קידוח עומק מבוקר בייצור PCB: קידוח אחורי מה זה קידוח אחורי ב-PCB?

קידוח אחורי בלוחות חיווט מודפסים רב-שכבתיים הוא הליך של הסרת הבדל כדי לייצר דרך, מה שמאפשר לאותות לעבור משכבה אחת של הלוח לאחרת. (השבבים ייצרו השתקפות, פיזור, השהייה ובעיות אחרות במהלך שידור האות, שיגרמו לעיוות האות.) קידוח בעומק מבוקר דורש מיומנות מורכבת. יצירת לוחות מעגלים רב-שכבתיים, לוחות 12 שכבות כאלה, דורשת מיומנות מורכבת. חיבור השכבה הראשונה לשכבה התשיעית. בדרך כלל, אנו קודחים דרך חורים פעם אחת בלבד לפני ציפוי הצינורות. הקומה הראשונה והקומה ה-12 מחוברות לפיכך מיד. למעשה, הקומה הראשונה רק צריכה להיות מחוברת לקומה התשיעית. מכיוון שאין חוטים המקשרים בין הרמות ה-10 ל-12, הם דומים לעמודים. לעמודה זו יש השפעה על נתיב האות ועלולה לסכן את שלמות האות של אות התקשורת. לכן, חור משני נשעמם מהצד הנגדי של העמוד הנוסף (המכונה STUB בתעשייה).

כתוצאה מכך, זה ידוע כקידוח אחורי, אולם הוא בדרך כלל פחות נקי מקידוח מכיוון שהשלב הבא יבצע אלקטרוליזה של מעט נחושת וקצה המקדחה גם הוא חד. לכן נשאיר נקודה קטנה מאוד; אורכו של STUB שנותר זה ידוע כערך B, והוא בדרך כלל נע בין 50 ל-150 UM.

טכנולוגיית PCB לקידוח לאחור

בשל הצורך להפחית את אובדן האות עבור יישומים בתדר גבוה, נדרש חור דרך המחבר את השכבות כדי שהאות יזרום דרכו כשהוא עובר מאחת לשניה. מומלץ להסיר את עודפי הנחושת מהחור הזה עבור יישום זה מכיוון שהוא פועל כאנטנה ומשפיע על השידור אם האות אמור לזרום משכבה אחת לשכבה שתיים בלוח של 20 שכבות, למשל.

על מנת להשיג יציבות אות גדולה יותר, אנו קודחים את הנחושת ה"עודפת" בחור באמצעות קידוח אחורי (עומק מבוקר בציר z). התוצאה האידיאלית היא שהבדל (או "עודף" הנחושת) יהיה קצר ככל האפשר. בדרך כלל, גודל הקידוח האחורי צריך להיות גדול ב-0.2 מ"מ מהדרך המקבילה.

התהליך תרגיל אחורי מסיר בדלמחורים מצופים דרך (viaas). בדלונים הם המיותר /חלקים לא בשימוש של דרך, הנמשכים רחוק יותר מהשכבה הפנימית האחרונה המחוברת.
בדל יכול להוביל להשתקפויות, כמו גםהפרעות של קיבולת, אינדוקטיביות ועכבה. שגיאות אי המשכיות זו הופכות קריטיות עם מהירות ההתפשטות הגוברת.
מטוסים אחורייםומעגלים מודפסים עבים במיוחד, יכולים להחזיק מעמדהפרעות משמעותיות בשלמות האותדרך בלמים. עֲבוּר PCB בתדר גבוה(למשל עם בקרת עכבה), היישום של קידוח אחורי, כמו גם היישום שלויאס עיוור וקבור, יכול להיות חלק מהפתרון.
ניתן ליישם מקדחה אחוריתכל סוג של לוח מעגליםהיכן שסתומים גורמים לפגיעה בשלמות האות, עם שיקולי עיצוב ופריסה מינימליים. לעומת זאת, בעת שימוש ב-vias עיוורים, יש לזכור את יחס הגובה-רוחב.

תכונות של קידוח גב PCB

יתרונות הקידוח האחורי

● הפחתת הפרעות רעש וריצוד דטרמיניסטי;

● שפר את שלמות האות;

● הפחתת עובי מקומי;

● להפחית את השימוש ב-vias קבורים ועיוורים ולהפחית את הקושי בייצור PCB;

● שיעור שגיאות סיביות נמוך יותר (BER);

● פחות הנחתה של האות עם התאמת עכבה משופרת;

● השפעת עיצוב ופריסה מינימלית;

● הגדלת רוחב הפס של הערוצים;

● קצבי נתונים מוגברים;

● ירידה בפליטות EMI/EMC מקצה העץ;

● עירור מופחת של מצבי תהודה;

● צמצום דיבור דרך לדרך;

● עלויות נמוכות יותר מאשר למינציות עוקבות.

חסרון של קידוח אחורי

לאותות גבוהים יש לעתים קרובות בעיות שעלולות להיות קשורות לחוסר ניצול באמצעות סתימות. בואו נסתכל מקרוב על כמה מהבעיות עם הסטבים.

ריצוד דטרמיניסטי: 
שני השעונים מתזמנים, וכמות שגיאת הזמן מכונה ריצוד. ריצוד מרתיע הוא מה שמכונה שינוי זמני רגיל (כלומר, מוגבל).

הנחתה של האות:
כאשר צליל מוחלש, עוצמתו פוחתת והדופק נחלש.

קרינה מ-EMI:

בדל דרך יכול לשמש כאנטנה, המקרין EMI.

מאפיינים כלליים 

● בעיקר לוחות קשיחים בגב;

● משמש בדרך כלל על 8 שכבות ומעלה;

● עובי הלוח הוא מעל 2.5 מ"מ;

● גודל אחיזה מינימלי הוא 0.3 מ"מ;

● מקדחה אחורית גדולה ב-0.2 מ"מ מהצינורות;

● סובלנות של עומק קידוח אחורי+/-0.05 מ"מ.

איזה סוג של PCB צריך קידוח לאחור?

בדרך כלל, חורי לוח ה-PCB נקדחים דרך הלוח (מלמעלה למטה). אם העקיבה המחברת את חורי המעבר קרובה לשכבה העליונה (או לשכבה התחתונה), היא תגרום להסתעפות בדל בחור המעבר של קישור ה-PCB, מה שישפיע על איכות האות ויגרום להחזרות. אותות הנוסעים בקצב מהיר יותר מושפעים יותר מהאפקט הזה.

על מנת להשיג איכות גבוהה של העברת אותות, מובן בדרך כלל שיש להתייחס למסלול המעגל על ​​לוח ה-PCB עם האותות שלו בקצב של כ-1Gbps כדי לכלול תכנון אחורי. כמובן, תכנון קווי קישוריות מהירים דורש הנדסת מערכת ואינו פשוט כפי שהוא עשוי להיראות. אם קישורי החיבור בין המערכת אינם ארוכים מדי או יכולת ההנעה של השבב חזקה מספיק, איכות האות עשויה להיות ללא תקלות ללא כל קידוח לאחור. לכן, סימולציית קישורי חיבור מערכת היא השיטה המדויקת ביותר לקביעה אם נדרשת תרגיל אחורי או לא.

אתה עשוי להיות מודע לכך שבנוסף לשימוש בטכנולוגיית קידוח אחורי, ניתן להשתמש גם בשיטות בנייה שונות כדי להקטין או לייעל את אורך הבדל. אלה כוללים סידורי ערימה שונים, שבהם עקבות מסלול מעגלים מועברים לשכבות הקרובות יותר לקצה שקע ה-via, חורי צינורות (מיקרוביות) שנקדחו בלייזר, או צינורות עיוורים וקבורים. בנוסף, מכיוון ששיטות אחרות משמשות להפחתת השתקפות האות על לוחות בתדר גבוה (גבוה מ-3GHz), אין צורך בקידוח לאחור.

עם זאת, גישות אלו אינן תמיד מעשיות מנקודת מבט של מתקן ייצור ומחירים כדי להפחית את אובדן האות ב-PCB רבים בצפיפות גבוהה או במטוסים אחוריים/מישור אמצע. לכן, הבחירה המעשית היחידה היא לקדוח בחזרה את בדל המעבר החוצה. כאשר חורי דרך עיוורים אינם אופציה, קידוח אחורי הופך הכרחי עבור לוחות בתדר גבוה (יותר מ-1GHz בתוך 3GHz).

ומכיוון של-PCB יש כל כך הרבה שכבות, חלק מהחורים לא יכולים להיות מתוכננים כחורים עיוורים (לדוגמה, ב-PCB של 16 שכבות, כמה חורי דרך חייבים להתחבר לשכבות 1 עד 10 וחור דרך אחר חייב להתחבר לשכבות 7 עד 16; עיצוב זה אינו מתאים לחורים עיוורים אך מתאים לקידוח אחורי).

כיצד לבצע קידוחים אחוריים של PCB?

תהליך הקידוח האחורי

1. כדי לאתר את חור הקידוח הראשון, השתמש בחור המיקום על ה-PCB המצורף.

2. לפני הציפוי, השתמש בקרום יבש כדי לאטום את חור המיקום.

3. אבק את החור בנחושת כדי ליצור מעגל מנחה.

4. צור גרפיקה חיצונית על ה-PCB.

5.לאחר יצירת תבנית שכבה חיצונית, הלוח הגרפי יבוצע על ה-PCB. לפני תהליך זה, חיוני לאטום את חור המיקום עם קרום יבש לפני תחילת תהליך זה.

6. השתמש בחורי המיקום של הקידוח הראשון כדי ליישר את הקידוח האחורי, ולאחר מכן השתמש במקדחה כדי לקדוח את החורים המצופים אלקטרוניקה המחייבים הליך זה.

7. לאחר הקידוח הסופי, יש לנקות את הלוח על מנת להיפטר משאריות מקדחות פוטנציאליות

8. לאחר אימות הלוח ושלמות האות שופרה, שימו לב היטב אם פעולת הקידוח מתבצעת כראוי.

בדוק את התרגילים האחוריים 

לאחר סיום הניתוב, עלינו לוודא שהמקדחות האחוריות הוקמו כראוי. כדי לאמת זאת, הפעל את כל השכבות. תראה שלשפה של ה-vias יש שני צבעים עליה. השכבה הראשונה או ההתחלה מוצגת באדום, בעוד השכבה האחרונה מוצגת בכחול. קל להבדיל בין ה-vias הקודחים לאחור לבין ה-vias האחרים. רק הצינורות הקודחים האחוריים נראים בשני צבעים.

לחץ על טבלת מקדחים לאחר בחירת המיקום מהתפריט הראשי כדי לגלות כמה ויאסים, PTH וטרולים אחרים בוצעו.

קשיים טכניים בתהליך הקידוח האחורי.

1.בקרת עומק קידוח אחורית
לעיבוד מדויק של דרך עיוורת, בקרת עומק הקידוח האחורי היא חיונית. סובלנות עומק הקידוח האחורי מושפעת במידה רבה מהדיוק של ציוד הקידוח האחורי ומהסבילות לעובי הבינוני. עם זאת, דיוק הקידוח האחורי יכול להיות מושפע גם ממשתנים חיצוניים כגון התנגדות למקדחה, זווית קצה המקדחה, אפקט המגע בין לוח הכיסוי למכשיר המדידה, ועיוות הלוח. כדי לקבל את התוצאות הטובות ביותר ולנהל את הדיוק של הקידוח האחורי, חיוני לבחור את חומרי הקידוח והטכניקות הנכונות במהלך הייצור. מעצבים יכולים להבטיח שידור אות באיכות גבוהה ולהימנע מבעיות שלמות האות על ידי ניהול קפדני של עומק הקידוח האחורי.

2. בקרת דיוק קידוח אחורי
בקרת קידוח אחורית מדויקת היא חיונית עבור בקרת האיכות של PCB בתהליכים הבאים. קידוח אחורי כרוך בקידוח משני המבוסס על קוטר החור של המקדחה הראשונית, ודיוק הקידוח המשני הוא מכריע. הדיוק של צירוף מקרים של קידוח משני יכול להיות מושפע ממספר משתנים, כגון התרחבות והתכווצות לוח, דיוק במכונה וטכניקות קידוח. חיוני לוודא שהליך הקידוח האחורי הוא קידוח מבוקר במדויק על מנת למזער שגיאות ולשמור על העברת אותות ושלמות אידיאליים.

השלב החשוב והמאתגר ביותר הוא קידוח מכיוון שגם טעות קלה עלולה לגרום לנזק משמעותי. לפני ביצוע הזמנה, כדאי לשקול את כישוריו של יצרן ה-PCB. Richfulljoy מציעה לוחות קדחים אחוריים במחירים נוחים ומתמחה בהרכבת אב טיפוס של PCB. היתרונות שלנו כוללים זמני אספקה ​​מהירים ואמינות גבוהה. ל-Richfulljoy, יצרנית PCB ידועה בסין, יש את כל הידע והיכולות הנדרשות כדי לסייע לך. אם יש לך הצעות למכלול PCB או אב טיפוס, אנא צור איתנו קשר: mkt-2@rich-pcb.com