Nadzorovano globinsko vrtanje v proizvodnji tiskanih vezij: vrtanje nazaj, kaj je vrtanje nazaj v tiskane plošče?
Vrtanje nazaj v večslojne tiskane plošče z ožičenjem je postopek odstranjevanja čepa, da se ustvarijo prehodi, ki omogočajo premikanje signalov iz ene plasti plošče v drugo. (Črbi bodo povzročili odboj, sipanje, zakasnitev in druge težave med prenosom signala, kar bo povzročilo popačenje signala.) Vrtanje na nadzorovani globini zahteva zapleteno spretnost. Izdelava večplastnih vezij, kot so 12-slojne plošče, zahteva povezovanje prve plasti z deveto plastjo. Običajno izvrtamo skoznje luknje samo enkrat, preden pokrijemo skoznje odprtine. Prvo in 12. nadstropje sta torej takoj povezani. Pravzaprav je treba prvo nadstropje samo povezati z devetim nadstropjem. Ker ni žic, ki bi povezovale 10. do 12. nivo, so podobni stebrom. Ta stolpec vpliva na pot signala in lahko ogrozi celovitost signala komunikacijskega signala. Zato je bila na nasprotni strani dodatnega stebra izvrtana sekundarna luknja (v industriji imenovana STUB).
Posledično je znano kot vrtanje nazaj, vendar je običajno manj čisto kot vrtanje, ker bo naslednji korak elektroliziral nekaj bakra, konica svedra pa je tudi ostra. Zato bomo pustili zelo majhno točko; dolžina tega preostalega STUB-a je znana kot vrednost B in se običajno giblje od 50 do 150 UM.
Tehnologija PCB za vrtanje nazaj
Zaradi potrebe po zmanjšanju izgube signala za visokofrekvenčne aplikacije je potrebna skoznja luknja, ki povezuje plasti, da lahko signal teče skozi, ko se premika od ene do druge. Za to aplikacijo je priporočljivo odstraniti presežek bakra iz te luknje, ker deluje kot antena in vpliva na prenos, če naj signal teče od plasti ena do plasti dve v 20-slojni plošči, na primer.
Za večjo stabilnost signala izvrtamo »odvečni« baker v luknji s povratnim vrtanjem (nadzorovana globina v z-osi). Idealen rezultat je, da je škrbina (ali "odvečni" baker) čim krajša. Običajno mora biti velikost zadnjega svedra za 0,2 mm večja od ustrezne odprtine.
Thepostopek vrtanja nazaj odstrani škrbineiz ploščatih skoznjih lukenj (vias). škrbine so nepotrebne /neuporabljeni deli prehodov, ki segajo dlje od zadnje povezane notranje plasti.
Škrbine lahko vodijo dorazmišljanja, kot tudimotnje kapacitete, induktivnosti in impedance. Te napake diskontinuitete postanejo kritične z naraščajočo hitrostjo širjenja.
hrbtne ploščein zlasti debela tiskana vezja lahko vzdržijopomembne motnje celovitosti signalaskozi škrbine. Za Visokofrekvenčni PCB-ji(npr. z nadzorom impedance), uporabo vrtanja nazaj, kot tudi uporaboslepi in zakopani prehodi, je lahko del rešitve.
Backdrill je mogoče uporabiti zakatero koli vrsto vezjakjer škrbine povzročajo degradacijo celovitosti signala, z minimalnimi premisleki glede oblikovanja in postavitve. Nasprotno pa je pri uporabi slepih prehodov treba upoštevati razmerje stranic.
Značilnosti povratnega vrtanja PCB
Prednosti vrtanja nazaj
● Zmanjšajte motnje šuma in deterministično tresenje;
● izboljšati celovitost signala;
● Lokalno zmanjšanje debeline;
● Zmanjšajte uporabo vkopanih in slepih prehodov in zmanjšajte težave pri proizvodnji PCB;
● Nižja stopnja bitnih napak (BER);
● Manjše slabljenje signala z izboljšanim ujemanjem impedance;
● Minimalni vpliv na oblikovanje in postavitev;
● Povečana pasovna širina kanala;
● Povečane hitrosti prenosa podatkov;
● zmanjšane emisije EMI/EMC iz konca nastavka;
● Zmanjšano vzbujanje resonančnih načinov;
● Zmanjšan presluh med prekinitvami;
● Nižji stroški kot pri zaporedni laminaciji.
Pomanjkljivost vrtanja nazaj
Visoki signali imajo pogosto težave, ki so lahko povezane s premalo izkoriščenimi prek škrbin. Oglejmo si podrobneje nekaj težav s škrbinami.
Deterministično tresenje:
Obe uri merita čas in količino časovne napake imenujemo tresenje. Odvračilno tresenje je tisto, kar je znano kot redna (tj. omejena) časovna sprememba.
Slabljenje signala:
Ko je zvok oslabljen, se njegova intenzivnost zmanjša in utrip postane šibkejši.
Sevanje iz EMI:
Prehodni priključek se lahko uporablja kot antena, ki seva EMI.
Splošne značilnosti
● Večinoma so toge deske na zadnji strani;
● Običajno se uporablja na 8 slojih ali več;
● Debelina plošče je nad 2,5 mm;
● Najmanjša velikost držala je 0,3 mm;
● Backdrill je 0,2 mm večji od vias;
● Toleranca globine vrtanja nazaj +/-0,05 mm.
V kakšno PCB je potrebno vrtanje nazaj?
Običajno so luknje za PCB ploščo izvrtane skozi ploščo (od zgoraj navzdol). Če je sled, ki povezuje vmesne luknje, blizu zgornjega sloja (ali spodnjega sloja), bo to povzročilo bifurkacijo vmesne luknje v medsebojni povezavi PCB, kar bo vplivalo na kakovost signala in povzročilo odboje. Ta učinek bolj vpliva na signale, ki potujejo hitreje.
Da bi dosegli visoko kakovost prenosa signala, se na splošno razume, da je treba upoštevati, da tir vezja na plošči tiskanega vezja s svojimi signali s hitrostjo približno 1 Gbps vključuje zasnovo vrtanja nazaj. Seveda načrtovanje hitrih povezovalnih linij zahteva sistemski inženiring in ni tako preprosto, kot se morda zdi. Če sistemske medsebojne povezave niso predolge ali je pogonska zmogljivost čipa dovolj močna, je lahko kakovost signala brezhibna brez vrtanja nazaj. Zato je simulacija sistemske povezave najnatančnejša metoda za ugotavljanje, ali je potrebno vrtanje nazaj ali ne.
Morda veste, da je poleg uporabe tehnologije vrtanja nazaj mogoče uporabiti tudi različne gradbene metode za zmanjšanje ali optimizacijo dolžine čepa. Ti vključujejo različne ureditve zlaganja, kjer so sledi veznih tirov premaknjene na plasti bližje koncu skoznega prehoda, lasersko izvrtanih lukenj (mikrovisov) ali slepih in zakopanih prehodov. Poleg tega, ker se za zmanjšanje odboja signala na ploščah z visoko frekvenco (višjo od 3 GHz) uporabljajo druge metode, vrtanje nazaj ni potrebno.
Vendar pa ti pristopi niso vedno praktični z vidika proizvodnega obrata in stroškov za zmanjšanje izgube signala v številnih PCB-jih z visoko gostoto ali hrbtnih/srednjih ploščah. Torej, edina praktična izbira je, da zavrtate priključek. Ko slepe luknje niso na voljo, postane vrtanje nazaj nujno za visokofrekvenčne (več kot 1 GHz znotraj 3 GHz) plošče.
In ker ima tiskano vezje toliko plasti, nekaterih lukenj ni mogoče oblikovati kot slepe luknje (na primer, na 16-slojnem tiskanem vezju se morajo nekatere prerezne luknje povezati s plastmi od 1 do 10, druge prerezne luknje pa se morajo povezati s plastmi od 7 do 16; ta oblika ni primerna za slepe luknje, je pa primerna za vrtanje nazaj).
Kako narediti PCB vrtanje nazaj?
Postopek povratnega vrtanja
1. Če želite poiskati prvo vrtalno luknjo, uporabite pozicionirno luknjo na tiskanem vezju, ki je priloženo.
2. Pred nanašanjem uporabite suho membrano, da zatesnite luknjo za položaj.
3. Luknjo naprašite z bakrom, da ustvarite vodilno vezje.
4. Ustvarite zunanjo grafiko na tiskanem vezju.
5. Po ustvarjanju vzorca zunanje plasti bo grafična plošča izvedena na PCB. Pred tem postopkom je ključnega pomena, da luknjo za namestitev zatesnite s suho membrano, preden začnete s tem postopkom.
6. Uporabite namestitvene luknje prvega vrtanja, da poravnate zadnje vrtanje, nato pa s svedrom izvrtajte galvanizirane luknje, ki zahtevajo ta postopek.
7. Po končnem vrtanju je treba ploščo očistiti, da se znebite morebitnih ostankov svedrov
8. Ko je bila plošča potrjena in je bila celovitost signala izboljšana, bodite pozorni na to, ali se vrtanje pravilno izvaja.
Preizkusite svedre za hrbet
Ko je rezkanje končano, se moramo prepričati, da so hrbtni svedri pravilno nastavljeni. Če želite to potrditi, vklopite vse plasti. Videli boste, da ima rob vias dve barvi. Prva ali začetna plast je prikazana v rdeči barvi, zadnja plast pa v modri barvi. Enostavno je ločiti prehode, izvrtane nazaj, od drugih prehodov. V dveh barvah so vidne le zadnje izvrtane odprtine.
Kliknite Drill Table, potem ko izberete lokacijo v glavnem meniju, da ugotovite, koliko Vias, PTH in drugih trolov je bilo izvedenih.
Tehnične težave postopka povratnega vrtanja.
1.Kontrola globine vrtanja nazaj
Za natančno obdelavo slepih odprtin je ključnega pomena nadzor globine vrtanja nazaj. Na toleranco globine vrtanja nazaj v veliki meri vplivata natančnost opreme za vrtanje nazaj in toleranca srednje debeline. Na natančnost vrtanja nazaj pa lahko vplivajo tudi zunanje spremenljivke, kot so upor vrtanja, kot konice svedra, kontaktni učinek med pokrivno ploščo in merilno napravo ter zvitost plošče. Da bi dosegli največje rezultate in upravljali natančnost vrtanja nazaj, je ključnega pomena, da med proizvodnjo izberete prave materiale in tehnike vrtanja. Oblikovalci lahko zagotovijo visokokakovosten prenos signala in se izognejo težavam s celovitostjo signala z natančnim upravljanjem globine vrtanja nazaj.
2.Nadzor natančnosti vrtanja nazaj
Natančen nadzor zadnjega vrtanja je ključnega pomena za nadzor kakovosti PCB v nadaljnjih procesih. Vrtanje nazaj vključuje sekundarno vrtanje na podlagi premera začetne vrtalne luknje, natančnost sekundarnega vrtanja pa je ključnega pomena. Na natančnost sekundarnega sovpadanja vrtanja lahko vplivajo številne spremenljivke, kot so raztezanje in krčenje plošče, natančnost stroja in tehnike vrtanja. Bistvenega pomena je zagotoviti, da je postopek vrtanja nazaj natančno nadzorovano vrtanje, da se zmanjšajo napake in ohrani idealen prenos in celovitost signala.
Najpomembnejši in najzahtevnejši korak je vrtanje, saj lahko že majhna napaka povzroči veliko škodo. Preden oddate naročilo, razmislite o spretnostih izdelovalca tiskanih vezij. Richfulljoy ponuja plošče z vrtanjem hrbta po ugodnih cenah in je specializiran za sestavljanje prototipov tiskanih vezij. Naše prednosti vključujejo hitre dobavne roke in visoko zanesljivost. Richfulljoy, znani proizvajalec PCB na Kitajskem, ima vse potrebno znanje in sposobnosti, da vam pomaga. Če imate kakršne koli predloge za sklop PCB ali prototip, nas kontaktirajte: mkt-2@rich-pcb.com