Koti > Resurssit > Blogit > Piirilevyn poraus takaisin: Miten se parantaa signaalin eheyttä ja vähentää häiriöitä suurnopeuspiireissä?

Piirilevyn poraus takaisin: Miten se parantaa signaalin eheyttä ja vähentää häiriöitä suurnopeuspiireissä?

2024-12-24Reportteri: SprintPCB

Tässä artikkelissa perehdytään piirilevyjen takaporauksen määritelmään, prosessin yksityiskohtiin, teknisiin etuihin ja haasteisiin sekä tarjotaan lukijoille käytännön tapaustutkimuksia tämän teknologian soveltamisen ja vaikutusten selventämiseksi.

Piirilevyn takareiän määritelmä

Takaporaus, joka tunnetaan myös nimellä syvyyssäädelty poraus, viittaa prosessiin, jossa porataan jo työstetyn läpiviennin takapuolelta ei-toivottujen tynkien poistamiseksi. Takaporaus vähentää tehokkaasti signaalihäviötä ja parantaa signaalin eheyttä optimoiden piirilevyn yleistä suorituskykyä. Piirilevyn poraus takaisin

Miksi jälkiporaus on välttämätöntä?

Nopeassa signaalinsiirrossa ylimääräiset tynkät (läpivientien osat, jotka ulottuvat signaalikerrosten ulkopuolelle) voivat aiheuttaa signaalin heijastumista, sirontaa ja viivettä, mikä johtaa signaalin vääristymiseen. Takareikäporaus poistaa nämä tarpeettomat tynkät, mikä vähentää signaalin epäjatkuvuutta ja parantaa signaalin eheyttä, mikä minimoi kohinan aiheuttamat häiriöt ja parantaa piirin suorituskykyä.

Tyypillinen prosessivirta:

Alkuperäinen läpivientiprosessi: Vakioporausmenetelmää käytetään läpireikien luomiseen, jotka ulottuvat koko levyn paksuuden poikki.
Toissijainen takaporaus: Suuremman halkaisijan omaavalla poralla porataan uudelleen takapuolelta ja poistetaan kuparitynkä määritettyyn syvyyteen.
Tarkkuuden varmennus: Varmista, että vastaporaussyvyys vastaa suunnittelumäärityksiä, jotta signaalikerrokset eivät vaurioidu.

Esimerkiksi 10-kerroksisessa piirilevysuunnittelussa, jossa signaaleja tarvitsee siirtää vain kerroksesta 1 kerrokseen 3, läpivientiprosessi jättää tynkän kerroksen 3 alapuolelle. Takareiän avulla poistetaan ylimääräinen kupari kerroksen 3 alapuolelta, mikä vähentää korkeataajuisia häiriöitä.

Takaporauksen tekniset ominaisuudet ja suunnitteluvaatimukset

Takaporauksen tärkeimpiä teknisiä parametreja ovat poranterän halkaisija, reiän syvyys, poraustynkän pituus ja turvaetäisyys. Alla on yksityiskohtaiset selitykset:

Poranterän halkaisija

Takaporan terän halkaisija on tyypillisesti 0,15–0,2 mm suurempi kuin alkuperäisen läpivientireiän. Jos esimerkiksi läpivientireiän halkaisija on 0,3 mm, takaporan terän tulisi olla 0,45–0,5 mm.

Tyngän pituuden hallinta

Ihannetapauksessa takareiän pitäisi poistaa kaikki signaalikerrosten alapuolella olevat tynkät, mutta prosessitoleranssien vuoksi jäljelle jäävän tynkän pituus vaihtelee yleensä 2 millimetristä 12 millimetriin. Liian lyhyt tynkä voi aiheuttaa avoimen piirin ongelmia juottamisen jälkeen, joten tasapaino tynkän pituuden ja signaalin eheyden välillä on löydettävä.

Turvaväli

Takareiän reunan ja ympäröivien kiskojen välisen etäisyyden tulisi olla vähintään 10 milliä. Äärimmäisissä tapauksissa se voidaan pienentää 6 milliin, mutta tämä lisää tuotantovaikeuksia.

Prosessitoleranssit

Valmiin levyn paksuuden toleranssi voi vaikuttaa poraussyvyyden tarkkuuteen. Esimerkiksi jos suunniteltu levyn paksuus on 4 mm, todellinen paksuus voi vaihdella 3,6 mm:stä 4,4 mm:iin. Tuotannon aikana porausparametreja on säädettävä todellisen paksuuden perusteella, jotta varmistetaan turvalliset etäisyydet signaalikerroksista.

Piirilevyongelmien ratkaiseminen piirilevyjen porauksella

Signaalin heijastumisen ja häiriöiden vähentäminen: Poistamalla tynkät piirilevyn takareikä vähentää tehokkaasti signaalin heijastumista ja häiriöitä lähetyksen aikana, mikä parantaa signaalin selkeyttä ja vakautta.
Parannettu signaalin eheys: Piirilevyn takareikä minimoi läpivientien loiskapasitanssin ja induktanssin vaikutukset, varmistaen nopeiden signaalien täyden siirron ja estäen signaalin vääristymisen.
Ylikuulumisen vähentäminen: Korkeataajuisissa piirilevysuunnitteluissa piirilevyjen takareikä vähentää ylikuulumista lyhentämällä läpivientireiän pituutta, mikä vähentää vierekkäisten johtimien välistä sähköistä kytkentää ja siten vähentää häiriöitä ja parantaa signaalin selkeyttä.
Minimoitu kohinahäiriö: Poistamalla ylimääräiset läpiviennisegmentit piirilevyn takareikä vähentää tarpeetonta signaalihäiriötä ja parantaa siten piirilevyn siirtolaatua.

Piirilevyjen takaporauksen ominaisuudet

Sopivat materiaalit: Piirilevyn takareiän porausta käytetään yleisesti jäykissä piirilevyissä, tyypillisesti yli 8 kerrosta sisältävissä ja yli 2,5 mm paksuissa piirilevyissä. Suunnittelussa on tärkeää ottaa huomioon levyn paksuus ja kerrosten lukumäärä, jotta piirilevyn takareiän porauksen toteutettavuus ja tehokkuus voidaan varmistaa.
Reiän halkaisijan vaatimukset: Piirilevylle poratun reiän halkaisija on tyypillisesti 0,2 mm suurempi kuin alkuperäinen läpivienti, jotta ylimääräinen kupari poistuu tehokkaasti. Alkuperäisen poran vähimmäishalkaisija on yleensä ≥0,3 mm.
Syvyyden toleranssi: Piirilevyn poraaminen vaatii tarkkaa reiän syvyyden hallintaa, jotta poistetaan vain ylimääräinen kuparin läpivienti vahingoittamatta tarvittavia johtavia kerroksia. Tämä edellyttää porauslaitteita, joissa on erittäin tarkka syvyyden säätö, ja syvyystoleranssin on yleensä oltava ±0,05 mm.
Suunnittelunäkökohdat: Piirilevyn takareiän suunnittelussa on erittäin tärkeää varmistaa riittävä etäisyys takareikien, ympäröivien johtimien ja liitäntäpisteiden välillä, jotta vältetään piirin muiden osien vaurioituminen.

Piirilevyjen poraustekniikka parantaa signaalin eheyttä poistamalla tarkasti ylimääräiset läpiviennit, mikä vähentää häiriöitä ja signaalin vääristymistä. Porausprosessilla on kuitenkin korkeammat suunnittelu- ja valmistusvaatimukset, ja se edellyttää tarkkaa syvyyssäätöä ja huolellista suunnitteluasettelua sen tehokkuuden ja luotettavuuden varmistamiseksi.