Kontrollert dybdeboring i PCB-produksjon: Bakboring, hva er bakboring i PCB?

Bakboring i flerlags kretskort er prosedyren for å fjerne stubben for å lage vias, slik at signaler kan bevege seg fra ett lag på kortet til det neste. (Stubbene vil skape refleksjon, spredning, forsinkelse og andre problemer under signaloverføringen, noe som vil føre til at signalet forvrenges.) Boring i kontrollert dybde krever komplisert ferdighet. Å lage flerlags kretskort, slik som 12-lagskort, krever at det første laget kobles til det niende laget. Vanligvis borer vi gjennomgående hull bare én gang før vi pletter de gjennomgående viasene. Første etasje og 12. etasje er dermed direkte koblet sammen. I virkeligheten trenger bare første etasje å kobles til niende etasje. Siden det ikke er noen ledninger som forbinder 10. til 12. nivå, ligner de på søyler. Denne søylen påvirker signalveien og kan kompromittere kommunikasjonssignalets signalintegritet. Derfor ble et sekundært hull boret ut av motsatt side av den ekstra søylen (referert til som STUB i bransjen).

Som et resultat er det kjent som bakboring, men det er vanligvis mindre rent enn boring fordi neste trinn vil elektrolysere noe kobber, og borespissen er også skarp. Vi vil derfor la et veldig lite punkt være igjen; lengden på denne gjenværende STUB-en er kjent som B-verdien, og den varierer vanligvis fra 50 til 150 µm.

Bakborende PCB-teknologi

På grunn av behovet for å redusere signaltap for høyfrekvente applikasjoner, kreves det et gjennomgående hull som forbinder lagene for at signalet skal kunne flyte gjennom når det beveger seg fra det ene til det andre. Det anbefales å fjerne overskuddskobber fra dette hullet for denne applikasjonen fordi det fungerer som en antenne og påvirker overføringen hvis signalet skal flyte fra lag én til lag to i et 20-lags kort, for eksempel.

For å oppnå større signalstabilitet borer vi ut det «overflødige» kobberet i hullet ved hjelp av bakboring (kontrollert dybde i z-aksen). Det ideelle resultatet er at stubben (eller det «overflødige» kobberet) er så kort som mulig. Vanligvis bør bakborstørrelsen være 0,2 mm større enn den tilsvarende viaen.

Debakboringsprosessen fjerner stubberfra gjennomgående hull med plater (viaer). Stubber er unødvendige /ubrukte deler av vias, som strekker seg lenger enn det siste tilkoblede indre laget.
Stubber kan føre tilrefleksjoner, så vel somforstyrrelser i kapasitet, induktivitet og impedansDisse diskontinuitetsfeilene blir kritiske med økende forplantningshastighet.
Bakplanerog spesielt tykke kretskort, tålerbetydelige forstyrrelser i signalintegritetengjennom stubber. For Høyfrekvente PCB-er(f.eks. med impedanskontroll), bruk av bakboring, samt bruk avblinde og nedgravde vias, kan være en del av løsningen.
Bakboring kan brukes påalle typer kretskortder stubber forårsaker forringelse av signalintegriteten, med minimale design- og layouthensyn. I motsetning til dette, når man bruker blinde viaer, må man huske på sideforholdet.

Funksjoner ved PCB-bakboring

Fordeler med bakboring

● Reduser støyforstyrrelser og deterministisk jitter;

● Forbedre signalintegriteten;

● Lokal tykkelsesreduksjon;

● Reduser bruken av nedgravde og blinde vias og reduser vanskeligheten med PCB-produksjon;

● Lavere bitfeilrate (BER);

● Mindre signaldemping med forbedret impedanstilpasning;

● Minimal påvirkning på design og layout;

● Økt kanalbåndbredde;

● Økte datahastigheter;

● reduserte EMI/EMC-utslipp fra stuppenden;

● Redusert eksitasjon av resonansmoduser;

● Redusert via-til-via-krysstale;

● Lavere kostnader enn sekvensielle lamineringer.

Ulempe med bakboring

Høye signaler har ofte problemer som kan være knyttet til underutnyttelse via stubber. La oss se nærmere på noen av problemene med stubbene.

Jitterdeterministisk: 
Begge klokkene er tidtakende, og mengden tidsfeil kalles jitter. En avskrekkende jitter er det som kalles en regelmessig (dvs. begrenset) tidsmodifikasjon.

Demping av signalet:
Når en lyd dempes, avtar intensiteten og pulsen blir svakere.

Stråling fra EMI:

En via-stub kan brukes som en antenne og utstråler EMI.

Generelle egenskaper 

● Det er for det meste stive plater på baksiden;

● Brukes vanligvis på 8 lag eller mer;

● Platetykkelsen er over 2,5 mm;

● Minimum holdestørrelse er 0,3 mm;

● Bakboret er 0,2 mm større enn viaene;

● Toleranse for bakboredybde +/- 0,05 mm.

Hvilken type PCB trenger bakboring?

Vanligvis bores hullene i PCB-kortet gjennom kortet (fra topp til bunn). Hvis sporet som forbinder via-hullene er nær det øverste laget (eller bunnlaget), vil det føre til en stump bifurkasjon ved via-hullet på PCB-forbindelseslenken, noe som vil påvirke signalkvaliteten og forårsake refleksjoner. Signaler som beveger seg i et raskere tempo påvirkes mer av denne effekten.

For å oppnå høy signaloverføringskvalitet er det generelt forstått at kretssporet på PCB-kortet med signaler med en hastighet på omtrent 1 Gbps må vurderes for å inkludere backdrill-design. Design av høyhastighetsforbindelseslinjer krever selvfølgelig systemteknikk og er ikke så enkelt som det kan virke. Hvis systemforbindelseskoblingene ikke er for lange, eller brikkens drivkapasitet er sterk nok, kan signalkvaliteten være feilfri uten backdrilling. Derfor er simulering av systemforbindelseskoblinger den mest nøyaktige metoden for å avgjøre om backdrilling er nødvendig eller ikke.

Du er kanskje klar over at i tillegg til bruk av bakboringsteknologi, kan ulike byggemetoder også brukes for å redusere eller optimalisere lengden på stubben. Disse inkluderer ulike oppstablingsarrangementer, der kretssporene forskyves til lag nærmere enden av via-stubben, laserborede via-hull (mikrovia-hull), eller blinde og nedgravde via-hull. I tillegg, ettersom andre metoder brukes for å redusere signalrefleksjon på høyfrekvente (høyere enn 3 GHz) kort, er bakboring ikke nødvendig.

Disse tilnærmingene er imidlertid ikke alltid praktiske fra et produksjonsanleggs- og kostnadssynspunkt for å redusere signaltapet i mange PCB-er eller bakplan/mellomplan med høy tetthet. Så det eneste praktiske valget er å bakbore via-stubben ut. Når blinde via-hull ikke er et alternativ, blir bakboring avgjørende for høyfrekvente kort (mer enn 1 GHz innenfor 3 GHz).

Og siden PCB-en har så mange lag, kan ikke noen hull utformes som blindhull (for eksempel, på en 16-lags PCB, må noen via-hull kobles til lag 1 til 10 og et annet via-hull må kobles til lag 7 til 16; denne designen er ikke egnet for blindhull, men er egnet for bakboring).

Hvordan utfører man PCB-bakboring?

Prosessen med bakboring

1. For å finne det første borehullet, bruk posisjoneringshullet på kretskortet som følger med.

2. Før plating, bruk tørr membran for å forsegle posisjonshullet.

3. Pudre hullet med kobber for å lage en styrekrets.

4. Lag en ytre grafikk på PCB-en.

5. Etter at et ytre lagmønster er laget, skal grafikkortet monteres på kretskortet. Før denne prosessen er det viktig å forsegle plasseringshullet med en tørr membran før du starter denne prosessen.

6. Bruk plasseringshullene i det første boret til å justere bakboringen, og bruk deretter borekronen til å bore de galvaniserte hullene som krever denne prosedyren.

7. Etter den siste boringen må platen rengjøres for å bli kvitt eventuelle gjenværende bor.

8. Etter at kortet er validert og signalintegriteten er forbedret, må du følge nøye med på om boreoperasjonen utføres på riktig måte.

Test ryggøvelsene 

Når fresingen er ferdig, må vi sørge for at bakboringene er riktig satt opp. For å validere dette, slå på alle lag. Du vil se at kanten på viaene har to farger. Det første eller startlaget vises i rødt, mens det siste laget vises i blått. Det er enkelt å skille de bakborede viaene fra de andre viaene. Bare de bakborede viaene er synlige med to farger.

Klikk på Drill Table etter å ha valgt plasseringen fra hovedmenyen for å finne ut hvor mange Vias, PTH og andre troll som har blitt utført.

Tekniske vanskeligheter med bakboringsprosessen.

1.Kontroll av bakboredybde
For nøyaktig prosessering av blindviaer er kontroll av bakboredybden avgjørende. Toleransen for bakboredybden påvirkes i stor grad av bakboreutstyrets presisjon og toleransen for mediets tykkelse. Nøyaktigheten ved bakboring kan imidlertid også påvirkes av eksterne variabler som boremotstand, borespissvinkel, kontakteffekt mellom dekkplate og måleinstrument, og platenes vridning. For å få best mulig resultat og administrere nøyaktigheten av bakboring, er det avgjørende å velge riktige borematerialer og -teknikker under produksjonen. Designere kan garantere signaloverføring av høy kvalitet og unngå problemer med signalintegriteten ved å styre dybden av bakboringen nøye.

2. Kontroll av nøyaktighet i bakboringen
Nøyaktig kontroll av bakboring er avgjørende for kvalitetskontroll av PCB i påfølgende prosesser. Bakboring innebærer sekundærboring basert på den opprinnelige borehulldiameteren, og presisjonen ved sekundærboring er avgjørende. Presisjonen til sekundærboringens sammenfall kan påvirkes av en rekke variabler, som kortutvidelse og -kontraksjon, maskinens nøyaktighet og boreteknikker. Det er viktig å sørge for at bakboringsprosedyren er presist kontrollert boring for å minimere feil og opprettholde ideell signaloverføring og integritet.

Det viktigste og mest utfordrende trinnet er boring, fordi selv en liten feil kan føre til betydelig skade. Før du bestiller, bør du vurdere PCB-produsentens ferdigheter. Richfulljoy tilbyr bakborede kort til rimelige priser og spesialiserer seg på montering av PCB-prototyper. Fordelene våre inkluderer raske leveringstider og høy pålitelighet. Richfulljoy, en kjent PCB-produsent i Kina, har all kunnskapen og ferdighetene som kreves for å hjelpe deg. Hvis du har noen forslag til PCB-montering eller prototype, kan du kontakte oss: mkt-2@rich-pcb.com