不同的背钻方式对背钻深度的影响

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2024年6月10日发(作者：)

不同的背钻方式对背钻深度的影响

文／深圳市强达电路有限公司　

孙创 郭先锋

【摘　要】背钻作为一种提高型号传输速度及质量的工艺设计，在ＰＣＢ设计中广泛运用。本文主要

验证不同的背钻方式对背钻加工的影响。

【关键词】背钻；深度；铝片；冷冲板；对位精度

０背景

一些技术领先的交换机生产企业越来越重视对于

信号的完整性传输研究，且已证明PTH孔无用孔铜部

分对信号的完整性有重大的影响，所以使用背钻技术

去除这部分孔铜可以低成本，且满足高频、高速的性能。

(2)提高信号完整性；

(3)局部板厚变小；

(4)减少埋盲孔的使用，降低PCB制作难度。

１．４背钻加工的难点——背钻深度的控制

由于钻孔深度存在一定的公差控制要求，以及板

件厚度公差控制要求，我们无法100%满足客户绝对的

深度要求。对于背钻深度的控制，工艺的看法是宁浅

勿深，见图1。

１背钻简介　

１．１背钻的作用

PCB制造过程中镀通孔其实可当做是线路来看，

某些镀通孔端部的无连接，将导致信号的折回共振也

会减轻，增强信号传输的完整性。

１．２背钻孔定义

背钻是钻掉没有起到任何的连接或者传输作用的

通孔段，避免造成信号传输的反射、散射、延迟等，

给信号带来“失真”。

１．３背钻工艺的优点

(1)减小杂讯干扰；

图１

１．５背钻板的技术特征

第一作者简介：

孙创，湖北房县人，毕业于湖北工业大学化学工程

与工艺专业，目前就职于深圳市强达电路有限公司，担任机加工工

艺一职，主要负责机加工规范文件的制定、工艺流程优化、新设备

及新物料的测试、新产品及新工艺的研究、成本改善及效率提升方面。

(1)背钻以硬板为主；

(2)背钻板厚一般大于2.0mm；

(3)背钻板的层数一般在8~50层；

(4)背钻板的厚径比比较大；

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2019年5月第3期

(5)背钻板的单PCS尺寸比较大；

(6)背钻孔比需要钻掉的孔大0.2mm(极限0.1mm)；

(7)背钻板的外层线路较少，多为压接孔方阵设计；

(8)如果需要钻到M层，不能伤到N层，那么M

层到N层之间的介质厚度最小0.2mm(极限0.15mm)。

１．６背钻板运用的领域

背钻板主要应用于通信设备、大型服务器、医疗

电子、军事、航天等领域。

１．７背钻残厚对信号的影响

Ｒｅｍａｎｉｎｉｎｇ　　Ｒｅｓｉｄｕａｌ　Ｓｔｕｂ　Ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ　Ｓｉｇｎａｌ　

Ｌｅｎｇｔｈ（ｍｉｌｓ）Ｌｏｓｓ（Ｐｅｒｃｅｎｔ）

１０．２５％

２０．５％

５１．２５％

１０２．５％

２０５％

４０１０％

６０１５％

１００２５％

２００５０％

２　试验设计

２．１试验目的

通过试验验证不同的背钻方式对背钻深度的影响，

从而找到最佳的背钻方式。

２．２试验步骤

(1)制作测试板；

(2)背钻；

(3)切片确认背钻结果。

２．３具体试验内容

2.3.1制作测试板

(1)流程

开料→钻铆钉孔→压合→钻孔→沉铜加厚→外图

图电→背钻→切片

(2)各流程制作要求

开料：尺寸520

*

415mm，板厚0.1mm，铜厚

HOZ，数量6PNL。

钻铆钉孔：钻压合用的铆钉孔。

压合：芯板之间放一张2116的PP，上下用1OZ

铜箔压合一张14层板。

钻孔：使用G012034C14A0的钻带，只钻板边工

具孔和板内0.9mm的孔。

沉铜加厚：正常沉铜加厚(薄铜)。

外图：使用G012034C14A0的资料，正片。

图电：正常图电，孔铜20~25um。

背钻：使用G012034C14A0的钻带，使用1.0mm

钻咀钻原0.9mm的孔 。

切片：切片确认实际深度。

2.3.2背钻

为避免背钻后孔内铜丝的影响，现在的背钻一般

都是在镀锡后、蚀刻前，此方法的优点是蚀刻时可以

蚀掉孔内铜丝，缺点是不方便用万用表测试背钻深度

是否合格。

(1)本次试验是在蚀刻前(背钻的原理见图2)

钻嘴接触到

板面时电路闭合

信号传送至ＣＮＣ

盖板或生产板表面必须是导体电接触

机器前面安装接触式香菇头

图２

采用具有机械钻盲孔功能的钻机，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。

(2)背钻方式的选择

方式一：板上面什么都不加，直接钻，见图3。

图３

方式二：板上面先加铝片，再加冷冲板(酚醛垫

板)，见图4。

图４

方式三：板上面加单面覆铝板，铝面朝下，见图5。

备注：加冷冲板的作用是防止铝片被吸起和清除

钻咀上的铝屑。

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PCB Information

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图５

２．４切片确认背钻深度

(1)切片如下图

图６

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图７

图８

(2)数据统计

２．５数据分析

(1)方式一是以刀刃接触到孔口的位置作为零点，

因此实际深度与理论深度更接近。

(2)方式二和方式三是以刀尖接触到铝面的位置为零

点，钻出的深度会比理论深度小h，h由一钻孔径和钻

尖角决定，方式二是分别放铝片和冷冲板，因两者之间

有缝隙，故方式三比方式二更接近理论深度，见图9。

小结：①从背钻深度的准确度来看，方式一＞方

式三＞方式二。

②从背钻深度的精确度(离散度)来看，方式三=

方式二＞方式一。

图９

(3)背钻是在通孔的基础上钻孔，会存在与第一次

钻孔之间的对位偏差，造成背钻零点变高从而导致实

际深度比理论深度偏小，见图10。

３　结论

(1)三种背钻生产方式都可以满足背钻深度的要求，

背钻精度在+/-0.05mm内的CPK都大于1.33。

(2)方式一(不加盖板)成本最低，方式三(加单面

覆铝板)成本最高。

(3)方式一(不加盖板)生产效率最高，方式二(加

铝片和冷冲板)生产效率最低。

背钻生产方式具体如下：

图１０

①采用导电方式生产，板面通过蘑菇头或导线与

机台连接好。

②背钻不加铝片，可在板面加一张冷冲板防止压

伤板面以及清除钻咀缠丝。

③为提高两次钻孔的对位精度，背钻可采用CCD

抓点的方式生产。

技术指导：宋世祥、杨亚兵

(4)方式三是相当于是把铝片和冷冲板提前压在一

起，且铝片的厚度更均匀，减小了板件与铝片、铝片

与冷冲板之间的缝隙，故方式三比方式二的零点要低，

深度也比方式二更接近设置深度。

(5)三种方式实际背钻深度的离散度如下(计算实

际数据与平均值的差值在+/-0.05mm内的CPK)。

诺基亚贝尔与中国一汽开展5G合作，助力自动驾驶研发

4月29日，诺基亚贝尔与中国一汽签署战略合作备忘录，未来二者将联合开展智慧网联车辆、工业物联

网(IIoT)、智能制造及数字化转型等方面的研发。

根据协议，诺基亚贝尔将为一汽长春生产基地部署5G试验网，用以支持自动驾驶及网联车辆应用研发。

同时，诺基亚贝尔还将与一汽合作开发数据中心、云、大数据及5G网络切片等重要解决方案，助力一汽加

快数字化转型。

此外，诺基亚贝尔将为一汽提供基于诺基亚5G商用解决方案的5G试验网及安全、大数据、云及5G网

络切片技术，助力一汽实现数字化转型。诺基亚贝尔还将提供端到端系统集成，利用自动AGV(自动导引车

辆)、AR/VR机器视觉及AI质量检测等自动化解决方案，帮助一汽推进智能制造。

“很高兴与诺基亚贝尔签署战略合作备忘录，相信两家央企强强联手将有助于一汽加强智慧车辆及自动

驾驶技术的研发。”中国一汽董事长、总经理、党委副书记奚国华表示，在5G制造应用领域，诺基亚贝尔

拥有真正端到端解决方案，在业内处于领先地位。“希望双方尽快落实、深化合作，在一汽探索运营及产品

数字化转型之路上，凝心聚力，携手共赢。”

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本文标签： 深度方式生产信号