01
Анализ технологии обратного сверления в высокоскоростном проектировании печатных плат.
2020-04-08
Зачем нам нужно проектировать обратную сверловку?
Во-первых, компонентами высокоскоростного межсоединения являются:
① Микросхема на стороне отправителя (корпус и печатная плата)
② Схема подключения печатной платы субплаты
③ Разъем для дополнительной платы
④ Схема подключения задней платы
⑤ Противоположный разъем дополнительной карты
⑥ Проводка печатной платы субплаты с противоположной стороны
⑦ Емкость связи переменного тока
⑧ Микросхема приемника (корпус и контактные площадки на печатной плате)
Высокоскоростная передача сигналов в электронных устройствах представляет собой относительно сложную систему, и в точках соединения различных компонентов обычно возникают проблемы несоответствия импедансов, что приводит к излучению сигнала.
Точки разрыва общего импеданса в высокоскоростных межсоединительных линиях:
(1) Упаковка чипа: Обычно ширина проводников печатной платы внутри подложки упаковки чипа значительно меньше, чем у обычной печатной платы, что затрудняет контроль импеданса;
(2) Переходные отверстия на печатной плате: переходные отверстия на печатной плате обычно имеют емкостные эффекты и низкое характеристическое сопротивление, поэтому на них следует сосредоточиться и оптимизировать их при проектировании печатной платы;
(3) Разъем: Конструкция медного соединительного элемента внутри разъема зависит как от механической надежности, так и от электрических характеристик, поэтому необходимо стремиться к балансу между ними.
Переходные отверстия на печатной плате обычно проектируются как сквозные (от верхней поверхности к нижнему слою). Когда линия, соединяющая переходное отверстие, прокладывается ближе к верхнему слою, в месте соединения переходного отверстия возникает «короткий» ответвление, вызывающее отражение сигнала и влияющее на его качество. Это влияние особенно сильно сказывается на сигналах на высоких скоростях.
Введение в методы обработки обратного бурения
Технология обратного сверления подразумевает использование методов сверления с контролем глубины, то есть вторичного сверления для высверливания стенок отверстия в разъеме или сигнальном канале.
Как показано на рисунке ниже, после формирования сквозного отверстия излишки выступающего конца сквозного отверстия печатной платы удаляются вторичным сверлением с «обратной стороны». Конечно, диаметр сверла должен быть больше размера сквозного отверстия, а допуск по глубине сверления должен основываться на принципе «не повреждать соединение между отверстием печатной платы и проводниками», обеспечивая «минимальную остаточную длину выступающего конца», что называется «сверлением с контролем глубины».
Схема секции обратного сверления сквозного отверстия
Выше представлена схематическая диаграмма участка сквозного сверления отверстий. Слева показано обычное сквозное сверление сигнальных проводов, справа — схема сквозного сверления после сверления отверстий, показывающая сверление от нижнего слоя до сигнального слоя, где расположена трасса.
Технология обратного сверления позволяет устранить эффект паразитной емкости, вызванный выступами на стенках отверстий, обеспечивая согласованность проводки и импеданса в сквозном отверстии в канальной линии связи, уменьшая отражение сигнала и, следовательно, улучшая его качество.
В настоящее время технология обратного сверления является наиболее экономически эффективной и действенной для повышения качества передачи данных по каналу. Использование технологии обратного сверления в определенной степени увеличит стоимость производства печатных плат.
Классификация обратного сверления одной доски
Обратное бурение бывает двух типов: одностороннее и двустороннее.
Одностороннее сверление можно разделить на сверление с обратной стороны верхней или нижней поверхности. Отверстие для штырька разъема можно сверлить только с противоположной стороны от места соединения. Если высокоскоростные сигнальные разъемы расположены как на верхней, так и на нижней поверхностях печатной платы, требуется двустороннее сверление.
Преимущества обратного бурения
1) Снизить уровень шумовых помех;
2) Улучшить целостность сигнала;
3) Толщина плиты в локальном слое уменьшается;
4) Сократить использование скрытых/глухих переходных отверстий для упрощения производства печатных плат.
Какова роль обратного бурения?
Функция обратного сверления заключается в высверливании сквозных участков, не имеющих соединительных или передающих функций, чтобы избежать отражения, рассеяния, задержки и т.д. при высокоскоростной передаче сигнала.
Процесс обратного бурения
а. На печатной плате имеются позиционирующие отверстия, используемые для позиционирования и первого сверления отверстий на печатной плате;
b. После сверления первого отверстия нанесите электролитическое покрытие на печатную плату и перед этим загерметизируйте позиционирующее отверстие сухой пленкой;
c. Создать внешний рисунок на печатной плате с гальваническим покрытием;
d. После формирования рисунка внешнего слоя на печатной плате выполнить электролитическое осаждение рисунка;
e. Используйте позиционирующее отверстие, которое использовалось при первом сверлении, для позиционирования при обратном сверлении, и используйте сверло для обратного сверления;
f. Промойте просверленное отверстие водой, чтобы удалить остатки бурового мусора.
0102