Co je via-in-pad?
Via-in-pad (VIP) je přesně to, co název říká: pokovená průchozí díra nebo mikrovia umístěná uvnitř měděné plošky povrchové součástky místo „odtáhnutí" na samostatné přistávací místo. Stala se nevyhnutelnou kolem roku 2010, kdy se BGA s rastrem 0,5 mm staly mainstreamem, a nyní je základem pro vše s tepelnou ploškou QFN nebo jemnorastrovým BGA.
Správně provedená VIP zmenšuje vaši desku, zlepšuje tepelný výkon a čistí únikové trasy BGA. Špatně provedená vsává pájku do průchozí díry při přetavení, ochuzuje spoj a vytváří defekty head-in-pillow, které AOI může označit, ale zákazník najde jako první. Tento průvodce pokrývá cenové kompromisy, čtyři běžné varianty VIP a kdy skutečně každou potřebujete — na základě toho, co denně vidíme na SMT lince v Energetika-VDS ve Strumiži.
Čtyři varianty VIP
| Varianta | Proces | Riziko vsávání pájky | Typický cenový příplatek | Kdy použít |
|---|---|---|---|---|
| Nevyplněná VIP | Pokovená via, bez výplně | Vysoké | +0 % | Nikdy nad rastrem 0,65 mm; OK pro tepelné plošky na deskách s nízkou spolehlivostí |
| Zakrytá VIP | Nepájivá maska přes via | Střední | +3–5 % | Pouze hobby / velmi nízkonákladové prototypy |
| Vyplněná (nevodivá epoxidová) + Cu kryt | Pryskyřičná výplň, pokovená přes, planárovaná | Velmi nízké | +12–18 % | Výchozí pro BGA 0,5–0,65 mm, tepelné plošky QFN |
| Vyplněná (vodivá Ag epoxidová) + Cu kryt | Stříbrná výplň, pokovená přes | Velmi nízké + nízký Rth | +20–25 % | Výkonné QFN, RF uzemnění, automotive |
Čísla výše jsou pro 4vrstvou desku 100x100 mm při 100 ks od typického EU výrobce. Při 10 ks se procentní příplatek přibližně zdvojnásobí, protože VIP nese fixní NRE pro cyklus výplně.
Kdy je VIP skutečně povinná?
VIP je skutečně vyžadována, nikoli jen žádoucí, v těchto případech:
- BGA rastr ≤ 0,5 mm. Odtáhnutý únik fyzicky nevejde. Potřebujete VIP nebo redesignujete BGA mimo desku.
- BGA rastr 0,65 mm s mřížkou kuliček > 9×9. Docházejí vám kanály ve vnitřních vrstvách bez VIP.
- Tepelné plošky QFN s > 4 tepelnými viami. Vias uvnitř plošky musí být vyplněné a uzavřené nebo objem pájky klesne pod limity IPC-A-610 Class 2.
- Desky tenčí než 0,8 mm se zásobníkem HDI. Mikrovia-in-pad je jediným životaschopným propojením.
- Vysokoproudá uzemnění kde pole via nese > 5 A. Vyplněná vodivá VIP snižuje Rja o 15–30 %.
Pro BGA rastr 0,8 mm lze obvykle stále odtahovat, pokud máte 4+ vnitřní vrstvy. Pro BGA rastr 1,0 mm ušetřete peníze — odtahování je v pořádku.
Únikové trasy BGA: skutečný motor
Důvod existence VIP jsou únikové trasy. Vezměte BGA s rastrem 0,5 mm, mřížka 15×15 kuliček. Bez VIP potřebujete kanál mezi kuličkami dostatečně široký pro jednu stopu plus dvě mezery. Při standardní stopě/mezeře 75 µm / 75 µm dostanete přesně nulový prostor. S VIP pod každou kuličkou trasujete přímo dolů na vnitřní vrstvu z kuličky — není potřeba žádný kanál.
Palcové pravidlo pro počet kanálů BGA na procesu 100 µm stopa/mezera:
| Rastr BGA | Trasovací kanály mezi kuličkami | Vrstvy potřebné (15×15) bez VIP | Vrstvy s VIP |
|---|---|---|---|
| 1,0 mm | 2 | 4 | 2–4 |
| 0,8 mm | 1 | 6 | 4 |
| 0,65 mm | 1 (těsné) | 8–10 | 4–6 |
| 0,5 mm | 0 | Netrasovatelné | 6 (HDI) |
| 0,4 mm | 0 | Netrasovatelné | 8 (HDI, µvia) |
Pokud váš zásobník přechází ze 4 na 6 vrstev jen kvůli odtahování BGA, VIP se obvykle zaplatí. Sečtěte delta holé desky oproti příplatku VIP dříve, než se rozhodnete.
Jak specifikovat VIP ve výrobní poznámce
Čistá výrobní poznámka vypadá takto:
Vias in pad: hotový otvor 0,20 mm, pokovení min. 25 µm Cu, vyplnění nevodivou epoxidovou pryskyřicí (Taiyo THP-100DX1 nebo ekvivalent), planárováno, Cu kryt min. 20 µm, ENIG přes kryt. Platí pro všechny vias uvnitř SMD plošek součástek U1, U4, U7.
Věci, které se pokazí, pokud nespecifikujete vše čtyři:
- Nespecifikovaný materiál výplně — výrobce vybere nejlevnější, obvykle vodivý Ag epoxid. V pořádku pro uzemnění, špatné pro signálové vias kvůli posunu kapacity.
- Nespecifikované planárování — dostanete důlek, nanášení pasty kolísá o 30 %+, výtěžnost přetavení klesá.
- Nespecifikovaná tloušťka krytu — tenké kryty se praskají na okraji při přetavení, otevírají mikrocesty pro vsávání pájky.
- Nespecifikovaný odkaz na součástku — výrobce vyplní každou via na desce a vaše náklady na jednotku se zdvojnásobí.
U každé nabídky přes náš estimátor nabídky je druhou otázkou po rastru „jsou ve vašich BGA plošách vias?", protože to mění cenu holé desky i výtěžnost montáže.
Realistická kontrola nákladů
Pro 4vrstvou desku 80×60 mm, 4 BGA (rastr 0,5 mm), 250 vias-in-pad celkem, výrobní série 200 ks od Tier-2 EU výrobce v květnu 2026:
| Položka | Bez VIP (nesestavitelné) | S vyplněnou+uzavřenou VIP |
|---|---|---|
| Cena holé desky / ks | n/a (potřeba 8 vrstev) | 11,40 EUR (6 vrstev + VIP) |
| Cena holé desky / ks — alternativa 8 vrstev bez VIP | 14,80 EUR | n/a |
| Cena montáže / ks | 9,20 EUR | 8,60 EUR |
| Celkem / ks | 24,00 EUR | 20,00 EUR |
Reflex „VIP je drahá" je často špatný, jakmile zohledníte úsporu počtu vrstev. Proveďte matematiku.
Kde to zapadá do našeho pracovního postupu
Energétika-VDS zpracovává VIP desky rutinně na naší lince DDM Novastar SPR-45 / LS60 / GF-120HT. Nenacenujeme BGA s rastrem 0,5 mm bez vyplněné+uzavřené VIP, protože způsoby selhání jsme viděli příliš mnohokrát. Pokud váš výrobce VIP s Cu uzavřenou epoxidovou výplní nenabízí, nasměrujeme vás k jednomu z EU partnerů, které používáme přes zásobování součástkami a výrobní podporu — typicky Würth Elektronik nebo podobný tier.
Pro prototypové sestavy, kde cena VIP bolí, alternativou je uvolnění na rastr 0,65 mm a vynechání VIP pro prototypový cyklus, pak přechod na VIP pro výrobu. To děláme pořád u projektů přesunu výroby. Pro kompletní dohledatelnost toho, které desky mají jakou specifikaci VIP, viz kvalita a dohledatelnost.
Nejčastější dotazy
Co je via in pad? Pokovená via umístěná uvnitř SMD měděné plošky, používaná místo trasování via na samostatné přistávací místo — vyžadována pro jemnorastrové BGA a většinu tepelných plošek QFN.
Kdy mám použít VIP? Povinné pro BGA rastr ≤ 0,5 mm, silně doporučené pro únik BGA rastru 0,65 mm a tepelné plošky QFN s více než 4 tepelnými viami. Volitelné všude jinde.
Kolik stojí via in pad? Typicky +12–25 % na ceně holé desky v závislosti na materiálu výplně a pokovení krytu, plus malé NRE na návrh. Často vyváženo úsporou počtu vrstev, kterou VIP umožňuje.
Vyplněná vs. nevyplněná via in pad — co potřebuji? Vyplněná a uzavřená (nevodivá epoxidová pryskyřice + Cu kryt) je bezpečný výchozí stav. Nevyplněná VIP vsává pájku při přetavení a je přijatelná pouze u hrubšího rastru s nízkými požadavky na spolehlivost.
Sestavuje Energetika-VDS VIP desky? Ano — VIP je standardní u většiny naší SMT montáže. Výchozí je IPC Class 2 s schopností Class 3 pro zákazníky ze zdravotnictví a průmyslu.