Was ist Hinterbohren in Leiterplatten?
Eine der Herausforderungen für PCB-Design und -Fertigung ist die Aufrechterhaltung der Signalintegrität. Back Drilling, auch kontrolliertes Tiefenbohren (CDD) genannt, wird verwendet, um leitfähige Via-Stubs des Kupferrohrs in dem Durchgangsloch in Leiterplatten (PCB) zu entfernen. Als Teil des Vias kann der Stub zu ernsthaften Signalintegritätsproblemen im Hochgeschwindigkeitsdesign führen. Außerdem bewirkt Via-Stub, dass das Signal vom Stichleitungsende reflektiert wird, wodurch das ursprüngliche Signal gestört wird. Mit anderen Worten, wenn die Stichleitung ziemlich lang ist, wird die Verzerrung stark sein. Der Via-Stub ist im durchkontaktierten Loch nicht funktionsfähig, da er nicht zur Signalübertragung beiträgt. Es ist erwähnenswert, dass Hochfrequenz-Leiterplatten (größer als 3 GHz) erfordern kein Back Drilling, um Signalreflexionen zu reduzieren, da andere alternative Strategien wie beispielsweise alternative Stapelanordnungen verwendet werden können.
Wie also löst Back Drilling das Signalintegritätsproblem? Mit einem etwas größeren Bohrer bohren Sie die Löcher nach der Herstellung der durchkontaktierten Löcher erneut, um diese Stummel zu entfernen. Bohren Sie die Löcher bis zu einer vorbestimmten und kontrollierten Tiefe zurück, die nahe an der letzten Schicht liegt, die von der Durchkontaktierung verwendet wird, diese jedoch nicht berührt. Der ideale verbleibende Stub sollte weniger als 10 mil betragen. Der Durchmesser des hinteren Bohrlochs ist etwas größer als die des plattierten Durchgangslochs. Normalerweise ist der Durchmesser des hinteren Bohrers 8 mils bis 10 mils größer als der ursprüngliche Bohrerdurchmesser. Der Grund dafür ist, dass die Lücken von Leiterbahnen und Ebenen groß genug sein müssen, um ein versehentliches Bohren durch die Leiterbahnen und Ebenen neben dem Hinterbohren während des Hinterbohrvorgangs zu vermeiden.
Abbildung 1: Vor dem Rückbohren
Abbildung 2: Nach dem Hinterbohren
Hier ist ein Beispiel für eine Hinterbohrung. Es gibt ein Durchgangsloch von der ersten bis zur zwölften Schicht in einem 12-Schichten-Stapel. Während das Via lediglich für Signale von der ersten bis zur dritten Schicht verwendet wird. Via Stubs werden also nach der dritten bis zwölften Lage aufgebracht. Als Ergebnis, Resonanz und Reflexion treten bei sehr hohen Frequenzen auf, wodurch das Signal bei der Resonanzfrequenz gedämpft wird. Führen Sie daher nach der dritten bis zwölften Schicht eine Rückbohrung durch, um die Kupferbeschichtung zu entfernen und die Stub-Länge zu reduzieren. Um unerwünschtes Kupfer zu entfernen, sollte der Durchmesser der Rückbohrung größer sein als der ursprüngliche Bohrdurchmesser. Die Bohrtiefe ist definiert als die Summe der Dicke aller Schichten von der Startschicht bis zur Endschicht abzüglich der Dicke der Endschicht.
PCB-Rückseitenbohren
Sobald die Back-Drilling-Entscheidung getroffen wurde, besteht der nächste Schritt darin, zu entscheiden, wie viel Länge des Reibstummels beibehalten werden kann. Die Entscheidung wird durch die folgenden Faktoren bestimmt: die erforderliche Signalintegritätsleistung und Überlegungen und Einschränkungen hinsichtlich der tatsächlichen Kosteneffektivität bei der Herstellung. Im Allgemeinen ist der Anstieg der PCB-Herstellungskosten auf die Zunahme der Anzahl von Back-Drill-Vias und die Abnahme der maximal verbleibenden Stub-Länge zurückzuführen.
Bei Fragen zum PCB Back Drilling wenden Sie sich bitte an unsere Ingenieure:
Referenz:
https://www.protoexpress.com/blog/back-drilling-pcb-design-and-manufacturing/