PCB的設計和製造面臨諸多挑戰, 其中之一是確保信號完整性和高速數據傳輸速率, 這對 高頻電路板. 值得一提的是PCB背鑽可以有效解決這個問題. 在本文中, 我們的目標是讓您全面了解背鑽技術, 覆蓋它的定義, 好處, 和缺點, 循序漸進的過程, 等等. 讓我們直接潛入…
什麼是PCB背鑽?
PCB背鑽工藝流程, 也稱為控制深度鑽孔, 涉及去除多層 PCB 中的存根以創建通孔. 背鑽的目的是促進電路板不同層之間的信號流動,而不受不需要的存根的干擾.
為背鑽工藝提供更清晰的解釋, 讓我們考慮一個例子. 假設有一個 12-層PCB 有連接第一層和第十二層的通孔. 目的是只連接第一層到第9層, 同時保持第 10 到第 12 層不連接. 然而, 未連接的層創建 “存根” 可能會干擾信號路徑, 導致信號完整性問題. 背鑽涉及從電路板的反面鑽出這些短截線以改善信號傳輸.
那麼問題來了: 什麼時候使用背鑽? 一般建議在PCB板上的電路走線有≥1Gbps速率的信號時考慮加入該技術. 然而, 設計高速互連鏈路是一項複雜的系統工程任務, 還應考慮芯片的驅動能力和互連鏈路的長度等其他因素. 所以, 系統互連鏈路模擬是確定是否需要背鑽的最可靠方法.
背鑽的優缺點
好處
- 背鑽有助於減少信號衰減, 確保更強更可靠的信號. 此外, 這種技術有助於最大限度地減少短截線對阻抗匹配的影響, 這反過來又減少了 EMI/EMC 輻射.
- 背鑽也是防止信號失真問題的有效方法. 眾所周知,過孔存根會導致確定性抖動, 這可能是由信號串擾引起的, 電磁干擾, 和噪音. 通過刪除這些存根, 背鑽有助於消除確定性抖動的來源, 提高信號質量並防止信號失真問題.
- 背鑽孔有助於最大限度地減少通孔之間的串擾.
- 通過實施背鑽, 可以減少信號中的確定性抖動, 這可能導致整體下降 誤碼率 (誤碼率)信號的.
- 減少共振模式的激發. 升
- 盡量減少埋孔和盲孔的使用,以簡化 PCB 生產.
- 對設計和佈局的影響最小.
- 擴展信道帶寬;
- 與順序層壓相比,可以實現更低的成本.
缺點
背鑽的一個缺點是它只適用於頻率範圍在1GHz到3GHz之間並且沒有可行盲孔的高頻板. 此外, 必須使用特殊技術來防止對背板上孔橫向的跡線和平面造成任何傷害.
背鑽工藝
- 印刷電路板被鑽孔以創建連接多層電路板的通孔.
- 電鍍前用乾膜封住定位孔.
- 用銅電鍍孔以創建導電路徑.
- 在電鍍的PCB上創建外層圖形.
- 創建外層圖案後, 在PCB上進行圖形電鍍. 在這個過程之前, 定位孔乾膜密封處理很重要.
- 執行背鑽, 初始鑽孔過程中使用的定位孔用於對準, 並使用鑽頭背鑽需要此過程的電鍍孔.
- 背鑽後, 有必要清洗電路板以去除背鑽中可能存在的任何殘留鑽屑.
- 檢查電路板以驗證背鑽過程是否準確執行以及信號完整性是否得到增強.
PCB 背鑽孔設計技巧
確保適當的背鑽, 有必要向 PCB 板製造商提供包含背鑽層的單獨輸出文件, 以及詳細說明哪些層需要相應背鑽的規格. 後鑽孔的直徑應至少比第一個鑽孔的直徑大0.2mm, 背鑽穿層與走線的距離,首鑽0.35mm,背鑽0.2mm. 在 PCB 疊層設計期間, 應考慮電介質厚度以避免鑽入不應鑽入的跡線. 如果特定層需要鑽孔 (如圖層 “升”), 不需要鑽孔和層的相鄰層之間的介質厚度 “升” 應至少為 0.2mm.
此外, 優化背鑽工藝, 重要的是盡量減少過孔存根的數量並避免盲孔. 在不太重要的區域放置過孔並保持背鑽孔和信號走線之間的最小距離也有助於防止信號反射和其他問題. 保持背鑽孔直徑較小對於避免損壞背板孔橫向的跡線和平面很重要. 此外, 在初始設計階段考慮背鑽有助於確保採取必要的步驟來優化信號完整性並防止在製造過程中出現問題.
挑戰性 背鑽工藝
- 背鑽深度控制
控制背鑽深度對精確加工盲孔至關重要. 背鑽深度公差主要受背鑽設備精度和介質厚度公差的影響. 然而, 鑽頭阻力等外部因素, 鑽尖角, 蓋板與測量單元之間的接觸效應, 板翹曲也會影響背鑽的精度. 生產過程中, 選擇合適的鑽孔材料和方法對於達到最佳效果和控制背鑽精度很重要. 通過仔細控制背鑽的深度, 設計人員可以確保高質量的信號傳輸並防止信號完整性問題. - 背鑽精度控制
背鑽的精確控制對於後續工序PCB的質量控制至關重要. 背鑽涉及根據主鑽的孔徑進行二次鑽孔, 二次鑽孔的精度至關重要. 幾個因素, 包括板擴展和收縮, 設備精度, 和鑽孔方法, 會影響二次鑽孔重合的精度. 所以, 重要的是要確保對背鑽過程進行精確控制,以最大程度地減少錯誤並確保最佳的信號傳輸和完整性.
結論
作為保證PCB信號完整性的重要手段, 背鑽廣泛應用於 PCB製造工藝. 希望您在閱讀這篇博客後能更好地理解和使用這項技術. 如果您還有其他問題, 你可以 接觸 我們 並與我們的一位專家交談. 作為中國領先的PCB製造商, MOKO科技擁有所有PCB 電子需要專業知識和技能來幫助您.