Projektowanie i produkcja płytek drukowanych wiąże się z wieloma wyzwaniami, jednym z nich jest zapewnienie integralności sygnału i szybkości przesyłania danych z dużą szybkością, dla których są krytyczne PCB wysokiej częstotliwości. Warto wspomnieć, że wiercenie wsteczne PCB może skutecznie rozwiązać ten problem. W tym artykule, naszym celem jest przedstawienie dokładnego przeglądu techniki wiercenia wstecznego, obejmuje jego definicję, korzyści, proces krok po kroku, i tak dalej. Let’s just dive right in…
Co to jest wiercenie wsteczne PCB?
Proces wiercenia wstecznego PCB, określane również jako wiercenie z kontrolowaną głębokością, polega na usunięciu końcówki w wielowarstwowych płytkach drukowanych w celu utworzenia przelotek. Celem wiercenia wstecznego jest ułatwienie przepływu sygnałów między różnymi warstwami płytki bez zakłóceń ze strony niepożądanych końcówek.
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 . jednak, projektowanie szybkich łączy międzysystemowych jest złożonym zadaniem inżynierii systemowej, należy również wziąć pod uwagę inne czynniki, takie jak zdolność napędu chipa i długość łączy międzysieciowych. W związku z tym, symulacja połączeń międzysystemowych jest najbardziej niezawodnym podejściem do określenia, czy wymagane jest odwierty wsteczne, czy nie.
PCB Back Drilling Example
Aby zapewnić jaśniejsze wyjaśnienie procesu wiercenia wstecznego, rozważmy przykład. Załóżmy, że istnieje 12-warstwa PCB z otworem przelotowym łączącym pierwszą i dwunastą warstwę. Celem jest połączenie tylko pierwszej warstwy z 9. warstwą, utrzymując warstwy od 10 do 12 niepołączone. jednak, niepołączone warstwy tworzą “odcinki” które mogą zakłócać ścieżkę sygnału, powodując problemy z integralnością sygnału. Wiercenie od tyłu polega na wywierceniu tych wypustek z tylnej strony płytki w celu poprawy transmisji sygnału.
Why Is Back Drilling Needed in PCB Fabrication?
- Wiercenie wsteczne pomaga zmniejszyć tłumienie sygnału, zapewniając silniejszy i bardziej niezawodny sygnał. dodatkowo, ta technika pomaga zminimalizować wpływ odgałęzień na dopasowanie impedancji, co z kolei zmniejsza promieniowanie EMI/EMC.
- Wiercenie wsteczne jest również skutecznym sposobem zapobiegania problemom zniekształceń sygnału. Odgałęzienia przelotek są dobrze znane z powodowania deterministycznego jittera, co może wynikać z przesłuchu sygnału, EMI, i hałas. Usuwając te stuki, wiercenie wsteczne może pomóc w wyeliminowaniu źródeł deterministycznego jittera, poprawia jakość sygnału i zapobiega problemom zniekształceń sygnału.
- Wiercenie wsteczne pomaga zminimalizować przesłuch między przelotkami.
- Wdrażając wiercenie wsteczne, można zredukować deterministyczny jitter w sygnale, co może skutkować ogólnym spadkiem bitowa stopa błędu (BER)sygnału.
- Zmniejszone wzbudzenie modów rezonansowych. l
- Zminimalizuj użycie zakopanych i ślepych przelotek, aby uprościć produkcję PCB.
- Minimalny wpływ na projekt i układ.
- Rozszerzona przepustowość kanału;
- Można osiągnąć niższe koszty w porównaniu do laminowania sekwencyjnego.
How Back Drilling Works?
Tam są 5 key steps involved during the PCB back drilling process, below is a detailed breakdown of each step:
Krok 1: Initial Drilling
Pierwszy, 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.
Krok 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.
Krok 3: Back Drilling Setup
Before start the back drilling, it’s critical to setup a CNC drilling machine to ensure precise control. dodatkowo, the selection of drill bit also matters. It should slightly larger than the hole diameter, usually 0.1-0.2mm.
Krok 4: Back Drilling Process
W tym kroku, 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.
Krok 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. Wreszcie, check the back-drilled holes to verify if they are drilled with correct depth and diameter.
Top 6 Wskazówki projektowe dotyczące wiercenia wstecznego PCB
- Aby zapewnić prawidłowe wiercenie wsteczne, konieczne jest dostarczenie producentowi płytki PCB osobnych plików wyjściowych zawierających warstwy back-drill, wraz ze specyfikacjami wyszczególniającymi, które warstwy wymagają odpowiedniego nawiercenia wstecznego.
- Średnica tylnych otworów powinna być co najmniej o 0,2 mm większa niż średnica pierwszych otworów, a odległość między tylnym wierceniem przez warstwę a śladem powinna wynosić 0,35 mm dla pierwszego wiertła i 0,2 mm dla tylnego wiercenia.
- Podczas projektowania stosu PCB, należy wziąć pod uwagę grubość dielektryka, aby uniknąć wiercenia w ścieżkach, które nie powinny być wiercone. Jeśli wymagane jest wiercenie dla określonej warstwy (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.
- To optimize the back drilling process, ważne jest, aby zminimalizować liczbę przelotek i unikać ślepych przelotek.
- Umieszczanie przelotek w mniej krytycznych obszarach i utrzymywanie minimalnej odległości między tylnymi otworami a ścieżkami sygnału może również pomóc w zapobieganiu odbiciom sygnału i innym problemom.
- Utrzymywanie małych średnic otworów wiertniczych jest ważne, aby uniknąć uszkodzenia śladów i płaszczyzn bocznych do otworu w tablicy.
Wyzwania procesu wiercenia wstecznego
- Kontrola głębokości wiercenia wstecznego
Kontrolowanie głębokości wiercenia wstecznego jest niezbędne do dokładnego przetwarzania ślepych przelotek. Na tolerancję głębokości wiercenia wstecznego wpływa głównie dokładność sprzętu do wiercenia wstecznego i tolerancja średniej grubości. jednak, czynniki zewnętrzne, takie jak opór wiertła, kąt końcówki wiertła, efekt kontaktu między płytą pokrywy a jednostką pomiarową, a wypaczenie płyty może również wpływać na dokładność wiercenia wstecznego. Podczas produkcji, ważne jest, aby wybrać odpowiednie materiały i metody wiercenia, aby osiągnąć najlepsze wyniki i kontrolować dokładność wiercenia wstecznego. Ostrożnie kontrolując głębokość wiercenia wstecznego, projektanci mogą zapewnić wysoką jakość transmisji sygnału i zapobiegać problemom z integralnością sygnału. - Kontrola dokładności wiercenia wstecznego
Dokładna kontrola wierceń wstecznych ma kluczowe znaczenie dla kontroli jakości PCB w kolejnych procesach. Wiercenie wsteczne obejmuje wiercenie wtórne w oparciu o średnicę otworu wiertła głównego, a dokładność wiercenia wtórnego jest krytyczna. Kilka czynników, w tym rozszerzanie i kurczenie się płyty, dokładność sprzętu, i metody wiercenia, może wpływać na dokładność koincydencji wiercenia wtórnego. W związku z tym, ważne jest, aby zapewnić precyzyjną kontrolę procesu wiercenia wstecznego, aby zminimalizować błędy i zapewnić optymalną transmisję i integralność sygnału.
Wniosek
Jako ważna metoda zapewnienia integralności sygnału PCB, wiercenie wsteczne jest szeroko stosowane w Proces produkcji PCB. Mam nadzieję, że po przeczytaniu tego bloga lepiej zrozumiesz i wykorzystasz tę technologię. Jeśli masz inne pytania, możesz kontakt nas i porozmawiaj z jednym z naszych ekspertów. Jako wiodący producent PCB w Chinach, MOKO Technology ma całą płytkę drukowaną miwiedzę i umiejętności potrzebne, aby Ci pomóc.
