Аналіз технології зворотного свердління у високошвидкісному проектуванні друкованих плат
2020-04-08
Чому нам потрібно виконувати проектування зворотного свердління?
По-перше, компоненти високошвидкісного з'єднання є:
① Кінцевий чіп відправника (корпус та друкована плата через)
② Підключення друкованої плати допоміжної плати
③ Роз'єм додаткової плати
④ Підключення друкованої плати задньої плати
⑤ Роз'єм для допоміжної плати на протилежному боці
⑥ Підключення друкованої плати на протилежному боці допоміжної плати
⑦ Ємність зв'язку за змінним струмом
⑧ Чіп приймача (корпус та підключення друкованої плати)
Високошвидкісний зв'язок сигнального з'єднання електронних виробів є відносно складним, і проблеми з невідповідністю імпедансу зазвичай виникають у точках з'єднання різних компонентів, що призводить до випромінювання сигналу.
Загальні точки розриву імпедансу у високошвидкісних з'єднаннях:
(1) Корпус мікросхем: Зазвичай ширина проводки друкованої плати всередині підкладки для корпусу мікросхеми набагато вужча, ніж у звичайної друкованої плати, що ускладнює контроль імпедансу;
(2) Перехідні отвори для друкованої плати: перехідні отвори для друкованої плати зазвичай мають ємнісні ефекти з низьким характеристичним опором, і вони повинні бути найбільш сфокусованими та оптимізованими в проектуванні друкованої плати;
(3) Роз'єм: На конструкцію мідного з'єднувального елемента всередині роз'єму впливають як механічна надійність, так і електричні характеристики, тому слід шукати баланс між ними.
Перехідні отвори друкованої плати зазвичай проектуються у вигляді наскрізних отворів (від верхньої поверхні до нижнього шару). Коли лінія друкованої плати, що з'єднує перехідний отвір, прокладається ближче до верхнього шару, на перехідному отворі з'єднувального елемента друкованої плати виникне розгалуження типу "заглушка", що спричинить відбиття сигналу та вплине на його якість. Цей вплив має більший вплив на сигнали на вищих швидкостях.
Вступ до методів обробки зворотного буріння
Технологія зворотного свердління стосується використання методів контролю глибини свердління, використовуючи метод вторинного свердління для свердління стінок отвору-заглушки роз'єму або сигнального переходу.
Як показано на рисунку нижче, після формування наскрізного отвору, зайвий штифт наскрізного отвору друкованої плати видаляється шляхом вторинного свердління зі «заднього боку». Звичайно, діаметр свердла для зворотного свердла повинен бути більшим за розмір наскрізного отвору, а рівень допуску глибини свердління повинен базуватися на принципі «не пошкоджувати з'єднання між отвором друкованої плати та проводкою», забезпечуючи, щоб «залишкова довжина штифта була якомога меншою», що називається «свердлінням з контролем глибини».
Принципова схема секції наскрізного отвору BackDrill
Вище наведено схематичну діаграму секції наскрізного отвору BackDrill. Ліворуч показано звичайний сигнальний наскрізний отвір, праворуч – схематичну діаграму наскрізного отвору після BackDrill, що показує свердління від нижнього шару аж до сигнального шару, де розташована траса.
Технологія зворотного свердління може усунути ефект паразитної ємності, спричинений заглушками стінок отвору, забезпечуючи узгодженість між проводкою та імпедансом наскрізного отвору в каналі, зменшуючи відбиття сигналу та тим самим покращуючи його якість.
Зворотне свердління наразі є найекономічнішою технологією, яка найефективніше покращує характеристики передачі даних по каналах. Використання технології зворотного свердління певною мірою збільшить вартість виробництва друкованих плат.
Класифікація зворотного буріння на одній дошці
Зворотне свердління буває двох типів: одностороннє зворотне свердління та двостороннє зворотне свердління.
Одностороннє свердління можна розділити на зворотне свердління з верхньої або нижньої поверхні. Отвір для контакту штекера роз'єму можна свердлити лише з боку, протилежного поверхні, де знаходиться з'єднання. Коли високошвидкісні сигнальні роз'єми розташовані як на верхній, так і на нижній поверхнях друкованої плати, потрібне двостороннє зворотне свердління.
Переваги зворотного буріння
1) Зменшення шумових перешкод;
2) Покращення цілісності сигналу;
3) Зменшується локальна товщина дошки;
4) Зменште використання заглиблених/сліпих переходних отворів, щоб зменшити складність виробництва друкованих плат.
Яка роль зворотного буріння?
Функція зворотного свердління полягає у свердлінні наскрізних отворів, які не мають жодної функції з'єднання чи передачі, щоб уникнути відбиття, розсіювання, затримки тощо при високошвидкісній передачі сигналу.
Процес зворотного свердління
a. На друкованій платі є отвори для позиціонування, які використовуються для першого свердління та свердління першого отвору друкованої плати;
b. Гальванічно покрийте друковану плату після просвердлення першого отвору та загерметизуйте отвір для позиціонування сухою плівкою перед гальванічним покриттям;
c. Створіть зовнішній візерунок на гальванічно покритій друкованій платі;
d. Виконайте гальванічне покриття друкованої плати після формування малюнка зовнішнього шару;
e. Використовуйте отвір для позиціонування, який використовувався під час першого свердління, для позиціонування зворотного свердління та використовуйте свердлильне лезо для зворотного свердління;
f. Промийте задній просвердлений отвір водою, щоб видалити будь-які залишки свердління всередині.
0102