Gecontroleerd diepteboren in PCB-productie: terugboren wat is terugboren in PCB?

Terugboren in meerlaagse printplaten is de procedure waarbij de stub wordt verwijderd om via's te produceren, waardoor signalen van de ene laag van de printplaat naar de volgende kunnen gaan. (De stompjes veroorzaken reflectie, verstrooiing, vertraging en andere problemen tijdens de transmissie van het signaal, waardoor het signaal wordt vervormd.) Boren op een gecontroleerde diepte vereist ingewikkelde vaardigheden. Het maken van meerlaagse printplaten, zoals 12-laags platen, vereist het verbinden van de eerste laag met de negende laag. Meestal boren we slechts één keer gaten voordat we de via's bekleden. De eerste verdieping en de 12e verdieping zijn daarmee direct met elkaar verbonden. Eigenlijk hoeft de eerste verdieping alleen maar verbonden te worden met de negende verdieping. Omdat er geen draden zijn die het 10e tot en met het 12e niveau met elkaar verbinden, lijken ze op pilaren. Deze kolom heeft invloed op het signaalpad en kan de signaalintegriteit van het communicatiesignaal in gevaar brengen. Daarom werd een secundair gat geboord aan de andere kant van de extra kolom (in de industrie STUB genoemd).

Als gevolg hiervan staat het bekend als terugboren, maar het is doorgaans minder schoon dan boren, omdat de volgende stap wat koper zal elektrolyseren en de boorpunt ook scherp is. We laten daarom een ​​heel klein punt achterwege; de lengte van deze resterende STUB staat bekend als de B-waarde en varieert doorgaans van 50 tot 150 UM.

Terugborende PCB-technologie

Vanwege de noodzaak om signaalverlies voor hoogfrequente toepassingen te verminderen, is een doorgaand gat nodig dat de lagen verbindt, zodat het signaal erdoorheen kan stromen terwijl het van de ene naar de andere beweegt. Voor deze toepassing wordt aanbevolen om het overtollige koper uit dit gat te verwijderen, omdat het als antenne werkt en de transmissie beïnvloedt als het signaal bijvoorbeeld van laag één naar laag twee moet stromen in een bord met 20 lagen.

Om een ​​grotere signaalstabiliteit te verkrijgen, boren we het “overtollige” koper in het gat uit door middel van terugboren (gecontroleerde diepte in z-as). Het ideale resultaat is dat de stomp (of het “overtollige” koper) zo kort mogelijk is. Normaal gesproken moet de grootte van de achterboor 0,2 mm groter zijn dan de overeenkomstige via.

Debackdrill-proces verwijdert stompenvan doorgeplateerde gaten (via's). Stubs zijn onnodig /ongebruikte delen van via's, die verder reiken dan de laatst verbonden binnenlaag.
Stompjes kunnen leiden totreflecties, evenalsverstoringen van capaciteit, inductiviteit en impedantie. Deze discontinuïteitfouten worden van cruciaal belang bij toenemende voortplantingssnelheid.
Achterpanelenen vooral dikke printplaten kunnen het verdragenaanzienlijke verstoringen van de signaalintegriteitvia stompen. Voor Hoogfrequente PCB's(bijv. met impedantiecontrole), het toepassen van terugboren, evenals het toepassen vanblinde en begraven via's, kan een deel van de oplossing zijn.
Achterboren kan worden toegepastelk type printplaatwaar stubs verslechtering van de signaalintegriteit veroorzaken, met minimale ontwerp- en lay-outoverwegingen. Bij het gebruik van blinde via's moet daarentegen rekening worden gehouden met de beeldverhouding.

Kenmerken van PCB-terugboren

Voordelen van terugboren

● Verminder geluidsinterferentie en deterministische jitter;

● Verbeter de signaalintegriteit;

● Lokale diktereductie;

● Verminder het gebruik van ondergrondse en blinde via's en verminder de moeilijkheidsgraad van de PCB-productie;

● Lagere bitfoutratio (BER);

● Minder signaalverzwakking met verbeterde impedantie-aanpassing;

● Minimale ontwerp- en lay-outimpact;

● Verhoogde kanaalbandbreedte;

● Verhoogde datasnelheden;

● verminderde EMI/EMC-emissies vanaf het stompuiteinde;

● Verminderde excitatie van resonantiemodi;

● Verminderde via-naar-via-overspraak;

● Lagere kosten dan sequentiële laminering.

Nadeel van terugboren

Hoge signalen hebben vaak problemen die mogelijk verband houden met onderbenutting via stubs. Laten we een paar van de problemen met de stubs eens nader bekijken.

Jitter deterministisch: 
Beide klokken zijn timing en de hoeveelheid tijdfout wordt jitter genoemd. Een afschrikkende jitter is wat bekend staat als een regelmatige (dwz beperkte) temporele verandering.

Verzwakking van het signaal:
Wanneer een geluid wordt gedempt, neemt de intensiteit ervan af en wordt de puls zwakker.

Straling van EMI:

Een via-stub kan als antenne worden gebruikt en EMI uitstralen.

Algemene kenmerken 

● Meestal zijn het stijve planken aan de achterkant;

● Normaal gesproken gebruikt op 8 lagen of hoger;

● De plaatdikte is meer dan 2,5 mm;

● Minimale ruimgrootte is 0,3 mm;

● Backdrill is 0,2 mm groter dan de via's;

● Tolerantie van achterboordiepte +/- 0,05 MM.

Welk type PCB moet worden teruggeboord?

Meestal worden de gaten in de printplaat door de plaat geboord (van boven naar beneden). Als het spoor dat de via-gaten verbindt zich dicht bij de bovenste laag (of onderste laag) bevindt, zal dit resulteren in een stompvertakking bij het via-gat van de PCB-verbindingsverbinding, wat de kwaliteit van het signaal zal beïnvloeden en reflecties zal veroorzaken. Signalen die sneller reizen, worden meer beïnvloed door dit effect.

Om een ​​hoge kwaliteit van signaaloverdracht te verkrijgen, wordt algemeen aangenomen dat het circuitspoor op de printplaat met zijn signalen met een snelheid van ongeveer 1 Gbps moet worden overwogen om een ​​back-drill-ontwerp te omvatten. Het ontwerpen van hogesnelheidslijnen vereist uiteraard systeemtechniek en is niet zo eenvoudig als het lijkt. Als de systeemverbindingsverbindingen niet te lang zijn of als de aandrijfcapaciteit van de chip sterk genoeg is, kan de signaalkwaliteit foutloos zijn zonder enig terugboren. Daarom is systeeminterconnectielinksimulatie de meest nauwkeurige methode om te bepalen of back-drill nodig is of niet.

U bent zich er misschien van bewust dat er naast het gebruik van terugboortechnologie ook verschillende bouwmethoden kunnen worden toegepast om de lengte van de stomp te verkleinen of te optimaliseren. Deze omvatten verschillende stapelopstellingen, waarbij circuitspoorsporen worden verschoven naar lagen dichter bij het uiteinde van de via-stomp, lasergeboorde via's (microvia's) of blinde en begraven via's. Omdat er andere methoden worden gebruikt om signaalreflectie op hoogfrequente (hoger dan 3GHz) platen te verminderen, is terugboren bovendien niet vereist.

Deze benaderingen zijn echter niet altijd praktisch vanuit het oogpunt van productiefaciliteiten en kosten om het signaalverlies in veel PCB's met hoge dichtheid of backplanes/mid-planes te verminderen. De enige praktische keuze is dus om de via-stomp terug uit te boren. Wanneer blinde via-gaten geen optie zijn, wordt terugboren absoluut noodzakelijk voor hoogfrequente (meer dan 1 GHz binnen 3 GHz) platen.

En omdat de PCB zoveel lagen heeft, kunnen sommige gaten niet als blinde gaten worden ontworpen (op een printplaat met 16 lagen moeten bijvoorbeeld sommige via-gaten verbinding maken met de lagen 1 tot en met 10 en een ander via-gat moet verbinding maken met de lagen 7 tot en met 16; deze uitvoering is niet geschikt voor blinde gaten maar wel voor terugboren).

Hoe PCB-terugboren doen?

Het proces van terugboren

1. Gebruik het meegeleverde positioneringsgat op de printplaat om het eerste boorgat te lokaliseren.

2. Gebruik vóór het plateren een droog membraan om het positiegat af te dichten.

3. Bestrooi het gat met koper om een ​​geleidecircuit te creëren.

4. Maak een buitenste afbeelding op de printplaat.

5. Nadat een buitenlaagpatroon is gemaakt, wordt de grafische kaart op de printplaat uitgevoerd. Vóór dit proces is het van cruciaal belang om het plaatsingsgat af te dichten met een droog membraan voordat u met dit proces begint.

6. Gebruik de plaatsingsgaten van de eerste boor om de achterboringen uit te lijnen en gebruik vervolgens de boor om de gegalvaniseerde gaten te boren waarvoor deze procedure nodig is.

7. Na het laatste boren moet de plaat worden schoongemaakt om eventuele boorresten te verwijderen

8. Nadat het bord is gevalideerd en de signaalintegriteit is verbeterd, moet u goed opletten of de booroperatie op de juiste manier wordt uitgevoerd.

Test de rugoefeningen 

Als het frezen klaar is, moeten we ervoor zorgen dat de rugboren goed zijn afgesteld. Om dit te valideren, schakelt u alle lagen in. Je zult zien dat de rand van de vias twee kleuren heeft. De eerste of de startlaag wordt in rood weergegeven, terwijl de laatste laag in blauw wordt weergegeven. Het is eenvoudig om de teruggeboorde via's te onderscheiden van de andere via's. Alleen de aan de achterkant geboorde via's zijn zichtbaar met twee kleuren.

Klik op Drill Table nadat je de locatie in het hoofdmenu hebt geselecteerd om te zien hoeveel Vias, PTH en andere trollen er zijn uitgevoerd.

Technische problemen bij het terugboren.

1.Diepteregeling voor terugboren
Voor een nauwkeurige verwerking van blinde via's is controle van de terugboordiepte cruciaal. De tolerantie voor de terugboordiepte wordt grotendeels beïnvloed door de precisie van de terugboorapparatuur en de gemiddelde diktetolerantie. De nauwkeurigheid van het terugboren kan echter ook worden beïnvloed door externe variabelen, zoals boorweerstand, hoek van de boorpunt, contacteffect tussen dekplaat en meetapparaat, en kromtrekken van de plaat. Om de beste resultaten te verkrijgen en de nauwkeurigheid van terugboren te beheren, is het van cruciaal belang om tijdens de productie de juiste boormaterialen en -technieken te kiezen. Ontwerpers kunnen signaaloverdracht van hoge kwaliteit garanderen en problemen met de signaalintegriteit vermijden door de diepte van het terugboren nauwgezet te beheren.

2. Controle van de boornauwkeurigheid
Nauwkeurige terugboorcontrole is cruciaal voor de kwaliteitscontrole van PCB's in daaropvolgende processen. Achterboren omvat secundair boren op basis van de diameter van het initiële boorgat, en de precisie van het secundair boren is van cruciaal belang. De nauwkeurigheid van de secundaire boorcoïncidentie kan worden beïnvloed door een aantal variabelen, zoals het uitzetten en inkrimpen van de plaat, machinenauwkeurigheid en boortechnieken. Het is essentieel om ervoor te zorgen dat de procedure voor terugboren nauwkeurig gecontroleerd wordt om fouten te minimaliseren en de ideale signaaloverdracht en integriteit te behouden.

De belangrijkste en meest uitdagende stap is het boren, omdat zelfs een kleine fout aanzienlijke schade kan veroorzaken. Voordat u een bestelling plaatst, moet u rekening houden met de vaardigheden van de PCB-maker. Richfulljoy biedt teruggeboorde platen tegen betaalbare prijzen en is gespecialiseerd in de assemblage van PCB-prototypes. Onze voordelen zijn snelle levertijden en hoge betrouwbaarheid. Richfulljoy, een bekende PCB-fabrikant in China, beschikt over alle kennis en capaciteiten die nodig zijn om u te helpen. Als u suggesties heeft voor een PCB-assemblage of prototype, neem dan contact met ons op: mkt-2@rich-pcb.com