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20层板的制作,需要将第1层连到第10 层,通常我们钻出通孔(一次钻),然后沉铜+电镀。这样第1层直接连到第20层,实际我们只需要第1层连到第10层,第11到第20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,在通讯信号中会引起信号完整性问题。要将这个多余的柱子(业内叫STUB)从反面钻掉(二次钻),所以叫背钻。

但由于后续工序会蚀刻掉一些铜,且钻针本身也是尖的,同时考虑到钻机的深度精度等因素,一般也不会钻那么干净,所以在背钻时会留下一点余量,这个留下的余量残桩的长度叫 STUB,一般在 50‐150um范围为好。过短则生产控制难度增加,容易造成钻孔深度过深不良,过长通断性能可能没有影响,但是会影响信号的延时完整性。如(图1)所示
背钻孔有什么样的优点和作用
背钻的作用: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。

背钻孔生产工作原理
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)所示

背钻制作基本工艺流程
流程一:一钻→沉铜电镀→镀锡→背钻→蚀披锋→退锡→树脂塞孔→后工序
流程二:一钻→沉铜电镀→线路→图形电镀→背钻→蚀刻→后工序
背钻孔板通常技术特征


众阳电路背钻能力及案例分享
背钻工艺能力


背钻技术的优化发展趋势及主要应用领域
由于受传统背钻工艺特征影响,蚀刻披锋、钻针形态,以及钻机的深度精度等因素,所以在背钻时会留下一点余量,达不到理想的 0 STUB。业内有材料厂家已经开始研发如选镀掩膜的方式来实现 0 STUB(图五)所示,相信未来一定会有更多的技术突破来为线路板的发展保驾护航。线路板背钻技术的主要应用场景:涵盖高速通信、服务器与数据中心、消费电子、医疗电子、工控与军工航天等对信号完整性和电路性能要求严苛的领域,其核心价值在于通过优化信号传输质量提升设备可靠性。

审核编辑 黄宇
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