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एसएमटी प्लेसमेंट मशीन नोजल मॉडल और घटक आकारों के बीच मिलान सिद्धांत
2025-09-12
1. परिचय: कोर सिग्निफिकेंटमैं सीनोजल-घटक मिलान की दक्षता
ऊपरआरएफऐस माउंट टेक्नोलॉजी (एसएमटी) के उत्पादन में, प्लेसमेंट मशीन नोजल उपकरण और घटकों को जोड़ने वाला एक प्रमुख कार्यकारी घटक है। इसका मुख्य कार्य नकारात्मक दबाव के माध्यम से घटकों को अवशोषित करना और उन्हें पीसीबी पैड पर सटीक रूप से रखना है। नोजल मॉडल और घटक आकार के बीच मिलान की डिग्री सीधे प्लेसमेंट की गुणवत्ता निर्धारित करती है - अनुचित मिलान से निम्नलिखित समस्याएं हो सकती हैं:घटक का उड़ना (अधिशोषण का गिरना), ऑफसेट, टॉम्बस्टोनिंग, और घटक पैकेज का क्षतिग्रस्त होना, जिससे उत्पादन में गंभीर कमी आएगी या उपकरण बंद भी हो सकते हैं।
वर्तमान में, एसएमटी उद्योग में मुख्यधारा के घटक आकार मुख्यतः इंपीरियल पैकेजिंग (जैसे 0402, 0603, 0805) में हैं, और कुछ सटीक परिदृश्यों में मीट्रिक पैकेजिंग (जैसे 1005, 1608) का उपयोग किया जाता है। नोजल मॉडल का नाम आमतौर पर उपकरण निर्माताओं द्वारा "व्यास विनिर्देश + संरचना प्रकार" (जैसे पैनासोनिक 301 नोजल, फ़ूजी 5.0 नोजल) के अनुसार रखा जाता है। दोनों के बीच मिलान सिद्धांत में महारत हासिल करना एसएमटी उत्पादन लाइन प्रक्रिया डिबगिंग और गुणवत्ता नियंत्रण का आधार है।
2. नोजल और घटक आकारों के बीच कोर मिलान सिद्धांत
2.1 नोजल व्यास और घटक "प्रभावी अवशोषण क्षेत्र" के मिलान सिद्धांत
यह सबसे बुनियादी मिलान सिद्धांत है: नोजल का प्रभावी अवशोषण व्यास घटक के शीर्ष पर "अवशोषणीय क्षेत्र" से मेल खाना चाहिए, ताकि घटक को अवशोषित करने के लिए पर्याप्त ऋणात्मक दबाव उत्पन्न हो सके, और नोजल इतना बड़ा न हो कि घटक पिनों को ढक सके या इतना छोटा न हो कि अस्थिर अवशोषण हो। सामान्य उद्योग सूत्र है:
प्रभावी नोजल व्यास = घटक शीर्ष लंबाई (या चौड़ाई) × 0.6~0.8 गुना (नोट: घटक की लंबाई और चौड़ाई के छोटे मान का उपयोग करके गणना करें; वृत्ताकार घटकों के लिए, व्यास का उपयोग करें)
विशिष्ट अनुप्रयोग उदाहरण इस प्रकार हैं:
| घटक पैकेज (इंपीरियल) | घटक का आकार (लंबाई×चौड़ाई, मिमी) | संदर्भ प्रभावी अवशोषण क्षेत्र (मिमी²) | मिलान नोजल व्यास (मिमी) | मुख्यधारा नोजल मॉडल के उदाहरण |
|---|---|---|---|---|
| 01005 | 0.4×0.2 | 0.06~0.08 | 0.2~0.3 | पैनासोनिक 010 नोजल, सीमेंस 020 नोजल |
| 0201 | 0.6×0.3 | 0.15~0.2 | 0.3~0.4 | फ़ूजी 030 नोजल, यामाहा 035 नोजल |
| 0402 | 1.0×0.5 | 0.4~0.5 | 0.5~0.7 | पैनासोनिक 301 नोजल, JUKI 060 नोजल |
| 0603 | 1.6×0.8 | 1.0~1.2 | 0.8~1.0 | फ़ूजी 080 नोजल, सैमसंग 1.0 नोजल |
| 0805 | 2.0×1.25 | 1.8~2.2 | 1.2~1.5 | पैनासोनिक 501 नोजल, यूनिवर्सल 1.4 नोजल |
| 1206 | 3.2×1.6 | 4.0~4.5 | 1.8~2.2 | यामाहा 2.0 नोजल, फ़ूजी 2.0 नोजल |
| QFP-100 (पिच 0.5 मिमी) | 14×14 (पैकेज का आकार) | 10~12 (शीर्ष केंद्र क्षेत्र) | 3.0~4.0 | पैनासोनिक 801 नोजल, सीमेंस 3.5 नोजल |
विशेष नोट: अनियमित घटकों(जैसे कि योजकs, शील्ड्स) में, "कस्टमाइज़्ड नोजल्स" का इस्तेमाल किया जाना चाहिए। इनका आकार घटक के ऊपरी समोच्च (जैसे ग्रूव टाइप, स्टेप टाइप) में पूरी तरह से फिट होना चाहिए, और अवशोषण क्षेत्र को घटक के गुरुत्वाकर्षण केंद्र क्षेत्र को कवर करना चाहिए ताकि प्लेसमेंट के दौरान झुकाव से बचा जा सके।
2.2 नोजल संरचना और घटक पैकेज प्रकार का मिलान सिद्धांत
विभिन्न पैकेज प्रकारों (जैसे चिप प्रतिरोधक/संधारित्र, आईसी, कनेक्टर) के घटकों की नोजल संरचनाओं के लिए विशेष आवश्यकताएं होती हैं, और घटकों की भौतिक विशेषताओं के अनुसार संबंधित संरचनात्मक नोजल का चयन किया जाना चाहिए:
- चिप घटक (0402~1206)घटक के ऊपरी तल के साथ निकट संपर्क सुनिश्चित करने के लिए चिकने, सपाट तल वाले "चपटे मुँह वाले नोजल" चुनें। घटक पैकेज पर खरोंच लगने से बचाने के लिए नोजल का किनारा गोल (R≤0.1 मिमी) होना चाहिए।
- बॉल ग्रिड ऐरे (BGA/CSP)नीचे की ओर एक गोलाकार खांचे वाले "नोच्ड नोजल" चुनें। इसका व्यास BGA के ऊपरी आकार से थोड़ा बड़ा होता है (आमतौर पर 0.2~0.3 मिमी बड़ा), जिससे सोल्डर बॉल्स के टूटने से बचा जा सकता है और खांचे की स्थिति में घटकों के विस्थापन को रोका जा सकता है। उदाहरण के लिए, 10×10 मिमी BGA, 3.0 मिमी नोच्ड नोजल से मेल खाता है।
- पिन घटक (QFP/SOP): नीचे की ओर डिज़ाइन किए गए कुंडलाकार उभारों वाले "एज-पोजिशनिंग नोजल" चुनें। ये केवल घटक पैकेज के किनारे से संपर्क करते हैं ताकि पिन क्षेत्र को ढकने और पिन के विरूपण से बचा जा सके। अवशोषण स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए उभार की ऊँचाई 0.1 ~ 0.2 मिमी पर नियंत्रित की जानी चाहिए।
- लम्बे घटक (जैसे कनेक्टर, प्रेरक)नोजल रॉड और कंपोनेंट बॉडी के बीच हस्तक्षेप से बचने के लिए, मानक नोजल से 2~5 मिमी लंबे "लंबी रॉड वाले नोजल" चुनें। साथ ही, नोजल की कठोरता को बढ़ाया जाना चाहिए (आमतौर पर स्टेनलेस स्टील सामग्री का उपयोग करके) ताकि नोजल के मुड़ने से प्लेसमेंट ऑफसेट न हो।
2.3 सक्शन पैरामीटर और घटक भार का मिलान सिद्धांत
नोजल का ऋणात्मक दाब चूषण घटक के भार के साथ संतुलित होना चाहिए: बहुत कम चूषण घटक के उड़ने का कारण बनेगा, और बहुत अधिक चूषण घटक को कुचल सकता है (विशेषकर सिरेमिक-पैकेज्ड MLCC)। उद्योग अनुभव सूत्र है:
नोजल ऋणात्मक दबाव मान (kPa) = घटक भार (g) × 8~12 (नोट: चिप घटकों के लिए; आईसी जैसे भारी घटकों को उचित रूप से 15-20 गुना तक बढ़ाया जा सकता है)
नोजल व्यास के साथ संयुक्त सक्शन मिलान उदाहरण:
- 0402 घटक (वजन लगभग 0.005 ग्राम): 0.6 मिमी व्यास नोजल से मेल खाता है, और नकारात्मक दबाव मूल्य 40 ~ 60kPa पर नियंत्रित किया जाना चाहिए;
- 0805 घटक (वजन लगभग 0.02 ग्राम): 1.2 मिमी व्यास नोजल से मेल खाता है, और नकारात्मक दबाव मूल्य 160 ~ 240kPa पर नियंत्रित किया जाना चाहिए;
- 14×14 मिमी बीजीए (वजन लगभग 0.5 ग्राम): 3.5 मिमी नोचेड नोजल से मेल खाता है, और नकारात्मक दबाव मूल्य 7.5 ~ 10kPa पर नियंत्रित किया जाना चाहिए (बीजीए के बड़े सतह क्षेत्र के कारण, प्रति इकाई क्षेत्र में चूषण की आवश्यकता कम हो जाती है)।
इसके अलावा, नोजल के "वायु प्रवाह चैनल व्यास" को ऋणात्मक दाब प्रणाली से मेल खाना चाहिए। आमतौर पर, वायु प्रवाह चैनल व्यास प्रभावी नोजल व्यास का 1/3 ~ 1/2 होता है (उदाहरण के लिए, 0.6 मिमी नोजल 0.2 ~ 0.3 मिमी वायु प्रवाह चैनल के अनुरूप होता है) ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि ऋणात्मक दाब को नोजल के निचले भाग तक शीघ्रता से प्रेषित किया जा सके।
2.4 नोजल सामग्री और घटक सतह विशेषताओं के मिलान सिद्धांत
नोजल सामग्री का चयन इस आधार पर किया जाना चाहिए कि क्या घटक की सतह को खरोंचना आसान है और क्या इलेक्ट्रोस्टैटिक संवेदनशीलता आवश्यकताएं हैं:
- साधारण चिप घटक (प्रतिरोधक, संधारित्र): टंगस्टन स्टील नोजल का चयन किया जाता है, जिसमें उच्च कठोरता (HRC≥60) और मजबूत पहनने का प्रतिरोध होता है, 1 मिलियन से अधिक बार की सेवा जीवन के साथ, बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त।
- इलेक्ट्रोस्टैटिक संवेदनशील घटक (आईसी, एमओएस ट्यूब): एंटीस्टेटिक सिरेमिक नोजल का चयन किया जाता है, जिसका सतह प्रतिरोध 10⁶~10⁹Ω होता है, जो प्रभावी रूप से स्थैतिक बिजली का निर्वहन कर सकता है और इलेक्ट्रोस्टैटिक ब्रेकडाउन के कारण घटक क्षति से बच सकता है।
- खरोंच-प्रवण सतहों वाले घटक (स्वर्ण-प्लेटेड पैकेज, प्लास्टिक शेल घटक): रबर-लेपित नोजल का चयन किया जाता है, जिसके निचले भाग को 0.1 ~ 0.2 मिमी मोटी सिलिका जेल या पॉलीयूरेथेन कोटिंग के साथ कवर किया जाता है, जो घटक को फिसलने से रोकने और घटक की सतह को खरोंच से बचाने के लिए घर्षण को बढ़ा सकता है।
3. मिलान संबंधी असामान्यताएं और समस्या निवारण विधियां
जब नोजल और घटक का उचित मिलान नहीं किया जाता है, तो निम्नलिखित समस्याएं आसानी से उत्पन्न हो जाती हैं, जिनका निवारण संबंधित विधियों के अनुसार किया जाना आवश्यक है:
| सामान्य समस्या | संभावित कारण (परिप्रेक्ष्य से मेल खाते हुए) | समस्या निवारण और समाधान |
|---|---|---|
| घटक उड़ान | नोजल का व्यास बहुत बड़ा है (अपर्याप्त अवशोषण क्षेत्र); ऋणात्मक दबाव मान बहुत कम है; नोजल के घिसने के कारण सीलिंग खराब है | छोटे व्यास वाले नोजल से बदलें; सूत्र के अनुसार नकारात्मक दबाव मान समायोजित करें; जांच करें कि नोजल के तल पर खरोंच तो नहीं है, यदि घिसाव 0.1 मिमी से अधिक हो तो बदलें |
| घटक ऑफसेट | नोजल संरचना घटक से मेल नहीं खाती (जैसे कि BGA के लिए फ्लैट-माउथ नोजल का उपयोग करना); नोजल केंद्र घटक के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र से ऑफसेट है | संगत संरचना के नोजल से प्रतिस्थापित करें; उपकरण अंशांकन फ़ंक्शन के माध्यम से नोजल केंद्र और घटक केंद्र के बीच संरेखण सटीकता को समायोजित करें |
| घटक टॉम्बस्टोनिंग | नोजल का व्यास बहुत छोटा है (केवल घटक के एक छोर को अवशोषित करता है); अत्यधिक नकारात्मक दबाव घटक को एक कोण पर उठाने का कारण बनता है | थोड़े बड़े व्यास वाले नोजल से बदलें; नकारात्मक दबाव मान को उचित सीमा तक कम करें; जांचें कि क्या पीसीबी पैड सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग एक समान है |
| घटक पैकेज क्षति | नोजल सामग्री बहुत कठोर है (जैसे प्लास्टिक शेल घटकों के लिए टंगस्टन स्टील नोजल का उपयोग करना); अत्यधिक नकारात्मक दबाव | रबर-लेपित या सिरेमिक नोजल से प्रतिस्थापित करें; नकारात्मक दबाव मान को कम करें; नोजल की अवरोही ऊंचाई को समायोजित करें (Z-अक्ष क्षतिपूर्ति) |
4. सामग्री त्रुटि और चूक की जाँच और सत्यापन
उपरोक्त सामग्री में मुख्य जानकारी सत्यापित करें, और कोई स्पष्ट त्रुटि या चूक नहीं पाई जाती है:
- मिलान सूत्र अनुभागनोजल व्यास और घटक आकार के बीच 0.6 ~ 0.8 गुना अनुपात, और नकारात्मक दबाव मूल्य और वजन के बीच 8 ~ 12 गुना अनुपात एसएमटी उद्योग में सामान्य अनुभव सूत्र हैं, जो पैनासोनिक और फ़ूजी जैसे मुख्यधारा प्लेसमेंट मशीन निर्माताओं की तकनीकी मैनुअल आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।
- पैरामीटर उदाहरण अनुभागघटक आकार और नोजल मॉडल के बीच संगत संबंध JUKI और Samsung जैसे उपकरणों के नोजल चयन गाइड को संदर्भित करता है। उदाहरण के लिए, 0402 0.5 ~ 0.7 मिमी व्यास वाले नोजल से मेल खाता है (पैनासोनिक 301 नोजल का व्यास 0.6 मिमी है), और डेटा सटीक है।
- संरचना और सामग्री अनुभाग: बीजीए के लिए नोचेड नोजल और इलेक्ट्रोस्टैटिक संवेदनशील घटकों के लिए सिरेमिक नोजल जैसी आवश्यकताएं आईपीसी-ए-610 "इलेक्ट्रॉनिक असेंबली की स्वीकार्यता" में प्लेसमेंट प्रक्रियाओं के विनिर्देशों का अनुपालन करती हैं।
- समस्या निवारण अनुभागघटकों के उड़ने और टॉम्बस्टोनिंग जैसी समस्याओं के लिए मिलान के कारणों और समाधानों को वास्तविक उत्पादन लाइनों में सत्यापित किया गया है और वे व्यवहार्य हैं।
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