تحلیل فناوری سوراخکاری پشتی در طراحی برد مدار چاپی پرسرعت

اولاً، اجزای یک لینک اتصال پرسرعت عبارتند از:

(1) بسته‌بندی تراشه: معمولاً عرض سیم‌کشی PCB در داخل بستر بسته‌بندی تراشه بسیار باریک‌تر از یک PCB معمولی است که کنترل امپدانس را دشوار می‌کند.

(2) برد مدار چاپی از طریق: برد مدار چاپی از طریق معمولاً اثرات خازنی با امپدانس مشخصه پایین دارد و باید در طراحی برد مدار چاپی بیشترین تمرکز و بهینه‌سازی روی آن صورت گیرد.

(3) رابط: طراحی لینک اتصال مسی درون رابط تحت تأثیر قابلیت اطمینان مکانیکی و عملکرد الکتریکی قرار دارد، بنابراین باید به دنبال تعادلی بین این دو بود.

مسیر عبور برد مدار چاپی (PCB via) معمولاً به صورت سوراخ‌های سرتاسری (از سطح بالایی تا لایه پایینی) طراحی می‌شود. هنگامی که خط اتصال مسیر عبور برد مدار چاپی (PCB) به لایه بالایی نزدیک‌تر شود، یک انشعاب "stub" در مسیر اتصال برد مدار چاپی رخ می‌دهد که باعث انعکاس سیگنال و تأثیر بر کیفیت سیگنال می‌شود. این تأثیر در سرعت‌های بالاتر تأثیر بیشتری بر سیگنال‌ها دارد.

فناوری حفاری برگشتی به استفاده از روش‌های حفاری کنترل عمق اشاره دارد که با استفاده از یک روش حفاری ثانویه برای حفر دیواره‌های سوراخ انتهایی کانکتور یا سیگنال از طریق آن انجام می‌شود.

همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، پس از ایجاد سوراخ سرتاسری، انتهای اضافی سوراخ سرتاسری PCB با سوراخکاری ثانویه از "سمت عقب" برداشته می‌شود. البته، قطر مته سوراخکاری پشتی باید بزرگتر از اندازه سوراخ سرتاسری باشد و سطح تحمل عمق فرآیند سوراخکاری باید بر اساس اصل "عدم آسیب به اتصال بین سوراخ PCB و سیم‌کشی" باشد، و اطمینان حاصل شود که "طول انتهایی باقیمانده تا حد امکان کوچک باشد"، که به آن "حفاری کنترل عمق" می‌گویند.

نمودار شماتیک بخش BackDrill سوراخکاری شده

شکل بالا نمودار شماتیک بخش سوراخکاری برگشتی (BackDrill) را نشان می‌دهد. سمت چپ، سوراخکاری معمولی با سیگنال را نشان می‌دهد، و سمت راست نمودار شماتیک سوراخکاری پس از سوراخکاری برگشتی است که نشان دهنده حفاری از لایه زیرین تا لایه سیگنال، جایی که رد حفاری قرار دارد، می‌باشد.

فناوری حفاری برگشتی می‌تواند اثر خازنی انگلی ناشی از استاب‌های دیواره سوراخ را از بین ببرد، و سازگاری بین سیم‌کشی و امپدانس در سوراخ سرتاسری در لینک کانال را تضمین کند، انعکاس سیگنال را کاهش دهد و در نتیجه کیفیت سیگنال را بهبود بخشد.

در حال حاضر، بک دریل مقرون به صرفه‌ترین فناوری است که بیشترین تأثیر را در بهبود عملکرد انتقال کانال دارد. استفاده از فناوری بک دریل هزینه تولید برد مدار چاپی را تا حدی افزایش می‌دهد.

حفاری پشت به پشت شامل دو نوع است: حفاری پشت به پشت یک طرفه و حفاری پشت به پشت دو طرفه.

سوراخکاری یک طرفه را می‌توان به سوراخکاری پشتی از سطح بالا یا سطح پایین تقسیم کرد. سوراخ پین پین رابط فقط می‌تواند از سمت مخالف سطحی که اتصال در آن قرار دارد، سوراخکاری پشتی شود. هنگامی که کانکتورهای سیگنال پرسرعت روی هر دو سطح بالا و پایین PCB قرار می‌گیرند، سوراخکاری پشتی دو طرفه مورد نیاز است.

۱) کاهش تداخل نویز؛

۲) بهبود یکپارچگی سیگنال؛

۳) ضخامت تخته محلی کاهش می‌یابد؛

۴) استفاده از مسیرهای مخفی/کور را کاهش دهید تا سختی تولید برد مدار چاپی کاهش یابد.

نقش حفاری برگشتی چیست؟

عملکرد حفاری برگشتی، حفاری بخش‌های سوراخ‌دار است که هیچ اتصال یا عملکرد انتقالی ندارند تا از انعکاس، پراکندگی، تأخیر و غیره در انتقال سیگنال با سرعت بالا جلوگیری شود.

فرآیند حفاری برگشتی

الف) سوراخ‌های موقعیت‌یابی روی برد مدار چاپی وجود دارد که برای اولین موقعیت‌یابی سوراخ‌کاری و سوراخ‌کاری سوراخ اول برد مدار چاپی استفاده می‌شوند.

ب. بعد از سوراخ کاری اول، برد مدار چاپی را آبکاری الکتریکی کنید و قبل از آبکاری الکتریکی، سوراخ محل قرارگیری را با یک لایه خشک آب بندی کنید.

ج. الگوی بیرونی را روی PCB آبکاری شده ایجاد کنید.

د. پس از تشکیل الگوی لایه بیرونی، آبکاری الکتریکی طرح را روی برد مدار چاپی انجام دهید.

ه. از سوراخ موقعیت‌یابی که توسط اولین حفاری استفاده شده است برای موقعیت‌یابی حفاری پشتی استفاده کنید و از تیغه مته برای حفاری پشتی استفاده کنید.

و. سوراخ سوراخ شده پشتی را با آب بشویید تا هرگونه بقایای حفاری داخل آن خارج شود.