PCB生產中的反鑽科技

2020-09-23

Author：Dag

1、高速PCB中的過孔設計

在高速PCB設計中, 多層PCB 經常需要, via是 多層PCB 設計.

PCB中的通孔主要由孔、孔周圍的焊盤區和電源層隔離區組成。

1、高速PCB中過孔的影響

在高速PCB多層板中，從一層互連到另一層互連的訊號傳輸需要通過過孔連接。當頻率低於1GHz時，通孔可以起到良好的連接作用，其寄生電容和電感可以忽略不計。

當頻率高於1 GHz時，過孔對信號完整性的寄生效應不容忽視。此時，過孔在傳輸路徑中顯示不連續性，這將導致信號完整性問題，如訊號反射、延遲和衰减。

當訊號通過通孔傳輸到另一層時，訊號線的參攷層也作為通孔訊號的返回路徑，返回電流將通過電容耦合在參攷層之間流動，從而導致接地彈性等問題。

2、過孔類型

通孔一般分為3種類型：通孔、盲孔和埋孔。

盲孔：指印刷電路板的上下表面，具有一定深度，用於連接表面電路和下麵的內部電路。孔的深度和直徑通常不超過一定的比率。

埋孔：印刷電路板內層的連接孔，不延伸到電路板表面。

通孔：這種孔穿過整個電路板，可用於內部互連或作為元件的安裝定位孔。由於通孔在科技上易於實現，成本較低，所以通常用於PCB中。

背面鑽孔PCB

3、高速PCB中的過孔設計

在高速PCB設計中，看似簡單的通孔往往會給電路設計帶來很大的負面影響。為了减少過孔寄生效應造成的不利影響，我們可以在設計中盡最大努力做到以下幾點：

（1）選擇合理的通孔尺寸。對於一般密度的多層PCB設計，最好選擇0.25mm/0.51mm/0.91mm（鑽孔/焊盤/電源隔離區）；對於一些高密度PCB，也可以使用0.20mm/0.46mm/0.86mm的電源或地線過孔，可以使用更大的尺寸來降低阻抗；（2）電源隔離面積越大越好。考慮到PCB上的通孔密度，一般D1=D2+0.41；（3）PCB換言之，應盡可能减少過孔；（4）使用較薄的PCB有利於减小過孔的兩個寄生參數；（5）電源和接地的引脚應靠近過孔，過孔和引脚之間的引線越短越好，因為它們會導致電感新增。同時，電源和接地的引線應盡可能厚，以降低阻抗；（6）應在訊號層變化過孔附近放置一些接地過孔，以便為訊號提供短距離電路。

此外，通孔長度也是影響通孔電感的主要因素之一。對於用於頂部和底部傳導的過孔，過孔的長度等於PCB的厚度。隨著PCB層數的新增，PCB的厚度通常達到5 mm以上。然而，為了减少高速PCB設計中過孔引起的問題，通常將過孔長度控制在2.0 mm以內。對於長度大於2.0 mm的通孔，通過增大通孔直徑，可以在一定程度上改善阻抗連續性。當通孔長度小於等於1.0 mm時，通孔直徑為0.20 mm-0.30 mm。

2、PCB生產中的反鑽科技

1、什麼PCB背鑽？

反鑽實際上是一種特殊的孔深鑽孔。在生產多層板時，如生產12層板，我們需要將第一層連接到第九層。通常，我們鑽通孔，然後沉銅。這樣，第一層直接連接到第十二層。事實上，我們只需要將一樓連接到九樓。因為從10樓到12樓沒有連接線，所以它就像一根柱子。

該支柱影響訊號路徑，導致通信訊號中的信號完整性問題。所以，從另一側鑽這個額外的柱（在行業中稱為短柱）（二次鑽）。囙此，它被稱為反鑽，但通常不像鑽孔那樣乾淨，因為在隨後的過程中會有少量銅被電解，而且鑽頭本身也很鋒利。囙此，PCB製造商會留下一個小點。存根左側的長度稱為b值，一般在50-150um範圍內。

2、反鑽的優點是什麼？

1）减少雜訊干擾；

2）提高信號完整性；

3）局部板厚變小；

4）减少盲孔的使用，降低PCB生產難度。

3、反鑽的作用是什麼？

反鑽的作用是鑽出沒有連接或傳輸功能的通孔段，以避免高速訊號傳輸的反射、散射和延遲，給訊號帶來“失真”。研究表明，影響訊號系統信號完整性的主要因素有設計、板資料、傳輸線、連接器、晶片封裝等因素，通孔對信號完整性環的影響較大。

4、後鑽孔生產工作原理

當鑽針在孔中運行時，當鑽針接觸基板表面的銅箔時產生的微電流感應板表面的高度位置，然後根據設定的鑽孔深度進行鑽孔，達到鑽孔深度時停止鑽孔。如圖2所示

5、背鑽生產工藝？

PCB上設有定位孔，定位孔用於定位PCB並鑽孔；鑽孔後的PCB電鍍，電鍍前用幹膜密封定位孔；外層圖形製作在電鍍PCB上；

外層圖案形成後，對PCB進行電鍍，並在圖案電鍍前用幹膜密封定位孔；一個鑽頭使用的定位孔用於反鑽，需要反鑽的電鍍孔用鑽頭反鑽；反鑽後，沖洗後孔，以清除後孔中殘留的鑽屑。