2025-07-30
In the race to pack more functionality into smaller electronics—from 5G smartphones to medical implants—multilayer PCBs rely on innovative via technologies to maximize density without sacrificing performanceइनमें से, प्रौद्योगिकी के माध्यम से दफन एक महत्वपूर्ण सक्षमकर्ता के रूप में बाहर खड़ा है, इंजीनियरों को बाहरी सतहों पर मूल्यवान स्थान की खपत किए बिना आंतरिक परतों को जोड़ने की अनुमति देता है।पूरे बोर्ड को छेदने वाले छेद वाले वायस को समाप्त करके, दफन वायाज़ उच्च घटक घनत्व, कम संकेत पथ और बेहतर थर्मल प्रबंधन को अनलॉक करते हैं।यह मार्गदर्शिका प्रौद्योगिकी के माध्यम से दफन कैसे काम करता है का पता लगाता है, उन्नत पीसीबी में इसके फायदे, विनिर्माण चुनौतियां और लगातार गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए समाधान।
दफन विअस क्या हैं?
दफनाए हुए वायास प्रवाहकीय मार्ग हैं जो बहुपरत पीसीबी की केवल आंतरिक परतों को जोड़ते हैं, पूरी तरह से बोर्ड के कोर के अंदर छिपे रहते हैं (बाहरी परतों पर कोई जोखिम नहीं) ।छेद के माध्यम से व्यास (जो सभी परतों को कवर) या अंधा व्यास (जो बाहरी परतों को आंतरिक परतों से जोड़ते हैं) के विपरीत, लमिनेटिंग के दौरान दफन वाइस पूरी तरह से कैप्सूल हो जाते हैं, जिससे वे अंतिम पीसीबी में अदृश्य हो जाते हैं।
प्रमुख विशेषताएं:
1स्थानः पूरी तरह से आंतरिक परतों के भीतर; बाहरी तांबे की सतहों के साथ कोई संपर्क नहीं।
2आकारः आम तौर पर व्यास 0.1~0.3 मिमी (थ्रू-होल वायस से छोटा), जो उच्च घनत्व वाले लेआउट को सक्षम करता है।
3निर्माणः टुकड़े टुकड़े करने से पहले व्यक्तिगत आंतरिक परतों में ड्रिल किया जाता है, फिर संरचनात्मक अखंडता सुनिश्चित करने के लिए तांबे से लेपित और एपॉक्सी या प्रवाहकीय पेस्ट से भरा जाता है।
कैसे दफन किए गए वायस मल्टीलेयर पीसीबी डिजाइन को बदलते हैं
प्रौद्योगिकी के माध्यम से दफन आधुनिक पीसीबी डिजाइन में दो महत्वपूर्ण दर्द बिंदुओं को संबोधित करता हैः अंतरिक्ष की बाधाओं और संकेत गिरावट। यहां बताया गया है कि यह मूल्य कैसे प्रदान करता हैः
1बोर्ड घनत्व को अधिकतम करना
आंतरिक परतों तक ही सीमित करके, सक्रिय घटकों (जैसे, बीजीए, क्यूएफपी) और माइक्रोविया के लिए बाहरी परतों को मुक्त करके,केवल छेद के माध्यम से वायस का उपयोग करने वाले डिजाइनों की तुलना में घटक घनत्व में 30-50% की वृद्धि.
| प्रकार के माध्यम से | अंतरिक्ष की खपत (प्रति मार्ग) | परत पहुँच | आदर्श के लिए |
|---|---|---|---|
| पार-छेद | ऊँचा (0.5~1.0 मिमी व्यास) | सभी परतें | कम घनत्व वाले, पावर पीसीबी |
| अंधा रास्ता | मध्यम (0.2~0.5 मिमी) | बाहरी → आंतरिक परतें | बाहरी परत के घटकों के साथ एचडीआई डिजाइन |
| दफनाया गया | कम (0.1~0.3 मिमी) | केवल आंतरिक परतें | अति-उच्च घनत्व, 10+ परत पीसीबी |
उदाहरण: एक 12 परत 5G पीसीबी जिसमें दफन वायस का उपयोग किया जाता है, एक छेद के माध्यम से डिजाइन के समान पदचिह्न में 20% अधिक घटकों को फिट कर सकता है, जिससे छोटे बेस स्टेशन मॉड्यूल सक्षम होते हैं।
2. सिग्नल अखंडता में सुधार
लंबे, घुमावदार सिग्नल पथों के माध्यम से छेद डिजाइन सिग्नल हानि, क्रॉसस्टॉक, और विलंबता के लिए महत्वपूर्ण मुद्दे पैदा करते हैं उच्च आवृत्ति संकेत (28GHz+) ।दफन किए गए वायस सीधे आंतरिक परतों को जोड़कर संकेत पथों को छोटा करते हैं, निम्न को कम करता है:
a.प्रसार में देरीः संकेत आंतरिक परतों के बीच 20-30% तेजी से यात्रा करते हैं।
क्रॉसस्टॉकः उच्च गति वाले निशानों को आंतरिक परतों (जमीन के विमानों से अलग) तक सीमित करने से हस्तक्षेप 40% तक कम हो जाता है।
c. प्रतिबाधा असंगतताः उच्च गति इंटरफेस (जैसे, पीसीआईई 6) में प्रतिबिंब को कम करने के लिए स्टब्स के माध्यम से कम करें।0, यूएसबी4) ।
3थर्मल प्रबंधन में सुधार
दफन किए गए वायस ′′थर्मल वायस ′′ के रूप में कार्य करते हैं जब वे प्रवाहकीय एपॉक्सी या तांबे से भरे होते हैं, गर्म आंतरिक परतों (जैसे, पावर मैनेजमेंट आईसी) से बाहरी परतों या हीट सिंक में गर्मी फैलाते हैं।यह घनी पैक पीसीबी में 15-25°C तक हॉटस्पॉट को कम करता है, घटक के जीवनकाल को बढ़ाता है।
अनुप्रयोग: जहां दफन हुए विअस चमकते हैं
लघुकरण, गति और विश्वसनीयता की मांग करने वाले उद्योगों में प्रौद्योगिकी के माध्यम से दफन अपरिहार्य है।
15जी और दूरसंचार
5जी बेस स्टेशनों और राउटरों के लिए पीसीबी की आवश्यकता होती है जो न्यूनतम हानि के साथ 2860GHz एमएमवेव संकेतों को संभालते हैं।
a. उच्च आवृत्ति पथों के लिए तंग निशान अंतराल (2 ¢ 3 मिली) के साथ 10+ परत डिजाइन सक्षम करें।
b.संकुचित आवरणों में आरएफ घटकों (जैसे, पावर एम्पलीफायर, फिल्टर) के घने सरणियों का समर्थन करें।
सी. बीमफॉर्मिंग सर्किट में सिग्नल हानि को कम करना, जो 5जी कवरेज के विस्तार के लिए महत्वपूर्ण है।
2उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स
स्मार्टफ़ोन, पहनने योग्य उपकरण और टैबलेट स्लिम डिज़ाइनों में अधिक सुविधाओं (कैमरे, 5 जी मॉडेम, बैटरी) को पैक करने के लिए दफन वायस पर निर्भर करते हैंः
a.एक विशिष्ट प्रमुख स्मार्टफोन पीसीबी में सैकड़ों छिपे हुए बीयर्स के साथ 8-12 परतों का उपयोग किया जाता है, जिससे मोटाई में 0.3~0.5 मिमी की कमी आती है।
b.पहने जाने वाले उपकरण (जैसे, स्मार्टवॉच) डिवाइस के आकार को बढ़ाए बिना सेंसर सरणी को जोड़ने के लिए दफन वायस का उपयोग करते हैं।
3चिकित्सा उपकरण
लघु चिकित्सा उपकरण (जैसे, एंडोस्कोप, पेसमेकर) पीसीबी की मांग करते हैं जो छोटे, विश्वसनीय और जैव संगत हैंः
a.जमा हुआ वायस एंडोस्कोप में 16+ परत पीसीबी को सक्षम करता है, इमेजिंग सेंसर और डेटा ट्रांसमीटर को 10 मिमी व्यास के शाफ्ट में फिट करता है।
बी.पेसमेकर में, दफन किए गए वायस संवेदनशील सेंसर सर्किट से उच्च वोल्टेज बिजली के निशान को अलग करके ईएमआई को कम करते हैं।
4ऑटोमोबाइल इलेक्ट्रॉनिक्स
ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) और EV पावर मैनेजमेंट सिस्टम के लिए मजबूत, कॉम्पैक्ट पीसीबी की आवश्यकता होती हैः
a.अंडरब्रिज्ड वायस ADAS रडार मॉड्यूल में 12-20 परतों को जोड़ता है, जो हुड के नीचे तंग स्थानों में 77GHz ऑपरेशन का समर्थन करता है।
बी.ईवी बैटरी प्रबंधन प्रणालियों (बीएमएस) में, दफन किए गए वाया थर्मल चालकता में सुधार करते हैं, उच्च-वर्तमान मार्गों में अति ताप को रोकते हैं।
दफन विअस के निर्माण की चुनौतियाँ
जबकि दफन वाइस महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करते हैं, उनका उत्पादन पारंपरिक वाइस की तुलना में अधिक जटिल है, जिसमें सटीकता और उन्नत प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती हैः
1. परत संरेखण
दफन वायास को आसन्न आंतरिक परतों पर लक्ष्य पैड के साथ ±5μm के भीतर संरेखित किया जाना चाहिए ताकि खुले या शॉर्ट्स से बचा जा सके। 10+ परत बोर्डों में मामूली असंगतता (10μm+) भी वाया को बेकार बना सकती है।
समाधानः निर्माता लमिनेटिंग के दौरान स्वचालित ऑप्टिकल संरेखण (एओआई) प्रणालियों का उपयोग करते हैं, प्रत्येक परत पर सटीकता सुनिश्चित करने के लिए संदर्भ फिड्यूशियल के साथ।
2ड्रिलिंग प्रेसिजन
दफन किए गए वायस के लिए छोटे व्यास (0.1~0.3 मिमी) और उच्च आयाम अनुपात (गहनता/व्यास = 3:1 या उससे अधिक) की आवश्यकता होती है, जिससे उपकरण के पहनने और बहाव के कारण यांत्रिक ड्रिलिंग अव्यावहारिक हो जाती है।
समाधानः लेजर ड्रिलिंग (यूवी या CO2 लेजर) ±2μm स्थिति सटीकता और स्वच्छ, burr-मुक्त छेद प्राप्त करता है जो उच्च आवृत्ति पीसीबी में छोटे vias के लिए महत्वपूर्ण है।
3. कोटिंग एकरूपता
दफन वाया के अंदर तांबे का आवरण एक समान होना चाहिए (2550μm मोटाई) चालकता और संरचनात्मक शक्ति सुनिश्चित करने के लिए। पतला आवरण खोलने का कारण बन सकता है; मोटी आवरण वाया को अवरुद्ध कर सकता है।
समाधानः इलेक्ट्रोलेस कॉपर कोटिंग के बाद इलेक्ट्रोलाइटिक कोटिंग, एक्स-रे फ्लोरोसेंस (एक्सआरएफ) के माध्यम से वास्तविक समय मोटाई की निगरानी के साथ।
4लागत और जटिलता
उत्पादन के माध्यम से दफन चरणों (पूर्व-लेमिनेशन ड्रिलिंग, भरने, प्लेटिंग) को जोड़ता है जो छेद के डिजाइन की तुलना में विनिर्माण समय और लागत में 20-30% की वृद्धि करता है।
समाधान: हाइब्रिड डिजाइन (आंतरिक परतों के लिए दफन वाया और बाहरी परतों के लिए अंधा वाया को मिलाकर) मध्यम श्रेणी के अनुप्रयोगों के लिए घनत्व और लागत को संतुलित करते हैं।
कार्यान्वयन के माध्यम से दफन के लिए सर्वोत्तम प्रथाएं
दफनाए हुए वाइसों का प्रभावी ढंग से लाभ उठाने के लिए, इन डिजाइन और निर्माण दिशानिर्देशों का पालन करें:
1विनिर्माण के लिए डिजाइन (डीएफएम)
a.Via Size vs.Layer Count: 10+ परत PCB के लिए, घनत्व और विनिर्माण क्षमता को संतुलित करने के लिए 0.15 ′′ 0.2 मिमी दफन बीयर्स का उपयोग करें। 6 ′′ 8 परत बोर्ड के लिए बड़े बीयर्स (0.2 ′′ 0.3 मिमी) बेहतर हैं।
b.स्पेसिंगः सिग्नल क्रॉसस्टॉक और प्लेटिंग समस्याओं से बचने के लिए दफन किए गए वायस के बीच व्यास के माध्यम से 2 ¢ 3x बनाए रखें।
c.स्टैक-अप प्लानिंगः परिरक्षण और थर्मल ट्रांसफर को बढ़ाने के लिए सिग्नल परतों के समीप पावर/ग्राउंड प्लेन रखें।
2सामग्री का चयन
a. सब्सट्रेटः उच्च आवृत्ति डिजाइनों के लिए उच्च-Tg FR-4 (Tg ≥170°C) या कम हानि वाले टुकड़े टुकड़े (जैसे, रोजर्स RO4830) का उपयोग करें, क्योंकि वे टुकड़े टुकड़े के दौरान विरूपण का विरोध करते हैं।
b. भरने की सामग्रीः अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए इपॉक्सी से भरे गए दफन वायस काम करते हैं; पावर पीसीबी में थर्मल प्रबंधन के लिए चालक पेस्ट भरना बेहतर है।
3. गुणवत्ता नियंत्रण
a.निरीक्षणः प्लेटिंग, संरेखण और भरने के माध्यम से सत्यापित करने के लिए एक्स-रे निरीक्षण का उपयोग करें (कोई रिक्त स्थान नहीं) । माइक्रोसेक्शनिंग (क्रॉस-सेक्शनल विश्लेषण) प्लेटिंग एकरूपता की जांच करता है।
b.परीक्षणः खुले या शॉर्ट्स को पकड़ने के लिए फ्लाइंग प्रोब परीक्षकों का उपयोग करके 100% दफन किए गए वायस पर निरंतरता परीक्षण करें।
केस स्टडीः 16 परतों वाले 5जी पीसीबी में दफन किए गए वायस
एक अग्रणी दूरसंचार निर्माता को 5जी एमएमवेव मॉड्यूल के लिए 16 परत पीसीबी की आवश्यकता थी।
a.28GHz सिग्नल पथ <1dB हानि प्रति इंच के साथ।
b.कंपोनेंट घनत्वः 200+ घटक प्रति वर्ग इंच (बीजीए सहित 0.4 मिमी पिच) ।
c. मोटाईः <2.0 मिमी.
समाधान:
a.अंदर संकेत परतों को जोड़ने के लिए 0.2 मिमी के दफन वायस का उपयोग किया गया (परतों 3-14) जिससे संकेत पथ की लंबाई 40% कम हो गई।
बी.बीजीए को जोड़ने के लिए बाहरी परतों (1 ′′2, 15 ′′16) के लिए 0.15 मिमी के अंधेरे वायस के साथ संयुक्त।
c.इलेक्ट्रोलेस तांबे के आवरण (30μm मोटाई) और इपॉक्सी भरने के साथ लेजर ड्रिल किए गए व्यास।
परिणाम:
a.सिग्नल हानि 28GHz पर 0.8dB/इंच तक कम की गई।
b.बोर्ड की मोटाई 1.8 मिमी पर प्राप्त की गई, लक्ष्य से 10% कम।
c.पहले पास की उपज 65% (थ्रू-होल वायस का उपयोग करके) से बढ़कर 92% हो गई।
प्रौद्योगिकी के ज़रिए दफनाए गए लोगों का भविष्य
जैसे-जैसे पीसीबी परतों की संख्या बढ़ेगी (20+ परतें) और घटक पिचें सिकुड़ेंगी (<0.3 मिमी), नई मांगों को पूरा करने के लिए प्रौद्योगिकी के माध्यम से दफन विकसित होगीः
a.छोटे वायसः 0.05 ∼ 0.1 मिमी व्यास वाले वाय, उन्नत लेजर ड्रिलिंग द्वारा सक्षम किए गए।
b.3D एकीकरणः 3D पैकेजिंग के लिए ढेर किए गए माइक्रोविया के साथ संयुक्त दफन वाया, IoT उपकरणों में फॉर्म फैक्टर को 50% तक कम करता है।
सी.एआई-संचालित डिजाइनः प्लेसमेंट के माध्यम से अनुकूलित करने के लिए मशीन लर्निंग उपकरण, क्रॉसस्टॉक और विनिर्माण त्रुटियों को कम करना।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
प्रश्न: छिपे हुए और अन्धे जीवन के बीच अंतर क्या है?
A: दफन किए गए विआस केवल आंतरिक परतों को जोड़ते हैं और पूरी तरह से छिपे हुए हैं, जबकि अंधे विआस बाहरी परतों को आंतरिक परतों से जोड़ते हैं और बोर्ड की सतह पर आंशिक रूप से दिखाई देते हैं।
प्रश्न: क्या उच्च शक्ति वाले पीसीबी के लिए दफन वाया उपयुक्त हैं?
उत्तर: हां, जब वे प्रवाहकीय पेस्ट से भरे होते हैं, तो दफन किए गए वायस थर्मल चालकता को बढ़ाते हैं और मध्यम धाराओं (5A तक) को ले जा सकते हैं। उच्च शक्ति (10A+) के लिए, बड़े दफन किए गए वायस (0.3 मिमी+) मोटी तांबे की चढ़ाई के साथ.
प्रश्न: दफन वाइस के लिए लागत प्रीमियम क्या है?
उत्तरः अतिरिक्त प्रसंस्करण चरणों के कारण दफन बीआईएएस पीसीबी लागत में 20-30% जोड़ते हैं, लेकिन यह अक्सर बोर्ड के आकार में कमी और बेहतर प्रदर्शन से ऑफसेट होता है।
प्रश्न: क्या फ्लेक्स पीसीबी में दफन वायस का प्रयोग किया जा सकता है?
उत्तर: हां, लेकिन सावधानी बरतें। फ्लेक्स पीसीबी (पोलीमाइड सब्सट्रेट का उपयोग करके) में दफन किए गए वायस को झुकने के दौरान दरार से बचने के लिए पतली, लचीली एपॉक्सी भरने की आवश्यकता होती है।
निष्कर्ष
प्रौद्योगिकी के माध्यम से दफन आधुनिक बहुपरत पीसीबी डिजाइन का एक आधारशिला है, जो 5 जी, चिकित्सा और ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए आवश्यक लघुकरण और प्रदर्शन को सक्षम करता है।जबकि विनिर्माण चुनौतियां मौजूद हैं, ड्रिलिंग परिशुद्धता, लागत, वे उन्नत प्रक्रियाओं (लेजर ड्रिलिंग, स्वचालित निरीक्षण) और विचारशील डिजाइन के साथ प्रबंधनीय हैं।
इंजीनियरों के लिए, कुंजी घनत्व को विनिर्माण क्षमता के साथ संतुलित करना है, सिग्नल पथों को छोटा करने और उत्पादन को अति जटिल किए बिना खाली स्थान को कम करने के लिए दफन वाया का लाभ उठाना है।सही भागीदार और प्रक्रियाओं के साथ, छिपे हुए माध्यम पीसीबी डिजाइन को एक सीमित कारक से एक प्रतिस्पर्धात्मक लाभ में बदल देते हैं।
मुख्य निष्कर्षः दफन वाया सिर्फ एक विनिर्माण तकनीक नहीं हैं वे नवाचार के लिए एक उत्प्रेरक हैं, इंजीनियरों को छोटे, तेज़ बनाने की अनुमति देते हैं,और एक तेजी से जुड़े दुनिया में अधिक विश्वसनीय इलेक्ट्रॉनिक्स.
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