Leiterplattentechnisch - Erfahren Sie mehr über die Punkte der Aufmerksamkeit für PCB-Durchkontaktierungen und Rückenbohrungen. Hier sind die Antworten, die Sie wollen!

1. Über Design in Hochgeschwindigkeits-PCB

Im Hochgeschwindigkeits-PCB-Design werden häufig mehrschichtige PCBs benötigt, und Durchkontaktierungen sind ein wichtiger Faktor beim mehrschichtigen PCB-Design. Das Durchgangsloch in der Leiterplatte besteht hauptsächlich aus drei Teilen: dem Loch, dem Pad-Bereich um das Loch und dem POWER-Schicht-Isolationsbereich. Lassen Sie uns als nächstes die Probleme und Designanforderungen von Durchkontaktierungen in Hochgeschwindigkeits-Leiterplatten verstehen.

Die Auswirkungen von Durchkontaktierungen in Hochgeschwindigkeits-Leiterplatten

In der Hochgeschwindigkeits-PCB-Mehrschichtplatte muss die Signalübertragung von einer Schicht der Verbindungsleitung zu einer anderen Schicht der Verbindungsleitung durch Durchkontaktierungen verbunden werden. Wenn die Frequenz niedriger als 1 GHz ist, können Vias eine gute Rolle in Verbindung spielen., Seine parasitäre Kapazität und Induktivität kann ignoriert werden. Wenn die Frequenz höher als 1 GHz ist, kann der parasitäre Effekt des Via nicht auf die Signalintegrität ignoriert werden. Zu diesem Zeitpunkt erscheint das Via als diskontinuierlicher Impedanzbrechpunkt auf dem Übertragungsweg, der Signalreflexion, Verzögerung und Dämpfung verursacht. Und andere Probleme mit der Signalintegrität.

Wenn das Signal durch das Durchgangsloch an eine andere Schicht übertragen wird, dient die Referenzschicht der Signalleitung auch als Rücklaufweg des Durchgangslochsignals, und der Rückstrom fließt zwischen den Bezugsschichten durch kapazitive Kopplung, was Probleme wie Ground Bounce verursacht.

Art der Via

Vias werden im Allgemeinen in drei Kategorien unterteilt: Durchgangslöcher, Sacklöcher und vergrabene Löcher.

Blindloch: Es befindet sich auf der oberen und unteren Oberfläche der Leiterplatte mit einer bestimmten Tiefe und wird für die Verbindung der Oberflächenschaltung und des inneren Schaltkreises unten verwendet. Die Tiefe des Lochs und der Durchmesser des Lochs überschreiten normalerweise ein bestimmtes Verhältnis nicht.

Begrabenes Loch: bezieht sich auf das Verbindungsloch in der inneren Schicht der Leiterplatte, das sich nicht auf die Oberfläche der Leiterplatte erstreckt.

Durchgangsloch: Diese Art von Loch durchläuft die gesamte Leiterplatte und kann für interne Verschaltung oder als Positionierloch für die Bauteilinstallation verwendet werden. Da das Durchgangsloch im Prozess einfacher zu realisieren ist, sind die Kosten niedriger, so dass die allgemeine Leiterplatte verwendet wird

Via Design in High-Speed PCB

Im Hochgeschwindigkeits-PCB-Design bringen scheinbar einfache Durchkontaktierungen oft große negative Auswirkungen auf das Schaltungsdesign. Um die durch die parasitären Wirkungen der Vias verursachten nachteiligen Wirkungen zu reduzieren, kann im Design Folgendes erreicht werden:

(1) Wählen Sie eine angemessene Größe. Für mehrschichtiges Leiterplattendesign mit allgemeiner Dichte ist es besser, 0.25mm/0.51mm/0.91mm (gebohrte Löcher/Pads/POWER-Isolationsbereich) Durchgänge zu verwenden; Für einige Leiterplatten mit hoher Dichte kann 0.20mm/0.46 auch verwendet werden Für Durchgänge von mm/0.86mm, können Sie auch nicht-durchgehende Durchgänge versuchen; Für Strom- oder Masseverbindungen können Sie eine größere Größe zur Reduzierung der Impedanz in Betracht ziehen;

(2) Je größer die POWER-Isolationsfläche, desto besser, wenn man die Durchgangsdichte auf der Leiterplatte betrachtet, im Allgemeinen D1=D2+0.41;

(3) Die Signalspuren auf der Leiterplatte sollten nicht so weit wie möglich verändert werden, das heißt, die Durchkontaktierungen sollten so weit wie möglich reduziert werden;

(4) Die Verwendung einer dünneren Leiterplatte ist förderlich, die beiden parasitären Parameter des Durchgangs zu reduzieren;

(5) Die Strom- und Massepunkte sollten in der Nähe der Durchkontaktierungen sein. Je kürzer die Leitung zwischen den Vias und den Pins, desto besser, da sie die Induktivität erhöhen. Gleichzeitig sollten die Strom- und Masseleitungen so dick wie möglich sein, um die Impedanz zu reduzieren;

(6) Platzieren Sie einige Erdungsdurchgänge in der Nähe der Durchgänge der Signalschicht, um eine Kurzstreckenschleife für das Signal bereitzustellen.

Darüber hinaus ist die Länge des Durchgangs auch einer der Hauptfaktoren, die die Induktivität des Durchgangs beeinflussen. Bei den Durchgangslöchern, die für die obere und untere Schicht verwendet werden, ist die Durchgangslänge gleich der Leiterplattendicke. Aufgrund der kontinuierlichen Zunahme der Anzahl der Leiterplattenschichten erreicht die Leiterplattendicke oft mehr als 5 mm.

Jedoch wird im Hochgeschwindigkeits-PCB-Design, um die Probleme zu reduzieren, die durch Durchkontaktierungen verursacht werden, die Länge der Durchkontaktierungen im Allgemeinen innerhalb von 2.0mm gesteuert. Bei Durchgängen mit einer Länge größer als 2,0 mm kann die Durchlaufimpedanz durch Erhöhung der Öffnung des Durchgangs zu einem gewissen Grad verbessert werden. Wenn die Durchgangslänge 1.0 mm oder weniger ist, ist der beste Durchgangsdurchmesser 0.20 mm von 0.30 mm.

Zweitens der hintere Bohrprozess in der Leiterplattenproduktion

1. Welcher PCB-Rückenbohrer?

Hinterbohren ist eigentlich eine spezielle Art des kontrollierten Tiefenbohrens. Bei der Herstellung von Mehrschichtplatten, wie der Herstellung von 12-lagigen Platten, müssen wir die erste Schicht mit der neunten Schicht verbinden. Normalerweise bohren wir durch Löcher (einmaliges Bohren), und dann Chen Tong. Auf diese Weise ist der erste Stock direkt mit dem zwölften Stock verbunden. Tatsächlich brauchen wir nur den ersten Stock, um mit dem neunten Stock verbunden zu sein. Da der zehnte mit dem zwölften Stock nicht durch Drähte verbunden sind, sind sie wie eine Säule.

Diese Spalte wirkt sich auf den Signalpfad aus, der zu Signalintegritätsproblemen im Kommunikationssignal führen kann. So wurde diese zusätzliche Säule (in der Industrie STUB genannt) von der Rückseite gebohrt (Sekundärbohrung). So wird es Rückenbohrer genannt, aber es ist im Allgemeinen nicht so sauber wie der Bohrer, weil der nachfolgende Prozess ein wenig Kupfer elektrolysiert, und die Bohrspitze selbst ist auch scharf. Daher wird der Leiterplattenhersteller einen kleinen Punkt hinterlassen. Die Länge dieses linken STUB wird als B-Wert bezeichnet, der im Allgemeinen im Bereich von 50-150UM liegt.

2. Was sind die Vorteile der Rückenbohrung?

1) Verringerung der Störgeräusche; 2) Verbesserung der Signalintegrität; 3) Die lokale Plattendicke wird kleiner; 4) Reduzieren Sie die Verwendung von vergrabenen blinden Löchern und verringern Sie die Schwierigkeit der Leiterplattenproduktion.

3. Was ist die Funktion des Rückenbohrens?

Die Funktion des Rückbohrens besteht darin, die Durchgangslochabschnitte auszubohren, die bei der Verbindung oder Übertragung keine Rolle spielen, Reflexion, Streuung, Verzögerung usw. der Hochgeschwindigkeitssignalübertragung zu vermeiden und "Verzerrung" zum Signal zu bringen. Untersuchungen haben gezeigt, dass die Signalintegrität des Signalsystems beeinträchtigt wird. Zu den Hauptfaktoren gehören Design, Leiterplattenmaterialien, Übertragungsleitungen, Steckverbinder, Chipverpackung und andere Faktoren, aber die Durchkontaktierungen haben einen größeren Einfluss auf die Signalintegrität.

4. Arbeitsprinzip der hinteren Bohrproduktion

Verlassen Sie sich auf den Mikrostrom, der erzeugt wird, wenn die Bohrspitze die Kupferfolie der Substratoberfläche berührt, wenn der Bohrer nach unten gebohrt wird, um die Höhe der Leiterplattenoberfläche zu erfassen, und bohren Sie dann entsprechend der eingestellten Bohrtiefe herunter und stoppen Sie den Bohrer, wenn er die Bohrtiefe erreicht. Wie in Abbildung 2 gezeigt, wird das Arbeitsdiagramm dargestellt

5. Backbohrer Produktionsprozess?

a. Stellen Sie eine Leiterplatte mit Positionierlöchern auf der Leiterplatte bereit und verwenden Sie die Positionierlöcher, um die Leiterplatte und Löcher zu bohren und zu positionieren; b. Galvanisieren der Leiterplatte nach einem Bohrloch und trockener Film, der die Positionierlöcher vor dem Galvanisieren versiegelt; c. Machen Sie äußere Schichtgrafiken auf der galvanisierten Leiterplatte; d. Führen Sie Mustergalvanik auf der Leiterplatte durch, nachdem das äußere Schichtmuster gebildet ist, und führen Sie Trockenfilmversiegelungsbehandlung an den Positionierlöchern vor der Mustergalvanik durch; e. Verwenden Sie das Positionierloch, das von einem Bohrer für die hintere Bohrpositionierung verwendet wird, und verwenden Sie einen Bohrer, um die galvanischen Löcher zurückzubohren, die zurückgebohrt werden müssen; f. Nach der Rückenbohrung waschen Sie die Rückenbohrung mit Wasser, um die verbleibenden Bohrspäne in der Rückenbohrung zu entfernen.

6. Wenn es ein Loch in der Leiterplatte gibt, wie löst man es von der 14.Schicht zur zwölften Schicht?

1) Wenn die Platine eine Signalleitung auf der elften Schicht hat, gibt es Durchgangslöcher an beiden Enden der Signalleitung, um mit der Bauteiloberfläche und der Lötfläche zu verbinden, und die Komponenten werden auf der Bauteiloberfläche eingesetzt, wie in der Abbildung unten gezeigt, das heißt, Auf dieser Linie wird das Signal von Komponente A zu Komponente B durch die elfte Schicht Signalleitung übertragen.

2) Entsprechend der in Punkt 1 beschriebenen Signalübertragungssituation entspricht die Funktion des Durchgangslochs in der Übertragungsleitung der Signalleitung. Wenn wir keine Rückbohrungen durchführen, wird der Signalübertragungsweg in Abbildung 5 angezeigt.

3) Aus der in Punkt 2 beschriebenen Abbildung können wir sehen, dass im ersten guten Transmissionsprozess der Durchgangslochabschnitt von der Lötfläche zur elften Schicht tatsächlich keine Verbindungs- oder Übertragungsfunktion spielt. Das Vorhandensein dieses Abschnitts von Durchgangslöchern kann Reflexion, Streuung, Verzögerung usw. der Signalübertragung verursachen. Daher ist das Rückbohren tatsächlich, um den Durchgangslochabschnitt auszubohren, der keine Verbindungs- oder Übertragungsfunktion spielt, um Reflexion, Streuung usw. der Signalübertragung zu vermeiden. Verzögerung, Verzerrung des Signals.

Aufgrund bestimmter Toleranzkontrollanforderungen für Bohrtiefe- und Plattendickentoleranzen können wir die absoluten Tiefenanforderungen der Kunden 100%. Sollte also die Rückbohrtiefenregelung tiefer oder flacher sein? Unsere Ansicht von Handwerkskunst ist, dass es flacher als tief ist, wie in Abbildung 6 gezeigt.

7. Was sind die technischen Eigenschaften der hinteren Bohrplatte?

1) Die meisten Backplanes sind harte Boards2) Die Anzahl der Schichten beträgt im Allgemeinen 8 bis 50 Lagen3) Leiterplattendicke: 2.5mm oder mehr4) Dicker Durchmesser ist relativ groß 5) Größere Leiterplattengröße6) Im Allgemeinen ist der minimale Lochdurchmesser des ersten Bohrers>=0.3mm7) Es gibt weniger äußere Linien, und die meisten von ihnen sind mit einer quadratischen Anordnung von Crimplöchern ausgelegt>=0.2mm größer als das Loch, das gebohrt werden muss.9) Toleranz der Rückenbohrtiefe: +/-0.0510) Wenn das Bohren zurück zur mittleren Schicht erfordert, ist die minimale Dicke der nächsten Schicht (17M) Die minimale Schicht der mittleren Schicht ist die nächste Schicht der Bohrung.

8. Was sind die Hauptanwendungen der hinteren Bohrplatte?

Backplanes werden hauptsächlich in Kommunikationsausrüstung, großen Servern, medizinischer Elektronik, Militär, Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen verwendet. Da Militär und Luft- und Raumfahrt sensible Industrien sind, werden inländische Backplanes normalerweise von Militär- und Luftfahrtsystemforschungsinstituten, Forschungs- und Entwicklungszentren oder Leiterplattenherstellern mit starkem militärischem und Luft- und Raumfahrthintergrund bereitgestellt. In China kommt die Nachfrage nach Backplanes hauptsächlich aus der Kommunikationsindustrie. Das wachsende Feld der Herstellung von Kommunikationsgeräten.

Back Drill Datei Ausgabe in Allegro realisieren

1. Wählen Sie zuerst das Backbohrnetz aus und definieren Sie die Länge. Klicken Sie in der Menüleiste auf Bearbeiten-Eigenschaften, um den Dialog Eigenschaft bearbeiten zu öffnen, wie unten gezeigt:

2. Klicken Sie im Menü: Fertigung-NC- Backdrill Setup und Analyse, wie in der folgenden Abbildung gezeigt:

3. Rückenbohren kann von der oberen oder der unteren Schicht beginnen. Sowohl die Anschlussstifte als auch VIA bei Hochgeschwindigkeitssignalen müssen zurückgebohrt werden. Die Einstellungen sind wie folgt:

4. Bohrdateien sind wie folgt:

5. Packen Sie die Bohrlochdatei und die Bohrlochtiefe zusammen und senden Sie sie an die Leiterplattenfabrik. Das Rückbohrtiefenformular muss manuell ausgefüllt werden

Einige verwandte Eigenschaften

1. BACKDRILL_MAX_PTH_STUB(net): Im Constraint Manager muss dem hinterbohrten Netzwerk das BACKDRILL_MAX_PTH_STUB Attribut zugewiesen werden. Erst wenn das Attribut gesetzt ist, erkennt die Software, dass dieses Netzwerk Back-Drilling berücksichtigen muss.

Wählen Sie im Constraintmanager-net-general properties-worksheet-backrill-Element das gewünschte Element aus und klicken Sie mit der rechten Maustaste, wählen Sie im Popup-Kontextmenü den Befehl change aus und geben Sie den maximalen Stub-Wert ein. Das Berechnungsprinzip von Stub ist, dass sowohl obere als auch untere Stubs in die maximale Stublänge gezählt werden.

2. BACKDRILL_EXCLUDE-Attribut: Nach der Definition dieses Attributs führt das zugehörige Ziel keine Rückbohrungen durch. Dieses Attribut kann Symbol, Pin, Via zugeordnet werden und sogar das Attribut kann beim Aufbau der Bibliothek angehängt werden.

3. BACKDRILL_MIN_PIN_PTH Attribut: zur Gewährleistung der kleinsten Durchgangsmetallisierungstiefe

4. BACKDRILL_OVERRIDE Attribut: benutzerdefinierter Bereich des Backrills, dies ist auch eine nützlichere Methode, insbesondere für das Design von einfacher Struktur und konsistenter Backrilltiefe.

5. BACKDRILL_PRESSFIT_CONNECTOR Eigenschaft: Dies ist die Einstellungseigenschaft für Crimpteile. Im Allgemeinen wird die Rückenbohrung die Crimpvorrichtung identifizieren und nicht von der Geräteoberfläche zurückbohren. Wenn Rückbohrungen auf beiden Seiten erforderlich sind.

Der Crimpvorrichtung muss das Attribut BACKDRILL_PRESSFIT_CONNECTOR übergeben werden. Bei Crimpvorrichtungen, wenn einseitiges oder doppelseitiges Rückbohren erforderlich ist, wird nach Angabe dieses Parameters die Rückbohrtiefe nicht in den erforderlichen effektiven Anschlussbereich der Crimpvorrichtung eintreten. Werte, bei denen Werte=Stiftkontaktbereich angegeben sind, müssen vom Crimpgerätehersteller bezogen werden.

Nach der Einstellung der Eigenschaften des Backrills ist es die Analyse des Backrills. Starten Sie den Menübefehl: manufacture-NC Backrill Setup und Analyse, starten Sie das Backrill Interface Analyse Fenster, wählen Sie einen neuen Passsatz, legen Sie einige Backrill Parameter fest und analysieren Ein Bericht wird später generiert, und es wird detaillierte Erklärungen geben, wo es Konflikte gibt.

Wenn es bei der Analyse kein Problem gibt, sind die Einstellungen des Bohrers abgeschlossen. Sie müssen Backrill in der Nachbearbeitungs-Lichtzeichnungsausgabe wie NC-Bohrlegende und NC-Bohrfenster einschließen auswählen und dann ausführen, um die Back-Bohrloch-Bitmap und Bohrdateien zu generieren.

Beachten Sie, dass die Prozessfähigkeit des Leiterplattenherstellers zur Hinterbohrtiefe mit dem Hersteller kommuniziert werden muss.