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PCB為啥現在行業越來越流行“淺背鑽”了?

發布時間:2025-08-18 18:21:12

偷偷地跟大夥說,在PCB加工上做過最出格的(de)事,就(jiù)是哪怕隻(zhī)有10mil-stub(殘樁)的過孔,我都硬著頭皮要(yào)求板(bǎn)廠給我去做背鑽(zuàn)。。。

高速先(xiān)生成員--黃剛

毫無疑問,信號速(sù)率已經(jīng)是灰常灰常高了,過孔(kǒng)對信號質量的(de)影響在以往(wǎng)文章中已經分(fèn)享過太多太多。過孔一身都是坑,其中最大的(de)那個就是它的stub影響(xiǎng)。一個有stub的過(guò)孔衰減的(de)上(shàng)限可能是大(dà)家想象不到(dào)的,1dB,5dB,10dB,20dB甚至(zhì)更大都有可能。

So,一(yī)套專門為提升有stub的過(guò)孔(kǒng)性能的加工工藝就應運而生了,那就是背鑽,簡單的流程就像下麵這樣了(le)。

 

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當然(rán),我們也知道,本身常規(guī)的板(bǎn)子是不需要背鑽的,突然(rán)增加這樣一個工藝流程,加錢是難免的事(shì)情。因此精明(míng)的硬件朋(péng)友們就學會了根據高速信號速率的不同來決定是(shì)否需要背鑽和哪些層背鑽,哪些層就不用背鑽了。簡單定性來說就是,速率低就能允許過孔的(de)stub長,速率高就(jiù)需要stub短,當(dāng)然高速先(xiān)生在(zài)很多場合上也大(dà)概(gài)把速率和(hé)stub長度的(de)關係量(liàng)化(huà)過,還不知道的粉絲可以去問問身邊知道(dào)的同事了,哈哈。

 

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由於多一(yī)層背鑽(zuàn),就要多(duō)花一層的錢,所以大多數客戶都會覺得在不算非常高的速率下,例如25Gbps左右,可能超過25mil以上stub的過孔才會去背鑽。例如下麵的連接器過孔案例,在這一層出線層(céng)的情(qíng)況下,過孔stub是25mil。

 

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這個時候我(wǒ)們來考慮背鑽和不背鑽的影響,背鑽後留下的stub是10mil,模型的示意圖(tú)如下所(suǒ)示:

 

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然後從結果(guǒ)上看差異是非常明顯的,TDR阻抗差異超過10個歐姆,回波損耗也差了接近10個dB。說明背鑽工藝對(duì)過(guò)孔性能(néng)的改善幫助很大(dà)很大。。。

 

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從上麵的結果能看到,25mil不背鑽結(jié)果(guǒ)當然不是很好,背鑽之後哪怕剩下10mil其(qí)實結果(guǒ)都能接近完美了,看起來的確和我們想象的一樣,如(rú)果(guǒ)本身就隻有(yǒu)10mil的stub,那還背鑽個啥(shá),又省錢又不會為難板廠,一舉兩得!

 

那問題來了,如果真的隻有10mil的stub的話,到底值不值得背鑽呢?那我們把上麵那(nà)個模型的走線層換到更靠下(xià)的層去走,過孔的stub就10mil出頭的(de)樣子,如下所示:

 

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在不背鑽的情況下,仿真得(dé)到的TDR阻抗結果是85歐姆左右,感覺還行啊(ā),能接受!

 

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這(zhè)個時候我們(men)來硬要板廠幫我們做背(bèi)鑽,本來是10mil出頭,讓板廠鑽掉幾個mil,保證最後是8mil的stub,就(jiù)像下麵(miàn)這個動圖展示的背鑽過程一樣!

 

353-9過(guò)孔背鑽.gif

 

最後做(zuò)出(chū)來的(de)這個效果就是背鑽後剩下8mil stub的模型了。

 

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無非也隻是少(shǎo)了3mil左右(yòu)的stub,能比不背鑽好多少,能差出0.5歐姆都頂天了(le)吧(ba)。這下恐怕要(yào)讓大家失望了,背鑽後過孔的阻抗從(cóng)不背(bèi)鑽的85歐姆左右提升到快接近90歐姆了,足足差不多有5歐姆的提升!!!

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這。。。就有點驚掉下巴了啊,就差幾個mil的stub,能差出快5歐姆的情況?中間是不是有什麽(me)誤會啊?

 

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誤會可能沒有,認知不同(tóng)是有的。我猜你們認為的隻差3個mil的stub長度說的是下麵這種(zhǒng)情況,那就是把(bǎ)底層焊盤(pán)去掉,僅減小過孔stub長度的這個模型吧?

 

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的確如你們(men)之前想象的一樣(yàng),如果隻減小過孔stub長度的話,8mil的stub和10mil多的stub對過孔阻抗的影響的確微乎其微,可能0.2歐姆都沒有(yǒu)!

 

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 從三者回波損耗的結果對比也能看到幾個結(jié)論:不背(bèi)鑽的(de)影響在25Gbps之(zhī)前性能差別的確不大,但是在25Gbps之(zhī)後其實惡化是很(hěn)厲害的。哪怕隻鑽掉焊盤,不減小(xiǎo)過孔(kǒng)stub的改善也是非常明顯的,還有就是從結果來看,單純隻差幾個mil的stub影響是非常小的哈。

 

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這種小於10mil的過孔(kǒng)stub的背鑽我們在PCB加工行業內就稱為淺背鑽,如下圖所示,淺背鑽(zuàn)主要就是為了去掉底層焊盤的影響,其次才是希望讓stub再短幾個(gè)mil。 

 

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最後總結下哈:這個地方(fāng)的(de)影響無論(lùn)是從SI性能還(hái)是加工方麵看,都很容易(yì)被忽略,尤其當我們的通道走到了像112Gbps以上(shàng)的超高速率下,影響是不小的。同時對於板廠加工也是會增加一丟丟難度,畢竟要鑽的過孔深(shēn)度很短,一不留神就鑽過了或者壓根沒鑽到(dào),所以也需要對PCB板廠的加工能力有一定(dìng)的要求哈。我們板(bǎn)廠去做這個事情當(dāng)然沒有問題,關鍵是在(zài)於各位硬件或者PCB設計,包括SI的小夥伴們(men)有沒有意識到這個地方對高頻的影響,從而找我們的板廠去做(zuò)這個淺背鑽而已!

 

 

 

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