Kontrollerad djupborrning vid kretskortstillverkning: Bakborrning, vad är bakborrning i kretskort?

Bakborrning i flerskiktade kretskort är proceduren att ta bort stubben för att skapa vias, vilket gör att signaler kan flyttas från ett lager på kortet till nästa. (Stumparna kommer att skapa reflektion, spridning, fördröjning och andra problem under signalöverföringen, vilket kommer att orsaka att signalen förvrängs.) Borrning på ett kontrollerat djup kräver komplicerad skicklighet. Att tillverka flerskiktade kretskort, såsom 12-lagerskort, kräver att det första lagret ansluts till det nionde lagret. Vanligtvis borrar vi genomgående hål bara en gång innan viorna pläteras. Den första våningen och den 12:e våningen är således direkt anslutna. I själva verket behöver den första våningen bara anslutas till den nionde våningen. Eftersom det inte finns några ledningar som förbinder den 10:e till den 12:e våningen, liknar de pelare. Denna kolumn påverkar signalvägen och kan äventyra kommunikationssignalens signalintegritet. Därför borrades ett sekundärt hål ut från motsatt sida av den extra kolumnen (kallat STUB i branschen).

Det kallas därför bakborrning, men det är vanligtvis mindre rent än borrning eftersom nästa steg elektrolyserar en del koppar och borrspetsen är också vass. Vi lämnar därför en mycket liten punkt; längden på denna återstående STUB kallas B-värdet och varierar vanligtvis från 50 till 150 µm.

Bakborrande PCB-teknik

På grund av behovet att minska signalförlusten för högfrekventa tillämpningar krävs ett genomgående hål som förbinder lagren för att signalen ska kunna flöda igenom när den rör sig från det ena till det andra. Det rekommenderas att ta bort överskottskoppar från detta hål för denna tillämpning eftersom det fungerar som en antenn och påverkar överföringen om signalen ska flöda från lager ett till lager två i ett 20-lagerskort, till exempel.

För att få större signalstabilitet borrar vi ut den "överflödiga" kopparen i hålet med hjälp av bakborrning (kontrollerat djup i z-axeln). Det ideala resultatet är att stubben (eller "överflödig" koppar) är så kort som möjligt. Vanligtvis bör bakborrstorleken vara 0,2 mm större än motsvarande via.

Debakborrningsprocessen tar bort stubbarfrån pläterade genomgående hål (vias). Stubbar är onödiga /oanvända delar av vias, som sträcker sig längre än det sista anslutna inre lagret.
Stubbar kan leda tillreflektioner, såväl somstörningar i kapacitet, induktivitet och impedansDessa diskontinuitetsfel blir kritiska med ökande utbredningshastighet.
Bakplanoch tjocka kretskort i synnerhet, tålbetydande störningar i signalintegritetengenom stubbar. För Högfrekventa kretskort(t.ex. med impedanskontroll), tillämpning av bakborrning, såväl som tillämpning avblinda och nedgrävda vias, kan vara en del av lösningen.
Bakborrning kan appliceras påvilken typ av kretskort som helstdär stubbar orsakar försämrad signalintegritet, med minimala design- och layoutöverväganden. När man däremot använder blinda vias måste bildförhållandet hållas i åtanke.

Funktioner hos PCB-bakborrning

Fördelar med bakborrning

● Minska brusstörningar och deterministiskt jitter;

● Förbättra signalintegriteten;

● Lokal tjockleksreduktion;

● Minska användningen av nedgrävda och blinda vias och minska svårigheten med kretskortsproduktion;

● Lägre bitfelsfrekvens (BER);

● Mindre signaldämpning med förbättrad impedansmatchning;

● Minimal påverkan på design och layout;

● Ökad kanalbandbredd;

● Ökade datahastigheter;

● minskade EMI/EMC-emissioner från ändstubben;

● Minskad excitation av resonanslägen;

● Minskad via-till-via-överhörning;

● Lägre kostnader än sekventiella lamineringar.

Nackdel med bakborrning

Höga signaler har ofta problem som kan vara kopplade till underutnyttjade via stubbar. Låt oss titta närmare på några av problemen med stubbarna.

Jitterdeterministisk: 
Båda klockorna är tidsbestämda, och mängden tidsfel kallas jitter. Avskräckande jitter är vad som kallas en regelbunden (dvs. begränsad) temporal modifiering.

Dämpning av signalen:
När ett ljud dämpas minskar dess intensitet och pulsen blir svagare.

Strålning från EMI:

En via-stub kan användas som en antenn och utstrålar EMI.

Allmänna egenskaper 

● Mestadels är det styva brädor på baksidan;

● Används normalt på 8 lager eller mer;

● Skivans tjocklek är över 2,5 mm;

● Minsta hållstorlek är 0,3 mm;

● Bakborrningen är 0,2 mm större än viorna;

● Tolerans för bakborrdjup +/- 0,05 mm.

Vilken typ av kretskort behöver bakborras?

Vanligtvis borras hålen i kretskortet genom kortet (uppifrån och ner). Om spåret som förbinder via-hålen är nära det översta lagret (eller det undre lagret) kommer det att resultera i en stump bifurcation vid via-hålet på kretskortets sammankopplingslänk, vilket påverkar signalkvaliteten och orsakar reflektioner. Signaler som rör sig i snabbare takt påverkas mer av denna effekt.

För att uppnå en högkvalitativ signalöverföring är det allmänt känt att kretsspåret på kretskortet med dess signaler med en hastighet på cirka 1 Gbps måste beaktas för att inkludera bakborrningsdesign. Naturligtvis kräver design av höghastighetsanslutningslinjer systemteknik och är inte så enkelt som det kan verka. Om systemsammankopplingslänkarna inte är för långa eller chipets drivkapacitet är tillräckligt stark, kan signalkvaliteten vara felfri utan bakborrning. Därför är simulering av systemsammankopplingslänkar den mest exakta metoden för att avgöra om bakborrning krävs eller inte.

Du kanske känner till att, förutom att använda bakborrningsteknik, kan olika byggmetoder också användas för att minska eller optimera längden på stubben. Dessa inkluderar olika staplingsarrangemang, där kretsspår flyttas till lager närmare änden av via-stubben, laserborrade vias (mikrovias) hål, eller blinda och nedgrävda vias. Dessutom, eftersom andra metoder används för att minska signalreflektion på högfrekventa (högre än 3 GHz) kort, krävs inte bakborrning.

Dessa metoder är dock inte alltid praktiska ur en tillverkningsanläggnings- och kostnadssynpunkt för att minska signalförlusten i många högdensitets-PCB eller bakplan/mellanplan. Så det enda praktiska alternativet är att bakborra ut via-stubben. När blinda via-hål inte är ett alternativ blir bakborrning absolut nödvändigt för högfrekventa (mer än 1 GHz inom 3 GHz) kort.

Och eftersom kretskortet har så många lager kan vissa hål inte utformas som bottenhål (till exempel, på ett 16-lagers kretskort måste vissa via-hål ansluta till lager 1 till 10 och ett annat via-hål måste ansluta till lager 7 till 16; denna design är inte lämplig för bottenhål men är lämplig för bakborrning).

Hur gör man bakborrning på PCB?

Processen för bakborrning

1. För att hitta det första borrhålet, använd positioneringshålet på kretskortet som medföljer.

2. Använd torrt membran för att täta positionshålet innan plätering.

3. Pudra hålet med koppar för att skapa en styrkrets.

4. Skapa en yttre grafik på kretskortet.

5. Efter att ett yttre lagermönster har skapats, kommer grafikkortet att monteras på kretskortet. Innan denna process är det avgörande att försegla placeringshålet med ett torrt membran innan processen påbörjas.

6. Använd den första borrningens placeringshål för att justera den bakre borrningen och använd sedan borrkronan för att borra de elektropläterade hålen som kräver denna procedur.

7. Efter den sista borrningen behöver brädan rengöras för att bli av med eventuella kvarvarande borrar.

8. När kortet har validerats och signalintegriteten har förbättrats, var noga med att kontrollera om borrningen utförs korrekt.

Testa ryggövningarna 

När fräsningen är klar måste vi se till att bakborrningarna har ställts in korrekt. För att validera detta, aktivera alla lager. Du kommer att se att viornas kant har två färger på sig. Det första eller startlagret visas i rött, medan det sista lagret visas i blått. Det är enkelt att skilja de bakborrade viorna från de andra viorna. Endast de bakborrade viorna är synliga med två färger.

Klicka på Drill Table efter att du valt platsen från huvudmenyn för att ta reda på hur många Vias, PTH och andra troll som har utförts.

Tekniska svårigheter med bakborrningsprocessen.

1.Kontroll av bakre borrdjup
För noggrann bearbetning av blindvias är kontroll av bakborrningsdjupet avgörande. Toleransen för bakborrningsdjupet påverkas i hög grad av bakborrningsutrustningens precision och toleransen för medietjockleken. Noggrannheten vid bakborrning kan dock också påverkas av externa variabler såsom borrmotstånd, borrspetsvinkel, kontakteffekt mellan täckplatta och mätinstrument samt platta. För att få bästa möjliga resultat och hantera noggrannheten vid bakborrning är det avgörande att välja rätt borrmaterial och tekniker under produktionen. Konstruktörer kan garantera högkvalitativ signalöverföring och undvika signalintegritetsproblem genom att noggrant hantera djupet vid bakborrning.

2. Noggrannhetskontroll för bakborrning
Noggrann kontroll av bakborrningen är avgörande för kvalitetskontrollen av kretskortet i efterföljande processer. Bakborrning innebär sekundärborrning baserad på det ursprungliga borrets håldiameter, och precisionen vid sekundärborrningen är avgörande. Precisionen för koincidensen vid sekundärborrningen kan påverkas av ett antal variabler, såsom kretskortets expansion och kontraktion, maskinens noggrannhet och borrtekniker. Det är viktigt att säkerställa att bakborrningsproceduren är exakt kontrollerad borrning för att minimera fel och bibehålla ideal signalöverföring och integritet.

Det viktigaste och mest utmanande steget är borrning eftersom även ett litet fel kan leda till betydande skador. Innan du gör en beställning bör du överväga kretskortstillverkarens kompetens. Richfulljoy erbjuder bakborrade kort till överkomliga priser och specialiserar sig på montering av kretskortsprototyper. Våra fördelar inkluderar snabba leveranstider och hög tillförlitlighet. Richfulljoy, en välkänd kretskortstillverkare i Kina, har all den kunskap och de färdigheter som krävs för att hjälpa dig. Om du har några förslag på en kretskortsmontering eller prototyp, vänligen kontakta oss: mkt-2@rich-pcb.com