Ελεγχόμενη διάτρηση βάθους σε κατασκευή πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος: Οπισθοδιάτρηση τι είναι η οπισθοδιάτρηση σε πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος;
Η οπίσθια διάτρηση σε πλακέτες πολυστρωματικών τυπωμένων καλωδίων είναι η διαδικασία αφαίρεσης του στελέχους για την παραγωγή διόδων, επιτρέποντας στα σήματα να μετακινούνται από το ένα στρώμα της πλακέτας στο επόμενο. (Τα στελέχη θα δημιουργήσουν ανάκλαση, σκέδαση, καθυστέρηση και άλλα προβλήματα κατά τη μετάδοση του σήματος, τα οποία θα προκαλέσουν παραμόρφωση του σήματος.) Η διάτρηση σε ελεγχόμενο βάθος απαιτεί περίπλοκη δεξιότητα. Η κατασκευή πλακετών πολυστρωματικών κυκλωμάτων, όπως πλακέτες 12 στρώσεων, απαιτεί τη σύνδεση του πρώτου στρώματος με το ένατο στρώμα. Συνήθως, ανοίγουμε οπές μόνο μία φορά πριν επιμεταλλώσουμε τις διόδες. Ο πρώτος όροφος και ο 12ος όροφος συνδέονται επομένως άμεσα. Στην πραγματικότητα, ο πρώτος όροφος χρειάζεται μόνο να συνδεθεί με τον ένατο όροφο. Δεδομένου ότι δεν υπάρχουν καλώδια που να συνδέουν τον 10ο έως τον 12ο όροφο, μοιάζουν με κολώνες. Αυτή η στήλη έχει αντίκτυπο στη διαδρομή του σήματος και μπορεί να θέσει σε κίνδυνο την ακεραιότητα του σήματος επικοινωνίας. Επομένως, μια δευτερεύουσα οπή διανοίχτηκε στην αντίθετη πλευρά της επιπλέον στήλης (που αναφέρεται ως STUB στον κλάδο).
Ως αποτέλεσμα, είναι γνωστή ως αντίστροφη διάτρηση, ωστόσο συνήθως είναι λιγότερο καθαρή από τη διάτρηση επειδή το επόμενο βήμα θα ηλεκτρολύσει κάποια ποσότητα χαλκού και η άκρη του τρυπανιού είναι επίσης αιχμηρή. Επομένως, θα αφήσουμε μια πολύ μικρή αιχμή. Το μήκος αυτού του υπολειπόμενου STUB είναι γνωστό ως τιμή B και συνήθως κυμαίνεται από 50 έως 150 UM.
Τεχνολογία PCB με οπίσθια διάτρηση
Λόγω της ανάγκης μείωσης της απώλειας σήματος για εφαρμογές υψηλής συχνότητας, απαιτείται μια οπή που να συνδέει τα στρώματα για να ρέει το σήμα καθώς μετακινείται από το ένα στο άλλο. Συνιστάται η αφαίρεση του πλεονάζοντος χαλκού από αυτήν την οπή για αυτήν την εφαρμογή, επειδή λειτουργεί ως κεραία και επηρεάζει τη μετάδοση εάν το σήμα πρόκειται να ρέει από το πρώτο στο δεύτερο στρώμα σε μια πλακέτα 20 στρώσεων, για παράδειγμα.
Για να επιτύχουμε μεγαλύτερη σταθερότητα σήματος, αφαιρούμε τον «περίσσεια» χαλκού στην οπή χρησιμοποιώντας αντίστροφη διάτρηση (ελεγχόμενο βάθος στον άξονα z). Το ιδανικό αποτέλεσμα είναι το στέλεχος (ή ο «περίσσεια» χαλκού) να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντό. Συνήθως, το μέγεθος της αντίστροφης διάτρησης θα πρέπει να είναι 0,2 mm μεγαλύτερο από την αντίστοιχη οπή.
ΟΗ διαδικασία backdrill αφαιρεί τα stubsαπό επιμεταλλωμένες οπές (διελεύσεις). Τα στόμια είναι τα περιττά /αχρησιμοποίητα τμήματα των διαβάσεων, τα οποία εκτείνονται πέρα από το τελευταίο συνδεδεμένο εσωτερικό στρώμα.
Τα stubs μπορούν να οδηγήσουν σεαντανακλάσεις, καθώς καιδιαταραχές χωρητικότητας, επαγωγικότητας και σύνθετης αντίστασηςΑυτά τα σφάλματα ασυνέχειας γίνονται κρίσιμα με την αύξηση της ταχύτητας διάδοσης.
Πίσω αεροπλάνακαι ιδιαίτερα οι παχιές πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, μπορούν να αντέξουνσημαντικές διαταραχές ακεραιότητας σήματοςμέσω αποκομμάτων. Για PCB υψηλής συχνότητας(π.χ. με έλεγχο σύνθετης αντίστασης), η εφαρμογή οπισθογεώτρησης, καθώς και η εφαρμογήτυφλές και θαμμένες διόδους, μπορεί να αποτελέσει μέρος της λύσης.
Το Backdrill μπορεί να εφαρμοστεί σεοποιοδήποτε είδος πλακέτας κυκλώματοςόπου τα stub προκαλούν υποβάθμιση της ακεραιότητας του σήματος, με ελάχιστες παραμέτρους σχεδιασμού και διάταξης. Αντίθετα, όταν χρησιμοποιούνται τυφλές οπές διέλευσης, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η αναλογία διαστάσεων.
Χαρακτηριστικά της πίσω διάτρησης PCB
Πλεονεκτήματα της οπίσθιας διάτρησης
● Μείωση των παρεμβολών θορύβου και του ντετερμινιστικού τρεμοπαίγματος.
● Βελτίωση της ακεραιότητας του σήματος.
● Μείωση τοπικού πάχους;
● Μειώστε τη χρήση θαμμένων και τυφλών διαβάσεων και μειώστε τη δυσκολία παραγωγής PCB.
● Χαμηλότερο ποσοστό σφάλματος bit (BER);
● Λιγότερη εξασθένηση σήματος με βελτιωμένη αντιστοίχιση σύνθετης αντίστασης.
● Ελάχιστη επίδραση στο σχεδιασμό και τη διάταξη.
● Αυξημένο εύρος ζώνης καναλιού;
● Αυξημένοι ρυθμοί δεδομένων;
● μειωμένες εκπομπές ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων/ηλεκτρομαγνητικών συμβατοτήτων (EMI/EMC) από το άκρο του ακροφυσίου.
● Μειωμένη διέγερση των τρόπων συντονισμού;
● Μειωμένη διασταυρούμενη επικοινωνία μεταξύ διαύλων (via-to-via).
● Χαμηλότερο κόστος από τις διαδοχικές πλαστικοποιήσεις.
Μειονέκτημα της οπίσθιας διάτρησης
Τα υψηλά σήματα συχνά παρουσιάζουν προβλήματα που μπορεί να συνδέονται με την υποχρησιμοποίηση των stub μέσω. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε μερικά από τα προβλήματα με τα stub.
Ντετερμινιστική Τρεμοπαίγματος:
Και τα δύο ρολόγια είναι χρονικά και το ποσό του χρονικού σφάλματος αναφέρεται ως jitter. Ένα jitter αποτροπής είναι αυτό που είναι γνωστό ως μια κανονική (δηλαδή, περιορισμένη) χρονική τροποποίηση.
Εξασθένηση του σήματος:
Όταν ένας ήχος εξασθενεί, η έντασή του μειώνεται και ο παλμός γίνεται πιο αδύναμος.
Ακτινοβολία από ηλεκτρομαγνητική αγωγή:
Ένα στέλεχος διασύνδεσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως κεραία, εκπέμποντας ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (EMI).
Γενικά χαρακτηριστικά
● Κυρίως υπάρχουν άκαμπτες σανίδες στο πίσω μέρος.
● Συνήθως χρησιμοποιείται σε 8 στρώσεις ή και παραπάνω.
● Το πάχος της σανίδας είναι πάνω από 2,5 mm.
● Το ελάχιστο μέγεθος συγκράτησης είναι 0,3 mm.
● Το Backdrill είναι 0,2 mm μεγαλύτερο από τις οπές vias.
● Ανοχή βάθους οπίσθιας διάτρησης +/-0,05MM.
Τι είδους πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος χρειάζεται οπίσθια διάτρηση;
Συνήθως, οι οπές της πλακέτας PCB διαπερνούν την πλακέτα (από πάνω προς τα κάτω). Εάν το ίχνος που συνδέει τις οπές διέλευσης είναι κοντά στο επάνω στρώμα (ή στο κάτω στρώμα), αυτό θα οδηγήσει σε διακλάδωση στην οπή διέλευσης του συνδέσμου διασύνδεσης PCB, η οποία θα επηρεάσει την ποιότητα του σήματος και θα προκαλέσει ανακλάσεις. Τα σήματα που ταξιδεύουν με ταχύτερο ρυθμό επηρεάζονται περισσότερο από αυτό το φαινόμενο.
Για να επιτευχθεί υψηλή ποιότητα μετάδοσης σήματος, είναι γενικά κατανοητό ότι η διαδρομή κυκλώματος στην πλακέτα PCB με τα σήματα της με ρυθμό περίπου 1 Gbps πρέπει να ληφθεί υπόψη ώστε να περιλαμβάνει σχεδιασμό back-drill. Φυσικά, ο σχεδιασμός γραμμών συνδεσιμότητας υψηλής ταχύτητας απαιτεί μηχανική συστημάτων και δεν είναι τόσο απλός όσο φαίνεται. Εάν οι σύνδεσμοι διασύνδεσης του συστήματος δεν είναι πολύ μεγάλοι ή η ικανότητα οδήγησης του τσιπ είναι αρκετά ισχυρή, η ποιότητα του σήματος μπορεί να είναι άψογη χωρίς καμία back-drill. Επομένως, η προσομοίωση συνδέσμων διασύνδεσης συστήματος είναι η πιο ακριβής μέθοδος για να προσδιοριστεί εάν απαιτείται back-drill ή όχι.
Μπορεί να γνωρίζετε ότι, εκτός από τη χρήση της τεχνολογίας αντίστροφης διάτρησης, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν διάφορες μέθοδοι κατασκευής για τη μείωση ή τη βελτιστοποίηση του μήκους του στελέχους. Αυτές περιλαμβάνουν διαφορετικές διατάξεις στοίβαξης, όπου τα ίχνη της τροχιάς του κυκλώματος μετατοπίζονται σε στρώσεις πιο κοντά στο άκρο του στελέχους της οπής, οπές διαμπερών οπών (μικροβίες) που έχουν τρυπηθεί με λέιζερ ή τυφλές και θαμμένες οπές διαμπερών οπών. Επιπλέον, καθώς χρησιμοποιούνται άλλες μέθοδοι για τη μείωση της αντανάκλασης του σήματος σε πλακέτες υψηλής συχνότητας (υψηλότερης από 3 GHz), δεν απαιτείται αντίστροφη διάτρηση.
Ωστόσο, αυτές οι προσεγγίσεις δεν είναι πάντα πρακτικές από άποψη εγκατάστασης και κόστους για τη μείωση της απώλειας σήματος σε πολλές πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων υψηλής πυκνότητας ή backplanes/mid-planes. Επομένως, η μόνη πρακτική επιλογή είναι η οπίσθια διάτρηση του στελέχους της διόδου. Όταν οι τυφλές οπές διόδου δεν αποτελούν επιλογή, η οπίσθια διάτρηση καθίσταται επιτακτική για πλακέτες υψηλής συχνότητας (πάνω από 1GHz εντός 3GHz).
Και επειδή η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) έχει τόσες πολλές στρώσεις, ορισμένες οπές δεν μπορούν να σχεδιαστούν ως τυφλές οπές (για παράδειγμα, σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος 16 στρώσεων, ορισμένες οπές διέλευσης πρέπει να συνδεθούν με τις στρώσεις 1 έως 10 και μια άλλη οπή διέλευσης πρέπει να συνδεθεί με τις στρώσεις 7 έως 16. Αυτός ο σχεδιασμός δεν είναι κατάλληλος για τυφλές οπές, αλλά είναι κατάλληλος για οπίσθια διάτρηση).
Πώς να κάνετε πίσω διάτρηση PCB;
Η διαδικασία της οπίσθιας διάτρησης
1. Για να εντοπίσετε την πρώτη οπή διάτρησης, χρησιμοποιήστε την οπή τοποθέτησης στην παρεχόμενη πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος.
2. Πριν από την επιμετάλλωση, χρησιμοποιήστε στεγνή μεμβράνη για να σφραγίσετε την οπή θέσης.
3. Αλείψτε την τρύπα με χαλκό για να δημιουργήσετε ένα κύκλωμα οδήγησης.
4. Δημιουργήστε ένα εξωτερικό γραφικό στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος.
5. Αφού δημιουργηθεί ένα μοτίβο εξωτερικής στρώσης, η γραφική πλακέτα θα εκτελεστεί στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB). Πριν από αυτή τη διαδικασία, είναι σημαντικό να σφραγίσετε την οπή τοποθέτησης με μια στεγνή μεμβράνη πριν ξεκινήσετε αυτήν τη διαδικασία.
6. Χρησιμοποιήστε τις οπές τοποθέτησης της πρώτης διάτρησης για να ευθυγραμμίσετε την πίσω διάτρηση και, στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε το τρυπάνι για να ανοίξετε τις ηλεκτρολυτικά επιμεταλλωμένες οπές που απαιτούν αυτήν τη διαδικασία.
7. Μετά το τελικό τρύπημα, η σανίδα πρέπει να καθαριστεί για να απαλλαγούμε από τυχόν υπολείμματα τρυπανιών
8. Αφού ολοκληρωθεί η επικύρωση της πλακέτας και βελτιωθεί η ακεραιότητα του σήματος, δώστε ιδιαίτερη προσοχή στο εάν η λειτουργία γεώτρησης εκτελείται σωστά.
Δοκιμάστε τις ασκήσεις πλάτης
Μόλις ολοκληρωθεί η δρομολόγηση, πρέπει να βεβαιωθούμε ότι οι πίσω τρυπάνια έχουν ρυθμιστεί σωστά. Για να το επικυρώσετε αυτό, ενεργοποιήστε όλα τα επίπεδα. Θα δείτε ότι το χείλος των οπίσθιων διαβάσεων έχει δύο χρώματα. Το πρώτο ή το αρχικό επίπεδο εμφανίζεται με κόκκινο, ενώ το τελικό επίπεδο εμφανίζεται με μπλε. Είναι απλό να διακρίνετε τις οπίσθιες διαβάσεις από τις άλλες διαβάσεις. Μόνο οι οπίσθιες διαβάσεις είναι ορατές με δύο χρώματα.
Κάντε κλικ στην επιλογή Πίνακας άσκησης αφού επιλέξετε την τοποθεσία από το κύριο μενού για να μάθετε πόσα Vias, PTH και άλλα trolls έχουν πραγματοποιηθεί.
Τεχνικές δυσκολίες της διαδικασίας οπισθοδιάτρησης.
1.Έλεγχος βάθους οπίσθιας διάτρησης
Για την ακριβή επεξεργασία τυφλών οπίσθιων διαδρόμων, ο έλεγχος του βάθους οπίσθιας διάτρησης είναι κρίσιμος. Η ανοχή βάθους οπίσθιας διάτρησης επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από την ακρίβεια του εξοπλισμού οπίσθιας διάτρησης και την ανοχή του μέσου πάχους. Ωστόσο, η ακρίβεια της οπίσθιας διάτρησης μπορεί επίσης να επηρεαστεί από εξωτερικές μεταβλητές, όπως η αντίσταση του τρυπανιού, η γωνία της άκρης του τρυπανιού, η επίδραση επαφής μεταξύ της πλακέτας καλύμματος και της συσκευής μέτρησης και η στρέβλωση της πλακέτας. Για να επιτευχθούν τα καλύτερα δυνατά αποτελέσματα και να διαχειριστείτε την ακρίβεια της οπίσθιας διάτρησης, είναι σημαντικό να επιλέξετε τα σωστά υλικά και τεχνικές διάτρησης κατά την παραγωγή. Οι σχεδιαστές μπορούν να εγγυηθούν υψηλής ποιότητας μετάδοση σήματος και να αποφύγουν προβλήματα ακεραιότητας του σήματος διαχειριζόμενοι σχολαστικά το βάθος της οπίσθιας διάτρησης.
2. Έλεγχος ακρίβειας διάτρησης πίσω
Ο ακριβής έλεγχος της αντίστροφης διάτρησης είναι κρίσιμος για τον ποιοτικό έλεγχο των PCB σε επόμενες διαδικασίες. Η αντίστροφη διάτρηση συνεπάγεται δευτερογενή διάτρηση με βάση την αρχική διάμετρο της οπής του τρυπανιού και η ακρίβεια της δευτερογενούς διάτρησης είναι κρίσιμη. Η ακρίβεια της σύμπτωσης της δευτερογενούς διάτρησης μπορεί να επηρεαστεί από μια σειρά μεταβλητών, όπως η διαστολή και η συστολή της πλακέτας, η ακρίβεια της μηχανής και οι τεχνικές διάτρησης. Είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί ότι η διαδικασία αντίστροφης διάτρησης είναι μια διαδικασία με ακριβή έλεγχο της διάτρησης, προκειμένου να ελαχιστοποιηθούν τα σφάλματα και να διατηρηθεί η ιδανική μετάδοση και ακεραιότητα του σήματος.
Το πιο σημαντικό και απαιτητικό βήμα είναι η διάτρηση, επειδή ακόμη και ένα μικρό λάθος μπορεί να προκαλέσει σημαντική ζημιά. Πριν κάνετε μια παραγγελία, θα πρέπει να λάβετε υπόψη τις δεξιότητες του κατασκευαστή PCB. Η Richfulljoy προσφέρει πλακέτες με οπίσθια διάτρηση σε προσιτές τιμές και ειδικεύεται στη συναρμολόγηση πρωτοτύπων PCB. Τα πλεονεκτήματά μας περιλαμβάνουν γρήγορους χρόνους παράδοσης και υψηλή αξιοπιστία. Η Richfulljoy, ένας γνωστός κατασκευαστής PCB στην Κίνα, διαθέτει όλες τις γνώσεις και τις ικανότητες που απαιτούνται για να σας βοηθήσει. Εάν έχετε οποιεσδήποτε προτάσεις για συναρμολόγηση ή πρωτότυπο PCB, επικοινωνήστε μαζί μας: mkt-2@rich-pcb.com
