Che cos'è la perforazione posteriore del PCB? Perché usarlo?

Ci sono molte sfide nella progettazione e produzione di PCB, uno dei quali è garantire l'integrità del segnale e velocità di trasferimento dati ad alta velocità, che sono fondamentali per PCB ad alta frequenza. Vale la pena ricordare che la perforazione posteriore del PCB può risolvere efficacemente questo problema. In questo articolo, miriamo a darvi una panoramica completa della tecnica di perforazione posteriore, coprendone la definizione, benefici, il processo passo dopo passo, e così via. Let’s just dive right in…

Che cos'è la perforazione posteriore del PCB?

Il processo di perforazione posteriore del PCB, detta anche perforazione a profondità controllata, comporta la rimozione dello stub nei PCB multistrato per creare via. Lo scopo del back drilling è quello di facilitare il flusso dei segnali tra i diversi strati della scheda senza interferenze da stub indesiderati.

When to Use Back Drilling?

It is generally recommended to consider adding the technique when the circuit track on the PCB board with a frequency range between 1GHz and 3GHz . però, la progettazione di collegamenti di interconnessione ad alta velocità è un compito complesso di ingegneria dei sistemi, e dovrebbero essere considerati anche altri fattori come la capacità di pilotaggio del chip e la lunghezza dei collegamenti di interconnessione. Perciò, la simulazione del collegamento di interconnessione del sistema è l'approccio più affidabile per determinare se il backdrilling è necessario o meno.

PCB Back Drilling Example

Fornire una spiegazione più chiara del processo di back drilling, consideriamo un esempio. Supponiamo che ci sia un 12-PCB a strati con un foro passante che collega il primo e il dodicesimo strato. L'obiettivo è collegare solo il primo strato al nono strato, mantenendo scollegati i livelli dal 10° al 12°. però, the unconnected layers create “stubs” that can interfere with the signal path, con conseguenti problemi di integrità del segnale. La perforazione posteriore comporta la perforazione di questi stub dal retro della scheda per migliorare la trasmissione del segnale.

Why Is Back Drilling Needed in PCB Fabrication?

• La perforazione posteriore aiuta a ridurre l'attenuazione del segnale, garantendo un segnale più forte e affidabile. Inoltre, questa tecnica aiuta a ridurre al minimo l'impatto degli stub sull'adattamento dell'impedenza, che a sua volta riduce le radiazioni EMI/EMC.
• Il back drilling è anche un modo efficace per prevenire problemi di distorsione del segnale. Gli stub Via sono noti per causare jitter deterministico, che può derivare dalla diafonia del segnale, EMI, e rumore. Rimuovendo questi stub, Il back drilling può aiutare a eliminare le fonti del jitter deterministico, migliorare la qualità del segnale e prevenire problemi di distorsione del segnale.
• La perforazione posteriore aiuta a ridurre al minimo la diafonia tra le vie.
• Implementando la perforazione posteriore, il jitter deterministico nel segnale può essere ridotto, che può comportare una diminuzione del totale tasso di errore di bit (BER)del segnale.
• Eccitazione ridotta dei modi di risonanza. l
• Riduci al minimo l'utilizzo di vie sepolte e cieche per semplificare la produzione di PCB.
• Impatto minimo su design e layout.
• Larghezza di banda del canale estesa;
• È possibile ottenere costi inferiori rispetto alle laminazioni sequenziali.

How Back Drilling Works?

Ci sono 5 key steps involved during the PCB back drilling process, below is a detailed breakdown of each step:

Passo 1: Initial Drilling

Primo, drill a plated through-holes (PTH) to create electrical connection among different layers of the board. Then plate the hole with copper to achieve conductivity between the required layers.

Passo 2: Identification of Via Stubs

Analyze the PCB design and determine whether vias contain a stub that is not needed. Such subs would affect the signal integrity and cause the signal degradation.

Passo 3: Back Drilling Setup

Before start the back drilling, it’s critical to setup a CNC drilling machine to ensure precise control. Inoltre, the selection of drill bit also matters. It should slightly larger than the hole diameter, usually 0.1-0.2mm.

Passo 4: Back Drilling Process

In questo passaggio, PCB would be fixed into the CNC machine firmly, and the machine drills from the opposite side of the board. This process can remove the excess stub portion of the via without damaging the surrounding structure.

Passo 5: Cleaning and Inspection

Once the back drilling is done, the PCB should be cleaned to remove residual debris, such as drill chips or copper particles. Finalmente, check the back-drilled holes to verify if they are drilled with correct depth and diameter.

Superiore 6 Suggerimenti di progettazione per la perforazione posteriore di PCB

1. Per garantire una corretta perforazione posteriore, è necessario fornire al produttore della scheda PCB file di output separati contenenti gli strati back-drill, insieme alle specifiche che descrivono in dettaglio quali strati richiedono la perforazione posteriore corrispondente.
2. Il diametro dei fori posteriori dovrebbe essere almeno 0,2 mm più grande del diametro dei primi fori, e la distanza tra la perforazione posteriore attraverso lo strato e la traccia deve essere di 0,35 mm per la prima perforazione e di 0,2 mm per la perforazione posteriore.
3. Durante la progettazione dello stack di PCB, lo spessore del dielettrico dovrebbe essere considerato per evitare di perforare tracce che non dovrebbero essere perforate. Se è richiesta la perforazione per uno strato specifico (such as layer “L”), the dielectric thickness between the adjacent layers that do not require drilling and layer “L” should be at least 0.2mm.
4. To optimize the back drilling process, è importante ridurre al minimo il numero di via stub ed evitare i blind via.
5. Il posizionamento di vie in aree meno critiche e il mantenimento di una distanza minima tra i fori posteriori e le tracce del segnale possono anche aiutare a prevenire la riflessione del segnale e altri problemi.
6. Mantenere piccoli i diametri dei fori posteriori è importante per evitare di danneggiare tracce e piani laterali al foro del tabellone.

Sfide del processo di perforazione posteriore

• Controllo della profondità di foratura posteriore
  Il controllo della profondità della perforazione posteriore è essenziale per l'elaborazione accurata di fori ciechi. La tolleranza della profondità di foratura posteriore è principalmente influenzata dalla precisione dell'attrezzatura di foratura posteriore e dalla tolleranza dello spessore medio. però, fattori esterni come la resistenza del trapano, angolo della punta del trapano, effetto di contatto tra il pannello di copertura e l'unità di misurazione, e la deformazione della tavola può anche influire sulla precisione della perforazione posteriore. Durante la produzione, è importante selezionare materiali e metodi di perforazione appropriati per ottenere i migliori risultati e controllare l'accuratezza della perforazione posteriore. Controllando attentamente la profondità della perforazione posteriore, i progettisti possono garantire una trasmissione del segnale di alta qualità e prevenire problemi di integrità del segnale.
• Controllo della precisione della foratura posteriore
  Il controllo accurato del back drilling è fondamentale per il controllo di qualità del PCB nei processi successivi. La perforazione posteriore comporta una perforazione secondaria basata sul diametro del foro della punta primaria, e la precisione della perforazione secondaria è fondamentale. Diversi fattori, compresa l'espansione e la contrazione della scheda, precisione dell'attrezzatura, e metodi di perforazione, può influenzare la precisione della coincidenza di perforazione secondaria. Perciò, è importante garantire un controllo preciso del processo di back drilling per ridurre al minimo gli errori e garantire una trasmissione e un'integrità ottimali del segnale.

Conclusione

Come metodo importante per garantire l'integrità del segnale PCB, la perforazione posteriore è ampiamente utilizzata nel Processo di produzione di PCB. Spero che tu possa comprendere e utilizzare meglio questa tecnologia dopo aver letto questo blog. Se hai altre domande, puoi contatto noi e parla con uno dei nostri esperti. In qualità di produttore leader di PCB in Cina, La tecnologia MOKO ha tutto il PCB ecompetenze e abilità necessarie per aiutarti.