Hem > Resurser > Bloggar > PCB-bakborrning: Hur det förbättrar signalintegriteten och minskar störningar i höghastighetskretsar?

PCB-bakborrning: Hur det förbättrar signalintegriteten och minskar störningar i höghastighetskretsar?

2024-12-24Reporter: SprintPCB

Den här artikeln kommer att fördjupa sig i definitionen, processdetaljerna, de tekniska fördelarna och utmaningarna med PCB-bakborrning, och ge läsarna praktiska fallstudier för att klargöra tillämpningen och effekten av denna teknik.

Definition av PCB-bakborrning

Bakborrning, även känd som kontrollerad djupborrning, avser processen att borra från baksidan av en redan bearbetad via för att ta bort oönskade stubbar. Bakborrning minskar effektivt signalförlust och förbättrar signalintegriteten, vilket optimerar kretskortets övergripande prestanda. PCB-bakborrning

Varför är bakborrning nödvändig?

Vid höghastighetssignalöverföring kan överflödiga stubbar (delar av viaen som sträcker sig bortom signallagren) orsaka signalreflektion, spridning och fördröjning, vilket leder till signalförvrängning. Bakborrning eliminerar dessa onödiga stubbar, vilket minskar signalavbrott och förbättrar signalintegriteten, vilket minimerar brusstörningar och förbättrar kretsens prestanda.

Typiskt processflöde:

Initial via-bearbetning: Standardborrningsmetoden används för att skapa genomgående hål som sträcker sig över hela skivans tjocklek.
Sekundär bakborrning: En borr med större diameter används för att borra om från baksidan och ta bort kopparstubben till det angivna djupet.
Precisionsverifiering: Säkerställ att bakborrningsdjupet överensstämmer med konstruktionsspecifikationerna för att undvika skador på signallagren.

Till exempel, i en 10-lagers PCB-design där signaler endast behöver överföras från lager 1 till lager 3, lämnar via-bearbetningen en stump under lager 3. Bakborrning används för att ta bort överskottskoppar under lager 3, vilket minskar högfrekventa störningar.

Tekniska egenskaper och designkrav för bakborrning

De viktigaste tekniska parametrarna för bakborrning inkluderar borrkronans diameter, håldjup, stubblängd och säkerhetsavstånd. Nedan följer de detaljerade förklaringarna:

Borrdiameter

Bakborrkronans diameter är vanligtvis 0,15 till 0,2 mm större än den ursprungliga via-borren. Om till exempel via-borrkronans diameter är 0,3 mm, bör bakborrkronan vara 0,45 till 0,5 mm.

Kontroll av stubblängd

Helst bör bakborrning ta bort alla stubbar under signallagren, men på grund av processtoleranser varierar den återstående stubblängden vanligtvis från 2 mil till 12 mil. En stubb som är för kort kan orsaka problem med öppen krets efter lödning, så en balans måste hittas mellan stubblängd och signalintegritet.

Säkerhetsavstånd

Avståndet mellan den bakborrade via-kanten och de omgivande spåren bör vara minst 10 mil. I extrema fall kan det minskas till 6 mil, men detta ökar produktionssvårigheterna.

Processtoleranser

Toleransen för den färdiga skivans tjocklek kan påverka noggrannheten för bakborrningsdjupet. Om till exempel den konstruerade skivans tjocklek är 4 mm, kan den faktiska tjockleken variera från 3,6 mm till 4,4 mm. Under produktionen måste bakborrningsparametrarna justeras baserat på den faktiska tjockleken för att säkerställa säkra avstånd från signallagren.

PCB-problem åtgärdade genom PCB-bakborrning

Minskning av signalreflektion och störningar: Genom att ta bort stubbarna minskar PCB-bakborrningen effektivt signalreflektion och störningar under överföring, vilket förbättrar signalens tydlighet och stabilitet.
Förbättrad signalintegritet: Bakborrning av kretskort minimerar de parasitiska kapacitans- och induktanseffekterna hos vias, vilket säkerställer full överföring av höghastighetssignaler och förhindrar signalförvrängning.
Minskning av överhörning: I högfrekventa PCB -konstruktioner minskar PCB-bakborrning överhörning genom att förkorta via-längden, minska den elektriska kopplingen mellan intilliggande spår, vilket minskar störningar och förbättrar signalens klarhet.
Minimerade brusstörningar: Genom att ta bort överskott av via-segment minskar bakborrning av kretskortet onödiga signalstörningar, vilket förbättrar kretskortets överföringskvalitet.

Egenskaper för PCB-bakborrning

Lämpliga material: PCB-bakborrning används ofta i styva kretskort, vanligtvis de med mer än 8 lager och en korttjocklek större än 2,5 mm. Vid konstruktion är det viktigt att beakta kortets tjocklek och antal lager för att säkerställa genomförbarheten och effektiviteten av PCB-bakborrning.
Krav på håldiameter: Diametern på ett bakborrat hål i kretskortet är vanligtvis 0,2 mm större än det ursprungliga via-hålet för att effektivt avlägsna överskott av koppar. Minsta diameter för det första borret är generellt ≥0,3 mm.
Djuptolerans: Bakborrning av kretskort kräver exakt kontroll över håldjupet för att säkerställa att endast överskott av via-koppar avlägsnas, utan att skada de nödvändiga ledande lagren. Detta kräver borrutrustning med högprecisionsdjupkontroll, vanligtvis med en djuptolerans inom ±0,05 mm.
Designöverväganden: Under konstruktionen av bakborrning för kretskort är det avgörande att säkerställa tillräckligt avstånd mellan de bakborrade hålen, omgivande spår och plattor för att undvika att skada andra delar av kretsen.

PCB-bakborrningsteknik förbättrar signalintegriteten genom att exakt ta bort överflödiga delar av vias, vilket minskar störningar och signaldistorsion. Bakborrningsprocessen har dock högre design- och tillverkningskrav, vilket kräver exakt djupkontroll och noggrann designlayout för att säkerställa dess effektivitet och tillförlitlighet.