PCB za vrtanje nazaj

Uporablja se predvsem na področjih z izjemno visokimi zahtevami glede integritete signala, kot so bazne postaje za komunikacijo 5G, visokohitrostni strežniki, stikala podatkovnih centrov in visokozmogljivo računalništvo (HPC).

Tiskane plošče z izvrtanimi odprtinami zmanjšujejo odboj in izgubo signala z odstranitvijo prehodnih kontaktov, medtem ko običajne tiskane plošče tega postopka nimajo in imajo slabšo zmogljivost prenosa signala.

Z sekundarnim vrtanjem se odstrani odvečni del prehodnih odprtin, skrajša dolžina prehodnih odprtin, da bo blizu dolžini površinske povezave, in optimizira pot prenosa signala.

Pri frekvencah nad 10 GHz se lahko izguba signala zmanjša za 10–30 %, izguba povratka pa se lahko izboljša za 5–10 dB.

Poimenovano glede na tehnične parametre, kot so globina vrtanja, natančnost vrtanja in ustrezna frekvenca, kot so visokofrekvenčne plošče z vrtanjem nazaj, pri katerih je globina vrtanja nazaj nadzorovana znotraj ±0,1 mm.

Ne, to je potrebno le za zasnove s signalnimi frekvencami nad 3 GHz in strogimi zahtevami glede integritete signala.

Izvira iz povpraševanja po visokohitrostnih digitalnih vezjih v devetdesetih letih prejšnjega stoletja, tehnologija pa se je še naprej razvijala in postajala priljubljena z razvojem 5G in velikih podatkov.

Razvoj v smeri natančnejše natančnosti vrtanja nazaj (kot je ±0,05 mm) in višje frekvenčne prilagodljivosti (100 GHz+).

Standard IPC-6012 določa zahteve glede natančnosti vrtanja nazaj in dolžine čepa, različna podjetja pa imajo tudi lastne standarde notranjega nadzora.

Za preprečitev motenj med izvrtanimi luknjami in drugimi luknjami ali sledmi je treba zagotoviti dovolj prostora za vrtanje. Priporočljivo je, da je razmik med prehodi ≥ 0,3 mm.

Globina vrtanja nazaj = skupna dolžina prehoda - efektivna dolžina povezave, efektivna dolžina povezave pa se običajno določi glede na položaj signalne plasti.

Premer luknje je običajno 0,2–0,4 mm. Treba je celovito upoštevati natančnost vrtanja in zmogljivosti postopka izdelave tiskanih vezij. Večji kot je premer luknje, manjše so težave pri vrtanju.

Visokohitrostni diferencialni signali (kot sta PCIe 5.0, SerDes), visokofrekvenčni analogni signali in drugi signali, občutljivi na integriteto signala, zahtevajo vrtanje nazaj.

Zlaganje mora zagotavljati natančno ujemanje med plastjo z vrtanjem nazaj in signalno plastjo, nadzorovati enakomernost debeline dielektrične plasti in se izogniti vplivanju na natančnost vrtanja nazaj.

Da, postopek vrtanja nazaj poveča stroške vrtanja in inšpekcijskih pregledov, običajno za 20–50 %.

Za kritične signale izvedite povratno vrtanje, za nekritične signale uporabite druge metode optimizacije in razumno načrtujte območje in količino povratnega vrtanja.

Označiti je treba parametre, kot so globina vrtanja nazaj, toleranca (npr. ±0,1 mm) in omejitev dolžine čepa (npr. ≤0,2 mm).

Za primerjavo kazalnikov, kot sta izguba signala in izguba odboja, pred in po vrtanju nazaj uporabite programsko opremo, kot sta HFSS in SIwave.

V načrt dodajte luknje za pozicioniranje, s proizvajalcem razjasnite referenco pozicioniranja in zagotovite, da je koordinatni sistem načrta skladen s koordinatnim sistemom izdelave.

Konvencionalno vrtanje → galvanizacija → vrtanje nazaj → obdelava sten luknje → prenos vzorca → jedkanje itd. Ključen je postopek vrtanja nazaj.

V glavnem uporabljamo CNC vrtalne stroje, kot so nemški vrtalni stroji Schmoll in Hitachi, ki morajo biti opremljeni z visoko natančnimi sistemi za pozicioniranje.

Izbrano glede na premer luknje in globino vrtanja. Običajno se uporabljajo svedri iz volframovega karbida s kotom konice 118°–140°.

Hitrost je običajno 10.000–20.000 vrt/min, hitrost podajanja pa 0,02–0,05 mm/vrt, kar je treba prilagoditi glede na material plošče in sveder.

Z visoko precizno opremo, kalibracijo sistema za pozicioniranje, spletnimi meritvami itd. se zagotovi, da je toleranca globine vrtanja nazaj znotraj ±0,1 mm.

Nadzorujte obrabo svedra, izberite ustrezne parametre vrtanja in po vrtanju polirajte stene luknje.

Običajno je potrebno popraviti bakreno plast na steni luknje, poškodovano med vrtanjem, in zagotoviti električno delovanje.

Plošče z visoko trdnostjo Tg imajo visoko trdoto, kar otežuje vrtanje nazaj in zahteva izboljšano odpornost proti obrabi svedrov; običajne plošče FR-4 so relativno enostavne za obdelavo.

Da, vendar je postopek težji in zahteva natančen nadzor globine vrtanja, da se prepreči vrtanje skozi druge plasti.

Neporavnanost vrtanja nazaj, prevelika dolžina čepa, poškodba stene luknje, nepopolno vrtanje nazaj itd.

Vključno z merjenjem globine vrtanja, zaznavanjem dolžine čepa, zaznavanjem hrapavosti sten luknje, testiranjem električnih lastnosti itd.

Uporabljajte metalografske rezalne mikroskope in opremo za rentgensko detekcijo z merilno natančnostjo do ±0,01 mm.

Na splošno mora biti dolžina priključka ≤ 0,2 mm, za visokokakovostne aplikacije pa ≤ 0,1 mm.

Z metalografskim mikroskopom opazujte, ali je stena luknje gladka in brez delaminacije, ali pa za detekcijo uporabite vrstični elektronski mikroskop (SEM).

Za testiranje indikatorjev, kot so vstavitvena izguba, povratna izguba in presluh, glejte standard IPC-TM-650.

Neskladni izdelki so določeni s preveliko toleranco globine vrtanja nazaj, preveliko dolžino čepa, poškodbo stene luknje, ki vpliva na električne lastnosti itd.

Sledite določenim procesom in opremi prek proizvodnih zapisov, dnevnikov parametrov opreme in poročil o inšpekcijskih pregledih.

Optimizirajte procesne parametre, redno vzdržujte opremo, okrepite usposabljanje osebja in dosledno izvajajte postopke nadzora kakovosti.

Na splošno je skladno s celotnim garancijskim obdobjem kakovosti tiskanega vezja, običajno 1-3 leta, v skladu s predpisi podjetja.

Zmanjšanje natančnosti opreme, neustrezni procesni parametri, deformacija plošče, obraba svedra itd.

Primerno za visokohitrostne materiale plošč, kot so serija Rogers in materiali plošč z nizkimi izgubami Isola FR408HR.

Plošče z nizko dielektrično konstanto imajo majhne izgube signala, vendar lahko njihova trdota vpliva na obdelavo pri vrtanju nazaj; običajne plošče so enostavne za obdelavo, vendar imajo slabo signalno zmogljivost.

Zahteva gladko površino bakrene folije in enakomerno debelino, običajno z uporabo elektrolitske bakrene folije debeline 18 μm ali 35 μm.

Koeficient toplotnega raztezanja in trdota izolacijskih materialov vplivata na natančnost vrtanja in kakovost stene luknje. Izbrati je treba materiale z dobro toplotno stabilnostjo.

Črnilo za spajkalne maske mora imeti dober oprijem in kemično odpornost, da se prepreči luščenje črnila po vrtanju in vpliv na delovanje.

Da, materiali za tiskana vezja brez svinca izpolnjujejo okoljske zahteve, njihova zmogljivost pa ustreza potrebam izvrtanih tiskanih vezij.

Prednost imajo svedri iz cementiranega karbida (kot je zlitina volframa in kobalta), ki imajo dobro odpornost proti obrabi in so primerni za vrtanje pri visokih hitrostih.

Debelejša kot je plošča, težje je nadzorovati globino vrtanja, kar zahteva natančnejšo opremo in postopke.

Najmanjši premer luknje, ki ga je trenutno mogoče doseči, je 0,15 mm, vendar manjša kot je luknja, večje so težave in stroški vrtanja.

Zaradi opreme in postopkov največja globina običajno ne presega 5 mm, posebni postopki pa lahko dosežejo 8 mm.

Natančnost ponovnega pozicioniranja mora doseči ±0,02 mm, da se zagotovi doslednost pri vrtanju nazaj.

Vrtalno silo nadzorujte v razumnem območju z nastavljanjem hitrosti podajanja, hitrosti vrtenja in parametrov svedra, da preprečite poškodbe plošče.

Čas obdelave na luknjo je približno 1-3 sekunde, odvisno od globine vrtanja in zmogljivosti opreme.

Celovito prilagodite glede na dejavnike, kot so vrsta materiala plošče, premer luknje, globina vrtanja in zmogljivost opreme.

Da. Hladilna tekočina lahko zniža temperaturo svedra, odstrani ostružke, podaljša življenjsko dobo svedra in izboljša kakovost obdelave.

Pretirano visoka hitrost lahko povzroči obrabo svedra in hrapave stene luknje, prenizka hitrost pa vpliva na učinkovitost obdelave. Potrebno je razumno ujemanje.

Prekomerno pomikanje lahko povzroči trganje plošče, neenakomerne stene luknje, neporavnanost zadnjega vrtanja itd.

Da. Sodobni CNC vrtalni stroji lahko s programiranjem dosežejo avtomatizirano vrtanje nazaj, kar izboljša učinkovitost in doslednost proizvodnje.

Vključno s stroški materiala plošče, stroški obdelave (vključno s postopkom vrtanja nazaj), stroški pregleda, stroški odpadkov itd.

Stroški postopka vrtanja nazaj predstavljajo približno 15–30 % celotnih stroškov tiskanih vezij.

Glavni dejavniki vključujejo zahteve glede natančnosti vrtanja nazaj, število izvrtanih lukenj, ceno materiala plošče, amortizacijo opreme itd.

Optimizirajte zasnovo za zmanjšanje števila vrtanih lukenj, izboljšanje učinkovitosti procesa, zmanjšanje stopnje zavrnitve in nakup materialov za plošče v razsutem stanju.

Razumno nastavite natančnost vrtanja nazaj in procesne standarde glede na dejanske zahteve uporabe, da se izognete pretiranim stroškom načrtovanja.

Cena visoko natančnega CNC vrtalnega stroja se giblje od 1 do 3 milijonov juanov.

Običajno se izračuna na podlagi števila izvrtanih lukenj, globine vrtanja, zahtev glede natančnosti itd., s ceno na enoto 0,01-0,1 juana na luknjo.

Stroški inšpekcijskega pregleda predstavljajo približno 10–15 % celotnih stroškov, vključno s stroški metalografskega pregleda in električnih testiranj.

Predvsem gre za svedre, hladilne tekočine, brusilne materiale itd., pri čemer stroški svedrov predstavljajo več kot 60 % stroškov potrošnega materiala.

Stroški izvrtanih tiskanih vezij so od 20 % do 50 % višji od običajnih tiskanih vezij, odvisno od zahtevnosti postopka.

Uporablja se v RF modulih in ploščah za obdelavo baznega pasu baznih postaj 5G za optimizacijo prenosa signala in zmanjšanje izgube signala.

Izboljša zmogljivost hitrega prenosa podatkov strežnikov, zmanjša zakasnitev signala in stopnjo bitnih napak ter zagotavlja stabilen prenos podatkov.

Z razvojem avtomobilske inteligence se uporablja v modulih za visokohitrostno komunikacijo v vozilih za zadovoljevanje potreb po prenosu signalov sistemov, kot je ADAS.

Uporablja se v vrhunski potrošniški elektroniki (kot so visokozmogljivi prenosniki in matične plošče za vrhunske mobilne telefone), vendar z višjimi stroški.

Zahteva večjo zanesljivost in natančnost s strožjim nadzorom nad globino in kakovostjo vrtanja.

Uporablja se v visokohitrostnih ploščah za obdelavo signalov medicinske slikovne opreme in opreme za spremljanje vitalnih znakov za zagotavljanje natančnosti signala.

Uporablja se v majhnih količinah v scenarijih, ki zahtevajo visoko stabilnost signala, kot so industrijski Ethernet in krmilne plošče PLC.

V visokohitrostnih prehodih interneta stvari in napravah za robno računalništvo lahko povratno vrtanje izboljša zmogljivost prenosa signala in zadosti potrebam po prenosu velikih količin podatkov.

Prilagoditi se mora ekstremnim vesoljskim okoljem z izjemno visokimi zahtevami glede zanesljivosti in odpornosti na sevanje izvrtanih tiskanih vezij.

Zahteva večjo zaupnost, zaščito pred motnjami in prilagodljivost okolju, s strožjimi standardi natančnosti in kakovosti pri vrtanju.

Ponovno umerite sistem za pozicioniranje opreme, preverite, ali so merila zasnove in izdelave skladna, in prilagodite parametre vrtanja.

Možni vzroki vključujejo nezadostno globino vrtanja ali napake pri meritvah. Rešitve vključujejo prilagoditev parametrov globine vrtanja in preglede ojačitve.

Zamenjajte obrabljene svedre, optimizirajte parametre vrtanja in dodajte postopke poliranja sten lukenj.

Preverite obrabo svedra, prilagodite globino vrtanja in hitrost podajanja ter ponovno izvrtajte neustrezne luknje.

Zmanjšajte silo vrtanja, izberite ustrezne materiale plošč in po vrtanju izvedite ojačitev z laminiranjem.

Zaznajte globino vrtanja nazaj, dolžino čepa, kakovost stene luknje, primerjajte s parametri simulacije načrtovanja in odpravite težave z električnimi priključki.

Prilagodite hitrost rezila in hitrost podajanja ter uporabite postopke odstranjevanja robov (kot sta kemično čiščenje ali mehansko brušenje).

Prekomerna obraba svedra, prekomerna vrtalna sila, neenakomerna trdota plošče itd. Zahtevajo pravočasno zamenjavo svedra in optimizacijo parametrov.

Z električnim testiranjem poiščite mesta kratkega stika, preverite razdaljo med izvrtanimi luknjami in sledmi ter raziščite težave z bakreno plastjo na stenah lukenj.

Preverite čistočo stene luknje, zagotovite, da izolacijski materiali niso poškodovani, in po potrebi popravite izolacijsko plast.

Obstaja veliko patentov za postopke in opremo za vrtanje nazaj, ki jih imajo večinoma veliki proizvajalci tiskanih vezij in prodajalci opreme.

Vodilna podjetja prevladujejo na trgu višjega cenovnega razreda, medtem ko se mala in srednje velika podjetja osredotočajo na trge srednjega in nižjega cenovnega razreda. Konkurenca je huda, pri čemer so ključne tehnološke inovacije.

Zahteva interdisciplinarne talente, ki so usposobljeni za načrtovanje tiskanih vezij, proizvodne procese in analizo integritete signalov.

Mora biti skladen z okoljskimi standardi, kot sta RoHS in REACH, s čimer se zmanjša uporaba nevarnih snovi in ​​emisije odpadkov.

Povpraševanje na mednarodnem trgu še naprej narašča, razvija se v smeri večje natančnosti in nižjih stroškov.

Domača podjetja nenehno izboljšujejo svojo tehnologijo, vendar je trg višjega cenovnega razreda še vedno odvisen od uvoza, zato je treba okrepiti neodvisne zmogljivosti raziskav in razvoja.

Univerze, raziskovalne ustanove in podjetja sodelujejo pri izvajanju raziskav na področju optimizacije procesa vrtanja in uporabe novih materialov.

Izboljšajte tehnične spretnosti z usposabljanjem v industrijskih združenjih, usposabljanjem v podjetju in strokovnimi tehničnimi tečaji.

Razstave, kot sta NEPCON China in CPCA Show, predstavljajo tehnologije in opremo za vrtanje nazaj.