PCB 제조에서 제어된 깊이 드릴링: 백 드릴링 PCB에서 백 드릴링이란 무엇입니까?

다층 인쇄 배선 기판의 백드릴링은 스터브를 제거하여 비아를 생성하는 절차로, 신호가 기판의 한 층에서 다음 층으로 이동할 수 있도록 합니다. (스터브는 신호 전송 중에 반사, 산란, 지연 및 기타 문제를 발생시켜 신호가 왜곡될 수 있습니다.) 제어된 깊이에서 드릴링하려면 복잡한 기술이 필요합니다. 12층 기판과 같은 다층 회로 기판을 만들려면 첫 번째 레이어를 아홉 번째 레이어에 연결합니다. 일반적으로 스루 비아를 도금하기 전에 스루 홀을 한 번만 드릴링합니다. 1층과 12층이 바로 연결되어 있어요. 실제로는 1층과 9층만 연결하면 된다. 10층부터 12층까지 연결하는 전선이 없기 때문에 기둥과 비슷합니다. 이 열은 신호 경로에 영향을 미치며 통신 신호의 신호 무결성을 손상시킬 수 있습니다. 따라서 여분의 기둥 반대쪽에 보조 홀(업계에서는 STUB라고 함)을 뚫었습니다.

결과적으로 백 드릴링이라고 알려져 있지만 다음 단계에서 일부 구리가 전기분해되고 드릴 팁도 날카롭기 때문에 일반적으로 드릴링보다 덜 깨끗합니다. 그러므로 우리는 아주 작은 점을 남겨두겠습니다. 남은 STUB의 길이를 B 값이라고 하며 일반적으로 범위는 50~150UM입니다.

백 드릴링 PCB 기술

고주파 응용 분야의 신호 손실을 줄여야 하기 때문에 신호가 한 층에서 다른 층으로 이동할 때 신호가 흐르도록 층을 연결하는 관통 구멍이 필요합니다. 예를 들어 20층 보드에서 신호가 1층에서 2층으로 흐르는 경우 안테나 역할을 하고 전송에 영향을 주기 때문에 이 응용 분야에서는 이 구멍에서 잉여 구리를 제거하는 것이 좋습니다.

더 큰 신호 안정성을 얻기 위해 백 드릴링(z축에서 제어된 깊이)을 사용하여 구멍에서 "과잉" 구리를 드릴링합니다. 이상적인 결과는 스터브(또는 "과잉" 구리)가 가능한 한 짧아지는 것입니다. 일반적으로 백 드릴 크기는 해당 비아보다 0.2mm 더 커야 합니다.

그만큼백드릴 프로세스로 스텁 제거도금 관통 구멍(비아)에서. 스텁은 불필요합니다 /비아의 사용되지 않은 부분, 이는 마지막으로 연결된 내부 레이어보다 더 확장됩니다.
스텁은 다음으로 이어질 수 있습니다.반사, 게다가용량, 유도성 및 임피던스의 교란. 이러한 불연속성 오류는 전파 속도가 증가함에 따라 더욱 중요해집니다.
백플레인특히 두꺼운 인쇄 회로 기판은 견딜 수 있습니다.심각한 신호 무결성 방해스텁을 통해. 을 위한 고주파 PCB(예: 임피던스 제어), 백드릴링 적용 및블라인드 및 매립형 비아, 솔루션의 일부가 될 수 있습니다.
백드릴을 적용할 수 있는 대상은 다음과 같습니다.모든 유형의 회로 기판스텁은 최소한의 설계 및 레이아웃 고려 사항으로 신호 무결성 저하를 유발합니다. 대조적으로, 블라인드 비아를 사용할 때는 종횡비를 염두에 두어야 합니다.

PCB 백 드릴링의 특징

백 드릴링의 장점

● 잡음 간섭 및 결정적 지터를 줄입니다.

● 신호 무결성을 향상시킵니다.

● 국부적인 두께 감소;

● 매립 및 블라인드 비아 사용을 줄이고 PCB 생산의 어려움을 줄입니다.

● 낮은 비트 오류율(BER);

● 향상된 임피던스 매칭으로 신호 감쇠 감소;

● 디자인 및 레이아웃에 미치는 영향을 최소화합니다.

● 증가된 채널 대역폭;

● 증가된 데이터 속도;

● 스터브 끝에서 EMI/EMC 방출 감소;

● 공진 모드의 여기 감소;

● 비아 간 누화 감소;

● 순차 적층보다 비용이 저렴합니다.

백 드릴링의 단점

높은 신호에는 스텁을 통해 활용도가 낮은 것과 연결될 수 있는 문제가 있는 경우가 많습니다. 스텁의 몇 가지 문제점을 자세히 살펴보겠습니다.

지터 결정적: 
두 클럭 모두 타이밍이며 시간 오류의 양을 지터라고 합니다. 억제 불안은 규칙적인(즉, 제한된) 시간적 수정으로 알려져 있습니다.

신호 감쇠:
소리가 약해지면 강도가 감소하고 펄스도 약해집니다.

EMI로부터의 방사선:

비아 스텁은 EMI를 방사하는 안테나로 사용될 수 있습니다.

일반적인 특성 

● 뒷면은 대부분 견고한 보드입니다.

● 일반적으로 8층 이상에서 사용됩니다.

● 보드 두께가 2.5mm 이상입니다.

● 최소 고정 크기는 0.3mm입니다.

● 백드릴은 비아보다 0.2mm 더 큽니다.

● 백드릴 깊이 공차+/-0.05MM.

어떤 종류의 PCB에 백 드릴링이 필요합니까?

일반적으로 PCB 보드 구멍은 보드를 통해(위에서 아래로) 뚫립니다. 비아 홀을 연결하는 트레이스가 상단 레이어(또는 하단 레이어)에 가까울 경우 PCB 상호 연결 링크의 비아 홀에서 스터브 분기가 발생하여 신호 품질에 영향을 미치고 반사가 발생합니다. 더 빠른 속도로 이동하는 신호는 이 효과의 영향을 더 많이 받습니다.

높은 품질의 신호 전송을 얻기 위해서는 약 1Gbps 속도의 신호를 포함하는 PCB 보드의 회로 트랙에 백 드릴 설계를 포함하는 것을 고려해야 한다는 것이 일반적으로 이해됩니다. 물론 고속 연결 회선을 설계하려면 시스템 엔지니어링이 필요하며 보기만큼 간단하지 않습니다. 시스템 상호 연결 링크가 너무 길지 않거나 칩의 구동 기능이 충분히 강한 경우 백 드릴링 없이도 신호 품질에 결함이 없을 수 있습니다. 따라서 시스템 상호연결 링크 시뮬레이션은 백드릴이 필요한지 여부를 결정하는 가장 정확한 방법입니다.

백 드릴링 기술을 사용하는 것 외에도 스터브의 길이를 줄이거나 최적화하기 위해 다양한 제작 방법을 사용할 수도 있다는 것을 알고 계실 것입니다. 여기에는 회로 트랙 트레이스가 비아 스터브, 레이저로 드릴링된 비아(마이크로비아) 홀 또는 블라인드 및 매립 비아의 끝에 더 가까운 레이어로 이동되는 다양한 스택업 배열이 포함됩니다. 또한 고주파(3GHz 이상) 보드에서 신호 반사를 줄이기 위해 다른 방법을 사용하므로 백 드릴링이 필요하지 않습니다.

그러나 이러한 접근 방식은 많은 고밀도 PCB 또는 백플레인/미드플레인에서 신호 손실을 줄이기 위해 제조 시설 및 비용 관점에서 항상 실용적인 것은 아닙니다. 따라서 유일한 실용적인 선택은 비아 스터브를 백 드릴링하는 것입니다. 블라인드 비아 홀이 옵션이 아닌 경우 고주파수(3GHz 내부에서 1GHz 이상) 보드에 백 드릴링이 필수적입니다.

그리고 PCB에는 레이어가 너무 많기 때문에 일부 홀은 블라인드 홀로 설계할 수 없습니다. 예를 들어 16레이어 PCB에서 일부 비아 홀은 레이어 1~10에 연결되어야 하고 다른 비아 홀은 레이어 7~16에 연결되어야 합니다. 이 디자인은 막힌 구멍에는 적합하지 않지만 백 드릴링에는 적합합니다.

PCB 백 드릴링을 수행하는 방법은 무엇입니까?

백 드릴링 공정

1. 첫 번째 드릴링 구멍을 찾으려면 제공된 PCB의 위치 지정 구멍을 사용하십시오.

2. 도금하기 전에 건식 멤브레인을 사용하여 위치 구멍을 밀봉하십시오.

3. 구멍에 구리를 뿌려 가이드 회로를 만듭니다.

4.PCB에 외부 그래픽을 만듭니다.

5. 외부 레이어 패턴을 생성한 후 그래픽 보드가 PCB에서 실행됩니다. 이 과정을 시작하기 전에 배치 구멍을 마른 멤브레인으로 밀봉하는 것이 중요합니다.

6. 첫 번째 드릴링의 배치 구멍을 사용하여 후면 드릴링을 정렬한 다음 드릴 비트를 사용하여 이 절차가 필요한 전기 도금 구멍을 뚫습니다.

7. 최종 드릴링 후에는 잠재적인 드릴 잔여물을 제거하기 위해 보드를 청소해야 합니다.

8. 보드가 검증되고 신호 무결성이 개선된 후 드릴링 작업이 적절하게 수행되고 있는지 세심한 주의를 기울이십시오.

백 드릴 테스트 

라우팅이 완료되면 백 드릴이 올바르게 설정되었는지 확인해야 합니다. 이를 확인하려면 모든 레이어를 켜십시오. 비아 테두리에 두 가지 색상이 있는 것을 볼 수 있습니다. 첫 번째 레이어 또는 시작 레이어는 빨간색으로 표시되고 마지막 레이어는 파란색으로 표시됩니다. 백드릴링된 비아를 다른 비아와 구별하는 것은 간단합니다. 후면에 뚫린 비아만 두 가지 색상으로 표시됩니다.

메인 메뉴에서 위치를 선택한 후 Drill Table을 클릭하면 Vias, PTH 등 트롤이 몇 개나 진행되었는지 확인할 수 있습니다.

백 드릴링 공정의 기술적 어려움.

1.백 드릴링 깊이 제어
블라인드 비아의 정확한 가공을 위해서는 백 드릴링 깊이 제어가 중요합니다. 백 드릴링 깊이 공차는 백 드릴 장비의 정밀도와 중간 두께 공차에 의해 크게 영향을 받습니다. 그러나 백 드릴링 정확도는 드릴 저항, 드릴 팁 각도, 커버 보드와 측정 장치 사이의 접촉 효과, 보드 변형과 같은 외부 변수의 영향을 받을 수도 있습니다. 최고의 결과를 얻고 백 드릴링의 정확성을 관리하려면 생산 중에 올바른 드릴링 재료와 기술을 선택하는 것이 중요합니다. 설계자는 백 드릴링 깊이를 꼼꼼하게 관리하여 고품질 신호 전송을 보장하고 신호 무결성 문제를 방지할 수 있습니다.

2.백 드릴링 정확도 제어
정확한 백 드릴링 제어는 후속 공정에서 PCB의 품질 관리에 매우 중요합니다. 백 드릴링에는 초기 드릴의 구멍 직경을 기준으로 2차 드릴링이 수반되며 2차 드릴링 정밀도가 중요합니다. 2차 드릴링 일치의 정밀도는 보드 확장 및 수축, 기계 정확도 및 드릴링 기술과 같은 다양한 변수의 영향을 받을 수 있습니다. 오류를 최소화하고 이상적인 신호 전송 및 무결성을 유지하려면 백 드릴링 절차가 정밀하게 제어되는 드릴링인지 확인하는 것이 중요합니다.

가장 중요하고 어려운 단계는 드릴링입니다. 작은 오류라도 심각한 손상을 초래할 수 있기 때문입니다. 주문하기 전에 PCB 제조업체의 기술을 고려해야 합니다. Richfulljoy는 저렴한 가격에 백 드릴 보드를 제공하고 PCB 프로토타입 조립을 전문으로 합니다. 우리의 장점은 빠른 배송 시간과 높은 신뢰성입니다. 중국의 유명한 PCB 제조업체인 Richfulljoy는 귀하를 지원하는 데 필요한 모든 지식과 능력을 갖추고 있습니다. PCB 조립이나 프로토타입에 대한 제안 사항이 있는 경우 mkt-2@rich-pcb.com으로 문의해 주세요.