تحليل تقنية الحفر الخلفي في تصميم لوحات الدوائر المطبوعة عالية السرعة

أولاً، مكونات وصلة الربط البيني عالية السرعة هي:

(1) تغليف الرقائق: عادة ما يكون عرض أسلاك لوحة الدوائر المطبوعة داخل ركيزة تغليف الرقائق أضيق بكثير من عرض لوحة الدوائر المطبوعة العادية، مما يجعل التحكم في المعاوقة أمرًا صعبًا؛

(2) الوصلات البينية في لوحة الدوائر المطبوعة: عادة ما تكون الوصلات البينية في لوحة الدوائر المطبوعة عبارة عن تأثيرات سعوية ذات مقاومة مميزة منخفضة، ويجب أن تكون الأكثر تركيزًا وتحسينًا في تصميم لوحة الدوائر المطبوعة؛

(3) الموصل: يتأثر تصميم وصلة التوصيل النحاسية داخل الموصل بكل من الموثوقية الميكانيكية والأداء الكهربائي، لذلك يجب السعي لتحقيق التوازن بين الاثنين.

عادةً ما تُصمَّم وصلات الدوائر المطبوعة (PCB) على شكل ثقوب نافذة (من السطح العلوي إلى الطبقة السفلية). عند توجيه خط الدائرة المطبوعة الذي يربط هذه الوصلات بالقرب من الطبقة العلوية، يحدث تفرعٌ قصيرٌ عند وصلة الدائرة المطبوعة، مما يُسبب انعكاس الإشارة ويؤثر على جودتها. ويكون هذا التأثير أكبر عند السرعات العالية.

تشير تقنية الحفر العكسي إلى استخدام أساليب الحفر للتحكم في العمق، باستخدام طريقة حفر ثانوية لحفر جدران الثقب الفرعي للموصل أو مسار الإشارة.

كما هو موضح في الشكل أدناه، بعد تشكيل الثقب النافذ، تتم إزالة الجزء الزائد من الثقب النافذ في لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) عن طريق حفر ثانوي من الجهة الخلفية. وبالطبع، يجب أن يكون قطر مثقاب الحفر الخلفي أكبر من قطر الثقب النافذ، ويجب أن يستند مستوى دقة عمق الحفر إلى مبدأ "عدم إتلاف الوصلة بين ثقب لوحة الدوائر المطبوعة والأسلاك"، مما يضمن "أن يكون طول الجزء المتبقي من الثقب النافذ في أقصر وقت ممكن"، وهو ما يُسمى "الحفر المُتحكم في العمق".

رسم تخطيطي لقسم الحفر الخلفي ذي الثقب النافذ

الرسم التخطيطي أعلاه يوضح مقطع الحفر الخلفي للثقب النافذ. يمثل الجانب الأيسر ثقب إشارة نافذ عادي، بينما يمثل الجانب الأيمن رسمًا تخطيطيًا للثقب النافذ بعد الحفر الخلفي، موضحًا عملية الحفر من الطبقة السفلية وصولًا إلى طبقة الإشارة حيث يوجد المسار.

يمكن لتقنية الحفر العكسي إزالة تأثير السعة الطفيلية الناتج عن نتوءات جدار الثقب، مما يضمن التوافق بين الأسلاك والمعاوقة عند الثقب المار في وصلة القناة، مما يقلل من انعكاس الإشارة، وبالتالي تحسين جودة الإشارة.

تُعدّ تقنية الحفر الخلفي حاليًا التقنية الأكثر فعالية من حيث التكلفة والأكثر كفاءة في تحسين أداء نقل البيانات عبر القنوات. وسيؤدي استخدام هذه التقنية إلى زيادة تكلفة إنتاج لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) إلى حدٍّ ما.

يتكون الحفر الخلفي من نوعين: الحفر الخلفي أحادي الجانب والحفر الخلفي ثنائي الجانب.

يمكن تقسيم عملية الحفر من جانب واحد إلى حفر خلفي من السطح العلوي أو السفلي. لا يمكن حفر ثقب دبوس موصل القابس إلا من الجانب المقابل للسطح الذي يوجد عليه الموصل. عند وضع موصلات الإشارة عالية السرعة على كلٍ من السطحين العلوي والسفلي للوحة الدوائر المطبوعة، يلزم إجراء حفر خلفي من كلا الجانبين.

1) تقليل التداخل الضوضائي؛

2) تحسين سلامة الإشارة؛

3) يقل سمك اللوح المحلي؛

4) تقليل استخدام الثقوب المدفونة/العمياء لتقليل صعوبة إنتاج لوحات الدوائر المطبوعة.

ما هو دور الحفر العكسي؟

تتمثل وظيفة الحفر العكسي في حفر أقسام الثقوب التي لا تحتوي على أي اتصال أو وظيفة نقل لتجنب الانعكاس والتشتت والتأخير وما إلى ذلك في نقل الإشارات عالية السرعة.

عملية الحفر العكسي

أ. توجد فتحات تحديد المواقع على لوحة الدوائر المطبوعة، والتي تستخدم لتحديد موقع الحفر الأول وحفر الثقوب الأولى في لوحة الدوائر المطبوعة؛

ب. قم بطلاء لوحة الدوائر المطبوعة بالكهرباء بعد حفر الثقب الأول، وقم بإغلاق ثقب تحديد الموضع بغشاء جاف قبل الطلاء الكهربائي؛

ج. إنشاء نمط خارجي على لوحة الدوائر المطبوعة المطلية بالكهرباء؛

د. قم بإجراء عملية الطلاء الكهربائي للنمط على لوحة الدوائر المطبوعة بعد تشكيل نمط الطبقة الخارجية؛

هـ. استخدم فتحة تحديد الموضع التي تم استخدامها في عملية الحفر الأولى لتحديد موضع الحفر الخلفي، واستخدم شفرة حفر للحفر الخلفي؛

و. اغسل الثقب المحفور من الخلف بالماء لإزالة أي بقايا حفر متبقية في الداخل.