Aizmugurējā urbšana PCB

Galvenokārt izmanto jomās ar ārkārtīgi augstām signāla integritātes prasībām, piemēram, 5G sakaru bāzes stacijās, ātrgaitas serveros, datu centru komutatoros un augstas veiktspējas skaitļošanā (HPC).

Aizmugurē urbtās PCB plates samazina signāla atstarošanos un zudumus, noņemot starpposma izciļņus, savukārt parastajām PCB platēm šī procesa nav, un tām ir sliktāka signāla pārraides veiktspēja.

Veicot sekundāro urbšanu, lai noņemtu atveru lieko daļu, saīsiniet atveres garumu, lai tas būtu tuvu virsmas savienojuma garumam, un optimizējiet signāla pārraides ceļu.

Frekvencēs virs 10 GHz signāla zudumus var samazināt par 10–30 %, un atgriešanās zudumus var uzlabot par 5–10 dB.

Nosaukti atbilstoši tehniskajiem parametriem, piemēram, urbšanas dziļumam, urbšanas precizitātei un piemērojamai frekvencei, piemēram, augstfrekvences urbtās PCB ar urbšanas dziļuma kontroli ±0,1 mm robežās.

Nē, tas ir nepieciešams tikai konstrukcijām ar signāla frekvencēm virs 3 GHz un stingrām signāla integritātes prasībām.

Tehnoloģija radās 20. gs. deviņdesmitajos gados, kad pieauga pieprasījums pēc ātrdarbīgām digitālajām shēmām, un tā ir turpinājusi attīstīties un kļuvusi populāra, attīstoties 5G un lieldatiem.

Attīstība precīzākas atpakaļurbšanas precizitātes (piemēram, ±0,05 mm) un augstākas frekvences pielāgojamības (100 GHz+) virzienā.

IPC-6012 standarts nosaka prasības preturbšanas precizitātei un stublāja garumam, un dažādiem uzņēmumiem ir arī savi iekšējās kontroles standarti.

Jārezervē pietiekami daudz vietas atpakaļurbšanai, lai izvairītos no saskares starp atpakaļurbtajiem caurumiem un citiem caurumiem vai vadiem. Ieteicams, lai atveru atstatums būtu ≥0,3 mm.

Atpakaļurbšanas dziļums = kopējais cauruma garums - efektīvais savienojuma garums, un efektīvais savienojuma garums parasti tiek noteikts atkarībā no signāla slāņa pozīcijas.

Urbuma diametrs parasti ir 0,2–0,4 mm. Ir nepieciešams vispusīgi apsvērt atpakaļurbšanas precizitāti un PCB ražošanas procesa iespējas. Jo lielāks urbuma diametrs, jo mazākas ir atpakaļurbšanas grūtības.

Ātrdarbīgiem diferenciāliem signāliem (piemēram, PCIe 5.0, SerDes), augstfrekvences analogiem signāliem un citiem signāliem, kas ir jutīgi pret signāla integritāti, ir nepieciešama atpakaļurbšana.

Kraušanas procesam jānodrošina precīza atbilstība starp atpakaļurbto slāni un signāla slāni, jākontrolē dielektriskā slāņa biezuma vienmērīgums un jāizvairās no atpakaļurbšanas precizitātes ietekmēšanas.

Jā, urbšana ar atpakaļurbšanu palielina urbšanas procedūru un pārbaudes izmaksas, parasti palielinot izmaksas par 20–50 %.

Veiciet urbšanu atpakaļ kritiskiem signāliem, izmantojiet citas optimizācijas metodes nekritiskiem signāliem un saprātīgi plānojiet urbšanas laukumu un daudzumu.

Jāatzīmē tādi parametri kā atpakaļurbšanas dziļums, pielaide (piemēram, ±0,1 mm) un stublāja garuma ierobežojums (piemēram, ≤0,2 mm).

Izmantojiet programmatūru, piemēram, HFSS un SIwave, lai salīdzinātu tādus rādītājus kā signāla zudums un atstarošanas zudums pirms un pēc urbšanas atpakaļ.

Pievienojiet projektā pozicionēšanas caurumus, noskaidrojiet pozicionēšanas atsauci ar ražotāju un pārliecinieties, ka projekta koordinātu sistēma atbilst ražošanas koordinātu sistēmai.

Parastā urbšana → galvanizācija → urbšana ar atpakaļvērstu metodi → caurumu sienu apstrāde → raksta pārnešana → kodināšana utt. Galvenais ir urbšanas ar atpakaļvērstu metodi process.

Galvenokārt izmanto CNC urbšanas iekārtas, piemēram, vācu Schmoll un Hitachi urbšanas iekārtas, kurām jābūt aprīkotām ar augstas precizitātes pozicionēšanas sistēmām.

Izvēlas atbilstoši urbuma diametram un atpakaļurbšanas dziļumam. Parasti tiek izmantoti volframa karbīda urbji ar uzgaļa leņķi 118°–140°.

Ātrums parasti ir 10 000–20 000 apgr./min., un padeves ātrums ir 0,02–0,05 mm/apgr., kas jāpielāgo atbilstoši plātnes materiālam un uzgalim.

Izmantojot augstas precizitātes iekārtas, pozicionēšanas sistēmas kalibrēšanu, tiešsaistes mērījumus utt., lai nodrošinātu, ka aizmugurējās urbšanas dziļuma pielaide ir ±0,1 mm robežās.

Kontrolējiet urbja nodilumu, pielāgojiet atbilstošus urbšanas parametrus un pēc urbšanas veiciet urbuma sienu pulēšanu.

Parasti tas ir nepieciešams, lai salabotu vara slāni uz urbuma sienas, kas bojāts atpakaļurbšanas laikā, un nodrošinātu elektrisko veiktspēju.

Augsta Tg satura plātņu materiāliem ir augsta cietība, kas apgrūtina atpakaļurbšanu un prasa uzlabotu urbja nodilumizturību; parastos FR-4 plātņu materiālus ir salīdzinoši viegli apstrādāt.

Jā, bet process ir sarežģītāks un prasa precīzu atpakaļurbšanas dziļuma kontroli, lai izvairītos no urbšanas cauri citiem slāņiem.

Atpakaļurbšanas nobīde, pārmērīgs izciļņa garums, urbuma sienas bojājumi, nepilnīga atpakaļurbšana utt.

Ieskaitot urbšanas dziļuma mērīšanu, izciļņa garuma noteikšanu, urbuma sienas raupjuma noteikšanu, elektriskās veiktspējas testēšanu utt.

Izmantojiet metalogrāfiskos šķērsgriezuma mikroskopus un rentgenstaru detektorus ar mērījumu precizitāti līdz ±0,01 mm.

Parasti stublāja garumam jābūt ≤0,2 mm, bet augstas klases lietojumprogrammām tas ir ≤0,1 mm.

Izmantojot metalogrāfisko mikroskopu, novērojiet, vai cauruma siena ir gluda un bez delaminācijas, vai arī noteikšanai izmantojiet skenējošo elektronmikroskopu (SEM).

Lai pārbaudītu tādus indikatorus kā ievietošanas zudumi, atgriešanās zudumi un šķērsruna, skatiet standartu IPC-TM-650.

Neatbilstošus produktus nosaka pārmērīga atpakaļurbšanas dziļuma pielaide, pārmērīgs izciļņa garums, urbuma sienas bojājumi, kas ietekmē elektrisko veiktspēju utt.

Izsekojiet līdz konkrētiem procesiem un iekārtām, izmantojot ražošanas uzskaiti, iekārtu parametru žurnālus un pārbaudes ziņojumus.

Optimizējiet procesa parametrus, regulāri uzturiet iekārtas, stiprināt personāla apmācību un stingri ieviesiet kvalitātes pārbaudes procedūras.

Parasti atbilst PCB kopējam kvalitātes garantijas periodam, kas parasti ir 1–3 gadi, ievērojot uzņēmuma noteikumus.

Iekārtu precizitātes samazināšanās, nepareizi procesa parametri, plātnes deformācija, uzgaļu nodilums utt.

Piemērots ātrgaitas plātņu materiāliem, piemēram, Rogers sērijas un Isola FR408HR mazzudumu plātņu materiāliem.

Plātņu materiāliem ar zemu dielektrisko konstanti ir nelieli signāla zudumi, taču to cietība var ietekmēt apstrādājamību ar atpakaļurbšanu; parastos plātņu materiālus ir viegli apstrādāt, taču tiem ir slikta signāla veiktspēja.

Nepieciešama gluda vara folijas virsma un vienmērīgs biezums, parasti izmantojot 18 μm vai 35 μm elektrolītisko vara foliju.

Izolācijas materiālu termiskās izplešanās koeficients un cietība ietekmē atpakaļurbšanas precizitāti un urbuma sienas kvalitāti. Jāizvēlas materiāli ar labu termisko stabilitāti.

Lodēšanas maskas tintei ir jābūt labai saķerei un ķīmiskajai izturībai, lai izvairītos no tintes lobīšanās pēc urbšanas atpakaļ un neietekmētu veiktspēju.

Jā, bezsvina plātņu materiāli atbilst vides prasībām, un to veiktspēja atbilst aizmugurē urbtu PCB platu vajadzībām.

Priekšroka tiek dota cementēta karbīda (piemēram, volframa-kobalta sakausējuma) urbjiem, kuriem ir laba nodilumizturība un kas ir piemēroti ātrgaitas urbšanai.

Jo biezāka ir plāksne, jo grūtāk ir kontrolēt atpakaļurbšanas dziļumu, kas prasa augstākas precizitātes aprīkojumu un procesus.

Minimālais pašlaik sasniedzamais urbuma diametrs ir 0,15 mm, bet, jo mazāks ir caurums, jo lielākas ir atpakaļurbšanas grūtības un izmaksas.

Ierobežots ar aprīkojumu un procesiem, maksimālais dziļums parasti nepārsniedz 5 mm, un īpašie procesi var sasniegt 8 mm.

Atkārtotas pozicionēšanas precizitātei jāsasniedz ±0,02 mm, lai nodrošinātu atpakaļurbšanas konsekvenci.

Kontrolējiet urbšanas spēku saprātīgā diapazonā, pielāgojot padeves ātrumu, griešanās ātrumu un uzgaļa parametrus, lai izvairītos no plates bojājumiem.

Apstrādes laiks vienai urbšanai ir aptuveni 1–3 sekundes atkarībā no urbšanas dziļuma un aprīkojuma veiktspējas.

Pielāgojiet visaptveroši, pamatojoties uz tādiem faktoriem kā plātnes materiāla tips, urbuma diametrs, urbšanas dziļums un aprīkojuma veiktspēja.

Jā. Dzesēšanas šķidrums var samazināt uzgaļa temperatūru, noņemt skaidas, pagarināt uzgaļa kalpošanas laiku un uzlabot apstrādes kvalitāti.

Pārāk liels ātrums var izraisīt urbja nodilumu un raupjas urbuma sienas, savukārt pārāk mazs ātrums ietekmē apstrādes efektivitāti. Nepieciešama saprātīga saskaņošana.

Pārāk liels padeves ātrums var izraisīt dēļa plīsumus, nelīdzenas urbuma sienas, atpakaļurbšanas nepareizu novietojumu utt.

Jā. Mūsdienu CNC urbšanas iekārtas var panākt automatizētu atpakaļurbšanu, izmantojot programmēšanu, lai uzlabotu ražošanas efektivitāti un konsekvenci.

Ieskaitot plātņu materiāla izmaksas, apstrādes izmaksas (ieskaitot urbšanas procesu), pārbaudes izmaksas, lūžņu izmaksas utt.

Atpakaļurbšanas procesa izmaksas veido aptuveni 15–30% no kopējām PCB izmaksām.

Galvenie faktori ietver preturbšanas precizitātes prasības, preturbto caurumu skaitu, plātnes materiāla cenu, iekārtu nolietojumu utt.

Optimizējiet dizainu, lai samazinātu atpakaļurbto caurumu skaitu, uzlabotu procesa efektivitāti, samazinātu noraidījumu līmeni un iepirktu kartona materiālus vairumā.

Saprātīgi iestatiet atpakaļurbšanas precizitāti un procesa standartus atbilstoši faktiskajām pielietojuma prasībām, lai izvairītos no pārmērīgām projektēšanas izmaksām.

Augstas precizitātes CNC muguras urbšanas iekārtas cena svārstās no 1 līdz 3 miljoniem juaņu.

Parasti aprēķina, pamatojoties uz aizmugurē urbto caurumu skaitu, aizmugurē urbšanas dziļumu, precizitātes prasībām utt., ar vienības cenu 0,01–0,1 juaņa par caurumu.

Pārbaudes izmaksas veido aptuveni 10–15 % no kopējām izmaksām, ieskaitot metalogrāfiskās pārbaudes un elektriskās testēšanas maksu.

Galvenokārt ieskaitot urbjus, dzesēšanas šķidrumus, slīpēšanas materiālus utt., un urbju izmaksas veido vairāk nekā 60% no palīgmateriālu izmaksām.

Atpakaļurbtu PCB izmaksas ir par 20–50 % augstākas nekā parastajām PCB, atkarībā no procesa sarežģītības.

Izmanto 5G bāzes staciju RF moduļos un bāzes joslas apstrādes platēs, lai optimizētu signāla pārraidi un samazinātu signāla zudumus.

Uzlabo serveru ātrgaitas datu pārraides veiktspēju, samazina signāla aizkavi un bitu kļūdu līmeni, kā arī nodrošina stabilu datu pārraidi.

Attīstoties automobiļu intelektam, to izmanto transportlīdzekļu ātrgaitas sakaru moduļos, lai apmierinātu tādu sistēmu kā ADAS signālu pārraides vajadzības.

Pielietojams augstas klases plaša patēriņa elektronikā (piemēram, augstas veiktspējas klēpjdatoros un augstākās klases mobilo tālruņu mātesplatēs), bet ar augstākām izmaksām.

Nepieciešama lielāka uzticamība un precizitāte, kā arī stingrāka kontrole pār urbšanas dziļumu un kvalitāti.

Izmanto medicīniskās attēlveidošanas iekārtu un dzīvības pazīmju uzraudzības iekārtu ātrgaitas signālu apstrādes platēs, lai nodrošinātu signāla precizitāti.

Izmanto nelielā daudzumā situācijās, kurām nepieciešama augsta signāla stabilitāte, piemēram, rūpnieciskajās Ethernet un PLC vadības platēs.

Ātrdarbīgos IoT vārtejos un perifērijas skaitļošanas ierīcēs atpakaļurbšana var uzlabot signāla pārraides veiktspēju, lai apmierinātu lielas datu pārraides vajadzības.

Jāpielāgojas ekstremāliem kosmosa apstākļiem ar ārkārtīgi augstām prasībām attiecībā uz aizmugurē urbtu PCB uzticamību un izturību pret starojumu.

Nepieciešama augstāka konfidencialitāte, traucējumu novēršanas spēja un pielāgošanās spēja videi, kā arī stingrāki atpakaļurbšanas precizitātes un kvalitātes standarti.

Atkārtoti kalibrējiet iekārtu pozicionēšanas sistēmu, pārbaudiet, vai projektēšanas un ražošanas kritēriji ir saskaņoti, un pielāgojiet urbšanas parametrus.

Iespējamie cēloņi ir nepietiekams atpakaļurbšanas dziļums vai mērījumu kļūdas. Risinājumi ietver atpakaļurbšanas dziļuma parametru pielāgošanu un pārbaužu pastiprināšanu.

Nomainiet nolietotos urbjus, optimizējiet urbšanas parametrus un pievienojiet urbumu sienu pulēšanas procesus.

Pārbaudiet urbja nodilumu, noregulējiet urbšanas dziļumu un padeves ātrumu un atkārtoti urbiet nekvalificētus caurumus.

Samaziniet urbšanas spēku, izvēlieties atbilstošus plātņu materiālus un pēc urbšanas veiciet laminēšanas stiegrojumu.

Noteikt atpakaļurbšanas dziļumu, izciļņa garumu, urbuma sienas kvalitāti, salīdzināt ar projekta simulācijas parametriem un novērst elektrisko savienojumu problēmas.

Pielāgojiet urbja ātrumu un padeves ātrumu, kā arī izmantojiet atdalīšanas procesus (piemēram, ķīmisko tīrīšanu vai mehānisko slīpēšanu).

Pārmērīgs uzgaļa nodilums, pārmērīgs urbšanas spēks, nevienmērīga dēļa cietība utt. Nepieciešama savlaicīga uzgaļa nomaiņa un parametru optimizācija.

Veicot elektriskās pārbaudes, atrodiet īsslēguma punktus, pārbaudiet attālumu starp atpakaļurbtajiem caurumiem un vadiem, kā arī izpētiet caurumu sienu vara slāņa problēmas.

Pārbaudiet urbuma sienu tīrību, pārliecinieties, ka nav bojāti izolācijas materiāli, un, ja nepieciešams, salabojiet izolācijas slāni.

Ir daudz patentu atpakaļurbšanas procesiem un iekārtām, kas galvenokārt pieder lieliem PCB ražotājiem un iekārtu pārdevējiem.

Vadošie uzņēmumi dominē augstākās klases tirgū, savukārt mazie un vidējie uzņēmumi koncentrējas uz vidējās un zemās klases tirgiem. Konkurence ir sīva, un galvenā loma ir tehnoloģiskajām inovācijām.

Nepieciešamas starpdisciplināras prasmes, kas pārzina PCB dizainu, ražošanas procesus un signāla integritātes analīzi.

Jāievēro vides standarti, piemēram, RoHS un REACH, samazinot bīstamo vielu izmantošanu un atkritumu emisijas.

Starptautiskā tirgus pieprasījums turpina pieaugt, attīstoties virzienā uz augstāku precizitāti un zemākām izmaksām.

Vietējie uzņēmumi nepārtraukti uzlabo savas tehnoloģijas, taču augstākās klases tirgus joprojām ir atkarīgs no importa, un ir jāstiprina neatkarīgas pētniecības un attīstības iespējas.

Universitātes, pētniecības iestādes un uzņēmumi sadarbojas, lai veiktu pētījumus par urbšanas procesa optimizāciju un jaunu materiālu pielietojumu.

Uzlabot tehniskās prasmes, izmantojot nozares asociāciju apmācības, apmācību uzņēmumā un profesionālus tehniskos kursus.

Tādās izstādēs kā NEPCON China un CPCA Show tiek demonstrētas atpakaļurbšanas tehnoloģijas un aprīkojums.