Găurire în adâncime controlată în fabricarea PCB-urilor: Găurire inversă Ce este găurirea inversă în PCB?

Găurirea din spate a plăcilor de circuite imprimate multistrat este procedura de îndepărtare a stubului pentru a produce viae, permițând semnalelor să se deplaseze de la un strat al plăcii la altul. (Stuburile vor crea reflexie, împrăștiere, întârziere și alte probleme în timpul transmisiei semnalului, ceea ce va duce la distorsionarea semnalului.) Găurirea la o adâncime controlată necesită o îndemânare complexă. Realizarea plăcilor de circuit multistrat, cum ar fi plăcile cu 12 straturi, necesită conectarea primului strat la al nouălea strat. De obicei, găurim găuri străpunse o singură dată înainte de placarea viaelor străpunse. Prin urmare, primul etaj și etajul 12 sunt conectate imediat. În realitate, primul etaj trebuie conectat doar la etajul al nouălea. Deoarece nu există fire care să lege nivelurile 10 până la al 12-lea, acestea seamănă cu niște stâlpi. Această coloană are un impact asupra traseului semnalului și poate compromite integritatea semnalului de comunicație. Prin urmare, o gaură secundară a fost găurită în partea opusă a coloanei suplimentare (denumită STUB în industrie).

Prin urmare, este cunoscută sub numele de găurire inversă, însă este de obicei mai puțin curată decât găurirea, deoarece următorul pas va electroliza o parte din cupru, iar vârful burghiului este, de asemenea, ascuțit. Prin urmare, vom lăsa un punct foarte mic; lungimea acestui STUB rămas este cunoscută sub numele de valoarea B și variază de obicei între 50 și 150 UM.

Tehnologie PCB cu găurire inversă

Datorită necesității de a reduce pierderile de semnal pentru aplicațiile de înaltă frecvență, este necesară o gaură străpunsă care să conecteze straturile pentru ca semnalul să circule pe măsură ce se deplasează de la unul la altul. Se recomandă îndepărtarea surplusului de cupru din această gaură pentru această aplicație, deoarece funcționează ca o antenă și afectează transmisia dacă semnalul urmează să circule de la stratul unu la stratul doi într-o placă cu 20 de straturi, de exemplu.

Pentru a obține o stabilitate mai mare a semnalului, eliminăm „excesul” de cupru din gaură folosind găurirea inversă (adâncime controlată pe axa z). Rezultatul ideal este ca muchia (sau „excesul” de cupru) să fie cât mai scurtă posibil. De obicei, dimensiunea găurii inverse ar trebui să fie cu 0,2 mm mai mare decât via corespunzătoare.

Cel/Cea/Cei/Celeprocesul de backdrill îndepărtează cioturiledin găuri traversante placate (via). Șuruburile sunt inutile /porțiuni neutilizate ale vialelor, care se extind mai departe decât ultimul strat interior conectat.
Cioturile pot duce lareflecții, precum șiperturbații de capacitate, inductivitate și impedanțăAceste erori de discontinuitate devin critice odată cu creșterea vitezei de propagare.
Placi de bazăși, în special, plăcile cu circuite imprimate groase, pot rezistatulburări semnificative ale integrității semnaluluiprin cioturi. Pentru PCB-uri de înaltă frecvență(de exemplu, cu controlul impedanței), aplicarea backdrilling-ului, precum și aplicareaviale oarbe și îngropate, poate fi parte a soluției.
Backdrill poate fi aplicat laorice tip de placă de circuitunde cioturile de cabluri cauzează degradarea integrității semnalului, cu considerații minime de proiectare și amplasare. În schimb, atunci când se utilizează via-uri oarbe, trebuie ținut cont de raportul de aspect.

Caracteristicile găuririi inverse a PCB-urilor

Avantajele găuririi inverse

● Reduce interferențele de zgomot și jitterul determinist;

● Îmbunătățirea integrității semnalului;

● Reducerea locală a grosimii;

● Reduceți utilizarea via-urilor îngropate și oarbe și reduceți dificultatea producției de PCB;

● Rată de eroare pe biți (BER) mai mică;

● Atenuare mai mică a semnalului cu adaptare îmbunătățită a impedanței;

● Impact minim asupra designului și a aspectului;

● Lățime de bandă a canalului crescută;

● Rate de transfer de date crescute;

● emisii EMI/EMC reduse de la capătul conectorului;

● Excitație redusă a modurilor de rezonanță;

● Diafonie redusă între fire;

● Costuri mai mici decât laminările secvențiale.

Dezavantajul găuririi inverse

Semnalele înalte au frecvent probleme care ar putea fi legate de subutilizarea stuburilor via. Să aruncăm o privire mai atentă la câteva dintre problemele cu stuburile.

Jitter determinist: 
Ambele ceasuri sunt temporizate, iar eroarea de timp este denumită jitter. Un jitter descurajant este ceea ce se numește o modificare temporală regulată (adică limitată).

Atenuarea semnalului:
Când un sunet este atenuat, intensitatea sa scade și pulsul devine mai slab.

Radiații de la EMI:

Un muflă de via poate fi folosit ca antenă, radiind EMI.

Caracteristici generale 

● În mare parte sunt plăci rigide pe spate;

● Se utilizează în mod normal pe 8 straturi sau mai mult;

● Grosimea plăcii este peste 2,5 mm;

● Dimensiunea minimă de prindere este de 0,3 mm;

● Burghiul posterior este cu 0,2 mm mai mare decât vialele;

● Toleranță adâncime găurire spate +/-0,05 MM.

Ce tip de PCB necesită găurire din spate?

De obicei, găurile plăcii PCB sunt perforate prin placă (de sus în jos). Dacă traseul care conectează găurile de interconectare este aproape de stratul superior (sau inferior), va rezulta o bifurcație a ciotului la orificiul de interconectare al legăturii PCB, ceea ce va afecta calitatea semnalului și va cauza reflexii. Semnalele care circulă cu o viteză mai mare sunt mai afectate de acest efect.

Pentru a obține o transmisie a semnalului de înaltă calitate, se înțelege în general că trebuie luată în considerare și proiectarea back-drill pentru pista de circuit de pe placa PCB, cu semnalele sale la o rată de aproximativ 1 Gbps. Desigur, proiectarea liniilor de conectivitate de mare viteză necesită inginerie de sistem și nu este atât de simplă pe cât pare. Dacă legăturile de interconectare ale sistemului nu sunt prea lungi sau capacitatea de acționare a cipului este suficient de puternică, calitatea semnalului poate fi impecabilă, fără back-drilling. Prin urmare, simularea legăturilor de interconectare a sistemului este cea mai precisă metodă pentru a determina dacă este necesară back-drilling-ul sau nu.

Probabil știți că, pe lângă utilizarea tehnologiei de găurire inversă, se pot folosi diverse metode de construcție pentru a reduce sau optimiza lungimea conectorului. Acestea includ diferite aranjamente de suprapunere, în care traseele circuitului sunt deplasate în straturi mai aproape de capătul conectorului via, găuri de via găurite cu laser (microvia) sau via oarbe și îngropate. În plus, deoarece se folosesc alte metode pentru a reduce reflexia semnalului pe plăcile de înaltă frecvență (mai mare de 3 GHz), găurirea inversă nu este necesară.

Totuși, aceste abordări nu sunt întotdeauna practice din punct de vedere al producției și al costurilor pentru a reduce pierderile de semnal în multe PCB-uri sau plăci de bază/medii circuite imprimate de înaltă densitate. Prin urmare, singura opțiune practică este găurirea din spate a bornei via. Atunci când găurile oarbe pentru via-uri nu sunt o opțiune, găurirea din spate devine imperativă pentru plăcile de înaltă frecvență (mai mult de 1 GHz în interiorul a 3 GHz).

Și deoarece PCB-ul are atât de multe straturi, unele găuri nu pot fi proiectate ca găuri înfundate (de exemplu, pe un PCB cu 16 straturi, unele găuri de interconectare trebuie să se conecteze la straturile 1 până la 10, iar o altă gaură de interconectare trebuie să se conecteze la straturile 7 până la 16; acest design nu este potrivit pentru găuri înfundate, dar este potrivit pentru găurire inversă).

Cum se face găurirea inversă a PCB-ului?

Procesul de foraj posterior

1. Pentru a localiza prima gaură, utilizați gaura de poziționare de pe PCB-ul furnizat.

2. Înainte de placare, utilizați o membrană uscată pentru a etanșa orificiul de poziționare.

3. Presărați gaura cu cupru pentru a crea un circuit de ghidare.

4. Creați o grafică exterioară pe PCB.

5. După crearea unui model de strat exterior, placa grafică va fi executată pe PCB. Înainte de acest proces, este esențial să sigilați orificiul de plasare cu o membrană uscată înainte de a începe acest proces.

6. Folosiți găurile de plasare ale primului orificiu pentru a alinia orificiul posterior, apoi utilizați burghiul pentru a găuri găurile galvanizate care necesită această procedură.

7. După găurirea finală, placa trebuie curățată pentru a scăpa de orice burghie rămasă.

8. După ce placa a fost validată și integritatea semnalului a fost îmbunătățită, acordați o atenție deosebită dacă operațiunea de găurire este efectuată corespunzător.

Testați exercițiile pentru spate 

După ce frezarea este finalizată, trebuie să ne asigurăm că burghiele din spate au fost configurate corect. Pentru a valida acest lucru, activați toate straturile. Veți vedea că marginea via-urilor are două culori. Primul strat sau stratul inițial este afișat în roșu, în timp ce stratul final este afișat în albastru. Este simplu să diferențiem via-urile perforate din spate de celelalte via-uri. Doar via-urile perforate din spate sunt vizibile în două culori.

Faceți clic pe Tabel de foraj după ce selectați locația din meniul principal pentru a afla câte sonde Via, PTH și alte sonde trolling au fost efectuate.

Dificultăți tehnice ale procesului de foraj invers.

1.Controlul adâncimii de găurire inversă
Pentru prelucrarea precisă a via-urilor oarbe, controlul adâncimii de găurire inversă este crucial. Toleranța adâncimii de găurire inversă este influențată în mare măsură de precizia echipamentului de găurire inversă și de toleranța grosimii medii. Precizia găuririi inverse, însă, poate fi influențată și de variabile externe, cum ar fi rezistența la găurire, unghiul vârfului burghiului, efectul de contact dintre placa de acoperire și dispozitivul de măsurare și deformarea plăcii. Pentru a obține cele mai bune rezultate și a gestiona precizia găuririi inverse, este esențial să se aleagă materialele și tehnicile de găurire potrivite în timpul producției. Proiectanții pot garanta o transmisie a semnalului de înaltă calitate și pot evita problemele de integritate a semnalului prin gestionarea meticuloasă a adâncimii de găurire inversă.

2. Controlul preciziei de găurire înapoi
Controlul precis al găuririi inverse este crucial pentru controlul calității PCB-urilor în procesele ulterioare. Găurirea inversă implică găurirea secundară bazată pe diametrul inițial al orificiului, iar precizia găuririi secundare este crucială. Precizia coincidenței găuririi secundare poate fi influențată de o serie de variabile, cum ar fi expansiunea și contracția plăcii, precizia mașinii și tehnicile de găurire. Este esențial să vă asigurați că procedura de găurire inversă este controlată cu precizie pentru a minimiza erorile și a menține o transmisie și o integritate ideale a semnalului.

Cel mai important și dificil pas este găurirea, deoarece chiar și o mică eroare poate duce la daune semnificative. Înainte de a plasa o comandă, ar trebui să luați în considerare abilitățile producătorului de PCB. Richfulljoy oferă plăci găurite pe spate la prețuri accesibile și este specializat în asamblarea prototipurilor de PCB. Avantajele noastre includ timpi de livrare rapizi și fiabilitate ridicată. Richfulljoy, un producător de PCB renumit din China, are toate cunoștințele și abilitățile necesare pentru a vă ajuta. Dacă aveți sugestii pentru un asamblaj PCB sau un prototip, vă rugăm să ne contactați: mkt-2@rich-pcb.com