Backdrill, tiefenkontrollierte Bohrung

Durch den Backdrill-Vorgang werden Stubs von Durchkontaktierungen entfernt. Stubs werden die nicht benötigten Fortsätze von Durchkontaktierungen genannt, welche über die letzte angebundene Lage hinausgehen.

Stubs können zu Reflexionen sowie, Kapazitäts-, Induktivitäts- und Impedanz-Störungen führen. Fehler, welche mit steigender Ausbreitungsgeschwindigkeit/Bitrate zunehmen.

Gerade Backplanes und dickere Leiterplatten können durch Stubs erhebliche Störungen der Signalintegrität erfahren. Für Hochfrequenz-Leiterplatten (z.B. mit Impedanzkontrolle) kann das Backdrill-Verfahren, sowie das Verwenden von Sack- und vergrabenen Löchern, somit Teil der Lösung sein.

Backdrill kann grundsätzlich auf jede Leiterplatte angewendet werden bei welcher Stubs die Signalintegrität stören. Hierbei muss nur minimal Rücksicht auf Design und Layout genommen werden, so muss z.B. bei Verwendung von Sacklöchern (Blind Vias) der Aspekt Ratio beachtet werden.

Vorteile Backdrill:

  • Reduzierter deterministischer Jitter
  • Niedrigere Bitfehlerrate
  • Weniger Signaldämpfung mit verbesserter Impedanzanpassung
  • Erhöhte Kanalbandbreite
  • Höhere Datenraten
  • Reduzierte elektromagnetische Beeinflussung (EMB) durch Stubs
  • Reduzierte Anregung von Resonanzmodi
  • Geringere Via-zu-Via Nebensignaleffekte
  • Aspekt Ratio kann, im Gegensatz zu Sacklöchern, vernachlässigt werden

Senden Sie uns in Ihren Daten eine zusätzliche Info-Lage, welche die Vias für Backdrill kennzeichnet. Backdrill mit unterschiedlichen Tiefen können Sie in der Info-Lage z.B. mit unterschiedlichen Symbolen versehen. Kontaktieren Sie uns, wir beraten sie gerne!

Design Parameter

Index Typ Wert min.
A Backdrill Ø 400µm
B Durckkontaktiertes Loch Ø 200µm
C Kupferfreistellung 150µm
D Ø-Differenz Umlaufend 100µm
E Backdrill Tiefe 200µm
F Abstand zu angeschl. Lage s.u.
G Dicke Ziel-Lage s.u.
H Dicke Rest-Stub (Sicherheit) s.u.

Benötigte Lagendicke "G"

Falls sie einen speziellen Lagenaufbau benötigen, beachten sie bitte die folgende Mindestdicke für das Prepreg in welchem der Bohrer ausläuft (G).

Falls Sie keinen speziellen Lagenaufbau benötigen übernehmen wir alle nötigen Dickenberechnungen bzgl. "G".

 

F ≤ 1.0mm 1.0mm < F ≤ 2.0mm 2.0mm < F ≤ 3.0mm 3.0mm < F ≤ 4.0mm
G min. 250µm 300µm 400µm 500µm
H 125µm 150µm 200µm 250µm
Toleranz ± 100µm ± 125µm ± 175µm ± 225µm

Stubs im Detail

Backdrill_LeeranweisungWie bereits angesprochen, sorgen Stubs für Störungen der Signalintegrität in Hochfrequenz-Leiterplatten. Stubs verursachen unerwünschte Leeranweisungen in der Resonanzfrequenz, welche die Einfügungsdämpfung des Kanals erhöhen.

Wenn eine dieser Frequenznullen zufällig an oder nahe der Nyquist-Frequenz der Bitrate auftritt, führt das zu einer sehr hohen Bit-Fehlerrate, u.U. sogar zu einem Verbindungsabbruch. Je kürzer der Stub, um so geringer ist die Fehlerwahrscheinlichkeit.

Keysight LogoZum Simulieren von Stubs, sowie für RF- und High-Speed Digital Designentwürfe gibt es die kostenpflichte Software ADS von Keysight Technologies, welche über lineare und nichtlineare sowie Elektromagnetische (2.5D und 3D) Simulatoren verfügt. Keysight hat – praktisch in jedem Maße – mit ihrer langjährigen Erfahrung und der exklusiven messtechnischen Ausrichtung international die Nase vorn.

Grafik "Insertion Loss" freundlicherweise zur Verfügung gestellt von Bert Simonovich - Design Notes on Stubs.

Tiefer in die Materie geht es hier (Englische Artikel):

Stub Termination
Practical Differential Via Modeling Made Easy