Analiza technologii wiercenia wstecznego w projektowaniu szybkich płytek PCB
2020-04-08
Dlaczego musimy stosować projektowanie Backdrill?
Po pierwsze, składnikami szybkiego łącza międzysystemowego są:
① Wysyłanie układu końcowego (obudowa i PCB przez)
② Okablowanie płytki PCB podkarty
③ Złącze podkarty
④ Okablowanie płytki PCB
⑤ Złącze przeciwległej karty podrzędnej
⑥ Okablowanie płytki PCB podkarty po przeciwnej stronie
⑦ Pojemność sprzęgająca prądu przemiennego
⑧ Układ odbiornika (obudowa i przelotka PCB)
Szybkie łącze sygnałowe produktów elektronicznych jest stosunkowo skomplikowane, a problemy z niedopasowaniem impedancji zwykle pojawiają się w różnych punktach połączeń podzespołów, co skutkuje emisją sygnału.
Typowe punkty nieciągłości impedancji w szybkich łączach międzysystemowych:
(1) Obudowa układu scalonego: Zwykle szerokość przewodów PCB wewnątrz obudowy układu scalonego jest znacznie mniejsza niż w przypadku zwykłej płytki PCB, co utrudnia kontrolę impedancji;
(2) Przejścia PCB: Przejścia PCB są zwykle efektami pojemnościowymi o niskiej impedancji charakterystycznej i powinny być najbardziej skupione i zoptymalizowane w projektowaniu PCB;
(3) Złącze: Konstrukcja miedzianego połączenia między elementami złącza zależy zarówno od niezawodności mechanicznej, jak i parametrów elektrycznych, dlatego należy dążyć do znalezienia równowagi pomiędzy tymi dwoma czynnikami.
Przelotka na płytce drukowanej jest zazwyczaj projektowana jako otwór przelotowy (od górnej powierzchni do dolnej warstwy). Gdy linia łącząca przelotkę na płytce drukowanej jest poprowadzona bliżej górnej warstwy, na przelocie połączenia międzymodułowego na płytce drukowanej występuje „wątek” (ang. stub), powodując odbicie sygnału i wpływając na jego jakość. Wpływ ten ma większy wpływ na sygnały przy wyższych prędkościach.
Wprowadzenie do metod obróbki wiertłem wstecznym
Technologia wiercenia wstecznego odnosi się do stosowania metod wiercenia z kontrolą głębokości, polegających na użyciu metody wiercenia wtórnego w celu wywiercenia otworów w ściankach otworów trzpieniowych złącza lub przelotki sygnałowej.
Jak pokazano na poniższym rysunku, po wykonaniu otworu przelotowego, nadmiar otworu przelotowego PCB jest usuwany poprzez wiercenie wtórne od „tyłu”. Średnica wiertła powinna być oczywiście większa niż rozmiar otworu przelotowego, a tolerancja głębokości wiercenia powinna opierać się na zasadzie „nieuszkodzenia połączenia między otworem PCB a okablowaniem”, zapewniając „jak najmniejszą długość pozostałego otworu”, co nazywa się „wierceniem z kontrolą głębokości”.
Schematyczny diagram przekroju otworu przelotowego BackDrill
Powyżej przedstawiono schematyczny diagram sekcji otworu przelotowego BackDrill. Po lewej stronie znajduje się standardowy otwór przelotowy sygnału, a po prawej stronie schematyczny diagram otworu przelotowego po BackDrill, wskazujący wiercenie od warstwy dolnej aż do warstwy sygnałowej, gdzie znajduje się ścieżka.
Technologia wiercenia wstecznego pozwala na usunięcie efektu pojemności pasożytniczej powodowanego przez otwory w ściankach, zapewniając spójność okablowania i impedancji w otworze przelotowym w łączu kanałowym, redukując odbicie sygnału i tym samym poprawiając jego jakość.
Wiercenie wsteczne jest obecnie najbardziej opłacalną technologią, która najskuteczniej poprawia wydajność transmisji kanałowej. Zastosowanie technologii wiercenia wstecznego zwiększy w pewnym stopniu koszty produkcji PCB.
Klasyfikacja wiercenia tylnej płyty pojedynczej
Wiercenie od tyłu dzieli się na dwa typy: wiercenie jednostronne i wiercenie dwustronne.
Wiercenie jednostronne można podzielić na wiercenie od tyłu od górnej lub dolnej powierzchni. Otwór PIN wtyczki złącza można wiercić tylko od strony przeciwnej do powierzchni, na której znajduje się złącze. W przypadku, gdy złącza sygnałowe wysokiej prędkości są umieszczone zarówno na górnej, jak i dolnej powierzchni płytki PCB, wymagane jest dwustronne wiercenie od tyłu.
Zalety wiercenia od tyłu
1) Zmniejszenie zakłóceń hałasu;
2) Poprawa integralności sygnału;
3) Lokalne zmniejszenie grubości płyty;
4) Zmniejszenie wykorzystania zakopanych/ślepych przelotek w celu zmniejszenia trudności produkcji PCB.
Jaka jest rola wiercenia od tyłu?
Funkcją wiercenia wstecznego jest wywiercenie otworów przelotowych, które nie pełnią żadnej funkcji połączeniowej ani transmisyjnej, aby uniknąć odbić, rozproszenia, opóźnień itp. występujących przy szybkiej transmisji sygnału.
Proces wiercenia wstecznego
a. Na płytce PCB znajdują się otwory pozycjonujące, które służą do pierwszego pozycjonowania i wiercenia pierwszego otworu w płytce PCB;
b. Po wywierceniu pierwszego otworu wykonać powłokę galwaniczną płytki PCB i uszczelnić otwór pozycjonujący suchą warstwą przed galwanizacją;
c. Stworzenie zewnętrznego wzoru na płytce PCB pokrytej powłoką galwaniczną;
d. Wykonaj galwanizację wzoru na płytce PCB po uformowaniu wzoru warstwy zewnętrznej;
e. Do pozycjonowania wiercenia od tyłu należy użyć otworu pozycjonującego użytego przy pierwszym wierceniu, a do wiercenia od tyłu należy użyć ostrza wiertła;
f. Przepłucz tylny otwór wiertniczy wodą, aby usunąć wszelkie pozostałości po wierceniu.
0102