背钻工艺:

1.背钻工艺简介

2.背钻加工难点

3.背钻加工能力

4.背钻板件设计

5.背钻板件加工

背钻工艺简介——什么是背钻

背板

  背板是连接(或插接)多块子卡或插件板，形成独立系统的母板，多为大尺寸厚板。广泛应用于通讯、航天、超级计算机、医疗设备、军用基站等重要场合。

背钻

     主要应用于背板，背钻即是将镀通孔中对信号传输不起积极作用的一部分无用孔铜钻掉，以保证信号的完整性，如下图。

背钻工艺简介——为什么背钻

感抗：电感对电流阻碍作用的大小.

XL＝2πfL

f：电流频率

L：自感系数，自感系数跟线圈的形状、长短、匝数等因素有关系．线圈的横截面积越大，线圈越长，匝数越多，它的自感系数就越大．另外，有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多．

背钻后的残留Stub在通电时即相当于电感，并且安装插入元器件时感抗会更大,如下图。

背钻工艺简介——为什么背钻

信号传输的高频化的需要（5Gb/s－10Gb/s）

信号完整性的需要（Signal Integrity）

背钻加工的难点——背钻深度的控制

背钻深度的控制

钻深太大，则造成致命性短路；钻深太小，则残留Stub太大，影响信号传输

背钻加工的难点——背钻深度的控制之改善措施1

改善

采用具有机械钻盲孔功能的钻机

即Blind Hole Function，可以通过钻嘴、板件和台面触点形成回路检测深度，以板面为零点向下钻入需要的深度，理论上受板厚的均匀性影响较小，其深度控制原理见下图所示：

背钻加工的难点——背钻深度的控制之改善措施2

背钻孔增加无功用焊盘，以提升介质层均匀性

背钻加工的难点——背钻深度的控制之改善措施3

增大板边，以提高有效区域的板厚均匀性

将长向增加4inch，宽边增加2inch

背钻加工的难点——背钻深度的控制之改善措施4

板边增加特殊的检测标靶，对钻深进行实时监测

背钻加工的难点——背钻深度的控制之改善措施5

叠层设计：尽量避免采用高RC的B片和多张B片

特殊层压程式，使用全新牛皮纸、分离板在确保线路间距加工能力情况下尽量提高平板电镀层的厚度，甚至采用假碱蚀的方法，提高图形电镀的均匀性

背钻加工的难点——孔内铜丝的去除

背钻加工过程中孔内铜丝的去除

背钻过程中由于铜的延展性，容易产生铜丝，难以去除

改善

优化背钻的加工流程，采用图形电镀后背钻（甚至假碱蚀），然后进行蚀刻，将铜丝蚀刻掉

背钻加工能力——背钻深度控制公差

背钻加工能力——残留Stub长度

背钻板件设计——背钻孔上背钻面的焊垫大小

背钻孔上的焊盘要比背钻钻嘴单边大10mil 

背钻板件设计——背钻孔NP部分内层隔离环宽

背钻孔NP部分内层隔离环宽：比背钻钻嘴≥8mil

背钻板件设计——背钻孔内层无功用焊盘（NFP）

为了保证背钻后PTH部分孔壁结合力，在背钻孔PTH部分的所有内层位置增加无功用焊盘，环宽按照普通板件设计。考虑到布线空间的影响，可按照实际情况修改，但须保证足够环宽，如果不能保证，则删除。

对于背钻孔非金属化部分，需增加直径为1/2钻嘴直径的无功用焊盘。

背钻板件设计——拼板设计

1、拼板长宽向留边及铣边要求

2、拼板优化

背钻板件设计——钻深测试Coupon的设计

在各内层拼板板边和单元间隙设计背钻深度测试Coupon图形，其分布见右图：1、2分别代表深度不同的测试Coupon，深度由浅到深排列，整个拼板共8组，呈顺时针 

背钻板件设计——背钻钻带的设计1

1、测试Coupon钻带设计

测试Coupon钻带后缀名为.BZ#，“#”表示不同深度的背钻深度，编号由小到大排列，分别表示深度由浅到深。测试Coupon钻带用于加工前确定背钻的钻深。

每个深度的背钻测试Coupon设计一条钻带，8个位置的8个Coupon分别列为8支T，即T1-T8，

钻孔顺序也按照顺时针排列，方向孔右侧的测试Coupon为第一个T，即T1。 例如：PG0109（6层板），从焊锡面钻至第四层的测试Coupon钻带为PG0109.BZ1，从焊锡面钻至第三层的测试Coupon钻带为PG0109.BZ2。

背钻板件设计——背钻钻带的设计2

2、背钻主钻带设计

背钻主钻带后缀名为.BZ。背钻钻带中需加入背钻指令G86，位置在需要背钻的钻嘴指令后回车另起一行加入。

背钻钻带中钻嘴的排列：首先为测试Coupon的钻嘴，以PG0109（6层板）为例。

从焊锡面钻至第四层和第三层，钻嘴排列顺序按照深度由小到大排列，则T1、T2分别为钻至第四层和第三层的钻嘴排列；然后为单元内背钻的钻嘴，同样，T3、T4分别为钻至第四层和第三层的钻嘴排列

背钻板件加工——板厚测量

板厚测量

测量板厚，用于钻机板厚设定输入，制作切片确认介质层厚度用于确定钻深。

背钻板件加工——介质层厚度确认

介质层厚度确认

背钻板件加工——铣标靶、上钉、垫板铝板

铣标靶

上钉：根据批量管制卡上背钻步骤中要求的背钻面上钉：背钻面为元件面，则按正常板件上钉；背钻面为焊锡面，则从反面上钉。

配垫铝板和酚醛盖板：垫板使用白色密胺垫板，垫板不能翘曲；铝板在标靶孔的相应位置应铣出直径约半英寸的孔，铝板不能有褶皱；酚醛盖板的长方向尺寸要缩短半英寸。

背钻板件加工——钻机保养及准备

做板前将压脚更换成塑料压脚

钻板前做足钻机的清洁保养工作，其中内容包括：

清洗硬塑料压脚内的杂物；

保养夹头；

清洁钻机台面

清洗导电夹触头(Detection probe)，特别是与铝片盖板接触的触头，要保持清洁。

背钻板件加工——钻机操作 

钻机界面F6 选择BLIND HOLE，输入板厚（BOARD THICKNESS）、铝板厚度（ENTRY THICKNESS，0.2mm）、垫板厚度（BACKUP THICKNESS，2.7mm）和加工模式（TOUCH BH MODE，此项选用ENTRY+BH）。

 钻机界面F2中加工参数表的设定：在每一支做BACKDRILL的钻咀的“BH”列中输入“1”即显示“YES”，表示打开该钻咀BACKDRILL的功能；输入“0”即显示“NO”，表示关闭该功能。

背钻板件加工——钻深初始深度计算

背钻初始深度Z=H+h ，然后在钻机界面F2中设置背钻初始深度 

背钻板件加工——工艺参数控制

层压

特殊层压程式，全新牛皮纸、分离板

钻嘴选用

采用特殊钻嘴（槽形钻嘴、钻尖角165˚）

钻嘴胶粒深度

严格控制钻嘴的胶粒深度，减少钻深偏差

背钻加工参数

降低进给速，尽量减少铜丝的产生

背钻品质保证

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