Технология обратной сверловки BACK DRILLING

Проектирование высокочастотных, высокоскоростных плат сталкивается со многими проблемами с точки зрения сохранения целостности сигнала. При передаче сигнала принятый сигнал будет подвергаться искажениям из-за шумов, перекрёстных помех и других нежелательных эффектов. Многие проблемы с искажением решаются с помощью правильного проектирования и надлежащих производственных практик. В данной публикации мы рассмотрим один из способов сохранения сигнала – метод обратной сверловки (BACK DRILLING).

Рассмотрим пример: многослойная печатная плата, 10 слоев. Сигнал по металлизированному отверстию должен передаваться с первого на третий слой. Однако, поскольку отверстие металлизировано целиком, сигнал пойдет не с первого на третий слой, а по стакану с первого на третий и вниз на десятый и обратно. Возвращаясь оба сигнала (прямой и обратный) складываются и возникают шумы, т.е. определенные потери. Именно для нивелирования данной ситуации и применяется метод обратной сверловки.

Метод обратной сверловки – это снятие металлизации сквозного переходного отверстия до определеннной глубины. Т.е. сверлом, чуть большего диаметра, чем диаметр переходного отверстия, полностью снимается металлизация практически до слоя, по которому должен проходить сигнал.

Обратная сверловка указывается в проекте на отдельном слое сверловки с диаметром сверла, который должен быть на 200 мкм больше, чем диаметр самого металлизированного отверстия для того, чтобы гарантированно снять металлизацию.

Грамотный разработчик печатной платы должен рассчитать реальный сигнал с одного слоя на другой, понимая, что дополнительная металлизация отверстия может приводить к лишним шумам.

При выборе остаточной длины медного стакана (А на рис.1) нужно ориентироваться на два фактора:

• показатель целостности сигнала, а именно процент проходящего сигнала после его потери.
• экономические соображения целесообразности использования озвученного метода из-за итогового подорожания продукта.

Поэтому всегда нужно соотносить ожидаемый результат и затраты на выполнение дополнительных операций.

Ниже представлена таблица, в которой приведены потери сигнала, соответствующие остаточной длине металлизированного отверстия:

Как альтернативу технологии обратного сверления можно рассматривать:

• глухие переходные отверстия.
• отверстия, просверленные лазером.
• альтернативные схемы компоновки, при которых трассы перемещаются на слои, ближе к концу металлического стакана.

С ними эффект будет аналогичным. Однако, если рассматривать вариант с глухими переходными отверстиями, то они завязаны на соотношение диаметра и глубины - с диаметром 0,3мм на глубину 0,5мм глухое переходное выполнить невозможно. Технология обратного сверления не обременена такими ограничениями.

Обратная сверловка - технологически не сложная операция. Она сложна в своей подготовке: необходимо учесть множество параметров, таких как отступы меди на внутренних и внешних слоях, расстояние между слоями и прочее. Так толщина слоя (Е на рис.1) перед токопроводящим должна быть ≥ 200 мкм. Расстояние от края обратной сверловки до меди на внешнем слое (D на рис.1) ≥ 150 мкм. Расстояние от края обратной сверловки до меди на внутреннем слое (C на рис.1) ≥ 200 мкм.

Как уже озвучивалось выше, выполнение обратной сверловки несколько удорожает изготовление печатной платы в силу того, что:

• это дополнительная конструкторская работа. Необходимо подготовить проект с расчетами всех глубин и всех допусков.
• на производстве вводится дополнительная операция – сверловка.

Помимо высококвалифицированных кадров для грамотной подготовки проекта к запуску в производство, производителям нужно иметь оборудование, которое способно с высокой точностью высверливать на глубину.

Технология обратного сверления решает проблемы, касающиеся целостности сигнала и резонанса в переходных отверстиях высокоскоростных, высокочастотных плат, а значит позволяет сделать плату более качественной, более надежной, с более стабильными параметрами. Завод Электроконнект обладает всеми технологическими возможностями и компетенциями для качественного выполнения данной операции.