PCB gręžimas atgal

Daugiausia naudojamas srityse, kuriose keliami itin aukšti signalo vientisumo reikalavimai, pavyzdžiui, 5G ryšio bazinėse stotyse, didelės spartos serveriuose, duomenų centrų komutatoriuose ir didelio našumo skaičiavimuose (HPC).

Atgal pragręžtos spausdintinės plokštės sumažina signalo atspindėjimą ir nuostolius pašalindamos tarpines jungtis, o įprastos spausdintinės plokštės neturi šio proceso ir pasižymi prastesniu signalo perdavimo našumu.

Per antrinį gręžimą pašalinamos nereikalingos kiaurymių dalys, sutrumpinamas kiaurymių ilgis, kad jis būtų artimas paviršiaus jungties ilgiui, ir optimizuojamas signalo perdavimo kelias.

Dažniais, viršijančiais 10 GHz, signalo nuostolius galima sumažinti 10–30 %, o grįžtamąjį nuostolius – 5–10 dB.

Pavadinami pagal techninius parametrus, tokius kaip gręžimo atgal gylis, gręžimo tikslumas ir taikomas dažnis, pvz., aukšto dažnio gręžiamos spausdintinės plokštės, kurių gręžimo atgal gylis kontroliuojamas ±0,1 mm tikslumu.

Ne, tai būtina tik tiems projektams, kurių signalo dažnis viršija 3 GHz ir kuriems keliami griežti signalo vientisumo reikalavimai.

Ši technologija atsirado dėl didelės spartos skaitmeninių grandinių paklausos 1990-aisiais, o toliau tobulėjo ir išpopuliarėjo plėtojant 5G ir didžiuosius duomenis.

Siekiant tikslesnio gręžimo atgal tikslumo (pvz., ±0,05 mm) ir didesnio dažnio pritaikomumo (100 GHz+).

IPC-6012 standarte nurodyti gręžimo atgal tikslumo ir gręžinio ilgio reikalavimai, o skirtingos įmonės taip pat turi savo vidaus kontrolės standartus.

Reikėtų palikti pakankamai vietos gręžimui atgal, kad būtų išvengta trukdžių tarp gręžtų skylių ir kitų skylių ar takelių. Rekomenduojama, kad tarpai tarp kiaurymių būtų ≥0,3 mm.

Atgalinio gręžimo gylis = bendras kiaurymės ilgis - efektyvus jungties ilgis, o efektyvus jungties ilgis paprastai nustatomas pagal signalinio sluoksnio padėtį.

Skylės skersmuo paprastai yra 0,2–0,4 mm. Būtina visapusiškai atsižvelgti į gręžimo atgal tikslumą ir PCB gamybos proceso galimybes. Kuo didesnis skylės skersmuo, tuo mažesnis gręžimo atgal sudėtingumas.

Didelės spartos diferencialiniai signalai (pvz., PCIe 5.0, SerDes), aukšto dažnio analoginiai signalai ir kiti signalo vientisumui jautrūs signalai reikalauja gręžimo atgal.

Sudėjimas turėtų užtikrinti tikslų atitikimą tarp atgal gręžto sluoksnio ir signalinio sluoksnio, kontroliuoti dielektrinio sluoksnio storio vienodumą ir vengti įtakos atgal gręžimo tikslumui.

Taip, gręžimas atgal padidina gręžimo procedūrų ir tikrinimo išlaidas, paprastai 20–50 %.

Kritiniams signalams atlikti gręžimą atgal, nekritiniams signalams taikyti kitus optimizavimo metodus ir pagrįstai suplanuoti gręžimo atgal plotą bei kiekį.

Reikia pažymėti tokius parametrus kaip gręžimo atgal gylis, tolerancija (pvz., ±0,1 mm) ir strypo ilgio riba (pvz., ≤0,2 mm).

Norėdami palyginti tokius rodiklius kaip signalo praradimas ir grįžtamasis nuostolis prieš ir po gręžimo atgal, naudokite tokią programinę įrangą kaip HFSS ir SIwave.

Pridėkite pozicionavimo skyles prie projekto, išsiaiškinkite pozicionavimo nuorodą su gamintoju ir užtikrinkite, kad projekto koordinačių sistema atitiktų gamybos koordinačių sistemą.

Įprastinis gręžimas → galvanizavimas → gręžimas atgal → skylės sienelės apdorojimas → rašto perkėlimas → ėsdinimas ir kt. Svarbiausia yra gręžimo atgal procesas.

Dažniausiai naudojamos CNC gręžimo staklės, tokios kaip vokiškos „Schmoll“ ir „Hitachi“ gręžimo staklės, kurios turi būti aprūpintos didelio tikslumo padėties nustatymo sistemomis.

Parenkami pagal skylės skersmenį ir gręžimo gylį. Paprastai naudojami volframo karbido grąžtai, kurių antgalio kampas yra 118°–140°.

Greitis paprastai yra 10 000–20 000 aps./min., o padavimo greitis yra 0,02–0,05 mm/aps., kurį reikia reguliuoti pagal plokštės medžiagą ir antgalį.

Naudojant didelio tikslumo įrangą, padėties nustatymo sistemos kalibravimą, internetinius matavimus ir kt., siekiant užtikrinti, kad gręžimo gylio tolerancija būtų ±0,1 mm ribose.

Kontroliuokite grąžtų susidėvėjimą, pritaikykite tinkamus gręžimo parametrus ir po gręžimo atlikite skylės sienelių poliravimą.

Paprastai reikia sutaisyti vario sluoksnį ant skylės sienelės, pažeistą gręžiant atgal, ir užtikrinti elektrinį veikimą.

Aukšto Tg kartoninės medžiagos yra labai kietos, todėl sunkiau gręžti atgal ir reikia pagerinti grąžtų atsparumą dilimui; įprastas FR-4 kartonines medžiagas gana lengva apdirbti.

Taip, bet procesas yra sudėtingesnis ir reikalauja tikslaus gręžimo gylio valdymo, kad nebūtų gręžiama per kitus sluoksnius.

Atgalinio gręžimo neatitikimas, per ilgas gręžinio ilgis, skylės sienelės pažeidimas, nepilnas atbulinis gręžimas ir kt.

Įskaitant gręžimo gylio matavimą, kiaurymių ilgio nustatymą, skylės sienelės šiurkštumo nustatymą, elektros charakteristikų bandymus ir kt.

Naudokite metalografinius pjūvių mikroskopus ir rentgeno spindulių aptikimo įrangą, kurių matavimo tikslumas yra iki ±0,01 mm.

Paprastai strypo ilgis turi būti ≤0,2 mm, o aukščiausios klasės reikmėms – ≤0,1 mm.

Metalografiniu mikroskopu stebėkite, ar skylės sienelė lygi ir be delaminacijos, arba aptikimui naudokite skenuojantį elektroninį mikroskopą (SEM).

Norėdami patikrinti tokius indikatorius kaip įterpties nuostoliai, grįžtamojo ryšio nuostoliai ir peržengimai, žr. IPC-TM-650 standartą.

Neatitiktiniai gaminiai nustatomi dėl per didelio gręžimo gylio tolerancijos, per didelio vamzdžio ilgio, skylės sienelės pažeidimų, turinčių įtakos elektros veikimui ir kt.

Atsekti konkrečius procesus ir įrangą pagal gamybos įrašus, įrangos parametrų žurnalus ir patikrinimo ataskaitas.

Optimizuokite proceso parametrus, reguliariai prižiūrėkite įrangą, stiprinkite personalo mokymą ir griežtai įgyvendinkite kokybės kontrolės procedūras.

Paprastai atitinka bendrą PCB kokybės garantijos laikotarpį, paprastai 1–3 metus, atsižvelgiant į įmonės reglamentus.

Įrangos tikslumo sumažėjimas, netinkami proceso parametrai, plokštės deformacija, antgalių susidėvėjimas ir kt.

Tinka greitaeigėms plokščių medžiagoms, tokioms kaip „Rogers“ serijos ir „Isola FR408HR“ mažo nuostolio plokščių medžiagoms.

Mažo dielektrinio konstantos plokščių signalo nuostoliai nedideli, tačiau jų kietumas gali turėti įtakos apdorojamumui gręžiant atgal; įprastas plokščių medžiagas lengva apdoroti, tačiau jų signalo charakteristikos prastos.

Reikalingas lygus vario folijos paviršius ir vienodas storis, paprastai naudojant 18 μm arba 35 μm elektrolitinės vario folijos.

Izoliacinių medžiagų šiluminio plėtimosi koeficientas ir kietumas turi įtakos gręžimo atgal tikslumui ir skylės sienelės kokybei. Reikėtų pasirinkti medžiagas, pasižyminčias geru terminiu stabilumu.

Litavimo kaukės dažai turi būti gerai sukibę ir atsparūs cheminėms medžiagoms, kad po gręžimo atgal dažai nenuluptų ir nepaveiktų jų veikimo.

Taip, bešvinės plokščių medžiagos atitinka aplinkosaugos reikalavimus, o jų eksploatacinės savybės atitinka atgal gręžtų spausdintinių plokščių poreikius.

Pirmenybė teikiama cementuoto karbido (pvz., volframo ir kobalto lydinio) antgaliams, kurie pasižymi geru atsparumu dilimui ir tinka greitam gręžimui.

Kuo storesnė plokštė, tuo sunkiau kontroliuoti gręžimo gylį, todėl reikia didesnio tikslumo įrangos ir procesų.

Minimalus šiuo metu pasiekiamas skylės skersmuo yra 0,15 mm, tačiau kuo mažesnė skylė, tuo sunkiau ir brangiau gręžti atgal.

Įrangos ir procesų apribojimai lemia, kad maksimalus gylis paprastai neviršija 5 mm, o specialūs procesai gali siekti 8 mm.

Pakartotinio pozicionavimo tikslumas turi siekti ±0,02 mm, kad būtų užtikrintas gręžimo atgal nuoseklumas.

Gręžimo jėgą valdykite priimtiname diapazone, reguliuodami padavimo greitį, sukimosi greitį ir grąžto parametrus, kad nepažeistumėte plokštės.

Apdorojimo laikas vienai skylei yra maždaug 1–3 sekundės, priklausomai nuo gręžimo gylio ir įrangos našumo.

Išsamiai reguliuokite, atsižvelgdami į tokius veiksnius kaip plokštės medžiagos tipas, skylės skersmuo, gręžimo gylis ir įrangos našumas.

Taip. Aušinimo skystis gali sumažinti grąžto temperatūrą, pašalinti drožles, pailginti grąžto tarnavimo laiką ir pagerinti apdorojimo kokybę.

Per didelis greitis gali sukelti grąžtų dilimą ir šiurkščias skylės sieneles, o per mažas greitis turi įtakos apdorojimo efektyvumui. Reikalingas tinkamas suderinimas.

Per didelis padavimo greitis gali sukelti plokštės plyšimą, nelygias skylės sieneles, gręžimo atgal išlygiavimą ir pan.

Taip. Šiuolaikinės CNC gręžimo staklės gali automatiškai gręžti atgal per programavimą, siekiant pagerinti gamybos efektyvumą ir nuoseklumą.

Įskaitant plokščių medžiagų kainą, apdorojimo kainą (įskaitant gręžimo atgal procesą), patikrinimo kainą, metalo laužo kainą ir kt.

Atgalinio gręžimo proceso kaina sudaro maždaug 15–30 % visų PCB kainos.

Pagrindiniai veiksniai yra gręžimo atgal tikslumo reikalavimai, gręžiamų skylių skaičius, plokščių medžiagos kaina, įrangos nusidėvėjimas ir kt.

Optimizuokite projektą, kad sumažintumėte atgal gręžiamų skylių skaičių, pagerintumėte proceso efektyvumą, sumažintumėte atmetimo rodiklį ir įsigytumėte kartono medžiagas urmu.

Pagrįstai nustatykite gręžimo atgal tikslumą ir proceso standartus pagal faktinius taikymo reikalavimus, kad būtų išvengta pernelyg didelių projektavimo išlaidų.

Didelio tikslumo CNC gręžimo staklių kaina svyruoja nuo 1 iki 3 milijonų juanių.

Paprastai skaičiuojama pagal atgal išgręžtų skylių skaičių, atgal gręžimo gylį, tikslumo reikalavimus ir kt., o vieneto kaina yra 0,01–0,1 juanio už skylę.

Apžiūros išlaidos sudaro maždaug 10–15 % visų išlaidų, įskaitant metalografinės apžiūros ir elektros bandymų mokesčius.

Daugiausia įskaitant grąžtus, aušinimo skysčius, šlifavimo medžiagas ir kt., o grąžtų kaina sudaro daugiau nei 60 % eksploatacinių medžiagų kainos.

Atgaliniu būdu gręžtų PCB plokščių kaina yra 20–50 % didesnė nei įprastų PCB plokščių, priklausomai nuo proceso sudėtingumo.

Naudojamas 5G bazinių stočių RF moduliuose ir bazinės juostos apdorojimo plokštėse, siekiant optimizuoti signalo perdavimą ir sumažinti signalo nuostolius.

Pagerina serverių didelės spartos duomenų perdavimo našumą, sumažina signalo vėlavimą ir bitų klaidų dažnį bei užtikrina stabilų duomenų perdavimą.

Tobulėjant automobilių intelektui, jis naudojamas transporto priemonių didelės spartos ryšio moduliuose, siekiant patenkinti tokių sistemų kaip ADAS signalų perdavimo poreikius.

Taikoma aukščiausios klasės plataus vartojimo elektronikoje (pvz., didelio našumo nešiojamuosiuose kompiuteriuose ir aukščiausios klasės mobiliųjų telefonų pagrindinėse plokštėse), tačiau su didesnėmis sąnaudomis.

Reikalingas didesnis patikimumas ir tikslumas, griežčiau kontroliuojant gręžimo gylį ir kokybę.

Naudojamas medicininės vaizdo gavimo įrangos ir gyvybinių požymių stebėjimo įrangos greitaeigių signalų apdorojimo plokštėse, siekiant užtikrinti signalo tikslumą.

Naudojamas nedideliais kiekiais situacijose, kai reikalingas didelis signalo stabilumas, pavyzdžiui, pramoniniuose Ethernet ir PLC valdymo skyduose.

Didelės spartos daiktų interneto šliuzuose ir kraštinių skaičiavimų įrenginiuose atgalinis gręžimas gali pagerinti signalo perdavimo našumą, kad būtų patenkinti dideli duomenų perdavimo poreikiai.

Turi prisitaikyti prie ekstremalių kosminių sąlygų, kai atgal gręžtų spausdintinių plokščių patikimumui ir atsparumui spinduliuotei keliami itin aukšti reikalavimai.

Reikalingas didesnis konfidencialumas, apsauga nuo trukdžių ir prisitaikymas prie aplinkos sąlygų, taip pat griežtesni gręžimo atgal tikslumo ir kokybės standartai.

Iš naujo kalibruokite įrangos padėties nustatymo sistemą, patikrinkite, ar projektavimo ir gamybos gairės sutampa, ir pakoreguokite gręžimo parametrus.

Galimos priežastys gali būti nepakankamas gręžimo gylis arba matavimo paklaidos. Sprendimai apima gręžimo gylio parametrų koregavimą ir patikrinimų sustiprinimą.

Pakeiskite susidėvėjusius antgalius, optimizuokite gręžimo parametrus ir pridėkite skylių sienelių poliravimo procesus.

Patikrinkite grąžtų susidėvėjimą, sureguliuokite gręžimo gylį ir padavimo greitį ir iš naujo išgręžkite nekvalifikuotas skyles.

Sumažinkite gręžimo jėgą, pasirinkite tinkamas plokščių medžiagas ir po gręžimo atlikite laminavimo armavimą.

Nustatykite gręžimo atgal gylį, kiaurymių ilgį, skylės sienelės kokybę, palyginkite su projektavimo modeliavimo parametrais ir pašalinkite elektros jungčių problemas.

Reguliuokite grąžto greitį ir padavimo greitį bei taikykite šlifavimo procesus (pvz., cheminį valymą arba mechaninį šlifavimą).

Per didelis grąžto susidėvėjimas, per didelė gręžimo jėga, nevienodas plokštės kietumas ir kt. Reikalingas savalaikis grąžto keitimas ir parametrų optimizavimas.

Atlikdami elektros bandymus, nustatykite trumpojo jungimo taškus, patikrinkite atstumą tarp atgal išgręžtų skylių ir laidų bei ištirkite skylės sienelės varinio sluoksnio problemas.

Patikrinkite skylės sienelių švarą, įsitikinkite, kad nepažeistos izoliacinės medžiagos, ir, jei reikia, suremontuokite izoliacijos sluoksnį.

Yra daug patentų, skirtų gręžimo atgal procesams ir įrangai, kuriuos daugiausia turi dideli PCB gamintojai ir įrangos tiekėjai.

Pirmaujančios įmonės dominuoja aukštos klasės rinkoje, o mažos ir vidutinės įmonės daugiausia dėmesio skiria vidutinės ir žemos klasės rinkoms. Konkurencija yra arši, o technologinės inovacijos yra labai svarbios.

Reikalingi tarpdisciplininiai talentai, išmanantys PCB projektavimą, gamybos procesus ir signalo vientisumo analizę.

Privalo atitikti aplinkosaugos standartus, tokius kaip RoHS ir REACH, mažinant pavojingų medžiagų naudojimą ir atliekų išmetimą.

Tarptautinės rinkos paklausa toliau auga, vystosi didesnio tikslumo ir mažesnių sąnaudų link.

Vietinės įmonės nuolat tobulina savo technologijas, tačiau aukščiausios klasės rinka vis dar priklauso nuo importo, todėl reikia stiprinti nepriklausomus mokslinių tyrimų ir plėtros pajėgumus.

Universitetai, mokslinių tyrimų įstaigos ir įmonės bendradarbiauja atlikdamos tyrimus, susijusius su gręžimo atgal proceso optimizavimu ir naujų medžiagų pritaikymu.

Tobulinkite techninius įgūdžius per pramonės asociacijų mokymus, mokymus įmonėse ir profesionalius techninius kursus.

Tokiose parodose kaip „NEPCON China“ ir „CPCA Show“ pristatomos gręžimo atgal technologijos ir įranga.