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智力創(chuàng):電路板生產(chǎn)中背鉆工藝

文章來源: 智力創(chuàng)電路板     閱讀次數(shù):3347     發(fā)表時(shí)間:2020-11-06    

[導(dǎo)讀]:什么是PCB電路板背鉆,其實(shí)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。

一、什么是電路板背鉆?

什么是PCB電路板背鉆,其實(shí)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(shí)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(gè)柱子。這個(gè)柱子影響信號(hào)的通路,在通訊信號(hào)會(huì)引起信號(hào)完整性問題。所以將這個(gè)多余的柱子(業(yè)內(nèi)叫STUB)從反面鉆掉(二次鉆)。所以叫背鉆,但是一般也不會(huì)鉆那么干凈,因?yàn)楹罄m(xù)工序會(huì)電解掉一點(diǎn)銅,且鉆尖本身也是尖的。所以線路板廠家會(huì)留下一小點(diǎn),這個(gè)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(yōu)點(diǎn)?

1.減小雜訊干擾;

2.局部板厚變??;

3.提高信號(hào)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(shí)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(hào)傳輸?shù)姆瓷?、散射、延遲等,給信號(hào)帶來“失真”研究表明:影響信號(hào)系統(tǒng)信號(hào)完整性的主要因素除設(shè)計(jì)、PCB板材料、傳輸線、連接器、芯片封裝等因素外,導(dǎo)通孔對(duì)信號(hào)完整性有較大影響。

四、背鉆孔生產(chǎn)工作原理

依靠鉆針下鉆時(shí),鉆針尖接觸基板板面銅箔時(shí)產(chǎn)生的微電流來感應(yīng)板面高度位置,再依據(jù)設(shè)定的下鉆深度進(jìn)行下鉆,在達(dá)到下鉆深度時(shí)停止下鉆。如圖二,工作示意圖所示

背鉆孔生產(chǎn)工作原理

背鉆孔生產(chǎn)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(shè)有定位孔,利用所述定位孔對(duì)PCB線路板進(jìn)行一鉆定位并進(jìn)行一鉆鉆孔;

2.對(duì)一鉆鉆孔后的電路板進(jìn)行電鍍,電鍍前對(duì)所述定位孔進(jìn)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(jìn)行圖形電鍍,在圖形電鍍前對(duì)所述定位孔進(jìn)行干膜封孔處理;

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

6.背鉆后對(duì)背鉆孔進(jìn)行水洗,清除背鉆孔內(nèi)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P(yáng)CB板在第11層有信號(hào)線,在信號(hào)線的兩端有通孔連接到元件面和焊錫面,在元件面上將會(huì)插裝元器件,如下圖所示,也就是說,在該線路上,信號(hào)的傳輸是從元件A通過第11層的信號(hào)線傳遞到元件B。

2.按第1點(diǎn)所描述的信號(hào)傳輸情況,通孔在該傳輸線路的作用等同于信號(hào)線,如果我們不進(jìn)行背鉆,則信號(hào)的傳輸路線如圖五所示。

3.從第2點(diǎn)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(shí)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(hào)傳輸?shù)姆瓷?、散射、延遲等,因此背鉆實(shí)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(hào)傳輸?shù)姆瓷?、散射、延遲,給信號(hào)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(duì)的深度要求,那么對(duì)于背鉆深度的控制是深一點(diǎn)好還是淺一點(diǎn)好?我們對(duì)工藝的看法是寧淺勿深,圖六。

七、背鉆孔板技術(shù)特征有哪些?

1.多數(shù)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(shù)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(shè)計(jì);

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(zhì)厚度最小0.17MM。

八、背鉆孔板主要應(yīng)用于何種領(lǐng)域呢?

背板主要應(yīng)用于通信設(shè)備、大型服務(wù)器、醫(yī)療電子、軍事、航天等領(lǐng)域。由于軍事、航天屬于敏感行業(yè),國內(nèi)背板通常由軍事、航天系統(tǒng)的研究所、研發(fā)中心或具有較強(qiáng)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(chǎn)業(yè),現(xiàn)逐漸發(fā)展壯大的通信設(shè)備制造領(lǐng)域。

在Allegro中實(shí)現(xiàn)背鉆文件輸出

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

2.在菜單中點(diǎn):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(hào)上的連接管腳和VIA都需要做背鉆。設(shè)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(fā)給PCB廠,背鉆深度表格需手動(dòng)填寫。

相關(guān)的一些屬性Properties

①.BACKDRILL_MAX_PTH_STUB(net):在constraintmanager里面需要給背鉆的網(wǎng)絡(luò)賦予BACKDRILL_MAX_PTH_STUB屬性,只有設(shè)置了屬性,軟件才會(huì)識(shí)別。

為這個(gè)網(wǎng)絡(luò)需要考慮背鉆。在constraintmanager→net→generalproperties→worksheet→backdrill項(xiàng),選擇需要的項(xiàng)目并單擊鼠標(biāo)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(jì)算原則為top和bottom兩面的stub都會(huì)被計(jì)入到最大的stub長度里面。

②.BACKDRILL_EXCLUDE屬性:定義了這個(gè)屬性后,相關(guān)的目標(biāo)就不進(jìn)行背鉆,此屬性可以賦給symbol,pin,via,甚至可以在建庫的時(shí)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(gè)方法,尤其是針對(duì)結(jié)構(gòu)簡單,背鉆深度一致的設(shè)計(jì)。

⑤.BACKDRILL_PRESSFIT_CONNECTOR屬性:這是針對(duì)壓接件的設(shè)置屬性,一般情況下,背鉆會(huì)識(shí)別壓接器件,不會(huì)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(shí),指定這個(gè)參數(shù)后,背鉆深度不會(huì)進(jìn)入壓接器件必需的有效連接區(qū)域。值,其中values=pincontactrange,這個(gè)值必須從壓接器件廠家得到。

針對(duì)背鉆的屬性都設(shè)置完成后,就是對(duì)背鉆的分析了,啟動(dòng)菜單命令:manufacture→NCbackdrillsetupandanalysis,啟動(dòng)背鉆界面分析窗口,選擇newpassset,設(shè)置一些背鉆的參數(shù),分析之后會(huì)產(chǎn)生報(bào)告,有沖突的地方都會(huì)有詳細(xì)說明。

如果分析沒有問題,那么背鉆的設(shè)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(zhí)行生成背鉆鉆孔孔位圖和鉆孔文件。


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