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背钻工艺详解 1.什么背钻？
, U P# k& k3 X) L: ?" ]背钻其实就是控深钻比较特殊的一种，在多层板的制作中，例如12层板的制作，我们需要将第1层连到第9层，通常我们钻出通孔（一次钻），然后陈铜。这样第1层直接连到第12层，实际我们只需要第1层连到第9层，第10到第12层由于没有线路相连，像一个柱子。这个柱子影响信号的通路，在通讯信号会引起信号完整性问题。所以将这个多余的柱子（业内叫STUB）从反面钻掉（二次钻）。所以叫背钻，但是一般也不会钻那么干净，因为后续工序会电解掉一点铜，且钻尖本身也是尖的。所以PCB厂家会留下一小点，这个留下的STUB的长度叫B值，一般在50-150UM范围为好。 file:///C:/Users/yx/AppData/Local/Temp/ksohtml22800/wps1.png 4 I# I4 B+ }6 s; _6 y/ ]1 J, [6 @
2.背钻孔有什么样的优点？
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1）减小杂讯干扰；
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+ c& V/ Y2 [# b0 c2 ]$ l 2）提高信号完整性； 8 t! t b8 b" J5 W0 Y7 ^. A
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3）局部板厚变小； 3 A, }/ ]5 }: J$ ~6 Q3 W
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4）减少埋盲孔的使用，降低PCB制作难度。
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5 B9 g. S5 n4 I+ T$ K- F" C3.背钻孔有什么作用？
8 _- _7 i- v; G' h+ H0 h背钻的作用是钻掉没有起到任何连接或者传输作用的通孔段，避免造成高速信号传输的反射、散射、延迟等，给信号带来“失真”研究表明：影响信号系统信号完整性的主要因素除设计、板材料、传输线、连接器、芯片封装等因素外，导通孔对信号完整性有较大影响。
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9 C! }! D# T% m x, w9 w4.背钻孔生产工作原理
" d" x. `2 a5 j3 T+ ^+ h依靠钻针下钻时，钻针尖接触基板板面铜箔时产生的微电流来感应板面高度位置，再依据设定的下钻深度进行下钻，在达到下钻深度时停止下钻。如图二，工作示意图所示
file:///C:/Users/yx/AppData/Local/Temp/ksohtml22800/wps2.png ( U3 T0 m1 ~% T1 g6 u# b
5.背钻制作工艺流程？
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a、提供PCB，PCB上设有定位孔，利用所述定位孔对PCB进行一钻定位并进行一钻钻孔； 4 y8 l, m2 J7 R8 D9 Z% z$ m
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b、对一钻钻孔后的PCB进行电镀，电镀前对所述定位孔进行干膜封孔处理；
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c、在电镀后的PCB上制作外层图形； $ O0 k A( ?" \$ g1 ~7 V
: E V! v" k' q) p+ Z d、在形成外层图形后的PCB上进行图形电镀，在图形电镀前对所述定位孔进行干膜封孔处理； * q; U" U; N6 u
& `( _5 M% N, L- ^ e、利用一钻所使用的定位孔进行背钻定位，采用钻刀对需要进行背钻的电镀孔进行背钻； 5 U% t3 a3 b/ @: }% p
0 R, L* G7 _1 e# z" N f、背钻后对背钻孔进行水洗，清除背钻孔内残留的钻屑。 - e, e3 }# Q, t
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6. 如有电路板有孔要求从第14层钻到12层要如何解决呢？
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* t) L( R3 J. Y; u 1）如该板在第11层有信号线，在信号线的两端有通孔连接到元件面和焊锡面，在元件面上将会插装元器件，如下图所示，也就是说，在该线路上，信号的传输是从元件A通过第11层的信号线传递到元件B。 file:///C:/Users/yx/AppData/Local/Temp/ksohtml22800/wps3.png + E( L* I D% l+ L9 C
2）按第1点所描述的信号传输情况，通孔在该传输线路的作用等同于信号线，如果我们不进行背钻，则信号的传输路线如图五所示。 file:///C:/Users/yx/AppData/Local/Temp/ksohtml22800/wps4.png % u8 e0 n9 O+ [1 b! Q8 x
3）从第2点所描述的图中，我们可以看到，在先好传输过程中，焊锡面到11层的通孔段其实并没有起到任何的链接或者传输作用。而这一段通孔的存在则容易造成信号传输的反射、散射、延迟等，因此背钻实际上就是钻掉没有起到任何链接或者传输作用的通孔段，避免造成信号传输的反射、散射、延迟，给信号带来失真。 $ R' H# N4 r, f. q) F$ _
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由于钻孔深度存在一定的公差控制要求，以及板件厚度公差，我们无法100%满足客户绝对的深度要求，那么对于背钻深度的控制是深一点好还是浅一点好？我们对工艺的看法是宁浅勿深，图六。 file:///C:/Users/yx/AppData/Local/Temp/ksohtml22800/wps5.png " \6 Q9 a( J4 y- S
7. 背钻孔板技术特征有哪些？
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1）多数背板是硬板
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2）层数一般为8至50层 - v& {7 Z( `# e
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3）板厚：2.5mm以上
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9 ]- V$ k% O$ I/ q/ O1 ` 4）厚径比较大
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5）板尺寸较大 * r A7 p1 {+ i) Z8 g( a3 m
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6）一般首钻最小孔径>=0.3mm 8 i, l! Q1 e1 t' H& E
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7）外层线路较少，多为压接孔方阵设计
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8)背钻孔通常比需要钻掉的孔大0.2MM
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9)背钻深度公差：+/-0.05MM : u8 K1 S, q' j/ r
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10)如果背钻要求钻到M层，那么M层到M-1（M层的下一层）层的介质厚度最小0.17MM 2 _, a. s. q9 p9 _/ s2 e& u+ W
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6 R+ j8 K; j' @3 i% w2 D/ W8.背钻孔板主要应用于何种领域呢？ ! d4 p2 k. K! J, d) Q' `
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背板主要应用于通信设备、大型服务器、医疗电子、军事、航天等领域。由于军事、航天属于敏感行业，国内背板通常由军事、航天系统的研究所、研发中心或具有较强军事、航天背景的PCB制造商提供；在中国，背板需求主要来自通信产业，现逐渐发展壮大的通信设备制造领域。
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& e3 \, q, a8 z! K! v2 F在allegro中实现背钻文件输出 % b3 w0 T9 f8 B: X
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1.首先选中背钻Net，定义长度。在菜单栏中点Edit-Properties，打开对话框Edit property，如下图： file:///C:/Users/yx/AppData/Local/Temp/ksohtml22800/wps6.png
5 H3 c9 L6 h2 Q, [. g! g7 c: @: \2 e5 y2.在菜单中点：Manufacturing→NC→ Backdrill Setup and Analysis，如下图：
file:///C:/Users/yx/AppData/Local/Temp/ksohtml22800/wps7.png
T3 i8 y9 A; a, H, }# I3.背钻可以从top层开始，也可以从Bottom层开始。高速信号上的连接管脚和VIA都需要做背钻。设置如下：
file:///C:/Users/yx/AppData/Local/Temp/ksohtml22800/wps8.png file:///C:/Users/yx/AppData/Local/Temp/ksohtml22800/wps9.png
1 w( L# o6 z7 N. m* G% t5 `4.钻孔文件如下：
file:///C:/Users/yx/AppData/Local/Temp/ksohtml22800/wps10.png 4 v1 H: o$ k6 ?! G' Y
5.将背钻钻孔文件和背钻钻孔深度的表格一起打包发给PCB厂，背钻深度表格需手动填写 file:///C:/Users/yx/AppData/Local/Temp/ksohtml22800/wps11.png file:///C:/Users/yx/AppData/Local/Temp/ksohtml22800/wps12.png 相关的一些属性Properties
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1、BACKDRILL_MAX_PTH_STUB(net)：在constraint manager里面需要给背钻的网络赋予BACKDRILL_MAX_PTH_STUB属性，只有设置了属性，软件才会识别为这个网络需要考虑背钻。在constraintmanager→net→general properties →worksheet→backdrill项，选择需要的项目并单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择change命令，输入maximum stub的值即可。Stub的计算原则为top和bottom两面的stub都会被计入到最大的stub长度里面。 , v2 k% L* S+ \7 i" R9 X
2 H5 R7 g$ j, s: i1 n2、BACKDRILL_EXCLUDE属性：定义了这个属性后，相关的目标就不进行背钻，此属性可以赋给symbol，pin，via，甚至可以在建库的时候就附上属性。
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( h# }6 Z+ f6 N9 A+ ]6 l3、BACKDRILL_MIN_PIN_PTH属性：确保最小的通孔金属化的深度
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4、BACKDRILL_OVERRIDE属性：用户自定义backdrill的范围，这也是比较有用的一个方法，尤其是针对结构简单，背钻深度一致的设计。
u2 Q4 B* I3 c6 f4 v1 \+ Y: T! c: w3 r! L' k9 D) }
5、BACKDRILL_PRESSFIT_CONNECTOR属性：这是针对压接件的设置属性，一般情况下，背钻会识别压接器件，不会从器件面背钻，如果要求两面背钻，压接器件必须赋予BACKDRILL_PRESSFIT_CONNECTOR属性。用于压接器件，要求单面或者双面背钻背钻时，指定这个参数后，背钻深度不会进入压接器件必需的有效连接区域。值<value1：value2>，其中values=pin contact range，这个值必须从压接器件厂家得到。
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针对背钻的属性都设置完成后，就是对背钻的分析了，启动菜单命令：manufacture→NC backdrill setup and analysis，启动背钻界面分析窗口，选择new pass set，设置一些背钻的参数，分析之后会产生报告，有冲突的地方都会有详细说明。
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1 q. U9 R* M6 {如果分析没有问题，那么背钻的设置就全部完成了， 需要在后处理的光绘输出阶段如NC-Drill legend和NC Drill的窗口中选择include backdrill，然后执行生成背钻钻孔孔位图和钻孔文件。 ) [3 J. d% ?8 Y6 T, o; s
% K9 L; f' ^ {, h. }1 T: N
注意PCB板厂的背钻深度工艺能力需要与厂家沟通。 * y, {$ }* M" i. M% A
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发表于 2024-3-26 09:02
