PCB技術 - PCB生産におけるバックドリル技術

1,高速PCBの設計による

高速PCB設計では,多層PCBが必要になることが多く,ビアは多層PCB設計の重要な要素です。

PCBの貫通穴は,主に穴,穴の周囲のパッド領域,および電源層の絶縁領域で構成されています。

1 .高速PCBのビアの影響

高速PCB多層基板では,相互接続の1つの層から別の層への信号伝送をビアを介して接続する必要があります。周波数が1 ghz未満の場合,ビアは接続に良い役割を果たすことができ,その寄生容量とインダクタンスは無視できます。

周波数が1 ghzより高い場合,信号の完全性に対するビアの寄生効果は無視できません。このとき,ビアは伝送パスに不連続性を示し,信号の反射,遅延,減衰などのシグナルインテグリティの問題を引き起こします。

信号がビアを介して別の層に送信される場合,信号線の基準層はスルーホール信号のリターンパスとしても機能し,リターン電流は容量結合を介して基準層間を流れ,次のような問題を引き起こします。地球の弾性として。

2 .ビアの種類

貫通穴は,一般的に貫通穴、止まり穴,埋設穴の3種類に分けられます。

止まり穴:表面回路とその下の内部回路の接続に使用される,特定の深さのプリント回路基板の上面と下面を指します。穴の深さと直径は通常,特定の比率を超えません。

埋め込み穴:プリント回路基板の内層にある接続穴を指し,回路基板の表面までは伸びていません。

スルーホール:この種のホールは回路基板全体を貫通し,内部相互接続またはコンポーネントの設置位置決めホールとして使用できます。スルーホールは技術的に実現しやすく,コストも安いため,一般的にPCBで使用されています。

3.高速PCBの設計による

高速PCB設計では、一見単純に見えるビアが回路設計に大きな悪影響をもたらすことがよくあります。ビアの寄生効果によって引き起こされる悪影響を減らすために、設計で次のことを行うために最善を尽くすことができます。

（1）適切なビアサイズを選択します。一般的な密度の多層PCB設計の場合、0.25mm / 0.51mm / 0.91mm（穴あけ/パッド/電源遮断領域）を選択することをお勧めします。一部の高密度PCBの場合、0.20mm / 0.46mm / 0.86mmを使用することもできます。電源またはアース線ビアの場合、インピーダンスを下げるためにより大きなサイズを使用できます。（2）電源遮断領域が大きいほど良い。PCBのビア密度を考慮すると、一般的にD1 = D2 + 0.41; （3）PCB言い換えると、ビアは可能な限り減らす必要があります。（4）より薄いPCBの使用は、ビアの2つの寄生パラメータを減らすのに役立ちます。（5）電源とアースのピンはビアの近くに配置する必要があります。ビアとピンの間のリード線は短いほど、電気インダクタンスが増加するため、良好です。同時に、電源とアースのリード線は、インピーダンスを下げるためにできるだけ太くする必要があります。（6）信号の短距離回路を提供するために、いくつかの接地ビアは信号層変更のビアの近くに配置する必要があります。

さらに、ビアの長さもビアのインダクタンスに影響を与える主な要因の1つです。上下の導通に使用されるビアの場合、ビアの長さはPCBの厚さと同じです。PCB層の数が増えると、PCBの厚さは5mmを超えることがよくあります。ただし、高速PCB設計でビアによって引き起こされる問題を減らすために、ビアの長さは一般に2.0mm以内に制御されます。長さが2.0mmを超えるビアの場合、ビアの直径を大きくすることで、インピーダンスの導通をある程度改善できます。スルーホール長さが1.0mm以下の場合、スルーホール径は0.20mm〜0.30mmとなります。

2、PCB生産におけるバックドリル技術

1.どのPCBバックドリル？

バックドリルは、実際には特別な種類の穴の深さのドリルです。12層基板の製造などの多層基板の製造では、1層目を9層に接続する必要があります。通常、私たちは穴を開けて（ドリルで）銅を沈めます。このように、1階は12階に直結しています。実際、1階と9階をつなぐだけです。10階から12階までは線がないので柱のようです。

この柱は信号の経路に影響を及ぼし、通信信号のシグナルインテグリティの問題を引き起こします。したがって、この余分な柱（業界ではスタブと呼ばれます）を反対側からドリルします（二次ドリル）。したがって、バックドリルと呼ばれますが、後続のプロセスで少量の銅が電気分解され、ドリルポイント自体も鋭利であるため、一般的にドリルほどきれいではありません。したがって、PCBメーカーは小さなポイントを残します。左のスタブの長さはb値と呼ばれ、一般に50〜150umの範囲で適切です。

2.バックドリルの利点は何ですか？

1）ノイズ干渉を減らします。

2）シグナルインテグリティを向上させます。

3）ローカルプレートの厚さが薄くなります。

4）止まり穴の使用を減らし、PCB製造の難しさを減らします。

3.バックドリルの機能は何ですか？

バックドリルの機能は、高速信号伝送の反射、散乱、遅延を回避し、信号に「歪み」をもたらすために、接続または伝送機能のない貫通穴セクションをドリルアウトすることです。研究によると、シグナルシステムのシグナルインテグリティに影響を与える主な要因は、設計、基板材料、伝送ライン、コネクタ、チップパッケージ、およびその他の要因であり、スルーホールはシグナルインテグリティリングにより大きな影響を及ぼします。

4.バックホール製造の動作原理

ドリル針が基板表面の銅箔に接触して、ドリル針が穴の中を走っているときに基板表面の高さ位置を誘導するときに発生する微小電流。掘削深度に達すると、掘削が停止します。図2に示すように

5.バックドリルの製造工程は？

PCBには位置決め穴があり、位置決め穴はPCBの位置を特定して穴を開けるために使用されます。穴あけ後のPCBは電気めっきされ、位置決め穴は電気めっき前にドライフィルムでシールされます。外層の図は電気メッキされたPCB上に作成されています。

外層パターンを形成した後、PCBは電気めっきされ、位置決め穴はパターン電気めっきの前にドライフィルムでシールされます。1つのドリルで使用される位置決め穴はバックドリルに使用され、バックドリルを必要とする電気めっき穴はドリルナイフでバックドリルされます。バックドリル後、バックホールを洗浄して、バックホールに残っているドリルの削りくずを取り除きます。

6.バックドリルプレートの技術的特徴は何ですか？

1）ほとんどのバックボードはハードボードです

2）階数は一般的に8〜50階

3）板厚：2.5mm以上

4）厚み径比が大きい

5）プレートサイズが大きい

6）一般的な最初の穴の直径> = 0.3mm

7）外部回路が少なく、ほとんどが圧着穴アレイ設計です

8）裏穴は通常、ドリルで開ける穴より0.2mm大きい

9）バックドリル深さの許容差：+ /-0.05mm

10）バックドリルでレイヤーmへのドリルが必要な場合、レイヤーmからレイヤーM-1（レイヤーmの次のレイヤー）までの中間の厚さは0.17mm7ですか？

PCBバックプレーンは、主に通信機器、大型サーバー、医療用電子機器、軍事、航空宇宙などの分野で使用されています。