01
Analyse van de back-driving-technologie in het ontwerp van snelle printplaten
2020-04-08
Waarom moeten we een Backdrill-ontwerp maken?
Ten eerste bestaat een hogesnelheidsinterconnectie uit de volgende componenten:
① Verzendchip (verpakking en PCB-via)
② Bedrading van de printplaat van de subkaart
③ Aansluiting voor subkaart
④ Bedrading van de printplaat achter het bord
⑤ Connector voor de tegenoverliggende subkaart
⑥ Bedrading van de printplaat van de subkaart aan de andere kant
⑦ AC-koppelingscapaciteit
⑧ Ontvangerchip (behuizing en PCB-via)
De snelle signaalverbinding van elektronische producten is relatief complex, en impedantie-mismatchproblemen treden vaak op bij verschillende verbindingspunten van componenten, wat resulteert in signaalverlies.
Veelvoorkomende impedantie-discontinuïteitspunten in snelle interconnectieverbindingen:
(1) Chipverpakking: De breedte van de PCB-bedrading in het substraat van de chipverpakking is doorgaans veel smaller dan die van een gewone PCB, waardoor impedantiecontrole moeilijk is;
(2) PCB-via's: PCB-via's zijn meestal capacitieve effecten met een lage karakteristieke impedantie en zouden de meeste aandacht en optimalisatie moeten krijgen bij het PCB-ontwerp;
(3) Connector: Het ontwerp van de koperen verbindingsschakel in de connector wordt beïnvloed door zowel de mechanische betrouwbaarheid als de elektrische prestaties; er moet daarom een evenwicht tussen beide worden gezocht.
De via op een printplaat is meestal ontworpen als doorvoergat (van het bovenoppervlak naar de onderste laag). Wanneer de printplaatlijn die de via verbindt dichter bij de bovenste laag wordt aangelegd, ontstaat er een vertakking bij de via van de printplaatverbinding. Dit veroorzaakt signaalreflectie en beïnvloedt de signaalkwaliteit. Deze invloed is groter bij signalen met hogere snelheden.
Inleiding tot backdrill-verwerkingsmethoden
Back drilling-technologie verwijst naar het gebruik van dieptegecontroleerde boormethoden, waarbij een secundaire boormethode wordt gebruikt om de wanden van de stompgaten van connectoren of signaalvia's uit te boren.
Zoals in de onderstaande afbeelding te zien is, wordt na het vormen van het doorvoergat het overtollige stukje materiaal van het PCB-doorvoergat verwijderd door middel van een tweede boor vanaf de "achterzijde". De diameter van de boor moet uiteraard groter zijn dan de afmeting van het doorvoergat, en de tolerantie voor de boordiepte moet gebaseerd zijn op het principe van "de verbinding tussen het PCB-gat en de bedrading niet beschadigen", zodat "de resterende lengte van het stukje materiaal zo klein mogelijk is". Dit wordt "dieptegecontroleerd boren" genoemd.
Schematisch diagram van het BackDrill-gedeelte met doorvoergaten
Bovenstaande afbeelding is een schematisch diagram van het BackDrill-gedeelte van een doorvoergat. Aan de linkerkant is een normaal doorvoergat voor een signaal te zien, aan de rechterkant een schematisch diagram van het doorvoergat na BackDrill, waarbij het boren vanaf de onderste laag helemaal tot aan de signaallaag waar de trace zich bevindt, is aangegeven.
Door middel van back drilling-technologie kan het parasitaire capaciteitseffect dat wordt veroorzaakt door uitsteeksels in de gatwand worden geëlimineerd. Dit zorgt voor consistentie tussen de bedrading en de impedantie bij het doorvoergat in de kanaalverbinding, vermindert signaalreflectie en verbetert daardoor de signaalkwaliteit.
Backdrill is momenteel de meest kosteneffectieve technologie en tevens de meest effectieve manier om de transmissieprestaties van kanalen te verbeteren. Het gebruik van backdrill-technologie zal de productiekosten van printplaten echter tot op zekere hoogte verhogen.
Classificatie van achterboringen in enkelvoudige planken
Achterboren bestaat uit twee typen: enkelzijdig achterboren en dubbelzijdig achterboren.
Bij enkelzijdig boren kan worden onderscheid gemaakt tussen boren vanaf de bovenzijde of vanaf de onderzijde. Het PIN-gat van de connector kan alleen vanaf de tegenoverliggende zijde worden geboord. Wanneer snelle signaalconnectoren zowel aan de boven- als onderkant van de printplaat zijn aangebracht, is dubbelzijdig boren vereist.
Voordelen van achterwaarts boren
1) Verminder geluidsoverlast;
2) Verbeter de signaalintegriteit;
3) De plaatselijke dikte van de plaat neemt af;
4) Verminder het gebruik van verborgen/blinde via's om de complexiteit van de PCB-productie te verminderen.
Wat is de rol van achterwaarts boren?
De functie van achterboren is het uitboren van doorvoergaten die geen verbindings- of transmissiefunctie hebben, om reflectie, verstrooiing, vertraging, enz. bij snelle signaaloverdracht te voorkomen.
Terugboorproces
a. Op de printplaat bevinden zich positioneringsgaten, die worden gebruikt voor de eerste boorpositionering en het boren van de eerste gaten in de printplaat;
b. Galvaniseer de printplaat na het boren van het eerste gat en breng een droge filmafdichting aan op het positioneringsgat voordat u gaat galvaniseren;
c. Breng een extern patroon aan op de gegalvaniseerde printplaat;
d. Voer patroongalvanisatie uit op de printplaat nadat het patroon van de buitenste laag is gevormd;
e. Gebruik het positioneringsgat dat bij de eerste boring is gebruikt voor de positionering van de achterboring, en gebruik een boorblad voor de achterboring;
f. Spoel het geboorde gat aan de achterkant af met water om eventuele resterende boorresten te verwijderen.
0102