PCB製程-背鑽

PCB生產中的背鑽(Back Drill)技術

  • 一、什麼是PCB背鑽?

背鑽實際上是一種特殊的孔深鑽。在多層板的生產中,比如12層板的生產,我們需要將第一層連接到第九層。通常,我們鑽通孔(drill),然後沉銅。這樣一來,一樓就直接連接到了十二樓。實際上,我們只需要將一樓連接到九樓。因為從10樓到12樓沒有線路連接,所以就像一根柱子。

該支柱影響信號的路徑,導致通信信號中的信號完整性問題。所以從相反的一側(二次鑽孔)鑽這個額外的柱子。所以叫背鑽,但一般不如鑽孔乾淨,因為後面的工序會電解出一點點銅,而且鑽尖本身也很鋒利。因此,PCB廠商會留下一個小點。



上圖為通孔Back Drill剖面示意圖:左邊為正常的信號通孔;右邊為Back drill後的通孔示意圖,表示從Bottom層一直鑽到走線Trace所在的信號層。
  • 二、為什麼要做背鑽設計?

PCB的過孔通常為通孔設計(從Top表層貫通到Bottom底層),當連接過孔的PCB走線比較靠近TOP層時,就會在PCB互連鏈路的過孔處產生「Stub」分叉,造成信號的反射、影響信號質量,這種影響對於越高速的信號影響越大。因此,需要想辦法把PCB通孔的Stub去除,「背鑽」(Back Drill)就是這樣一種PCB加工技術。
背鑽的優點是什麼?
1. 減少噪音干擾。
2. 提高信號完整性。
3. 局部板厚變小。
4. 減少盲孔的使用,降低PCB生產製程的難度。

  • 三、背鑽的作用是什麼?

  • 背鑽的作用是鑽出沒有連接或傳輸功能的通孔部分,避免高速信號傳輸的反射、散射和延遲,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有設計、板料、傳輸線、連接器、芯片封裝等因素,通孔對信號完整性環的影響較大。

    • 四、背鑽流程圖

    • 五、多高速率的信號需要應用BackDrill技術?

    • 通常的認識:≥5Gbps速率的信號需要考慮增加Back Drill設計。
    • 如果晶片驅動能力足夠強,或系統互連鏈路不那麼長,也許不做Back Drill設計信號質量同樣能過關。

    註: 任何一個通訊鏈路都包含三個部份:發送器(TX)、媒質(訊息通道)、接收器(RX)。