2025-08-19
छोटे और अधिक शक्तिशाली इलेक्ट्रॉनिक्स बनाने की दौड़ में 5जी मॉड्यूल से लेकर चिकित्सा प्रत्यारोपण तक इंजीनियरों को एक बुनियादी चुनौती का सामना करना पड़ता हैः अधिक घटकों और तेजी से संकेतों को लगातार तंग स्थानों में पैक करना.पारंपरिक पीसीबी डिजाइन के माध्यम से अक्सर एक बाधा बन जाते हैं, घनत्व को सीमित करते हैं और संकेतों को धीमा करते हैं।एक गेम-चेंजिंग समाधान जो इंजीनियरों को उच्च घनत्व इंटरकनेक्ट (एचडीआई) डिजाइन की सीमाओं को आगे बढ़ाने की अनुमति देता है.
वीआईपीपीओ भारी पारंपरिक वायस को कॉम्पैक्ट, पैड-एकीकृत कनेक्शनों से बदल देता है, जो एक बार असंभव लेआउट को सक्षम करता है। यह गाइड बताता है कि वीआईपीपीओ कैसे काम करता है,प्रौद्योगिकी के माध्यम से मानक के मुकाबले इसके प्रमुख फायदे, और क्यों यह एयरोस्पेस, दूरसंचार और चिकित्सा उपकरणों जैसे उद्योगों में जटिल पीसीबी के लिए अपरिहार्य हो गया है।
महत्वपूर्ण बातें
1.वीआईपीपीओ (वीआईपीपीओ) (Via In Pad Plated Over) सीधे घटक पैड के नीचे व्यास को एकीकृत करता है, पारंपरिक माध्यम लेआउट की तुलना में 30-50% तक पीसीबी आकार को कम करता है।
2वीआईपीपीओ के माध्यमों के चारों ओर ′′केप-आउट ज़ोन′′ को समाप्त करके, बीजीए और सीएसपी पैकेजों के लिए महत्वपूर्ण 0.4 मिमी तक घटकों के अंतर को सक्षम करता है।
3.वीआईपीपीओ उच्च गति डिजाइन (25Gbps+) में सिग्नल अखंडता में सुधार करता है, जिसमें कम निशान लंबाई के कारण पारंपरिक माध्यमों की तुलना में 50% कम सिग्नल हानि होती है।
4उचित रूप से लागू होने पर, वीआईपीपीओ थर्मल तनाव को कम करके विश्वसनीयता में वृद्धि करता है और लोडर विचिंग को रोकता है, कठोर वातावरण में क्षेत्र विफलता दर को 40% तक कम करता है।
वीआईपीपीओ प्रौद्योगिकी क्या है?
वीआईपीपीओ (उच्चारण ′′vippo′′) का अर्थ है "वीआईपीपीओ" (Via In Pad Plated Over) एक विशेष डिजाइन के माध्यम से, जहां एक घटक पैड के भीतर सीधे एक छेद के माध्यम से एम्बेडेड है।प्रवाहकीय या गैर प्रवाहकीय सामग्री से भरा हुआ, समतल और तांबे के साथ लेपित। यह छेद और ′′बाहर रखने वाले क्षेत्रों′′ (विभाजन के आसपास स्थान जहां घटकों को रखा नहीं जा सकता है) के माध्यम से अलग करने की आवश्यकता को समाप्त करता है,पीसीबी लेआउट में अभूतपूर्व घनत्व का खुलासा.
वीआईपीपीओ कैसे काम करता हैः विनिर्माण प्रक्रिया
1लेजर ड्रिलिंगः छोटे-छोटे वायस (50-150μm व्यास) सीधे पीसीबी पैड क्षेत्र में ड्रिल किए जाते हैं, जो पारंपरिक यांत्रिक ड्रिल के मुकाबले छोटे होते हैं।
2. भरना: ईपॉक्सी (गैर-संवाहक) या चांदी से भरा पेस्ट (संवाहक) से भरा हुआ है ताकि एक सपाट सतह बनाई जा सके। सिग्नल के लिए ईपॉक्सी का उपयोग किया जाता है।जबकि प्रवाहकीय पेस्ट बिजली के माध्यमों के लिए काम करता है (वाहक धारा).
3समतलकरणः भरने वाले माध्यम को पीसीबी सतह के साथ फ्लश करने के लिए स्लैश या पॉलिश किया जाता है, जिससे घटक को माउंट करने के लिए एक चिकनी पैड सुनिश्चित होती है।
4प्लाटिंगः तांबे की एक पतली परत (2550μm) को भरने के माध्यम से और पैड पर प्लैटिंग किया जाता है, जो अंतराल के बिना एक निरंतर प्रवाहकीय पथ बनाता है।
यह प्रक्रिया, आईपीसी-4761 प्रकार 7 मानकों द्वारा परिभाषित, यह सुनिश्चित करती है कि वाया उच्च कंपन वातावरण के लिए पर्याप्त मजबूत और विश्वसनीय है।
वीआईपीपीओ बनाम पारंपरिक वाइसः एक महत्वपूर्ण तुलना
पारम्परिक छेद के माध्यम से छेद में लपेटने से रोकने के लिए बड़े ′′बाहर रखने वाले क्षेत्रों की आवश्यकता होती है (अक्सर 2 ′′3x व्यास) ।यह अंतरिक्ष बर्बाद करता है और लंबे समय तक निशान मार्गों को मजबूर करता है. VIPPO इस समस्या को समाप्त करता है, जैसा कि नीचे दी गई तालिका में दिखाया गया हैः
| विशेषता | पारंपरिक मार्ग | वीआईपीपीओ वायस |
|---|---|---|
| व्यास | 200 ‰ 500 μm | 50 ¢ 150μm |
| रोकथाम क्षेत्र | 400-1000μm (2x व्यास से) | कोई नहीं (पैड के अंदर है) |
| घटक अंतर | ≥1 मिमी | ≤0.4 मिमी |
| संकेत पथ की लंबाई | लम्बा (सर्किट के आसपास) | छोटा (प्रत्यक्ष) |
| सोल्डर विकिंग जोखिम | उच्च (अतिरिक्त मुखौटा की आवश्यकता होती है) | कम (भरा हुआ और कवर किया) |
| के लिए सर्वश्रेष्ठ | कम घनत्व, कम गति वाले डिजाइन | उच्च घनत्व, 25Gbps+ डिजाइन |
उच्च घनत्व वाले पीसीबी के लिए वीआईपीपीओ के मुख्य लाभ
वीआईपीपीओ सिर्फ जगह बचाने की चाल नहीं है, यह पीसीबी प्रदर्शन, विश्वसनीयता और विनिर्माण क्षमता को बदल देता है।
1. अंतरिक्ष अनुकूलन: कम में अधिक पैक करें
वीआईपीपीओ का सबसे स्पष्ट लाभ अंतरिक्ष की बचत है।
घने डिजाइनों में पीसीबी क्षेत्र को 30-50% तक कम करें (उदाहरण के लिए, वीआईपीपीओ के साथ 10 सेमी 2 बोर्ड 15 सेमी 2 पारंपरिक बोर्ड की जगह लेता है) ।
बी. बीजीए (बॉल ग्रिड एरे) जैसे घटकों को 0.4 मिमी के पिच के साथ रखें, जो पारंपरिक वाया के साथ असंभव है, जिसके लिए गेंदों के बीच बड़े अंतराल की आवश्यकता होगी।
सी.विआस के चारों ओर 'मृत क्षेत्रों' को समाप्त करना, अप्रयुक्त स्थान को निशान या निष्क्रिय घटकों के लिए कार्यात्मक अचल संपत्ति में बदलना।
उदाहरण: वीआईपीपीओ का उपयोग करने वाला 5जी छोटा सेल पीसीबी एक ही बाड़े में 20% अधिक आरएफ घटकों को फिट करता है, आकार में वृद्धि के बिना डेटा थ्रूपुट को बढ़ाता है।
2उच्च-गति डिजाइनों के लिए बेहतर सिग्नल अखंडता
उच्च गति वाले सर्किट (25Gbps+) में सिग्नल हानि और विकृतियां प्रमुख जोखिम हैं।
a.सिग्नल पथों को छोटा करनाः अब निशानों को वाइस के चारों ओर मार्ग बनाने की आवश्यकता नहीं है, लंबाई को 20-40% तक कम करना और सिग्नल देरी को कम करना।
प्रतिबाधा परिवर्तनों को कम करना: परंपरागत वाया प्रतिबाधा ¥ कदम ¥ पैदा करते हैं जो संकेतों को प्रतिबिंबित करते हैं; वीआईपीपीओ ¥ की चिकनी, चादरदार सतह 50Ω/100Ω प्रतिबाधा को बनाए रखती है।
c.क्रॉसस्टॉक को कम करना: वीआईपीपीओ के साथ घटकों के बीच की दूरी को कम करने के लिए कम से कम निशान की लंबाई का उपयोग किया जाता है, जिससे आसन्न संकेतों के बीच विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई) कम होता है।
परीक्षण डेटाः वीआईपीपीओ का उपयोग करते हुए 40 जीबीपीएस अंतर जोड़ी में 40 जीएचजेड पर 0.5 डीबी सम्मिलन हानि दिखाई देती है, जबकि 5 जी और डेटा सेंटर लिंक के लिए पारंपरिक वायस के साथ 1.2 डीबी महत्वपूर्ण है।
3विश्वसनीयता और स्थायित्व में वृद्धि
वीआईपीपीओ पारंपरिक माध्यमों में दो सामान्य विफलता बिंदुओं को संबोधित करता हैः
a.सोल्डर वाइकिंगः पारंपरिक वाइज स्ट्रॉ की तरह काम करते हैं, रिफ्लो के दौरान घटक जोड़ों से सोल्डर को खींचते हैं।थर्मल साइक्लिंग का सामना करने वाले मजबूत सोल्डर बंधन सुनिश्चित करना.
बी.थर्मल तनावः वीआईपीपीओ पीसीबी सब्सट्रेट (जैसे, एफआर 4 या सी.रोजर्स) के अनुरूप थर्मल विस्तार गुणांक (सीटीई) के साथ भरने की सामग्री का उपयोग करता है,तापमान में उतार-चढ़ाव (-40°C से 125°C) के दौरान तनाव को कम करनाइससे ऑटोमोबाइल और एयरोस्पेस अनुप्रयोगों में विघटन के जोखिम में 60% की कमी आती है।
फील्ड डेटाः वीआईपीपीओ के साथ चिकित्सा उपकरण पीसीबी में 10,000 थर्मल चक्रों के बाद पारंपरिक डिजाइनों की तुलना में 40% कम विफलता दर दिखाई देती है।
4बेहतर बिजली वितरण
बिजली घने डिजाइनों के लिए (जैसे, EV बैटरी प्रबंधन प्रणाली), VIPPO के संवाहक भरा हुआ vias:
a. ठोस प्रवाहकीय पेस्ट कोर के कारण, समान आकार के पारंपरिक वायस की तुलना में 2×3 गुना अधिक वर्तमान ले जाता है।
बी. उच्च धारा वाले क्षेत्रों में 25°C तक हॉटस्पॉट को कम करते हुए पीसीबी में बिजली को समान रूप से वितरित करें।
वीआईपीपीओ डिजाइन विचार
वीआईपीपीओ के लाभों को अधिकतम करने के लिए, इंजीनियरों को प्रमुख डिजाइन और विनिर्माण कारकों को संबोधित करना चाहिएः
1सामग्री का चयन
भरने की सामग्रीः सिग्नल वाया (इलेक्ट्रिक इन्सुलेशन) के लिए एपॉक्सी और पावर वाया (संवाहकता) के लिए चांदी से भरे पेस्ट का उपयोग करें। सुनिश्चित करें कि सीटीई सब्सट्रेट से मेल खाता है (उदाहरण के लिए, एफआर 4 के लिए 12 ₹ 16 पीपीएम / डिग्री सेल्सियस) ।
सब्सट्रेट: रॉजर्स RO4350 जैसी कम हानि वाली सामग्री उच्च गति वाले VIPPO डिजाइनों के लिए सबसे अच्छा काम करती है, क्योंकि वे माध्यम के चारों ओर स्थिर विद्युतरोधक गुणों को बनाए रखते हैं।
कोटिंगः मोटी तांबा कोटिंग (3050μm) यह सुनिश्चित करती है कि वीए-पैड कनेक्शन बार-बार थर्मल तनाव का सामना करता है।
2आकार और दूरी के माध्यम से
व्यासः सिग्नल वाइज के लिए 50-150μm; पावर वाइज के लिए 150-300μm (अधिक धारा को संभालने के लिए) ।
पैड का आकारः पर्याप्त मिलाप क्षेत्र सुनिश्चित करने के लिए 2 ¢ 3x के माध्यम व्यास (जैसे, 100μm के माध्यम के लिए 300μm पैड) ।
पिचः शॉर्ट सर्किट को रोकने के लिए आसन्न वीआईपीपीओ वायस के बीच व्यास के माध्यम से ≥2x बनाए रखें।
3. विनिर्माण गुणवत्ता नियंत्रण
शून्य का पता लगानाः भरने वाले व्यास में शून्य के लिए एक्स-रे निरीक्षण का उपयोग करें> 5% के माध्यम से वॉल्यूम वृद्धि प्रतिरोध और विफलता का जोखिम।
समतलकरणः सुनिश्चित करें कि खराब सोल्डर जोड़ों के गठन को रोकने के लिए भरे हुए वायस पीसीबी सतह (± 5μm सहिष्णुता) के साथ फ्लश हैं।
कोटिंग एकरूपता: एओआई (स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण) प्रतिबाधा नियंत्रण के लिए महत्वपूर्ण, सुसंगत तांबा कोटिंग की पुष्टि करता है।
ऐसे अनुप्रयोग जहाँ वीआईपीपीओ चमकता है
वीआईपीपीओ कॉम्पैक्ट, उच्च प्रदर्शन पीसीबी की मांग करने वाले उद्योगों में परिवर्तनकारी हैः
1दूरसंचार और 5जी
5जी बेस स्टेशनः वीआईपीपीओ आरएफ घटकों और 28जीएचजेड एमएमवेव ट्रांससीवरों के घने सरणियों को छोटे घेरों में सक्षम करता है, आकार में वृद्धि के बिना कवरेज का विस्तार करता है।
डाटा सेंटर स्विच: 100Gbps+ ट्रांससीवर पारंपरिक डिजाइनों की तुलना में 15% तक विलंबता को कम करते हुए, बीजीए के बीच उच्च गति संकेतों को रूट करने के लिए वीआईपीपीओ का उपयोग करते हैं।
2चिकित्सा उपकरण
प्रत्यारोपित करने योग्यः पेसमेकर और न्यूरोस्टिमुलेटर द्रव के प्रवेश को रोकने के लिए जैव संगत एपॉक्सी भरने के साथ, जटिल सर्किट को सब-10 मिमी 3 पैकेज में फिट करने के लिए वीआईपीपीओ का उपयोग करते हैं।
पोर्टेबल डायग्नोस्टिक्सः हैंडहेल्ड डिवाइस (जैसे, रक्त विश्लेषक) VIPPO का लाभ उठाते हैं ताकि कार्यक्षमता का त्याग किए बिना पोर्टेबिलिटी में 30% की कमी आ सके।
3एयरोस्पेस और रक्षा
उपग्रह पेलोडः वीआईपीपीओ पीसीबी वजन को 40% तक कम करता है, लॉन्च लागत को कम करता है। इसकी थर्मल स्थिरता चरम अंतरिक्ष वातावरण में विश्वसनीयता सुनिश्चित करती है।
सैन्य रेडियोः मजबूत वीआईपीपीओ पीसीबी कंपन (20जी) और तापमान चरम सीमाओं का सामना करते हैं, युद्ध के मैदान की स्थितियों में सिग्नल अखंडता बनाए रखते हैं।
4उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स
फोल्डेबल फोन: वीआईपीपीओ लचीले पीसीबी को टिकाऊ डिजाइनों के लिए महत्वपूर्ण 0.4 मिमी पिच घटकों के साथ मुख्य बोर्डों से जुड़ने के लिए सक्षम बनाता है।
पहनने योग्य: स्मार्टवॉच वीआईपीपीओ का उपयोग सेंसर, बैटरी और रेडियो को 40 मिमी के मामलों में फिट करने के लिए करते हैं, जो दैनिक झुकने और पसीने के संपर्क में आने का सामना करते हैं।
क्यों एलटी सर्किट पीसीबी विनिर्माण में उत्कृष्टता प्राप्त करता है
एलटी सर्किट, सटीकता और विश्वसनीयता पर ध्यान केंद्रित करते हुए वीआईपीपीओ प्रौद्योगिकी में अग्रणी के रूप में उभरा हैः
1उन्नत ड्रिलिंगः 50μm के लिए यूवी लेजर ड्रिलिंग का उपयोग करता है, ± 2μm सटीकता के साथ, तंग-पीच घटकों के लिए महत्वपूर्ण है।
2सामग्री विशेषज्ञताः थर्मल तनाव को कम करने के लिए सब्सट्रेट सीटीई के अनुरूप भरने की सामग्री (इपॉक्सी, चांदी का पेस्ट) का चयन करता है।
3कठोर परीक्षणः रिक्त-मुक्त वाया और सुसंगत प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए एक्स-रे निरीक्षण, एओआई और थर्मल साइक्लिंग परीक्षणों को जोड़ती है।
4कस्टम समाधानः विशिष्ट अनुप्रयोगों (जैसे, बिजली-घन ईवी पीसीबी के लिए प्रवाहकीय भरने, उच्च आवृत्ति 5 जी बोर्डों के लिए epoxy) के लिए दर्जी वीआईपीपीओ डिजाइन।
सामान्य प्रश्न
प्रश्न: क्या वीआईपीपीओ पारंपरिक माध्यमों से अधिक महंगा है?
A: हाँ ✓ VIPPO विशेष भरने और चढ़ाने के कारण पीसीबी लागत में 20 ✓ 30% जोड़ता है। हालांकि, अंतरिक्ष की बचत और प्रदर्शन लाभ अक्सर निवेश को सही ठहराते हैं, खासकर उच्च मात्रा में उत्पादन में।
प्रश्न: क्या वीआईपीपीओ का प्रयोग लचीले पीसीबी के साथ किया जा सकता है?
A: हाँ ✓ लचीला VIPPO पीसीबी पॉलीमाइड सब्सट्रेट और लचीला एपॉक्सी भरने का उपयोग करते हैं, जो मोड़ योग्य डिजाइनों में 0.4 मिमी पिच घटकों को सक्षम करते हैं (जैसे, फोल्डेबल फोन हिंग्स) ।
प्रश्न: वीआईपीपीओ के साथ सबसे छोटा आकार क्या है?
एः लेजर ड्रिल किए गए वीआईपीपीओ वायस 50μm के रूप में छोटे हो सकते हैं, हालांकि विनिर्माण के लिए 100μm अधिक आम है।
प्रश्न: क्या वीआईपीपीओ सीसा मुक्त मिलाप के साथ काम करता है?
A: बिल्कुल ✓ VIPPO ✓ की प्लेट सतह सीसा मुक्त मिलाप के साथ संगत है (उदाहरण के लिए, SAC305), 260°C तक के रिफ्लो तापमान का सामना करना।
प्रश्न: वीआईपीपीओ पीसीबी की मरम्मत को कैसे प्रभावित करता है?
एः वीआईपीपीओ वाया को पारंपरिक वाया की तुलना में फिर से काम करना अधिक चुनौतीपूर्ण है, लेकिन विशेष उपकरण (जैसे, माइक्रो-ड्रिल) कम मात्रा के परिदृश्यों में घटक प्रतिस्थापन की अनुमति देते हैं।
निष्कर्ष
वीआईपीपीओ प्रौद्योगिकी ने उच्च घनत्व वाले पीसीबी डिजाइन में क्या संभव है, इसकी नई परिभाषा दी है, जो आधुनिक नवाचार को चलाने वाले कॉम्पैक्ट, उच्च प्रदर्शन वाले इलेक्ट्रॉनिक्स को सक्षम बनाता है।यह अंतरिक्ष को हल करता है, संकेत, और विश्वसनीयता चुनौतियां जो एक बार एचडीआई डिजाइनों को सीमित करती थीं।
चाहे आप 5जी ट्रांससीवर, मेडिकल इम्प्लांट या फोल्डेबल फोन बना रहे हों, वीआईपीपीओ प्रतिस्पर्धी बने रहने के लिए आवश्यक घनत्व और प्रदर्शन प्रदान करता है।एलटी सर्किट जैसे भागीदारों के साथ सटीक विनिर्माण और कस्टम समाधान प्रदान करते हैं, इंजीनियर अब सबसे जटिल लेआउट चुनौतियों को भी वास्तविकता में बदल सकते हैं।
जैसे-जैसे इलेक्ट्रॉनिक्स सिकुड़ते और तेजी से बढ़ते जाते हैं, वीआईपीपीओ केवल एक विकल्प नहीं होगा, यह किसी के लिए भी आवश्यक होगा जो संभव की सीमाओं को आगे बढ़ाता है।
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