मल साइक्लिंग परीक्षण उत्तीर्ण दरें आईएटीएफ 16949 आवश्यकताओं से अधिक

ये अंतर्दृष्टि मूल कारण विश्लेषण को 25 मिनट से भी कम समय में सक्षम बनाती हैं, जो कि पारंपरिक 4-घंटे के मैनुअल निरीक्षण की तुलना में काफी तेज है।

उच्च-मात्रा वाले ऑटोमोटिव एसएमटी रन में गति और परिशुद्धता का संतुलन

ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स निर्माता 98.6% लाइन दक्षता प्राप्त करते हैं:

पैरामीटर	मानक मान	ऑटोमोटिव आवश्यकता
प्लेसमेंट सीपीके	≥1.33	≥1.67
रीफ्लो प्रोफाइल अनुपालन	±5°सेल्सियस	±2°C
एओआई गलत संपर्क दर	<2%	<0.8%

एआई-संचालित दृष्टि प्रणालियाँ 47,500 घटक/घंटा की स्थापना की गति को बनाए रखती हैं, जबकि एडीएएस कैमरा मॉड्यूल में 0.4 मिमी सोल्डर सेतुओं का पता लगाती हैं। गति और सटीकता का यह संतुलन पारंपरिक विधियों की तुलना में वारंटी दावों को 31% तक कम कर देता है।

सामान्य प्रश्न

ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स में सरफेस माउंट टेक्नोलॉजी (एसएमटी) क्या है?

सरफेस माउंट टेक्नोलॉजी (एसएमटी) इलेक्ट्रॉनिक सर्किट बनाने की एक विधि है, जिसमें घटकों को सीधे प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (पीसीबी) की सतह पर माउंट किया जाता है। इसका उपयोग ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स में कॉम्पैक्ट, विश्वसनीय और कुशल घटक बनाने के लिए किया जाता है।

एसएमटी उत्पादन में पूर्वानुमेयता क्यों महत्वपूर्ण है?

एसएमटी उत्पादन में पूर्वानुमेयता गुणवत्ता नियंत्रण सुनिश्चित करने, नकली घटकों को रोकने और प्रक्रिया विचलन को संबोधित करने के लिए महत्वपूर्ण है। यह आपूर्तिकर्ता से लेकर अंतिम असेंबली तक घटकों को ट्रैक करने में मदद करती है, मुद्दों के त्वरित समाधान और आईएटीएफ 16949 जैसे मानकों के अनुपालन में सुविधा प्रदान करती है।

ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों में एसएमटी से जुड़ी क्या चुनौतियाँ हैं?

ऑटोमोटिव SMT में चुनौतियों में अत्यधिक तापमान स्थितियों को संभालना, छोटे पैकेजों पर सोल्डर जॉइंट की सटीकता बनाए रखना और कंपन का सामना करना शामिल है। साथ ही सोल्डर कनेक्शन में हवा के बुलबुले रोकने और ऊष्मा प्रबंधन की सावधानीपूर्ण आवश्यकता भी होती है।

स्वचालन ने SMT उत्पादन की गुणवत्ता में कैसे सुधार किया है?

उद्योग 4.0 प्रौद्योगिकियों के माध्यम से SMT उत्पादन में स्वचालन ने स्थापना त्रुटियों को काफी कम कर दिया है, दोष भविष्यवाणी में सुधार किया है और प्रक्रिया नियंत्रण को बढ़ाया है। स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण (AOI) जैसी प्रणालियों और मशीन लर्निंग एल्गोरिदम की गुणवत्ता मानकों को बनाए रखने में महत्वपूर्ण भूमिका होती है।