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智力創:電路板生產中背鉆工藝

文章來源: 智力創電路板 人氣:1676 發表時間:2020-11-06 10:26:41

一、什么是電路板背鉆?

什么是PCB電路板背鉆,其實背鉆就是控深鉆比較特殊的一種,在PCB多層板的制作過程中,例如12層線路板的制作,我們需要將第1層連到第9層,通常我們鉆出通孔(一次鉆),然后沉銅。這樣第1層直接連到第12層,實際我們只需要第1層連到第9層,第10到第12層由于沒有線路相連,像一個柱子。這個柱子影響信號的通路,在通訊信號會引起信號完整性問題。所以將這個多余的柱子(業內叫STUB)從反面鉆掉(二次鉆)。所以叫背鉆,但是一般也不會鉆那么干凈,因為后續工序會電解掉一點銅,且鉆尖本身也是尖的。所以線路板廠家會留下一小點,這個留下的STUB的長度叫B值,一般在50-150UM范圍為好。

什么是電路板背鉆

什么是電路板背鉆

二、背鉆孔有什么優點?

1.減小雜訊干擾;

2.局部板厚變??;

3.提高信號完整性;

4.減少埋盲孔的使用,降低PCB電路板制作難度。

三、背鉆孔有什么作用?

其實背鉆的作用就是鉆掉沒有起到任何連接或者傳輸作用的PCB通孔段,避免造成高速信號傳輸的反射、散射、延遲等,給信號帶來“失真”研究表明:影響信號系統信號完整性的主要因素除設計、PCB板材料、傳輸線、連接器、芯片封裝等因素外,導通孔對信號完整性有較大影響。

四、背鉆孔生產工作原理

依靠鉆針下鉆時,鉆針尖接觸基板板面銅箔時產生的微電流來感應板面高度位置,再依據設定的下鉆深度進行下鉆,在達到下鉆深度時停止下鉆。如圖二,工作示意圖所示

背鉆孔生產工作原理

背鉆孔生產工作原理

五、背鉆制作工藝流程?

1.首先提供電路板,電路板上設有定位孔,利用所述定位孔對PCB線路板進行一鉆定位并進行一鉆鉆孔;

2.對一鉆鉆孔后的電路板進行電鍍,電鍍前對所述定位孔進行干膜封孔處理;

3.在電鍍后的電路板上制作外層圖形;

4.在形成外層圖形后的PCB線路板上進行圖形電鍍,在圖形電鍍前對所述定位孔進行干膜封孔處理;

5.利用一鉆所使用的定位孔進行背鉆定位,采用鉆刀對需要進行背鉆的電鍍孔進行背鉆;

6.背鉆后對背鉆孔進行水洗,清除背鉆孔內殘留的鉆屑。

六、如有電路板有孔要求從第14層鉆到12層要如何解決呢?

1.如該PCB板在第11層有信號線,在信號線的兩端有通孔連接到元件面和焊錫面,在元件面上將會插裝元器件,如下圖所示,也就是說,在該線路上,信號的傳輸是從元件A通過第11層的信號線傳遞到元件B。

2.按第1點所描述的信號傳輸情況,通孔在該傳輸線路的作用等同于信號線,如果我們不進行背鉆,則信號的傳輸路線如圖五所示。

3.從第2點所描述的圖中,我們可以看到,在先好傳輸過程中,焊錫面到11層的通孔段其實并沒有起到任何的鏈接或者傳輸作用。而這一段通孔的存在則容易造成信號傳輸的反射、散射、延遲等,因此背鉆實際上就是鉆掉沒有起到任何鏈接或者傳輸作用的通孔段,避免造成信號傳輸的反射、散射、延遲,給信號帶來失真。

由于鉆孔深度存在一定的公差控制要求,以及板件厚度公差,我們無法100%滿足客戶絕對的深度要求,那么對于背鉆深度的控制是深一點好還是淺一點好?我們對工藝的看法是寧淺勿深,圖六。

七、背鉆孔板技術特征有哪些?

1.多數背板是硬板;

2.厚徑比較大;

3.PCB板尺寸較大;

4.板厚:2.5mm以上;

5.一般首鉆最小孔徑>=0.3mm;

6.背鉆深度公差:+/-0.05MM;

7.PCB多層板的層數一般為8至50層;

8.背鉆孔通常比需要鉆掉的孔大0.2MM;

9.外層線路較少,多為壓接孔方陣設計;

10.如果背鉆要求鉆到M層,那么M層到M-1(M層的下一層)層的介質厚度最小0.17MM。

八、背鉆孔板主要應用于何種領域呢?

背板主要應用于通信設備、大型服務器、醫療電子、軍事、航天等領域。由于軍事、航天屬于敏感行業,國內背板通常由軍事、航天系統的研究所、研發中心或具有較強軍事、航天背景的PCB制造商提供;在中國,背板需求主要來自通信產業,現逐漸發展壯大的通信設備制造領域。

在Allegro中實現背鉆文件輸出

1.首先選中背鉆Net,定義長度。在菜單欄中點Edit-Properties,打開對話框Editproperty,如下圖:

2.在菜單中點:Manufacturing→NC→BackdrillSetupandAnalysis,如下圖:

3.背鉆可以從top層開始,也可以從Bottom層開始。高速信號上的連接管腳和VIA都需要做背鉆。設置如下:

4.鉆孔文件如下:

5.將背鉆鉆孔文件和背鉆鉆孔深度的表格一起打包發給PCB廠,背鉆深度表格需手動填寫。

相關的一些屬性Properties

①.BACKDRILL_MAX_PTH_STUB(net):在constraintmanager里面需要給背鉆的網絡賦予BACKDRILL_MAX_PTH_STUB屬性,只有設置了屬性,軟件才會識別。

為這個網絡需要考慮背鉆。在constraintmanager→net→generalproperties→worksheet→backdrill項,選擇需要的項目并單擊鼠標右鍵,在彈出的快捷菜單中選擇change命令,輸入maximumstub的值即可。Stub的計算原則為top和bottom兩面的stub都會被計入到最大的stub長度里面。

②.BACKDRILL_EXCLUDE屬性:定義了這個屬性后,相關的目標就不進行背鉆,此屬性可以賦給symbol,pin,via,甚至可以在建庫的時候就附上屬性。

③.BACKDRILL_MIN_PIN_PTH屬性:確保最小的通孔金屬化的深度

④.BACKDRILL_OVERRIDE屬性:用戶自定義backdrill的范圍,這也是比較有用的一個方法,尤其是針對結構簡單,背鉆深度一致的設計。

⑤.BACKDRILL_PRESSFIT_CONNECTOR屬性:這是針對壓接件的設置屬性,一般情況下,背鉆會識別壓接器件,不會從器件面背鉆,如果要求兩面背鉆。

壓接器件必須賦予BACKDRILL_PRESSFIT_CONNECTOR屬性。用于壓接器件,要求單面或者雙面背鉆背鉆時,指定這個參數后,背鉆深度不會進入壓接器件必需的有效連接區域。值,其中values=pincontactrange,這個值必須從壓接器件廠家得到。

針對背鉆的屬性都設置完成后,就是對背鉆的分析了,啟動菜單命令:manufacture→NCbackdrillsetupandanalysis,啟動背鉆界面分析窗口,選擇newpassset,設置一些背鉆的參數,分析之后會產生報告,有沖突的地方都會有詳細說明。

如果分析沒有問題,那么背鉆的設置就全部完成了,需要在后處理的光繪輸出階段如NC-Drilllegend和NCDrill的窗口中選擇includebackdrill,然后執行生成背鉆鉆孔孔位圖和鉆孔文件。


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