Microvia
માઇક્રોવિયાનો ઉપયોગ અદ્યતન પેકેજોની ઉચ્ચ ઇનપુટ/આઉટપુટ (I/O) ઘનતાને સમાવવા માટે ઉચ્ચ ઘનતા ઇન્ટરકનેક્ટ (HDI) સબસ્ટ્રેટ્સ અને પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ (PCB) માં સ્તરો વચ્ચેના આંતરજોડાણ તરીકે થાય છે. પોર્ટેબિલિટી અને વાયરલેસ સંચાર દ્વારા સંચાલિત, ઇલેક્ટ્રોનિક્સ ઉદ્યોગ વધેલી કાર્યક્ષમતા સાથે સસ્તું, હળવું અને વિશ્વસનીય ઉત્પાદનોનું ઉત્પાદન કરવાનો પ્રયાસ કરે છે. ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટક સ્તરે, આ નાના પદચિહ્ન વિસ્તારો (દા. ત. I/O) સાથે વધેલા I/O સાથે ઘટકોમાં અનુવાદિત થાય છે. ફ્લીપ-ચિપ પેકેજો, ચિપ-સ્કેલ પેકેજો અને ડાયરેક્ટ ચિપ જોડાણો), અને પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ અને પેકેજ સબસ્ટ્રેટ સ્તર પર, ઉચ્ચ ઘનતા ઇન્ટરકનેક્ટ્સ (એચ. ડી. આઈ.) નો ઉપયોગ કરવા માટે (દા. ત. બારીક રેખાઓ અને જગ્યાઓ, અને નાના વાયાસ). આઇ. પી. સી. ના ધોરણોએ 2013માં માઇક્રોવિયાની વ્યાખ્યામાં સુધારો કરીને તેને 1:1 કે તેથી ઓછા ઊંડાઈ અને વ્યાસના ગુણોત્તરવાળા છિદ્રમાં ફેરવી હતી અને છિદ્રની ઊંડાઈ 0.25mm થી વધુ ન હોવી જોઈએ. અગાઉ, માઇક્રોવિયા એ 0.15 મીમી વ્યાસથી ઓછું અથવા તેની બરાબરનું કોઈપણ છિદ્ર હતું સ્માર્ટફોન અને હેન્ડ-હેલ્ડ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોના આગમન સાથે, માઇક્રોવિયા સિંગલ-લેવલથી સ્ટેક્ડ માઇક્રોવિયામાં વિકસિત થયા છે જે બહુવિધ એચ. ડી. આઈ. સ્તરોને પાર કરે છે. અનુક્રમિક બિલ્ડ-અપ (એસબીયુ) તકનીકનો ઉપયોગ એચડીઆઈ બોર્ડ બનાવવા માટે થાય છે. એચ. ડી. આઈ. સ્તરો સામાન્ય રીતે પરંપરાગત રીતે ઉત્પાદિત ડબલ-સાઇડેડ કોર બોર્ડ અથવા મલ્ટીલેયર પી. સી. બી. માંથી બનાવવામાં આવે છે. એચ. ડી. આઈ. સ્તરો પરંપરાગત પી. સી. બી. ની બંને બાજુઓ પર એક પછી એક માઇક્રોવિયા સાથે બનાવવામાં આવે છે. એસબીયુ પ્રક્રિયામાં ઘણા પગલાંઓનો સમાવેશ થાય છેઃ સ્તર લેમિનેશન, રચના દ્વારા, ધાતુકરણ દ્વારા અને ભરવા દ્વારા. દરેક પગલા માટે સામગ્રી અને/અથવા તકનીકોની બહુવિધ પસંદગીઓ છે. માઇક્રોવિયા વિવિધ સામગ્રીઓ અને પ્રક્રિયાઓથી ભરી શકાય છેઃ ક્રમિક લેમિનેશન પ્રક્રિયાના તબક્કા દરમિયાન ઇપોક્રીસ રેઝિન (બી-સ્ટેજ) થી ભરવામાં આવે છે અલગ પ્રક્રિયા પગલા તરીકે તાંબુ સિવાયની બિન-વાહક અથવા વાહક સામગ્રીથી ભરવામાં આવે છે ઇલેક્ટ્રોપ્લેટેડ કોપર સ્ક્રીન સાથે બંધ કરવામાં આવે છે જે તાંબાની પેસ્ટ સાથે છાપવામાં આવે છે. દફનાવવામાં આવેલા માઇક્રોવિયા ભરવાની જરૂર હોય છે, જ્યારે બાહ્ય સ્તરો પરના અંધ માઇક્રોવિયામાં સામાન્ય રીતે કોઈ ભરવાની જરૂર હોતી નથી. બહુવિધ એચ. ડી. આઈ. સ્તરો વચ્ચે વિદ્યુત આંતરજોડાણ બનાવવા અને માઇક્રોવિયાના બાહ્ય સ્તર (ઓ) માટે અથવા સૌથી બાહ્ય કોપર પેડ પર માઉન્ટ થયેલ ઘટક માટે માળખાકીય ટેકો પૂરો પાડવા માટે સ્ટેક્ડ માઇક્રોવિયાને સામાન્ય રીતે ઇલેક્ટ્રોપ્લેટેડ કોપરથી ભરવામાં આવે છે. માઇક્રોવીયા વિશ્વસનીયતા એચ. ડી. આઈ. માળખાની વિશ્વસનીયતા એ પી. સી. બી. ઉદ્યોગમાં તેના સફળ વ્યાપક અમલીકરણ માટેના મુખ્ય અવરોધોમાંથી એક છે. માઇક્રોવિયાની સારી થર્મો-મિકેનિકલ વિશ્વસનીયતા એ એચ. ડી. આઈ. વિશ્વસનીયતાનો એક આવશ્યક ભાગ છે. ઘણા સંશોધકો અને વ્યાવસાયિકોએ એચ. ડી. આઈ. પી. સી. બી. માં માઇક્રોવિયાની વિશ્વસનીયતાનો અભ્યાસ કર્યો છે. માઇક્રોવિયાની વિશ્વસનીયતા માઇક્રોવિયા ભૂમિતિ પરિમાણો, ડાઇલેક્ટ્રિક મટિરિયલ ગુણધર્મો અને પ્રક્રિયા પરિમાણો જેવા ઘણા પરિબળો પર આધાર રાખે છે. માઇક્રોવિયા વિશ્વસનીયતા સંશોધન સિંગલ-લેવલ અપૂર્ણ માઇક્રોવિયાની વિશ્વસનીયતાના પ્રાયોગિક મૂલ્યાંકન પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે, તેમજ સિંગલ-લેવલ માઇક્રોવિયા અને માઇક્રોવિયા થાક જીવનના અંદાજમાં તણાવ/તાણ વિતરણ પર મર્યાદિત તત્વ વિશ્લેષણ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. સંશોધનમાંથી ઓળખવામાં આવેલી માઇક્રોવિયાની નિષ્ફળતામાં ઇન્ટરફેસિયલ સેપરેશન (માઇક્રોવિયાના આધાર અને લક્ષ્ય પેડ વચ્ચેની અલગતા), બેરલની તિરાડો, ખૂણા/ઘૂંટણની તિરાડો અને લક્ષ્ય પેડની તિરાડો (જેને માઇક્રોવિયા પુલ આઉટ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) નો સમાવેશ થાય છે. આ નિષ્ફળતાઓ થર્મોમિકેનિકલ તાણને કારણે થાય છે, જે થર્મલ વિસ્તરણ (સીટીઇ) ના ગુણાંકને કારણે, પી. સી. બી. ની જાડાઈની દિશામાં, માઇક્રોવીયા માળખામાં મેટલાઈઝેશન અને ધાતુની આસપાસના ડાઇલેક્ટ્રિક પદાર્થો વચ્ચે મેળ ખાતો નથી. નીચેના ફકરામાં કેટલાક માઇક્રોવીયા વિશ્વસનીયતા સંશોધન પર પ્રકાશ પાડવામાં આવ્યો છે. ઓગુન્જીમી એટ અલ. માઇક્રોવિયાના થાક જીવન પર ઉત્પાદન અને ડિઝાઇન પ્રક્રિયા ચલની અસર પર ધ્યાન આપવામાં આવ્યું, જેમાં ટ્રેસ (વાહક) જાડાઈ, ટ્રેસની આસપાસ અને માઇક્રોવિયામાં ડાઇલેક્ટ્રિકનું સ્તર અથવા સ્તરો, ભૂમિતિ દ્વારા, દિવાલના ખૂણા દ્વારા, વાહક સામગ્રીનો નમ્યતા ગુણાંક અને તાણ સાંદ્રતા પરિબળનો સમાવેશ થાય છે. મર્યાદિત તત્વ મોડેલો વિવિધ ભૂમિતિઓ સાથે બનાવવામાં આવ્યા હતા, અને વિવિધ પ્રક્રિયા ચલોનું મહત્વ નક્કી કરવા માટે એ. એન. ઓ. વી. એ. પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. એ. એન. ઓ. વી. એ. ના પરિણામો દર્શાવે છે કે તાણની સાંદ્રતા પરિબળ સૌથી મહત્વપૂર્ણ ચલ પરિબળ હતું, જે પછી ડક્ટિલિટી પરિબળ, મેટલાઈઝેશન જાડાઈ અને દિવાલના ખૂણા દ્વારા અનુસરવામાં આવ્યું હતું. પ્રભુ વગેરે. ત્વરિત તાપમાન સાઇકલિંગ અને થર્મલ આંચકાની અસર નક્કી કરવા માટે એચ. ડી. આઈ. માઇક્રોવિયા માળખા પર મર્યાદિત તત્વ વિશ્લેષણ (એફ. ઇ. એ.) હાથ ધર્યું હતું. લિયુ એટ અલ. અને રામકૃષ્ણ વગેરે. માઇક્રોવિયા વિશ્વસનીયતા પર ડાઇલેક્ટ્રિક મટિરિયલ ગુણધર્મો અને માઇક્રોવિયા ભૂમિતિ પરિમાણો, જેમ કે માઇક્રોવિયા વ્યાસ, દિવાલ કોણ અને પ્લેટિંગ જાડાઈની અસરનો અભ્યાસ કરવા માટે અનુક્રમે પ્રવાહી-થી-પ્રવાહી અને હવા-થી-હવા થર્મલ શોક પરીક્ષણ હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું. એન્ડ્રુઝ એટ અલ. આઈએસટી (ઇન્ટરકનેક્ટ સ્ટ્રેસ ટેસ્ટ) નો ઉપયોગ કરીને સિંગલ-લેવલ માઇક્રોવીયા વિશ્વસનીયતાની તપાસ કરી અને લીડ-ફ્રી સોલ્ડરના રિફ્લો ચક્રની અસરને ધ્યાનમાં લીધી. વાંગ અને લાઇએ મર્યાદિત તત્વ મોડેલિંગનો ઉપયોગ કરીને માઇક્રોવિયાના સંભવિત નિષ્ફળતા સ્થળોની તપાસ કરી. તેમને જાણવા મળ્યું કે ભરેલા માઇક્રોવિયામાં ભરાયેલા માઇક્રોવિયાની સરખામણીમાં ઓછો તણાવ હોય છે. ચોઈ અને દાસગુપ્તાએ તેમના કાર્યમાં માઇક્રોવીયા બિન-વિનાશક નિરીક્ષણ પદ્ધતિ રજૂ કરી હતી. મોટાભાગના માઇક્રોવિયા વિશ્વસનીયતા સંશોધન સિંગલ-લેવલ માઇક્રોવિયા પર કેન્દ્રિત હોવા છતાં, બિર્ચે આઈએસટી પરીક્ષણનો ઉપયોગ કરીને બહુવિધ-સ્તરના સ્ટેક્ડ અને સ્ટેગર્ડ માઇક્રોવિયાનું પરીક્ષણ કર્યું હતું. પરીક્ષણ ડેટા પર વેઇબુલ વિશ્લેષણ દર્શાવે છે કે સિંગલ-અને 2-લેવલ સ્ટેક્ડ માઇક્રોવિયા 3-અને 4-લેવલ માઇક્રોવિયા કરતાં લાંબા સમય સુધી ચાલે છે (દા. ત. 2-લેવલ સ્ટેક્ડ માઇક્રોવિયાએ 4-લેવલ સ્ટેક્ડ માઇક્રોવિયા કરતાં લગભગ 20 ગણા વધુ ચક્રથી નિષ્ફળતાનો અનુભવ કર્યો). માઇક્રોવીયા વોઇડિંગ ઉચ્ચ ઘનતા ઇન્ટરકનેક્ટ બોર્ડ વિકાસ માટે એક પડકાર એ છે કે વિશ્વસનીય માઇક્રોવીયા બનાવવી, ખાસ કરીને સ્ટેક્ડ માઇક્રોવીયા માટે, કોપર પ્લેટિંગ પ્રક્રિયામાં અપૂર્ણ ભરણ, ડિમ્પલ્સ અથવા વોઇડ્સમાં પરિણમ્યા વિના. ના લેખકો પ્રાયોગિક પરીક્ષણ અને મર્યાદિત તત્વ વિશ્લેષણ બંનેનો ઉપયોગ કરીને શૂન્યાવકાશ અને અન્ય ખામીઓના સંદર્ભમાં માઇક્રોવિયાના જોખમની તપાસ કરી રહ્યા છે. તેમને જાણવા મળ્યું કે અપૂર્ણ તાંબુ ભરવાથી માઇક્રોવિયામાં તણાવનું સ્તર વધે છે અને તેથી માઇક્રોવિયા થાકનું જીવન ઘટે છે. શૂન્યાવકાશ માટે, વિવિધ શૂન્યાવકાશ શરતો, જેમ કે વિવિધ શૂન્યાવકાશ કદ, આકારો અને સ્થાનો માઇક્રોવીયા વિશ્વસનીયતા પર વિવિધ અસરોમાં પરિણમે છે. ગોળાકાર આકારની નાની ખાલી જગ્યાઓ માઇક્રોવીયા થાક જીવનને થોડું વધારે છે, પરંતુ ભારે ખાલી જગ્યાઓ માઇક્રોવીયાની અવધિને મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડે છે. સંદર્ભો ઇલેક્ટ્રોનિક્સ સબસ્ટ્રેટ્સ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ ઉત્પાદન ઇલેક્ટ્રોનિક એન્જિનિયરિંગ પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ ઉત્પાદન