答题|背钻设计时要优先保证哪一项,STUB长度真的是越短越好吗

高速先生 2024-10-10 17:46


上期话题

背钻设计时要优先保证哪一项,STUB长度真的是越短越好吗

(戳标题,即可查看上期文章回顾)


Q

关于PCB的背钻的处理方式,大家有没有一些特别的经历和故事,来,一起观潮,一起聊聊。

老祖宗说:"世间凡事不能太圆满,阴中有阳,阳中有阴,月盈则缺,水满则溢。”


关于Stub,也不能过分的追求极致。


过分追求stub的短,而忽略了连接器的鱼眼的长,导致压接后连接器的鱼眼接触不到孔壁上的铜,而出现开路。


下图为压接连器与PCB接触时的状态:

下图就是传说中的高速连接器上的鱼眼部分,其被外力压入PCB中后,实际的信号导通靠它与PCB连接。

所谓的压接,就是不需要焊接,通过机械外力把压配合连接器的线脚压入PCB的通孔,靠机械连接实现电气连接的生产工艺。

在压件工艺中,压配合连接器的鱼眼最宽的位置总是大于PCB通孔的,也就是说过盈配合。压配合连接的难易主要取决于过盈的大小和直径的大小。所以在封装建立的时候是一个关键,压接成品孔径的大小要建准,另一个便是孔径公差要标注清楚。还有一个最关键的是鱼眼的长度是多少。


科学岛小飞同学给了一个中肯的回复:


“压接孔的背钻需要特别注意信号所在层深度和鱼眼深度的关系,一般鱼眼压接孔的pcb厚度都有最小的要求,避免出现信号被钻掉,导致实际信号和鱼眼不接触开路的情况。其他一般背钻设置正确情况下一般不会有问题。”


另外背钻不是必须的,要根据SI的需求,不要一看到高速就马上想到背钻。


杆同学的回复就十分到位:


“背钻并不是必须的要看你是否真的需要,毕竟加背钻相应成本也会增加。当芯片驱动能力足够强,或系统互连链路不那么长,频率没那么高,也许不做背钻处理设计信号质量同样能过关。另外背钻后,需要清洗板以去除背钻中可能存在的任何残留钻屑。”


Jamie就说到了设计理论和实际生产之间的关系。我们高速先生队长常说,凡是生产必有偏差。


一切超出实际生产能力的设计都是镜中花,水中月。


“普通信号连接过孔的背钻后Stub肯定越短越好,最好是0,关键看工厂的加工能力。压接器件,还得考虑上压接后的电气接触性能,所以我写这类制作说明的时候,都会红色加一句,某些器件pin孔的背钻后,孔内至少留下多少mm(用过的压接鱼眼总长度1.6mm,孔内镀铜最少保留1.4)深度的镀铜。”


所以溺水小子从生产与设计的角度给出一个很好的结论:


“只要是最后需要交付实物的设计,最基本的考虑就是实物要能制造出来,做不出来的设计仿真数据好,眼图漂亮也只能用来写PPT”


最后还是依Simon同学的回复做为结论:


“信号via孔stub越短越好,压接孔的要保证引脚与孔壁的接触(深度或剩余厚度优先)”


要不PCB开路了,得不偿失。

(以下内容选自部分网友答题)

我们公司经常为了增加散热面积,在底层对除了地信号以外的信号背钻掉bottom层,然后pcb大面积开窗露铜,与金属外壳接触散热。由于是背钻bottom层,要求其与次外层的层间距大于8,导致我们的板在表层走线时,阻抗线都比较粗,不太好layout,高速先生有什么好的建议吗?   

@ 欧阳

评分:2分

我们做汽车电子的bcm产品时,为了降成本。大电流连接器太贵了,所以采用每个pin单独,独立插针(压接的,自购插针机),无外壳的方案。在项目试用过一次后,发现插入的针会松动,接触不强。

排除问题后才知道,这种插针的孔是指定钻针直径的,不是完成孔径达到要求就能行的。 

@ Ben

评分:2分

背钻并不是必须的要看你是否真的需要,毕竟加背钻相应成本也会增加。当芯片驱动能力足够强,或系统互连链路不那么长,频率没那么高,也许不做背钻处理设计信号质量同样能过关。另外背钻后,需要清洗板以去除背钻中可能存在的任何残留钻屑。 

@ 杆

评分:2分

之前有个项目,不管怎么调匹配电阻测出来眼图就是不行。后来开始怀疑过孔的stub,就找了高手手动给背钻,只见高手全副武装,哐哐给钻完了,结果测试还是不行。最后把芯片研发喊过来一起,调整芯片的参数配和匹配电阻给搞定了。过孔那点stub会影响信号,但也不是唯一因素 


@ Ku

评分:2分

从信号质量上来说,过孔的stub越短越好,但实际中还要考虑成本,所以会根据信号速率来控制stub,影响不大的不一定要背钻,同时还要尽量减少背钻的种类,尤其是层数比较多的板子,比如L14和L12层的信号都设置成背钻到L15层。在设计中还要考虑信号或者铜皮与背钻孔的距离,避免背钻伤到走线。

@ 绝对零度

评分:3分

之前有个项目的DDR4要求速率比较高,但是板子加工的时候没有背孔,经过高人指点说要背钻,为了验证背钻的有效性就有了“手钻”的传说,当然难度太大,最后还是重新打板。


@ Mike

评分:2分

一般的via的根据出线层加上一定的Stub说明钻到哪一层,压接器件的过孔背钻到哪一层就需要看连接器手册上鱼眼深度和叠层情况来决定可以钻到哪一层 


@ Alan

评分:2分

只要是最后需要交付实物的设计,最基本的考虑就是实物要能制造出来,做不出来的设计仿真数据好,眼图漂亮也只能用来写PPT 


@ 溺水小子

评分:2分

普通信号连接过孔的背钻后Stub肯定越短越好,最好是0,关键看工厂的加工能力。压接器件,还得考虑上压接后的电气接触性能,所以我写这类制作说明的时候,都会红色加一句,某些器件pin孔的背钻后,孔内至少留下多少mm(用过的压接鱼眼总长度1.6mm,孔内镀铜最少保留1.4)深度的镀铜 


@ Jamie

评分:3分

压接孔的背钻需要特别注意信号所在层深度和鱼眼深度的关系,一般鱼眼压接孔的pcb厚度都有最小的要求,避免出现信号被钻掉,导致实际信号和鱼眼不接触开路的情况。其他一般背钻设置正确情况下一般不会有问题。


@ 科学岛小飞

评分:2分

信号via孔stub越短越好,压接孔的要保证引脚与孔壁的接触(深度或剩余厚度优先)  


@ Simon

评分:2分

机械钻头背钻的stub工厂说是在0.15mm左右,这个背钻孔的切片样品工厂这边好像不好提供。   速率不高的话用Uturn可以代替背钻,多一个钻孔。 


@ 莫克

评分:2分


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