PCB Üretiminde Kontrollü Derinlikte Delme: Geri Delme PCB üretiminde geri delme nedir?

Çok katmanlı baskılı devre kartlarında geri delme, sinyallerin kartın bir katmanından diğerine geçmesini sağlayan geçiş yolları (vias) oluşturmak için çıkıntıların (stub) çıkarılması işlemidir. (Çıkıntılar, sinyalin iletimi sırasında yansıma, saçılma, gecikme ve diğer sorunlara neden olarak sinyalin bozulmasına yol açar.) Kontrollü bir derinlikte delme işlemi, incelikli bir beceri gerektirir. 12 katmanlı kartlar gibi çok katmanlı devre kartları üretmek, birinci katmanı dokuzuncu katmana bağlamayı gerektirir. Genellikle, geçiş yollarını kaplamadan önce sadece bir kez delik açarız. Bu nedenle birinci kat ve 12. kat hemen bağlanır. Aslında, birinci katın sadece dokuzuncu kata bağlanması gerekir. 10. kattan 12. kata kadar hiçbir kablo bağlantısı olmadığı için, bunlar sütunlara benzer. Bu sütun, sinyal yolunu etkiler ve iletişim sinyalinin sinyal bütünlüğünü tehlikeye atabilir. Bu nedenle, ekstra sütunun (endüstride STUB olarak adlandırılır) karşı tarafına ikincil bir delik açılır.

Sonuç olarak, bu işleme geri delme denir; ancak bir sonraki adımda bir miktar bakır elektroliz edileceği ve matkap ucunun da keskin olacağı için, delme işlemine göre genellikle daha az temizdir. Bu nedenle çok küçük bir nokta bırakacağız; bu kalan ucun uzunluğu B değeri olarak bilinir ve genellikle 50 ila 150 µm arasında değişir.

PCB'nin arkadan delme teknolojisi

Yüksek frekanslı uygulamalarda sinyal kaybını azaltma ihtiyacı nedeniyle, sinyalin bir katmandan diğerine geçerken akması için katmanları birbirine bağlayan bir delik gereklidir. Bu uygulama için bu delikten fazla bakırın çıkarılması önerilir çünkü bu bakır bir anten görevi görür ve örneğin 20 katmanlı bir devre kartında sinyalin birinci katmandan ikinci katmana akması durumunda iletimi etkiler.

Daha yüksek sinyal kararlılığı elde etmek için, delikte bulunan "fazla" bakırı, geri delme yöntemiyle (z ekseninde kontrollü derinlikte) çıkarıyoruz. İdeal sonuç, kalan bakır parçasının (veya "fazla" bakırın) mümkün olduğunca kısa olmasıdır. Tipik olarak, geri delme çapı, karşılık gelen via'dan 0,2 mm daha büyük olmalıdır.

OGeri delme işlemi, çıkıntıları ortadan kaldırır.Kaplamalı deliklerden (vias) kaynaklanan gereksiz kısımlar. Saplamalar ise gereksiz kısımlardır.vias'ın kullanılmayan kısımlarıBu katmanlar, son bağlantılı iç katmandan daha da uzanır.
Kalıntılar şunlara yol açabilir:yansımalar, birliktekapasite, endüktans ve empedansın bozulmasıBu süreksizlik hataları, yayılma hızı arttıkça kritik hale gelir.
Arka panellerÖzellikle kalın baskılı devre kartları, bu duruma dayanabilir.önemli sinyal bütünlüğü bozulmalarıkısa devreler aracılığıyla. İçin Yüksek Frekanslı PCB'ler(Örneğin empedans kontrolü ile), geri delme işleminin uygulanması ve ayrıca aşağıdakilerin uygulanmasıkör ve gömülü yollarÇözümün bir parçası olabilir.
Geriye doğru delme işlemi şu amaçlarla uygulanabilir:her türlü devre kartıSinyal bütünlüğünün bozulmasına neden olan kısa devreler (stub) kullanıldığında, tasarım ve yerleşim açısından minimum hususlar dikkate alınmalıdır. Buna karşılık, kör geçişler (blind vias) kullanıldığında, en boy oranı göz önünde bulundurulmalıdır.

PCB arka delme işleminin özellikleri

Arka Delme İşleminin Avantajları

● Gürültü girişimini ve deterministik titreşimi azaltır;

● Sinyal bütünlüğünü iyileştirin;

● Yerel kalınlık azalması;

● Gömülü ve kör geçiş yollarının kullanımını azaltarak PCB üretiminin zorluğunu düşürmek;

● Daha düşük bit hata oranı (BER);

● Empedans eşleşmesinin iyileştirilmesiyle sinyal zayıflaması azalır;

● Tasarım ve yerleşim düzeni üzerinde minimum etki;

● Artırılmış kanal bant genişliği;

● Artan veri hızları;

● Uç kısımdan kaynaklanan EMI/EMC emisyonlarında azalma;

● Rezonans modlarının uyarılmasının azalması;

● Bağlantı noktaları arası parazitlenmenin azaltılması;

● Ardışık laminasyonlara göre daha düşük maliyetler.

Geriye Delme İşleminin Dezavantajı

Yüksek sinyallerde sıklıkla, yetersiz kullanılan kısa devre hatları (stub) ile bağlantılı olabilecek sorunlar yaşanır. Kısa devre hatlarıyla ilgili bazı sorunlara daha yakından bakalım.

Titreşim Belirleyici: 
Her iki saat de zamanlama yapar ve zaman hatası miktarına titreşim (jitter) denir. Caydırıcı bir titreşim, düzenli (yani sınırlı) bir zamansal değişiklik olarak bilinir.

Sinyalin zayıflaması:
Bir ses zayıflatıldığında, şiddeti azalır ve darbe zayıflar.

EMI'den kaynaklanan radyasyon:

Bir via bağlantı ucu, elektromanyetik girişim (EMI) yayarak anten görevi görebilir.

Genel özellikler 

● Çoğunlukla arka tarafları sert levhalardan oluşmaktadır;

● Genellikle 8 kat veya daha fazla katmanda kullanılır;

● Levha kalınlığı 2,5 mm'den fazladır;

● Minimum tutma boyutu 0,3 mm'dir;

● Arka delik, vias'lardan 0,2 mm daha büyüktür;

● Geri delme derinliği toleransı +/- 0,05 mm.

Hangi tür PCB'ler için arka delme işlemi gereklidir?

Genellikle, PCB kart üzerindeki delikler kartın tamamından (yukarıdan aşağıya) doğru açılır. Eğer via deliklerini birbirine bağlayan iz, üst katmana (veya alt katmana) yakınsa, PCB ara bağlantı bağlantısının via deliğinde kısa devre oluşacak ve bu da sinyal kalitesini etkileyerek yansımalara neden olacaktır. Daha hızlı hareket eden sinyaller bu etkiden daha fazla etkilenir.

Yüksek kaliteli sinyal iletimi elde etmek için, genellikle PCB kartı üzerindeki devre izlerinin, yaklaşık 1 Gbps hızındaki sinyallerle birlikte, geri delme tasarımını da içerecek şekilde tasarlanması gerektiği kabul edilir. Elbette, yüksek hızlı bağlantı hatlarının tasarımı sistem mühendisliği gerektirir ve göründüğü kadar basit değildir. Sistem ara bağlantı bağlantıları çok uzun değilse veya çipin sürücü kapasitesi yeterince güçlü ise, geri delme işlemine gerek kalmadan sinyal kalitesi kusursuz olabilir. Bu nedenle, geri delme işleminin gerekli olup olmadığını belirlemek için en doğru yöntem sistem ara bağlantı bağlantı simülasyonudur.

Bildiğiniz gibi, arka delme teknolojisine ek olarak, bağlantı noktasının uzunluğunu azaltmak veya optimize etmek için çeşitli yapı yöntemleri de kullanılabilir. Bunlar arasında, devre izlerinin bağlantı noktasının ucuna daha yakın katmanlara kaydırıldığı farklı katman düzenlemeleri, lazerle delinmiş bağlantı noktaları (mikro bağlantı noktaları) veya kör ve gömülü bağlantı noktaları bulunur. Ayrıca, yüksek frekanslı (3 GHz'den yüksek) kartlarda sinyal yansımasını azaltmak için diğer yöntemler kullanıldığından, arka delme gerekli değildir.

Ancak, bu yaklaşımlar, birçok yüksek yoğunluklu PCB veya arka/orta düzlemde sinyal kaybını azaltmak için üretim tesisi ve maliyet açısından her zaman pratik değildir. Bu nedenle, tek pratik seçenek, via çıkıntısını arkadan delmektir. Kör via delikleri bir seçenek olmadığında, yüksek frekanslı (3 GHz içinde 1 GHz'den fazla) kartlar için arkadan delme zorunlu hale gelir.

PCB'nin çok fazla katmanı olduğundan, bazı delikler kör delik olarak tasarlanamaz (örneğin, 16 katmanlı bir PCB'de, bazı geçiş delikleri 1'den 10'a kadar olan katmanlara, diğer bir geçiş deliği ise 7'den 16'ya kadar olan katmanlara bağlanmalıdır; bu tasarım kör delikler için uygun değildir, ancak arka delme için uygundur).

PCB'nin arka tarafından delme işlemi nasıl yapılır?

Geri Delme İşlemi

1. İlk delme deliğinin yerini belirlemek için, PCB üzerinde bulunan konumlandırma deliğini kullanın.

2. Kaplama işleminden önce, pozisyon deliğini kuru bir membranla kapatın.

3. Kılavuz devre oluşturmak için deliği bakır tozuyla kaplayın.

4. PCB üzerine dış bir grafik oluşturun.

5. Dış katman deseni oluşturulduktan sonra, grafik kartı PCB üzerine uygulanacaktır. Bu işlemden önce, yerleştirme deliğinin kuru bir membranla kapatılması çok önemlidir.

6. İlk delme işleminin yerleştirme deliklerini arka delme işlemini hizalamak için kullanın, ardından bu işlem için gerekli olan elektrokaplama deliklerini delmek için matkap ucunu kullanın.

7. Son delme işleminden sonra, kalan matkap uçlarından kurtulmak için tahtanın temizlenmesi gerekir.

8. Kartın doğrulanmasının ve sinyal bütünlüğünün iyileştirilmesinin ardından, sondaj işleminin uygun şekilde gerçekleştirilip gerçekleştirilmediğine dikkat edin.

Sırt Egzersizlerini Test Edin 

Yönlendirme işlemi tamamlandıktan sonra, arka deliklerin doğru şekilde ayarlandığından emin olmalıyız. Bunu doğrulamak için tüm katmanları açın. Deliklerin kenarında iki renk olduğunu göreceksiniz. İlk veya başlangıç ​​katmanı kırmızı, son katman ise mavi renkte gösterilir. Arka delikli delikleri diğer deliklerden ayırt etmek kolaydır. Sadece arka delikli delikler iki renkle görünür.

Ana menüden konumu seçtikten sonra Sondaj Tablosu'na tıklayarak kaç adet Via, PTH ve diğer sondaj işleminin gerçekleştirildiğini öğrenebilirsiniz.

Geri delme işleminin teknik zorlukları.

1.Geri delme derinlik kontrolü
Kör geçiş yollarının doğru işlenmesi için, arka delme derinliği kontrolü çok önemlidir. Arka delme derinliği toleransı büyük ölçüde arka delme ekipmanının hassasiyetinden ve ortam kalınlığı toleransından etkilenir. Bununla birlikte, arka delme doğruluğu, matkap direnci, matkap ucu açısı, kapak levhası ile ölçüm cihazı arasındaki temas etkisi ve levha eğriliği gibi dış değişkenlerden de etkilenebilir. En iyi sonuçları elde etmek ve arka delme doğruluğunu yönetmek için, üretim sırasında doğru delme malzemelerini ve tekniklerini seçmek çok önemlidir. Tasarımcılar, arka delme derinliğini titizlikle yöneterek yüksek kaliteli sinyal iletimini garanti edebilir ve sinyal bütünlüğü sorunlarından kaçınabilirler.

2. Arka delme hassasiyeti kontrolü
Doğru arka delme kontrolü, sonraki süreçlerde PCB'nin kalite kontrolü için çok önemlidir. Arka delme, ilk delme deliğinin çapına bağlı olarak yapılan ikincil delmeyi içerir ve ikincil delme hassasiyeti çok önemlidir. İkincil delme işleminin hassasiyeti, kartın genleşmesi ve büzülmesi, makine hassasiyeti ve delme teknikleri gibi bir dizi değişkenden etkilenebilir. Hataları en aza indirmek ve ideal sinyal iletimini ve bütünlüğünü korumak için arka delme işleminin hassas bir şekilde kontrol edilmesi şarttır.

En önemli ve zorlu adım delme işlemidir çünkü ufak bir hata bile önemli hasara yol açabilir. Sipariş vermeden önce PCB üreticisinin becerilerini göz önünde bulundurmalısınız. Richfulljoy, uygun fiyatlarla arkadan delikli devre kartları sunmakta ve PCB prototip montajında ​​uzmanlaşmıştır. Avantajlarımız arasında hızlı teslimat süreleri ve yüksek güvenilirlik yer almaktadır. Çin'de tanınmış bir PCB üreticisi olan Richfulljoy, size yardımcı olmak için gerekli tüm bilgi ve yeteneklere sahiptir. PCB montajı veya prototipi ile ilgili herhangi bir öneriniz varsa lütfen bizimle iletişime geçin: mkt-2@rich-pcb.com