Microvia
माइक्रोविया का उपयोग उन्नत पैकेजों के उच्च इनपुट/आउटपुट (आई/ओ) घनत्व को समायोजित करने के लिए उच्च घनत्व इंटरकनेक्ट (एच. डी. आई.) सब्सट्रेट और मुद्रित सर्किट बोर्ड (पी. सी. बी.) में परतों के बीच इंटरकनेक्ट के रूप में किया जाता है। पोर्टेबिलिटी और वायरलेस संचार द्वारा संचालित, इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग बढ़ी हुई कार्यक्षमता के साथ किफायती, हल्के और विश्वसनीय उत्पादों का उत्पादन करने का प्रयास करता है। इलेक्ट्रॉनिक घटक स्तर पर, यह छोटे पदचिह्न क्षेत्रों (जैसे आई/ओ. एस.) वाले घटकों में बदल जाता है। उच्च घनत्व इंटरकनेक्ट्स (एच. डी. आई.) (जैसे. महीन रेखाएँ और रिक्त स्थान, और छोटे व्यास)। अवलोकन आई. पी. सी. मानकों ने 2013 में माइक्रोविया की परिभाषा को संशोधित कर 1:1 या उससे कम के व्यास पहलू अनुपात के साथ एक छेद कर दिया, और छेद की गहराई 0.25mm से अधिक नहीं होनी चाहिए। इससे पहले, माइक्रोविया 0.15 मिमी से कम या उसके बराबर व्यास का कोई भी छेद था स्मार्टफोन और हाथ से पकड़े जाने वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के आगमन के साथ, माइक्रोविया एकल-स्तर से ढेर किए गए माइक्रोविया में विकसित हुए हैं जो कई एच. डी. आई. परतों को पार करते हैं। अनुक्रमिक निर्माण (एस. बी. यू.) तकनीक का उपयोग एच. डी. आई. बोर्ड बनाने के लिए किया जाता है। एच. डी. आई. परतें आमतौर पर पारंपरिक रूप से निर्मित दो तरफा कोर बोर्ड या बहुस्तरीय पी. सी. बी. से बनाई जाती हैं। एच. डी. आई. परतें पारंपरिक पी. सी. बी. के दोनों किनारों पर एक-एक करके सूक्ष्मजीवों के साथ बनाई जाती हैं। एस. बी. यू. प्रक्रिया में कई चरण होते हैंः परत लेमिनेशन, गठन के माध्यम से, धातुकरण के माध्यम से और भरने के माध्यम से। प्रत्येक चरण के लिए सामग्री और/या प्रौद्योगिकियों के कई विकल्प हैं। माइक्रोविया को विभिन्न सामग्रियों और प्रक्रियाओं से भरा जा सकता हैः एक क्रमिक लेमिनेशन प्रक्रिया चरण के दौरान एपॉक्सी राल (बी-चरण) से भरा जाता है तांबे के अलावा अन्य गैर-प्रवाहकीय या प्रवाहकीय सामग्री से भरा जाता है एक अलग प्रसंस्करण चरण के रूप में इलेक्ट्रोप्लेटेड तांबे के साथ बंद किया जाता है जो तांबे के पेस्ट के साथ मुद्रित होता है दफन माइक्रोविया को भरने की आवश्यकता होती है, जबकि बाहरी परतों पर अंधे माइक्रोविया को आमतौर पर कोई भरने की आवश्यकता नहीं होती है। एक स्टैक्ड माइक्रोविया आमतौर पर कई एच. डी. आई. परतों के बीच विद्युत अंतःसंबंध बनाने और माइक्रोविया के बाहरी स्तर (ओं) के लिए या सबसे बाहरी तांबे के पैड पर लगे घटक के लिए संरचनात्मक समर्थन प्रदान करने के लिए इलेक्ट्रोप्लेटेड तांबे से भरा होता है। एच. डी. आई. संरचना की विश्वसनीयता पी. सी. बी. उद्योग में इसके सफल व्यापक कार्यान्वयन के लिए प्रमुख बाधाओं में से एक है। सूक्ष्मजीवों की अच्छी ऊष्मीय-यांत्रिक विश्वसनीयता एच. डी. आई. विश्वसनीयता का एक अनिवार्य हिस्सा है। कई शोधकर्ताओं और पेशेवरों ने एच. डी. आई. पी. सी. बी. में सूक्ष्मजीवों की विश्वसनीयता का अध्ययन किया है। माइक्रोविया की विश्वसनीयता कई कारकों पर निर्भर करती है जैसे कि माइक्रोविया ज्यामिति मापदंड, परावैद्युत सामग्री गुण और प्रसंस्करण मापदंड। माइक्रोविया विश्वसनीयता अनुसंधान ने एकल-स्तरीय अपूर्ण माइक्रोविया की विश्वसनीयता के प्रयोगात्मक मूल्यांकन के साथ-साथ एकल-स्तरीय माइक्रोविया और माइक्रोविया थकान जीवन अनुमान में तनाव/तनाव वितरण पर सीमित तत्व विश्लेषण पर ध्यान केंद्रित किया है। शोध से पहचानी गई माइक्रोविया विफलताओं में अंतरफलक पृथक्करण (माइक्रोविया और लक्ष्य पैड के आधार के बीच अलगाव), बैरल दरारें, कोने/घुटने की दरारें और लक्ष्य पैड दरारें (जिसे माइक्रोविया पुल आउट भी कहा जाता है) शामिल हैं। ये विफलताएँ थर्मोमैकेनिकल तनावों के कारण होती हैं जो थर्मल एक्सपेंशन (सीटीई) के गुणांक के कारण, पी. सी. बी. की मोटाई की दिशा में, एक माइक्रोविया संरचना में धातुकरण और धातु के आसपास की परावैद्युत सामग्री के बीच असंतुलन के कारण होती हैं। निम्नलिखित पैराग्राफ कुछ माइक्रोविया विश्वसनीयता अनुसंधान पर प्रकाश डालता है। ओगुन्जीमी एट अल। माइक्रोविया के थकान जीवन पर निर्माण और डिजाइन प्रक्रिया चर के प्रभाव को देखा, जिसमें ट्रेस (कंडक्टर) की मोटाई, ट्रेस के चारों ओर और माइक्रोविया में परावर्तक की परत या परतें, ज्यामिति के माध्यम से, दीवार कोण के माध्यम से, कंडक्टर सामग्री की लचीलापन गुणांक, और तनाव एकाग्रता कारक शामिल हैं। परिमित तत्व मॉडल विभिन्न ज्यामिति के साथ बनाए गए थे, और विभिन्न प्रक्रिया चर के महत्व को निर्धारित करने के लिए ए. एन. ओ. वी. ए. विधि का उपयोग किया गया था। ए. एन. ओ. वी. ए. के परिणामों से पता चला कि तनाव एकाग्रता कारक सबसे महत्वपूर्ण चर था, जिसके बाद लचीलापन कारक, धातुकरण मोटाई और दीवार के कोण के माध्यम से था। प्रभु और अन्य। त्वरित तापमान साइक्लिंग और थर्मल शॉक के प्रभाव को निर्धारित करने के लिए एक एच. डी. आई. माइक्रोविया संरचना पर एक सीमित तत्व विश्लेषण (एफ. ई. ए.) का संचालन किया। लियू एट अल। और रामकृष्ण आदि। माइक्रोविया विश्वसनीयता पर परावैद्युत सामग्री गुणों और माइक्रोविया ज्यामिति मापदंडों, जैसे कि माइक्रोविया व्यास, दीवार कोण और परत की मोटाई के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए क्रमशः तरल से तरल और हवा से हवा में थर्मल शॉक परीक्षण किया गया। एंड्रयूज एट अल। आई. एस. टी. (इंटरकनेक्ट स्ट्रेस टेस्ट) का उपयोग करके एकल-स्तरीय माइक्रोविया विश्वसनीयता की जांच की, और सीसा-मुक्त टांके के प्रवाह चक्रों के प्रभाव पर विचार किया। वांग और लाई ने परिमित तत्व प्रतिरूपण का उपयोग करके सूक्ष्मजीवों के संभावित विफलता स्थलों की जांच की। उन्होंने पाया कि भरे हुए सूक्ष्मजीवों में अधूरे सूक्ष्मजीवों की तुलना में कम तनाव होता है। चोई और दासगुप्ता ने अपने काम में माइक्रोविया गैर-विनाशकारी निरीक्षण विधि की शुरुआत की। हालांकि अधिकांश माइक्रोविया विश्वसनीयता अनुसंधान एकल-स्तर के माइक्रोविया पर केंद्रित है, बर्च ने आईएसटी परीक्षण का उपयोग करके कई-स्तर के स्टैक्ड और स्टैगर्ड माइक्रोविया का परीक्षण किया। परीक्षण डेटा पर वेइबुल विश्लेषण से पता चला है कि एकल और 2-स्तर के स्टैक्ड माइक्रोविया 3-और 4-स्तर के माइक्रोविया की तुलना में लंबे समय तक चलते हैं (जैसे कि 2-स्तर के स्टैक्ड माइक्रोविया ने 4-स्तर के स्टैक्ड माइक्रोविया की तुलना में लगभग 20 गुना अधिक चक्रों से विफलता का अनुभव किया)। माइक्रोविया वॉइडिंग उच्च घनत्व इंटरकनेक्ट बोर्ड विकास के लिए एक चुनौती, विश्वसनीय माइक्रोविया का निर्माण करना है, विशेष रूप से स्टैक्ड माइक्रोविया के लिए, जिसके परिणामस्वरूप कॉपर प्लेटिंग प्रक्रिया में अपूर्ण भरने, डिंपल या वॉइड नहीं होते हैं। के लेखक प्रायोगिक परीक्षण और सीमित तत्व विश्लेषण दोनों का उपयोग करके शून्य और अन्य दोषों के संदर्भ में सूक्ष्मजीवों के जोखिम की जांच कर रहे हैं। उन्होंने पाया कि अपूर्ण तांबा भरने से माइक्रोविया में तनाव का स्तर बढ़ जाता है और इसलिए माइक्रोविया थकान जीवन कम हो जाता है। जहां तक शून्य की बात है, विभिन्न शून्य स्थितियों, जैसे कि विभिन्न शून्य आकार, आकार और स्थानों के परिणामस्वरूप माइक्रोविया विश्वसनीयता पर अलग-अलग प्रभाव पड़ता है। गोलाकार आकार के छोटे रिक्त स्थान माइक्रोविया थकान जीवन को हल्के से बढ़ाते हैं, लेकिन अत्यधिक रिक्त स्थान की स्थिति माइक्रोविया की अवधि को बहुत कम कर देती है। संदर्भ इलेक्ट्रॉनिक्स सब्सट्रेट्स इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण इलेक्ट्रॉनिक इंजीनियरिंग मुद्रित सर्किट बोर्ड विनिर्माण