Контрольоване свердління глибини у виробництві друкованих плат: Зворотне свердління, що таке зворотне свердління в друкованій платі?

Зворотне свердління в багатошарових друкованих платах – це процедура видалення заглушки для створення переходів, що дозволяє сигналам переходити з одного шару плати до наступного. (Заглушки створюватимуть відбиття, розсіювання, затримку та інші проблеми під час передачі сигналу, що призведе до його спотворення.) Свердління на контрольованій глибині вимагає складної майстерності. Виготовлення багатошарових плат, таких як 12-шарові плати, вимагає з'єднання першого шару з дев'ятим шаром. Зазвичай ми свердлимо наскрізні отвори лише один раз перед нанесенням металу на наскрізні переходи. Таким чином, перший поверх і 12-й поверх безпосередньо з'єднані. Фактично, перший поверх потрібно лише з'єднати з дев'ятим поверхом. Оскільки немає проводів, що з'єднують 10-й по 12-й рівні, вони нагадують стовпи. Ця колона впливає на шлях сигналу і може порушити цілісність сигналу зв'язку. Тому на протилежному боці додаткової колони (у галузі її називають STUB) було просвердлено вторинний отвір.

В результаті це називається зворотним свердлінням, проте воно зазвичай менш чисте, ніж свердління, оскільки наступний крок електролізуватиме певну кількість міді, а кінчик свердла також гострий. Тому ми залишимо дуже маленький вістря; довжина цього залишкового закінчика відома як значення B, і зазвичай вона коливається від 50 до 150 μm.

Технологія зворотного свердління друкованих плат

Через необхідність зменшення втрат сигналу для високочастотних застосувань, для проходження сигналу під час його переміщення від одного до іншого потрібен наскрізний отвір, що з'єднує шари. Для цього застосування рекомендується видалити надлишок міді з цього отвору, оскільки він працює як антена та впливає на передачу, якщо сигнал має проходити від першого шару до другого, наприклад, у 20-шаровій платі.

Для досягнення більшої стабільності сигналу ми висвердлюємо «зайву» мідь в отворі за допомогою зворотного свердління (контрольована глибина по осі z). Ідеальний результат полягає в тому, щоб шлейф (або «зайва» мідь) був якомога коротшим. Як правило, розмір зворотного свердління повинен бути на 0,2 мм більшим за відповідний перехідний отвір.

Theпроцес зворотного буріння видаляє заглушкиз наскрізних отворів з гальванічним покриттям (перехідних отворів). Заглушки - це непотрібні /невикористані частини перехідних отворів, які простягаються далі, ніж останній з'єднаний внутрішній шар.
Заглушки можуть призвести довідображення, а такожзбурення ємності, індуктивності та імпедансуЦі помилки розриву стають критичними зі збільшенням швидкості поширення.
Об'єднувальні платиі особливо товсті друковані плати, можуть витримуватизначні порушення цілісності сигналучерез заглушки. Для Високочастотні друковані плати(наприклад, з контролем імпедансу), застосування зворотного свердління, а також застосуваннясліпі та закопані переходні отвори, може бути частиною рішення.
Зворотне свердління можна застосовувати добудь-який тип друкованої платиде заглушки спричиняють погіршення цілісності сигналу, з мінімальними міркуваннями щодо проектування та компонування. Натомість, під час використання глухих переходних отворів необхідно враховувати співвідношення сторін.

Особливості зворотного свердління друкованих плат

Переваги зворотного буріння

● Зменшення шумових перешкод та детермінованого тремтіння;

● Покращення цілісності сигналу;

● Локальне зменшення товщини;

● Зменшення використання заглиблених та глухих перехідних отворів та зменшення складності виробництва друкованих плат;

● Нижчий коефіцієнт бітових помилок (BER);

● Менше затухання сигналу завдяки покращеному узгодженню імпедансу;

● Мінімальний вплив на дизайн та макет;

● Збільшена пропускна здатність каналу;

● Збільшення швидкості передачі даних;

● зменшення електромагнітних перешкод/випромінювань електромагнітної сумісності з кінця відводу;

● Зменшення збудження резонансних мод;

● Зменшення перехресних перешкод між прохідними з'єднаннями;

● Нижчі витрати, ніж послідовне ламінування.

Недолік зворотного буріння

Високі сигнали часто мають проблеми, які можуть бути пов'язані з недостатнім використанням шлейфів via. Давайте детальніше розглянемо деякі проблеми зі шлейфами.

Детермінований джиттер: 
Обидва годинники відстежують синхронізацію, а величина похибки часу називається тремтінням. Стримувальне тремтіння - це те, що називається регулярною (тобто обмеженою) часовою модифікацією.

Ослаблення сигналу:
Коли звук ослабляється, його інтенсивність зменшується, а пульсація слабшає.

Випромінювання від електромагнітних перешкод:

Перехідний з'єднувач можна використовувати як антену, що випромінює електромагнітні перешкоди.

Загальні характеристики 

● Ззаду здебільшого жорсткі дошки;

● Зазвичай використовується на 8 шарах або більше;

● Товщина дошки понад 2,5 мм;

● Мінімальний розмір утримання становить 0,3 мм;

● Зворотний отвір на 0,2 мм більший за перехідні отвори;

● Допуск глибини свердління +/- 0,05 мм.

Який тип друкованої плати потребує зворотного свердління?

Зазвичай отвори в друкованій платі просвердлюються крізь неї (зверху вниз). Якщо доріжка, що з'єднує отвори, знаходиться близько до верхнього (або нижнього) шару, це призведе до розгалуження шлейфу на місці отвору з'єднання друкованої плати, що вплине на якість сигналу та спричинить відбиття. Сигнали, що поширюються швидше, більше зазнають цього ефекту.

Для досягнення високої якості передачі сигналу, як правило, необхідно враховувати, що доріжка схеми на друкованій платі з її сигналами зі швидкістю близько 1 Гбіт/с повинна враховувати проектування зворотного свердління. Звичайно, проектування високошвидкісних ліній з'єднання вимагає системної інженерії та не таке просте, як може здатися. Якщо канали системного з'єднання не надто довгі або можливості керування чіпом достатньо потужні, якість сигналу може бути бездоганною без будь-якого зворотного свердління. Тому моделювання каналів системного з'єднання є найточнішим методом визначення необхідності зворотного свердління.

Ви можете знати, що, окрім використання технології зворотного свердління, для зменшення або оптимізації довжини відгалуження також можна використовувати різні методи побудови. До них належать різні схеми стекування, де доріжки схеми зміщуються до шарів ближче до кінця відгалуження, отвори для перехідних отворів (мікроперехідних отворів), просвердлені лазером, або сліпі та закопані перехідні отвори. Крім того, оскільки для зменшення відбиття сигналу на високочастотних платах (вище 3 ГГц) використовуються інші методи, зворотне свердління не потрібне.

Однак, ці підходи не завжди практичні з точки зору виробничого об'єкта та витрат для зменшення втрат сигналу на багатьох друкованих платах високої щільності або об'єднувальних/проміжних платах. Тому єдиним практичним варіантом є свердління отворів у отворі для переходів. Коли глухі отвори для переходів не є варіантом, свердління отворів стає обов'язковим для високочастотних плат (більше 1 ГГц у межах 3 ГГц).

А оскільки друкована плата має так багато шарів, деякі отвори не можна спроектувати як глухі отвори (наприклад, на 16-шаровій друкованій платі деякі перехідні отвори повинні підключатися до шарів з 1 по 10, а інші перехідні отвори повинні підключатися до шарів з 7 по 16; така конструкція не підходить для глухих отворів, але підходить для зворотного свердління).

Як зробити свердління задньої частини друкованої плати?

Процес зворотного буріння

1. Щоб знайти перший отвір для свердління, скористайтеся наданим отвором для позиціонування на друкованій платі.

2. Перед нанесенням покриття використовуйте суху мембрану для герметизації отвору для позиції.

3. Посипте отвір міддю, щоб створити напрямний контур.

4. Створіть зовнішнє зображення на друкованій платі.

5. Після створення шаблону зовнішнього шару, графічна плата буде виконана на друкованій платі. Перед цим процесом важливо герметизувати отвір для встановлення сухою мембраною, перш ніж розпочати цей процес.

6. Використовуйте отвори для розміщення першого свердла, щоб вирівняти заднє свердло, потім за допомогою свердла просвердліть гальванічні отвори, які потребують цієї процедури.

7. Після остаточного свердління дошку потрібно очистити, щоб позбутися будь-яких потенційних залишків свердла.

8. Після перевірки плати та покращення цілісності сигналу зверніть пильну увагу на те, чи належним чином виконується операція буріння.

Перевірте вправи для спини 

Після завершення трасування нам потрібно переконатися, що задні свердла налаштовані правильно. Щоб перевірити це, увімкніть усі шари. Ви побачите, що край перехідних отворів має два кольори. Перший або початковий шар показано червоним, а останній шар – синім. Легко відрізнити задньо просвердлені перехідні отвори від інших. Видно лише задньо просвердлені перехідні отвори двома кольорами.

Натисніть «Таблиця деталізації» після вибору місця розташування в головному меню, щоб дізнатися, скільки переходних отворів, PTH та інших тролів було виконано.

Технічні труднощі процесу зворотного буріння.

1.Контроль глибини зворотного свердління
Для точної обробки глухих перехідних отворів контроль глибини зворотного свердління є вирішальним. Допуск глибини зворотного свердління значною мірою залежить від точності обладнання для зворотного свердління та допуску товщини середовища. Однак на точність зворотного свердління також можуть впливати зовнішні змінні, такі як опір свердла, кут нахилу кінчика свердла, ефект контакту між кришкою та вимірювальним пристроєм, а також деформація плати. Щоб отримати найкращі результати та керувати точністю зворотного свердління, важливо правильно вибрати матеріали та методи свердління під час виробництва. Розробники можуть гарантувати високу якість передачі сигналу та уникнути проблем із цілісністю сигналу, ретельно керуючи глибиною зворотного свердління.

2. Контроль точності зворотного свердління
Точний контроль зворотного свердління має вирішальне значення для контролю якості друкованої плати в наступних процесах. Зворотне свердління передбачає вторинне свердління на основі діаметра початкового отвору, і точність вторинного свердління є вирішальною. На точність збігу вторинного свердління може впливати низка змінних, таких як розширення та стиснення плати, точність верстата та техніка свердління. Важливо переконатися, що процедура зворотного свердління є точно контрольованою, щоб мінімізувати помилки та підтримувати ідеальну передачу та цілісність сигналу.

Найважливішим і найскладнішим кроком є ​​свердління, оскільки навіть незначна помилка може призвести до значних пошкоджень. Перш ніж робити замовлення, слід врахувати навички виробника друкованих плат. Richfulljoy пропонує плати з перфорацією за доступними цінами та спеціалізується на складанні прототипів друкованих плат. Наші переваги включають швидкі терміни доставки та високу надійність. Richfulljoy, відомий виробник друкованих плат у Китаї, має всі знання та навички, необхідні для того, щоб допомогти вам. Якщо у вас є якісь пропозиції щодо складання друкованої плати або створення прототипу, зв'яжіться з нами: mkt-2@rich-pcb.com