Perforación de profundidad controlada en la fabricación de PCB: Perforación posterior ¿Qué es la perforación posterior en PCB?

El retrotaladrado en placas de circuito impreso multicapa consiste en retirar el stub para crear vías, lo que permite que las señales se muevan de una capa a la siguiente. (Los stubs generan reflexión, dispersión, retardo y otros problemas durante la transmisión de la señal, lo que provoca su distorsión). Perforar a una profundidad controlada requiere una habilidad compleja. La fabricación de placas de circuito impreso multicapa, como las de 12 capas, requiere conectar la primera capa con la novena. Normalmente, solo se perforan los agujeros una vez antes de revestir las vías. De esta forma, el primer piso y el duodécimo se conectan inmediatamente. En realidad, el primer piso solo necesita conectarse al noveno. Al no haber cables que unan los niveles décimo y duodécimo, se asemejan a pilares. Esta columna afecta la trayectoria de la señal y puede comprometer la integridad de la señal de comunicación. Por lo tanto, se perforó un orificio secundario en el lado opuesto de la columna adicional (conocido como STUB en la industria).

Como resultado, se conoce como perforación inversa; sin embargo, suele ser menos limpio que la perforación, ya que el siguiente paso electrolizará parte del cobre y la punta de la broca también es afilada. Por lo tanto, dejaremos una punta muy pequeña; la longitud de este STUB restante se conoce como valor B y suele oscilar entre 50 y 150 UM.

Tecnología de PCB con perforación inversa

Debido a la necesidad de reducir la pérdida de señal en aplicaciones de alta frecuencia, se requiere un orificio pasante que conecte las capas para que la señal fluya al pasar de una a otra. Se recomienda retirar el cobre sobrante de este orificio para esta aplicación, ya que funciona como una antena y afecta la transmisión si la señal fluye de la capa uno a la capa dos en una placa de 20 capas, por ejemplo.

Para lograr una mayor estabilidad de la señal, perforamos el cobre sobrante en el orificio mediante retroperforación (profundidad controlada en el eje z). Lo ideal es que el extremo (o cobre sobrante) sea lo más corto posible. Normalmente, el tamaño de la retroperforación debe ser 0,2 mm mayor que la vía correspondiente.

ElEl proceso de perforación inversa elimina los toconesde orificios pasantes (vías). Los conectores son innecesarios.porciones no utilizadas de vías, que se extienden más allá de la última capa interna conectada.
Los trozos de madera pueden provocarreflexiones, así comoperturbaciones de capacidad, inductividad e impedanciaEstos errores de discontinuidad se vuelven críticos a medida que aumenta la velocidad de propagación.
Placas basey las placas de circuito impreso gruesas en particular, pueden soportarperturbaciones significativas de la integridad de la señala través de talones. Para PCB de alta frecuencia(por ejemplo, con control de impedancia), la aplicación de retroperforación, así como la aplicación devías ciegas y enterradas, puede ser parte de la solución.
El backdrill se puede aplicar acualquier tipo de placa de circuitoDonde los stubs causan degradación de la integridad de la señal, con mínimas consideraciones de diseño y disposición. Por el contrario, al usar vías ciegas, es necesario tener en cuenta la relación de aspecto.

Características de la perforación posterior de PCB

Ventajas de la perforación trasera

● Reduce la interferencia de ruido y la fluctuación determinista;

● Mejorar la integridad de la señal;

● Reducción del espesor local;

● Reducir el uso de vías ciegas y enterradas y reducir la dificultad de producción de PCB;

● Tasa de error de bits (BER) más baja;

● Menor atenuación de señal con adaptación de impedancia mejorada;

● Impacto mínimo en el diseño y la disposición;

● Mayor ancho de banda del canal;

● Aumento de la velocidad de datos;

● reducción de emisiones EMI/EMC desde el extremo del cable;

● Reducción de la excitación de los modos de resonancia;

● Diafonía entre vías reducida;

● Costos más bajos que las laminaciones secuenciales.

Desventaja de la perforación posterior

Las señales altas suelen presentar problemas que podrían estar relacionados con la subutilización de los stubs. Analicemos con más detalle algunos de los problemas con los stubs.

Jitter determinista: 
Ambos relojes miden el tiempo, y el error temporal se denomina fluctuación. Una fluctuación disuasoria es lo que se conoce como una modificación temporal regular (es decir, limitada).

Atenuación de la señal:
Cuando un sonido se atenúa, su intensidad disminuye y el pulso se vuelve más débil.

Radiación de EMI:

Un stub de vía se puede utilizar como antena y emitir EMI.

Características generales 

● En su mayoría son tablas rígidas en la parte posterior;

● Normalmente se utiliza en 8 capas o más;

● El espesor del tablero es superior a 2,5 mm;

● El tamaño mínimo de sujeción es de 0,3 mm;

● La perforación posterior es 0,2 mm más grande que las vías;

● Tolerancia de profundidad de perforación +/- 0,05 MM.

¿Qué tipo de PCB necesita perforación posterior?

Normalmente, los orificios de la placa PCB se perforan de arriba a abajo. Si la pista que conecta los orificios pasantes está cerca de la capa superior (o inferior), se producirá una bifurcación en el orificio pasante del enlace de interconexión de la PCB, lo que afectará la calidad de la señal y provocará reflexiones. Las señales que viajan a mayor velocidad se ven más afectadas por este efecto.

Para lograr una transmisión de señal de alta calidad, generalmente se entiende que la pista del circuito en la placa PCB, con sus señales a una velocidad de aproximadamente 1 Gbps, debe incluir un diseño de perforación posterior. Por supuesto, diseñar líneas de conectividad de alta velocidad requiere ingeniería de sistemas y no es tan sencillo como parece. Si los enlaces de interconexión del sistema no son demasiado largos o la capacidad de control del chip es lo suficientemente potente, la calidad de la señal puede ser impecable sin necesidad de perforación posterior. Por lo tanto, la simulación de enlaces de interconexión del sistema es el método más preciso para determinar si se requiere perforación posterior.

Es posible que sepa que, además de la tecnología de perforación posterior, también se pueden emplear diversos métodos de construcción para reducir u optimizar la longitud del stub. Estos incluyen diferentes configuraciones de apilamiento, donde las pistas del circuito se desplazan a capas más cercanas al final del stub, orificios de vías perforados con láser (microvías) o vías ciegas y enterradas. Además, dado que se emplean otros métodos para reducir la reflexión de la señal en placas de alta frecuencia (superiores a 3 GHz), no se requiere perforación posterior.

Sin embargo, estos enfoques no siempre son prácticos desde el punto de vista de la planta de fabricación y el costo para reducir la pérdida de señal en muchas PCB de alta densidad o placas base/medias. Por lo tanto, la única opción práctica es perforar el extremo de la vía. Cuando los orificios ciegos para vías no son una opción, la perforación se vuelve imprescindible para placas de alta frecuencia (más de 1 GHz dentro de 3 GHz).

Y como la PCB tiene tantas capas, algunos orificios no se pueden diseñar como orificios ciegos (por ejemplo, en una PCB de 16 capas, algunos orificios pasantes se deben conectar a las capas 1 a 10 y otro orificio pasante se debe conectar a las capas 7 a 16; este diseño no es adecuado para orificios ciegos, pero sí para perforación posterior).

¿Cómo realizar la perforación posterior de una PCB?

El proceso de perforación inversa

1. Para ubicar el primer orificio de perforación, utilice el orificio de posicionamiento en la PCB que se proporciona.

2. Antes de revestir, utilice una membrana seca para sellar el orificio de posición.

3. Espolvoree el orificio con cobre para crear un circuito guía.

4. Cree un gráfico externo en la PCB.

5. Tras crear el patrón de la capa exterior, se colocará la placa gráfica en la PCB. Antes de este proceso, es fundamental sellar el orificio de colocación con una membrana seca.

6. Utilice los orificios de colocación de la primera perforación para alinear la perforación posterior, luego utilice la broca para perforar los orificios galvanizados que requieren este procedimiento.

7. Después de la perforación final, es necesario limpiar el tablero para eliminar cualquier resto de broca que pueda quedar.

8. Después de que se haya validado la placa y se haya mejorado la integridad de la señal, preste mucha atención a si la operación de perforación se está realizando adecuadamente.

Prueba los ejercicios de espalda 

Una vez finalizado el fresado, debemos asegurarnos de que las perforaciones posteriores estén configuradas correctamente. Para validar esto, active todas las capas. Verá que el borde de las vías tiene dos colores. La primera capa, o la inicial, se muestra en rojo, mientras que la capa final se muestra en azul. Es fácil distinguir las vías perforadas posteriores de las demás. Solo las vías perforadas posteriores son visibles con dos colores.

Haga clic en la Tabla de ejercicios después de seleccionar la ubicación en el menú principal para saber cuántos Vias, PTH y otros trolls se han realizado.

Dificultades técnicas del proceso de perforación inversa.

1.Control de profundidad de perforación posterior
Para un procesamiento preciso de vías ciegas, el control de la profundidad de perforación es crucial. La tolerancia de la profundidad de perforación depende en gran medida de la precisión del equipo y de la tolerancia del espesor del medio. Sin embargo, la precisión de la perforación también puede verse afectada por variables externas como la resistencia de la broca, el ángulo de la punta, el contacto entre la placa de cubierta y el dispositivo de medición, y la deformación de la placa. Para obtener los mejores resultados y gestionar la precisión de la perforación, es crucial elegir los materiales y las técnicas de perforación adecuados durante la producción. Los diseñadores pueden garantizar una transmisión de señal de alta calidad y evitar problemas de integridad de la señal mediante un control meticuloso de la profundidad de la perforación.

2. Control de precisión de perforación posterior
Un control preciso del taladrado posterior es crucial para el control de calidad de las PCB en procesos posteriores. El taladrado posterior implica un taladrado secundario basado en el diámetro del orificio inicial, y la precisión del taladrado secundario es crucial. La precisión de la coincidencia del taladrado secundario puede verse afectada por diversas variables, como la expansión y contracción de la placa, la precisión de la máquina y las técnicas de taladrado. Es fundamental asegurar un control preciso del taladrado posterior para minimizar errores y mantener una transmisión e integridad de señal óptimas.

El paso más importante y desafiante es la perforación, ya que incluso un pequeño error puede causar daños importantes. Antes de realizar un pedido, considere la experiencia del fabricante de PCB. Richfulljoy ofrece placas perforadas a precios asequibles y se especializa en el ensamblaje de prototipos de PCB. Nuestras ventajas incluyen plazos de entrega rápidos y alta fiabilidad. Richfulljoy, un reconocido fabricante de PCB en China, cuenta con todos los conocimientos y habilidades necesarios para ayudarle. Si tiene alguna sugerencia para el ensamblaje o prototipo de una PCB, contáctenos: mkt-2@rich-pcb.com