Технология PCB - Технический анализ переходных отверстий и обратного сверления при производстве печатных плат

Конструкция высокоскоростных переходов на печатных платах на самом деле очень специфична. Сегодня я поделюсь с вами техническими знаниями о переходах и обратном сверлении в печатных платах.

1. При проектировании высокоскоростных печатных плат часто требуются многослойные печатные платы, а переходные отверстия являются важным фактором при проектировании многослойных печатных плат.

2. Переходные отверстия в печатных платах в основном состоят из трех частей: отверстий, прокладок вокруг отверстий и зон изоляции силового слоя.

Через тип

1. Влияние переходных отверстий на высокоскоростных печатных платах В многослойных платах с высокоскоростными печатными платами сигналы должны быть подключены через переходные отверстия, когда они передаются с одного уровня соединительных линий на другой уровень соединительных линий. Когда частота ниже 1 ГГц, переходные отверстия могут играть хорошую роль в соединении, а их паразитной емкостью и индуктивностью можно пренебречь.

Когда частота превышает 1 ГГц, паразитный эффект переходных каналов не может быть проигнорирован с точки зрения целостности сигнала. В это время переходные каналы выглядят как точки прерывистого сопротивления на пути передачи, что приводит к отражению сигнала, задержке, ослаблению и другим проблемам с целостностью сигнала.

Когда сигнал передается на другой уровень через via, опорный уровень сигнальной линии также служит в качестве обратного пути для сигнала via, и обратный ток будет протекать между опорными уровнями через емкостную связь и вызывать такие проблемы, как отскок от земли.

2. Типы переходов Переходы обычно делятся на три категории: сквозные, глухие и заглубленные отверстия. Глухие отверстия - это отверстия определенной глубины, расположенные на верхней и нижней поверхностях печатной платы и используемые для соединения поверхностной схемы и схемы внутреннего слоя, расположенной ниже. Глубина и диаметр отверстия обычно не превышают определенного соотношения.

Заглубленные отверстия: относятся к соединительным отверстиям, расположенным на внутреннем слое печатной платы и не выходящим за ее поверхность.

Сквозные отверстия: отверстия такого типа проходят через всю печатную плату и могут использоваться для обеспечения внутреннего соединения или в качестве отверстия для позиционирования компонентов при установке. Поскольку сквозные отверстия проще в технологическом плане и имеют меньшую стоимость, они обычно используются в печатных платах.

3. Проектирование быстродействующих печатных плат При проектировании быстродействующих печатных плат кажущиеся простыми переходы часто оказывают значительное негативное влияние на конструкцию схемы. Чтобы уменьшить негативное влияние паразитных эффектов переходов, при проектировании можно по возможности выполнить следующее:

(1) Выберите подходящий размер одежды. Для многослойных печатных плат с нормальной плотностью лучше использовать отверстия диаметром 0,25 мм/0,51 мм/0,91 мм (область сверления/прокладки/изоляции питания); для некоторых печатных плат с высокой плотностью также можно использовать отверстия диаметром 0,20 мм/0,46 мм/0,86 мм, а также сквозные отверстия. также можно попробовать использовать отверстия; для переходов между проводами питания или заземления можно использовать отверстия большего размера, чтобы уменьшить сопротивление;

(2) Чем больше площадь изоляции питания, тем лучше, учитывая плотность сквозных соединений на печатной плате, как правило, D1=D2+0,41;

(3) Сигнальные дорожки на печатной плате не должны по возможности менять слои, то есть количество переходов должно быть минимальным;

(4) Использование более тонкой печатной платы способствует уменьшению двух паразитных параметров переходов;

(5) Выводы питания и заземления должны располагаться близко к переходникам, а провода между переходниками и выводами должны быть как можно короче, поскольку они увеличивают индуктивность. В то же время выводы питания и заземления должны быть как можно толще, чтобы уменьшить сопротивление;

(6) Расположите несколько переходных отверстий заземления рядом с переходными отверстиями, где сигнал меняет уровни, чтобы обеспечить передачу сигнала на короткие расстояния. Кроме того, длина переходного отверстия также является одним из основных факторов, влияющих на индуктивность переходного отверстия. Для переходных отверстий, используемых для проводки верхнего и нижнего слоев, длина переходных отверстий равна толщине печатной платы. Из-за увеличения количества слоев печатной платы толщина печатной платы часто превышает 5 мм. Однако при проектировании высокоскоростных печатных плат, чтобы уменьшить проблемы, связанные с переходными отверстиями, длина сквозных отверстий обычно регулируется в пределах 2,0 мм. Для переходов длиной более 2,0 мм можно в определенной степени повысить непрерывность импеданса переходника, увеличив его диаметр. Если длина переходника составляет 1,0 мм или менее, оптимальный диаметр переходника составляет 0,20 мм ~ 0,30 мм.

2. Процесс обратного сверления при производстве печатных плат

1. Что такое обратное сверление печатных плат? Обратное сверление на самом деле представляет собой особый вид сверления глубоких отверстий. При производстве многослойных плат, таких как 12-слойные платы, нам необходимо соединить 1-й слой с 9-м. Обычно мы просверливаем сквозное отверстие (одноразовое сверление), а затем наносим медь. Таким образом, 1-й слой непосредственно соединяется с 12-м слоем. На самом деле, нам нужно только соединить 1-й слой с 9-м слоем. 10-й и 12-й слои подобны колонне, потому что между ними нет линии, соединяющей их. Эта опора влияет на путь прохождения сигнала и вызывает проблемы с целостностью сигнала в коммуникационных сигналах. Поэтому эта дополнительная опора (называемая в промышленности заглушкой) высверливается с обратной стороны (вторичное сверление). Это называется обратным сверлением, но, как правило, сверление выполняется не так чисто, потому что в ходе последующего процесса происходит электролиз небольшого количества меди, а сам наконечник сверла также острый. Поэтому производители печатных плат оставляют небольшое острие. Длина оставшегося отрезка называется значением B, которое обычно находится в диапазоне 50-150 мкм.

2. Каковы преимущества обратного сверления?

1) Уменьшаются шумовые помехи;

2) Улучшается целостность сигнала;

3) Уменьшается толщина печатной платы на местах;

4) Сокращается использование заглубленных и глухих отверстий и упрощается изготовление печатных плат.

3. Какова роль обратного сверления? Функция обратного сверления заключается в высверливании участков сквозных отверстий, которые не играют никакой роли в соединении или передаче, чтобы избежать отражения, рассеяния, задержки и т.д. при высокоскоростной передаче сигнала, что приведет к "искажению" сигнала. Исследования показывают, что основными факторами, влияющими на целостность сигнала сигнальной системы, являются конструкция, материалы платы, линии передачи, разъемы, упаковка микросхем и другие факторы. Проводящее отверстие оказывает большее влияние на целостность сигнала.

4. Принцип работы технологии обратного сверления основан на микротоке, возникающем, когда игла сверла касается медной фольги на поверхности подложки при сверлении, для определения положения поверхности платы по высоте, а затем для сверления в соответствии с заданной глубиной сверления и прекращения сверления при достижении глубины сверления. Как показано на рисунке 2:

5. Каков технологический процесс обратного сверления?

a. Подготовьте печатную плату с установочными отверстиями и используйте эти отверстия для позиционирования печатной платы и сверления отверстий;

b. Нанесите гальваническое покрытие на печатную плату после сверления и заклейте установочные отверстия сухой пленкой перед нанесением гальванического покрытия;

c. Нанесите рисунок внешнего слоя на печатную плату с гальваническим покрытием;

d. Нанесите гальванический рисунок на печатную плату после формирования рисунка внешнего слоя и перед нанесением гальванического покрытия заклейте установочные отверстия сухой пленкой.;

e. Используйте установочные отверстия, используемые сверлом для выполнения обратного сверления, и используйте сверло для обратного сверления отверстий с гальваническим покрытием, которые необходимо просверлить обратно;

f. Промойте просверленные с обратной стороны отверстия водой после просверливания с обратной стороны, чтобы удалить стружку, оставшуюся в просверленных с обратной стороны отверстиях.

6. Каковы технические характеристики просверленных с обратной стороны досок?

1) Большинство просверленных с обратной стороны досок - это твердые доски

2) Количество слоев обычно составляет от 8 до 50

3) Толщина доски: 2,5 мм или более

4) Соотношение толщины и диаметра относительно велико

5) Размер доски относительно велик

6) Как правило, минимальный диаметр отверстия для первого сверления составляет >= 0,3 мм

7) Линий наружного слоя меньше, и большинство из них выполнены в виде обжимных отверстий

8) Просверленные с обратной стороны отверстия обычно на 0,2 мм больше, чем те, которые необходимо просверлить

9) Допуск по глубине просверливания с обратной стороны: +/-0,05 мм

10) Если для сверления слоя M требуется обратное сверло, толщина диэлектрика от слоя M до слоя M-1 (следующего слоя слоя M) должна составлять не менее 0,17 мм.

7. В каких областях в основном используются печатные платы с обратным сверлением?

Объединительные платы в основном используются в коммуникационном оборудовании, крупных серверах, медицинской электронике, военной, аэрокосмической и других областях. Поскольку военная и аэрокосмическая промышленность являются чувствительными отраслями, отечественные объединительные платы обычно поставляются исследовательскими институтами военных и аэрокосмических систем, научно-исследовательскими центрами или производителями высокоскоростных печатных плат с большим опытом работы в военной и аэрокосмической отраслях; в Китае спрос на объединительные платы в основном исходит от отрасли связи, и в настоящее время сфера производства коммуникационного оборудования постепенно расширяется. растет.