01
Analýza technológie spätného vŕtania pri návrhu vysokorýchlostných plošných spojov
2020-04-08
Prečo potrebujeme návrh Backdrill?
Po prvé, komponenty vysokorýchlostného prepojovacieho spojenia sú:
① Odosielajúci koniec čipu (obal a doska plošných spojov cez)
② Zapojenie dosky plošných spojov podkarty
③ Konektor podkarty
④ Zapojenie dosky plošných spojov na zadnej doske
⑤ Konektor protiľahlej vedľajšej karty
⑥ Zapojenie dosky plošných spojov na opačnej strane podkarty
⑦ AC väzbová kapacita
⑧ Čip prijímača (balenie a priechodka pre dosku plošných spojov)
Vysokorýchlostné prepojenie signálov elektronických produktov je relatívne zložité a problémy s nesúladom impedancie sa zvyčajne vyskytujú v rôznych bodoch pripojenia komponentov, čo vedie k emisii signálu.
Spoločné body diskontinuity impedancie vo vysokorýchlostných prepojovacích spojoch:
(1) Balenie čipu: Šírka zapojenia DPS vo vnútri substrátu balenia čipu je zvyčajne oveľa užšia ako v prípade bežnej DPS, čo sťažuje reguláciu impedancie;
(2) Prechodky na dosku plošných spojov: Prechodky na dosku plošných spojov majú zvyčajne kapacitné efekty s nízkou charakteristickou impedanciou a mali by byť pri návrhu dosky plošných spojov čo najviac zamerané a optimalizované;
(3) Konektor: Dizajn medeného prepojovacieho článku vo vnútri konektora je ovplyvnený mechanickou spoľahlivosťou aj elektrickým výkonom, preto by sa malo hľadať vyváženie medzi týmito dvoma faktormi.
Prechodky na doske plošných spojov (PCB) sú zvyčajne navrhnuté ako priechodné otvory (od horného povrchu k spodnej vrstve). Keď je vedenie PCB spájajúce prechodku smerované bližšie k hornej vrstve, na prechodke prepojovacieho spoja na doske plošných spojov dôjde k rozdvojeniu „pahýľa“, čo spôsobí odraz signálu a ovplyvní jeho kvalitu. Tento vplyv má väčší vplyv na signály pri vyšších rýchlostiach.
Úvod do metód spracovania spätného vrtu
Technológia spätného vŕtania sa vzťahuje na použitie metód vŕtania s reguláciou hĺbky, pričom sa na vyvŕtanie stien otvorov konektora alebo signálneho prechodu použije sekundárna metóda vŕtania.
Ako je znázornené na obrázku nižšie, po vytvorení priechodného otvoru sa prebytočný výčnelok priechodného otvoru pre dosku plošných spojov odstráni sekundárnym vŕtaním zo „zadnej strany“. Priemer vrtáka by mal byť samozrejme väčší ako veľkosť priechodného otvoru a úroveň tolerancie hĺbky vŕtania by mala byť založená na princípe „nepoškodenia spojenia medzi otvorom pre dosku plošných spojov a vodičmi“, pričom by sa mala zabezpečiť, aby „zostávajúca dĺžka výčnelku bola čo najmenšia“, čo sa nazýva „vŕtanie s kontrolou hĺbky“.
Schematický diagram priechodného otvoru v sekcii BackDrill
Hore je schematický diagram sekcie spätného vŕtania priechodného otvoru. Ľavá strana je normálny signálny priechodný otvor, pravá strana je schematický diagram priechodného otvoru po spätnom vŕtaní, ktorý znázorňuje vŕtanie od spodnej vrstvy až po signálnu vrstvu, kde sa nachádza stopa.
Technológia spätného vŕtania dokáže odstrániť parazitný kapacitný efekt spôsobený výčnelkami stien otvoru, čím sa zabezpečí konzistencia medzi zapojením a impedanciou v priechodnom otvore v kanálovom spoji, čím sa zníži odraz signálu a tým sa zlepší kvalita signálu.
Spätné vŕtanie je v súčasnosti najnákladovo efektívnejšia technológia, ktorá je najúčinnejšia na zlepšenie prenosového výkonu kanálov. Použitie technológie spätného vŕtania do určitej miery zvýši náklady na výrobu dosiek plošných spojov.
Klasifikácia vŕtania dozadu s jednou doskou
Spätné vŕtanie pozostáva z dvoch typov: jednostranné spätné vŕtanie a obojstranné spätné vŕtanie.
Jednostranné vŕtanie možno rozdeliť na zadné vŕtanie z horného alebo spodného povrchu. Otvor pre PIN konektora je možné vŕtať zadným vŕtaním iba zo strany oproti ploche, kde sa nachádza pripojenie. Ak sú vysokorýchlostné signálové konektory umiestnené na hornom aj spodnom povrchu dosky plošných spojov, je potrebné obojstranné zadné vŕtanie.
Výhody spätného vŕtania
1) Znížte rušenie hlukom;
2) Zlepšiť integritu signálu;
3) Hrúbka lokálnej dosky sa zmenšuje;
4) Znížte používanie zapustených/slepých prechodov, aby sa znížila náročnosť výroby dosiek plošných spojov.
Aká je úloha spätného vŕtania?
Funkciou spätného vŕtania je vyvŕtať priechodné otvory, ktoré nemajú žiadnu spojovaciu ani prenosovú funkciu, aby sa predišlo odrazom, rozptylu, oneskoreniu atď. pri vysokorýchlostnom prenose signálu.
Proces spätného vŕtania
a. Na doske plošných spojov sú polohovacie otvory, ktoré sa používajú na prvé vŕtanie a na vŕtanie prvého otvoru do dosky plošných spojov;
b. Po vyvŕtaní prvého otvoru galvanicky pokovujte DPS a pred galvanickým pokovovaním utesnite pozičný otvor suchou fóliou;
c. Vytvorte vonkajší vzor na galvanicky pokovovanej doske plošných spojov;
d. Po vytvorení vzoru vonkajšej vrstvy vykonajte galvanické pokovovanie dosky plošných spojov;
e. Na spätné vŕtanie použite polohovací otvor, ktorý bol použitý pri prvom vŕtaní, a na spätné vŕtanie použite vŕtací list.
f. Zadný vyvŕtaný otvor umyte vodou, aby ste odstránili všetky zvyšné nečistoty z vŕtania vo vnútri.
