Свердління з контрольованою глибиною у виробництві друкованих плат: зворотне свердління, що таке зворотне свердління друкованих плат?
Свердління в багатошарових друкованих платах — це процедура видалення заглушки для створення отворів, що дозволяє сигналам переходити з одного шару плати на інший. (Заглушки створюватимуть відбиття, розсіювання, затримку та інші проблеми під час передачі сигналу, що призведе до спотворення сигналу.) Буріння на контрольованій глибині вимагає складних навичок. Виготовлення багатошарових друкованих плат, таких як 12-шарові плати, вимагає з’єднання першого шару з дев’ятим. Як правило, ми свердлимо наскрізні отвори лише один раз перед тим, як покрити наскрізні отвори. Таким чином, перший і 12-й поверхи з'єднані відразу. Насправді перший поверх потрібно просто з’єднати з дев’ятим. Оскільки дроти, що з’єднують 10-12 рівні, відсутні, вони нагадують стовпи. Цей стовпець впливає на шлях сигналу та може порушити цілісність сигналу зв’язку. Таким чином, вторинний отвір було просвердлено з протилежного боку додаткової колони (в промисловості це називається STUB).
Як наслідок, це відоме як зворотне свердління, однак зазвичай воно менш чисте, ніж свердління, оскільки на наступному етапі буде електролізовано трохи міді, а наконечник свердла також гострий. Тому ми залишимо дуже маленький пункт; довжина цього STUB, що залишився, відома як значення B і зазвичай коливається від 50 до 150 UM.
Технологія зворотного свердління друкованої плати
Через необхідність зменшити втрати сигналу для високочастотних додатків потрібен наскрізний отвір, що з’єднує шари, щоб сигнал проходив крізь нього під час переходу від одного до іншого. Рекомендується видалити надлишок міді з цього отвору для цього застосування, оскільки він працює як антена і впливає на передачу, якщо сигнал має проходити з першого шару на другий у 20-шаровій платі, наприклад.
Щоб отримати більшу стабільність сигналу, ми висвердлюємо «надлишок» міді в отворі за допомогою зворотного свердління (контрольована глибина по осі z). Ідеальний результат полягає в тому, щоб заглушка (або «зайва» мідь) була якомога коротшою. Як правило, розмір зворотного свердла має бути на 0,2 мм більшим за відповідний отвір.
Theпроцес backdrill видаляє заглушкиз плакованих наскрізних отворів (віас). Заглушки непотрібні /невикористані частини переходів, які простягаються далі останнього з’єднаного внутрішнього шару.
Заглушки можуть призвести дороздуми, а такожпорушення ємності, індуктивності та імпедансу. Ці помилки розриву стають критичними зі збільшенням швидкості розповсюдження.
Об'єднувальні платиі товсті друковані плати, зокрема, можуть витриматизначні порушення цілісності сигналучерез заглушки. для Високочастотні друковані плати(наприклад, з контролем імпедансу), застосування зворотного буріння, а також застосуваннясліпі та закопані переходи, може бути частиною рішення.
Backdrill можна застосувати добудь-який тип друкованої платиде заглушки викликають погіршення цілісності сигналу, з мінімальними міркуваннями щодо дизайну та компонування. Навпаки, при використанні сліпих переходів слід пам’ятати про співвідношення сторін.
Особливості зворотного свердління друкованої плати
Переваги зворотного буріння
● Зменшення шумових перешкод і детермінованого тремтіння;
● Покращення цілісності сигналу;
● Локальне зменшення товщини;
● Зменшити використання закритих і глухих отворів і зменшити складність виробництва друкованих плат;
● Нижня частота бітових помилок (BER);
● Менше загасання сигналу з покращеним узгодженням імпедансу;
● Мінімальний вплив на дизайн і макет;
● Збільшена пропускна здатність каналу;
● Збільшення швидкості передачі даних;
● зменшення випромінювання EMI/EMC від кінця заглушки;
● Знижене збудження резонансних мод;
● Зниження перехресних перешкод;
● Нижчі витрати, ніж послідовне ламінування.
Недолік зворотного буріння
Високі сигнали часто мають проблеми, які можуть бути пов’язані з недостатнім використанням заглушок. Давайте детальніше розглянемо кілька проблем із заглушками.
Джиттер детермінований:
Обидва годинники синхронізують час, і величина помилки часу називається джиттером. Стримуючий джиттер - це те, що відомо як регулярна (тобто обмежена) часова модифікація.
Ослаблення сигналу:
Коли звук слабшає, його інтенсивність зменшується, а пульс слабшає.
Випромінювання від ЕМІ:
Прохідний шлейф можна використовувати як антену, яка випромінює EMI.
Загальна характеристика
● Переважно це жорсткі дошки на спині;
● Зазвичай використовується на 8 шарах або більше;
● Товщина дошки більше 2,5 мм;
● Мінімальний розмір утримання становить 0,3 мм;
● Свердло на 0,2 мм більше, ніж отвір;
● Допуск на глибину свердління +/-0,05 мм.
Яка друкована плата потребує зворотного свердління?
Як правило, отвори для друкованої плати просвердлюються наскрізь (зверху вниз). Якщо траса, що з’єднує прохідні отвори, розташована близько до верхнього шару (або нижнього шару), це призведе до роздвоєння заглушки на прохідному отворі з’єднувальної ланки друкованої плати, що вплине на якість сигналу та спричинить відбиття. Сигнали, що поширюються з більшою швидкістю, піддаються більшому впливу цього ефекту.
Для того, щоб отримати високу якість передачі сигналу, загалом розуміється, що ланцюгова доріжка на платі друкованої плати з її сигналами зі швидкістю приблизно 1 Гбіт/с повинна включати конструкцію зворотного свердління. Звичайно, проектування високошвидкісних ліній підключення вимагає системної інженерії, і це не так просто, як може здатися. Якщо з’єднувальні зв’язки системи не надто довгі або здатність мікросхеми є достатньо потужною, якість сигналу може бути бездоганною без будь-якого повторного свердління. Таким чином, симуляція зв’язку системи є найточнішим методом для визначення того, чи потрібне повторне буріння.
Можливо, ви знаєте, що крім використання технології зворотного свердління можна використовувати різні методи будівництва, щоб зменшити або оптимізувати довжину заглушки. До них належать різні механізми стекання, де траси ланцюгової доріжки зсуваються до шарів, ближчих до кінця перехідного отвору, отворів, просвердлених лазером, або глухих і захованих отворів. Крім того, оскільки для зменшення відбиття сигналу на високочастотних (вищих за 3 ГГц) платах використовуються інші методи, повторне свердління не потрібне.
Однак ці підходи не завжди практичні з точки зору виробництва та вартості для зменшення втрати сигналу в багатьох друкованих платах високої щільності або об’єднувальних/проміжних панелях. Таким чином, єдиний практичний вибір - просвердлити заглушку. Коли глухі отвори не є варіантом, свердління стає обов’язковим для високочастотних (понад 1 ГГц усередині 3 ГГц) плат.
А оскільки друкована плата має таку кількість шарів, деякі отвори не можна спроектувати як глухі отвори (наприклад, на 16-шаровій друкованій платі деякі наскрізні отвори мають з’єднуватися з шарами з 1 по 10, а інші — з шарами з 7 по 16; ця конструкція не підходить для глухих отворів, але підходить для зворотного свердління).
Як зробити зворотне свердління друкованої плати?
Процес зворотного буріння
1. Щоб знайти перший отвір для свердління, скористайтеся позиціонуючим отвором на друкованій платі, який надається.
2. Перед покриттям використовуйте суху мембрану, щоб запечатати отвір позиції.
3. Порошіть отвір міддю, щоб створити напрямний контур.
4. Створіть зовнішню графіку на друкованій платі.
5. Після створення шаблону зовнішнього шару графічна плата буде виконана на друкованій платі. Перед початком цього процесу дуже важливо закрити отвір для розміщення сухою мембраною.
6. Використовуйте перші отвори для розміщення свердління, щоб вирівняти заднє свердління, а потім використовуйте свердло, щоб просвердлити гальванічні отвори, які вимагають цієї процедури.
7. Після остаточного свердління дошку потрібно очистити, щоб позбутися будь-яких потенційних залишків свердел
8. Після перевірки плати та покращення цілісності сигналу зверніть увагу на те, чи правильно виконується операція свердління.
Перевірте свердла для спини
Після завершення фрезерування ми повинні переконатися, що задні свердла налаштовані належним чином. Щоб підтвердити це, увімкніть усі шари. Ви побачите, що обідок отворів має два кольори. Перший або початковий шар показано червоним кольором, тоді як останній шар показано синім. Легко відрізнити просвердлені отвори від інших отворів. Лише задній просвердлені отвори видно двома кольорами.
Натисніть Drill Table після вибору місця в головному меню, щоб дізнатися, скільки Vias, PTH та інших тролів було виконано.
Технічні труднощі процесу зворотного буріння.
1.Контроль глибини свердління назад
Для точної обробки глухих отворів контроль глибини свердління має вирішальне значення. На допуск глибини свердління задньої частини значною мірою впливає точність обладнання для свердління задньої частини та допуск на середню товщину. Однак на точність зворотного свердління також можуть впливати зовнішні змінні, такі як опір свердлінню, кут наконечника свердла, ефект контакту між кришкою та вимірювальним пристроєм, а також викривлення плати. Щоб отримати найкращі результати та керувати точністю зворотного свердління, дуже важливо вибрати правильні матеріали та методи свердління під час виробництва. Розробники можуть гарантувати високу якість передачі сигналу та уникнути проблем із цілісністю сигналу, ретельно керуючи глибиною зворотного свердління.
2. Контроль точності зворотного свердління
Точний контроль заднього свердління має вирішальне значення для контролю якості друкованих плат у наступних процесах. Зворотне свердління передбачає вторинне свердління на основі початкового діаметра отвору, і точність вторинного свердління має вирішальне значення. На точність вторинного збігу свердління може впливати низка змінних, таких як розширення та звуження дошки, точність машини та методи свердління. Важливо переконатися, що процедура зворотного свердління є точно контрольованим свердлінням, щоб мінімізувати помилки та підтримувати ідеальну передачу сигналу та цілісність.
Найважливішим і найскладнішим етапом є свердління, тому що навіть незначна помилка може призвести до значних пошкоджень. Перш ніж розміщувати замовлення, ви маєте розглянути навички виробника друкованих плат. Richfulljoy пропонує плати з заднім свердлінням за доступною ціною та спеціалізується на складанні прототипів друкованих плат. Наші переваги включають швидкі терміни доставки та високу надійність. Richfulljoy, відомий виробник друкованих плат у Китаї, має всі необхідні знання та вміння, щоб допомогти вам. Якщо у вас є пропозиції щодо збірки друкованої плати або прототипу, зв’яжіться з нами: mkt-2@rich-pcb.com