Сверление с контролируемой глубиной при производстве печатных плат: обратное сверление Что такое обратное сверление в печатных платах?

Обратное сверление в многослойных печатных платах — это процедура удаления заглушки для создания переходных отверстий, позволяющих сигналам перемещаться с одного слоя платы на другой. (Шлейфы будут создавать отражение, рассеяние, задержку и другие проблемы во время передачи сигнала, что приведет к искажению сигнала.) Сверление на контролируемой глубине требует сложных навыков. Изготовление многослойных печатных плат, таких как 12-слойные платы, требует соединение первого слоя с девятым слоем. Обычно мы сверлим сквозные отверстия только один раз, прежде чем наносить покрытие на сквозные отверстия. Таким образом, первый этаж и 12-й этаж сразу соединены. На самом деле первый этаж просто нужно соединить с девятым. Поскольку между уровнями с 10 по 12 нет проводов, они напоминают столбы. Этот столбец влияет на путь прохождения сигнала и может поставить под угрозу целостность сигнала связи. Поэтому на противоположной стороне дополнительной колонны было пробурено вторичное отверстие (называемое в отрасли ЗАКУШКОЙ).

В результате это известно как обратное сверление, однако оно обычно менее чистое, чем сверление, поскольку на следующем этапе некоторое количество меди подвергается электролизу, а кончик сверла также острый. Поэтому мы оставим очень маленький момент; длина оставшегося STUB известна как значение B и обычно находится в диапазоне от 50 до 150 мкм.

Технология обратного сверления печатных плат

Из-за необходимости уменьшить потери сигнала для высокочастотных приложений, требуется сквозное отверстие, соединяющее слои, чтобы сигнал мог проходить через него при движении от одного к другому. В этом случае рекомендуется удалить лишнюю медь из этого отверстия, поскольку она работает как антенна и влияет на передачу, если сигнал должен передаваться с первого слоя на второй, например, на 20-слойной плате.

Чтобы добиться большей стабильности сигнала, мы высверливаем «лишнюю» медь в отверстии с помощью обратного сверления (контролируемая глубина по оси Z). Идеальный результат — чтобы шлейф (или «лишняя» медь) был как можно короче. Обычно размер обратного отверстия должен быть на 0,2 мм больше размера соответствующего переходного отверстия.

Процесс обратного сверления удаляет заглушкииз металлизированных сквозных отверстий (отверстий). Заглушки ненужные /неиспользуемые части переходных отверстий, которые простираются дальше последнего подключенного внутреннего слоя.
Заглушки могут привести кразмышления, а такженарушения емкости, индуктивности и импеданса. Эти ошибки разрыва становятся критическими с увеличением скорости распространения.
Объединительные платыи, в частности, толстые печатные платы, могут выдерживатьзначительные нарушения целостности сигналачерез заглушки. Для Высокочастотные печатные платы(например, с контролем импеданса), применение обратного сверления, а также применениеслепые и погребенные переходные отверстия, может быть частью решения.
Обратное сверление можно применять длялюбой тип печатной платыгде заглушки вызывают ухудшение целостности сигнала, с минимальными соображениями по проектированию и компоновке. Напротив, при использовании слепых переходных отверстий необходимо учитывать соотношение сторон.

Особенности обратного сверления печатной платы

Преимущества обратного сверления

● Уменьшите шумовые помехи и детерминированный джиттер;

● Улучшение целостности сигнала;

● Локальное уменьшение толщины;

● Сокращение использования скрытых и глухих переходных отверстий и снижение сложности производства печатных плат;

● Более низкий коэффициент битовых ошибок (BER);

● Меньшее затухание сигнала благодаря улучшенному согласованию импедансов;

● Минимальное влияние на дизайн и компоновку;

● Увеличение пропускной способности канала;

● Повышенная скорость передачи данных;

● снижение электромагнитных/эмиссионных излучений на ответвительном конце;

● Снижение возбуждения резонансных мод;

● Уменьшение перекрестных помех между переходами;

● Более низкие затраты по сравнению с последовательным ламинированием.

Недостаток обратного сверления

Высокие сигналы часто вызывают проблемы, которые могут быть связаны с недостаточным использованием заглушек. Давайте подробнее рассмотрим некоторые проблемы, связанные с заглушками.

Джиттер детерминированный: 
Оба тактовых генератора отсчитывают время, и величина временной ошибки называется джиттером. Сдерживающий джиттер – это то, что известно как регулярная (то есть ограниченная) временная модификация.

Затухание сигнала:
Когда звук затухает, его интенсивность уменьшается и пульс становится слабее.

Излучение от ЭМИ:

Шлейф переходного отверстия может использоваться в качестве антенны, излучающей электромагнитные помехи.

Общие характеристики 

● В основном это жесткие доски сзади;

● Обычно используется на 8 слоях или выше;

● Толщина платы более 2,5 мм;

● Минимальный размер удержания — 0,3 мм;

● Обратное сверло на 0,2 мм больше, чем переходные отверстия;

● Допуск глубины обратного сверления +/- 0,05 мм.

Какая печатная плата нуждается в обратном сверлении?

Обычно отверстия в печатной плате сверлятся сквозь плату (сверху вниз). Если дорожка, соединяющая переходные отверстия, находится близко к верхнему (или нижнему) слою, это приведет к раздвоению шлейфа в переходном отверстии соединительного канала печатной платы, что повлияет на качество сигнала и вызовет отражения. Сигналы, распространяющиеся с более высокой скоростью, больше подвержены этому эффекту.

Обычно понимают, что для достижения высокого качества передачи сигнала необходимо учитывать, что дорожка на печатной плате с ее сигналами со скоростью около 1 Гбит/с должна включать в себя конструкцию с обратным сверлением. Конечно, проектирование высокоскоростных линий связи требует системного проектирования и не так просто, как может показаться. Если соединительные линии системы не слишком длинные или мощность чипа достаточно сильна, качество сигнала может быть безупречным без какого-либо дополнительного сверления. Таким образом, моделирование линий межсистемного взаимодействия является наиболее точным методом определения необходимости обратного бурения или нет.

Возможно, вы знаете, что помимо использования технологии обратного сверления можно также использовать различные методы строительства для уменьшения или оптимизации длины шлейфа. К ним относятся различные схемы наложения, при которых дорожки дорожек смещаются к слоям, расположенным ближе к концу шлейфа переходного отверстия, отверстиям, просверленным лазером (микроотверстиям), или глухим и заглубленным переходным отверстиям. Кроме того, поскольку для уменьшения отражения сигнала на высокочастотных (выше 3 ГГц) платах используются другие методы, обратное сверление не требуется.

Однако эти подходы не всегда практичны с точки зрения производственных мощностей и стоимости для снижения потерь сигнала во многих печатных платах или объединительных/промежуточных панелях высокой плотности. Таким образом, единственный практический выбор — высверлить заглушку переходного отверстия. Когда глухие переходные отверстия невозможны, обратное сверление становится обязательным для высокочастотных плат (более 1 ГГц внутри 3 ГГц).

А поскольку печатная плата имеет очень много слоев, некоторые отверстия не могут быть спроектированы как глухие (например, на 16-слойной плате некоторые переходные отверстия должны соединяться со слоями с 1 по 10, а другие переходные отверстия должны соединяться со слоями с 7 по 16; эта конструкция не подходит для глухих отверстий, но подходит для обратного сверления).

Как сделать обратное сверление печатной платы?

Процесс обратного сверления

1. Чтобы найти первое отверстие, используйте позиционирующее отверстие на печатной плате, которое входит в комплект поставки.

2. Перед нанесением покрытия используйте сухую мембрану, чтобы закрыть позиционное отверстие.

3.Посыпьте отверстие медью, чтобы создать направляющую цепь.

4.Создайте внешнюю графику на плате.

5. После создания рисунка внешнего слоя графическая плата будет выполнена на печатной плате. Перед этим процессом очень важно закрыть установочное отверстие сухой мембраной, прежде чем начинать этот процесс.

6. Используйте установочные отверстия первого сверления, чтобы выровнять обратное сверление, затем с помощью сверла просверлите гальванические отверстия, необходимые для этой процедуры.

7. После окончательного сверления доску необходимо очистить, чтобы избавиться от возможных остатков сверл.

8. После проверки платы и улучшения целостности сигнала обратите пристальное внимание на то, правильно ли выполняется операция сверления.

Проверьте упражнения для спины 

После завершения фрезерования мы должны убедиться, что задние сверла установлены правильно. Чтобы убедиться в этом, включите все слои. Вы увидите, что ободок переходных отверстий имеет два цвета. Первый или начальный слой показан красным, а последний слой — синим. Отличить отверстия с обратным отверстием от других отверстий очень просто. Только задние просверленные переходные отверстия видны в двух цветах.

Нажмите «Таблица детализации» после выбора местоположения в главном меню, чтобы узнать, сколько Виаса, ПТХ и других троллей было проведено.

Технические трудности процесса обратного сверления.

1.Контроль глубины обратного сверления
Для точной обработки глухих отверстий решающее значение имеет контроль глубины обратного сверления. Допуск на глубину обратного сверления во многом зависит от точности оборудования для обратного сверления и допуска на среднюю толщину. Однако на точность обратного сверления могут также влиять внешние переменные, такие как сопротивление сверления, угол кончика сверла, эффект контакта между защитной панелью и измерительным устройством, а также коробление доски. Чтобы получить наилучшие результаты и обеспечить точность обратного сверления, крайне важно выбрать правильные материалы и методы сверления во время производства. Проектировщики могут гарантировать высококачественную передачу сигнала и избежать проблем с целостностью сигнала, тщательно регулируя глубину обратного сверления.

2.Контроль точности обратного сверления
Точный контроль обратного сверления имеет решающее значение для контроля качества печатных плат в последующих процессах. Обратное сверление влечет за собой вторичное сверление в зависимости от диаметра отверстия первоначального сверла, и точность вторичного сверления имеет решающее значение. На точность совпадения вторичного сверления может влиять ряд переменных, таких как расширение и сжатие доски, точность станка и методы сверления. Очень важно убедиться, что процедура обратного сверления представляет собой точно контролируемое сверление, чтобы свести к минимуму ошибки и обеспечить идеальную передачу и целостность сигнала.

Самым важным и сложным этапом является сверление, поскольку даже небольшая ошибка может привести к значительному повреждению. Прежде чем разместить заказ, вам следует оценить навыки производителя печатных плат. Richfulljoy предлагает платы с обратным отверстием по доступным ценам и специализируется на сборке прототипов печатных плат. Наши преимущества включают быстрые сроки поставки и высокую надежность. Richfulljoy, известный производитель печатных плат в Китае, обладает всеми необходимыми знаниями и способностями, чтобы помочь вам. Если у вас есть предложения по сборке или прототипу печатной платы, свяжитесь с нами: mkt-2@rich-pcb.com