一、什么是PCB的背鉆孔

PCB設(shè)計(jì)和制造面臨的挑戰(zhàn)之一是如何保護(hù)信號(hào)完整性問(wèn)題。背鉆也稱為可控深度鉆孔，用于去除PCB通孔中銅筒的導(dǎo)電過(guò)孔存根。作為過(guò)孔的一部分，存根會(huì)在高速設(shè)計(jì)中導(dǎo)致嚴(yán)重的信號(hào)完整性。

PCB背鉆   

另外，過(guò)孔存根會(huì)導(dǎo)致信號(hào)從存根端反射回來(lái)，擾亂原來(lái)的信號(hào)。換句話說(shuō)，如果存根很長(zhǎng)，失真會(huì)很?chē)?yán)重。為了解決這個(gè)問(wèn)題，進(jìn)行了背鉆，其中通過(guò)使用稍大尺寸鉆頭重新來(lái)鉆孔去除大部分過(guò)孔樁。

PCB背鉆

二、PCB背鉆如何克服信號(hào)完整性問(wèn)題

通過(guò)使用稍大的鉆頭，在電鍍通孔制造后重新去除這些存根。將孔背鉆到預(yù)定和受控的深度，該深度接近但不接觸孔使用的最后一層。   理想的剩余存根應(yīng)該小于10mils。背鉆孔的直徑大于電鍍通孔的直徑。通常，被鉆頭的直徑比原鉆頭直徑大8mils到10mils。原因是走線和平面的間隙必須足夠大，以免在背鉆過(guò)程中誤鉆穿與背鉆相鄰的走線和平面。

背鉆前

背鉆后

三、為什么需要背鉆？

線路板背鉆可以用來(lái)縮短過(guò)孔存根，還可以干擾高速信號(hào)，通常，背鉆會(huì)導(dǎo)致低于 10 密耳的過(guò)孔短線，從而削弱銅管產(chǎn)生信號(hào)反射的能力。   例如：在10層疊層中從第一層到第十層鉆了一個(gè)通孔。但是你的設(shè)計(jì)需要第一層到第三層的信號(hào)，通孔在第三層之后會(huì)有一個(gè)存根。但是沒(méi)有使用的部分會(huì)產(chǎn)生高頻反射和共振。   因此就需要背鉆去除第三層之后多余的鍍銅，此外，背鉆必須大于PTH的原始尺寸，否則沒(méi)有辦法去除所有不需要的銅。   下面是實(shí)際背鉆的過(guò)程：

1、下圖中，你可以看到帶有延伸到信號(hào)路徑之外的過(guò)孔存根的PCB

帶有過(guò)孔存根的PCB

2、使用稍大的鉆頭進(jìn)行背鉆

使用較大鉆孔尺寸的PCB背鉆孔

3、通過(guò)背鉆減少過(guò)孔存根

通過(guò)背鉆減少過(guò)孔存根

四、什么時(shí)候使用背鉆？

一般建議在PCB板上的電路走線有≥1Gbps速率的信號(hào)時(shí)考慮加入背鉆，但是設(shè)計(jì)高速互連鏈路是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程任務(wù)，還需要考慮芯片的驅(qū)動(dòng)能力和互連鏈路的長(zhǎng)度等因素。因此系統(tǒng)互連鏈路仿真是判斷是否需要背鉆的最可靠途徑。

PCB背鉆   

電路板背鉆一般特征：

背面多為硬板

一般用于8層以上

板厚大于2.5mm

最小保持尺寸為 0.3mm

背鉆比過(guò)孔大0.2mm

背鉆深度公差+/-0.05MM

總之，PCB 背鉆是一種重要的 PCB 加工技術(shù)。它能夠有效減少信號(hào)傳輸?shù)姆瓷浜痛當(dāng)_，提高信號(hào)的完整性和質(zhì)量。在高速通信、服務(wù)器、高端電子設(shè)備等領(lǐng)域，PCB 背鉆技術(shù)發(fā)揮著關(guān)鍵作用，為實(shí)現(xiàn)高性能的電子系統(tǒng)提供了可靠的保障。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，PCB 背鉆技術(shù)也將不斷創(chuàng)新和完善，以滿足更加復(fù)雜和嚴(yán)格的電子設(shè)計(jì)需求。