Pengeboran Kedalaman Terkendali dalam Pembuatan PCB: Pengeboran Balik (Back Drilling) Apa itu pengeboran balik dalam PCB?
Pengeboran balik pada papan sirkuit tercetak berlapis adalah prosedur menghilangkan bagian yang menonjol untuk menghasilkan vias, yang memungkinkan sinyal berpindah dari satu lapisan papan ke lapisan berikutnya. (Bagian yang menonjol akan menciptakan refleksi, hamburan, penundaan, dan masalah lain selama transmisi sinyal, yang akan menyebabkan sinyal terdistorsi.) Pengeboran pada kedalaman yang terkontrol membutuhkan keterampilan yang rumit. Pembuatan papan sirkuit berlapis, seperti papan 12 lapis, membutuhkan penghubungan lapisan pertama ke lapisan kesembilan. Biasanya, kita hanya mengebor lubang tembus sekali sebelum melapisi vias tembus. Lantai pertama dan lantai ke-12 karenanya langsung terhubung. Sebenarnya, lantai pertama hanya perlu dihubungkan ke lantai kesembilan. Karena tidak ada kabel yang menghubungkan lapisan ke-10 hingga ke-12, lapisan tersebut menyerupai pilar. Kolom ini berdampak pada jalur sinyal dan dapat mengganggu integritas sinyal komunikasi. Oleh karena itu, lubang sekunder dibor di sisi berlawanan dari kolom tambahan (disebut sebagai STUB dalam industri).
Akibatnya, metode ini dikenal sebagai pengeboran balik, namun biasanya kurang bersih dibandingkan pengeboran biasa karena langkah selanjutnya akan mengelektrolisis sebagian tembaga dan ujung bor juga tajam. Oleh karena itu, kita akan meninggalkan titik yang sangat kecil; panjang sisa titik ini dikenal sebagai nilai B, dan biasanya berkisar antara 50 hingga 150 µM.
Teknologi PCB pengeboran balik
Karena kebutuhan untuk mengurangi kehilangan sinyal untuk aplikasi frekuensi tinggi, diperlukan lubang tembus yang menghubungkan lapisan-lapisan agar sinyal dapat mengalir saat berpindah dari satu lapisan ke lapisan lainnya. Disarankan untuk menghilangkan kelebihan tembaga dari lubang ini untuk aplikasi ini karena berfungsi sebagai antena dan memengaruhi transmisi jika sinyal mengalir dari lapisan satu ke lapisan dua pada papan 20 lapis, misalnya.
Untuk mendapatkan stabilitas sinyal yang lebih baik, kami mengebor tembaga "berlebih" di dalam lubang menggunakan pengeboran balik (kedalaman terkontrol pada sumbu z). Hasil idealnya adalah agar bagian yang menonjol (atau tembaga "berlebih") sesingkat mungkin. Biasanya, ukuran pengeboran balik harus 0,2 mm lebih besar dari ukuran via yang sesuai.
ItuProses pengeboran balik menghilangkan sisa-sisa benda yang menonjol.dari lubang tembus berlapis (via). Stub adalah bagian yang tidak perlu /bagian vias yang tidak terpakai, yang meluas lebih jauh daripada lapisan dalam terakhir yang terhubung.
Potongan pendek dapat menyebabkanrefleksi, sertagangguan kapasitas, induktivitas, dan impedansiKesalahan diskontinuitas ini menjadi kritis seiring meningkatnya kecepatan perambatan.
Papan belakangdan khususnya papan sirkuit tercetak yang tebal, dapat bertahangangguan integritas sinyal yang signifikanmelalui potongan-potongan kecil. Untuk PCB Frekuensi Tinggi(misalnya dengan kontrol impedansi), penerapan pengeboran balik, serta penerapanjalan buntu dan terpendam, bisa menjadi bagian dari solusi.
Backdrill dapat diterapkan padasegala jenis papan sirkuitdi mana stub menyebabkan degradasi integritas sinyal, dengan pertimbangan desain dan tata letak minimal. Sebaliknya, ketika menggunakan blind via, rasio aspek harus diperhatikan.
Fitur-fitur pengeboran belakang PCB
Keuntungan Pengeboran Balik
● Mengurangi interferensi kebisingan & jitter deterministik;
● Meningkatkan integritas sinyal;
● Pengurangan ketebalan lokal;
● Mengurangi penggunaan vias terpendam & buta serta mengurangi kesulitan produksi PCB;
● Tingkat kesalahan bit (BER) yang lebih rendah;
● Pengurangan redaman sinyal dengan peningkatan kesesuaian impedansi;
● Dampak desain dan tata letak minimal;
● Peningkatan bandwidth saluran;
● Peningkatan kecepatan transfer data;
● mengurangi emisi EMI/EMC dari ujung cabang;
● Pengurangan eksitasi mode resonansi;
● Mengurangi interferensi antar-via;
● Biaya lebih rendah daripada laminasi berurutan.
Kelemahan Pengeboran Balik
Sinyal berkekuatan tinggi seringkali memiliki masalah yang mungkin terkait dengan penggunaan stub yang kurang optimal. Mari kita lihat lebih dekat beberapa masalah dengan stub tersebut.
Jitter Deterministik:
Kedua jam tersebut berfungsi sebagai penunjuk waktu, dan besarnya kesalahan waktu disebut sebagai jitter. Jitter yang dapat dicegah dikenal sebagai modifikasi temporal yang teratur (yaitu, terbatas).
Pelemahan sinyal:
Ketika suatu suara mengalami pelemahan, intensitasnya berkurang dan pulsa menjadi lebih lemah.
Radiasi dari EMI:
Sebuah via stub dapat digunakan sebagai antena, memancarkan EMI (interferensi elektromagnetik).
Karakteristik umum
● Sebagian besar berupa papan kaku di bagian belakang;
● Biasanya digunakan pada 8 lapisan atau lebih;
● Ketebalan papan lebih dari 2,5 mm;
● Ukuran lubang minimum adalah 0,3 mm;
● Lubang bor balik berukuran 0,2 mm lebih besar dari lubang vias;
● Toleransi kedalaman pengeboran balik +/- 0,05 mm.
Jenis PCB apa yang membutuhkan pengeboran bagian belakang?
Biasanya, lubang pada papan PCB dibor menembus papan (dari atas ke bawah). Jika jalur penghubung antar lubang via berada dekat dengan lapisan atas (atau lapisan bawah), hal ini akan mengakibatkan percabangan jalur pada lubang via dari tautan interkoneksi PCB, yang akan memengaruhi kualitas sinyal dan menyebabkan pantulan. Sinyal yang merambat dengan kecepatan lebih tinggi lebih terpengaruh oleh efek ini.
Untuk memperoleh kualitas transmisi sinyal yang tinggi, secara umum dipahami bahwa jalur sirkuit pada papan PCB dengan sinyal pada kecepatan sekitar 1 Gbps perlu mempertimbangkan desain back-drill. Tentu saja, mendesain jalur konektivitas berkecepatan tinggi membutuhkan rekayasa sistem dan tidak sesederhana kelihatannya. Jika tautan interkoneksi sistem tidak terlalu panjang atau kemampuan penggerak chip cukup kuat, kualitas sinyal mungkin sempurna tanpa back-drill. Oleh karena itu, simulasi tautan interkoneksi sistem adalah metode paling akurat untuk menentukan apakah back-drill diperlukan atau tidak.
Anda mungkin mengetahui bahwa, selain menggunakan teknologi pengeboran balik (back drilling), berbagai metode pembuatan juga dapat digunakan untuk mengurangi atau mengoptimalkan panjang stub. Ini termasuk pengaturan susunan lapisan yang berbeda, di mana jejak sirkuit digeser ke lapisan yang lebih dekat ke ujung stub via, lubang via yang dibor laser (mikrovia), atau via buta dan tersembunyi. Selain itu, karena metode lain digunakan untuk mengurangi refleksi sinyal pada papan frekuensi tinggi (lebih tinggi dari 3 GHz), pengeboran balik tidak diperlukan.
Namun, pendekatan ini tidak selalu praktis dari sudut pandang fasilitas manufaktur dan biaya untuk mengurangi kehilangan sinyal pada banyak PCB atau backplane/midplane dengan kepadatan tinggi. Jadi, satu-satunya pilihan praktis adalah mengebor kembali lubang via. Ketika lubang via buta bukan pilihan, pengeboran kembali menjadi sangat penting untuk papan frekuensi tinggi (lebih dari 1 GHz di dalam 3 GHz).
Dan karena PCB memiliki begitu banyak lapisan, beberapa lubang tidak dapat dirancang sebagai lubang buta (misalnya, pada PCB 16 lapis, beberapa lubang via harus terhubung ke lapisan 1 hingga 10 dan lubang via lainnya harus terhubung ke lapisan 7 hingga 16; desain ini tidak cocok untuk lubang buta tetapi cocok untuk pengeboran balik).
Bagaimana cara melakukan pengeboran bagian belakang PCB?
Proses Pengeboran Balik
1. Untuk menentukan lokasi lubang pengeboran pertama, gunakan lubang penanda pada PCB yang telah disediakan.
2. Sebelum melakukan pelapisan, gunakan membran kering untuk menutup lubang posisi.
3. Taburi lubang dengan bubuk tembaga untuk membuat rangkaian pemandu.
4. Buat grafik luar pada PCB.
5. Setelah membuat pola lapisan luar, papan grafis akan dieksekusi pada PCB. Sebelum proses ini, sangat penting untuk menutup lubang penempatan dengan membran kering sebelum memulai proses ini.
6. Gunakan lubang penempatan pengeboran pertama untuk menyelaraskan pengeboran belakang, lalu gunakan mata bor untuk mengebor lubang yang dilapisi listrik yang diperlukan dalam prosedur ini.
7. Setelah pengeboran terakhir, papan perlu dibersihkan untuk menghilangkan sisa-sisa bor yang mungkin masih menempel.
8. Setelah papan sirkuit divalidasi dan integritas sinyal ditingkatkan, perhatikan dengan saksama apakah operasi pengeboran dilakukan dengan benar.
Uji Latihan Punggung
Setelah perutean selesai, kita harus memastikan bahwa lubang bor belakang telah dipasang dengan benar. Untuk memvalidasi ini, aktifkan semua lapisan. Anda akan melihat bahwa tepi vias memiliki dua warna. Lapisan pertama atau lapisan awal ditunjukkan dengan warna merah, sedangkan lapisan terakhir ditunjukkan dengan warna biru. Sangat mudah untuk membedakan vias yang dibor dari belakang dari vias lainnya. Hanya vias yang dibor dari belakang yang terlihat dengan dua warna.
Klik Tabel Pengeboran setelah memilih lokasi dari menu utama untuk mengetahui berapa banyak Via, PTH, dan troll lainnya yang telah dilakukan.
Kesulitan teknis dalam proses pengeboran balik.
1.Kontrol kedalaman pengeboran balik
Untuk pemrosesan vias buta yang akurat, kontrol kedalaman pengeboran balik sangat penting. Toleransi kedalaman pengeboran balik sebagian besar dipengaruhi oleh presisi peralatan pengeboran balik dan toleransi ketebalan medium. Namun, akurasi pengeboran balik juga dapat dipengaruhi oleh variabel eksternal seperti hambatan bor, sudut ujung bor, efek kontak antara papan penutup dan perangkat pengukuran, serta kelengkungan papan. Untuk mendapatkan hasil terbaik dan mengelola akurasi pengeboran balik, sangat penting untuk memilih material dan teknik pengeboran yang tepat selama produksi. Perancang dapat menjamin transmisi sinyal berkualitas tinggi dan menghindari masalah integritas sinyal dengan mengelola kedalaman pengeboran balik secara cermat.
2. Kontrol akurasi pengeboran balik
Kontrol pengeboran balik yang akurat sangat penting untuk kontrol kualitas PCB dalam proses selanjutnya. Pengeboran balik melibatkan pengeboran sekunder berdasarkan diameter lubang bor awal, dan presisi pengeboran sekunder sangat penting. Presisi kesesuaian pengeboran sekunder dapat dipengaruhi oleh sejumlah variabel, seperti pemuaian dan penyusutan papan, akurasi mesin, dan teknik pengeboran. Sangat penting untuk memastikan bahwa prosedur pengeboran balik dikontrol secara tepat untuk meminimalkan kesalahan dan menjaga transmisi dan integritas sinyal yang ideal.
Langkah terpenting dan paling menantang adalah pengeboran karena kesalahan sekecil apa pun dapat mengakibatkan kerusakan yang signifikan. Sebelum memesan, Anda harus mempertimbangkan keahlian pembuat PCB. Richfulljoy menawarkan papan PCB yang sudah dibor dengan harga terjangkau dan mengkhususkan diri dalam perakitan prototipe PCB. Keunggulan kami meliputi waktu pengiriman yang cepat dan keandalan yang tinggi. Richfulljoy, produsen PCB ternama di Tiongkok, memiliki semua pengetahuan dan kemampuan yang dibutuhkan untuk membantu Anda. Jika Anda memiliki saran untuk perakitan atau prototipe PCB, silakan hubungi kami: mkt-2@rich-pcb.com
