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Analyse der Back Drilling-Technologie im Hochgeschwindigkeits-PCB-Design
08.04.2024 17:37:03
Warum müssen wir ein Backdrill-Design durchführen?
Erstens sind die Komponenten einer Hochgeschwindigkeits-Verbindungsverbindung:
① Senden des Endchips (Verpackung und Leiterplatte über)
② Verkabelung der Subkarten-Leiterplatte
③ Subkartenanschluss
④ Verkabelung der Rückwandplatine
⑤ Gegenüberliegender Subkartenanschluss
⑥ Verkabelung der Platine auf der gegenüberliegenden Seite der Subkarte
⑦ AC-Kopplungskapazität
⑧ Empfängerchip (Gehäuse und PCB-Via)
Die Hochgeschwindigkeits-Signalverbindungsverbindung elektronischer Produkte ist relativ komplex, und Probleme mit der Impedanzfehlanpassung treten normalerweise an verschiedenen Verbindungspunkten der Komponenten auf, was zu einer Signalemission führt.
Häufige Impedanz-Diskontinuitätspunkte in Hochgeschwindigkeits-Verbindungsverbindungen:
(1) Chip-Verpackung: Normalerweise ist die Breite der Leiterplattenverdrahtung innerhalb des Chip-Verpackungssubstrats viel schmaler als die einer normalen Leiterplatte, was die Impedanzkontrolle erschwert;
(2) PCB-Durchkontaktierungen: PCB-Durchkontaktierungen sind in der Regel kapazitive Effekte mit niedriger charakteristischer Impedanz und sollten im PCB-Design am stärksten fokussiert und optimiert sein;
(3) Steckverbinder: Das Design der Kupferverbindung im Steckverbinder wird sowohl von der mechanischen Zuverlässigkeit als auch von der elektrischen Leistung beeinflusst. Daher sollte ein Gleichgewicht zwischen beiden angestrebt werden.
Die PCB-Durchkontaktierung ist in der Regel als Durchgangsloch (von der oberen Oberfläche bis zur unteren Schicht) ausgelegt. Wenn die PCB-Leitung, die die Durchkontaktierung verbindet, näher an der obersten Schicht verlegt wird, entsteht an der Durchkontaktierung der PCB-Verbindungsverbindung eine „Stub“-Verzweigung, die zu Signalreflexionen führt und die Signalqualität beeinträchtigt. Dieser Einfluss wirkt sich bei Signalen bei höheren Geschwindigkeiten stärker aus.
Einführung in Backdrill-Verarbeitungsmethoden
Bei der Back-Bohring-Technologie handelt es sich um die Verwendung von Tiefenkontrollbohrverfahren, bei denen ein sekundäres Bohrverfahren zum Ausbohren der Stub-Lochwände von Steckverbindern oder Signaldurchkontakten verwendet wird.
Wie in der Abbildung unten gezeigt, wird nach der Bildung des Durchgangslochs der überschüssige Stutzen des Leiterplatten-Durchgangslochs durch sekundäres Bohren von der „Rückseite“ entfernt. Natürlich sollte der Durchmesser des Hinterbohrers größer sein als die Durchgangslochgröße, und die Tiefentoleranz des Bohrvorgangs sollte auf dem Grundsatz basieren, „die Verbindung zwischen dem PCB-Loch und der Verkabelung nicht zu beschädigen“, um sicherzustellen dass „die verbleibende Stublänge so gering wie möglich ist“, was als „Tiefenkontrollbohren“ bezeichnet wird.
Schematische Darstellung des BackDrill-Durchgangsabschnitts
Das Obige ist ein schematisches Diagramm des BackDrill-Durchgangsabschnitts. Die linke Seite ist ein normales Signaldurchgangsloch, auf der rechten Seite ist ein schematisches Diagramm des Durchgangslochs nach BackDrill zu sehen, das das Bohren von der unteren Schicht bis zur Signalschicht zeigt, wo sich die Leiterbahn befindet.
Durch die Rückbohrtechnik kann der durch Lochwandstümpfe verursachte parasitäre Kapazitätseffekt beseitigt werden, wodurch die Konsistenz zwischen der Verdrahtung und der Impedanz am Durchgangsloch in der Kanalverbindung sichergestellt, die Signalreflexion reduziert und somit die Signalqualität verbessert wird.
Backdrill ist derzeit die kostengünstigste Technologie, die sich am effektivsten zur Verbesserung der Kanalübertragungsleistung eignet. Der Einsatz der Back-Bohring-Technologie wird die Kosten der Leiterplattenproduktion bis zu einem gewissen Grad erhöhen.
Klassifizierung des Hinterbohrens einzelner Platinen
Beim Hinterbohren gibt es zwei Arten: einseitiges Hinterbohren und doppelseitiges Hinterbohren.
Einseitiges Bohren kann in Rückwärtsbohren von der Ober- oder Unterseite her unterteilt werden. Das PIN-Loch des Steckerstifts des Steckverbinders kann nur von der Seite aus hinterbohrt werden, die der Fläche gegenüberliegt, auf der sich der Anschluss befindet. Wenn Hochgeschwindigkeits-Signalsteckverbinder sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite der Leiterplatte angeordnet sind, ist ein beidseitiges Hinterbohren erforderlich.
Vorteile des Hinterbohrens
1) Lärmstörungen reduzieren;
2) Verbesserung der Signalintegrität;
3) Die lokale Plattendicke nimmt ab;
4) Reduzieren Sie die Verwendung von vergrabenen/blinden Durchkontaktierungen, um die Schwierigkeit der PCB-Produktion zu verringern.
Welche Rolle spielt das Rückbohren?
Die Funktion des Hinterbohrens besteht darin, Durchgangslochabschnitte auszubohren, die keine Verbindungs- oder Übertragungsfunktion haben, um Reflexionen, Streuungen, Verzögerungen usw. bei der Hochgeschwindigkeitssignalübertragung zu vermeiden.
Hinterbohrvorgang
A. Auf der Leiterplatte befinden sich Positionierungslöcher, die für die erste Bohrpositionierung und das erste Lochbohren der Leiterplatte verwendet werden.
B. Galvanisieren Sie die Leiterplatte nach dem Bohren des ersten Lochs und versiegeln Sie das Positionierungsloch vor dem Galvanisieren mit einem Trockenfilm.
C. Erstellen Sie ein äußeres Muster auf der galvanisierten Leiterplatte.
D. Führen Sie nach der Bildung des Außenschichtmusters eine Mustergalvanisierung auf der Leiterplatte durch.
e. Verwenden Sie für die Positionierung des Rückbohrens das Positionierungsloch, das beim ersten Bohren verwendet wurde, und verwenden Sie für das Rückbohren eine Bohrklinge.
F. Spülen Sie das hintere Bohrloch mit Wasser aus, um eventuell darin verbliebene Bohrrückstände zu entfernen.