Trepat en profunditat controlada en la fabricació de PCB: Trepat posterior què és el trepat posterior en una PCB?

La perforació posterior en plaques de circuits impresos multicapa és el procediment d'extracció del taló per produir vies, permetent que els senyals es moguin d'una capa de la placa a la següent. (Els talons crearan reflexions, dispersió, retard i altres problemes durant la transmissió del senyal, cosa que farà que el senyal es distorsioni.) La perforació a una profunditat controlada requereix una habilitat complexa. La fabricació de plaques de circuits multicapa, com ara plaques de 12 capes, requereix connectar la primera capa a la novena capa. Normalment, només perforem forats passants una vegada abans de xapar les vies passants. Per tant, el primer pis i el dotzè pis es connecten immediatament. En realitat, el primer pis només cal connectar-lo al novè pis. Com que no hi ha cables que uneixin els nivells 10 al dotzè, semblen pilars. Aquesta columna té un impacte en la ruta del senyal i pot comprometre la integritat del senyal de comunicació. Per tant, es va perforar un forat secundari al costat oposat de la columna addicional (anomenat STUB a la indústria).

Com a resultat, es coneix com a perforació posterior, però normalment és menys net que la perforació perquè el següent pas electrolizarà part del coure i la punta del trepant també és afilada. Per tant, deixarem un punt molt petit; la longitud d'aquest STUB restant es coneix com a valor B, i normalment oscil·la entre 50 i 150 UM.

Tecnologia de PCB de perforació posterior

A causa de la necessitat de reduir la pèrdua de senyal per a aplicacions d'alta freqüència, es requereix un forat passant que connecti les capes perquè el senyal flueixi a través d'ella mentre es mou d'una a l'altra. Es recomana eliminar el coure sobrant d'aquest forat per a aquesta aplicació, ja que funciona com una antena i afecta la transmissió si el senyal ha de fluir de la capa u a la capa dos en una placa de 20 capes, per exemple.

Per obtenir una major estabilitat del senyal, perforem l'excés de coure del forat mitjançant la perforació posterior (profunditat controlada a l'eix z). El resultat ideal és que el taló (o l'excés de coure) sigui el més curt possible. Normalment, la mida de la perforació posterior hauria de ser 0,2 mm més gran que la via corresponent.

ElEl procés de backdrill elimina els moconsde forats passants xapats (vias). Els stubs són els innecessaris /parts no utilitzades de les vies, que s'estenen més enllà de l'última capa interna connectada.
Els talons poden conduir areflexions, així compertorbacions de capacitat, inductivitat i impedànciaAquests errors de discontinuïtat esdevenen crítics a mesura que augmenta la velocitat de propagació.
Plaques posteriorsi les plaques de circuits impresos gruixudes en particular, poden suportaralteracions significatives de la integritat del senyala través de talons. Per a PCB d'alta freqüència(per exemple, amb control d'impedància), l'aplicació de la retroperforació, així com l'aplicació devies cegues i enterrades, pot formar part de la solució.
Es pot aplicar el backdrill aqualsevol tipus de placa de circuiton els talls causen una degradació de la integritat del senyal, amb consideracions mínimes de disseny i disposició. En canvi, quan s'utilitzen vies cegues, cal tenir en compte la relació d'aspecte.

Característiques de la perforació posterior de PCB

Avantatges de la perforació posterior

● Reduir les interferències de soroll i el jitter determinista;

● Millorar la integritat del senyal;

● Reducció local del gruix;

● Reduir l'ús de vies enterrades i cegues i reduir la dificultat de la producció de PCB;

● Taxa d'error de bit (BER) més baixa;

● Menys atenuació del senyal amb una millor adaptació d'impedància;

● Impacte mínim en el disseny i la maquetació;

● Augment de l'amplada de banda del canal;

● Augment de les velocitats de dades;

● disminució de les emissions d'EMI/EMC des de l'extrem del cable;

● Excitació reduïda dels modes de ressonància;

● Diafonia entre vies reduïda;

● Costos més baixos que les laminacions seqüencials.

Desavantatge de la perforació posterior

Els senyals alts sovint tenen problemes que poden estar relacionats amb la infrautilització dels stubs via. Vegem més de prop alguns dels problemes amb els stubs.

Jitter determinista: 
Tots dos rellotges són temporitzadors, i la quantitat d'error de temps es coneix com a jitter. Un jitter dissuasori és el que es coneix com a modificació temporal regular (és a dir, limitada).

Atenuació del senyal:
Quan un so s'atenua, la seva intensitat disminueix i el pols es debilita.

Radiació de les EMI:

Un cable de via es pot utilitzar com a antena, radiant EMI.

Característiques generals 

● La majoria són taulers rígids a la part posterior;

● Normalment s'utilitza en 8 capes o més;

● El gruix de la placa és superior a 2,5 mm;

● La mida mínima de subjecció és de 0,3 mm;

● El backdrill és 0,2 mm més gran que les vies;

● Tolerància de la profunditat de la perforació posterior +/- 0,05 MM.

Quin tipus de PCB necessita una perforació posterior?

Normalment, els forats de la placa PCB es perforen a través de la placa (de dalt a baix). Si el traçat que connecta els forats de via és a prop de la capa superior (o inferior), es produirà una bifurcació al forat de via de l'enllaç d'interconnexió de la PCB, cosa que afectarà la qualitat del senyal i provocarà reflexions. Els senyals que viatgen a un ritme més ràpid es veuen més afectats per aquest efecte.

Per tal d'aconseguir una transmissió de senyal d'alta qualitat, generalment s'entén que cal tenir en compte que la pista del circuit a la placa PCB amb els seus senyals a una velocitat d'aproximadament 1 Gbps inclou un disseny de back-drill. Per descomptat, dissenyar línies de connectivitat d'alta velocitat requereix enginyeria de sistemes i no és tan senzill com pot semblar. Si els enllaços d'interconnexió del sistema no són massa llargs o la capacitat de conducció del xip és prou forta, la qualitat del senyal pot ser impecable sense cap back-drill. Per tant, la simulació d'enllaços d'interconnexió del sistema és el mètode més precís per determinar si cal back-drill o no.

És possible que ja sàpigues que, a més d'utilitzar la tecnologia de perforació posterior, també es poden emprar diversos mètodes de construcció per reduir o optimitzar la longitud del tall. Aquests inclouen diferents arranjaments d'apilament, on les traces de la pista del circuit es desplacen a capes més properes al final del tall de via, forats de via perforats amb làser (microvies) o vies cegues i enterrades. A més, com que s'utilitzen altres mètodes per reduir la reflexió del senyal en plaques d'alta freqüència (superior a 3 GHz), no cal perforar capes.

Tanmateix, aquests enfocaments no sempre són pràctics des del punt de vista de les instal·lacions de fabricació i del cost per reduir la pèrdua de senyal en moltes plaques de circuit imprès d'alta densitat o plaques posteriors/mitjanes. Per tant, l'única opció pràctica és perforar cap enrere el tub de via. Quan els forats de via cecs no són una opció, la perforació cap enrere esdevé imprescindible per a plaques d'alta freqüència (més d'1 GHz dins de 3 GHz).

I com que la PCB té tantes capes, alguns forats no es poden dissenyar com a forats cecs (per exemple, en una PCB de 16 capes, alguns forats de via s'han de connectar a les capes de l'1 a la 10 i un altre forat de via s'ha de connectar a les capes de la 7 a la 16; aquest disseny no és adequat per a forats cecs, però sí per a la perforació posterior).

Com fer la perforació posterior de PCB?

El procés de perforació posterior

1. Per localitzar el primer forat, feu servir el forat de posicionament de la placa de circuit imprès que es proporciona.

2. Abans de recobrir, utilitzeu una membrana seca per segellar el forat de posició.

3. Empolseu el forat amb coure per crear un circuit guia.

4. Crea un gràfic exterior a la placa de circuit imprès.

5. Després de crear un patró de capa exterior, la placa gràfica s'executarà a la PCB. Abans d'aquest procés, és crucial segellar el forat de col·locació amb una membrana seca abans de començar aquest procés.

6. Utilitzeu els forats de col·locació del primer trepant per alinear el trepant posterior i, a continuació, utilitzeu la broca per perforar els forats galvanitzats que requereixen aquest procediment.

7. Després de la perforació final, cal netejar la placa per eliminar qualsevol broca sobrant.

8. Després de validar la placa i millorar la integritat del senyal, presteu molta atenció a si l'operació de perforació s'està duent a terme correctament.

Prova els exercicis d'esquena 

Un cop finalitzat el fresat, hem d'assegurar-nos que els trepants posteriors s'hagin configurat correctament. Per validar-ho, activeu totes les capes. Veureu que la vora de les vies té dos colors. La primera capa o la inicial es mostra en vermell, mentre que la capa final es mostra en blau. És fàcil distingir les vies perforades posteriorment de les altres vies. Només les vies perforades posteriorment són visibles amb dos colors.

Feu clic a Taula de perforació després de seleccionar la ubicació al menú principal per saber quantes vies, PTH i altres trols s'han dut a terme.

Dificultats tècniques del procés de perforació posterior.

1.Control de profunditat de perforació posterior
Per a un processament precís de vies cegues, el control de la profunditat de la perforació posterior és crucial. La tolerància de la profunditat de la perforació posterior està influenciada en gran mesura per la precisió de l'equip de perforació posterior i la tolerància al gruix del mitjà. Tanmateix, la precisió de la perforació posterior també es pot veure afectada per variables externes com la resistència a la perforació, l'angle de la punta de la perforació, l'efecte de contacte entre la placa de cobertura i el dispositiu de mesura, i la deformació de la placa. Per obtenir els millors resultats i gestionar la precisió de la perforació posterior, és crucial triar els materials i les tècniques de perforació adequats durant la producció. Els dissenyadors poden garantir una transmissió del senyal d'alta qualitat i evitar problemes d'integritat del senyal gestionant meticulosament la profunditat de la perforació posterior.

2. Control de precisió de la perforació posterior
Un control precís de la perforació posterior és crucial per al control de qualitat de la PCB en processos posteriors. La perforació posterior implica la perforació secundària basada en el diàmetre inicial del forat, i la precisió de la perforació secundària és crucial. La precisió de la coincidència de la perforació secundària pot veure's afectada per diverses variables, com ara l'expansió i la contracció de la placa, la precisió de la màquina i les tècniques de perforació. És essencial assegurar-se que el procediment de perforació posterior estigui controlat amb precisió per tal de minimitzar els errors i mantenir la transmissió i la integritat ideals del senyal.

El pas més important i difícil és la perforació, ja que fins i tot un petit error pot provocar danys importants. Abans de fer una comanda, heu de tenir en compte les habilitats del fabricant de PCB. Richfulljoy ofereix plaques perforades posteriorment a preus assequibles i s'especialitza en el muntatge de prototips de PCB. Els nostres avantatges inclouen terminis de lliurament ràpids i una alta fiabilitat. Richfulljoy, un conegut fabricant de PCB a la Xina, té tots els coneixements i les habilitats necessàries per ajudar-vos. Si teniu algun suggeriment per a un muntatge o prototip de PCB, poseu-vos en contacte amb nosaltres: mkt-2@rich-pcb.com