Kontrolisano bušenje dubine u proizvodnji PCB-a: Povratno bušenje - šta je povratno bušenje u PCB-u?
Bušenje u višeslojnim štampanim pločama je postupak uklanjanja "stub"-a kako bi se stvorili prolazi, omogućavajući signalima da se kreću s jednog sloja ploče na drugi. (Kraljci će stvoriti refleksiju, raspršenje, kašnjenje i druge probleme tokom prijenosa signala, što će uzrokovati izobličenje signala.) Bušenje na kontroliranoj dubini zahtijeva složenu vještinu. Izrada višeslojnih ploča, poput ploča sa 12 slojeva, zahtijeva povezivanje prvog sloja sa devetim slojem. Obično bušimo rupe samo jednom prije nego što prekrijemo prolazne prolaze. Prvi i 12. sprat su stoga odmah povezani. U stvari, prvi sprat samo treba biti povezan sa devetim spratom. Budući da nema žica koje povezuju 10. do 12. nivo, oni podsjećaju na stubove. Ovaj stub utiče na putanju signala i može ugroziti integritet komunikacijskog signala. Stoga je sekundarna rupa izbušena na suprotnoj strani dodatnog stuba (u industriji se naziva STUB).
Kao rezultat toga, poznato je kao povratno bušenje, međutim, obično je manje čisto od bušenja jer će sljedeći korak elektrolizirati dio bakra, a vrh svrdla je također oštar. Stoga ćemo ostaviti vrlo mali vrh; dužina ovog preostalog STUB-a poznata je kao B vrijednost i obično se kreće od 50 do 150 UM.
Tehnologija bušenja na PCB-u
Zbog potrebe za smanjenjem gubitka signala za visokofrekventne primjene, potreban je prolazni otvor koji povezuje slojeve kako bi signal mogao teći dok se kreće od jednog do drugog. Preporučuje se uklanjanje viška bakra iz ovog otvora za ovu primjenu jer on djeluje kao antena i utiče na prenos ako signal treba da teče od sloja jedan do sloja dva u ploči sa 20 slojeva, na primjer.
Kako bismo postigli veću stabilnost signala, izbušimo "višak" bakra u rupi korištenjem povratnog bušenja (kontrolirana dubina u z-osi). Idealan ishod je da rupa (ili "višak" bakra) bude što kraća. Tipično, veličina povratnog bušenja treba biti 0,2 mm veća od odgovarajućeg prolaza (via).
TheProces bušenja unazad uklanja završne dijeloveod pozlaćenih prolaznih rupa (via). Kvržice su nepotrebne /neiskorišteni dijelovi prolaza, koji se protežu dalje od posljednjeg povezanog unutrašnjeg sloja.
Stubovi mogu dovesti dorazmišljanja, kao iporemećaji kapaciteta, induktivnosti i impedanseOve greške diskontinuiteta postaju kritične s povećanjem brzine propagacije.
Zadnje pločea posebno debele štampane ploče, mogu izdržatiznačajni poremećaji integriteta signalakroz skraćene dijelove. Za Visokofrekventne PCB ploče(npr. s kontrolom impedancije), primjenom povratnog bušenja, kao i primjenomslijepi i zakopani prolazi, može biti dio rješenja.
Bušenje se može primijeniti nabilo koja vrsta štampane pločegdje odvojci uzrokuju degradaciju integriteta signala, uz minimalna razmatranja dizajna i rasporeda. Nasuprot tome, pri korištenju slijepih prolaza, mora se imati na umu omjer širine i visine.
Karakteristike bušenja na poleđini PCB-a
Prednosti povratnog bušenja
● Smanjite smetnje šuma i determinističko podrhtavanje;
● Poboljšanje integriteta signala;
● Lokalno smanjenje debljine;
● Smanjite upotrebu ukopanih i slijepih prolaza i smanjite poteškoće u proizvodnji PCB-a;
● Niža stopa grešaka u bitovima (BER);
● Manje slabljenje signala sa poboljšanim usklađivanjem impedanse;
● Minimalan utjecaj na dizajn i raspored;
● Povećana propusnost kanala;
● Povećane brzine prenosa podataka;
● smanjene EMI/EMC emisije sa kraja priključka;
● Smanjena pobuda rezonantnih modova;
● Smanjeno preslušavanje između provodnika;
● Niži troškovi nego kod sekvencijalnih laminacija.
Nedostatak povratnog bušenja
Visoki signali često imaju probleme koji mogu biti povezani s nedovoljnim korištenjem via stubova. Pogledajmo detaljnije neke od problema sa stubovima.
Deterministički jitter:
Oba sata mjere vrijeme, a količina vremenske greške se naziva jitter (podrhtavanje). Odvraćajuće jitter je ono što je poznato kao redovna (tj. ograničena) vremenska modifikacija.
Slabljenje signala:
Kada se zvuk priguši, njegov intenzitet se smanjuje i puls postaje slabiji.
Zračenje od EMI-a:
Via stub se može koristiti kao antena, zračeći EMI.
Opće karakteristike
● Uglavnom su krute ploče na poleđini;
● Obično se koristi na 8 ili više slojeva;
● Debljina ploče je preko 2,5 mm;
● Minimalna veličina držanja je 0,3 mm;
● Izbušeni otvor je 0,2 mm veći od otvora;
● Tolerancija dubine bušenja od +/- 0,05 mm.
Kojoj vrsti PCB-a je potrebno bušenje nazad?
Obično se rupe na PCB ploči buše kroz samu ploču (od vrha prema dnu). Ako je trag koji spaja prolazne rupe blizu gornjeg sloja (ili donjeg sloja), to će rezultirati račvanjem na prolaznoj rupi PCB interkonekcije, što će uticati na kvalitet signala i izazvati refleksije. Signali koji putuju brže su više pogođeni ovim efektom.
Da bi se postigao visok kvalitet prijenosa signala, općenito se podrazumijeva da se kolo na PCB ploči sa svojim signalima brzinom od oko 1 Gbps mora uzeti u obzir, uključujući i dizajn "back-drill"-a. Naravno, dizajniranje linija za povezivanje velike brzine zahtijeva sistemski inženjering i nije tako jednostavno kao što se može činiti. Ako veze sistemske međusobne veze nisu preduge ili je pogonski kapacitet čipa dovoljno jak, kvalitet signala može biti besprijekoran bez ikakvog "back-drill"-a. Stoga je simulacija veza sistemske međusobne veze najpreciznija metoda za određivanje da li je potrebno "back-drill"-a ili ne.
Možda ste svjesni da se, pored korištenja tehnologije bušenja unazad, mogu koristiti i različite metode izgradnje za smanjenje ili optimizaciju dužine provodnika. To uključuje različite aranžmane slaganja, gdje se tragovi strujnog kola pomjeraju na slojeve bliže kraju provodnika, laserski bušene rupe za provodnike (mikroprovodnike) ili slijepe i ukopane provodnike. Osim toga, budući da se koriste druge metode za smanjenje refleksije signala na visokofrekventnim pločama (više od 3 GHz), bušenje unazad nije potrebno.
Međutim, ovi pristupi nisu uvijek praktični sa stanovišta proizvodnih pogona i troškova za smanjenje gubitka signala na mnogim PCB pločama visoke gustoće ili zadnjim/srednjim pločama. Dakle, jedina praktična opcija je bušenje rupa sa zadnje strane za izlaz. Kada slijepe rupe za prolaze nisu opcija, bušenje postaje neophodno za visokofrekventne ploče (više od 1 GHz unutar 3 GHz).
A budući da PCB ima toliko slojeva, neke rupe ne mogu biti dizajnirane kao slijepe rupe (na primjer, na PCB-u sa 16 slojeva, neke rupe moraju biti povezane sa slojevima od 1 do 10, a druge rupe moraju biti povezane sa slojevima od 7 do 16; ovaj dizajn nije pogodan za slijepe rupe, ali je pogodan za bušenje sa stražnje strane).
Kako se izvodi bušenje sa zadnje strane PCB-a?
Proces povratnog bušenja
1. Da biste locirali prvu rupu za bušenje, koristite rupu za pozicioniranje na PCB-u koja je priložena.
2. Prije nanošenja galvanizacije, koristite suhu membranu za zaptivanje rupe za položaj.
3. Napudrajte rupu bakrom kako biste stvorili vodeći krug.
4. Napravite vanjsku grafiku na PCB-u.
5. Nakon kreiranja uzorka vanjskog sloja, grafička ploča će biti postavljena na PCB. Prije ovog procesa, ključno je zatvoriti otvor za postavljanje suhom membranom prije početka ovog procesa.
6. Koristite rupe za postavljanje prve bušotine da biste poravnali zadnju bušilicu, a zatim koristite svrdlo za bušenje galvaniziranih rupa koje zahtijevaju ovaj postupak.
7. Nakon završnog bušenja, ploču je potrebno očistiti kako bi se uklonili svi potencijalni ostaci bušenja.
8. Nakon što je ploča validirana i integritet signala poboljšan, obratite posebnu pažnju na to da li se operacija bušenja izvodi na odgovarajući način.
Testirajte vježbe za leđa
Nakon što je usmjeravanje završeno, moramo se uvjeriti da su pozadinske bušilice ispravno postavljene. Da biste to potvrdili, uključite sve slojeve. Vidjet ćete da rub prolaza ima dvije boje. Prvi ili početni sloj je prikazan crvenom bojom, dok je završni sloj prikazan plavom bojom. Jednostavno je razlikovati pozadinsko izbušene prolaze od ostalih prolaza. Vidljivi su samo pozadinsko izbušeni prolazi s dvije boje.
Kliknite na Drill Table nakon odabira lokacije iz glavnog menija da biste saznali koliko je Vias, PTH i drugih trollinga izvršeno.
Tehničke poteškoće procesa povratnog bušenja.
1.Kontrola dubine bušenja unazad
Za preciznu obradu slijepih prolaza (via), kontrola dubine bušenja je ključna. Tolerancija dubine bušenja uveliko je pod utjecajem preciznosti opreme za bušenje i tolerancije debljine medija. Međutim, na tačnost bušenja mogu utjecati i vanjske varijable poput otpora bušenja, ugla vrha bušilice, kontaktnog efekta između pokrovne ploče i mjernog uređaja te savijanja ploče. Da bi se postigli najbolji rezultati i upravljalo tačnošću bušenja, ključno je odabrati prave materijale i tehnike bušenja tokom proizvodnje. Dizajneri mogu garantirati visokokvalitetan prijenos signala i izbjeći probleme s integritetom signala pažljivim upravljanjem dubinom bušenja.
2. Kontrola tačnosti bušenja unazad
Precizna kontrola bušenja unazad ključna je za kontrolu kvalitete PCB-a u narednim procesima. Bušenje unazad podrazumijeva sekundarno bušenje na osnovu početnog prečnika rupe svrdla, a preciznost sekundarnog bušenja je ključna. Na preciznost podudarnosti sekundarnog bušenja može utjecati niz varijabli, kao što su širenje i skupljanje ploče, tačnost mašine i tehnike bušenja. Bitno je osigurati da je postupak bušenja unazad precizno kontroliran kako bi se minimizirale greške i održao idealan prijenos i integritet signala.
Najvažniji i najizazovniji korak je bušenje jer čak i mala greška može rezultirati značajnom štetom. Prije narudžbe, trebali biste uzeti u obzir vještine proizvođača PCB-a. Richfulljoy nudi ploče s pozadinskim bušenjem po pristupačnim cijenama i specijaliziran je za sastavljanje prototipova PCB-a. Naše prednosti uključuju brze rokove isporuke i visoku pouzdanost. Richfulljoy, poznati proizvođač PCB-a u Kini, ima sva znanja i sposobnosti potrebne da vam pomogne. Ako imate bilo kakve prijedloge za sastavljanje PCB-a ili prototip, kontaktirajte nas: mkt-2@rich-pcb.com
