Perforación en profundidad controlada en la fabricación de PCB: perforación trasera ¿Qué es la perforación trasera en PCB?

La retroperforación en tableros de cableado impresos de múltiples capas es el procedimiento de quitar el trozo para producir vías, lo que permite que las señales se muevan de una capa del tablero a la siguiente. (Los trozos crearán reflexión, dispersión, retraso y otros problemas durante la transmisión de la señal, lo que hará que la señal se distorsione). Perforar a una profundidad controlada requiere una habilidad compleja. Hacer placas de circuitos multicapa, como placas de 12 capas, requiere conectando la primera capa con la novena capa. Normalmente, perforamos agujeros pasantes sólo una vez antes de recubrir las vías pasantes. Por lo tanto, el primer piso y el piso 12 están inmediatamente conectados. En realidad, el primer piso sólo necesita estar conectado con el noveno piso. Como no hay cables que unan los niveles 10 al 12, se parecen a pilares. Esta columna tiene un impacto en la ruta de la señal y puede comprometer la integridad de la señal de comunicación. Por lo tanto, se perforó un orificio secundario en el lado opuesto de la columna adicional (conocido como STUB en la industria).

Como resultado, se conoce como perforación inversa; sin embargo, generalmente es menos limpia que la perforación porque el siguiente paso electrolizará algo de cobre y la punta de la broca también está afilada. Por tanto, dejaremos un punto muy pequeño; la longitud de este STUB restante se conoce como valor B y normalmente oscila entre 50 y 150 UM.

Tecnología de PCB con perforación posterior

Debido a la necesidad de reducir la pérdida de señal para aplicaciones de alta frecuencia, se requiere un orificio pasante que conecte las capas para que la señal fluya a medida que pasa de una a otra. Se recomienda retirar el exceso de cobre de este orificio para esta aplicación porque funciona como antena y afecta la transmisión si la señal va a fluir de la capa uno a la capa dos en una placa de 20 capas, por ejemplo.

Para obtener una mayor estabilidad de la señal, perforamos el "exceso" de cobre en el pozo mediante retroperforación (profundidad controlada en el eje z). El resultado ideal es que el trozo (o el “sobrante” de cobre) sea lo más corto posible. Normalmente, el tamaño de la broca posterior debe ser 0,2 mm mayor que la vía correspondiente.

ElEl proceso de backdrill elimina los trozosde orificios pasantes chapados (vías). Los talones son innecesarios /porciones no utilizadas de vías, que se extienden más allá de la última capa interior conectada.
Los talones pueden conducir areflexiones, así comoperturbaciones de capacidad, inductividad e impedancia. Estos errores de discontinuidad se vuelven críticos al aumentar la velocidad de propagación.
Planos posterioresy las placas de circuito impreso gruesas en particular, pueden soportarperturbaciones significativas de la integridad de la señala través de talones. Para PCB de alta frecuencia(por ejemplo, con control de impedancia), la aplicación de backdrilling, así como la aplicación devias ciegas y enterradas, puede ser parte de la solución.
El backdrill se puede aplicar acualquier tipo de placa de circuitodonde los stubs causan degradación de la integridad de la señal, con consideraciones mínimas de diseño y disposición. Por el contrario, cuando se utilizan vías ciegas, se debe tener en cuenta la relación de aspecto.

Características de la perforación posterior de PCB

Ventajas de la perforación trasera

● Reducir la interferencia de ruido y la fluctuación determinista;

● Mejorar la integridad de la señal;

● Reducción del espesor local;

● Reducir el uso de vías enterradas y ciegas y reducir la dificultad de la producción de PCB;

● Menor tasa de error de bits (BER);

● Menos atenuación de señal con adaptación de impedancia mejorada;

● Impacto mínimo en el diseño y la distribución;

● Mayor ancho de banda del canal;

● Mayores velocidades de datos;

● menores emisiones EMI/EMC desde el extremo del manguito;

● Excitación reducida de los modos de resonancia;

● Reducción de la diafonía vía a vía;

● Menores costos que las laminaciones secuenciales.

Desventaja de la perforación trasera

Las señales altas con frecuencia tienen problemas que podrían estar relacionados con apéndices a través de subutilizados. Echemos un vistazo más de cerca a algunos de los problemas con los talones.

Jitter determinista: 
Ambos relojes están sincronizados y la cantidad de error de tiempo se conoce como fluctuación. Un jitter disuasivo es lo que se conoce como una modificación temporal regular (es decir, limitada).

Atenuación de la señal:
Cuando un sonido se atenúa, su intensidad disminuye y el pulso se vuelve más débil.

Radiación de EMI:

Se puede utilizar un trozo de vía como antena, irradiando EMI.

Características generales 

● En su mayoría son tablas rígidas en la parte trasera;

● Normalmente se utiliza en 8 capas o más;

● El espesor del tablero es superior a 2,5 mm;

● El tamaño mínimo de sujeción es de 0,3 mm;

● El backdrill es 0,2 mm más grande que las vías;

● Tolerancia de profundidad de perforación +/-0,05 mm.

¿Qué tipo de PCB necesita perforación posterior?

Normalmente, los orificios de la placa PCB se perforan a través de la placa (de arriba a abajo). Si la traza que conecta los orificios de vía está cerca de la capa superior (o capa inferior), se producirá una bifurcación del trozo en el orificio de vía del enlace de interconexión de PCB, lo que afectará la calidad de la señal y provocará reflejos. Las señales que viajan a un ritmo más rápido se ven más afectadas por este efecto.

Para adquirir una alta calidad de transmisión de señal, generalmente se entiende que se debe considerar que la pista del circuito en la placa PCB con sus señales a una velocidad de aproximadamente 1 Gbps incluye un diseño de perforación posterior. Por supuesto, diseñar líneas de conectividad de alta velocidad requiere ingeniería de sistemas y no es tan sencillo como parece. Si los enlaces de interconexión del sistema no son demasiado largos o la capacidad de accionamiento del chip es lo suficientemente fuerte, la calidad de la señal puede ser impecable sin necesidad de retroperforación. Por lo tanto, la simulación del enlace de interconexión del sistema es el método más preciso para determinar si se requiere o no una perforación posterior.

Es posible que sepa que, además de utilizar la tecnología de perforación inversa, también se pueden emplear varios métodos de construcción para reducir u optimizar la longitud del trozo. Estos incluyen diferentes disposiciones de apilamiento, donde las trazas de las pistas del circuito se desplazan a capas más cercanas al final del trozo de vía, orificios de vía (microvías) perforados con láser o vías ciegas y enterradas. Además, como se emplean otros métodos para reducir la reflexión de la señal en placas de alta frecuencia (superiores a 3 GHz), no se requiere retroperforación.

Sin embargo, estos enfoques no siempre son prácticos desde el punto de vista de las instalaciones de fabricación y de los costos para reducir la pérdida de señal en muchos PCB o placas posteriores/planos medios de alta densidad. Por lo tanto, la única opción práctica es perforar hacia atrás el trozo de vía. Cuando los orificios de vía ciegos no son una opción, la perforación posterior se vuelve imprescindible para placas de alta frecuencia (más de 1 GHz dentro de 3 GHz).

Y dado que la PCB tiene tantas capas, algunos orificios no pueden diseñarse como orificios ciegos (por ejemplo, en una PCB de 16 capas, algunos orificios pasantes deben conectarse a las capas 1 a 10 y otro orificio pasante debe conectarse a las capas 7 a 16; Este diseño no es adecuado para agujeros ciegos, pero sí para taladrado posterior).

¿Cómo realizar la perforación posterior de PCB?

El proceso de perforación trasera

1. Para localizar el primer orificio de perforación, utilice el orificio de posicionamiento en la PCB que se proporciona.

2.Antes del revestimiento, utilice una membrana seca para sellar el orificio de posición.

3.Espolvoree el orificio con cobre para crear un circuito guía.

4.Cree un gráfico exterior en la PCB.

5.Después de crear un patrón de capa exterior, la placa gráfica se ejecutará en la PCB. Antes de este proceso, es fundamental sellar el orificio de colocación con una membrana seca antes de comenzar este proceso.

6.Utilice los orificios de colocación de la primera perforación para alinear la perforación posterior, luego use la broca para perforar los orificios galvanizados que requieren este procedimiento.

7.Después de la perforación final, es necesario limpiar la tabla para eliminar posibles restos de taladros.

8. Después de validar la placa y mejorar la integridad de la señal, preste mucha atención a si la operación de perforación se está realizando de manera adecuada.

Pruebe los ejercicios traseros 

Una vez finalizado el fresado debemos asegurarnos de que los taladros traseros se han configurado correctamente. Para validar esto, active todas las capas. Verás que el borde de las vías tiene dos colores. La primera capa o la capa inicial se muestra en rojo, mientras que la capa final se muestra en azul. Es sencillo distinguir las vías retroperforadas de las otras vías. Sólo las vías perforadas en la parte posterior son visibles con dos colores.

Haga clic en Drill Table después de seleccionar la ubicación en el menú principal para saber cuántos Vias, PTH y otros trolls se han realizado.

Dificultades técnicas del proceso de perforación trasera.

1.Control de profundidad de perforación trasera
Para un procesamiento preciso de vías ciegas, el control de la profundidad de la perforación trasera es crucial. La tolerancia de la profundidad de la perforación posterior está influenciada en gran medida por la precisión del equipo de perforación posterior y la tolerancia del espesor medio. Sin embargo, la precisión de la perforación posterior también puede verse afectada por variables externas como la resistencia de la perforación, el ángulo de la punta de la broca, el efecto de contacto entre la placa de cubierta y el dispositivo de medición y la deformación de la placa. Para obtener los mejores resultados y gestionar la precisión de la perforación inversa, es fundamental elegir los materiales y las técnicas de perforación adecuados durante la producción. Los diseñadores pueden garantizar una transmisión de señal de alta calidad y evitar problemas de integridad de la señal gestionando meticulosamente la profundidad de la perforación posterior.

2.Control de precisión de perforación trasera
Un control preciso de la perforación inversa es crucial para el control de calidad de PCB en procesos posteriores. La perforación inversa implica una perforación secundaria basada en el diámetro del orificio de la broca inicial, y la precisión de la perforación secundaria es crucial. La precisión de la coincidencia de perforación secundaria puede verse afectada por una serie de variables, como la expansión y contracción de la placa, la precisión de la máquina y las técnicas de perforación. Es esencial asegurarse de que el procedimiento de perforación inversa sea una perforación controlada con precisión para minimizar errores y mantener una transmisión e integridad de señal ideales.

El paso más importante y desafiante es la perforación, porque incluso un pequeño error puede provocar daños importantes. Antes de realizar un pedido, debe considerar las habilidades del fabricante de PCB. Richfulljoy ofrece placas perforadas hacia atrás a precios asequibles y se especializa en el ensamblaje de prototipos de PCB. Nuestros beneficios incluyen tiempos de entrega rápidos y alta confiabilidad. Richfulljoy, un conocido fabricante de PCB en China, tiene todo el conocimiento y las habilidades necesarios para ayudarlo. Si tiene alguna sugerencia para un ensamblaje o prototipo de PCB, contáctenos: mkt-2@rich-pcb.com