การเจาะลึกที่ควบคุมในการผลิต PCB: การเจาะด้านหลัง การเจาะด้านหลังใน pcb คืออะไร?

การเจาะกลับในแผงสายไฟที่พิมพ์หลายชั้นเป็นขั้นตอนการถอดต้นขั้วออกเพื่อสร้างจุดแวะ ทำให้สัญญาณสามารถย้ายจากชั้นหนึ่งของบอร์ดไปยังอีกชั้นหนึ่งได้ (ต้นขั้วจะสร้างการสะท้อน การกระเจิง ความล่าช้า และปัญหาอื่นๆ ระหว่างการส่งสัญญาณ ซึ่งจะทำให้สัญญาณผิดเพี้ยน) การเจาะที่ระดับความลึกที่ควบคุมได้ต้องใช้ทักษะที่ซับซ้อน การทำแผงวงจรหลายชั้น เช่น แผ่น 12 ชั้น ต้องใช้ เชื่อมต่อชั้นแรกกับชั้นที่เก้า โดยปกติแล้ว เราจะเจาะรูทะลุเพียงครั้งเดียวก่อนที่จะทำการชุบทะลุ ชั้น 1 และชั้น 12 จึงเชื่อมต่อกันทันที ที่จริงแล้วชั้นหนึ่งต้องเชื่อมต่อกับชั้นเก้าเท่านั้น เนื่องจากไม่มีสายไฟเชื่อมระหว่างชั้นที่ 10 ถึงชั้นที่ 12 จึงมีลักษณะคล้ายเสา คอลัมน์นี้มีผลกระทบต่อเส้นทางสัญญาณและอาจส่งผลต่อความสมบูรณ์ของสัญญาณการสื่อสาร ดังนั้นจึงมีการเจาะรูรองจากด้านตรงข้ามของคอลัมน์พิเศษ (เรียกว่า STUB ในอุตสาหกรรม)

ด้วยเหตุนี้ จึงเรียกว่าการเจาะด้านหลัง แต่โดยทั่วไปแล้วจะสะอาดน้อยกว่าการเจาะ เนื่องจากขั้นตอนถัดไปจะทำให้ทองแดงบางส่วนถูกไฟฟ้าและปลายสว่านก็จะแหลมเช่นกัน เราจึงจะทิ้งจุดเล็กๆไว้ ความยาวของ STUB ที่เหลือนี้เรียกว่าค่า B และโดยทั่วไปจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 50 ถึง 150 UM

เทคโนโลยี PCB แบบเจาะกลับ

เนื่องจากจำเป็นต้องลดการสูญเสียสัญญาณสำหรับการใช้งานความถี่สูง จึงจำเป็นต้องมีรูทะลุที่เชื่อมต่อเลเยอร์ต่างๆ เพื่อให้สัญญาณไหลผ่านในขณะที่เคลื่อนที่จากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง ขอแนะนำให้ถอดทองแดงส่วนเกินออกจากรูนี้สำหรับแอปพลิเคชันนี้ เนื่องจากทำหน้าที่เป็นเสาอากาศและส่งผลต่อการส่งสัญญาณหากสัญญาณไหลจากเลเยอร์หนึ่งไปยังเลเยอร์สองในบอร์ด 20 เลเยอร์ เป็นต้น

เพื่อให้สัญญาณมีความเสถียรมากขึ้น เราจึงเจาะทองแดง “ส่วนเกิน” ออกจากรูโดยใช้การเจาะย้อนกลับ (ควบคุมความลึกในแกน z) ผลลัพธ์ในอุดมคติคือทองแดงต้นขั้ว (หรือ "ส่วนเกิน") จะต้องสั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยทั่วไป ขนาดดอกสว่านด้านหลังควรมากกว่าขนาดดอกสว่านที่สอดคล้องกัน 0.2 มม.

ที่กระบวนการ backdrill จะลบต้นขั้วออกจากรูชุบทะลุ (เวียส) ต้นขั้วเป็นสิ่งที่ไม่จำเป็น /จุดแวะส่วนที่ไม่ได้ใช้ซึ่งขยายออกไปมากกว่าชั้นในที่เชื่อมต่อกันครั้งสุดท้าย
ต้นขั้วสามารถนำไปสู่การสะท้อนกลับเช่นเดียวกับการรบกวนความจุ ความเหนี่ยวนำ และอิมพีแดนซ์- ข้อผิดพลาดความไม่ต่อเนื่องนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อเพิ่มความเร็วในการแพร่กระจาย
แบ็คเพลนและโดยเฉพาะแผงวงจรพิมพ์ที่มีความหนาสามารถทนทานได้การรบกวนความสมบูรณ์ของสัญญาณที่สำคัญผ่านต้นขั้ว สำหรับ PCB ความถี่สูง(เช่น การควบคุมอิมพีแดนซ์) การประยุกต์ backdrilling ตลอดจนการประยุกต์ใช้จุดแวะตาบอดและฝังอยู่ก็สามารถเป็นส่วนหนึ่งของการแก้ปัญหาได้
สามารถใช้ Backdrill ได้แผงวงจรชนิดใดก็ได้โดยที่สตับทำให้ความสมบูรณ์ของสัญญาณลดลง โดยคำนึงถึงการออกแบบและเลย์เอาต์น้อยที่สุด ในทางตรงกันข้าม เมื่อใช้ Blind Vias จะต้องคำนึงถึงอัตราส่วนภาพด้วย

คุณสมบัติของการเจาะกลับ PCB

ข้อดีของการเจาะกลับ

● ลดสัญญาณรบกวนและความกระวนกระวายใจที่กำหนด;

● ปรับปรุงความสมบูรณ์ของสัญญาณ

● การลดความหนาเฉพาะที่

● ลดการใช้จุดแวะฝังและจุดซ่อนเร้น และลดความยากในการผลิต PCB

● อัตราความผิดพลาดบิตต่ำ (BER);

● การลดทอนสัญญาณน้อยลงพร้อมการจับคู่อิมพีแดนซ์ที่ดีขึ้น

● การออกแบบและเลย์เอาต์มีผลกระทบน้อยที่สุด

● แบนด์วิธของช่องสัญญาณเพิ่มขึ้น;

● อัตราข้อมูลเพิ่มขึ้น;

● ลดการปล่อย EMI/EMC จากปลายต้นขั้ว

● ลดการกระตุ้นของโหมดเรโซแนนซ์

● ลด crosstalk แบบ via-to-via;

● ต้นทุนต่ำกว่าการเคลือบตามลำดับ

ข้อเสียของการเจาะด้านหลัง

สัญญาณที่สูงมักมีปัญหาที่อาจเชื่อมโยงกับการใช้งานที่น้อยเกินไปผ่านทางสตับ มาดูปัญหาบางประการเกี่ยวกับต้นขั้วกันดีกว่า

กระวนกระวายใจกำหนด- 
นาฬิกาทั้งสองเป็นเวลาจับเวลา และจำนวนข้อผิดพลาดของเวลาเรียกว่ากระวนกระวายใจ ความกระวนกระวายใจในการยับยั้งคือสิ่งที่เรียกว่าการปรับเปลี่ยนชั่วคราวเป็นประจำ (เช่น แบบจำกัด)

การลดทอนสัญญาณ:
เมื่อเสียงเบาลง ความเข้มของเสียงจะลดลง และชีพจรจะอ่อนลง

การแผ่รังสีจากอีเอ็มไอ-

via stub สามารถใช้เป็นเสาอากาศเพื่อแผ่ EMI ได้

ลักษณะทั่วไป 

● ส่วนใหญ่เป็นกระดานแข็งที่ด้านหลัง

● ปกติใช้กับ 8 ชั้นขึ้นไป

● ความหนาของบอร์ดมากกว่า 2.5 มม.

● ขนาดการถือขั้นต่ำคือ 0.3 มม.;

● Backdrill ใหญ่กว่าจุดแวะ 0.2 มม.

● ความคลาดเคลื่อนของความลึกของ backdrill+/-0.05MM

PCB ชนิดใดที่ต้องเจาะกลับ?

โดยทั่วไปแล้ว รูบอร์ด PCB จะถูกเจาะผ่านบอร์ด (จากบนลงล่าง) หากร่องรอยที่เชื่อมต่อรู via อยู่ใกล้กับชั้นบนสุด (หรือชั้นล่างสุด) จะส่งผลให้เกิดการแยกส่วนที่รู via ของตัวเชื่อมต่อเชื่อมต่อ PCB ซึ่งจะส่งผลต่อคุณภาพของสัญญาณและทำให้เกิดการสะท้อน สัญญาณที่เดินทางด้วยความเร็วที่เร็วกว่าจะได้รับผลกระทบจากผลกระทบนี้มากกว่า

เพื่อให้ได้รับการส่งสัญญาณคุณภาพสูง เป็นที่เข้าใจกันโดยทั่วไปว่ารางวงจรบนบอร์ด PCB ที่มีสัญญาณที่อัตราประมาณ 1Gbps จะต้องได้รับการพิจารณาให้รวมการออกแบบ Back-drill ด้วย แน่นอนว่า การออกแบบสายเชื่อมต่อความเร็วสูงต้องใช้วิศวกรรมระบบ และไม่ตรงไปตรงมาอย่างที่คิด หากการเชื่อมต่อของระบบไม่ยาวเกินไปหรือความสามารถในการขับเคลื่อนของชิปแข็งแกร่งเพียงพอ คุณภาพของสัญญาณอาจไม่ผิดพลาดหากไม่มีการเจาะย้อนกลับ ดังนั้นการจำลองการเชื่อมต่อโครงข่ายของระบบจึงเป็นวิธีที่แม่นยำที่สุดในการพิจารณาว่าจำเป็นต้องเจาะกลับหรือไม่

คุณอาจทราบว่านอกเหนือจากการใช้เทคโนโลยีการเจาะด้านหลังแล้ว ยังใช้วิธีการสร้างต่างๆ เพื่อลดหรือปรับความยาวของต้นขั้วให้เหมาะสมได้อีกด้วย สิ่งเหล่านี้รวมถึงการจัดเรียงสแต็กอัพที่แตกต่างกัน โดยที่ร่องรอยของแทร็กวงจรถูกเลื่อนไปยังเลเยอร์ที่ใกล้กับจุดสิ้นสุดของ stub รู vias (ไมโครเวีย) ที่เจาะด้วยเลเซอร์ หรือจุดแวะแบบตาบอดและฝัง นอกจากนี้ เนื่องจากใช้วิธีการอื่นเพื่อลดการสะท้อนของสัญญาณบนบอร์ดความถี่สูง (สูงกว่า 3GHz) จึงไม่จำเป็นต้องมีการเจาะด้านหลัง

อย่างไรก็ตาม วิธีการเหล่านี้อาจใช้ไม่ได้จริงเสมอไปจากโรงงานผลิตและจุดยืนด้านต้นทุน เพื่อลดการสูญเสียสัญญาณใน PCB ความหนาแน่นสูงหรือแบ็คเพลน/ระนาบกลาง ดังนั้น ทางเลือกเดียวที่ใช้งานได้จริงคือการเจาะกลับส่วนต้นขั้วออก เมื่อ blind vias holes ไม่ใช่ทางเลือก การเจาะด้านหลังจึงจำเป็นสำหรับบอร์ดความถี่สูง (มากกว่า 1GHz ภายใน 3GHz)

และเนื่องจาก PCB มีหลายชั้น ดังนั้นบางรูจึงไม่สามารถออกแบบให้เป็นรูตาบอดได้ (เช่น บน PCB 16 ชั้น บางรูจะต้องเชื่อมต่อกับเลเยอร์ 1 ถึง 10 และอีกรูหนึ่งต้องเชื่อมต่อกับเลเยอร์ 7 ถึง 16; การออกแบบนี้ไม่เหมาะกับรูตันแต่เหมาะสำหรับการเจาะด้านหลัง)

การเจาะกลับ PCB ทำอย่างไร?

กระบวนการเจาะกลับ

1.หากต้องการค้นหารูเจาะแรก ให้ใช้รูระบุตำแหน่งบน PCB ที่ให้มา

2.ก่อนชุบ ให้ใช้เมมเบรนแห้งเพื่อปิดรูตำแหน่ง

3. เจาะรูด้วยทองแดงเพื่อสร้างวงจรนำทาง

4.สร้างกราฟิกด้านนอกบน PCB

5.หลังจากสร้างรูปแบบชั้นนอกแล้ว บอร์ดกราฟิกจะถูกดำเนินการบน PCB ก่อนกระบวนการนี้ จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องปิดผนึกรูตำแหน่งด้วยเมมเบรนแห้งก่อนที่จะเริ่มกระบวนการนี้

6. ใช้รูวางของการเจาะแรกเพื่อจัดตำแหน่งการเจาะด้านหลัง จากนั้นใช้ดอกสว่านเพื่อเจาะรูที่ชุบด้วยไฟฟ้าซึ่งต้องใช้ขั้นตอนนี้

7.หลังจากการเจาะครั้งสุดท้าย จะต้องทำความสะอาดบอร์ดเพื่อกำจัดสว่านที่เหลือที่อาจเกิดขึ้น

8.หลังจากตรวจสอบบอร์ดแล้วและปรับปรุงความสมบูรณ์ของสัญญาณแล้ว ให้ใส่ใจอย่างใกล้ชิดว่าการขุดเจาะดำเนินไปอย่างเหมาะสมหรือไม่

ทดสอบการเจาะด้านหลัง 

เมื่อการกำหนดเส้นทางเสร็จสิ้น เราต้องแน่ใจว่าได้ตั้งค่าการเจาะด้านหลังอย่างถูกต้อง หากต้องการตรวจสอบสิ่งนี้ ให้เปิดทุกเลเยอร์ จะเห็นว่าขอบของจุดแวะมีสองสี เลเยอร์แรกหรือเลเยอร์เริ่มต้นจะแสดงเป็นสีแดง ในขณะที่เลเยอร์สุดท้ายจะแสดงเป็นสีน้ำเงิน เป็นเรื่องง่ายที่จะแยกจุดแวะแบบเจาะด้านหลังออกจากจุดแวะอื่นๆ มีเพียงจุดผ่านที่เจาะด้านหลังเท่านั้นจึงจะมองเห็นได้เป็นสองสี

คลิกตารางเจาะลึกหลังจากเลือกตำแหน่งจากเมนูหลักเพื่อดูว่ามี Vias, PTH และโทรลล์อื่นๆ กี่ตัว

ปัญหาทางเทคนิคของกระบวนการเจาะด้านหลัง

1.ควบคุมความลึกของการเจาะด้านหลัง
เพื่อการประมวลผล Blind Vias ที่แม่นยำ การควบคุมความลึกของการเจาะด้านหลังถือเป็นสิ่งสำคัญ ความทนทานต่อความลึกของการเจาะด้านหลังได้รับอิทธิพลอย่างมากจากความแม่นยำของอุปกรณ์เจาะด้านหลังและความทนทานต่อความหนาปานกลาง อย่างไรก็ตาม ความแม่นยำในการเจาะด้านหลังยังอาจได้รับผลกระทบจากตัวแปรภายนอก เช่น ความต้านทานของสว่าน มุมของปลายสว่าน ผลกระทบจากการสัมผัสระหว่างแผ่นปิดและอุปกรณ์วัด และการบิดเบี้ยวของบอร์ด เพื่อให้ได้ผลลัพธ์สูงสุดและจัดการความแม่นยำของการเจาะด้านหลัง การเลือกวัสดุและเทคนิคการเจาะที่เหมาะสมในระหว่างการผลิตเป็นสิ่งสำคัญ นักออกแบบสามารถรับประกันการส่งสัญญาณคุณภาพสูงและหลีกเลี่ยงปัญหาความสมบูรณ์ของสัญญาณโดยการจัดการความลึกของการเจาะด้านหลังอย่างพิถีพิถัน

2. การควบคุมความแม่นยำในการเจาะกลับ
การควบคุมการเจาะด้านหลังอย่างแม่นยำเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการควบคุมคุณภาพของ PCB ในกระบวนการต่อๆ ไป การเจาะด้านหลังต้องมีการเจาะขั้นที่สองตามเส้นผ่านศูนย์กลางรูของสว่านเริ่มแรก และความแม่นยำในการเจาะขั้นที่สองถือเป็นสิ่งสำคัญ ความแม่นยำของความบังเอิญในการเจาะขั้นที่สองอาจได้รับผลกระทบจากตัวแปรหลายอย่าง เช่น การขยายและการหดตัวของบอร์ด ความแม่นยำของเครื่องจักร และเทคนิคการเจาะ จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องแน่ใจว่าขั้นตอนการเจาะด้านหลังได้รับการควบคุมการเจาะอย่างแม่นยำ เพื่อลดข้อผิดพลาดให้เหลือน้อยที่สุด และรักษาการส่งสัญญาณและความสมบูรณ์ในอุดมคติ

ขั้นตอนที่สำคัญและท้าทายที่สุดคือการเจาะ เนื่องจากข้อผิดพลาดแม้เพียงเล็กน้อยก็อาจส่งผลให้เกิดความเสียหายร้ายแรงได้ ก่อนสั่งซื้อ คุณควรพิจารณาทักษะของผู้ผลิต PCBRichfulljoy นำเสนอบอร์ดเจาะด้านหลังในราคาที่เอื้อมถึงและเชี่ยวชาญด้านการประกอบต้นแบบ PCB ประโยชน์ของเรา ได้แก่ เวลาจัดส่งที่รวดเร็วและความน่าเชื่อถือสูง Richfulljoy ผู้ผลิต PCB ที่มีชื่อเสียงในประเทศจีน มีความรู้และความสามารถทั้งหมดที่จำเป็นเพื่อช่วยเหลือคุณ หากคุณมีข้อเสนอแนะเกี่ยวกับการประกอบ PCB หรือต้นแบบ โปรดติดต่อเรา: mkt-2@rich-pcb.com