সার্কিট বোর্ড উত্পাদনে এলডিআই এবং সিসিডি মেশিনঃ প্রযুক্তি, অ্যাপ্লিকেশন এবং পারফরম্যান্স

সার্কিট বোর্ড উত্পাদনের যথার্থ-চালিত বিশ্বে, নির্ভুলতা এবং দক্ষতা নিশ্চিত করার জন্য দুটি প্রযুক্তি তাদের ভূমিকার জন্য দাঁড়িয়ে আছেঃলেজার ডাইরেক্ট ইমেজিং (এলডিআই) এবং চার্জ-কপলড ডিভাইস (সিসিডি) পরিদর্শন সিস্টেমএলডিআই পিসিবি প্যাটার্নিং প্রক্রিয়ায় বিপ্লব ঘটিয়েছে, ঐতিহ্যবাহী ফটোলিথোগ্রাফিকে লেজার নির্ভুলতার সাথে প্রতিস্থাপন করেছে, যখন সিসিডি মেশিনগুলি সমালোচনামূলক মান নিয়ন্ত্রণের চেকপয়েন্ট হিসাবে কাজ করে।কর্মক্ষমতা হ্রাস করতে পারে এমন ত্রুটি সনাক্তকরণএকসাথে, তারা আধুনিক পিসিবি উৎপাদনের মেরুদণ্ড গঠন করে, যা 5 জি রাউটার থেকে শুরু করে অটোমোটিভ সেন্সর পর্যন্ত সবকিছুতে ব্যবহৃত উচ্চ ঘনত্ব, উচ্চ নির্ভরযোগ্যতার বোর্ড তৈরি করতে সক্ষম করে।এই গাইড কিভাবে এলডিআই এবং সিসিডি মেশিন কাজ করে, তাদের অনন্য শক্তি, এবং কিভাবে তারা উত্পাদন কর্মপ্রবাহ মধ্যে একে অপরের পরিপূরক।

মূল বিষয়
1. এলডিআই মেশিনগুলি ইউভি লেজার ব্যবহার করে সরাসরি পিসিবিগুলিতে সার্কিট প্যাটার্নগুলি চিত্রিত করে, যা ঐতিহ্যগত ফটোমাস্কের তুলনায় ±2μm নির্ভুলতা অর্জন করে যা 50μm ট্রেস সহ এইচডিআই পিসিবিগুলির জন্য সমালোচনামূলক।
2.সিসিডি পরিদর্শন সিস্টেম, 5 ¢ 50 এমপি ক্যামেরাগুলির সাথে, বোর্ড প্রতি 1 ¢ 2 মিনিটের মধ্যে 99% ত্রুটি (যেমন, শর্ট সার্কিট, অনুপস্থিত ট্র্যাক) সনাক্ত করে, ম্যানুয়াল পরিদর্শন (85% সনাক্তকরণের হার) অতিক্রম করে।
3.এলডিআই ফটোগ্রাফিক মাস্ক তৈরি এবং হ্যান্ডলিং দূর করে উৎপাদন সময় ৩০% কমিয়ে দেয়, যখন সিসিডি ত্রুটি প্রাথমিক সনাক্তকরণের মাধ্যমে পুনরায় কাজ করার খরচ ৬০% কমিয়ে দেয়।
4এলডিআই এবং সিসিডি একসাথে জটিল পিসিবি (১০+ স্তর, ০.৪ মিমি পিচ বিজিএ) এর ব্যাপক উৎপাদন সক্ষম করে, যার ত্রুটির হার ১০০ পিপিএম এর নিচে, যা অটোমোবাইল এবং এয়ারস্পেসের কঠোর মান পূরণ করে।

এলডিআই মেশিনগুলি কী এবং তারা কীভাবে কাজ করে?
লেজার ডাইরেক্ট ইমেজিং (এলডিআই) মেশিনগুলি ঐতিহ্যগত ফটোলিথোগ্রাফি প্রক্রিয়াটি প্রতিস্থাপন করে, যা পিসিবিগুলিতে সার্কিট প্যাটার্নগুলি স্থানান্তর করতে শারীরিক ফটোমাস্ক ব্যবহার করে।এলডিআই উচ্চ-শক্তিযুক্ত ইউভি লেজার ব্যবহার করে ′′সার্কিটটি সরাসরি পিসিবিতে আলোক সংবেদনশীল প্রতিরোধক লেপটিতে আঁকতে.

এলডিআই প্রক্রিয়াঃ ধাপে ধাপে
1.পিসিবি প্রস্তুতিঃ খালি পিসিবি একটি আলোক সংবেদনশীল প্রতিরোধক (শুষ্ক ফিল্ম বা তরল) দিয়ে আবৃত, যা ইউভি আলোর সংস্পর্শে আসার সময় শক্ত হয়।
2লেজার ইমেজিংঃ একটি ইউভি লেজার (355nm তরঙ্গদৈর্ঘ্য) প্রতিরোধের স্ক্যান করে, যা তামা ট্রেস হয়ে উঠবে এমন এলাকাগুলি প্রকাশ করে। লেজারটি সিএডি ডেটা দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়,PCBs স্তরগুলির সাথে সুনির্দিষ্ট সারিবদ্ধতা নিশ্চিত করা.
3বিকাশঃ অপ্রকাশিত প্রতিরোধক ধুয়ে ফেলা হয়, একটি প্রতিরক্ষামূলক প্যাটার্ন ছেড়ে যায় যা সার্কিটকে সংজ্ঞায়িত করে।
4খোদাই করাঃ খোলামেলা তামাটি খোদাই করা হয়, কাঁচা প্রতিরোধের দ্বারা সুরক্ষিত পছন্দসই চিহ্নগুলি ছেড়ে যায়।

এলডিআই এর মূল সুবিধা
যথার্থতাঃ লেজারগুলি ±2μm সমন্বয় নির্ভুলতা অর্জন করে, ফোটোমাস্কগুলির সাথে ±10μm এর তুলনায়, 50μm ট্রেস এবং ব্যাসার্ধের মাধ্যমে 0.1mm সক্ষম করে।
গতিঃ ফটোমাস্ক উত্পাদন দূর করে (যা 24 ~ 48 ঘন্টা সময় নেয়) এবং 50% দ্বারা প্যাটার্ন স্থানান্তর সময় হ্রাস করে।
নমনীয়তাঃ সফটওয়্যারের মাধ্যমে সহজেই সার্কিট প্যাটার্ন সামঞ্জস্য করা যায়, যা প্রোটোটাইপিং বা ছোট ব্যাচের উৎপাদন জন্য আদর্শ।
খরচ-কার্যকারিতাঃ কম থেকে মাঝারি পরিমাণে (100 ₹10,000 ইউনিট), এলডিআই ফটোমাস্কের খরচ এড়ায় ((500 ₹2,000 প্রতি মাস্ক সেট) ।

সিসিডি মেশিনগুলি কী এবং পিসিবি উত্পাদনে তাদের ভূমিকা কী?
চার্জ-ক্যাপলড ডিভাইস (সিসিডি) মেশিনগুলি স্বয়ংক্রিয় পরিদর্শন সিস্টেম যা উচ্চ রেজোলিউশনের ক্যামেরা ব্যবহার করে পিসিবিগুলির চিত্র ক্যাপচার করে, তারপরে সফ্টওয়্যার অ্যালগরিদম ব্যবহার করে ত্রুটিগুলির জন্য বিশ্লেষণ করে।তারা মূল পর্যায়ে স্থাপন করা হয়: ইট করার পরে (ট্র্যাক অখণ্ডতা পরীক্ষা করার জন্য), উপাদান স্থাপন করার পরে, এবং লোডিংয়ের পরে।

সিসিডি পরিদর্শন কিভাবে কাজ করে
1. চিত্র ক্যাপচারঃ এলইডি আলো (সাদা, আরজিবি বা ইনফ্রারেড) সহ একাধিক সিসিডি ক্যামেরা (৮ টি পর্যন্ত) বিভিন্ন কোণ থেকে পিসিবি এর ২ ডি বা ৩ ডি চিত্র ক্যাপচার করে।
2. ইমেজ প্রসেসিং: সফটওয়্যারটি অস্বাভাবিকতা সনাক্ত করতে ইমেজগুলিকে “গোল্ডেন টেমপ্লেট” (একটি ত্রুটি মুক্ত রেফারেন্স) এর সাথে তুলনা করে।
3. ত্রুটি শ্রেণীবিভাগঃ শর্ট সার্কিট, উন্মুক্ত ট্রেস বা ভুল সমন্বিত উপাদানগুলির মতো সমস্যাগুলি পর্যালোচনার জন্য তীব্রতার (সমালোচনামূলক, প্রধান, ছোট) দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।
4. রিপোর্টিংঃ প্রবণতা বিশ্লেষণের জন্য ডেটা লগ করা হয়, যা নির্মাতাদের মূল কারণগুলি মোকাবেলায় সহায়তা করে (উদাহরণস্বরূপ, একটি নির্দিষ্ট পিসিবি জোনে পুনরাবৃত্তি শর্ট একটি এলডিআই ক্যালিব্রেশন সমস্যা নির্দেশ করতে পারে) ।

সিসিডি ইন্সপেকশন সিস্টেমের ধরন
a.2D সিসিডি: উপরের থেকে নীচে চিত্র ব্যবহার করে ২ ডি ত্রুটি (যেমন, ট্র্যাকের প্রস্থ, অনুপস্থিত উপাদান) পরীক্ষা করা হয়।
b.3D CCD: উচ্চতা সম্পর্কিত সমস্যাগুলি সনাক্ত করতে কাঠামোগত আলো বা লেজার স্ক্যান ব্যবহার করে (যেমন, লোডার জয়েন্ট ভলিউম, উপাদান কোপ্লানারিটি) ।
c.ইনলাইন সিসিডিঃ রিয়েল টাইম পরিদর্শনের জন্য উৎপাদন লাইনে সংহত, প্রতি মিনিটে ৬০ টি পর্যন্ত পিসিবি প্রক্রিয়াজাত করা যায়।
d.অফলাইন সিসিডিঃ সূক্ষ্ম-পিচ ত্রুটির জন্য উচ্চতর রেজোলিউশন (50MP) সহ বিশদ নমুনা বা ত্রুটি বিশ্লেষণের জন্য ব্যবহৃত হয়।

এলডিআই বনাম সিসিডিঃ পিসিবি উৎপাদনে পরিপূরক ভূমিকা
যদিও এলডিআই এবং সিসিডি বিভিন্ন উদ্দেশ্যে কাজ করে, তবে তারা পিসিবি গুণমান নিশ্চিত করার ক্ষেত্রে নিবিড়ভাবে সংযুক্ত। তাদের তুলনা এখানেঃ

কেন এলডিআই এবং সিসিডি আধুনিক পিসিবিগুলির জন্য অপরিহার্য
যেহেতু পিসিবিগুলি আরও জটিল হয়ে উঠছে, 10+ স্তর, 50μm ট্রেস এবং 0.4 মিমি পিচ উপাদানগুলির সাথে traditionalতিহ্যবাহী পদ্ধতিগুলি ধরে রাখতে লড়াই করে। এলডিআই এবং সিসিডি এই চ্যালেঞ্জগুলি মোকাবেলা করেঃ

1উচ্চ ঘনত্বের ইন্টারকানেক্ট (এইচডিআই) পিসিবি সক্ষম করা
a. এলডিআই এর ভূমিকাঃ একটি ধ্রুবক নির্ভুলতার সাথে 50μm ট্রেস এবং 100μm ভায়াস তৈরি করে, এইচডিআই ডিজাইনগুলি (যেমন, 5 জি বেস স্টেশন পিসিবি) কার্যকর করে।
বি.সিসিডি'র ভূমিকাঃ এই ক্ষুদ্র বৈশিষ্ট্যগুলিকে ত্রুটিগুলির জন্য পরীক্ষা করে যেমন ট্র্যাক পাতলা বা ভুল সারিবদ্ধতার মাধ্যমে, যা উচ্চ-গতির সার্কিটে সংকেত ক্ষতির কারণ হবে।

2. উৎপাদন খরচ কমানো
a.এলডিআই সঞ্চয়ঃ ফটোমাস্কের ব্যয় দূর করে এবং ভুলভাবে সারিবদ্ধ স্তর থেকে স্ক্র্যাপ হ্রাস করে (উচ্চ পরিমাণে উত্পাদনে 70% দ্বারা) ।
বি.সিসিডি সঞ্চয়ঃ ত্রুটিগুলি দ্রুত ধরা পড়ে (উদাহরণস্বরূপ, ইটচিংয়ের পরে, সমাবেশের পরে নয়), পুনরায় কাজ করার ব্যয় 60% হ্রাস করে। একটি একক মিস করা শর্ট সার্কিটটি সমাবেশের পরে সংশোধন করতে (50 এর বিপরীতে) ব্যয় করতে পারে।.

3. কঠোর শিল্প মান পূরণ
a.অটোমোটিভ (আইএটিএফ ১৬৯৪৯): ত্রুটির হার <১০০ পিপিএম প্রয়োজন। এলডিআই এর নির্ভুলতা এবং সিসিডি এর ৯৯% সনাক্তকরণ হার সম্মতি নিশ্চিত করে।
b.Aerospace (AS9100): অডিট ট্রেলের জন্য LDI এবং CCD লগ ডেটা (প্যাটার্ন ফাইল, পরিদর্শন প্রতিবেদন) উভয়েরই প্রয়োজনীয়তা।
c. মেডিকেল (আইএসও ১৩৪৮৫): শূন্য সমালোচনামূলক ত্রুটির প্রয়োজন। সিসিডি-র থ্রিডি পরিদর্শন জীবন রক্ষাকারী ডিভাইসে সোল্ডারের ফাঁকা জায়গাগুলির মতো সূক্ষ্ম সমস্যাগুলি ধরতে পারে।

এলডিআই এবং সিসিডি বাস্তবায়নে চ্যালেঞ্জ এবং সমাধান
যদিও শক্তিশালী, এলডিআই এবং সিসিডি সিস্টেমগুলির সর্বোচ্চ কর্মক্ষমতা অর্জনের জন্য সাবধানে সেটআপ প্রয়োজনঃ

1. এলডিআই চ্যালেঞ্জ
a.লেজার ড্রিফটঃ সময়ের সাথে সাথে লেজারগুলি ক্যালিব্রেশনের বাইরে চলে যেতে পারে, যার ফলে ট্রেস প্রস্থের পরিবর্তন হয়।
সমাধানঃ একটি রেফারেন্স বোর্ডের সাথে দৈনিক ক্যালিব্রেশন এবং লেজারের সারিবদ্ধতা সামঞ্জস্য করার জন্য সিসিডি পরিদর্শন থেকে রিয়েল-টাইম ফিডব্যাক।
b. প্রতিরোধের সংবেদনশীলতাঃ প্রতিরোধের বেধের পরিবর্তনগুলি এক্সপোজারকে প্রভাবিত করে, যার ফলে অল্প / অতিরিক্ত এক্সপোজার অঞ্চলগুলি ঘটে।
সমাধানঃ বেধ পর্যবেক্ষণের সাথে স্বয়ংক্রিয় প্রতিরোধক লেপ সিস্টেম (± 1μm সহনশীলতা) ।
গ. উচ্চ পরিমাণের জন্য থ্রুপুটঃ এলডিআই 100,000+ ইউনিট রানগুলির জন্য ফটোলিথোগ্রাফির চেয়ে ধীর।
সমাধানঃ সমান্তরালভাবে একাধিক এলডিআই মেশিন স্থাপন করুন বা হাইব্রিড সিস্টেম ব্যবহার করুন (উচ্চ ভলিউমের জন্য ফটোমাস্ক, প্রোটোটাইপের জন্য এলডিআই) ।

2. সিসিডি চ্যালেঞ্জ
a. মিথ্যা ইতিবাচকঃ ধুলো বা প্রতিফলন ভুল ত্রুটি সতর্কতা সক্রিয় করতে পারে, উৎপাদন ধীর।
সমাধানঃ এআই-চালিত অ্যালগরিদম হাজার হাজার ত্রুটিযুক্ত চিত্রের উপর প্রশিক্ষিত বাস্তব সমস্যাগুলিকে গোলমাল থেকে আলাদা করতে।
b.3D ত্রুটি সনাক্তকরণঃ ঐতিহ্যগত 2D সিসিডি উচ্চতা সম্পর্কিত সমস্যা (যেমন, BGAs উপর অপর্যাপ্ত solder) মিস করে।
সমাধানঃ লেজার প্রোফাইলিং সহ 3D সিসিডি সিস্টেম, যা ±5μm নির্ভুলতার সাথে লোডার ভলিউম পরিমাপ করে।
সি. কমপ্লেক্স পিসিবি জ্যামিতিঃ স্ট্যান্ডার্ড সিসিডি সিস্টেমকে বিভ্রান্ত করে এমন স্ট্রিপ-ফ্লেক্স পিসিবি বা বাঁকা পৃষ্ঠ।
সমাধানঃ বহু-কোণীয় ক্যামেরা এবং নিয়মিত আলোকসজ্জা যা কঠিন-প্রাপ্য এলাকাগুলি ক্যাপচার করতে পারে।

বাস্তব বিশ্বের কেস স্টাডিজ
1. এইচডিআই পিসিবি প্রস্তুতকারক
5 জি রাউটারের জন্য 12 স্তরের এইচডিআই পিসিবি প্রস্তুতকারক এলডিআই দিয়ে ফটোলিথোগ্রাফি প্রতিস্থাপন করেছেন এবং 3 ডি সিসিডি পরিদর্শন যুক্ত করেছেনঃ
ফলাফলঃ ট্র্যাক প্রস্থের পরিবর্তন ±8μm থেকে ±3μm কমেছে; ত্রুটি হার 500 পিপিএম থেকে 80 পিপিএম কমেছে।
রিটার্ন অফ ইনভেস্টমেন্ট (আরওআই): ক্ষয়ক্ষতি ও পুনর্নির্মাণের মাধ্যমে ৯ মাসের মধ্যে এলডিআই/সিসিডি বিনিয়োগ পুনরুদ্ধার।

2. অটোমোটিভ পিসিবি সরবরাহকারী
একটি অটো পার্টস কোম্পানি এলডিআই প্যাটার্নিংয়ের পরে ইনলাইন সিসিডি পরিদর্শন একীভূত করেছেঃ
চ্যালেঞ্জঃ এডিএএস সেন্সর পিসিবিতে ০.১ মিমি শর্টস ধরা (ক্ষেত্রের ব্যর্থতা এড়াতে গুরুত্বপূর্ণ) ।
সমাধানঃ এআই অ্যালগরিদম সহ 50 এমপি 2 ডি সিসিডি, 99.9% শর্টস সনাক্ত করে।
প্রভাবঃ মডেলিং ত্রুটিগুলির সাথে সম্পর্কিত ক্ষেত্রের ব্যর্থতা শূন্যে নেমে গেছে, আইএটিএফ 16949 প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।

3. মেডিকেল ডিভাইস প্রযোজক
পেসমেকার পিসিবি প্রস্তুতকারক সূক্ষ্ম-পিচ (0,4 মিমি) নিদর্শনগুলির জন্য এলডিআই এবং সোল্ডার জয়েন্ট পরিদর্শনের জন্য 3 ডি সিসিডি ব্যবহার করেছেনঃ
ফলাফলঃ এফডিএ-র নিয়মাবলীর ১০০% সম্মতি নিশ্চিত করা হয়েছে, ১০,০০০-এরও বেশি ইউনিটে শূন্য ত্রুটি।
মূল অন্তর্দৃষ্টি: সিসিডি ডেটা এলডিআই মেশিনে ফিড করে, ধারাবাহিক প্যাটার্নিংয়ের জন্য লেজার সেটিংস অপ্টিমাইজ করে।

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্ন
প্রশ্ন: এলডিআই কি সম্পূর্ণরূপে ফটোলিথোগ্রাফি প্রতিস্থাপন করতে পারে?
উত্তরঃ বেশিরভাগ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য, হ্যাঁ, বিশেষত এইচডিআই, প্রোটোটাইপ বা নিম্ন থেকে মাঝারি ভলিউম। উচ্চ-ভলিউম (100k + ইউনিট) সহজ পিসিবিগুলি এখনও প্রতি ইউনিটের কম খরচে ফটোলিথোগ্রাফি ব্যবহার করতে পারে।

প্রশ্নঃ সিসিডি মেশিনগুলি প্রতিফলক উপাদানগুলি (যেমন, সোনার-প্লেটেড পিনগুলি) কীভাবে পরিচালনা করে?
উত্তরঃ 3 ডি সিসিডি সিস্টেমগুলি ঝলকানি হ্রাস করতে মেরুকৃত আলো বা একাধিক এক্সপোজার কোণ ব্যবহার করে। উন্নত অ্যালগরিদমগুলি মিথ্যা ত্রুটি এড়াতে প্রতিফলনগুলিও ফিল্টার করে।

প্রশ্ন: এলডিআই নির্ভরযোগ্যভাবে যে ন্যূনতম বৈশিষ্ট্য আকার তৈরি করতে পারে তা কী?
উত্তরঃ অত্যাধুনিক এলডিআই মেশিনগুলি 30μm ট্রেস এবং 50μm ভায়াস তৈরি করতে পারে, যদিও 50μm ট্রেসগুলি খরচ কার্যকারিতার জন্য আরও সাধারণ।

প্রশ্নঃ এলডিআই এবং সিসিডি মেশিনগুলির কত ঘন ঘন রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজন হয়?
উত্তরঃ এলডিআই লেজারের জন্য বার্ষিক সার্ভিসিং প্রয়োজন; সিসিডি ক্যামেরাগুলির জন্য লেন্স সাপ্তাহিক (বা ধুলোযুক্ত পরিবেশে প্রতিদিন) পরিষ্কার করা প্রয়োজন। ক্যালিব্রেশন চেক প্রতিদিন করা হয়।

প্রশ্নঃ এলডিআই এবং সিসিডি কি স্ট্রিপ-ফ্লেক্স পিসিবিগুলির জন্য উপযুক্ত?
উত্তরঃ হ্যাঁ। এলডিআই সফটওয়্যার সামঞ্জস্যের মাধ্যমে নমনীয় স্তরগুলিতে মানিয়ে নেয়, যখন বাঁকা পৃষ্ঠের স্ক্যানিং সহ সিসিডি সিস্টেমগুলি ফ্লেক্স জোনগুলি পরিচালনা করে।

সিদ্ধান্ত
এলডিআই এবং সিসিডি মেশিনগুলি পিসিবি উত্পাদনকে রূপান্তরিত করেছে, আধুনিক ইলেকট্রনিক্সের জন্য প্রয়োজনীয় নির্ভুলতা এবং গুণমান সক্ষম করে। এলডিআই এর লেজার-চালিত প্যাটার্নিং ফোটোমাস্কের সীমাবদ্ধতা দূর করে,যদিও সিসিডি'র স্বয়ংক্রিয় পরিদর্শন নিশ্চিত করে যে ত্রুটিগুলি প্রাথমিকভাবে ধরা হয়৫জি, অটোমোটিভ এবং মেডিকেল মার্কেটে প্রতিযোগিতা করার লক্ষ্যে নির্মাতাদের জন্য এলডিআই এবং সিসিডি-তে বিনিয়োগ করা কেবল একটি পছন্দ নয় বরং একটি প্রয়োজনীয়তা।যেহেতু পিসিবি জটিলতা বাড়তে থাকে, এই প্রযুক্তিগুলি বিকশিত হবে, এআই এবং 3 ডি সক্ষমতা সার্কিট বোর্ড উত্পাদনে কী সম্ভব তার সীমানা আরও বাড়িয়ে তুলবে।