Yüksek Hızlı PCB Tasarımında Arka Delme Teknolojisinin Analizi
2020-04-08
Neden geri delme tasarımı yapmamız gerekiyor?
Öncelikle, yüksek hızlı bir ara bağlantı hattının bileşenleri şunlardır:
① Gönderici uç çip (paketleme ve PCB üzerinden)
② Alt kart PCB kablolaması
③ Alt kart konektörü
④ Arka panel PCB kablolaması
⑤ Karşıt alt kart konektörü
⑥ Karşı taraftaki alt kart PCB kablolaması
⑦ AC kuplaj kapasitesi
⑧ Alıcı çip (paketleme ve PCB üzerinden)
Elektronik ürünlerin yüksek hızlı sinyal ara bağlantı şeması nispeten karmaşıktır ve genellikle farklı bileşen bağlantı noktalarında empedans uyumsuzluğu sorunları ortaya çıkarak sinyal iletimine neden olur.
Yüksek hızlı ara bağlantı hatlarında sık görülen empedans süreksizlik noktaları:
(1) Çip paketleme: Genellikle, çip paketleme alt tabakası içindeki PCB kablolama genişliği, normal bir PCB'ninkinden çok daha dardır ve bu da empedans kontrolünü zorlaştırır;
(2) PCB via: PCB via'lar genellikle düşük karakteristik empedansa sahip kapasitif etkilerdir ve PCB tasarımında en çok odaklanılması ve optimize edilmesi gerekenlerdir;
(3) Konnektör: Konnektörün içindeki bakır ara bağlantı bağlantısının tasarımı hem mekanik güvenilirlik hem de elektriksel performanstan etkilenir, bu nedenle ikisi arasında bir denge aranmalıdır.
PCB üzerindeki geçiş delikleri genellikle (üst yüzeyden alt katmana kadar) delik şeklinde tasarlanır. Geçiş deliğini bağlayan PCB hattı üst katmana daha yakın bir yerden geçirildiğinde, PCB ara bağlantı hattının geçiş deliğinde bir "kısa devre" çatallanması meydana gelir; bu da sinyal yansımasına ve sinyal kalitesinin etkilenmesine neden olur. Bu etki, daha yüksek hızlardaki sinyaller üzerinde daha büyük bir etkiye sahiptir.
Arka Sondaj İşleme Yöntemlerine Giriş
Geri delme teknolojisi, konnektör veya sinyal geçiş deliğinin duvarlarını delmek için ikincil bir delme yöntemi kullanılarak derinlik kontrolü sağlayan delme yöntemlerinin kullanımını ifade eder.
Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, delik açıldıktan sonra, PCB deliğinin fazla kısmı "arka taraftan" ikincil delme işlemiyle çıkarılır. Elbette, arka matkap ucunun çapı delik boyutundan daha büyük olmalı ve delme işleminin derinlik tolerans seviyesi, "PCB deliği ile kablolama arasındaki bağlantıya zarar vermemek" ilkesine dayanarak, "kalan çıkıntı uzunluğunun mümkün olduğunca küçük olmasını" sağlayacak şekilde ayarlanmalıdır; buna "derinlik kontrollü delme" denir.
Delik açma ve geri delme bölümünün şematik diyagramı
Yukarıda, delik açma yöntemiyle yapılan BackDrill işleminin şematik bir diyagramı yer almaktadır. Sol taraf normal bir sinyal delik açma işlemini, sağ taraf ise BackDrill işleminden sonraki delik açma işlemini göstermektedir; bu da alt katmandan başlayarak sinyal katmanına kadar olan delme işlemini belirtmektedir.
Geri delme teknolojisi, delik duvarı çıkıntılarının neden olduğu parazitik kapasitans etkisini ortadan kaldırarak, kanal bağlantısındaki delik boyunca kablolama ve empedans arasında tutarlılık sağlar, sinyal yansımasını azaltır ve böylece sinyal kalitesini iyileştirir.
Geri delme teknolojisi şu anda kanal iletim performansını iyileştirmede en etkili ve en uygun maliyetli teknolojidir. Geri delme teknolojisinin kullanımı, PCB üretim maliyetini belirli bir ölçüde artıracaktır.
Tek Levha Arka Delme İşleminin Sınıflandırılması
Arka delme işlemi iki tipten oluşur: tek taraflı arka delme ve çift taraflı arka delme.
Tek taraflı delme, üst yüzeyden veya alt yüzeyden geri delme olarak ikiye ayrılabilir. Konnektör fiş piminin PIN deliği, yalnızca bağlantının bulunduğu yüzün karşısındaki taraftan geri delinebilir. PCB'nin hem üst hem de alt yüzeylerinde yüksek hızlı sinyal konnektörleri bulunduğunda, çift taraflı geri delme gereklidir.
Arka delme işleminin avantajları
1) Gürültü girişimini azaltın;
2) Sinyal bütünlüğünü iyileştirin;
3) Yerel levha kalınlığı azalır;
4) PCB üretiminin zorluğunu azaltmak için gömülü/kör geçiş yollarının kullanımını azaltın.
Geriye doğru delme işleminin rolü nedir?
Geri delme işleminin işlevi, yüksek hızlı sinyal iletiminde yansıma, saçılma, gecikme vb. durumları önlemek için herhangi bir bağlantı veya iletim işlevi olmayan delik bölümlerini delmektir.
Geri delme işlemi
a. Baskılı devre kartı üzerinde, ilk delme konumlandırması ve ilk delme işlemi için kullanılan konumlandırma delikleri bulunmaktadır;
b. İlk delik açıldıktan sonra PCB'yi elektrokaplama işlemine tabi tutun ve elektrokaplamadan önce konumlandırma deliğini kuru filmle kapatın;
c. Elektrolizle kaplanmış PCB üzerinde dış desen oluşturun;
d. Dış katman deseni oluşturulduktan sonra PCB üzerine desenli elektrokaplama işlemi gerçekleştirin;
e. İlk delme işleminde kullanılan konumlandırma deliğini geri delme konumlandırması için kullanın ve geri delme için bir matkap ucu kullanın;
f. Açılan deliğin arka tarafını suyla yıkayarak içeride kalan delme artıklarını temizleyin.
