पीसीबी निर्माण में नियंत्रित गहराई वाली ड्रिलिंग: बैक ड्रिलिंग क्या है?

बहुस्तरीय प्रिंटेड वायरिंग बोर्ड में बैकड्रिलिंग एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें स्टब को हटाकर वाया बनाए जाते हैं, जिससे सिग्नल बोर्ड की एक परत से दूसरी परत तक जा सकें। (स्टब सिग्नल के संचरण के दौरान परावर्तन, प्रकीर्णन, विलंब और अन्य समस्याएं उत्पन्न करते हैं, जिससे सिग्नल विकृत हो जाता है।) नियंत्रित गहराई पर ड्रिलिंग के लिए जटिल कौशल की आवश्यकता होती है। 12-परत वाले बोर्ड जैसे बहुस्तरीय सर्किट बोर्ड बनाने के लिए, पहली परत को नौवीं परत से जोड़ना आवश्यक होता है। आमतौर पर, हम वाया बनाने से पहले केवल एक बार छेद करते हैं। इस प्रकार पहली और बारहवीं परत तुरंत जुड़ जाती हैं। वास्तव में, पहली परत को केवल नौवीं परत से जोड़ने की आवश्यकता होती है। चूंकि दसवीं से बारहवीं परतों को जोड़ने वाले कोई तार नहीं होते हैं, इसलिए वे स्तंभों की तरह दिखते हैं। यह स्तंभ सिग्नल पथ को प्रभावित करता है और संचार सिग्नल की सिग्नल अखंडता को प्रभावित कर सकता है। इसलिए, अतिरिक्त स्तंभ (जिसे उद्योग में स्टब कहा जाता है) के विपरीत दिशा में एक दूसरा छेद किया जाता है।

परिणामस्वरूप, इसे बैक ड्रिलिंग कहा जाता है, हालांकि यह आमतौर पर ड्रिलिंग की तुलना में कम स्वच्छ होती है क्योंकि अगले चरण में कुछ तांबे का विद्युतीकरण किया जाता है और ड्रिल की नोक भी नुकीली होती है। इसलिए हम एक बहुत छोटा सा नुकीला भाग छोड़ देते हैं; इस बचे हुए भाग की लंबाई को बी मान कहा जाता है, और यह आमतौर पर 50 से 150 UM के बीच होता है।

बैक-ड्रिलिंग पीसीबी तकनीक

उच्च आवृत्ति अनुप्रयोगों में सिग्नल हानि को कम करने की आवश्यकता के कारण, सिग्नल के एक परत से दूसरी परत में प्रवाहित होने के लिए परतों को जोड़ने वाला एक छिद्र आवश्यक होता है। इस अनुप्रयोग के लिए इस छिद्र से अतिरिक्त तांबे को हटाने की सलाह दी जाती है क्योंकि यह एक एंटीना के रूप में कार्य करता है और उदाहरण के लिए, 20 परतों वाले बोर्ड में यदि सिग्नल को पहली परत से दूसरी परत में प्रवाहित करना हो तो संचरण को प्रभावित करता है।

सिग्नल की स्थिरता बढ़ाने के लिए, हम बैक-ड्रिलिंग (जेड-अक्ष में नियंत्रित गहराई) का उपयोग करके छेद में मौजूद अतिरिक्त तांबे को निकाल देते हैं। आदर्श स्थिति यह है कि स्टब (या अतिरिक्त तांबा) जितना संभव हो उतना छोटा हो। आमतौर पर, बैक-ड्रिल का आकार संबंधित वाया से 0.2 मिमी अधिक होना चाहिए।

बैकड्रिल प्रक्रिया से स्टब्स हट जाते हैंप्लेटेड-थ्रू-होल्स (वियास) से। स्टब्स अनावश्यक हैं /वाया के अप्रयुक्त भागजो अंतिम जुड़ी हुई आंतरिक परत से भी आगे तक फैली हुई हैं।
ठूंठ के कारण हो सकता हैकुछ विचार, साथ हीक्षमता, प्रेरकत्व और प्रतिबाधा में गड़बड़ीप्रसार की गति बढ़ने के साथ ये असंतुलन संबंधी त्रुटियाँ गंभीर हो जाती हैं।
बैकप्लेनऔर विशेष रूप से मोटे प्रिंटेड सर्किट बोर्ड, इसे सहन कर सकते हैं।महत्वपूर्ण सिग्नल अखंडता गड़बड़ीठूंठों के माध्यम से। के लिए उच्च आवृत्ति पीसीबी(उदाहरण के लिए प्रतिबाधा नियंत्रण के साथ), बैकड्रिलिंग का अनुप्रयोग, साथ ही साथ अनुप्रयोगअंधे और दबे हुए रास्तेयह समाधान का हिस्सा हो सकता है।
बैकड्रिल का प्रयोग किया जा सकता हैकिसी भी प्रकार का सर्किट बोर्डजहां स्टब्स न्यूनतम डिजाइन और लेआउट संबंधी विचारों के साथ सिग्नल अखंडता में गिरावट का कारण बनते हैं। इसके विपरीत, ब्लाइंड वाया का उपयोग करते समय, पहलू अनुपात को ध्यान में रखना आवश्यक है।

पीसीबी बैक ड्रिलिंग की विशेषताएं

बैक ड्रिलिंग के लाभ

● शोर हस्तक्षेप और नियतात्मक कंपन को कम करें;

● सिग्नल की अखंडता में सुधार करें;

● स्थानीय मोटाई में कमी;

● दबे हुए और छिपे हुए वाया के उपयोग को कम करें और पीसीबी उत्पादन की कठिनाई को कम करें;

● कम बिट त्रुटि दर (बीईआर);

● बेहतर प्रतिबाधा मिलान के साथ सिग्नल क्षीणन में कमी;

● न्यूनतम डिजाइन और लेआउट प्रभाव;

● चैनल बैंडविड्थ में वृद्धि;

● डेटा दरों में वृद्धि;

● स्टब एंड से ईएमआई/ईएमसी उत्सर्जन में कमी;

● अनुनाद मोड की उत्तेजना में कमी;

● एक मार्ग से दूसरे मार्ग तक होने वाली परस्पर क्रिया में कमी;

● क्रमिक लेमिनेशन की तुलना में कम लागत।

बैक ड्रिलिंग के नुकसान

हाई सिग्नल में अक्सर ऐसी समस्याएं आती हैं जिनका संबंध स्टब्स के कम उपयोग से हो सकता है। आइए स्टब्स से जुड़ी कुछ समस्याओं पर विस्तार से नज़र डालें।

जिटर नियतात्मक: 
दोनों घड़ियाँ समय माप रही हैं, और समय त्रुटि की मात्रा को जिटर कहा जाता है। एक निवारक जिटर को नियमित (अर्थात सीमित) लौकिक संशोधन के रूप में जाना जाता है।

सिग्नल का क्षीणन:
जब किसी ध्वनि का क्षीणन होता है, तो उसकी तीव्रता कम हो जाती है और स्पंदन कमजोर हो जाता है।

ईएमआई से विकिरण:

वाया स्टब का उपयोग एंटीना के रूप में किया जा सकता है, जो ईएमआई उत्सर्जित करता है।

सामान्य विशेषताएँ 

● अधिकतर पीछे की तरफ कठोर तख्ते लगे होते हैं;

● सामान्यतः 8 या उससे अधिक परतों पर उपयोग किया जाता है;

● बोर्ड की मोटाई 2.5 मिमी से अधिक है;

● न्यूनतम छेद का आकार 0.3 मिमी है;

● बैकड्रिल, वाया की तुलना में 0.2 मिमी बड़ा है;

● बैकड्रिल की गहराई में सहनशीलता +/- 0.05 मिमी।

किस प्रकार के पीसीबी में बैक ड्रिलिंग की आवश्यकता होती है?

आम तौर पर, पीसीबी बोर्ड के छेद बोर्ड के आर-पार (ऊपर से नीचे की ओर) ड्रिल किए जाते हैं। यदि वाया होल को जोड़ने वाला ट्रेस ऊपरी परत (या निचली परत) के पास होता है, तो इससे पीसीबी इंटरकनेक्शन लिंक के वाया होल पर स्टब का विभाजन हो जाता है, जिससे सिग्नल की गुणवत्ता प्रभावित होती है और परावर्तन होता है। तेज़ गति से यात्रा करने वाले सिग्नल इस प्रभाव से अधिक प्रभावित होते हैं।

उच्च गुणवत्ता वाले सिग्नल ट्रांसमिशन के लिए, आमतौर पर यह माना जाता है कि पीसीबी बोर्ड पर लगभग 1Gbps की दर से सिग्नल भेजने वाले सर्किट ट्रैक में बैक-ड्रिल डिज़ाइन को शामिल करना आवश्यक है। बेशक, हाई-स्पीड कनेक्टिविटी लाइनों को डिज़ाइन करने के लिए सिस्टम इंजीनियरिंग की आवश्यकता होती है और यह उतना आसान नहीं है जितना लगता है। यदि सिस्टम इंटरकनेक्शन लिंक बहुत लंबे नहीं हैं या चिप की ड्राइव क्षमता पर्याप्त मजबूत है, तो बैक-ड्रिल के बिना भी सिग्नल की गुणवत्ता त्रुटिहीन हो सकती है। इसलिए, बैक-ड्रिल की आवश्यकता है या नहीं, यह निर्धारित करने के लिए सिस्टम इंटरकनेक्शन लिंक सिमुलेशन सबसे सटीक तरीका है।

आपको शायद पता होगा कि बैक ड्रिलिंग तकनीक के अलावा, स्टब की लंबाई को कम करने या अनुकूलित करने के लिए कई अन्य निर्माण विधियों का भी उपयोग किया जा सकता है। इनमें विभिन्न स्टैक-अप व्यवस्थाएं शामिल हैं, जहां सर्किट ट्रैक ट्रेस को वाया स्टब के अंत के करीब की परतों में स्थानांतरित किया जाता है, लेजर-ड्रिल्ड वाया (माइक्रोवाया) छेद, या ब्लाइंड और बरीड वाया। इसके अलावा, उच्च आवृत्ति (3GHz से अधिक) वाले बोर्डों पर सिग्नल परावर्तन को कम करने के लिए अन्य विधियों का उपयोग किया जाता है, इसलिए बैक-ड्रिलिंग की आवश्यकता नहीं होती है।

हालांकि, कई उच्च-घनत्व वाले पीसीबी या बैकप्लेन/मिडप्लेन में सिग्नल हानि को कम करने के लिए विनिर्माण सुविधा और लागत के दृष्टिकोण से ये तरीके हमेशा व्यावहारिक नहीं होते हैं। इसलिए, एकमात्र व्यावहारिक विकल्प वाया स्टब को बैक ड्रिल करना है। जब ब्लाइंड वाया होल संभव नहीं होते हैं, तो उच्च आवृत्ति (3GHz के अंदर 1GHz से अधिक) वाले बोर्डों के लिए बैक ड्रिलिंग अनिवार्य हो जाती है।

और चूंकि पीसीबी में इतनी सारी परतें होती हैं, इसलिए कुछ छेदों को ब्लाइंड होल के रूप में डिजाइन नहीं किया जा सकता है (उदाहरण के लिए, 16-परत वाले पीसीबी पर, कुछ वाया होल को परत 1 से 10 तक जुड़ना चाहिए और एक अन्य वाया होल को परत 7 से 16 तक जुड़ना चाहिए; यह डिजाइन ब्लाइंड होल के लिए उपयुक्त नहीं है, लेकिन बैक ड्रिलिंग के लिए उपयुक्त है)।

पीसीबी में बैक ड्रिलिंग कैसे करें?

बैक ड्रिलिंग की प्रक्रिया

1. पहले ड्रिलिंग छेद का पता लगाने के लिए, पीसीबी पर दिए गए पोजिशनिंग होल का उपयोग करें।

2. प्लेटिंग से पहले, स्थिति छेद को सील करने के लिए सूखी झिल्ली का उपयोग करें।

3. गाइड सर्किट बनाने के लिए छेद को तांबे से भरें।

4. पीसीबी पर एक बाहरी ग्राफिक बनाएं।

5. बाहरी परत का पैटर्न बनाने के बाद, पीसीबी पर ग्राफिक बोर्ड को निष्पादित किया जाएगा। इस प्रक्रिया से पहले, प्लेसमेंट होल को ड्राई मेम्ब्रेन से सील करना अत्यंत महत्वपूर्ण है।

6. पहले ड्रिलिंग के प्लेसमेंट होल का उपयोग करके बैक ड्रिलिंग को संरेखित करें, फिर ड्रिल बिट का उपयोग करके उन इलेक्ट्रोप्लेटेड होल को ड्रिल करें जिनके लिए इस प्रक्रिया की आवश्यकता है।

7. अंतिम ड्रिलिंग के बाद, बोर्ड को साफ करना आवश्यक है ताकि बचे हुए किसी भी प्रकार के निशान को हटाया जा सके।

8. बोर्ड के सत्यापन और सिग्नल अखंडता में सुधार के बाद, इस बात पर विशेष ध्यान दें कि ड्रिलिंग ऑपरेशन उचित तरीके से किया जा रहा है या नहीं।

पीठ के व्यायामों का परीक्षण करें 

एक बार राउटिंग पूरी हो जाने के बाद, हमें यह सुनिश्चित करना होगा कि बैक ड्रिल सही ढंग से सेट किए गए हैं। इसकी जाँच करने के लिए, सभी लेयर्स को चालू करें। आप देखेंगे कि वाया के रिम पर दो रंग हैं। पहली या शुरुआती लेयर लाल रंग में दिखाई देती है, जबकि अंतिम लेयर नीले रंग में दिखाई देती है। बैक-ड्रिल्ड वाया को अन्य वाया से अलग पहचानना आसान है। केवल बैक-ड्रिल्ड वाया ही दो रंगों में दिखाई देते हैं।

मुख्य मेनू से स्थान का चयन करने के बाद, यह पता लगाने के लिए कि कितने वाया, पीटीएच और अन्य ट्रोल किए गए हैं, ड्रिल टेबल पर क्लिक करें।

बैक ड्रिलिंग प्रक्रिया की तकनीकी कठिनाइयाँ।

1.बैक ड्रिलिंग गहराई नियंत्रण
ब्लाइंड वियास की सटीक प्रोसेसिंग के लिए, बैक ड्रिलिंग की गहराई को नियंत्रित करना अत्यंत महत्वपूर्ण है। बैक ड्रिलिंग की गहराई की सहनशीलता मुख्य रूप से बैक ड्रिलिंग उपकरण की सटीकता और माध्यम की मोटाई की सहनशीलता से प्रभावित होती है। हालांकि, बैक ड्रिलिंग की सटीकता ड्रिल प्रतिरोध, ड्रिल टिप कोण, कवर बोर्ड और माप उपकरण के बीच संपर्क प्रभाव और बोर्ड के मुड़ने जैसे बाहरी कारकों से भी प्रभावित हो सकती है। सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त करने और बैक ड्रिलिंग की सटीकता को बनाए रखने के लिए, उत्पादन के दौरान सही ड्रिलिंग सामग्री और तकनीकों का चयन करना महत्वपूर्ण है। डिज़ाइनर बैक ड्रिलिंग की गहराई को सावधानीपूर्वक नियंत्रित करके उच्च गुणवत्ता वाले सिग्नल ट्रांसमिशन की गारंटी दे सकते हैं और सिग्नल अखंडता संबंधी समस्याओं से बच सकते हैं।

2. बैक ड्रिलिंग सटीकता नियंत्रण
पीसीबी की गुणवत्ता नियंत्रण के लिए बैक ड्रिलिंग का सटीक नियंत्रण अत्यंत महत्वपूर्ण है। बैक ड्रिलिंग में प्रारंभिक ड्रिल के छेद के व्यास के आधार पर द्वितीयक ड्रिलिंग शामिल होती है, और द्वितीयक ड्रिलिंग की सटीकता अत्यंत आवश्यक है। द्वितीयक ड्रिलिंग की सटीकता कई कारकों से प्रभावित हो सकती है, जैसे बोर्ड का विस्तार और संकुचन, मशीन की सटीकता और ड्रिलिंग तकनीक। त्रुटियों को कम करने और आदर्श सिग्नल संचरण और अखंडता को बनाए रखने के लिए यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि बैक ड्रिलिंग प्रक्रिया सटीक रूप से नियंत्रित हो।

सबसे महत्वपूर्ण और चुनौतीपूर्ण चरण ड्रिलिंग है, क्योंकि एक छोटी सी गलती भी काफी नुकसान का कारण बन सकती है। ऑर्डर देने से पहले, आपको पीसीबी निर्माता की विशेषज्ञता पर विचार करना चाहिए। रिचफुलजॉय किफायती कीमतों पर बैक-ड्रिल्ड बोर्ड उपलब्ध कराता है और पीसीबी प्रोटोटाइप असेंबली में विशेषज्ञता रखता है। हमारी सेवाओं में त्वरित डिलीवरी और उच्च विश्वसनीयता शामिल हैं। रिचफुलजॉय, चीन में एक प्रसिद्ध पीसीबी निर्माता है, जिसके पास आपकी सहायता करने के लिए आवश्यक सभी ज्ञान और क्षमताएं हैं। यदि आपके पास पीसीबी असेंबली या प्रोटोटाइप के लिए कोई सुझाव है, तो कृपया हमसे mkt-2@rich-pcb.com पर संपर्क करें।