Analýza technologie zpětného vrtání při návrhu vysokorychlostních desek plošných spojů

Za prvé, komponenty vysokorychlostního propojovacího spojení jsou:

(1) Balení čipu: Šířka zapojení desky plošných spojů uvnitř substrátu pro balení čipu je obvykle mnohem užší než u běžné desky plošných spojů, což ztěžuje řízení impedance;

(2) Propojení desek plošných spojů: Propojení desek plošných spojů má obvykle kapacitní efekt s nízkou charakteristickou impedancí a mělo by být při návrhu desek plošných spojů nejzaměřenější a nejoptimalizovanější;

(3) Konektor: Konstrukce měděného propojovacího vodiče uvnitř konektoru je ovlivněna jak mechanickou spolehlivostí, tak elektrickým výkonem, proto by se mělo hledat rovnováha mezi těmito dvěma faktory.

Propojovací otvory na desce plošných spojů (PCB) jsou obvykle navrženy jako průchozí otvory (od horního povrchu ke spodní vrstvě). Pokud je vodič PCB spojující průchozí otvor vedený blíže k horní vrstvě, dojde u průchozího otvoru propojovacího spoje desky plošných spojů k rozdvojení (tzv. „stub“), což způsobí odraz signálu a ovlivní jeho kvalitu. Tento vliv má větší dopad na signály při vyšších rychlostech.

Technologie zpětného vrtání označuje použití metod vrtání s kontrolou hloubky, přičemž sekundární vrtací metoda se používá k vyvrtání stěn otvorů pro koncovky konektoru nebo signálního průchodu.

Jak je znázorněno na obrázku níže, po vytvoření průchozího otvoru se přebytečný pahýl průchozího otvoru v desce plošných spojů odstraní sekundárním vrtáním ze „zadní strany“. Průměr vrtáku by samozřejmě měl být větší než velikost průchozího otvoru a úroveň tolerance hloubky vrtání by měla být založena na principu „nepoškození spojení mezi otvorem v desce plošných spojů a vodiči“, čímž se zajistí, aby „zbývající délka pahýlu byla co nejmenší“, což se nazývá „vrtání s kontrolou hloubky“.

Schéma průchozího otvoru v řezu BackDrill

Výše uvedený obrázek je schematický diagram řezu průchozího otvoru po vrtání BackDrill. Levá strana je normální signální průchozí otvor, pravá strana je schematický diagram průchozího otvoru po vrtání BackDrill, který znázorňuje vrtání od spodní vrstvy až k signální vrstvě, kde se nachází stopa.

Technologie zpětného vrtání dokáže odstranit parazitní kapacitní efekt způsobený výstupky ve stěnách otvoru, čímž zajišťuje konzistenci mezi zapojením a impedancí v průchozím otvoru v kanálovém spoji, snižuje odraz signálu a tím zlepšuje kvalitu signálu.

Zpětné vrtání je v současnosti cenově nejvýhodnější technologií, která nejúčinněji zlepšuje přenosový výkon kanálů. Použití technologie zpětného vrtání do určité míry zvýší náklady na výrobu desek plošných spojů.

Zpětné vrtání se skládá ze dvou typů: jednostranné zpětné vrtání a oboustranné zpětné vrtání.

Jednostranné vrtání lze rozdělit na zadní vrtání z horního nebo spodního povrchu. Otvor pro PIN konektoru lze zadní vrtat pouze ze strany opačné k ploše, kde se nachází konektor. Pokud jsou vysokorychlostní signálové konektory uspořádány na horním i spodním povrchu desky plošných spojů, je nutné oboustranné zadní vrtání.

1) Snížení rušení šumem;

2) Zlepšení integrity signálu;

3) Tloušťka lokální desky se zmenšuje;

4) Omezte používání zaslepených/zaslepených průchodek, abyste snížili obtížnost výroby desek plošných spojů.

Jaká je role zpětného vrtání?

Funkcí zpětného vrtání je vyvrtat průchozí otvory, které nemají žádnou spojovací ani přenosovou funkci, aby se zabránilo odrazům, rozptylu, zpoždění atd. při vysokorychlostním přenosu signálu.

Proces zpětného vrtání

a. Na desce plošných spojů jsou polohovací otvory, které se používají pro první vrtání poloh a vrtání prvního otvoru v desce plošných spojů;

b. Po vyvrtání prvního otvoru galvanicky pokovte desku plošných spojů a před galvanickým pokovováním otvor utěsněte suchou fólií;

c. Vytvořte vnější vzor na galvanicky pokovené desce plošných spojů;

d. Po vytvoření vzoru vnější vrstvy proveďte galvanické pokovování desky plošných spojů;

e. Pro zpětné vrtání použijte polohovací otvor, který byl použit při prvním vrtání, a pro zpětné vrtání použijte vrtací čepel;

f. Zadní vyvrtaný otvor omyjte vodou, abyste odstranili veškeré zbývající vrtné nečistoty uvnitř.