01
Analys av bakborrningsteknik i höghastighets-PCB-design
2020-04-08
Varför behöver vi göra Backdrill-design?
För det första är komponenterna i en höghastighetsförbindelse:
① Skicka ändchip (förpackning och PCB via)
② Kabeldragning för subkortskretskort
③ Subkortskontakt
④ Kablage för bakplattans kretskort
⑤ Motsatt subkortskontakt
⑥ Motsatt sida subkort PCB-ledningar
⑦ AC-kopplingskapacitans
⑧ Mottagarchip (förpackning och PCB via)
Höghastighetssignalsammankopplingen mellan elektroniska produkter är relativt komplex, och problem med impedansmatchning uppstår vanligtvis vid olika komponentanslutningspunkter, vilket resulterar i signalemission.
Vanliga impedansdiskontinuitetspunkter i höghastighetsförbindelser:
(1) Chipkapsling: Vanligtvis är kretskortskabelbredden inuti chipkapslingssubstratet mycket smalare än för ett vanligt kretskort, vilket gör impedanskontroll svår;
(2) PCB-via: PCB-via har vanligtvis kapacitiva effekter med låg karakteristisk impedans, och bör vara mest fokuserade och optimerade i PCB-design;
(3) Kontakt: Utformningen av kopparförbindelsen inuti kontakten påverkas av både mekanisk tillförlitlighet och elektrisk prestanda, därför bör en balans mellan de två eftersträvas.
Kretskortsvian är vanligtvis utformad som genomgående hål (från den övre ytan till det nedre lagret). När kretskortsledningen som förbinder vian dras närmare det övre lagret, kommer en "stump"-bifurkation att uppstå vid vian på kretskortsförbindningslänken, vilket orsakar signalreflektion och påverkar signalkvaliteten. Denna inverkan har större inverkan på signaler vid högre hastigheter.
Introduktion till bakborrningsprocesser
Bakborrningsteknik avser användningen av djupkontrollborrningsmetoder, där en sekundär borrmetod används för att borra ut stubbhålsväggarna i kontaktdonet eller signalvia.
Som visas i figuren nedan, efter att det genomgående hålet har formats, avlägsnas överskottet av stubben från kretskortets genomgående hål genom sekundärborrning från "baksidan". Naturligtvis bör bakborrkronans diameter vara större än det genomgående hålets storlek, och djuptoleransnivån för borrprocessen bör baseras på principen att "inte skada anslutningen mellan kretskortets hål och ledningarna", vilket säkerställer att "den återstående stubblängden är så liten som möjligt", vilket kallas "djupkontrollborrning".
Schematisk bild av genomgående hål BackDrill-sektion
Ovanstående är ett schematiskt diagram över den genomgående hålsektionen för BackDrill. Vänster sida är ett normalt signalgenomgående hål, till höger finns ett schematiskt diagram över det genomgående hålet efter BackDrill, vilket indikerar borrning från det nedre lagret hela vägen till signallagret där spåret finns.
Bakborrningsteknik kan ta bort den parasitiska kapacitanseffekten som orsakas av hålväggsstubbar, vilket säkerställer konsistens mellan kablarna och impedansen vid det genomgående hålet i kanallänken, vilket minskar signalreflektionen och därmed förbättrar signalkvaliteten.
Bakborrning är för närvarande den mest kostnadseffektiva tekniken och den mest effektiva för att förbättra kanalöverföringsprestanda. Användningen av bakborrningsteknik kommer att öka kostnaden för kretskortsproduktion i viss mån.
Klassificering av bakborrning med en enda skiva
Bakborrning består av två typer: enkelsidig bakborrning och dubbelsidig bakborrning.
Enkelsidig borrning kan delas in i bakborrning från ovansidan eller undersidan. PIN-hålet på kontaktstiftet kan endast bakborras från sidan motsatt den yta där anslutningen är placerad. När höghastighetssignalkontakter är placerade på både ovansidan och undersidan av kretskortet krävs dubbelsidig bakborrning.
Fördelar med bakborrning
1) Minska brusstörningar;
2) Förbättra signalintegriteten;
3) Lokal skivtjocklek minskar;
4) Minska användningen av nedgrävda/blindvior för att minska svårigheten med kretskortsproduktion.
Vilken roll spelar bakborrning?
Funktionen för bakborrning är att borra ut genomgående hålsektioner som inte har någon anslutnings- eller överföringsfunktion för att undvika reflektion, spridning, fördröjning etc. vid höghastighetssignalöverföring.
Bakborrningsprocess
a. Det finns positioneringshål på kretskortet, som används för den första borrningen, positioneringen och det första hålet i kretskortet;
b. Elektroplätera kretskortet efter det första hålet och försegla positioneringshålet med torrfilm före elektroplätering;
c. Skapa ett yttre mönster på det elektropläterade kretskortet;
d. Utför mönsterelektroplätering på kretskortet efter att det yttre lagermönstret har bildats;
e. Använd positioneringshålet som användes vid den första borrningen för bakborrningspositionering och använd ett borrblad för bakborrning;
f. Tvätta det bakre borrade hålet med vatten för att ta bort eventuellt kvarvarande borrskräp inuti.
0102